TW550733B - Wiring method and element arranging method using the same, and method of producing image display devices - Google Patents

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TW550733B
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TW091107307A
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Yoshiyuki Yanagisawa
Toshiaki Iwafuchi
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Sony Corp
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    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/62—Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls

Description

550733 A7 B7 五、發明説明（彳 ） 【發明之技術領域】 本發明係關於在多層配線基板之配線形成方法，尤其是 關於供用於層間連接的開口部之形成方法改良，以及關於 應用其之元件排列方法及圖像顯示裝置之製造方法。 【先前技術】 譬如，將發光元件排列成矩陣狀而組配為圖像顯示裝置 時，傳統方法係採取如同液晶顯示裝置（LCD ; Liquid Crystal Display)或電滎:顯示面板（PDP ; Plasma Display Panel)般在基板上直接形成元件，或是如同發光二極體顯 示裝置（LED顯示器）般將單體之LED封裝體加以排列之方 法。例如在如同LCD、PDP般之圖像顯示裝置方面，由於 未便施予元件隔離，通常採取在製造工序當初就必須使各 元件空出相當於其圖像顯示裝置之像素節距之間隔而形成 之方法。 另方面，在LED顯示器之情況下，則採取將LED晶片切 割後取出，而利用依絲焊法或倒裝晶片接合法的凸塊連接 以個別方式使其連接於外部電極而加以封裝體化之方法。 此時，則於封裝體化之前或之後就予以排列成圖像顯示裝 置應具有之像素節距，但該像素節距卻與元件形成時之元 件的節距並無關。 由於發光元件之LED(發光二極體）價昂，如能由一塊晶圓 製得眾多LED晶片即可降低使用LED的圖像顯示裝置之成 本。亦即，若能將LED晶片之大小由以往之大約為300 μιη 者作成為數十μιη方之LED晶片，並將之連接組合而製造圖 -4- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 裝 訂
線 550733 A7 B7 五 發明説明（2 像顯示裝置，當可降低圖像顯示裝置之價格。 因而有一種將各元件形成為高積體度而以轉印等方法使 各元件在寬闊的區域作邊留著間隔（離間）邊移動，藉此以構 成圖像顯示裝置等規模較大的顯示裝置之技術，例如美國 專利第5438241號公報記載之薄膜轉印法，或日本專利特 開平第1 1-142878號公報記載之顯示用電晶體陣列面板之 形成方法等技術己為眾所周知。美國專利第543 8241號公 報係揭示一種將致密地形成在基板上之元件重新佈置成為 粗疏之轉印方法。其方法係將元件轉印於附有接合劑之伸 縮性基板後，邊監控各元件之間隔與位置邊使伸縮性基板 向X方向與Y方向伸張，然後使經予伸張之基板上的各元件 轉印（print)於預定之顯示面板上。另外日本專利特開平第 11-142878號公報記載之技術係揭示將構成第一基板上的 液晶顯示部之薄膜電晶體，全體轉印於第二基板上，接著 由該第二基板選擇性地轉印於對應於像素節距的第三基板 之技術。 【發明所欲解決之課題】 依如上述轉印技術製造圖像顯示裝置時，為實現有效率 的轉印、精度佳的轉印，乃以將元件加以晶片零組件化為 宜。元件之晶片零組件化，可採取將元件埋入於絕緣性物 質（例如樹脂）並將之按每一個元件切出之方法。 然而如上述將元件加以晶片零組件化時，則需要對應於 元件電極而在上述絕緣性物質形成供電互連的開口部（所謂 的通孔；via hole)。另外，經完成最後階段轉印後，也需 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 裝 訂
線 550733 A7 B7 五、發明説明（3 ) 要形成用以供作於基板上所形成配線層，與元件的電極間 之層間連接所需之通孔。不僅限於此種轉印技術，凡是需 要施予層間連接之多層配線基板，仍必須形成通孔，而如 何將之形成，乃是為確保多層式配線基板可靠性上之一大 關鍵。 以往，在多層配線基板形成通孔之方法，係採取機械性 加工，但由於機械性加工容易發生毛刺（burr)，故不適合於 微加工（micro fabrication)。另外機械性加工亦有會發生 變形（straiN)，受到不必要應力之虞。再者微小的通孔之形 成方法，雖也可採用蝕刻等方法，但其工序極其煩雜，故 對於生產性來說是不利。尤其是對於經由不同材料所多層 化者，則必須配合變更腐蝕劑（etch ant)而施予複數次蝕刻 等，致工序數必定增加而提高製造成本。此外關於上述通 孔之形成，其所形成出之通孔形狀亦屬重要。例如通孔之 側壁若陡峭而呈接近垂直形狀，則於形成由金屬材料構成 之配線層時，金屬就不容易附在該側壁上而造成導通不良 之原因。 有鑑於此，本發明之目的在於提供一種可簡單地形成通 孔，且可實現良好的通孔形狀，不致於發生導通不良之配 線形成方法，更進一步提供一種應用其之元件排列方法、 及圖像顯示裝置之製造方法。 【課題之解決手段】 為達成上述目的，本發明之配線形成方法，其特徵為： 具有在第一配線層上形成絕緣層之工序，與經在該絕緣層 -6- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐） 裝 訂
線 550733 A7 B7 五、發明説明（4 ) 形成開口部後，形成第二配線層之工序，且對於上述絕緣 層將雷射光束錯開其焦點位置而照射藉此以形成上述開口 部。 由於將雷射光束使用於開口部之形成，故可形成微小的 開口部，且在進行形成時不會發生變形，也不致於受到不 必要的應力。另外工序比蝕刻法簡便。加上由於將雷射光 束之焦點位置加以錯開，因此可使開口部側壁變成傾斜 面，使得在其上面形成配線層時，也可使之確實地附著於 開口部側壁上。 另方面，本發明之元件排列方法，係用以將排列於第一 基板上之複數個元件排列於第二基板上者，其特徵為具 有：第一轉印工序，其係將上述元件轉印成比上述元件在 上述第一基板上所排列之狀態更加留著間隔之狀態而使該 元件保持於暫時保持用構件；以及第二轉印工序，其係將 保持於上述暫時保持用構件之上述元件更加留著間隔而轉 印於上述第二基板上；且對於層間絕緣層將雷射光束錯開 其焦點位置而照射藉此以形成上述開口部，並形成層間連 接用之配線者。若依照上述排列方法，便可在達成良好的 層間連接下，有效率且確實地進行元件轉印，使得使元件 間的距離擴大之擴大轉印得以順利完成。 再者，本發明之圖像顯示裝置之製造方法，該圖像顯示 裝置為將發光元件配置成矩陣狀者。其特徵為具有：第一 轉印工序，其係將上述元件轉印成比上述元件在上述第一 基板上所排列之狀態更加離間之狀態而使上述發光元件保 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 裝 訂
線 550733 A7 B7 五 發明説明（5 ) 持於暫時保持用構件；第二轉印工序，其係將保持於上述 暫時保持用構件之上述元件更加離間而轉印於上述第二基 板上；以及配線形成工序，其係形成供連接於上述各發光 元件之配線；且對於層間絕緣層將雷射光束錯開其焦點位 置而照射藉此以形成上述開口部，並形成層間連接用之配 線者。 若依照上述圖像顯示裝置之製造方法，則發光元件係依 上述排列方法配置成矩陣狀，以構成圖像顯示部分。因此 可將經以致密狀態即提高積體度下施予微加工所作成的發 光元件，有效率地使之留著間隔而再行配置，故可大幅度 地改善生產性。此外可實現良好的層間連接，使得發光元 件與第二基板上之配線層能確實地導通。 【發明之實施形態】 茲就適用了本發明之配線形成方法、元件排列方法、以 及圖像顯示裝置之製造方法，參閱圖式詳加說明如下。 首先以在多層式配線基板之層間連接為例就本發明之配 線形成方法加以說明。 在多層式配線基板之層間連接，基本上須經由對於充當 為層間絕緣膜而起作用的絕緣層之開口部（通孔）形成工序， 與層間連接用配線層之形成工序而實施。圖1係顯示開口部 形成工序，在該開口部形成工序，則以覆蓋著形成於基板1 上之第一配線層2之狀態而形成絕緣層3，並對該絕緣層3照 射雷射光束而形成通孔4。此時，上述絕緣層3可使用紫外 線硬化接含劑（UV接合劑）、環氧系樹脂或聚醯亞胺樹脂等 -8- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 裝 訂
線 550733 A7 B7 五 發明説明（6 熱硬化性樹脂，聚烯或聚酯等熱可塑性樹脂。因此用於形 成上述通孔4之雷射光束，則以使用準分子雷射光（excimer laser)為宜。 通常形成上述通孔4所施加之雷射光束照射，係如圖4所 示使雷射光束之焦點位置一致於絕緣層3之表面，亦即以恰 好聚焦（just focus)方式實施。此乃是一般性做法。此種情 形下，經形成出之通孔4的形狀必定為接近於垂直，而其側 壁4a之傾斜角度Θ則為5〜7度左右。因此若以此狀態下將第 二配線層5以金屬蒸鍍或電鍍等方法形成於其上面，則金屬 幾乎是不會附著於通孔4之側壁4a上。例如以金屬蒸鍍法形 成第二配線層5時，基於蒸鍍之性質上，必會產生金屬不會 附著於接近垂直的側壁4a上之現象。同樣地以電鍍法形成 第二配線層5時，若通孔4之形狀為接近垂直，則也會因電 鍍液不易進入通孔4内而不能使電鍍被膜形成在側壁4a上。 結杲如圖5所示，第二配線層5就被分斷，以致無法取得與 第一配線層2之導通。 於是本發明則不採取使照射的雷射光束恰好聚焦之方 式，而使焦點位置F自絕緣層3表面錯開（採取所謂的散焦； defocus)而實施雷射通孔加工之方式。一般而言，雷射光 束乃是在其光束徑方向具有強度分布，因而如圖2所示採取 上述散焦方式即可使強度分布拓寬。因此當照射具有如上 述強度分布寬度之雷射光束時，在光束徑之中心部，由於 光束強度大，雷射通孔加工之進度快，在光束徑之周邊 部，則由於光束強度小，故雷射通孔加工之進行慢。因此 -9- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 裝 訂
線 550733 A7 B7 五、發明説明（7 ) 經形成出的通孔4之錐形（taper)角，亦即側壁4a之傾斜角度 Θ，得以使其擴大。 若以此狀態下形成第二配線層5，如圖3所示，即可使金 屬蒸鍍性、電鍍性一起提高，使得通孔4之側壁4a上也得以 第二配線層5加以覆蓋，俾確實地與上述苐一配線層2成電 互連。另外上述第二配線層5係以金屬蒸鍍或電鍍方法沉積 金屬材料即可形成之，此時可供使用之金屬材料為銅、 鋁、金等。 在進行利用上述散焦方式的雷射通孔加工時，乃以使通 孔4之側壁4的傾斜角度Θ設定為20度以上為宜。通孔4之側 壁4的傾斜角度Θ若小於20度，上述金屬蒸鍍性、電鍍性即 將下降，使得形成在通孔4之側壁4a上的金屬被膜之被覆狀 態惡化而造成導通不良之原因。如上述予以擴大錐形角的 通孔4之形狀例子，有絕緣層3之厚度為20〜30 μιη時，其在 絕緣層3表面之徑為30〜70 μπι，在底面之徑為15〜30 μιη 者。 為使通孔4之側壁4的傾斜角度Θ設定為20度以上，則以使 雷射光束之散焦量D設定為0.1 mm以上為宜。亦即，以將 雷射光束的焦點F之位置自絕緣層3表面錯開0.1 mm以上為 宜。例如若將上述散焦量D設定為0.1 mm，即可形成出側 壁4a之傾斜角度Θ為24度之通孔4。散焦量D更佳為1 mm以 上。 以上是就作為基本的配線形成方法加以說明，接著就利 用兩段擴大轉印法的元件排列方法及圖像顯示裝置之製造 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐） 550733
方法說明如下。在本例子中則將以高積體度下製作於第一 基板上之元件以使其比元件在第一基板上所排列之狀態更 留著間隔的狀態之方式而轉印於暫時保持用構件，接著即 執行將保持於暫時保持用構件之上述元件更使其留著間隔 而轉印於第二基板上之兩階段擴大轉印方法。惟在本例子 中雖採取兩階段式轉印，但也可因應使元件留著間隔而配 置的擴大度，採取三階段或更多階段式之轉印方式。 圖6係顯示兩階段擴大轉印法之基本工序圖。首先在圖6 之（a)所示第一基板上形成稠密的例如如發光元件之元件 12。使元件形成為稠密便可增加每一基板可供形成之元件 數，以降低製造成本。第一基板1〇為諸如半導體晶圓、玻 璃基板、石英玻璃基板、藍寶石基板、塑膠基板等各種可 供作形成元件之基板，但各元件12也可為直接形成於第一 基板10上者，也可為將經在其他基板上所形成者予以排列 者。 接著如圖6之（b)所示，將各元件12從第一基板1〇轉印於 圖中虛線所示暫時保持用構件11，並使各元件12保持於該 暫時保持用構件11上。此時，相鄰接之元件12就被留著間 隔而分開，配置成如圖所示之矩陣狀。就是說元件12不僅 疋向X方向擴大各自元件之間隔而轉印，但也向垂直於X方 向的Y方向使各自元件之間隔擴大而轉印。此時所留下間隔 之距離並無特定的限制，舉一個例子，可在考量在後續工 序中樹脂部形成或電極焊墊形成上之需要下設定該距離。 從第一基板90轉印於暫時保持用構件1丨上時，也可使第一 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 550733 A7 _ B7 五、發明説明（9 ) "~ 基板10上全部元件留著間隔而轉印。此種情況下，暫時保 持用構件11之尺寸只要具有對於配置成矩陣狀的元件12之 數目（分別就X方向、Y方向）乘上離間距離所得之尺寸以上 即可。另外也可只使第一基板10上之部分元件留著間隔而 轉印。 經施予如上述第一轉印工序後，如圖6之（c)所示，由於暫 時保持用構件11上所存在之元件12已使其留著間隔，可按 每一元件12施予元件周圍之樹脂被覆與電極焊墊之形成。 元件周圍之樹脂被覆係為使電極焊墊易於形成，俾在後續 之第二轉印工序中易於處理等目的而形成。電極焊墊之形 成，如後述，由於最後的配線係在後續之第二轉印工序之 後才實施，因而應形成為比較大一些，俾在那時不致發生 配線不良現象。此外在圖6之（c)中並未圖示電極焊塾。最 後以樹脂13覆蓋各元件12周圍即可形成出樹脂形成晶片 14。元件12係在平面上，位於樹脂形成晶片14之大致中 央，惟偏位於一邊或角側之位置亦不妨。 接著，如圖6之（d)所示，實施第二轉印工序。在此第二 轉印工序則將在暫時保持用構件Η上配置成矩陣狀之元件 12連同樹脂形成晶片14一起，以更加使其留著間隔之方式 轉印於第二基板15上。 在第二轉印工序，相鄰接的元件12也使之連同樹脂形成 晶片14 一起加以留著間隔而配置成如圖示之矩陣狀。就是 說元件12也向X方向擴大各自元件之間隔而轉印，但也向垂 直於X方向的Υ方向使各自元件之間隔擴大而轉印。假設經 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐） 裝 訂
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由第一轉印工序所配置的元件之位置為可對應於圖像顯示 裝置等最後製品的像素之位置，則當初之元件12間之節距 的大致為整數倍就是經由第二轉印工序配置的元件12之節 距。設從第一基板10向暫時保持用構件以留著間隔的 節距之擴大率為N，從暫時保持用構件u向第二基板15予 以^著間隔的節距之擴大率為111時，大致為整數倍之值E可 以E = nxm表示之。擴大率n、m各自為整數也可，即使為 非正數✓、要犯使E成為整數的組合（例如n = 2 4而m = 5) ip 可。 對於在第二基板15上連同樹脂形成晶片14一起予以留著 間隔的各元件12，則須施予配線。此時，則利用先前形成 之電極焊墊等以極力抑制連接不良現象下進行配線。該配 線在例如元件12為發光二極體等之發光元件時，應包含對 於P型電極、η型電極之配線，而為液晶控制元件時，則應 包含選擇信號線、電壓線、或定向電極膜等之配線等。 在圖6所示兩階段擴大轉印法中，可利用經第一轉印後所 予以留著間隔之空間而實施電極焊塾或樹脂之枯合固定， 並且經第二轉印後就實施配線，惟可在利用先前形成之電 極焊墊等而極力抑制連接不良下實施配線。因而可提高影 像顯示裝置之良品率。再者在本例子之兩階段擴大轉印法 中’使元件間之距離加以留著間隔的工序有兩工序，由於 採取如此般使元件間距離離間的複數次工序之擴大轉印， 實質上卻可使轉印次數減少。亦即，例如假設從第一基板 10、10a向暫時保持用構件11、iia所予以留著間隔的節距 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐)
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之擴大率為2(n = 2)，從暫時保持用構件u、1以向第二基 板=所予以留著間隔的節距之擴大率為2(m = 2)，則假如欲 以一次轉印就轉印至經予擴大的範圍時，則因最後擴大率 為=2之4倍，以致需要執行其平方的16次之轉印，亦即需 要κ軛16次的第一基板之調正（alignment)，但在本例子之 兩又擴大轉印製法，調正次數卻只需在第一轉印工序的 擴大率2之平方的4次與在第二轉印工序的擴大率2之平方的 4次單純地合計所得8次即可。就是說若意圖相同轉印倍率 時，由於（n + m)2 = n2 + 2 nm + m2，所以一定能減少2 nm 次之轉印次數。因而相對地製造工序也得以節省相當於該 次數分的時間或經費，這對於擴大率特別大的情況有益。 另外，在圖6所示兩階段擴大轉印法中，元件12係使用例 如發光元件，惟並非局限於此，也可使用其他元件例如選 自光電變換元件、壓電元件、薄膜電晶體元件、薄膜二極 體元件、電阻元件、開關元件、微小磁元件、微小光學元 件之元件或其一部分、以及這些之組合等。 在上述轉印工序中，發光二極體係作成為樹脂形成晶片 之形態而分別從暫時保持用構件上轉印於第二基板，茲就 該樹脂形成晶片配合圖7及圖8說明如下。 樹脂形成晶片20係用樹脂22將經留著間隔而配置之元件 2 1周圍予以粘合固化而成，像這樣的樹脂形成晶片2〇，係 從暫時保持用構件將元件2 1轉印於第二基板時即可使用。 樹脂形成晶片20係在大致為平板上使其主要的面大致形成 為正方形狀。此樹脂形成晶片20之形狀為將樹脂22固化而 550733 A7 B7 五 發明説明（12 形成之形狀，具體而言，係將未經硬化之樹脂以包含著各 元件2 1之狀態作全面塗布，使之硬化後經由切割處理 (dicing)切斷邊緣部分而製得之形狀。另在該樹脂形成晶片 20之暫時保持用構件之面，也可形成如前面所述之凹部， 俾於後述轉印工序中控制飛散方向。 在大致為平板狀的樹脂22之表面側與背面側，分別形成 有電極焊墊23、24。這些電極焊墊23、24，經在全面形成 可作為電極焊墊23、24之材料的金屬層或多晶矽層等導電 層後，以微影技術施予圖案製膜處理（patterning)而製成為 所要之電極形狀便可形成之。這些電極焊墊23、24係形成 為各自可供與發光元件的元件21之p電極與η電極相連接， 必要時也可在樹脂22形成通孔。 在本例子中則將電極焊墊23、24各自形成於樹脂形成晶 片20之表面侧與背面側，惟也可在一方之面形成雙方電極 焊墊，例如在薄膜電晶體之情形下，由於其具有源極、閘 極、汲極之三電極，因此電極焊墊也可形成為三個或三個 以上。電極焊墊23、24之位置在平板上使其錯開之理由， 乃在於進行最後配線形成時即使須由上側取得接觸，也不 致造成互相重疊之緣故。電極焊墊23、24之形狀也並非局 限於正方形，也可採用其他形狀。 只要構成如上述之樹脂形成晶片20，元件21周圍即可由 樹脂22所被覆且經施予平面化處理便可在良好精度下形成 出電極焊墊23、24，且可使電極焊墊23、24延伸於比元件 21為寬闊的區域，使得將後續第二轉印工序之轉印以吸具 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X 297公釐) 裝 訂
線 550733 A7 B7 五、發明説明（13 ) 操作時之操作容易。如後述，最後的配線係接著在第二轉 印工序之後實施，因而施予利用較大一些尺寸之電極焊墊 23、24而配線，便可防患配線不良於未然。 接著，於圖9係顯示本例子之兩階段擴大轉印法所使用元 件之一例子的發光元件之結構。圖9之（a)為元件剖面圖， 圖9之（b)為俯視圖。此發光元件係屬GaN(氮化鎵）系之發光 二極體，其係例如在藍寶石基板上使其結晶生長而成之元 件。此種GaN系之發光二極體具有：經由透射過基板之雷 射照射就會產生雷射燒#(laser abrasion)，並隨著GaN中 氮的氣化現象而在藍寶石基板與GaN系生長層間之介面產 生膜剝離，使元件得以容易分離之特徵。 首先，關於其結構，經予選擇性生長之六角錐形狀GaN 層32，係形成在由GaN系半導體層構成之底質生長層31 上。另在底質生長層31上有未圖示之絕緣膜存在，而六角 錐形狀之GaN層32係以MOCVD(金氧化學蒸汽沉積）法形成 在使其絕緣膜開口的部分。該GaN層3 2假設以生長時使用 的藍寶石基板之主面為C面時，則為由S面（1-101面）覆蓋的 金字塔型之生長層，係摻雜（doping)有矽之區域。該GaN 層32之傾斜的S面部分可當倣雙異質結構之敷層（clad layer) 而起作用。以覆蓋GaN層32之傾斜的S面之狀態形成有活性 層之INGaN(氮化銦鎵）層33，其外側形成有摻雜鎂之GaN 層34。該摻雜有鎂之GaN層34也可當做敷層而起作用。 在如上述之發光二極體，形成有p型電極35與η型電極 36。ρ型電極35係形成在摻雜有鎂之GaN層34上之 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐） 550733 A7 B7 五 發明説明（14
Ni/Pt/Au或Ni(Pd)/Pt/Au等金屬材料予以蒸鍍而形、 電極3 6係在上述未圖示的絕緣膜予以開口 成11¾} Ti/Al/Pt/Au等金屬材料予以蒸鍍而形成。另外，、部分將 長層31之背面側取出η型電極時，則不需要在底質由底質生 表面側形成η型電極36。 貝走長層31 如上述結構之GaN系發光二極體，為一種也可供乂 光之元件，尤其是可以雷射燒蝕比較簡單地從籃寶藍色螫 加以剝離，因而選擇性地照射雷射光束便可杂-石基板 由監寶石基板加以剝離。另外，GaN系之於光―、擇丨生土也 為在平板上或以帶狀形成活性層之結構，或是也"發也可 端部形成有C面之角錐結構，也可為其他之氮化物:為在上 件或化合物半導體元件等。 季、發光元 接著，參照圖10至圖17就圖6所示發光元件排列、、 體元法說明如下。發光元件係使用圖9所示之Ga 法之具 極體。 系替光二 首先，如圖10所示，在第一基板4 主面上以起 成有複數個發光二極體42。發光二極體42之尺寸車狀形 大約20 μιη左右。第一基板41之構成材料可使用二=成為 基板等對於發光二極體42照射的雷射波長之透過率藍寶石 材料。對於發光二極體42雖已進行至形成ρ型電極之=高的 但最後的配線形成工序並未實施，而只是形成有用^饫， 元件間之溝渠42g，故各各發光二極體42仍處於可加離 之狀態。該溝渠42g之形成係使用例如反應性離子蝕刻二而 實施。將如上述之第一基板41如圖1〇所示使其與暫時保持 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公爱） 裝 訂 綠 550733
用構件43相對而實施選擇性轉印。 在暫時保持用構件43之與第一基板41相對之面，形成有 兩層之剝離層44與接合劑層45。暫時保持用構件41可使用 例如玻璃基板、石英玻璃基板、塑膠基板等，暫時保持用 構件43上之剥離層44可使用例如氟塗層（flu〇riNe 、 矽樹脂、水溶性接合劑（例如聚乙烯醇；pVA)、聚醯亞胺 等。另外暫時保持用構件43之接合劑層45，可使用由紫外 線（UV)硬化型接合劑、熱硬化性接合劑、熱可塑性接合劑 中任一種構成之層。其一例子有暫時保持用構件43使用石 英玻璃基板，而剝離層44則使用經形成聚醯亞胺膜4 μιη後 以20 μπι厚度塗上而作為接合劑層45之UV硬化型接合劑。 暫時保持用構件43之接合劑層45係將經硬化的區域45s與 未經硬化的區域4 5 y調整為使其混在一起，且使經選擇轉印 的發光二極體42能夠位於未經硬化的區域45y。使經硬化的 區域45s與未經硬化的區域45y混在一起之調整，係例如將 uv硬化型接合劑以曝光機選擇性地以2〇〇 μπι節距下加以 UV曝光，使供轉印發光二極體42之處成為未經硬化區域， 除此以外之處則使其成為已硬化之狀態即可。經施予如上 述調整後，從第一基板41背面以雷射光照射轉印對象位置 之發光二極體42，即可利用雷射燒餘作用使發光二極體42 從第一基板41剝離之。由於GaN系之發光二極體42會在與 藍寶石基板間之介面分解成金屬鎵與氮，因而可簡單地加 以剥離。用來照射之雷射可使用準分子雷射、高次階波 YAG(釔鋁石榴石）雷射等。 -18- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4规格(21〇 x 297公爱)
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550733 A7 B7 五、發明説明 經利用該雷射燒蝕之剝離，被選擇照射之發光二極體42 即將在GaN層與第一基板41之介面分離，而以宛如將發光 一極體42之ρ型電極部分刺入於相反侧的接合劑層45般之狀 態而轉印。至於其他未受到雷射照射區域之發光二極體 42 ’由於其所對應之接合劑層45之部分為已硬化之區域45s 且也未受到雷射照射，因而不致於被轉印到暫時保持用構 件43侧。另外，圖1〇中雖只有圖示一個發光二極體42受到 雷射之選擇性照射，惟在只以η節距分相隔的區域之發光二 極體42也應使其同樣地受到雷射照射。經由如上述選擇性 轉印便可使發光二極體42比其排列於第一基板41上時之狀 態更使之加留著間隔而排列在暫時保持用構件43上。 由於發光二極體42係在保持於暫時保持用構件43之接合 劑層45之狀態下，發光二極體42背面為η型電極側（陰極 側）’且己除去、洗滌發光二極體42背面，使其不殘留樹脂 (接合劑因而一形成電極焊墊46，便可使電極焊墊46與 發光二極體42背面成為電互連。 洗^条接合劑層45之例子則有以氧電漿將接合劑用樹脂加 以钱刻’而以UV臭氧照射洗滌之。並且以雷射從由藍寶石 基板構成之第一基板41剥離GaN系發光二極體時，由於Ga 會析出於其剝離面，故需要加以蝕刻，因而必須以NaOH水 溶液或稀確酸處理之。然後實施電極焊墊46之圖案製膜處 理。此時陰極側電極焊墊可製成為大約6〇 μιη四方。電極焊 塾46可使用透明電極（ΙΤ0(銦錫氧化物）、ΖηΟ(辞氧化物） 系等）或Ti/Al/Pt/Au等材料。使用透明電極時，即使大大 ___ · 19-
&張尺度適财ii^5(eNS) A4規格(2lQ X 297公釐) 550733 五、發明説明（ A7 B7
地覆蓋發光二極體之背面也不致於遮住其發光， 製膜處理之精度可允許粗魯，可形成大的電極，Q而圖案 製膜處理更加容易。 ％ ” ’使得圖案 經开^成上述電極焊墊46後，以切割工序按每一 極體42切斷已硬化的接合劑層45，以作重 發光 極體42之樹脂形成晶片。上述切割;各發光〆 本占々不^ 使用例如雷射 先束之_射切割法實施。切割的切人寬度係依圖 置像素内為接合劑層45所覆蓋的發光二極體42之·”而 要20 —下之狹窄切入寬度，則以採二 =田射先束之雷射加工為宜。此時雷射光束可使用準分子 雷射 '高錢波YAG雷射 '以及二氡化碳氣體雷射等:當 然也可以機械性加工實施該切割工序。 圖U係顯示從暫時保持用構件44將發光二極體u 第二暫時保持用構件47，並形成陽極電極(p型電極通 =50後，形成陽極側電極焊墊竹，並將由樹脂構成之接合 劑層45加以切割而成之狀態。經該切割處理，可形成出元 =刀離溝渠51，使得發光二極體42成為連同元件一起被劃 者為使矩陣狀之各發光一極體42分離，元件分離溝渠 51之平面圖型係由向縱橫延伸的複數條平行線構成。第二 f時保持用構件47之表面係面臨於元件分離溝渠5丨之底 第一暫時保持用構件47，其一例子為將uv接合材料塗 上於塑膠基板之所謂的切割片（dicing sheet)，其可利用一 每照射UV，粘合力即將下降者。 該衣程之例子如下，以氧電漿將接合劑層45表面直至發
装 訂
線 -20 550733 A7 B7 五、發明説明（18 ) 光二極體42表面露出為止加以蝕刻。通孔50之形成仍可使 用準分子雷射、高次階波YAG雷射、二氧化碳氣雷射等。 此時，通孔可開設成大致為3〜7 μπι徑。陽極側電極焊墊則 以Ni/Pt/Au等形成之。形成該通孔50時，如前面所述，仍 以採取將雷射光束加以散焦而擴大其錐形角之方法為宜。 切割工序係如上述以使用雷射光束之切割法實施。其切 入寬度係依存於影像顯示裝置像素内之由樹脂構成的接合 劑層45所覆蓋的發光二極體42之大小。其一例子為以準分 子雷射施予寬度大致為40 μπι之溝渠加工，以形成晶片形 狀。 接著，使用機械性手段從第二暫時保持用構件47剝下發 光二極體42。此時，在第二暫時保持用構件47上已形成有 剝離層48。該剥離層48可使用例如氟塗層、矽樹脂、水溶 性接合劑（例如聚乙烯醇；PVA)、聚醯亞胺等。然後從形 成有如上述剝離層48之暫時保持用構件47背面照射例如 YAG第三高次階波雷射，藉此，例如以聚醯亞胺作為剝離 層44而形成時，因聚醯亞胺與石英基板之界面燒蝕現象而 會發生剝離，使得各發光二極體42即可容易以上述機械性 手段由第二暫時保持用構件47加以剝離。 圖13係顯示正要以吸附裝置53檢起第二暫時保持用構件 47上所排列的發光二極體42之圖。此時之吸附孔55係以矩 陣狀開口於圖像顯示裝置之像素節距，俾能以匯總吸附眾 多個發光二極體42。此時之開口徑例如大致為φ 100 μπι且 開口成600 μπι之矩陣狀，總括起來大致可吸附3 00個。此 -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X297公釐） 550733 A7 B7 五 發明説明（19 ) 時之吸附孔55之構件可使用例如以Ni電鑄法製成者，或以 蝕刻法將不銹鋼（SUS)等金屬板52施予孔加工者。金屬板 52之吸附孔55内部形成有吸附室54，而使該吸附室54控制 於負壓便可供用於吸附發光二極體42。發光二極體42在此 階段時已為由樹脂43所覆蓋，其上面大致已受到平面化處 理，因而可容易施加利用吸附裝置5 3的選擇性吸附。 圖14係顯示將發光二極體42轉印於第二基板60時之情 形。裝設於第二基板60時已在第二基板60預先塗有接合劑 層56，因此使其發光二極體42下面之接合劑層56硬化，便 可使發光二極體42固定於第二基板60而排列。裝設時，吸 附裝置53之吸附室54將變成壓力較高之狀態，以解放吸附 裝置53與發光二極體42之吸附結合狀態。接合劑層56可由 UV硬化型接合劑、熱硬化性接合劑、熱可塑性接合劑等構 成之。配置發光二極體42之位置會比在暫時保持用構件 43、47上之排列更加留著間隔者。此時用於硬化接合劑層 56的樹脂之能量係由第二基板60背面提供。使用UV硬化型 接合劑時則以UV照射裝置，使用熱硬化性接合劑時則以雷 射只使發光二極體42之下面部分硬化，使用熱可塑性接合 劑時則同樣地以雷射照射使接合劑熔化而接合。 另外在第二基板60上配置也能當倣陰影遮罩（shadow mask)而起作用之電極層57，特別在電極層57之螢幕側表 面亦即在觀看該影像顯示裝置的人所取位的一邊之面形成 黑鉻層58。如此構成便可提高圖像對比，並提高在黑鉻層 58之能量吸收率，即可使接合劑層56因選擇性照射的射束 -22- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 裝 訂
線 550733 A7 B7 五 發明説明（2C) 73而促使接合劑層56提前硬化。該轉印時之UV照射，使用 UV硬化型接合劑時則應照射約1000 mj/cm2。 圖15係顯示在第二基板60排列RGB三色之發光二極體 42、61、62後塗上絕緣層59之狀態。當直接使用曾在圖13 及圖14使用之吸附裝置53，而使裝配於第二基板60的位置 只使其以錯開該顏色之位置下裝配時，便可使像素節距仍 為一定而不變之狀態下形成包括有三色之像素。絕緣層59 可使用透明環氧樹脂接合劑、UV硬化型接合劑、聚醯亞胺 等。三色之發光二極體42、61、62可不一定使用同一形 狀。在圖15中紅色發光二極體61係製成為未具有六角錐的 GaN層之結構，因而其形狀雖與其他發光二極體42、62互 異，惟在此階段時，各發光二極體42、61、62已作成為樹 脂形成晶片而為樹脂43所覆蓋，因而無論元件結構互異， 仍可以同一操作方式下使用之。 接著，如圖16所示，對應於發光二極體42之電極焊墊 46、49或第二基板60上之電極層57而形成開口部（通 孔）65、66、67、68、69、70以供作將這些連接成電互連 之用。該開口部之形成也使用雷射光束實施，惟此時也與 前面所說明層間連接之雷射通孔加工同樣地將雷射光束加 以散焦以擴大開口部65、66、67、68、69、70之錐形角為 宜。 此時所形成之開口部（亦即通孔），由於曾將發光二極體 42、01、02之電極焊墊40、49之面積加大，因而通孑匕之形 狀大，通孔之位置精度也可在比直接將通孔形成於各發光 -23- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐） 裝 訂
線 550733 A7 B7 五 發明説明（21 二極體為粗的精度下形成之。此種情形下之通孔，相對於 約60 μιη四方之電極焊墊，可形成出約φ 20 μιη者。另外通 孔Η之深度有供與配線基板相連接者、供與陽極相連接者、 以及供與陰極相連接者之三種，因而在進行形成時，例如 應以雷射脈衝數加以控制成為最適當的深度。 圖17係顯示配線形成工序。其係在絕緣層59形成開口部 65、66、67、68、69、70後，形成用以連接發光二極體 42、61、62之陽極、陰極的電極焊墊與第二基板60之配線 用電極層57的配線63、64、71之圖。 之後，在配線上形成保護層，便可完成影像顯示裝置之 面板。此時之保護層係與圖10之絕緣層59同樣地可使用透 明環氧樹脂接合劑等材料。該保護層須以加熱使之硬化以 完全覆蓋配線。之後從面板端子之配線連接驅動器1C以製 作驅動面板。 如上述之發光元件排列方法中，將發光二極體42保持於 暫時保持用構件43時，元件間之距離已加以擴大，因而利 用其擴大的間隔便可設置尺寸較大的電極焊墊46、49等。 由於可利用這些尺寸較大的電極焊墊46、49而實施配線， 因而即使在最後的產品裝置尺寸顯著地比元件尺寸為大的 情況下也可容易形成配線。另外，依照本例子之元件排列 方法，即可以經硬化的接合劑層45覆蓋發光元件周圍且經 由平面化便可在良好精度下形成出電極焊墊46、49，同時 可將電極焊墊46、49延伸而設置於較之元件為寬闊的區 域，因而在後續第二轉印工序之轉印若以吸附用吸具操作 -24- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X 297公釐) 裝 訂
線 550733 A7 B7 五 發明説明（22 ) 時便可使操作更加容易進行。 【發明之效果】 由以上說明即可知，若依照本發明之配線形成方法，則 可簡單地形成出開口部（通孔），且亦可擴大經形成出的通孔 之錐形角，因此可形成不致有導通不良之配線。這對於多 層配線基板而言，可確實地實現層間連接。 再者，依照本發明之元件排列方法，除可照樣獲得上述 配線形成方法之優點外，也可有效率且確實地實施元件轉 印，同時也可順利地實施用以擴大元件間之距離的擴大轉 印。同樣地若依照本發明圖像顯示裝置之製造方法，則可 將以稠密狀態亦即提高積體度下施以微加工所製得之發光 元件，有效率地予以留著間隔下再行配置，因而可在良好 的生產性下製造圖像顯示裝置。 【圖式之簡要說明】 圖1係顯示多層配線基板之層間連接的開口部形成工序概 略剖面圖。 圖2係顯示雷射光束之強度分布特性圖。 圖3係顯示多層配線基板之層間連接的第二配線層形成工 序概略剖面圖。 圖4係顯示將雷射光束加以散焦所形成之開口部形狀概略 剖面圖。 圖5係顯示將雷射光束施予恰好聚焦方式所形成之開口部 配線層形成狀態概略剖面圖。 圖6(a)、（b)、（c)、（d)係顯示元件排列方法之模式圖。 -25- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 裝 訂
線 550733 A7 B7 五 發明説明（23 圖7係樹脂形成晶片之概略斜視圖。 圖8係樹脂形成晶片之概略俯視圖。 圖9係顯示發光元件之一例子圖，其中（a)為剖面圖，（b) 為俯視圖。 圖10係顯示第一轉印工序之概略剖面圖。 圖11係顯示電極焊墊之形成工序之概略剖面圖。 圖12係顯示對於第二暫時保持用構件轉印後之電極焊墊 形成工序及切割工序之概略剖面圖。 圖13係顯示吸附工序之概略剖面圖。 圖14係顯示第二轉印工序之概略剖面圖。 圖15係顯示絕緣層形成工序之概略剖面圖。 圖16係顯示通孔形成工序之概略剖面圖。 圖17係顯示配線形成工序之概略剖面圖。 【元件符號之說明】 1 基板 2 第一配線層 3 絕緣層 4 開口部（通孔） 5 第二配線層 42 發光二極體 45 接合劑層 46、49 電極焊墊 65、66、67、68、69、70 開口部（通孑L) -26- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 裝 訂
線

Claims (1)

  1. 六、申請專利範圍 1. 一種配線形成方法，其特徵為：具有在第一配線層上形 成絕緣層之工序，及在該絕緣層形成開口部後，形成第 二配線層之工序；且對於上述絕緣層將雷射光束錯開其 焦點位置而照射藉此以形成上述開口部。 2. 如申請專利範圍第1項之配線形成方法，其中係以使上述 開口部之壁面相對於垂直方向傾斜20度以上之方式照射 上述雷射光束。 3. 如申請專利範圍第1項之配線形成方法，其中使上述雷射 光束之焦點位置從上述絕緣層表面錯開0.1 mm以上而照 射。 4. 如申請專利範圍第1項之配線形成方法，其中上述絕緣層 係由樹脂材料構成。 5. 如申請專利範圍第1項之配線形成方法，其中上述第二配 線層係以蒸鍍或電鍍法形成。 6. —種元件排列方法，係用以將排列於第一基板上之複數 個元件排列於第二基板上者，其特徵為具有：第一轉印 工序，其係將上述元件以轉印成比上述元件在上述第一 基板上所排列之狀態更加留著間隔之狀態保持於暫時保 持用構件；以及第二轉印工序，其係將保持於上述暫時 保持用構件之上述元件更加留著間隔地轉印於上述第二 基板上；且對於層間絕緣層將雷射光束錯開其焦點位置 而照射藉此以形成上述開口部，並形成層間連接用之配 線者。 7. 如申請專利範圍第6項之元件排列方法，其中在上述第一 -27- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 550733 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 轉印工序加以留著間隔之距離為排列於上述第一基板上 的元件節距之大約整數倍，且在上述第二轉印工序加以 留著間隔之距離為曾在上述第一轉印工序排列於上述暫 時保持用構件的元件節距之大約整數倍。 8. 如申請專利範圍第6項之元件排列方法，其中上述元件為 使用氮化物半導體之半導體元件。 9. 如申請專利範圍第6項之元件排列方法，其中上述元件為 選自發光元件、液晶控制元件、光電變換元件、壓電元 件、薄膜電晶體元件、薄膜二極體元件、電阻元件、開 關元件、微磁元件、微光學元件之元件或或其一部分。 10. —種圖像顯示裝置之製造方法，該圖像顯示裝置為將發 光元件配置成矩陣狀者，其特徵為具有：第一轉印工 序，其係將上述元件以轉印成比上述元件在上述第一基 板上所排列之狀態更加留著間隔之狀態保持於暫時保持 用構件；第二轉印工序，其係將保持於上述暫時保持用 構件之上述元件更加留著間隔地轉印於上述第二基板 上；以及配線形成工序，其係形成供連接於上述各發光 元件之配線；且對於層間絕緣層將雷射光束錯開其焦點 位置而照射藉此以形成上述開口部，並形成層間連接用 之配線者。 -28- 本紙張尺度遂用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 裝 訂 _線
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