KR102070091B1 - 기판 연마 방법 및 이를 이용한 반도체 발광소자 제조방법 - Google Patents

기판 연마 방법 및 이를 이용한 반도체 발광소자 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 측면은 반도체층이 형성된 제1 주면과 상기 제1 주면에 반대측에 위치한 제2 주면을 갖는 기판을 마련하는 단계와, 상기 제1 주면에 글루(glue)를 이용하여 지지 필름을 부착하는 단계와, 상기 글루에 에너지를 인가하여 상기 글루를 경화시키는 단계와, 상기 기판의 두께가 감소되도록 상기 기판의 제2 주면을 연마하는 단계와, 상기 지지 필름에 비수평방향으로의 힘을 적용하여 상기 지지 필름을 상기 제1 주면으로부터 제거하는 단계를 포함하는 기판 연마 방법을 제공한다.

Description

기판 연마 방법 및 이를 이용한 반도체 발광소자 제조방법{METHOD OF GRINDING A SUBSTRATE AND METHOD OF MANUFACTURING A SEMICONDUCTOR LIGHT EMITTING DEVICE USING THE SAME}
본 발명은 기판 연마 방법에 관한 것으로서, 특히, 반도체층이 형성된 기판에 대한 연마 방법 및 이를 이용한 반도체 발광소자 제조방법에 관한 것이다.
반도체 소자 제조공정에서 기판, 즉 웨이퍼의 두께를 감소시키는 공정이 채용되고 있다.
구체적으로, 반도체 발광소자(LED) 및 파워 반도체 디바이스(power semiconductor device)와 같은 반도체 소자의 제조공정에서, 반도체층이 형성된 후에, 기판(또는 웨이퍼)를 절단하는 공정을 용이하게 실행하거나 반도체 소자를 박형화하기 위해서 기판을 연마하는 공정이 행해지고 있다. 특히, 이러한 공정은 경도가 큰 물질인 기판일수록 적용하기 어려운 점이 있어 왔다.
한편, 기판의 연마하는 과정에서 또는 연마한 후에는, 얇아진 기판의 강도가 급격히 저하되므로, 기판이 손상되거나 파손되기 쉽다는 문제가 있다. 특히, 연마공정 중 기판을 지지하던 부분을 제거하는 과정에서 손상이 발생되거나, 추가적인 세척공정을 요구되므로, 공정효율이 저하되는 문제가 있어 왔다.
당 기술분야에서, 반도체층이 형성된 기판의 두께를 감소시키기 위한 연마공정의 충분한 작업성을 보장하면서 불필요한 공정 없이 지지 구조물을 용이하게 제거할 수 있는 새로운 기판 연마 방법 및 이를 이용한 반도체 발광소자 제조방법이 요구되고 있다.
본 발명의 일 측면은 반도체층이 형성된 제1 주면과 상기 제1 주면에 반대측에 위치한 제2 주면을 갖는 기판을 마련하는 단계와, 상기 제1 주면에 글루(glue)를 이용하여 지지 필름을 부착하는 단계와, 상기 글루에 에너지를 인가하여 상기 글루를 경화시키는 단계와, 상기 기판의 두께가 감소되도록 상기 기판의 제2 주면을 연마하는 단계와, 상기 지지 필름에 비수평방향으로의 힘을 적용하여 상기 지지 필름을 상기 제1 주면으로부터 제거하는 단계를 포함하는 기판 연마 방법을 제공한다.
상기 지지 필름을 부착하는 단계는, 상기 기판의 제1 주면에 글루를 적용하는 단계와, 상기 글루가 적용된 상기 제1 주면에 상기 지지 필름을 접합시키는 단계와, 상기 글루를 경화시켜 상기 지지 필름을 상기 기판의 제1 주면에 고정시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 경화된 글루에 의한 상기 지지필름과 상기 반도체층의 수평모드의 접합강도는 0.5 Gpa 이상일 수 있다.
상기 경화된 글루와 상기 반도체층의 수직모드의 접합강도는 상기 지지 필름과 상기 경화된 글루의 수직모드의 접합강도보다 낮을 수 있다.
상기 지지 필름은 200∼700㎛의 두께를 가질 수 있다. 상기 지지 필름은 베이스 필름과 상기 베이스 필름의 일면에 형성된 접합 강화층을 포함하며, 상기 접합 강화층은 상기 베이스 필름과 상기 경화된 글루의 접합강도보다 높은 상기 글루와의 접합강도를 가질 수 있다.
예를 들어, 상기 베이스 필름은 폴리 카보네이트(PC) 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 포함할 수 있다. 상기 접합 강화층은 아크릴계 수지 또는 실리콘 수지를 포함할 수 있으며, 아크릴계 수지층/실리콘 수지층과 같은 이중층 구조일 수 있다. 여기서, 아크릴계 수지층이 글루와 접하도록 위치할 수 있다.
상기 글루는 열경화성 또는 자외성 경화성 글루일 수 있다.
상기 지지 필름을 상기 제1 주면으로부터 제거하는 단계는, 상기 지지 필름 상에 점착성 테이프를 부착하는 단계와, 상기 점착성 테이프를 비수평방향으로 잡아 당겨 상기 글루와 함께 상기 지지필름을 상기 제1 주면으로부터 분리시키는 단계를 포함할 수 있다.
이 경우에, 상기 지지필름을 상기 제1 주면으로부터 분리시키는 단계는, 상기 점착성 테이프를 거의 수직 방향으로 잡아 당김으로써 실행될 수 있다.
본 발명의 다른 측면은, 반도체 발광소자를 위한 에피택셜층이 형성된 제1 주면과 상기 제1 주면에 반대측에 위치한 제2 주면을 갖는 웨이퍼을 마련하는 단계와, 상기 제1 주면에 글루(glue)를 이용하여 지지 필름을 부착하는 단계와, 상기 글루에 에너지를 인가하여 상기 글루를 경화시키는 단계와, 상기 웨이퍼의 두께가 감소되도록 상기 기판의 제2 주면을 연마하는 단계와, 상기 지지 필름에 비수평방향으로의 힘을 적용하여 상기 지지 필름을 상기 제1 주면으로부터 제거하는 단계와, 상기 웨이퍼를 개별 발광소자 단위로 절단하는 공정을 포함하는 반도체 발광소자 제조방법을 제공한다.
상기 웨이퍼는 사파이어 기판일 수 있다. 상기 제2 주면을 연마하는 단계와 상기 지지 필름을 제거하는 단계 사이에, 상기 제2 주면에 광학적 요소를 적용하는 공정을 더 포함할 수 있다.
반도체층이 형성된 기판의 두께를 감소시키기 위한 연마공정에서, 지지구조물과 접합강도를 충분하게 유지하여 원하는 작업성을 보장하고, 지지구조물을 제거하는 과정에서, 세척 공정이나 화학적 처리 공정과 같은 불필요한 공정 없이 지지 구조물을 용이하게 제거할 수 있다.
덧붙여 상기한 과제의 해결수단 및 효과는, 본 발명의 특징을 모두 열거한 것은 아니다. 본 발명의 다양한 특징과 그에 따른 장점과 효과는 아래의 구체적인 실시형태를 참조하여 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이다.
도1 내지 도5는 본 발명의 일 측면에 따른 기판 연마방법의 일 예를 나타내는 주요 공정별 단면도이다.
도6 내지 도8는 본 발명의 다른 측면에 따른 반도체 발광소자 제조방법 중 지지필름 부착과정을 예시하는 공정별 단면도이다.
도9 및 도10은 도8에 도시된 어셈블리에서 기판을 연마하는 과정을 나타내는 단면도이다.
도11은 도6에 도시된 웨이퍼에서 A-A'부분을 절개하여 본 단면도이다.
도12 내지 도14는 본 발명의 다른 측면에 따른 반도체 발광소자 제조방법 중 지지필름 제거과정을 예시하는 공정별 단면도이다.
도15는 지지필름이 제거된 기판의 연마된 배면에 형광체 필름을 적용한 예를 나타내는 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다.
도1 내지 도5는 본 발명의 일 측면에 따른 기판 연마 방법의 일 예를 나타내는 주요 공정별 단면도이다. 본 실시예에 따른 기판 연마 방법은 도1 내지 도3에 도시된 바와 같이 지지필름 부착과정으로부터 시작된다.
우선, 도1에 도시된 바와 같이, 반도체층(20)이 형성된 제1 주면(10a)과 상기 제1 주면(10a)에 반대측에 위치한 제2 주면(10b)을 갖는 기판(10)을 마련한다.
상기 기판(10)은 일정한 두께(t1)를 갖는다. 상기 기판의 두께(t1)는 상기 기판이 반도체 성장용 기판으로서 취급되기에 적절한 두께로 수백 ㎛ 또는 그 이상일 수 있다. 상기 기판의 예로는, 실리콘(Si), 사파이어, SiC, MgAl2O4, MgO, LiAlO2, LiGaO2, GaN 등과 같은 반도체 기판일 수 있다. 특히, 사파이어 기판과 같은 경우에는 상대적으로 높은 경도를 가지므로, 여기에서 제시된 기판 연마방법이 유용하게 적용될 수 있다.
상기 기판(10)의 제1 주면(10a)에는 반도체층(20)이 형성된다. 상기 반도체층(20)은 특정 기능을 수행하는 반도체 소자일 수 있다. 예를 들어, 반도체 발광소자(LED) 또는 파워 반도체 소자(power semiconductor device)일 수 있다. 도1에 도시된 반도체층(10)은 원하는 반도체 소자를 구현하기 위해서, 다층 구조이거나 다양한 형태를 가질 수 있다.
이어, 도2에 도시된 바와 같이, 상기 제1 주면(10a)에 글루(glue: 35')를 이용하여 지지 필름(31)을 부착할 수 있다.
본 실시예에 채용된 글루(35')는 에너지 경화성 글루로서, 예를 들어, 열 또는 자외선과 같은 에너지가 인가될 경우에 경화하여 탄성 변형을 갖지 않는 열 또는 자외선 경화성 물질일 수 있다. 본 단계에서 글루(35')는 유동성을 갖는 미경화된 물질로서 제1 주면(10a), 즉 반도체층(20) 상에 적용되어 지지 필름(31)과 반도체층(35)을 접속시키는 수단으로 사용될 수 있다.
이러한 글루(35')는 방향에 따라 접합강도를 달리 취함으로써 연마공정에 적합한 작업성을 제공할 뿐만 아니라, 후속 공정에서 지지 필름(31)의 용이한 제거를 보장할 수 있는 장점을 제공할 수 있다. 이에 대해서는 후술하기로 한다.
상기 지지 필름(31)은 기판 연마 공정시에 작업성을 보장하면서 원하는 두께로 감소된 기판을 파손 없이 취급할 정도의 적절한 두께를 갖는 필름이 사용될 수 있다. 상기 지지 필름(31)의 두께(tf)는 200∼700㎛의 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 지지 필름(31)은 폴리 카보네이트(PC) 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 포함할 수 있다.
다음으로, 도3에 도시된 바와 같이, 에너지를 인가하여 상기 글루(35)를 경화시킴으로써 지지 필름(31)을 기판(즉, 반도체층) 상에 고정시킨다.
본 공정에서, 열 또는 자외선과 같은 에너지를 인가하여 글루를 경화시킴으로써 반도체층(20)과 지지 필름(31)을 고정시키는 역할을 한다. 본 실시예에 채용된 글루(35)는 앞서 설명한 바와 같이, 지지 필름의 제거공정을 용이하게 제거할 수 있는 장점을 제공한다.
구체적으로, 경화된 글루(35)의 경우에는, 수평모드(traverse mode) 접합강도(MT) 및 비틀림 모드(torsional mode) 접합강도(Mτ)는 상당히 높은 반면에, 수직모드(longitudinal mode) 접합강도(ML)는 상당히 낮은 경향을 가질 수 있다.
상기 수평모드 접합강도(MT)와 상기 비틀림 모드 접합강도(Mτ)는 대체적으로 수평방향, 즉 접합계면과 평행한 방향으로 작용되는 응력에 관련된 것이며, 즉 연마 공정시에 인가되는 응력에 관련된 접합강도라 할 수 있다. 반면에, 수직모드 접합강도(ML)는 비수평방향으로 작용되는 응력에 관련된 접합강도로 이해될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 "비수평방향으로 작용하는 응력" 또는 "비수평방향으로의 힘"이라는 용어는, 접합 계면과 거의 평행인 방향으로 제외하는 수평방향으로 작용하는 응력(힘)을 제외한 요소를 의미하는 용어로서, 접합계면과 수직인 방향으로의 응력뿐만 아니라, 접합계면으로부터 20°이상의 각을 갖도록 비스듬하게 작용하는 힘을 포함하는 의미로 사용된다.
따라서, 수직모드 접합강도(ML)가 클수록, 그 접합이 비수평방향으로 작용하는 더 큰 응력이나 비수평방향으로의 더 큰 힘에도 유지될 수 있음을 의미하며, 수직모드 접합강도(ML)가 작을수록, 비수평방향으로 작용하는 응력이나 비수평방향으로의 힘에 약하다는 것을 의미한다.
구체적으로, 도4 및 도5를 참조하여 설명하기로 한다. 도4을 참조하면, 상기 기판(10)의 두께(t1)가 감소되도록 상기 기판(10)의 제2 주면(10b)을 연마한다.
본 공정에서, 연마용 홀더부(G)에 지지 필름(31)을 고정하고, 기판(10)의 제2 주면(10b)을 연마패드(P) 상에 부착하여 연마공정을 실행한다. 본 연마공정을 이용하여 기판(10)을 원하는 두께(t2)를 감소시킬 수 있다. 이러한 기판(10)의 두께 감소를 통해서 후속 칩 분리공정을 용이하게 실행할 수 있을 뿐만 아니라, 칩의 두께를 박형화시킬 수 있다. 필요에 따라, 연마된 기판의 제2 주면(10b)에 다른 요소를 부가하는 공정을 실행할 수 있다.
도4에 도시된 바와 같이, 본 연마공정은 화살표로 표시된 바와 같이, 수평방향의 회전운동으로 실행될 수 있으므로, 글루(35)에는 그 접합계면과 거의 평행한 방향으로의 응력이 작용할 것이다.
본 실시예에 채용된 글루(35)는 앞서 설명한 바와 같이, 연마공정에 적용되는 응력(M'T,M'τ)에 보다 높은 수평모드 접합강도(MT)과 높은 비틀림 모드 접합강도(Mτ)를 가지므로, 연마공정 중에도 접합을 유지하여 충분한 작업성을 보장할 수 있다. 예를 들어, 글루(35)의 수평모드 접합강도(MT)는 통상의 연마공정을 고려하여 적어도 0.1 Gpa일 수 있으며, 사파이어와 같이 높은 경도를 갖는 기판일 경우에는 바람직하게는 0.5 Gpa 이상일 수 있다.
다음으로, 도5에 도시된 바와 같이, 상기 지지 필름(31)에 비수평방향으로의 힘을 적용하여 상기 지지 필름(31)을 상기 제1 주면(10a)으로부터 제거한다.
본 실시예에서 사용되는 글루(35)는 앞서 설명한 바와 같이, 큰 수평모드 접합강도(MT)와 큰 비틀림 모드 접합강도(Mτ)를 갖는데 반하여 작은 수직모드 접합강도(ML)를 갖는다. 즉, 연마 공정시에 인가되는 높은 응력에서는 접합이 유지될 수 있지만, 비수평방향으로 작용되는 응력(힘)에 의해서는 지지 필름(31)이 기판(즉, 반도체층)으로부터 쉽게 분리될 수 있다. 즉, 도5에 도시된 바와 같이, 상기 접합 계면과는 거의 수직인 방향으로 작용하는 응력(M'L)에 의해서는 쉽게 분리될 수 있다.
본 실시예에서는 거의 수직방향으로 지지필름을 분리시키는 형태로 예시되어 있으나, 이에 한정되지 않으며, 접합계면과 거의 수평방향이 아닌 응력, 즉 접합계면과는 적어도 20˚로 경사진 각으로 작용하는 응력으로 지지 필름(31)을 분리할 경우에도 비교적 용이하게 분리시킬 수 있다.
또한, 도5에 도시된 바와 같이, 지지필름과 함께 글루가 함께 제거되기 위해서, 상기 경화된 글루(35)와 상기 반도체층(20)의 수직모드의 접합강도는 상기 지지 필름(31)과 상기 경화된 글루(35)의 수직모드의 접합강도보다 낮을 수 있다.
이 경우에, 상기 경화된 글루(35)와 상기 반도체층(20)의 수직모드의 접합강도는 점착성 테이프 등을 이용하여 용이하게 박리될 수 있을 정도의 낮은 강도를 갖는다.
본 실시예에서는 설명되지 않았으나, 필요에 따라, 본 지지 필름 제거 공정 전에, 추가적인 다른 공정이 수행될 수 있다. 예를 들어, 연마된 기판의 제2 주면에 다른 요소를 부가하거나, 추가적인 가공공정이 실행될 수 있다.
본 발명의 다른 측면은 반도체 발광소자의 제조방법을 제공한다. 이러한 제조방법에서는 웨이퍼에 형성된 반도체층은 반도체 발광소자를 위한 복수의 에피택셜층일 수 있다. 이러한 실시예는 도6 내지 도15를 참조하여 설명하기로 한다.
도6에 도시된 바와 같이, 상기 웨이퍼(60) 상에서 상기 복수의 반도체 발광 다이오드를 위한 반도체 적층체(70)를 포함한다. 본 공정에서 상기 반도체 적층체(60)는 아이솔레이션 에칭(I)을 통해서 개별 칩 단위(70b)로 분리된 형태를 가질 수 있다. 각 칩 단위(70a)의 반도체 적층체에는 각각 제1 및 제2 전극(78,79)이 형성된다.
구체적으로, LED를 위한 반도체 적층체 구조에 대해서는 도11을 참조하여 설명할 수 있다. 도11은 도1에 부분 확대도에서 A-A'을 절개해 본 단면도이다.
도11에 도시된 바와 같이, 반도체 발광소자(70a)는 웨이퍼(60) 상에 형성된 제1 도전형 반도체층(72), 활성층(75) 및 제2 도전형 반도체층(76)을 포함하는 발광 적층체(70)를 구비한다. 필요에 따라, 상기 웨이퍼(60)과 상기 발광 적층체(70) 사이에는 버퍼층, 기저층 또는 극성 개질층이 형성되어 있다. 메사에칭된 영역에 노출된 제1 도전형 반도체층과 제2 도전형 반도체층에 제1 및 제2 전극(78,79)이 형성될 수 있다. 또한, 제2 도전형 반도체층(76) 상에 형성된 오믹전극층(미도시)을 포함할 수 있다.
예를 들어 상기 웨이퍼(60)는 사파이어 기판일 수 있으며, 반도체 에피택셜층(70)은 발광 다이오드를 위한 질화물 반도체층일 수 있다. 상기 기판(10)은 일정한 두께(t1)를 갖는다. 상기 기판의 두께(t1)는 상기 기판(10)이 반도체 성장용 기판으로서 취급되기에 적절한 두께로 수백 ㎛ 또는 그 이상일 수 있다.
이어, 도7에 도시된 바와 같이, 상기 반도체 적층체(70)가 형성된 웨이퍼(60) 상에 글루(85')를 도포한다.
본 도포 공정은 유동성을 갖는 미경화 글루(85')를 이용한 스크린 프린팅 공정이나 스핀 코팅공정으로 실행될 수 있다. 본 실시에에서 바람직하게 선택되는 글루(85')의 조건은 앞선 실시예에서 설명된 글루(35')와 유사한 조건을 가질 수 있다. 즉, 상기 글루(85')는 열 또는 자외선과 같은 에너지가 인가될 경우에 경화하여 탄성 변형을 갖지 않는 열 또는 자외선 경화성 물질이며, 응력이 작용되는 방향에 따라 다른 접합강도를 갖는다.
구체적으로, 여기에 사용되는 글루(85')도 역시 경화될 경우에, 수평모드 접합강도 및 비틀림 모드 접합강도는 상당히 높은 반면에, 수직모드 접합강도는 상당히 낮은 조건을 만족한다. 따라서, 연마공정시에 적용되는 수평방향으로의 응력에 대해서는 큰 수직모드 접합강도로 인해 우수한 작업성이 보장되고, 낮은 수직모드 접합강도를 이용하여 분리 공정시에는 비수평방향으로의 힘을 지지 필름에 인가하여 분리공정의 용이함을 도모할 수 있다. 이에 대해서는 후속되는 각 공정에서 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도8에 도시된 바와 같이, 글루(85')를 경화시키기 전에, 지지 필름(81)을 도포된 글루(85') 상에 배치시킨다.
상기 지지 필름(81)은 기판 연마 공정시에 작업성을 보장하면서 원하는 두께로 감소된 기판을 파손 없이 취급할 정도의 적절한 두께를 갖는 필름이 사용될 수 있다. 상기 지지 필름(81)의 두께(tf)는 200∼700㎛의 두께를 가질 수 있다.
상기 지지 필름(81)은 베이스 필름(81a)과 상기 베이스 필름(81a)의 일면에 형성된 접합 강화층(81b)을 포함한다. 여기서, 상기 접합 강화층(81b)은 글루(85)와 직접 접촉되는 면에 제공되며, 상기 베이스 필름(81a)과 상기 경화된 글루(85)의 접합강도보다 높은 상기 글루(85)와의 접합강도를 갖는 물질로 이루어진다. 여기서 접합강도는 주되게 수직방향으로의 접합강도를 의미한다. 이와 같이, 지지 필름(81)에 접합 강화층(81b)을 채용함으로써, 글루(85)와 지지 필름(81) 사이의 높은 접합강도를 부여하여 후속 분리공정에서 경화된 글루(85)가 지지 필름(81)과 함께 반도체 적층체(70)로부터 깨끗하게 분리될 수 있도록 한다.
이에 한정되지는 않으나, 상기 베이스 필름(81a)은 폴리 카보네이트(PC) 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 포함할 수 있으며, 상기 접합 강화층(81b)은 아크릴계 수지 또는 실리콘 수지를 포함할 수 있으며, 아크릴계 수지층/실리콘 수지층과 같은 이중층 구조일 수 있다. 여기서, 아크릴계 수지층이 글루와 접하도록 위치할 수 있다.
다음으로, 도9에 도시된 바와 같이, 에너지를 인가하여 상기 글루(85)를 경화시킴으로써 지지 필름(81)을 기판(즉, 반도체층) 상에 고정시킬 수 있다.
본 공정에서, 열 또는 자외선과 같은 에너지를 인가하여 글루(85)를 경화시킴으로써 반도체 적층체(70)와 지지 필름(81)을 고정시키는 역할을 한다. 본 실시예에 채용된 글루(85)는 앞서 설명한 바와 같이, 연마공정 후에 지지 필름의 제거공정을 용이하게 제거할 수 있는 장점을 제공한다.
이어, 도10에 도시된 바와 같이, 상기 웨이퍼(60)의 두께(t1)가 원하는 두께(t2)로 감소되도록 상기 웨이퍼(80)의 제2 주면을 연마한다.
도4에 도시된 공정과 같이 연마공정을 이용하여 웨이퍼(80)를 원하는 두께(t2)를 감소시킬 수 있다. 이와 같이, 웨이퍼(80)의 두께를 감소시킴으로써 후속 칩 분리공정을 용이하게 실행할 수 있을 뿐만 아니라, 칩의 두께를 박형화할 수 있다. 필요에 따라, 연마된 웨이퍼(80)의 제2 주면에 다른 요소를 부가하는 공정을 실행할 수 있다.
이러한 연마공정에서 수평방향으로의 응력이 크게 작용하더라도, 글루(85)에 의해 그 접합계면과 거의 평행한 방향으로의 접합강도는 크므로, 연마공정 동안에 지지 필름(81)와 웨이퍼(60)의 접합을 견고하게 유지시킬 수 있다. 이와 같이, 연마공정 중에도 접합을 유지하여 충분한 작업성을 보장할 수 있도록, 글루(85)의 수평모드 접합강도(MT)는 적어도 0.1 Gpa일 수 있다. 특히, 사파이어와 같이 높은 경도를 갖는 기판에 사용할 경우에, 상기 글루(85)의 수평모드 접합강도(MT)는 0.5 Gpa 이상인 것이 바람직하다.
도12 내지 도14는 본 발명의 다른 측면에 따른 반도체 발광소자 제조방법 중 지지필름 제거과정을 예시하는 공정별 단면도이다.
도12에 도시된 바와 같이, 상기 지지 필름(81) 상에 점착성 테이프(90)를 부착한다.
본 공정에서는, 지지 필름(81)과 함께 글루(85)가 함께 제거되기 위해서, 점착성 테이프(90)를 이용한다. 점착성 테이프(90)는 지지 필름(81)에 접합시킨 후에 도13에 도시된 바와 같이, 상기 점착성 테이프(90)를 비수평방향으로 잡아 당겨 상기 글루(85)와 함께 상기 지지 필름(81)을 상기 제1 주면으로부터 분리시킨다.
앞서 설명한 바와 같이, 상기 경화된 글루(85)와 상기 반도체 적층체(70)의 수직모드의 접합강도는 상기 지지 필름(81)의 상기 접합 강화층(81b)과 상기 경화된 글루(85)의 수직모드의 접합강도보다 낮을 수 있다.
또한, 점착성 테이프(90)와 지지 필름(81)의 수직모드 접합강도는 상기 경화된 글루(85)와 상기 반도체 적층체(70)의 수직모드의 접합강도보다 크므로, 도13과 같이 수직방향으로의 힘을 인가할 때에 경화된 글루(85)와 지지 필름(81)인 지지구조층(80)이 점착성 테이프(90)와 함께 원활하게 제거될 수 있다.
본 실시예에서는 거의 수직방향으로 지지필름을 분리시키는 형태로 예시되어 있으나, 이에 한정되지 않으며, 접합계면과 거의 수평방향이 아닌 응력, 즉 접합계면과는 적어도 20˚로 경사진 각으로 작용하는 응력으로 지지 필름(81)을 분리할 경우에도 비교적 용이하게 분리시킬 수 있다.
도13에 도시된 제거 공정은, 롤(R) 공정을 이용하여 보다 용이하게 실행될 수 있다. 도14에 도시된 바와 같이, 롤(R)의 표면에 점착성 테이프(90)를 부착하고, 롤(R)이 회전하면서 점착성 테이프(90)에 어셈블리(도11 참조)의 지지 필름(81)에 접착시키고, 롤(R)을 지나면서 비수평방향으로의 힘에 의해 지지 필름(81)을 당겨지면서 자동으로 지지 필름과 글루를 포함한 지지 구조층(80)을 제거할 수 있다.
도15는 웨이퍼의 연마된 제2 주면에 형광체 필름을 적용한 예(지지구조층이 제거된 상태)를 나타내는 단면도이다.
웨이퍼를 연마한 후에 칩의 분리 자체를 용이하는 장점이 있으며, 나아가 칩을 박형화하는 장점도 제공하지만, 추가적으로 광학적 요소를 웨이퍼의 제2 주면에 부가할 수 있다. 이러한 광학적 요소는 광학 렌즈와 형광체 필름이 있을 수 있다. 도15는 형광체 필름이 적용된 형태로서, 세라믹 형광체층과 같은 경우에는 웨이퍼가 얇아짐으로써 손상에 약한 점을 보강할 수 있는 잇점도 제공할 수 있다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.

Claims (10)

  1. 반도체층이 형성된 제1 주면과 상기 제1 주면에 반대측에 위치한 제2 주면을 갖는 기판을 마련하는 단계;
    상기 제1 주면에 글루(glue)를 이용하여 지지 필름을 부착하는 단계;
    상기 글루에 에너지를 인가하여 상기 글루를 경화시키는 단계;
    상기 기판의 두께가 감소되도록 상기 기판의 제2 주면을 연마하는 단계; 및
    상기 경화된 글루에 대한 분해 공정 없이, 상기 지지 필름에 비수평방향으로의 힘을 적용하여 상기 지지 필름을 상기 기판의 제1 주면으로부터 제거하는 단계를 포함하고,
    상기 경화된 글루와 상기 기판의 수직모드의 접합강도는 상기 지지 필름과 상기 경화된 글루의 수직모드의 접합강도보다 낮은 기판 연마 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지지 필름을 부착하는 단계는,
    상기 기판의 제1 주면에 글루를 적용하는 단계와,
    상기 글루가 적용된 상기 제1 주면에 상기 지지 필름을 배치시키는 단계와,
    상기 글루를 경화시켜 상기 지지 필름을 상기 기판의 제1 주면에 고정시키는 단계를 포함하는 기판 연마 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 경화된 글루에 의한 상기 지지필름과 상기 반도체층의 수평모드의 접합강도는 0.5 Gpa 이상인 것을 특징으로 하는 기판 연마 방법.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 지지 필름은 베이스 필름과 상기 베이스 필름의 일면에 형성된 접합 강화층을 포함하며,
    상기 접합 강화층은 상기 베이스 필름과 상기 경화된 글루의 접합강도보다 높은 상기 글루와의 접합강도를 갖는 것을 특징으로 하는 기판 연마 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 지지 필름을 상기 제1 주면으로부터 제거하는 단계는,
    상기 지지 필름 상에 점착성 테이프를 부착하는 단계와,
    상기 점착성 테이프를 비수평방향으로 잡아 당겨 상기 글루와 함께 상기 지지필름을 상기 제1 주면으로부터 분리시키는 단계를 포함하는 기판 연마 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 지지필름을 상기 제1 주면으로부터 분리시키는 단계는, 상기 점착성 테이프를 거의 수직 방향으로 잡아 당김으로써 실행되는 것을 특징으로 하는 기판 연마 방법.
  8. 반도체 발광소자를 위한 에피택셜층이 형성된 제1 주면과 상기 제1 주면에 반대측에 위치한 제2 주면을 갖는 웨이퍼를 마련하는 단계;
    상기 제1 주면에 글루(glue)를 이용하여 지지 필름을 부착하는 단계;
    상기 글루에 에너지를 인가하여 상기 글루를 경화시키는 단계;
    상기 웨이퍼의 두께가 감소되도록 상기 웨이퍼의 제2 주면을 연마하는 단계;
    상기 경화된 글루에 대한 분해 공정 없이, 상기 지지 필름에 비수평방향으로의 힘을 적용하여 상기 지지 필름을 상기 웨이퍼의 제1 주면으로부터 제거하는 단계; 및
    상기 웨이퍼를 개별 발광소자 단위로 절단하는 공정을 포함하고,
    상기 경화된 글루와 상기 웨이퍼의 수직모드의 접합강도는 상기 지지 필름과 상기 경화된 글루의 수직모드의 접합강도보다 낮은 반도체 발광소자 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2 주면을 연마하는 단계와 상기 지지 필름을 제거하는 단계 사이에, 상기 제2 주면에 광학적 요소를 적용하는 공정을 더 포함하는 반도체 발광소자 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 광학적 요소는 광학 렌즈 또는 형광체 필름인 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 제조방법.
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