用于微转贴印刷的设备及方法技术

本申请涉及用于微转贴印刷的设备及方法

【技术实现步骤摘要】
用于微转贴印刷的设备及方法
[0001]分案申请的相关信息
[0002]本案是第二代分案申请
。
本第二代分案申清是基于申请日为
2015
年
07
月
20
日
、
申请号为
201910398916.X、
专利技术名称为“用于微转贴印刷的设备及方法”的第一代分案申请案
。
该第一代分案申清的母案是申请日为
2015
年
07
月
20
日
、
申请号为
201580039312.6、
专利技术名称为“用于微转贴印刷的设备及方法”的专利技术专利申请案
。
[0003]优先申请案
[0004]本申请案主张
2014
年7月
20
日申请的标题为“用于微转贴印刷的设备及方法
(Apparatus and Method for Micro
‑
Transfer Printing)”的第
62/026,694
号美国临时专利申请案及
2014
年7月
21
日申请的标题为“用于微转贴印刷的方法及工具
(Methods and Tools for Micro
‑
Transfer Printing)”的第
62/027,166
号美国临时专利申请案的优先权及权利，所述临时申请案中的每一者的全部内容以引用的方式并入本文中
。


[0005]本专利技术涉及用于将可印刷装置微转贴印刷到目的地衬底的方法及工具
。

技术介绍

[0006]本专利技术大体上涉及用于微转贴印刷的方法及工具
。
使用此技术通常难以拾取及放置超薄及
/
或小型装置
。
微转贴印刷允许这些超薄
、
易碎及
/
或小型装置的选择及应用而不会导致对装置自身的损坏
。
[0007]微转贴印刷允许将微尺度
、
高性能装置阵列决定性地组装及集成于非原生衬底上
。
在其最简单实施例中，微转贴印刷类似于使用橡胶压印器以将基于流体的墨水从印台转贴到纸上
。
然而，在微转贴印刷中，“墨水”是由高性能固态半导体装置组成且“纸”可为包含塑料及其它半导体的衬底
。
微转贴印刷工艺利用与高精度控制动作印刷头耦合的经设计弹性体压印器以选择性地将大阵列的微尺度装置拾取且印刷于非原生目的地衬底上
。
[0008]可通过改变所述印刷头的速度而选择性地调谐所述弹性体转贴装置与所述可印刷元件之间的粘着性
。
此速率相依的粘着性是用以构造所述转贴装置的所述弹性体的粘弹性本质的结果
。
当快速地移动所述转贴装置远离结合界面时，所述粘着性足够大以“拾取”所述可印刷元件远离其原生衬底，且相反地，当缓慢地移动所述转贴装置远离结合界面时，所述粘着性足够低以“释放”或“印刷”所述元件于异质表面上
。
可执行此工艺于其中所述压印器可在单个拾取及印刷操作中转贴
(
例如
)
成百上千个离散结构的大规模并行操作中
。
[0009]微转贴印刷还实现将高性能半导体装置并行组装于几乎任何衬底材料上，包含玻璃
、
塑料
、
金属或其它半导体
。
所述衬底可为柔性的，借此允许柔性电子装置的生产
。
可以大量配置集成柔性衬底，包含不可与易碎硅基电子装置一起使用的配置
。
另外，塑料衬底
(
例如
)
机械地坚固且可用于提供不易受由机械应力引起的损坏或电子性能降级的影响的电子装置
。
因此，可通过能够以低成本于大型衬底区域上产生电子装置的连续
、
高速印刷技术
(
例如，卷轮式薄膜输送制造
)
而使用这些材料制造电子装置
。
[0010]此外，这些微转贴印刷技术可在与塑料聚合物衬底上组装兼容的温度下印刷半导体装置
。
此外，可将半导体材料印刷于大面积的衬底上，借此实现复杂集成电路在大衬底面积上的连续
、
高速印刷
。
而且，可提供在曲折或变形装置定向中具有良好电子性能的完全柔性电子装置以实现广泛范围的柔性电子装置
。
[0011]可使用微结构化压印器来拾取微型装置，将微型装置运输到目的地，且将微型装置印刷于目的地衬底上
。
可使用多种材料来产生转贴装置
(
例如，微结构化压印器
)。
可产生所述转贴装置上的支柱使得其从可拾取对象拾取材料且接着将所述材料印刷到所述目标衬底
。
可以阵列方式产生所述支柱且其可为取决于所述可印刷材料的大小的高度范围
。
可使用所述转贴装置的压缩
(
在
z
方向上
)
以完全将所述阵列的可印刷对象层压到所述转贴装置的所述支柱
。
另外，可使用压缩以允许通过增加所述压印器以基于公式
v2＝
2ad
的设置加速度移动的距离而达到临界速度
。
[0012]然而，所述转贴装置的压缩引起若干问题
。
除了别的之外，在支柱之间存在下垂的可能性
。
此下垂允许从源衬底拾取非所要材料
。
随着相邻支柱之间的跨距增加，所述下垂引起问题的风险增加
。
另外，存在可在所述转贴装置块体材料的边缘处注意到的凸起效应，所述凸起效应是由所述块体材料与硬板界面
(
例如，玻璃
)
之间的热膨胀系数
(CTE)
失配引起，如
(
例如
)
图
22
中所展示
。
因此，需要在印刷装置时至少最小化或消除这些问题且增加结合的技术
。
[0013]使用粘弹性压印器材料的转贴印刷要求压印器与源材料之间的高速分离以“拾取”芯片
。
典型应用使用大约
1g
加速度来完成芯片或裸片“拾取”过程步骤
。
然而，分离处的速度取决于层压处的压印器的压缩而在小距离处
(
例如，几十微米或更小
)
发生
。
因此，需要更大加速度以在小距离处产生较高分离速度，其又增加所述压印器与源之间的粘着性
。

技术实现思路

[0014]如本文中所描述，本专利技术提供用于微转贴印刷的方法及工具
。
在某些实施例中，本专利技术在从源晶片本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于将半导体装置组装于目的地衬底的接收表面上的方法，所述方法包括：提供形成于原生衬底上的所述半导体装置；使所述半导体装置的顶部表面与具有接触表面的服贴式转贴装置接触，其中所述接触表面与所述半导体装置的所述顶部表面之间的接触至少暂时地将所述半导体装置结合到所述服贴式转贴装置；使所述半导体装置与所述原生衬底分离，使得所述服贴式转贴装置的所述接触表面在所述半导体装置从所述原生衬底释放的情况下使所述半导体装置安置于其上；在使所述半导体装置与所述目的地衬底的所述接收表面接触之前，将所述半导体装置的背侧表面在与所述原生衬底分离之后暴露于等离子体
(
例如，大气等离子体
)
；使安置于所述接触表面上的所述半导体装置与所述目的地衬底的所述接收表面接触；以及使所述服贴式转贴装置的所述接触表面与所述半导体装置分离，借此将所述半导体装置组装于所述目的地衬底的所述接收表面上
。2.
根据权利要求1所述的方法，其中使所述背侧表面暴露于等离子体改进所述半导体装置与所述目的地衬底的所述接收衬底之间的结合
。3.
根据权利要求1或2所述的方法，其中使所述背侧表面暴露于等离子体清洁所述半导体装置的所述背侧表面
。4.
根据权利要求1所述的方法，其中使所述背侧表面暴露于等离子体从所述半导体装置的所述背侧表面移除薄氧化物层
。5.
根据权利要求1所述的方法，其中所述目的地衬底是选自由聚合物
、
塑料
、
树脂
、
聚酰亚胺
、PEN、PET、
金属
、
金属箔
、
玻璃
、
半导体及蓝宝石组成的群组的部件
。6.
根据权利要求1所述的方法，其中所述目的地衬底具有对于可见光的大于或等于
50
％
、80
％
、90
％或
95
％的透明度
。7.
根据权利要求1所述的方法，其中所述原生衬底包括选自由无机半导体材料
、
单晶硅晶片
、
绝缘体上硅晶片
、
多晶硅晶片
、GaAs
晶片
、Si(1 1 1)、InAlP、InP、GaAs、InGaAs、AlGaAs、GaSb、GaAlSb、AlSb、InSb、InGaAlSbAs、InAlSb
及
InGaP
组成的群组的部件
。8.
根据权利要求1所述的方法，其中所述等离子体包括还原气体
。9.
根据权利要求1所述的方法，其包括控制工作循环
、
滞留时间
、
所述等离子体的功率及所述等离子体到所述半导体装置的距离中的至少一者，以防止所述半导体装置从所述服贴式转贴装置的所述接触表面的剪切及剥层
。10.
根据权利要求1所述的方法，其中所述半导体装置的所述背侧表面包括金属
。11.
根据权利要求
10
所述的方法，其中所述金属是铜
、
锡
、
铝及其混合物中的至少一者
。12.
根据权利要求
10
所述的方法，其中所述目的地衬底的所述接收表面至少部分地包括金属
。13.
根据权利要求
12
所述的方法，其中所述金属是铜
、
锡
、
铝及其混合物中的至少一者
。14.

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯托弗，
申请(专利权)人：艾克斯展示公司技术有限公司，
类型：发明
国别省市：