JPH11317577A - 第一基板上に形成された微細構造部の最終基板への選択的なトランスファープロセス - Google Patents
第一基板上に形成された微細構造部の最終基板への選択的なトランスファープロセスInfo
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- JPH11317577A JPH11317577A JP10343444A JP34344498A JPH11317577A JP H11317577 A JPH11317577 A JP H11317577A JP 10343444 A JP10343444 A JP 10343444A JP 34344498 A JP34344498 A JP 34344498A JP H11317577 A JPH11317577 A JP H11317577A
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Abstract
ンスファーする効率的なプロセスを提供する。 【解決手段】 第一基板10上に形成された少なくとも
一つの微細構造部12を最終基板32上へとトランスフ
ァーするトランスファープロセスであって:微細構造部
12に対向する中間基板24に対して第一基板10を接
着するステップと;前記微細構造部を備えた前記第一基
板の少なくとも一つの選択領域16上に適切な処理によ
り接着材料の層30を形成するステップと;最終基板3
2に対して選択領域16を接触させるステップと;選択
領域16に対応するエリア内で初期接着力を接着力を増
大させるために、このエリア内で接着材料の層30を処
理するステップと;選択領域16と中間基板24との間
の接着部を破壊するステップと;を連続して備えること
を特徴とする。
Description
る一の基板上に形成された微細構造部(microstructur
e)を、最終基板と称される他の基板へと選択的にトラ
ンスファー(transfer)するプロセスに関する。
工、材料堆積またはマイクロエレクトロニクスもしくは
微細加工の分野における材料形成技術によって第一基板
上に形成された何らかの電子的、機械的または光学部品
あるいはこれらの一組の部品を意味する。
能動素子とすることができる複数の電子部品をトランス
ファーするために使用することができる。
異なる材料で形成された各基板上にデバイスの異なる各
部品を装備しなければならない分野、および組立前に別
々にデバイスの多くの部品を製造することが要求される
分野に対して特に有利である。
に形成された複数のレーザ孔部(laser cavities)をト
ランスファーするために使用することができる。
ディスプレイユニット製造用に構成されたガラスプレー
ト上に液晶ディスプレイ用の制御回路の各部品をトラン
スファーするために使用することができる。
既知の技術は、通常“中間”基板を使用する。この中間
基板の本質的な機能は、トランスファーを行っている間
の部品に対して機械的支持を提供するものである。
題点は、第一基板から部品を分離し、さらに中間基板か
ら部品を分離することに関連するものである。
f)”と称される技術を用いて第一または中間の支持体
から分離される。この技術は、頑丈な基部と、選択的に
化学エッチを行うことができる材料で形成された薄い中
間犠牲層と、各部品が上部に形成され或いは各部品が上
部にトランスファーされた上部層と、を備えた各基板を
用いることによって実施される。
犠牲層を消滅させるための該中間犠牲層に対する化学的
攻撃によって、各部品を含有する表面層は、全く部品を
含有しない頑丈な基部から分離される。この中間犠牲層
の消滅により、リフトオフ効果として犠牲層上の各部品
が解放されることになる。
限がある。
ッチ剤と中間層が接触することに関連するものである。
中間層は薄くしかも基部と表面層との間に位置するの
で、化学エッチ剤の作用があまり効率的でないというこ
とである。この困難点により、トランスファーされるべ
き部品の大きさが増大させられ、換言すれば中間犠牲層
の大きさが増大させられることになる。
劣化させることなく中間層を選択的にエッチするために
は、連続製造の要求とは必ずしも合致しない特定の材料
を使用する必要がある。
参考文献(1)および(2)に記載されている。
各困難点を解消するとともに前記各制限を受けることな
く第一基板から最終基板へと微細構造部をトランスファ
ーするプロセスを提供することである。
グまたはリフトオフ操作を含まないプロセスを提供する
ことである。
を備えた基板の一または複数の領域を最終基板上の特定
領域へと選択的にトランスファーすることができるプロ
セスを提供することである。
的に使用することができる迅速でかつ廉価なトランスフ
ァープロセスを提供することである。
ために、本発明の主題は、より正確には、第一基板と称
される基板上に形成された少なくとも一つの微細構造部
を、最終基板と称される他の基板上へとトランスファー
するプロセスとされる。
して備える: a)第一基板と中間基板と称される基板との間を、初期
接着力を有して取り外し可能に接着し得るために第一基
板を準備するステップ b)微細構造部に対向配置された前記中間基板に対して
前記第一基板を接着するステップ c)前記微細構造部を備えた前記第一基板の少なくとも
一つの選択領域上に、および/または、前記最終基板の
収容領域上に、適切な処理により接着力を増大させるこ
とができる接着能力を有する接着材料の層を形成するス
テップ d)前記最終基板上の前記収容領域に対して前記第一基
板の前記選択領域を接触させるステップ e)前記微細構造部を備えた前記第一基板の前記領域に
対応するエリア内で前記初期接着力を超える値まで接着
力を増大させるために、また前記最終基板上の前記収容
領域上に対して前記第一基板の前記領域を固定するため
に、前記エリア内で前記接着材料の前記層を処理するス
テップ f)前記微細構造部を備えた前記第一基板の前記領域と
前記中間基板との間の接着部を破壊するステップ
構造部は、一または複数の電子部品、光学部品または機
械部品から構成することができる。
たは堆積することにより基板表面上に形成することがで
きる。さらに、ドープされた各領域および埋設された各
部品のような態様で基板の厚さ部分内に形成することが
できる。また、構造部は、基板の深さ部分内に形成され
た各部品と、表面上に形成された各接触点のような各部
品とを組み合わせた構成とすることができる。
層の化学エッチを必要とするリフトオフ操作を全く含ま
ないものである。
たは複数の領域が選択的に処理されるステップe)にお
いて、選択的なトランスファーは、これら領域に関して
のみ行うことができる。
第一基板を準備するステップと、トランスファーされる
べき構造部と最終基板との間の各接着部を局所的に強化
するステップとを組み合わせることにより、この構造部
を選択的に分離することができる。
域を引き裂くことによって、中間基板から分離すること
ができる。
し可能に接着を行うために第一基板の表面を準備するス
テップは、前記基板の前記表面を制御された粗さで形成
することを含む。
との間の接触面積を減少させられることになる。
せずに接着することによる接着によって、微細構造部を
引き裂くときに打ち勝つことができる比較的低い接着力
が得られる。
の間の初期接着力が、ステップe)における処理後に、
第一基板の選択領域と最終領域との間の接着力よりも小
さいものとなるように選択される。
行うために第一基板の表面を準備するステップは、第一
基板内に少なくとも一つの破壊開始部(initiating rup
ture)を形成することをさらに含むことができる。
ン注入により、中間基板と接着されるべき第一基板の一
部分に形成することができる。第一基板内に注入された
水素イオンによって、微細構造部を備えた第一基板から
選択領域を分離することができる強度の低いエリアが形
成される。
の低いエリアに沿って引き裂くことによって分離させる
ために打ち勝たなければならない接着力を意味する。
を行うために第一基板の表面を準備するステップは、破
壊層と称される層を基板の表面に形成することを含む。
破壊層は、微細構造部を備えた第一基板の少なくとも一
つの領域に対向するエリア内に第一の厚さ部分と、第一
の厚さ部分を超える厚さを有するとともに微細構造部を
備えていない第一基板の領域と対向するエリア内に第二
の厚さ部分と、を有している。
対して選択的にエッチングすることができる材料の層を
堆積させることを含むことができる。そしてこの層は、
微細構造部を備える基板の少なくとも一つの領域に対応
する少なくとも一つのエリアを薄肉化させるために、選
択的かつ部分的にエッチングされる。エッチングされる
材料の層は、第一基板の表面上で自由に接近可能とされ
るので、このエッチングに関して特別な困難点は全くな
い。
下の部分においてさらに詳細に説明される。
板は、ステップc)の前に薄肉化することができる。
グにより行うことができる。
分裂層(cleavage layer)において、分裂させることに
より薄肉化することができる。
造部を備えた第一基板の前記領域を取り囲む該第一基板
の強度を低下させるために、d)のステップの前に少な
くとも一つのトレンチ溝(trench)を形成することがで
きる。好ましくは、強度低下用の各トレンチ溝および第
一の厚さを有する破壊層のエリアは、少なくとも部分的
に一致するように配置される。
有する第一基板の領域は、中間基板からさらに容易に分
離することができる。第一基板のこの領域は、さらに、
トランスファーとは関係なくかつ中間基板と接着された
ままとされた第一基板の残余部分からさらに容易に分離
することができる。
には、微細構造部を備えた基板の領域内に放射を行うこ
とが含まれる。
架橋あるいは溶融を生じさせるために放射を適合させる
ことができ、これにより、できれば冷却期間後に、さら
に強い接着が実現される。この態様は、本明細書の以下
の部分においてさらに詳細に説明される。
間基板を用いることができるとともに、この透明な中間
基板を介して、微細構造を備える第一基板の領域および
接着材料の層に放射することができる。
もに、この透明な最終基板を介して、微細構造を備える
第一基板の領域および接着材料の層に放射を行うことが
できる。
厚さを有する構造部をトランスファーするのに特に適し
ている。ただし、第一基板の表面の平面における面積
は、数μm2から数cm2までとすることができる。
ために照射される放射は、分離した複数の点に対して照
射され、あるいはスキャンすることにより照射される。
が透明とされているときに、ステップd)を行っている
間に各基板の正確な配列を可能とするために、最終基板
および第一基板上に視覚的なマークを形成することがで
きる。
装置を用いることにより各基板の自動組立が可能とな
る。
付図面を参照した以下の説明から明らかとなる。この説
明は、例示的な目的に対してのみなされるものであり、
いかなる場合でも制限的なものとはされない。
間基板に接着された第一基板の概略を示した断面図であ
る。図2は、最終基板と接着するために準備された図1
の基板の概略を示した断面図である。図3は、図2の基
板の選択領域と最終基板との間を接着する際の図2の基
板の概略を示した断面図である。図4は、選択領域の中
間基板からの分離の概略を示した断面図である。図5
は、最終基板に接着された選択領域、および該選択領域
に配置された微細構造部に対する接触エリアの構成の概
略を示した断面図である。
トランスファーに関するものである。ただし、この形式
の複数の微細構造部に対してトランスファープロセスが
同時に実施され得ることは理解されるところである。
シリコン製の第一基板10が示されている。図示した実
施形態において微細構造部は、基板10の深さ方向に形
成された電子回路12と、該基板の表面14上に形成さ
れた接触エリア12aと、を備えている。微細構造部を
含む基板領域が符号16で示されている。この領域は、
以下の説明において、トランスファー領域とよぶことに
する。
れる層18が形成されている。例えば、この層はシリカ
またはポリマーで構成することができる。この層の厚さ
は、基板トランスファー領域16に対向させて凹所19
を形成することができるのに十分なものとされている。
凹所は、破壊層18の局所エッチングによって形成され
ているとともに、この層内で二つのエリアを規定するた
めに使用できるようになっている。これら二つのエリア
は、主としてトランスファー領域16に対向して配置さ
れた第一の厚さを有する薄肉エリア20と、トランスフ
ァー領域の外側にさらに厚い第二の厚さを有する厚肉エ
リア22とされている。好ましくは、トランスファー領
域の範囲を僅かに超えて薄肉エリアを延長形成し得るこ
とに留意すべきである。
板24と接着されており、厚肉エリア22は中間基板2
4上に密着されている。
一基板と中間基板との間の初期接着力が弱いものとなっ
ている。
間基板へ向かって曲がらずかつ該凹所19内の領域内で
中間基板と接触しないように、使用材料の応力分布を考
慮して十分な深さで形成することができる。
ロセスである次のステップが示されている。薄肉化は、
要素12を収容しかつ該要素の機械的支持を保証するた
めの十分な基板厚さが残されるように停止される。
おろしたり(rubbing down)、停止層を用いて或いは用
いずに化学エッチを使用したり、または分裂(cleaveg
e)させたりして行うことができる。
1において符号11で概略的に示された分裂層と称され
るガス状イオンの層が前もって第一基板内に注入され
る。したがって、熱処理を施すことにより、結晶再配置
(crystalline rearrangement)の効果の結果として、
この層に沿って基板の分裂を引き起こすことができる。
肉化後に得られる第一基板の自由表面28から出発する
複数のトレンチ溝(trench)26が(エッチングによ
り)形成される。
一部にわたって形成された各トレンチ溝26は、電子部
品12を含みかつトランスファーされるべき該基板の領
域16を規定する。各トレンチ溝は、破壊層18内に形
成された凹所19と少なくとも一部分が一致するように
配置されている。
最小の抵抗を有するエリアを形成している。
ー領域16とされた第一基板の自由表面28上に、接着
材料の層30が局所的に形成されている。
ことができる接着能力を有する材料とされる。
まるポリマーとすることができる。
Sn、Pb、Sn−Pb、In−Pb等の溶かすことが
できる材料とされている。この種の材料が適切な放射に
より加熱されると、溶融し、冷却後に非常に強固な接着
力を得ることができる。
ンスファー領域16内の電子部品12と最終基板上の各
部品との間で電気接触を行うために、接着材料として導
電性を有するものを選択することができる。この場合に
は、接着材料は、上述したような溶融可能な導電性合金
または導電性接着剤によって形成することができる。
は複数形成するために、トランスファー領域の全表面に
わたって或いは選択された各部分にのみ接着材料を形成
することができる。
接着材料の層を形成することができることに留意すべき
である。
終基板32の収容領域16’が(部品12を含む)第一
基板のトランスファー領域16と接触している。
収容領域16’が接着材料30の層を備えていることを
示している。
れた中間基板24を介して、トランスファー領域16に
対する放射が行われる。トランスファー領域16と最終
基板32とを溶接するために、放射34によって、層3
0内の溶融可能とされた接着材料を溶融することができ
る。トランスファー領域および溶融可能とされた接着材
料が冷却された後に、最大接着力が得られる。
トセッティング(photosetting)ポリマーを接着材料と
した一変形例に対しては、紫外線放射に対して透明とさ
れた中間基板を使用すべきである。
て透明あるいは不透明に選択された最終基板32を介し
て、接着材料に対して放射を行うことができることに留
意すべきである。
最終基板32に確実に固定された後に、この領域16を
中間基板から分離することができる。
最終基板32および中間基板に対して、引張り力36,
38および可能な限りのせん断力が及ぼされる。
料層30の接着力は増大されているので、この領域は最
終基板に固定されたままである。
底部において引き裂かれる。
間基板からだけでなく部品を含まない第一基板10の残
余部分からも解放される。
った後の処理ステップを示している。
が堆積されている。そして、部品12の各接触エリア1
2aを対象基板(図示せず)に対して電気接続するため
に、図5に線状部42として示した複数の金属製接続路
が形成される。
び/または接着材料30を介して最終基板32の各部品
に対して、部品12を電気的に接続することができる。
als with Selective Deposition Using Polyimide Diap
hragms" C.Camperi-Ginestet氏等 IEEE transactions
Photonics Technology Letters, vol. 3, No. 12. 19
91年12月,1123〜1126頁
第一基板の概略を示した断面図である。
基板の概略を示した断面図である。
着する際の図2の基板の概略を示した断面図である。
た断面図である。
択領域に配置された微細構造部に対する接触エリアの構
成の概略を示した断面図である。
Claims (17)
- 【請求項1】 第一基板と称される基板(10)上に形
成された少なくとも一つの微細構造部(12)を、最終
基板と称される他の基板(32)上へとトランスファー
するトランスファープロセスであって、 a)前記第一基板(10)と中間基板と称される基板
(24)との間を、初期接着力を有して取り外し可能に
接着するために第一基板を準備するステップと、 b)前記微細構造部に対向する前記中間基板(24)に
対して前記第一基板(10)を接着するステップと、 c)前記微細構造部を備えた前記第一基板の少なくとも
一つの選択領域(16)上に、および/または、前記最
終基板の収容領域(16’)上に、適切な処理により接
着力を増大させることができる接着能力を有する接着材
料の層(30)を形成するステップと、 d)前記最終基板上の前記収容領域に対して前記第一基
板の前記選択領域(16)を接触させるステップと、 e)前記微細構造部を備えた前記第一基板の前記選択領
域(16)に対応するエリア内で前記初期接着力を超え
る値まで接着力を増大させるために、また前記最終基板
(32)上の前記収容領域(16’)上に対して前記第
一基板の前記選択領域(16)を固定するために、前記
エリア内で前記接着材料の前記層を処理するステップ
と、 f)前記微細構造部を備えた前記第一基板の前記選択領
域(16)と前記中間基板(24)との間の接着部を破
壊するステップと、 を連続して備えることを特徴とするトランスファープロ
セス。 - 【請求項2】 前記第一基板(10)は、前記ステップ
c)の前に薄肉化されることを特徴とする請求項1記載
のトランスファープロセス。 - 【請求項3】 前記第一基板(10)は、化学的および
/または機械的エッチングにより薄肉化されることを特
徴とする請求項2記載のトランスファープロセス。 - 【請求項4】 前記第一基板(10)は、該第一基板
(10)内で前もって注入された分裂層(11)に沿っ
て分裂させることにより薄肉化されることを特徴とする
請求項2記載のトランスファープロセス。 - 【請求項5】 取り外し可能に接着を行うために第一基
板を準備するステップは、前記第一基板(10)の表面
を制御された粗さで形成することを含むことを特徴とす
る請求項1記載のトランスファープロセス。 - 【請求項6】 取り外し可能に接着を行うために第一基
板を準備するステップは、前記第一基板内に少なくとも
一つの破壊開始部を形成することを含むことを特徴とす
る請求項1記載のトランスファープロセス。 - 【請求項7】 取り外し可能に接着を行うために第一基
板を準備するステップは、破壊層と称される層(18)
を基板(10)の表面(14)に形成することを含み、 前記破壊層は、前記微細構造部(12)を備える前記第
一基板の少なくとも一つの前記選択領域(16)に対向
するエリア内に第一の厚さ部分と、該第一の厚さ部分を
超える厚さを有するとともに前記選択領域(16)の周
りに配置されたエリア内に第二の厚さ部分と、を有して
いることを特徴とする請求項1記載のトランスファープ
ロセス。 - 【請求項8】 前記破壊層(18)の形成は、前記基板
(10)の表面(14)上で該基板に対して選択的にエ
ッチングすることができる材料の層を堆積させ、かつ、 前記基板の前記選択領域(16)に対応する少なくとも
一つのエリアを薄肉化させるために、前記破壊層を選択
的かつ部分的にエッチングすることを含むことを特徴と
する請求項7記載のトランスファープロセス。 - 【請求項9】 前記d)のステップの前に、前記微細構
造部(12)を備える前記第一基板(10)の前記選択
領域(16)を取り囲む該第一基板の強度を低下させる
少なくとも一つのトレンチ溝(26)を形成することを
特徴とする請求項1記載のトランスファープロセス。 - 【請求項10】 前記d)のステップの前に、前記微細
構造部(12)を備える前記第一基板(10)の前記選
択領域(16)を取り囲む該第一基板の強度を低下させ
る少なくとも一つのトレンチ溝(26)を形成し、 強度低下用の前記各トレンチ溝(26)と、第一の厚さ
を有する前記破壊層(18)のエリアとは、少なくとも
部分的に一致するように配置されていることを特徴とす
る請求項7記載のトランスファープロセス。 - 【請求項11】 接着層(30)の接着材料は、溶融可
能でかつ、適切な放射に曝すことにより接着力を増大さ
せることができる材料から選択されることを特徴とする
請求項1記載のトランスファープロセス。 - 【請求項12】 前記中間基板を介して視認できる複数
のマークが前記最終基板上に形成され、かつ、前記最終
基板を介して視認できる複数のマークが前記中間基板上
に形成され、 前記各マークは、前記ステップd)において接触させる
前に、前記中間基板と前記最終基板とを整列させるため
に使用されることを特徴とする請求項1記載のトランス
ファープロセス。 - 【請求項13】 前記最終基板(32)上に前もって形
成された各部品に対して、前記微細構造部(12)を電
気的に接触させる工程によって完成されることを特徴と
する請求項1記載のトランスファープロセス。 - 【請求項14】 前記ステップe)における接着材料の
層の処理は、前記微細構造部を備える前記基板の前記選
択領域(16)に放射することを特徴とする請求項1記
載のトランスファープロセス。 - 【請求項15】 透明な中間基板(24)が使用される
とともに、 該透明な基板を介して前記微細構造部(12)を備える
前記第一基板の前記選択領域(16)に対して放射が行
われることを特徴とする請求項14記載のトランスファ
ープロセス。 - 【請求項16】 透明な最終基板(32)が使用される
とともに、 該最終基板(32)を介して前記微細構造部(12)を
備える前記第一基板の前記選択領域(16)に対して放
射が行われることを特徴とする請求項15記載のトラン
スファープロセス。 - 【請求項17】 電気的な接触を行う接着材料(30)
は、前記選択領域(16)と前記最終基板(32)との
間で少なくとも一つの電気接触部を形成するために使用
されることを特徴とする請求項1記載のトランスファー
プロセス。
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