KR102436469B1 - Apparatus and Method of transferring Semiconductor Device - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체 소자를 전사하는 캐리어 모듈을 포함하는 반도체 소자 전사 장치로서, 캐리어 모듈은, 캐리어 기판, 캐리어 기판 상에 배치된 광열 변환층, 및 광열 변환층 상에 배치되며, 반도체 소자를 부착하는 점착층을 포함하여, 반도체 소자의 전사를 용이하게 하고, 캐리어 기판의 재활용이 용이하다.The present invention provides a semiconductor device transfer apparatus including a carrier module for transferring a semiconductor device, wherein the carrier module is disposed on a carrier substrate, a light-to-heat conversion layer disposed on the carrier substrate, and a light-to-heat conversion layer, for attaching a semiconductor device Including the adhesive layer, the transfer of the semiconductor device is facilitated, and the recycling of the carrier substrate is easy.

Description

반도체 소자의 전사 장치 및 전사 방법{Apparatus and Method of transferring Semiconductor Device}TECHNICAL FIELD [0002] Apparatus and Method of transferring Semiconductor Device

본 발명은 반도체 소자의 전사 장치 및 전사 방법에 관한 것으로, 전사 정밀도를 향상시키고, 캐리어 기판의 재활용을 용이하게 하는 반도체 소자의 전사 장치 및 전사 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a semiconductor device transfer apparatus and a transfer method, and to a semiconductor device transfer apparatus and transfer method for improving transfer accuracy and facilitating recycling of a carrier substrate.

엘이디(Light Emitting Device; LED)와 같은 비교적 큰 사이즈의 반도체 소자의 경우에는 진공 방식의 픽 앤 플레이스(pick and place) 장치를 이용하여 디스플레이 장치와 같은 전자 장치의 원하는 위치에 부착하여 실장하는 전사 방법이 비교적 용이하다. In the case of a relatively large size semiconductor device such as an LED (Light Emitting Device; LED), a transfer method in which a vacuum type pick and place device is used to attach and mount to a desired location of an electronic device such as a display device This is relatively easy.

그러나, 마이크로 엘이디와 같은 미세 사이즈의 반도체 소자의 경우에는 종래의 픽 앤 플레이스 장치를 이용하여 전사하는 방법이 불가능하기 때문에 새로운 전사 방법이 요구된다. However, in the case of a micro-sized semiconductor device such as a micro LED, a method for transferring using a conventional pick-and-place device is impossible, so a new transfer method is required.

본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로서, 미세 사이즈의 반도체 소자를 다양한 종류의 전자 장치의 베이스 기판 상의 원하는 위치에 전사하는 새로운 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been devised to solve the problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a novel apparatus and method for transferring micro-sized semiconductor devices to desired positions on a base substrate of various types of electronic devices.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 반도체 소자를 전사하는 캐리어 모듈을 포함하는 반도체 소자 전사 장치로서, 캐리어 모듈은, 캐리어 기판, 캐리어 기판 상에 배치된 광열 변환층, 및 광열 변환층 상에 배치되며, 반도체 소자를 부착하는 점착층을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention is a semiconductor device transfer device including a carrier module for transferring a semiconductor device, the carrier module, a carrier substrate, a light-to-heat conversion layer disposed on the carrier substrate, and a light-to-heat conversion layer It is disposed on the, characterized in that it comprises an adhesive layer for attaching the semiconductor device.

본 발명에 따르면, 광열 변환층과 점착층의 상하 배치 및 레이저 조사에 의해 반도체 소자와 점착층 간 접착력을 조절할 수 있다. According to the present invention, it is possible to adjust the adhesive force between the semiconductor device and the adhesive layer by the vertical arrangement of the light-to-heat conversion layer and the adhesive layer and laser irradiation.

광열 변환층과 점착층을 포함하는 캐리어 모듈을 열처리하여 반도체 소자와점착층 간 접착력을 1차로 조절하여, 반도체 소자의 정밀한 정사를 확보할 수 있다.By heat-treating a carrier module including a light-to-heat conversion layer and an adhesive layer, the adhesive force between the semiconductor device and the adhesive layer is primarily adjusted, thereby ensuring precise alignment of the semiconductor device.

또한, 캐리어 기판으로부터 점착층을 용이하고 깔끔하게 분리하여 캐리어 기판의 재활용이 용이하다. In addition, since the adhesive layer is easily and neatly separated from the carrier substrate, recycling of the carrier substrate is facilitated.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 소자 전사 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2a 내지 도 2g는 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 소자 전사 방법을 도시한 공정도이다.
도 3a 내지 도 3d는 도 2c 내지 2g에 도시된 광열 변환층의 일 실시 예를 도시한 공정도이다.
도 4는 도 3a 내지 도 3d에 도시된 광열 변환층의 다른 실시 예를 도시한 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 광열 변환층의 다른 실시 예를 도시한 도면이다.1 is a diagram schematically illustrating a semiconductor device transfer apparatus according to an embodiment of the present invention.
2A to 2G are process diagrams illustrating a semiconductor device transfer method according to an embodiment of the present invention.
3A to 3D are process diagrams illustrating an embodiment of the light-to-heat conversion layer shown in FIGS. 2C to 2G.
4 is a view showing another embodiment of the light-to-heat conversion layer shown in FIGS. 3A to 3D.
5 is a view showing another embodiment of the light-to-heat conversion layer shown in FIG.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. Advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the technical field to which the present invention belongs It is provided to fully inform the possessor of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims.

본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급한 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.The shapes, sizes, proportions, angles, numbers, etc. disclosed in the drawings for explaining the embodiments of the present invention are illustrative and the present invention is not limited to the illustrated matters. Like reference numerals refer to like elements throughout. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. When 'including', 'having', 'consisting', etc. mentioned in this specification are used, other parts may be added unless 'only' is used. When a component is expressed in the singular, the case in which the plural is included is included unless otherwise explicitly stated.

구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.In interpreting the components, it is interpreted as including an error range even if there is no separate explicit description.

위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.In the case of a description of the positional relationship, for example, when the positional relationship of two parts is described as 'on', 'on', 'on', 'beside', etc., 'right' Alternatively, one or more other parts may be positioned between two parts unless 'directly' is used.

시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.In the case of a description of a temporal relationship, for example, 'immediately' or 'directly' when a temporal relationship is described as 'after', 'following', 'after', 'before', etc. It may include cases that are not continuous unless this is used.

제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.Although the first, second, etc. are used to describe various components, these components are not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another. Accordingly, the first component mentioned below may be the second component within the spirit of the present invention.

본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다. Each feature of the various embodiments of the present invention may be partially or wholly combined or combined with each other, technically various interlocking and driving are possible, and each of the embodiments may be implemented independently of each other or may be implemented together in a related relationship. may be

이하, 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 소자 전사 장치(1)를 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a diagram schematically illustrating a semiconductor device transfer apparatus 1 according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 소자 전사 장치(1)는 캐리어 모듈(10)을 포함한다. 캐리어 모듈(10)은 반도체 소자(200)를 구동부를 구비한 베이스기판(backplane 등)에 전사할 때 이용된다. 여기서, 캐리어 모듈(10)은 캐리어 기판(11), 광열 변환층(12) 및 점착층(13)을 포함한다.Referring to FIG. 1 , a semiconductor device transfer apparatus 1 according to an exemplary embodiment includes a carrier module 10 . The carrier module 10 is used when transferring the semiconductor device 200 to a base substrate (backplane, etc.) having a driving unit. Here, the carrier module 10 includes a carrier substrate 11 , a light-to-heat conversion layer 12 , and an adhesive layer 13 .

상기 캐리어 기판(11)은 유리로 이루어질 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다. 광열 변환층(12)은 캐리어 기판(11) 상에 배치된다. 점착층(13)은 광열 변환층(12) 상에 배치된다. 광열 변환층(12)과 점착층(13)은 소정의 접착력을 가질 수 있다. 일 실시 예로, 광열 변환층(12)과 점착층(13)은 동일 또는 상이한 접착력을 가질 수 있다. 반도체 소자(200)는 점착층(13)에 부착되어 후술하는 베이스기판으로 전사될 수 있다. 광열 변환층(12)과 점착층(13) 각각의 점성 변화, 각각의 열처리나 각각의 레이저 조사 처리를 달리하여 안정적이고 정밀한 전사가 가능하다.The carrier substrate 11 may be made of glass, but is not limited thereto. The light-to-heat conversion layer 12 is disposed on the carrier substrate 11 . The adhesive layer 13 is disposed on the light-to-heat conversion layer 12 . The light-to-heat conversion layer 12 and the adhesive layer 13 may have a predetermined adhesive force. In one embodiment, the light-to-heat conversion layer 12 and the adhesive layer 13 may have the same or different adhesive strength. The semiconductor device 200 may be attached to the adhesive layer 13 and transferred to a base substrate to be described later. Stable and precise transfer is possible by changing the viscosity of each of the light-to-heat conversion layer 12 and the adhesive layer 13, each heat treatment or each laser irradiation treatment.

광열 변환층(12)은 레이저 조사에 의해 팽창되어 부풀어질 수 있다. 즉, 광열 변환층(12)은 레이저 조사에 의해 변형될 수 있다. 광열 변환층(12)이 변형되면, 반도체 소자(200)와 점착층(13)의 접촉 면적이 감소되어 반도체 소자(200)가 점착층(13)으로부터 이탈된다. 이에 의해, 반도체 소자(200)는 베이스기판에 안착될 수 있다. 광열 변환층(12)의 변형에 대한 자세한 실시 예는 후술한다. The light-to-heat conversion layer 12 may be expanded and inflated by laser irradiation. That is, the light-to-heat conversion layer 12 may be deformed by laser irradiation. When the light-to-heat conversion layer 12 is deformed, the contact area between the semiconductor device 200 and the adhesive layer 13 is reduced, so that the semiconductor device 200 is separated from the adhesive layer 13 . Accordingly, the semiconductor device 200 may be seated on the base substrate. A detailed embodiment of the deformation of the light-to-heat conversion layer 12 will be described later.

본 발명에 따르면, 점착층(13)과 광열 변환층(12)이 적층되는 구조여서, 반도체 소자(20)의 부착과 이탈이 안정적으로 수행되므로 불량 발생이 적고 생산성이 향상된다. 또한, 광열 변환층(12)이 레이저 조사로 캐리어 기판(11)에 대해 변형되므로 캐리어 기판(11)으로부터 점착층(13) 및 광열 변환층(12)이 용이하고 깨끗하게 분리될 수 있다. 따라서, 캐리어 기판(11)의 재활용이 용이하다.According to the present invention, since the adhesive layer 13 and the light-to-heat conversion layer 12 have a structure in which the adhesive layer 13 and the light-to-heat conversion layer 12 are stacked, the attachment and detachment of the semiconductor device 20 is stably performed, thereby reducing the occurrence of defects and improving productivity. In addition, since the light-to-heat conversion layer 12 is deformed with respect to the carrier substrate 11 by laser irradiation, the adhesive layer 13 and the light-to-heat conversion layer 12 can be easily and cleanly separated from the carrier substrate 11 . Therefore, recycling of the carrier substrate 11 is easy.

점착층(13)과 광열 변환층(12)은 슬롯다이코팅, 스핀코팅, 스프레이 및 증착 중 적어도 하나의 방법으로 형성된다. 슬롯다이코팅은 슬롯(슬릿)을 구비한 분사노즐을 통해 캐리어 기판(11) 상에 점착층(13) 등을 도포하는 것이다. 스핀코팅은 점착층(13) 등을 캐리어 기판(11) 상에 일부 위치시킨 후, 캐리어 기판(11)을 회전시켜 전면을 코팅하는 것이다. 증착은 챔버 내에서 물리적 또는 화학적 증착 공정을 수행하여 코팅하는 것이다. 스프레이(spray)는 스프레이 형태로 도포하는 것이다.The adhesive layer 13 and the light-to-heat conversion layer 12 are formed by at least one method of slot die coating, spin coating, spraying, and deposition. Slot die coating is to apply the adhesive layer 13 and the like on the carrier substrate 11 through a spray nozzle having a slot (slit). Spin coating is to coat the entire surface by rotating the carrier substrate 11 after partially positioning the adhesive layer 13 and the like on the carrier substrate 11 . Deposition is coating by performing a physical or chemical vapor deposition process in a chamber. Spray (spray) is to apply in the form of a spray.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 소자 전사 장치(1)는 레이저 조사 모듈(20)과 열처리 모듈(30)을 더 포함할 수 있다. 열처리 모듈(30)은 캐리어 모듈(10)에 배치된 점착층(13)의 접착력을 약화시킨다. 이에 의해, 반도체 소자(200)가 캐리어 모듈(10)로부터 확실히 이탈되는 것을 담보하여, 불량 발생을 방지할 수 있다. 열처리 모듈(30)은 캐리어 모듈(10)을 섭씨 50도 내지 150도의 온도에서 1초 내지 30초 동안 노출시켜 열처리를 수행한다. 섭씨 50도 미만으로 열처리 되는 경우, 점착층(13)의 접착력을 충분히 약화시키지 못하여 반도체 소자(200)의 분리를 담보할 수 없다. 또한, 섭씨 150도 초과로 열처리 되는 경우, 점착층(13) 및 광열 변환층(12)이 열화로 변질, 손상될 수 있다. 한편, 열처리 모듈(30)은 섭씨 50도 내지 150도의 온도에 따라 1초 내지 30초의 사이에서 캐리어 모듈(10)을 열처리한다. 즉, 온도가 높을수록 짧은 시간 열처리를 수행할 수 있다. 다만, 1초 미만으로 열처리 하는 경우, 점착층(13)의 접착력을 충분히 약화시키지 못할 수 있으며, 30초를 초과하여 열처리 하는 경우, 점착층(13)이나 광열 변환??(12)이 변질, 손상될 수 있다. 또한, 생산성도 저하된다.In addition, the semiconductor device transfer apparatus 1 according to an embodiment of the present invention may further include a laser irradiation module 20 and a heat treatment module 30 . The heat treatment module 30 weakens the adhesive force of the adhesive layer 13 disposed on the carrier module 10 . Accordingly, it is possible to ensure that the semiconductor device 200 is reliably separated from the carrier module 10, thereby preventing the occurrence of defects. The heat treatment module 30 performs heat treatment by exposing the carrier module 10 at a temperature of 50 degrees Celsius to 150 degrees Celsius for 1 second to 30 seconds. When the heat treatment is performed at less than 50 degrees Celsius, the adhesive force of the adhesive layer 13 cannot be sufficiently weakened, so that the separation of the semiconductor device 200 cannot be guaranteed. In addition, when heat-treated at more than 150 degrees Celsius, the adhesive layer 13 and the light-to-heat conversion layer 12 may be deteriorated and damaged. Meanwhile, the heat treatment module 30 heats the carrier module 10 for 1 second to 30 seconds according to a temperature of 50 to 150 degrees Celsius. That is, the higher the temperature, the shorter the heat treatment time can be performed. However, in the case of heat treatment for less than 1 second, the adhesive strength of the adhesive layer 13 may not be sufficiently weakened. may be damaged. Moreover, productivity also falls.

한편, 점착층(13)은 열처리 모듈(30)에 의한 열처리로 1 내지 200gf의 접착력을 가질 수 있다. 이에 의해, 레이저 조사 시 점착층(13)으로부터 반도체 소자(200)의 이탈을 담보할 수 있다. 열처리 후 점착층(13)의 접착력은 열처리 온도와 시간에 따라 1 내지 200gf의 범위를 가지게 된다. Meanwhile, the adhesive layer 13 may have an adhesive strength of 1 to 200 gf by heat treatment by the heat treatment module 30 . Accordingly, it is possible to guarantee the separation of the semiconductor device 200 from the adhesive layer 13 during laser irradiation. After the heat treatment, the adhesive strength of the adhesive layer 13 is in the range of 1 to 200 gf depending on the heat treatment temperature and time.

캐리어 기판(11)은 적외선 파장 대역의 광 투과율은 다른 광 파장 대역의 광 투과율 보다 크다. 즉, 캐리어 기판(11)은 적외선 파장 대역의 광을 주로 투과시켜 광열 변환층(12)에 적외선 파장 대역의 레이저 빔이 조사될 수 있다. 광열 변환층(12)은 적외선 파장 레이저 빔에 의해 변형될 수 있다. 투과율은 입사파의 세기에 대한 투과파의 세기의 비율이다. 또한, 적외선 파장은 0.750 내지 1000 μm 범위로 정의된다. The carrier substrate 11 has a light transmittance of an infrared wavelength band greater than a light transmittance of other light wavelength bands. That is, the carrier substrate 11 may mainly transmit the light of the infrared wavelength band, so that the light-to-heat conversion layer 12 may be irradiated with the laser beam of the infrared wavelength band. The light-to-heat conversion layer 12 may be deformed by an infrared wavelength laser beam. Transmittance is the ratio of the intensity of the transmitted wave to the intensity of the incident wave. In addition, the infrared wavelength is defined in the range of 0.750 to 1000 μm.

캐리어 기판(11)은 5 μm의 평탄도를 가진다. 캐리어 기판(11)은 후술하는 베이스기판(40)에 대해 소정거리 이격된 상태에서, 레이저가 조사된다. 따라서, 반도체 소자(200)들이 베이스기판(40)으로부터 일정하게 이격된 상태에서 레이저 조사되면, 반도체 소자(200)가 점착층(13)으로부터 낙하되면서 베이스기판(40) 상 잘못 안착될 수 있다. 따라서, 캐리어 기판(11)이 5 μm의 평탄도를 가지야 반도체 소자(200)의 전사 시 불량 발생을 회피할 수 있다.The carrier substrate 11 has a flatness of 5 μm. The carrier substrate 11 is irradiated with a laser while being spaced apart from the base substrate 40 by a predetermined distance to be described later. Accordingly, when the semiconductor elements 200 are irradiated with laser light while being spaced apart from the base substrate 40 , the semiconductor elements 200 may be erroneously seated on the base substrate 40 while falling from the adhesive layer 13 . Accordingly, when the carrier substrate 11 has a flatness of 5 μm, defects in the transfer of the semiconductor device 200 can be avoided.

이하에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 소자 전사 방법을 도면을 참조하여 설명한다. 도 2a 내지 도 2g는 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 소자 전사 방법을 도시한 공정도이다. Hereinafter, a semiconductor device transfer method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 2A to 2G are process diagrams illustrating a semiconductor device transfer method according to an embodiment of the present invention.

우선, 도 2a에서 알 수 있듯이, 지지 필름(100) 상에 반도체 기판(200a)을 위치시킨다. First, as shown in FIG. 2A , the semiconductor substrate 200a is positioned on the support film 100 .

상기 지지 필름(100)은 상기 반도체 기판(200a)에 대한 다이싱(dicing)을 위한 지지층으로서, 상기 반도체 기판(200a)은 상기 지지 필름(100) 상에 부착된다. The support film 100 is a support layer for dicing the semiconductor substrate 200a , and the semiconductor substrate 200a is attached on the support film 100 .

상기 반도체 기판(200a)은 웨이퍼로 이루어질 수 있고, 상기 웨이퍼에는 복수의 반도체 소자가 형성되어 있다. 상기 반도체 소자는 엘이디 또는 반도체 칩 등 다양한 소자가 형성될 수 있다. The semiconductor substrate 200a may be formed of a wafer, and a plurality of semiconductor devices are formed on the wafer. As the semiconductor device, various devices such as an LED or a semiconductor chip may be formed.

상기 복수의 반도체 소자 각각은 적어도 하나의 패드를 포함하고 있어서, 다양한 전자 장치의 회로 기판 또는 베이스 기판에 구비된 패드와 전기적으로 연결된다. 상기 반도체 소자에 구비된 패드는 상기 반도체 기판(200a)의 하면에 구비되어 상기 지지 필름(100)과 접할 수 있다. Each of the plurality of semiconductor devices includes at least one pad and is electrically connected to a pad provided on a circuit board or a base substrate of various electronic devices. The pad provided on the semiconductor device may be provided on the lower surface of the semiconductor substrate 200a to be in contact with the support film 100 .

다음, 도 2b에서 알 수 있듯이, 상기 반도체 기판(200a)에 대해서 다이싱(dicing) 공정을 수행하여 상기 반도체 기판(200a)을 복수의 반도체 소자(200)로 분리한다. 상기 다이싱 공정은 당업계에 공지된 다양한 방법으로 수행한다. 그에 따라, 상기 지지 필름(100) 상에 복수의 반도체 소자(200)가 마련된다. Next, as shown in FIG. 2B , a dicing process is performed on the semiconductor substrate 200a to separate the semiconductor substrate 200a into a plurality of semiconductor devices 200 . The dicing process is performed by various methods known in the art. Accordingly, a plurality of semiconductor devices 200 are provided on the support film 100 .

다음, 도 2c에서 알 수 있듯이, 캐리어 기판(11) 상에 광열 변환층(12)과 점착층(13)을 형성하고, 상기 복수의 반도체 소자(200)가 상기 점착층(13)과 마주하도록 상기 지지 필름(100)을 상기 캐리어 기판(11) 위에 위치시킨 후, 상기 점착층(13) 상에 상기 복수의 반도체 소자(200)를 부착한다. Next, as shown in FIG. 2C , a light-to-heat conversion layer 12 and an adhesive layer 13 are formed on the carrier substrate 11 , and the plurality of semiconductor devices 200 face the adhesive layer 13 . After the support film 100 is placed on the carrier substrate 11 , the plurality of semiconductor devices 200 are attached to the adhesive layer 13 .

다음, 도 2d에서 알 수 있듯이, 상기 지지 필름(100)을 상기 반도체 소자(200)에서 제거한다. 그에 따라, 도시하지는 않았지만, 상기 반도체 소자(200) 상에 패드가 노출된다. 또한, 캐리어 모듈(10)은 열처리 모듈(30)에 의해 열처리될 수 있다.Next, as shown in FIG. 2D , the support film 100 is removed from the semiconductor device 200 . Accordingly, although not shown, the pad is exposed on the semiconductor device 200 . In addition, the carrier module 10 may be heat-treated by the heat treatment module 30 .

다음, 도 2e에서 알 수 있듯이, 베이스 기판(40) 상에 복수의 도전성 접착층(41)을 형성하고, 상기 복수의 반도체 소자(200)가 상기 복수의 도전성 접착층(41)과 마주하도록 상기 캐리어 기판(11)을 상기 베이스 기판(40) 위에 위치시킨다. Next, as shown in FIG. 2E , a plurality of conductive adhesive layers 41 are formed on the base substrate 40 , and the plurality of semiconductor devices 200 face the plurality of conductive adhesive layers 41 on the carrier substrate. (11) is placed on the base substrate (40).

상기 베이스 기판(40)은 회로가 실장된 PCB(Printed Circuit Board)로 이루어질 수도 있고, 유리 또는 플라스틱으로 이루어질 수도 있다. 본 발명에 따른 반도체 소자(200)는 디스플레이 장치, 조명 장치 또는 다양한 헬스 케어(Health Care) 장치에 이용되는 엘이디로 이루어질 수 있으며, 이때 상기 베이스 기판(40)은 각각의 전자 장치의 베이스가 될 수 있다. 본 발명에 따른 반도체 소자(200)는 다양한 전자 장치의 반도체 칩으로 이루어질 수도 있다. The base substrate 40 may be formed of a printed circuit board (PCB) on which a circuit is mounted, or may be formed of glass or plastic. The semiconductor device 200 according to the present invention may be formed of an LED used in a display device, a lighting device, or various health care devices, in which case the base substrate 40 may be the base of each electronic device. have. The semiconductor device 200 according to the present invention may be formed of semiconductor chips of various electronic devices.

도시하지는 않았지만, 상기 베이스 기판(40)의 상면에는 적어도 하나의 패드가 형성되고, 상기 적어도 하나의 패드 상에 상기 도전성 접착층(41)이 형성된다. 이때, 상기 도전성 접착층(41)은 상기 베이스 기판(40)에 구비된 적어도 하나의 패드와 일대일로 대응되도록 형성될 수 있다. 상기 도전성 접착층(41)은 솔더(solder)로 이루어질 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다. Although not shown, at least one pad is formed on the upper surface of the base substrate 40 , and the conductive adhesive layer 41 is formed on the at least one pad. In this case, the conductive adhesive layer 41 may be formed to correspond one-to-one with at least one pad provided on the base substrate 40 . The conductive adhesive layer 41 may be formed of solder, but is not limited thereto.

상기 복수의 반도체 소자(200)는 상기 복수의 도전성 접착층(41)과 접촉하지 않고 상기 복수의 도전성 접착층(41)과 소정 거리를 두면서 이격되도록 위치한다. 즉, 상기 복수의 반도체 소자(200)는 상기 복수의 도전성 접착층(41)과 접촉하지 않으면서 그보다 위쪽에 위치한다. The plurality of semiconductor devices 200 are spaced apart from the plurality of conductive adhesive layers 41 at a predetermined distance without contacting the plurality of conductive adhesive layers 41 . That is, the plurality of semiconductor devices 200 are positioned above the plurality of conductive adhesive layers 41 without contacting them.

상기 복수의 도전성 접착층(41)은 상기 복수의 반도체 소자(200)와 마주하면서 상기 복수의 반도체 소자(200)와 중첩될 수 있다. The plurality of conductive adhesive layers 41 may face the plurality of semiconductor devices 200 and overlap the plurality of semiconductor devices 200 .

상기 복수의 반도체 소자(200) 각각에는 적어도 하나의 패드가 구비되어 있고, 상기 도전성 접착층(41)은 상기 복수의 반도체 소자(200)의 적어도 하나의 패드와 상기 베이스 기판(40) 상에 구비된 적어도 하나의 패드 사이를 전기적으로 연결하면서 접착시키는 역할을 한다. 따라서, 상기 반도체 소자(200)에 구비된 패드, 상기 도전성 접착층(41) 및 상기 베이스 기판(40)에 구비된 패드는 서로 동일한 개수로 서로 대응되는 위치에 구비된다. At least one pad is provided on each of the plurality of semiconductor devices 200 , and the conductive adhesive layer 41 is provided on at least one pad of the plurality of semiconductor devices 200 and the base substrate 40 . It serves to electrically connect and bond between at least one pad. Accordingly, the pad provided on the semiconductor device 200 , the conductive adhesive layer 41 , and the pad provided on the base substrate 40 are provided in the same number and at positions corresponding to each other.

도면에는 하나의 반도체 소자(200)에 대응하는 위치에 하나의 도전성 접착층(41)이 형성되는 모습을 도시하였지만, 상기 하나의 반도체 소자(200)에 복수의 패드가 형성될 경우, 상기 베이스 기판(40)의 대응되는 위치에도 복수의 패드 및 복수의 도전성 접착층(41)이 형성된다. Although the figure shows a state in which one conductive adhesive layer 41 is formed at a position corresponding to one semiconductor element 200, when a plurality of pads are formed in one semiconductor element 200, the base substrate ( A plurality of pads and a plurality of conductive adhesive layers 41 are also formed at corresponding positions of 40 .

반도체 소자(200)를 접착한 캐리어 모듈(10)은 열처리 모듈(30)에 의해 열처리 된다. 이에 의해, 적어도 캐리어 모듈(10)에 배치된 점착층(13)의 접착력이 약화된다. The carrier module 10 to which the semiconductor device 200 is attached is heat-treated by the heat treatment module 30 . Accordingly, at least the adhesive force of the adhesive layer 13 disposed on the carrier module 10 is weakened.

도 2f에서 알 수 있듯이, 상기 캐리어 기판(11) 위에서 레이저 빔을 조사한다. 그리하면, 상기 레이저 빔이 상기 캐리어 기판(11)을 통과한 후 상기 광열 변환층(12)에 조사되고 그에 따라 상기 레이저 빔이 조사된 상기 광열 변환층(12)이 부풀어져 변형된다. 이에 의해, 반도체 소자(200)와 광열 변환층(12)의 접촉면적이 감소되면서 반도체 소자(200)가 상기 점착층(13)에서 이탈한다. 이와 같이 이탈한 반도체 소자(200)는 자유 낙하하여 그 아래의 상기 도전성 접착층(41) 상에 안착된다. As can be seen from FIG. 2F , a laser beam is irradiated onto the carrier substrate 11 . Then, after the laser beam passes through the carrier substrate 11, it is irradiated to the light-to-heat conversion layer 12, and accordingly, the light-to-heat conversion layer 12 to which the laser beam is irradiated is swollen and deformed. As a result, the contact area between the semiconductor device 200 and the light-to-heat conversion layer 12 is reduced, and the semiconductor device 200 is separated from the adhesive layer 13 . The semiconductor device 200 separated in this way freely falls and is seated on the conductive adhesive layer 41 below it.

이와 같은, 도 2f의 공정에 대해서 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다. The process of FIG. 2F will be described in more detail as follows.

도 3a 내지 도 3d는 도 2c 내지 2g에 도시된 광열 변환층(12)의 일 실시 예를 도시한 공정도이다. 참고로, 도 3a 내지 도 3d에는 편의상 하나의 반도체 소자(200)만을 도시하였다. 또한, 도 3a 내지 도 3d의 실시 예는 캐리어 모듈(10)이 열처리된 이후의 공정이다.3A to 3D are process diagrams illustrating an embodiment of the light-to-heat conversion layer 12 shown in FIGS. 2C to 2G. For reference, only one semiconductor device 200 is illustrated in FIGS. 3A to 3D for convenience. In addition, the embodiment of FIGS. 3A to 3D is a process after the carrier module 10 is heat-treated.

우선, 도 3a와 3b에서 알 수 있듯이, 베이스 기판(40)의 상면에 제1 패드(42)와 제2 패드(43)가 형성되어 있고, 상기 제1 패드(42)와 제2 패드(43) 각각의 상면에 도전성 접착층(41)이 형성되어 있다. 상기 패드(42, 43)의 수는 다양하게 변경될 수 있다. First, as can be seen from FIGS. 3A and 3B , a first pad 42 and a second pad 43 are formed on the upper surface of the base substrate 40 , and the first pad 42 and the second pad 43 are formed. ) A conductive adhesive layer 41 is formed on the upper surface of each. The number of the pads 42 and 43 may be variously changed.

또한, 캐리어 기판(11)의 하면에 광열 변환층(12) 및 점착층(13)이 형성되어 있고 상기 점착층(13)의 하면에 반도체 소자(200)가 부착되어 있다. 상기 도전성 접착층(41)과 마주하는 반도체 소자(200)의 하면에는 제1 패드(210)와 제2 패드(220)가 형성되어 있다. 상기 패드(210, 220)의 수는 다양하게 변경될 수 있다. In addition, the light-to-heat conversion layer 12 and the adhesive layer 13 are formed on the lower surface of the carrier substrate 11 , and the semiconductor device 200 is attached to the lower surface of the adhesive layer 13 . A first pad 210 and a second pad 220 are formed on a lower surface of the semiconductor device 200 facing the conductive adhesive layer 41 . The number of the pads 210 and 220 may be variously changed.

상기 반도체 소자(200)의 제1 패드(210)는 상기 베이스 기판(40)의 제1 패드(42)와 마주하고, 상기 반도체 소자(200)의 제2 패드(220)는 상기 베이스 기판(40)의 제2 패드(43)와 마주하고 있다. 상기 반도체 소자(200)의 제1 패드(210)와 제2 패드(220)는 상기 도전성 접착층(41)과 이격되면서 마주하고 있다. The first pad 210 of the semiconductor device 200 faces the first pad 42 of the base substrate 40 , and the second pad 220 of the semiconductor device 200 faces the base substrate 40 . ) facing the second pad 43 . The first pad 210 and the second pad 220 of the semiconductor device 200 face the conductive adhesive layer 41 while being spaced apart from each other.

다음, 도 3b 및 3c에서 알 수 있듯이, 상기 캐리어 기판(11) 위에서 레이저 빔을 조사한다. 그리하면, 상기 레이저 빔이 상기 캐리어 기판(11)을 통과한 후 상기 광열 변환층(12)에 조사되고, 상기 레이저 빔이 조사된 상기 광열 변환층(12)의 영역이 베이스 기판(40)을 향하여 볼록하게 부풀어 오르게 된다. Next, as shown in FIGS. 3B and 3C , a laser beam is irradiated onto the carrier substrate 11 . Then, the laser beam passes through the carrier substrate 11 and then is irradiated to the light-to-heat conversion layer 12 , and the region of the light-to-heat conversion layer 12 to which the laser beam is irradiated is the base substrate 40 . toward the convex swelling.

그에 따라, 상기 반도체 소자(200)는 상기 점착층(13)과의 접촉 면적이 감소되고, 점착층(13)의 접착력이 약화되어 있기 때문에 상기 점착층(13)에서 이탈이 담보되고, 이탈된 반도체 소자(200)는 자유 낙하하게 된다. Accordingly, since the semiconductor device 200 has a reduced contact area with the adhesive layer 13 and the adhesive force of the adhesive layer 13 is weakened, separation from the adhesive layer 13 is guaranteed, The semiconductor device 200 is free-falling.

그에 따라, 도 3d와 같이 자유 낙하한 반도체 소자(200)는 상기 도전성 접착층(600) 상에 안착된다. 즉, 상기 반도체 소자(200)의 제1 패드(210)는 상기 베이스 기판(40)의 제1 패드(42) 상의 도전성 접착층(41)과 접하게 되고, 상기 반도체 소자(200)의 제2 패드(220)는 상기 베이스 기판(40)의 제2 패드(43) 상의 도전성 접착층(41)과 접하게 된다. Accordingly, as shown in FIG. 3D , the free-falling semiconductor device 200 is seated on the conductive adhesive layer 600 . That is, the first pad 210 of the semiconductor device 200 comes in contact with the conductive adhesive layer 41 on the first pad 42 of the base substrate 40 , and the second pad ( 220 is in contact with the conductive adhesive layer 41 on the second pad 43 of the base substrate 40 .

도 4는 도 3a 내지 도 3d에 도시된 광열 변환층(12)의 다른 실시 예를 도시한 도면이며, 도 5는 도 4에 도시된 광열 변환층(12)의 다른 실시 예를 도시한 도면이다.4 is a view showing another embodiment of the light-to-heat conversion layer 12 shown in FIGS. 3A to 3D, and FIG. 5 is a view showing another embodiment of the light-to-heat conversion layer 12 shown in FIG. 4 .

도 4를 참조하면, 광열 변환층(12)은 레이저 조사로 그 하면과 상면이 모두 베이스 기판(40)을 향하여 볼록하게 변형될 수 있다. 즉, 광열 변환층(12)은 레이저 조사로 적어도 일부 캐리어 기판(11)으로부터 이탈될 수 있다. 이때, 점착층(13)도 광열 변환층(12)에 의해 베이스 기판(40)을 향하여 볼록하게 변형될 수 있다. 또한, 점착층(13)은 열처리로 접착력이 약화되었고, 광열 변환층(12)의 변형으로 반도체 소자(200)는 매끄럽게 낙하될 수 있다. 한편, 광열 변환층(12)은 레이저 조사에 의해 캐리어 기판(11)으로부터 이탈되므로, 캐리어 기판(11)으로부터 광열 변환층(12) 및 점착층(13)의 분리가 용이하다. 또한, 점착층(13) 등을 캐리어 기판(11)으로부터 깔끔하게 분리할 수 있다. 따라서, 캐리어 기판(11)의 재활용이 용이하다.Referring to FIG. 4 , the light-to-heat conversion layer 12 may be convexly deformed so that both the lower surface and the upper surface thereof are convex toward the base substrate 40 by laser irradiation. That is, the light-to-heat conversion layer 12 may be separated from at least a portion of the carrier substrate 11 by laser irradiation. At this time, the adhesive layer 13 may also be convexly deformed toward the base substrate 40 by the light-to-heat conversion layer 12 . In addition, adhesive strength of the adhesive layer 13 is weakened by heat treatment, and the semiconductor device 200 may be smoothly dropped due to deformation of the light-to-heat conversion layer 12 . On the other hand, since the light-to-heat conversion layer 12 is separated from the carrier substrate 11 by laser irradiation, it is easy to separate the light-to-heat conversion layer 12 and the adhesive layer 13 from the carrier substrate 11 . In addition, the adhesive layer 13 and the like can be neatly separated from the carrier substrate 11 . Therefore, recycling of the carrier substrate 11 is easy.

또한, 도 5를 참조하면, 캐리어 기판(11)과 반도체 소자(200)의 사이에서 광열 변환층(12)은 레이저 조사로 캐리어 기판(11)으로부터 이탈된 복수의 영역을 가질 수 있다. 캐리어 기판(11)과 광열 변환층(12)의 상호간 이탈 영역은 레이저 조사 영역, 방법, 시간 등을 조절할 수 있다. 또한, 캐리어 기판(11)과 광열 변환층(12) 사이의 이탈 영역에 따라 반도체 소자(200)와 점착층(13) 간의 접착력을 조정할 수 있다. 또한, 캐리어 기판(11)과 광열 변환층(12) 간의 접착력을 조정할 수 있다. Also, referring to FIG. 5 , between the carrier substrate 11 and the semiconductor device 200 , the light-to-heat conversion layer 12 may have a plurality of regions separated from the carrier substrate 11 by laser irradiation. The mutual separation region of the carrier substrate 11 and the light-to-heat conversion layer 12 may control the laser irradiation region, method, time, and the like. In addition, the adhesive force between the semiconductor device 200 and the adhesive layer 13 may be adjusted according to the separation region between the carrier substrate 11 and the light-to-heat conversion layer 12 . In addition, the adhesive force between the carrier substrate 11 and the light-to-heat conversion layer 12 can be adjusted.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in more detail with reference to the accompanying drawings, the present invention is not necessarily limited to these embodiments, and various modifications may be made within the scope without departing from the technical spirit of the present invention. . Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but to explain, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. The protection scope of the present invention should be construed by the claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.

1: 반도체 소자 전사 장치
200: 반도체 소자
10 : 캐리어 모듈
11 : 캐리어 기판
12 : 광열 변환층
13 : 점착층
20 : 레이저 조사 모듈
30 : 열처리 모듈
40 : 베이스 기판1: semiconductor element transfer device
200: semiconductor device
10: carrier module
11: carrier substrate
12: light-to-heat conversion layer
13: adhesive layer
20: laser irradiation module
30: heat treatment module
40: base substrate

Claims (10)

반도체 소자를 전사하는 캐리어 모듈을 포함하는 반도체 소자 전사 장치로서,
캐리어 모듈은,
캐리어 기판;
캐리어 기판 상에 배치된 광열 변환층; 및
광열 변환층 상에 배치되며, 반도체 소자를 부착하는 점착층을 포함하며,
캐리어 모듈의 하부에 배치된 베이스기판을 마주보는 광열 변환층은 레이저 조사에 의해 베이스기판을 향하여 볼록하게 변형되고,
점착층의 접착력을 약화시키기 위해 캐리어 모듈을 열처리하는 열처리 모듈을 더 포함하며,
열처리 모듈은 캐리어 모듈을 섭씨 50도 내지 150도의 온도에서 1초 내지 30초 동안 노출시키고,
캐리어 기판은 적외선 파장 대역의 광 투과율이 다른 광 파장 대역의 광 투과율 보다 크며,
캐리어 기판은 5μm의 평탄도를 가지는 반도체 소자 전사 장치.A semiconductor device transfer device comprising a carrier module for transferring a semiconductor device, comprising:
carrier module,
carrier substrate;
a light-to-heat conversion layer disposed on the carrier substrate; and
It is disposed on the light-to-heat conversion layer, and includes an adhesive layer for attaching a semiconductor device,
The light-to-heat conversion layer facing the base substrate disposed under the carrier module is convexly deformed toward the base substrate by laser irradiation,
Further comprising a heat treatment module for heat-treating the carrier module in order to weaken the adhesive force of the adhesive layer,
The heat treatment module exposes the carrier module to a temperature of 50 degrees Celsius to 150 degrees Celsius for 1 second to 30 seconds,
The carrier substrate has a light transmittance of an infrared wavelength band greater than a light transmittance of another light wavelength band,
The carrier substrate is a semiconductor element transfer device having a flatness of 5 μm. 삭제delete 제 1 항에 있어서,
점착층과 광열 변환층은 슬롯다이코팅, 스핀코팅, 스프레이 및 증착 중 적어도 하나의 방법으로 형성되는 반도체 소자 전사 장치.The method of claim 1,
The adhesive layer and the light-to-heat conversion layer are formed by at least one method of slot die coating, spin coating, spraying, and vapor deposition. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 광열 변환층과 점착층을 포함하는 캐리어 모듈의 점착층에 반도체 소자를 부착하는 단계;
반도체 소자를 부착한 캐리어 모듈을 열처리 모듈로 열처리하여 점착층의 접착력을 약화시키는 단계;
베이스기판과 마주보는 캐리어 모듈에 레이저를 조사하여 반도체 소자를 베이스 기판 상에 전사하는 단계를 포함하며,
광열 변환층은 레이저 조사에 의해 베이스기판을 향하여 볼록하게 변형되고,
열처리 모듈은 캐리어 모듈을 섭씨 50도 내지 150도의 온도에서 1초 내지 30초 동안 노출시키고,
캐리어 모듈은 광열 변환층과 점착층을 지지하는 캐리어 기판을 더 포함하며,
캐리어 기판은 적외선 파장 대역의 광 투과율이 다른 광 파장 대역의 광 투과율 보다 크며,
캐리어 기판은 5μm의 평탄도를 가지는 반도체 소자 전사 방법.attaching the semiconductor device to the adhesive layer of the carrier module including the light-to-heat conversion layer and the adhesive layer;
heat-treating the carrier module to which the semiconductor device is attached with a heat treatment module to weaken the adhesive force of the adhesive layer;
and transferring a semiconductor device onto the base substrate by irradiating a laser to the carrier module facing the base substrate,
The light-to-heat conversion layer is convexly deformed toward the base substrate by laser irradiation,
The heat treatment module exposes the carrier module to a temperature of 50 to 150 degrees Celsius for 1 second to 30 seconds,
The carrier module further includes a carrier substrate supporting the light-to-heat conversion layer and the adhesive layer,
The carrier substrate has a light transmittance of an infrared wavelength band greater than a light transmittance of another light wavelength band,
A method for transferring a semiconductor device wherein the carrier substrate has a flatness of 5 μm. 삭제delete
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