JP2017524250A - マイクロ転写印刷のための装置および方法 - Google Patents

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Abstract

マイクロ転写印刷を使用して、目標基板上に半導体デバイスを組み立てるための装置および方法が説明される。エラストマーまたは粘弾性スタンプ等の整合可能転写デバイス(102)は、印刷可能半導体要素(104)を製作し、印刷可能半導体要素を目標基板(110)に転写するために使用される、ネイティブ基板(108)から印刷可能半導体要素を取り上げるための支柱のアレイ(114)を含む。ある実施形態では、印刷可能半導体要素は、それらが取り上げられる前にポリマー層(106)中にカプセル化される。ある実施形態では、プラズマ処理(例えば、大気プラズマ)が、マイクロ転写印刷の間に行われることができる。プラズマは、エラストマー転写要素に取り付けられるデバイスの底面に印加されることができる。底面のこの処理は、デバイスと目標基板との間の向上した結合を提供するためなどに使用されることができる。

Description

(優先権出願)
本願は、2014年7月20日に出願された「Apparatus and Method for Micro−Transfer Printing」と題する米国仮特許出願第62/026,694号、および2014年7月21日に出願された「Methods and Tools for Micro−Transfer Printing」と題する米国仮特許出願第62/027,166号に基づく優先権および利益を主張しており、これら各々の内容はその全体が本明細書中に参考として援用される。
(発明の分野)
本発明は、印刷可能デバイスを目標基板にマイクロ転写印刷するための方法およびツールに関する。
(発明の背景)
開示される技術は、概して、マイクロ転写印刷のための方法およびツールに関する。多くの場合、この技術を使用して、極薄および/または小型デバイスを取り上げて配置することは困難である。マイクロ転写印刷は、デバイス自体に損傷を引き起こすことなく、これらの極薄、脆弱、および/または小型デバイスの選択ならびに適用を可能にする。
マイクロ転写印刷は、非ネイティブ基板上にマイクロスケール高性能デバイスのアレイを決定的に組み立てて統合することを可能にする。その最も単純な実施形態では、マイクロ転写印刷は、インクパッドから紙の上に液体ベースのインクを転写するためにゴムスタンプを使用することに類似する。しかしながら、マイクロ転写印刷では、「インク」は、高性能ソリッドステート半導体デバイスから成り、「紙」は、プラスチックおよび他の半導体を含む基板であり得る。マイクロ転写印刷プロセスは、マイクロスケールデバイスの大型アレイを選択的に取り上げ、非ネイティブ目標基板上に印刷するために、高精度運動制御型プリントヘッドと連結される工学エラストマースタンプを活用する。
エラストマー転写デバイスと印刷可能要素との間の接着は、プリントヘッドの速度を変動させることによって、選択的に調整されることができる。本速度依存性接着は、転写デバイスを構築するために使用されるエラストマー粘弾性質の結果である。転写デバイスが結合界面から迅速に離されるとき、接着は、それらのネイティブ基板から印刷可能要素を「はぎ取る」ために十分に大きく、逆に、転写デバイスが結合界面からゆっくりと離されるとき、接着は、異種表面上に要素を「解放」または「印刷」するために十分に低い。本プロセスは、スタンプが、例えば、単一の取り上げて印刷する動作で何百から何千もの離散構造を転写することができる、大規模並行動作において行われてもよい。
マイクロ転写印刷はまた、ガラス、プラスチック、金属、または他の半導体を含む、事実上あらゆる基板材料上への高性能半導体デバイスの並行組立も可能にする。基板は、可撓性であり得、それによって、可撓性電子デバイスの生産を可能にする。可撓性基板は、脆性シリコンベースの電子デバイスでは可能ではない構成を含む、多数の構成に組み込まれてもよい。加えて、プラスチック基板は、例えば、機械的に起伏が多く、機械的応力によって引き起こされる損傷または電子性能劣化に左右されない電子デバイスを提供するために使用されてもよい。したがって、これらの材料は、安価な費用で広い基板面積にわたって電子デバイスを生成することが可能な連続高速印刷技法(例えば、ロールツーロール製造)によって、電子デバイスを製作するために使用されてもよい。
また、これらのマイクロ転写印刷技法は、プラスチックポリマー基板上の組立に適合する温度において半導体デバイスを印刷することができる。加えて、半導体材料が、基板の広い面積上に印刷されてもよく、それによって、広い基板面積にわたって複雑な集積電気回路の連続高速印刷を可能にする。また、屈曲または変形デバイス配向における良好な電子性能を伴う可撓性電子デバイスが、広範囲の可撓性電子デバイスを可能にするように提供されてもよい。
マイクロ構造スタンプが、マイクロデバイスを取り上げ、マイクロデバイスを目標に輸送し、目標基板上にマイクロデバイスを印刷するために使用されてもよい。転写デバイス(例えば、マイクロ構造スタンプ)は、種々の材料を使用して作成されることができる。転写デバイス上の支柱は、それらが取り上げ可能なオブジェクトから材料を取り上げ、次いで、材料を標的基板に印刷するように生成されることができる。支柱は、アレイ様式で生成されることができ、印刷可能材料のサイズに応じて、所定範囲の高さであり得る。転写デバイスの(z方向の)圧縮は、印刷可能オブジェクトのアレイを転写デバイスの支柱に完全に積層するために使用されることができる。加えて、圧縮は、方程式v=2adに基づく設定された加速でスタンプが移動させられる距離を増加させることによって、臨界速度に達することを可能にするために使用されることができる。
しかしながら、転写デバイスの圧縮は、いくつかの問題を提起する。とりわけ、支柱の間の沈下(sagging)の可能性がある。本沈下は、所望されない材料がソース基板から取り上げられることを可能にする。隣接する支柱の間の距離が増加させられると、問題を引き起こす沈下の危険性が増加する。加えて、例えば、図22に示されるように、バルク材料と硬質プレート界面(例えば、ガラス)との間の熱膨張係数(CTE)の不一致によって引き起こされる、転写デバイスバルク材料の縁において注目され得るクラウニング効果がある。したがって、少なくともこれらの問題を最小限にし、または排除して、デバイスが印刷されるときに結合を増加させる、技法の必要性がある。
粘弾性スタンプ材料を用いた転写印刷は、チップを「取り上げる(pick)」ために、スタンプとソース材料との間に高粘度分離を必要とする。典型的用途は、チップまたはダイを「取り上げる」プロセスを達成するために、約1gの加速を使用する。しかしながら、分離における速度は、積層におけるスタンプの圧縮に依存する短い距離(例えば、数十ミクロンまたはそれ未満)で生じる。したがって、さらなる加速が、短い距離においてより高い分離速度を生成し、順に、スタンプとソースとの間の接着を増加させる必要性がある。
(発明の要旨)
本明細書に説明されるように、本開示は、マイクロ転写印刷のための方法およびツールを提供する。ある実施形態では、開示される技術は、ソースウエハからチップを取り上げるときに、高い加速を利用する。この「取り上げる」プロセスの従来の方法は、基板からスタンプを急速に上向きに離す、(スタンプが取り付けられた)垂直ステージを利用する。典型的には、約1gの加速が、ネイティブ基板からデバイスを取り上げるために使用される。ある実施形態では、取り上げるプロセス中により高い速度を達成するように、初期加速(5〜100g)を増加させることが有利である。分離における速度は、積層におけるスタンプの圧縮に依存する、非常に短い移動距離で生じる。より高い加速は、短い距離においてより高い分離速度を生成することができ、順に、スタンプとソースとの間の接着を増加させる。「取り上げる」プロセス中のソース基板から離れた下向き方向へのスタンプの移動は、重力とともに移動することによって全体的加速を増加させることができ、したがって、付加的な1gの加速度転写に追加することができる。
ある実施形態では、熱支援マイクロ転写印刷が、接着剤のない表面および局所表面(topographic surface)に行われる。ポリマーが収縮し、次いで、目標基板と接触している間に再流し込みするように設計されるときに、非ネイティブ基板への半導体デバイスの転写を増進するために、ポリマーカプセル化が使用されることができる。ポリマー層は、後に、非ネイティブ基板上に転写されたデバイスを残しながら、除去されることができる。これはまた、局所表面にマイクロ転写印刷する能力を向上させる。
プラズマ処理(例えば、減圧が必要とされない)が、マイクロ転写印刷中に行われることができる。プラズマは、エラストマー転写要素に取り付けられるデバイスの底面に印加されることができる。底面の本処理は、(i)デバイスと目標基板との間の向上した結合を提供するため、(ii)エピタキシャルリフトオフ方法を使用して製作されたデバイスの底面を清浄化するため、および(iii)(例えば、フォーミングガス、アンモニア、ギ酸等の還元ガスがプラズマに添加される場合)底面から酸化物(例えば、Cu−Cu、CuSn−Cu、Cu−Sn−Sn−Cu、Au−Au)の薄い層を除去するために使用されることができる。処理は、デバイスが分配されていない(例えば、スタンプから落下しない)様式で転写デバイス上にある間に、デバイスに適用されることができる。
ある実施形態では、プラズマ処理は、転写デバイスに取り付けられるデバイスの底面に印加されることができる。処理は、デバイスと目標基板との間の結合を向上させるために使用されることができる。処理は、底面を清浄化するため、および/または底面から酸化物の任意の層を除去するために使用されることができる。デバイスが裏面金属を有する場合、プラズマは、金属の表面から酸化物を除去するために使用されることができる。
ある実施形態では、デバイスが裏面金属を有する場合、半導体要素は、フラックスでコーティングされた噛合金属パッドを用いて目標基板に印刷される。デバイスを転写した後、フラックスは、再流し込みさせられることができ、それによって、デバイス上のパッドと裏面金属との間に良好な金属接続を残す。
クラウニング効果が、従来技術の方法を使用して製造される転写デバイスバルク材料の縁において注目され得る。クラウニングは、例えば、図22に示されるように、バルク材料と硬質プレート界面(例えば、ガラス)との間の熱膨張係数(CTE)の不一致によって引き起こされる。ある実施形態では、開示される技術は、クラウニングに関係付けられる問題を排除または低減するように設計される転写デバイスを含む。ある実施形態では、クラウンは、印刷動作中に印刷可能半導体要素がクラウンによって取り上げられないように、かみそりで切断される。
ある実施形態では、第2の材料が、バルク体積と硬質プレート界面との間に配置される。結果として、第2の材料の直接上方のバルク体積材料は、それがそうでない場合があるでよりは薄い。これは、変形する材料が少なく、クラウンを形成する隆起が少ないため、より小型のクラウンを生成する。
いくつかの実施形態では、バルク体積の斜面または側壁は、クラウニングが最小限にされるようなものである。以下で説明されるように、ある形状の側壁が、より少ないクラウニングを伴う転写デバイスをもたらす。
ある実施形態では、複数のバルク材料層(例えば、粘弾性材料)が提供される。第1のバルク材料層は、硬質プレート界面上にあり、典型的には、通常では問題のあるクラウンであろうものを有する。第2のバルク材料層は、第1のバルク材料層上に提供される。第2のバルク材料層は、第1のバルク材料層より薄い。第2のバルク材料層がより薄いため、より小型のクラウンを有し得る。支柱は、第2のバルク材料層上に配置され、バルク材料の第2の層上のクラウンに対して突出している。加えて、組み合わせられる第2のバルク材料層の厚さおよび支柱の高さが、バルク材料の第1の層上のクラウンより大きいため、支柱は、第1のバルク材料層に対して突出している。
ある実施形態では、転写デバイスは、支柱の逐次層上に逐次的に小さくなる断面を伴う多層支柱を有する。マイクロ支柱が、支柱上に形成される。マイクロ支柱は、印刷可能な半導体デバイスに物理的に接触するために使用される。マイクロ支柱は、典型的には、支柱より短くて狭い。多層支柱の使用は、依然として小型デバイスが取り上げられることを可能にしながら、支柱の所望のアスペクト比が維持されることを可能にする。多層支柱によって獲得される高さは、支柱の高さが増加させられるにつれて、クラウニング問題の危険性を低減させ得る。加えて、多層支柱は、沈下に関係付けられる問題を低減させることができる。
転写デバイスが取り上げる動作中に圧縮されるとき、支柱の間の沈下の可能性がある。本沈下は、所望されない材料がソース基板から取り上げられることを可能にする。隣接する支柱の間の距離が増加させられると、問題を引き起こす沈下の危険性が増加する。
支柱の所望のアスペクト比を維持し、したがって、沈下およびクラウニングに関係付けられる問題を低減させながら、支柱の高さを増加させるために、多層支柱が使用されることができる。ある実施形態では、抗−沈下特徴が、転写デバイス上の支柱の間に提供される。抗−沈下特徴は、デバイスを取り上げないようなアスペクト比を有することができる。このようにして、抗−沈下支柱は、転写デバイス内のバルク材料の本体がソース基板に接触することを防止し、それによって、沈下に関係付けられる問題を低減させる。
ある実施形態では、転写デバイスは、支柱の間に粗面を提供される。粗面が接着を低減させるため、粗面は、沈下が起こる場合に印刷可能半導体要素が取り上げられるであろう危険性を低減させる。
一側面では、開示される技術は、目標基板の受容表面上に半導体デバイスを組み立てるための方法を含み、この方法は、ネイティブ基板上に形成される半導体デバイスを提供するステップと、半導体デバイスの頂面を、接触表面を有する整合可能転写デバイスと接触させるステップであって、接触表面と半導体デバイスの頂面との間の接触は、半導体デバイスを整合可能転写デバイスに少なくとも一時的に結合する、ステップと、整合可能転写デバイスの接触表面が、ネイティブ基板から解放される半導体デバイスとともにその上に配置された半導体デバイスを有するように、ネイティブ基板から半導体デバイスを分離するステップと、半導体デバイスを目標基板の受容表面と接触させることに先立って、ネイティブ基板からの分離に続いて、半導体デバイスの裏面をプラズマ(例えば、大気プラズマ)に暴露するステップと、接触表面上に配置された半導体デバイスを目標基板の受容表面と接触させるステップと、半導体デバイスから整合可能転写デバイスの接触表面を分離し、それによって、目標基板の受容表面上に半導体デバイスを組み立てるステップとを含む。
ある実施形態では、裏面をプラズマに暴露するステップは、半導体デバイスと目標基板の受容基板との間の結合を向上させる。
ある実施形態では、裏面をプラズマに暴露するステップは、半導体デバイスの裏面を清浄化する。
ある実施形態では、裏面をプラズマに暴露するステップは、半導体デバイスの裏面から酸化物の薄い層を除去する。
ある実施形態では、目標基板は、ポリマー、プラスチック、樹脂、ポリイミド、PEN、PET、金属、金属箔、ガラス、半導体、およびサファイアから成る群から選択される部材である。
ある実施形態では、目標基板は、可視光に対して50%、80%、90%、もしくは95%を上回るまたはそれと等しい透明度を有する。
ある実施形態では、ネイティブ基板は、無機半導体材料、単結晶シリコンウエハ、シリコンオンインシュレータウエハ、多結晶シリコンウエハ、GaAsウエハ、Si(111)、InAlP、InP、GaAs、InGaAs、AlGaAs、GaSb、GaAlSb、AlSb、InSb、InGaAlSbAs、InAlSb、およびInGaPから成る群から選択される部材を備える。
ある実施形態では、プラズマは、還元ガスを含む。
ある実施形態では、本方法は、整合可能転写デバイスの接触表面からの半導体デバイスの剪断および剥離を防止するように、デューティサイクル、滞留時間、プラズマの出力、および半導体デバイスまでのプラズマの距離のうちの少なくとも1つを制御するステップを含む。
ある実施形態では、半導体デバイスの裏面は、金属を含む。
ある実施形態では、金属は、銅、スズ、アルミニウム、およびそれらの混合物のうちの少なくとも1つである。
ある実施形態では、目標基板の受容表面は、少なくとも部分的に金属を含む。
ある実施形態では、金属は、銅、スズ、アルミニウム、およびそれらの混合物のうちの少なくとも1つである。
ある実施形態では、整合可能転写デバイスは、粘弾性スタンプおよび弾性スタンプのうちの少なくとも1つを備える。
ある実施形態では、本方法は、接触表面上に配置された半導体デバイスを目標基板の受容表面と接触させることに先立って、ネイティブ基板から整合可能転写デバイスを分離し、それによって、ネイティブ基板から半導体デバイスを取り上げるステップを含む。
ある実施形態では、ネイティブ基板から整合可能転写デバイスを分離するステップは、少なくとも5g(例えば、5〜100g)の初期加速で行われる。
ある実施形態では、ネイティブ基板から整合可能転写デバイスを分離する上記ステップは、(i)ネイティブ基板から整合可能転写デバイスを離して動かすことと、(ii)整合可能転写デバイスからネイティブ基板を離して動かすことのうちの一方または両方を含む。
ある実施形態では、整合可能転写デバイスは、円筒支柱、三角形の支柱、長方形の支柱、五角形の支柱、六角形の支柱、七角形の支柱、および八角形の支柱のうちの少なくとも1つを備える。
ある実施形態では、整合可能転写デバイスは、複数の支柱を伴う転写デバイス層を備え、支柱のそれぞれは、ネイティブ基板からの個別半導体デバイスに接触するように成形され、それによって、目標基板の受容表面上に半導体デバイスのアレイを組み立てる。
ある実施形態では、整合可能転写デバイスは、複数の支柱のうちの2つの隣接する支柱の間に位置する、1つまたはそれを上回る抗−抗−沈下支柱を備える。
ある実施形態では、抗−沈下支柱は、支柱のうちの1つまたはそれを上回るものの高さより小さい高さを有する。
ある実施形態では、複数の支柱のうちの各支柱の間の転写デバイスの表面は、粗面である。
ある実施形態では、転写デバイスのバルク体積は、第1の材料を含み、複数の支柱は、第2の材料を含み、複数の支柱は、バルク体積上に配置される。
ある実施形態では、本方法は、接触表面上に配置された半導体デバイスを目標基板の受容表面と接触させた後に、加熱要素によってポリマー層を加熱するステップを含む。
ある実施形態では、本方法は、ネイティブ基板上に形成される半導体デバイスを提供した後に、半導体デバイスとネイティブ基板との間に形成される剥離層の少なくとも一部をエッチングするステップを含む。
ある実施形態では、半導体デバイスは、一体の無機半導体構造を備える。
ある実施形態では、目標基板は、Siを含む。
ある実施形態では、半導体デバイスは、カプセル化ポリマー層を含む。
ある実施形態では、整合可能転写デバイスは、複数の支柱と同一の高さの1つまたはそれを上回る抗−沈下支柱を備え、各抗−沈下支柱は、複数の支柱のうちの少なくとも2つの支柱の間に位置する。
ある実施形態では、半導体デバイスは、半導体デバイスの金属裏面が目標基板上のフラックス層に少なくとも部分的に接触するように、目標基板の受容表面上に組み立てられる。
ある実施形態では、本方法は、目標基板の受容表面上に半導体デバイスを組み立てた後に、フラックス層を熱処理し、それによって、金属裏面を金属パッドに固着するステップを含む。
ある実施形態では、半導体デバイスは、半導体デバイスの頂面上に配置されるポリマー層を有する。
別の側面では、開示される技術は、目標基板の受容表面上に半導体デバイスを組み立てるための方法であって、半導体デバイスの頂面上に配置されるポリマー層を伴ってネイティブ基板上に形成される、半導体デバイスを提供するステップと、半導体デバイスのポリマー層を、接触表面を有する整合可能転写デバイスと接触させるステップであって、接触表面と半導体デバイスとの間の接触は、半導体デバイスを整合可能転写デバイスに少なくとも一時的に結合する、ステップと、半導体デバイスが、整合可能転写デバイスの接触表面上に配置され、ネイティブ基板から解放されるように、ネイティブ基板から半導体デバイスを分離するステップと、接触表面上に配置された半導体デバイスを目標基板の受容表面に接触させるステップと、加熱要素によって、ポリマー層を加熱するステップと、半導体デバイスが受容表面上に転写されるように、半導体デバイスから整合可能転写デバイスの接触表面を分離し、それによって、目標基板の受容表面上に半導体デバイスを組み立てるステップとを含む、方法を含む。
ある実施形態では、加熱要素は、ホットプレートである。
ある実施形態では、加熱要素は、半導体デバイスと反対の目標基板の側面上に配置される。
ある実施形態では、目標基板は、半導体デバイスに対して非ネイティブである。
ある実施形態では、本方法は、ポリマー層を加熱した後に、ポリマーを少なくとも部分的に除去するステップを含む。
ある実施形態では、加熱要素からの熱は、ポリマー層の粘度を低減させ、ポリマー層を流動させる。
ある実施形態では、ポリマー層は、半導体デバイスの頂面および半導体デバイスの1つまたはそれを上回る側面上に配置される。
ある実施形態では、ポリマー層は、ネイティブ基板上の印刷可能半導体の少なくとも一部をカプセル化する。
ある実施形態では、目標基板の受容表面は、平面状でない局所表面を備える。
ある実施形態では、目標基板は、ポリマー、プラスチック、樹脂、ポリイミド、PEN、PET、金属、金属箔、ガラス、半導体、およびサファイアから成る群から選択される部材である。
ある実施形態では、目標基板は、可視光に対して50%、80%、90%、もしくは95%を上回るまたはそれと等しい透明度を有する。
ある実施形態では、ネイティブ基板は、無機半導体材料、単結晶シリコンウエハ、シリコンオンインシュレータウエハ、多結晶シリコンウエハ、GaAsウエハ、Si(111)、InAlP、InP、GaAs、InGaAs、AlGaAs、GaSb、GaAlSb、AlSb、InSb、InGaAlSbAs、InAlSb、およびInGaPから成る群から選択される部材を備える。
ある実施形態では、半導体デバイスは、半導体デバイスの金属裏面が目標基板上のフラックス層に少なくとも部分的に接触するように、目標基板の受容表面上に組み立てられる。
ある実施形態では、本方法は、目標基板の受容表面上に半導体デバイスを組み立てた後に、フラックス層を熱処理し、それによって、金属裏面を金属パッドに固着するステップを含む。
ある実施形態では、本方法は、半導体デバイスを目標基板の受容表面と接触させることに先立って、ネイティブ基板からの分離に続いて、半導体デバイスの頂面と反対の半導体デバイスの裏面をプラズマに暴露するステップを含む。
別の側面では、開示される技術は、目標基板の受容表面上に半導体デバイスを組み立てるための方法であって、ネイティブ基板上に形成される半導体デバイスを提供するステップであって、半導体デバイスは、金属裏面を備える、ステップと、半導体デバイスの頂面を、接触表面を有する整合可能転写デバイスと接触させるステップであって、接触表面と半導体デバイスとの間の接触は、半導体デバイスを整合可能転写デバイスに少なくとも一時的に結合する、ステップと、整合可能転写デバイスの接触表面が、ネイティブ基板から解放される半導体デバイスとともにその上に配置された半導体デバイスを有するように、ネイティブ基板から半導体デバイスを分離するステップと、接触表面上に配置された半導体デバイスを目標基板の受容表面と接触させるステップであって、受容表面は、目標基板上に配置される金属パッド上にフラックス層を備える、ステップと、半導体デバイスから整合可能転写デバイスの接触表面を分離し、それによって、半導体デバイスの金属裏面がフラックス層に少なくとも部分的に接触するように、目標基板の受容表面上に半導体デバイスを組み立てるステップと、フラックス層を熱に暴露し、それによって、金属裏面を金属パッドに固着するステップとを含む、方法を含む。
ある実施形態では、フラックス層を熱処理するステップは、フラックス層を熱に暴露するステップを含む。
ある実施形態では、フラックス層は、加熱要素を使用して熱に暴露される。
ある実施形態では、加熱要素は、ホットプレートである。
ある実施形態では、加熱要素は、印刷可能な半導体デバイスと反対の目標基板の側面上に配置される。
ある実施形態では、ネイティブ基板上に形成される半導体デバイスを提供するステップは、半導体デバイスの頂面上に配置されるポリマー層を伴ってネイティブ基板上に形成される、半導体デバイスを提供するステップを含む。
ある実施形態では、目標基板は、ポリマー、プラスチック、樹脂、ポリイミド、PEN、PET、金属、金属箔、ガラス、半導体、およびサファイアから成る群から選択される部材である。
ある実施形態では、目標基板は、可視光に対して50%、80%、90%、もしくは95%を上回るまたはそれと等しい透明度を有する。
ある実施形態では、ネイティブ基板は、無機半導体材料、単結晶シリコンウエハ、シリコンオンインシュレータウエハ、多結晶シリコンウエハ、GaAsウエハ、Si(111)、InAlP、InP、GaAs、InGaAs、AlGaAs、GaSb、GaAlSb、AlSb、InSb、InGaAlSbAs、InAlSb、およびInGaPから成る群から選択される部材を備える。
ある実施形態では、ネイティブ基板上に形成される半導体デバイスを提供するステップは、ネイティブ基板上に半導体デバイスを形成すること、印刷可能半導体を少なくとも部分的にポリマー層でカプセル化することとを含む。
ある実施形態では、ネイティブ基板上に形成される半導体デバイスは、ポリマー層でカプセル化される。
ある実施形態では、目標基板の受容表面は、1つまたはそれを上回る平面状でない局所特徴を備える。
ある実施形態では、1つまたはそれを上回る平面状でない局所特徴は、メサ、V字形チャネル、およびトレンチから成る群から選択される少なくとも1つの部材を備える。
ある実施形態では、半導体デバイスは、半導体デバイスの頂面上に配置されるポリマー層を有する。
ある実施形態では、本方法は、接触表面上に配置された半導体デバイスを目標基板の受容表面と接触させた後に、加熱要素によってポリマー層を加熱するステップを含む。
ある実施形態では、本方法は、ネイティブ基板からの分離に続いて、かつ半導体デバイスを目標基板の受容表面と接触させることに先立って、半導体デバイスの頂面と反対の半導体デバイスの裏面をプラズマに暴露するステップを含む。
別の側面では、開示される技術は、低減されたクラウニングを伴う整合可能転写デバイスであって、第1の表面および第1の表面と反対の第2の表面と、第1の表面と第2の表面との間の側面とを有する、バルク体積であって、バルク面積は、側面を第1の表面に接続する先細表面を備える、バルク体積と、印刷可能材料を取り上げるためにバルク体積の第1の表面上に配置される、複数の印刷支柱であって、複数の印刷支柱およびバルク体積は、バルク体積の第2の表面に印加される力が複数の印刷支柱に伝達されるように配列される、複数の印刷支柱とを備える、転写デバイスを含む。
ある実施形態では、複数の支柱のうちの各支柱のアスペクト比(高さ対幅)は、4:1未満またはそれと等しい(例えば、2:1〜4:1)。
ある実施形態では、複数の印刷支柱のうちの各支柱は、第1の表面と反対の支柱の端部上に接触表面を備え、複数の支柱の接触表面は、実質的に同一平面内にある。
ある実施形態では、複数の印刷支柱の厚さは、1ミクロン〜100ミクロン(例えば、1〜5ミクロン、5〜10ミクロン、10〜15ミクロン、50〜25ミクロン、25〜40ミクロン、40〜60ミクロン、60〜80ミクロン、または80〜100ミクロン)である。
ある実施形態では、バルク体積の厚さは、0.5mm〜5mm(例えば、0.5〜1mm、1〜2mm、2〜3mm、3〜4mm、または4〜5mm)である。
ある実施形態では、複数の印刷支柱の厚さおよびバルク体積の厚さの比は、1:1〜1:10(例えば、1:1〜1:2、1:2〜1:4、1:4〜1:6、1:6〜1:8、または1:8〜1:10)である。
ある実施形態では、バルク体積は、1GPa〜10GPa(例えば、1〜4GPa、4〜7GPa、7〜10GPa)のヤング率を有する。
ある実施形態では、複数の印刷支柱は、1MPa〜10MPa(例えば、1〜4MPa、4〜7MPa、7〜10MPa)のヤング率を有する。
ある実施形態では、複数の印刷支柱は、第1のヤング率を有し、基部は、第1のヤング率より大きい第2のヤング率を有する。
ある実施形態では、バルク体積は、14.5ppm未満またはそれと等しい熱膨張係数を有する、ポリマーを含む。
ある実施形態では、複数の印刷支柱は、10cm〜260cm(例えば、10cm〜40cm、40cm〜80cm、120cm〜160cm、160cm〜200cm、200cm〜240cm、または240cm〜260cm)から選択される面積を占有する。
ある実施形態では、複数の印刷支柱のうちの各印刷支柱は、50ナノメートル〜10マイクロメートル(例えば、50nm〜100nm、100nm〜200nm、200nm〜400nm、400nm〜600nm、600nm〜800nm、800nm〜1ミクロン、1ミクロン〜5ミクロン、または5ミクロン〜10ミクロン)の幅、長さ、および高さのうちの少なくとも1つを有する。
ある実施形態では、複数の印刷支柱は、連続的な一体の層内に形成される。
ある実施形態では、複数の印刷支柱は、ポリマーを含む。
ある実施形態では、バルク体積は、ポリジメチルシロキサン(PDMS)である。
ある実施形態では、バルク体積および複数の印刷支柱は、単一の材料から形成される。
ある実施形態では、支柱の少なくとも一部は、第1の表面の縁から1mm〜15mm(例えば、縁から1mm〜5mmまたは5mm〜10mm、10mm〜15mm)離れて第1の表面上に配列される。
ある実施形態では、バルク体積は、第1および第2の表面の間の側面である、側面を有する。
ある実施形態では、側面は、傾斜および/または丸みを帯びた縁を有する。
ある実施形態では、側面は、丸みを帯びた外形(例えば、凸状および凹状)を有する。
ある実施形態では、側面は、75°以下(例えば、60°以下、45°以下、30°以下、または15°以下)の(第1の表面と平行な)水平からの角度を形成する、傾斜縁を有する。
別の側面では、開示される技術は、複数の支柱(例えば、支柱のアレイ)が配置される表面を伴うメサ構成を有する、エラストマー(例えば、PDMS)スラブ(例えば、バルク体積)を備える、整合可能転写デバイスを含み、以下のうちの1つまたはそれを上回るもの[(i)、(ii)、および/または(iii)のうちのいずれか]が当てはまる、すなわち、(i)メサの縁は、表面の歪曲を低減させ、複数の支柱の正確な間隔を可能にするよう、傾斜および/または丸みを帯びた縁を有する、(ii)複数の支柱は、縁から少なくとも1mm(例えば、縁から1mm〜5mmまたは5mm〜20mm)離れて表面上に配列される、および(iii)上記メサは、10mm以下(例えば、1〜5mm)の厚さを有する。
ある実施形態では、上記メサの縁は、75°以下(例えば、60°以下、45°以下、30°以下、または15°以下)の(表面と平行な)水平からの角度を形成する、傾斜縁を有する。
ある実施形態では、上記メサの縁は、丸みを帯びた外形(例えば、凸状および凹状)を有する。
ある実施形態では、本デバイスは、エラストマースラブが配置される基板(例えば、ガラス)を含む。
ある実施形態では、複数の支柱のうちの各支柱のアスペクト比(高さ対幅)は、4:1未満またはそれと等しい(例えば、2:1〜4:1)。
ある実施形態では、複数の印刷支柱のうちの各支柱は、第1の表面と反対の支柱の端部上に接触表面を備え、複数の支柱の接触表面は、実質的に同一平面内にある。
ある実施形態では、支柱の厚さは、1ミクロン〜100ミクロン(例えば、1〜5ミクロン、5〜10ミクロン、10〜15ミクロン、50〜25ミクロン、25〜40ミクロン、40〜60ミクロン、60〜80ミクロン、または80〜100ミクロン)である。
ある実施形態では、上記メサの厚さは、0.5mm〜5mm(例えば、0.5〜1mm、1〜2mm、2〜3mm、3〜4mm、または4〜5mm)である。
ある実施形態では、複数の支柱の厚さ 対 上記メサの厚さの比は、1:1〜1:10(例えば、1:1〜1:2、1:2〜1:4、1:4〜1:6、1:6〜1:8、または1:8〜1:10)である。
ある実施形態では、上記メサは、1GPa〜10GPa(例えば、1〜4GPa、4〜7GPa、7〜10GPa)のヤング率を有する。
ある実施形態では、支柱は、1MPa〜10MPa(例えば、1〜4MPa、4〜7MPa、7〜10MPa)のヤング率を有する。
ある実施形態では、支柱は、第1のヤング率を有し、メサは、第1のヤング率より大きい第2のヤング率を有する。
ある実施形態では、支柱は、1MPa〜5MPaのヤング率を有する。
ある実施形態では、上記メサは、14.5ppm未満またはそれと等しい熱膨張係数を有する、ポリマーを含む。
ある実施形態では、支柱は、10cm〜260cm(例えば、10cm〜40cm、40cm〜80cm、120cm〜160cm、160cm〜200cm、200cm〜240cm、または240cm〜260cm)から選択される面積を占有する。
ある実施形態では、支柱のうちの各支柱は、50ナノメートル〜10マイクロメートル(例えば、50nm〜100nm、100nm〜200nm、200nm〜400nm、400nm〜600nm、600nm〜800nm、800nm〜1ミクロン、1ミクロン〜5ミクロン、または5ミクロン〜10ミクロン)の幅、長さ、および高さのうちの少なくとも1つを有する。
ある実施形態では、支柱は、連続的な一体の層内に形成される。
ある実施形態では、支柱は、ポリマーを含む。
ある実施形態では、上記メサは、ポリジメチルシロキサン(PDMS)である。
ある実施形態では、メサおよび支柱は、単一の材料から形成される。
別の側面では、開示される技術は、整合可能転写デバイスであって、第1の表面および第1の表面と反対の第2の表面を有する、バルク体積と、バルク体積上に配置されるメサと、印刷可能材料を取り上げるためにバルク体積と反対のメサ上に配置される、複数の支柱(例えば、支柱のアレイ)を備える、層であって、複数の支柱、メサ、およびバルク体積は、バルク体積の第2の表面に印加される力が複数の支柱に伝達されるように配列される、層とを含む、転写デバイスを含む。
ある実施形態では、上記メサの厚さは、支柱の厚さより大きい。
ある実施形態では、複数の支柱のうちの各支柱のアスペクト比(高さ対幅)は、4:1未満またはそれと等しい(例えば、2:1〜4:1)。
ある実施形態では、複数の印刷支柱のうちの各支柱は、第1の表面と反対の支柱の端部上に接触表面を備え、複数の支柱の接触表面は、実質的に同一平面内にある。
ある実施形態では、支柱の厚さは、1ミクロン〜100ミクロン(例えば、1〜5ミクロン、5〜10ミクロン、10〜15ミクロン、50〜25ミクロン、25〜40ミクロン、40〜60ミクロン、60〜80ミクロン、または80〜100ミクロン)である。
ある実施形態では、バルク体積の厚さは、0.5mm〜5mm(例えば、0.5〜1mm、1〜2mm、2〜3mm、3〜4mm、または4〜5mm)である。
ある実施形態では、支柱の厚さ対バルク体積の厚さの比は、1:1〜1:10(例えば、1:1〜1:2、1:2〜1:4、1:4〜1:6、1:6〜1:8、または1:8〜1:10)である。
ある実施形態では、バルク体積は、1GPa〜10GPa(例えば、1〜4GPa、4〜7GPa、7〜10GPa)のヤング率を有する。
ある実施形態では、支柱は、1MPa〜10MPa(例えば、1〜4MPa、4〜7MPa、7〜10MPa)のヤング率を有する。
ある実施形態では、支柱は、第1のヤング率を有し、バルク体積は、第1のヤング率より大きい第2のヤング率を有する。
ある実施形態では、上記メサは、第1のヤング率を有する。
ある実施形態では、上記メサは、第2のヤング率を有する。
ある実施形態では、バルク体積は、14.5ppm未満またはそれと等しい熱膨張係数を有する、ポリマーを含む。
ある実施形態では、支柱は、10cm〜260cm(例えば、10cm〜40cm、40cm〜80cm、120cm〜160cm、160cm〜200cm、200cm〜240cm、または240cm〜260cm)から選択される面積を占有する。
ある実施形態では、複数の支柱のうちの各支柱は、50ナノメートル〜10マイクロメートル(例えば、50nm〜100nm、100nm〜200nm、200nm〜400nm、400nm〜600nm、600nm〜800nm、800nm〜1ミクロン、1ミクロン〜5ミクロン、または5ミクロン〜10ミクロン)の幅、長さ、および高さのうちの少なくとも1つを有する。
ある実施形態では、支柱は、連続的な一体の層内に形成される。
ある実施形態では、支柱は、ポリマーを含む。
ある実施形態では、バルク体積は、ポリジメチルシロキサン(PDMS)である。
ある実施形態では、バルク体積および支柱は、単一の材料から形成される。
ある実施形態では、支柱の少なくとも一部は、第1の表面の縁から1mm〜15mm(例えば、縁から1mm〜5mmまたは5mm〜10mm、10mm〜15mm)離れて第1の表面上に配列される。
ある実施形態では、バルク体積は、第1および第2の表面の間の側面である、側面を有する。
ある実施形態では、側面は、傾斜および/または丸みを帯びた縁を有する。
ある実施形態では、側面は、丸みを帯びた外形(例えば、凸状および凹状)を有する。
ある実施形態では、側面は、75°以下(例えば、60°以下、45°以下、30°以下、または15°以下)の(第1の表面と平行な)水平からの角度を形成する、傾斜縁を有する。
別の側面では、開示される技術は、クラウニングを低減させるように整合可能転写デバイスを修正する方法であって、第1の表面および第1の表面と反対の第2の表面と、第1の表面と第2の表面との間の1つまたはそれを上回る側面とを有する、バルク体積と、印刷可能材料を取り上げるためにバルク体積の第1の表面上に配置される、複数の印刷支柱であって、複数の印刷支柱およびバルク体積は、バルク体積の第2の表面に印加される力が複数の印刷支柱に伝達されるように配列される、複数の印刷支柱とを備える、転写デバイスを提供するステップと、第1の表面に対してゼロではない角度でバルク基板の第1の表面の縁を切断し、それによって、縁におけるクラウニングを低減させるステップとを含む、方法を含む。
ある実施形態では、複数の支柱のうちの各支柱のアスペクト比(高さ対幅)は、4:1未満またはそれと等しい(例えば、2:1〜4:1)。
ある実施形態では、複数の印刷支柱のうちの各支柱は、第1の表面と反対の支柱の端部上に接触表面を備え、複数の支柱の接触表面は、実質的に同一平面内にある。
ある実施形態では、複数の印刷支柱の厚さは、1ミクロン〜100ミクロン(例えば、1〜5ミクロン、5〜10ミクロン、10〜15ミクロン、50〜25ミクロン、25〜40ミクロン、40〜60ミクロン、60〜80ミクロン、または80〜100ミクロン)である。
ある実施形態では、バルク体積の厚さは、0.5mm〜5mm(例えば、0.5〜1mm、1〜2mm、2〜3mm、3〜4mm、または4〜5mm)である。
ある実施形態では、複数の印刷支柱の厚さおよびバルク体積の厚さの比は、1:1〜1:10(例えば、1:1〜1:2、1:2〜1:4、1:4〜1:6、1:6〜1:8、または1:8〜1:10)である。
ある実施形態では、バルク体積は、1GPa〜10GPa(例えば、1〜4GPa、4〜7GPa、7〜10GPa)のヤング率を有する。
ある実施形態では、複数の印刷支柱は、1MPa〜10MPa(例えば、1〜4MPa、4〜7MPa、7〜10MPa)のヤング率を有する。
ある実施形態では、複数の印刷支柱は、第1のヤング率を有し、バルク体積は、第1のヤング率より大きい第2のヤング率を有する。
ある実施形態では、バルク体積は、14.5ppm未満またはそれと等しい熱膨張係数を有する、ポリマーを含む。
ある実施形態では、複数の印刷支柱は、10cm〜260cm(例えば、10cm〜40cm、40cm〜80cm、120cm〜160cm、160cm〜200cm、200cm〜240cm、または240cm〜260cm)から選択される面積を占有する。
ある実施形態では、複数の印刷支柱のうちの各印刷支柱は、50ナノメートル〜10マイクロメートル(例えば、50nm〜100nm、100nm〜200nm、200nm〜400nm、400nm〜600nm、600nm〜800nm、800nm〜1ミクロン、1ミクロン〜5ミクロン、または5ミクロン〜10ミクロン)の幅、長さ、および高さのうちの少なくとも1つを有する。
ある実施形態では、複数の印刷支柱は、連続的な一体の層内に形成される。
ある実施形態では、複数の印刷支柱は、ポリマーを含む。
ある実施形態では、バルク体積は、ポリジメチルシロキサン(PDMS)である。
ある実施形態では、バルク体積および複数の印刷支柱は、単一の材料から形成される。
ある実施形態では、支柱の少なくとも一部は、第1の表面の縁から1mm〜15mm(例えば、縁から1mm〜5mmまたは5mm〜10mm、10mm〜15mm)離れて第1の表面上に配列される。
ある実施形態では、バルク体積は、第1および第2の表面の間の側面である、側面を有する。
ある実施形態では、側面は、傾斜および/または丸みを帯びた縁を有する。
ある実施形態では、側面は、丸みを帯びた外形(例えば、凸状および凹状)を有する。
ある実施形態では、側面は、75°以下(例えば、60°以下、45°以下、30°以下、または15°以下)の(第1の表面と平行な)水平からの角度を形成する、傾斜縁を有する。
別の側面では、開示される技術は、整合可能転写デバイスであって、第1の表面および第1の表面と反対の第2の表面を有する、バルク体積と、印刷可能材料を取り上げるためにバルク体積の第1の表面上に配置される、複数の支柱であって、各支柱は、基礎区分と、最上区分とを備え、最上区分は、基礎区分の断面積より小さい(例えば、基礎区分の断面積の50%、30%、25%、10%未満である)断面積を有する、複数の印刷支柱とを含む、転写デバイスを含む。
ある実施形態では、複数の支柱のそれぞれは、第1の表面と反対の支柱の端部上に接触表面を備え、複数の支柱の接触表面は、実質的に同一平面内にある。
ある実施形態では、支柱の厚さは、1ミクロン〜100ミクロン(例えば、1〜5ミクロン、5〜10ミクロン、10〜15ミクロン、50〜25ミクロン、25〜40ミクロン、40〜60ミクロン、60〜80ミクロン、または80〜100ミクロン)に及ぶ。
ある実施形態では、バルク体積の厚さは、0.5mm〜5mm(例えば、0.5〜1mm、1〜2mm、2〜3mm、3〜4mm、または4〜5mm)である。
ある実施形態では、支柱の厚さ対バルク体積の厚さの比は、1:1〜1:10(例えば、1:1〜1:2、1:2〜1:4、1:4〜1:6、1:6〜1:8、または1:8〜1:10)である。
ある実施形態では、バルク体積は、1GPa〜10GPa(例えば、1〜4GPa、4〜7GPa、7〜10GPa)のヤング率を有する。
ある実施形態では、支柱は、1MPa〜10MPa(例えば、1〜4MPa、4〜7MPa、7〜10MPa)のヤング率を有する。
ある実施形態では、支柱は、第1のヤング率を有し、基部は、第1のヤング率より大きい第2のヤング率を有する。
ある実施形態では、バルク体積は、14.5ppm未満またはそれと等しい熱膨張係数を有する、ポリマーを含む。
ある実施形態では、支柱は、10cm〜260cm(例えば、10cm〜40cm、40cm〜80cm、120cm〜160cm、160cm〜200cm、200cm〜240cm、または240cm〜260cm)から選択される面積を占有する。
ある実施形態では、複数の支柱のうちの各支柱は、50ナノメートル〜10マイクロメートル(例えば、50nm〜100nm、100nm〜200nm、200nm〜400nm、400nm〜600nm、600nm〜800nm、800nm〜1ミクロン、1ミクロン〜5ミクロン、または5ミクロン〜10ミクロン)の幅、長さ、および高さのうちの少なくとも1つを有する。
ある実施形態では、支柱は、連続的な一体の層内に形成される。
ある実施形態では、支柱は、ポリマーを含む。
ある実施形態では、バルク体積は、ポリジメチルシロキサン(PDMS)である。
ある実施形態では、バルク体積および支柱は、単一の材料から形成される。
ある実施形態では、複数の支柱のうちの各支柱のアスペクト比(高さ対幅)は、4:1未満またはそれと等しい(例えば、2:1〜4:1)。
ある実施形態では、バルク体積は、第1および第2の表面の間の側面である、側面を有する。
ある実施形態では、側面は、傾斜および/または丸みを帯びた縁を有する。
ある実施形態では、側面は、丸みを帯びた外形(例えば、凸状および凹状)を有する。
ある実施形態では、側面は、75°以下(例えば、60°以下、45°以下、30°以下、または15°以下)の(第1の表面と平行な)水平からの角度を形成する、傾斜縁を有する。
ある実施形態では、支柱の少なくとも一部は、第1の表面の縁から1mm〜15mm(例えば、縁から1mm〜5mmまたは5mm〜10mm、10mm〜15mm)離れて第1の表面上に配列される。
別の側面では、開示される技術は、整合可能転写デバイスであって、第1の表面および第1の表面と反対の第2の表面を有する、バルク体積と、印刷可能材料を取り上げるためにバルク体積の第1の表面上に配置される、複数の印刷支柱と、印刷可能材料が複数の印刷支柱によって取り上げられるときに、バルク体積の第1の表面が沈下し、不注意に印刷可能材料を取り上げることを防止するために、バルク体積の第1の表面上に配置される、複数の抗−沈下支柱であって、複数の印刷支柱およびバルク体積は、バルク体積の第2の表面に印加される力が複数の印刷支柱に伝達されるように配列される、複数の抗−沈下支柱とを含む、転写デバイスを含む。
ある実施形態では、複数の印刷支柱および複数の抗−沈下支柱は、複数の印刷支柱と複数の抗−沈下支柱との間に位置付けられる接続層上に配置される。
ある実施形態では、接続層は、薄い金属層を備える。
ある実施形態では、複数の支柱のそれぞれは、第1の表面と反対の支柱の端部上に接触表面を備え、複数の支柱の接触表面は、実質的に同一平面内にある。
ある実施形態では、印刷支柱の厚さは、1ミクロン〜100ミクロン(例えば、1〜5ミクロン、5〜10ミクロン、10〜15ミクロン、50〜25ミクロン、25〜40ミクロン、40〜60ミクロン、60〜80ミクロン、または80〜100ミクロン)である。
ある実施形態では、バルク体積の厚さは、0.5mm〜5mm(例えば、0.5〜1mm、1〜2mm、2〜3mm、3〜4mm、または4〜5mm)である。
ある実施形態では、印刷支柱の厚さ対バルク体積の厚さの比は、1:1〜1:10(例えば、1:1〜1:2、1:2〜1:4、1:4〜1:6、1:6〜1:8、または1:8〜1:10)である。
ある実施形態では、バルク体積は、1GPa〜10GPa(例えば、1〜4GPa、4〜7GPa、7〜10GPa)のヤング率を有する。
ある実施形態では、印刷支柱は、1MPa〜10MPa(例えば、1〜4MPa、4〜7MPa、7〜10MPa)のヤング率を有する。
ある実施形態では、印刷支柱は、第1のヤング率を有し、バルク体積は、第1のヤング率より大きい第2のヤング率を有する。
ある実施形態では、バルク体積は、14.5ppm未満またはそれと等しい熱膨張係数を有する、ポリマーを含む。
ある実施形態では、印刷支柱は、10cm〜260cm(例えば、10cm〜40cm、40cm〜80cm、120cm〜160cm、160cm〜200cm、200cm〜240cm、または240cm〜260cm)から選択される面積を占有する。
ある実施形態では、印刷支柱のそれぞれは、50ナノメートル〜10マイクロメートル(例えば、50nm〜100nm、100nm〜200nm、200nm〜400nm、400nm〜600nm、600nm〜800nm、800nm〜1ミクロン、1ミクロン〜5ミクロン、または5ミクロン〜10ミクロン)の幅、長さ、および高さのうちの少なくとも1つを有する。
ある実施形態では、印刷支柱は、連続的な一体の層内に形成される。
ある実施形態では、印刷支柱は、ポリマーを含む。
ある実施形態では、バルク体積は、ポリジメチルシロキサン(PDMS)である。
ある実施形態では、バルク体積および印刷支柱は、単一の材料から形成される。
ある実施形態では、抗−沈下支柱は、印刷支柱の間に散在させられる。
ある実施形態では、複数の抗−沈下支柱は、印刷支柱より大きい係数を有する。
ある実施形態では、支柱のうちの各支柱のアスペクト比(高さ対幅)は、4:1未満またはそれと等しい(例えば、2:1〜4:1)。
ある実施形態では、支柱の少なくとも一部は、第1の表面の縁から1mm〜15mm(例えば、縁から1mm〜5mmまたは5mm〜10mm、10mm〜15mm)離れて第1の表面上に配列される。
ある実施形態では、バルク体積は、第1および第2の表面の間の側面である、側面を有する。
ある実施形態では、側面は、傾斜および/または丸みを帯びた縁を有する。
ある実施形態では、側面は、丸みを帯びた外形(例えば、凸状および凹状)を有する。
ある実施形態では、側面は、75°以下(例えば、60°以下、45°以下、30°以下、または15°以下)の(第1の表面と平行な)水平からの角度を形成する、傾斜縁を有する。
別の側面では、開示される技術は、整合可能転写デバイスであって、第1の表面および第1の表面と反対の第2の表面を有する、バルク体積と、印刷可能材料を取り上げるためにバルク体積の第1の表面上に配置される、複数の支柱であって、複数の支柱およびバルク体積は、バルク体積の第2の表面に印加される力が複数の支柱に伝達されるように配列され、複数の支柱によって占有されていない第1の表面の面積の一部は、粗面積を備える(それによって、抗−沈下する)、複数の支柱とを含む、転写デバイスを含む。
ある実施形態では、粗面積は、複数の特徴を備え、各特徴は、各支柱の幅より小さい幅と、各支柱の高さより小さい高さとを有する。
ある実施形態では、粗面積は、支柱の間で第1の表面上に位置する。
ある実施形態では、粗面積は、特徴のパターン化されたアレイを備える。
請求項200 粗面積は、特徴のランダムアレイを備える、請求項196〜199のいずれか1項に記載のデバイス。
ある実施形態では、複数の支柱のそれぞれは、第1の表面と反対の支柱の端部上に接触表面を備え、複数の支柱の接触表面は、実質的に同一平面内にある。
ある実施形態では、支柱の厚さは、1ミクロン〜100ミクロン(例えば、1〜5ミクロン、5〜10ミクロン、10〜15ミクロン、50〜25ミクロン、25〜40ミクロン、40〜60ミクロン、60〜80ミクロン、または80〜100ミクロン)である。
ある実施形態では、バルク体積の厚さは、0.5mm〜5mm(例えば、0.5〜1mm、1〜2mm、2〜3mm、3〜4mm、または4〜5mm)である。
ある実施形態では、支柱の厚さおよびバルク体積の厚さの比は、1:1〜1:10(例えば、1:1〜1:2、1:2〜1:4、1:4〜1:6、1:6〜1:8、または1:8〜1:10)である。
ある実施形態では、バルク体積は、1GPa〜10GPa(例えば、1〜4GPa、4〜7GPa、7〜10GPa)のヤング率を有する。
ある実施形態では、支柱は、1MPa〜10MPa(例えば、1〜4MPa、4〜7MPa、7〜10MPa)のヤング率を有する。
ある実施形態では、支柱は、第1のヤング率を有し、バルク体積は、第1のヤング率より大きい第2のヤング率を有する。
ある実施形態では、バルク体積は、14.5ppm未満またはそれと等しい熱膨張係数を有する、ポリマーを含む。
ある実施形態では、支柱は、10cm〜260cm(例えば、10cm〜40cm、40cm〜80cm、120cm〜160cm、160cm〜200cm、200cm〜240cm、または240cm〜260cm)から選択される面積を占有する。
ある実施形態では、支柱のそれぞれは、50ナノメートル〜10マイクロメートルの幅、長さ、および高さのうちの少なくとも1つを有する。
ある実施形態では、支柱は、連続的な一体の層内に形成される。
ある実施形態では、支柱は、ポリマーを含む。
ある実施形態では、バルク体積は、PDMSである。
ある実施形態では、バルク体積および支柱は、単一の材料から形成される。
ある実施形態では、整合可能転写デバイスは、粘弾性スタンプである。
ある実施形態では、整合可能転写デバイスは、エラストマースタンプである。
ある実施形態では、エラストマースタンプは、ポリジメチルシロキサン(PDMS)で作製される。
ある実施形態では、支柱のうちの各支柱のアスペクト比(高さ対幅)は、4:1未満またはそれと等しい(例えば、2:1〜4:1)。
ある実施形態では、支柱は、第1の表面の縁から1mm〜15mm(例えば、縁から1mm〜5mmまたは5mm〜10mm、10mm〜15mm)離れて第1の表面上に配列される。
ある実施形態では、バルク体積は、第1および第2の表面の間の側面である、側面を有する。
ある実施形態では、側面は、傾斜および/または丸みを帯びた縁を有する。
ある実施形態では、側面は、丸みを帯びた外形(例えば、凸状および凹状)を有する。
ある実施形態では、側面は、75°以下(例えば、60°以下、45°以下、30°以下、または15°以下)の(第1の表面と平行な)水平からの角度を形成する、傾斜縁を有する。
別の側面では、開示される技術は、整合可能転写デバイスであって、第1の材料を備える、基部と、第2の材料を備え、基部上に配置される、副基部(例えば、副基部は、基部より小さい断面積を有する)と、基部および副基部と異なる材料を備え、少なくとも部分的に副基部上に(例えば、また、少なくとも部分的に基部に)配置される、バルク体積であって、副基部上に配置されるバルク体積の一部の厚さは、副基部の厚さより小さい、バルク体積と、印刷可能材料を取り上げるために副基部の反対および上方でバルク体積上に配置される、複数の支柱であって、複数の支柱、基部、副基部、およびバルク体積は、副基部と反対の基部の表面に印加される力が複数の支柱に伝達されるように配列される、複数の支柱とを含む、転写デバイスを含む。
ある実施形態では、第1の材料は、ガラスを含む。
ある実施形態では、第1および第2の材料は、同一である。
ある実施形態では、バルク体積および複数の支柱は、単一の材料から形成される。
ある実施形態では、バルク体積は、ポリマーを含む。
ある実施形態では、第1の材料は、透明である。
ある実施形態では、第2の材料は、透明である。
ある実施形態では、複数の支柱のそれぞれは、バルク体積と反対の支柱の端部上に接触表面を備え、複数の支柱の接触表面は、実質的に同一平面内にある。
ある実施形態では、支柱の厚さは、1ミクロン〜100ミクロン(例えば、1〜5ミクロン、5〜10ミクロン、10〜15ミクロン、50〜25ミクロン、25〜40ミクロン、40〜60ミクロン、60〜80ミクロン、または80〜100ミクロン)である。
ある実施形態では、バルク体積の厚さは、0.5mm〜5mm(例えば、0.5〜1mm、1〜2mm、2〜3mm、3〜4mm、または4〜5mm)である。
ある実施形態では、支柱の厚さ対バルク体積の厚さの比は、1:1〜1:10(例えば、1:1〜1:2、1:2〜1:4、1:4〜1:6、1:6〜1:8、または1:8〜1:10)である。
ある実施形態では、バルク体積は、1GPa〜10GPa(例えば、1〜4GPa、4〜7GPa、7〜10GPa)のヤング率を有する。
ある実施形態では、支柱は、1MPa〜10MPa(例えば、1〜4MPa、4〜7MPa、7〜10MPa)のヤング率を有する。
ある実施形態では、支柱は、第1のヤング率を有し、基部は、第1のヤング率より大きい第2のヤング率を有する。
ある実施形態では、バルク体積は、14.5ppm未満またはそれと等しい熱膨張係数を有する、ポリマーを含む。
ある実施形態では、支柱は、10cm〜260cm(例えば、10cm〜40cm、40cm〜80cm、120cm〜160cm、160cm〜200cm、200cm〜240cm、または240cm〜260cm)から選択される面積を占有する。
ある実施形態では、複数の支柱のうちの各支柱は、50ナノメートル〜10マイクロメートル(例えば、50nm〜100nm、100nm〜200nm、200nm〜400nm、400nm〜600nm、600nm〜800nm、800nm〜1ミクロン、1ミクロン〜5ミクロン、または5ミクロン〜10ミクロン)の幅、長さ、および高さのうちの少なくとも1つを有する。
ある実施形態では、支柱は、連続的な一体の層内に形成される。
ある実施形態では、支柱は、ポリマーを含む。
ある実施形態では、バルク体積は、ポリジメチルシロキサン(PDMS)である。
ある実施形態では、バルク体積は、支柱より大きい係数を有する。
ある実施形態では、支柱のうちの各支柱のアスペクト比(高さ対幅)は、4:1未満またはそれと等しい(例えば、2:1〜4:1)。
ある実施形態では、支柱の少なくとも一部は、第1の表面の縁から1mm〜15mm(例えば、縁から1mm〜5mmまたは5mm〜10mm、10mm〜15mm)離れて第1の表面上に配列される。
ある実施形態では、バルク体積は、第1および第2の表面の間の側面である、側面を有する。
ある実施形態では、側面は、傾斜および/または丸みを帯びた縁を有する。
ある実施形態では、側面は、丸みを帯びた外形(例えば、凸状または凹状)を有する。
ある実施形態では、側面は、75°以下(例えば、60°以下、45°以下、30°以下、または15°以下)の(第1の表面と平行な)水平からの角度を形成する、傾斜縁を有する。
別の側面では、開示される技術は、整合可能転写デバイスであって、第1の表面および第1の表面と反対の第2の表面を有する、バルク体積であって、バルク体積は、第1の組成を有する、バルク体積と、印刷可能材料を取り上げるためにバルク体積の第1の表面上に配置される、複数の支柱であって、複数の支柱およびバルク体積は、基部の第2の表面に印加される力が複数の支柱に伝達されるように配列され、各支柱の少なくとも一部(例えば、各支柱の全体または各支柱の最上部分)は、第1の組成と異なる第2の組成を有する、複数の支柱とを含む、転写デバイスを含む。
ある実施形態では、各支柱の少なくとも一部は、第2の組成を有する。
ある実施形態では、バルク体積に最も近い各支柱の底部分は、第2の組成を有する。
ある実施形態では、第1の組成は、ポリマーを含む。
ある実施形態では、第2の組成は、ポリマーを含む。
ある実施形態では、第1の組成は、硬化剤を含む。
ある実施形態では、第2の組成は、硬化剤を含む。
ある実施形態では、基部は、ガラスである。
ある実施形態では、複数の支柱のうちの各支柱は、第1の表面と反対の支柱の端部上に接触表面を備え、複数の支柱の接触表面は、実質的に同一平面内にある。
ある実施形態では、支柱の厚さは、1ミクロン〜100ミクロン(例えば、1〜5ミクロン、5〜10ミクロン、10〜15ミクロン、50〜25ミクロン、25〜40ミクロン、40〜60ミクロン、60〜80ミクロン、または80〜100ミクロン)である。
ある実施形態では、バルク体積の厚さは、0.5mm〜5mm(例えば、0.5〜1mm、1〜2mm、2〜3mm、3〜4mm、または4〜5mm)である。
ある実施形態では、支柱の厚さおよびバルク体積の厚さの比は、1:1〜1:10(例えば、1:1〜1:2、1:2〜1:4、1:4〜1:6、1:6〜1:8、または1:8〜1:10)である。
ある実施形態では、バルク体積は、1GPa〜10GPa(例えば、1〜4GPa、4〜7GPa、7〜10GPa)のヤング率を有する。
ある実施形態では、支柱は、1MPa〜10MPa(例えば、1〜4MPa、4〜7MPa、7〜10MPa)のヤング率を有する。
ある実施形態では、支柱は、第1のヤング率を有し、基部は、第1のヤング率より大きい第2のヤング率を有する。
ある実施形態では、バルク体積は、14.5ppm未満またはそれと等しい熱膨張係数を有する、ポリマーを含む。
ある実施形態では、支柱は、10cm〜260cm(例えば、10cm〜40cm、40cm〜80cm、120cm〜160cm、160cm〜200cm、200cm〜240cm、または240cm〜260cm)から選択される面積を占有する。
ある実施形態では、複数の支柱のうちの各支柱は、50ナノメートル〜10マイクロメートル(例えば、50nm〜100nm、100nm〜200nm、200nm〜400nm、400nm〜600nm、600nm〜800nm、800nm〜1ミクロン、1ミクロン〜5ミクロン、または5ミクロン〜10ミクロン)の幅、長さ、および高さのうちの少なくとも1つを有する。
ある実施形態では、支柱は、連続的な一体の層内に形成される。
ある実施形態では、複数の支柱のうちの各支柱のアスペクト比(高さ対幅)は、4:1未満またはそれと等しい(例えば、2:1〜4:1)。
ある実施形態では、支柱の少なくとも一部は、第1の表面の縁から1mm〜15mm(例えば、縁から1mm〜5mmまたは5mm〜10mm、10mm〜15mm)離れて第1の表面上に配列される。
ある実施形態では、バルク体積は、第1および第2の表面の間の側面である、側面を有する。
ある実施形態では、側面は、傾斜および/または丸みを帯びた縁を有する。
ある実施形態では、側面は、丸みを帯びた外形(例えば、凸状または凹状)を有する。
ある実施形態では、側面は、75°以下(例えば、60°以下、45°以下、30°以下、または15°以下)の(第1の表面と平行な)水平からの角度を形成する、傾斜縁を有する。
本開示の前述および他の目的、側面、特徴、ならびに利点は、添付図面と併せて検討される以下の説明を参照することによって、より明白になり、より良く理解されるであろう。
図1A−1Cは、フォトレジストカプセル化を伴う熱支援マイクロ転写印刷の説明図である。 図2Aおよび2Bは、局所特徴を有する、目標非ネイティブ基板上への半導体要素の熱支援印刷の説明図である。 図3Aは、非ネイティブ基板上に印刷された例示的半導体要素のSEM画像である。図3Bは、局所特徴を有する非ネイティブ基板上に印刷された例示的半導体要素のSEM画像である。 図4は、半導体要素の接触表面へのプラズマの印加を図示する、例示的略図である。 図5Aは、半導体要素の接触表面へのプラズマの印加を図示する、例示的略図である。図5Bは、プラズマを半導体要素の接触表面に印加した後の目標基板への半導体デバイスの金属間接合の説明図である。 図6は、半導体デバイスの接触表面へのプラズマの印加を図示する、例示的略図である。 図7A−7Dは、プラズマ源の出力の形状の実施例である。 図8A−8Cは、その上にフラックス層を伴う目標基板に半導体要素を印刷する説明図である。 図9A−9Cは、半導体要素を取り上げる典型的方法を図示する。 図10Aおよび10Bは、ネイティブ基板からの半導体要素の重力支援分離の実施例を図示する、略図である。 図11Aおよび11Bは、ネイティブ基板からの半導体要素の重力支援分離の別の実施例を図示する、略図である。 図12は、支柱のアレイを伴う例示的転写デバイスの略図である。 図13Aおよび13Bは、典型的転写デバイスおよび圧縮中に起こる沈下の説明図である。 図14Aおよび14Bは、多層スタンプの説明図である。 図15は、多層スタンプの説明図である。 図16は、多層支柱を伴って転写デバイスを形成するための鋳造の説明図である。 図17A−17Cは、アレイに構成された多層支柱のSEM画像である。 図18および19は、抗−沈下特徴の実施例の略図である。 図18および19は、抗−沈下特徴の実施例の略図である。 図20Aおよび20Bは、支柱の間で転写デバイス上に組み込まれた粗面積を図示する、略図である。 図21Aおよび21Bは、例示的複合転写デバイスの説明図である。 図22は、スタンプのバルク材料(例えば、PDMS層)の縁におけるクラウニングの説明図である。 図23は、一片のエラストマー上で起こるクラウニングの説明図である。 図24は、有意なクラウニングを伴う例示的転写デバイスの説明図である。 図25は、クラウニングを低減させるように複数の構成要素で作製された例示的転写デバイスの説明図である。 図26は、低減されたクラウニングを伴う例示的転写デバイスの説明図である。 図27は、低減されたクラウニングを伴う例示的転写デバイスの説明図である。 図28Aおよび28Bは、メサおよびメサ上の支柱のアレイを伴う例示的転写デバイスの説明図である。 図29は、低減されたクラウニングを伴う例示的転写デバイスの説明図である。 図30A−30Bは、転写デバイス上のクラウニングを低減させる方法の説明図である。 図31A−31Gは、転写デバイスとともに使用するための例示的側壁外形の説明図である。 図31A−31Gは、転写デバイスとともに使用するための例示的側壁外形の説明図である。 図31A−31Gは、転写デバイスとともに使用するための例示的側壁外形の説明図である。 図31A−31Gは、転写デバイスとともに使用するための例示的側壁外形の説明図である。 図31A−31Gは、転写デバイスとともに使用するための例示的側壁外形の説明図である。 図31A−31Gは、転写デバイスとともに使用するための例示的側壁外形の説明図である。 図31A−31Gは、転写デバイスとともに使用するための例示的側壁外形の説明図である。 図32は、図31A−31Gに示される側壁外形のそれぞれについて、エラストマー側壁の頂面上の横位置座標の関数としてのエラストマーの頂面からのクラウニング高さのプロットである。 図33は、図31A−31Gに示される側壁外形を伴う転写デバイスの形成中に生成されるクラウン高さのプロットである。
本開示の特徴および利点は、類似参照文字が全体を通して対応する要素を識別する、図面と併せて解釈されるときに、以下に記載される発明を実施するための形態からより明白となるであろう。図面では、類似参照番号は、概して、同一、機能的に類似する、および/または構造的に類似する要素を示す。
(発明の詳細な説明)
本明細書で使用されるように、「半導体要素」および「半導体構造」という表現は、同義的に使用され、半導体材料、構造、デバイス、またはデバイスの構成要素を広く指す。半導体要素は、高品質単結晶および多結晶半導体、高温処理を介して製作された半導体材料、ドープした半導体材料、有機および無機半導体、ならびに誘電体層もしくは材料または伝導層もしくは材料等の1つまたはそれを上回る付加的半導体構成要素もしくは非半導体構成要素を有する、複合半導体材料および構造を含む。半導体要素は、トランジスタ、太陽電池を含む太陽光発電装置、ダイオード、発光ダイオード、レーザ、p−n接合部、フォトダイオード、集積回路、およびセンサを含むが、それらに限定されない、半導体デバイスおよびデバイス構成要素を含む。加えて、半導体要素は、機能的半導体デバイスまたは製品を形成する部品もしくは部分を指すことができる。
「半導体」は、非常に低い温度において絶縁体であるが、約300ケルビンの温度において感知され得る電気伝導度を有する材料である、任意の材料を指す。半導体の電気的特性は、不純物またはドーパントの添加によって修正され、電場の使用によって制御されることができる。本説明では、半導体という用語の使用は、マイクロエレクトロニクスおよび電子デバイスの技術分野内の本用語の使用と一致することを意図している。本発明で有用な半導体は、シリコン、ゲルマニウム、およびダイヤモンド等の元素半導体、ならびに化合物半導体、例えば、SiCおよびSiGe等のIV族複合半導体、AlSb、AlAs、Aln、AlP、BN、GaSb、GaAs、GaN、GaP、InSb、InAs、InN、およびInP等のIII−V族半導体、AlGa1−As等のIII−V族三元半導体合金、CsSe、CdS、CdTe、ZnO、ZnSe、ZnS、およびZnTe等のII−VI族半導体、CuCl等のI−VII族半導体、PbS、PbTe、およびSnS等のIV−VI族半導体、PbI、MoS、およびGaSe等の層半導体、CuOおよびCuO等の酸化物半導体を含むことができる。半導体という用語は、所与の用途もしくはタイプに有用である有益な電子的性質を提供するように、p型ドーピング材料およびn型ドーピング材料を有する半導体を含む、1つまたはそれを上回る選択された材料でドープされる真性半導体ならびに外因性半導体を含む。半導体という用語は、半導体またはドーパントの混合物を含む、複合材料を含む。本発明のいくつかの用途で有用な具体的半導体材料は、Si、Ge、SiC、AlP、AlAs、AlSb、GaN、GaP、GaAs、GaSb、InP、InAs、GaSb、InP、InAs、InSb、ZnO、ZnSe、ZnTe、CdS、CdSe、ZnSe、ZnTe、CdS、CdSe、CdTe、HgS、PbS、PbSe、PbTe、AlGaAs、AlInAs、AlInP、GaAsP、GaInAs、GaInP、AlGaAsSb、AlGaInP、およびGaInAsPを含むが、それらに限定されない。多孔質シリコン半導体材料は、発光ダイオード(LED)およびソリッドステートレーザ等のセンサおよび発光材料の分野内で本発明の用途に有用である。半導体材料の不純物は、半導体材料自体または半導体材料の中で提供される任意のドーパント以外の原子、要素、イオン、もしくは分子である。不純物は、半導体材料の電子的性質に悪影響を及ぼし得る、半導体材料に存在する望ましくない材料であり、酸素、炭素、および重金属を含む金属を含むが、それらに限定されない。重金属不純物は、周期表上の銅と鉛との間の元素群、カルシウム、ナトリウム、ならびに全てのイオン、それらの化合物および/または錯体を含むが、それらに限定されない。
「基板」は、その上または中で、半導体要素のパターン化、組立、もしくは統合等のプロセスが行われる(または行われた)、構造または材料を指す。基板は、(i)半導体要素が製作され、堆積させられ、転写され、または支持される構造(ネイティブ基板とも称される)、(ii)デバイス基板、例えば、電子デバイス基板、(iii)後続の転写、組立、または統合のための半導体要素等の要素を有する、ドナー基板、および(iv)半導体要素等の印刷可能構造を受容するための標的基板を含むが、それらに限定されない。ドナー基板は、ネイティブ基板であり得るが、必ずしもそうではない。
本明細書で使用されるような「目標基板」は、半導体要素等の印刷可能構造を受容するための標的基板(非ネイティブ基板とも称される)を指す。ディスプレイ基板材料の実施例は、ポリマー、プラスチック、樹脂、ポリイミド、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート、金属、金属箔、ガラス、可撓性ガラス、半導体、およびサファイアを含む。
「印刷可能」は、(例えば、摂氏約400、200、もしくは150度未満またはそれと等しい温度において)基板を高温に暴露することなく、基板の上または中への転写、組立、パターン化、組織化、もしくは統合が可能である、材料、構造、デバイス構成要素、または統合された機能的デバイスを指す。本発明の一実施形態では、印刷可能材料、要素、デバイス構成要素、またはデバイスは、溶液印刷、マイクロ転写印刷、もしくは乾式転写接触印刷を介した、基板の上または中への転写、組立、パターン化、組織化、もしくは統合が可能である。
本発明の「印刷可能半導体要素」は、例えば、乾式転写接触印刷、マイクロ転写印刷、または溶液印刷方法を使用することによって、基板表面上に組み立てられ、もしくは統合されることができる半導体構造を備える。一実施形態では、本発明の印刷可能半導体要素は、一体単結晶、多結晶、または微結晶無機半導体構造である。本説明の文脈で、一体構造は、機械的に接続される特徴を有する、モノリシック要素である。本発明の半導体要素は、ドープされない、またはドープされることができ、ドーパントの選択された空間分布を有することができ、pおよびn型ドーパントを含む、複数の異なるドーパント材料でドープされることができる。本発明は、約1ミクロンを上回るまたはそれと等しい少なくとも1つの断面寸法を有する、マイクロ構造化された印刷可能半導体要素と、約1ミクロン未満またはそれと等しい少なくとも1つの断面寸法を有する、ナノ構造化された印刷可能半導体要素とを含む。多くの用途で有用な印刷可能半導体要素は、従来の高温処理技法を使用して生成される、高純度結晶半導体ウエハ等の高純度バルク材料の「トップダウン」処理から導出される要素を備える。一実施形態では、本発明の印刷可能半導体要素は、伝導層、誘電体層、電極、付加的半導体構造、またはこれらの任意の組み合わせ等の少なくとも1つの付加的デバイス構成要素もしくは構造に動作的に接続される半導体を有する、複合構造を備える。一実施形態では、本発明の印刷可能半導体要素は、伸張可能半導体要素または異種半導体要素を備える。
「プラスチック」は、概して、加熱され、所望の形状に硬化されたときに、成形または形成されることができる、任意の合成もしくは自然発生材料または材料の組み合わせを指す。本発明のデバイスおよび方法で有用な例示的プラスチックは、ポリマー、樹脂、およびセルロース誘導体を含むが、それらに限定されない。本説明では、プラスチックという用語は、所望の化学または物理的性質を提供することができる、構造的増進剤、充填剤、繊維、可塑剤、もしくは添加剤等の1つまたはそれを上回る添加剤とともに1つまたはそれを上回るプラスチックを含む、複合プラスチック材料を含むことを意図している。
「誘電体」および「誘電体材料」は、本説明で同義的に使用され、電流に対して高度に耐性があり、印加された電場によって分極されることができる、物質を指す。有用な誘電体材料は、SiO、Ta、TiO、ZrO、Y、SiN、STO、BST、PLZT、PMN、およびPZTを含むが、それらに限定されない。
「ポリマー」は、典型的には、単量体と称される、複数の反復化学基を含む、分子を指す。ポリマーは、多くの場合、高分子量によって特徴付けられる。本発明で使用可能なポリマーは、有機ポリマーまたは無機ポリマーであり得、非晶質、半非晶質、結晶、もしくは部分的結晶状態にあり得る。ポリマーは、同一の化学組成を有する単量体を含むことができ、または共重合体等の異なる化学組成を有する複数の単量体を含むことができる。結合された単量体鎖を有する架橋ポリマーが、本発明のいくつかの用途のために特に有用である。本発明の方法、デバイス、およびデバイス構成要素で使用可能なポリマーは、プラスチック、エラストマー、熱可塑性エラストマー、エラストプラスチック、サーモスタット、熱可塑性物質、およびアクリレートを含むが、それらに限定されない。例示的ポリマーは、アセタールポリマー、生分解性ポリマー、セルロースポリマー、フッ素重合体、ナイロン、ポリアクリロニトリルポリマー、ポリアイミド・イミドポリマー、ポリイミド、ポリアクリレート、ポリベンゾイミダゾール、ポリブチレン、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリエーテルイミド、ポリエチレン、ポリエチレン共重合体および変性ポリエチレン、ポリケトン、ポリ(メチルメタクリレート)、ポリメチルペンテン、ポリフェニレン酸化物およびポリフェニレン硫化物、ポリフタルアミド、ポリプロピレン、ポリウレタン、スチレン樹脂、スルホン系樹脂、ビニル系樹脂、またはこれらの任意の組み合わせを含むが、それらに限定されない。
本明細書で使用されるような「マイクロ転写印刷」は、2次元および3次元レイアウトを伴う空間的に組織化された機能的配列へのマイクロならびにナノ材料、デバイス、および半導体要素の決定論的組立のためのシステム、方法、ならびに技法を指す。多くの場合、極薄または小型デバイスを取り上げて配置することは困難であるが、マイクロ転写印刷は、デバイス自体に損傷を引き起こすことなく、マイクロLED等のこれらの極薄、脆弱、または小型デバイスの選択および適用を可能にする。
マイクロ構造化スタンプ(例えば、エラストマー、静電スタンプ、またはハイブリッドエラストマー/静電スタンプ)が、マイクロデバイスを取り上げ、マイクロデバイスを目標基板に輸送し、目標基板上にマイクロデバイスを印刷するために使用されることができる。いくつかの実施形態では、表面接着力が、目標基板上へのこれらのデバイスの選択および印刷を制御するために使用される。本プロセスは、並行して大規模に行われることができる。スタンプは、単一の取り上げて印刷する動作で、単一のデバイスまたは何百から何千もの離散構造を転写するように設計されることができる。概して、マイクロ転写印刷の議論については、それぞれが参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる、米国特許第7,622,367号および第8,506,867号を参照されたい。
(接着剤のない表面および局所表面への熱支援マイクロ転写印刷)
図1A−1Cは、熱支援マイクロ転写印刷の説明図である。転写デバイス102(例えば、エラストマーまたは粘弾性スタンプ(例えば、ポリジメチルシロキサン(PDMS)スタンプ)等の整合可能転写デバイスは、(i)ネイティブ基板108(例えば、印刷可能半導体要素104に元来備わっており、印刷可能半導体要素104を製作するために使用される)から印刷可能半導体要素104を取り上げ、(ii)印刷可能半導体要素104を非ネイティブ目標基板110に転写するために、支柱のアレイ114を含む。ある実施形態では、印刷可能半導体要素104は、それらが取り上げられる前にポリマー層106(例えば、フォトレジスト)にカプセル化される。
ある実施形態では、印刷可能半導体要素104は、バルク半導体基板上に、またはそれから製作される。そのような実施形態では、非ネイティブ目標基板110は、(i)(例えば、その上に製作された伝導性接続を伴う)非半導体および/または非金属材料、もしくは(ii)目標基板と異なるタイプの1つまたはそれを上回る半導体材料のいずれか一方で作製される。非ネイティブ基板110の実施例は、ガラス、サファイア、プラスチック、金属、および/または他の半導体を含むが、それらに限定されない。ネイティブ基板108の実施例は、単結晶シリコンウエハ、シリコンオンインシュレータウエハ、多結晶シリコンウエハ、GaAsウエハ、Si(111)、InAlP、InP、GaAs、InGaAs、AlGaAs、GaSb、GaAlSb、AlSb、InSb、InGaAlSbAs、InAlSb、およびInGaP等の無機半導体材料を含むが、それらに限定されない。
図1Aは、ネイティブ基板108から印刷可能半導体要素104を取り上げた後であるが、目標基板110上に印刷可能半導体要素104を堆積させる前の転写デバイス102を図示する。ある実施形態では、印刷可能半導体要素104は、ネイティブ基板108上に製作され、次いで、転写デバイス102がネイティブ基板108から印刷可能半導体要素104を取り上げることに先立って、ポリマー層106でコーティングされる。ある実施形態では、ポリマー106は、印刷可能半導体要素104の頂面および側面上にある。ある実施形態では、ポリマー106は、図1Bに示されるように、印刷中にポリマー106および印刷可能半導体要素104の底部が両方とも目標基板110に接触するように、印刷可能半導体要素104の底部と同一平面上にある。
ある実施形態では、印刷可能半導体要素104がネイティブ基板108から取り上げられる前に、ポリマー層106は、層106がネイティブ基板108上で印刷可能半導体要素104を維持するように印刷可能半導体要素104をカプセル化するという点で、印刷可能半導体要素104用のアンカまたはテザーとしての機能を果たす。係留の例示的詳細は、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる、2015年6月18日に出願され、Systems and Methods for Controlling Release of Transferable Semiconductor Structuresと題された、米国特許出願第14/743,988号で説明されている。ある実施形態では、ポリマー層106は、フォトレジストである。
図1Bは、印刷可能半導体要素104を目標基板110に転写する、転写デバイス102を図示する。転写(例えば、印刷プロセス)中に、ポリマー層106は、ある実施形態では、転写デバイス102と印刷可能半導体要素104との間に位置し、印刷可能半導体要素104が転写デバイス102によって取り上げられるときに、転写デバイス102と目標基板110との間の分離のための界面としての機能を果たす。ある実施形態では、ポリマー層106は、転写デバイス102による印刷可能半導体要素104の取り上げ中に、転写デバイス102への接着を増加させる。ある実施形態では、目標基板110からの転写デバイス102の分離の後に、ポリマー層106は、後に除去され、それによって、目標基板110上に転写された印刷可能半導体要素104を残す。
ある実施形態では、転写デバイス102は、目標基板110の表面上に印刷可能半導体要素104およびポリマー層106を配置し、ポリマー層106が流動し、それによって、転写デバイス102から分離し、または転写デバイス102との低減した接着を有することを可能にするように、所定の時間にわたってその配置位置にとどまる。ポリマー106および印刷可能半導体要素104の底部を目標基板110に接触させた後、ポリマー106は、(直接または間接的に)加熱されることができる。例えば、ある実施形態では、ホットプレート112が、目標基板110を加熱するために使用される。ホットプレート112は、ある実施形態では、目標基板110と直接熱的に接触している。目標基板110は、印刷可能半導体要素104が基板110に転写されることに先立って、平衡温度まで加熱されてもよい。本平衡温度は、例えば、ポリマー層106を流動させ(例えば、加熱要素からの熱が、該接触中にポリマー層106の粘度を低減させ、またはポリマー層106を流動させる)、それによって、転写デバイス102とポリマー層106との間の接着力を低減させるために十分であり得る。ある実施形態では、非接触熱源が、目標基板110と直接物理的に接触しない源から採用される。
ある実施形態では、ポリマー106を加熱することが、印刷を促進する。印刷可能半導体要素104が図1Aおよび1Bに示されるようにポリマー106に組み込まれ、ポリマー206が加熱されるとき、ポリマーは、流動し、それによって、印刷(すなわち、転写デバイス102からの印刷可能半導体要素104の解放)を促進することができる。ある実施形態では、熱はまた、転写デバイス102自体(例えば、PDMS転写デバイス等の粘弾性転写デバイス)を(CTEにより)チップよりもさらに膨張させ、それによって、印刷を促進する、印刷可能半導体要素104と転写デバイス102との間の剪断力につながる。
図1Cは、ポリマー層106が除去された後の目標非ネイティブ基板110上のマイクロ転写印刷された半導体要素104を図示する。例えば、印刷後、プラズマアッシングが、ポリマー層106を除去し、それによって、目標基板110上に印刷された半導体要素104を後に残すように行われてもよい。
ある実施形態では、目標基板110は、印刷可能半導体要素104およびポリマー層106と接触するように、目標基板110の表面204上に局所特徴202を含む。図2Aおよび2Bは、局所特徴202を有する目標非ネイティブ基板110の表面204上に半導体要素104を印刷するための熱支援マイクロ転写デバイス102を図示する。ある実施形態では、局所特徴は、溝、V字形チャネル、トレンチ、メサ、またはカナルである。局所特徴は、様々な深度および様々な断面積を有してもよい。図2Aは、目標基板110の局所特徴202上にポリマー層106を伴う印刷可能半導体要素104を配置する、転写デバイス102を示す。図2Bは、上記の図1A−1Cに関して説明されるように、ポリマー層106が除去された後に目標基板110の局所特徴202上に位置している印刷可能半導体要素104を示す。ある実施形態では、局所表面202により、印刷可能半導体要素104の底部上のより少ない表面積が目標基板110に接触するため、局所表面202に印刷することが困難である。本明細書に説明されるようなポリマー層106の使用は、とりわけ、転写デバイスとポリマー層自体との間の接着を低減させるため、局所表面202を伴う目標基板110に印刷するときに有益である。したがって、たとえ目標基板110の表面のより少ない部分が印刷中に半導体要素104に接触しても、半導体要素104は、印刷されることができる。
図3Aは、非ネイティブ基板310上に印刷された例示的半導体デバイス304のSEM画像である。実施例では、デバイス304は、InP基板から製作されるInPデバイスである。非ネイティブ基板310は、Siで作製される。ある実施形態では、例えば、InGaAsから作製される除去層が、ネイティブ基板からのデバイス304の分離を可能にし、または支援するために、InPデバイス304とInPバルク基板との間で採用される。
図3Bは、局所特徴302を伴う非ネイティブ基板310上に印刷された例示的半導体デバイス304のSEM画像である。示されるように、InPデバイス304が、Si目標基板310の表面上に印刷される。本実施例では、局所特徴302は、目標基板310の表面上に形成されるU字形チャネルを含む。
(マイクロ転写印刷中のプラズマ処理)
図4は、目標基板110に印刷される半導体要素104の接触表面404に印加されているプラズマ402を図示する、例示的略図である。ある実施形態では、プラズマ402は、半導体要素104が転写デバイス102の上にある間に、目標基板110に印刷される半導体要素104の接触表面404に印加される。例えば、プラズマ402は、エラストマー転写デバイス102に取り付けられるデバイスの底面404に印加されることができる。
プラズマ402は、半導体要素104と目標基板110との間の結合を向上させるように、半導体要素104の接触表面404を処理する。ある実施形態では、プラズマ402は、エピタキシャルリフトオフのある方法を使用して製作されたデバイスの底面404を清浄化するために使用される。例えば、プラズマ402は、接触表面404において形成される酸化物層の半導体要素104の接触表面404を清浄化する。接触表面404からの酸化物の薄い層の除去は、還元ガス(フォーミングガス、アンモニア、ギ酸等)をプラズマ402に添加することによって向上させられることができる。例えば、エピタキシャルリフトオフのある方法を使用して製作された半導体要素104は、酸化剤(空気等)に暴露される表面に酸化物層を形成してもよい。プラズマ402は、目標基板110を伴う印刷可能半導体要素104の接触表面から酸化物の薄い層を除去するために十分な温度である。ある実施形態では、還元ガス(例えば、フォーミングガス、アンモニア、ギ酸等)が、プラズマの中へ添加される。
プラズマ402は、処理が行われている間に、転写デバイス102上の半導体要素104が分配されていない(すなわち、スタンプから落下しない)様式で、半導体要素104に印加されることができる。具体的には、プラズマ402は、所与の印刷可能半導体要素104を転写デバイス102から落下させない様式で、投入された転写デバイス102に印加される。例えば、転写デバイス102が高い熱膨張係数(CTE)を有し、転写デバイス102の温度は、転写デバイス102からの半導体要素104の剪断および剥離を引き起こすであろうレベルを下回って維持される。この場合、いったん半導体要素104が転写デバイス102の上に来ると、制御されていない解放は望ましくない。スタンプの任意の加熱が、転写デバイス102を効果的に成長(例えば、膨張)させる。ある場合には、転写デバイス102は、印刷可能半導体要素104よりもさらに成長する。これは、半導体要素104を転写デバイス102から「落下」させる、印刷可能半導体要素104と転写デバイス102との間の剪断力につながり得る。しかしながら、この場合、プラズマ402が投入された転写デバイス102に印加されるとき、印刷可能半導体要素104の剪断力および解放は望ましくない。転写デバイス102からの半導体要素104の剪断および剥離を引き起こすであろうレベルを下回って転写デバイス102の温度を維持するために、いくつかの技法が使用されることができる。ある実施形態では、プラズマ出力のデューティサイクル、滞留時間(例えば、0.5〜5mm/秒、0.5〜1mm/秒、1〜2mm/秒、2〜5mm/秒のスキャン速度)、プラズマ402の出力(例えば、25〜150ワットまたは80〜100ワット)、およびプラズマ402と半導体要素104の裏面との間の距離(例えば、0.5〜5mm、0.5〜1mm、1〜2mm、2〜5mm)は、所望のレベルを下回って(例えば、摂氏50、75、または100度を下回って、例えば、摂氏100度を上回る短いピークを伴って摂氏50度を下回って)転写デバイス102の温度を維持するように変調されることができる。例えば、ある実施形態では、プラズマの出力は、80〜100ワットであり、チップまでの距離は、0.5〜1mm(例えば、1mm)であり、スキャン速度は、0.5〜1mm/秒である。これは、100℃を上回る短いピークを伴って50℃を下回る等の所望の温度でスタンプを維持する。ある実施形態では、室温プラズマ402が、本タイプの破損モード(チップから落下するチップ)を回避するために十分低く転写デバイス102の温度を保つために使用される。
図5Aは、目標基板110に印刷される半導体要素104の接触表面404に印加されているプラズマ402を図示する、例示的略図である。ある実施形態では、半導体要素104は、裏面金属504を有し、プラズマ402は、金属504の表面から酸化物を除去するために使用されることができる。これは、図5Bに示されるように、目標基板110上の金属506への半導体要素104上の裏面金属504の金属間接合を向上させる。デバイス上の金属504および目標基板110上の金属506のための金属間材料の実施例は、Cu−Cu、CuSn−Cu、Cu−Sn−Sn−Cu、およびAu−Auを含まないが、それらに限定されない。
図6は、半導体デバイスの接触表面へのプラズマ402の印加を図示する、例示的顕微鏡写真である。
図7A−7Dは、プラズマ源の例示的出力形状である。プラズマ出力の形状は、点源、ビーム源、狭い円形源、および広い源として示されるが、それらに限定されない。
図8A−8Cは、目標基板110上に金属層・金属接続808を有する半導体要素104を印刷する説明図である。ある実施形態では、半導体要素104は、裏面金属802を有する。半導体要素104は、半導体要素104を印刷する前に、フラックス806でコーティングされた噛合金属パッド808を伴う目標基板110に印刷されることができる。フラックス806は、金属パッド808のみ、その上に金属パッド808を伴う目標基板110の表面全体、またはその上に金属パッド808を伴う目標基板110の(金属パッド808を含む)一部をコーティングすることができる。
図8Aは、半導体要素104の底部上に配置された金属層802を有する、半導体要素104を伴う転写デバイス102の説明図である。図8Bは、目標基板110に印刷された半導体要素104の説明図である。半導体要素104は、その上にフラックス806を伴う金属パッド808上に印刷される。フラックス層806は、半導体要素104の金属層802と目標基板110上の金属パッド808との間で採用される。フラックスの除去は、金属パッド808上の金属酸化物を低減させ、それによって、金属の間の良好な接合または結合につながる。ある実施形態では、フラックス806は、樹脂である。ある実施形態では、フラックス806は、ノークリーンフラックスまたは水溶性フラックスである。例えば、ある実施形態では、フラックス806は、水(例えば、温水洗浄)を使用して除去されることができる。
ある実施形態では、フラックスは、酸化物の除去のための還元剤を含有する、接着剤層である。半導体要素104が印刷された後、フラックス806は、再流し込みさせられることができ、それによって、目標基板110上の金属パッド808と半導体要素104の裏面金属802との間の良好な金属接続を作成する。
加熱チャンバまたは加熱環境が、印刷可能半導体要素104および目標基板110を熱処理するために使用されることができる。処理は、フラックス層804を再流し込みさせ、それによって、図8Cに示されるように、金属層802が金属接触パッド808に接触することを可能にする。
(デバイス取り上げ中の高加速度によるマイクロ転写印刷)
図9A−9Cは、半導体要素104を取り上げる典型的方法を図示する。図9Aに示されるように、デバイス904は、それらのネイティブ基板108上に形成される。本実施例では、転写デバイス102は、図9Bに示されるように半導体要素104と接触させられる。次いで、転写デバイスは、ソース基板108から(上向き方向902に)離され、それによって、図9Cに示されるように、半導体要素104を転写デバイス102に一時的に接着する。
図10A−Bおよび図11A−Bに関して説明される方法は、初期加速度を(例えば、5〜100gまで)(例えば、1gまたはそれを上回るだけ)増加させ、それによって、取り上げるプロセス中により高い速度を達成するために、使用されることができる。分離における速度は、積層における転写デバイス102の圧縮に依存する、非常に短い移動距離(例えば、数十ミクロンまたはそれ未満)で生じる。より高い加速度は、短い距離においてより高い分離速度を生成することができ、順に、スタンプとソースとの間の接着を増加させる。
弾性スタンプ材料の転写印刷等のある実施形態では、転写デバイス102は、転写デバイス102と印刷可能要素(例えば、半導体要素104およびネイティブ基板108)のソースとの間の高速分離を採用する。より高い加速度は、短い距離においてより高い分離速度を生成することができ、したがって、転写デバイス102と印刷可能要素(例えば、印刷可能半導体要素104)との間の接着を増加させることができると分かった。分離を支援するように重力を採用するために、ある実施形態では、ソース基板108は、下向き方向に移動して、分離プロセス中に付加的な1gの加速度を提供するように構成される。
ある実施形態では、転写デバイス102は、5〜100gの初期加速度で印刷可能要素(例えば、半導体要素104およびネイティブ基板108)のソースを加速するように構成される。初期加速度は、転写デバイス102によって取り上げられているときに、転写デバイス102が半導体要素104のより高い速度を達成することを可能にする。所与の転写デバイス102と所与の印刷可能要素(例えば、半導体要素104)との間の接着は、転写デバイスの粘弾性質により、転写デバイス102とネイティブ基板108との間の分離の速度に従って変動する。この目的で、転写デバイス102および印刷可能半導体要素104が十分な速度で離されるとき、転写デバイス102と印刷可能半導体要素104との間の結合界面における接着は、そのネイティブ基板108から印刷可能要素(例えば、印刷可能半導体要素104)を「はぎ取る」ために十分に大きい。逆に、転写デバイス102がより遅い速度で移動させられるとき、転写デバイス102と印刷可能半導体要素104との間の結合界面における接着は、非ネイティブ目標基板110上に印刷可能半導体要素104を「解放」または「印刷」するために十分に低い。
ある実施形態では、分離は、(数十ミクロンまたはそれ未満の)移動距離にわたって起こる。分離距離は、積層における転写デバイス102の圧縮の関数であってもよい。ある実施形態では、転写デバイス102は、取り上げるプロセスでソース(例えば、印刷可能半導体要素104およびネイティブ基板108)を移動させる垂直ステージを採用する。
図10Aおよび10Bは、ネイティブ基板108からの半導体要素104の重力支援分離の実施例を図示する。本実施例では、転写デバイス102は、転写デバイス102を移動させること、基板108を移動させること、またはそれらの組み合わせのいずれか一方によって、図10Aに示されるように半導体要素104と接触させられる。本実施例では、本配列および方法は、ネイティブ基板108から半導体要素104を取り上げることを支援するために重力を利用する。示されるように、ネイティブ基板108は、分離中に下向き方向1002に移動するように構成される。この目的で、より高い加速度が、図10Bに示されるように、(例えば、重力とともに移動することにより)取り上げる動作中に転写デバイス102に取り付けられる印刷可能半導体要素104に提供される。
図11Aおよび11Bは、ネイティブ基板108からの印刷可能半導体要素104の重力支援分離の別の実施例を図示する。示されるように、転写デバイス102は、ソース基板108の下方に配向され、半導体要素104は、図11Aに示されるように、ソース基板108の底部上に位置する。これは、基板108の底部上にデバイスを形成すること、または半導体要素104が形成された後に半導体要素104とともに基板108を反転させることによって、達成されることができる。転写デバイス102は、分離中に下向き方向1102に移動させられ、それによって、図11Bに示されるように、転写デバイス102の支柱の上にあるように、半導体要素104を取り上げる。再度、より高い加速度が、(例えば、重力とともに移動することにより)印刷可能半導体要素104を取り上げることを支援するように提供される。
ある実施形態では、図10Aおよび10Bに示される方法ならびに図11Aおよび11Bに示される方法は、ソース基板108および転写デバイス102が両方とも相互から(垂直方向に)離されるように組み合わせられる。そのような実施形態では、分離加速度は、印刷可能要素(例えば、半導体要素104およびネイティブ基板108)のソースおよび転写デバイス102の両方に適用される。
(沈下による要素の偶発的取り上げを防止するように設計される転写デバイス)
図12は、支柱1202(例えば、支柱1202のアレイ)を伴う例示的転写デバイス102の略図である。典型的には、各支柱1202は、転写デバイス102によって取り上げられる所与の印刷可能半導体要素104に接触するように配列される。支柱1202は、例えば、転写デバイス102によって取り上げられるソース(例えば、印刷可能半導体要素104等の印刷可能材料)のサイズに依存する、様々な範囲の高さを有してもよい。ある実施形態では、支柱1202は、円筒支柱、三角形の支柱、長方形の支柱、五角形の支柱、六角形の支柱、七角形の支柱、および八角形の支柱を含む。
ある実施形態では、ネイティブ基板108からの印刷可能半導体要素104の取り上げ中に、転写デバイス102は、ソース(例えば、印刷可能半導体要素104およびネイティブ基板108)に対して転写デバイス102を圧縮する。(例えば、z方向への)圧縮は、ある実施形態では、ソース基板上の印刷可能要素上への支柱1202のアレイの積層を可能にする。加えて、圧縮は、転写デバイス102と印刷可能半導体要素104との間のより小さい隙間内で(取り上げが起こるための)臨界速度に達することを可能にする。この目的で、転写デバイス102は、より小さい初期加速度を適用してもよい。ある実施形態では、転写デバイス102は、印刷サイクルの取り上げ段階において圧縮中に沈下する。沈下は、半導体要素104の不慮の取り上げを引き起こし得る。
図13Aは、(例えば、図12に示される転写デバイスと同一または類似である)転写デバイス1302を図示し、図13Bは、(例えば、取り上げ中に)転写デバイス1302の圧縮中に起こる沈下1304を図示する。本沈下1304は、不要な材料をソース基板から取り上げさせる。ネイティブ基板1306上の印刷可能な半導体デバイスのアレイ(図示せず)は、個別転写(例えば、単一の取り上げおよび印刷)中に、印刷可能デバイスが意図的にネイティブ基板1306上に残されるように、転写デバイス1302上の支柱1308より高密度であり得る。しかしながら、沈下1304が十分に大きい場合、沈下1304は、印刷可能な半導体デバイスに接触し、これらのデバイスの非意図的な取り上げをもたらし得る。多層支柱、抗−沈下支柱、または両方を伴う転写デバイスを含む、沈下によるデバイスの非意図的な取り上げの可能性を低減させる(または排除する)ための種々の解決策が、本明細書に開示される。
(多層支柱を伴う転写デバイス)
図14Aおよび14Bは、例示的多層支柱1400を図示する。ある実施形態では、図13Aおよび13Bに関して上記で説明される沈下に関連する問題を排除する(または低減させる)ために、多層支柱が使用されることができる。図13Bと比較して図14Bに示されるように、たとえ図14Bの転写デバイスが図13Bの転写デバイス(沈下1304)と同一の量の沈下1404を被ったとしても、図14Bに示される転写デバイスの沈下1404は、印刷可能デバイスと界面接触するであろう支柱(例えば、マイクロ支柱)の一部の適切なアスペクト比を維持しながら、支柱の全体的高さを増加させる多層構造により、半導体デバイスを取り上げないであろう。
図14Aに示されるように、ある実施形態では、各支柱1422は、基礎支柱1412と、マイクロ支柱1410とを含む。基礎支柱1412は、マイクロ支柱1410より幅が広い。ある実施形態では、各基礎支柱1412および各マイクロ支柱1410の所望のアスペクト比は、4:1未満(例えば、4:1〜2:1)である。例えば、基礎支柱1412は、20ミクロンの幅と、80ミクロンの高さとを有することができ、マイクロ支柱1410は、5ミクロンの幅と、20ミクロンの高さとを有することができる。したがって、結果として生じる多層支柱は、5ミクロンのデバイスを取り上げることが可能である、20ミクロンの幅と、100ミクロンの高さとを有する。基礎支柱1412は、例えば、5、10、15、201、25、30、または40ミクロンの幅と、10、15、20、25、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、または160ミクロンの高さとを有することができる。マイクロ支柱1410は、例えば、1、2、3、4、5、10、または15ミクロンの幅と、2、4、6、8、10、15、20、25、30、40、50、または60ミクロンの高さとを有することができる。
図15は、多層支柱1522を伴う転写デバイス1500の説明図である。本実施例では、マイクロ支柱1510は、両方とも同一の粘弾性材料から作製される(すなわち、マイクロ支柱より高いヤング率を有する)支柱1512およびバルク面積1502より低いヤング率を伴う粘弾性材料で作製される。マイクロ支柱1510でより低いヤング率を利用することにより、それに応じて印刷可能デバイスの取り上げが調整されることを可能にする。マイクロ支柱1510(または本技法が多層支柱を伴わない転写デバイスに適用される場合は支柱)が、印刷可能デバイスを取り上げるように調整されることができる一方で、バルク体積1502は、より高いヤング率を有し、バルク面積1502が印刷動作中に印刷可能デバイスを非意図的に取り上げる可能性を低減させる。ある実施形態では、支柱1522全体は、バルク面積1502より低いヤング率を伴う粘弾性材料で形成される。
図16は、多層転写デバイス(例えば、転写デバイス1400または1500)のための鋳造の説明図である。ある実施形態では、多層支柱1602(すなわち、マイクロ支柱1610および支柱1612を含む)は、複数の層1614、1606、1608を伴う多層マスタ1604を使用して生成される。これらの層は、異なる厚さを有することができ、異なる材料であり得る。基部1614は、マスタが製作される層である。ある実施形態では、基部1614は、シリコンウエハである。層1606および1608は、ある実施形態では、ポリマー層(例えば、写真画像形成可能ポリマー材料)であり、スピンコーティングおよびフォトリソグラフィ技法を使用して形成されることができる。多層マスタ1604は、標準サイズの基礎支柱に匹敵するアスペクト比を維持しながら、より小型の印刷可能オブジェクトを取り上げるためのマイクロ支柱を伴って、図14A−14Bおよび図15に示されるもの等の転写デバイスを形成するために使用されることができる。
ある実施形態では、支柱1602は、基礎支柱1612と、マイクロ支柱1610とを含む。基礎支柱1612は、マイクロ支柱1610より幅が広い。基礎支柱1612は、転写デバイスが所与の支柱アスペクト比を維持することを可能にしながら、マイクロ支柱1610が小型印刷可能デバイスに接触するためのより小さい断面積を有することを可能にする。他の実施形態では、各基礎支柱1612は、その上にマイクロ支柱1610のアレイを含む。
ある実施形態では、転写デバイスは、単一のガラス板およびポリマーのバルク体積から成る。転写デバイスは、パターンが生成されることを可能にする、シリコンを覆う画像形成可能材料を伴う標準シリコンウエハに対して鋳造される。シリコンウエハは、マスタと称される。
ある実施形態では、ガラス転写デバイスおよびシリコンマスタは、有利なこととして、例えば、高温で行われる硬化ステップ中に、2つの材料の間のCTE変動が最小限にされ、または排除されるように構成される。CTE合致は、転写デバイス102の縁における後退の量が減少させられることを可能にし、それによって、バルク領域の縁において形成し得るクラウニングの量を低減させるとともに、支柱間で注目されるあらゆる種類の全体を通した問題を減少させる。ある実施形態では、転写デバイスの縁における後退を最小限にするために、室温硬化が採用される。ある実施形態では、転写デバイス102は、以下で説明されるような複合構造で形成される。第2の材料は、例えば、(例えば、クラウニングを低減させるように)ポリマー層の薄い層の下方で採用されることができる。
多層支柱の実施例が、図17A−17Cに示される。図17A−17Cは、アレイに構成された多層支柱1702のSEM画像である。支柱1702は、PDMSまたは他の粘弾性材料で作製されてもよい。いくつかの実施形態では、支柱1702およびバルク体積1702は、同一の材料で形成される。他の実施形態では、マイクロ支柱1710は、基礎支柱1712およびバルク体積1702より低いヤング率を伴う材料で形成されることができる。他の実施形態では、マイクロ支柱1710および基礎支柱1712は、バルク体積1702より低いヤング率を伴う材料で形成されることができる。多材料多層支柱を含む実施形態は、例えば、図16に示される鋳造物の中への材料の選択的堆積によって達成されることができる。例えば、材料は、鋳造物のマイクロ支柱1610領域の中へスクリーン印刷されることができ、その後に、(例えば、基礎支柱1612内の)最上部およびバルク体積面積1702の上でより高いヤング率の材料の射出成形が続く。
ある実施形態では、多層支柱はまた、以下で説明されるようなバルク体積上のクラウニングに関係付けられる問題を解決するために使用される。上記で説明されるような多層の使用は、適切なアスペクト比を依然として維持し、(例えば、マイクロ支柱の小さい接触表面積による)小型デバイスの転写を可能にしながら、多層支柱がより高い(例えば、バルク体積上のクラウンより高い)ことを可能にする。
(抗−沈下特徴を伴う転写デバイス)
抗−沈下特徴1802の実施例が、図18および19に図示される。ある実施形態では、支柱(例えば、図12に示されるような支柱1202)の間の転写デバイス102の沈下を最小限にする、または防止するために、転写デバイス102は、抗−沈下特徴1802を含む。抗−沈下特徴1802は、転写デバイス102の圧縮中にバルク体積が沈下することを防止し、それによって、ネイティブ基板108の表面からの非意図的または不要な材料(例えば、取り上げるために選択されない半導体要素104、またはネイティブ基板108の表面に位置する破片)の不慮の取り上げを防止する。したがって、抗−沈下特徴1802は、転写デバイス102の選択性を向上させるように動作する。
図18に示されるように、転写デバイス102は、取り上げる動作中に印刷可能領域間のソース基板108の表面上の抗−沈下領域に接触し得る、1つまたはそれを上回る抗−沈下特徴1802を含む。支柱1806は、取り上げる動作中に印刷可能デバイスを取り上げるであろう。スタンプの領域1808は、いかなる支柱1806または抗−沈下支柱1802にも接触しない。これらの領域1808は、印刷可能デバイスが位置する(またはそれらがすでに取り上げられている場合は以前に位置した)ソース基板上の場所に対応する。抗−沈下特徴1802の圧縮性および/またはサイズは、印刷可能オブジェクト(例えば、印刷可能半導体要素104)を取り上げ、転写デバイス102のバルク体積が沈下して印刷可能基板に触れることを防止するためには不十分である。
抗−沈下特徴1802は、領域1808と支柱1806を伴う領域との間の抗−沈下領域の中に配置される。ある実施形態では、抗−沈下特徴1802は、転写デバイス102の取り上げ支柱1806のアレイより小さい総接触断面積を有する。
抗−沈下特徴1802は、任意のサイズまたは形状であってもよい。ある実施形態では、抗−沈下特徴1802は、支柱1806と同一の高さである。ある実施形態では、抗−沈下特徴は、支柱1806より高い。抗−沈下特徴は、例えば、円筒支柱、三角形の支柱、長方形の支柱、五角形の支柱、六角形の支柱、七角形の支柱、および八角形の支柱として成形されてもよい。
図19は、ソース(例えば、半導体要素104およびネイティブ基板108)上の印刷可能領域に接触するように抗−沈下特徴1802を含む、例示的転写デバイス102の略図である。図19の抗−沈下支柱1802は、図18に示されるものと同一の場所ならびに領域1808にある。したがって、抗−沈下支柱1802のうちのいくつかは、印刷可能オブジェクトが位置する、または以前に位置した、ネイティブ基板上の場所に接触するであろう。ある実施形態では、抗−沈下特徴1802は、取り上げる能力を有していないように十分小さい。ある実施形態では、抗−沈下特徴1802は、取り上げる能力を有するためには不十分な圧縮性を有する。
(支柱の間に粗面積を伴う転写デバイス)
ある実施形態では、ソースからの印刷可能材料または望ましくない材料の不慮の取り上げを最小限にする、もしくは防止するために、転写デバイス102は、転写デバイス支柱114の間に位置する面積に粗領域を含む。
図20Aおよび20Bは、転写デバイス102上に組み込まれた例示的粗面積2002を図示する略図である。粗領域2002が、転写デバイス支柱104の間の転写デバイス102の面積に追加される。本粗面積2002は、プロセス支柱104の間に沈下がある場合に、印刷可能材料の取り上げを防止することに役立つであろう。面積2002は、具体的パターンアレイまたはランダムパターンアレイに配置され得る、小型特徴から成ることができる。ある実施形態では、粗領域2002は、転写デバイス支柱104より小さい特徴を含む。例えば、ある実施形態では、粗特徴は、円筒構造、角柱構造、凹状構造、および円錐台形構造を含んでもよい。ある実施形態では、粗領域2002は、一様または規則的パターン化アレイに配置される。他の実施形態では、粗領域2002は、ランダムパターン化アレイに配置される。
(複合転写デバイス)
図21Aは、複合転写デバイス2100を図示し、図21Bは、複合転写デバイス2150を図示する。複合転写デバイス(例えば、2100および2150)は、転写デバイスの種々の部分で異なる粘弾性材料を使用して、構築されることができる。例えば、PDMSは、硬化温度を制御することによって、または樹脂中の硬化剤の量を変化させることによって調整される、同調可能ヤング率を有する。ポリマー形成は、ともに使用されるいくつかの異なる材料を含み得る、またはポリマーおよび硬化剤の異なる比を含み得る。さらに、材料AおよびBは、異なる架橋密度を有することができる。
ある実施形態では、転写デバイス2100は、所与の転写デバイス2100と印刷可能要素(例えば、印刷可能半導体要素104)との間の接着を向上させるために、第2のポリマー形成が支柱2104で採用される、複合材料で作製される。さらに、バルク転写デバイスのための異なるポリマー形成は、沈下が支柱の間で起こる場合に、より少ない接着を可能にし、それによって、印刷可能オブジェクトを取り上げていない間に沈下を可能にする。例えば、粘弾性ポリマーまたは粘弾性エラストマーが、支柱2104またはバルク体積2102のいずれか一方で使用されてもよい。支柱2104は、ある実施形態では、バルク体積2012と比較して、より低いヤング率を有する。
ある実施形態では、支柱2104は、支柱2104より高いヤング率を有する基部2106を含む。基部2106は、図21Bに示されるようなバルク面積2102と同一のヤング率を有してもよい。
典型的には、転写デバイスは、単一のガラス板およびポリマーのバルク体積から成る。転写デバイスは、マスタパターンが生成されることを可能にする、シリコンを覆う画像形成可能材料(例えば、パターン化フォトレジスト、またはSU8もしくはBCB等の他の写真画像形成可能ポリマー)を伴う標準シリコンウエハに対して鋳造される。ガラスおよびポリマーは両方とも、高温における硬化ステップ中に、2つの材料の間のCTE変動が低減または排除され得るように、最適化されることができる。これは、転写デバイスの縁における後退の量を減少させ、バルク領域の縁において注目されるクラウニングの量を低減させ、支柱間の差異を減少させる。室温硬化もまた、転写デバイスの縁における後退を最小限にすることができる。
(低減したクラウンを伴う転写デバイス)
図22は、転写デバイスのバルク体積2206(例えば、PDMS層)の縁2204におけるクラウニング2202の説明図である。バルク体積2206(例えば、本実施例ではPDMS層)は、種々の形状および形態を帯びてもよい。ある実施形態では、バルク体積2206は、形状が円筒、三角形、長方形、五角形、六角形、七角形、または八角形である。クラウニング2202は、バルク体積2206と硬質プレート界面2208(例えば、本実施例ではガラス)との間の熱膨張係数(CTE)の不一致によって引き起こされ得る。
図23は、バルク体積2206(例えば、粘弾性材料)上で起こるクラウニング2202の説明図である。図23は、転写デバイスのバルク体積2206の半分の断面図である。本例証の目的で、支柱は省略されている。ある実施形態では、バルク体積2206が硬質プレート界面2208(例えば、ガラス基板)上で冷却すると、バルク体積2206が歪曲する。これは、バルク体積2206の縁(例えば、縁2204)に向かって特によく見られる。歪曲は、図22および23に示されるように、クラウン2202をエラストマー2206の最上部に形成させ得る。クラウニング2202は、転写プロセス中にそれ自体がデバイスを非意図的に取り上げ得るため、問題を生じる。
図24に示されるように、クラウニング2202は、支柱2402より高くあり得る。加えて、歪曲が、xおよびy方向にも起こる(すなわち、横歪曲)。結果として、歪曲が起こるときに支柱2402の間隔が変化し得るため、横歪曲が起こるであろう、バルク体積2206の面積上に支柱を位置付けさせることは望ましくない(すなわち、支柱の間隔は、印刷が適切に起こることを確実にするように把握されて制御されなければならない)。横歪曲を回避するように支柱アレイがバルク体積2206の縁から離して位置付けられるであろう、典型的距離「d」は、5〜20ミリメートルである。
(複合構造を伴う転写デバイス)
図25は、複合構造を伴う例示的転写デバイス2500の説明図である。典型的には、転写デバイス2500は、単一のガラス板2208(ガラス以外に他の材料が硬質プレート界面2208に使用されてもよい)および粘弾性材料(例えば、PDMS)のバルク体積を含む。ある実施形態では、粘弾性材料2506の薄い層2518が付加的層2514の上に形成されることを可能にするように、付加的材料層2514が、ガラス板2208と粘弾性材料2506との間に追加される。薄い層2518は、例えば、クラウンを形成する材料が縁に少ないため、転写デバイス2500が縁により少ないクラウニングを伴って製作されることを可能にし得る。
第2の材料2514は、ある実施形態では、第1の材料2208に恒久的に結合される。第2の材料2514は、透明であり、それによって、より鮮明な画像が転写デバイス2500を通して視認されることを可能にし得る。第2の材料2514は、より薄いバルク材料の使用を可能にし、それによって、転写デバイス2500が、印刷可能面積を完全に積層するために、より少ない圧縮を採用することを可能にする。
ある実施形態では、ガラスディスクが、硬質プレート界面2208(例えば、ガラス)と転写デバイスバルク体積2506との間で第2の材料2514として使用される。第2の材料2514は、任意のサイズまたは形状であり得る。ある実施形態では、マイクロ支柱2520のアレイは、第2の材料2514の面積を覆って配置される。
図26および27は、低減したクラウニングを伴う複合構造で形成された例示的転写デバイスの説明図である。支柱の下方のエラストマーの体積(厚さ)を低減させることは、より小さい歪曲領域(クラウンおよび横)につながる。図26は、転写デバイスの半分の断面図である。図23と比較して、図26の転写デバイスは、上記で説明されるような第2の材料2514の使用により、より少ないクラウニングを有する。図27に示されるように、クラウン2702は、図24に示されるクラウンより小さく、転写デバイス2700の支柱2720より小さい。本実施例では、距離「d」は、1〜5ミリメートルまで短縮されることができる。加えて、横歪曲は、より少ない。
(支柱のアレイの周囲の転写デバイスメサ)
図28Aおよび28Bは、その上に形成された支柱2804のアレイを伴う例示的転写デバイスメサ2806の説明図である。小型印刷可能オブジェクトを取り上げるために必要とされる、より小さい支柱サイズにより、転写デバイス支柱の高さは、所望の支柱アスペクト比に接着するために増加させられる。上記で説明されるように、支柱(例えば、1202)の長さが、その幅に対して大きすぎる場合、支柱は、圧縮中に(例えば、デバイスを取り上げるときに)屈曲するであろう。しかしながら、その幅に対する支柱の長さが、圧縮中に適切に屈曲しないようなものである(例えば、所望の支柱アスペクト比)場合、転写デバイスの縁の上のクラウニングは、デバイスを非意図的に取り上げさせ得る。転写デバイスのより小さい部分がウエハ表面に暴露されることを可能にするメサ2806が、転写デバイスアレイ2804の周囲に発現させられている。メサ材料は、アレイ2804とバルク層2808との間の大型段差を可能にし得る。ある実施形態では、メサ2806の厚さは、バルク材料2808上のクラウニングの高さより大きい。これは、転写プロセス中にバルク材料2808上のクラウニングがデバイスを非意図的に取り上げるであろう危険性を排除する(または有意に低減させる)。加えて、ある実施形態では、メサ2806の厚さは、バルク材料2808の厚さより小さい。したがって、(存在する場合)メサ2806上のクラウニングは、バルク材料2808上のクラウニングより小さい。
メサ2806は、転写デバイスアレイ2804全体を包含する限り、任意の形状であり得る。転写デバイスメサ2806は、それ自体が単一のガラス板2802の上にある、ポリマー2808のバルク体積上に製作されてもよい。
図29は、低減したクラウニング2920を伴う例示的転写デバイス2900の説明図である。メサ2806は、支柱2804の周囲/下方に位置付けられる。メサ2806の厚さは、(例えば、メサ2806の厚さおよび支柱2804の高さにより)バルク体積2808の厚さより小さい。したがって、(存在する場合)メサ2806上のクラウニング2920は、バルク材料2808上のクラウニング2930より小さい。メサ2806の厚さは、支柱2804が、メサ2806上のクラウニング2920およびバルク体積2808上のクラウニング2930の両方を覆って隆起しているようなものである。したがって、クラウニング2920および2930によってデバイスを偶発的に取り上げる危険性が、低減または排除される。
(クラウンが少なくとも部分的に除去された転写デバイス)
クラウニング効果を低減させるために、縁1504は、角度を付けられた縁を生成するように部分的に除去されてもよい。図30Aおよび30Bは、転写デバイスの側面/断面図から示されるように、バルク材料2206上のクラウニング2202を低減させる方法の説明図である。角度切断3002が、(例えば、転写デバイスが鋳造されるとき、PDMSが転写デバイス材料の中心に向かって引っ張ると形成される)クラウニングの量を低減させるように、転写デバイスの縁2204に行われることができる。切断3002は、かみそり3004を使用して行われてもよい。これらの切断3002は、存在するクラウニング2202の量を有意に低減させるように、規則的間隔で転写デバイスの縁2204の周囲に行われてもよい。ある実施形態では、これは、アレイが完全に積層される前に、スタンプのバルク材料2206が転写デバイスの縁に着地するであろう可能性を低減または排除する。
(転写デバイス側壁形状)
ある実施形態では、エラストマー側壁の形状は、スタンプの縁の周囲の歪曲を制御するために使用されてもよい。エラストマー側壁の形状がスタンプの縁の周囲の歪曲にどのように影響を及ぼすかを理解するために、有限要素モデル化が行われた。以下で説明される実施例では、平面ひずみにおいて、3mmのガラス上の厚さ1mm、幅20mmのPDMSのスラブが使用された。ガラスのCTEは、7ppm/Kであり、PDMSのCTEは、300ppm/Kであった。デルタTは、333K(硬化温度)〜295K(研究室温度)であった。PDMSスラブの斜面(すなわち、側壁)は、多様であった。以下の斜面/側壁のそれぞれ、すなわち、図31A−31Gに示されるように、15度斜面、30度斜面、45度斜面、60度斜面、75度斜面、丸い斜面、伸長斜面、および正方形斜面を伴う、転写デバイスが試験された。
図32は、図31A−31Gに示される側壁外形のそれぞれについて、エラストマー側壁の頂面上の横位置座標の関数としてのエラストマーの頂面からのクラウニング高さのプロットである。図33は、図31A−31Gに示される側壁外形を伴う転写デバイスの形成中に生成されるクラウン高さのプロットである。
本分析は、低減したクラウニングをもたらす側壁形状を図示した。図32および33に示されるように、15度斜面、30度斜面、45度斜面、60度斜面、75度斜面、丸い斜面、および伸長斜面は全て、正方形斜面より少ないクラウンを有した。
ある実施形態では、上記で議論される、異なる転写デバイスの特徴は、単一の転写デバイスに組み込まれる。例えば、転写デバイスは、1つまたはそれを上回るクラウン防止特徴、1つまたはそれを上回る沈下取り上げ低減特徴等を含んでもよい。さらに、本明細書に開示される方法は、単一の方法に組み込まれてもよい。例えば、方法は、半導体要素をプラズマ処理するステップと、熱支援印刷とを含んでもよい。
開示される技術の種々の実施形態を説明してきたが、概念を組み込む他の実施形態が使用され得ることが、当業者に明白となるであろう。したがって、これらの実施形態は、開示される実施形態に限定されるべきではないが、むしろ以下の請求項の精神および範囲のみによって限定されるべきであると考えられる。
装置およびシステムが、具体的構成要素を有する、含む、または備えると表される、もしくはプロセスおよび方法が、具体的ステップを有する、含む、または備えると表される、説明の全体を通して、加えて、記載される構成要素から本質的に成る、または成る、開示される技術の装置およびシステムがあり、記載される処理ステップから本質的に成る、または成る、開示される技術によるプロセスおよび方法があることが考慮される。
ステップの順序またはある動作を行うための順序は、開示される技術が動作可能なままである限り、重要ではないことを理解されたい。また、2つまたはそれを上回るステップもしくは動作が、同時に行われ得る。
本発明の種々の説明される実施形態は、技術的に不適合ではない限り、他の実施形態のうちの1つまたはそれを上回るものと併せて使用され得る。
ある側面では、目標基板の受容表面上に半導体デバイスを組み立てるためのシステムおよび方法が開示される。別の側面では、局所特徴を伴う目標基板上に半導体デバイスを組み立てるためのシステムおよび方法が開示される。別の側面では、重力支援分離システム、および半導体デバイスを印刷するための方法が開示される。別の側面では、半導体デバイスを印刷するための転写デバイスの種々の特徴が開示される。

Claims (275)

  1. 目標基板の受容表面上に半導体デバイスを組み立てるための方法であって、
    ネイティブ基板上に形成される前記半導体デバイスを提供するステップと、
    前記半導体デバイスの頂面を、接触表面を有する整合可能転写デバイスと接触させるステップであって、前記接触表面と前記半導体デバイスの前記頂面との間の接触は、前記半導体デバイスを前記整合可能転写デバイスに少なくとも一時的に結合する、ステップと、
    前記整合可能転写デバイスの前記接触表面が、前記ネイティブ基板から解放される前記半導体デバイスとともにその上に配置された前記半導体デバイスを有するように、前記ネイティブ基板から前記半導体デバイスを分離するステップと、
    前記半導体デバイスを前記目標基板の前記受容表面と接触させることに先立って、前記ネイティブ基板からの分離に続いて、前記半導体デバイスの裏面をプラズマ(例えば、大気プラズマ)に暴露するステップと、
    前記接触表面上に配置された前記半導体デバイスを前記目標基板の前記受容表面と接触させるステップと、
    前記半導体デバイスから前記整合可能転写デバイスの前記接触表面を分離し、それによって、前記目標基板の前記受容表面上に前記半導体デバイスを組み立てるステップと、
    を含む、方法。
  2. 前記裏面をプラズマに暴露するステップは、前記半導体デバイスと前記目標基板の前記受容基板との間の結合を向上させる、請求項1に記載の方法。
  3. 前記裏面をプラズマに暴露するステップは、前記半導体デバイスの前記裏面を清浄化する、請求項1または2に記載の方法。
  4. 前記裏面をプラズマに暴露するステップは、前記半導体デバイスの前記裏面から酸化物の薄い層を除去する、前記請求項のいずれか1項に記載の方法。
  5. 前記目標基板は、ポリマー、プラスチック、樹脂、ポリイミド、PEN、PET、金属、金属箔、ガラス、半導体、およびサファイアから成る群から選択される部材である、前記請求項のいずれか1項に記載の方法。
  6. 前記目標基板は、可視光に対して50%、80%、90%、もしくは95%を上回るまたはそれと等しい透明度を有する、前記請求項のいずれか1項に記載の方法。
  7. 前記ネイティブ基板は、無機半導体材料、単結晶シリコンウエハ、シリコンオンインシュレータウエハ、多結晶シリコンウエハ、GaAsウエハ、Si(111)、InAlP、InP、GaAs、InGaAs、AlGaAs、GaSb、GaAlSb、AlSb、InSb、InGaAlSbAs、InAlSb、およびInGaPから成る群から選択される部材を備える、前記請求項のいずれか1項に記載の方法。
  8. 前記プラズマは、還元ガスを含む、前記請求項のいずれか1項に記載の方法。
  9. 前記整合可能転写デバイスの前記接触表面からの前記半導体デバイスの剪断および剥離を防止するように、デューティサイクル、滞留時間、前記プラズマの出力、および前記半導体デバイスまでの前記プラズマの距離のうちの少なくとも1つを制御するステップを含む、前記請求項のいずれか1項に記載の方法。
  10. 前記半導体デバイスの前記裏面は、金属を含む、前記請求項のいずれか1項に記載の方法。
  11. 前記金属は、銅、スズ、アルミニウム、およびそれらの混合物のうちの少なくとも1つである、請求項10に記載の方法。
  12. 前記目標基板の前記受容表面は、少なくとも部分的に金属を含む、請求項10に記載の方法。
  13. 前記金属は、銅、スズ、アルミニウム、およびそれらの混合物のうちの少なくとも1つである、請求項12に記載の方法。
  14. 整合可能転写デバイスは、粘弾性スタンプおよび弾性スタンプのうちの少なくとも1つを備える、前記請求項のいずれか1項に記載の方法。
  15. 前記接触表面上に配置された前記半導体デバイスを前記目標基板の前記受容表面と接触させることに先立って、前記ネイティブ基板から前記整合可能転写デバイスを分離し、それによって、前記ネイティブ基板から前記半導体デバイスを取り上げるステップを含む、前記請求項のいずれか1項に記載の方法。
  16. 前記ネイティブ基板から前記整合可能転写デバイスを分離するステップは、少なくとも5g(例えば、5〜100g)の初期加速度で行われる、請求項15に記載の方法。
  17. 前記ネイティブ基板から前記整合可能転写デバイスを分離する前記ステップは、
    (i)前記ネイティブ基板から前記整合可能転写デバイスを離して動かすことと、
    (ii)前記整合可能転写デバイスから前記ネイティブ基板を離して動かすことと、
    のうちの一方または両方を含む、前記請求項のいずれか1項に記載の方法。
  18. 前記整合可能転写デバイスは、円筒支柱、三角形の支柱、長方形の支柱、五角形の支柱、六角形の支柱、七角形の支柱、および八角形の支柱のうちの少なくとも1つを備える、前記請求項のいずれか1項に記載の方法。
  19. 前記整合可能転写デバイスは、複数の支柱を伴う転写デバイス層を備え、前記支柱のそれぞれは、前記ネイティブ基板からの個別半導体デバイスに接触するように成形され、それによって、前記目標基板の前記受容表面上に半導体デバイスのアレイを組み立てる、前記請求項のいずれか1項に記載の方法。
  20. 前記整合可能転写デバイスは、前記複数の支柱のうちの2つの隣接する支柱の間に位置する、1つまたはそれを上回る抗−沈下支柱を備える、請求項19に記載の方法。
  21. 前記抗−沈下支柱は、前記支柱のうちの1つまたはそれを上回るものの高さより小さい高さを有する、請求項20に記載の方法。
  22. 前記複数の支柱のうちの各支柱の間の前記転写デバイスの表面は、粗面である、前記請求項のいずれか1項に記載の方法。
  23. 前記転写デバイスのバルク体積は、第1の材料を含み、前記複数の支柱は、第2の材料を含み、前記複数の支柱は、前記バルク体積上に配置される、前記請求項のいずれか1項に記載の方法。
  24. 前記接触表面上に配置された前記半導体デバイスを前記目標基板の前記受容表面と接触させた後に、加熱要素によって前記ポリマー層を加熱するステップを含む、前記請求項のいずれか1項に記載の方法。
  25. ネイティブ基板上に形成される前記半導体デバイスを提供した後に、前記半導体デバイスと前記ネイティブ基板との間に形成される剥離層の少なくとも一部をエッチングするステップを含む、前記請求項のいずれか1項に記載の方法。
  26. 前記半導体デバイスは、一体無機半導体構造を備える、前記請求項のいずれか1項に記載の方法。
  27. 前記目標基板は、Siを含む、前記請求項のいずれか1項に記載の方法。
  28. 前記半導体デバイスは、カプセル化ポリマー層を含む、前記請求項のいずれか1項に記載の方法。
  29. 前記整合可能転写デバイスは、前記複数の支柱と同一の高さの1つまたはそれを上回る抗−沈下支柱を備え、各抗−沈下支柱は、前記複数の支柱のうちの少なくとも2つの支柱の間に位置する、前記請求項のいずれか1項に記載の方法。
  30. 前記半導体デバイスは、前記半導体デバイスの金属裏面が前記目標基板上のフラックス層に少なくとも部分的に接触するように、前記目標基板の前記受容表面上に組み立てられる、前記請求項のいずれか1項に記載の方法。
  31. 前記目標基板の前記受容表面上に前記半導体デバイスを組み立てた後に、前記フラックス層を熱処理し、それによって、前記金属裏面を前記金属パッドに固着するステップを含む、請求項30に記載の方法。
  32. 前記半導体デバイスは、前記半導体デバイスの頂面上に配置されるポリマー層を有する、前記請求項のいずれか1項に記載の方法。
  33. 目標基板の受容表面上に半導体デバイスを組み立てるための方法であって、
    前記半導体デバイスの頂面上に配置されるポリマー層を伴ってネイティブ基板上に形成される、前記半導体デバイスを提供するステップと、
    前記半導体デバイスの前記ポリマー層を、接触表面を有する整合可能転写デバイスと接触させるステップであって、前記接触表面と前記半導体デバイスとの間の接触は、前記半導体デバイスを前記整合可能転写デバイスに少なくとも一時的に結合する、ステップと、
    前記半導体デバイスが、前記整合可能転写デバイスの前記接触表面上に配置され、前記ネイティブ基板から解放されるように、前記ネイティブ基板から前記半導体デバイスを分離するステップと、
    前記接触表面上に配置された前記半導体デバイスを前記目標基板の前記受容表面に接触させるステップと、
    加熱要素によって、前記ポリマー層を加熱するステップと、
    前記半導体デバイスが前記受容表面上に転写されるように、前記半導体デバイスから前記整合可能転写デバイスの前記接触表面を分離し、それによって、前記目標基板の前記受容表面上に前記半導体デバイスを組み立てるステップと、を含む、方法。
  34. 前記加熱要素は、ホットプレートである、請求項33に記載の方法。
  35. 前記加熱要素は、前記半導体デバイスと反対の前記目標基板の側面上に配置される、請求項33または34に記載の方法。
  36. 前記目標基板は、前記半導体デバイスに対して非ネイティブである、請求項33〜35のいずれか1項に記載の方法。
  37. 前記ポリマー層を加熱するステップの後に、前記ポリマーを少なくとも部分的に除去するステップを含む、請求項33〜36のいずれか1項に記載の方法。
  38. 前記加熱要素からの熱は、前記ポリマー層の粘度を低減させ、前記ポリマー層を流動させる、請求項33〜37のいずれか1項に記載の方法。
  39. 前記ポリマー層は、前記半導体デバイスの前記頂面および前記半導体デバイスの1つまたはそれを上回る側面上に配置される、請求項33〜38のいずれか1項に記載の方法。
  40. 前記ポリマー層は、前記ネイティブ基板上の印刷可能な半導体の少なくとも一部をカプセル化する、請求項33〜39のいずれか1項に記載の方法。
  41. 前記目標基板の前記受容表面は、平面状でない局所表面を備える、請求項33〜40のいずれか1項に記載の方法。
  42. 前記目標基板は、ポリマー、プラスチック、樹脂、ポリイミド、PEN、PET、金属、金属箔、ガラス、半導体、およびサファイアから成る群から選択される部材である、請求項33〜41のいずれか1項に記載の方法。
  43. 前記目標基板は、可視光に対して50%、80%、90%、もしくは95%を上回るまたはそれと等しい透明度を有する、請求項33〜42のいずれか1項に記載の方法。
  44. 前記ネイティブ基板は、無機半導体材料、単結晶シリコンウエハ、シリコンオンインシュレータウエハ、多結晶シリコンウエハ、GaAsウエハ、Si(111)、InAlP、InP、GaAs、InGaAs、AlGaAs、GaSb、GaAlSb、AlSb、InSb、InGaAlSbAs、InAlSb、およびInGaPから成る群から選択される部材を備える、請求項33〜43のいずれか1項に記載の方法。
  45. 前記半導体デバイスは、前記半導体デバイスの金属裏面が前記目標基板上のフラックス層に少なくとも部分的に接触するように、前記目標基板の前記受容表面上に組み立てられる、請求項33〜44のいずれか1項に記載の方法。
  46. 前記目標基板の前記受容表面上に前記半導体デバイスを組み立てた後に、前記フラックス層を熱処理し、それによって、前記金属裏面を前記金属パッドに固着するステップを含む、請求項45に記載の方法。
  47. 前記半導体デバイスを前記目標基板の前記受容表面と接触させるステップに先立って、前記ネイティブ基板からの分離に続いて、前記半導体デバイスの前記頂面と反対の前記半導体デバイスの裏面をプラズマに暴露するステップを含む、請求項33〜46のいずれか1項に記載の方法。
  48. 目標基板の受容表面上に半導体デバイスを組み立てるための方法であって、
    ネイティブ基板上に形成される前記半導体デバイスを提供するステップであって、前記半導体デバイスは、金属裏面を備える、ステップと、
    前記半導体デバイスの頂面を、接触表面を有する整合可能転写デバイスと接触させるステップであって、前記接触表面と前記半導体デバイスとの間の接触は、前記半導体デバイスを前記整合可能転写デバイスに少なくとも一時的に結合する、ステップと、
    前記整合可能転写デバイスの前記接触表面が、前記ネイティブ基板から解放される前記半導体デバイスとともにその上に配置された前記半導体デバイスを有するように、前記ネイティブ基板から前記半導体デバイスを分離するステップと、
    前記接触表面上に配置された前記半導体デバイスを前記目標基板の前記受容表面と接触させるステップであって、前記受容表面は、前記目標基板上に配置される金属パッド上にフラックス層を備える、ステップと、
    前記半導体デバイスから前記整合可能転写デバイスの前記接触表面を分離し、それによって、前記半導体デバイスの前記金属裏面が前記フラックス層に少なくとも部分的に接触するように、前記目標基板の前記受容表面上に前記半導体デバイスを組み立てるステップと、
    前記フラックス層を熱に暴露し、それによって、前記金属裏面を前記金属パッドに固着するステップと、を含む、方法。
  49. 前記フラックス層を熱処理するステップは、前記フラックス層を熱に暴露することを含む、請求項48に記載の方法。
  50. 前記フラックス層は、加熱要素を使用して熱に暴露される、請求項48または49に記載の方法。
  51. 前記加熱要素は、ホットプレートである、請求項50に記載の方法。
  52. 前記加熱要素は、印刷可能な半導体デバイスと反対の前記目標基板の側面上に配置される、請求項50に記載の方法。
  53. 前記ネイティブ基板上に形成される前記半導体デバイスを提供するステップは、前記半導体デバイスの頂面上に配置されるポリマー層を伴って前記ネイティブ基板上に形成される、前記半導体デバイスを提供することを含む、請求項48〜52のいずれか1項に記載の方法。
  54. 前記目標基板は、ポリマー、プラスチック、樹脂、ポリイミド、PEN、PET、金属、金属箔、ガラス、半導体、およびサファイアから成る群から選択される部材である、請求項48〜53のいずれか1項に記載の方法。
  55. 前記目標基板は、可視光に対して50%、80%、90%、もしくは95%を上回るまたはそれと等しい透明度を有する、請求項48〜54のいずれか1項に記載の方法。
  56. 前記ネイティブ基板は、無機半導体材料、単結晶シリコンウエハ、シリコンオンインシュレータウエハ、多結晶シリコンウエハ、GaAsウエハ、Si(111)、InAlP、InP、GaAs、InGaAs、AlGaAs、GaSb、GaAlSb、AlSb、InSb、InGaAlSbAs、InAlSb、およびInGaPから成る群から選択される部材を備える、請求項48〜55のいずれか1項に記載の方法。
  57. 前記ネイティブ基板上に形成される前記半導体デバイスを提供するステップは、
    前記ネイティブ基板上に前記半導体デバイスを形成することと、
    前記印刷可能半導体を少なくとも部分的にポリマー層でカプセル化することと、を含む、請求項48〜56のいずれか1項に記載の方法。
  58. 前記ネイティブ基板上に形成される前記半導体デバイスは、ポリマー層でカプセル化される、請求項48〜57のいずれか1項に記載の方法。
  59. 前記目標基板の前記受容表面は、1つまたはそれを上回る平面状でない局所特徴を備える、請求項48〜58のいずれか1項に記載の方法。
  60. 前記1つまたはそれを上回る平面状でない局所特徴は、メサ、V字形チャネル、およびトレンチから成る群から選択される少なくとも1つの部材を備える、請求項48〜59のいずれか1項に記載の方法。
  61. 前記半導体デバイスは、前記半導体デバイスの頂面上に配置されるポリマー層を有する、請求項48〜60のいずれか1項に記載の方法。
  62. 前記接触表面上に配置された前記半導体デバイスを前記目標基板の前記受容表面と接触させた後に、加熱要素によって前記ポリマー層を加熱するステップを含む、請求項61に記載の方法。
  63. 前記ネイティブ基板からの分離に続いて、かつ前記半導体デバイスを前記目標基板の前記受容表面と接触させるステップに先立って、前記半導体デバイスの前記頂面と反対の前記半導体デバイスの裏面をプラズマに暴露するステップを含む、請求項48〜62のいずれか1項に記載の方法。
  64. 低減されたクラウニングを伴う整合可能転写デバイスであって、
    第1の表面および前記第1の表面と反対の第2の表面と、前記第1の表面と前記第2の表面との間の側面とを有する、バルク体積であって、バルク面積は、前記側面を前記第1の表面に接続する先細表面を備える、バルク体積と、
    印刷可能材料を取り上げるために前記バルク体積の前記第1の表面上に配置される、複数の印刷支柱であって、前記複数の印刷支柱および前記バルク体積は、前記バルク体積の前記第2の表面に印加される力が前記複数の印刷支柱に伝達されるように配列される、複数の印刷支柱と、を備える、転写デバイス。
  65. 前記複数の支柱のうちの各支柱のアスペクト比(高さ対幅)は、4:1未満またはそれと等しい(例えば、2:1〜4:1)、請求項64に記載のデバイス。
  66. 前記複数の印刷支柱のうちの各支柱は、前記第1の表面と反対の前記支柱の端部上に接触表面を備え、前記複数の支柱の前記接触表面は、実質的に同一平面内にある、請求項64または65に記載のデバイス。
  67. 複数の印刷支柱の厚さは、1ミクロン〜100ミクロン(例えば、1〜5ミクロン、5〜10ミクロン、10〜15ミクロン、50〜25ミクロン、25〜40ミクロン、40〜60ミクロン、60〜80ミクロン、または80〜100ミクロン)である、請求項64〜66のいずれか1項に記載のデバイス。
  68. 前記バルク体積の厚さは、0.5mm〜5mm(例えば、0.5〜1mm、1〜2mm、2〜3mm、3〜4mm、または4〜5mm)である、請求項64〜67のいずれか1項に記載のデバイス。
  69. 前記複数の印刷支柱の厚さと前記バルク体積の厚さとの比は、1:1〜1:10(例えば、1:1〜1:2、1:2〜1:4、1:4〜1:6、1:6〜1:8、または1:8〜1:10)である、請求項64〜68のいずれか1項に記載のデバイス。
  70. 前記バルク体積は、1GPa〜10GPa(例えば、1〜4GPa、4〜7GPa、7〜10GPa)のヤング率を有する、請求項64〜69のいずれか1項に記載のデバイス。
  71. 前記複数の印刷支柱は、1MPa〜10MPa(例えば、1〜4MPa、4〜7MPa、7〜10MPa)のヤング率を有する、請求項64〜70のいずれか1項に記載のデバイス。
  72. 前記複数の印刷支柱は、第1のヤング率を有し、基部は、前記第1のヤング率より大きい第2のヤング率を有する、請求項64〜71のいずれか1項に記載のデバイス。
  73. 前記バルク体積は、14.5ppm未満またはそれと等しい熱膨張係数を有する、ポリマーを含む、請求項64〜72のいずれか1項に記載のデバイス。
  74. 前記複数の印刷支柱は、10cm〜260cm(例えば、10cm〜40cm、40cm〜80cm、120cm〜160cm、160cm〜200cm、200cm〜240cm、または240cm〜260cm)から選択される面積を占有する、請求項64〜73のいずれか1項に記載のデバイス。
  75. 前記複数の印刷支柱のうちの各印刷支柱は、50ナノメートル〜10マイクロメートル(例えば、50nm〜100nm、100nm〜200nm、200nm〜400nm、400nm〜600nm、600nm〜800nm、800nm〜1ミクロン、1ミクロン〜5ミクロン、または5ミクロン〜10ミクロン)の幅、長さ、および高さのうちの少なくとも1つを有する、請求項64〜74のいずれか1項に記載のデバイス。
  76. 前記複数の印刷支柱は、連続的な一体の層内に形成される、請求項64〜75のいずれか1項に記載のデバイス。
  77. 前記複数の印刷支柱は、ポリマーを含む、請求項64〜76のいずれか1項に記載のデバイス。
  78. 前記バルク体積は、ポリジメチルシロキサン(PDMS)である、請求項64〜77のいずれか1項に記載のデバイス。
  79. 前記バルク体積および前記複数の印刷支柱は、単一の材料から形成される、請求項64〜78のいずれか1項に記載のデバイス。
  80. 前記支柱の少なくとも一部は、前記第1の表面の縁から1mm〜15mm(例えば、前記縁から1mm〜5mmまたは5mm〜10mm、10mm〜15mm)離れて前記第1の表面上に配列される、請求項64〜79のいずれか1項に記載のデバイス。
  81. 前記バルク体積は、前記第1および第2の表面の間の側面である、側面を有する、請求項64〜80のいずれか1項に記載のデバイス。
  82. 前記側面は、傾斜および/または丸みを帯びた縁を有する、請求項81に記載のデバイス。
  83. 前記側面は、丸みを帯びた外形(例えば、凸状または凹状)を有する、請求項81に記載のデバイス。
  84. 前記側面は、75°以下(例えば、60°以下、45°以下、30°以下、または15°以下)の(前記第1の表面と平行な)水平からの角度を形成する、傾斜縁を有する、請求項81に記載のデバイス。
  85. 複数の支柱(例えば、支柱のアレイ)が配置される表面を伴うメサ構成を有する、エラストマー(例えば、PDMS)スラブ(例えば、バルク体積)を備える、整合可能転写デバイスであって、以下のうちの1つまたはそれを上回るもの[(i)、(ii)、および/または(iii)のうちのいずれか]が当てはまる、すなわち、
    (i)前記メサの縁は、前記表面の歪曲を低減させ、前記複数の支柱の正確な間隔を可能にするよう、傾斜および/または丸みを帯びた縁を有する、
    (ii)前記複数の支柱は、前記縁から少なくとも1mm(例えば、前記縁から1mm〜5mmまたは5mm〜20mm)離れて前記表面上に配列される、
    (iii)前記メサは、10mm以下(例えば、1〜5mm)の厚さを有する、デバイス。
  86. 前記メサの前記縁は、75°以下(例えば、60°以下、45°以下、30°以下、または15°以下)の(前記表面と平行な)水平からの角度を形成する、傾斜縁を有する、請求項85に記載のデバイス。
  87. 前記メサの前記縁は、丸みを帯びた外形(例えば、凸状または凹状)を有する、請求項85または86に記載のデバイス。
  88. 前記エラストマースラブが配置される基板(例えば、ガラス)を備える、請求項85〜87のいずれか1項に記載のデバイス。
  89. 前記複数の支柱のうちの各支柱のアスペクト比(高さ対幅)は、4:1未満またはそれと等しい(例えば、2:1〜4:1)、請求項85〜88のいずれか1項に記載のデバイス。
  90. 前記複数の印刷支柱のうちの各支柱は、前記第1の表面と反対の前記支柱の端部上に接触表面を備え、前記複数の支柱の前記接触表面は、実質的に同一平面内にある、請求項85〜89のいずれか1項に記載のデバイス。
  91. 前記支柱の厚さは、1ミクロン〜100ミクロン(例えば、1〜5ミクロン、5〜10ミクロン、10〜15ミクロン、50〜25ミクロン、25〜40ミクロン、40〜60ミクロン、60〜80ミクロン、または80〜100ミクロン)である、請求項85〜90のいずれか1項に記載のデバイス。
  92. 前記メサの厚さは、0.5mm〜5mm(例えば、0.5〜1mm、1〜2mm、2〜3mm、3〜4mm、または4〜5mm)である、請求項85〜91のいずれか1項に記載のデバイス。
  93. 前記複数の印刷支柱の厚さ対前記メサの厚さの比は、1:1〜1:10(例えば、1:1〜1:2、1:2〜1:4、1:4〜1:6、1:6〜1:8、または1:8〜1:10)である、請求項85〜92のいずれか1項に記載のデバイス。
  94. 前記メサは、1GPa〜10GPa(例えば、1〜4GPa、4〜7GPa、7〜10GPa)のヤング率を有する、請求項85〜93のいずれか1項に記載のデバイス。
  95. 前記支柱は、1MPa〜10MPa(例えば、1〜4MPa、4〜7MPa、7〜10MPa)のヤング率を有する、請求項85〜94のいずれか1項に記載のデバイス。
  96. 前記支柱は、第1のヤング率を有し、前記メサは、前記第1のヤング率より大きい第2のヤング率を有する、請求項85〜95のいずれか1項に記載のデバイス。
  97. 前記支柱は、1MPa〜5MPaのヤング率を有する、請求項85〜96のいずれか1項に記載のデバイス。
  98. 前記メサは、14.5ppm未満またはそれと等しい熱膨張係数を有する、ポリマーを含む、請求項85〜97のいずれか1項に記載のデバイス。
  99. 前記支柱は、10cm〜260cm(例えば、10cm〜40cm、40cm〜80cm、120cm〜160cm、160cm〜200cm、200cm〜240cm、または240cm〜260cm)から選択される面積を占有する、請求項85〜98のいずれか1項に記載のデバイス。
  100. 前記支柱のうちの各支柱は、50ナノメートル〜10マイクロメートル(例えば、50nm〜100nm、100nm〜200nm、200nm〜400nm、400nm〜600nm、600nm〜800nm、800nm〜1ミクロン、1ミクロン〜5ミクロン、または5ミクロン〜10ミクロン)の幅、長さ、および高さのうちの少なくとも1つを有する、請求項85〜99のいずれか1項に記載のデバイス。
  101. 前記支柱は、連続的な一体の層内に形成される、請求項85〜100のいずれか1項に記載のデバイス。
  102. 前記支柱は、ポリマーを含む、請求項85〜101のいずれか1項に記載のデバイス。
  103. 前記メサは、ポリジメチルシロキサン(PDMS)である、請求項85〜102のいずれか1項に記載のデバイス。
  104. 前記メサおよび前記支柱は、単一の材料から形成される、請求項85〜103のいずれか1項に記載のデバイス。
  105. 整合可能転写デバイスであって、
    第1の表面および前記第1の表面と反対の第2の表面を有する、バルク体積と、
    前記バルク体積上に配置されるメサと、
    印刷可能材料を取り上げるために前記バルク体積と反対の前記メサ上に配置される、複数の支柱(例えば、支柱のアレイ)を備える、層であって、前記複数の支柱、前記メサ、および前記バルク体積は、前記バルク体積の前記第2の表面に印加される力が前記複数の支柱に伝達されるように配列される、層と、を備える、転写デバイス。
  106. 前記メサの厚さは、前記支柱の厚さより大きい、請求項105に記載のデバイス。
  107. 前記複数の支柱のうちの各支柱のアスペクト比(高さ対幅)は、4:1未満またはそれと等しい(例えば、2:1〜4:1)、請求項105または106に記載のデバイス。
  108. 前記複数の印刷支柱のうちの各支柱は、前記第1の表面と反対の前記支柱の端部上に接触表面を備え、前記複数の支柱の前記接触表面は、実質的に同一平面内にある、請求項105〜107のいずれか1項に記載のデバイス。
  109. 前記支柱の厚さは、1ミクロン〜100ミクロン(例えば、1〜5ミクロン、5〜10ミクロン、10〜15ミクロン、50〜25ミクロン、25〜40ミクロン、40〜60ミクロン、60〜80ミクロン、または80〜100ミクロン)である、請求項105〜108のいずれか1項に記載のデバイス。
  110. 前記バルク体積の厚さは、0.5mm〜5mm(例えば、0.5〜1mm、1〜2mm、2〜3mm、3〜4mm、または4〜5mm)である、請求項105〜109のいずれか1項に記載のデバイス。
  111. 前記支柱の厚さ対前記バルク体積の厚さの比は、1:1〜1:10(例えば、1:1〜1:2、1:2〜1:4、1:4〜1:6、1:6〜1:8、または1:8〜1:10)である、請求項105〜110のいずれか1項に記載のデバイス。
  112. 前記バルク体積は、1GPa〜10GPa(例えば、1〜4GPa、4〜7GPa、7〜10GPa)のヤング率を有する、請求項105〜111のいずれか1項に記載のデバイス。
  113. 前記支柱は、1MPa〜10MPa(例えば、1〜4MPa、4〜7MPa、7〜10MPa)のヤング率を有する、請求項105〜112のいずれか1項に記載のデバイス。
  114. 前記支柱は、第1のヤング率を有し、前記バルク体積は、前記第1のヤング率より大きい第2のヤング率を有する、請求項105〜113のいずれか1項に記載のデバイス。
  115. 前記メサは、前記第1のヤング率を有する、請求項114に記載のデバイス。
  116. 前記メサは、前記第2のヤング率を有する、請求項114に記載のデバイス。
  117. 前記バルク体積は、14.5ppm未満またはそれと等しい熱膨張係数を有する、ポリマーを含む、請求項105〜116のいずれか1項に記載のデバイス。
  118. 前記支柱は、10cm〜260cm(例えば、10cm〜40cm、40cm〜80cm、120cm〜160cm、160cm〜200cm、200cm〜240cm、または240cm〜260cm)から選択される面積を占有する、請求項105〜117のいずれか1項に記載のデバイス。
  119. 前記複数の支柱のうちの各支柱は、50ナノメートル〜10マイクロメートル(例えば、50nm〜100nm、100nm〜200nm、200nm〜400nm、400nm〜600nm、600nm〜800nm、800nm〜1ミクロン、1ミクロン〜5ミクロン、または5ミクロン〜10ミクロン)の幅、長さ、および高さのうちの少なくとも1つを有する、請求項105〜118のいずれか1項に記載のデバイス。
  120. 前記支柱は、連続的な一体の層内に形成される、請求項105〜119のいずれか1項に記載のデバイス。
  121. 前記支柱は、ポリマーを含む、請求項105〜120のいずれか1項に記載のデバイス。
  122. 前記バルク体積は、ポリジメチルシロキサン(PDMS)である、請求項105〜121のいずれか1項に記載のデバイス。
  123. 前記バルク体積および前記支柱は、単一の材料から形成される、請求項105〜123のいずれか1項に記載のデバイス。
  124. 前記支柱の少なくとも一部は、前記第1の表面の縁から1mm〜15mm(例えば、前記縁から1mm〜5mmまたは5mm〜10mm、10mm〜15mm)離れて前記第1の表面上に配列される、請求項105〜123のいずれか1項に記載のデバイス。
  125. 前記バルク体積は、前記第1および第2の表面の間の側面である、側面を有する、請求項105〜124のいずれか1項に記載のデバイス。
  126. 前記側面は、傾斜および/または丸みを帯びた縁を有する、請求項125に記載のデバイス。
  127. 前記側面は、丸みを帯びた外形(例えば、凸状または凹状)を有する、請求項125に記載のデバイス。
  128. 前記側面は、75°以下(例えば、60°以下、45°以下、30°以下、または15°以下)の(前記第1の表面と平行な)水平からの角度を形成する、傾斜縁を有する、請求項125に記載のデバイス。
  129. クラウニングを低減させるように整合可能転写デバイスを修正する方法であって、
    第1の表面および前記第1の表面と反対の第2の表面と、前記第1の表面と前記第2の表面との間の1つまたはそれを上回る側面とを有する、バルク体積と、
    印刷可能材料を取り上げるために前記バルク体積の前記第1の表面上に配置される、複数の印刷支柱であって、前記複数の印刷支柱および前記バルク体積は、前記バルク体積の前記第2の表面に印加される力が前記複数の印刷支柱に伝達されるように配列される、複数の印刷支柱と、
    を備える、転写デバイスを提供するステップと、
    前記第1の表面に対してゼロではない角度で前記バルク基板の前記第1の表面の縁を切断し、それによって、前記縁におけるクラウニングを低減させるステップと、を含む、方法。
  130. 前記複数の支柱のうちの各支柱のアスペクト比(高さ対幅)は、4:1未満またはそれと等しい(例えば、2:1〜4:1)、請求項129に記載の方法。
  131. 前記複数の印刷支柱のうちの各支柱は、前記第1の表面と反対の前記支柱の端部上に接触表面を備え、前記複数の支柱の前記接触表面は、実質的に同一平面内にある、請求項129または130に記載の方法。
  132. 複数の印刷支柱の厚さは、1ミクロン〜100ミクロン(例えば、1〜5ミクロン、5〜10ミクロン、10〜15ミクロン、50〜25ミクロン、25〜40ミクロン、40〜60ミクロン、60〜80ミクロン、または80〜100ミクロン)である、請求項129〜131のいずれか1項に記載の方法。
  133. 前記バルク体積の厚さは、0.5mm〜5mm(例えば、0.5〜1mm、1〜2mm、2〜3mm、3〜4mm、または4〜5mm)である、請求項129〜132のいずれか1項に記載の方法。
  134. 前記複数の印刷支柱の厚さおよび前記バルク体積の厚さの比は、1:1〜1:10(例えば、1:1〜1:2、1:2〜1:4、1:4〜1:6、1:6〜1:8、または1:8〜1:10)である、請求項129〜133のいずれか1項に記載の方法。
  135. 前記バルク体積は、1GPa〜10GPa(例えば、1〜4GPa、4〜7GPa、7〜10GPa)のヤング率を有する、請求項129〜134のいずれか1項に記載の方法。
  136. 前記複数の印刷支柱は、1MPa〜10MPa(例えば、1〜4MPa、4〜7MPa、7〜10MPa)のヤング率を有する、請求項129〜135のいずれか1項に記載の方法。
  137. 前記複数の印刷支柱は、第1のヤング率を有し、前記バルク体積は、前記第1のヤング率より大きい第2のヤング率を有する、請求項129〜136のいずれか1項に記載の方法。
  138. 前記バルク体積は、14.5ppm未満またはそれと等しい熱膨張係数を有する、ポリマーを含む、請求項129〜137のいずれか1項に記載の方法。
  139. 前記複数の印刷支柱は、10cm〜260cm(例えば、10cm〜40cm、40cm〜80cm、120cm〜160cm、160cm〜200cm、200cm〜240cm、または240cm〜260cm)から選択される面積を占有する、請求項129〜138のいずれか1項に記載の方法。
  140. 前記複数の印刷支柱のうちの各印刷支柱は、50ナノメートル〜10マイクロメートル(例えば、50nm〜100nm、100nm〜200nm、200nm〜400nm、400nm〜600nm、600nm〜800nm、800nm〜1ミクロン、1ミクロン〜5ミクロン、または5ミクロン〜10ミクロン)の幅、長さ、および高さのうちの少なくとも1つを有する、請求項129〜139のいずれか1項に記載の方法。
  141. 前記複数の印刷支柱は、連続的な一体の層内に形成される、請求項129〜140のいずれか1項に記載の方法。
  142. 前記複数の印刷支柱は、ポリマーを含む、請求項129〜141のいずれか1項に記載の方法。
  143. 前記バルク体積は、ポリジメチルシロキサン(PDMS)である、請求項129〜142のいずれか1項に記載の方法。
  144. 前記バルク体積および前記複数の印刷支柱は、単一の材料から形成される、請求項129〜143のいずれか1項に記載の方法。
  145. 前記支柱の少なくとも一部は、前記第1の表面の縁から1mm〜15mm(例えば、前記縁から1mm〜5mmまたは5mm〜10mm、10mm〜15mm)離れて前記第1の表面上に配列される、請求項129〜144のいずれか1項に記載の方法。
  146. 前記バルク体積は、前記第1および第2の表面の間の側面である、側面を有する、請求項129〜145のいずれか1項に記載の方法。
  147. 前記側面は、傾斜および/または丸みを帯びた縁を有する、請求項146に記載の方法。
  148. 前記側面は、丸みを帯びた外形(例えば、凸状または凹状)を有する、請求項146に記載の方法。
  149. 前記側面は、75°以下(例えば、60°以下、45°以下、30°以下、または15°以下)の(前記第1の表面と平行な)水平からの角度を形成する、傾斜縁を有する、請求項148に記載の方法。
  150. 整合可能転写デバイスであって、
    第1の表面および前記第1の表面と反対の第2の表面を有する、バルク体積と、
    印刷可能材料を取り上げるために前記バルク体積の前記第1の表面上に配置される、複数の印刷支柱であって、各支柱は、基礎区分と、最上区分とを備え、前記最上区分は、前記基礎区分の断面積より小さい(例えば、前記基礎区分の断面積の50%、30%、25%、10%未満である)断面積を有する、複数の印刷支柱と、を備える、転写デバイス。
  151. 前記複数の支柱のそれぞれは、前記第1の表面と反対の前記支柱の端部上に接触表面を備え、前記複数の支柱の前記接触表面は、実質的に同一平面内にある、請求項150に記載のデバイス。
  152. 支柱の厚さは、1ミクロン〜100ミクロン(例えば、1〜5ミクロン、5〜10ミクロン、10〜15ミクロン、50〜25ミクロン、25〜40ミクロン、40〜60ミクロン、60〜80ミクロン、または80〜100ミクロン)に及ぶ、請求項150または151に記載のデバイス。
  153. 前記バルク体積の厚さは、0.5mm〜5mm(例えば、0.5〜1mm、1〜2mm、2〜3mm、3〜4mm、または4〜5mm)である、請求項150〜152のいずれか1項に記載のデバイス。
  154. 前記支柱の厚さ対前記バルク体積の厚さの比は、1:1〜1:10(例えば、1:1〜1:2、1:2〜1:4、1:4〜1:6、1:6〜1:8、または1:8〜1:10)である、請求項150〜153のいずれか1項に記載のデバイス。
  155. 前記バルク体積は、1GPa〜10GPa(例えば、1〜4GPa、4〜7GPa、7〜10GPa)のヤング率を有する、請求項150〜154のいずれか1項に記載のデバイス。
  156. 前記支柱は、1MPa〜10MPa(例えば、1〜4MPa、4〜7MPa、7〜10MPa)のヤング率を有する、請求項150〜155のいずれか1項に記載のデバイス。
  157. 前記支柱は、第1のヤング率を有し、基部は、前記第1のヤング率より大きい第2のヤング率を有する、請求項150〜156のいずれか1項に記載のデバイス。
  158. 前記バルク体積は、14.5ppm未満またはそれと等しい熱膨張係数を有する、ポリマーを含む、請求項150〜157のいずれか1項に記載のデバイス。
  159. 前記支柱は、10cm〜260cm(例えば、10cm〜40cm、40cm〜80cm、120cm〜160cm、160cm〜200cm、200cm〜240cm、または240cm〜260cm)から選択される面積を占有する、請求項150〜158のいずれか1項に記載のデバイス。
  160. 前記複数の支柱のうちの各支柱は、50ナノメートル〜10マイクロメートル(例えば、50nm〜100nm、100nm〜200nm、200nm〜400nm、400nm〜600nm、600nm〜800nm、800nm〜1ミクロン、1ミクロン〜5ミクロン、または5ミクロン〜10ミクロン)の幅、長さ、および高さのうちの少なくとも1つを有する、請求項150〜159のいずれか1項に記載のデバイス。
  161. 前記支柱は、連続的な一体の層内に形成される、請求項150〜160のいずれか1項に記載のデバイス。
  162. 前記支柱は、ポリマーを含む、請求項150〜161のいずれか1項に記載のデバイス。
  163. 前記バルク体積は、ポリジメチルシロキサン(PDMS)である、請求項150〜162のいずれか1項に記載のデバイス。
  164. 前記バルク体積および前記支柱は、単一の材料から形成される、請求項150〜163のいずれか1項に記載のデバイス。
  165. 前記複数の支柱のうちの各支柱のアスペクト比(高さ対幅)は、4:1未満またはそれと等しい(例えば、2:1〜4:1)、請求項150〜164のいずれか1項に記載のデバイス。
  166. 前記バルク体積は、前記第1および第2の表面の間の側面である、側面を有する、請求項150〜165のいずれか1項に記載のデバイス。
  167. 前記側面は、傾斜および/または丸みを帯びた縁を有する、請求項165に記載のデバイス。
  168. 前記側面は、丸みを帯びた外形(例えば、凸状または凹状)を有する、請求項165に記載のデバイス。
  169. 前記側面は、75°以下(例えば、60°以下、45°以下、30°以下、または15°以下)の(前記第1の表面と平行な)水平からの角度を形成する、傾斜縁を有する、請求項165に記載のデバイス。
  170. 前記支柱の少なくとも一部は、前記第1の表面の縁から1mm〜15mm(例えば、前記縁から1mm〜5mmまたは5mm〜10mm、10mm〜15mm)離れて前記第1の表面上に配列される、請求項150〜169のいずれか1項に記載のデバイス。
  171. 整合可能転写デバイスであって、
    第1の表面および前記第1の表面と反対の第2の表面を有する、バルク体積と、
    印刷可能材料を取り上げるために前記バルク体積の前記第1の表面上に配置される、複数の印刷支柱と、
    印刷可能材料が前記複数の印刷支柱によって取り上げられるときに、前記バルク体積の前記第1の表面が沈下し、不注意に印刷可能材料を取り上げることを防止するために、前記バルク体積の前記第1の表面上に配置される、複数の抗−沈下支柱であって、前記複数の印刷支柱および前記バルク体積は、前記バルク体積の前記第2の表面に印加される力が前記複数の印刷支柱に伝達されるように配列される、複数の抗−沈下支柱と、を備える、転写デバイス。
  172. 前記複数の印刷支柱および前記複数の抗−沈下支柱は、前記複数の印刷支柱と前記複数の抗−沈下支柱との間に位置付けられる接続層上に配置される、請求項171に記載のデバイス。
  173. 前記接続層は、薄い金属層を備える、請求項172に記載のデバイス。
  174. 前記複数の支柱のそれぞれは、前記第1の表面と反対の前記支柱の端部上に接触表面を備え、前記複数の支柱の前記接触表面は、実質的に同一平面内にある、請求項171〜173のいずれか1項に記載のデバイス。
  175. 前記印刷支柱の厚さは、1ミクロン〜100ミクロン(例えば、1〜5ミクロン、5〜10ミクロン、10〜15ミクロン、50〜25ミクロン、25〜40ミクロン、40〜60ミクロン、60〜80ミクロン、または80〜100ミクロン)である、請求項171〜174のいずれか1項に記載のデバイス。
  176. 前記バルク体積の厚さは、0.5mm〜5mm(例えば、0.5〜1mm、1〜2mm、2〜3mm、3〜4mm、または4〜5mm)である、請求項171〜175のいずれか1項に記載のデバイス。
  177. 前記印刷支柱の厚さ対前記バルク体積の厚さの比は、1:1〜1:10(例えば、1:1〜1:2、1:2〜1:4、1:4〜1:6、1:6〜1:8、または1:8〜1:10)である、請求項171〜176のいずれか1項に記載のデバイス。
  178. 前記バルク体積は、1GPa〜10GPa(例えば、1〜4GPa、4〜7GPa、7〜10GPa)のヤング率を有する、請求項171〜177のいずれか1項に記載のデバイス。
  179. 前記印刷支柱は、1MPa〜10MPa(例えば、1〜4MPa、4〜7MPa、7〜10MPa)のヤング率を有する、請求項171〜178のいずれか1項に記載のデバイス。
  180. 前記印刷支柱は、第1のヤング率を有し、前記バルク体積は、前記第1のヤング率より大きい第2のヤング率を有する、請求項171〜179のいずれか1項に記載のデバイス。
  181. 前記バルク体積は、14.5ppm未満またはそれと等しい熱膨張係数を有する、ポリマーを含む、請求項171〜180のいずれか1項に記載のデバイス。
  182. 前記印刷支柱は、10cm〜260cm(例えば、10cm〜40cm、40cm〜80cm、120cm〜160cm、160cm〜200cm、200cm〜240cm、または240cm〜260cm)から選択される面積を占有する、請求項171〜181のいずれか1項に記載のデバイス。
  183. 前記印刷支柱のそれぞれは、50ナノメートル〜10マイクロメートル(例えば、50nm〜100nm、100nm〜200nm、200nm〜400nm、400nm〜600nm、600nm〜800nm、800nm〜1ミクロン、1ミクロン〜5ミクロン、または5ミクロン〜10ミクロン)の幅、長さ、および高さのうちの少なくとも1つを有する、請求項171〜182のいずれか1項に記載のデバイス。
  184. 前記印刷支柱は、連続的な一体の層内に形成される、請求項171〜183のいずれか1項に記載のデバイス。
  185. 前記印刷支柱は、ポリマーを含む、請求項171〜184のいずれか1項に記載のデバイス。
  186. 前記バルク体積は、ポリジメチルシロキサン(PDMS)である、請求項171〜185のいずれか1項に記載のデバイス。
  187. 前記バルク体積および前記印刷支柱は、単一の材料から形成される、請求項171〜186のいずれか1項に記載のデバイス。
  188. 前記抗−沈下支柱は、前記印刷支柱の間に散在させられる、請求項171〜187のいずれか1項に記載のデバイス。
  189. 前記複数の抗−沈下支柱は、前記印刷支柱より大きい係数を有する、請求項171〜188のいずれか1項に記載のデバイス。
  190. 前記支柱のうちの各支柱のアスペクト比(高さ対幅)は、4:1未満またはそれと等しい(例えば、2:1〜4:1)、請求項171〜189のいずれか1項に記載のデバイス。
  191. 前記支柱の少なくとも一部は、前記第1の表面の縁から1mm〜15mm(例えば、前記縁から1mm〜5mmまたは5mm〜10mm、10mm〜15mm)離れて前記第1の表面上に配列される、請求項171〜190のいずれか1項に記載のデバイス。
  192. 前記バルク体積は、前記第1および第2の表面の間の側面である、側面を有する、請求項171〜191のいずれか1項に記載のデバイス。
  193. 前記側面は、傾斜および/または丸みを帯びた縁を有する、請求項192に記載のデバイス。
  194. 前記側面は、丸みを帯びた外形(例えば、凸状または凹状)を有する、請求項192に記載のデバイス。
  195. 前記側面は、75°以下(例えば、60°以下、45°以下、30°以下、または15°以下)の(前記第1の表面と平行な)水平からの角度を形成する、傾斜縁を有する、請求項192に記載のデバイス。
  196. 整合可能転写デバイスであって、
    第1の表面および前記第1の表面と反対の第2の表面を有する、バルク体積と、
    印刷可能材料を取り上げるために前記バルク体積の前記第1の表面上に配置される、複数の支柱であって、前記複数の支柱および前記バルク体積は、前記バルク体積の前記第2の表面に印加される力が前記複数の支柱に伝達されるように配列され、前記複数の支柱によって占有されていない前記第1の表面の面積の一部は、粗面積を備える(それによって、抗−沈下する)、複数の支柱と、
    を備える、転写デバイス。
  197. 前記粗面積は、複数の特徴を備え、各特徴は、各支柱の幅より小さい幅と、各支柱の高さより小さい高さとを有する、請求項196に記載のデバイス。
  198. 前記粗面積は、前記支柱の間で前記第1の表面上に位置する、請求項196または197に記載のデバイス。
  199. 前記粗面積は、特徴のパターン化されたアレイを備える、請求項196〜198のいずれか1項に記載のデバイス。
  200. 前記粗面積は、特徴のランダムアレイを備える、請求項196〜199のいずれか1項に記載のデバイス。
  201. 前記複数の支柱のそれぞれは、前記第1の表面と反対の前記支柱の端部上に接触表面を備え、前記複数の支柱の前記接触表面は、実質的に同一平面内にある、請求項196〜200のいずれか1項に記載のデバイス。
  202. 支柱の厚さは、1ミクロン〜100ミクロン(例えば、1〜5ミクロン、5〜10ミクロン、10〜15ミクロン、50〜25ミクロン、25〜40ミクロン、40〜60ミクロン、60〜80ミクロン、または80〜100ミクロン)である、請求項196〜201のいずれか1項に記載のデバイス。
  203. 前記バルク体積の厚さは、0.5mm〜5mm(例えば、0.5〜1mm、1〜2mm、2〜3mm、3〜4mm、または4〜5mm)である、請求項196〜202のいずれか1項に記載のデバイス。
  204. 前記支柱の厚さおよび前記バルク体積の厚さの比は、1:1〜1:10(例えば、1:1〜1:2、1:2〜1:4、1:4〜1:6、1:6〜1:8、または1:8〜1:10)である、請求項196〜203のいずれか1項に記載のデバイス。
  205. 前記バルク体積は、1GPa〜10GPa(例えば、1〜4GPa、4〜7GPa、7〜10GPa)のヤング率を有する、請求項196〜204のいずれか1項に記載のデバイス。
  206. 前記支柱は、1MPa〜10MPa(例えば、1〜4MPa、4〜7MPa、7〜10MPa)のヤング率を有する、請求項196〜205のいずれか1項に記載のデバイス。
  207. 前記支柱は、第1のヤング率を有し、前記バルク体積は、前記第1のヤング率より大きい第2のヤング率を有する、請求項196〜206のいずれか1項に記載のデバイス。
  208. 前記バルク体積は、14.5ppm未満またはそれと等しい熱膨張係数を有する、ポリマーを含む、請求項196〜207のいずれか1項に記載のデバイス。
  209. 前記支柱は、10cm〜260cm(例えば、10cm〜40cm、40cm〜80cm、120cm〜160cm、160cm〜200cm、200cm〜240cm、または240cm〜260cm)から選択される面積を占有する、請求項196〜208のいずれか1項に記載のデバイス。
  210. 前記支柱のそれぞれは、50ナノメートル〜10マイクロメートルの幅、長さ、および高さのうちの少なくとも1つを有する、請求項196〜209のいずれか1項に記載のデバイス。
  211. 前記支柱は、連続的な一体の層内に形成される、請求項196〜210のいずれか1項に記載のデバイス。
  212. 前記支柱は、ポリマーを含む、請求項196〜211のいずれか1項に記載のデバイス。
  213. 前記バルク体積は、PDMSである、請求項196〜212のいずれか1項に記載のデバイス。
  214. 前記バルク体積および前記支柱は、単一の材料から形成される、請求項196〜213のいずれか1項に記載のデバイス。
  215. 前記整合可能転写デバイスは、粘弾性スタンプである、請求項196〜214のいずれか1項に記載のデバイス。
  216. 前記整合可能転写デバイスは、エラストマースタンプである、請求項196〜215のいずれか1項に記載のデバイス。
  217. 前記エラストマースタンプは、ポリジメチルシロキサン(PDMS)で作製される、請求項216に記載のデバイス。
  218. 前記支柱のうちの各支柱のアスペクト比(高さ対幅)は、4:1未満またはそれと等しい(例えば、2:1〜4:1)、請求項196〜217のいずれか1項に記載のデバイス。
  219. 前記支柱は、前記第1の表面の縁から1mm〜15mm(例えば、前記縁から1mm〜5mmまたは5mm〜10mm、10mm〜15mm)離れて前記第1の表面上に配列される、請求項196〜218のいずれか1項に記載のデバイス。
  220. 前記バルク体積は、前記第1および第2の表面の間の側面である、側面を有する、請求項196〜219のいずれか1項に記載のデバイス。
  221. 前記側面は、傾斜および/または丸みを帯びた縁を有する、請求項220に記載のデバイス。
  222. 前記側面は、丸みを帯びた外形(例えば、凸状または凹状)を有する、請求項220に記載のデバイス。
  223. 前記側面は、75°以下(例えば、60°以下、45°以下、30°以下、または15°以下)の(前記第1の表面と平行な)水平からの角度を形成する、傾斜縁を有する、請求項220に記載のデバイス。
  224. 整合可能転写デバイスであって、
    第1の材料を備える、基部と、
    第2の材料を備え、前記基部上に配置される、副基部(例えば、前記副基部は、前記基部より小さい断面積を有する)と、
    前記基部および前記副基部と異なる材料を備え、少なくとも部分的に前記副基部上に(例えば、また、少なくとも部分的に前記基部に)配置される、バルク体積であって、前記副基部上に配置される前記バルク体積の一部の厚さは、前記副基部の厚さより小さい、バルク体積と、
    印刷可能材料を取り上げるために前記副基部の反対および上方で前記バルク体積上に配置される、複数の支柱であって、前記複数の支柱、前記基部、前記副基部、および前記バルク体積は、前記副基部と反対の前記基部の表面に印加される力が前記複数の支柱に伝達されるように配列される、複数の支柱と、を備える、転写デバイス。
  225. 前記第1の材料は、ガラスを含む、請求項224に記載のデバイス。
  226. 前記第1および第2の材料は、同一である、請求項224または225に記載のデバイス。
  227. 前記バルク体積および前記複数の支柱は、単一の材料から形成される、請求項224〜226のいずれか1項に記載のデバイス。
  228. 前記バルク体積は、ポリマーを含む、請求項224〜227のいずれか1項に記載のデバイス。
  229. 前記第1の材料は、透明である、請求項224〜228のいずれか1項に記載のデバイス。
  230. 前記第2の材料は、透明である、請求項224〜229のいずれか1項に記載のデバイス。
  231. 前記複数の支柱のそれぞれは、前記バルク体積と反対の前記支柱の端部上に接触表面を備え、前記複数の支柱の前記接触表面は、実質的に同一平面内にある、請求項224〜230のいずれか1項に記載のデバイス。
  232. 前記支柱の厚さは、1ミクロン〜100ミクロン(例えば、1〜5ミクロン、5〜10ミクロン、10〜15ミクロン、50〜25ミクロン、25〜40ミクロン、40〜60ミクロン、60〜80ミクロン、または80〜100ミクロン)である、請求項224〜231のいずれか1項に記載のデバイス。
  233. 前記バルク体積の厚さは、0.5mm〜5mm(例えば、0.5〜1mm、1〜2mm、2〜3mm、3〜4mm、または4〜5mm)である、請求項224〜232のいずれか1項に記載のデバイス。
  234. 前記支柱の厚さ対前記バルク体積の厚さの比は、1:1〜1:10(例えば、1:1〜1:2、1:2〜1:4、1:4〜1:6、1:6〜1:8、または1:8〜1:10)である、請求項224〜233のいずれか1項に記載のデバイス。
  235. 前記バルク体積は、1GPa〜10GPa(例えば、1〜4GPa、4〜7GPa、7〜10GPa)のヤング率を有する、請求項224〜234のいずれか1項に記載のデバイス。
  236. 前記支柱は、1MPa〜10MPa(例えば、1〜4MPa、4〜7MPa、7〜10MPa)のヤング率を有する、請求項224〜235のいずれか1項に記載のデバイス。
  237. 前記支柱は、第1のヤング率を有し、前記基部は、前記第1のヤング率より大きい第2のヤング率を有する、請求項1〜236のいずれか1項に記載のデバイス。
  238. 前記バルク体積は、14.5ppm未満またはそれと等しい熱膨張係数を有する、ポリマーを含む、請求項224〜237のいずれか1項に記載のデバイス。
  239. 前記支柱は、10cm〜260cm(例えば、10cm〜40cm、40cm〜80cm、120cm〜160cm、160cm〜200cm、200cm〜240cm、または240cm〜260cm)から選択される面積を占有する、請求項224〜238のいずれか1項に記載のデバイス。
  240. 前記複数の支柱のうちの各支柱は、50ナノメートル〜10マイクロメートル(例えば、50nm〜100nm、100nm〜200nm、200nm〜400nm、400nm〜600nm、600nm〜800nm、800nm〜1ミクロン、1ミクロン〜5ミクロン、または5ミクロン〜10ミクロン)の幅、長さ、および高さのうちの少なくとも1つを有する、請求項224〜239のいずれか1項に記載のデバイス。
  241. 前記支柱は、連続的な一体の層内に形成される、請求項224〜240のいずれか1項に記載のデバイス。
  242. 前記支柱は、ポリマーを含む、請求項224〜241のいずれか1項に記載のデバイス。
  243. 前記バルク体積は、ポリジメチルシロキサン(PDMS)である、請求項224〜242のいずれか1項に記載のデバイス。
  244. 前記バルク体積は、前記支柱より大きい係数を有する、請求項224〜243のいずれか1項に記載のデバイス。
  245. 前記支柱のうちの各支柱のアスペクト比(高さ対幅)は、4:1未満またはそれと等しい(例えば、2:1〜4:1)、請求項224〜244のいずれか1項に記載のデバイス。
  246. 前記支柱の少なくとも一部は、前記第1の表面の縁から1mm〜15mm(例えば、前記縁から1mm〜5mmまたは5mm〜10mm、10mm〜15mm)離れて前記第1の表面上に配列される、請求項224〜245のいずれか1項に記載のデバイス。
  247. 前記バルク体積は、前記第1および第2の表面の間の側面である、側面を有する、請求項224〜246のいずれか1項に記載のデバイス。
  248. 前記側面は、傾斜および/または丸みを帯びた縁を有する、請求項247に記載のデバイス。
  249. 前記側面は、丸みを帯びた外形(例えば、凸状または凹状)を有する、請求項247に記載のデバイス。
  250. 前記側面は、75°以下(例えば、60°以下、45°以下、30°以下、または15°以下)の(前記第1の表面と平行な)水平からの角度を形成する、傾斜縁を有する、請求項247に記載のデバイス。
  251. 整合可能転写デバイスであって、
    第1の表面および前記第1の表面と反対の第2の表面を有する、バルク体積であって、前記バルク体積は、第1の組成を有する、バルク体積と、
    印刷可能材料を取り上げるために前記バルク体積の前記第1の表面上に配置される、複数の支柱であって、前記複数の支柱および前記バルク体積は、前記基部によって前記基部の前記第2の表面に印加される力が前記複数の支柱に伝達されるように配列され、各支柱の少なくとも一部(例えば、各支柱の全体または各支柱の最上部分)は、前記第1の組成と異なる第2の組成を有する、複数の支柱と、
    を備える、転写デバイス。
  252. 各支柱の少なくとも一部は、前記第2の組成を有する、請求項251に記載のデバイス。
  253. 前記バルク体積に最も近い各支柱の底部分は、前記第2の組成を有する、請求項251または252に記載のデバイス。
  254. 前記第1の組成は、ポリマーを含む、請求項251〜253のいずれか1項に記載のデバイス。
  255. 前記第2の組成は、ポリマーを含む、請求項251〜254のいずれか1項に記載のデバイス。
  256. 前記第1の組成は、硬化剤を含む、請求項251〜255のいずれか1項に記載のデバイス。
  257. 前記第2の組成は、硬化剤を含む、請求項251〜256のいずれか1項に記載のデバイス。
  258. 前記基部は、ガラスである、請求項251〜257のいずれか1項に記載のデバイス。
  259. 前記複数の支柱のうちの各支柱は、前記第1の表面と反対の前記支柱の端部上に接触表面を備え、前記複数の支柱の前記接触表面は、実質的に同一平面内にある、請求項251〜258のいずれか1項に記載のデバイス。
  260. 前記支柱の厚さは、1ミクロン〜100ミクロン(例えば、1〜5ミクロン、5〜10ミクロン、10〜15ミクロン、50〜25ミクロン、25〜40ミクロン、40〜60ミクロン、60〜80ミクロン、または80〜100ミクロン)である、請求項251〜259のいずれか1項に記載のデバイス。
  261. 前記バルク体積の厚さは、0.5mm〜5mm(例えば、0.5〜1mm、1〜2mm、2〜3mm、3〜4mm、または4〜5mm)である、請求項251〜260のいずれか1項に記載のデバイス。
  262. 前記支柱の厚さおよび前記バルク体積の厚さの比は、1:1〜1:10(例えば、1:1〜1:2、1:2〜1:4、1:4〜1:6、1:6〜1:8、または1:8〜1:10)である、請求項251〜261のいずれか1項に記載のデバイス。
  263. 前記バルク体積は、1GPa〜10GPa(例えば、1〜4GPa、4〜7GPa、7〜10GPa)のヤング率を有する、請求項251〜262のいずれか1項に記載のデバイス。
  264. 前記支柱は、1MPa〜10MPa(例えば、1〜4MPa、4〜7MPa、7〜10MPa)のヤング率を有する、請求項251〜263のいずれか1項に記載のデバイス。
  265. 前記支柱は、第1のヤング率を有し、前記基部は、前記第1のヤング率より大きい第2のヤング率を有する、請求項251〜264のいずれか1項に記載のデバイス。
  266. 前記バルク体積は、14.5ppm未満またはそれと等しい熱膨張係数を有する、ポリマーを含む、請求項251〜265のいずれか1項に記載のデバイス。
  267. 前記支柱は、10cm〜260cm(例えば、10cm〜40cm、40cm〜80cm、120cm〜160cm、160cm〜200cm、200cm〜240cm、または240cm〜260cm)から選択される面積を占有する、請求項251〜266のいずれか1項に記載のデバイス。
  268. 前記複数の支柱のうちの各支柱は、50ナノメートル〜10マイクロメートル(例えば、50nm〜100nm、100nm〜200nm、200nm〜400nm、400nm〜600nm、600nm〜800nm、800nm〜1ミクロン、1ミクロン〜5ミクロン、または5ミクロン〜10ミクロン)の幅、長さ、および高さのうちの少なくとも1つを有する、請求項251〜267のいずれか1項に記載のデバイス。
  269. 前記支柱は、連続的な一体の層内に形成される、請求項251〜268のいずれか1項に記載のデバイス。
  270. 前記複数の支柱のうちの各支柱のアスペクト比(高さ対幅)は、4:1未満またはそれと等しい(例えば、2:1〜4:1)、請求項251〜269のいずれか1項に記載のデバイス。
  271. 前記支柱の少なくとも一部は、前記第1の表面の縁から1mm〜15mm(例えば、前記縁から1mm〜5mmまたは5mm〜10mm、10mm〜15mm)離れて前記第1の表面上に配列される、請求項251〜270のいずれか1項に記載のデバイス。
  272. 前記バルク体積は、前記第1および第2の表面の間の側面である、側面を有する、請求項251〜271のいずれか1項に記載のデバイス。
  273. 前記側面は、傾斜および/または丸みを帯びた縁を有する、請求項272に記載のデバイス。
  274. 前記側面は、丸みを帯びた外形(例えば、凸状または凹状)を有する、請求項272に記載のデバイス。
  275. 前記側面は、75°以下(例えば、60°以下、45°以下、30°以下、または15°以下)の(前記第1の表面と平行な)水平からの角度を形成する、傾斜縁を有する、請求項272に記載のデバイス。
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