KR102279643B1 - 캐리어 기판 및 이를 이용한 소자 전사방법 - Google Patents

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황보윤
이학주
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Abstract

본 발명의 일실시예는 전사공정 시 소자의 파손을 방지하고, 전사 수율 및 전사 정밀도가 향상되도록 하는 캐리어 기판 및 이를 이용한 소자 전사방법을 제공한다. 여기서, 캐리어 기판은 베이스층, 반사방지층 그리고 에너지 흡수층을 포함한다. 반사방지층은 베이스층의 일면에 마련되고, 점착되는 소자의 소스기판을 통해 입사되어 소자를 투과되는 제1레이저빔에 의해 발생되는 탄성파가 소자 방향으로 반사되지 않고 베이스층으로 투과되도록 한다. 에너지 흡수층은 베이스층 및 반사방지층의 사이에 마련되되, 소자와 정렬되며, 에너지를 흡수하면 증발된다.

Description

캐리어 기판 및 이를 이용한 소자 전사방법{CARRIER SUBSTRATE AND METHOD OF TRANSFERRING DEVICE USING THE SAME}
본 발명은 캐리어 기판 및 이를 이용한 소자 전사방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전사공정 시 소자의 파손을 방지하고, 전사 수율 및 전사 정밀도가 향상되도록 하는 캐리어 기판 및 이를 이용한 소자 전사방법에 관한 것이다.
LED와 같은 질화갈륨 기반(GaN based)의 소자는 낮은 소비 전력으로 높은 내부 양자 효율을 얻을 수 있어 고성능의 고체조명으로 널리 각광받고 있다. 이러한 소자의 성장을 위해 일반적으로 사파이어(Al2O3)를 소스기판으로 사용하고 있다. 이는, 사파이어 기판은 융점이 높아 질화갈륨(GaN) 층과 같은 고온에서 증착되는 박막의 기판으로 적합하여, 사파이어 기판 상에서 비교적 고품질의 GaN 박막층을 성장시킬 수 있기 때문이다.
소자 전사 방법에는 질화갈륨 박막층을 성장시킨 사파이어 기판과 질화갈륨 박막층을 분리하는 과정이 요구된다. 그리고 사파이어 기판을 분리하기 위해, 레이저로부터 조사되는 광을 사용하는 레이저 박리(Laser Lift-Off, LLO) 공정을 이용한다. 이는, 레이저 박리 공정이 레이저 빔을 사파이어 기판에 통과시켜 사파이어 기판과 질화갈륨 기반의 소자 접합계면에서 국소적인 열이 발생하게 되고, 이에 의해 사파이어 기판이 용이하게 분리될 수 있기 때문이다.
그러나, 레이저 박리(LLO) 공정을 사용하여 소자를 소스기판과 분리할 때, 소자의 입사면으로 입사된 레이저빔에 의한 탄성파가 자유면(Free surface)에서 반사되어 소자의 입사면에 인장응력을 발생시키고, 이러한 인장응력에 의해 입사면에 스펄레이션(Spallation) 파손이 발생할 수 있는 문제점이 있다.
도 1은 레이저빔에 의한 탄성파에 의해 소자가 스펄레이션 파손된 상태를 촬영한 SEM 사진인데, 도 1의 (b)는 도 1의 (a)의 일부분을 확대한 사진이다.
도 1을 참조하면, 소자의 입사면에 스펄레이션 파손에 의한 복수의 판상 파손물(SP1,SP2)이 생성되는 것을 확인할 수 있다.
또한, 소자로 입사되는 레이저빔에 의한 충격파로 인하여 소자에 굽힘 응력이 발생할 수 있는데, 피킹(Picking) 공정 시에 캐리어필름에 의해 소자의 테두리에 가압력이 더 가해지면서 소자의 중심부 변위가 증가하여 소자가 굽힘 파손될 수 있는 문제점이 있다.
도 2는 레이저빔의 충격파로 인해 소자에 굽힘 파손이 발생한 상태를 촬영한 SEM 사진인데, 도 2를 참조하면, 굽힘 파손된 소자(D)를 확인할 수 있다.
대한민국 공개특허공보 제2014-0060196호(2014.05.19. 공개)
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 전사공정 시 소자의 파손을 방지하고, 전사 수율 및 전사 정밀도가 향상되도록 하는 캐리어 기판 및 이를 이용한 소자 전사방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 베이스층; 상기 베이스층의 일면에 마련되고, 점착되는 소자의 소스기판을 통해 입사되어 상기 소자를 투과하는 제1레이저빔에 의해 발생되는 탄성파가 상기 소자 방향으로 반사되지 않고 상기 베이스층으로 투과되도록 하는 반사방지층; 그리고 상기 베이스층 및 상기 반사방지층의 사이에 마련되고, 에너지를 흡수하면 증발되는 에너지 흡수층을 포함하고, 상기 소자가 상기 에너지 흡수층의 하측에 배치되도록 상기 소자는 상기 에너지 흡수층에 정렬되는 것을 특징으로 하는 캐리어 기판을 제공한다.
한편, 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 베이스층; 상기 베이스층의 일면에 마련되고, 점착되는 소자의 소스기판을 통해 입사되어 상기 소자를 투과하는 제1레이저빔에 의해 발생되는 탄성파가 상기 소자 방향으로 반사되지 않고 상기 베이스층으로 투과되도록 하는 반사방지층; 그리고 상기 반사방지층 및 상기 소자의 사이에 마련되고, 에너지를 흡수하면 증발되는 에너지 흡수층을 포함하는 것을 특징으로 하는 캐리어 기판을 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 에너지 흡수층은 상기 베이스층을 투과하여 조사되는 제2레이저빔이 조사되면 증발될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제2레이저빔이 조사되는 상기 에너지 흡수층은 상기 제2레이저빔의 빔 단면적보다 작은 면적으로 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 에너지 흡수층의 중심은 상기 소자의 중심과 일치되고, 상기 에너지 흡수층은 상기 소자의 대향면의 형상에 대응되도록 형성될 수 있다.
한편, 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 일면에 소자가 형성된 소스기판을 준비하는 준비단계; 베이스층, 상기 베이스층의 일면에 마련되고 상기 소스기판을 통해 입사되어 상기 소자를 투과하는 제1레이저빔에 의해 발생되는 탄성파가 상기 소자 방향으로 반사되지 않고 상기 베이스층을 투과하도록 하는 반사방지층 및 상기 베이스층 및 상기 반사방지층의 사이에 마련되고 에너지를 흡수하면 증발되는 에너지 흡수층을 가지는 캐리어 기판을 마련하는 캐리어 기판 마련단계; 상기 반사방지층이 상기 소자에 대향되도록 위치시키고, 상기 소자가 상기 에너지 흡수층의 하측에 배치되도록 상기 소자를 상기 에너지 흡수층과 정렬시켜 상기 소자를 상기 반사방지층에 점착시키는 점착단계; 상기 제1레이저빔을 상기 소자에 조사하여 상기 소스기판으로부터 상기 소자를 박리시키는 소자 박리단계; 그리고 타깃기판의 상측에 상기 소자를 위치시키고, 제2레이저빔을 상기 에너지 흡수층에 조사하여 상기 에너지 흡수층이 증발되면서 상기 소자 및 상기 반사방지층 사이의 점착력이 제거되도록 하여 상기 소자가 상기 타깃기판에 전사되도록 하는 전사단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 캐리어 기판을 이용한 소자 전사방법을 제공한다.
한편, 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 에너지를 흡수하면 증발되는 에너지 흡수층이 일면에 마련된 소자가 배치된 소스기판을 준비하는 준비단계; 베이스층 및 상기 베이스층의 일면에 마련되고 상기 소스기판을 통해 입사되어 상기 소자를 투과하는 제1레이저빔에 의해 발생되는 탄성파가 상기 소자 방향으로 반사되지 않고 상기 베이스층을 투과하도록 하는 반사방지층을 가지는 캐리어 기판을 마련하는 캐리어 기판 마련단계; 상기 소자를 상기 반사방지층에 점착시켜 상기 에너지 흡수층이 상기 반사방지층 및 상기 소자의 사이에 마련되도록 하는 점착단계; 상기 제1레이저빔을 상기 소자에 조사하여 상기 소스기판으로부터 상기 소자를 박리시키는 소자 박리단계; 그리고 타깃기판의 상측에 상기 소자를 위치시키고, 제2레이저빔을 상기 에너지 흡수층에 조사하여 상기 에너지 흡수층이 증발되면서 상기 소자 및 상기 반사방지층 사이의 점착력이 제거되도록 하여 상기 소자가 상기 타깃기판에 전사되도록 하는 전사단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 캐리어 기판을 이용한 소자 전사방법을 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 전사단계에서, 상기 제2레이저빔의 빔 단면적은 상기 에너지 흡수층의 면적보다 클 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 전사단계에서, 상기 제2레이저빔은 상기 베이스층을 투과하여 상기 에너지 흡수층에 조사될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 소자 박리단계에서, 상기 소스기판의 타면에는 제1마스크가 더 배치되고, 상기 제1레이저빔은 상기 제1마스크를 통해 상기 소자 중 특정 소자에 조사되며 해당 소자만 박리되도록 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 전사단계에서, 상기 베이스층의 타면에는 제2마스크가 더 배치되고, 상기 제2레이저빔은 상기 제2마스크를 통해 상기 에너지 흡수층 중 특정 에너지 흡수층에 조사되며 상기 특정 에너지 흡수층과 대향되는 소자만 전사되도록 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 베이스층의 일면에 탄성파에 대한 반사방지층이 마련되기 때문에, 소스기판을 통해 입사되는 제1레이저빔에 의해 발생되는 탄성파가 반사방지층에서 반사되지 않고 반사방지층을 투과할 수 있으며, 이를 통해 소자의 스펄레이션 파손 발생이 방지될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 에너지 흡수층은 소자와 정렬되어 마련되기 때문에, 에너지 흡수층이 증발되어 발생하는 팽창공간은 소자의 중심에서 가장 볼록하게 된다. 이에 따라, 반사방지층과 소자 사이의 점착력은 소자의 외측에서부터 중심방향으로 감소하게 되고, 최종적으로 소자 중심에서의 점착력이 제거된다. 따라서, 소자는 수직 하방으로 낙하할 수 있고, 타깃기판의 목표위치로 정확하게 전사될 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 레이저빔에 의한 탄성파에 의해 소자가 스펄레이션 파손된 상태를 촬영한 SEM 사진이다.
도 2는 레이저빔의 충격파로 인해 소자에 굽힘 파손이 발생한 상태를 촬영한 SEM 사진이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 캐리어 기판을 나타낸 단면예시도이다.
도 4는 도 3의 캐리어 기판을 이용한 소자 전사방법을 나타낸 흐름도이다.
도 5는 도 4의 캐리어 기판을 이용한 소자 전사방법의 공정을 나타낸 예시도이다.
도 6은 도 5의 캐리어 기판을 이용한 소자 전사방법의 공정 중 마스크를 활용하는 예를 설명하기 위한 예시도이다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 캐리어 기판을 나타낸 단면예시도이다.
도 8은 도 7의 캐리어 기판을 이용한 소자 전사방법을 나타낸 흐름도이다.
도 9는 도 8의 캐리어 기판을 이용한 소자 전사방법의 공정을 나타낸 예시도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 “연결(접속, 접촉, 결합)”되어 있다고 할 때, 이는 “직접적으로 연결”되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 “간접적으로 연결”되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 캐리어 기판을 나타낸 단면예시도이고, 도 4는 도 3의 캐리어 기판을 이용한 소자 전사방법을 나타낸 흐름도이고, 도 5는 도 4의 캐리어 기판을 이용한 소자 전사방법의 공정을 나타낸 예시도이다.
이하에서는 도 3 내지 도 5를 참조하여, 캐리어 기판(100) 및 캐리어 기판을 이용한 소자 전사방법을 함께 설명한다.
도 3 내지 도 5에서 보는 바와 같이, 캐리어 기판을 이용한 소자 전사방법은 준비단계(S210), 캐리어 기판 마련단계(S220), 점착단계(S230), 소자 박리단계(S240) 그리고 전사단계(S250)를 포함할 수 있다.
준비단계(S210)는 일면에 소자(10)가 형성된 소스기판(20)을 준비하는 단계일 수 있다.
소스기판(20)은 소자(10)가 생성되는 기판으로서, 사파이어 기판일 수 있다.
그리고 소자(10)는 소스기판(20)에서 타깃기판(30)으로 전사시키고자 하는 대상일 수 있다. 소자(10)는 질화갈륨 기반(GaN based)의 발광 다이오드(LED)일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
캐리어 기판 마련단계(S220)는 캐리어 기판(100)을 마련하는 단계일 수 있으며, 캐리어 기판(100)은 베이스층(110), 반사방지층(120) 그리고 에너지 흡수층(130)을 포함할 수 있다.
베이스층(110)은 투명한 소재로 형성될 수 있는데, 바람직하게는 후술할 제2레이저빔(L2)이 투과할 수 있는 소재로 형성될 수 있다.
반사방지층(120)은 베이스층(110)의 일면에 마련될 수 있으며, 소자(10)를 투과하는 제1레이저빔(L1)에 의해 소스기판(20)과 소자(10) 사이의 계면의 박리현상에서 발생되는 탄성파가 소자(10) 방향으로 반사되지 않고 투과되도록 할 수 있다.
이를 위해, 반사방지층(120)은 소스기판(20)에 생성된 소자(10)의 임피던스 대비 특정 범위값의 임피던스를 가질 수 있다. 여기서, 임피던스는 음향 임피던스이며, 밀도 × 파동속도로 정의된다. 파동속도는 탄성계수의 제곱근에 비례하며, 따라서 음향 임피던스는 탄성파 임피던스와 동일한 의미로 사용될 수 있다.
탄성파는 소자(10)의 입사면으로 입사된 레이저빔에 의해 발생되는 파로서 자유면(Free surface)에서 반사되는 경우 소자(10)의 입사면에 인장응력을 발생시킬 수 있다.
반사방지층(120)은 소자(10)의 구성물질의 탄성계수 또는 밀도와 유사한 탄성계수 또는 밀도의 물질이 사용될 수 있다. 예를 들면, 반사방지층(120)은 소자(10)의 탄성계수 단위에 대응되는 탄성계수 단위의 소재로 형성될 수 있다. 소자(10)의 구성물질인 질화갈륨(GaN)은 수백 GPa 의 탄성계수 단위를 가지기 때문에, 고무 또는 PDMS(polydimethylsiloxane)와 같이 MPa의 작은 탄성계수 단위를 가지는 물질보다는 폴리머 중에 아크릴 계열이나 에폭시(Epoxy) 등과 같이 수 GPa 의 탄성계수 단위를 가지는 물질이 반사방지층(120)으로 더 적합하다.
또한, 소자(10)의 구성물질인 질화갈륨(GaN)은 42.43 MRayl의 음향 임피던스를 가지는 반면, 공기는 0.0004 MRayl의 음향 임피던스를 가지기 때문에, 큰 음향 임피던스의 차로 인해 소자(10)를 투과한 제1레이저빔(L1)에 의해 발생되는 탄성파는 소자(10)와 공기의 경계면에서 반사될 수 있다.
한편, 에폭시는 3.00 MRayl, PVDF(Polyvinylidene fluoride)는 4.20 MRayl, 아크릴 계열 중 하나인 PMMA(Polymethylmethacrylate)는 3.32 MRayl의 음향 임피던스를 가져 공기보다 큰 음향 임피던스를 가지기 때문에, 소자(10)를 투과한 제1레이저빔(L1)에 의해 발생되는 탄성파는 반사되지 않고 투과될 수 있다. 종합해보면, 반사방지층(120)은 소자(10)의 구성물질인 질화갈륨(GaN)과 같이 GPa 의 탄성계수 단위를 가지고, 소자(10)의 구성물질인 질화갈륨(GaN)의 음향 임피던스 대비 1/15 이상 1 이하의 특정 범위값의 음향 임피던스를 가짐이 바람직하며, 이를 만족시키는 에폭시 또는 PMMA 소재로 이루어질 수 있다.
에너지 흡수층(130)은 베이스층(110) 및 반사방지층(120)의 사이에 마련될 수 있다. 에너지 흡수층(130)은 점착될 소자(10)와 정렬되도록 형성될 수 있다. 에너지 흡수층(130)은 에너지를 흡수하면 증발될 수 있다. 에너지 흡수층(130)은 후술할 제2레이저빔(L2)을 흡수하는 폴리머 소재로 형성될 수 있다. 또한, 에너지 흡수층(130)은 두께가 수~수십 나노미터 수준의 금(Au) 또는 백금(Pt)과 같은 금속층이 될 수도 있으며, 산화아연(ZnO)(밴드갭에너지 3.37 eV, 375 nm 파장에 해당) 등과 같이 후술할 제2레이저빔(L2)을 흡수할 수 있는 금속 산화물로 형성될 수도 있다. 이때 제2레이저빔(L2)의 파장은 금속산화물의 밴드갭에너지에 해당하는 파장보다 짧은 것이 바람직하다.
점착단계(S230)는 반사방지층(120)이 소자(10)에 대향되도록 위치시키고, 에너지 흡수층(130)이 소자(10)와 정렬되도록 하여 소자(10)를 반사방지층(120)에 점착시키는 단계일 수 있다.
점착단계(S230)에서, 반사방지층(120)은 에너지 흡수층(130)의 제1중심(C1)이 소자(10)의 제2중심(C2)과 일치되도록 소자(10)에 점착됨으로써, 에너지 흡수층(130)이 소자(10)와 정렬되도록 할 수 있다.
또한, 에너지 흡수층(130)은 소자(10)의 대향면(11)의 형상에 대응되도록 형성될 수 있다. 에너지 흡수층(130)의 제1중심(C1)과 소자(10)의 제2중심(C2)이 일치되면, 에너지 흡수층(130)은 소자(10)의 수직 상방에서 소자(10)의 투영영역에 일치되도록 배치될 수 있다.
소자 박리단계(S240)는 제1레이저빔(L1)을 소자(10)에 조사하여 소스기판(20)으로부터 소자(10)를 박리시키는 단계일 수 있다.
소스기판(20)에 생성된 소자(10)를 소스기판(20)에서 분리하기 위해 레이저 박리(LLO) 공정이 수행될 때, 제1레이저빔(L1)은 소스기판(20)을 투과하여 소자(10)로 조사될 수 있다.
제1레이저빔(L1)은 소스기판(20)과 소자(10)의 접합면에 포커스되도록 조사될 수 있다. 한편, 소자(10)에 입사된 후 소자(10)를 투과하는 제1레이저빔은 디포커스되어 소자(10)와 반사방지층(120)의 경계면으로 이동될 수 있다. 그런데 만일, 반사방지층(120)이 없다면, 소자(10)와 베이스층(110)과의 임피던스 차이가 크기 때문에, 제1레이저빔에 의해 발생되는 탄성파는 소자(10)와 베이스층(110)과의 경계면에서 반사되게 된다. 그리고 이렇게 반사되는 탄성파는 소스기판(20)과 접하는 소자(10)의 접합면에 인장응력을 발생시킬 수 있고, 이 때문에 스펄레이션(Spallation) 파손이 발생할 수 있다.
그러나, 본 발명에서는 반사방지층(120)이 마련되기 때문에, 소자(10)를 투과한 후 소자(10)와 반사방지층(120)의 경계면으로 이동되는 제1레이저빔(L1)에 의해 발생되는 탄성파는 반사되지 않고 반사방지층(120)을 투과할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면, 소자(10)의 스펄레이션 파손 발생이 방지될 수 있다.
한편, 제1레이저빔(L1)은 디포커스되어 소자(10)를 투과하기 때문에, 에너지 흡수층(130)에 에너지 흡수층(130)이 증발할 정도의 에너지를 제공하지 못 할 수 있다. 즉, 에너지 흡수층(130)은 제1레이저빔(L1)에 의해 영향을 받지 않을 수 있다.
제1레이저빔(L1)은 엑시머(Eximer) 레이저 또는 다이오드 펌핑 솔리드 스테이트(DPSS) 레이저로부터 출사되는 레이저빔일 수 있다.
전사단계(S250)는 타깃기판(30)에서 전사시키고자 하는 지점의 상측에 소자(10)를 위치시키고, 제2레이저빔(L2)을 에너지 흡수층(130)에 조사하여 에너지 흡수층(130)이 증발되면서 소자(10) 및 반사방지층(120) 사이의 점착력이 제거되도록 하여 소자(10)가 타깃기판(30)에 전사되도록 하는 단계일 수 있다.
전사단계(S250)에서, 제2레이저빔(L2)은 베이스층(110)을 투과하여 에너지 흡수층(130)에 조사될 수 있다.
제2레이저빔(L2)은 UV 레이저빔일 수 있으며, 베이스층(110)은 제2레이저빔(L2)이 투과될 수 있도록 투명한 석영(Quartz) 또는 사파이어로 형성될 수 있다.
제2레이저빔(L2)이 에너지 흡수층(130)에 조사되어 에너지 흡수층(130)이 에너지를 흡수하면 에너지 흡수층(130)은 증발될 수 있으며, 에너지 흡수층(130)의 증발에 따른 기체 팽창에 의해 에너지 흡수층(130)이 있던 공간은 팽창될 수 있다. 그러면 이러한 팽창공간(135)에 의해 반사방지층(120)이 밀려나게 되고, 이렇게 밀려나는 부분과 소자(10) 간의 점착면적이 감소되면서 최종적으로는 소자(10)가 낙하하여 타깃기판(30)으로 전사될 수 있다.
에너지 흡수층(130)은 제2레이저빔(L2)의 빔 중심이 에너지 흡수층(130)의 중심과 정확하게 일치하지 못하더라도, 에너지 흡수층(130) 전체에서 균일한 증발이 이루어질 수 있다.
전술한 바와 같이, 에너지 흡수층(130)은 소자(10)와 정렬된 상태이기 때문에, 에너지 흡수층(130)의 어느 일부분에 제2레이저빔(L2)이 조사되더라도 에너지 흡수층(130)이 증발하게 되면, 에너지 흡수층(130)이 마련되는 한정된 공간에 증발된 기체가 채워지게 되고, 이에 따라 팽창되는 팽창공간(135)은 소자(10)의 중심위치에서 가장 볼록하게 된다. 이에 따라, 반사방지층(120)과 소자(10) 사이의 점착력은 소자(10)의 외측에서부터 중심방향으로 감소하게 되고, 최종적으로 소자(10) 중심에서의 점착력이 제거된다. 따라서, 소자(10)는 수직 하방으로 낙하할 수 있고, 타깃기판(30)의 목표위치로 정확하게 전사될 수 있다.
더하여, 제2레이저빔(L2)의 빔 단면적(LA)은 에너지 흡수층(130)의 면적(131)보다 클 수 있다. 이를 통해, 제2레이저빔(L2)의 빔 중심이 에너지 흡수층(130)의 중심과 일치하지 못하더라도, 에너지 흡수층(130) 전체에 균일하게 에너지가 제공될 수 있으며, 팽창공간(135)은 동일한 위치에서 동일한 형태로 발생될 수 있다.
본 발명에 따르면, 소스기판(20)에서 소자(10)를 박리하고, 박리된 소자(10)를 타깃기판(30)으로 전사하는 공정이 단일의 캐리어 기판(100)에 의해 이루어질 수 있다. 따라서, LLO 공정 이후에 소자를 재배열 하기 위해 별도의 기판을 준비하는 등의 공정이 불필요하여 생산 공정이 단축될 수 있다.
도 6은 도 5의 캐리어 기판을 이용한 소자 전사방법의 공정 중 마스크를 활용하는 예를 설명하기 위한 예시도이다.
먼저, 도 6의 (a)에서 보는 바와 같이, 소자 박리단계(S240)에서, 소스기판의 타면에는 제1마스크가 더 배치되고, 제1레이저빔은 제1마스크를 통해 소자 중 특정 소자에 조사되며 해당 소자만 박리되도록 할 수 있다.
즉, 복수의 소자(10a,10b) 중에 특정 소자(10a)만 오픈(open) 되도록 소스기판(20)의 타면에 제1마스크(150)를 마련하게 되면, 제1레이저빔(L1)이 제1마스크(150)에 전체적으로 조사되더라도 제1레이저빔(L1)은 제1마스크(150)에서 오픈된 부분을 통해 특정 소자(10a)에만 조사될 수 있다. 이를 통해, 전사를 원치 않은 다른 소자(10b)가 박리되어 캐리어 기판(100)으로 전사되는 것을 방지할 수 있고, 전사를 원하는 소자(10a)만 박리되어 캐리어 기판(100)으로 전사되도록 할 수 있다.
또한, 도 6의 (b)에서 보는 바와 같이, 전사단계(S250)에서, 베이스층의 타면에는 제2마스크가 더 배치되고, 제2레이저빔은 제2마스크를 통해 에너지 흡수층 중 특정 에너지 흡수층에 조사되며 특정 에너지 흡수층과 정렬되는 소자만 전사되도록 할 수 있다.
즉, 복수의 에너지 흡수층(130,130a) 중에 특정 에너지 흡수층(130)만 오픈(open) 되도록 베이스층(110)의 타면에 제2마스크(160)를 마련하게 되면, 제2레이저빔(L2)이 제2마스크(160)에 전체적으로 조사되더라도 제2레이저빔(L2)은 제2마스크(160)에서 오픈된 부분을 통해 특정 에너지 흡수층(130)에만 조사될 수 있다. 이를 통해, 전사를 원치 않은 다른 소자(10c)가 낙하되어 타깃기판(30)으로 전사되는 것을 방지할 수 있고, 전사를 원하는 소자(10a)만 낙하되어 타깃기판(30)으로 전사되도록 할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 캐리어 기판을 나타낸 단면예시도이고, 도 8은 도 7의 캐리어 기판을 이용한 소자 전사방법을 나타낸 흐름도이고, 도 9는 도 8의 캐리어 기판을 이용한 소자 전사방법의 공정을 나타낸 예시도이다. 본 실시예에서는 에너지 흡수층의 위치가 다르고, 이와 관련되는 공정부분에서 차이가 있을 수 있으며, 다른 구성은 전술한 제1실시예와 동일하므로, 반복되는 내용은 가급적 생략한다.
도 7 내지 도 9에서 보는 바와 같이, 본 실시예에 따른 캐리어 기판을 이용한 소자 전사방법은 준비단계(S610), 캐리어 기판 마련단계(S620), 점착단계(S630), 소자 박리단계(S640) 그리고 전사단계(S650)를 포함할 수 있다.
준비단계(S610)는 에너지를 흡수하면 증발되는 에너지 흡수층(530)이 일면에 마련된 소자(10)가 배치된 소스기판(20)을 준비하는 단계일 수 있다.
에너지 흡수층(530)은 소자(10)에 생성 후, 별도의 공정을 통해 소자(10)의 일면에 마련될 수 있다.
캐리어 기판 마련단계(S620)는 베이스층(510) 및 베이스층(510)의 일면에 마련되고 소자(10)를 투과하는 제1레이저빔(L1)에 의해 발생되는 탄성파가 소자(10) 방향으로 반사되지 않고 투과되도록 하는 반사방지층(520)을 가지는 캐리어 기판(500)을 마련하는 단계일 수 있다. 베이스층(510) 및 반사방지층(520)은 제1실시예에서 설명한 베이스층(110) 및 반사방지층(120)과 동일할 수 있다.
점착단계(S630)는 소자(10)를 반사방지층(520)에 점착시켜 에너지 흡수층(530)이 반사방지층(520) 및 소자(10)의 사이에 마련되도록 하는 단계일 수 있다.
본 실시예에서는 에너지 흡수층(530)이 소자(10)의 일면에 마련된 상태에서 반사방지층(520)에 점착됨으로써, 에너지 흡수층(530)이 반사방지층(520) 및 소자(10)의 사이에 마련될 수 있다. 따라서, 제1실시예에서 설명한 바와 같은 에너지 흡수층(530)을 소자(10)와 정렬하기 위한 공정이 생략되더라도 에너지 흡수층(530) 및 소자(10)는 정렬된 상태가 될 수 있다.
소자 박리단계(S640)는 제1레이저빔(L1)을 소자(10)에 조사하여 소스기판(20)으로부터 소자(10)를 박리시키는 단계일 수 있다.
에너지 흡수층(530)은 반사방지층(520)과 동일한 음향 임피던스 범위값을 가질 수 있으며, 이에 따라, 제1레이저빔(L1)은 에너지 흡수층(530) 및 반사방지층(520)을 투과할 수 있다.
전사단계(S650)는 타깃기판(30)의 상측에 소자(10)를 위치시키고, 제2레이저빔(L2)을 에너지 흡수층(530)에 조사하여 에너지 흡수층(530)이 증발되면서 소자(10) 및 반사방지층(520) 사이의 점착력이 제거되도록 하여 소자(10)가 타깃기판(30)에 전사되도록 하는 단계일 수 있다.
본 실시예에서는, 에너지 흡수층(530)이 증발되어 에너지 흡수층(530)이 있던 공간이 증발공간(536)이 되어 제거됨으로써 소자(10)에 제공되던 점착력도 제거되도록 하여 소자(10)가 낙하하여 타깃기판(30)으로 전사되도록 할 수 있다.
한편, 에너지 흡수층(530)으로는 소자(10)의 일면에 형성된 금속 단자가 이용될 수도 있으며, 이 경우, 소자(10)에 별도의 에너지 흡수층(530)을 생성하는 공정은 생략될 수 있다.
본 실시예에서도, 제1실시예에서 설명한 제1마스크를 이용하여 소자를 선택적으로 박리시키고, 제2마스크를 이용하여 소자를 선택적으로 타깃기판으로 전사하는 방법이 적용될 수 있음은 물론이다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 소자 20: 소스기판
30: 타깃기판 100, 500: 캐리어 기판
110 510: 베이스층 120, 520: 반사방지층
130, 530: 에너지 흡수층 150: 제1마스크
160: 제2마스크

Claims (11)

  1. 베이스층;
    상기 베이스층의 일면에 마련되고, 점착되는 소자의 소스기판을 통해 입사되어 상기 소자를 투과하는 제1레이저빔에 의해 발생되는 탄성파가 상기 소자 방향으로 반사되지 않고 상기 베이스층으로 투과되도록 하는 반사방지층; 그리고
    상기 베이스층 및 상기 반사방지층의 사이에 마련되고, 에너지를 흡수하면 증발되는 에너지 흡수층을 포함하고,
    상기 소자가 상기 에너지 흡수층의 하측에 배치되도록 상기 소자는 상기 에너지 흡수층에 정렬되는 것을 특징으로 하는 캐리어 기판.
  2. 베이스층;
    상기 베이스층의 일면에 마련되고, 점착되는 소자의 소스기판을 통해 입사되어 상기 소자를 투과하는 제1레이저빔에 의해 발생되는 탄성파가 상기 소자 방향으로 반사되지 않고 상기 베이스층으로 투과되도록 하는 반사방지층; 그리고
    상기 반사방지층 및 상기 소자의 사이에 마련되고, 에너지를 흡수하면 증발되는 에너지 흡수층을 포함하는 것을 특징으로 하는 캐리어 기판.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 에너지 흡수층은 상기 베이스층을 투과하여 조사되는 제2레이저빔이 조사되면 증발되는 것을 특징으로 하는 캐리어 기판.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2레이저빔이 조사되는 상기 에너지 흡수층은 상기 제2레이저빔의 빔 단면적보다 작은 면적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 캐리어 기판.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 에너지 흡수층의 중심은 상기 소자의 중심과 일치되고, 상기 에너지 흡수층은 상기 소자의 대향면의 형상에 대응되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 캐리어 기판.
  6. 일면에 소자가 형성된 소스기판을 준비하는 준비단계;
    베이스층, 상기 베이스층의 일면에 마련되고 상기 소스기판을 통해 입사되어 상기 소자를 투과하는 제1레이저빔에 의해 발생되는 탄성파가 상기 소자 방향으로 반사되지 않고 상기 베이스층을 투과하도록 하는 반사방지층 및 상기 베이스층 및 상기 반사방지층의 사이에 마련되고 에너지를 흡수하면 증발되는 에너지 흡수층을 가지는 캐리어 기판을 마련하는 캐리어 기판 마련단계;
    상기 반사방지층이 상기 소자에 대향되도록 위치시키고, 상기 소자가 상기 에너지 흡수층의 하측에 배치되도록 상기 소자를 상기 에너지 흡수층과 정렬시켜 상기 소자를 상기 반사방지층에 점착시키는 점착단계;
    상기 제1레이저빔을 상기 소자에 조사하여 상기 소스기판으로부터 상기 소자를 박리시키는 소자 박리단계; 그리고
    타깃기판의 상측에 상기 소자를 위치시키고, 제2레이저빔을 상기 에너지 흡수층에 조사하여 상기 에너지 흡수층이 증발되면서 상기 소자 및 상기 반사방지층 사이의 점착력이 제거되도록 하여 상기 소자가 상기 타깃기판에 전사되도록 하는 전사단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 캐리어 기판을 이용한 소자 전사방법.
  7. 에너지를 흡수하면 증발되는 에너지 흡수층이 일면에 마련된 소자가 배치된 소스기판을 준비하는 준비단계;
    베이스층 및 상기 베이스층의 일면에 마련되고 상기 소스기판을 통해 입사되어 상기 소자를 투과하는 제1레이저빔에 의해 발생되는 탄성파가 상기 소자 방향으로 반사되지 않고 상기 베이스층을 투과하도록 하는 반사방지층을 가지는 캐리어 기판을 마련하는 캐리어 기판 마련단계;
    상기 소자를 상기 반사방지층에 점착시켜 상기 에너지 흡수층이 상기 반사방지층 및 상기 소자의 사이에 마련되도록 하는 점착단계;
    상기 제1레이저빔을 상기 소자에 조사하여 상기 소스기판으로부터 상기 소자를 박리시키는 소자 박리단계; 그리고
    타깃기판의 상측에 상기 소자를 위치시키고, 제2레이저빔을 상기 에너지 흡수층에 조사하여 상기 에너지 흡수층이 증발되면서 상기 소자 및 상기 반사방지층 사이의 점착력이 제거되도록 하여 상기 소자가 상기 타깃기판에 전사되도록 하는 전사단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 캐리어 기판을 이용한 소자 전사방법.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 전사단계에서, 상기 제2레이저빔의 빔 단면적은 상기 에너지 흡수층의 면적보다 큰 것을 특징으로 하는 캐리어 기판을 이용한 소자 전사방법.
  9. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 전사단계에서, 상기 제2레이저빔은 상기 베이스층을 투과하여 상기 에너지 흡수층에 조사되는 것을 특징으로 하는 캐리어 기판을 이용한 소자 전사방법.
  10. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 소자 박리단계에서,
    상기 소스기판의 타면에는 제1마스크가 더 배치되고, 상기 제1레이저빔은 상기 제1마스크를 통해 상기 소자 중 특정 소자에 조사되며 해당 소자만 박리되도록 하는 것을 특징으로 하는 캐리어 기판을 이용한 소자 전사방법.
  11. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 전사단계에서,
    상기 베이스층의 타면에는 제2마스크가 더 배치되고, 상기 제2레이저빔은 상기 제2마스크를 통해 상기 에너지 흡수층 중 특정 에너지 흡수층에 조사되며 상기 특정 에너지 흡수층과 대향되는 소자만 전사되도록 하는 것을 특징으로 하는 캐리어 기판을 이용한 소자 전사방법.
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