KR20170042760A - 다이 레벨 레이저 리프트-오프 동안 기계적 손상을 감소시키기 위한 사파이어 콜렉터 - Google Patents

다이 레벨 레이저 리프트-오프 동안 기계적 손상을 감소시키기 위한 사파이어 콜렉터 Download PDF

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Abstract

SC(Sapphire Collector)에는, 다이-레벨 LLO(laser lift-off) 동안 반도체 구조체로부터 제거되는 다이 크기의 사파이어 칩들을 포획하기 위해, 구조적이고 매개 변수인, 하나 이상의 특징들이 포함된다. 이러한 특징들은 각각의 사파이어 칩이 반도체 구조체로부터 분리된 직후 사파이어 콜렉터(Sapphire Collector)에 의해 안전하게 포획될 가능성을 높이도록 설계된다. 사파이어 콜렉터는 각각의 분리된 칩을 콜렉터 내로 들어 올리는 픽업 소자가 있는 진공-강화 콜렉터, 및 칩들을 폐기 통으로 이어지는 수집 터널로 더 보내는 에어 푸셔들을 포함한다.

Description

다이 레벨 레이저 리프트-오프 동안 기계적 손상을 감소시키기 위한 사파이어 콜렉터{SAPPHIRE COLLECTOR FOR REDUCING MECHANICAL DAMAGE DURING DIE LEVEL LASER LIFT-OFF}
본 발명은 발광 디바이스들의 분야에 관한 것으로, 특히 발광 소자가 성장되는 사파이어 기판의 레이저 리프트-오프 동안 발광 디바이스들에 대한 손상을 감소시키는 시스템에 관한 것이다.
반도체 발광 소자들을 포함하는 반도체 디바이스들이 기판 상에 형성/성장되고, 사파이어 웨이퍼 기판들이 흔하다. 발광 소자의 예에서는, 사파이어 기판 상에 GaN 핵 생성 층이 형성될 수 있고, 후속하여 하나 이상의 n형 층들, 하나 이상의 활성층들, 및 하나 이상의 p형 층들이 형성될 수 있다. 이러한 층들을 통해 그리고 그 상에 금속 도체들이 형성될 수 있어, 최상층(예를 들어, p 형) 위의 접촉 패드들을 통해, 발광 소자의 활성층(들)을 활성화시키도록 n형 및 p형 층들을 외부 전원에 연결하는 것을 제공한다.
금속 접촉 패드들은 일반적으로 불투명하거나 반사성이기 때문에, 발광 소자는 접촉 패드들의 반대쪽 표면으로부터 기판을 통해 빛을 방출하도록 설계된다. 광 추출 효율을 향상시키기 위해, 기판이 제거될 수 있어, 반도체 표면을 노출시킨다. 반도체 표면은 광 추출 효율을 더욱 강화하도록 처리될 수 있다. 일부 경우들에서는 하나 이상의 접촉 패드들이 디바이스의 발광측에 배치될 수 있다.
레이저 리프트-오프는 발광 소자로부터 사파이어 기판을 제거하는데 흔히 사용되는 공정이다. 레이저 펄스가 사파이어 기판을 통해 투사되고 사파이어-반도체 계면에서 반도체 층에 의해 흡수되어, 국부화된 폭발성 충격파를 생성하는데, 이는 계면에서 반도체 층의 순각적인 열분해로 인해서이다.
LLO(laser lift-off)가 웨이퍼 레벨로 수행되면, 웨이퍼 크기의 사파이어 기판은 전체 웨이퍼가 처리된 후 제거된다. 반면에, 레이저 리프트-오프가 각각의 개별 다이에 대해 수행되면, 사파이어가 상향을 향한 채로, 다이들이 서브-마운트 타일 상에 플립-칩 탑재된다. 이러한 레이저는 각각의 다이에 인가되고, 다이 크기의 사파이어 칩들은 레이저가 각각의 다이에 입사된 직후 "사파이어 콜렉터(Sapphire Collector)" 또는 "조각 포수(Confetti Catcher)" 내로 팝업되어, 서브-마운트 타일 상에 반도체 구조체를 남긴다. 서브-마운트 타일은, 예를 들어, 각각의 다이 위의 렌즈 소자들을 생성하도록 후속 처리되고, 다음으로 개별 발광 디바이스들을 제공하도록 슬라이스/다이스 된다(sliced/diced).
사파이어가 제거되고 다이들이 덮이는 시간 사이에, 비교적 약한 반도체 표면이 노출되어 기계적 손상을 받기 쉽다. 예시적 세트의 생산 시행들 동안, 이러한 기계적 손상으로 인한 생산량 손실은 약 0.236%로 측정되었다.
레이저 리프트-오프 이후 발광 소자에 대한 기계적 손상의 가능성을 줄이는 것이 유익할 것이다.
이러한 우려에 더 잘 대처하기 위해, 본 발명의 일 실시예에서, SC(Sapphire Collector)에는, 다이-레벨 LLO(laser lift-off) 동안 반도체 구조체로부터 제거되는 다이 크기의 사파이어 칩들을 포획하기 위해, 구조적이고 매개 변수인, 하나 이상의 특징들이 포함된다. 이러한 특징들은 각각의 사파이어 칩이 반도체 구조체로부터 분리된 직후 사파이어 콜렉터(Sapphire Collector)에 의해 안전하게 포획될 가능성을 높이도록 설계된다. 사파이어 콜렉터는 각각의 분리된 칩을 콜렉터 내로 들어 올리는 픽업 소자가 있는 진공-강화 콜렉터, 및 칩들을 폐기 통으로 이어지는 수집 터널로 더 보내는 에어 푸셔들을 포함한다.
본 발명의 실시예들에서, 분리된 사파이어 칩이 사파이어 콜렉터에 의해 안전하게 포획될 가능성을 강화하는 특징들은 다음 중 하나 이상을 포함한다.
칩이 콜렉터의 상단 표면에 부딪쳐 반향되어 픽업 소자를 빠져나올 가능성을 줄이기 위해, 콜렉터의 상부 근처에 각도가 있는 에어 푸셔를 위치되어, 칩들을 상단 표면으로부터 멀리 그리고 수집 터널 내로 더 보낼 수 있다. 동시에, 상보형 각도가 있는 에어 푸셔가 콜렉터의 바닥 근처에 위치되어, 픽업되는 칩들을 또한 수집 터널 내로 더 보내고, 임의의 튀어 나온 칩들을 픽업 소자로부터 멀리 더 보낼 수 있다. 이러한 에어 푸셔들의 효율을 더욱 강화하기 위해, 에어 푸셔들은 고속, 저 체적 출력을 갖는 에어 나이프들로서 형성될 수 있다.
수집 터널로의 진입부는 나팔형으로 되어(flared) 수집 단면적을 최대화하고, 칩이 픽업 영역을 향해 다시 튀어 나올 가능성을 줄일 수 있다. 픽업 소자의 내부 주위에 트렌치가 생성되어, 나팔형 터널 개구 밖으로 어떻게든 미끄러지려거나, 또는 다른 방식으로 픽업 소자 근처로 오는 임의의 칩들이 픽업 소자를 빠져나가는 것을 방지할 수 있다.
서브-마운트 상의 다이들에 면하는 콜렉터의 외부 표면은 모따기되어, 서브-마운트와 콜렉터의 하부면 사이에서 '와일드 칩(wild chip)'이 반복적으로 튀어 나올 가능성을 줄일 수 있다. 이러한 픽업 소자, 및 제공되는 진공은 분리된 칩이 콜렉터에 강제로 진입하게 될 가능성을 최적화하도록 또한 설계될 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예에서, 레이저 리프트-오프 이후 기계적 손상으로 인한 생산량 손실은 0.236%에서 0.023%로 1/10로 감소되었다.
본 발명은 예시의 방식에 의하여 첨부 도면들을 참조하여, 더 상세히 설명된다.
도 1a는 예시적인 종래 기술의 사파이어 콜렉터를 도시한다.
도 1b 및 도 1c는 도 1a의 종래 기술의 사파이어 콜렉터에서의 사파이어 칩의 역 이동의 예들을 도시한다.
도 2a 내지 도 2c는 레이저 리프트-오프 후 발광 소자에 대한 기계적 손상의 가능성을 실질적으로 줄이는 사파이어 콜렉터의 예시적인 실시예를 도시한다.
도 3a 내지 도 3c는 도 2의 사파이어 콜렉터의 예시적인 치수들을 도시한다.
도면들 전반적으로, 동일한 참조 번호들은 유사하거나 대응하는 특징들 및 기능들을 나타낸다. 도면들은 예시적인 목적들로 포함되고, 본 발명의 범위를 제한하려고 의도되는 것은 아니다.
이하의 설명에서는, 제한이 아니라 설명의 목적들로, 특정한 아키텍처들, 인터페이스들, 기술들 등과 같은 구체적인 상세사항들이 본 발명의 개념들의 완전한 이해를 제공하기 위해 제시된다. 그러나, 본 발명이 이러한 구체적인 상세사항들로부터 벗어나는 다른 실시예들에서도 실시될 수 있다는 점이 본 기술분야의 기술자들에게 명백할 것이다. 마찬가지로, 본 설명의 본문은 도면들에 도시되는 것과 같은 예시적인 실시예들에 대한 것이고, 청구된 발명을 청구항들에 명시적으로 포함되는 제한들을 넘어서 제한하려고 의도되는 것은 아니다. 단순화 및 명확화의 목적들로, 공지된 디바이스들, 회로들, 및 방법들의 상세한 설명들은 불필요한 상세사항으로 본 발명의 설명을 불명료하게 하지 않게 하기 위해 생략된다.
도 1a는 예시적인 종래 기술의 SC(Sapphire Collector)(120)를 도시한다. SC(120)는 2개의 터널들(130A 및 130B)에 대해 개방되는 수집 공동(125)을 포함한다. 이러한 터널들(130)은 음압 하에 있으므로, 각각 터널들(130A 및 130B)에서의 진공 흐름(135A 및 135B)을 초래한다. SC(120)는 각각 파이프들(140A, 140B)에서의 압력 흐름(145A, 145B)을 제공하는 공동(125)에 대한 입력 파이프들(140A, 140B)을 또한 포함한다. 추가 터널들 및 파이프들이 또한 제공될 수 있다.
레이저 소자(110)는 게이트(128)를 통해 SC(120)에 진입하는 펄스형 레이저 빔(115)을 제공한다. 게이트(128)는 레이저 빔(115)을 차단하지 않고 임의의 사파이어 칩들(170)이 공동(125)에 진입한 후의 이탈을 방지하도록 설계된다. 게이트(128)는, 예를 들어, 렌즈 소자, 또는 단순히 그레이트(grate)일 수 있다.
SC(120) 아래에는, 사파이어 기판 칩들(170)이 부착된 복수의 발광 소자들(160)이 서브마운트(150) 상에 탑재된다. 레이저 리프트-오프 동안, SC(120)는 SC(120)를 서브마운트(150)에 대해 이동시키거나, 또는 서브마운트(150)를 SC(120)의 공동(125)으로의 개구(122)에 대해 이동시킴으로써, 사파이어 칩(170)이 부착 된 발광 소자(160) 위에 위치된다.
발광 소자(160) 및 칩(170)이 개구(122) 아래에 위치되면, 펄스형 레이저 빔(115)이 인가되어, 칩(170)이 발광 소자(160)로부터 폭발적으로 분리된다. 상향 력은 분리된 칩(170)이 개구(122)에 진입하게 하고, 진공 흐름(135A, 13B)은 이것이 터널들(130A, 130B)을 향해 진행하게 한다. 파이프들(140A, 140B)을 빠져나가는 압축된 공기 흐름(145A, 145B) 또한 이러한 진행하는 칩(170)을 터널들(130)을 향해 밀어내는 역할을 한다.
진공(130) 및 압축된 공기(145)에 대한 칩(170)의 초기 리프트오프 궤적 방향 및 속도에 따라, 칩(170)은 진공 터널들(130) 중 하나에 직접, 또는 몇몇 튀어 나옴들 후 진입할 수 있다. 이상적으로는, 칩(170)이 대략 공동(125) 내에서 튀어 나오더라도, 칩(170)은 궁극적으로 터널들(130A, 130B) 중 하나에 진입할 것인데 그 이유는 그 속도가 지속적으로 감소할 것이고, 따라서 진공(135A, 135B) 및 압축된 공기 흐름(145A, 145B)에 의해 의해 점점 더 영향을 받기 때문이다.
본 발명자들은 고속 카메라를 사용하여 서브마운트(150) 및 개구(122)에 대한 레이저 리프트-오프 동작을 기록하였고, 일부 칩들(170)이 개구(122)를 빠져나와 손상을 초래하는 것을 관찰했다.
일부 경우들에서, 칩들(170)은 개구(122) 아래에서 맴돌고 있으며, 궁극적으로는 다시 공동(125) 내로 흡입되어, 악영향을 초래하지 않는다. 그러나, 다른 경우들에서, 칩들(170)은, 도 1b에 도시되는 바와 같이, 개구(122)를 빠져나와서 서브마운트(150)에 부딪치기 전에 진공 흐름(135A, 135B) 및 압축된 공기 흐름(145A, 145B)이 그 방향을 뒤바꾸거나 또는 변경하기에는 불충분한 충분한 하향 속도로 진행하고 있다. 이러한 하향 진행의 가능성 있는 원인은 칩(170)이 공동(125)의 벽들 또는 상단 표면으로부터 튀어 나오는 것이다. 대부분의 튀어 나오는 칩들(170)은 진공 흐름(135A, 135B) 및 압축된 공기 흐름(145A, 145B)으로 인해 터널들(130A, 130B) 내로 결국 흡입되지만, 일부 칩들(170)은 개구(122)를 통해 이탈하여, 발광 소자(160)가 탑재된 서브-마운트(150)에 부딪친다.
빠져나오는 칩(170)이 발광 소자(160)가 사파이어 칩(170)이 부착되지 않은 채로(즉, 칩들(170)이 레이저 제거된 소자들(160)) 놓이는 위치에서 서브마운트(150)에 부딪치면, 저속에서도, 반도체 표면의 약한 특성은 소자(160)의 파손을 초래할 가능성이 있을 것이다.
도 1c는 관찰된 고장 메카니즘을 도시하며, 빠져나오는 칩(170)은 SC(120)의 하부 외부 표면(126)과 서브마운트(150) 사이에서 반복적으로 튀어 나와서, 서브마운트(150) 상의 다수의 소자들(160)에 종종 상당한 손상을 초래한다.
위에 언급된 바와 같이, 레이저 리프트-오프 후 기계적 손상으로 인한 생산량 손실은 한 세트의 생산 시행들에서 0.236%에 이르는 것으로 관찰되었고; 후속하여 결정되는 바와 같이, 이러한 손실되는 생산량의 대부분(90%)은 빠져나오는 칩들(170)이 가하는 손상에 기인한다. 상당히 많은 손상이 도 1c에 도시되는 반복적인 튀어 나옴들로 인해 생성된 것이 또한 관찰되었다.
도 2a는 레이저 리프트-오프 이후 발광 소자에 대한 기계적 손상의 가능성을 현저히 줄이는 SC(Sapphire Collector)(220)의 예시적인 실시예를 도시한다.
특히, SC(220)는 튜브형 부분(231) 및 나팔형 부분(232)을 갖는 단일 터널(230)을 포함한다. 나팔형 부분(232)의 좁은 단부는 튜브형 부분(231)에 연결되고, 넓은 단부는 공동(225)에 연결된다. 나팔형 부분(232)은 뾰족한 단부가 제거된 원추 형상과 같은 원추형 단면일 수 있다. 나팔형 부분(232) 및 튜브형 부분(231) 양자 모두 원형 단면을 가질 수 있거나, 또는 그 형상들이 보다 복잡할 수 있다. 예를 들어, 나팔형 부분(232)은 공동(225) 내로 개방되는 자신의 넓은 단부에서 직사각형 단면을 가질 수 있으며, 튜브형 부분(231)에 결합되는 자신의 좁은 단부에서 원형 단면을 가질 수 있다. 대안적으로, 나팔형 부분(232) 또는 튜브형 부분(231)에 대한 단면들은 임의의 적합한 단면, 예를 들어, 정사각형, 삼각형, 타원형을 가질 수 있다. 마찬가지로, 공동(225)은 직사각형 단면, 원형 단면 또는 임의의 적합한 단면을 가질 수 있다. 공동(225)의 단면은 자신의 전체 높이를 따라 동일할 수 있거나 또는 상이할 수 있다.
터널(230)은 부압으로 유지되어, 진공 힘 또는 진공 흐름(235)을 초래한다. 이러한 더 넓은 터널(230)은 도 1의 더 좁은 터널들(130A, 130B)보다 더 큰 진공 힘(235)을 요구할 수 있지만, 이하 상세히 설명되는 바와 같이, 생성되는 진공의 손실을 감소시키는 특징들이 제공될 수 있다.
레이저 소자(110)는 게이트(128)를 통해 SC(220)에 진입하는 펄스형 레이저 빔(115)을 제공한다. 게이트(128)는 레이저 빔(115)을 차단하지 않고 임의의 사파이어 칩들(170)이 공동(225)에 진입한 후의 이탈을 방지하도록 설계된다. 게이트(128)는, 예를 들어, 렌즈 소자, 또는 단순히 그레이트일 수 있다.
SC(220) 아래에는, 사파이어 기판 칩들(170)이 부착된 복수의 발광 소자들(160)이 서브마운트(150) 상에 탑재된다. 레이저 리프트-오프 동안, SC(220)는 SC(220)를 서브마운트(150)에 대해 이동시키거나, 또는 서브마운트(150)를 SC(220)의 공동(225)으로의 개구(222)에 대해 이동시킴으로써, 사파이어 칩(170)이 부착 된 발광 소자(160) 위에 위치된다.
발광 소자(160) 및 칩(170)이 개구(222) 아래에 위치되면, 펄스형 레이저 빔(115)이 레이저 소스(110)로부터 인가되어, 칩(170)이 발광 소자(160)로부터 폭발적으로 분리된다.
공동(225)은 터널(230)에 연결되는 단일 측면 및 터널(230)에 대한 연결 반대편의 편평한 측면을 갖는 것으로 도시되어 있지만, 본 발명의 범위 내에서 다른 구성들도 고려되고 포함된다. 공동(225)은 원형 단면 또는 임의의 다른 적합한 단면, 예를 들어, 정사각형, 삼각형, 타원형을 가질 수 있다. 공동(225)은 임의의 적합한 조합의 단면들, 예를 들어, 레이저(110) 다음의 원통형 부분 및 웨이퍼(150) 근처의 정사각형 단면으로 형성될 수 있다.
SC(220)는, 파이프들(240A, 240B)을 공동(225)에 결합하고, 공동(225) 내로 돌출할 수 있는 2개의 각도가 있는 노즐들, 또는 에어 푸셔들(250A, 250B), 집합적으로 에어 푸셔들(250)을 포함한다. 이러한 파이프들(240A, 240B)은 에어 푸셔들(250A, 250B)을 통해 공동(225) 내로 압력 흐름(245A, 245B)을 보낸다. 에어 푸셔들 중 하나(250A)는 공동(225)의 상단 근처에 위치되며, 하향으로, 즉, 개구(222)를 향해 각도를 이루어, 분리된 칩(170)이 공동(225)의 상단 표면에 부딪치고 이로부터 튀어 나올 가능성을 줄이고 및/또는 튀어 나오는 칩들이 픽업 개구(222)를 향해 보내질 가능성을 줄인다. 다른 에어 푸셔(250B)는 공동(225)의 바닥 근처에 위치되고, 상향으로, 즉, 개구(222)로부터 멀리 각도를 이루어, 칩(170), 또는 임의의 튀어 나오는 칩들(170)을 나팔형 부분(232) 내로 보내어, 튀어 나오는 칩들(170)이 픽업 개구(222)를 향해 보내질 가능성을 더욱 줄인다.
도 2b(250A의 측면, 단면도), 및 도 2c(250A의 정면도)에 도시되는 바와 같이, 에어 푸셔들(250A, 250B)은 공동(225) 내로 가늘지만 긴 개구/슬릿들(255A, 255B)(도 2a에는 도시되지 않음)을 갖는 평행 6면체로서 형상화된 체적을 갖는 에어 나이프들로서 형성될 수 있다. 이러한 에어 나이프들은 공동(225)의 내부 표면을 가로질러 연장될 수 있고, 흐름(240A, 240B)을 좁은 슬릿들(255A, 255B)을 통해 나팔형 부분(232)을 향해 보낼 수 있으며, 이에 의해 고속 층류 공기 흐름들을 공동(225)에 형성한다. 이러한 공기의 층류 흐름은 칩(170)이 전단 층들을 관통할 가능성, 특히, 튀어 나오는 칩들(170)이 나팔형 부분(232)을 향해 보내지지 않고 양쪽 전단 층들을 통과할 가능성을 최소화하는 전단 층들을 형성한다. 에어 나이프들(250A, 250B)의 얇은 개구들(255A, 255B)은 공동(225)에 진입하는 공기의 체적을 또한 제한하고, 이에 의해 공동(225) 내의 진공 압력(235)의 손실을 감소시키며, SC(220)의 픽업 개구(222)에서의 진공 힘을 증가시킨다. 이러한 예에서 에어 나이프는 가공된 직사각형으로서 형성된 슬릿을 갖는 직사각형 단면을 갖지만, 일렬로 배열되는 복수의 구멍들과 같이, 에어 나이프 및 슬릿에 적합한 다른 형상들이 고려되며, 본 발명의 범위 내에 포함된다.
에어 푸셔들(250A, 250B)의 에어 나이프 형상으로 인해, 대부분의 칩들(170), 특히 각각의 튀어 나옴과 함께 계속 그 속도가 감소하는 튀어 나오는 칩들(170)이 나팔형 부분(232)에 일반적으로 진입한다. 그러나, 일부 칩들(170)은 경사진 벽(233) 상에 내려앉을 수 있다. 이러한 칩들(170)은 터널(230) 내로의 주 공기 흐름으로부터 벗어나기 때문에, 칩들(170)을 경사진 벽(233) 위로 끌어 올리기에 충분한 진공 힘이 없을 수 있고, 칩들(170) 중 일부는 픽업 개구(222)를 향해 아래로 미끄러질 수 있다. 이러한 칩들이 픽업 개구(222) 밖으로 떨어지는 것을 방지하기 위해, 픽업 개구(222) 주위에 배리어(280)가 배치될 수 있어, 칩들(170)이 수용되는 트렌치를 형성한다. 배리어(280)에 의해 형성되는 트렌치로부터 포획된 칩들(170)을 주기적으로 제거하기 위한 수단이 제공될 수 있다.
SC(220)의 외형은 도 1c에 도시되는 바와 같은 튀어 나오는 칩(170)으로 인한 광범위한 손상의 가능성을 줄이도록 형상화될 수 있다. 특히, 픽업 개구(222)는 튀어 나오는 칩(170)을 실질적으로 편향시키는 역할을 하는 경사진 벽(270)에 의해 형성될 수 있으며, 도 1c의 반복적인 튀어 나옴 패턴의 기회를 최소화한다. 마찬가지로, 하부 구조체(275)는 반복적인 튀어 나옴 패턴을 더욱 방지하도록 경사질 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 진공 힘(235) 및 압력(245)의 양은 리프트 오프되는 사파이어 칩들(170)의 특정 크기 및 형상에 대해 최적인 공기 흐름을 제공하도록 조절될 수 있다. 마찬가지로, 기판(150) 위의 SC(220)의 높이(272)는 개구(222) 내로의 공기 흐름을 최적화하도록 조절될 수 있고, 한편 동시에 서브마운트(150) 위에 가능한 높이, 개구(222)를 저속으로 빠져 나오고 노출된 반도체(160)에 부딪치기 전에 개구(222) 내로 다시 흡입되는 칩들(170)에 의한 손상을 회피하도록 조절될 수 있다. 이러한 상승된 높이는, 하강하는 칩(170)이 반대 방향으로 진공 힘들에 노출되는 시간을 증가시킴으로써, 하강하는 칩(170)이 서브마운트(150)에 부딪칠 수 있는 힘을 감소시키는 역할을 한다.
도 3은 도 2의 사파이어 콜렉터의 예시적인 치수들을 도시한다. 표 1은 각각의 파라미터 또는 치수에 대한 예시적인 값들을 보여준다.
Figure pct00001
도시되는 바와 같이, 에어 푸셔들(250A, 250B)의 수는 1 이상일 수 있다. 단 하나의 에어 푸셔(250A)만 제공되면, 이는 공동(225)의 상단 부근에 위치될 수 있어, 공동(225)의 상단으로부터 칩들이 튀어 나오는 것을 방지한다. 2개보다 많은 에어 푸셔들(250A, 250B)이 제공되면, 이들의 배향 각도들은 각도 a1으로부터 각도 a2로의 지속적 변경일 수 있다
터널의 위치가 푸셔들(250A, 250B)과 정렬되더라도, 이러한 정렬은 단지 근사일 필요가 있으며, 에어 푸셔들(250A, 250B)로부터의 압력 및 터널(230)에서의 진공의 상대적인 강도들에 의존할 수 있다. 예를 들어, 진공 힘이 커서, 대부분의 칩들이 에어 푸셔들(250A, 250B)로부터의 도움없이 터널(230)에 진입하면, 에어 푸셔들(250A, 250B)은 공동(225)에서 더 높이 위치될 수 있으며, 이들의 기능은 주로, 수평을 향해 그리고 터널(230) 내로 높은 수직 속도를 갖는 이러한 칩들을 다시 보내는 것이다.
제조 시간을 최적화하기 위해, 서브마운트(150) 또는 SC(220)가 신속하게 이동되어 개구(222) 아래에 칩(170)이 놓인 채로 각각의 다음 반도체(160)를 배치한다. 일부 실시예들에서, 서브마운트(150)는 스테이지 이동의 가속 및 감속으로 인해 변하는 속도 Vs로 진행하고, 레이저는 칩(170)과 함께인 반도체(160)가 개구(222) 아래에 스테이징될 때 활성화된다. 그 결과 리프트오프시 칩의 속도는 스테이징 속도 Vs와 진공에 의해 유도되는 속도 Vv의 벡터 합과 동일할 것이며, 반도체(160)로부터 칩(170)을 레이저 분할하는 것으로 인한 초기 속도를 포함한다. 레이저가 활성화될 때, 이러한 벡터 합 Vvs는 개구(222) 내로 지향해야 한다. 따라서, 개구(222)는 측방향 스테이징 속도 Vs에 의해 생성되는 오프셋을 수용하도록 연장될 수 있다(직사각형). 마찬가지로, SC(220)가 속도 Vs로 진행하고 서브마운트(150)가 정지 상태로 유지되면, 개구(222)는 SC(220)의 이동을 수용하도록 또한 연장될 수 있다. 일부 실시예들에서, 서브마운트(150)는 칩(170)과 함께인 다음 반도체(160)를 개구 아래에 배치하도록 이동되고, 레이저가 활성화되기 전에 완전히 정지된다.
표 1에서의 다른 파라미터들 및 치수들은 관련분야에서의 숙련된 자에게 자명하며, 추가의 상세사항들을 필요로 하지 않는다.
위에 언급된 바와 같이, 고속 카메라 기록은 본 발명의 양상들을 사용하는 생산량 손실이, 일 예에서, 0.236%에서 0.023%로 1/10로 감소된 증거를 제공하였다. 추가적으로, 낙하율(처리된 칩들의 수 당 픽업 개구를 빠져나가는 칩들의 수)은 평균 4.31%(25/580)에서 0.24%(1.4/580)로 1/10보다 훨씬 작은 값으로 감소되었다.
본 발명이 도면들 및 전술한 설명에서 상세히 도시되고 설명되었지만, 그러한 도시 및 설명은 설명적이거나 예시적이고, 제한적이지 않은 것으로 고려될 것이고; 본 발명이 개시된 실시예들에 제한되는 것은 아니다. 개시된 실시예들에 대한 다른 변형들이, 도면들, 설명, 및 첨부된 청구항들을 연구해서, 청구된 발명을 실시함에 있어서 관련분야에서의 순련된 자들에 의해 이해 및 달성될 수 있다. 청구항들에서, "포함하는(comprising)"이란 용어가 다른 요소들 또는 단계들을 배제하는 것은 아니며, 부정관사("a" 또는 "an")가 복수를 배제하는 것은 아니다. 특정 방안들이 서로 상이한 종속항들에서 인용된다는 단순한 사실이, 이러한 방안들의 조합이 유익하게 사용될 수 없다는 것을 나타내는 것은 아니다. 청구항들에서의 임의의 참조 부호들은 그 범위를 제한하는 것으로 해석되지 않아야 한다.

Claims (15)

  1. 콜렉터 시스템(collector system)으로서,
    레이저 리프트-오프(laser lift-off)를 통해 서브마운트로부터 분리되는(release) 칩들을 수용하는 공동;
    상기 공동에 진공을 제공하여 상기 공동으로부터 상기 칩들을 이동시키는(remove) 터널; 및
    상기 콜렉터 시스템의 하부로부터 연장되고, 상기 칩들이 상기 공동으로 진입하게 되는 개구를 포함하는 모따기형 픽업 소자(chamfered pickup element)
    를 포함하는 콜렉터 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 개구를 둘러싸고 상기 공동에 진입한 칩들이 상기 개구를 빠져나가는 것을 방지하는 배리어를 포함하는 콜렉터 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 모따기형 픽업 소자는 적어도 45도의 모따기 각도(chamfer angle)를 갖는 콜렉터 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 콜렉터 시스템의 상기 하부는 상기 서브마운트의 평면에 대해 기울어진 콜렉터 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 터널은 상기 공동에 연결되는 나팔형 부분(flared portion)을 포함하는 콜렉터 시스템.
  6. 수집 시스템(collection system)으로서,
    레이저 리프트-오프를 통해 서브마운트로부터 분리되는 칩들을 수용하는 공동;
    상기 공동에 진공을 제공하여 상기 공동으로부터 상기 칩들을 이동시키는 터널; 및
    에어 푸셔를 통해 상기 공동 내에 공기압을 제공하는 적어도 하나의 파이프
    를 포함하고,
    상기 에어 푸셔는 상기 공동 내에 고속, 저 체적 공기 흐름을 제공하는 에어 나이프를 포함하는 수집 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 파이프는 상기 공동의 상반부(upper half)에 위치되고, 상기 공동의 하반부(lower half)를 향해 배향되는(oriented) 에어 푸셔를 포함하는 수집 시스템.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 파이프는 상기 공동의 하반부에 위치되고, 상기 공동의 상반부를 향해 배향되는 에어 푸셔를 포함하는 수집 시스템.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 터널은 상기 공동에 대한 나팔형 결합부(flared coupling)를 포함하는 수집 시스템.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 콜렉터 시스템의 하부로부터 연장되고, 상기 칩들이 상기 공동으로 진입하게 되는 개구를 포함하는 모따기형 픽업 소자를 포함하는 수집 시스템.
  11. 수집 시스템(collection system)으로서,
    레이저 리프트-오프를 통해 서브마운트로부터 분리되는 칩들을 수용하는 공동; 및
    상기 공동에 진공을 제공하여 상기 공동으로부터 상기 칩들을 이동시키는 터널
    을 포함하고,
    상기 터널은 상기 공동에 대한 나팔형 결합부(flared coupling)를 포함하는 수집 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 공동의 상반부에 위치되고, 상기 공동의 하반부를 향해 배향되는 에어 푸셔를 포함하는 파이프를 포함하고,
    상기 에어 푸셔는 상기 공동 내에 고속, 저 체적 공기 흐름을 제공하는 에어 나이프를 포함하는 수집 시스템.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 공동의 하반부에 위치되고, 상기 공동의 상반부를 향해 배향되는 에어 푸셔를 포함하는 파이프를 포함하고,
    상기 에어 푸셔는 상기 공동 내에 고속, 저 체적 공기 흐름을 제공하는 에어 나이프를 포함하는 수집 시스템.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 콜렉터 시스템의 하부로부터 연장되고, 상기 칩들이 상기 공동으로 진입하게 되는 개구를 포함하는 모따기형 픽업 소자를 포함하는 수집 시스템.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 콜렉터 시스템의 상기 하부는 상기 서브마운트의 평면에 대해 기울어진 수집 시스템.
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