KR20110114577A - 테이프-기반 에피택셜 리프트 오프 장치 및 방법 - Google Patents

테이프-기반 에피택셜 리프트 오프 장치 및 방법 Download PDF

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KR20110114577A
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토마스 제이. 그미터
강 헤
멜리사 아처
안드레아스 헤제더스
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알타 디바이씨즈, 인크.
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Abstract

본 발명의 실시예는 에피택셜 리프트 오프(ELO) 공정에 의해 에피택셜 박막 및 소자를 제조하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 일 실시예에서는, ELO 공정 중에 박막 소자를 형성하기 위한 방법이 제공되며, 이는 세장형 지지 테이프에 복수의 기판을 결합시키는 단계로서, 각각의 기판은 웨이퍼 위에 배치된 희생층 위에 배치되는 에피택셜 필름을 포함하는 결합 단계와, 세장형 지지 테이프를 이동시키는 동안 기판을 에칭 공정 중에 에칭액에 노출시키는 단계, 및 세장형 지지 테이프를 이동시키는 동안 희생층을 에칭하고 에피택셜 필름을 웨이퍼로부터 박리시키는 단계를 포함한다. 실시예는 또한, 에피택셜 필름이 성장된 웨이퍼로부터 지지 테이프와 에피택셜 필름을 제거하기 위한 장치를 포함하는, 에피택셜 박막 및 소자를 형성하기 위한 여러 장치, 연속-형태뿐 아니라 집단-형태 장치를 구비한다.

Description

테이프-기반 에피택셜 리프트 오프 장치 및 방법{TAPE-BASED EPITAXIAL LIFT OFF APPARATUSES AND METHODS}
본 발명의 실시예는 일반적으로 태양전지, 반도체, 전자 재료 및 소자의 제조를 위한 장치 및 방법에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 에피택셜 리프트 오프(ELO) 박막 및 소자에 관한 것이다.
소자 제조의 일 태양은 광전지 또는 태양전지 소자, 반도체 소자, 또는 기타 전자 기기로 사용되는 박막의 취급 및 포장을 포함한다. 이러한 박막 소자는 기판 또는 웨이퍼 상에 재료를 증착하고 이로부터 재료를 제거하기 위한 다양한 공정을 사용하여 제조될 수 있다. 박막 소자 제조를 위한 한 가지의 비범한 기술은 에피택셜 리프트 오프(ELO) 공정으로 공지되어 있다. ELO 공정은 성장 기판 상의 희생층 상에 에피택셜 층 또는 필름을 증착하고, 이후 희생층을 에칭하여 성장 기판으로부터 에피택셜 층을 분리하는 것을 포함한다. 제거된 얇은 에피택셜 층은 ELO 또는 에피택셜 필름 또는 층으로 공지되어 있으며, 통상적으로 광전지 또는 태양전지 소자, 반도체 소자 또는 기타 전자 기기로서 사용되는 박막을 구비한다.
얇은 ELO 필름은 대단히 부서지기 쉽고 좁은 치수를 갖기 때문에 예를 들어 기판에 접합할 때나 포장할 때 관리 또는 취급이 매우 어렵다. ELO 필름은 매우 작은 힘으로도 크랙된다. 또한, ELO 필름은 그 극히 좁은 치수로 인해 정렬하기가 매우 어렵다.
희생층은 통상 매우 얇으며, 습식 화학 공정을 거쳐서 에칭 제거될 수 있다. 전체 공정의 속도는 에칭 프론트에 대한 반응물의 송출 또는 노출의 부족에 의해 제한될 수 있으며, 이는 에칭 프론트로부터 부산물이 덜 제거되는 것을 초래한다. ELO 에칭 공정은 확산 제한된 공정이며, ELO 필름이 증착된 형태로 유지될 때는 매우 좁고 긴 개구가 형성되며 이는 공정의 전체 속도를 엄격하게 제한한다. 확산 공정의 운송 제약을 감소시키기 위해서는, 에칭 또는 제거된 희생층에 의해서 그리고 ELO 필름을 성장 기판으로부터 구부림으로써 생성되는 결과적인 개구를 개방하는 것이 유익할 수 있다. 에칭하면서 구부리는 작용은 ELO 필름과 성장 기판 사이에 틈새를 형성하며, 틈새의 형태는 에칭 프론트에 대한 종(species)의 근접 및 이격 이동을 증가시키기 위해 더 큰 각도를 제공한다. 반응물은 에칭 프론트를 향해서 이동하는 반면, 부산물은 일반적으로 에칭 프론트로부터 멀리 이동한다.
그러나 ELO 필름의 굽힘은 에피택셜 층 내에 응력을 유도할 수 있으며, 굽힘 정도는 ELO 필름의 강도에 의해 제한된다. ELO 필름은 보통 취성 재료를 함유하고, 이는 파괴 이전에 소성 변형을 겪으며 따라서 크랙 유발성 파괴를 받을 수 있다.
크랙 전파 잠재성을 최소화하기 위해, 취성 ELO 필름은 압축 응력 하에 유지될 수 있다. 크랙은 보통 잔류 압축 응력의 구역을 통해서 전파되지 않는다. ELO 필름이 틈새의 곡률 외부에 있기 때문에 ELO 필름을 성장 기판으로부터 멀리 구부리는 동안 ELO 필름은 인장 응력 하에 배치된다. 인장 응력은 틈새 곡률 정도를 제한하며, 에칭 공정의 속도를 감소시킨다. 이 제한을 극복하기 위해, 희생층 에칭 전에 ELO 필름 내에 잔류 압축 응력이 주입될 수 있다. 이 초기 압축 응력은 굽힘에 의해 초래되는 인장 응력에 의해 상쇄될 수 있으며, 따라서 분리 공정 중에 상당한 정도의 굽힘을 허용한다.
또한, ELO 공정은 항상, 얇은 ELO 필름 소자를 상업적으로 제조하기 위한 비용 금지 기술이었다. 현재 ELO 공정은, 단일 ELO 필름을 제조하는 동안 단일 성장 기판을 여러 제조 단계에 통과시키는 것을 포함한다. 현재 공정은 시간 소모적이고, 고비용적이며, 업무용 ELO 필름을 사실상 제조하지 못한다.
따라서, ELO 박막을 제거하고 취급하기 위한 보다 효과적이고, 덜 시간 소모적이며, 덜 비싼 방법 및 장치가 요구된다.
본 발명의 실시예는 일반적으로 에피택셜 리프트 오프(ELO) 공정에 의해 에피택셜 박막 및 소자를 제조하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 박막 소자는 일반적으로, 웨이퍼와 같은 성장 기판 상에 또는 그 위에 배치된 희생층 상에 형성되는 에피택셜 방식으로 성장된 층을 포함한다. 웨이퍼로서 에피택셜 필름의 반대측 상에 또는 그 위에 지지 테이프가 배치될 수 있다. 지지 테이프는 ELO 공정의 에칭 및 제거 단계 중에 그리고 그 이후에 에피택셜 필름을 유지하는데 사용될 수 있다. 다양한 실시예에서, 기판으로부터 에피택셜 필름을 제거하기 위한 장치는 ELO 제거 공정 중에 에피택셜 필름을 보호하기 위해 에칭 섹션, 기판 및 지지 테이프 취급 장치, 및 각종 인장 제어 소자를 구비할 수 있다.
일 실시예에서, ELO 공정 중에 박막 소자를 형성하기 위한 방법이 제공되며, 이 방법은 기판 상의 희생층 위에 에피택셜 필름 또는 재료를 형성하는 단계, 에피택셜 필름 상에 세장형 테이프 지지체를 접착하는 단계, 에칭 공정 중에 희생층을 제거하는 단계, 및 기판으로부터 세장형 테이프 지지체를 구부리면서 기판으로부터 에피택셜 필름을 박리시키는 단계를 구비한다.
다른 실시예에서, 테이프-기반 ELO 스택을 형성하기 위한 장치가 제공되며, 이는 제1 단부, 제2 단부, 및 상기 제1 단부에 인접한 테이프 공급 섹션을 구비한다. 테이프 공급 섹션은 적어도 하나의 언로딩된 지지 테이프, 상기 적어도 하나의 언로딩된 지지 테이프를 수용하기 위한 적층 섹션, 및 그 위에 에피택셜 필름을 갖는 복수의 기판을 제공한다. 적층 섹션은 적어도 하나의 언로딩된 지지 테이프에 기판을 접착하여 제2 단부 근처에 적어도 하나의 로딩된 지지 테이프 및 ELO 에칭 섹션을 형성하며, 상기 ELO 에칭 섹션은 적어도 하나의 로딩된 지지 테이프 상에 에피택셜 필름을 남겨두면서 적어도 하나의 로딩된 지지 테이프로부터 기판을 제거한다. 테이프 공급 섹션은 일반적으로, 적어도 하나의 테이프가 권선된 적어도 하나의 롤러를 갖는 적어도 하나의 롤러를 구비한다.
장치의 실시예는 테이프 공급 섹션과 적층 섹션 사이에 배치되는 스플라이스/펀치(splice/punch)) 섹션을 더 구비하며, 상기 스플라이스/펀치 섹션은 세장형 언로딩된 지지 테이프에 개구를 형성한다. 에칭 배쓰 저장조 또는 탱크를 수용하는 ELO 에칭 섹션은 로딩된 지지 테이프로부터 기판을 연속적으로 제거하도록 구성될 수 있으며, 로딩된 지지 테이프로부터 기판을 집단으로(in batches) 제거하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 지지 테이프는 지지 테이프의 길이에 걸쳐서 연장되는 적어도 한 줄의 트랙 개구를 갖는다. 다른 예는 지지 테이프의 각 측부가 지지 테이프의 길이에 걸쳐서 연장되는 트랙 개구의 열을 갖는 것을 제공한다. 일부 구성에서, 지지 테이프는 적어도 두 개의 릴, 드럼 또는 롤러 주위로 이동한다. 지지 테이프는 트랙 개구와 결합하기 위해 롤러로부터 연장되는 복수의 핀을 갖는 적어도 하나의 롤러 주위로 이동한다. 일부 예에서, 롤러는 트랙 개구와 결합하기 위해 스프로킷 또는 톱니(cog)를 갖는다. 로딩된 지지 테이프는 지지 테이프의 외측 에지로부터 수직하게 또는 사실상 수직하게 연장되는 복수의 슬롯을 포함한다. 상기 복수의 슬롯은 로딩된 지지 테이프의 양 외측 에지로부터 연장되는 정렬된 슬롯 쌍을 갖는다. 각각의 슬롯 쌍은 로딩된 지지 테이프의 구역 내에 위치하며, 이 구역에는 기판이 없다. 예를 들어 슬롯 쌍을 갖는 구역 외부에서 각각의 기판은 두 개의 연속하는 슬롯 쌍 사이에서 로딩된 지지 테이프와 결합될 수 있다.
다른 실시예에서는, ELO 공정 중에 박막 소자를 형성하기 위한 방법이 제공되며, 이는 세장형 지지 테이프와 복수의 기판을 결합시키는 단계로서, 각각의 기판은 웨이퍼 위에 배치된 희생층 위에 배치되는 에피택셜 필름을 포함하는 결합 단계, 세장형 지지 테이프를 이동시키는 동안 기판을 에칭 공정 중에 에칭액에 노출시키는 단계, 및 세장형 지지 테이프를 이동시키는 동안 희생층을 에칭하고 에피택셜 필름을 웨이퍼로부터 박리시키는 단계를 포함한다.
상기 세장형 지지 테이프는 그 위에 배치된 에피택셜 필름에 의해 각 기판과 결합된다. 상기 세장형 지지 테이프와 결합되는 복수의 기판은 일반적으로 약 4개 내지 약 100개 또는 그 이상의 기판을 포함한다. 상기 세장형 지지 테이프는 다수의 층을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 세장형 지지 테이프는 적어도 하나의 금속, 예를 들어 적어도 하나의 금속 포일을 포함한다. 상기 금속 포일은 철, 니켈, 코발트, 스틸, 스테인리스 스틸, 그 합금, 그 유도체 또는 그 조합체와 같은 금속을 포함한다. 다른 실시예에서, 상기 세장형 지지 테이프는 플라스틱 재료, 폴리머 재료, 코폴리머 재료, 올리고머 재료, 그 유도체 또는 그 조합체와 같은 적어도 하나의 재료를 포함한다. 일부 예에서, 상기 세장형 지지 테이프는 폴리아크릴 재료, 폴리에틸렌 재료, 폴리프로필렌 재료, 폴리테트라플루오로에틸렌 재료, 플루오르화 폴리머 재료, 그 이성질체(isomer), 그 유도체 및 그 조합체를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 세장형 지지 테이프는 적어도 두 개의 릴, 드럼 또는 롤러 주위로 이동한다. 상기 세장형 지지 테이프의 적어도 한 측부는 세장형 지지 테이프의 길이에 걸쳐서 연장되는 트랙 개구의 열을 포함한다. 일부 예에서, 상기 세장형 지지 테이프의 각 측부는 세장형 지지 테이프의 길이에 걸쳐서 연장되는 트랙 개구의 열을 포함한다. 상기 세장형 지지 테이프는 트랙 개구와 결합하기 위해 롤러로부터 연장되는 복수의 핀을 갖는 적어도 하나의 롤러 주위로 이동한다. 상기 롤러는 트랙 개구와 결합하기 위해 스프로킷 또는 톱니를 가질 수 있다. 상기 세장형 지지 테이프는 세장형 지지 테이프의 외측 에지로부터 수직하게 또는 사실상 수직하게 연장되는 복수의 슬롯을 가질 수 있다. 상기 복수의 슬롯은 세장형 지지 테이프의 양 외측 에지로부터 연장되는 정렬된 슬롯 쌍을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 각각의 슬롯 쌍은 세장형 지지 테이프의 구역 내에 위치일 수 있으며, 이 구역에는 기판이 없다. 각각의 기판은 두 개의 연속하는 슬롯 쌍 사이에서 세장형 지지 테이프와 결합될 수 있다.
많은 실시예에서, 각각의 기판과 세장형 지지 테이프 사이에는 접착제 층이 배치된다. 상기 접착제 층은, 각각의 기판에 접착제를 도포하고 각각의 기판을 세장형 지지 테이프에 결합시킴으로써 형성될 수 있다. 상기 접착제 층은 감압식 접착제, 핫멜트(hot-melt) 접착제 및 자외선-경화성(UV-cured) 접착제를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 상기 접착제 층은 아크릴 접착제를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 희생층은 알루미늄 비소, 그 합금, 그 유도체 또는 그 조합체를 포함한다. 상기 희생층은 약 1nm 내지 약 20nm 범위의 두께를 가질 수 있다. 상기 희생층은 에칭 공정 중에 습식 에칭액에 노출될 수 있다. 습식 에칭액은 불화수소산, 계면활성제 및 완충제를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 희생층은 약 5mm/hr 이상의 속도로 에칭된다.
웨이퍼 상에 성장 또는 형성되는 에피택셜 필름 또는 재료는 다수의 층을 가질 수 있다. 상기 웨이퍼는 일반적으로 갈륨 비소, 갈륨 비소 합금, 그 도핑제 또는 그 유도체를 포함한다. 에피택셜 필름 또는 재료의 각 층은 갈륨 비소, 알루미늄 갈륨 비소, 인듐 갈륨 인화물, 그 합금, 그 유도체 또는 그 조합체를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 에피택셜 필름은 갈륨 비소를 함유하는 층 및 알루미늄 갈륨 비소를 함유하는 다른 층을 갖는다. 상기 에피택셜 필름은 갈륨 비소 버퍼층, 적어도 하나의 알루미늄 갈륨 비소 패시베이션층, 및 갈륨 비소 활성층(active layer)을 가질 수 있다. 일부 예에서, 갈륨 비소 버퍼층은 약 100nm 내지 약 500nm 범위의 두께를 가질 수 있고, 알루미늄 갈륨 비소 패시베이션층은 약 10nm 내지 약 50nm 범위의 두께를 가지며, 갈륨 비소 활성층은 약 500m 내지 약 2,000nm 범위의 두께를 갖는다. 일부 특정 예에서, 각각의 에피택셜 필름은 다수의 층을 갖는 광전지 또는 태양전지 구조를 갖는다. 광전지 구조는 갈륨 비소, n-도핑된 갈륨 비소, p-도핑된 갈륨 비소, 알루미늄 갈륨 비소, n-도핑된 알루미늄 갈륨 비소, p-도핑된 알루미늄 갈륨 비소, 인듐 갈륨 인화물, 그 합금, 그 유도체 또는 그 조합체와 같은 적어도 두 개의 재료를 함유한다.
본 발명의 상기 특징이 상세히 이해될 수 있도록, 상기 간단히 요약되어 있는 본 발명의 보다 구체적인 설명은 그 일부가 첨부도면에 도시되어 있는 실시예를 참조하여 이루어질 것이다. 그러나, 첨부도면은 본 발명의 통상적인 실시예를 도시할 뿐이며, 따라서 그 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 하는 바, 이는 본 발명이 다른 동등하게 효과적인 실시예에 적용될 수도 있기 때문임을 알아야 한다.
도 1은 본 명세서에 기재된 실시예에 따라 웨이퍼 상에 ELO 박막 스택을 갖는 기판의 개략 등각도이다.
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른, 지지 테이프에 접착된 복수의 기판으로 형성된 조립체의 측면도이다.
도 2b는 도 2a의 조립체의 저면도이다.
도 2c는 본 발명의 실시예에 따른, 지지 테이프에 부착된 복수의 에피택셜 필름으로 형성된 조립체의 측면도이다.
도 2d는 본 발명의 실시예에 따른, 지지 롤 상에 권선되는 도 2c의 조립체의 측면도이다.
도 2e는 본 발명의 실시예에 따른, 지지 롤 상에 권선된 도 2c의 조립체를 구비하는 조립체의 측면도이다.
도 3은 테이프 기반 ELO 필름 및 소자를 형성하기 위한 장치의 일 실시예의 개략 평면도이다.
도 4는 지지 웨이퍼로부터 ELO 필름을 제거하기 위해 ELO 공정을 수행하기 위한 장치의 일 실시예의 개략 등각도이다.
도 5는 도 4의 장치의 테이프 구동 및 인장 부분의 확대 오버헤드 등각도이다.
도 6은 도 4의 장치의 테이프 구동 및 인장 부분의 확대 수평 등각도이다.
도 6a 내지 도 6c는 도 4의 장치를 통해서 진행될 때 테이프 및 웨이퍼 조립체의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 ELO 공정 장치의 실시예와 함께 사용하기 위한 테이프 및 웨이퍼 탱크 진입 조립체의 등각도이다.
도 8은 본 발명의 ELO 공정 장치의 실시예와 함께 사용하기 위한 테이프 추출 조립체의 등각도이다.
도 9는 본 발명의 ELO 공정 장치의 실시예와 함께 사용하기 위한 포지티브 기판 탈착 조립체의 등각도이다.
도 10은 지지 웨이퍼로부터 ELO 필름을 제거하기 위해 ELO 공정을 수행하기 위한 장치의 추가 실시예의 개략 등각도이다.
도 11은 도 10의 장치의 테이프 구동 및 인장 부분의 확대 등각도이다.
도 11a 내지 도 11c는 도 10의 장치를 통해서 진행될 때 테이프 및 웨이퍼 조립체의 단면도이다.
도 12는 지지 웨이퍼로부터 ELO 필름을 제거하기 위해 ELO 공정을 수행하기 위한 장치의 다른 실시예의 개략 등각도이다.
도 13은 도 12의 장치의 테이프 구동 및 점 하중 인장 부분의 확대 등각도이다.
도 14는 도 12의 장치의 웨이퍼 지지 및 푸셔 부분의 확대 등각도이다.
도 15는 지지 웨이퍼로부터 ELO 필름을 제거하기 위해 ELO 공정을 수행하기 위한 장치의 다른 실시예의 개략 등각도이다.
도 16은 도 15의 장치의 테이프 구동 및 점 하중 인장 부분의 확대 등각도이다.
도 17은 도 15의 장치의 웨이퍼 지지 및 푸셔 부분의 확대 등각도이다.
도 18은 지지 웨이퍼로부터 ELO 필름을 제거하기 위해 ELO 공정을 수행하기 위한 장치의 집단-형태 실시예의 개략 등각도이다.
도 19는 도 18의 장치의 웨이퍼 지지와 벨트 구동 및 점 하중 인장 부분의 확대 등각도이다.
도 20은 도 18의 장치의 웨이퍼 지지와 벨트 구동 및 점 하중 인장 부분의 단면도이다.
도 21은 로딩 위치에서의 도 18의 장치의 웨이퍼 지지와 벨트 구동 및 점 하중 인장 부분의 확대 등각도이다.
도 22는 로딩 위치에서의 도 18의 장치의 웨이퍼 지지와 벨트 구동 및 점 하중 인장 부분의 단면도이다.
도 23은 점 하중 및 핑거 하강 위치에서의 도 18의 장치의 웨이퍼 지지와 벨트 구동 및 점 하중 인장 부분의 확대 등각도이다.
도 24는 점 하중 및 핑거 하강 위치에서의 도 18의 장치의 웨이퍼 지지와 벨트 구동 및 점 하중 인장 부분의 단면도이다.
도 25는 점 하중 및 핑거 추가 하강 위치에서의 도 18의 장치의 웨이퍼 지지와 벨트 구동 및 점 하중 인장 부분의 확대 등각도이다.
도 26은 점 하중 및 핑거 추가 하강 위치에서의 도 18의 장치의 웨이퍼 지지와 벨트 구동 및 점 하중 인장 부분의 단면도이다.
도 27은 테이프 로크된 위치에서의 도 18의 장치의 웨이퍼 지지와 벨트 구동 및 점 하중 인장 부분의 확대 등각도이다.
도 28은 테이프 로크된 위치에서의 도 18의 장치의 웨이퍼 지지와 벨트 구동 및 점 하중 인장 부분의 단면도이다.
도 29는 하강 벨트 위치에서의 도 18의 장치의 웨이퍼 지지와 벨트 구동 및 점 하중 인장 부분의 확대 등각도이다.
도 30은 하강 벨트 위치에서의 도 18의 장치의 웨이퍼 지지와 벨트 구동 및 점 하중 인장 부분의 단면도이다.
도 31은 초기 ELO 위치에서의 도 18의 장치의 웨이퍼 지지와 벨트 구동 및 점 하중 인장 부분의 확대 등각도이다.
도 32는 초기 ELO 위치에서의 도 18의 장치의 웨이퍼 지지와 벨트 구동 및 점 하중 인장 부분의 단면도이다.
도 33은 연속적인 ELO 위치에서의 도 18의 장치의 웨이퍼 지지와 벨트 구동 및 점 하중 인장 부분의 확대 등각도이다.
도 34는 연속적인 ELO 위치에서의 도 18의 장치의 웨이퍼 지지와 벨트 구동 및 점 하중 인장 부분의 단면도이다.
도 35는 ELO 완료 위치에서의 도 18의 장치의 웨이퍼 지지와 벨트 구동 및 점 하중 인장 부분의 확대 등각도이다.
도 36은 ELO 완료 위치에서의 도 18의 장치의 웨이퍼 지지와 벨트 구동 및 점 하중 인장 부분의 단면도이다.
도 37은 점 하중 회전된 위치에서의 도 18의 장치의 웨이퍼 지지와 벨트 구동 및 점 하중 인장 부분의 확대 등각도이다.
도 38은 점 하중 회전된 위치에서의 도 18의 장치의 웨이퍼 지지와 벨트 구동 및 점 하중 인장 부분의 단면도이다.
도 39는 도 3의 장치에 의해 수행될 수 있는 ELO 박막 및 소자 형성 방법의 일 실시예를 도시하는 흐름도이다.
도 40은 도 18 내지 도 38의 장치에 의해 수행될 수 있는 집단 ELO 방법의 일 실시예를 도시하는 흐름도이다.
도 1은 일 실시예에 기재하듯이, 에피택셜 리프트 오프(ELO) 박막 스택(150)을 갖는 기판(100)을 도시한다. ELO 박막 스택(150)은 웨이퍼(102) 상에 또는 위에 배치되며, 이는 희생층(104) 상에 또는 위에 배치되는 에피택셜 필름(106)을 구비한다. 기판(100)은 취급하기에 비교적 어려운 제품이며, 각각의 ELO 박막 스택(150)이 따로따로 취급될 것을 요구한다. 또한, ELO 박막 스택(150)의 에피택셜 층을 형성하기 위해 사용되는 웨이퍼(102)는 보통 비싸며, 특히 갈륨 비소로 제조될 때 비싸다.
웨이퍼(102)는 Ⅲ/V족 재료와 같은 다양한 재료로 형성되거나 이를 포함할 수 있으며, 다른 원소가 도핑될 수 있다. 웨이퍼(102)는 웨이퍼 또는 기판일 수 있으며, 보통 갈륨 비소, 갈륨 비소 합금 또는 기타 유도체를 함유하고, n-도핑 또는 p-도핑될 수 있다. 일 예에서, 웨이퍼(102)는 n-도핑된 갈륨 비소 재료를 함유한다. 다른 예에서, 웨이퍼(102)는 p-도핑된 갈륨 비소 재료를 함유한다.
희생층(104)은 알루미늄 비소, 그 합금, 그 유도체 또는 그 조합체를 함유할 수 있다. 일 예에서, 희생층(104)은 적어도 알루미늄 비소 층을 포함한다. 희생층(104)은 약 20nm 이하의 두께, 예를 들면 약 1nm 내지 약 20nm 또는 약 1nm 내지 약 10nm 또는 약 4nm 내지 약 6nm 범위의 두께를 가질 수 있다.
에피택셜 필름(106)은 일반적으로 에피택셜 재료의 층을 다수 포함한다. 일부 실시예에서, 에피택셜 필름(106)의 에피택셜 재료는 갈륨 비소, 알루미늄 갈륨 비소, 인듐 갈륨 인화물, 그 합금, 그 유도체 또는 그 조합체를 함유할 수 있다. 에피택셜 필름(106)은 하나의 층을 포함할 수 있지만, 보통은 다수의 층을 포함한다. 일부 예에서, 에피택셜 필름(106)은 갈륨 비소를 갖는 하나의 층과 알루미늄 갈륨 비소를 갖는 다른 층을 포함한다. 다른 예에서, 에피택셜 필름(106)은 갈륨 비소 버퍼층, 알루미늄 갈륨 비소 패시베이션층, 및 갈륨 비소 활성층을 포함한다. 갈륨 비소 버퍼층은 약 100nm 내지 약 500nm 범위의 두께, 예를 들면 약 300nm의 두께를 가질 수 있고, 알루미늄 갈륨 비소 패시베이션층은 약 10nm 내지 약 50nm 범위의 두께, 예를 들면 약 30nm의 두께를 가질 수 있으며, 갈륨 비소 활성층은 약 500m 내지 약 2,000nm 범위의 두께, 예를 들면 약 1,000nm의 두께를 가질 수 있다. 일부 예에서, 에피택셜 필름(106)은 제2 알루미늄 갈륨 비소 패시베이션층을 더 포함한다. 제2 갈륨 비소 버퍼층은 약 100nm 내지 약 500nm 범위의 두께, 예를 들면 약 300nm의 두께를 가질 수 있다. 본 명세서의 다른 실시예에서, 에피택셜 필름(106)은 다수의 층을 포함하는 광전지 구조를 가질 수 있다. 광전지 구조는 갈륨 비소, n-도핑된 갈륨 비소, p-도핑된 갈륨 비소, 알루미늄 갈륨 비소, n-도핑된 알루미늄 갈륨 비소, p-도핑된 알루미늄 갈륨 비소, 인듐 갈륨 인화물, 그 합금, 그 유도체 또는 그 조합체를 함유할 수 있다.
도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 실시예에 따라, 에피택셜 필름(106)을 웨이퍼(102)로부터 롤 상의 테이프 기판으로 전사하는 각종 스테이지를 도시한다. 도 2a와 도 2b는 지지 테이프(202)에 부착된, 도 1의 기판(100)을 복수 개(도시된 것은 여섯 개) 구비하는 조립체(200)의 측면도 및 저면도이다. 기판(100)의 각각은 웨이퍼(102) 상에 또는 위에 배치되는 희생층(104) 및 상기 희생층(104) 상에 또는 위에 배치되는 에피택셜 필름(106)을 갖는다. 각각의 기판(100)과 지지 테이프(202) 사이에는 접착제 층(204)이 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 접착제 층(204)은 지지 테이프(202)와의 접착 또는 결합 이전에 기판(100) 또는 에피택셜 필름(106)에 도포될 수 있다. 대안적으로, 접착제 층(204)은 기판(100) 또는 에피택셜 필름(106)과의 접착 또는 결합 이전에 지지 테이프(202)에 도포될 수도 있다. 또한, 접착제 층(204)은 지지 테이프(202)와 기판(100) 또는 에피택셜 필름(106) 양자에 도포된 후 함께 접착 또는 결합될 수도 있다. 접착제 층(204)은 감압식 접착제(PSA: pressure sensitive adhesive), 핫멜트 접착제, 자외선(UV)-경화성 접착제, 아크릴 접착제, 고무 접착제, 천연 접착제(예를 들면, 천연 고무), 합성 접착제(예를 들면, 합성 고무), 그 유도체 또는 그 조합체로 만들어질 수 있다. 접착제 층(204)의 재료는 후술되는 에칭 공정에서 사용되는 에칭제에 대해 적어도 상당히 내성을 갖는다.
일부 예에서, 접착제 층(204)은 광학 접착제 및/또는 경화 공정 중에 자외선에 노출된 UV-경화성 접착제로 형성되거나 이를 포함할 수 있다. 일반적으로, 접착제는 약 1분 내지 약 10분, 바람직하게는 약 3분 내지 약 7분 범위의 기간, 예를 들면 약 5분 동안 자외선에 노출될 수 있다. 접착제는 약 25℃ 내지 약 75℃ 범위의 온도, 예를 들면 약 50℃에서 경화될 수 있다. 예시적인 광학 접착제는 Norland UV-경화성 광학 접착제로서 시판되고 있다. 일부 예에서, 접착제 층(204)은 메르캅토 에스테르 화합물을 함유할 수 있다. 다른 예에서, 접착제 층(204)은 부틸 옥틸 프탈레이트, 테트라히드로푸르푸릴 메타크릴레이트, 아크릴레이트 모노머, 그 이성질체, 그 유도체 또는 그 조합체와 같은 접착 물질을 더 함유할 수 있다. 일 예에서, 접착제 층(204)은 아크릴 화합물 또는 그 유도체를 함유할 수도 있다.
다른 예에서, 접착제 층(204)의 접착제는 실리콘 접착제일 수 있거나 또는 규산 나트륨을 함유할 수 있다. 이들 예에서, 접착제는 약 10시간 내지 약 100시간, 바람직하게는 약 20시간 내지 약 60시간, 보다 바람직하게는 약 30시간 내지 약 50시간 범위의 기간, 예를 들면 약 42시간 동안 경화될 수 있다. 접착제는 약 25℃ 내지 약 75℃ 범위의 온도, 예를 들면 약 50℃에서 경화될 수 있다. 또한, 접착제는 여기에 압력을 인가함으로써 경화될 수 있다. 접착제에 인가되는 압력은 약 1psi(6.9kPa) 내지 약 50psi(345kPa), 바람직하게는 약 3psi(20.7kPa) 내지 약 25psi(172kPa), 보다 바람직하게는 약 5psi(34.5kPa) 내지 약 15psi(103kPa)의 범위에 있을 수 있다. 일 예에서, 압력은 약 9psi(62.1kPa)이다.
다른 예에서, 접착제 층(204)은 폴리머, 코폴리머, 올리고머, 그 유도체 또는 그 조합체를 함유할 수 있다. 일 실시예에서, 접착제 층(204)은 코폴리머를 함유한다. 일 예에서, 코폴리머는 에틸렌/비닐아세테이트(EVA) 코폴리머 또는 그 유도체일 수 있다. 접착제 층(204)으로서 유용한 EVA 코폴리머는 Santa Rosa, California에 위치한 Dynatex International이 판매하고 있는 WAFER GRIP 접착 필름이다.
일 실시예에서, 지지 테이프(202)는 세장형 얇은 스트립 재료이다. 일부 실시예에서, 지지 테이프(202)는 사진 필름과 구조가 유사하다. 지지 테이프(202)와 같은 세장형 지지 테이프는 접착제 또는 접착제 층(204)에 의해 각각의 에피택셜 필름(106)을 통해서 각각의 기판(100)과 결합될 수 있다. 지지 테이프(202)와 결합되는 기판(100)이 다수 존재한다. 일반적으로, 4개, 8개, 10개, 20개, 50개, 100개 또는 그 이상의 기판이 지지 테이프(202)에 부착될 수 있다. 일부 실시예에서, 지지 테이프(202)는 약 4개 내지 약 100개 또는 그 이상의 기판을 가질 수 있다.
지지 테이프(202)는 단일 층을 가질 수 있거나 또는 동일하거나 상이한 재료의 층을 다수 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 지지 테이프(202)의 재료에는 금속, 플라스틱, 폴리머, 코폴리머, 및/또는 올리고머 재료가 포함된다. 일부 예에서, 지지 테이프(202)는 폴리아크릴 재료, 폴리에틸렌 재료, 폴리프로필렌 재료, 폴리테트라플루오로에틸렌 재료, 플루오르화 폴리머 재료, 그 이성질체, 그 유도체 또는 그 조합체로 형성되거나 이를 함유할 수 있다. 지지 테이프(202)의 재료는 후술되는 에칭 공정에서 사용되는 에칭제에 대해 적어도 상당히 내성을 갖는다. 일부 실시예에서, 지지 테이프(202)는 적어도 하나의 금속을 함유하거나 적어도 하나의 금속 포일(foil)을 함유한다. 금속 포일은 적어도 하나의 금속, 예를 들면 철, 니켈, 코발트, 스틸, 스테인리스 스틸, 그 합금, 그 유도체 또는 그 조합체를 함유할 수 있다.
지지 테이프(202)는 다양한 실시예에서 약 10mm 내지 약 1,000mm 또는 약 50mm 내지 약 300mm 또는 약 70mm 내지 약 150mm의 폭(W1)을 가질 수 있다. 지지 테이프(202)의 전체 길이(도시되지 않음)는 지지 테이프(202)가 감기는 수납 롤 또는 릴의 크기에 의해서만 제한된다. 일 실시예에서, 지지 테이프(202)의 길이는 약 1m 내지 약 1,000m이다. 각각의 기판(100)은 지지 테이프(202)의 종방향으로 길이(L1)와 지지 테이프(202)를 가로지르는 폭(W2)을 가질 수 있다. 일 실시예에서, L1은 약 8mm 내지 약 950mm이고, W2는 약 8mm 내지 약 950mm이다. 일 실시예에서, 기판(100)은 테이프 상에 실질적으로 중심조정되고, 상호 거리(D1) 이격되어 있다. 일 실시예에서, D1은 약 2mm 내지 약 20mm이다.
지지 테이프(202)는 경우에 따라, 장치의 각종 실시예에 대해 후술되는 구동 요소에 의한 결합을 위해 지지 테이프(202)의 측부를 따라서 트랙 개구(206)를 구비할 수 있다. 또한, 지지 테이프(202)는 일부 실시예에서, 필요에 따라 횡방향으로 상당한 정도의 가요성을 제공하기 위해 규칙적으로 이격된 슬롯(208)을 구비할 수 있다. 슬롯(208)은 일반적으로 두 개의 인접한 기판(100) 사이에 중심조정되며, 일 실시예에서는 약 0.5mm 내지 약 2mm의 폭(W3)을 갖는다. 일 실시예에서, 슬롯(208)은 인접한 슬롯(208) 사이에 약 2개 내지 약 5개의 기판이 존재하도록 기판(100) 사이에 위치한다. 또한, 일부 실시예에서, 슬롯(208)은 지지 테이프(202)의 중심까지 약 25% 내지 약 90% 사이에서 연장된다. 예를 들어, 약 7mm 연장되는 슬롯(208)과 약 20mm의 폭(W1)을 갖는 테이프에 있어서, 각각의 슬롯(208)은 지지 테이프(202)의 중심까지 약 70% 연장되어, 슬롯(208) 사이에 약 6mm의 연결 에지를 남길 것이다.
도 2c에는, 접착제 층(204)에 의해 지지 테이프(202)에 부착되는 도 2a의 에피택셜 필름(106)을 다수(도면에서는 여섯 개) 구비하는 조립체(210)의 측면도가 도시되어 있다. 지지 테이프(202)에는 4개, 8개, 10개, 20개, 50개, 100개 또는 그 이상의 에피택셜 필름(106)이 부착될 수 있다. 일부 실시예에서, 지지 테이프(202)는 약 4개 내지 약 100개의 에피택셜 필름(106)을 가질 수 있다.
일부 실시예에서, 조립체(210)는 도 2a 및 도 2b의 조립체(200)에서의 희생층(104)을 ELO 에칭 공정 중에 습식 에칭액에 노출시킴으로써 형성된다. 일부 예에서, 습식 에칭액은 불화수소산(hydrofluoric acid)을 함유하며, 계면활성제 및/또는 완충제를 함유할 수도 있다. 희생층(104)은 약 0.3mm/hr 이상, 바람직하게는 약 1mm/hr 이상, 보다 바람직하게는 약 5mm/hr 이상의 속도로 에칭될 수 있다. 대체 실시예에서, 희생층(104)은 ELO 에칭 공정 중에 전기화학 에칭에 노출될 수 있다. 전기화학 에칭은 바이어스(biased) 공정 또는 갈바닉(galvanic) 공정일 수 있다. 또한, 희생층(104)은 본 명세서에 기재된 다른 실시예에서 ELO 에칭 공정 중에 기상(vapor phase) 에칭에 노출될 수 있다. 기상 에칭은 희생층(104)을 불화 수소 기체에 노출시키는 것을 포함한다. ELO 에칭 공정은 광화학 에칭, 열적 강화 에칭, 플라즈마 강화 에칭, 응력 강화 에칭, 그 유도체 또는 그 조합체일 수 있다.
도 2d에는 지지 릴 또는 지지 롤(212)에 권선되는 도 2c의 조립체(210)의 측면도가 도시되어 있다. 조립체(210)는 전술했듯이 복수의 에피택셜 필름(106)이 부착 또는 접착되는 지지 테이프(202)를 구비한다. 조립체(210)는 지지 테이프(202)의 바닥에 에피택셜 필름(106)이 부착된 상태에서 에피택셜 필름(106)이 롤(212)의 표면과 대면하도록 롤(212) 주위에 감기는 것으로 도시되어 있다. 대체 실시예에서, 에피택셜 필름(106)은 롤(212)의 표면으로부터 외면하도록 지지 테이프(202) 위에 있을 수 있다. 에피택셜 필름(106)을 인접한 표면으로부터 보호하기 위해 보호 필름 또는 시트(214)가 제공될 수 있다. 롤(212)은 최소(언로딩) 반경(R1)을 갖는다. 일 실시예에서, 롤(212)의 반경(R1)은 약 10cm 내지 약 100cm이다. 에피택셜 필름(106)이 너무 작은 곡률반경을 겪을 경우 크랙이 발생되거나 아니면 손상될 수 있으므로 롤(212)의 반경(R1)은 중요한 설계 고려사항이다. 따라서, 롤(212)의 반경(R1)은 에피택셜 필름(106)의 구조적 한계에 기초하여 선택된다. 롤(212)에 적절한 길이의 조립체(210)가 로딩되면, 도 2e에 도시하듯이, 복수의 에피택셜 필름(106)이 조립체(220)로서 후속 처리 장치에 취급, 운송 또는 로딩될 수 있다.
도 3에는 도 2e에서의 조립체(220)와 같은 테이프 기반 ELO 제품 형성 방법을 수행하는데 유용한 장치(300)의 일 실시예의 개략 평면도가 도시되어 있다. 도 39는 일 실시예에서 장치(300)에 의해 수행되는 방법(3900)의 흐름도이다. 장치(300)의 제1 단부(350)에서, 제1 섹션(302)은 하나 이상의 블랭크 또는 언로딩된 지지 테이프(352)를 수납하는 하나 이상의 릴 또는 롤(354)을 구비한다. 도 3에 도시된 실시예에서는 여섯 개의 평행한 지지 테이프(352)가 존재한다. 그러나, 장치(300)의 물리적 제약 내에서, 하나 이상의 롤(354)에 임의 개수의 지지 테이프(352)가 로딩될 수 있다. 방법(3900)의 블록(3902)에서는, 언로딩된 지지 테이프(352)가 롤에서 권선해제되며, 언로딩된 지지 테이프(352)는 롤(354)로부터 스플라이스/펀치 섹션(304)으로 이송된다. 방법(3900)의 블록(3904)에서는, 스플라이스/펀치 섹션(304)에서, 언로딩된 지지 테이프(352)는 테이프에 개구를 형성하기 위해, 필요에 따라 취급 및 기타 목적을 위해 절단, 펀칭되거나 절단 및 펀칭의 조합이 수행될 수 있다. 일 실시예에서, 예를 들어, 스플라이스/펀치 섹션(304)에서 지지 테이프(352)에 형성된 개구는 도 2b에 도시하듯이 트랙 개구(206) 및 슬롯(208)을 구비한다. 다른 실시예에서, 개구는 필요하지 않을 수도 있으며, 스플라이스/펀치 섹션(304)은 장치(300)로부터 생략될 수도 있다.
방법(3900)의 블록(3906)에서는, 블록(3904)(제공될 경우) 이후에, 언로딩된 지지 테이프 상에 기판 또는 웨이퍼가 적층된다. 도 3에 도시하듯이, 스플라이스/펀치 섹션(304)(제공될 경우) 이후에, 언로딩된 지지체 테이프(352)는 적층 섹션(306)에 진입한다. 적층 섹션(306)은 기판 입력 섹션(308)으로부터 기판(356)을 수용한다. 일 실시예에서는, 기판(356)을 적층 섹션(306)에 로딩하기 위해 로봇(310)이 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 기판(356)은 도 1의 기판(100)과 구조가 유사할 수 있다. 적층 섹션(306)에서, 기판은 로딩된 지지 테이프(368)에 접합된 기판(358)에 의해 도시하듯이 지지 테이프(352)에 부착, 접착 또는 접합된다. 일 실시예에서, 로딩된 지지 테이프(368)는 도 2a 및 도 2b에 도시된 조립체(200)와 구조가 유사하다.
로딩된 지지 테이프(368)는 적층 섹션(306)을 떠난 후 축적 섹션(312)에 진입한다. 축적 섹션(312)에서, 로딩된 지지 테이프(368)는 방법(3900)의 블록(3908)에 의해 도시하듯이 ELO 에칭 섹션(314) 내의 에칭 배쓰 저장조 또는 탱크에 진입하기 전에 축적된다.
축적 섹션(312) 이후에, 로딩된 지지 테이프(368)는 ELO 에칭 섹션(314) 내의 에칭 배쓰 저장조 또는 탱크에 진입한다. ELO 에칭 섹션(314)에서는, 방법(3900)의 블록(3910)에서, 희생층[예를 들면 도 1 및 도 2a에서의 희생층(104)]을 에칭하여 희생층 및 웨이퍼[예를 들면 도 1 및 도 2a에서의 웨이퍼(102)]를 로딩된 지지 테이프(368)로부터 제거한다. 방법(3900)의 블록(3912)에서는, 결과적인 ELO 필름 로딩된 지지 테이프(364)가 테이프 에칭후 처리 섹션으로 진행되며, 언로딩된 기판(360)이 웨이퍼 에칭후 처리 섹션으로 진행된다. 언로딩된 기판(360)은 컨베이어 로딩 섹션(316)에 진입하고, 여기에서 언로딩된 기판(360)은 예를 들어 로봇(도시되지 않음)에 의해 컨베이어 상에 배치된다. 일 실시예에서, 웨이퍼 에칭후 처리 섹션은 제1 웨이퍼 헹굼 섹션(318), 웨이퍼 세척 섹션(320), 제2 웨이퍼 헹굼 섹션(322) 및 웨이퍼 건조 섹션(324)을 구비한다. 웨이퍼 에칭후 처리 섹션은 웨이퍼로부터 오염물을 제거함으로써, 공정에 재사용될 웨이퍼를 준비하도록 설계된다. 로봇(326)은 기판을 웨이퍼 건조 섹션(324)으로부터 웨이퍼 출력 섹션(328)으로 언로딩한다. 웨이퍼 출력 섹션(328)에서의 웨이퍼(362)는 그 위에 희생층 및 에피택셜 재료 층이 다시 증착되기 위한 준비 상태에 있다. 컨베이어(도시되지 않음)는 웨이퍼(362)를 증착 챔버 또는 공정으로 방향변화(redirect)시킬 수 있다. 기판 상에 희생층 및 에피택셜 필름이 증착되면, 기판은 공정에서 재사용되기 위해, 기판(356)으로서 기판 입력 섹션(308)으로 추가 이송될 수 있다. 이런 식으로, 소망 에피택셜 박막 및 장치를 성장시키기 위해 비교적 고가의 웨이퍼가 여러 번 사용될 수 있다.
로딩된 지지 테이프(368)로부터 희생층 및 웨이퍼를 제거한 후, 결과적인 ELO 필름 로딩된 지지 테이프(364)는 테이프 에칭후 처리 섹션으로 진행된다. 일 실시예에서, 테이프 에칭후 처리 섹션은 제1 테이프 헹굼 섹션(330), 테이프 세척 섹션(332), 제2 테이프 헹굼 섹션(334) 및 테이프 건조 섹션(336)을 구비한다. 일 실시예에서, ELO 필름 로딩된 지지 테이프는 도 2c에 도시된 조립체(210)와 유사하다. 테이프 에칭후 처리 섹션은 ELO 필름 로딩된 지지 테이프(364)를 세척 및 건조하여 테이프 및 그 위에 로딩된 에피택셜 재료로부터 오염물을 제거하도록 설계된다.
ELO 필름 로딩된 지지 테이프(364)가 세척되면, 이 테이프는 장치(300)의 제2 단부(370)에 배치된 테이프 권선 섹션(338)으로 진행된다. 테이프 권선 섹션(338)에서, ELO 필름 로딩된 지지 테이프(364)는 도 2d에 도시하듯이 방법(3900)의 블록(3914)에서 하나 이상의 릴 또는 롤(366)에 권선된다. 롤(366)이 완전히 로딩되면, 로딩된 롤은 테이프 권선 섹션(338)으로부터 제거되고, 빈 롤로 대체된다. 일 실시예에서, 로딩된 롤은 도 2e에 도시된 조립체(220)와 유사하다.
도 4 내지 도 6에는, 지지 웨이퍼로부터 ELO 필름 스택을 제거하기 위해 ELO 에칭 공정을 수행하기 위한 장치(400)의 종방향 기어식(geared) 쐐기 실시예가 도시되어 있다. 장치(400)는 테이프 및 웨이퍼 로딩 섹션(402), 에칭 배쓰(404), 웨이퍼 언로드 섹션(406), 및 테이프 언로드 섹션(408)을 구비한다. 도 5는 장치(400)의 테이프 구동 및 인장부와 에칭 배쓰(404)의 일부를 오버헤드 도시하고 있다. 지지 테이프(202)는 도 2b에 도시된 것과 마찬가지로, 그 측부를 따라서 복수의 개구 또는 트랙 개구(206)를 구비한다. 장치(400)는 트랙 개구(206)에서 테이프와 결합하는 복수의 구동 및 인장 기어(502)를 구비한다. 구동 및 인장 기어(502)는 테이프를 에칭 배쓰(404)를 통과하도록 구동시키며, 또한 지지 테이프(202)의 측부의 측방 위치를 트랙 개구(206)의 외측 부분(504)과 결합시킴으로써 유지시킨다. 구동 및 인장 기어(502)는 구동 샤프트(508)에 의해 종동 스프로킷(506)에 연결된다. 종동 스프로킷(506)은 이어서 구동 체인 또는 벨트(도시되지 않음)에 의해 구동 스프로킷 및 모터(도시되지 않음)에 부착될 수 있다. 종동 스프로킷(506) 및 이를 구동하는 요소는 일 실시예에서 에칭 배쓰(404) 위에 배치된다. 테이프 가이드(510)는 또한 지지 테이프(202)를 에칭 배쓰(404)를 통해서 안내하기 위해 제공될 수도 있다. 도 4 내지 도 6을 참조하면, 정지(static) 쐐기가 두 개의 램프(512)에 의해 형성되는 것으로 도시되어 있다. 정지 쐐기는 ELO 스택을 지지 테이프(202) 상에 남겨두면서 지지 테이프(202)로부터 웨이퍼(102)를 제거하기 위해 점진적으로 압력을 가한다. 복수의 조절 가능한 지지체(514)가 램프(512)를 오버헤드 조립체(도시되지 않음)에 조절 가능하게 연결한다. 조절 가능한 지지체(514)는 에칭 배쓰(404)의 다양한 스테이지에서 램프(512)의 레벨을 조절하기 위해 나사 가공되거나 다른 방식으로 조절될 수 있다.
도 4에 도시하듯이, 램프(512)는 테이프 및 웨이퍼 로딩 섹션(402)에 인접한 그 제1 단부에서 이격되어 있으며, 테이프 언로드 섹션(408)에 인접한 그 제2 단부에서는 서로를 향해 수렴한다. 램프(512)는 또한 그 제1 단부로부터 그 제2 단부를 향해서 에칭 배쓰(404) 내로 더 연장되며, 따라서 에칭 배쓰(404)를 통해서 이동함에 따라 지지 테이프(202)의 상부와 점증적으로 결합된다. 웨이퍼(102)는 스프링력 또는 부력을 사용하여 장치(400)의 테이프 언로드 섹션(408) 근처에서 웨이퍼(102)를 지지하는 기판 지지체(도시되지 않음)에 의해 아래로부터 지지된다.
도 6a 내지 도 6c는 지지 테이프(202)와 웨이퍼(102)가 에칭 배쓰(404)(도 4 참조)를 통해서 진행됨에 따른, 램프(512), 지지 테이프(202) 및 웨이퍼(102) 사이의 관계를 도시하는 개략도이다. 도 6a에서, 지지 테이프(202)와 웨이퍼(102)는 에칭 배쓰(404)의 초기 위치에 있다. 램프(512)는 실질적으로 지지 테이프(202)와 웨이퍼(102)의 초기 레벨에 있으며, 따라서 조립체는 비교적 편평하고, 지지 테이프(202)와 웨이퍼(102)에는 압력이 사실상 또는 전혀 인가되지 않는다. 구동 및 인장 기어(502)는 지지 테이프(202)의 단부의 위치를 유지한다. 도 6b에 도시된 위치[대략 에칭 배쓰(404)를 통한 통로의 대략 절반 위치]에서, 램프(512)는 에칭 배쓰(404) 내로 더 연장되며, 테이프와 웨이퍼(102)의 중심은 지지 테이프(202)의 단부에 대해 하방으로 푸시된다. 따라서, 지지 테이프(202)와 웨이퍼(102)(및 그 위의 ELO 스택) 사이에는 틈새(600)가 형성된다. 도 6c에 도시된 위치에서[테이프 언로드 섹션(408) 근방 지점에서], 램프(512)는 에칭 배쓰(404) 내로 더 연장되며, 테이프와 웨이퍼(102)의 중심은 지지 테이프(202)의 단부에 대해 하방으로 더 푸시된다. 틈새(600')의 크기는 틈새(600)에 비해 증가되며, 웨이퍼(102)는 지지 테이프(202)로부터 점증적으로 제거된다. 도 6c에 도시된 상태에서 약간 지난 진행 시점에서, 지지 테이프(202)와 웨이퍼(102) 사이의 접착은 최소가 되며, 웨이퍼(102)는 지지 테이프(202)로부터 제거되고, 웨이퍼 언로드 섹션(406)을 통해서 빠져나간다.
도 7은 본 발명의 ELO 처리 장치의 다양한 실시예의 테이프 및 웨이퍼 로딩 섹션(402)(도 4 참조)에 사용하기 위한 테이프 및 웨이퍼 탱크 진입 조립체(700)의 일 실시예의 등각도이다. 테이프 및 웨이퍼 탱크 진입 조립체(700)는 테이프 및 웨이퍼 안내 블록(702)을 구비한다. 이 실시예에서 테이프 및 웨이퍼 안내 블록(702)은 네 개의 테이프 결합 측부(704)를 갖지만, 다른 개수의 측부가 사용될 수도 있다. 각각의 테이프 결합 측부(704)는 지지 테이프(202) 내의 트랙 개구(206)와 결합하기 위한 복수의 핀(706)을 구비한다. 테이프 및 웨이퍼 안내 블록(702)은 중심 배치된 구멍(708)을 통해서 연장되는 샤프트(도시되지 않음) 주위로 회전한다. 테이프 및 웨이퍼 안내 블록(702)의 대향 측부에는 샤프트를 지지 및 안내하기 위한 샤프트 지지판(710)이 제공된다. 각각의 샤프트 지지 판(710)에는 슬롯(712)이 제공되며, 이 슬롯은 테이프 및 웨이퍼 안내 블록(702)이 회전함에 따라 샤프트가 요동할 수 있게 한다. 테이프 및 웨이퍼 안내 블록(702)은 구멍(708)이 관통 연장되는 측부의 각 코너에 안내 핀(714)을 구비한다. 안내 핀(714)은 샤프트 지지판(710)의 측부(716)와 결합되며, 따라서 웨이퍼 안내 블록(702)의 각 코너는 수평으로 이동하기 전에, 에칭 배쓰 내로 사실상 수직 하방으로 이동한다. 이들 요소의 조합된 상호작용은 웨이퍼 안내 블록(702)의 측부(704)에서 각 웨이퍼(102)에 대한 평면 지지를 제공하여, 지지 테이프(202)가 에칭 배쓰(404)에 진입하기 전에 찢어지거나 웨이퍼(102)로부터 제거될 가능성을 감소시킨다. 웨이퍼(102)를 이런 식으로 지지함으로써, 테이프 및 웨이퍼 조립체가 에칭 배쓰(404)에 진입할 때 ELO 스택이 손상될 기회가 감소된다.
도 8에는, 본 발명의 다양한 ELO 처리 장치의 테이프 언로드 섹션(408)에 사용하기 위한 테이프 추출 조립체(800)의 일 실시예가 도시되어 있다. 지지 테이프(202)는 전술했듯이 에칭 배쓰(404)에서 웨이퍼(102)로부터 제거된 ELO 필름을 구비한다. 테이프 추출 조립체(800)는 지지 샤프트(804) 주위로 회전하는 테이프 결합 드럼 또는 롤러(802)를 구비한다. 롤러(802)는 지지 테이프(202) 내의 트랙 개구(206)와 결합되는 복수의 핀(806)을 구비한다. 일부 실시예에서, 핀(806)은 롤러(802)에 톱니 또는 스프로킷을 부착함으로써 형성될 수 있다. 대안적으로, 롤러(802)는 단일 장치로서 형성되거나 제조될 수도 있다. 롤러(802)의 반경(R2)은 도 2d의 R1과 관련하여 전술했듯이 지지 테이프(202) 상의 ELO 필름 또는 스택에 대한 손상을 회피하기에 충분한 크기이다. 일 실시예에서, 그 위에 ELO 필름 또는 스택이 적층된 지지 테이프(202)는 롤러(802)로부터 결합해제된 후에, 전술한 장치(300)의 테이프 에칭후 처리 섹션으로 진행된다.
일부 경우에, 웨이퍼(102)는 다양한 처리 변수로 인해 에칭 배쓰 내의 지지 테이프(202)로부터 완전히 제거될 수 없다. 도 9는 본 발명의 ELO 처리 장치의 다양한 실시예와 함께 사용될 수 있는 포지티브 기판 탈착(detachment) 조립체(900)를 도시한다. 포지티브 기판 탈착 조립체(900)는, 지지 테이프(202)가 롤러(802)에 도달했을 때 지지 테이프(202) 상에 잔류하는 임의의 웨이퍼(102)의 선단(904)과 접촉하는 웨이퍼 결합 바(902)를 구비한다. 지지 테이프(202)가 핀(806)에 의해 롤러(802) 주위로 이동함에 따라, 웨이퍼 결합 바(902)는 웨이퍼(102)를 지지 테이프(202)로부터 박리시킨다. 이 행위가 웨이퍼(102)와 연관된 에피택셜 필름(106)과 같은 ELO 스택에 손상을 줄 수도 있지만, 포지티브 기판 탈착 조립체(900)는 기술자에 의한 수동 개입을 막아주며, 따라서 정지시간이 줄어들고 생산성이 증가한다.
도 10 내지 도 11에는, 지지 웨이퍼로부터 ELO 필름 또는 스택을 제거하기 위해 ELO 처리를 수행하기 위한 장치(1000)의 종방향 체인 쐐기 실시예가 도시되어 있다. 장치(400)의 부품과 구조가 유사한 장치(1000)의 부품에는 동일한 참조부호를 병기한다. 장치(400)와 마찬가지로, 장치(1000)는 테이프 및 웨이퍼 로딩 섹션(402), 에칭 배쓰(404), 웨이퍼 언로드 섹션(406) 및 테이프 언로드 섹션(408)을 구비한다. 도 11은 장치(1000)의 테이프 구동 및 인장 부분(1100)을 도시하는 장치(1000) 일부의 확대도이다. 지지 테이프(202)는 도 2b에 도시된 것과 마찬가지로, 그 측부를 따라서 복수의 개구 또는 트랙 개구(206)를 구비한다. 테이프 구동 및 인장 부분(1100)은 구동 벨트 또는 구동 체인(1006)에 장착되는 복수의 구동 벨트(1002)를 구비한다. 구동 체인(1006)은 에칭 배쓰(404)의 각 측부에 있는 복수의 구동 스프로킷(1008)에 의해 구동 및 안내된다. 에칭 배쓰(404)의 각 측부에 있는 구동 스프로킷(1008)의 적어도 하나는 구동 샤프트(도시되지 않음)에 의해 모터(도시되지 않음)에 부착되어 구동 스프로킷 및 구동 트레인(1006)을 회전시킨다. 일부 실시예에서, 구동 스프로킷(1008)의 둘 이상은 이런 식으로 관련 모터, 구동 샤프트 및/또는 기타 구동 구조물에 의해 구동될 수 있다. 구동 블록(1002)은 또한 트랙 개구(206)에서 지지 테이프(202)와 결합하는 핀(1102)을 구비한다. 각각의 구동 블록(1002)은 샤프트(1106)에 회전 가능하게 장착되는 인장 롤러(1104)를 더 구비한다. 인장 롤러(1104)는 에칭 배쓰(404)의 양 측부에서 구동 블록(1002)의 이격 관계를 유지하기 위해 구동 시에 레일(1004)(도 10)과 결합된다. 구동 블록(1002)에 의해 지지 테이프(202)가 에칭 배쓰(404)를 통과 구동될 때, 지지 테이프(202)의 측부의 측방 위치는 트랙 개구(206)의 외측 부분(504)과 결합하는 핀(1102)에 의해 유지된다.
장치(400)에서와 같이, 장치(1000)는 두 개의 램프(512)에 의해 형성되는 정지 쐐기를 구비한다. 정지 쐐기는 ELO 스택을 지지 테이프(202) 상에 남겨두면서 지지 테이프(202)로부터 웨이퍼(102)를 제거하기 위해 점진적으로 압력을 가한다. 복수의 조절 가능한 지지체(도시되지 않음)가 램프(512)를 오버헤드 조립체(도시되지 않음)에 조절 가능하게 연결한다. 조절 가능한 지지체는 에칭 배쓰(404)의 다양한 스테이지에서 램프(512)의 레벨을 조절하기 위한 조절 기구를 구비할 수 있다.
도 10에 도시하듯이, 램프(512)는 테이프 및 웨이퍼 로딩 섹션(402)에 인접한 그 제1 단부에서 이격되어 있으며, 테이프 언로드 섹션(408)에 인접한 그 제2 단부에서 서로를 향해 수렴한다. 램프(512)는 또한 그 제1 단부로부터 그 제2 단부를 향해서 에칭 배쓰(404) 내로 더 연장되며, 따라서 에칭 배쓰(404)를 통해서 이동함에 따라 지지 테이프(202)의 상부와 점증적으로 결합된다. 웨이퍼(102)는 스프링 인가력 또는 부양 인가력을 사용하여 장치(1000)의 테이프 언로드 섹션(408) 근처에서 웨이퍼(102)를 지지하는 기판 지지체(도시되지 않음)에 의해 아래로부터 지지된다.
도 11a 내지 도 11c는 지지 테이프(202)와 웨이퍼(102)가 에칭 배쓰(404)를 통해서 진행됨에 따른, 램프(512), 지지 테이프(202) 및 웨이퍼(102) 사이의 관계를 도시하는 개략도이다. 도 11a에서, 지지 테이프(202)와 웨이퍼(102)는 에칭 배쓰(404)의 초기 위치에 있다. 램프(512)는 실질적으로 지지 테이프(202)와 웨이퍼(102)의 초기 레벨에 있으며, 따라서 조립체는 비교적 편평하고, 지지 테이프(202)와 웨이퍼(102)에는 압력이 사실상 또는 전혀 인가되지 않는다. 지지 테이프(202)가 에칭 배쓰(404)를 통해서 진행할 때 핀(1102)은 지지 테이프(202)의 단부의 위치를 유지한다. 핀(1102)과 구동 블록(1002)은 레일(1004)과 결합하는 인장 롤러(1104)에 의해 이격된 관계가 유지된다. 핀(1102)이 트랙 개구(206)로부터 결합해제되지 않도록 보장하기 위해 일 실시예에서는 채널(1108)(도 11)이 핀(1102)의 저부를 둘러싼다. 도 11b에 도시된 위치[대략 에칭 배쓰(404)를 통한 통로의 대략 절반 위치]에서, 램프(512)는 에칭 배쓰(404) 내로 더 연장되며, 테이프와 웨이퍼(102)의 중심은 지지 테이프(202)의 단부에 대해 하방으로 푸시된다. 따라서, 지지 테이프(202)와 웨이퍼(102) 사이에는 틈새(600)가 형성된다. 도 11c에 도시된 위치에서[테이프 언로드 섹션(408) 근방 지점에서], 램프(512)는 에칭 배쓰(404) 내로 좀더 연장되며, 테이프와 웨이퍼(102)의 중심은 지지 테이프(202)의 단부에 대해 하방으로 더 푸시된다. 틈새(600')의 크기는 틈새(600)에 비해 증가되며, 웨이퍼(102)는 지지 테이프(202)로부터 점증적으로 제거된다. 도 11c에 도시된 상태에서 약간 지난 진행 시점에서, 지지 테이프(202)와 웨이퍼(102) 사이의 접착은 최소가 되며, 웨이퍼(102)는 지지 테이프(202)로부터 제거되고, 웨이퍼 언로드 섹션(406)을 통해서 빠져나간다.
도 12 내지 도 14는 지지 웨이퍼로부터 ELO 필름 또는 스택을 제거하기 위해 ELO 처리를 수행하기 위한 장치(1200)의 다른 실시예를 도시한다. 도 12 내지 도 14에서 일부 요소의 부분은 명료함을 위해 생략되었음을 알아야 한다. 장치(1200)는 에칭 배쓰(404) 및 상부 체인 드라이브(1202)를 구비하며, 상부 체인 드라이브(1202)와 일련의 횡단 지지 부재(1208)에 의해 형성되는 각각의 "케이지(cage)"에는 복수의 종방향 점 하중(1206)이 장착된다. 종방향 점 하중(1206)은 하방 회전하여 웨이퍼에 압력을 가할 수 있도록 각 단부(1302)에서 횡단 지지 부재(1208)에 회전 가능하게 연결된다. 종방향 점 하중(1206)은 장치(1200)의 종방향으로 연장되는 축 주위로 회전한다. 종방향 점 하중(1206)은 그 무게에 의해 압력을 일정하게 가할 수 있거나 또는 다른 실시예에서는 종방향 점 하중(1206)과 결합되는 캠(도시되지 않음)을 사용하여 압력이 위치적으로 제어될 수 있다. 각각의 "케이지"는 각각의 종방향 점 하중(1206)이 아래에 위치한 웨이퍼에 압력을 가하도록 단일 웨이퍼를 둘러싸도록 크기를 갖는다.
장치(1200)는 복수의 기판 지지체 및/또는 푸셔(pusher)(1402)를 갖는 하부 체인 드라이브(1204)를 더 구비한다. 하부 체인 드라이브(1204)는 또한 하부 체인 드라이브(1204) 내에 "케이지"를 형성하는 일련의 횡단 지지 부재(1404)를 구비한다. 각각의 "케이지"는 웨이퍼(102)를 웨이퍼(102) 아래로부터 지지하는 푸셔(1402)를 구비한다. 푸셔(1402)는 스프링력에 의해 또는 에칭 배쓰(404) 내의 부력에 의해 압력을 가할 수 있다. 상부 체인 드라이브(1202)는, 지지 테이프(202) 내의 트랙 개구(206)를 통해서 하부 체인 드라이브(1204) 내의 리세스(도시되지 않음)로 연장되어 지지 테이프(202)를 체인 드라이브 사이에 로크시키는 복수의 핀(1304)을 더 구비한다. 종방향 점 하중(1206)이 지지 테이프(202) 및 그 아래에 배치된 웨이퍼(102)의 중심에 압력을 가할 때 지지 테이프(202)의 측부를 유지하는 핀(1304)의 복합 작용은, 도 6a 내지 도 6c 및 도 11a 내지 도 11c의 장치(400) 및 장치(1000)를 각각 참조하여 전술한 바와 같이, 지지 테이프(202)와 웨이퍼(102) 사이에 틈새 및 간극을 생성한다. 일 실시예에서, 상부 체인 드라이브(1202)는 하부 체인 드라이브(1204) 내의 리셉터클(1308)에 스냅 결합되어 체인 드라이브를 로크하고 체인 드라이브 사이에 지지 테이프(202)를 고정 유지하는 복수의 핀(1306)을 구비한다.
도 15 내지 도 17은 지지 웨이퍼로부터 ELO 필름 또는 스택을 제거하기 위해 ELO 처리를 수행하기 위한 장치(1500)의 다른 실시예를 도시한다. 장치(1500)는 장치(1200)와 작동이 유사하며, 유사한 요소에는 동일한 참조부호가 병기된다. 장치(1500)에서의 큰 차이점은 횡방향 점 하중(1502)을 사용하는 것이다. 횡방향 점 하중(1502)의 단부(1604)는, 횡방향 점 하중(1502)이 장치(1500)의 종방향에 대해 횡방향인 축 주위로 회전하도록 상부 체인 드라이브(1202)에 회전 가능하게 장착된다. 상부 체인 드라이브(1202)의 횡단 지지 부재(1602)는, 지지 테이프(202)와 결합하고 하부 체인 드라이브(1204)의 횡단 지지 부재(1610)의 리세스(1608) 내로 연장되는 복수의 핀(1606)을 구비한다. 핀(1606)은 상부 체인 드라이브(1202)와 하부 체인 드라이브(1204) 및 횡단 지지 부재(1602, 1610)에 의해 형성되는 각각의 "케이지" 내에서 지지 테이프(202)의 각 섹션의 종방향 위치를 유지한다.
도 17은 지지 테이프(202)의 각 섹션의 중심에 작용하는 횡방향 점 하중(1502)의 힘에 의해 하방으로 점차 구부러지는 지지 테이프(202)의 각 섹션을 도시한다. 섹션(1702)에서, 지지 테이프(202)는 구부러지기 시작하고, 섹션의 각 단부에서 틈새(1710)를 형성한다. 섹션(1704)에서, 틈새(1710)는 섹션(1704)에서의 지지 테이프(202)의 대부분을 웨이퍼(102)로부터 제거하기 위해 증가되었다. 섹션(1706)에서 틈새는 더 증가하였으며, 섹션(1708)에서 웨이퍼(102)는 지지 테이프(202)로부터 해제되었다. 이들 섹션에서 횡방향 점 하중(1502)은 명료함을 위해 도시하지 않았다. 도 17은 또한 일부 실시예에서 장치(1500)뿐 아니라 장치(1200)에도 공통적인 푸셔(1402)의 추가 상세를 도시한다. 푸셔(1402)는 횡단 지지 부재(1610)의 구멍(1712)을 통해서 연장되는 샤프트(도시되지 않음)를 사용하여 횡단 지지 부재(1610)에 회전 가능하게 장착된다. 푸셔(1402)의 중심 융기부(1714)는 그 위에 배치된 웨이퍼(102)의 중심부를 지지한다. 푸셔(1402)에 의해 가해지는 힘은 스프링(도시되지 않음)에 의해 또는 에칭 배쓰(404) 내의 푸셔(1402)의 부력에 의해 제공될 수 있으며, 따라서 푸셔(1402)는 지지 테이프(202)로부터 점진적으로 해제됨에 따라 웨이퍼(102)와 함께 이동한다.
도 18 내지 도 20은 지지 웨이퍼로부터 ELO 필름 또는 스택을 제거하기 위해 ELO 처리를 수행하기 위한 장치(1800)의 집단-형태(batch-type) 실시예를 도시한다. 장치(1800)는 테이프 및 웨이퍼 로딩 섹션(1802), 에칭 배쓰(1804), 웨이퍼 언로드 섹션(1806) 및 테이프 언로드 섹션(1808)을 구비한다. 장치(1800)에서, 웨이퍼(102)는 지지 테이프(202)로부터 집단으로 제거된다. 예를 들어, 도 18에 도시된 실시예에서는, 각각의 집단에서 테이프로부터 세 개의 웨이퍼가 제거된다. 다른 실시예는 특정 구조에 따라 집단 마다 셋 초과 또는 셋 미만의 웨이퍼를 제거할 수 있다. 장치(1800)는 지지 테이프(202)와 웨이퍼(102) 사이에 틈새를 형성하고 추가로 지지 테이프(202)로부터 웨이퍼(102)를 제거하기 위해 하향 힘을 제공하는 세 개의 점 하중(1810)을 구비한다. 점 하중(1810)은, 점 하중(1810)을 지지 테이프(202)와 결합시키거나 그로부터 결합해제시키기 위해 각각 상승 및 하강하는 핑거 캐리어(1812)에 의해 지지된다. 핑거 캐리어(1812)는 또한 지지 테이프(202)의 측부를 이격된 관계로 유지하기 위해 지지 테이프(202)의 트랙 개구(206)와 결합하는 복수의 핑거(1902)를 지지한다. 두 개의 레일(1814)(도 18의 절취도에는 하나가 도시됨)은 지지 테이프(202)의 측부를 적소에 확실히 로크시키기 위해 핑거(1902)가 결합되는 리세스(1816)를 구비한다. 도 20의 단면도에 도시하듯이, 핑거 캐리어(1812)가 하강할 때, 지지 테이프(202)의 트랙 개구(206)와 정렬되는 핑거(도 20에서 1902'로 지칭됨)는 지지 테이프(202)를 통해서 연장되어 리세스(1816)와 결합한다. 이들 핑거는 유연하기 때문에, 지지 테이프(202)의 트랙 개구(206)와 정렬되지 않는 핑거(도 20에서 1902로 지칭됨)는 테이프를 통해서 연장되지 않지만, 지지 테이프(202) 위의 굴곡된 위치에 유지된다.
테이프 및 웨이퍼 조립체 아래에는 웨이퍼 지지 및 취급 조립체(1904)가 위치한다. 웨이퍼 지지 및 취급 조립체(1904)는 두 개의 기판 구동 벨트(1906) 및 하부 푸셔(2002)를 구비한다. 기판 구동 벨트(1906)는, 테이프 및 웨이퍼 조립체가 에칭 배쓰(404) 내로 이송되어 지지 테이프(202)로부터 제거된 웨이퍼(102)를 웨이퍼 언로드 섹션(1806)으로 운송할 때 웨이퍼(102)를 지지한다. 하부 푸셔(2002)는, 테이프 및 웨이퍼 조립체의 로딩 이후 지지 테이프(202)로부터 웨이퍼(102)를 분리하기 전에 ELO 처리 중에 웨이퍼(102)를 지지하는 두 개의 레일(2004)을 구비한다.
도 21 내지 도 38은 본 명세서의 일부 실시예에 의해 기재되는, ELO 집단 공정의 다양한 스테이지 도중의 장치(1800)의 이동 부분 사이의 관계를 도시한다. 도 40은 장치(1800)에 의해 수행될 수 있는 집단 ELO 처리용 방법(4000)의 일 실시예를 도시하는 흐름도이다. 도 21 및 도 22에서, 장치(1800)는 방법(4000)의 블록(4002)에서 테이프 및 웨이퍼 조립체가 에칭 배쓰(1804)에 로딩되는 로딩 위치에 도시되어 있다. 롤러(802) 내의 핀(806)은 롤러(802)가 회전함에 따라 테이프(202)의 트랙 개구(206)와 결합되고 테이프 및 웨이퍼 조립체를 에칭 배쓰(1804)에 로딩한다. 기판 구동 벨트(1906)는 상승 위치에 위치함으로써 웨이퍼(102)를 아래로부터 지지할 수 있고, 따라서 웨이퍼가 지지 테이프(202)로부터 조기에 분리되지 않는 바, 이 조기 분리는 ELO 스택에 손상을 초래할 수 있는 것이다. 기판 구동 벨트(1906)는 벨트 캐리어(2104)의 풀리(2102)에 장착된다. 일 실시예에서, 풀리는 롤러(802)의 구동 시스템과 동기화되는 구동 모터 및 관련 기구(도시되지 않음)에 의해 구동될 수 있다. 웨이퍼 지지 및 취급 조립체(1904)의 상승 위치에서, 레버(2106)는 에칭 배쓰(1804)의 측벽(2110)에 있는 슬롯(2108)의 상부와 결합된다. 레버(2106)는 벨트 캐리어(2104) 내의 기구(도시되지 않음)를 조작하여 하부 푸셔(2002)의 레일(2004)을 하강시키며(도 20), 따라서 레일은 웨이퍼가 에칭 배쓰(1804) 내에 로딩될 때 웨이퍼와 결합되지 않는다. 핑거 캐리어(1812)는 점 하중(1810)과 핑거(1902)가 지지 테이프(202)로부터 결합해제되도록 상승 위치에 있다.
일부 실시예에서, 점 하중 및 핑거 캐리어(1812)는 도 23 내지 도 28에 도시하듯이, 테이프 및 웨이퍼 조립체가 에칭 배쓰(1804)에 로딩된 후에, 방법(4000) 중에 블록(4004)에서 하강된다. 도 23 및 도 24는 점 하중(1810)이 초기에 지지 테이프(202)와 접촉하는 제1 중간 위치로 하강된 핑거 캐리어(1812)를 도시한다. 핑거(1902)는 지지 테이프(202) 위에 유지된다. 도 25 및 도 26에서, 핑거 캐리어(1812)는, 점 하중(1810)이 테이프 및 웨이퍼 조립체에 의해 지지되므로 더 하강되지 않는 추가 중간 위치로 더 하강되어 있다. 핑거(1902)는 지지 테이프(202) 위에 여전히 유지된다. 도 27 및 도 28은 테이프(202)의 트랙 개구(206)와 정렬되는 핑거(1902')가 리세스(1816)와 결합하여 지지 테이프(202)의 측부를 이격된 관계로 로크시키도록 완전히 하강된 핑거 캐리어(1812)를 도시한다. 도 23 내지 도 28에 도시된 위치에서, 웨이퍼 지지 및 취급 조립체(1904)는 테이프 및 웨이퍼 조립체를 지지하기 위해 그 상승 위치에 유지되며, 따라서 웨이퍼(102)는 전술했듯이 지지 테이프(202)로부터 조기에 분리되지 않는다.
핑거 캐리어(1812)가 완전히 하강되면, 방법(4000)은 도 29 및 도 30에 도시하듯이 웨이퍼 지지 및 취급 조립체(1904)가 하강되는 블록(4006)으로 진행된다. 웨이퍼 지지 및 취급 조립체(1904)의 하강 위치에서, 레버(2106)는 에칭 배쓰(1804)의 측벽(2110)에 있는 슬롯(2108)의 상부와 결합하지 않는다. 하부 푸셔(2002)의 레일(2004)은 웨이퍼 지지 및 취급 조립체(1904)의 상부 위로 상승되지만, 여전히 웨이퍼(102) 아래에 위치하며, 따라서 지지 테이프(202)로부터 해제된 웨이퍼(102)는 자유롭게 하방 이동한다. 웨이퍼 지지 및 취급 조립체(1904)가 하강되면, 방법은 블록(4008)으로 진행되며 ELO 공정이 시작된다. ELO 공정은 일부 실시예에서, 웨이퍼(102)의 에지에 틈새(3202)가 형성되도록 지지 테이프(202)를 구부리고 웨이퍼(102)를 하방 구동시키기 위해 테이프 및 기판 조립체에 작용하는 점 하중(1810)의 무게에 의해 시작될 수 있다. 다른 실시예에서, 캠 또는 기타 요소(도시되지 않음)는 점 하중(1810)을 하방 이동시키기 위해 점 하중(1810)의 상면(3204)에 힘을 가할 수 있다.
도 33 및 도 34는 ELO 공정이 계속되는 것을 도시하며, 웨이퍼(102)가 하방으로 더 푸시되도록 점 하중(1810)이 더 하강되고, 웨이퍼(102)의 대부분이 지지 테이프(202)로부터 제거됨에 따라 틈새(3202)는 크기가 증가된다. 도 35 및 도 36에서, 점 하중(1810)은 그 완전 하강 위치에 있는 것으로 도시되며, 따라서 웨이퍼(102)는 하부 푸셔(2002)의 레일(2004)에 의해 지지된다. 지지 테이프(202)와 웨이퍼(102) 사이의 틈새(3202)는 각 웨이퍼(102)가 더 많이 지지 테이프(202)로부터 제거되도록 추가적으로 크기 증가되었다.
점 하중(1810)이 그 완전 하강 위치에 있으면, 방법(4000)은 점 하중(1810)이 회전되는 블록(4010)으로 진행된다. 도 37 및 도 38은 회전된 위치에 있는 점 하중(1810)을 도시한다. 점 하중(1810)을 회전시킴으로써, 테이프 및 웨이퍼 조립체에 가해지는 압점은 지지 테이프(202) 및 ELO 스택을 웨이퍼(102)로부터 추가 제거하기 위해 전후로(도 37에서 좌우로) 이동된다. 점 하중(1810)은 캠 조립체 또는 기타 기구(도시되지 않음)에 의해 회전될 수 있다. 점 하중(1810)을 회전시킨 후, 방법(4000)의 블록(4012)에 도시하듯이 ELO 공정이 완료되고 지지 테이프(202)로부터 웨이퍼(102)가 제거된다. 방법(4000)은 이후 블록(4014)으로 진행되며, 점 하중 및 핑거 캐리어(1812)는 도시하듯이 도 22에 도시된 그 위치로 상승된다. 점 하중 및 핑거 캐리어(1812)를 상승시킨 후, 방법(4000)은 블록(4016)으로 진행되며, 여기에서 웨이퍼 지지 및 취급 조립체(1904)는 도 22에도 도시하듯이 부분적으로 상승된다. 도 22에서는, 공정의 이 시점에서 테이프와 ELO 스택의 중심부(2202)가 웨이퍼(102)로부터 해제되고, 테이프 및 ELO 스택은 웨이퍼(102) 위에 직선을 형성하며 웨이퍼와 접촉하지 않음을 알아야 한다. 웨이퍼 지지 및 취급 조립체(1904)를 상승시킴으로써, 기판 구동 벨트(1906)는 웨이퍼(102)와 접촉되고, 하부 푸셔(2002)의 레일(2004)은 전술했듯이 후퇴된다. 방법(4000)은 이후 블록(4018)으로 진행되며, 웨이퍼(102)는 기판 구동 벨트(1906)를 구동하는 풀리(2102)에 의해 에칭 배쓰(1804) 밖으로 및 웨이퍼 언로드 섹션(1806)(도 18)으로 운송된다. 웨이퍼 언로드 섹션(1806)에서, 일련의 벨트(1818) 및 풀리(1820)는 제거된 웨이퍼(예를 들면 1822로 도시된 것)를 장치(1800) 밖으로 그리고 도 3의 장치(300)에 도시된 것과 같은 후속 공정으로 운송한다.
제거된 웨이퍼(102)가 장치(1800) 밖으로 운송된 후에, 방법(4000)은 블록(4020)으로 진행되며, 웨이퍼 지지 및 취급 조립체(1904)는 도 24에 도시하듯이 그 최상 위치로 상승된다. 방법(4000)은 이후 블록(4002)에서 재개되며, 테이프 및 웨이퍼 조립체의 다음 집단(길이)이 에칭 배쓰(1804)에 로딩된다.
여러 대체 실시예에서는, 복수의 기판(100)이 단일 지지 기판 상에 배치될 수 있다. 대안적으로, 다수의 갈륨 비소 웨이퍼 또는 표면을 포함하는 지지 기판 상에 복수의 ELO 박막 스택(150)이 배치될 수도 있다. ELO 박막 스택(150)의 각각은 지지 기판 상의 각각의 갈륨 비소 웨이퍼 또는 표면 상에 또는 그 위에 배치된다. 따라서, 지지 기판은 적어도 두 개의 기판(100) 또는 ELO 박막 스택(150)을 포함할 수 있지만, 보통은 3개, 4개, 5개, 6개, 9개, 12개, 16개, 20개, 24개, 50개, 100개 또는 그 이상의 기판(100) 또는 ELO 박막 스택(150)을 포함한다.
각각의 ELO 박막 스택(150)은 희생층(104) 상에 또는 그 위에 배치되는 에피택셜 필름(106)을 포함한다. 지지 테이프(202)는 예를 들어 에피택셜 필름(106)에 의해 각각의 기판(100) 상에 또는 그 위에 배치될 수 있다. 일부 실시예에서, ELO 박막 스택(150)의 각각은 개별 웨이퍼(100) 상에서 성장된 후 지지 기판과 결합될 수 있다. 다른 실시예에서, ELO 박막 스택(150)의 각각은, 지지 기판과 이미 결합된 개별 갈륨 비소 웨이퍼 또는 표면 상에서 성장될 수 있다.
일부 예에서, 지지 기판은 갈륨 비소 웨이퍼 또는 갈륨 비소 표면과 같은 에피택셜 기판 또는 표면을 적어도 두 개 포함할 수 있지만, 보통은 3개, 4개, 5개, 6개, 9개, 12개, 16개, 20개, 24개, 50개, 100개 또는 그 이상의 에피택셜 기판 또는 표면을 포함한다. 일부 실시예에서, 지지 기판은 니오븀, 니오븀 합금, 탄화 티타늄, 규산 마그네슘, 스테아타이트, 탄화 텅스텐, 탄화 텅스텐 서멧(cermet), 이리듐, 알루미나, 알루미나 세라믹, 지르코늄, 지르코늄 합금, 지르코니아, 탄화 지르코늄, 오스뮴, 탄탈, 하프늄, 몰리브덴, 몰리브덴 합금, 그 산화물, 그 규산염, 그 합금, 그 유도체 또는 그 조합체로 제조되거나 이를 함유할 수 있다. 일부 예에서, 지지 기판은 다공성이 전혀 없거나 사실상 없다. 다른 예에서, 지지 기판은 불화수소 및 불화수소산에 내성을 가질 수 있다.
지지 기판과 웨이퍼(100) 또는 갈륨 비소 웨이퍼 또는 표면 사이에 접착제 층을 형성하기 위해 접착제가 사용될 수 있다. 일 예에서, 그 위에 개별 ELO 박막 스택(150)이 배치되어 있는 각각의 웨이퍼(100)는 접착제에 의해 지지 기판과 결합되어 그 사이에 접합제 층을 형성할 수 있다. 다른 예에서, 각각의 개별 갈륨 비소 웨이퍼 또는 갈륨 비소 표면은 접착제에 의해 지지 기판과 결합되어 그 사이에 접착제 층을 형성할 수 있다. 접착제는 전술했듯이 접착제 층(204)을 형성하기 위해 사용된 것과 같은 접착제일 수 있다. 대안적으로, 접착제는 접착제 층(204)을 형성하기 위해 사용된 것과 다를 수도 있다. 일부 예에서, 접착제 층은 광학 접착제 또는 자외선-경화성 접착제를 포함한다. 다른 예에서, 접착제 층은 메르캅토 에스테르 화합물을 포함할 수 있으며, 추가로 부틸 옥틸 프탈레이트, 테트라히드로푸르푸릴 메타크릴레이트, 아크릴레이트 모노머, 그 유도체 또는 그 조합체를 더 포함할 수 있다. 다른 예에서, 접착제 층은 규소 또는 규산 나트륨을 포함한다.
다른 대체 실시예에서, 기판(100)은 웨이퍼(102) 상에 배치되는 희생층(104), 상기 희생층(104) 위에 배치되는 에피택셜 필름(106), 및 상기 에피택셜 필름(106) 위에 배치되는 지지 테이프(202)인 지지 핸들을 포함한다. 일부 실시예에서, 지지 테이프(202)는 에피택셜 필름(106) 위에 배치되는 강성 지지층, 상기 강성 지지층 위에 배치되는 연성 지지층, 및 상기 연성 지지층 위에 배치되는 핸들 판 층을 구비하는 다수의 층을 포함한다. 다른 실시예에서, 지지 테이프(202)는 핸들 판 층이며, 이는 에피택셜 필름(106) 위에 배치되는 강성 지지층 위에 배치되는 연성 지지층 위에 배치된다. 지지 테이프(202)는 에피택셜 필름(106) 상에 배치되어 그 압축을 유지한다.
일부 실시예에서, 강성 지지층은 폴리머, 코폴리머, 올리고머, 그 유도체 또는 그 조합체를 함유할 수 있다. 일 실시예에서, 강성 지지층은 코폴리머를 함유한다. 일 예에서, 코폴리머는 에틸렌/비닐아세테이트(EVA) 코폴리머 또는 그 유도체일 수 있다. 강성 지지층으로서 유용한 EVA 코폴리머는 Santa Rosa, California에 위치한 Dynatex International이 판매하고 있는 WAFER GRIP 접착 필름이다.
다른 예에서, 강성 지지층은 핫멜트 접착제, 유기 코팅, 무기 재료, 또는 그 조합체를 함유할 수 있다. 일부 예에서, 무기 재료는 금속층 또는 금속 포일과 같은 무기층을 단수 또는 복수 포함한다. 다른 예에서, 강성 지지층은 왁스 또는 그 유도체, 예를 들면 블랙 왁스를 함유할 수 있다.
다른 실시예에서, 연성 지지층은 고무, 발포체 또는 그 유도체와 같은 엘라스토머를 함유할 수 있다. 대안적으로, 연성 지지층은 네오프렌, 라텍스 또는 그 유도체와 같은 재료를 함유할 수 있다. 연성 지지층은 모노머를 함유할 수 있다. 예를 들어, 연성 지지층은 에틸렌 프로필렌 디엔 모노머 또는 그 유도체를 함유할 수 있다.
다른 실시예에서, 연성 지지층은 멤브레인 내에 함유된 액체 또는 유체를 포함할 수 있다. 대안적으로, 연성 지지층은 멤브레인 내에 함유된 가스를 포함할 수 있다. 멤브레인은 고무, 발포체, 네오프렌, 라텍스 또는 그 유도체와 같은 재료를 함유할 수 있다. 일 예에서, 멤브레인은 천연 고무, 합성 고무 또는 라텍스를 함유한다.
다른 실시예에서, 핸들 판은 플라스틱, 폴리머, 올리고머, 그 유도체 또는 그 조합체와 같은 재료를 함유할 수 있다. 일 예에서, 핸들 판은 폴리에스테르 또는 그 유도체를 함유할 수 있다. 핸들 판은 약 50.8㎛ 내지 약 127.0㎛ 범위 내의 두께, 예를 들면 약 23.4㎛의 두께를 가질 수 있다.
일 실시예에서, 상기 방법은, 웨이퍼(102)로부터 에피택셜 필름(106)을 제거하는 단계와, 지지 테이프(202)와 같은 지지 기판을 접착제 층(204)에 의해 에피택셜 필름(106)의 노출된 표면에 부착하는 단계를 더 포함한다. 지지 테이프(202)는 접착제에 의해 에피택셜 필름(106)의 노출된 표면에 접합될 수 있다. 일 예에서, 접착제 층(204)은 광학 접착제를 포함하며, 및/또는 Norland UV-경화성 광학 접착제로 시판되는 것과 같은 UV-경화성일 수 있다. 일부 예에서, 접착제는 메르캅토 에스테르 화합물을 함유할 수 있다. 다른 예에서, 접착제는 부틸 옥틸 프탈레이트, 테트라히드로푸르푸릴 메타크릴레이트, 아크릴레이트 모노머, 그 유도체 또는 그 조합체와 같은 물질을 더 함유할 수 있다.
다른 대체 실시예에서, 기판(100)은 에피택셜 필름(106)의 제1 표면 위에 배치되는 지지 테이프(202), 및 에피택셜 필름(106)의 다른 표면 위에 배치되는 지지 테이프(202)와 같은 지지 기판을 포함한다. 에피택셜 필름(106)과 지지 테이프(202) 사이에는 접착제 층(204)이 배치될 수 있다. 지지 테이프(202)는 에피택셜 필름(106) 위에 배치되는 강성 지지층, 상기 강성 지지층 위에 배치되는 연성 지지층, 및 상기 연성 지지층 위에 배치되는 핸들 판을 포함한다.
일 예에서, 접착제는 자외선에 노출됨으로써 경화될 수 있다. 일반적으로, 접착제는 약 1분 내지 약 10분, 바람직하게는 약 3분 내지 약 7분 범위의 기간, 예를 들면 약 5분 동안 자외선에 노출될 수 있다. 접착제는 약 25℃ 내지 약 75℃ 범위의 온도, 예를 들면 약 50℃에서 경화될 수 있다.
다른 예에서, 접착제는 실리콘 접착제일 수 있거나 또는 규산 나트륨을 함유할 수 있다. 이들 예에서, 접착제는 약 10시간 내지 약 100시간, 바람직하게는 약 20시간 내지 약 60시간, 보다 바람직하게는 약 30시간 내지 약 50시간 범위의 기간, 예를 들면 약 42시간 동안 경화될 수 있다. 접착제는 약 25℃ 내지 약 75℃ 범위의 온도, 예를 들면 약 50℃에서 경화될 수 있다. 또한, 접착제는 약 1psi(6.9kPa) 내지 약 50psi(345kPa), 바람직하게는 약 3psi(20.7kPa) 내지 약 25psi(172kPa), 보다 바람직하게는 약 5psi(34.5kPa) 내지 약 15psi(103kPa) 범위의 압력에서 경화될 수 있다. 일 예에서, 압력은 약 9psi(62.1kPa)일 수 있다.
다른 실시예에서, 희생층(104)은 웨이퍼(102)로부터 에피택셜 필름(106)을 제거하기 위해 에칭 공정에 노출될 수 있다. 일부 실시예에서, 희생층(104)은 에칭 공정 중에 습식 에칭액에 노출될 수 있다.
일부 실시예에서, 희생층(104)은 에칭 공정 중에 습식 에칭액에 노출될 수 있다. 습식 에칭액은 불화수소산을 함유하며, 계면활성제 및/또는 완충제를 함유할 수도 있다. 일부 예에서, 희생층(104)은 약 0.3mm/hr 이상, 바람직하게는 약 1mm/hr 이상, 보다 바람직하게는 약 5mm/hr 이상의 속도로 에칭될 수 있다. 대체 실시예에서, 희생층(104)은 에칭 공정 중에 전기화학 에칭에 노출될 수 있다. 전기화학 에칭은 바이어스 공정 또는 갈바닉 공정일 수 있다. 또한, 희생층(104)은 본 명세서에 기재된 다른 실시예에서 에칭 공정 중에 기상 에칭에 노출될 수 있다. 기상 에칭은 희생층(104)을 불화 수소 기체에 노출시키는 것을 포함한다. 에칭 공정은 광화학 에칭, 열적 강화 에칭, 플라즈마 강화 에칭, 응력 강화 에칭, 그 유도체 또는 그 조합체일 수 있다.
본 명세서의 실시예에서, 에피택셜 필름(106) 내에 함유된 에피택셜 재료는 갈륨 비소, 알루미늄 갈륨 비소, 인듐 갈륨 인화물, 그 합금, 그 유도체 또는 그 조합체를 포함할 수 있다. 에피택셜 필름(106)은 직사각형 형태, 정사각형 형태 또는 기타 형태를 가질 수 있다. 에피택셜 필름(106)은 단일 층을 포함할 수 있지만, 보통은 다수의 층을 포함한다. 일부 예에서, 에피택셜 필름(106)은 갈륨 비소를 갖는 층과 알루미늄 갈륨 비소를 갖는 다른 층을 포함한다. 다른 예에서, 에피택셜 필름(106)은 갈륨 비소 버퍼층, 알루미늄 갈륨 비소 패시베이션 층, 및 갈륨 비소 활성층을 포함한다. 갈륨 비소 버퍼층은 약 100nm 내지 약 500nm 범위의 두께, 예를 들면 약 300nm의 두께를 가질 수 있고, 알루미늄 갈륨 비소 패시베이션층은 약 10nm 내지 약 50nm 범위의 두께, 예를 들면 약 30nm의 두께를 가질 수 있으며, 갈륨 비소 활성층은 약 500m 내지 약 2,000nm 범위의 두께, 예를 들면 약 1,000nm의 두께를 가질 수 있다. 일부 예에서, 에피택셜 필름(106)은 제2 알루미늄 갈륨 비소 패시베이션층을 더 포함한다.
본 명세서의 다른 실시예에서, 에피택셜 필름(106)은 다수의 층을 포함하는 광전지 구조를 가질 수 있다. 광전지 구조는 갈륨 비소, n-도핑된 갈륨 비소, p-도핑된 갈륨 비소, 알루미늄 갈륨 비소, n-도핑된 알루미늄 갈륨 비소, p-도핑된 알루미늄 갈륨 비소, 인듐 갈륨 인화물, 그 합금, 그 유도체 또는 그 조합체를 함유할 수 있다. 많은 예에서, 갈륨 비소는 n-도핑되거나 p-도핑된다.
다른 실시예에서, 희생층(104)은 알루미늄 비소, 그 합금, 그 유도체 또는 그 조합체를 함유할 수 있다. 일 예에서, 희생층(104)은 약 20nm 이하의 두께, 바람직하게는 약 1nm 내지 약 10nm, 보다 바람직하게는 약 4nm 내지 약 6nm 범위의 두께를 갖는다.
이상은 본 발명의 실시예에 관한 것이지만, 본 발명의 기본 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명의 기타 및 추가 실시예가 상정될 수 있으며, 그 범위는 후술하는 청구범위에 의해 결정된다.

Claims (52)

  1. 에피택셜 리프트 오프 공정 중에 박막 소자를 형성하기 위한 방법이며,
    세장형 지지 테이프와 복수의 기판을 결합시키는 단계로서, 각각의 기판은 웨이퍼 위에 배치된 희생층 위에 배치되는 에피택셜 필름을 포함하는 결합 단계;
    세장형 지지 테이프를 이동시키는 동안 기판을 에칭 공정 중에 에칭액에 노출시키는 단계; 및
    세장형 지지 테이프를 이동시키는 동안 희생층을 에칭하고 에피택셜 필름을 웨이퍼로부터 박리시키는 단계를 포함하는 박막 소자 형성 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 세장형 지지 테이프는 각각의 에피택셜 필름과 결합되는 박막 소자 형성 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 세장형 지지 테이프와 결합되는 복수의 기판은 약 4개 내지 약 100개의 기판을 포함하는 박막 소자 형성 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 세장형 지지 테이프는 적어도 하나의 금속을 포함하는 박막 소자 형성 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 세장형 지지 테이프는 적어도 하나의 금속 포일을 포함하는 박막 소자 형성 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 금속 포일은 철, 니켈, 코발트, 스틸, 스테인리스 스틸, 그 합금, 그 유도체 및 그 조합체로 구성되는 그룹에서 선택되는 적어도 하나의 금속을 포함하는 박막 소자 형성 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 세장형 지지 테이프는 폴리머 재료, 코폴리머 재료, 올리고머 재료, 그 유도체 및 그 조합체로 구성되는 그룹에서 선택되는 적어도 하나의 재료를 포함하는 박막 소자 형성 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 세장형 지지 테이프는 폴리아크릴 재료, 폴리에틸렌 재료, 폴리프로필렌 재료, 폴리테트라플루오로에틸렌 재료, 플루오르화 폴리머 재료, 그 이성질체, 그 유도체 및 그 조합체로 구성되는 그룹에서 선택되는 적어도 하나의 재료를 포함하는 박막 소자 형성 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 세장형 지지 테이프는 다수의 층을 포함하는 박막 소자 형성 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 세장형 지지 테이프는 적어도 두 개의 릴, 드럼 또는 롤러 주위로 이동하는 박막 소자 형성 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 세장형 지지 테이프의 적어도 한 측부는 세장형 지지 테이프의 길이에 걸쳐서 연장되는 트랙 개구의 열을 포함하는 박막 소자 형성 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 세장형 지지 테이프의 각 측부는 세장형 지지 테이프의 길이에 걸쳐서 연장되는 트랙 개구의 열을 포함하는 박막 소자 형성 방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 세장형 지지 테이프는 트랙 개구와 결합하기 위해 롤러로부터 연장되는 복수의 핀을 갖는 적어도 하나의 롤러 주위로 이동하는 박막 소자 형성 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 적어도 하나의 롤러는 트랙 개구와 결합하기 위해 스프로킷 또는 톱니를 포함하는 박막 소자 형성 방법.
  15. 제1항에 있어서, 상기 세장형 지지 테이프는 세장형 지지 테이프의 외측 에지로부터 수직하게 또는 사실상 수직하게 연장되는 복수의 슬롯을 포함하는 박막 소자 형성 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 복수의 슬롯은 세장형 지지 테이프의 양 외측 에지로부터 연장되는 정렬된 슬롯 쌍을 포함하는 박막 소자 형성 방법.
  17. 제16항에 있어서, 각각의 슬롯 쌍은 세장형 지지 테이프의 구역 내에 위치하며, 이 구역에는 기판이 없는 박막 소자 형성 방법.
  18. 제16항에 있어서, 각각의 기판은 두 개의 연속하는 슬롯 쌍 사이에서 세장형 지지 테이프와 결합되는 박막 소자 형성 방법.
  19. 제1항에 있어서, 각각의 기판과 세장형 지지 테이프 사이에는 접착제 층이 배치되는 박막 소자 형성 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 접착제 층은, 각각의 기판에 접착제를 도포하고 각각의 기판을 세장형 지지 테이프에 결합시킴으로써 형성되는 박막 소자 형성 방법.
  21. 제19항에 있어서, 상기 접착제 층은 감압식 접착제, 핫멜트 접착제 및 UV-경화성 접착제를 포함하는 박막 소자 형성 방법.
  22. 제19항에 있어서, 상기 접착제 층은 아크릴 접착제를 포함하는 박막 소자 형성 방법.
  23. 제1항에 있어서, 상기 희생층은 에칭 공정 중에 습식 에칭액에 노출되며, 습식 에칭액은 불화수소산, 계면활성제 및 완충제를 포함하는 박막 소자 형성 방법.
  24. 제1항에 있어서, 상기 희생층은 약 5mm/hr 이상의 속도로 에칭되는 박막 소자 형성 방법.
  25. 제1항에 있어서, 상기 에피택셜 필름은 갈륨 비소, 알루미늄 갈륨 비소, 인듐 갈륨 인화물, 그 합금, 그 유도체 및 그 조합체로 구성되는 그룹에서 선택되는 재료를 포함하는 박막 소자 형성 방법.
  26. 제25항에 있어서, 상기 에피택셜 필름은 갈륨 비소를 함유하는 층 및 알루미늄 갈륨 비소를 함유하는 다른 층을 포함하는 박막 소자 형성 방법.
  27. 제26항에 있어서, 상기 에피택셜 필름은 갈륨 비소 버퍼층, 적어도 하나의 알루미늄 갈륨 비소 패시베이션층, 및 갈륨 비소 활성층을 포함하는 박막 소자 형성 방법.
  28. 제1항에 있어서, 상기 에피택셜 필름은 다수의 층을 포함하는 광전지 구조를 가지며, 상기 광전지 구조는 갈륨 비소, n-도핑된 갈륨 비소, p-도핑된 갈륨 비소, 알루미늄 갈륨 비소, n-도핑된 알루미늄 갈륨 비소, p-도핑된 알루미늄 갈륨 비소, 인듐 갈륨 인화물, 그 합금, 그 유도체 및 그 조합체로 구성되는 그룹에서 선택되는 적어도 두 개의 재료를 포함하는 박막 소자 형성 방법.
  29. 제1항에 있어서, 상기 희생층은 알루미늄 비소, 그 합금, 그 유도체 및 그 조합체로 구성되는 그룹에서 선택되는 재료를 포함하는 박막 소자 형성 방법.
  30. 제29항에 있어서, 상기 희생층은 약 1nm 내지 약 20nm 범위의 두께를 갖는 알루미늄 비소 층을 포함하는 박막 소자 형성 방법.
  31. 제1항에 있어서, 상기 웨이퍼는 갈륨 비소, 갈륨 비소 합금, 그 도핑제 또는 그 유도체를 포함하는 박막 소자 형성 방법.
  32. 테이프-기반의 에피택셜 리프트-오프 필름을 형성하기 위한 장치이며,
    제1 단부;
    제2 단부;
    상기 제1 단부에 인접하고, 언로딩된 지지 테이프를 제공하는 테이프 공급 섹션;
    언로딩된 지지 테이프와 그 각각의 위에 에피택셜 필름이 적층되는 복수의 기판을 수용하기 위한 적층 섹션으로서, 언로딩된 지지 테이프에 기판을 접착하여 로딩된 지지 테이프를 형성하는 적층 섹션; 및
    상기 제2 단부에 인접하는 ELO 에칭 섹션으로서, 로딩된 지지 테이프 상에 에피택셜 필름을 남겨두면서 로딩된 지지 테이프로부터 기판을 제거하는 ELO 에칭 섹션을 포함하는 에피택셜 리프트-오프 필름 형성 장치.
  33. 제32항에 있어서, 상기 테이프 공급 섹션은 적어도 하나의 롤러를 구비하며, 상기 적어도 하나의 롤러에는 적어도 하나의 테이프가 권선되는 에피택셜 리프트-오프 필름 형성 장치.
  34. 제32항에 있어서, 상기 테이프 공급 섹션과 상기 적층 섹션 사이에 스플라이스/펀치 섹션을 더 포함하며, 상기 스플라이스/펀치 섹션은 적어도 하나의 언로딩된 지지 테이프에 개구를 형성하는 에피택셜 리프트-오프 필름 형성 장치.
  35. 제32항에 있어서, 상기 ELO 에칭 섹션은 적어도 하나의 로딩된 지지 테이프로부터 기판을 연속적으로 제거하도록 구성되는 에피택셜 리프트-오프 필름 형성 장치.
  36. 제32항에 있어서, 상기 ELO 에칭 섹션은 적어도 하나의 로딩된 지지 테이프로부터 기판을 집단으로 제거하도록 구성되는 에피택셜 리프트-오프 필름 형성 장치.
  37. 제32항에 있어서, 상기 로딩된 지지 테이프와 결합되는 복수의 기판은 약 4개 내지 약 100개의 기판을 포함하는 에피택셜 리프트-오프 필름 형성 장치.
  38. 제32항에 있어서, 상기 로딩된 지지 테이프는 적어도 하나의 금속을 포함하는 에피택셜 리프트-오프 필름 형성 장치.
  39. 제38항에 있어서, 상기 로딩된 지지 테이프는 적어도 하나의 금속 포일을 포함하는 에피택셜 리프트-오프 필름 형성 장치.
  40. 제39항에 있어서, 상기 금속 포일은 철, 니켈, 코발트, 스틸, 스테인리스 스틸, 그 합금, 그 유도체 및 그 조합체로 구성되는 그룹에서 선택되는 적어도 하나의 금속을 포함하는 에피택셜 리프트-오프 필름 형성 장치.
  41. 제32항에 있어서, 상기 로딩된 지지 테이프는 폴리머 재료, 코폴리머 재료, 올리고머 재료, 그 유도체 및 그 조합체로 구성되는 그룹에서 선택되는 적어도 하나의 재료를 포함하는 에피택셜 리프트-오프 필름 형성 장치.
  42. 제41항에 있어서, 상기 로딩된 지지 테이프는 폴리아크릴 재료, 폴리에틸렌 재료, 폴리프로필렌 재료, 폴리테트라플루오로에틸렌 재료, 플루오르화 폴리머 재료, 그 이성질체, 그 유도체 및 그 조합체로 구성되는 그룹에서 선택되는 적어도 하나의 재료를 포함하는 에피택셜 리프트-오프 필름 형성 장치.
  43. 제32항에 있어서, 상기 로딩된 지지 테이프는 다수의 층을 포함하는 에피택셜 리프트-오프 필름 형성 장치.
  44. 제32항에 있어서, 상기 로딩된 지지 테이프는 적어도 두 개의 릴, 드럼 또는 롤러 주위로 이동하는 에피택셜 리프트-오프 필름 형성 장치.
  45. 제32항에 있어서, 상기 로딩된 지지 테이프의 적어도 하나의 측부는 로딩된 지지 테이프의 길이에 걸쳐서 연장되는 트랙 개구의 열을 포함하는 에피택셜 리프트-오프 필름 형성 장치.
  46. 제45항에 있어서, 상기 로딩된 지지 테이프의 각 측부는 로딩된 지지 테이프의 길이에 걸쳐서 연장되는 트랙 개구의 열을 포함하는 에피택셜 리프트-오프 필름 형성 장치.
  47. 제45항에 있어서, 상기 로딩된 지지 테이프는 트랙 개구와 결합하기 위해 롤러로부터 연장되는 복수의 핀을 갖는 적어도 하나의 롤러 주위로 이동하는 에피택셜 리프트-오프 필름 형성 장치.
  48. 제47항에 있어서, 상기 적어도 하나의 롤러는 트랙 개구와 결합하기 위해 스프로킷 또는 톱니를 포함하는 에피택셜 리프트-오프 필름 형성 장치.
  49. 제32항에 있어서, 상기 로딩된 지지 테이프는 로딩된 지지 테이프의 외측 에지로부터 수직하게 또는 사실상 수직하게 연장되는 복수의 슬롯을 포함하는 에피택셜 리프트-오프 필름 형성 장치.
  50. 제49항에 있어서, 상기 복수의 슬롯은 로딩된 지지 테이프의 양 외측 에지로부터 연장되는 정렬된 슬롯 쌍을 포함하는 에피택셜 리프트-오프 필름 형성 장치.
  51. 제50항에 있어서, 각각의 슬롯 쌍은 로딩된 지지 테이프의 구역 내에 위치하며, 이 구역에는 기판이 없는 에피택셜 리프트-오프 필름 형성 장치.
  52. 제50항에 있어서, 각각의 기판은 두 개의 연속하는 슬롯 쌍 사이에서 로딩된 지지 테이프와 결합되는 에피택셜 리프트-오프 필름 형성 장치.
KR1020117016546A 2008-12-17 2009-12-17 테이프-기반 에피택셜 리프트 오프 장치 및 방법 KR20110114577A (ko)

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