KR20170141600A

KR20170141600A - 발광 다이오드 칩의 제조 방법 및 발광 다이오드 칩

Info

Publication number: KR20170141600A
Application number: KR1020170072668A
Authority: KR
Inventors: 다카시 오카무라
Original assignee: 가부시기가이샤 디스코
Priority date: 2016-06-15
Filing date: 2017-06-09
Publication date: 2017-12-26
Also published as: JP2017224724A; TW201812884A; CN107527986A; CN107527986B; KR102164309B1

Abstract

(과제) 충분한 휘도가 얻어지는 발광 다이오드 칩의 제조 방법 및 발광 다이오드 칩을 제공하는 것이다.
(해결 수단) 발광 다이오드 칩의 제조 방법으로서, 결정 성장용의 투명 기판 상에 발광층을 포함하는 복수의 반도체층이 형성된 적층체층을 갖고, 그 적층체층의 표면에 서로 교차하는 복수의 분할 예정 라인에 의해 구획된 각 영역에 각각 LED 회로가 형성된 웨이퍼를 준비하는 웨이퍼 준비 공정과, 웨이퍼의 이면에 각 LED 회로에 대응하여 복수의 오목부 또는 제 1 홈을 형성하는 웨이퍼 이면 가공 공정과, 투명 기판의 표면에 그 웨이퍼의 각 LED 회로에 대응하여 복수의 제 2 홈을 형성하는 투명 기판 가공 공정과, 그 웨이퍼 이면 가공 공정 및 그 투명 기판 가공 공정을 실시한 후, 그 웨이퍼의 이면에 그 투명 기판의 표면을 첩착하여 일체화 웨이퍼를 형성하는 일체화 공정과, 그 웨이퍼를 그 분할 예정 라인을 따라 그 투명 기판과 함께 절단하여 그 일체화 웨이퍼를 개개의 발광 다이오드 칩으로 분할하는 분할 공정을 구비한 것을 특징으로 한다.

Description

발광 다이오드 칩의 제조 방법 및 발광 다이오드 칩{METHOD FOR MANUFACTURING A LIGHT EMITTING DIODE CHIP AND THE LIGHT EMITTING DIODE CHIP}

본 발명은, 발광 다이오드 칩의 제조 방법 및 발광 다이오드 칩에 관한 것이다.

사파이어 기판, GaN 기판, SiC 기판 등의 결정 성장용 기판의 표면에 n 형 반도체층, 발광층, p 형 반도체층이 복수 적층된 적층체층이 형성되고, 이 적층체층에 교차하는 복수의 분할 예정 라인에 의해 구획된 영역에 복수의 LED (Light Emitting Diode) 등의 발광 디바이스가 형성된 웨이퍼는, 분할 예정 라인을 따라 절단되어 개개의 발광 디바이스 칩으로 분할되고, 분할된 발광 디바이스 칩은 휴대 전화, PC, 조명 기기 등의 각종 전기 기기에 널리 이용되고 있다.

발광 디바이스 칩의 발광층으로부터 출사되는 광은 등방성을 가지고 있기 때문에, 결정 성장용 기판의 내부에도 조사되어 기판의 이면 및 측면으로부터도 광이 출사된다. 그러나, 기판의 내부에 조사된 광 중 공기층과의 계면에서의 입사각이 임계각 이상인 광은 계면에서 전반사되어 기판 내부에 가둬지고, 기판으로부터 외부에 출사되지 않으므로 발광 디바이스 칩의 휘도의 저하를 초래한다는 문제가 있다.

이 문제를 해결하기 위해서, 발광층으로부터 출사된 광이 기판의 내부에 가둬지는 것을 억제하기 위해서, 기판의 이면에 투명 부재를 첩착 (貼着) 하여 휘도의 향상을 도모하도록 한 발광 다이오드 (LED) 가 일본 공개특허공보 2014－175354호에 기재되어 있다.

일본 공개특허공보 2014-175354호

그러나, 특허문헌 1 에 개시된 발광 다이오드에서는, 기판의 이면에 투명 부재를 첩착함으로써 휘도가 약간 향상되었지만 충분한 휘도가 얻어지지 않는다는 문제가 있다.

본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 것은, 충분한 휘도가 얻어지는 발광 다이오드 칩의 제조 방법 및 발광 다이오드 칩을 제공하는 것이다.

청구항 1 에 기재된 발명에 의하면, 발광 다이오드 칩의 제조 방법으로서, 결정 성장용 투명 기판 상에 발광층을 포함하는 복수의 반도체층이 형성된 적층체층을 갖고, 그 적층체층의 표면에 서로 교차하는 복수의 분할 예정 라인에 의해 구획된 각 영역에 각각 LED 회로가 형성된 웨이퍼를 준비하는 웨이퍼 준비 공정과, 그 웨이퍼의 이면에 각 LED 회로에 대응하여 복수의 오목부 또는 제 1 홈을 형성하는 웨이퍼 이면 가공 공정과, 투명 기판의 표면에 그 웨이퍼의 각 LED 회로에 대응하여 복수의 제 2 홈을 형성하는 투명 기판 가공 공정과, 그 웨이퍼 이면 가공 공정 및 그 투명 기판 가공 공정을 실시한 후, 그 웨이퍼의 이면에 그 투명 기판의 표면을 첩착하여 일체화 웨이퍼를 형성하는 일체화 공정과, 그 웨이퍼를 그 분할 예정 라인을 따라 그 투명 기판과 함께 절단하여 그 일체화 웨이퍼를 개개의 발광 다이오드 칩으로 분할하는 분할 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 칩의 제조 방법이 제공된다.

바람직하게는, 투명 기판 가공 공정에 있어서 형성되는 제 2 홈의 단면 형상은, 삼각 형상, 사각 형상, 또는 반원 형상 중 어느 것이다. 바람직하게는, 웨이퍼 이면 가공 공정에 있어서 형성되는 오목부 또는 제 1 홈은, 절삭 블레이드, 에칭, 샌드 블라스트, 레이저 중 어느 것으로 형성되고, 투명 기판 가공 공정에 있어서 형성되는 제 2 홈은, 절삭 블레이드, 에칭, 샌드 블라스트, 레이저 중 어느 것으로 형성된다.

바람직하게는, 그 투명 기판은, 투명 세라믹스, 광학 유리, 사파이어, 투명 수지 중 어느 것으로 형성되고, 그 일체화 공정에 있어서 그 투명 기판은 투명 접착제로 웨이퍼에 접착된다.

청구항 5 에 기재된 발명에 의하면, 발광 다이오드 칩으로서, 표면에 LED 회로가 형성되고 이면에 오목부 또는 제 1 홈이 형성된 발광 다이오드와, 그 발광 다이오드의 이면에 첩착된 투명 부재를 구비하고, 그 투명 부재의 그 발광 다이오드와의 첩착면에는 제 2 홈이 형성되어 있는 발광 다이오드 칩이 제공된다.

본 발명의 발광 다이오드 칩은, LED 의 이면에 첩착된 투명 부재의 표면에 제 2 홈이 형성되어 있기 때문에, 투명 부재의 표면적이 증대하는 것에 더하여, LED 의 발광층으로부터 조사되고 투명 부재에 입사하는 광이 그 오목부 또는 그 제 1 홈 그리고 제 2 홈 부분에서 복잡하게 굴절되기 때문에, 투명 부재로부터 광이 출사할 때에 투명 부재와 공기층의 계면에서의 입사각이 임계각 이상인 광의 비율이 감소하고, 투명 부재로부터 출사되는 광의 양이 증대되어 발광 다이오드 칩의 휘도가 향상된다.

도 1 은 광 디바이스 웨이퍼의 표면측 사시도이다.
도 2(A) 는 절삭 블레이드에 의한 웨이퍼의 이면 가공 공정을 나타내는 사시도, 도 2(B) ∼ 도 2(D) 는 형성된 홈 형상을 나타내는 단면도이다.
도 3(A) 는 웨이퍼의 이면에 형성된 제 1 방향으로 신장되는 복수의 홈을 갖는 웨이퍼의 이면측 사시도, 도 3(B) 는 웨이퍼의 이면에 형성된 제 1 방향 및 제 1 방향에 직교하는 제 2 방향으로 신장되는 복수의 홈이 형성된 웨이퍼의 이면측 사시도이다.
도 4(A) 는 웨이퍼의 이면에 마스크를 첩착하는 모습을 나타내는 사시도, 도 4(B) 는 웨이퍼의 이면에 복수의 구멍을 갖는 마스크가 첩착된 상태의 사시도, 도 4(C) ∼ 도 4(E) 는 웨이퍼의 이면에 형성된 오목부의 형상을 나타내는 웨이퍼의 부분적 사시도이다.
도 5(A) 는 레이저 빔에 의해 웨이퍼의 이면에 홈을 형성하는 모습을 나타내는 사시도, 도 5(B) 는 홈 형상을 나타내는 웨이퍼의 부분 단면도, 도 5(C) 는 레이저 빔에 의해 웨이퍼의 이면에 원형 오목부를 형성하는 모습을 나타내는 사시도, 도 5(D) 는 형성된 원형의 오목부를 나타내는 웨이퍼의 부분 사시도이다.
도 6(A) 는 투명 기판 가공 공정을 나타내는 사시도, 도 6(B) ∼ 도 6(D) 는 형성된 홈 형상을 나타내는 단면도이다.
도 7(A) 는 표면에 제 1 방향으로 신장되는 복수의 홈을 갖는 투명 기판을 웨이퍼의 이면에 첩착하여 일체화하는 일체화 공정을 나타내는 사시도, 도 7(B) 는 일체화 웨이퍼의 사시도이다.
도 8 은 제 1 방향 및 제 1 방향에 직교하는 제 2 방향으로 신장되는 복수의 홈을 표면에 갖는 투명 기판을 웨이퍼의 이면을 첩착하여 일체화하는 일체화 공정을 나타내는 사시도이다.
도 9 는 일체화 웨이퍼를 다이싱 테이프를 개재하여 환상 프레임으로 지지하는 지지 공정을 나타내는 사시도이다.
도 10 은 일체화 웨이퍼를 발광 다이오드 칩으로 분할하는 분할 공정을 나타내는 사시도이다.
도 11 은 분할 공정 종료 후의 일체화 웨이퍼의 사시도이다.
도 12(A) ∼ 도 12(C) 는 본 발명 실시형태에 관련된 발광 다이오드 칩의 사시도이다.

이하, 본 발명의 실시형태를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 도 1 을 참조하면, 광 디바이스 웨이퍼 (이하, 간단히 웨이퍼로 약칭하는 경우가 있다) (11) 의 표면측 사시도가 도시되어 있다.

광 디바이스 웨이퍼 (11) 는, 사파이어 기판 (13) 상에 질화 갈륨 (GaN) 등의 에피텍셜층 (적층체층) (15) 이 적층되어 구성되어 있다. 광 디바이스 웨이퍼 (11) 는, 에피텍셜층 (15) 이 적층된 표면 (11a) 과, 사파이어 기판 (13) 이 노출된 이면 (11b) 을 가지고 있다.

여기서, 본 실시형태의 광 디바이스 웨이퍼 (11) 에서는, 결정 성장용 기판으로서 사파이어 기판 (13) 을 채용하고 있지만, 사파이어 기판 (13) 대신에 GaN 기판 또는 SiC 기판 등을 채용하도록 해도 된다.

적층체층 (에피텍셜층) (15) 은, 전자가 다수 캐리어가 되는 n 형 반도체층 (예를 들어, n 형 GaN 층), 발광층이 되는 반도체층 (예를 들어, InGaN 층), 정공이 다수 캐리어가 되는 p 형 반도체층 (예를 들어, p 형 GaN 층) 을 순서대로 에피택셜 성장시킴으로써 형성된다.

사파이어 기판 (13) 은 예를 들어 100 ㎛ 의 두께를 가지고 있고, 적층체층 (15) 은 예를 들어 5 ㎛ 의 두께를 가지고 있다. 적층체층 (15) 에 복수의 LED 회로 (19) 가 격자상으로 형성된 복수의 분할 예정 라인 (17) 에 의해 구획되어 형성되어 있다. 웨이퍼 (11) 는, LED 회로 (19) 가 형성된 표면 (11a) 과, 사파이어 기판 (13) 이 노출된 이면 (11b) 을 가지고 있다.

본 발명 실시형태의 발광 다이오드 칩의 제조 방법에 의하면, 먼저 도 1 에 나타내는 광 디바이스 웨이퍼 (11) 를 준비하는 웨이퍼 준비 공정을 실시한다. 또한, 웨이퍼 (11) 의 이면 (11b) 에 LED 회로 (19) 에 대응하여 복수의 홈 (3) 을 형성하는 웨이퍼 이면 가공 공정을 실시한다.

이 웨이퍼 이면 가공 공정은, 예를 들어, 잘 알려진 절삭 장치를 사용하여 실시한다. 도 2(A) 에 나타내는 바와 같이, 절삭 장치의 절삭 유닛 (10) 은, 스핀들 하우징 (12) 과, 스핀들 하우징 (12) 중에 회전 가능하게 삽입된 도시되지 않은 스핀들과, 스핀들의 선단에 장착된 절삭 블레이드 (14) 를 포함하고 있다.

절삭 블레이드 (14) 의 절단날은, 예를 들어, 다이아몬드 지립을 니켈 도금으로 고정시킨 전기 주조 지석으로 형성되어 있고, 그 선단 형상은 삼각 형상, 사각 형상, 또는 반원 형상을 하고 있다.

절삭 블레이드 (14) 의 개략 상반분은 블레이드 커버 (휠 커버) (16) 로 덮여 있고, 블레이드 커버 (16) 에는 절삭 블레이드 (14) 의 내측 및 앞측에 수평으로 신장되는 1 쌍의 (1 개만 도시) 쿨러 노즐 (18) 이 배치 형성되어 있다.

웨이퍼 (11) 의 이면 (11b) 에 복수의 홈 (3) 을 형성하는 웨이퍼 이면 가공 공정에서는, 웨이퍼 (11) 의 표면 (11a) 을 도시되지 않은 절삭 장치의 척 테이블로 흡인 유지한다. 그리고, 절삭 블레이드 (14) 를 화살표 R 방향으로 고속 회전시키면서 웨이퍼 (11) 의 이면 (11b) 에 소정 깊이 절입하고, 도시되지 않은 척 테이블에 유지된 웨이퍼 (11) 를 화살표 X1 방향으로 가공 이송함으로써, 제 1 방향으로 신장되는 홈 (3) 을 절삭에 의해 형성한다.

웨이퍼 (11) 를 화살표 X1 방향에 직교하는 방향으로 웨이퍼 (11) 의 분할 예정 라인 (17) 의 피치씩 산출 이송하면서, 웨이퍼 (11) 의 이면 (11b) 을 절삭하여, 도 3(A) 에 나타내는 바와 같이, 제 1 방향으로 신장되는 복수의 홈 (3) 을 차례차례로 형성한다.

도 3(A) 에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 (11) 의 이면 (11b) 에 형성하는 복수의 홈 (3) 은 일방향으로만 신장되는 형태이어도 되고, 혹은 도 3(B) 에 나타내는 바와 같이, 제 1 방향 및 그 제 1 방향에 직교하는 제 2 방향으로 신장되는 복수의 홈 (3) 을 웨이퍼 (11) 의 이면 (11b) 에 형성하도록 해도 된다.

웨이퍼 (11) 의 이면 (11b) 에 형성하는 홈은, 도 2(B) 에 나타내는 단면 삼각 형상의 홈 (3), 또는 도 2(C) 에 나타내는 단면 사각 형상의 홈 (3A), 또는 도 2(D) 에 나타내는 단면 반원 형상의 홈 (3B) 중 어느 것이어도 된다.

웨이퍼 (11) 의 이면 (11b) 에 절삭에 의해 복수의 홈 (3, 3A, 3B) 을 형성하는 실시형태 대신에, 웨이퍼 (11) 의 이면 (11b) 에 LED 회로 (19) 에 대응하여 복수의 오목부를 형성하도록 해도 된다. 이 실시형태에서는, 도 4(A) 에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 (11) 의 LED 회로 (19) 에 대응한 복수의 구멍 (4) 을 갖는 마스크 (2) 를 사용한다.

도 4(B) 에 나타내는 바와 같이, 마스크 (2) 의 구멍 (4) 을 웨이퍼 (11) 의 각 LED 회로 (19) 에 대응시켜 웨이퍼 (11) 의 이면 (11b) 에 첩착한다. 그리고, 웨트 에칭 또는 플라즈마 에칭에 의해 웨이퍼 (11) 의 이면 (11b) 에, 도 4(C) 에 나타내는 바와 같이, 마스크 (2) 의 구멍 (4) 의 형상에 대응한 삼각 형상의 오목부 (5) 를 형성한다.

마스크 (2) 의 구멍 (4) 의 형상을 사각 형상, 또는 원 형상으로 변경함으로써, 웨이퍼 (11) 의 이면 (11b) 에 도 4(D) 에 나타내는 사각 형상의 오목부 (5A) 를 형성하거나, 도 4(E) 에 나타내는 웨이퍼 (11) 의 이면 (11b) 에 원 형상의 오목부 (5B) 를 형성하도록 해도 된다.

본 실시형태의 변형예로서, 웨이퍼 (11) 의 이면 (11b) 에 마스크 (2) 를 첩착한 후, 샌드 블라스트 가공을 실시함으로써, 웨이퍼 (11) 의 이면 (11b) 에, 도 4(C) 에 나타내는 삼각 형상의 오목부 (5), 또는 도 4(D) 에 나타내는 사각 형상의 오목부 (5A), 또는 도 4(E) 에 나타내는 원 형상 오목부 (5B) 를 형성하도록 해도 된다.

웨이퍼 (11) 의 이면 (11b) 에 LED 회로 (19) 에 대응한 복수의 홈 또는 복수의 오목부를 형성하는 데에, 레이저 가공 장치를 이용하도록 해도 된다. 레이저 가공에 의한 제 1 실시형태에서는, 도 5(A) 에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 (11) 에 대해 흡수성을 갖는 파장 (예를 들어, 266 ㎚) 의 레이저 빔을 집광기 (레이저 헤드) (24) 로부터 웨이퍼 (11) 의 이면 (11b) 에 조사하면서, 웨이퍼 (11) 를 유지한 도시되지 않은 척 테이블을 화살표 X1 방향으로 가공 이송함으로써, 제 1 방향으로 신장되는 홈 (7) 을 웨이퍼 (11) 의 이면 (11b) 에 어블레이션에 의해 형성한다.

웨이퍼 (11) 를 화살표 X1 방향에 직교하는 방향으로 웨이퍼 (11) 의 분할 예정 라인 (17) 의 피치씩 산출 이송하면서, 웨이퍼 (11) 의 이면 (11b) 을 어블레이션 가공하여, 제 1 방향으로 신장되는 복수의 홈 (7) 을 차례차례로 형성한다. 홈 (7) 의 단면 형상은, 예를 들어 도 5(B) 에 나타내는, 반원 형상이어도 되고, 다른 형상이어도 된다.

대체 실시형태로서, 도 5(C) 에 나타내는 바와 같이, 집광기 (24) 로부터 웨이퍼 (11) 에 대해 흡수성을 갖는 파장 (예를 들어, 266 ㎚) 의 펄스 레이저 빔을 간헐적으로 조사하여, 웨이퍼 (11) 의 이면 (11b) 에 LED 회로 (19) 에 대응한 복수의 오목부 (9) 를 형성하도록 해도 된다. 오목부 (9) 의 형상은, 통상은 레이저 빔의 스폿 형상에 대응한 도 5(D) 에 나타내는 원 형상이 된다.

웨이퍼 이면 가공 공정을 실시한 후, 또는 실시하기 전에, 웨이퍼 (11) 의 이면 (11b) 에 첩착하는 투명 기판 (21) 의 표면 (21a) 에 LED 회로 (19) 에 대응하여 복수의 홈을 형성하는 투명 기판 가공 공정을 실시한다.

이 투명 기판 가공 공정은, 예를 들어, 잘 알려진 절삭 장치를 사용하여 실시한다. 투명 기판 (21) 의 표면 (21a) 에 복수의 홈 (23) 을 형성하는 투명 기판 가공 공정에서는, 투명 기판 (21) 을 도시되지 않은 절삭 장치의 척 테이블로 흡인 유지한다.

그리고, 절삭 블레이드 (14) 를 화살표 R 방향으로 고속 회전시키면서 투명 기판 (21) 의 표면 (21a) 에 소정 깊이 절입하고, 도시되지 않은 척 테이블에 유지된 투명 기판 (21) 을 화살표 X1 방향으로 가공 이송함으로써, 제 1 방향으로 신장되는 홈 (23) 을 절삭에 의해 형성한다.

투명 기판 (21) 을 화살표 X1 방향에 직교하는 방향으로 웨이퍼 (11) 의 분할 예정 라인 (17) 의 피치씩 산출 이송하면서, 투명 기판 (21) 의 표면 (21a) 을 절삭하여, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 제 1 방향으로 신장되는 복수의 홈 (23) 을 차례차례로 형성한다.

도 7(A) 에 나타내는 바와 같이, 투명 기판 (21) 의 표면 (21a) 에 형성하는 복수의 홈 (23) 은 일방향으로만 신장되는 형태이어도 되고, 혹은 도 8 에 나타내는 바와 같이, 제 1 방향 및 그 제 1 방향에 직교하는 제 2 방향으로 신장되는 복수의 홈 (23) 을 투명 기판 (21) 의 표면 (21a) 에 형성하도록 해도 된다.

투명 기판 (21) 의 표면 (21a) 에 형성하는 홈은, 도 6(B) 에 나타내는 단면 삼각 형상의 홈 (23), 또는 도 6(C) 에 나타내는 단면 사각 형상의 홈 (23A), 또는 도 6(D) 에 나타내는 단면 반원 형상의 홈 (23B) 중 어느 것이어도 된다.

투명 기판 (21) 은, 투명 수지, 광학 유리, 사파이어, 투명 세라믹스 중 어느 것으로 형성된다. 본 실시형태에서는, 광학 유리에 비해 내구성이 있는 폴리카보네이트, 아크릴 등의 투명 수지로부터 투명 기판 (21) 을 형성하였다. 또한, 홈을 형성하는 방법으로서, 샌드 블라스트, 에칭, 레이저를 사용해도 된다.

투명 기판 (21) 의 표면 (21a) 에 복수의 홈 (23, 23A, 23B) 을 형성하는 투명 기판 가공 공정을 실시한 후, 웨이퍼 (11) 의 이면 (11b) 에 투명 기판 (21) 을 첩착하여 일체화 웨이퍼 (25) 를 형성하는 일체화 공정을 실시한다.

이 일체화 공정에서는, 도 7(A) 에 나타내는 바와 같이, 표면 (21a) 에 제 1 방향으로 신장되는 복수의 홈 (23) 이 형성된 투명 기판 (21) 의 표면에, 웨이퍼 (11) 의 이면 (11b) 을 투명 접착제에 의해 접착하여, 도 7(B) 에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 (11) 와 투명 기판 (21) 을 일체화하여 일체화 웨이퍼 (25) 를 형성한다.

대체 실시형태로서, 투명 기판 (21) 의 표면 (21a) 에 제 1 방향 및 이 제 1 방향에 직교하는 제 2 방향으로 신장되는 복수의 홈 (23) 을 갖는 투명 기판 (21) 의 표면 (21a) 에, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 (11) 의 이면 (11b) 을 투명 접착제에 의해 접착하여, 웨이퍼 (11) 와 투명 기판 (21) 을 일체화하도록 해도 된다. 여기서, 투명 기판 (21) 의 표면 (21a) 에 형성한 홈 (23) 의 피치는 웨이퍼 (11) 의 분할 예정 라인 (17) 의 피치에 대응한다.

일체화 공정을 실시한 후, 도 9 에 나타내는 바와 같이, 일체화 웨이퍼 (25) 의 투명 기판 (21) 을 외주부가 환상 프레임 (F) 에 첩착된 다이싱 테이프 (T) 에 첩착하여 프레임 유닛을 형성하고, 일체화 웨이퍼 (25) 를 다이싱 테이프 (T) 를 개재하여 환상 프레임 (F) 으로 지지하는 지지 공정을 실시한다.

지지 공정을 실시한 후, 프레임 유닛을 절삭 장치에 투입하고, 절삭 장치로 일체화 웨이퍼 (25) 를 절삭하여 개개의 발광 다이오드 칩으로 분할하는 분할 스텝을 실시한다. 이 분할 스텝에 대해, 도 10 을 참조하여 설명한다.

분할 스텝에서는, 일체화 웨이퍼 (25) 를 프레임 유닛의 다이싱 테이프 (T) 를 개재하여 절삭 장치의 척 테이블 (20) 로 흡인 유지하고, 환상 프레임 (F) 은 도시되지 않은 클램프로 클램프하여 고정시킨다.

그리고, 절삭 블레이드 (14) 를 화살표 R 방향으로 고속 회전시키면서 절삭 블레이드 (14) 의 선단이 다이싱 테이프 (T) 에 닿을 때까지 웨이퍼 (11) 의 분할 예정 라인 (17) 에 절입하고, 쿨러 노즐 (18) 로부터 절삭 블레이드 (14) 및 웨이퍼 (11) 의 가공점을 향하여 절삭액을 공급하면서, 일체화 웨이퍼 (25) 를 화살표 X1 방향으로 가공 이송함으로써, 웨이퍼 (11) 의 분할 예정 라인 (17) 을 따라 웨이퍼 (11) 및 투명 기판 (21) 을 절단하는 절단 홈 (27) 을 형성한다.

절삭 유닛 (10) 을 Y 축 방향으로 산출 이송하면서, 제 1 방향으로 신장되는 분할 예정 라인 (17) 을 따라 동일한 절단 홈 (27) 을 차례차례로 형성한다. 이어서, 척 테이블 (20) 을 90°회전하고 나서, 제 1 방향에 직교하는 제 2 방향으로 신장되는 모든 분할 예정 라인 (17) 을 따라 동일한 절단 홈 (27) 을 형성하여, 도 11 에 나타내는 상태로 함으로써, 일체화 웨이퍼 (25) 를 도 12(A) 에 나타내는 발광 다이오드 칩 (31) 으로 분할한다.

상기 서술한 실시형태에서는, 일체화 웨이퍼 (25) 를 개개의 발광 다이오드 칩 (31) 으로 분할하는 데에 절삭 장치를 사용하고 있지만, 웨이퍼 (11) 및 투명 기판 (21) 에 대해 투과성을 갖는 파장의 레이저 빔을 분할 예정 라인 (13) 을 따라 웨이퍼 (11) 에 조사하여, 웨이퍼 (11) 및 투명 기판 (21) 의 내부에 두께 방향으로 복수 층의 개질층을 형성하고, 이어서, 일체화 웨이퍼 (25) 에 외력을 부여하여, 개질층을 분할 기점으로 일체화 웨이퍼 (25) 를 개개의 발광 다이오드 칩 (31) 으로 분할하도록 해도 된다.

도 12(A) 에 나타낸 발광 다이오드 칩 (31) 은, 표면에 LED 회로 (19) 를 갖는 LED (13A) 의 이면에 투명 부재 (21A) 가 첩착되어 있다. 또한, 웨이퍼 (11) 의 이면 (11b) 에 오목부 (5) 또는 홈 (3) 이 형성되어 있고, 투명 부재 (21A) 의 표면에 홈 (23) 이 형성되어 있다.

따라서, 도 12(A) 에 나타내는 발광 다이오드 칩 (31) 에서는, 투명 부재 (21A) 의 표면에 홈 (23) 이 형성되어 있으므로, 투명 부재 (21A) 의 표면적이 증대된다. 또한, 발광 다이오드 칩 (31) 의 LED 회로 (19) 로부터 출사되고, 투명 부재 (21A) 에 입사하는 광의 일부는, 웨이퍼 (11) 의 이면 (11b) 에 형성된 오목부 (5) 또는 홈 (3), 추가로 투명 부재 (21A) 의 표면에 형성된 홈 (23) 부분에서 굴절되고 나서 투명 부재 (21A) 에 진입한다.

따라서, 투명 부재 (21A) 로부터 외부로 굴절되어 출사될 때, 투명 부재 (21A) 와 공기층의 계면에서의 입사각이 임계각 이상이 되는 광의 비율이 감소하고, 투명 부재 (21A) 로부터 출사되는 광의 양이 증대되어, 발광 다이오드 칩 (31) 의 휘도가 향상된다.

도 12(B) 에 나타내는 발광 다이오드 칩 (31A) 에서는, LED (13A) 의 이면에 오목부 (5) 또는 홈 (3) 이 형성되어 있는 것에 더하여, LED (13A) 의 이면에 표면에 단면 사각 형상의 홈 (23A) 을 갖는 투명 부재 (21A) 가 투명한 접착제에 의해 접착되어 있다.

본 실시형태의 발광 다이오드 칩 (31A) 에서도, 도 12(A) 에 나타낸 발광 다이오드 칩 (31) 과 동일하게, LED 회로 (19) 로부터 출사되고, 투명 부재 (21A) 에 입사하는 광의 일부는, LED (13A) 의 이면에 형성된 오목부 (5) 또는 홈 (3) 및 투명 부재 (21A) 의 표면에 형성된 홈 (23A) 부분에서 굴절되고 나서 투명 부재 (21A) 에 진입한다.

따라서, 투명 부재 (21A) 로부터 외부에 출사될 때, 투명 부재 (21A) 와 공기층의 계면에서의 입사각이 임계각 이상이 되는 광의 비율이 감소하고, 투명 부재 (21A) 로부터 출사되는 광의 양이 증대되어, 발광 다이오드 칩 (31A) 의 휘도가 향상된다.

도 12(C) 를 참조하면, 또 다른 실시형태의 발광 다이오드 칩 (31B) 의 사시도가 도시되어 있다. 본 실시형태의 발광 다이오드 칩 (31B) 에서는, LED (13A) 의 이면에 오목부 (5) 또는 홈 (3) 이 형성되어 있음과 함께, 투명 부재 (21A) 의 표면에 단면 사각형의 홈 (23A) 이 서로 직교하는 방향에 형성되어 있다.

따라서, LED 회로 (19) 로부터 출사되어 투명 부재 (21A) 에 입사하는 광 중, LED (13A) 의 이면에 형성된 오목부 (5) 또는 홈 (3) 및 투명 부재 (21A) 의 표면에 형성된 홈 (23A) 부분에서 굴절되어 입사하는 광의 양이 증대된다.

따라서, 투명 부재 (21A) 와 공기층의 계면에서의 입사각이 임계각 이상이 되는 광의 양이 감소하기 때문에, 투명 부재 (21A) 로부터 외부에 출사되는 광의 양이 증대되어, 발광 다이오드 칩 (31D) 의 휘도가 향상된다.

도 12(A) ∼ 도 12(C) 에 나타낸 실시형태에서는, 투명 부재 (21A) 가 단면 삼각 형상의 홈 (23) 또는 단면 사각 형상의 홈 (23A) 을 가지고 있지만, 투명 부재 (21A) 가 도 6(D) 에 나타낸 단면 반원 형상의 홈 (23B) 을 갖는 경우에 대해서도 동일한 효과가 있다.

2 : 마스크
3, 3A, 3B : 홈
4 : 구멍
5, 5A, 5B : 오목부
7 : 홈
9 : 오목부
10 : 절삭 유닛
11 : 광 디바이스 웨이퍼 (웨이퍼)
13 : 사파이어 기판
14 : 절삭 블레이드
15 : 적층체층
17 : 분할 예정 라인
19 : LED 회로
21 : 투명 기판
21A : 투명 부재
23, 23A, 23B : 홈
25 : 일체화 웨이퍼
27 : 절단 홈
31, 31A, 31B : 발광 다이오드 칩

Claims

발광 다이오드 칩의 제조 방법으로서,
결정 성장용 투명 기판 상에 발광층을 포함하는 복수의 반도체층이 형성된 적층체층을 갖고, 그 적층체층의 표면에 서로 교차하는 복수의 분할 예정 라인에 의해 구획된 각 영역에 각각 LED 회로가 형성된 웨이퍼를 준비하는 웨이퍼 준비 공정과,
그 웨이퍼의 이면에 각 LED 회로에 대응하여 복수의 오목부 또는 제 1 홈을 형성하는 웨이퍼 이면 가공 공정과,
투명 기판의 표면에 그 웨이퍼의 각 LED 회로에 대응하여 복수의 제 2 홈을 형성하는 투명 기판 가공 공정과,
그 웨이퍼 이면 가공 공정 및 그 투명 기판 가공 공정을 실시한 후, 그 웨이퍼의 이면에 그 투명 기판의 표면을 첩착하여 일체화 웨이퍼를 형성하는 일체화 공정과,
그 웨이퍼를 그 분할 예정 라인을 따라 그 투명 기판과 함께 절단하여 그 일체화 웨이퍼를 개개의 발광 다이오드 칩으로 분할하는 분할 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 칩의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,
그 투명 기판 가공 공정에서 형성되는 상기 제 2 홈의 단면 형상은 삼각 형상, 사각 형상, 반원 형상 중 어느 것인, 발광 다이오드 칩의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,
그 웨이퍼 이면 가공 공정에 있어서, 상기 오목부 또는 상기 제 1 홈은 절삭 블레이드, 에칭, 샌드 블라스트, 레이저 중 어느 것으로 형성되고,
그 투명 기판 가공 공정에 있어서, 상기 제 2 홈은 절삭 블레이드, 에칭, 샌드 블라스트, 레이저 중 어느 것으로 형성되는, 발광 다이오드 칩의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,
그 투명 기판은, 투명 세라믹스, 광학 유리, 사파이어, 투명 수지 중 어느 것으로 형성되고, 그 일체화 공정에 있어서 그 투명 기판은 투명 접착제를 사용하여 그 웨이퍼에 첩착되는, 발광 다이오드 칩의 제조 방법.
발광 다이오드 칩으로서,
표면에 LED 회로가 형성되고 이면에 오목부 또는 제 1 홈이 형성된 발광 다이오드와,
그 발광 다이오드의 이면에 첩착된 투명 부재를 구비하고,
그 투명 부재의 그 발광 다이오드와의 첩착면에는 제 2 홈이 형성되어 있는, 발광 다이오드 칩.