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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024091205
(43)【公開日】2024-07-04
(54)【発明の名称】基板上に半導体チップを集積する方法
(51)【国際特許分類】
H01L 21/60 20060101AFI20240627BHJP
H01L 23/12 20060101ALI20240627BHJP
H01L 33/48 20100101ALI20240627BHJP
【ＦＩ】
H01L21/60 311Q
H01L23/12 Z
H01L33/48
【審査請求】未請求
【請求項の数】17
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023022189
(22)【出願日】2023-02-16
(31)【優先権主張番号】18/086,693
(32)【優先日】2022-12-22
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】523055282
【氏名又は名称】パルスフォージ， インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100078282
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 秀策
(74)【代理人】
【識別番号】100113413
【弁理士】
【氏名又は名称】森下 夏樹
(74)【代理人】
【識別番号】100181674
【弁理士】
【氏名又は名称】飯田 貴敏
(74)【代理人】
【識別番号】100181641
【弁理士】
【氏名又は名称】石川 大輔
(74)【代理人】
【識別番号】230113332
【弁護士】
【氏名又は名称】山本 健策
(72)【発明者】
【氏名】ヴィクラム エス． ターカニ
(72)【発明者】
【氏名】ヴァヒド アカヴァン アタール
(72)【発明者】
【氏名】カート エー． シュローダー
【テーマコード（参考）】
5F044
5F142
【Ｆターム（参考）】
5F044KK01
5F044LL01
5F044LL05
5F044LL07
5F044PP17
5F044PP19
5F044QQ00
5F044RR01
5F142AA54
5F142AA82
5F142BA02
5F142BA32
5F142CA11
5F142CB22
5F142CB23
5F142CD02
5F142FA32
5F142GA02
(57)【要約】 （修正有）
【課題】成長ウェハからディスプレイ基板へのマイクロＬＥＤの転写を提供すること。
【解決手段】マイクロＬＥＤ１９を成長ウェハ１１からディスプレイ基板に転写する方法であって、マイクロＬＥＤを、接着層１３を介して、光吸収層１４で被覆された透明キャリア１５を含む仮ハンドラー１６に接合することと、マイクロＬＥＤを成長ウェハから剥離するために、エピ層１２を加熱することと、マイクロＬＥＤを、ディスプレイ基板上の複数の電気接触点に対して整合させ、押圧することと、マイクロＬＥＤとディスプレイ基板上の電気接触点とを接合するために、複数の光パルスを適用して、光吸収層１４を加熱することと、仮ハンドラーを接着層から分離するために、光パルスを適用することと、該接着層を除去して、該マイクロＬＥＤを見えるようにすることとを含む、方法。
【選択図】図２
【解決手段】マイクロＬＥＤ１９を成長ウェハ１１からディスプレイ基板に転写する方法であって、マイクロＬＥＤを、接着層１３を介して、光吸収層１４で被覆された透明キャリア１５を含む仮ハンドラー１６に接合することと、マイクロＬＥＤを成長ウェハから剥離するために、エピ層１２を加熱することと、マイクロＬＥＤを、ディスプレイ基板上の複数の電気接触点に対して整合させ、押圧することと、マイクロＬＥＤとディスプレイ基板上の電気接触点とを接合するために、複数の光パルスを適用して、光吸収層１４を加熱することと、仮ハンドラーを接着層から分離するために、光パルスを適用することと、該接着層を除去して、該マイクロＬＥＤを見えるようにすることとを含む、方法。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
マイクロＬＥＤを成長ウェハからディスプレイ基板に転写する方法であって、該方法は、
成長ウェハの上に位置付けられたエピ層上において製造された複数のマイクロＬＥＤを、接着層を介して仮ハンドラーに接合することであって、該仮ハンドラーは、光吸収層で被覆された透明キャリアである、ことと、
該マイクロＬＥＤを該成長ウェハから剥離するために、該成長ウェハを通してレーザービームを適用して、該エピ層を加熱することであって、それによって、該接着層に付着する該マイクロＬＥＤを該仮ハンドラー上に位置付けられたままにする、ことと、
該仮ハンドラー上に位置付けられた該マイクロＬＥＤを、ディスプレイ基板上の複数の電気接触点に対して整合させ、押圧することと、
該マイクロＬＥＤと該ディスプレイ基板上の該電気接触点とを接合するために、該透明キャリアを通して複数の光パルスを適用して、該仮ハンドラー上に位置付けられた該光吸収層を加熱することと、
該光吸収層と該接着層との界面において該仮ハンドラーを該接着層から分離するために、該透明キャリアを通して光パルスを適用することと、
該接着層を除去して、該ディスプレイ基板に接合されていた該マイクロＬＥＤを見えるようにすることと
を含む、方法。
成長ウェハの上に位置付けられたエピ層上において製造された複数のマイクロＬＥＤを、接着層を介して仮ハンドラーに接合することであって、該仮ハンドラーは、光吸収層で被覆された透明キャリアである、ことと、
該マイクロＬＥＤを該成長ウェハから剥離するために、該成長ウェハを通してレーザービームを適用して、該エピ層を加熱することであって、それによって、該接着層に付着する該マイクロＬＥＤを該仮ハンドラー上に位置付けられたままにする、ことと、
該仮ハンドラー上に位置付けられた該マイクロＬＥＤを、ディスプレイ基板上の複数の電気接触点に対して整合させ、押圧することと、
該マイクロＬＥＤと該ディスプレイ基板上の該電気接触点とを接合するために、該透明キャリアを通して複数の光パルスを適用して、該仮ハンドラー上に位置付けられた該光吸収層を加熱することと、
該光吸収層と該接着層との界面において該仮ハンドラーを該接着層から分離するために、該透明キャリアを通して光パルスを適用することと、
該接着層を除去して、該ディスプレイ基板に接合されていた該マイクロＬＥＤを見えるようにすることと
を含む、方法。
【請求項2】
前記マイクロＬＥＤと前記ディスプレイ基板との上の前記電気接触点は、インジウムで被覆される、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記ディスプレイ基板上の前記電気接触点は、はんだで被覆される、請求項１に記載の方法。
【請求項4】
前記光吸収層は、チタン、タングステン、モリブデン、炭素、シリコン、クロム、酸素、窒素、またはそれらの組み合わせを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項5】
前記複数の光パルスを適用するステップは、前記透明キャリアを通してフラッシュランプを介した前記複数の光パルスを適用して、前記光吸収層を加熱することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項6】
前記接着層を除去する前記ステップは、該接着層を機械的または化学的に除去することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項7】
マイクロチップをウェハから受容基板に転写する方法であって、該方法は、
ウェハをダイシングテープ上に接着することと、
該ウェハがダイシングされて複数のマイクロチップを形成した後、接着層を介して該マイクロチップを仮ハンドラーに接着することであって、該仮ハンドラーは、光吸収層で被覆された透明キャリアである、ことと、
該仮ハンドラー上の該マイクロチップを、受容基板上の複数の電気接触点に対して整合させ、押圧することと、
該マイクロチップを該受容基板上の該電気接触点に接合するために、該透明キャリアを通して複数の光パルスを適用して、該仮ハンドラー上に位置付けられた該光吸収層を加熱することと、
該光吸収層と該接着層との界面において該仮ハンドラーを該接着層から分離するために、該透明キャリアを通して光パルスを適用することと、
該接着層を除去して、該受容基板に接合されていた該マイクロチップを見えるようにすることと
を含む、方法。
ウェハをダイシングテープ上に接着することと、
該ウェハがダイシングされて複数のマイクロチップを形成した後、接着層を介して該マイクロチップを仮ハンドラーに接着することであって、該仮ハンドラーは、光吸収層で被覆された透明キャリアである、ことと、
該仮ハンドラー上の該マイクロチップを、受容基板上の複数の電気接触点に対して整合させ、押圧することと、
該マイクロチップを該受容基板上の該電気接触点に接合するために、該透明キャリアを通して複数の光パルスを適用して、該仮ハンドラー上に位置付けられた該光吸収層を加熱することと、
該光吸収層と該接着層との界面において該仮ハンドラーを該接着層から分離するために、該透明キャリアを通して光パルスを適用することと、
該接着層を除去して、該受容基板に接合されていた該マイクロチップを見えるようにすることと
を含む、方法。
【請求項8】
前記受容基板上の前記電気接触点は、インジウムで被覆される、請求項７に記載の方法。
【請求項9】
前記受容基板上の前記電気接触点は、はんだで被覆される、請求項７に記載の方法。
【請求項10】
前記光吸収層は、チタン、タングステン、モリブデン、炭素、シリコン、クロム、酸素、窒素、またはそれらの組み合わせを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項11】
前記複数の光パルスを適用するステップは、前記透明キャリアを通してフラッシュランプを介した前記複数の光パルスを適用して、前記光吸収層を加熱することをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項12】
マイクロチップをウェハから標的ウェハに転写する方法であって、該方法は、
ウェハをダイシングテープ上に接着することと、
該ウェハが複数のマイクロチップにダイシングされた後、該マイクロチップの各々を個別に、ピックアンドプレースプロセスを介して、該ダイシングテープから接着層を有する仮ハンドラー上に配置することであって、該仮ハンドラーは、光吸収層で被覆された透明キャリアである、ことと、
該仮ハンドラー上の該マイクロチップを、標的ウェハ上の複数の電気接触点に対して整合させ、押圧することと、
該マイクロチップを該標的ウェハ上の該電気接触点に接合するために、該透明キャリアを通して複数の光パルスを適用して、該仮ハンドラー上に位置付けられた該光吸収層を加熱することと、
該光吸収層と該接着層との界面において該仮ハンドラーを該接着層から分離するために、該透明キャリアを通して光パルスを適用することと、
該接着層を除去して、該標的ウェハに接合されていた該マイクロチップを見えるようにすることと
を含む、方法。
ウェハをダイシングテープ上に接着することと、
該ウェハが複数のマイクロチップにダイシングされた後、該マイクロチップの各々を個別に、ピックアンドプレースプロセスを介して、該ダイシングテープから接着層を有する仮ハンドラー上に配置することであって、該仮ハンドラーは、光吸収層で被覆された透明キャリアである、ことと、
該仮ハンドラー上の該マイクロチップを、標的ウェハ上の複数の電気接触点に対して整合させ、押圧することと、
該マイクロチップを該標的ウェハ上の該電気接触点に接合するために、該透明キャリアを通して複数の光パルスを適用して、該仮ハンドラー上に位置付けられた該光吸収層を加熱することと、
該光吸収層と該接着層との界面において該仮ハンドラーを該接着層から分離するために、該透明キャリアを通して光パルスを適用することと、
該接着層を除去して、該標的ウェハに接合されていた該マイクロチップを見えるようにすることと
を含む、方法。
【請求項13】
前記標的ウェハ上の前記電気接触点は、インジウムで被覆される、請求項１２に記載の方法。
【請求項14】
前記標的ウェハ上の前記電気接触点は、はんだで被覆される、請求項１２に記載の方法。
【請求項15】
前記光吸収層は、チタン、タングステン、モリブデン、炭素、シリコン、クロム、酸素、窒素、またはそれらの組み合わせを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項16】
前記複数の光パルスを適用するステップは、前記透明キャリアを通してフラッシュランプを介した前記複数の光パルスを適用して、前記光吸収層を加熱することをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項17】
前記配置するステップは、前記配置されたマイクロチップと標的ウェハとの曝露表面を洗浄し、作動させることをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関係者各位
我々、インド国民であるＶｉｋｒａｍ Ｓ． Ｔｕｒｋａｎｉ、ならびにともにアメリカ合衆国国民であるＶａｈｉｄ Ａｋｈａｖａｎ ＡｔｔａｒおよびＫｕｒｔ Ａ． Ｓｃｈｒｏｄｅｒ（全員がテキサス州在住）は、基板上に半導体チップを集積する方法における新規かつ有用な改良を発明し、下記がその明細書であることを証する。
我々、インド国民であるＶｉｋｒａｍ Ｓ． Ｔｕｒｋａｎｉ、ならびにともにアメリカ合衆国国民であるＶａｈｉｄ Ａｋｈａｖａｎ ＡｔｔａｒおよびＫｕｒｔ Ａ． Ｓｃｈｒｏｄｅｒ（全員がテキサス州在住）は、基板上に半導体チップを集積する方法における新規かつ有用な改良を発明し、下記がその明細書であることを証する。
【0002】
本出願は、概して、半導体チップに関し、特に、マイクロ発光ダイオードなどのマイクロチップを基板上に集積する方法に関する。
【背景技術】
【0003】
マイクロＬＥＤディスプレイは、その幅広い色域、明るさ、低消費電力、長い寿命、および環境上の安定性がゆえに、急速に小型ディスプレイの主要テクノロジーになりつつある。マイクロＬＥＤディスプレイは、様々な使用に適した、素晴らしい視覚体験を生み出すことができる。
【0004】
しかし、マイクロＬＥＤディスプレイの製造に関して、技術的な課題が存在する。例えば、マイクロＬＥＤディスプレイの製造におけるより困難なプロセスのうちの１つが、成長ウェハからディスプレイ基板へのマイクロＬＥＤの転写である。
【0005】
従って、マイクロＬＥＤディスプレイの大量採用を促進するために、成長ウェハからディスプレイ基板へのマイクロＬＥＤの転写速度を高精度に向上させることが望ましいであろう。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0006】
１つの実施形態に従うと、マイクロＬＥＤ群は、ウェハの上に位置付けられたエピ層上において製造される。そして、マイクロＬＥＤ群は、接着層を介して仮ハンドラーに接合される。仮ハンドラーは、光吸収層で被覆された透明キャリアである。エピ層を加熱してマイクロＬＥＤをウェハから剥離するために、エピ層上に集束するようにウェハを通してレーザービームが適用され、それによって、接着層に付着するマイクロＬＥＤを仮ハンドラー上に位置付けられたままにする。基板に対してマイクロＬＥＤを押圧した後、仮ハンドラー上に位置付けられた光吸収層を加熱して基板上においてマイクロＬＥＤと金属トレースとの間の接合を行うために、フラッシュランプからの光パルスのセットが透明キャリアを通して適用される。その後、光吸収層の界面における接着層を剥離してマイクロＬＥＤと接着層とを仮ハンドラーから分離するために、透明キャリアを通してフラッシュランプからの光パルスが適用される。次に、接着層が除去されて、基板に接合されていたマイクロＬＥＤを見えるようにする。
【0007】
本発明の全ての特徴および利点は、以下の詳細な説明において明らかになる。
本発明は、例えば、以下の項目を提供する。
（項目１）
マイクロＬＥＤを成長ウェハからディスプレイ基板に転写する方法であって、該方法は、
成長ウェハの上に位置付けられたエピ層上において製造された複数のマイクロＬＥＤを、接着層を介して仮ハンドラーに接合することであって、該仮ハンドラーは、光吸収層で被覆された透明キャリアである、ことと、
該マイクロＬＥＤを該成長ウェハから剥離するために、該成長ウェハを通してレーザービームを適用して、該エピ層を加熱することであって、それによって、該接着層に付着する該マイクロＬＥＤを該仮ハンドラー上に位置付けられたままにする、ことと、
該仮ハンドラー上に位置付けられた該マイクロＬＥＤを、ディスプレイ基板上の複数の電気接触点に対して整合させ、押圧することと、
該マイクロＬＥＤと該ディスプレイ基板上の該電気接触点とを接合するために、該透明キャリアを通して複数の光パルスを適用して、該仮ハンドラー上に位置付けられた該光吸収層を加熱することと、
該光吸収層と該接着層との界面において該仮ハンドラーを該接着層から分離するために、該透明キャリアを通して光パルスを適用することと、
該接着層を除去して、該ディスプレイ基板に接合されていた該マイクロＬＥＤを見えるようにすることと
を含む、方法。
（項目２）
上記マイクロＬＥＤと上記ディスプレイ基板との上の上記電気接触点は、インジウムで被覆される、上記項目に記載の方法。
（項目３）
上記ディスプレイ基板上の上記電気接触点は、はんだで被覆される、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目４）
上記光吸収層は、チタン、タングステン、モリブデン、炭素、シリコン、クロム、酸素、窒素、またはそれらの組み合わせを含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目５）
上記複数の光パルスを適用するステップは、上記透明キャリアを通してフラッシュランプを介した上記複数の光パルスを適用して、上記光吸収層を加熱することをさらに含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目６）
上記接着層を除去する上記ステップは、該接着層を機械的または化学的に除去することをさらに含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目７）
マイクロチップをウェハから受容基板に転写する方法であって、該方法は、
ウェハをダイシングテープ上に接着することと、
該ウェハがダイシングされて複数のマイクロチップを形成した後、接着層を介して該マイクロチップを仮ハンドラーに接着することであって、該仮ハンドラーは、光吸収層で被覆された透明キャリアである、ことと、
該仮ハンドラー上の該マイクロチップを、受容基板上の複数の電気接触点に対して整合させ、押圧することと、
該マイクロチップを該受容基板上の該電気接触点に接合するために、該透明キャリアを通して複数の光パルスを適用して、該仮ハンドラー上に位置付けられた該光吸収層を加熱することと、
該光吸収層と該接着層との界面において該仮ハンドラーを該接着層から分離するために、該透明キャリアを通して光パルスを適用することと、
該接着層を除去して、該受容基板に接合されていた該マイクロチップを見えるようにすることと
を含む、方法。
（項目８）
上記受容基板上の上記電気接触点は、インジウムで被覆される、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目９）
上記受容基板上の上記電気接触点は、はんだで被覆される、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１０）
上記光吸収層は、チタン、タングステン、モリブデン、炭素、シリコン、クロム、酸素、窒素、またはそれらの組み合わせを含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１１）
上記複数の光パルスを適用するステップは、上記透明キャリアを通してフラッシュランプを介した上記複数の光パルスを適用して、上記光吸収層を加熱することをさらに含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１２）
マイクロチップをウェハから標的ウェハに転写する方法であって、該方法は、
ウェハをダイシングテープ上に接着することと、
該ウェハが複数のマイクロチップにダイシングされた後、該マイクロチップの各々を個別に、ピックアンドプレースプロセスを介して、該ダイシングテープから接着層を有する仮ハンドラー上に配置することであって、該仮ハンドラーは、光吸収層で被覆された透明キャリアである、ことと、
該仮ハンドラー上の該マイクロチップを、標的ウェハ上の複数の電気接触点に対して整合させ、押圧することと、
該マイクロチップを該標的ウェハ上の該電気接触点に接合するために、該透明キャリアを通して複数の光パルスを適用して、該仮ハンドラー上に位置付けられた該光吸収層を加熱することと、
該光吸収層と該接着層との界面において該仮ハンドラーを該接着層から分離するために、該透明キャリアを通して光パルスを適用することと、
該接着層を除去して、該標的ウェハに接合されていた該マイクロチップを見えるようにすることと
を含む、方法。
（項目１３）
上記標的ウェハ上の上記電気接触点は、インジウムで被覆される、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１４）
上記標的ウェハ上の上記電気接触点は、はんだで被覆される、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１５）
上記光吸収層は、チタン、タングステン、モリブデン、炭素、シリコン、クロム、酸素、窒素、またはそれらの組み合わせを含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１６）
上記複数の光パルスを適用するステップは、上記透明キャリアを通してフラッシュランプを介した上記複数の光パルスを適用して、上記光吸収層を加熱することをさらに含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１７）
上記配置するステップは、上記配置されたマイクロチップと標的ウェハとの曝露表面を洗浄し、作動させることをさらに含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（摘要）
マイクロＬＥＤを成長ウェハからディスプレイ基板に転写する方法が開示される。成長ウェハ上のマイクロＬＥＤは、光吸収層で被覆された透明キャリア上の接着層に接合される。キャリアをディスプレイ基板に整合させた後、マイクロＬＥＤをディスプレイ基板上に転写する目的で、接着層を分離するために、透明キャリアは、フラッシュランプからの光パルスに曝露されて、光吸収層を加熱する。マイクロＬＥＤは、ディスプレイ基板への転写の前または後に、ディスプレイ基板に接合され得る。はんだ付けなど、マイクロＬＥＤをディスプレイ基板に接合することは、透明キャリアを曝露して光吸収層および隣接したマイクロＬＥＤを加熱して、それらを加熱しディスプレイ基板に接合することによって、フラッシュランプからの光パルスによっても行われ得る。
本発明は、例えば、以下の項目を提供する。
（項目１）
マイクロＬＥＤを成長ウェハからディスプレイ基板に転写する方法であって、該方法は、
成長ウェハの上に位置付けられたエピ層上において製造された複数のマイクロＬＥＤを、接着層を介して仮ハンドラーに接合することであって、該仮ハンドラーは、光吸収層で被覆された透明キャリアである、ことと、
該マイクロＬＥＤを該成長ウェハから剥離するために、該成長ウェハを通してレーザービームを適用して、該エピ層を加熱することであって、それによって、該接着層に付着する該マイクロＬＥＤを該仮ハンドラー上に位置付けられたままにする、ことと、
該仮ハンドラー上に位置付けられた該マイクロＬＥＤを、ディスプレイ基板上の複数の電気接触点に対して整合させ、押圧することと、
該マイクロＬＥＤと該ディスプレイ基板上の該電気接触点とを接合するために、該透明キャリアを通して複数の光パルスを適用して、該仮ハンドラー上に位置付けられた該光吸収層を加熱することと、
該光吸収層と該接着層との界面において該仮ハンドラーを該接着層から分離するために、該透明キャリアを通して光パルスを適用することと、
該接着層を除去して、該ディスプレイ基板に接合されていた該マイクロＬＥＤを見えるようにすることと
を含む、方法。
（項目２）
上記マイクロＬＥＤと上記ディスプレイ基板との上の上記電気接触点は、インジウムで被覆される、上記項目に記載の方法。
（項目３）
上記ディスプレイ基板上の上記電気接触点は、はんだで被覆される、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目４）
上記光吸収層は、チタン、タングステン、モリブデン、炭素、シリコン、クロム、酸素、窒素、またはそれらの組み合わせを含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目５）
上記複数の光パルスを適用するステップは、上記透明キャリアを通してフラッシュランプを介した上記複数の光パルスを適用して、上記光吸収層を加熱することをさらに含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目６）
上記接着層を除去する上記ステップは、該接着層を機械的または化学的に除去することをさらに含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目７）
マイクロチップをウェハから受容基板に転写する方法であって、該方法は、
ウェハをダイシングテープ上に接着することと、
該ウェハがダイシングされて複数のマイクロチップを形成した後、接着層を介して該マイクロチップを仮ハンドラーに接着することであって、該仮ハンドラーは、光吸収層で被覆された透明キャリアである、ことと、
該仮ハンドラー上の該マイクロチップを、受容基板上の複数の電気接触点に対して整合させ、押圧することと、
該マイクロチップを該受容基板上の該電気接触点に接合するために、該透明キャリアを通して複数の光パルスを適用して、該仮ハンドラー上に位置付けられた該光吸収層を加熱することと、
該光吸収層と該接着層との界面において該仮ハンドラーを該接着層から分離するために、該透明キャリアを通して光パルスを適用することと、
該接着層を除去して、該受容基板に接合されていた該マイクロチップを見えるようにすることと
を含む、方法。
（項目８）
上記受容基板上の上記電気接触点は、インジウムで被覆される、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目９）
上記受容基板上の上記電気接触点は、はんだで被覆される、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１０）
上記光吸収層は、チタン、タングステン、モリブデン、炭素、シリコン、クロム、酸素、窒素、またはそれらの組み合わせを含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１１）
上記複数の光パルスを適用するステップは、上記透明キャリアを通してフラッシュランプを介した上記複数の光パルスを適用して、上記光吸収層を加熱することをさらに含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１２）
マイクロチップをウェハから標的ウェハに転写する方法であって、該方法は、
ウェハをダイシングテープ上に接着することと、
該ウェハが複数のマイクロチップにダイシングされた後、該マイクロチップの各々を個別に、ピックアンドプレースプロセスを介して、該ダイシングテープから接着層を有する仮ハンドラー上に配置することであって、該仮ハンドラーは、光吸収層で被覆された透明キャリアである、ことと、
該仮ハンドラー上の該マイクロチップを、標的ウェハ上の複数の電気接触点に対して整合させ、押圧することと、
該マイクロチップを該標的ウェハ上の該電気接触点に接合するために、該透明キャリアを通して複数の光パルスを適用して、該仮ハンドラー上に位置付けられた該光吸収層を加熱することと、
該光吸収層と該接着層との界面において該仮ハンドラーを該接着層から分離するために、該透明キャリアを通して光パルスを適用することと、
該接着層を除去して、該標的ウェハに接合されていた該マイクロチップを見えるようにすることと
を含む、方法。
（項目１３）
上記標的ウェハ上の上記電気接触点は、インジウムで被覆される、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１４）
上記標的ウェハ上の上記電気接触点は、はんだで被覆される、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１５）
上記光吸収層は、チタン、タングステン、モリブデン、炭素、シリコン、クロム、酸素、窒素、またはそれらの組み合わせを含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１６）
上記複数の光パルスを適用するステップは、上記透明キャリアを通してフラッシュランプを介した上記複数の光パルスを適用して、上記光吸収層を加熱することをさらに含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１７）
上記配置するステップは、上記配置されたマイクロチップと標的ウェハとの曝露表面を洗浄し、作動させることをさらに含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（摘要）
マイクロＬＥＤを成長ウェハからディスプレイ基板に転写する方法が開示される。成長ウェハ上のマイクロＬＥＤは、光吸収層で被覆された透明キャリア上の接着層に接合される。キャリアをディスプレイ基板に整合させた後、マイクロＬＥＤをディスプレイ基板上に転写する目的で、接着層を分離するために、透明キャリアは、フラッシュランプからの光パルスに曝露されて、光吸収層を加熱する。マイクロＬＥＤは、ディスプレイ基板への転写の前または後に、ディスプレイ基板に接合され得る。はんだ付けなど、マイクロＬＥＤをディスプレイ基板に接合することは、透明キャリアを曝露して光吸収層および隣接したマイクロＬＥＤを加熱して、それらを加熱しディスプレイ基板に接合することによって、フラッシュランプからの光パルスによっても行われ得る。
【図面の簡単な説明】
【0008】
発明自体、ならびにその好ましい使用様式、さらなる対象、および利点は、添付の図面と併せて読まれた場合、下記の例示的な実施形態の詳細な説明を参照することによって最もよく理解される。
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
（好ましい実施形態の詳細な説明）
マイクロＬＥＤディスプレイの製造の間、マイクロＬＥＤは、以下の２つのステップを介して成長ウェハからディスプレイ基板に転写される必要がある：
１．マイクロＬＥＤを成長ウェハから仮ハンドラーに転写すること；および
２．マイクロＬＥＤを仮ハンドラーからバックプレーン薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を含むディスプレイ基板に転写すること。
マイクロＬＥＤディスプレイの製造の間、マイクロＬＥＤは、以下の２つのステップを介して成長ウェハからディスプレイ基板に転写される必要がある：
１．マイクロＬＥＤを成長ウェハから仮ハンドラーに転写すること；および
２．マイクロＬＥＤを仮ハンドラーからバックプレーン薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を含むディスプレイ基板に転写すること。
【0011】
第２のステップは、流体アセンブリ、レーザー転写、ロール転写、およびスタンプピックアンドプレースなど様々な方法によって達成されることができる。最も速い方法はレーザー系であるが、１つの大型ディスプレイの製造だけでも数時間かかり得る。さらに、ＴＦＴディスプレイの品質を向上させるために、追加的な検出および修復ステップが必要とされる。これらの追加的なステップは、長時間の転写時間とともに、マイクロＬＥＤが大量採用されることを妨げてきた障壁である。
【0012】
ここで、図面、特に図１～７を参照すると、１つの実施形態に従った、マイクロＬＥＤを成長ウェハからディスプレイ基板に転写する改良された方法が描かれている。図１に示されるように、最初に、マイクロＬＥＤ１９が成長ウェハ１１の上に位置付けられたエピ層１２において製造される。エピ層１２は、例えば、窒化ガリウム（ＧａＮ）エピ層であることができる。成長ウェハ１１は、例えば、サファイアウェハであることができる。
【0013】
（仮ハンドラーに接合する）
図２に描かれるように、熱および圧力を適用することによって、マイクロＬＥＤ１９は、接着層１３を介して仮ハンドラー１６に接合される。仮ハンドラー１６は、一面が光吸収層１４で被覆された透明キャリア１５である。
図２に描かれるように、熱および圧力を適用することによって、マイクロＬＥＤ１９は、接着層１３を介して仮ハンドラー１６に接合される。仮ハンドラー１６は、一面が光吸収層１４で被覆された透明キャリア１５である。
【0014】
接着層１３は、均一で薄い接着層を仮ハンドラー１６上に作るために、スピンコータを使用して液体形状で適用され得る。接着層は、熱および圧力を使用して仮ハンドラー１６上に直接テープとして積層されることもできる。
【0015】
好ましくは３００ｎｍ未満の厚さである光吸収層１４は、好ましくはフラッシュランプからの２００～１５００ｎｍの広帯域な発光を有する光パルスの少なくとも５０％を吸収することができる材料を含む。光吸収層１４は、好ましくは、透明キャリア１５の５０％以内の熱膨張係数を有する高温安定材料である。光吸収層１４は、チタン、タングステン、モリブデン、炭素、シリコン、クロム、酸素、窒素、または上記の材料の組み合わせを含み得る。
【0016】
透明キャリア１５は、主にフラッシュランプからの（２００～１５００ｎｍの広帯域な発光である）光パルスに対して透明である。透明キャリア１５の例示的な材料は、Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｅａｇｌｅ ＸＧ（登録商標）、Ｓｃｈｏｔｔ Ｂｏｒｏｆｌｏａｔ（登録商標）３３、またはＡＧＣ ＥＮ－Ａ１などのガラスを含む。石英またはサファイア、アクリルも、透明キャリア１５の適した材料である。透明キャリア１５は、セラミックから作られることもできる。
【0017】
（マイクロＬＥＤを成長ウェハから剥離する）
エピ層１２を加熱してマイクロＬＥＤ１９を成長ウェハ１１から剥離するために、図３に示されるように、パルス紫外線（ＵＶ）レーザーからのレーザービームは、成長ウェハ１１を通して示され、エピ層１２上に集束され、それによって、接着層１３に付着するマイクロＬＥＤ１９を仮ハンドラー１６上にあるままにする。ＵＶレーザーは、２４８ｎｍで動作するＫｒＦエキシマレーザーであることができる。エピ層１２からの余分なエピ材料は、後にマイクロＬＥＤ１９から除去される。
エピ層１２を加熱してマイクロＬＥＤ１９を成長ウェハ１１から剥離するために、図３に示されるように、パルス紫外線（ＵＶ）レーザーからのレーザービームは、成長ウェハ１１を通して示され、エピ層１２上に集束され、それによって、接着層１３に付着するマイクロＬＥＤ１９を仮ハンドラー１６上にあるままにする。ＵＶレーザーは、２４８ｎｍで動作するＫｒＦエキシマレーザーであることができる。エピ層１２からの余分なエピ材料は、後にマイクロＬＥＤ１９から除去される。
【0018】
図１に示されるようにマイクロＬＥＤ１９をエピ層上で成長させる代わりに、マイクロＬＥＤ１９または他の半導体マイクロチップは、シリコンウェハなどの半導体ウェハ上で製造されることができる。半導体ウェハがダイシングテープに接着された後、半導体ウェハは、マイクロチップを得るためにダイシングされる。ダイシングテープ上のマイクロチップは、熱および圧力を使用して、接着層を介して仮ハンドラー１６などの仮ハンドラーに配置され、接合される。均一な圧力を適用してマイクロチップを均一に仮ハンドラー１６に接着するために、バッキングプレートがダイシングテープの裏面上に配置され得る。仮ハンドラー１６は、一面が光吸収層１４で被覆された透明キャリア１５である。ダイシングテープは、後に除去され、廃棄される。この選択肢が採用された場合、図２～３に示されるエピステップは、削除されることができる。
【0019】
（マイクロＬＥＤをディスプレイ基板に整合させ、接合する）
仮ハンドラー１６がディスプレイ基板４１と整合させられた後、半導体ウェハからのマイクロＬＥＤ１９および／またはマイクロチップは、図４に描かれるように、ディスプレイ基板４１に対して押圧される。ディスプレイ基板４１は、インジウムまたははんだで被覆された金属トレースおよび電気接触点を含む。図４における整合は、仮ハンドラー１６上に位置付けられたマイクロＬＥＤ１９が様々な電気接触点においてディスプレイ基板４１と接合されることを可能にする。
仮ハンドラー１６がディスプレイ基板４１と整合させられた後、半導体ウェハからのマイクロＬＥＤ１９および／またはマイクロチップは、図４に描かれるように、ディスプレイ基板４１に対して押圧される。ディスプレイ基板４１は、インジウムまたははんだで被覆された金属トレースおよび電気接触点を含む。図４における整合は、仮ハンドラー１６上に位置付けられたマイクロＬＥＤ１９が様々な電気接触点においてディスプレイ基板４１と接合されることを可能にする。
【0020】
仮ハンドラー１６上に位置付けられたマイクロＬＥＤ１９をディスプレイ基板４１の電気接触点に接合する１つの方法は、図５に示されるように、仮ハンドラー１５上に位置付けられた光吸収層１４を加熱するために、透明キャリア１５を通して見えるフラッシュランプからの複数の低電力光パルスを使用することによる。圧力が適用されている間、光吸収層１４からの熱は、接着層１３を通して伝導されて、マイクロＬＥＤ１９を加熱して、それらをディスプレイ基板４１上に位置付けられた様々な電気接触点に接合する。
【0021】
フラッシュランプは、２５０Ｖで動作して各光パルスを１，２００マイクロ秒送達し、合計２００パルスについて５０Ｈｚで０．８Ｊ／ｃｍ２を堆積するＰｕｌｓｅＦｏｒｇｅ ＩｎｖｅｎｔモデルＩＸ２－９５－３０－ＰＦＩ（ＰｕｌｓｅＦｏｒｇｅ， Ｉｎｃ．から入手可能）であることができる。合計処理時間は、約４秒であり、合計放射露光量は、１６０Ｊ／ｃｍ２である。フラッシュランプからの光パルスは、マイクロＬＥＤ１９がディスプレイ基板４１上に位置付けられた様々な電気接触点にはんだ付けされることを可能にする。
【0022】
代替的に、フラッシュランプからの光パルスを使用する代わりに、マイクロＬＥＤ１９は、リフロー炉を使用して、ディスプレイ基板４１上に位置付けられた様々な電気接触点にはんだ付けされることができる。
【0023】
図５に示される積層物は、透明キャリア１５（例えば、厚さ０．７ｍｍのＥａｇｌｅ ＸＧ（登録商標）ガラス、）、光吸収層１４（例えば、厚さ２００ｎｍの９０％のタングステン／１０％のチタンのスパッタ層）、接着層１３（例えば、ＨＤマイクロシステムズの厚さ２５ミクロンのＰＩ ２５２５）、マイクロＬＥＤ１９（例えば、厚さ０．２５ｍｍの０６０４メトリックＬＥＤ）、およびディスプレイ基板４１（例えば、厚さ０．７ｍｍのホウケイ酸ガラス）を含む。チップ接合および剥離プロセスの成功を電気的に評価するために、厚さ２０ミクロンの銀トレースが、選択的にディスプレイ基板４１上に堆積されており、厚さ８０ミクロンのＳＡＣ３０５ Ｔｙｐｅ ６はんだペーストが、選択的にＬＥＤ電気接触点において銀トレース上に堆積されている。
【0024】
（仮ハンドラーを剥離する）
積層物の全体的な温度が平衡化された後、仮ハンドラー１６が積層物から分離されることができるように接着層１３と光吸収層１４との界面において仮ハンドラー１６を剥離するために、図６に描かれるように、フラッシュランプからの単一の光パルスが透明キャリア１６から示される。（上記と同じ）フラッシュランプからのこの単一の光パルスは、図５に示された接合ステップからの光パルスの総計放射露光量より高い電力であるが、それより低い放射露光量である。この目的のために、（上記と同じ）フラッシュランプは、７５０Ｖで動作して光の単一のパルスを３００マイクロ秒送達し、５．４Ｊ／ｃｍ２を堆積して、接着層１３と光吸収層１４との界面において接着層１３を剥離する。
積層物の全体的な温度が平衡化された後、仮ハンドラー１６が積層物から分離されることができるように接着層１３と光吸収層１４との界面において仮ハンドラー１６を剥離するために、図６に描かれるように、フラッシュランプからの単一の光パルスが透明キャリア１６から示される。（上記と同じ）フラッシュランプからのこの単一の光パルスは、図５に示された接合ステップからの光パルスの総計放射露光量より高い電力であるが、それより低い放射露光量である。この目的のために、（上記と同じ）フラッシュランプは、７５０Ｖで動作して光の単一のパルスを３００マイクロ秒送達し、５．４Ｊ／ｃｍ２を堆積して、接着層１３と光吸収層１４との界面において接着層１３を剥離する。
【0025】
代替的に、仮ハンドラー１６は、パルスレーザーを使用することによって除去されることができる。パルスレーザーは、フラッシュランプについて利用可能であるものよりはるかに短い実用的なパルス長さを有することができるので、合計放射露光量がはるかに低くあり得る。これは、パルスの間に、熱がキャリアおよび接着剤中に拡散する時間がないためである。結果として、吸収層を接着層から剥離するのに必要な温度まで吸収層を加熱するために、より少ない合計エネルギーが必要とされる。エキシマＵＶレーザーについて、パルス長さは、１マイクロ秒未満であり得、波長は、３０８ｎｍであり得、合計放射露光量は、単一のパルスにつき２５０ｍＪ／ｃｍ２未満であり得る。ＵＶレーザーがソリッドステート構造である場合もある。パルス赤外レーザーが代替となり得る。ＵＶレーザーと同様に、パルス長さは、非常に短く、接着剤を剥離するのに必要な所与のパルスについての放射露光量は、１Ｊ／ｃｍ２未満である。しかし、シリコンは、近赤外から中赤外波長（１．０～６．０ミクロン）に対してやや透明であるので、赤外レーザーを使用する場合、ガラスキャリアの代わりにシリコンウェハがキャリアとして使用され得る。両方の種類のパルスレーザーの場合、ビームサイズは、典型的に、フラッシュランプよりはるかに小さい。従って、ビームは、パルスしている間にスキャンされなければならない。３００ｍｍのウェハは、ウェハ全体を覆うために、１００個を超える個別のパルスを必要とし得る。
【0026】
仮ハンドラー１６（すなわち、透明キャリア１５および光吸収層１４）が積層物から分離された後、接着層１３は、今、積層物の上に位置付けられている。そして、図７に示されるように、接着層１３は、機械的に、または化学的な溶解によって除去されて、ディスプレイ基板４１に接合されたマイクロＬＥＤ１９を見えるようにする。
【0027】
仮ハンドラー１６は、様々な化学的または機械的な手段によって残留接着剤を洗浄され得、再使用可能である。本発明の利点は、接着層１３が決して直接光に曝露されないので、使用後に存在する灰の量が最小限であることである。これは、接着層１３の残留物の除去を容易にし、よって、透明キャリア１５の再使用を促進する。
【0028】
仮ハンドラー１６がフラッシュランプのビームより大きい面積を有する場合、フラッシュランプの速度を相対的な運搬速度と同期させて仮ハンドラー１６－ディスプレイ基板４１のペア全体にわたる均一な曝露を達成するために、フラッシュランプは、電動台によって仮ハンドラー１６－ディスプレイ基板４１のペアに対して運搬され得る。代替的に、仮ハンドラー１６－ディスプレイ基板４１のペア全体にわたる均一な曝露を達成するために、パルスの間、フラッシュランプのヘッド部は、電動台上に配置され得、同様に運搬され得る。
【0029】
ディスプレイ基板４１へのマイクロＬＥＤ１９の接合は、代替的に、マイクロＬＥＤの脱接合プロセスの後に行われ得る。
【0030】
説明されてきたように、本発明は、マイクロＬＥＤをディスプレイ基板に転写する改良された方法を提供する。
【0031】
１つの実施形態において、ディスプレイ基板は、ガラスである。しかし、可撓性のディスプレイが所望される場合、ガラス基板は、ＰＥＴ、ＰＥＮ、またはＰＩなどのポリマーに置き換えられ得る。ポリマーは、ガラスと比べてより熱的に脆弱であるので、接合段階の間にポリマー基板が歪むことを防止するために、ヒートシンクがポリマーの下に配置され得る。ヒートシンクの適切な材料は、金属、黒鉛、セラミックなどである。好ましくは、ヒートシンクは、ポリマー層の１００倍を超える厚さであり、より好ましくは、１０００倍を超える厚さである。マイクロＬＥＤディスプレイをポリマー基板上に製造することが所望される場合、この追加は、それを可能にする。
【0032】
マイクロＬＥＤをディスプレイ基板に転写する代わりに、本発明の方法は、マイクロチップを標的ウェハに転写して複合マイクロチップまたはチップレットを形成するために利用されることができる。ウェハは、まず、ダイシングテープに接着され、そして、ウェハは、マイクロチップを得るためにダイシングされる。そして、マイクロチップは、ダイシングテープから個別に拾い上げられ、ピックアンドプレースプロセスを使用して、光吸収層で被覆された透明キャリアを有する仮ハンドラー上に堆積されてきた接着層上に配置される。
【0033】
そして、配置されたマイクロチップと、半導体ウェハであり得る標的ウェハとの曝露表面は、有機物および表面酸化物を除去するために洗浄され、マイクロチップおよび半導体ウェハ同士を接合するために作動させられる。そして、マイクロチップは、標的ウェハに整合させられる。次に、不活性雰囲気において熱および圧力を適用することによって、仮ハンドラーと標的ウェハとの両方が互いに接合される。
【0034】
透明キャリア上に位置付けられた光吸収層を加熱するために、透明キャリアを通して見えるフラッシュランプからの複数の低電力光パルスを使用することによって、熱がマイクロチップに提供され得る。そして、圧力が適用されている間、光吸収層からの熱は、接着層を通して伝導されて、マイクロチップおよびウェハを加熱する。圧力が１０～５０ＭＰＡにもなり得るので、透明キャリアの剛性を高めるために、透明なバッキングプレートが仮ハンドラー上に追加的に配置され得る。
【0035】
（上記と同じ）フラッシュランプは、２５０Ｖで動作して各光パルスを１，２００マイクロ秒送達し、合計４００パルスについて５０Ｈｚで０．８Ｊ／ｃｍ２を堆積する。合計処理時間は、約８秒であり、合計放射露光量は、３２０Ｊ／ｃｍ２である。ハイブリッド接合と呼ばれるこの接合プロセスは、窒素もしくはアルゴンまたはそれらの組み合わせなどの不活性ガス雰囲気下において行われる。これは、半導体材料間に形成される接合をもたらし、また、マイクロチップおよび標的ウェハの表面上に存在する金属トレース間の接合ももたらす。接合は、非金属－非金属、および金属－金属の性質である。代替的に、マイクロチップおよびウェハは、不活性雰囲気下におけるオーブンにおいて、それらの間に圧力を適用することによって接合されることができる。
【0036】
好ましい実施形態を参照して本発明が特に示され、説明されたが、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、形態および詳細における様々な変更が本発明においてなされ得るということが当業者によって理解される。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
