TWI751449B - 雷射加工佈線方法 - Google Patents

Abstract

一種雷射加工佈線方法包含一雷射根據一線路設計在一金屬層上行進，該金屬層設置於一基板，使該金屬層上不需要的區塊產生熔融並與該基板分離，則剩餘的該金屬層形成一線路，將該雷射加工佈線方法應用於一元件轉移至半導體結構的製程，省去藉由使用光罩進行曝光顯影等等步驟所衍生的製造費用，兼顧效能及成本。

Description

雷射加工佈線方法

本發明係關於一種雷射加工佈線方法，尤指利用雷射在一半導體結構佈線的方法。

將元件轉移到半導體結構的方式，隨著元件越來越小型化，且轉移的元件需求越來越多，半導體結構上的元件密度也跟著提高，因此，將元件轉移的技術有著一定的難度。傳統的轉移技術，是經由在半導體結構上鍍上薄膜、塗上光阻、藉由使用光罩進行曝光顯影、蝕刻，到最後將光阻去除，一直重覆這樣的動作循環以完成轉移。然而，隨著元件及線路的密度提高，整個製程的費用也跟著提高，如何降低轉移技術的成本兼顧生產效率，一直是本領域研究的方向。

爰此，本發明人為降低轉移技術成本及兼顧生產效率，而提出一種雷射加工佈線方法。

該雷射加工佈線方法包含：一雷射根據一線路設計在一金屬層上行進，該金屬層設置於一基板，使該金屬層上不需要的區塊產生熔融並與該基板分離，則剩餘的該金屬層形成一線路。

進一步，該雷射在一連續模式時，該雷射的一雷射功率小於4000瓦特，該雷射在一脈衝模式時，該雷射的一單位面積能量密度為每平方公分0至2焦耳。

進一步，該雷射行進的一切割速度為每分鐘6公尺。

進一步，該金屬層的厚度為5奈米以下。

進一步，該線路的寬度為1奈米以上。

進一步，若該基板呈現透明狀，該雷射能以該基板為基準，自相反於該金屬層的方向照射，穿透該基板照射該等元件及該金屬層。

進一步，若該基板呈現透明狀，該雷射以該基板為基準，自相同於該金屬層的方向照射該等元件及該金屬層。

進一步，若該基板呈現不透明狀，該雷射以該基板為基準，自相同於該金屬層的方向照射該等元件及該金屬層。

根據上述技術特徵可達成以下功效：

1.藉由該雷射佈線，不需定位該基板的位置，也省去藉由使用光罩進行曝光顯影等等步驟所衍生的製造費用，兼顧效能及成本。

2.若該基板呈現透明狀，該雷射可穿透該基板至照射該金屬層及該等元件，該雷射來源的方向可以不限制，增加製造過程的便利性。

(1):金屬層

(2):基板

(11):第一元件

(12):第二元件

(13):第三元件

(10):彈性轉移裝置

(101):彈性印模

(S01):拾取步驟

(S02):固接步驟

(S03):佈線步驟

(L):雷射

[第一圖]是一流程圖，說明本發明雷射加工佈線方法的一第一實施例應用於一元件移轉至半導體結構的製程。

[第二圖]是一示意圖，說明元件移轉至半導體結構的製程的一拾取步驟。

[第三圖]是一示意圖，說明元件移轉至半導體結構的製程的一固接步驟。

[第四圖]是一示意圖，說明元件移轉至半導體結構的製程的一佈線步驟。

[第五圖]是一示意圖，說明多個元件已移轉至一半導體結構。

[第六圖]是一流程圖，說明該元件移轉至半導體結構的製程的另一製造順序。

綜合上述技術特徵，本發明雷射加工佈線方法的主要功效將可於 下述實施例清楚呈現。

參閱第一圖至第三圖，本發明雷射加工佈線方法的一實施例，應用於將多個元件移轉至一半導體結構的製程上，該等元件移轉至該半導體結構的製程包含一拾取步驟S01、一固接步驟S02及一佈線步驟S03，其中，該佈線步驟S03就是本發明雷射加工佈線方法。

在該拾取步驟S01中，藉由一彈性轉移裝置10分別拾取多個元件且放置在一金屬層1上分別對應的多個位置。在本例中，該等元件分別為多個微型半導體元件，例如LED元件，以多個第一元件11、多個第二元件12及多個第三元件13做說明。該彈性轉移裝置10包括一彈性印模101，該彈性印模101由聚二甲基矽氧烷(PDMS)形成，該彈性印模101的質地柔軟，且與該等元件接觸的一接觸面形成柔性的突起圖樣，則該彈性印模101拾取該等元件的過程迅速，且也不會損傷該等元件。更佳的，該彈性轉移裝置10還具有高精度運動控制列印頭的性能，能將該等元件精準的放置在對應的位置。該金屬層1設置在一基板2，該基板2為一半導體結構，該金屬層1包括一導電性薄膜金屬，該導電性薄膜金屬的材料選自於銀、銅、氧化銦錫、鋁、銀化鎳、鈦等，該金屬層1的厚度為5奈米以下。

在該固接步驟S02中，藉由一雷射加工機(圖未示)產生一雷射L照射該等元件及該金屬層1，使該金屬層1在與該等元件接觸的位置因加熱熔融，熔融的金屬再凝固時與該等元件焊固在一起，使該等第一元件11、該等第二元件12及該等第三元件13與該基板2結合。

參閱第一圖、第四圖及第五圖，在該佈線步驟S03中，藉由該雷射L依據一線路設計的電路圖，行進於該金屬層1，使該金屬層1上不需要的區塊產生熔融的金屬，該雷射加工機將熔融的金屬吹離而使熔融的金屬與該基板2分離，則該金屬層1形成多條的線路。亦即，藉由雷射L將不需要的金屬層1區 塊的金屬熔融，使熔融的金屬與該基板2分離，則剩餘的金屬層1形成多條線路，該等線路亦即為多條積體電路線路，則完成該等元件的陣列排列與該等元件之間連接的線路。其中，該等線路的寬度為1奈米以上，該雷射L在一連續模式時，該雷射的一雷射功率小於4000瓦特，該雷射L在一脈衝模式時，該雷射的一單位面積能量密度為每平方公分0至2焦耳。該雷射L行進的一切割速度為每分鐘6公尺。

需補充說明的是，一般來說，該雷射L照射的方向為以該基板2為基準，自相同於該金屬層1的方向照射該等元件及該金屬層1，特別的是，若該基板2呈現透明狀，該雷射L還能自相反於該金屬層1的方向照射，穿透該基板2照射該等元件及該金屬層1，則能讓製造過程更多選擇與便利。

藉由該雷射L執行該佈線步驟S03，不需定位該基板2與該等元件的位置，使生產效率提高，且也省去藉由使用光罩進行曝光顯影等等步驟所衍生的製造費用，兼顧效能及成本。

參閱第六圖，再要補充說明的是，在該等元件移轉至該半導體結構的製程中，該佈線步驟S03也可在該拾取步驟S01前執行，藉由該雷射L在該金屬層1形成該等線路之後，接著再藉由該彈性轉移裝置10(第一圖)分別拾取該等元件且放置在該金屬層1上分別對應的該等位置，再藉由該雷射L將該等元件與該金屬層1焊接。因此，製造順序能夠隨時調整而更有彈性，增加製造的便利性。

綜上所述，藉由該雷射L執行加工佈線的方法，不需定位該基板2與該等元件的位置，也省去藉由使用光罩進行曝光顯影等等步驟所衍生的製造費用，兼顧效能及成本，更特別的是，若該基板2呈現透明狀，該雷射L來源的方向可以不限制，增加製造過程的便利性，且在該等元件移轉至該半導體結構的製程中，該佈線步驟S03可在該拾取步驟S01前執行或是該固接步驟S02後 執行，讓製造過程更有調整的彈性。

綜合上述實施例之說明，當可充分瞭解本發明之操作、使用及本發明產生之功效，惟以上所述實施例僅係為本發明之較佳實施例，當不能以此限定本發明實施之範圍，即依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作簡單的等效變化與修飾，皆屬本發明涵蓋之範圍內。

(1):金屬層

(2):基板

(11):第一元件

(12):第二元件

(13):第三元件

(L):雷射

Claims (5)

1. 一種雷射加工佈線方法，包含：一雷射根據一線路設計在一金屬層上行進，該金屬層設置於一基板，使該金屬層上不需要的區塊產生熔融並與該基板分離，則剩餘的該金屬層形成一線路；至少一元件放置於該金屬層上，該雷射照射該元件及該金屬層，使該金屬層與該元件接觸的位置因加熱熔融，該金屬層凝固後與該元件焊固，使該元件與該基板結合，該雷射在一連續模式時，該雷射的一雷射功率小於4000瓦特，該雷射L行進的一切割速度為每分鐘6公尺，該金屬層的厚度為5奈米以下，該線路的寬度為1奈米以上。
2. 如申請專利範圍第1項所述之雷射加工佈線方法，其中，該雷射在一脈衝模式時，該雷射的一單位面積能量密度為每平方公分0至2焦耳。
3. 如申請專利範圍第1項所述之雷射加工佈線方法，其中，若該基板呈現透明狀，該雷射能以該基板為基準，自相反於該金屬層的方向照射，穿透該基板照射該等元件及該金屬層。
4. 如申請專利範圍第1項所述之雷射加工佈線方法，其中，若該基板呈現透明狀，該雷射以該基板為基準，自相同於該金屬層的方向照射該等元件及該金屬層。
5. 如申請專利範圍第1項所述之雷射加工佈線方法，其中，若該基板呈現不透明狀，該雷射以該基板為基準，自相同於該金屬層的方向照射該等元件及該金屬層。

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