KR102600183B1 - Method of transferring Semiconductor Device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 캐리어 기판 상에 릴리스 층을 형성하고, 상기 릴리스 층 상에 반도체 소자를 형성하는 공정; 베이스 기판을 준비하는 공정; 상기 반도체 소자가 상기 베이스 기판과 마주하도록 상기 캐리어 기판을 상기 베이스 기판 위에 위치시키는 공정; 및 상기 캐리어 기판 위에서 레이저 빔을 조사하여 상기 반도체 소자를 상기 릴리스 층에서 이탈시켜 상기 베이스 기판 상에 안착시키는 공정을 포함하여 이루어지고, 상기 레이저 빔을 조사하는 공정은 적어도 하나의 레이저 펄스를 가지는 레이저 빔이 상기 캐리어 기판을 통과한 후 상기 릴리스 층에 조사되어 상기 레이저 빔이 조사된 상기 릴리스 층의 영역을 부풀어 오르게 하여 상기 캐리어 기판으로부터 이탈시키는 공정을 포함하는 반도체 소자의 전사 방법을 제공한다. The present invention provides a process for forming a release layer on a carrier substrate and forming a semiconductor device on the release layer; Process of preparing a base substrate; A process of positioning the carrier substrate on the base substrate so that the semiconductor device faces the base substrate; and a step of irradiating a laser beam on the carrier substrate to separate the semiconductor device from the release layer and seat it on the base substrate, wherein the step of irradiating the laser beam is performed using a laser having at least one laser pulse. Provided is a method of transferring a semiconductor device including a step of irradiating a beam to the release layer after passing through the carrier substrate, causing the area of the release layer irradiated with the laser beam to swell and detaching from the carrier substrate.
Description
본 발명은 반도체 소자의 전사 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for transferring semiconductor devices.
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 relatively large-sized semiconductor devices such as light emitting devices (LEDs), a transfer method is used to attach and mount them at the desired location of an electronic device such as a display device using a vacuum-type pick and place 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 fine-sized semiconductor devices such as micro LEDs, a new transfer method is required because the transfer method using a conventional pick and place device is not possible.
본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로서, 미세 사이즈의 반도체 소자를 다양한 종류의 전자 장치의 베이스 기판 상의 원하는 위치에 전사하는 새로운 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention was designed to solve the above-described conventional problems, and its purpose is to provide a new method for transferring micro-sized semiconductor devices to a desired location on the base substrate of various types of electronic devices.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 캐리어 기판 상에 릴리스 층을 형성하고, 상기 릴리스 층 상에 반도체 소자를 형성하는 공정; 베이스 기판을 준비하는 공정; 상기 반도체 소자가 상기 베이스 기판과 마주하도록 상기 캐리어 기판을 상기 베이스 기판 위에 위치시키는 공정; 및 상기 캐리어 기판 위에서 레이저 빔을 조사하여 상기 반도체 소자를 상기 릴리스 층에서 이탈시켜 상기 베이스 기판 상에 안착시키는 공정을 포함하여 이루어지고, 상기 레이저 빔을 조사하는 공정은 적어도 하나의 레이저 펄스를 가지는 레이저 빔이 상기 캐리어 기판을 통과한 후 상기 릴리스 층에 조사되어 상기 레이저 빔이 조사된 상기 릴리스 층의 영역을 부풀어 오르게 하여 상기 캐리어 기판으로부터 이탈시키는 공정을 포함하는 반도체 소자의 전사 방법을 제공한다. In order to achieve the above-described object, the present invention includes a process of forming a release layer on a carrier substrate and forming a semiconductor device on the release layer; Process of preparing a base substrate; A process of positioning the carrier substrate on the base substrate so that the semiconductor device faces the base substrate; and a step of irradiating a laser beam on the carrier substrate to separate the semiconductor device from the release layer and seat it on the base substrate, wherein the step of irradiating the laser beam is performed using a laser having at least one laser pulse. Provided is a method of transferring a semiconductor device including a step of irradiating a beam to the release layer after passing through the carrier substrate, causing the area of the release layer irradiated with the laser beam to swell and separate from the carrier substrate.
본 발명에 따르면, 적어도 하나의 레이저 펄스를 가지는 레이저 빔을 조사하여 레이저 빔이 조사된 릴리스 층의 영역을 부풀어 오르게 함으로써, 상기 릴리스 층에 부착된 반도체 소자를 상기 릴리스 층으로부터 이탈시켜 전자 장치의 베이스 기판 상의 원하는 위치에 반도체 소자를 전사할 수 있다. According to the present invention, by irradiating a laser beam having at least one laser pulse to swell the area of the release layer irradiated with the laser beam, the semiconductor element attached to the release layer is separated from the release layer and released into the base of the electronic device. The semiconductor device can be transferred to a desired location on the substrate.
도 1a 내지 도 1g는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 전사 방법을 도시한 공정 단면도이다.
도 2a 내지 도 2d는 도 1f의 공정의 일 예를 보여주는 공정 단면도로서, 릴리스 층에 접착된 반도체 소자를 레이저 빔의 조사를 통해서 상기 릴리스 층에서 이탈시켜 하부의 도전성 접착층 상에 안착시키는 공정을 보여주는 공정 단면도이다.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 레이저 펄스를 보여주는 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 레이저 빔의 조사에 의해서 캐리어 기판에서 릴리스 층이 이탈하는 모습을 도시한 것이다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 레이저 빔의 조사 공정을 도시한 것이다.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 소자의 전사 공정을 도시한 것이다. 1A to 1G are cross-sectional process views showing a method for transferring a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 2A to 2D are cross-sectional views showing an example of the process of FIG. 1F, showing a process of separating a semiconductor element bonded to a release layer from the release layer through irradiation of a laser beam and seating it on the lower conductive adhesive layer. This is a cross-sectional view of the process.
3A to 3E are diagrams showing laser pulses according to various embodiments of the present invention.
FIGS. 4A and 4B illustrate the release layer being separated from the carrier substrate by irradiation of a laser beam according to various embodiments of the present invention.
Figures 5A to 5D illustrate a laser beam irradiation process according to various embodiments of the present invention.
6A to 6D illustrate a semiconductor device transfer process according to another embodiment of the present invention.
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. The advantages and features of the present invention and methods for achieving them will become clear by referring to the embodiments described in detail below along with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and will be implemented in various different forms. These embodiments only serve to ensure that the disclosure of the present invention is complete and that common knowledge in the technical field to which the present invention pertains is not limited. It is provided to fully inform those who have 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 embodiments of the present invention are illustrative, and the present invention is not limited to the matters shown. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification. Additionally, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of related known technologies may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted. When 'includes', 'has', 'consists of', 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 plural is included unless specifically stated otherwise.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.When interpreting a component, it is interpreted to include the margin of error 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 a positional relationship, for example, if the positional relationship of two parts is described as 'on top', 'on the top', 'on the bottom', 'next to', etc., 'immediately' Alternatively, there may be one or more other parts placed between the 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, if a temporal relationship is described as 'after', 'successfully after', 'after', 'before', etc., 'immediately' or 'directly' Unless used, non-consecutive cases may also be included.
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 first, second, etc. are used to describe various components, these components are not limited by these terms. These terms are merely used to distinguish one component from another. Accordingly, the first component mentioned below may also be the second component within the technical 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 can be combined or combined with each other, partially or entirely, and various technological interconnections and operations are possible, and each embodiment can be implemented independently of each other or together in a related relationship. It may be possible.
이하, 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1a 내지 도 1g는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 전사 방법을 도시한 공정 단면도이다. 1A to 1G are cross-sectional process views showing a method for transferring a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
우선, 도 1a에서 알 수 있듯이, 지지 필름(100) 상에 반도체 기판(200a)을 위치시킨다. First, as can be seen in FIG. 1A, the
상기 지지 필름(100)은 상기 반도체 기판(200a)에 대한 다이싱(dying)을 위한 지지층으로서, 상기 반도체 기판(200a)은 상기 지지 필름(100) 상에 부착된다. The
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
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 base board of various electronic devices. The pad provided on the semiconductor device is provided on the lower surface of the
다음, 도 1b에서 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 can be seen in FIG. 1B, a dicing process is performed on the
다음, 도 1c에서 알 수 있듯이, 캐리어 기판(300) 상에 릴리스(release) 층(400)을 형성하고, 상기 복수의 반도체 소자(200)가 상기 릴리스 층(400)과 마주하도록 상기 지지 필름(100)을 상기 캐리어 기판(300) 위에 위치시킨 후, 상기 릴리스 층(400) 상에 상기 복수의 반도체 소자(200)를 부착한다. Next, as can be seen in FIG. 1C, a
상기 캐리어 기판(300)은 유리로 이루어질 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다. The
상기 릴리스 층(400)은 상온에서는 상기 복수의 반도체 소자(200)를 부착할 수 있는 접착력을 가지고, 후술하는 레이저 조사 공정에서는 조사되는 레이저 빔에 의해 부풀어올라 그에 부착된 상기 복수의 반도체 소자(200)를 이탈시킬 수 있는 물질로 이루어진다. The
다음, 도 1d에서 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. Next, as can be seen in FIG. 1D, the
다음, 도 1e에서 알 수 있듯이, 베이스 기판(500) 상에 복수의 도전성 접착층(600)을 형성하고, 상기 복수의 반도체 소자(200)가 상기 복수의 도전성 접착층(600)과 마주하도록 상기 캐리어 기판(300)을 상기 베이스 기판(500) 위에 위치시킨다. Next, as can be seen in FIG. 1E, a plurality of conductive
상기 베이스 기판(500)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(500)은 각각의 전자 장치의 베이스가 될 수 있다. 본 발명에 따른 반도체 소자(200)는 다양한 전자 장치의 반도체 칩으로 이루어질 수도 있다. The
도시하지는 않았지만, 상기 베이스 기판(500)의 상면에는 적어도 하나의 패드가 형성되고, 상기 적어도 하나의 패드 상에 상기 도전성 접착층(600)이 형성된다. 이때, 상기 도전성 접착층(600)은 상기 베이스 기판(500)에 구비된 적어도 하나의 패드와 일대일로 대응되도록 형성될 수 있다. 상기 도전성 접착층(600)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
상기 복수의 반도체 소자(200)는 상기 복수의 도전성 접착층(600)과 접촉하지 않고 상기 복수의 도전성 접착층(600)과 소정 거리를 두면서 이격되도록 위치한다. 즉, 상기 복수의 반도체 소자(200)는 상기 복수의 도전성 접착층(600)과 접촉하지 않으면서 그보다 위쪽에 위치한다. The plurality of
상기 복수의 도전성 접착층(600)은 상기 복수의 반도체 소자(200)와 마주하면서 상기 복수의 반도체 소자(200)와 중첩될 수 있다. The plurality of conductive
상기 복수의 반도체 소자(200) 각각에는 적어도 하나의 패드가 구비되어 있고, 상기 도전성 접착층(600)은 상기 복수의 반도체 소자(200)의 적어도 하나의 패드와 상기 베이스 기판(500) 상에 구비된 적어도 하나의 패드 사이를 전기적으로 연결하면서 접착시키는 역할을 한다. 따라서, 상기 반도체 소자(200)에 구비된 패드, 상기 도전성 접착층(600) 및 상기 베이스 기판(500)에 구비된 패드는 서로 동일한 개수로 서로 대응되는 위치에 구비된다. Each of the plurality of
도면에는 하나의 반도체 소자(200)에 대응하는 위치에 하나의 도전성 접착층(600)이 형성되는 모습을 도시하였지만, 상기 하나의 반도체 소자(200)에 복수의 패드가 형성될 경우, 상기 베이스 기판(500)의 대응되는 위치에도 복수의 패드 및 복수의 도전성 접착층(600)이 형성된다. Although the drawing shows one conductive
다음, 도 1f에서 알 수 있듯이, 상기 캐리어 기판(300) 위에서 레이저 빔을 조사한다. 그리하면, 상기 레이저 빔이 상기 캐리어 기판(300)을 통과한 후 상기 릴리스(release) 층(400)에 조사되고 그에 따라 상기 레이저 빔이 조사된 상기 릴리스 층(400)에 접착된 반도체 소자(200)가 상기 릴리스 층(400)에서 이탈한다. 이와 같이 이탈한 반도체 소자(200)는 자유 낙하하여 그 아래의 상기 도전성 접착층(600) 상에 안착된다. Next, as can be seen in FIG. 1F, a laser beam is irradiated on the
이와 같은, 도 1f의 공정에 대해서 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다. The process of FIG. 1f is described in more detail as follows.
도 2a 내지 도 2d는 도 1f의 공정의 일 실시예를 보여주는 공정 단면도로서, 릴리스 층에 접착된 반도체 소자를 레이저 빔의 조사를 통해서 상기 릴리스 층에서 이탈시켜 하부의 도전성 접착층 상에 안착시키는 공정을 보여주는 공정 단면도이다. 참고로, 도 2a 내지 도 2d에는 편의상 하나의 반도체 소자(200)만을 도시하였다. FIGS. 2A to 2D are cross-sectional views showing an embodiment of the process of FIG. 1F, which includes a process of separating a semiconductor element bonded to a release layer from the release layer through irradiation of a laser beam and seating it on the lower conductive adhesive layer. This is a cross-sectional view of the process. For reference, only one
우선, 도 2a에서 알 수 있듯이, 베이스 기판(500)의 상면에 제1 패드(510)와 제2 패드(520)가 형성되어 있고, 상기 제1 패드(510)와 제2 패드(520) 각각의 상면에 도전성 접착층(600)이 형성되어 있다. 상기 패드(510, 520)의 수는 다양하게 변경될 수 있다. First, as can be seen in FIG. 2A, a
또한, 캐리어 기판(300)의 하면에 릴리스 층(400)이 형성되어 있고 상기 릴리스 층(400)의 하면에 반도체 소자(200)가 부착되어 있다. 상기 도전성 접착층(600)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, a
상기 반도체 소자(200)의 제1 패드(210)는 상기 베이스 기판(500)의 제1 패드(510)와 마주하고, 상기 반도체 소자(200)의 제2 패드(220)는 상기 베이스 기판(500)의 제2 패드(520)와 마주하고 있다. 상기 반도체 소자(200)의 제1 패드(210)와 제2 패드(220)는 상기 도전성 접착층(600)과 이격되면서 마주하고 있다. The
다음, 도 2b에서 알 수 있듯이, 상기 캐리어 기판(300) 위에서 레이저 빔을 조사한다. 그리하면, 상기 레이저 빔이 상기 캐리어 기판(300)을 통과한 후 상기 릴리스 층(400)에 조사되고, 상기 레이저 빔이 조사된 상기 릴리스 층(400)의 영역이 상기 캐리어 기판(300)에서 이탈하면서 부풀어 오르게 된다. Next, as can be seen in FIG. 2B, a laser beam is irradiated on the
특히, 상기 레이저 빔의 중심부에 대응되는 상기 릴리스 층(400)의 제1 영역이 상기 레이저 빔의 주변부에 대응되는 상기 릴리스 층(400)의 제2 영역보다 상기 캐리어 기판(300)에서 더 멀리 이탈하면서 부풀어 오른다. In particular, the first region of the
그에 따라, 상기 반도체 소자(200)는 상기 릴리스 층(400)의 제2 영역과는 접착이 해제되고 상기 릴리스 층(400)의 제1 영역과만 접착되다가 결국은 도 2c와 같이 상기 릴리스 층(400)의 제1 영역과의 접착도 해제되어 상기 릴리스 층(400)에서 이탈하면서 자유 낙하하게 된다. 즉, 상기 반도체 소자(200)와 상기 릴리스 층(400) 사이의 접촉 면적이 줄어들면서 상기 반도체 소자(200)가 상기 릴리스 층(400)으로부터 이탈하게 된다. Accordingly, the
그에 따라, 도 2d와 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(500)의 제1 패드(510) 상의 도전성 접착층(600)과 접하게 되고, 상기 반도체 소자(200)의 제2 패드(220)는 상기 베이스 기판(500)의 제2 패드(520) 상의 도전성 접착층(600)과 접하게 된다. Accordingly, the
다음, 다시 도 1g를 참조하면, 전술한 도 1f의 공정을 반복 수행하여 상기 복수의 반도체 소자(200)를 상기 복수의 도전성 접착층(600) 상에 안착시킨다. Next, referring again to FIG. 1G, the above-described process of FIG. 1F is repeatedly performed to seat the plurality of
다만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니고, 도 1f의 공정 시에 복수의 레이저 조사 장치를 이용하거나 또는 넓은 면적의 빔을 가지는 레이저 조사 장치를 이용하여 복수의 반도체 소자(200)를 상기 복수의 도전성 접착층(600) 상에 동시에 안착시키는 것도 가능하다. However, it is not necessarily limited thereto, and during the process of FIG. 1F, a plurality of
그 후, 가열공정을 통해 복수의 반도체 소자(200)를 상기 복수의 도전성 접착층(600)에 접착시킨다. 상기 접착 공정은 레이저 조사 공정 또는 고온의 챔버 내에서의 가열 공정 등으로 이루어질 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다. Thereafter, a plurality of
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 레이저 펄스를 보여주는 도면이다. 도 3a 내지 도 3e는 전술한 도 2b 공정에서 수행하는 레이저 조사 공정시 레이저 펄스의 다양한 예를 도시한 것이다. 3A to 3E are diagrams showing laser pulses according to various embodiments of the present invention. FIGS. 3A to 3E show various examples of laser pulses during the laser irradiation process performed in the process of FIG. 2B described above.
도 3a와 같이, 소정 세기의 하나의 레이저 펄스로 레이저 조사 공정을 수행할 수도 있다. As shown in FIG. 3A, the laser irradiation process may be performed with one laser pulse of a predetermined intensity.
또는, 도 3b와 같이, 소정의 동일한 세기를 가지면서 동일한 주기의 복수의 레이저 펄스로 레이저 조사 공정을 수행할 수도 있다. 즉, 도 3b에서 각각의 레이저 펄스의 세기는 서로 동일하고 각각의 레이저 펄스 사이의 간격(D1, D2)은 서로 동일할 수 있다. 도 3b의 경우는 도 3a의 경우에 비하여 전술한 도 2b 내지 도 2c 공정에서 반도체 소자(200)가 릴리스 층(400)으로부터 보다 용이하게 이탈할 수 있다.Alternatively, as shown in FIG. 3B, the laser irradiation process may be performed with a plurality of laser pulses of the same cycle and with the same predetermined intensity. That is, in FIG. 3B, the intensity of each laser pulse may be the same and the intervals D1 and D2 between each laser pulse may be the same. In the case of FIG. 3B, the
또는, 도 3c와 같이, 서로 상이한 세기를 가지면서 동일한 주기의 복수의 레이저 펄스로 레이저 조사 공정을 수행할 수도 있다. 즉, 도 3c에서 각각의 레이저 펄스의 세기는 서로 상이하며, 특히, 첫 번째 레이저 펄스의 세기보다 두 번째 레이저 펄스의 세기가 크고, 두 번째 레이저 펄스의 세기보다 세 번째 레이저 펄스의 세기가 클 수 있으며, 그에 따라 전술한 도 2b 내지 도 2c 공정에서 반도체 소자(200)가 릴리스 층(400)으로부터 보다 용이하게 이탈할 수 있다. 또한, 도 3c에서 각각의 레이저 펄스 사이의 간격(D1, D2)은 서로 동일할 수 있다. Alternatively, as shown in FIG. 3C, the laser irradiation process may be performed with a plurality of laser pulses of the same period and having different intensities. That is, in Figure 3c, the intensity of each laser pulse is different, and in particular, the intensity of the second laser pulse may be greater than the intensity of the first laser pulse, and the intensity of the third laser pulse may be greater than the intensity of the second laser pulse. Accordingly, the
또는, 도 3d와 같이, 소정의 동일한 세기를 가지면서 상이한 주기의 복수의 레이저 펄스로 레이저 조사 공정을 수행할 수도 있다. 즉, 도 3d에서 각각의 레이저 펄스의 세기는 서로 동일하고 각각의 레이저 펄스 사이의 간격(D1, D2)은 서로 상이할 수 있다. 이때, 첫 번째 레이저 펄스와 두 번째 레이저 펄스 사이의 간격(D1)이 두 번째 레이저 펄스와 세 번째 레이저 펄스 사이의 간격(D2)보다 작게 함으로써, 전술한 도 2b 공정에서 릴리스 층(400)이 캐리어 기판(300)에서 보다 용이하게 이탈할 수 있다. Alternatively, as shown in FIG. 3D, the laser irradiation process may be performed with a plurality of laser pulses of different cycles and with the same predetermined intensity. That is, in FIG. 3D, the intensity of each laser pulse is the same and the intervals D1 and D2 between each laser pulse may be different. At this time, by making the gap (D1) between the first and second laser pulses smaller than the gap (D2) between the second and third laser pulses, the
또는, 도 3e와 같이, 서로 상이한 세기를 가지면서 상이한 주기의 복수의 레이저 펄스로 레이저 조사 공정을 수행할 수도 있다. 즉, 도 3e에서 각각의 레이저 펄스의 세기는 서로 상이하며, 특히, 첫 번째 레이저 펄스의 세기보다 두 번째 레이저 펄스의 세기가 크고, 두 번째 레이저 펄스의 세기보다 세 번째 레이저 펄스의 세기가 클 수 있으며, 그에 따라 전술한 도 2b 내지 도 2c 공정에서 반도체 소자(200)가 릴리스 층(400)으로부터 보다 용이하게 이탈할 수 있다. 또한, 도 3e에서 각각의 레이저 펄스 사이의 간격(D1, D2)은 서로 상이하며, 구체적으로, 첫 번째 레이저 펄스와 두 번째 레이저 펄스 사이의 간격(D1)이 두 번째 레이저 펄스와 세 번째 레이저 펄스 사이의 간격(D2)보다 작게 함으로써, 전술한 도 2b 공정에서 릴리스 층(400)이 캐리어 기판(300)에서 보다 용이하게 이탈할 수 있다. Alternatively, as shown in FIG. 3E, the laser irradiation process may be performed with a plurality of laser pulses having different intensities and different periods. That is, in Figure 3e, the intensity of each laser pulse is different, and in particular, the intensity of the second laser pulse may be greater than the intensity of the first laser pulse, and the intensity of the third laser pulse may be greater than the intensity of the second laser pulse. Accordingly, the
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 레이저 빔의 조사에 의해서 캐리어 기판(300)에서 릴리스 층(400)이 이탈하는 모습을 도시한 것이다. FIGS. 4A and 4B illustrate the
도 4a에서와 같이 릴리스 층(400)이 캐리어 기판(300)에서 이탈한 거리(H1)가 상대적으로 작게 조절될 수도 있고, 도 4b에서와 같이 릴리스 층(400)이 캐리어 기판(300)에서 이탈한 거리(H1)가 상대적으로 크게 조절될 수도 있다. As shown in FIG. 4A, the distance H1 at which the
전술한 도 3a 내지 도 3e에서와 같이 레이저 펄스의 세기 및 주기를 다양하게 변경함으로써, 도 4a 또는 도 4b와 같은 형태로 릴리스 층(400)을 캐리어 기판(300)에서 이탈시킬 수 있다. By variously changing the intensity and period of the laser pulse as shown in FIGS. 3A to 3E described above, the
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 레이저 빔의 조사 공정을 도시한 것이다. Figures 5A to 5D illustrate a laser beam irradiation process according to various embodiments of the present invention.
도 5a와 같이, 캐리어 기판(300) 위에서 레이저 빔을 조사하여 캐리어 기판(300)에서 릴리스 층(400)을 이탈시킬 때, 레이저 빔의 초점(f)을 상기 캐리어 기판(300)과 릴리스 층(400)의 계면에 맞출 수 있다. 이와 같이, 레이저 빔의 초점(f)을 상기 캐리어 기판(300)과 릴리스 층(400)의 계면에 맞추게 되면, 상기 릴리스 층(400)의 최초 이탈이 보다 원활하게 되지만, 레이저 빔과 릴리스 층(400) 사이의 중첩 영역이 상대적으로 작아서 상기 릴리스 층(400)이 상기 캐리어 기판(300)에서 이탈되는 폭(W1)이 상대적으로 작게 될 수 있다. 따라서, 도 5a의 공정은 상대적으로 작은 크기의 반도체 소자를 전사할 때 이용될 수 있다. As shown in FIG. 5A, when a laser beam is irradiated on the
도 5b 및 도 5c와 같이, 캐리어 기판(300) 위에서 레이저 빔을 조사하여 캐리어 기판(300)에서 릴리스 층(400)을 이탈시킬 때, 레이저 빔의 초점(f)을 상기 캐리어 기판(300)과 릴리스 층(400)의 계면 이외의 부분에 맞출 수 있다.5B and 5C, when a laser beam is irradiated on the
도 5b와 같이, 캐리어 기판(300) 위에서 레이저 빔을 조사하여 캐리어 기판(300)에서 릴리스 층(400)을 이탈시킬 때, 레이저 빔의 초점(f)을 상기 캐리어 기판(300) 보다 아래쪽에 맞출 수 있다. 이와 같이, 레이저 빔의 초점(f)을 상기 캐리어 기판(300)의 아래쪽에 맞추게 되면, 레이저 빔과 릴리스 층(400) 사이의 중첩 영역이 상대적으로 커져서 상기 릴리스 층(400)이 상기 캐리어 기판(300)에서 이탈되는 폭(W2)이 상대적으로 크게 될 수 있다. 따라서, 도 5b의 공정은 상대적으로 큰 크기의 반도체 소자를 전사할 때 이용될 수 있다. As shown in Figure 5b, when the
도 5c와 같이, 캐리어 기판(300) 위에서 레이저 빔을 조사하여 캐리어 기판(300)에서 릴리스 층(400)을 이탈시킬 때, 레이저 빔의 초점(f)을 상기 캐리어 기판(300)의 상면 또는 그보다 위쪽에 맞출 수 있다. 이와 같이, 레이저 빔의 초점(f)을 상기 캐리어 기판(300)의 상면 또는 그보다 위쪽에 맞추게 되면, 레이저 빔과 릴리스 층(400) 사이의 중첩 영역이 상대적으로 커져서 상기 릴리스 층(400)이 상기 캐리어 기판(300)에서 이탈되는 폭(W3)이 상대적으로 크게 될 수 있다. 따라서, 도 5c의 공정은 상대적으로 큰 크기의 반도체 소자를 전사할 때 이용될 수 있다. As shown in FIG. 5C, when a laser beam is irradiated on the
도 5d와 같이, 캐리어 기판(300) 위에서 레이저 빔을 조사하여 캐리어 기판(300)에서 릴리스 층(400)을 이탈시킬 때, 레이저 빔의 초점(f)을 변경할 수 있다. 예로서, 전술한 도 5a, 도 5b, 도 5a, 및 5c의 순서로 레이저 빔의 초점(f)을 상하로 이동시킴으로써 릴리스 층(400)을 캐리어 기판(300)에서 보다 용이하게 이탈시킬 수 있다. As shown in FIG. 5D, when a laser beam is irradiated on the
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 소자의 전사 공정을 도시한 것으로서, 이는 릴리스 층(400)의 구성이 변경된 점에서 전술한 도 2a 내지 도 2d의 공정과 상이하다. FIGS. 6A to 6D illustrate a semiconductor device transfer process according to another embodiment of the present invention, which is different from the process of FIGS. 2A to 2D described above in that the configuration of the
도 6a 내지 도 6d에서 알 수 있듯이, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 릴리스 층(400)이 광열 변환층(410) 및 점착층(420)을 포함하여 이루어진다. As can be seen in FIGS. 6A to 6D, according to another embodiment of the present invention, the
도 6a에서 알 수 있듯이, 상기 광열 변환층(410)은 캐리어 기판(300)과 접하고 있고, 상기 점착층(420)은 반도체 소자(200)와 접하고 있다. As can be seen in FIG. 6A, the light-to-
상기 광열 변환층(410)은 레이저 빔의 조사에 의해 발생하는 열에 의해 반응하여 부풀어오름으로써 상기 캐리어 기판(300)으로부터 이탈할 수 있는 물질을 포함한다. 상기 점착층(420)은 상기 광열 변환층(410)과 상기 반도체 소자(200) 사이에 구비되어 있으며, 상기 반도체 소자(200)를 접착시키고 있다. The light-to-
도 6b에서 알 수 있듯이, 레이저 빔을 조사하면, 레이저 빔이 조사된 상기 광열 변환층(410)의 영역이 상기 캐리어 기판(300)에서 이탈하게 되며, 이때 상기 점착층(420)의 소정 영역도 상기 캐리어 기판(300)으로부터 함께 이탈하게 된다. As can be seen in Figure 6b, when a laser beam is irradiated, the area of the light-to-
그에 따라, 도 6c에서와 같이, 상기 점착층(420)과 상기 반도체 소자(200) 사이의 접촉면적이 줄어들게 되어 반도체 소자(200)가 상기 점착층(420)에서 이탈하면서 자유 낙하하여, 결국, 도 6d에서와 같이, 도전성 접착층(600) 상에 안착된다.Accordingly, as shown in FIG. 6C, the contact area between the
한편, 상기 반도체 소자(200)가 상기 점착층(420)에서 보다 용이하게 이탈할 수 있도록 하기 위해서, 도 6b의 레이저 빔의 조사 공정 이전에, 예로서 도 6a 공정에서 가열 공정을 추가할 수 있다. 즉, 레이저 빔의 조사 공정 이전에 가열 공정을 추가하여 상기 점착층(420)의 점착력을 약화시킬 수 있다. Meanwhile, in order to allow the
구체적으로, 50 내지 150℃의 온도로 1 내지 30초의 범위로 상기 점착층(420)을 가열함으로써, 상기 광열 변환층(410)의 손상은 방지하면서 상기 점착층(420)의 점착력을 약화시킬 수 있다. 상기 가열공정이 50℃ 미만이거나 1초 미만일 경우는 상기 점착층(420)의 점착력 약화효과를 얻을 수 없고, 상기 가열공정이 150℃를 초과하거나 30초를 초과할 경우에는 상기 광열 변환층(410)이 손상될 우려가 있다. Specifically, by heating the
상기 가열 공정에 의해서 상기 점착층(420)의 점착력은 1 ~ 200gf 범위가 되도록 하는 것이 상기 반도체 소자(200)가 상기 점착층(420)에서 보다 용이하게 이탈할 수 있도록 하는데 바람직할 수 있다. 상기 점착층(420)의 점착력이 1gf 미만이 되면 도 6b 공정 이전에 상기 반도체 소자(200)가 상기 점착층(420)에서 이탈할 수 있고, 상기 점착층(420)의 점착력이 200gf를 초과하게 되면, 도 6b 및 도 6c의 공정에서 반도체 소자(200)가 점착층(420)에서 이탈하지 않을 수 있다. It may be desirable to have the adhesive force of the
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 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 without departing from the technical spirit of the present invention. . Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but are for illustrative purposes, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. Therefore, the embodiments described above should be understood in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of protection of the present invention should be interpreted in accordance with the claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of rights of the present invention.
100: 지지 기판 200a: 반도체 기판
200: 반도체 소자 210, 220: 제1 패드, 제2 패드
300: 캐리어 기판 400: 릴리스 층
410: 광열 변환층 420: 점착층
500: 베이스 기판 510, 520: 제1 패드, 제2 패드
600: 도전성 접착층100:
200:
300: carrier substrate 400: release layer
410: Light-to-heat conversion layer 420: Adhesive layer
500:
600: Conductive adhesive layer
Claims (11)
베이스 기판을 준비하는 공정;
상기 반도체 소자가 상기 베이스 기판과 마주하도록 상기 캐리어 기판을 상기 베이스 기판 위에 위치시키는 공정; 및
상기 캐리어 기판 위에서 레이저 빔을 조사하여 상기 반도체 소자를 상기 릴리스 층에서 이탈시켜 상기 베이스 기판 상에 안착시키는 공정을 포함하여 이루어지고,
상기 레이저 빔을 조사하는 공정은 적어도 하나의 레이저 펄스를 가지는 레이저 빔이 상기 캐리어 기판을 통과한 후 상기 릴리스 층에 조사되어 상기 레이저 빔이 조사된 상기 릴리스 층의 영역을 부풀어 오르게 하여 상기 캐리어 기판으로부터 이탈시키는 공정을 포함하고,
상기 릴리스 층의 영역을 부풀어 오르게 하여 상기 캐리어 기판으로부터 이탈시키는 공정은 상기 레이저 빔의 중심부에 대응되는 상기 릴리스 층의 제1 영역이 상기 레이저 빔의 주변부에 대응되는 상기 릴리스 층의 제2 영역보다 상기 캐리어 기판에서 더 멀리 이탈하면서 부풀어 오르며,
상기 레이저 빔의 조사 공정은 상이한 주기의 복수의 레이저 펄스로 수행하고, 이때, 첫 번째 레이저 펄스와 두 번째 레이저 펄스 사이의 간격이 두 번째 레이저 펄스와 세 번째 레이저 펄스 사이의 간격보다 작은 반도체 소자의 전사 방법. A process of forming a release layer on a carrier substrate and forming a semiconductor device on the release layer;
Process of preparing a base substrate;
A process of positioning the carrier substrate on the base substrate so that the semiconductor device faces the base substrate; and
A process of irradiating a laser beam on the carrier substrate to separate the semiconductor device from the release layer and seat it on the base substrate,
In the process of irradiating the laser beam, a laser beam having at least one laser pulse passes through the carrier substrate and is then irradiated to the release layer to swell the area of the release layer irradiated with the laser beam to separate the laser beam from the carrier substrate. Including a process of disengaging,
The process of swelling the area of the release layer to separate it from the carrier substrate is such that the first area of the release layer corresponding to the center of the laser beam is larger than the second area of the release layer corresponding to the periphery of the laser beam. It swells as it deviates further from the carrier substrate,
The laser beam irradiation process is performed with a plurality of laser pulses of different periods, and at this time, the interval between the first laser pulse and the second laser pulse is smaller than the interval between the second laser pulse and the third laser pulse. Transcription method.
상기 레이저 빔의 조사 공정은 서로 동일한 세기를 가지는 복수의 레이저 펄스로 수행하는 반도체 소자의 전사 방법. According to claim 1,
A method of transferring a semiconductor device in which the laser beam irradiation process is performed using a plurality of laser pulses having the same intensity.
상기 레이저 빔의 조사 공정은 서로 상이한 세기를 가지는 복수의 레이저 펄스로 수행하고, 이때, 첫 번째 레이저 펄스의 세기보다 두 번째 레이저 펄스의 세기가 큰 반도체 소자의 전사 방법. According to claim 1,
The laser beam irradiation process is performed with a plurality of laser pulses having different intensities, and in this case, the intensity of the second laser pulse is greater than the intensity of the first laser pulse.
상기 레이저 빔의 조사 공정은 상기 레이저 빔의 초점을 상기 캐리어 기판과 상기 릴리스 층의 계면에 맞추는 공정을 포함하는 반도체 소자의 전사 방법. According to claim 1,
A method of transferring a semiconductor device, wherein the laser beam irradiation process includes focusing the laser beam on an interface between the carrier substrate and the release layer.
상기 레이저 빔의 조사 공정은 상기 레이저 빔의 초점을 상기 캐리어 기판과 상기 릴리스 층의 계면 이외의 부분에 맞추는 공정을 포함하는 반도체 소자의 전사 방법. According to claim 1,
A method of transferring a semiconductor device, wherein the laser beam irradiation process includes focusing the laser beam on a portion other than the interface between the carrier substrate and the release layer.
상기 레이저 빔의 조사 공정은 상기 레이저 빔의 초점을 상하로 이동시키는 공정을 포함하는 반도체 소자의 전사 방법. According to claim 1,
A method of transferring a semiconductor device, wherein the laser beam irradiation process includes a process of moving the focus of the laser beam up and down.
상기 릴리스 층은 상기 캐리어 기판과 접하는 광열 변환층 및 상기 반도체 소자와 접하는 점착층을 포함하고,
상기 레이저 빔의 조사에 의해서 상기 광열 변환층의 소정 영역이 부풀어 올라 상기 캐리어 기판으로부터 이탈하는 반도체 소자의 전사 방법. According to claim 1,
The release layer includes a light-to-heat conversion layer in contact with the carrier substrate and an adhesive layer in contact with the semiconductor device,
A method of transferring a semiconductor device in which a predetermined region of the light-to-heat conversion layer swells and separates from the carrier substrate by irradiation of the laser beam.
상기 레이저 빔의 조사 공정 이전에 상기 점착층의 점착력을 약화시키는 공정을 추가로 포함하는 반도체 소자의 전사 방법. According to clause 9,
A method of transferring a semiconductor device further comprising a process of weakening the adhesive force of the adhesive layer before the laser beam irradiation process.
상기 점착층의 점착력을 약화시키는 공정은 50 내지 150℃의 온도로 1 내지 30초의 범위로 상기 점착층을 가열하여 상기 점착층의 점착력이 1 ~ 200gf 범위가 되도록 하는 반도체 소자의 전사 방법. According to claim 10,
The process of weakening the adhesive force of the adhesive layer is to heat the adhesive layer at a temperature of 50 to 150 ° C. for 1 to 30 seconds so that the adhesive force of the adhesive layer is in the range of 1 to 200 gf. A method of transferring a semiconductor device.
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