CN117136429A - 用于组件的光诱导转移的多层释放叠层 - Google Patents

用于组件的光诱导转移的多层释放叠层 Download PDF

Info

Publication number
CN117136429A
CN117136429A CN202280028278.2A CN202280028278A CN117136429A CN 117136429 A CN117136429 A CN 117136429A CN 202280028278 A CN202280028278 A CN 202280028278A CN 117136429 A CN117136429 A CN 117136429A
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
melting
light absorbing
melt
release
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202280028278.2A
Other languages
English (en)
Inventor
罗伯·雅各布·亨德里克斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Netherlands Organization For Applied Scientific Research
Original Assignee
Netherlands Organization For Applied Scientific Research
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from EP21160226.3A external-priority patent/EP4053888A1/en
Application filed by Netherlands Organization For Applied Scientific Research filed Critical Netherlands Organization For Applied Scientific Research
Publication of CN117136429A publication Critical patent/CN117136429A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6835—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/02—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by a sequence of laminating steps, e.g. by adding new layers at consecutive laminating stations
    • B32B37/025—Transfer laminating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/04—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/04—Interconnection of layers
    • B32B7/12—Interconnection of layers using interposed adhesives or interposed materials with bonding properties
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67132—Apparatus for placing on an insulating substrate, e.g. tape
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/40—Properties of the layers or laminate having particular optical properties
    • B32B2307/412—Transparent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/748—Releasability
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2310/00—Treatment by energy or chemical effects
    • B32B2310/08—Treatment by energy or chemical effects by wave energy or particle radiation
    • B32B2310/0806—Treatment by energy or chemical effects by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation
    • B32B2310/0837—Treatment by energy or chemical effects by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation using actinic light
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2221/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof covered by H01L21/00
    • H01L2221/67—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L2221/683—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L2221/68304—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support
    • H01L2221/68318—Auxiliary support including means facilitating the separation of a device or wafer from the auxiliary support
    • H01L2221/68322—Auxiliary support including means facilitating the selective separation of some of a plurality of devices from the auxiliary support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2221/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof covered by H01L21/00
    • H01L2221/67—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L2221/683—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L2221/68304—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support
    • H01L2221/68363—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support used in a transfer process involving transfer directly from an origin substrate to a target substrate without use of an intermediate handle substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2221/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof covered by H01L21/00
    • H01L2221/67—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L2221/683—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L2221/68304—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support
    • H01L2221/68381—Details of chemical or physical process used for separating the auxiliary support from a device or wafer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/075—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00
    • H01L25/0753—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00 the devices being arranged next to each other
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/005—Processes
    • H01L33/0095—Post-treatment of devices, e.g. annealing, recrystallisation or short-circuit elimination

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Die Bonding (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

一种用于将多个组件(15)从供体衬底(10)光诱导转移到受体衬底(20)的方法和系统。供体衬底(10)包括透明载体(11)和释放叠层(S)，透明载体(11)被配置为承载面向受体衬底(20)的多个组件(15)。释放叠层(S)包括吸光层(12)、熔化层(13)和粘合层(14)。吸光层(12)具有相对较高的吸收系数，用于吸收光束(L)以产生传导到熔化层(13)的热量。吸光层(12)具有相对较高的熔化温度(Tm12)，使得吸光层(12)能够保持固态，而熔化层(13)被熔化。当熔化层(13)是固态时，粘合层(14)将多个组件(15)粘合到熔化层(13)上，并且当熔化层(13)熔化(M)时释放粘合。

Description

用于组件的光诱导转移的多层释放叠层
技术领域
本公开涉及用于将诸如芯片之类的组件从供体衬底光诱导转移到受体衬底的方法和系统。本公开还涉及用于这种方法或系统的供体衬底。
背景技术
小组件的受控转移有多种应用，例如用于μLED的放置。光诱导转移可用于选择性地将组件从供体衬底转移到受体衬底。为了便于转移，可以在供体衬底和组件之间提供释放叠层。在一种技术中，将组件粘合到载体衬底上，并且由于快速形成气泡而从载体上释放。在另一种技术中，用胶水涂覆具有吸光层的平面玻璃板。当吸光层被光脉冲快速加热时，胶水会分解或熔化，从而组件可以被释放。
仍然需要进一步改进组件的受控转移和放置。
发明内容
本公开的一些方面涉及用于将多个组件从供体衬底光诱导转移到受体衬底的方法和系统。其他或进一步的方面涉及用于这些方法或系统的供体衬底。通常，透明载体被配置为承载面向受体衬底的多个组件，并且释放叠层设置在透明载体和多个组件之间，用于在穿过透明载体的光束照射释放叠层之后，将多个组件中的一个或多个组件从供体衬底释放到受体衬底上。
如本公开所述，供体衬底的释放叠层包括吸光层、熔化层和粘合层。吸光层设置在透明载体和熔化层之间。通过设置具有相对高的吸收系数的吸光层，可以有效地吸收光束，从而使吸光层被加热。通过使被加热的吸光层与熔化层热接触，吸收的热量可以传导到熔化层，因此熔化层的温度可以升高至其熔化温度以上。通过设置具有相对较低的熔化温度的熔化层的材料，该材料可以容易地熔化。通过设置吸光层具有相对高的熔化温度(至少高于熔化层的熔化温度)，吸光层可以保持固态，而熔化层被从吸光层传导的热量熔化。通过在组件和熔化层之间设置粘合层，当熔化层是固态时，组件可以容易地粘合到熔化层上。此外，当熔化层熔化时，这种粘合可以被释放。通过在多个组件之间至少分割粘合层，组件可以更容易地转移。例如，如果粘合层的一部分可以与组件一起释放，而不连接到(例如保持相邻的(未转移的)组件的)粘合层的周围部分或粘合层的其他部分，则可以减轻转移过程中的剪切力。熔化层和/或吸光层也可以被分割以提供进一步的优点，例如进一步分离和/或隔离到相应叠层的热量。虽然分割具有特定的优点，但是原则上在不需要分割的情况下也可以释放组件。例如，当组件和吸光层之间的熔化层局部熔化并且粘附力降低时，保持组件的(连续的)粘合层的一部分可能相对脆弱，并且容易从周围的粘合层断裂。例如，通过各种力(例如重力)、和/或熔化材料的去湿或积聚以及可选的气体产生，组件可以被拉、推或以其他方式从载体上释放。
通常，吸光层的区域(例如，形成保持相应组件的释放叠层的一部分)被穿过透明载体的光束照射，这可导致吸光层的相应部分被加热。然后，热量可以传导到释放叠层的相邻的熔化层，从而使相邻的熔化层至少部分熔化，而优选地，吸光层的相应部分基本上保持固态。因此，相邻的熔化层的至少部分熔化会导致相邻的熔化层和释放叠层的粘合层的相应部分(将相应组件粘合到相邻的熔化层)之间失去粘附力。因此，失去粘附力会导致相应组件的释放和转移。例如，一个或多个光源和/或掩模被配置和控制以产生一个或多个光束，用于如本公开所述的转移各个组件。
在一些实施例中，低气体产生激光释放叠层用于将组件从载体快速转移到受体衬底。由于低压积聚，组件可以低速转移(冲击波最小或没有冲击波)，并且因为周围有较少的湍流空气(气体)，在转移时可以基本上防止组件旋转。在一个实施例中，叠层包括或基本上由热稳定的吸光层、熔化层和粘合层组成。优选地，熔化层是熔化温度相对较低的金属层。更优选地，吸光层也是金属层，但是熔化温度相对较高。最优选地，粘合层基本上由聚合物粘合剂组成，其分解温度高于金属熔化层的熔化温度和/或与金属熔化层的熔化温度密切匹配。
在一些实施例中，激光束或其他光源迅速充分加热吸光层，使得下面的金属层开始熔化。当处于熔化状态时，将组件粘合到金属熔化层的聚合物粘合剂可能会释放，例如由于去湿效应。由于液态金属的表面张力通常比固态聚合物的表面能高得多，两层之间的粘合会释放。相反，因为固态金属层的表面能通常非常高，所以金属熔化层可以粘附到金属吸光层上。例如，只有聚合物部分与组件一起转移。转移后，例如可以通过湿法或干法蚀刻或热分解将聚合物层从组件上去除。
在一些实施例中，为了增加组件的转移速度，可以调节聚合物粘合剂以在熔化层的熔点处轻微分解。在熔化过程中，例如因为熔化的金属的高表面张力，粘合剂和熔化层之间的接触面积可能减小。所以材料可能会凝结成球。尽管聚合物材料如SU-8的蒸发(分解)温度在低加热速率下约为350℃，但在非常高的加热速率下，聚合物的分解往往发生在高得多的温度下。选择聚合物/金属组合，其中聚合物具有比金属(例如Sn+SU8、Zn+聚酰亚胺)的熔化温度更高的分解温度，可以在不产生任何气体的情况下释放组件。例如，重力或静电力可用于将组件从载体上释放并向受体衬底转移。通常，分解温度优选保持在金属熔化材料的沸点(蒸发温度)以下。否则，蒸发的金属可能会产生额外的压力，并沉积在较冷的周围表面上。
除了控制气体生成量之外，还优选尽可能均匀地加热吸光层，以确保金属熔化层同时熔化。在一些实施例中，使用平顶光束剖面，其专门加热一个组件上方的叠层，并且不干扰任何相邻的组件。由于还优选在组件之间具有非常窄的切割缝(例如≤5μm)以减少衬底废料的量，因此选择性地加热单个组件可能越来越困难。特别是当增加转移速度时，激光上的定时抖动可能更难控制。因此，优选使用与组件精确对准的掩模，并将激光脉冲调整到正确的尺寸。
由于通常只需要转移一小部分组件(例如，对于μLED显示器)，因此激光脉冲可能比组件大(大得多)。例如，相对较大的平顶光束与掩模相结合可以实现不需要精确和昂贵的激光定位控制系统的鲁棒过程。例如，可以将最大激光光斑尺寸计算为组件间距的两倍减去组件尺寸减去激光精度。例如：2×200μm(组件间距)-40μm(组件尺寸)-10μm(激光精度)＝350μm。在这些大光斑尺寸下，可以相对容易地在中间获得均匀的热通量，特别是使用如π整形器的光束整形光学器件。
为了减少热影响区域并进一步限制气体产生的量，在一些实施例中，减小组件下面的金属熔化层的尺寸。例如，为了自动将金属熔化层置于组件下方的中心，可以在蚀刻槽中对该层进行欠蚀刻。组件释放得越集中，转移过程就越顺利。
其他或进一步的改进可以来自组件的战略性转移，以确保它们被直接推向受体衬底。例如，在组件下产生任何气体的情况下，通常这种气体最容易在流动阻力最低的地方逸出。即使具有几乎完全均匀的热通量，组件周围的不均匀压力也可能导致不期望的组件轨迹，例如在转移过程中组件的旋转。为了缓解这个问题，例如可以使用棋盘方法，其中以替代方式转移组件。通过确保待转移的组件在相对侧被相邻组件包围或不被相邻组件包围，转移组件周围的压力积聚可以更加均匀。当组件的轨迹可以更好地控制在直下的方向上时，可以实现更大的转移间隙，这可能有利于工业化，因为高度定位不需要非常精确。
为了提高性能，例如可以控制热通量和流量。优选地，对吸光层加热但不要达到其熔化或蒸发温度。此外，优选地，高强度光不到达组件以防止损坏。关于金属熔化层的层厚度，层越厚，熔化整个层所需的流量越高。此外，两种金属都有可能扩散并形成合金。如果熔化的金属相对过多，吸光层可能会完全扩散到熔池中。如果吸光层熔化，可能会出现不均匀效应。为了控制熔化时间，可以控制脉冲时间和流量。优选地，脉冲时间在纳秒或皮秒数量级。飞秒量级的较短脉冲可能导致吸光层的“冷”烧蚀，而微秒量级的较长脉冲可能增加热影响面积。通常，较长的脉冲效果也可能较差，因为大多数热量可能由于载体和组件的散热而损失。可以增加粘合层的厚度以减少朝向组件的热量。虽然在吸光层和熔化层获得了相对较高的温度，但如果通过粘合剂隔热，组件可以保持相对较冷。
附图说明
本公开的装置、系统和方法的这些和其他特征、方面和优点将从下面的描述、所附权利要求和附图中得到更好的理解，其中：
图1A示出了通过照射释放叠层将组件从供体衬底转移到受体衬底。
图1B示出了相对温度和通过对释放叠层中的选择层进行光诱导加热来释放组件的顺序。
图2A和2B示出了包括切割和/或蚀刻释放叠层的部分的其他方面。
图3A示出了对光脉冲进行掩蔽以形成相对窄的光束，以及各个层的相对厚度。
图3B示出了组件的顺序释放。
图4A和4B示出了转移到受体衬底上的组件的照片。
图4C示出了供体衬底上剩余叠层的部分。
图5A和5B示出了释放叠层中的其他层。
图6示出了通过多个光脉冲释放组件的顺序。
具体实施方式
用于描述特定实施例的术语不旨在限制本发明。如本公开所使用的，单数形式的“一个”和“所述”也意图包括复数形式，除非上下文另有明确指示。术语“和/或”包括一个或多个相关列出条目的任何和所有组合。应当理解，术语“包括”和/或“包含”指定了所述特征的存在，但不排除一个或多个其他特征的存在或添加。还应理解，本文在提及材料(例如金属、半导体、聚合物)时使用的术语“基本上由……组成”和“基本上包括”意味着在不会实质性地影响化合物或组合物的基本特性的前提下可以存在其他组分。可选地或附加地，这些术语可用于表示主要构成要素，例如质量百分比>90％、质量百分比>95％、质量百分比>99％、质量百分比>99.9％或质量百分比为100％(或简单地“由……组成”)。还应理解，当方法的特定步骤被称为另一步骤的后续步骤时，它可以直接在所述其他步骤之后，或者可以在执行特定步骤之前执行一个或多个中间步骤，除非另有规定。同样，应当理解，当描述结构或组件之间的连接时，除非另有规定，否则可以直接建立或通过中间结构或组件建立该连接。
下文参照附图更全面地描述本发明，附图中示出了本发明的实施例。在附图中，为了清晰起见，系统、组件、层和区域的绝对和相对尺寸可以被夸大。可以参考本发明可能理想化的实施例和中间结构的示意图和/或横截面图来描述实施例。在说明书和附图中，相似的数字自始至终指代相似的元素。相对术语及其衍生物应被解释为指的是当时描述的或所讨论的附图中所示的取向。这些相对术语只是为了便于描述，除非另有说明，否则不要求系统在特定取向上构造或操作。
图1A示出了通过照射释放叠层“S”将组件15从供体衬底10转移到受体衬底20。在一些实施例中，供体衬底10包括透明载体11，该透明载体11被配置为承载面向受体衬底20的多个组件15。优选地，释放叠层“S”设置在透明载体11和多个组件15之间，以用于将多个组件15中的一个或多个组件从供体衬底10释放到受体衬底20上。通常，在穿过透明载体11的光束“L”照射释放叠层“S”之后，直接进行释放。
在一些实施例中，释放叠层“S”包括熔化层13，例如具有相对较低的熔化温度“Tm13”。在其他或进一步的实施例中，释放叠层“S”包括设置在透明载体11和熔化层13之间的吸光层12。在一个实施例中，吸光层12具有相对较高的吸收系数。这使得能够有效地吸收光束“L”，从而使吸光层12被加热。在另一个或进一步的实施例中，被加热的吸光层12与熔化层13热接触。这使得能够将热量传导到熔化层13。这样，熔化层13的温度可以升高到其熔化温度“Tm13”以上。优选地，吸光层12具有相对较高的熔化温度“Tm12”，其高于熔化层13的熔化温度“Tm13”。这样，吸光层12可以基本上保持固态，而熔化层13基本上被从吸光层12传导的热量熔化。在其他或进一步的实施例中，释放叠层“S”包括设置在组件15和熔化层13之间的粘合层14。这使得在熔化层13是固态时，能够容易地将组件15粘合到熔化层13上，并且在熔化层13熔化时(在图中用“M”表示)释放粘合。
一些实施例包括用穿过透明载体11的光束“L”选择性地照射吸光层12的区域，该区域构成释放叠层“S”的保持相应组件15的一部分。这样，吸光层12的相应部分可以被选择性地(局部地)加热。优选地，热量被传导到释放叠层“S”的相邻的熔化层13。这样，相邻的熔化层13可以至少部分熔化。优选地，当熔化层13被熔化时，吸光层12的相应部分基本上保持固态。有利地，相邻的熔化层13的熔化会使得相邻的熔化层13和释放叠层“S”的粘合层14的相应部分之间失去粘附力，该相应部分将相应组件15粘合到相邻的熔化层13。因此，失去粘附力会使得相应组件50被释放和转移。例如，该释放使得组件能够从供体衬底10落到和/或被推到受体衬底20。优选地，供体衬底10设置在受体衬底20上方，因此重力可以帮助转移。可选地或附加地，可以由照射后的力诱发转移。例如，可以由熔化和/或伴随至少一些气体的形成来诱发释放。本公开的方面还可以实施为包括本文所述的供体衬底10的系统。例如，该系统包括被配置为产生本公开所述光束“L”的光源和/或控制器。
在一些实施例中，熔化层13包括或基本上由金属组成。发明人发现，金属熔化层可以为本方法和系统提供特别的益处，例如提供与各种类型的粘合材料的稳定连接，以及在可预测的熔点很好地控制粘合的释放。可选地或附加地，也可以使用其他熔化材料，例如半导体材料、合金等。有利地，例如，为了本公开所述的熔化层的目的，共晶合金可以将组分金属的结合特性与纯金属的流动特性相结合。此外，这种合金可以在特定的组分和温度下直接从固态转变为液态，或者反之从液态转变为固态，而无需经过两相平衡。此外，共晶温度可以远低于两种或两种以上纯元素的熔化温度。在其他或进一步的实施例中，吸光层12包括或基本上由金属组成。发明人发现金属吸光层12可以为本方法和系统提供特别的益处，例如提供相对良好的热传导。此外，发明人发现，当吸光层12和熔化层13都是金属层时，熔化的熔化层13可能倾向于更多地粘附到吸光层12上，而不是粘附到粘合层14上，特别是当粘合层14不是金属层时。使用由半导体材料(例如包括硅和碳化硅)制成的吸光层也可以实现类似的优点。
在一些实施例中，粘合层14包括或基本上由基于聚合物的粘合剂组成，优选交联聚合物，例如环氧树脂。有利地，与金属相比，聚合物粘合剂通常具有相对较低的热传导，因此到组件15的热传导可以保持相对较低。此外，液态金属的表面张力通常比固态聚合物的表面能高得多。因此，可以释放粘合层14和熔化层13之间的粘合。相反，因为固态金属层的表面能通常相对较高，所以金属熔化层13可以主要粘附到金属吸光层上。这意味着，在一些实施例中，仅聚合物部分与组件一起转移。还可以设想用于粘合层的其他材料，优选包括有机和/或非金属层或基本上由有机和/或非金属层形成。
无论具体材料如何，优选地，吸光层12具有比粘合层14更高的单位面积表面能(例如mJ/m2)，例如至少高2倍、3倍、5倍、10倍、20倍、50倍或更多倍。表面能之间的差越大，熔化的材料就越倾向于粘附到吸光层12而不是粘合层14上。通常，熔化层13的表面能低于吸光层12的表面能，熔化层在较低的温度下熔化，并且最优选地熔化层13的表面能高于粘合层14的表面能。在一个实施例中，当所选组件15的释放叠层“S”中的熔化层13熔化时，熔化层13主要粘附到释放叠层“S”的吸光层12上，而所选组件15的粘合层14主要粘附到所选组件15上。例如，粘合层14与所选组件15一起转移到受体衬底20上，而熔化层13主要留在供体衬底10上的释放叠层“S”的一部分上。优选地，转移后，从所选组件15移除转移的粘合层14。例如，可以通过湿法或干法蚀刻从组件上去除聚合物粘合层14。例如，超过百分之五十、优选超过百分之七十甚至超过百分之九十的熔化的材料粘附到吸光层12上。最优选地，基本上所有熔化的材料都留在供体衬底10上的叠层中。
图1B示出了各种温度“T”和通过释放叠层“S”中的选择层的光诱导加热“H”来释放组件15的顺序。在不受理论限制的情况下，该图示出了光脉冲“Lp”的持续时间，其导致热转移“H13”到熔化层13，热转移“H14”到粘合层14，以及由此产生的熔化层温度“T13”(任意标度)。图的下半部分示出了组件释放的各个阶段。如图所示，熔化层温度“T13”通常首先会由于光脉冲“Lp”照射吸光层引起的热转移“H13”而升高。当熔化层温度“T13”达到熔化温度“Tm13”时，温度的升高可以趋于平稳，而热转移“H13”的能量用于熔化由“M”表示的材料。作为熔化层13熔化的结果，熔化层13和粘合层14之间的接触会减少，并最终消失，因此即使向熔化层13的热转移“H13”仍在继续，向粘合层14的热转移“H14”也会停止。有利地，停止向粘合层14的热转移“H14”可以减轻粘合层14的分解和/或减轻由于过热对组件15的损坏。因此，实际上，熔化层13还可以充当缓冲层，保护组件15免受损坏。
在一些实施例中，熔化层13的相对较低的熔化温度“Tm13”小于1000开尔文(<～700℃)，优选小于600开尔文(<～300℃)。熔化层13的熔化温度越低，熔化所需的能量就越少，例如使得光束“L”的强度更低和/或损坏组件的几率更小。例如，用于熔化层的合适材料可以包括铝(Tm≈660℃)、锌(Tm≈420℃)、锡(Tm≈232℃)和/或铟(Tm≈156℃)。
在其他或进一步的实施例中，吸光层12的熔化温度“Tm12”或非熔化材料的分解/蒸发温度高于熔化层13的熔化温度“Tm13”，例如至少高出10开尔文，优选至少高出50开尔文，更优选至少高出100开尔文，最优选至少高出200开尔文，或者甚至超过500开尔文。熔化温度Tm12和Tm13之间的差越大，就越容易确保吸光层12基本上保持固态，而熔化层13至少部分被吸光层12传导的热量熔化。优选地，熔化温度“Tm12”或非熔化材料的分解/蒸发温度至少为1000开尔文(≥～700℃)，更优选至少为2000开尔文。特别适用于吸光层12的金属包括钼，其具有2896K(2623℃)的相对较高的熔化温度。也可以使用具有相对较高熔化温度的其他金属，例如铬(2180K，1907℃)，作为金属的替代物，其他材料也可以用于吸光层12，例如半导体材料或能够将热量传导到熔化层13同时保持固态的其他材料，优选对光束“L”具有相对较高的吸光度。在一些实施例中，浸润控制层12w可以设置在(主)吸光层12和熔化层13之间。例如，用于浸润控制层12w的合适材料可以包括氧化物，例如氧化铝或氧化硅。
在一些实施例中，照射释放叠层“S”的光束“L”被配置为使熔化层13的温度“T13”升高到其熔化温度“Tm13”之上，但保持低于其蒸发温度Te13。例如，光束“L”的强度和/或持续时间与吸光层12的吸光度相关，以使光束“L”的特定量的能量沉积在吸光层12中，从而导致吸光层12温度的特定升高，并向熔化层13转移特定量的热量，足以使熔化层13熔化，但不足以使熔化层13基本沸腾和/或蒸发。越能防止熔化层13的蒸发，就越能控制组件15的释放。例如，可以减轻组件的爆炸释放。有利地，熔化层的蒸发或沸腾温度可以比其熔化温度高得多，特别是对于金属熔化层。例如，熔化层13的蒸发温度Te13比其熔化温度“Tm13”高至少500开尔文，优选高至少1000开尔文，或者甚至超过1500开尔文。熔化温度和蒸发温度之间的差越大，就越容易阻止熔化层的蒸发。
在一些实施例中，粘合层14的分解温度Td14高于熔化层13的熔化温度“Tm13”(Td14>Tm13)，或者至少在熔化层13的熔化温度“Tm13”以下500开尔文以内(高于熔化层13的熔化温度“Tm13”减去500开尔文)(Td14>Tm13-500K)，优选在400开尔文以内，或者在300开尔文以内。粘合层14的蒸发或分解温度Td14越高，可以更好地防止粘合层14意外分解，并且使得更可控地释放组件15。需要注意的是，粘合层14的分解温度Td14通常适用于长时间暴露于该温度下。因此，可以容忍粘合层14短时间暴露于高于分解温度Td14的相邻的熔化层13的温度下，这也是因为熔化的材料倾向于粘附到吸光层12和/或从粘合层14脱落。例如，用于粘合层的合适材料可以包括光致抗蚀剂材料，例如SU-8。也可以使用其他材料，例如聚酰亚胺。
作为非限制性示例，考虑下表中的近似参数。
在一些实施例中，照射释放叠层“S”的光束“L”被提供为相对较短的光脉冲，例如具有小于1毫秒、优选小于100纳秒、更优选小于10纳秒、或者甚至小于1纳秒的FWHM持续时间。例如，光可以以纳秒脉冲或皮秒脉冲的形式提供。光脉冲越短，脉冲持续时间内单位时间的强度越高。这可使得叠层在相对较短的时间内被强烈地加热，并且优选在使粘合层14热分解之前和/或在对组件15造成热损坏之前，组分熔化。
在一些实施例中，吸光层12被配置为吸收照射释放叠层“S”的光束“L”的至少百分之十，优选至少百分之二十，更优选至少百分之五十或百分之六十，最优选至少百分之九十。例如，光束“L”具有100nm-2000nm之间的波长(例如单色或宽带光)，优选NIR激光(例如1064nm)。也可以使用其他波长，例如UV、可见光或红外线，只要吸光层12的材料能够充分吸收该波长即可。
在一些实施例中，光束“L”被配置为专门照射吸光层12的子区域，该子区域构成所选释放叠层“S”的保持所选组件15的一部分，而不直接照射吸光层12的相邻区域，从而专门释放所选组件15，而相邻组件仍附着到供体衬底10。例如，光束“L”具有大约等于或小于所选组件的宽度“W15”的光束宽度“WL”，和/或光束“L”以所选组件为中心。在一个实施例中，产生具有相对窄的光束宽度的光束“L”，其照射释放叠层“S”的对应于一个或多个组件的一个或多个子区域。在另一个或进一步的实施例中，光束“L”被聚焦到相对窄的光束宽度，例如使用一个或多个透镜/反射镜，将相对小的光斑投射到释放叠层“S”的一个或多个子区域上。在另一个或进一步的实施例中，例如使用掩模图案使相对较宽的光束“L”成形或图案化，以产生一个或多个相对较窄的光束，照射释放叠层“S”的一个或多个子区域。在一个实施例中，光束“L”由激光器产生，例如照射掩模图案的特定组件或部分。也可以使用其他光源，例如照射掩模图案的一部分或整个掩模的闪光灯。
图2A和2B示出了进一步的方面，包括切割和/或蚀刻释放叠层“S”的部分。在一些实施例中，例如沿着通道或切割线“C”，在组件15之间和/或周围(在投影视图中)对释放叠层“S”至少部分地进行分割或切割。例如，叠层的一个或多个层可以在连接组件之前或之后被分割，优选地至少在转移之前。优选地，至少粘合层14被分割，使得粘合层14的保持不同组件15的部分彼此分离。这样，可以更好地控制单个组件15的转移，同时减少中间粘合层14的干扰。更优选地，熔化层13也被分割，使得对应于不同组件15的熔化层13的部分彼此分离。这样，被释放组件的熔化材料可以与相邻组件的熔化层13保持分离，例如防止干扰后来释放的组件。最优选地，吸光层12也被分割，使得对应于不同组件15的吸光层12的部分彼此分离。这样，吸光层12的加热可以保持更好的局部化和/或阻止热量传递到吸光层12的对应于相邻组件的相邻区域。这也有利于从背面将激光对准组件。
在一些实施例中，例如如图2B所示，熔化层13的至少一部分被移除，以在组件15和供体衬底10之间提供相应的底切。在一个实施例中，保持相应组件15的熔化层13的面积小于相应组件的面积，例如至少两倍、三倍、四倍、五倍或更多。通过提供相对小面积的熔化层13，该材料可以更容易地熔化以释放组件，而不会使熔化层13的相邻部分熔化。优选地，较小的区域仍然集中在相应的组件上，例如以减轻组件在转移过程中的旋转。在另一个或进一步的实施例(未示出)中，粘合层14也可以具有较小的面积，例如，使得后面需要去除的材料更少。在未示出的另一个或进一步的实施例中，吸光层12也可以具有较小的面积，以进一步改善与相邻组件的热分离。例如，可以通过由“E”指示的蚀刻来去除组件下方的熔化层13和/或其他层的一部分。在其他或进一步的实施例中，光束“L”的宽度“WL”小于被释放的相应组件15的宽度“W15”。例如，光束“L”的面积或宽度“WL”可以被调整到熔化层13的面积。
图3A示出了对光脉冲“Lp”进行掩蔽以形成相对窄的光束L，以及各个层的相对厚度。在一些实施例中，掩模30与供体衬底10对齐。在一个实施例中，掩模30包括一组掩模窗口(开口区域)，与供体衬底10上的组件15的子集对齐。在另一个或进一步的实施例中，一组光斑(例如，光脉冲Lp)用于顺序地或同时地照射该组掩模窗口。在另一个或进一步的实施例中，相应的光斑(例如激光光斑)大于相应的掩模窗口(被照射，光斑优选地集中在窗口上)，例如，全宽半最大值(full width half maximum，FWHM)光斑尺寸(直径)比掩模窗口的宽度大至少二倍、三倍或更多，但足够小，例如比掩模窗口的宽度小四倍或五倍，使得光斑的尾部基本上不会照射另一个掩模窗口。通常，激光光斑具有高斯强度分布。通过对光斑进行掩蔽，使得只有光斑的中心部分穿过掩模窗口，强度分布可以相对平滑，这有利于控制释放。
优选地，供体衬底10的透明载体11由相对薄的箔形成，例如，具有小于2毫米，甚至小于1毫米的厚度“Ds”。透明载体越薄，越容易通过其照射叠层(例如，使用掩模)。例如，供体衬底10可以是柔性或刚性衬底。通常，组件非常小，例如具有小于100微米、小于50微米或甚至小于30微米的厚度“Dc”、高度或其他横截面尺寸。通常，释放叠层“S”具有更小的厚度“Dr”，例如小于10微米，或者甚至小于1微米。优选地，组件15从供体衬底10无接触地转移到受体衬底20，例如转移距离“Dt”在1微米-100微米之间，优选在20微米-60微米之间。这些范围一方面可以提供足够的距离以阻止意外接触，另一方面又足够接近以能够进行受控转移。或者，也可以使用其他距离。在一些实施例中，优选地，转移距离大于组件的厚度，因此该技术也可用于修复目的。
在一个实施例中，吸光层12的层厚度小于500nm，优选小于250nm，例如在50nm-150nm之间。提供相对薄的吸光层12使得能够相对快速地加热该层。另一方面，该层可能需要一定的厚度来吸收光。在另一个或进一步的实施例中，熔化层13的层厚度小于500nm、优选小于250nm、例如在50nm-150nm之间。提供相对薄的熔化层13使得能够相对快速的加热和使该层熔化。另一方面，该层可能需要一定的厚度来提供其功能。在另一个或进一步的实施例中，熔化层13的层厚度小于1微米，例如在50nm-500nm之间。原则上，粘合层14越薄，后面需要清洁的材料就越少(如果需要清洁的话)。另一方面，该层可能需要取决于其功能而具有一定厚度，例如大于250nm。也可以使用其他层厚度。
作为非限制性示例，按照如下方法制备供体衬底。从干净的石英/玻璃透明载体开始，将130nm厚的钼的吸光层溅射到载体上。将120nm厚的铝的熔化层溅射到前一层上。将500nm厚的SU-8的粘合层旋涂到前一层上。将载体和叠层在95℃下软烤2分钟。将组件在120℃下真空层压到载体/叠层上15分钟。从组件上去除临时聚合胶带。以500W施加氧等离子体1小时，以去除组件之间的SU-8。铝和钼在PES蚀刻剂77-23-04中蚀刻2分钟。将SU-8抗蚀剂在250℃下硬烤3小时。当然，也可以使用其他材料、层厚度、温度等。
在一些实施例中，掩模30由设置在透明载体上的吸光材料的图案形成，该图案形成相应的掩模窗口，该掩模窗口可以与释放叠层“S”的保持相应组件15的部分对齐。作为非限制性示例，按照如下方法制备掩模衬底。从干净的石英/玻璃透明载体开始，将130nm厚的钼的吸光层溅射到载体上。在吸光层上旋涂2μm厚的HPR504抗蚀剂。将叠层在95℃下软烤2分钟。根据掩模图案选择性地照射抗蚀剂。HPR504抗蚀剂显影。将HPR504抗蚀剂在120℃下硬烤2分钟。将钼在PS蚀刻剂中蚀刻30秒。将HPR504抗蚀剂通过微剥离去除。清洁掩模衬底。有利地，掩模30可以使用与释放叠层“S”中的吸光层12相同或相似的吸光材料。也可以使用其他材料，例如石英上的标准铬掩模，因为铬在1907℃熔化，并且在用于熔化铝层的通量和激光功率下不会发生损坏。
图3B示出了组件15的顺序释放。在一些实施例中，根据特定顺序从供体衬底10释放组件，其中，选择释放的顺序中的至少一些组件、优选大部分组件、最优选每个组件15在所有侧上具有四个直接相邻的相邻组件(如图3B左侧所示)，或者在任何侧上没有直接相邻的相邻组件(如图3B右侧所示)。在一个实施例中，也可以使用组合，例如在第一组两个相对侧上有两个直接相邻的相邻组件，而在第二组相对侧上没有直接相邻的组件(未示出)。例如，不存在的相邻组件可能最初就不存在，或者当它们之前被仍然存在的组件包围时已经被释放。通过平衡相对侧上直接相邻的相邻组件的存在或不存在，组件的释放可以更加平衡，例如使得粘合层的气体产生能够以受控的方向性推动组件离开。例如，可以根据如图所示的棋盘模式释放组件。也可以设想其他模式。此外，应该理解的是，虽然释放顺序与本公开所述的特定释放叠层结合提供了特定的优点，但是该顺序原则上可以有益于使用任何类型的释放叠层的组件的光诱导转移，特别是在组件释放涉及叠层中的气体产生的情况下。
图4A和图4B示出了使用本公开描述的方法转移到受体衬底20的组件15的照片。在这种情况下，转移的组件是具有200μm像素间距的40×40μm2的芯片。图4C示出了供体衬底10上剩余叠层S’的一部分。在这种情况下，在组件被转移后，钼上的熔化铝是可见的。如图所示，剩余叠层的宽度“Ws”约为15μm，例如，小于转移的组件。
图5A示出了一个实施例，其中供体衬底10，例如叠层“S”，包括透明载体11和吸光层12之间的隔热层11i。因此，隔热层11i和吸光层12都可以设置在透明载体11和熔化层13之间。在一些实施例中，隔热层11i具有相对较低的热导率，例如低于形成透明载体11的材料的热导率。在其他或进一步的实施例中，隔热层11i具有相对较高的透明度(对于光束“L”)，例如高于形成吸光层12的材料的透明度。有利地，相对透明的隔热层可以允许光束“L”从透明载体11穿过，以照射和加热吸光层12，同时阻止或至少降低从吸光层12返回透明载体11的热转移。这样，热量可以更有效地转移到熔化层13。在一个实施例中，例如如图所示，隔热层11i在组件15之间被分割。这可以进一步降低返回到透明载体11的热转移和/或降低相邻组件之间的热转移。应当理解，虽然隔热层11i在本文中示出为一个特定的实施例，但是该层也可以与本文中描述的任何其他实施例结合应用(分割或不分割)。
图5B示出了一个实施例，其中供体衬底10，例如叠层“S”，包括位于吸光层12和熔化层13之间的去湿层12d。通常，去湿描述了流体从其被迫覆盖的表面回缩的过程，在本实施例中，是指熔化层13的已熔化材料“M”从去湿层12d回缩。用于描述液滴在表面固体(例如，与环境气体)上的自发扩散和去湿的一个因素是所谓的扩散系数“S”。当S>0时，发生自发扩散，如果S<0，可能观察到部分润湿或去湿。可选地或附加地，可以用液滴在表面上的平衡接触角θc来描述润湿和去湿。当表面湿润程度更高时，接触角可能更小；并且当表面去湿程度更高时，接触角可能更小。在一些实施例中，与吸光层12相比，应用去湿层12d来促进熔化层13的已熔化材料“M”的去湿。例如，与吸光层12上的已熔化材料“M”相比，去湿层12d上的已熔化材料“M”的扩散系数更低和/或平衡接触角更大。受控的去湿可以具有各种优点，例如使已熔化的材料“M”收缩，这可以改善所选组件15的释放粘附力。收缩还可以通过材料的局部堆积来帮助推动所选组件。优选地，去湿层12d的熔化温度高于熔化层13的熔化温度。优选地，去湿层12d具有相对良好的导热性和/或相对薄，使得从吸光层12到熔化层13的热转移受到的影响最小或根本不受影响。例如，与吸光层12相比，去湿层12d可以具有相同或相似或更高的热导率。在一些实施例中，去湿层12d由吸光层12上的(薄)涂层形成，例如单层。因此，加热的吸光层12可以经由去湿层12d(也可以认为是吸光层12的一部分)与熔化层13热接触。
图6示出了如上述实施例中所述的通过用多个光脉冲照射释放叠层S来从供体衬底10释放组件15。一些实施例包括用第一光脉冲L1照射形成相应释放叠层的保持相应组件的一部分的吸光层的相应区域，以加热吸光层的相应部分，并开始和/或完成熔化层的相邻部分的熔化。其他或进一步的实施例包括用第二光脉冲L2照射吸光层的相应区域，以进一步促进组件15从熔化层13的部分或完全熔化的材料“M”中释放。在一个实施例中，第一光脉冲L1相对较长，例如长到足以使熔化层13完全熔化，如图所示。在另一个或进一步的实施例中，第一光脉冲L1可以使熔化层13至少部分熔化。在另一个或进一步的实施例中，与第一光脉冲L1相比，第二光脉冲L2相对较短和/或具有相对较高的功率。在一些实施例中，第一光脉冲L1导致熔化层13相对渐进熔化，例如脉冲长度大于1ns、大于10ns、大于100ns或甚至大于1μs。在其他或进一步的实施例中，第二光脉冲L2引起相对较高的热通量，例如脉冲长度<1μs、<100ns、<10ns、<1ns、<100ps或甚至更小。例如，突然的高热通量可以进一步促进组件15从部分或完全熔化的材料“M”中释放出来。例如，第二光脉冲L2可以在熔化的材料中引起冲击波和/或使粘合层至少部分分解。在一些实施例中，第一光脉冲L1例如通过在吸光层或可选的去湿层上去湿而使得熔化材料的接触面积减小。在一些实施例中，第二光脉冲L2例如通过分解或其他方式产生气体而导致最终推动以释放组件。虽然本图示出了两个单独的光脉冲，但是其他或进一步的实施例可以使用单个调制光脉冲来实现类似的效果，例如在脉冲结束时提升功率。还可以设想使用两个以上的脉冲。在一些实施例中，例如如图所示，粘合层14的分解温度Td14高于熔化层13的熔化温度Tm13。在其他实施例中，例如，如参考图1B所示和描述的，也可以反过来(例如，在诸如Td14>(Tm13-300K)的一定的范围内)。
在解释所附权利要求时，应当理解，“包括”一词并不排除特定权利要求中所列要素或动作之外的其他要素或动作的存在。元素前面的“一个”一词并不排除存在多个这样的元素。权利要求中的任何附图标记不限制其范围，除非另有明确说明，否则所公开的任何装置或其部分可以组合在一起或分离成进一步的部分。

Claims (15)

1.一种用于将多个组件(15)从供体衬底(10)光诱导转移到受体衬底(20)的方法，其中，所述供体衬底(10)包括：
透明载体(11)，被配置为承载面向所述受体衬底(20)的多个组件(15)；以及
释放叠层(S)，设置在所述透明载体(11)和所述多个组件(15)之间，用于在穿过所述透明载体(11)的光束(L)照射所述释放叠层(S)之后，将所述多个组件(15)中的一个或多个组件从所述供体衬底(10)释放到所述受体衬底(20)上，其中，所述释放叠层(S)包括：
熔化层(13)，所述熔化层(13)具有熔化温度(Tm13)；
吸光层(12)，设置在所述透明载体(11)和所述熔化层(13)之间，其中，所述吸光层(12)具有吸收所述光束(L)的吸收系数，从而使所述吸光层(12)被加热，所述被加热的吸光层(12)与所述熔化层(13)热接触，用于将所述吸光层(12)的热量传导到所述熔化层(13)，从而使所述熔化层(13)的温度升高到所述熔化层(13)的所述熔化温度(Tm13)以上，其中，所述吸光层(12)的熔化温度(Tm12)高于所述熔化层(13)的所述熔化温度(Tm13)，使得所述吸光层(12)能够保持固态，而所述熔化层(13)被从所述吸光层(12)传导的热量熔化；以及
粘合层(14)，所述粘合层(14)用于当所述熔化层(13)是固态时，将所述多个组件(15)粘合到所述熔化层(13)上，并且当所述熔化层(13)熔化(M)时释放粘合；
所述方法包括：用穿过所述透明载体(11)的所述光束(L)照射所述吸光层(12)的区域，以加热所述吸光层(12)的相应部分，所述区域形成所述释放叠层(S)的保持相应组件(15)的一部分，其中，热量被传导到所述释放叠层(S)的相邻的熔化层(13)，从而当所述吸光层(12)的相应部分保持固态时，使所述相邻的熔化层(13)熔化，其中，所述相邻的熔化层(13)的熔化使得所述相邻的熔化层(13)和所述释放叠层(S)的粘合层(14)的相应部分之间失去粘附力，所述粘合层(14)的相应部分将所述相应组件(15)粘合到所述相邻的熔化层(13)，其中，失去粘附力导致所述相应组件(50)的释放和转移。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述熔化层(13)包括第一金属层。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述吸光层(12)包括第二金属层。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述粘合层(14)包括基于聚合物的粘合剂。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述吸光层(12)比所述粘合层(14)的单位面积表面能更高，其中，当选定组件(15)的所述释放叠层(S)中的熔化层(13)熔化时，所述熔化层(13)主要粘附到所述释放叠层(S)的吸光层(12)上，而所述选定组件(15)的粘合层(14)主要粘附到所述选定组件(15)上，其中，所述粘合层(14)与所述选定组件(15)一起转移到所述受体衬底(20)上，而所述熔化层(13)主要与所述释放叠层(S)的一部分一起保留在所述供体衬底(10)上，其中，转移的粘合层(14)在转移后从所述选定组件去除。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，照射所述释放叠层(S)的所述光束(L)被配置为使所述熔化层(13)的温度(T13)升高至所述熔化层(13)的熔化温度(Tm13)之上，但保持所述温度低于所述熔化层(13)的蒸发温度(Te13)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述粘合层(14)的分解温度(Td14)高于所述熔化层(13)的熔化温度(Tm13)，或者高于所述熔化层(13)的熔化温度(Tm13)以下三百开尔文。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述粘合层(14)、所述熔化层(13)和所述吸光层(12)中的至少一个在所述多个组件(15)之间被分割。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述熔化层(13)的保持相应组件(15)的面积比所述相应组件的面积至少小2倍。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，掩模(30)与所述供体衬底(10)对齐，其中，所述掩模(30)包括与所述供体衬底(10)上的所述多个组件(15)的子集对齐的一组掩模窗口，其中，一组光斑用于顺序或同时照射所述一组掩模窗口以释放相应组件(15)，其中，相应的光斑大于被照射的相应的掩模窗口，光斑FWHM直径比所述掩模窗口的宽度大至少2倍。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述多个组件根据特定顺序从所述供体衬底(10)释放，在选择用于释放的顺序中的每个组件(15)：
在所有侧上具有四个直接相邻的相邻组件，
在任何一侧没有直接相邻的相邻组件，或
在第一组两个相对侧上具有两个直接相邻的相邻组件，在第二组相对侧上没有直接相邻的组件。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述吸光层(12)被配置为吸收照射所述释放叠层(S)的至少百分之五十的光束(L)，其中，所述光束(L)被配置为专门照射所述吸光层(12)的子区域，所述子区域形成选定释放叠层(S)的保持选定组件(15)的一部分，而不直接照射所述吸光层(12)的相邻区域，从而专门释放所述选定组件(15)，而相邻组件仍附着到所述供体衬底(10)。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述熔化层(13)的熔化温度(Tm13)小于600开尔文，所述吸光层(12)的熔化温度(Tm12)比所述熔化层(13)的熔化温度(Tm13)高至少100开尔文。
14.一种供体衬底(10)，包括承载用于光诱导转移的多个组件(15)的透明载体(11)和设置在所述透明载体(11)和所述多个组件(15)之间的释放叠层(S)，所述释放叠层(S)用于在穿过所述透明载体(11)的光束(L)照射所述释放叠层(S)之后，从所述供体衬底(10)释放所述多个组件(15)中的一个或多个组件，其中，所述释放叠层(S)包括：
熔化层(13)，所述熔化层(13)具有相对低的熔化温度(Tm13)，
吸光层(12)，设置在所述透明载体(11)和所述熔化层(13)之间，其中，所述吸光层(12)具有相对高的吸收系数，用于吸收至少百分之五十的波长范围在100nm-2000nm且脉冲长度小于10纳秒的光束(L)，从而使所述吸光层(12)被加热，所述吸光层(12)与所述熔化层(13)热接触，用于将所述吸光层(12)的热量传导到所述熔化层(13)，从而使所述熔化层(13)的温度升高到所述熔化层(13)的所述熔化温度(Tm13)以上，其中，所述吸光层(12)具有相对更高的熔化温度(Tm12)，所述吸光层(12)的熔化温度高于所述熔化层(13)的所述熔化温度(Tm13)，使得所述吸光层(12)能够保持固态，而所述熔化层(13)被从所述吸光层(12)传导的热量熔化，以及
粘合层(14)，所述粘合层(14)用于当所述熔化层(13)是固态时，将所述多个组件(15)粘合到所述熔化层(13)上，并且当所述熔化层(13)熔化(M)时释放粘合。
15.一种用于多个组件(15)的光诱导转移的系统，所述系统包括：
根据前述权利要求所述的供体衬底(10)，所述供体衬底(10)包括透明载体(11)和释放叠层(S)，所述释放叠层(S)具有吸光层(12)、熔化层(13)和保持所述多个组件(15)的粘合层(14)，其中，所述粘合层(14)在所述多个组件(15)之间被分割；
受体衬底(20)；以及
控制器和光源，所述控制器和光源被配置为产生光束(L)，所述光束穿过所述透明载体(11)照射所述吸光层(12)的区域，所述区域形成所述释放叠层(S)的保持相应组件(15)的一部分，以加热所述吸光层(12)的相应部分，其中，热量被传导到所述释放叠层(S)的相邻的熔化层(13)，从而当所述吸光层(12)的相应部分保持固态时，使所述相邻的熔化层(13)熔化，其中，所述相邻的熔化层(13)的熔化使得所述相邻的熔化层(13)和所述释放叠层(S)的粘合层(14)的相应部分之间失去粘附力，所述粘合层(14)的相应部分将所述相应组件(15)粘合到所述相邻的熔化层(13)，其中，失去粘附力导致所述相应组件(50)的释放和转移。
CN202280028278.2A 2021-03-02 2022-03-01 用于组件的光诱导转移的多层释放叠层 Pending CN117136429A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP21160226.3A EP4053888A1 (en) 2021-03-02 2021-03-02 Multi-layer release stack for light induced transfer of components
EP21160226.3 2021-03-02
PCT/NL2022/050114 WO2022186689A1 (en) 2021-03-02 2022-03-01 Multi-layer release stack for light induced transfer of components

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117136429A true CN117136429A (zh) 2023-11-28

Family

ID=88863251

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202280028278.2A Pending CN117136429A (zh) 2021-03-02 2022-03-01 用于组件的光诱导转移的多层释放叠层

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20240140081A1 (zh)
EP (1) EP4302323A1 (zh)
JP (1) JP2024510942A (zh)
CN (1) CN117136429A (zh)

Also Published As

Publication number Publication date
US20240140081A1 (en) 2024-05-02
JP2024510942A (ja) 2024-03-12
EP4302323A1 (en) 2024-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6181031B2 (ja) バースト超高速のレーザーパルスのエネルギー移転による基板への前方堆積の方法および装置
US6159832A (en) Precision laser metallization
KR101039549B1 (ko) 레이저 직접 박막 패터닝 방법
CN114008759A (zh) 部件在衬底之间的光诱导选择性转移
EP1214171B1 (en) Excimer laser ablation process control of multilaminate materials
US20220241901A1 (en) Manufacturing method of processed resin substrate and laser processing apparatus
US20190027461A1 (en) Apparatus and method for soldering a plurality of chips using a flash lamp and a mask
JP2018519654A (ja) フラッシュランプを使用してチップを非接触移送およびはんだ付けするための装置および方法
Rapp et al. Smart beam shaping for the deposition of solid polymeric material by laser forward transfer
US20160133495A1 (en) Multi-layer laser debonding structure with tunable absorption
JP2008290102A (ja) レーザー加工方法、および、それを用いた半導体装置の製造方法
KR20140052981A (ko) 기판에 고품질의 홀, 리세스 또는 웰을 생성하는 방법
US20230178410A1 (en) Method for bonding and debonding substrates
CN117136429A (zh) 用于组件的光诱导转移的多层释放叠层
US11374149B2 (en) Method of manufacturing display device and source substrate structure
EP4053888A1 (en) Multi-layer release stack for light induced transfer of components
Gedvilas et al. Driving forces for self-organization in thin metal films during their partial ablation with a cylindrically focused laser beam
WO2023167582A1 (en) Multi-layer release stack for light induced transfer of components
US20120318776A1 (en) Method and apparatus for machining a workpiece
EP3711948B1 (en) Method for performing delamination of a polymer film
Lim et al. Effect of indirect irradiation on surface morphology of Au film by nanosecond laser
Huang et al. Laser Lift-off
JP2021133390A (ja) 被接合部材を接合する方法、および接合体
Li et al. Double-pulse laser-induced forward transfer of thin liquid copper jet: toward 3D Nano-manufacturing
Kojima et al. 65.3: Intrinsic Patterning Principle on Array Repair Using “Laser Metal Transfer”

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination