Led的製造方法
2023-05-04 20:38:56 1
Led的製造方法
【專利摘要】一種LED的製造方法，根據本發明的實施方式的LED的製造方法包括：背面研磨LED晶圓的基板，該LED晶圓包括發光元件和該基板；以及在背面研磨之前或者在背面研磨中研磨該基板之後，將保護片貼附到該LED晶圓。
【專利說明】LED的製造方法
[0001]本申請要求2012年6月28日提交的日本專利申請N0.2012-145448的優先權，該日本專利申請的內容通過引用合併於此。
【技術領域】
[0002]本發明涉及一種LED的製造方法。
【背景技術】
[0003]至今，在LED的製造中，發光元件層疊在基板上以形成LED晶圓，然後基板的發光元件相反側的面被研磨(背面研磨)以使基板變薄(例如，日本特開2005-150675號公報和特開2002-319708號公報)。通常，在經由壓敏粘蠟將基板的發光元件側的面固定到工作檯的情況下進行這種研磨。已經經過研磨的LED晶圓還經受如下步驟:例如，加熱上述蠟以剝離LED晶圓，清潔附著在LED晶圓上的蠟，切割(切片)LED晶圓以單片化成小元件片，並且在基板的發光元件相反側的面上形成反射層。經過背面研磨步驟的LED晶圓非常薄，因此存在如下問題:在後處理的那些步驟中，容易發生諸如破裂的損傷。
【發明內容】
[0004]已經製成本發明來解決上述傳統問題，並且本發明具有如下目的:提供一種LED的製造方法，其能夠通過防止對LED晶圓的損傷而高產量地製造LED。
[0005]根據本發明的實施方式的LED的製造方法包括:
[0006]背面研磨LED晶圓的基板，其中所述LED晶圓包括發光兀件和所述基板；以及
[0007]在背面研磨之前或者在背面研磨中研磨所述基板之後，將保護片貼附到所述LED晶圓。
[0008]在本發明的實施方式中，貼附保護片的步驟包括:在背面研磨之前，將所述保護片貼附到所述LED晶圓的所述發光元件的外側。
[0009]在本發明的實施方式中，通過經由壓敏粘蠟將所述保護片貼附到工作檯以使得所述LED晶圓固定到所述工作檯，來進行在背面研磨中對所述基板的研磨，並且所述方法進一步包括:在研磨所述基板之後，剝離所述保護片以從所述LED晶圓去除所述壓敏粘蠟，其中所述壓敏粘蠟附著於已經從所述工作檯剝離的具有所述保護片的所述LED晶圓。
[0010]在本發明的實施方式中，貼附保護片的步驟包括:在背面研磨中研磨所述基板之後，將所述保護片貼附到所述LED晶圓的所述基板的外側。
[0011]在本發明的實施方式中，所述方法進一步包括:在背面研磨之後，形成反射層。
[0012]根據本發明，保護片貼附到LED晶圓，因而可以防止對LED晶圓的損傷以高產量地製造LED。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]在附圖中:[0014]圖1的(A)至(D)是示出根據本發明的實施方式的LED的製造方法的各步驟的示意圖；
[0015]圖2是在根據本發明的實施方式的LED的製造方法中使用的LED晶圓的示意性截面圖；
[0016]圖3A至圖3D是示出根據本發明的另一實施方式的LED的製造方法的各步驟的示意圖；
[0017]圖4A至圖4F是示出根據本發明的又一實施方式的LED的製造方法中的背面研磨步驟之後的各步驟的示意圖；
[0018]圖5A至圖5F是示出根據本發明的再一實施方式的LED的製造方法中的背面研磨步驟之後的各步驟的示意圖；並且
[0019]圖6A至圖6F是示出根據本發明的還一實施方式的LED的製造方法中的背面研磨步驟之後的各步驟的示意圖。
【具體實施方式】
[0020]根據本發明的LED的製造方法包括:將保護片貼附到包括發光元件和基板的LED晶圓。在本發明中，可以在背面研磨步驟之前將保護片貼附到LED晶圓(第一實施方式)，或者可以在基板在背面研磨步驟中被研磨之後將保護片貼附到LED晶圓(第二實施方式)。在本發明中，通過保護片保護LED晶圓，因而在背面研磨步驟、在背面研磨步驟之後的步驟和上述步驟之間的處理期間，能夠防止對LED晶圓的損傷(例如，破裂)。
[0021]A.第一實施方式
[0022]圖1的(A)至(D)是示出根據本發明的實施方式的LED的製造方法的各步驟的示意圖。此外，圖2是LED晶圓10的示意性截面圖。LED晶圓10包括發光元件11和基板12。發光元件11包括緩衝層1、η型半導體層2、發光層3、P型半導體層4、透明電極5和電極
6、7。發光層3包括:例如，氮化鎵系化合物(例如，GaN, AlGaN和InGaN)、磷化鎵系化合物(例如，GaP和GaAsP )、砷化鎵系化合物(例如，GaAs、AlGaAs和AlGaInP)和氧化鋅(ZnO)系化合物。注意，儘管未示出，但是發光元件11可以包括任意其它適當的元件。基板12由任意適當的材料製成。用於構成基板12的材料的示例包括:藍寶石、SiC, GaAs, GaN和GaP。當採用的LED晶圓10由諸如那些硬和脆的材料製成時，顯著地得到了本發明的效果。
[0023]在本實施方式中，首先，如圖1的(A)所示，在背面研磨步驟之前，保護片20被貼附到LED晶圓10的發光元件11的外側上。此後，具有保護片的LED晶圓經受背面研磨步驟(圖1的(B)至(D))。
[0024]可以將任意適當的片用作保護片20。代表性的保護片包括基體構件和壓敏粘合層。作為構成基體構件的材料，可以採用，例如:諸如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚丁二烯和聚甲基戊烯等的聚烯烴；和聚氯乙烯、聚氯乙烯共聚物、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚氨酯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸酯共聚物、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚醯亞胺和氟系樹脂。作為基體構件的形態，可以採用，例如:膜、紡布和無紡布。另外，基體構件可以是紙或者金屬箔。作為用於構成壓敏粘合劑層的材料，可以採用，例如:橡膠系樹脂、丙烯酸系樹脂、矽酮系樹脂和聚醯亞胺系樹脂。
[0025]在背面研磨步驟中，具有保護片的LED晶圓被固定在工作檯100上。例如，如圖1的(B)所示，經由壓敏粘蠟30將保護片20貼附到工作檯100來固定具有保護片的LED晶圓。只要LED晶圓10可以被令人滿意地固定，可以使用任意適當的蠟作為壓敏粘蠟30。壓敏粘臘30的不例包括石臘系臘。在圖1的(A)至(D)中不出的實施方式中，LED晶圓10和壓敏粘蠟30彼此不接觸，因此，能夠防止LED晶圓10受到汙染。
[0026]在LED晶圓10如上所述被固定之後，如圖1的(C)所示，研磨LED晶圓10的發光元件11相反側的面(也就是，基板12)。利用這種研磨，基板12能夠被薄化到期望的厚度。已經經過研磨的基板12的厚度優選地是10 μ m至500 μ m,更優選地是50 μ m至300 μ m,最優選地是80 μ m至150 μ m。此外,採用的LED晶圓10的直徑優選是2英寸或更大,更優選地是3英寸或更大，最優選地是4英寸或更大。不特別地限定LED晶圓10的直徑的上限，但是在實際使用中，直徑是例如大約12英寸。在圖1的(A)至(D)中示出的實施方式中，通過保護片20保護LED晶圓10，因此在研磨期間可以防止LED晶圓10受到損傷。此外，能夠如上所述地防止LED晶圓受到損傷，因此能夠處理比傳統的LED晶圓大的大尺寸(例如，4英寸或更大)的LED晶圓，並因此能夠高產量地製造LED。
[0027]在基板12如上所述被研磨之後，如圖1的(D)所示，具有保護片的LED晶圓從工作檯100剝離。例如，進行加熱直到壓敏粘蠟30顯示出流動性為止，因而具有保護片的LED晶圓從工作檯100剝離。在圖1的(A)至(D)中示出的實施方式中，通過保護片20保護LED晶圓10，因此當LED晶圓10從工作檯100剝離時，可以防止LED晶圓10受到損傷。
[0028]在圖1的(A)至(D)中示出的實施方式中，不必執行清潔壓敏粘蠟30的步驟，而傳統上該步驟是在背面研磨步驟之後所必需的。這是因為，通過從LED晶圓10剝離保護片20，壓敏粘蠟30也能夠與保護片20 —起去除。因此可以省略清潔壓敏粘蠟30的步驟，從而能夠避免使用諸如溶劑等的清潔液。因而，能夠以小的環境負擔簡單地製造LED。此外，能夠避免由於清潔液導致的對LED的有害影響。
[0029]B.第二實施方式
[0030]圖3A至圖3D是示出根據本發明的另一實施方式的LED的製造方法的各步驟的示意圖。在本實施方式中，在基板在背面研磨步驟中被研磨之後，將保護片貼附到LED晶圓。在本實施方式中，如圖3A所示，LED晶圓10的發光元件11通過壓敏粘蠟30貼附到工作檯100，由此將LED晶圓10固定到工作檯100上。隨後，如圖3B所示，研磨LED晶圓10的發光元件11相反側的面(也就是，基板12)，由此薄化基板12。隨後，如圖3C所示，將保護片20貼附到LED晶圓10的發光元件11相反側的面(也就是，基板12的外側)。隨後，如圖3D所示，具有保護片的LED晶圓從工作檯100剝離。注意，儘管未示出，在本實施方式中，在使具有保護片的LED晶圓從工作檯100剝離之後清潔壓敏粘蠟30。能夠通過將具有保護片的LED晶圓浸入到能夠溶解壓敏粘蠟的有機溶液中來清潔壓敏粘蠟30。
[0031]在圖3A至圖3D示出的實施方式中，通過保護片20保護LED晶圓10，因此當LED晶圓10從工作檯100剝離時並且LED晶圓10在此之後被處理時，可以防止LED晶圓10受到損傷。
[0032]C.其它步驟(背面研磨步驟之後的步驟)
[0033]已經經過背面研磨步驟的LED晶圓10 (其中基板12已經如上所述被研磨)還經受如下後處理步驟:例如，切割LED晶圓10以單片化成小元件片的步驟(切片步驟)，以及在基板的發光元件相反側的面上形成反射層的步驟(反射層形成步驟)。根據本發明的製造方法，通過保護片20保護LED晶圓10以防止LED晶圓在各步驟期間和各步驟之間的處理期間受到損傷。因此，能夠處理比傳統的LED晶圓大的大尺寸(例如，4英寸或更大)的LED晶圓，並由此能夠高產量地製造LED。
[0034]圖4A至圖4F是示出根據本發明的又一實施方式的LED的製造方法中的各步驟的示意圖。圖4A至圖4F示出了通過上述第一實施方式(圖1的(A)至(D)示出的實施方式)得到的具有保護片的LED晶圓的背面研磨步驟之後的步驟。
[0035]在本實施方式中，如圖4A和圖4B所示，已經經過背面研磨步驟的、具有保護片的LED晶圓還經受反射層形成步驟。具體地，具有保護片的LED晶圓以保護片20側向下的方式被放置在工作檯200上(圖4A)。此後，在LED晶圓的與保護片相反的側(也就是，基板12偵D形成反射層40 (圖4B)。通過形成反射層40，能夠增加從發光元件11提取的光的量。只要來自於發光元件11的光可以被令人滿意地反射，可以使用任意適當的材料作為構成反射層40的材料。構成反射層40的材料的示例包括諸如招、銀、金、鈕、鉬、錯和釕等的金屬。例如，由金屬製成的反射層40可以通過例如氣相沉積法(例如，有機金屬化學氣相沉積法(M0CVD法))形成。優選地，例如由Si02、TiO2, ZrO2和/或MgF2形成的底層形成在LED晶圓10的發光元件11相反側的面上，然後由金屬製成的反射層40通過氣相沉積法形成。例如，在LED晶圓10的發光元件11的外側上包括保護片20的、具有保護片的LED晶圓(在第一實施方式中形成的具有保護片的LED晶圓)經受反射層形成步驟，因而防止金屬沉積在發光元件11上。
[0036]在形成反射層40之後，如圖4C至圖4F所示，形成有反射層40的、具有保護片的LED晶圓經受切片步驟。具體地，形成有反射層40的、具有保護片的LED晶圓以保護片20側向上的方式保持在切片帶300上(圖4C)。此後，保護片20被剝離(圖4D)。隨後，從露出的發光元件11側起沿厚度方向半切割LED晶圓(基本上就是基板12)(圖4E)。此後，使切片帶300擴展(expand),使得形成有反射層40的LED晶圓10從作為起點(origin)的切割部被分離以得到單片化成小元件片的LED50 (圖4F)。
[0037]參考圖4E和圖4F，已經對如下的實施方式做出了說明:在該實施方式中，半切割LED晶圓10使得LED晶圓從作為起點的切割部被分離(劃線切片)。在圖4E中，從發光元件11側半切割LED晶圓10。然而，可以可選地以基板12 (反射層40)側向上的方式貼附切片帶300，並且可以從基板12側(反射層40側)半切割LED晶圓10。此外，除了上述說明的劃線切片之外，可以採用任意適當的方法作為切割LED晶圓的方法。另外的方法的示例包括:在整個厚度方向上切割LED晶圓10以通過擴展而使LED晶圓10單片化成小元件片的方法，和僅雷射切割LED晶圓10的厚度方向上的中央部以從作為起點的切割部將LED晶圓10分離的方法(隱形切片(stealth dicing))。
[0038]參考圖4A至圖4F，已經對如下的實施方式做出了說明:在該實施方式中，在背面研磨步驟之後保護片20沒有被剝離，並且具有保護片的LED晶圓經受後處理(在圖4A至圖4F中，反射層形成步驟)，但是LED晶圓也可以在保護片20被剝離之後經受後處理。優選地，如圖4A至圖4F所示，具有保護片的LED晶圓經受後處理。這是因為，在後處理中，能夠保護薄化的LED晶圓，並且能夠防止LED晶圓受到損傷。
[0039]參考圖4A至圖4F，已經對如下的實施方式做出了說明:在該實施方式中，在用於分離的切割部形成之前，進行反射層形成步驟。可以如上所述在形成切割部之前進行反射層形成步驟，或者可以如圖5A至圖5F和圖6A至圖6F所示在形成切割部之後進行反射層形成步驟。在圖5A至圖5F中示出的本發明的實施方式中，已經經受背面研磨步驟的、具有保護片的LED晶圓以保護片20側向上的方式被保持在切片帶300上(圖5A)，此後，剝離保護片20 (圖5B)。隨後，從露出的發光元件11側起半切割LED晶圓10 (圖5C)。隨後，如上所述地形成有切割部的LED晶圓10經受反射層形成步驟。也就是，LED晶圓10以發光元件11側向下的方式被放置在工作檯200上，並且反射層40形成在LED晶圓10的基板12偵儀圖OT)。隨後，形成有反射層40的LED晶圓10以形成有切割部的側(發光元件11偵D向上的方式再次被保持在切片帶300上(圖5E)。然後，擴展切片帶300。因而，LED晶圓10從作為起點的切割部被分離，由此得到單片化為小元件片的LED50 (圖5F)。
[0040]在圖6A至圖6F示出的本發明的實施方式中，已經經受背面研磨步驟的、具有保護片的LED晶圓以保持片20側向下的方式被保持在切片帶300上(圖6A)。隨後，從基板12側起半切割LED晶圓(圖6B)。隨後，如上所述地形成有切割部的LED晶圓10經受反射層形成步驟。也就是，LED晶圓以發光元件11側(保護片20側)向下的方式被放置在工作檯200上，並且反射層40形成在LED晶圓10的基板12側(圖6C)。LED晶圓10可以在切片帶300仍然貼附在保護片20的外側的狀態下被放置在工作檯200上，或者LED晶圓10可以在切片帶300剝離之後被放置在工作檯200上(在示出的示例中，在切片帶300剝離之後放置LED晶圓10)。隨後，形成有反射層40的LED晶圓10以保護片20側向上的方式被再次保持在切片帶300上(圖6D)，然後，剝離保護層20 (圖6E)。然後，擴展切片帶300。因而，LED晶圓10從作為起點的切割部被分離，由此得到單片化成小元件片的LED50 (圖6F)。
[0041]關於通過上述第二實施方式(圖3A至圖3D中示出的實施方式)得到的具有保護片的LED晶圓，在切片步驟中，可以以保護片側向上的方式貼附切片帶，此後，可以剝離保護片以便形成切割部並且分離LED晶圓。此外，通過上述第二實施方式得到的具有保護片的LED晶圓可以在保護片被剝離之後經過切片步驟。此時，切片帶可以被貼附到LED晶圓的發光元件側或基板側。
[0042]通過上述第二實施方式得到的具有保護片的LED晶圓可以在保護片被剝離之後經受反射層形成步驟。與對通過第一實施方式得到的LED晶圓進行反射層形成步驟類似地，可以在切割部形成之前或者切割部形成之後進行反射層形成步驟。
【權利要求】
1.一種LED的製造方法，所述方法包括: 背面研磨LED晶圓的基板，其中所述LED晶圓包括發光元件和所述基板；以及 在背面研磨之前或者在背面研磨中研磨所述基板之後，將保護片貼附到所述LED晶圓。
2.根據權利要求1所述的LED的製造方法，其特徵在於，貼附保護片的步驟包括:在背面研磨之前，將所述保護片貼附到所述LED晶圓的所述發光元件的外側。
3.根據權利要求2所述的LED的製造方法，其特徵在於，通過經由壓敏粘蠟將所述保護片貼附到工作檯以使得所述LED晶圓固定到所述工作檯，來進行在背面研磨中對所述基板的研磨，並且 所述方法進一步包括:在研磨所述基板之後，剝離所述保護片以從所述LED晶圓去除所述壓敏粘蠟，其中所述壓敏粘蠟附著於已經從所述工作檯剝離的具有所述保護片的所述LED晶圓。
4.根據權利要求1所述的LED的製造方法，其特徵在於，貼附保護片的步驟包括:在背面研磨中研磨所述基板之後，將所述保護片貼附到所述LED晶圓的所述基板的外側。
5.根據權利要求1至4中的任一項所述的LED的製造方法，其特徵在於，所述方法進一步包括:在背面研磨之後，形成反射層。
【文檔編號】H01L33/00GK103531673SQ201310268247
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年6月28日 優先權日:2012年6月28日
【發明者】高橋智一, 秋月伸也, 杉村敏正, 松村健, 宇圓田大介 申請人:日東電工株式會社