KR20150111485A - 기판 분리 장치 및 기판 분리 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 실시 형태에 따른 기판 분리 장치는, 지지 기판, 반도체층 및 성장 기판의 적층 구조물에서 성장 기판을 분리하는 장치에 있어서, 상기 적층 구조물이 놓이며, 상기 적층 구조물의 바닥면을 정의하는 상기 지지 기판을 파지하는 제1 파지 수단 및 상기 적층 구조물을 가열하는 가열 수단을 구비하는 제1 베이스; 및 상기 제1 파지 수단 상부에 배치되어 상기 적층 구조물의 상면을 정의하는 상기 성장 기판을 파지하는 제2 파지 수단을 구비하는 제2 베이스를 포함할 수 있다.

Description

기판 분리 장치 및 기판 분리 시스템{SUBSTRATE SEPARATION DEVICE AND SUBSTRATE SEPARATION SYSTEM}
본 발명은 기판 분리 장치 및 기판 분리 시스템에 관한 것이다.
수직형 구조의 발광다이오드(LED)를 제작 시 성장 기판을 분리하는 방법으로 레이저 리프트 오프(Laser Lift Off, LLO) 방법이 주로 사용된다. 레이저 리프트 오프 방법은 성장 기판 상에 반도체 에피층들을 성장시키고, 그 위에 지지 기판을 접합한 후 성장 기판을 통해 레이저 빔을 조사하여 에피층으로부터 성장 기판을 분리하는 기술이다.
성장 기판과 지지 기판 사이의 열팽창 계수 차이에 의해 기판 접합 후 휨 현상이 발생하는 문제가 있다. 이 경우, 레이저 빔의 초점이 달라지게 되어 성장 기판과 에피층 사이의 계면에 정확한 에너지를 전달하지 못하며, 따라서 성장 기판이 제대로 분리되지 못하는 문제가 발생한다.
또한, 성장 기판의 불량, 금속박막 증착, 오염등으로 인해 레이저 빔이 투과하지 못하는 경우 성장 기판과 에피층 사이에 용융되지 않은 일부 에피층 또는 버퍼층이 잔존하며, 이는 성장 기판을 분리하는 과정에서 성장 기판 또는 지지 기판을 파손시킬 수 있다.
이에, 당 기술분야에서는 기판의 휨 현상을 방지하여 레이저 리프트 오프 공정에서 성장 기판과 에피층 사이의 계면에 레이저 빔을 정확히 조사할 수 있고, 성장 기판을 분리하는 과정에서 기판이 파손되는 것을 방지할 수 있는 방안이 요구되고 있다.
다만, 본 발명의 목적은 이에만 제한되는 것은 아니며, 명시적으로 언급하지 않더라도 아래에서 설명하는 과제의 해결수단이나 실시 형태로부터 파악될 수 있는 목적이나 효과도 이에 포함된다고 할 것이다.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 분리 장치는, 지지 기판, 반도체층 및 성장 기판의 적층 구조물에서 성장 기판을 분리하는 장치에 있어서, 상기 적층 구조물이 놓이며, 상기 적층 구조물의 바닥면을 정의하는 상기 지지 기판을 파지하는 제1 파지 수단 및 상기 적층 구조물을 가열하는 가열 수단을 구비하는 제1 베이스; 및 상기 제1 파지 수단 상부에 배치되어 상기 적층 구조물의 상면을 정의하는 상기 성장 기판을 파지하는 제2 파지 수단을 구비하는 제2 베이스를 포함할 수 있다.
상기 제1 파지 수단과 제2 파지 수단은 각각 진공 흡착을 통해 상기 지지 기판 및 성장 기판을 선택적으로 파지할 수 있다.
상기 제1 파지 수단은 상기 적층 구조물이 놓이는 본체와, 상기 본체의 표면으로 노출되는 복수의 진공 노즐과, 상기 복수의 진공 노즐과 연결되는 펌프를 포함할 수 있다.
상기 제2 파지 수단은 상기 성장 기판과 접촉하는 진공 패드와, 상기 진공 패드의 표면으로 노출되는 노즐과, 상기 노즐과 연결되는 펌프를 포함할 수 있다.
상기 제2 베이스는 상기 제2 파지 수단과 연결되어 상기 제2 파지 수단을 상하 방향으로 이동시키는 이동 수단을 더 포함할 수 있다.
상기 이동 수단은, 상기 제2 파지 수단과 체결되어 상기 제2 파지 수단의 이동을 안내하는 가이드가 구비된 프레임부 및 상기 프레임부의 일단에서 상기 제2 파지 수단이 상기 가이드를 따라 이동하도록 구동력을 발생시키는 구동부를 포함할 수 있다.
상기 적층 구조물에서 분리된 상기 성장 기판을 수납하는 수납부를 더 포함할 수 있다.
상기 수납부는 지지 프레임, 상기 지지 프레임에 왕복이동이 가능하게 체결되는 이동 플레이트를 포함할 수 있다.
상기 제1 베이스의 일측에 배치되며, 상기 성장 기판의 분리 시 발생하는 이물을 외부로 배출하는 배기부를 더 포함할 수 있다.
상기 배기부는 상기 제1 베이스를 향해 개방된 배기 후드와, 상기 배기 후드와 연통하는 배기관과, 상기 배기관을 통해 이물을 빨아들이는 기류를 발생시키는 배기 펌프를 포함할 수 있다.
상기 제1 베이스에 구비되는 복수개의 리프트 핀을 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 분리 시스템은, 지지 기판, 반도체층 및 성장 기판의 적층 구조물에서 상기 적층 구조물의 바닥면을 정의하는 상기 지지 기판이 놓이며, 상기 적층 구조물을 가열하는 지지부와, 상기 지지부 상에 배치되어 상기 적층 구조물의 상면을 정의하는 상기 성장 기판으로 레이저를 조사하는 레이저 조사부를 포함하는 레이저 조사 장치; 및 상기 레이저 조사 장치를 통해 상기 성장 기판과 상기 반도체층 사이의 계면에 레이저가 조사된 상기 적층 구조물에서 상기 성장 기판을 분리하는 기판 분리 장치를 포함할 수 있다.
상기 지지부는 상기 지지 기판이 놓이는 일면에 홈을 구비하는 서셉터와, 상기 서셉터의 타면에 구비되어 상기 서셉터를 가열하는 히터를 포함할 수 있다.
상기 서셉터의 홈은 단면이 U자 형상 또는 V자 형상을 가질 수 있다.
상기 서셉터는 알루미늄, 실리콘카바이드, 그라파이트등으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 기판의 휨을 완화하여 레이저 리프트 오프 공정이 정확하고 안정적으로 진행될 수 있고, 성장 기판 또는 지지 기판이 파손되지 않도록 할 수 있는 기판 분리 장치 및 기판 분리 시스템이 제공될 수 있다.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 분리 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 도 1에서 홈이 형성된 서셉터를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 분리 장치를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 4a 및 도 4b는 도 3에서 제1 파지 수단을 개략적으로 나타내는 단면도 및 평면도이다.
도 5는 도 4b에서 리프트 핀이 구비된 구조를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 6은 도 3에서 제2 파지 수단을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 7은 도 3의 기판 분리 장치에 수납부가 더 구비된 구조를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 8 내지 도 10은 본 실시 형태에 따른 기판 분리 장치의 작동을 단계별로 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 11 내지 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 발광소자의 제조 방법을 개략적으로 나타낸 공정 단면도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 발광소자의 제조 공정을 설명하기 위한 공정 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면 상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 분리 시스템을 설명한다. 도 1에서는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 분리 시스템을 개략적으로 나타내고 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 분리 시스템(1)은, 레이저 조사 장치(10) 및 기판 분리 장치(20)를 포함하여 구성될 수 있다.
레이저 조사 장치(10)는 반도체 발광소자를 제조하는데 있어서 레이저 리프트 오프(Laser Lift Off, LLO) 방식을 통해 성장 기판이 분리되도록 레이저 빔(L)을 조사한다.
레이저 조사 장치(10)는 지지 기판(B1), 반도체층(B2) 및 성장 기판(B3)으로 이루어진 적층 구조물(B)이 놓이는 지지부(11), 및 상기 적층 구조물(B)에 레이저 빔(L)을 조사하는 레이저 조사부(12)를 포함하여 구성될 수 있다.
지지부(11) 상에는 상기 적층 구조물(B)이 놓일 수 있으며, 상기 지지부(11)는 상기 적층 구조물(B)을 가열할 수 있다. 지지부(11)는 상기 적층 구조물(B)이 놓이는 일면에 홈(11c)을 구비하는 서셉터(11a)와, 상기 서셉터(11a)의 타면에 구비되어 상기 서셉터(11a)를 가열하는 히터(11b)를 포함할 수 있다.
도 2a 및 도 2b에서는 홈이 형성된 서셉터를 개략적으로 나타내고 있다. 도 2a 및 도 2b에서 도시하는 바와 같이, 상기 서셉터(11a)의 일면에 구비되는 홈(11c)에는 상기 적층 구조물(B)의 바닥면을 정의하는 지지 기판(B1)이 놓일 수 있다. 즉, 상기 지지 기판(B1), 반도체층(B2) 및 성장 기판(B3)의 적층 구조물(B)에서 상기 적층 구조물(B)은 상기 지지 기판(B1)이 적층 구조물(B)의 바닥면을 정의하고, 상기 성장 기판(B3)이 상면을 정의하는 구조로 상기 서셉터(11a)의 홈(11c)에 놓일 수 있다.
상기 서셉터(11a)의 홈(11c)은 단면이 U자 형상 또는 V자 형상을 가지도록 형성될 수 있다. 홈(11c)의 깊이는, 예를 들어, 4인치 웨이퍼에 대해 50㎛ 내지 150㎛의 깊이로 형성될 수 있다. 홈(11c)의 깊이가 50㎛보다 작은 경우 성장 기판(B3)에 가해지는 열이 전체적으로 균일하지 못하는 문제가 있다. 그리고, 홈(11c)의 깊이가 150㎛보다 큰 경우 공정상의 문제가 발생할 수 있다.
일반적으로 성장 기판(B3)과 지지 기판(B1) 사이에 열팽창계수 차이가 있는 경우, 적층 구조물(B)에 휨이 발생한다. 이 경우, 레이저 리프트 오프 공정 진행시 레이저 빔의 초점이 달라지게 되어 성장 기판(B3)과 반도체층(B2) 사이의 계면에 정확한 에너지를 전달하지 못하게 된다. 따라서, 성장 기판(B3)을 분리하는데 있어서 반도체층(B2), 성장 기판(B3) 및 지지 기판(B1)에 크랙 및 깨짐이 발생할 수 있다.
이러한 휨은 히터(11b)를 통해 적층 구조물(B)에 열을 가하여 완화시킬 수 있다. 그러나, 종래의 평탄한 구조의 서셉터에서는 휨이 큰 기판의 경우 서셉터와 접촉하는 면적이 한정되어 기판을 전체적으로 균등하게 가열하기 힘들다는 단점이 있다. 따라서, 휨을 완화시키는 효과는 기판을 전체적으로 균등하게 가열하는 경우에 비해 미비하다.
본 실시 형태에서와 같이 서셉터(11a)에 U자 형상 또는 V자 형상의 홈(11c)을 형성함으로써 기판과의 접촉면적을 넓혀 주어 기판이 전체적으로 균일하게 가열될 수 있도록 할 수 있다. 이를 통해 휨을 완화시킴으로써 레이저 빔의 초점이 달라져 발생하는 종래의 문제의 발생을 방지할 수 있다.
상기 서셉터(11a)는 알루미늄, 실리콘카바이드, 그라파이트등 열전도율이 뛰어나며 가공이 용이한 재질로 이루어질 수 있다. 다만, 이에 한정하는 것은 아니다.
레이저 조사부(12)는 상기 지지부(11) 상에 배치되어 상기 적층 구조물(B)의 상면을 정의하는 상기 성장 기판(B3)으로 레이저 빔(L)을 조사할 수 있다.
기판 분리 장치(20)는 상기 레이저 조사 장치(10)를 통해 상기 성장 기판(B3)과 상기 반도체층(B2) 사이의 계면에 레이저 빔(L)이 조사된 상기 적층 구조물(B)에서 상기 성장 기판(B3)을 분리한다. 상기 기판 분리 장치(20)를 통해 상기 성장 기판(B3)은 상기 적층 구조물(B)과 물리적으로 완전히 분리될 수 있다.
도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 분리 장치를 설명한다. 도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 분리 장치를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 분리 장치(20)는 제1 베이스(100) 및 제2 베이스(200)를 포함하여 구성되며, 지지 기판(B1), 반도체층(B2) 및 성장 기판(B3)으로 이루어진 적층 구조물(B)에서 성장 기판(B3)을 분리한다.
적층 구조물(B)은 성장 기판(B3)과 지지 기판(B1) 사이에 반도체층(B2)이 개재되는 적층 구조를 가질 수 있다. 상기 적층 구조물(B)은, 예를 들어, CVD 혹은 MOCVD 장치와 같은 화학기상증착장치를 통해 성장 기판(B3) 상에 반도체층(B2)을 에피텍셜 성장시킨 후 성장된 반도체층(B2) 상에 지지 기판(B1)을 본딩함으로써 이루어질 수 있다.
본 명세서에서, '상', '상부', '상면', '하', '하부', '하면'등의 용어는 도면을 기준으로 한 것이며, 실제로는 구조물이 배치되는 방향에 따라 달라질 수 있을 것이다.
성장 기판(B3)으로는, 예컨대 사파이어 기판이 사용될 수 있다. 그리고, 상기 성장 기판(B3) 상에 적층되는 반도체층(B2)은 상기 성장 기판(B3)상에 순차적으로 적층된 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함할 수 있다.
성장 기판(B3) 상에 적층되는 제1 도전형 반도체층은 n형 불순물이 도핑된 n형 질화물 반도체층일 수 있다. 그리고, 제2 도전형 반도체층은 p형 불순물이 도핑된 p형 질화물 반도체층일 수 있다. 다만, 실시 형태에 따라서 제1 및 제2 도전형 반도체층은 위치가 바뀌어 적층될 수도 있다. 이러한 제1 및 제2 도전형 반도체층은 AlxInyGa(1-x-y)N 조성식(여기서, 0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1임)을 가지며, 예컨대, GaN, AlGaN, InGaN, AlInGaN 등의 물질이 이에 해당될 수 있다.
제1 및 제2 도전형 반도체층 사이에 배치되는 활성층은 전자와 정공의 재결합에 의해 소정의 에너지를 갖는 광을 방출한다. 활성층은 제1 및 제2 도전형 반도체층의 에너지 밴드 갭보다 작은 에너지 밴드 갭을 갖는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 도전형 반도체층이 GaN계 화합물 반도체인 경우, 활성층은 GaN의 에너지 밴드 갭보다 작은 에너지 밴드 갭을 갖는 InGaN계 화합물 반도체를 포함할 수 있다. 또한, 활성층은 양자우물층과 양자장벽층이 서로 교대로 적층된 다중 양자우물(Multiple Quantum Wells, MQW) 구조, 예컨대, InGaN/GaN 구조가 사용될 수도 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니므로 상기 활성층은 단일 양자우물 구조(Single Quantum Well, SQW)가 사용될 수도 있다.
상기 반도체층(B2) 상에 본딩되는 지지 기판(B1)으로는, 예컨대 실리콘 기판이 사용될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니므로, 상기 지지 기판(B1)은 실리콘 기판 이외에 상기 반도체층과 열팽창 계수가 비슷한, 예를 들면, Ge, SiAl 또는 기타 다른 기판이 사용될 수도 있다. 상기 지지 기판(B1)은 본딩 메탈을 통해 상기 반도체층(B2)에 본딩될 수 있다.
제1 베이스(100) 상에는 상기 적층 구조물(B)이 놓여 고정될 수 있다. 이때, 상기 적층 구조물(B)은 상기 지지 기판(B1)이 상기 적층 구조물(B)의 바닥면을 정의하는 구조로 상기 제1 베이스(100) 상에 놓일 수 있다.
도 4a, 도 4b 및 도 5에서는 상기 제1 베이스의 구성 및 구조를 개략적으로 개시하고 있다.
도 4a 및 도 4b에서 도시하는 바와 같이, 상기 제1 베이스(100)는 상기 적층 구조물(B)의 바닥면을 정의하는 상기 지지 기판(B1)을 파지하는 제1 파지 수단(110)과, 상기 적층 구조물(B)을 소정 온도로 가열하는 가열 수단(120)을 구비할 수 있다.
상기 제1 파지 수단(110)은 진공 흡착을 통해 상기 지지 기판(B1)을 선택적으로 파지할 수 있다. 상기 제1 파지 수단(110)은 상기 적층 구조물(B)이 놓이는 본체(111)와, 상기 본체(111)의 표면으로 노출되는 복수의 진공 노즐(112)과, 상기 복수의 진공 노즐(112)과 연결되는 펌프(113)를 포함할 수 있다. 그리고, 펌프(113)의 작동에 따른 선택적인 진공 흡착을 통해 상기 지지 기판(B1)을 선택적으로 파지할 수 있다. 상기 제1 파지 수단(110)은 일종의 진공 척에 해당할 수 있다.
가열 수단(120)은 상기 제1 파지 수단(110)에 의해 파지된 상기 적층 구조물(B)을 소정 온도, 예를 들어, 150℃ 내지 본딩 메탈의 녹는점 사이의 온도 범위로 가열할 수 있다. 예를 들어, 150℃ 내지 500℃, 좋게는 200℃ 내지 280℃ 사이의 온도 범위로 가열할 수 있다. 상기 가열 수단(120)은, 예를 들어, 전원 인가 시 열을 발생시키는 전열 부재의 일종일 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.
도 5에서 도시하는 바와 같이, 상기 제1 베이스(100)는 상기 적층 구조물(B)을 상기 제1 파지 수단(110)으로부터 분리시키는 복수의 리프트 핀(130)을 더 포함할 수 있다. 상기 복수의 리프트 핀(130)은 상기 본체(111) 내에서 상하 방향으로 이동하여 상기 본체(111)의 표면 위로 부분적으로 돌출되도록 구비될 수 있다. 그리고, 상기 본체(111)의 상부로 상기 적층 구조물(B)을 들어올려 상기 제1 파지 수단(110)으로부터 상기 적층 구조물(B)이 분리되도록 할 수 있다.
제2 베이스(200)는 상기 제1 파지 수단(110) 상부에 배치되어 상기 적층 구조물(B)의 상면을 정의하는 상기 성장 기판(B3)을 파지하는 제2 파지 수단(210)과, 상기 제2 파지 수단(210)과 연결되어 상기 제2 파지 수단(210)을 상하 방향으로 이동시키는 이동 수단(220)을 포함할 수 있다.
상기 제2 파지 수단(210)은 진공 흡착을 통해 상기 성장 기판(B3)을 선택적으로 파지할 수 있다. 도 6에서는 상기 제2 파지 수단(210)을 개략적으로 나타내고 있다.
도 6에서 도시하는 바와 같이, 상기 제2 파지 수단(210)은 상기 성장 기판(B3)과 접촉하는 진공 패드(211)와, 상기 진공 패드(211)의 표면으로 노출되는 노즐(212)과, 상기 노즐(212)과 연결되는 펌프(213)를 포함할 수 있다. 그리고, 펌프(213)의 작동에 따른 선택적인 진공 흡착을 통해 상기 성장 기판(B3)을 선택적으로 파지할 수 있다.
상기 이동 수단(220)은, 상기 제2 파지 수단(210)과 체결되어 상기 제2 파지 수단(210)의 이동을 안내하는 가이드(221a)가 구비된 프레임부(221) 및 상기 프레임부(221)의 일단에서 상기 제2 파지 수단(210)이 상기 가이드(221a)를 따라 이동하도록 구동력을 발생시키는 구동부(222)를 포함할 수 있다.
상기 프레임부(221)는 상기 제1 베이스(100)의 상부로 연장되는 구조로 구비되며, 상기 가이드(221a)는 상기 프레임부(221)를 따라서 상기 제1 파지 수단(110)에 대해 수직하게 상하 방향으로 연장되는 구조로 구비될 수 있다. 그리고, 상기 제2 파지 수단(210)은 상기 프레임부(221)에 체결되어 상기 가이드(221a)를 따라 상하 방향으로 왕복이동할 수 있다.
상기 구동부(222)는 상기 프레임부(221)의 일단에 구비되어 상기 제2 파지 수단(210)이 상기 가이드(210a)를 따라 상하로 이동하도록 구동력을 발생시킨다. 도면에서는 상기 구동부(222)가 프레임부(221)의 상단부에 구비되는 것으로 예시하고 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 상기 구동부(222)는, 예컨대 모터 또는 유압 실린더 유닛을 포함할 수 있으며, 이 외에도 상기 제2 파지 수단(210)을 상하로 왕복이동시킬 수 있는 다른 것이라도 무방하다.
한편, 상기 제1 베이스(110)의 일측에는 상기 성장 기판(B3)의 분리 시 발생하는 이물을 외부로 배출하는 배기부(300)가 배치되어 구비될 수 있다. 상기 배기부(300)는 상기 제1 베이스(110)를 향해 개방된 배기 후드(310)와, 상기 배기 후드(310)와 연통하는 배기관(320), 상기 배기관(320)을 통해 이물을 빨아들이는 기류를 발생시키는 배기 펌프(330)를 포함할 수 있다.
성장 기판(B3)의 분리 시 발생하는 이물은 상기 배기 펌프(330)에 의해 발생하는 기류를 따라 상기 배기 후드(310)로 유입되며, 상기 배기관(320)을 통해 외부로 배출될 수 있다.
도 7에서는 상기 도 3의 기판 분리 장치(20)에 수납부가 더 구비된 구조를 개략적으로 나타내고 있다. 도 7에서 도시하는 바와 같이, 상기 제1 베이스(100) 옆에는 상기 적층 구조물(B)에서 분리된 성장 기판(B3)을 수납하는 수납부(400)가 더 구비될 수 있다.
상기 수납부(400)는 지지 프레임(410), 상기 지지 프레임(410)에 왕복이동이 가능하게 체결되는 이동 플레이트(420)를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 수납부(400)는 선택적으로 구비될 수 있다. 즉, 실시 형태에 따라서 상시 수납부(400)는 생략이 가능하다. 본 실시 형태에서는 수납부(400)가 구비된 구조를 기준으로 설명한다.
상기 지지 프레임(410)에는 상기 지지 프레임(410)의 길이 방향을 따라서 연장되는 이송 레일(411), 상기 이송 레일(411)에 구비되는 구동 모터(412) 및 상기 이송 레일(411)을 따라 연장되며 상기 구동 모터(412)와 연결되어 회전구동되는 구동 벨트(413)를 포함할 수 있다.
상기 이동 플레이트(420)는 상기 이송 레일(411)에 체결되어 지지되며, 상기 구동 벨트(413)와 연결되어 상기 구동 벨트(413)의 회전구동에 의해 상기 이송 레일(411)을 따라 왕복이동 할 수 있다. 그리고, 상기 이동 플레이트(420)에는 상기 성장 기판(B3)이 놓여 수납되는 수납 바스켓(421)이 구비될 수 있다.
본 실시 형태에서는 상기 이동 플레이트(420)가 상기 이송 레일(411)을 따라 연장된 구동 벨트(413)의 회전에 의해 왕복 이동하는 것으로 예시하고 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 이동 플레이트(420)는 유압 실린더와 연결된 피스톤과 연결되어 상기 피스톤의 왕복 이동에 의해 상기 이송 레일(411)을 따라서 왕복 이동하는 것도 가능하다.
상기 제1 베이스(100)와 제2 베이스(200), 배기부(300) 및 상기 수납부(400)의 작동은 미도시된 제어부를 통해 제어될 수 있다. 이러한 제어부는, 예컨대 PLC(Programmable Logic Controller)를 포함할 수 있다.
상술한 기판 분리 장치(20)의 작동을 개략적으로 설명한다.
도 3 및 도 7에서와 같이, 지지 기판(B1), 반도체층(B2) 및 성장 기판(B3)의 적층 구조물(B)에 대한 레이저 리프트 오프 공정에서 성장 기판(B3)과 반도체층(B2) 사이의 계면에 레이저 빔이 조사된 적층 구조물(B)은 지지 기판(B1)이 바닥면을 이루는 구조로 제1 베이스(100)의 제1 파지 수단(110) 상에 놓이게 된다.
상기 적층 구조물(B)이 제1 파지 수단(110)의 본체(111) 상에 놓이게 되면, 도 4a에서와 같이, 상기 본체(111)의 표면으로 노출된 진공 노즐(112)과 연결된 펌프(113)가 작동을 한다. 그리고, 상기 적층 구조물(B)은 진공 흡착에 의해 상기 제1 파지 수단(110)에 파지되어 고정된다.
상기 적층 구조물(B)이 상기 제1 파지 수단(110)에 파지된 상태에서 가열 수단(120)은 상기 적층 구조물(B)을 소정 온도, 예를 들어, 150℃ 내지 본딩 메탈의 녹는점 사이의 온도 범위로 가열한다.
이와 같이 고온으로 가열하는 것은 레이저 빔 조사 과정에서 초점 불량이나 성장 기판 표면의 오염 등에 의해 성장 기판(B3)과 반도체층(B2) 사이의 계면에 레이저빔이 도달하지 않아 분해(용융)되지 않은 부분이 잔존하는 것을 방지할 수 있다. 즉, 계면에서 분해되지 않고 잔존하는 부분(예를 들어, 제1 도전형 반도체층 또는 버퍼층)이 남아있을 경우 고온으로 가열함으로써 분해가 되도록 한다.
한편, 도 8에서 도시하는 바와 같이, 제2 베이스(200)의 제2 파지 수단(210)은 구동부(222)에 의해 프레임부(221)의 가이드(221a)를 따라 하부로 이동하여 진공 패드(211)를 성장 기판(B3)에 부착시킨다. 그리고, 펌프(213)의 작동을 통해 성장 기판(B3)을 진공 흡착하여 파지한다.
도 9에서 도시하는 바와 같이, 성장 기판(B3)이 진공 흡착을 통해 파지된 상태에서 상기 제2 파지 수단(210)은 다시 구동부(222)에 의해 프레임부(221)의 가이드(221a)를 따라 상부로 이동한다. 그리고, 성장 기판(B3)은 제2 파지 수단(210)에 의해 파지된 상태에서 제2 파지 수단(210)을 따라 상부로 이동하게 되며, 제2 파지 수단(210)의 지속적인 이동에 따라 반도체층(B2)과의 사이의 계면에서 물리적으로 분리가 된다.
이때, 발생하는 파편 등의 이물은 배기부(300)를 통해 외부로 배출될 수 있다. 따라서, 이물에 의한 장치, 반도체층, 성장 기판, 지지 기판등이 이물에 의해 오염되는 것을 방지할 수 있다.
성장 기판(B3)이 반도체층(B2)으로부터 분리되어 제2 파지 수단(210)을 따라 제1 파지 수단(110)의 상부로 이동되면, 도 10에서와 같이, 수납 바스켓(421)이 구비된 이동 플레이트(420)가 이송 레일(411)을 따라 이송되어 제1 파지 수단(110)과 제2 파지 수단 사이(210)의 위치에 배치된다.
제2 파지 수단(210)은 이동 플레이트(420)가 하부에 위치한 것을 확인한 후 펌프의 작동을 중단 또는 진공 흡착과 반대로 작동시켜 진공 패드(211)에 파지된 성장 기판(B3)을 수납 바스켓(421) 내에 내려놓는다.
성장 기판(B3)이 수납 바스켓(421) 내에 수납되면, 이동 플레이트(420)는 다시 이송 레일(411)을 따라 원위치로 이송된다. 이렇게 분리된 성장 기판(B3)은 수납 바스켓(421) 내에 수납되어 추후 세정 장치와 같은 다른 장치로 이송되어 성장 기판(B3)을 재생하는 공정을 거쳐 재사용될 수 있다.
한편, 성장 기판(B3)이 분리된 후 제1 파지 수단(110)은 펌프의 작동을 중단 또는 진공 흡착과 반대로 작동시키며, 따라서 지지 기판(B1) 및 반도체층(B2)으로 구성되는 적층 구조물(B)은 더 이상 제1 파지 수단(110)에 의해 파지되지 않는 상태로 제1 파지 수단(110)의 몸체(111) 상에 놓이게 된다.
그리고, 리프트 핀(130)의 작동에 의해 지지 기판(B1)이 몸체(111)의 상부로 들어올려지게 되면, 미도시된 로봇 암과 연결된 핸드 등을 통해 반도체층(B2)이 일면에 부착된 지지 기판(B1)을 제1 파지 수단(110)으로부터 반출한다.
이와 같이, 본 실시 형태에 따른 기판 분리 장치(20)는 진공 흡착을 통한 성장 기판(B3)을 분리하는데 있어서, 적층 구조물을 단순하게 상온 상태에서 분리하는 종래의 방식과 달리 200℃ 이상의 고온으로 가열한 후 고온 상태에서 분리하는데 특징이 있다.
성장 기판의 불량 또는 오염 등에 의해 레이저 리프트 오프 공정에서 레이저 빔이 성장 기판과 반도체층 사이의 계면으로 조사되지 못하는 경우, 계면에는 레이저 빔에 의해 분해(용융)되지 않은 반도체층 또는 버퍼층이 잔존할 수 있다. 그리고, 분해(용융)되지 않은 반도체층 또는 버퍼층이 일부 잔존하게 되면, 레이저 빔 조사 이후 성장 기판을 분리하는 과정에서 반도체층을 포함한 성장 기판 또는 지지 기판에 크랙이나 깨짐을 발생시키는 원인이 된다.
이에 본 실시 형태에서는 레이저 조사 이후 성장 기판을 분리하는데 있어서 상온 상태가 아닌 고온 상태로 가열을 함으로써 혹시라도 남아있을 수 있는 잔여 반도체층 또는 버퍼층에 따른 위험을 사전에 제거하여 기판에서 크랙 및 깨짐이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
이하에서는 상술한 기판 분리 시스템을 사용한 반도체 발광소자의 제조 방법에 대해 설명한다.
도 11 내지 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 발광소자의 제조 방법을 개략적으로 나타낸 공정 단면도이다. 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 발광소자의 제조 공정을 설명하기 위한 공정 순서도이다.
도 11 및 도 16을 참조하면, 본 실시예에 따른 반도체 발광소자의 제조방법은, 성장 기판(B3) 상에 반도체층(B2)을 형성하는 단계(S1)를 포함할 수 있다. 여기서, 반도체층(B2)은 빛을 발광하는 활성층(B22)과 그 상하에 배치된 제1 및 제2 도전형 반도체층(B21, B23)을 포함하는 구조물이다.
성장 기판(B3)은 반도체층(B2)을 성장시키기 위한 성장용 기판으로 이용되며, 사파이어 기판이 대표적으로 이용될 수 있다. 물론, 경우에 따라서는 SiC, GaN, ZnO, MgAl2O4, MgO, LiAlO2 및 LiGaO2 등으로 이루어진 기판도 사용이 가능하다.
반도체층(B2)의 구조를 설명하면, 제1 및 제2 도전형 반도체층(B21, B23)과 이들 사이에 배치된 활성층(B22)은 Ⅲ-Ⅴ질화물 반도체, 예컨대, AlxInyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성을 갖는 물질로 이루어질 수 있으며, 다만, 이와 다르게 예컨대, GaN, AlGaN, InGaN, AlInGaN 등의 물질 등으로 이루어질 수도 있다. 또한, 반드시 이에 제한되는 것은 아니지만, 제1 및 제2 도전형 반도체층(B21, B23)은 각각 n형 및 p형 불순물로 도핑될 수 있다. 제1 및 제2 도전형 반도체층(B21, B23) 사이에 배치된 활성층(B22)은 전자와 정공의 재결합에 의해 소정의 에너지를 갖는 광을 방출하며, 양자우물층과 양자장벽층이 서로 교대로 적층된 다중 양자우물(MQW) 구조를 가질 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니므로 상기 활성층은 단일 양자우물 구조(Single Quantum Well, SQW)를 가질 수도 있다.
상기 제1 및 제2 도전형 반도체층(B21, B23)과 활성층(B22)은 유기 금속 화학 증착(Metal Organic Chemical Vapor Deposition, MOCVD), 수소화 기상 에피택시(Hydride Vapor Phase Epitaxy, HVPE), 분자선 에피탁시(Molecular Beam Epitaxy, MBE) 등과 같이 당 기술 분야에서 공지된 공정을 이용하여 성장될 수 있다. 또한, 도시하지는 않았으나, 성장 기판(B3) 상에 제1 도전형 반도체층(B21)을 형성하기 전에 제1 도전형 반도체층(B21)의 결정성을 향상시키기 위한 다양한 구조(결정, 비정질 등)의 버퍼층을 형성할 수도 있으며, 예컨대, 언도프(undoped) GaN층 등이 이에 해당할 수 있다.
일반적으로 성장 기판(B3) 상에 1000℃ 정도의 고온에서 반도체층(B2)을 성장시키고 상온으로 냉각시키는 경우, 성장 기판(B3)과 반도체층(B2) 간의 격자상수 및 열팽창계수 차이로 인해 반도체층(B2)에 응력이 발생하게 된다. 즉, 성장 기판(B3)의 열팽창계수가 반도체층(B2)의 열팽창계수보다 큰 경우에 반도체층(B2)에 압축응력이 발생할 수 있으며, 이와 달리, 성장 기판(B3)의 열팽창계수가 반도체층(B2)의 열팽창계수보다 작은 경우에는 반도체층(B2)에 인장응력이 발생할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 예를 들어, 사파이어 기판인 성장 기판(B3) 상에 GaN계의 제1 및 제2 도전형 반도체층(B21, B23)과 InGaN을 포함하는 활성층(B22)으로 구성되는 반도체층(B2)을 약 800℃~1200℃ 정도의 고온에서 성장시키고 상온으로 냉각하는 경우, 성장 기판(B3)의 열팽창계수가 반도체층(B2)의 열팽창계수보다 크기 때문에 활성층(B22)을 포함한 반도체층(B2)에 압축응력이 발생할 수 있다. 또한, 양자우물구조로 이루어진 활성층(B22)을 구성하는 InGaN층은 제1 및 제2 도전형 반도체층(B21, B23)의 GaN층과의 격자상수 차이로 인해 압축응력이 부가적으로 더 발생하게 되며, 이러한 압축응력은 양자우물구조 내에 압전분극을 형성하여 에너지 밴드구조의 변형과 내부양자효율 저하 원인으로 작용할 수 있다.
참고로 사파이어의 열팽창계수는 약 7.5×10-6/K이고, GaN계 반도체의 열팽창계수는 약 5.6×10-6/K이다. GaN의 격자상수는 3.189Å(a축) 및 5.185 Å(c축)이고, InGaN의 경우 In의 함량이 늘어남에 따라 격자상수는 증가한다.
다음으로, 상기 반도체층(B2) 상에 반사금속층(RM)을 형성할 수 있다. 상기 반사금속층(RM)은 제2 도전형 반도체층(B23)과 전기적으로 오믹 특성을 보이는 물질로서 높은 반사율을 갖는 금속으로 이루어질 수 있으며, 이러한 기능을 고려하여 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au 등의 물질을 포함하여 형성할 수 있다. 반사금속층(RM)은 이러한 금속을 스퍼터링(sputtering) 등의 증착 공정을 통해 형성할 수 있으며, 다만, 본 실시예에서, 반사금속층(RM)은 반드시 필요한 요소라기보다는 이용 시 더욱 유익한 효과를 제공하는 것으로서, 경우에 따라 제외될 수도 있다.
다음으로, 도 12a, 도 12b 및 도 16을 참조하면, 지지 기판(B1)과 반도체층(B2)을 접합하는 공정(S2)을 수행할 수 있다.
지지 기판(B1)은 후속하는 성장 기판(B3)의 제거 등의 공정에서 상기 반도체층(B2)을 지지하는 지지체의 역할을 수행할 수 있다. 또한, 지지 기판(B1)이 도전성 물질로 이루어질 경우, 외부 전원과 연결되어 제2 도전형 반도체층(B23)에 전기 신호를 인가하는 기능을 수행할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에서, 예를 들어, 사파이어 기판인 성장 기판(B3) 상에 GaN계 반도체 물질로 이루어진 반도체층(B2)을 형성한 경우, 반도체층(B2), 특히, 발광부인 활성층(B22)에 발생한 압축응력으로 인해 발광소자의 발광효율, 구체적으로는 내부양자효율이 저하될 수 있다. 따라서, 하기에 상술한 후속의 냉각과정에서 이러한 응력을 완화시키기 위하여, 활성층(B22)에 인장응력을 유발할 수 있도록 지지 기판(B1)은 활성층(B22)의 열팽창계수보다 작은 열팽창계수를 가지는 물질로 선택될 수 있다.
이러한 점들을 고려하여, 도전성을 가지는 지지 기판(B1)은 Si, SiC, GaP, InP, AlN, graphite 중 어느 하나의 물질로 이루어질 수 있다. 이들의 열팽창계수는 각각 3.59×10-6/K, 4.2×10-6/K, 4.65×10-6/K, 4.6×10-6/K, 4.15×10-6/K, 3.0×10-6/K 이다. 또한, 지지 기판(B1)의 두께는 활성층을 포함한 반도체층(B2)에 인장응력을 유발하기 위해 반도체층(B2)보다 충분히 두꺼운 것이 바람직하다. 상기 기판 외에 상기 반도체층과 열팽창 계수가 유사한 SiAl, Ge과 같은 기판도 사용할 수 있다.
이와 달리 반도체층(B2)에 인장응력이 걸리는 경우에는 지지 기판(B1)은 이러한 인장응력을 완화시키기 위해 활성층(B22)보다 열팽창계수가 더 큰 물질로 이루어질 수 있다.
지지 기판(B1)의 접합 공정을 구체적으로 설명하면, 먼저 도 12a에 도시된 것과 같이, 반사금속층(RM) 상에 제1 접합재료층(BLa)을 형성하며, 지지 기판(B1)에는 제2 접합재료층(BLb)을 형성할 수 있다. 상기 제1 및 제2 접합재료층(BLa, BLb)은 전자빔 증착법, 화학적 또는 물리적 기상 증착법 등을 통해 형성시킬 수 있다. 실시예에 따라 반도체층(B2) 상에 바로 제1 접합재료층(BLa)이 형성될 수 있다. 또한, 도시하지는 않았으나, 지지 기판(B1)과 제2 접합재료층(BLb) 사이에는 금속물질의 확산을 방지하기 위한 확산장벽층이 더 포함될 수도 있다.
다음으로, 도 12b와 같이, 서로 대향하는 제1 및 제2 접합재료층(BLa, BLb)을 상온보다 높은 제1 온도에서 용융시켜 접합층(BL)을 형성시킴으로써 지지 기판(B1)을 반도체층(B2)에 접합시킬 수 있다. 이때, 접합이 용이하게 이루어지도록 하기 위해 압력이 가해질 수 있다. 이를 통해 지지 기판(B1), 반도체층(B2) 및 성장 기판(B3)으로 구성된 적층 구조물(B)을 형성할 수 있다.
종래에는 접합 후 상온으로 냉각 과정에서의 기판의 휨이나 뒤틀림을 최소화하기 위해 비교적 낮은 공융온도를 가지는 본딩 금속를 사용하였으나, 본 발명의 일 실시예에서는 상대적으로 높은 200℃이상의 공융(eutectic) 온도를 갖는 합금을 본딩금속으로 사용할 수 있다.
지지 기판 접합온도인 제1 온도가 높으면 하기 상술하는 성장 기판(B3)의 분리 단계에서의 제2 온도도 높아질 수 있고, 그에 따라 분리 후 상온으로 냉각되는 과정에서 지지 기판(B1)과 활성층(B22)간의 열팽창계수 차이로 인한 응력 완화효과가 증가될 수 있기 때문이다. 따라서, 접합층(BL)으로는 NiSn 합금, AuSn 합금(공융온도: 약 280℃), AuGe 합금(공융온도: 약 350℃) 또는 AuSi 합금(공융온도: 약 380℃) 등이 사용될 수 있다. 상대적으로 높은 제1 온도에서 접합이 이루어지므로 부가적으로 이후의 발광 소자의 고온 열처리를 수행할 수 있기 때문에 발광소자의 품질 및 동작 안정성을 향상시킬 수 있다.
다음으로, 도 13, 도 14 및 도 16을 참조하면, 질화물 반도체층의 성장에 사용된 성장 기판(B3)을 레이저 리프트 오프 방식으로 반도체층(B2)으로부터 분리하는 공정(S3)을 수행할 수 있다.
적층 구조물(B)은 지지 기판(B1)이 하면을 정의하고, 성장 기판(B3)이 상면을 정의하는 구조로 레이저 조사 장치(10)의 지지부(11)상에 놓여질 수 있다. 그리고, 레이저 조사부(12)는 성장 기판(B3)으로 레이저 빔(L)을 조사한다.
성장 기판(B3) 쪽으로 레이저 빔(L)을 조사하면 성장 기판(B3)이 투광성 기판이므로, 성장 기판(B3)과 제1 도전형 반도체층(B21)의 계면에서 흡수된 에너지에 의해 계면의 제1 도전형 반도체층(B21)이 분해(용융)되어 성장 기판(B3)이 분리된다. 도면에는 구체적으로 도시되지 않았지만, 성장 기판(B3)과 제1 도전형 반도체층(B21) 사이에 버퍼층이 형성되어 있는 경우에는 버퍼층이 분해되어 성장 기판(B3)이 분리될 수 있다.
다만, 여기서 레이저 빔의 조사에 의한 성장 기판(B3)의 분리는 성장 기판(B3)이 반도체층(B2)으로부터 물리적으로 완전히 이격되어 분리된 상태를 의미하는 것은 아니다. 즉, 성장 기판(B3)은 계면에서의 제1 도전형 반도체층(B21) 또는 버퍼층의 분해에 의해 반도체층(B2)과 약한 결합 상태를 이루는 것을 의미할 수 있다.
도 14a 및 도 14b를 참조하면, 이와 같이, 성장 기판(B3)과 반도체층(B2) 사이의 계면에 레이저 빔이 조사된 적층 구조물(B)은 레이저 조사 장치(10)에서 기판 분리 장치(20)로 옮겨져 장착된다. 적층 구조물(B)은 지지 기판(B1)이 바닥면을 이루는 구조로 기판 분리 장치(20)의 제1 베이스(100)의 제1 파지 수단(110)에 의해 파지되고, 상면을 이루는 성장 기판(B3)은 제2 베이스(200)의 제2 파지 수단(210)에 의해 파지된다. 그리고, 가열 수단(120)을 통해 적층 구조물(B)을 소정 온도로 가열하여 성장 기판(B3)을 물리적으로 분리할 수 있다.
성장 기판(B3)을 분리하는 과정은 상온보다 높은 제2 온도에서 이루어지며, 제2 온도는 접합층의 공융 합금에 따라 달라질 수 있으며, 제1 온도보다 낮거나 같은 온도일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는, 접합층(BL)이 AuSn인 경우에 200℃ 내지 280℃의 온도 범위를 갖는 제2 온도에서 성장 기판(10)을 분리하는 공정이 이루어질 수 있다.
이와 같이 고온에서 성장 기판(B3)을 분리하는 것은 레이저 빔 조사 과정에서 초점 불량이나 성장 기판 표면의 오염 등에 의해 성장 기판(B3)과 반도체층(B2) 사이의 계면에 레이저 빔이 도달하지 않아 분해(용융)되지 않은 부분이 잔존하는 것을 방지할 수 있다. 즉, 계면에서 분해되지 않고 잔존하는 부분(예를 들어, 제1 도전형 반도체층 또는 버퍼층)이 남아있을 경우 고온에서 분해시킴으로써 기판 분리 장치(20)를 통해 성장 기판(B3)을 분리하는 과정에서 크랙이나 파손이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
다음으로, 도 16을 참조하면, 성장 기판(B3)이 제거된 후 지지 기판(B1) 및 반도체층(B2)이 상온으로 냉각되는 과정(S4)이 수행될 수 있다.
활성층(B22)을 포함한 반도체층(B2) 및 지지 기판(B1)은 접합된 상태로 상기 제2 온도에서 상온으로 냉각되는 동안 수축을 하게 되는데, 이때 지지 기판(B1)과 반도체층(B2)의 열팽창계수 차이로 인해 반도체층(B2)에 열응력이 발생하게 되고 이로 인해 기존의 활성층(B22)의 응력은 완화가 될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는, 활성층(B22)보다 열팽창계수가 더 작은 Si 기판을 지지 기판(B1)으로 접합하고 상기 제2 온도에서 성장 기판(B3)을 분리한 후 상온으로 냉각하는 단계에서 지지 기판(B1)은 활성층(B22)보다 수축이 덜 일어나게 되므로 활성층(B22)에 인장응력을 유발하게 되어 기존의 활성층(B22)의 압축응력이 완화될 수 있다.
도 15를 참조하면, 성장 기판(B3)이 제거되어 노출된 제1 도전형 반도체층(B21) 상에 제1 전극(EP)을 형성하여 반도체 발광소자를 제조할 수 있다.
제1 전극(EP)은 외부 전원과 연결되어 제1 도전형 반도체층(B21)에 전기 신호를 인가하는 기능을 수행하며, 당 기술 분야에서 공지된 전기전도성 물질, 예컨대, Ag, Al, Ni, Cr 등의 물질 중 하나 이상을 스퍼터링(sputtering) 등의 공정으로 형성할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시 형태에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
10... 레이저 조사 장치 11... 지지부
11a... 서셉터 11b... 히터
11c... 홈 12... 레이저 조사부
20... 기판 분리 장치 100... 제1 베이스
110... 제1 파지 수단 120... 가열 수단
200... 제2 베이스 210... 제2 파지 수단
220... 이동 수단 300... 배기부

Claims (10)

  1. 지지 기판, 반도체층 및 성장 기판의 적층 구조물에서 성장 기판을 분리하는 장치에 있어서,
    상기 적층 구조물이 놓이며, 상기 적층 구조물의 바닥면을 정의하는 상기 지지 기판을 파지하는 제1 파지 수단 및 상기 적층 구조물을 가열하는 가열 수단을 구비하는 제1 베이스; 및
    상기 제1 파지 수단 상부에 배치되어 상기 적층 구조물의 상면을 정의하는 상기 성장 기판을 파지하는 제2 파지 수단을 구비하는 제2 베이스를 포함하는 기판 분리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 파지 수단과 제2 파지 수단은 각각 진공 흡착을 통해 상기 지지 기판 및 성장 기판을 선택적으로 파지하는 것을 특징으로 하는 기판 분리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 파지 수단은 상기 적층 구조물이 놓이는 본체와, 상기 본체의 표면으로 노출되는 복수의 진공 노즐과, 상기 복수의 진공 노즐과 연결되는 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 분리 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제2 파지 수단은 상기 성장 기판과 접촉하는 진공 패드와, 상기 진공 패드의 표면으로 노출되는 노즐과, 상기 노즐과 연결되는 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 분리 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 베이스는 상기 제2 파지 수단과 연결되어 상기 제2 파지 수단을 상하 방향으로 이동시키는 이동 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 분리 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 이동 수단은, 상기 제2 파지 수단과 체결되어 상기 제2 파지 수단의 이동을 안내하는 가이드가 구비된 프레임부 및 상기 프레임부의 일단에서 상기 제2 파지 수단이 상기 가이드를 따라 이동하도록 구동력을 발생시키는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 분리 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 적층 구조물에서 분리된 상기 성장 기판을 수납하는 수납부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 분리 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 베이스의 일측에 배치되며, 상기 성장 기판의 분리 시 발생하는 이물을 외부로 배출하는 배기부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 분리 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 베이스에 구비되는 복수개의 리프트 핀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 분리 장치.
  10. 지지 기판, 반도체층 및 성장 기판의 적층 구조물에서 상기 적층 구조물의 바닥면을 정의하는 상기 지지 기판이 놓이며, 상기 적층 구조물을 가열하는 지지부와, 상기 지지부 상에 배치되어 상기 적층 구조물의 상면을 정의하는 상기 성장 기판으로 레이저를 조사하는 레이저 조사부를 포함하는 레이저 조사 장치; 및
    상기 레이저 조사 장치를 통해 상기 성장 기판과 상기 반도체층 사이의 계면에 레이저가 조사된 상기 적층 구조물에서 상기 성장 기판을 분리하는 제1항에 따른 기판 분리 장치를 포함하는 기판 분리 시스템.
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