EP4348722A1 - Procédé de fabrication d'un dispositif électronique comprenant une phase de liaison - Google Patents

Procédé de fabrication d'un dispositif électronique comprenant une phase de liaison

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Publication number
EP4348722A1
EP4348722A1 EP22732297.1A EP22732297A EP4348722A1 EP 4348722 A1 EP4348722 A1 EP 4348722A1 EP 22732297 A EP22732297 A EP 22732297A EP 4348722 A1 EP4348722 A1 EP 4348722A1
Authority
EP
European Patent Office
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electronic device
manufacturing
phase
transfer
bonding layer
Prior art date
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Pending
Application number
EP22732297.1A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Nohora CAICEDO
Christophe LINCHENEAU
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.)
Aledia
Original Assignee
Aledia
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Filing date
Publication date
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    • H01L33/005—Processes
    • H01L33/0093—Wafer bonding; Removal of the growth substrate
    • H—ELECTRICITY
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    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
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    • H01L2224/832—Applying energy for connecting
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    • H01L33/005—Processes
    • H01L33/0095—Post-treatment of devices, e.g. annealing, recrystallisation or short-circuit elimination

Definitions

  • TITLE Method for manufacturing an electronic device comprising a bonding phase
  • the present invention relates to a method of manufacturing an electronic device comprising a bonding phase of said electronic device.
  • the luminous elements constituting the screen must be arranged in a matrix fashion in an increasingly precise manner as the resolution of the screens increases.
  • These luminous elements each comprise at least one light-emitting diode and are organized in the form of a multicolor pixel or in the form of a monochrome sub-pixel.
  • thermolabile glue has the disadvantage of requiring a rise in temperature which can damage the chips.
  • glue generally requires a release by mechanical traction, followed by a treatment to remove the residues. A dirty surface poses glass surface planarization problems, for example.
  • This method consists in depositing by photolithography, a resin on the surface of the diodes.
  • a chemical development makes it possible to remove the resin on the zones intended to be engraved by the plasma.
  • This method involves many additional process steps and a high consumption of consumables.
  • As a replacement for resins it is possible to use metal masks deposited on the diodes and then proceed to plasma etching.
  • the advantage of a metal mask compared to the use of a resin is that it makes it possible to achieve finer cutout dimensions than what is possible to achieve with a resin.
  • the main problem with this method comes from the removal of the metal mask which often generates damage to the surface of the chips.
  • the removal of a metal mask typically requires the use of very strong acidic or basic solvents which generally deteriorate the chips and in particular the light-emitting diodes.
  • the purpose of the present invention is to propose a solution which responds to all or part of the aforementioned problems:
  • This object can be achieved through the implementation of a method for manufacturing an electronic device comprising a phase of bonding said electronic device to a manufacturing element, said bonding phase comprising: a step of supplying a substrate primary comprising at least one electronic device; a step of applying a bonding layer consisting of a photosensitive polymer, during which the bonding layer is applied to a surface of the electronic device so as to secure the bonding layer and the electronic device, and/or to a interface surface of the manufacturing element so as to secure the connection layer and the manufacturing element; a step of bringing the manufacturing element into contact with the electronic device so as to make the manufacturing element adhere to the electronic device via the bonding layer.
  • the manufacturing process further comprises a release phase in which the bonding layer is exposed to a first light radiation having a first wavelength so as to dissociate the manufacturing element from the electronic device.
  • the arrangements described above make it possible to propose a manufacturing method in which the electronic devices are linked to the manufacturing element via the bonding layer. Additionally, and synergistically, the bonding layer also helps protect electronic devices from damage caused by contact with the workpiece or upon removal of the workpiece. In addition, the bonding layer advantageously makes it possible to improve the adhesion of the electronic device with the manufacturing element.
  • photosensitive polymer is meant a polymer capable of undergoing a photoinduced chemical reaction for its polymerization or its depolymerization.
  • it may be a polymer/photo-initiator couple, such as a positive resin, or a polymer precursor and a given photo-initiator, such as a negative resin.
  • the photosensitive properties of the polymer also make it possible to simply remove the manufacturing element during the release phase without causing damage to the surface of the electronic device.
  • the use of a photosensitive polymer makes it possible to implement the steps of the manufacturing method without requiring heating of the bonding layer or of the electronic device.
  • This arrangement is particularly advantageous in that it makes it possible to avoid the problems inherent in heating encountered when using thermolabile adhesives. Indeed, a rise in temperature risks damaging the electronic device, in particular when it comprises an electronic chip, a quantum-dot, or an electronic control module.
  • the dissociation of the manufacturing element with respect to the bonding layer is carried out by liquefaction of the photosensitive polymer constituting the bonding layer when it is subjected to the first light radiation.
  • the manufacturing method may also have one or more of the following characteristics, taken alone or in combination.
  • the manufacturing element consists of a manufacturing substrate on which is deposited a layer presenting the interface surface.
  • the step of bringing the manufacturing element into contact with the electronic device is implemented so as to cause all or part of the interface surface of the manufacturing element to adhere with all or part of the surface to be protected from the electronic device via the bonding layer. It is therefore well understood that during the step of bringing the manufacturing element into contact with the electronic device, at least a part of the interface surface is in direct contact with at least a part of a first face of the bonding layer, and that at least a part of the surface to be protected is in direct contact with at least a part of a second face of the bonding layer opposite the first face.
  • the bonding layer consists of a single element, and serves both to protect the electronic device, and to allow its adhesion with the manufacturing element.
  • the bonding phase comprises a step of treating the bonding layer so as to increase the adhesion of said bonding layer.
  • the bonding layer makes it possible to bond the electronic device with the manufacturing element, and the release phase makes it possible to detach said manufacturing element from the electronic device.
  • the bonding and release phases allow reversible bonding and unsticking of the electronic device and of the manufacturing element.
  • the processing step comprises exposing the bonding layer to a second light radiation having a second wavelength, different from the first wavelength.
  • the second light radiation can be configured to increase the surface adhesion of the bonding layer.
  • the photosensitive polymer can be chosen so as to exhibit an increase in its adhesive power when it is subjected to light radiation having the second wavelength.
  • the photosensitive polymer can be a positive resin such as resins from the family of polysiloxanes, polyformaldehydes, polyhydroxystyrenes, novolacs, polymers from the family of polythiophenes and polyphenylenes, poly(vinyl butyral), polyimide or equivalent.
  • the light-sensitive polymer can include a polymer having a polymerization mechanism beginning with light-induced initiation.
  • the photosensitive polymer can comprise a photoinitiator configured to polymerize the photosensitive polymer or to depolymerize it.
  • the first radiation and/or the second light radiation are emitted by coherent lasers.
  • Said irradiation zone may correspond to a surface covered by a photosensitive polymer, for example the bonding layer.
  • the power of the coherent light radiation can thus be chosen low enough not to damage the electronic device and high enough to make it possible to modify the adhesion of the photosensitive polymer.
  • the manufacturing element comprises a protective mask, the manufacturing method comprising an etching phase implemented after the bonding phase, in which an inter-device element adjacent to the electronic device undergoes an etching, the protective mask being configured to protect the electronic device from said etching.
  • the etching phase is carried out by plasma etching.
  • the manufacturing method comprises a phase of manufacturing the protective mask, said phase of manufacturing the protective mask comprising the following steps: a step of depositing a layer of metal which is intended to constitute the mask protection ; a step of depositing a photoresist layer on said metal layer; a step of irradiating the layer of photoresist with light radiation through a lithography mask, said lithography mask defining primary zones intended to be irradiated by the light radiation, and secondary zones intended to be protected by the lithography mask against the irradiation of said light radiation; a step of developing the layer of photoresist in which the photoresist is removed at the level of the primary zones or at the level of the secondary zones, so that the metal layer is no longer covered with photoresist at the level of said zones where the layer of resin has been removed, and so that the metal layer is covered with the photoresist layer on the other areas; an etching step in which an etching of the metal layer is carried out at the level of the zones not
  • the protective mask is an aluminum mask, or a chrome mask or an aluminum nitride mask.
  • the protective mask consists of a non-metallic material such as S1O2, or alternatively by a semi-conducting layer.
  • the gas used for plasma etching is an octafluorocyclobutane/dioxygen (C4F8/O2) mixture, or carbon tetrafluoride (CF4), or sulfur hexafluoride (SFe).
  • C4F8/O2 octafluorocyclobutane/dioxygen
  • CF4 carbon tetrafluoride
  • SFe sulfur hexafluoride
  • the manufacturing method comprises a cleaning phase implemented after the release phase, said cleaning phase comprising a step of removing the photosensitive polymer by jet of plasma, solvent or air.
  • the electronic device comprises an optoelectronic device.
  • the first light radiation is ultraviolet radiation.
  • the first light radiation can be infrared or visible radiation.
  • the first wavelength can be between 190 nm and 400 nm and more particularly between 254 nm and 400 nm.
  • the photosensitive polymer can absorb a large part of the first light radiation, and in this way absorbs the radiation that may be harmful for the optoelectronic device.
  • the manufacturing method comprises a transfer phase of said at least one electronic device from the primary substrate to a secondary substrate implemented after the bonding phase.
  • the transfer phase comprises: a coupling step during which a transfer medium is secured to each electronic device to be transferred; a step of detaching said at least one electronic device from the primary substrate by mechanical traction or dry etching; a step of positioning said at least one electronic device on a receiving surface of a secondary substrate.
  • the manufacturing element consists of the transfer support. The attachment of the transfer medium to each electronic device is carried out by means of the bonding layer.
  • the coupling step can be performed by molding a molding material on each electronic device so as to form the transfer medium by hardening the molding material. It is therefore clearly understood that the bonding layer can be placed between the molding support and the electronic device.
  • the transfer support can have gripping means configured to facilitate the movement of said transfer support.
  • the transfer medium is configured to cooperate with the manufacturing element, the step of coupling the transfer medium to each electronic device to be transferred being implemented by the intermediary of securing the transfer support with the manufacturing element.
  • the transfer medium is secured indirectly to each electronic device to be transferred via the manufacturing element.
  • the transfer support can comprise a transfer handle configured to cooperate with the manufacturing element, for example by gluing.
  • the transfer support can be made by molding a molding material on the manufacturing element, so as to form the transfer support by hardening the molding material.
  • the transfer phase further comprises a step of moving the transfer support during which the transfer support is moved so as to implement the unhooking step and/or the positioning step .
  • the transfer phase is implemented before the release phase.
  • the arrangements previously described make it possible to propose a transfer medium capable of simply transferring the optoelectronic device from the primary substrate to the secondary substrate.
  • the bonding layer advantageously makes it possible to protect the electronic device during said transfer from the primary substrate to the secondary substrate.
  • the transfer medium makes it possible to simply transfer the optoelectronic device from the primary substrate to a substrate for a luminous display screen.
  • the transfer medium is made of a stretchable or retractable material.
  • the transfer phase comprises a step of stressing the transfer medium in which the transfer medium is stretched or compressed.
  • the predetermined spacing can be defined as the spacing separating two electronic devices on the secondary substrate.
  • the predetermined spacing can be between 50 ⁇ m and 1 mm, and more particularly substantially equal to 100 ⁇ m.
  • the transfer medium makes it possible to selectively transfer the electronic devices to be deposited on the secondary substrate.
  • the transfer phase comprises a step of applying an adhesion layer to the transfer support or to a surface of the manufacturing element opposite to its surface intended to come into contact with the layer. link.
  • the step of applying the adhesion layer is implemented before the coupling step.
  • the bonding layer is applied on the side of the manufacturing element facing the electronic device and that the adhesion layer is deposited on the other side of the manufacturing element, in particular facing the transfer medium.
  • Figure 1 is a schematic view of the bonding phase of the manufacturing process according to a first particular embodiment of the invention.
  • Figure 2 is a schematic view of the bonding phase of the manufacturing process according to a second particular embodiment of the invention.
  • Figure 3 is a schematic view of the etching phase of the manufacturing process according to a particular embodiment of the invention.
  • FIG. 4 is a schematic view of the transfer phase coupling step according to a particular embodiment of the invention.
  • Figure 5 is a schematic view of certain steps of the transfer phase of the manufacturing process according to a particular embodiment of the invention.
  • Figure 6 is a schematic view of further steps in the transfer phase of Figure 5.
  • Figure 7 is a schematic view of the release phase and the cleaning phase of the manufacturing process according to a particular embodiment of the invention.
  • Figure 8 is a schematic view of the release phase and the cleaning phase of the manufacturing process according to another particular embodiment of the invention.
  • the invention relates to a method for manufacturing an electronic device 1, or a plurality of electronic devices 1 arranged on a primary substrate 9, being preferably intended to be fixed on a surface of reception of a secondary substrate 19, such as for example a substrate for a luminous display screen for the case of optoelectronic devices, which can be distributed over all or part of the free surface of the reception surface.
  • the manufacturing method detailed below comprises a phase of connecting PI of said electronic device 1 to a manufacturing element 3, 7 and can also include an etching phase P2, a transfer phase P3, a release phase P4, and a cleaning phase P5.
  • the connection phase PI of the electronic device 1 with respect to a manufacturing element 3 comprises a step El of supplying a primary substrate 9 comprising at least one electronic device 1.
  • the primary substrate 9 may comprise a plurality of electronic devices 1 arranged on the surface of primary substrate 9 according to a first spacing D1.
  • the plurality of electronic devices 1 can be attached to the primary substrate 9 via a primary adhesion layer 2.
  • Each electronic device 1 can comprise an optoelectronic device comprising a light-emitting element comprising at least one light-emitting diode capable of emitting and/or picking up light, and optionally an electronic control component associated with said at least one light-emitting diode, such as for example a transistor.
  • the electronic 1 or optoelectronic devices may have at least one interconnection pad 4 intended to cooperate with an interconnection interface 20 arranged on the surface of the secondary substrate 19.
  • each interconnection pad 4 may be intended to be soldered to interconnect interface 20.
  • the electronic devices 1 can have dimensions comprised between 1 ⁇ m and 1 mm. Furthermore, the distance between electronic devices 1 on the receiving surface of secondary substrate 19 is between 1 ⁇ m and 2 mm.
  • Each electronic device 1 has a surface, for example a surface to be protected SI on which a bonding layer 11 consisting of a photosensitive polymer is applied so as to secure the bonding layer 11 and the electronic device 1 during a step E2 .
  • the step E2 of applying a photosensitive polymer can be carried out on an interface surface S2 of the manufacturing element 3, 7.
  • Said interface surface S2 is configured to be brought into contact with the electronic device 1 via the connection layer 11, so as to secure the connection layer 11 and the manufacturing element 3, 7.
  • the manufacturing element 3 consists of a manufacturing substrate 5 on which is deposited a layer presenting the interface surface S2.
  • the step E2 of applying a photosensitive polymer can be carried out on the surface to be protected SI of the electronic device 1 as illustrated in FIG. 1, or on the interface surface S2 of the element of manufacture 3, as shown in figure 2, or jointly on the surface to be protected SI and on the interface surface S2.
  • the photosensitive polymer can be configured to react when it is subjected to a first light radiation having a first wavelength.
  • the photosensitive polymer can be configured to liquefy or to depolymerize when it is subjected to the first light radiation.
  • the bonding phase PI may comprise a step E3 of treatment of the bonding layer 11 so as to increase the adhesion of said bonding layer 11.
  • the processing step E3 may comprise an exposure of the bonding layer 11 to a second light radiation having a second wavelength, different from the first wavelength.
  • the second light radiation can in particular be configured to increase the surface adhesion of the bonding layer 11.
  • the photosensitive polymer can be chosen so as to present an increase in its adhesive power when it is exposed to a second light beam.
  • the photosensitive polymer can be a positive resin such as siloxane resins, polymethacrylates or polyformaldehydes, polyphenols or polyimides.
  • photosensitive polymer is meant a polymer capable of undergoing a photoinduced chemical reaction for its polymerization or its depolymerization.
  • it may be a polymer/photo-initiator couple, such as a positive resin, or a polymer precursor and a given photo-initiator, such as a negative resin.
  • the photosensitive polymer can comprise a photoinitiator configured to polymerize the photosensitive polymer or to depolymerize it.
  • the first light radiation is ultraviolet radiation.
  • the first light radiation can be infrared or visible radiation.
  • the first wavelength can be between 190 nm and 390 nm and more particularly between 254 nm and 370 nm.
  • the second light radiation is ultraviolet radiation.
  • the second light radiation can be infrared or visible radiation.
  • the second wavelength can be between 400 nm and 2000 nm and more particularly between 400 nm and 800 nm.
  • the photosensitive polymer can absorb a large part of the first light radiation and can in this way absorb the radiation that may be harmful for the electronic device 1, in particular if the latter comprises an optoelectronic device.
  • the first radiation and/or the second light radiation are emitted by coherent lasers.
  • Said irradiation zone can correspond to a surface covered by a photosensitive polymer, for example the bonding layer 11.
  • the power of the coherent light radiation can thus be chosen low enough not to damage the electronic device 1 and sufficiently strong to make it possible to modify the adhesion of the photosensitive polymer.
  • the PI bonding phase also includes a step E4 of bringing the manufacturing element 3, 7 into contact with the electronic device 1 so as to cause the manufacturing element 3, 7 to adhere to the electronic device 1 via of the connecting layer 11.
  • the step E4 of bringing the manufacturing element 3, 7 into contact with the electronic device 1 is implemented so as to cause all or part of the interface surface to adhere S2 of the manufacturing element 3, 7 with all or part of the surface to be protected SI of the electronic device 1 via the bonding layer 11.
  • step E4 of setting contact of the manufacturing element 3, 7 with the electronic device 1 at least a part of the interface surface S2 is in direct contact with at least a part of a first face of the bonding layer 11, and that at least part of the surface to be protected SI is in direct contact with at least a part of a second face of the connecting layer 11 opposite the first face.
  • the connecting layer 11 consists of a single element, and serves both to protect the electronic device 1, and to allow its adhesion with the manufacturing element 3, 7.
  • the manufacturing element 3 includes a protective mask 13, for example configured to protect the electronic devices 1 from etching.
  • the protective mask 13 can be metallic, for example an aluminum mask, or a chromium mask or an aluminum nitride mask so as to carry out a fine etching.
  • the bonding layer 11 makes it possible both to bond the electronic devices 1 to the protective mask 13, and to protect said electronic devices 1 from possible damage caused by the protective mask 13.
  • the protective mask 13 can be made of a non-metallic material such as S1O2, or alternatively by a semiconductor layer.
  • the manufacturing method may comprise an etching phase P2 implemented after the linking phase PI, in which an inter-device element 25 adjacent to the electronic device 1 undergoes an etching, for example a plasma etching, the mask protection 13 being configured to protect the electronic device 1 from said plasma etching.
  • the gas used for plasma etching can be an octafluorocyclobutane/dioxygen (C4F8/O2) mixture, or carbon tetrafluoride (CF4), or sulfur hexafluoride (SFe).
  • the manufacturing method may comprise a transfer phase P3 of one or more electronic devices 1 from the primary substrate 9 to a secondary substrate 19 implemented after the connection phase PI.
  • the transfer phase P3 is in particular implemented before the release phase P4.
  • the manufacturing method may comprise a coupling step E71 during which a transfer medium 7 is secured to each optoelectronic device 1 to be transferred via the bonding layer 11 as illustrated in FIG.
  • the transfer support 7 can constitute the manufacturing element 3.
  • the coupling step E71 is implemented simply by the use of a transfer handle constituting the transfer support, which is able to be secured to each electronic device 1, for example by adhesion with the layer link.
  • the coupling step E71 can be performed by molding a molding material on each electronic device 1 so as to form the transfer support 7 by hardening the molding material. It is therefore clearly understood that the bonding layer 11 can be placed between the transfer medium 7 and the electronic device 1.
  • the transfer support 7 is configured to cooperate with the manufacturing element 3.
  • the step E71 of coupling the transfer support 7 to each electronic device 1 to be transferred is then implemented via the connection of the transfer support 7 with the manufacturing element 3.
  • the transfer support 7 is distinct from the manufacturing element 3.
  • the transfer support 7 is secured indirectly to each electronic device 1 to be transferred via the manufacturing element 3 during the coupling step E71.
  • the transfer support 7 may comprise a transfer handle, made available during a step E5 of providing a transfer handle, and configured to cooperate with the manufacturing element 3, for example by gluing.
  • the transfer support 7 can be made by molding a molding material on the manufacturing element 3, so as to form the transfer support 7 by hardening the molding material.
  • the transfer support 17 can be made of a stretchable or retractable material.
  • the transfer phase P3 may further comprise a step E6 of applying an adhesion layer 23 to the transfer support 7, or to a surface of the manufacturing element 3 opposite to its surface intended to come into contact. with the bonding layer 11. It is therefore clearly understood that the bonding layer 11 is applied on the side of the manufacturing element 3 facing the electronic device 1 and that the adhesion layer 23 is deposited on the other side of the manufacturing element 3, in particular opposite the transfer support 7.
  • the adhesion layer 23 can be configured to have sufficient adhesion to allow the coupling of the transfer medium 7 with the electronic device 1 via the manufacturing element 3, and the bonding layer 11 during step E71 of coupling.
  • the adhesion layer 23 can be treated, for example by chemical treatment or by exposure to light radiation.
  • the transfer phase P3 can then comprise a step E8 of detaching said at least one electronic device 1 from the primary substrate 9 by mechanical traction or dry etching.
  • the transfer support 7 may have gripping means configured to facilitate the movement of said transfer support 7.
  • the transfer support 7 is made of a stretchable or retractable material, it can then be stretched or compressed during a step E9 of stressing the transfer support 7. In this way, it is possible to stretch or to compress the transfer medium 7 to vary a distance between two electronic devices 1, such as for example to reach a predetermined spacing.
  • the predetermined spacing may be defined as the spacing separating two electronic devices 1 on the secondary substrate 19.
  • the predetermined spacing may be between 50 ⁇ m and 1 mm, and more particularly substantially equal to 100 ⁇ m .
  • the transfer medium 7 makes it possible to selectively transfer the electronic devices 1 to be deposited on the secondary substrate 19.
  • the second spacing D2 can be between 1 ⁇ m and 2 mm.
  • the transfer phase P3 may comprise a step E10 of positioning said at least one electronic device 1 on a receiving surface of a secondary substrate 19.
  • the transfer support 7 makes it possible to simply transfer the electronic device 1 from the primary substrate 9 to the secondary substrate 19.
  • the bonding layer 11 advantageously makes it possible to protect the electronic device 1 during said transfer from the primary substrate 9 to the secondary substrate 19.
  • the transfer support 7 makes it possible to simply transfer the optoelectronic device from the primary substrate 9 to a substrate for a luminous display screen.
  • a step E73 of moving the transfer support 7 can be implemented, during which the transfer support 7 is moved so as to implement the unhooking step E8 and/or the setting step E10. in place.
  • step E10 of positioning said at least one electronic device 1 on the receiving surface of secondary substrate 19 may include the cooperation of each interconnection pad 4 with an interconnection interface 20 disposed on the surface of the secondary substrate 19, for example by welding.
  • alignment elements such as for example alignment marks associated with optical devices or lasers, can be provided to allow the positioning of the electronic devices 1 on the receiving surface of the secondary substrate 19.
  • the manufacturing process further comprises a release phase P4 in which the connecting layer 11 is exposed to the first light radiation having a first wavelength so as to dissociate the manufacturing element 3 of the connecting layer 11.
  • the release phase P4 makes it possible to separate the electronic device 1 from the manufacturing element 3, and consequently from the transfer support 7 when the latter is secured to the manufacturing element 3.
  • a cleaning phase P5 that can be implemented after the release phase P4 comprises a step Eli of removing the photosensitive polymer by jet of plasma, solvent or air.
  • the bonding layer 11 also makes it possible to protect the electronic devices 1 against damage caused by contact with the manufacturing element 3, or the transfer medium 7.
  • the bonding layer 11 advantageously makes it possible to improve the adhesion of the electronic device 1 with the manufacturing element 3.
  • the photosensitive properties of the polymer also make it possible to be able to simply remove it during the release phase P4 without causing damage to the surface of the electronic device 1.
  • the dissociation of the manufacturing element 3 with respect to the bonding layer 11 is achieved by liquefaction of the photosensitive polymer constituting the bonding layer 11 when it is subjected to the first light radiation.
  • the bonding layer 11 makes it possible to bond the electronic device 1 with the manufacturing element 3, and the release phase P4 makes it possible to detach said manufacturing element 3 from the electronic device 1.
  • the protection phases PI and of release P4 allow reversible bonding and unsticking of the electronic device 1 and of the manufacturing element 3.

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Abstract

L'invention concerne un procédé de fabrication d'un dispositif électronique (1) comprenant une phase de liaison (P1) dudit dispositif électronique (1) comprenant : - une étape (E2) d'application d'une couche de liaison (11) constituée d'un polymère photosensible sur une surface du dispositif électronique (1), et/ou sur une surface d'interface (S3) d'un l'élément de fabrication (3, 7); - une étape (E4) de mise en contact de l'élément de fabrication (3, 7) avec le dispositif électronique (1) de manière à faire adhérer l'élément de fabrication (3, 7) avec le dispositif électronique (1) par l'intermédiaire de la couche de liaison (11); et une phase de libération (P4) dans laquelle la couche de liaison (11) est exposée à un premier rayonnement lumineux ayant une première longueur d'onde de manière à dissocier l'élément de fabrication (3, 7) de la couche de liaison (11).

Description

DESCRIPTION
TITRE : Procédé de fabrication d'un dispositif électronique comprenant une phase de liaison
Domaine technique de l'invention
La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un dispositif électronique comprenant une phase de liaison dudit dispositif électronique.
Etat de la technique
Dans le domaine des écrans d'affichage lumineux, les éléments lumineux constituants l'écran doivent être agencés de façon matricielle d'une manière de plus en plus précise à mesure que la résolution des écrans augmente. Ces éléments lumineux comprennent chacun au moins une diode électroluminescente et sont organisés sous la forme d'un pixel multicolore ou sous la forme d'un sous-pixel monochrome.
Il est connu de produire les diodes électroluminescentes sur un support initial sous la forme d'un substrat de silicium ou de saphir et de les reporter, par compression voire thermocompression, sur un support de réception différent du support initial et destiné à constituer, après ce transfert par pression ou thermocompression, l'écran d'affichage lumineux. Afin de transférer les diodes électroluminescentes, il est connu d'utiliser des colles thermosensibles ou thermolabiles qui sont fondues pour permettre l'adhésion ou alternativement la libération des diodes à transférer. Cependant, l'utilisation d'une colle thermolabile présente le désavantage de nécessiter une montée en température qui peut endommager les puces. Par ailleurs, l'utilisation de colle nécessite généralement une libération par traction mécanique, suivie d'un traitement pour enlever les résidus. Une surface sale pose des problèmes de planarisation de surface de verre par exemple.
Préalablement à leur transfert, il est généralement nécessaire de les séparer pour les individualiser. Pour cela, il est possible de les séparer au moyen d'une lame, par un procédé mécanique. Cette méthode donne satisfaction en ce qu'elle permet de séparer les diodes. En revanche elle peut induire un stress mécanique et conduire parfois à l'endommagement des diodes. Il est également possible d'opérer cette séparation par l'intermédiaire d'un laser. Cette méthode a l'avantage de permettre le découpage des puces sans générer de stress mécanique. Toutefois, l'ablation laser génère parfois un dépôt de matière sur les diodes pouvant nuire au rendu final des écrans d'affichage lumineux. Ainsi, il est généralement préférable d'utiliser une méthode de découpage par gravure au plasma, notamment pour la réalisation de découpe très fine, de l'ordre de quelques micromètres de largeur. Cette méthode consiste à déposer par photolithographie, une résine à la surface des diodes. Un développement chimique permet de retirer la résine sur les zones destinées à être gravées par le plasma. Cette méthode implique de nombreuses étapes de procédé supplémentaires et une consommation importante de consommables. En remplacement des résines, il est possible d'utiliser des masques en métal déposés sur les diodes et de procéder ensuite à la gravure au plasma. L'avantage d'un masque en métal par rapport à l'utilisation d'une résine est qu'il permet d'atteindre des dimensions de découpes plus fines que ce qu'il est possible d'atteindre avec une résine. Le problème principal de cette méthode provient du retrait du masque en métal qui génère souvent des dommages à la surface des puces. Le retrait d'un masque métallique nécessite typiquement l'utilisation de solvants acides ou basiques très forts qui détériore de manière générale les puces et notamment les diodes électroluminescentes.
Objet de l'invention
La présente invention a pour but de proposer une solution qui réponde à tout ou partie des problèmes précités :
Ce but peut être atteint grâce à la mise en œuvre d'un procédé de fabrication d'un dispositif électronique comprenant une phase de liaison dudit dispositif électronique à un élément de fabrication, ladite phase de liaison comprenant : une étape de fourniture d'un substrat primaire comprenant au moins un dispositif électronique ; une étape d'application d'une couche de liaison constituée d'un polymère photosensible, durant laquelle la couche de liaison est appliquée sur une surface du dispositif électronique de manière à solidariser la couche de liaison et le dispositif électronique, et/ou sur une surface d'interface de l'élément de fabrication de manière à solidariser la couche de liaison et l'élément de fabrication; une étape de mise en contact de l'élément de fabrication avec le dispositif électronique de manière à faire adhérer l'élément de fabrication avec le dispositif électronique par l'intermédiaire de la couche de liaison.
Le procédé de fabrication comprend en outre une phase de libération dans laquelle la couche de liaison est exposée à un premier rayonnement lumineux ayant une première longueur d'onde de manière à dissocier l'élément de fabrication du dispositif électronique.
Les dispositions précédemment décrites permettent de proposer un procédé de fabrication dans lequel les dispositifs électroniques sont liés à l'élément de fabrication par l'intermédiaire de la couche de liaison. Par ailleurs, et de manière synergique, la couche de liaison permet également de protéger les dispositifs électroniques contre des dommages causés par le contact avec l'élément de fabrication ou lors du retrait de l'élément de fabrication. De plus, la couche de liaison permet avantageusement d'améliorer l'adhésion du dispositif électronique avec l'élément de fabrication.
Par polymère photosensible, on entend un polymère susceptible de subir une réaction chimique photoinduite pour sa polymérisation ou sa dépolymérisation. Par exemple il peut s'agir d'un couple polymère/photo-initiateur, comme une résine positive, ou d'un précurseur polymérique et d'un photo-initiateur donné, comme une résine négative. Les propriétés photosensibles du polymère permettent en outre de pouvoir retirer simplement l'élément de fabrication lors de la phase de libération sans engendrer de dommages à la surface du dispositif électronique.
De manière avantageuse, l'utilisation d'un polymère photosensible permet de mettre en œuvre les étapes du procédé de fabrication sans nécessiter de chauffage de la couche de liaison ou du dispositif électronique. Cette disposition est particulièrement avantageuse en ce qu'elle permet d'éviter les problèmes inhérents au chauffage rencontrés lors de l'utilisation de colles thermolabiles. En effet, une montée en température risque d'abîmer le dispositif électronique, notamment lorsqu'il comprend une puce électronique, un quantum-dot, ou un module électronique de commande.
De manière générale la dissociation de l'élément de fabrication par rapport à la couche de liaison est réalisée par liquéfaction du polymère photosensible constituant la couche de liaison lorsqu'il est soumis au premier rayonnement lumineux.
Le procédé de fabrication peut en outre présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison.
Selon un mode de réalisation, l'élément de fabrication est constitué d'un substrat de fabrication sur lequel est déposée une couche présentant la surface d'interface.
Selon un mode de réalisation, l'étape de mise en contact de l'élément de fabrication avec le dispositif électronique est mise en œuvre de manière à faire adhérer tout ou partie de la surface d'interface de l'élément de fabrication avec tout ou partie de la surface à protéger du dispositif électronique par l'intermédiaire de la couche de liaison. Il est donc bien compris que lors de l'étape de mise en contact de l'élément de fabrication avec le dispositif électronique, au moins une partie de la surface d'interface est en contact direct avec une au moins une partie d'une première face de la couche de liaison, et qu'au moins une partie de la surface à protéger est en contact direct avec au moins une partie d'une deuxième face de la couche de liaison opposée à la première face. De cette manière, la couche de liaison est constituée d'un seul élément, et sert à la fois à protéger le dispositif électronique, et à permettre son adhésion avec l'élément de fabrication.
Selon un mode de réalisation, la phase de liaison comprend une étape de traitement de la couche de liaison de manière à augmenter l'adhérence de ladite couche de liaison.
De cette manière, la couche de liaison permet de coller le dispositif électronique avec l'élément de fabrication, et la phase de libération permet de décoller ledit élément de fabrication du dispositif électronique.
En d'autres termes les phases de liaison et de libération permettent un collage et décollage réversible du dispositif électronique et de l'élément de fabrication.
Selon un mode de réalisation, l'étape de traitement comprend une exposition de la couche de liaison à un deuxième rayonnement lumineux ayant une deuxième longueur d'onde, différente de la première longueur d'onde.
Selon un mode de réalisation, le deuxième rayonnement lumineux peut être configuré pour augmenter l'adhésion de surface de la couche de liaison.
En d'autres termes, le polymère photosensible peut être choisi de manière à présenter une augmentation de son pouvoir adhésif lorsqu'il est soumis à un rayonnement lumineux ayant la deuxième longueur d'onde. Par exemple le polymère photosensible peut être une résine positive comme les résines de la famille des polysiloxanes, les polyformaldéhydes, les polyhydroxystyrenes, les novolaques, des polymères de la famille des polythiophenes et polyphenylenes, Poly(vinyl butyral), polyimide ou équivalent. De manière générale, le polymère photosensible peut comprendre un polymère ayant un mécanisme de polymérisation commençant avec une initiation photoinduite.
Selon un mode de réalisation, le polymère photosensible peut comprendre un photo initiateur configuré pour polymériser le polymère photosensible ou pour le dépolymériser.
Selon un mode de réalisation, le premier rayonnement et/ou le deuxième rayonnement lumineux sont émis par des lasers cohérents. De cette manière, il est possible de sélectionner une zone d'irradiation dans laquelle le premier rayonnement et/ou le deuxième rayonnement lumineux sont émis. Ladite zone d'irradiation peut correspondre à une surface recouverte par un polymère photosensible, par exemple la couche de liaison.
De manière avantageuse, la puissance du rayonnement lumineux cohérent peut ainsi être choisie suffisamment faible pour ne pas endommager le dispositif électronique et suffisamment forte pour permettre de modifier l'adhésion du polymère photosensible.
Selon un mode de réalisation, l'élément de fabrication comprend un masque de protection, le procédé de fabrication comprenant une phase de gravure mise en œuvre après la phase de liaison, dans laquelle un élément inter-dispositif adjacent au dispositif électronique subit une gravure, le masque de protection étant configuré pour protéger le dispositif électronique de ladite gravure.
Selon un mode de réalisation, la phase de gravure est réalisée par une gravure au plasma.
Selon un mode de réalisation, le procédé de fabrication comprend une phase de fabrication du masque de protection, ladite phase de fabrication du masque de protection comprenant les étapes suivantes : une étape de dépôt d'une couche de métal qui est destinée à constituer le masque de protection ; une étape de dépôt d'une couche de photorésine sur ladite couche de métal ; une étape d'irradiation de la couche de photorésine par un rayonnement lumineux au travers d'un masque de lithographie, ledit masque de lithographie définissant des zones primaires destinées à être irradiées par le rayonnement lumineux, et des zones secondaires destinées à être protégées par le masque de lithographie contre l'irradiation dudit rayonnement lumineux ; une étape de développement de la couche de photorésine dans laquelle la photorésine est retirée au niveau des zones primaires ou au niveau des zones secondaires, de sorte que la couche de métal ne soit plus recouverte de photorésine au niveau desdites zones où la couche de résine a été retirée, et de sorte que la couche de métal soit recouverte de la couche de photorésine sur les autres zones ; une étape de gravure dans laquelle une gravure de la couche de métal est réalisée au niveau des zones non recouvertes par la couche de résine photosensible, et dans laquelle une gravure de la couche de photorésine est réalisée sur les autres zones. Selon un mode de réalisation, la phase de gravure est réalisée entre la phase de liaison et la phase de libération.
Selon un mode de réalisation, le masque de protection est un masque en aluminium, ou un masque en chrome ou un masque en nitrure d'aluminium.
Selon un mode de réalisation, le masque de protection est constitué d'un matériau non métallique tel que le S1O2, ou alternativement par une couche semi- conductrice.
Selon un mode de réalisation, le gaz utilisé pour la gravure au plasma est un mélange octafluorocyclobutane/dioxygène (C4F8/O2), ou du tétrafluorure de carbone (CF4), ou de l'hexafluorure de soufre (SFe).
Selon un mode de réalisation, le procédé de fabrication comprend une phase de nettoyage mise en œuvre après la phase de libération, ladite phase de nettoyage comprenant une étape de retrait du polymère photosensible par jet de plasma, de solvant ou d'air.
Selon un mode de réalisation, le dispositif électronique comprend un dispositif optoélectronique.
Selon un mode de réalisation, le premier rayonnement lumineux est un rayonnement ultraviolet. Alternativement, le premier rayonnement lumineux peut être un rayonnement infrarouge ou visible.
Par exemple la première longueur d'onde peut être comprise entre 190 nm et 400 nm et plus particulièrement entre 254 nm et 400 nm.
Dans ce cas, et de manière synergique, lorsque le dispositif électronique est un dispositif optoélectronique, le polymère photosensible peut absorber une grande partie du premier rayonnement lumineux, et absorbe de cette manière les rayonnements pouvant être néfastes pour le dispositif optoélectronique.
Selon un mode de réalisation, le procédé de fabrication comprend une phase de transfert dudit au moins un dispositif électronique du substrat primaire vers un substrat secondaire mise en œuvre après la phase de liaison. La phase de transfert comprend : une étape de couplage durant laquelle un support de transfert est solidarisé à chaque dispositif électronique à transférer ; une étape de décrochage dudit au moins un dispositif électronique par rapport au substrat primaire par traction mécanique ou gravure sèche ; une étape de mise en place dudit au moins un dispositif électronique sur une surface de réception d'un substrat secondaire. Selon un premier mode de réalisation, l'élément de fabrication est constitué par le support de transfert. La solidarisation du support de transfert à chaque dispositif électronique est réalisée par l'intermédiaire de la couche de liaison.
Selon ce mode de réalisation, l'étape de couplage peut être réalisée par moulage d'un matériau de moulage sur chaque dispositif électronique de manière à former le support de transfert par durcissement du matériau de moulage. Il est donc bien compris que la couche de liaison peut être disposée entre le support de moulage et le dispositif électronique. De manière avantageuse, le support de transfert peut présenter des moyens de préhension configurés pour faciliter le déplacement dudit support de transfert.
Selon un deuxième mode de réalisation distinct du premier mode de réalisation, le support de transfert est configuré pour coopérer avec l'élément de fabrication, l'étape de couplage du support de transfert à chaque dispositif électronique à transférer étant mise en œuvre par l'intermédiaire de la solidarisation du support de transfert avec l'élément de fabrication. En d'autres termes, le support de transfert est solidarisé indirectement à chaque dispositif électronique à transférer par l'intermédiaire de l'élément de fabrication.
Selon ce mode de réalisation, le support de transfert peut comprendre une poignée de transfert configurée pour coopérer avec l'élément de fabrication, par exemple par collage.
Alternativement, le support de transfert peut être réalisé par moulage d'un matériau de moulage sur l'élément de fabrication, de manière à former le support de transfert par durcissement du matériau de moulage.
Selon un mode de réalisation, la phase de transfert comprend en outre une étape de déplacement du support de transfert durant laquelle le support de transfert est déplacé de sorte à mettre en œuvre l'étape de décrochage et/ou l'étape de mise en place.
Selon un mode de réalisation, la phase de transfert est mise en œuvre avant la phase de libération.
Les dispositions précédemment décrites permettent de proposer un support de transfert apte à transférer simplement le dispositif optoélectronique depuis le substrat primaire vers le substrat secondaire. La couche de liaison permet avantageusement de protéger le dispositif électronique lors dudit transfert depuis le substrat primaire vers le substrat secondaire. En particulier, lorsque le dispositif électronique est un dispositif optoélectronique, le support de transfert permet de transférer simplement le dispositif optoélectronique depuis le substrat primaire vers un substrat pour un écran d'affichage lumineux.
Selon un mode de réalisation, le support de transfert est constitué dans un matériau étirable ou rétractable.
Selon un mode de réalisation, la phase de transfert comprend une étape de sollicitation du support de transfert dans laquelle le support de transfert est étiré ou comprimé.
De cette manière, il est possible d'étirer ou de comprimer le support de transfert pour faire varier une distance entre deux dispositifs électroniques, par exemple selon un écartement prédéterminé. Ainsi il est possible de décrocher deux dispositifs électroniques sur le substrat primaire selon un premier écartement, et de les mettre en place sur le substrat secondaire selon un deuxième écartement différent du premier écartement.
Par exemple, l'écartement prédéterminé peut être défini comme l'écartement séparant deux dispositifs électroniques sur le substrat secondaire. Par exemple l'écartement prédéterminé peut être compris entre 50 pm et 1 mm, et plus particulièrement sensiblement égal à 100 pm. De cette manière, le support de transfert permet de transférer sélectivement les dispositifs électroniques à déposer sur le substrat secondaire.
Selon un mode de réalisation, la phase de transfert comprend une étape d'application d'une couche d'adhésion sur le support de transfert ou sur une surface de l'élément de fabrication opposée à sa surface destinée à venir en contact avec la couche de liaison.
Selon un mode de réalisation, l'étape d'application de la couche d'adhésion est mise en œuvre avant l'étape de couplage.
Il est donc bien compris que la couche de liaison est appliquée du côté de l'élément de fabrication en regard du dispositif électronique et que la couche d'adhésion est déposée de l'autre côté de l'élément de fabrication, notamment en regard du support de transfert.
Description sommaire des dessins
D'autres aspects, buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée suivante de modes de réalisation préférés de celle-ci, donnée à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : [Fig. 1] La figure 1 est une vue schématique de la phase de liaison du procédé fabrication selon un premier mode de réalisation particulier de l'invention.
[Fig. 2] La figure 2 est une vue schématique de la phase de liaison du procédé de fabrication selon un deuxième mode de réalisation particulier de l'invention.
[Fig. 3] La figure 3 est une vue schématique de la phase de gravure du procédé de fabrication selon un mode de réalisation particulier de l'invention.
[Fig. 4] La figure 4 est une vue schématique de l'étape de couplage de la phase de transfert selon un mode de réalisation particulier de l'invention.
[Fig. 5] La figure 5 est une vue schématique de certaines étapes de la phase de transfert du procédé de fabrication selon un mode de réalisation particulier de l'invention.
[Fig. 6] La figure 6 est une vue schématique d'autres étapes de la phase de transfert de la figure 5.
[Fig. 7] La figure 7 est une vue schématique de la phase de libération et de la phase de nettoyage du procédé de fabrication selon un mode de réalisation particulier de l'invention.
[Fig. 8] La figure 8 est une vue schématique de la phase de libération et de la phase de nettoyage du procédé de fabrication selon un autre mode de réalisation particulier de l'invention.
Description détaillée
Sur les figures et dans la suite de la description, les mêmes références représentent les éléments identiques ou similaires. De plus, les différents éléments ne sont pas représentés à l'échelle de manière à privilégier la clarté des figures. Par ailleurs, les différents modes de réalisation et variantes ne sont pas exclusifs les uns des autres et peuvent être combinés entre eux.
Comme illustré sur les figures 1 à 8, l'invention concerne un procédé de fabrication d'un dispositif électronique 1, ou d'une pluralité de dispositifs électroniques 1 disposés sur un substrat primaire 9, étant préférentiellement destinés à être fixés sur une surface de réception d'un substrat secondaire 19, comme par exemple un substrat pour un écran d'affichage lumineux pour le cas de dispositifs optoélectroniques, pouvant être répartis sur tout ou partie de la surface libre de la surface de réception.
Le procédé de fabrication détaillé ci-après comprend une phase de liaison PI dudit dispositif électronique 1 à un élément de fabrication 3, 7 et peut également comprendre une phase de gravure P2, une phase de transfert P3, une phase de libération P4, et une phase de nettoyage P5.
En référence aux figures 1 et 2, la phase de liaison PI du dispositif électronique 1 par rapport à un élément de fabrication 3, comprend une étape El de fourniture d'un substrat primaire 9 comprenant au moins un dispositif électronique 1. Par exemple, le substrat primaire 9 peut comprendre une pluralité de dispositifs électroniques 1 disposés à la surface du substrat primaire 9 selon un premier écartement Dl. De manière avantageuse, la pluralité de dispositifs électroniques 1 peut être attaché au substrat primaire 9 par l'intermédiaire d'une couche d'adhésion primaire 2. Chaque dispositif électronique 1 peut comprendre un dispositif optoélectronique comprenant un élément électroluminescent comprenant au moins une diode électroluminescente apte à émettre et/ou capter de la lumière, et éventuellement un composant électronique de commande associé à ladite au moins une diode électroluminescente, comme par exemple un transistor. Les dispositifs électroniques 1 ou optoélectroniques peuvent présenter au moins un plot d'interconnexion 4 destiné à coopérer avec une interface d'interconnexion 20 disposée à la surface du substrat secondaire 19. Par exemple chaque plot d'interconnexion 4 peut être destiné à être soudé à l'interface d'interconnexion 20.
Selon une variante non limitative, les dispositifs électroniques 1 peuvent présenter des dimensions comprises entre 1 pm et 1mm. Par ailleurs, la distance entre dispositifs électroniques 1 sur la surface de réception du substrat secondaire 19 est comprise entre 1 pm et 2 mm.
Chaque dispositif électronique 1 présente une surface, par exemple une surface à protéger SI sur laquelle une couche de liaison 11 constituée d'un polymère photosensible est appliquée de manière à solidariser la couche de liaison 11 et le dispositif électronique 1 lors d'une étape E2. Alternativement ou conjointement, l'étape E2 d'application d'un polymère photosensible peut être réalisée sur une surface d'interface S2 de l'élément de fabrication 3, 7. Ladite surface d'interface S2 est configurée pour être mise en contact avec le dispositif électronique 1 par l'intermédiaire de la couche de liaison 11, de manière à solidariser la couche de liaison 11 et l'élément de fabrication 3, 7. Selon un mode de réalisation, l'élément de fabrication 3 est constitué d'un substrat de fabrication 5 sur lequel est déposée une couche présentant la surface d'interface S2. Il est donc bien compris que l'étape E2 d'application d'un polymère photosensible peut être réalisée sur la surface à protéger SI du dispositif électronique 1 comme illustré sur la figure 1, ou sur la surface d'interface S2 de l'élément de fabrication 3, comme illustré sur la figure 2, ou conjointement sur la surface à protéger SI et sur la surface d'interface S2. De manière avantageuse, le polymère photosensible peut être configuré pour réagir lorsqu'il est soumis à un premier rayonnement lumineux ayant une première longueur d'onde. Par exemple le polymère photosensible peut être configuré pour se liquéfier ou pour se dépolymériser lorsqu'il est soumis au premier rayonnement lumineux.
La phase de liaison PI peut comprendre une étape E3 de traitement de la couche de liaison 11 de manière à augmenter l'adhérence de ladite couche de liaison 11. Par exemple, l'étape E3 de traitement peut comprendre une exposition de la couche de liaison 11 à un deuxième rayonnement lumineux ayant une deuxième longueur d'onde, différente de la première longueur d'onde. Le deuxième rayonnement lumineux peut notamment être configuré pour augmenter l'adhésion de surface de la couche de liaison 11. En d'autres termes, le polymère photosensible peut être choisi de manière à présenter une augmentation de son pouvoir adhésif lorsqu'il est exposé à un deuxième rayonnement lumineux. Par exemple le polymère photosensible peut être une résine positive comme les résines siloxanes, les polymétacrylates ou les polyformaldéhydes, polyphenols ou polyimmides.
Par polymère photosensible, on entend un polymère susceptible de subir une réaction chimique photoinduite pour sa polymérisation ou sa dépolymérisation. Par exemple il peut s'agir d'un couple polymère/photo-initiateur, comme une résine positive, ou d'un précurseur polymérique et d'un photo-initiateur donné, comme une résine négative. Ainsi, le polymère photosensible peut comprendre un photo initiateur configuré pour polymériser le polymère photosensible ou pour le dépolymériser.
Selon une variante non limitative, le premier rayonnement lumineux est un rayonnement ultraviolet. Alternativement, le premier rayonnement lumineux peut être un rayonnement infrarouge ou visible.
Par exemple la première longueur d'onde peut être comprise entre 190 nm et 390 nm et plus particulièrement entre 254 nm et 370 nm.
Selon une autre variante non limitative, le deuxième rayonnement lumineux est un rayonnement ultraviolet. Alternativement, le deuxième rayonnement lumineux peut être un rayonnement infrarouge ou visible.
Par exemple la deuxième longueur d'onde peut être comprise entre 400 nm et 2000 nm et plus particulièrement entre 400 nm et 800 nm.
Dans ce cas, et de manière synergique, le polymère photosensible peut absorber une grande partie du premier rayonnement lumineux et peut absorber de cette manière les rayonnements pouvant être néfastes pour le dispositif électronique 1, en particulier si ce dernier comprend un dispositif optoélectronique. Selon un mode de réalisation, le premier rayonnement et/ou le deuxième rayonnement lumineux sont émis par des lasers cohérents. De cette manière, il est possible de sélectionner une zone d'irradiation dans laquelle le premier rayonnement et/ou le deuxième rayonnement lumineux sont émis. Ladite zone d'irradiation peut correspondre à une surface recouverte par un polymère photosensible, par exemple la couche de liaison 11. De manière avantageuse, la puissance du rayonnement lumineux cohérent peut ainsi être choisie suffisamment faible pour ne pas endommager le dispositif électronique 1 et suffisamment forte pour permettre de modifier l'adhésion du polymère photosensible.
La phase de liaison PI comprend également une étape E4 de mise en contact de l'élément de fabrication 3, 7 avec le dispositif électronique 1 de manière à faire adhérer l'élément de fabrication 3, 7 avec le dispositif électronique 1 par l'intermédiaire de la couche de liaison 11. Par exemple, l'étape E4 de mise en contact de l'élément de fabrication 3, 7 avec le dispositif électronique 1 est mise en œuvre de manière à faire adhérer tout ou partie de la surface d'interface S2 de l'élément de fabrication 3, 7 avec tout ou partie de la surface à protéger SI du dispositif électronique 1 par l'intermédiaire de la couche de liaison 11. Il est donc bien compris que lors de l'étape E4 de mise en contact de l'élément de fabrication 3, 7 avec le dispositif électronique 1, au moins une partie de la surface d'interface S2 est en contact direct avec une au moins une partie d'une première face de la couche de liaison 11, et qu'au moins une partie de la surface à protéger SI est en contact direct avec au moins une partie d'une deuxième face de la couche de liaison 11 opposée à la première face. De cette manière, la couche de liaison 11 est constituée d'un seul élément, et sert à la fois à protéger le dispositif électronique 1, et à permettre son adhésion avec l'élément de fabrication 3, 7.
En référence à la figure 3, il peut être prévu que l'élément de fabrication 3 comprenne un masque de protection 13, par exemple configuré pour protéger les dispositifs électroniques 1 d'une gravure. Avantageusement, le masque de protection 13 peut être métallique, par exemple un masque en aluminium, ou un masque en chrome ou un masque en nitrure d'aluminium de manière à réaliser une gravure fine. Ainsi, la couche de liaison 11 permet à la fois de lier les dispositifs électroniques 1 au masque de protection 13, et de protéger lesdits dispositifs électroniques 1 des éventuels dommages occasionnés par le masque de protection 13. Alternativement, le masque de protection 13 peut être constitué d'un matériau non métallique tel que le S1O2, ou alternativement par une couche semi-conductrice. Dans ce cas, le procédé de fabrication peut comprendre une phase de gravure P2 mise en œuvre après la phase de liaison PI, dans laquelle un élément inter dispositif 25 adjacent au dispositif électronique 1 subit une gravure, par exemple une gravure au plasma, le masque de protection 13 étant configuré pour protéger le dispositif électronique 1 de ladite gravure au plasma. De manière générale, le gaz utilisé pour la gravure au plasma peut être un mélange octafluorocyclobutane/dioxygène (C4F8/O2), ou du tétrafluorure de carbone (CF4), ou de l'hexafluorure de soufre (SFe).
Comme illustré sur les figures 4 à 6, le procédé de fabrication peut comprendre une phase de transfert P3 d'un ou plusieurs dispositifs électroniques 1 du substrat primaire 9 vers un substrat secondaire 19 mise en œuvre après la phase de liaison PI. La phase de transfert P3 est notamment mise en œuvre avant la phase de libération P4.
Selon un premier mode de réalisation, le procédé de fabrication peut comprendre une étape E71 de couplage durant laquelle un support de transfert 7 est solidarisé à chaque dispositif optoélectronique 1 à transférer par l'intermédiaire de la couche de liaison 11 comme illustré sur la figure 4. Dans ce cas, le support de transfert 7 peut constituer l'élément de fabrication 3.
De manière générale, l'étape E71 de couplage est mise en œuvre simplement par l'utilisation d'une poignée de transfert constituant le support de transfert, qui est apte à être solidarisée à chaque dispositif électronique 1, par exemple par adhésion avec la couche de liaison.
Selon une autre variante, l'étape E71 de couplage peut être réalisée par moulage d'un matériau de moulage sur chaque dispositif électronique 1 de manière à former le support de transfert 7 par durcissement du matériau de moulage. Il est donc bien compris que la couche de liaison 11 peut être disposée entre le support de transfert 7 et le dispositif électronique 1.
Selon un deuxième mode de réalisation, distinct du premier mode de réalisation et représenté sur les figures 5, et 6, le support de transfert 7 est configuré pour coopérer avec l'élément de fabrication 3. L'étape E71 de couplage du support de transfert 7 à chaque dispositif électronique 1 à transférer est alors mise en œuvre par l'intermédiaire de la solidarisation du support de transfert 7 avec l'élément de fabrication 3. Il est donc bien compris que selon ce mode de réalisation, le support de transfert 7 est distinct de l'élément de fabrication 3. Ainsi, le support de transfert 7 est solidarisé indirectement à chaque dispositif électronique 1 à transférer par l'intermédiaire de l'élément de fabrication 3 lors de l'étape E71 de couplage. Selon ce mode de réalisation, le support de transfert 7 peut comprendre une poignée de transfert, mise à disposition lors d'une étape E5 de fourniture d'une poignée de transfert, et configurée pour coopérer avec l'élément de fabrication 3, par exemple par collage.
Alternativement, le support de transfert 7 peut être réalisé par moulage d'un matériau de moulage sur l'élément de fabrication 3, de manière à former le support de transfert 7 par durcissement du matériau de moulage.
De manière avantageuse, le support de transfert 17 peut être constitué dans un matériau étirable, ou rétractable.
La phase de transfert P3 peut en outre comprendre une étape E6 d'application d'une couche d'adhésion 23 sur le support de transfert 7, ou sur une surface de l'élément de fabrication 3 opposée à sa surface destinée à venir en contact avec la couche de liaison 11. Il est donc bien compris que la couche de liaison 11 est appliquée du côté de l'élément de fabrication 3 en regard du dispositif électronique 1 et que la couche d'adhésion 23 est déposée de l'autre côté de l'élément de fabrication 3, notamment en regard du support de transfert 7.
De manière avantageuse, la couche d'adhésion 23 peut être configurée pour présenter une adhérence suffisante pour permettre le couplage du support de transfert 7 avec le dispositif électronique 1 par l'intermédiaire de l'élément de fabrication 3, et la couche de liaison 11 lors de l'étape E71 de couplage. Notamment, la couche d'adhésion 23 peut être traitée, par exemple par traitement chimique ou par exposition à un rayonnement lumineux.
La phase de transfert P3 peut ensuite comprendre une étape E8 de décrochage dudit au moins un dispositif électronique 1 par rapport au substrat primaire 9 par traction mécanique ou gravure sèche. Le support de transfert 7 peut présenter des moyens de préhension configurés pour faciliter le déplacement dudit support de transfert 7.
Dans le cas où le support de transfert 7 est constitué dans un matériau étirable, ou rétractable, il peut ensuite être étiré ou comprimé lors d'une étape E9 de sollicitation du support de transfert 7. De cette manière, il est possible d'étirer ou de comprimer le support de transfert 7 pour faire varier une distance entre deux dispositifs électroniques 1, comme par exemple pour atteindre un écartement prédéterminé. De manière avantageuse, l'écartement prédéterminé peut être défini comme l'écartement séparant deux dispositifs électroniques 1 sur le substrat secondaire 19. Par exemple l'écartement prédéterminé peut être compris entre 50 pm et 1 mm, et plus particulièrement sensiblement égal à 100 pm. De cette manière, le support de transfert 7 permet de transférer sélectivement les dispositifs électroniques 1 à déposer sur le substrat secondaire 19. Ainsi il est possible de décrocher deux dispositifs électroniques 1 sur le substrat primaire 9 selon un premier écartement Dl, et de les mettre en place sur le substrat secondaire 19 selon un deuxième écartement D2 différent du premier écartement. De manière avantageuse, le deuxième écartement D2 peut être compris entre 1 pm et 2 mm.
Enfin la phase de transfert P3 peut comprendre une étape E10 de mise en place dudit au moins un dispositif électronique 1 sur une surface de réception d'un substrat secondaire 19. De cette manière, le support de transfert 7 permet de transférer simplement le dispositif électronique 1 depuis le substrat primaire 9 vers le substrat secondaire 19. La couche de liaison 11 permet avantageusement de protéger le dispositif électronique 1 lors dudit transfert depuis le substrat primaire 9 vers le substrat secondaire 19. En particulier, lorsque le dispositif électronique 1 est un dispositif optoélectronique, le support de transfert 7 permet de transférer simplement le dispositif optoélectronique depuis le substrat primaire 9 vers un substrat pour un écran d'affichage lumineux. De manière générale, une étape E73 de déplacement du support de transfert 7 peut être mise en œuvre, durant laquelle le support de transfert 7 est déplacé de sorte à mettre en œuvre l'étape E8 de décrochage et/ou l'étape E10 de mise en place.
Comme illustré sur la figure 6, l'étape E10 de mise en place dudit au moins un dispositif électronique 1 sur la surface de réception du substrat secondaire 19 peut comprendre la coopération de chaque plot d'interconnexion 4 avec une interface d'interconnexion 20 disposée à la surface du substrat secondaire 19, par exemple par soudure. De manière avantageuse, des éléments d'alignement, comme par exemple des marques d'alignement associées à des dispositifs optiques ou des lasers, peuvent être prévus pour permettre la mise en place des dispositifs électroniques 1 sur la surface de réception du substrat secondaire 19.
En référence aux figures 7 et 8, le procédé de fabrication comprend en outre une phase de libération P4 dans laquelle la couche de liaison 11 est exposée au premier rayonnement lumineux ayant une première longueur d'onde de manière à dissocier l'élément de fabrication 3 de la couche de liaison 11. Ainsi, la phase P4 de libération permet de séparer le dispositif électronique 1 de l'élément de fabrication 3, et par conséquent du support de transfert 7 lorsque ce dernier est solidarisé avec l'élément de fabrication 3. Une phase de nettoyage P5 pouvant être mise en œuvre après la phase de libération P4 comprend une étape Eli de retrait du polymère photosensible par jet de plasma, de solvant ou d'air. Les dispositions précédemment décrites permettent de proposer un procédé de fabrication dans lequel les dispositifs électroniques 1 sont liés à l'élément de fabrication 3, ou au support de transfert 7 par l'intermédiaire de la couche de liaison 11. Par ailleurs, et de manière synergique, la couche de liaison 11 permet également de protéger les dispositifs électroniques 1 contre des dommages causés par le contact avec l'élément de fabrication 3, ou le support de transfert 7. De plus, la couche de liaison 11 permet avantageusement d'améliorer l'adhésion du dispositif électronique 1 avec l'élément de fabrication 3. Les propriétés photosensibles du polymère permettent en outre de pouvoir le retirer simplement lors de la phase de libération P4 sans engendrer de dommages à la surface du dispositif électronique 1.
De manière générale la dissociation de l'élément de fabrication 3 par rapport à la couche de liaison 11 est réalisé par liquéfaction du polymère photosensible constituant la couche de liaison 11 lorsqu'il est soumis au premier rayonnement lumineux. La couche de liaison 11 permet de coller le dispositif électronique 1 avec l'élément de fabrication 3, et la phase de libération P4 permet de décoller ledit élément de fabrication 3 du dispositif électronique 1. En d'autres termes les phases de protection PI et de libération P4 permettent un collage et décollage réversible du dispositif électronique 1 et de l'élément de fabrication 3.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de fabrication d'un dispositif électronique (1) comprenant une phase de liaison (PI) dudit dispositif électronique (1) à un élément de fabrication (3, 7), ladite phase de liaison (PI) comprenant :
- une étape (El) de fourniture d'un substrat primaire (9) comprenant au moins un dispositif électronique (1) ;
- une étape (E2) d'application d'une couche de liaison (11) constituée d'un polymère photosensible, durant laquelle la couche de liaison (11) est appliquée sur une surface du dispositif électronique (1) de manière à solidariser la couche de liaison (11) et le dispositif électronique (1) et/ou sur une surface d'interface (S3) de l'élément de fabrication (3, 7) de manière à solidariser la couche de liaison (11) et l'élément de fabrication (3, 7) ;
- une étape (E4) de mise en contact de l'élément de fabrication (3, 7) avec le dispositif électronique (1) de manière à faire adhérer l'élément de fabrication (3, 7) avec le dispositif électronique (1) par l'intermédiaire de la couche de liaison (11) ; le procédé de fabrication comprenant en outre une phase de libération (P4) dans laquelle la couche de liaison (11) est exposée à un premier rayonnement lumineux ayant une première longueur d'onde de manière à dissocier l'élément de fabrication (3, 7) du dispositif électronique (1).
2. Procédé de fabrication selon la revendication 1, dans lequel la phase de liaison (PI) comprend une étape (E3) de traitement de la couche de liaison (11) de manière à augmenter l'adhérence de ladite couche de liaison (11), l'étape (E3) de traitement comprenant une exposition de la couche de liaison (11) à un deuxième rayonnement lumineux ayant une deuxième longueur d'onde, différente de la première longueur d'onde.
3. Procédé de fabrication selon la revendication 2, dans lequel le premier rayonnement et/ou le deuxième rayonnement lumineux sont émis par des lasers cohérents.
4. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l'élément de fabrication (3) comprend un masque de protection (13), le procédé de fabrication comprenant une phase de gravure (P2) mise en œuvre après la phase de liaison (PI), dans laquelle un élément inter-dispositif (25) adjacent au dispositif électronique (1) subit une gravure, le masque de protection (13) étant configuré pour protéger le dispositif électronique (1) de ladite gravure.
5. Procédé de fabrication selon la revendication 4, dans lequel la phase de gravure (P2) est réalisée par une gravure au plasma.
6. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, comprenant une phase de nettoyage (P5) mise en œuvre après la phase de libération (P4), ladite phase de nettoyage (P5) comprenant une étape (Eli) de retrait du polymère photosensible par jet de plasma, de solvant ou d'air.
7. Procédé de fabrication selon l'un quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel le dispositif électronique (1) comprend un dispositif optoélectronique.
8. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le premier rayonnement lumineux est un rayonnement ultraviolet.
9. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, comprenant une phase de transfert (P3) dudit au moins un dispositif électronique (1) du substrat primaire (9) vers un substrat secondaire (19) mise en œuvre après la phase de liaison (PI), ladite phase de transfert (P3) comprenant :
- une étape (E71) de couplage durant laquelle un support de transfert (7) est solidarisé à chaque dispositif électronique (1) à transférer ;
- une étape (E8) de décrochage dudit au moins un dispositif électronique (1) par rapport au substrat primaire (9) par traction mécanique ou gravure sèche ;
- une étape (E10) de mise en place dudit au moins dispositif électronique (1) sur une surface de réception du substrat secondaire (19).
10. Procédé de fabrication selon la revendication 9, dans lequel la phase de transfert (P3) est mise en œuvre avant la phase de libération (P4).
11. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 9 ou 10, dans lequel la phase de transfert (P3) comprend en outre une étape (E73) de déplacement du support de transfert (7) durant laquelle le support de transfert (7) est déplacé de sorte à mettre en œuvre l'étape (E8) de décrochage et/ou l'étape (E10) de mise en place.
12. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, dans lequel l'élément de fabrication (3) est constitué par le support de transfert (7).
13. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, dans lequel le support de transfert (7) est configuré pour coopérer avec l'élément de fabrication (3), l'étape (E71) de couplage du support de transfert (7) à chaque dispositif électronique (1) à transférer étant mise en œuvre par l'intermédiaire de la solidarisation du support de transfert (7) avec l'élément de fabrication (3).
14. Procédé de fabrication selon la revendication 13, dans lequel le support de transfert (7) est constitué dans un matériau étirable ou rétractable.
15. Procédé de fabrication selon la revendication 14, dans lequel la phase de transfert (P3) comprend une étape (E9) de sollicitation du support de transfert (7) dans laquelle le support de transfert (7) est étiré ou comprimé.
16. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 13 à 15, dans lequel la phase de transfert (P3) comprend une étape (E6) d'application d'une couche d'adhésion (23) sur le support de transfert (7), ou sur une surface de l'élément de fabrication (3) opposée à sa surface destinée à venir en contact avec la couche de liaison (11).
17. Procédé de fabrication selon la revendication 16, dans lequel l'étape (E6) d'application d'une couche d'adhésion (23) est mise en œuvre avant l'étape (E71) de couplage.
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