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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-03-13
(45)【発行日】2024-03-22
(54)【発明の名称】大規模並列アセンブリ方法
(51)【国際特許分類】
   H01L 21/60 20060101AFI20240314BHJP
   H01L 33/48 20100101ALI20240314BHJP
   H01L 21/67 20060101ALI20240314BHJP
   H01L 23/14 20060101ALI20240314BHJP
   G09F 9/00 20060101ALI20240314BHJP
【FI】
H01L21/60 311Q
H01L33/48
H01L21/68 E
H01L23/14 S
G09F9/00 338
【請求項の数】 17
(21)【出願番号】P 2022536911
(86)(22)【出願日】2020-12-16
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2023-02-22
(86)【国際出願番号】 EP2020086335
(87)【国際公開番号】W WO2021122682
(87)【国際公開日】2021-06-24
【審査請求日】2022-07-25
(31)【優先権主張番号】19216475.4
(32)【優先日】2019-12-16
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(73)【特許権者】
【識別番号】517197381
【氏名又は名称】ホアウェイ・テクノロジーズ・デュッセルドルフ・ゲーエムベーハー
(73)【特許権者】
【識別番号】594102418
【氏名又は名称】フラウンホーファー-ゲゼルシャフト ツル フェルデルング デル アンゲヴァンテン フォルシュング エー ファウ
【氏名又は名称原語表記】Fraunhofer-Gesellschaft zur Foerderung der angewandten Forschung e.V.
【住所又は居所原語表記】Hansastrasse 27c, D-80686 Muenchen, Germany
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(74)【代理人】
【識別番号】100135079
【弁理士】
【氏名又は名称】宮崎 修
(72)【発明者】
【氏名】オッペルマン,ハンス ヘルマン
(72)【発明者】
【氏名】ゾシュケ,カイ
(72)【発明者】
【氏名】マニエール,シャールス アリックス
【審査官】河合 俊英
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第2018/0219005(US,A1)
【文献】特開2005-150703(JP,A)
【文献】特開2002-314052(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H01L 21/60
H01L 33/48
H01L 21/67
H01L 23/14
G09F 9/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
装置を製造する方法であって、
複数のチップが取り付けられた第1キャリアを用意し、前記複数のチップは、当該第1キャリアの接着層によって当該第1キャリアに取り付けられており、前記複数のチップの第1表面が当該第1キャリアに取り付けられており、
前記複数のチップのうちのサブセットの第2表面を、コンベヤキャリアの構造化接着層によって、前記コンベヤキャリアに選択的に取り付け、
前記複数のチップのうちの前記サブセットを、前記第1キャリアの前記接着層のうち対応するセクションをレーザ剥離することによって、前記第1キャリアから選択的に解放し、
前記複数のチップのうちの前記サブセットの前記第1表面を前記装置の基板に取り付け、
前記複数のチップのうちの前記サブセットを、前記コンベヤキャリアの前記構造化接着層のうち少なくとも対応するセクションをレーザ剥離することによって、前記コンベヤキャリアから解放する、
ことを有する方法。
【請求項2】
前記複数のチップは、チップの二次元アレイである、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記複数のチップのうちの前記サブセットは、二次元パターンによって画成される、請求項2に記載の方法。
【請求項4】
前記二次元パターンに従ってロウ方向に2つおき又は3つおきのチップ及び/又はカラム方向に2つおき又は3つおきのチップが、チップの前記二次元アレイから選択されて、チップの前記サブセットが得られる、請求項3に記載の方法。
【請求項5】
上に接着層を備えた前記コンベヤキャリアを用意し、
前記チップの前記サブセットを画成する前記二次元パターンに基づいて前記コンベヤキャリアの前記接着層を構造化することで、前記コンベヤキャリアの前記構造化接着層を得る、
ことを更に有する請求項3乃至4のいずれか一項に記載の方法。
【請求項6】
前記複数のチップのうちの前記サブセットの前記第1表面を前記装置の前記基板に取り付けることは、前記複数のチップのうちの前記サブセットを前記装置の前記基板に接合することを有する、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の方法。
【請求項7】
前記複数のチップの前記第1表面はメタライゼーション層を有する、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の方法。
【請求項8】
前記複数のチップのうちの前記サブセットの前記第1表面は、上にAuSnはんだ層スタックが配置されたメタライゼーション層を有し、
前記複数のチップのうちの前記サブセットの前記第1表面を前記装置の前記基板に取り付けることは、前記複数のチップのうちの前記サブセットを、280℃以上の温度で、前記装置の前記基板にはんだ付けすることを有する、
請求項1乃至7のいずれか一項に記載の方法。
【請求項9】
前記第1キャリアはハンドリングキャリアである、
請求項1乃至8のいずれか一項に記載の方法。
【請求項10】
前記第1キャリアはドナーキャリアであり、
前記ドナーキャリアを用意することは、
前記複数のチップが取り付けられたハンドリングキャリアを用意し、前記複数のチップは前記ハンドリングキャリアに前記ハンドリングキャリアの接着層によって取り付けられており、前記複数のチップの前記第2表面が前記ハンドリングキャリアに取り付けられており、
前記複数のチップ、又は前記複数のチップのうちの適切なサブセット、の前記第1表面を、前記ドナーキャリアの前記接着層によって、前記ドナーキャリアに取り付け、
前記複数のチップ、又は前記複数のチップのうちの前記適切なサブセットを、前記ハンドリングキャリアの前記接着層のうち少なくとも対応するセクションをレーザ剥離することによって、前記ハンドリングキャリアから解放する、
ことを有する、
請求項1乃至8のいずれか一項に記載の方法。
【請求項11】
前記ドナーキャリアを用意することは更に、
前記複数のチップの前記第1表面を前記ドナーキャリアに取り付けることに先立って、前記複数のチップの前記第1表面上にメタライゼーション層を設ける、又は
前記複数のチップの前記第1表面を前記ドナーキャリアに取り付けることに先立って、前記複数のチップの前記第1表面上にメタライゼーション層を設け、該メタライゼーション層上にAuSnはんだ層スタックを設ける、
ことを有する、
請求項10に記載の方法。
【請求項12】
前記ハンドリングキャリアを用意することは、
上に前記複数のチップが形成された基板を用意し、
前記複数のチップを備えた前記基板を、接着層によって前記ハンドリングキャリアに取り付け、前記複数のチップが当該ハンドリングキャリアに面し、
前記複数のチップを前記基板から分離する、
ことを有する、
請求項9乃至11のいずれか一項に記載の方法。
【請求項13】
前記複数のチップは、第1の複数のチップであり、
当該方法は更に、
第2の複数のチップが取り付けられた第2キャリアを用意し、前記第2の複数のチップは、当該第2キャリアの接着層によって当該第2キャリアに取り付けられており、前記第2の複数のチップの第1表面が当該第2キャリアに取り付けられており、
前記第2の複数のチップのうちのサブセットの第2表面を、第2のコンベヤキャリアの構造化接着層によって、前記第2のコンベヤキャリアに選択的に取り付け、
前記第2の複数のチップのうちの前記サブセットを、前記第2キャリアの前記接着層のうち対応するセクションをレーザ剥離することによって、前記第2キャリアから選択的に解放し、
前記第2の複数のチップのうちの前記サブセットの前記第1表面を前記装置の前記基板に取り付け、
前記第2の複数のチップのうちの前記サブセットを、前記第2のコンベヤキャリアの前記構造化接着層のうち少なくとも対応するセクションをレーザ剥離することによって、前記第2のコンベヤキャリアから解放する、
ことを有する、
請求項1乃至12のいずれか一項に記載の方法。
【請求項14】
前記第1の複数のチップのうちの前記サブセット、及び前記第2の複数のチップのうちの前記サブセットは、前記装置の前記基板上で、互いに対してインターリーブされるようにして配置される、
請求項13に記載の方法。
【請求項15】
前記第1の複数のチップのうちの前記サブセットの前記第1表面、及び前記第2の複数のチップのうちの前記サブセットの前記第1表面は、上にAuSnはんだ層スタックが配置されたメタライゼーション層を有し、
前記第1の複数のチップのうちの前記サブセットの前記第1表面を前記装置の前記基板に取り付けることは、前記第1の複数のチップのうちの前記サブセットを、280℃と500℃との間の温度で、前記装置の前記基板にはんだ付けすることを有し、
前記第2の複数のチップのうちの前記サブセットの前記第1表面を前記装置の前記基板に取り付けることは、前記第2の複数のチップのうちの前記サブセットを、280℃と500℃との間の温度で、前記装置の前記基板にはんだ付けすることを有し、
前記第1の複数のチップは、前記第2の複数のチップのうちの前記サブセットの前記第1表面を前記装置の前記基板に取り付けるのに先立って、前記装置の前記基板にはんだ付けされる、
請求項13乃至14のいずれか一項に記載の方法。
【請求項16】
前記チップは、半導体チップ、光学フィルタ、強磁性体、high-k誘電体、傾動ミラー、マイクロレンズ、レーザダイオード、光検出器、及び発光ダイオードのうちの少なくとも1つである、
請求項1乃至15のいずれか一項に記載の方法。
【請求項17】
前記装置は、ディスプレイ、又はディスプレイの一部である、又は
前記装置は、光モジュール、又は光モジュールの一部である、又は
前記装置は、電力レギュレータ又はスイッチである、
請求項1乃至16のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
実施形態は、装置を製造する方法に関し、具体的には、複数のチップを基板に並列に取り付けることを可能にする方法に関する。一部の実施形態は、大規模(マッシブ)並列アセンブリに関する。
【背景技術】
【0002】
通常、基板上にチップをボンディングするには、チップが、接着フィルムを備えたソーイング済みウエハからニードルによって個々に切り出され、真空ツールに受け入れられ、正確な位置で基板に対してアライメントされ、そして、例えば熱工程にて、接着、はんだ付け、加圧溶接、又は摩擦溶接によって接続される。例えば250μm未満のエッジ長チップなど、チップサイズが非常に小さくなると、切断及び受け入れの際のハンドリングが困難になる。ボンディングすべきチップが複数(例えば、数1000チップ)あると、基板に対するローディング時間全体が増すので、ますます非経済的になる。
【0003】
非特許文献1から、複数の同じ部材の並列アセンブリを実現するための異なる方法が知られているが、それは限られた範囲でしか使用可能でない。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0004】
【文献】MARKET AND TECHNOLOGY REPORT ― MicroLED Displays, 2017, Report by Yole Developpement
【発明の概要】
【0005】
従って、本発明の目的は現状を改善することである。
【0006】
この目的は独立請求項によって解決される。
【0007】
有利な実装が従属請求項にて取り上げられる。
【0008】
実施形態は、装置を製造する方法を提供する。当該方法は、第1キャリアの接着層[例えば、当該キャリア[例えば、の表面]上に配置される]によって複数のチップ[例えば、μLED]が取り付けられた第1キャリア[例えば、ガラスキャリア/ガラスウエハ]を用意することを有し、複数のチップの第1表面が第1キャリアに取り付けられている。さらに、当該方法は、複数のチップのうちのサブセット[例えば、適切なサブセット]の第2表面[例えば、第1表面の反対側]を、コンベヤ層の構造化接着層[例えば、コンベヤキャリア[例えば、の表面]上に配置される]によって、コンベヤキャリア[例えば、ガラスキャリア/ガラスウエハ]に選択的に取り付けることを有する。さらに、当該方法は、複数のチップのうちのサブセット[例えば、適切なサブセット]を、第1キャリアの接着層のうち対応するセクション[例えば、複数のチップのうちのサブセット[例えば、適切なサブセット]が取り付けられた第1キャリアの接着層のセクション]を剥離[例えば、レーザ剥離]することによって、第1キャリアから選択的に解放すること[例えば、及び、複数のチップのうちのサブセットの第1表面を洗浄する]ことを有する。さらに、当該方法は、複数のチップのうちのサブセット[例えば、適切なサブセット]の第1表面を装置の基板に取り付けることを有する。さらに、当該方法は、複数のチップのうちのサブセット[例えば、適切なサブセット]を、コンベヤキャリアの構造化接着層のうち少なくとも対応するセクション[例えば、複数のチップのうちの適切なサブセットが取り付けられたコンベヤ層の接着層のセクション]を剥離[例えば、レーザ剥離]することによって、コンベヤキャリアから解放することを有する。複数のチップのうちの適切なサブセットを第1キャリアから選択的に解放すること、及び複数のチップのうちの適切なサブセットをコンベヤキャリアから解放すること、のうちの少なくとも一方が、レーザ剥離によって実行される。
【0009】
実施形態は、並列高精度アセンブリを可能にする。
【0010】
実施形態において、複数のチップは、チップの二次元アレイである。
【0011】
実施形態において、複数のチップのうちのサブセット[例えば、適切なサブセット]は、二次元パターンによって画成される。
【0012】
実施形態において、二次元パターンに従ってロウ方向に2つおき又は3つおきのチップ及び/又はカラム方向に2つおき又は3つおきのチップが、チップの二次元アレイから選択されて、チップのサブセット[例えば、適切なサブセット]が得られる。
【0013】
実施形態において、当該方法は更に、上に接着層を備えたコンベヤキャリアを用意することと、チップのサブセット[例えば、適切なサブセット]を画成する二次元パターンに基づいてコンベヤキャリアの接着層を構造化することで、コンベヤ層の構造化接着層を得ることとを有する。
【0014】
実施形態において、複数のチップのうちのサブセット[例えば、適切なサブセット]の第1表面を装置の基板に取り付けることは、複数のチップのうちのサブセットを装置の基板に接合することを有する。
【0015】
実施形態において、複数のチップの第1表面はメタライゼーション層を有する。
【0016】
実施形態において、複数のチップのうちのサブセット[例えば、適切なサブセット]の第1表面は、上にAuSnはんだ層スタックが配置されたメタライゼーション層を有し、
複数のチップのうちのサブセット[例えば、適切なサブセット]の第1表面を装置の基板に取り付けることは、複数のチップのうちのサブセット[例えば、適切なサブセット]を、280℃以上の温度[例えば、280℃と350℃との間の温度、又は280℃と500℃との間の温度]で、装置の基板にはんだ付けすることを有する。
【0017】
実施形態において、第1キャリアはハンドリングキャリアである。
【0018】
実施形態において、第1キャリアはドナーキャリアであり、ドナーキャリアを用意することは、複数のチップが取り付けられたハンドリングキャリア[例えば、ガラスキャリア/ガラスウエハ]を用意し、複数のチップはハンドリングキャリアにハンドリングキャリアの接着層[例えば、ハンドリングキャリア[例えば、の表面]上に配置される]によって取り付けられており、複数のチップの第2表面がハンドリングキャリアに取り付けられており、複数のチップ、又は複数のチップのうちの適切なサブセット、の第1表面を、ドナーキャリアの接着層によって、ドナーキャリアに取り付け、複数のチップ、又はそれらチップのうちの適切なサブセットを、ハンドリングキャリアの接着層のうち少なくとも対応するセクションをレーザ剥離することによって、ハンドリングキャリアから解放することを有する。
【0019】
実施形態において、ドナーキャリアを用意することは更に、複数のチップの第1表面をドナーキャリアに取り付けることに先立って、装置の第1表面上にメタライゼーション層を設けることを有する。
【0020】
実施形態において、ドナーキャリアを用意することは更に、複数のチップの第1表面をドナーキャリアに取り付けることに先立って、装置の第1表面上にメタライゼーション層を設け、該メタライゼーション層上にAuSnはんだ層スタックを設けることを有する。
【0021】
実施形態において、ドナーキャリアを用意することは更に、複数のチップのメタライゼーション層[例えば、複数のチップの第1表面上に配置されたメタライゼーション層]上にAuSnはんだ層スタックを設けることを有する。
【0022】
例えば、Au/Snスタック[例えば、Au/Snメタルスタック]を[例えば、メタライゼーション層上に]に設け[例えば、配置し]、アニールすることができる。共晶はんだAuSn20又はAu/Sn80/20は、280℃以上のはんだ付け温度で形成される。再溶融/はんだ付けするとき、過剰な金がAu/Sn80/20(共晶)と合金化して、512℃でしか融解しないものであるAu/Sn88/12(Au5Sn又はゼータ相)へと変わる。
【0023】
実施形態において、ハンドリングキャリアを用意することは、上に複数のチップが形成された[例えば、半導体]基板を用意し、複数のチップを備えた基板を、接着層[例えば、当該キャリア[例えば、の表面]上に配置される]によってハンドリングキャリアに取り付け、複数のチップが当該キャリアに面し、[例えば、基板をダイシングすることによって]複数のチップを基板から分離することを有する。
【0024】
実施形態において、複数のチップは、第1の複数のチップ[例えば、第1の色のμLED]であり、当該方法は更に、第2の複数のチップ[例えば、第1の色とは異なる第2の色のμLED]が取り付けられた第2キャリア[例えば、ガラスキャリア/ガラスウエハ]を用意し、第2の複数のチップは、当該第2キャリアの接着層[例えば、当該キャリア[例えば、の表面]上に配置される]によって当該第2キャリアに取り付けられており、第2の複数のチップの第1表面が当該第2キャリアに取り付けられており、第2の複数のチップのうちのサブセット[例えば、適切なサブセット]の第2表面[例えば、第1表面の反対側]を、第2のコンベヤ層の構造化接着層[例えば、当該コンベヤキャリア[例えば、の表面]上に配置される]によって、第2のコンベヤキャリア[例えば、ガラスキャリア/ガラスウエハ]に選択的に取り付け、第2の複数のチップのうちのサブセット[例えば、適切なサブセット]を、第2キャリアの接着層のうち対応するセクション[例えば、第2の複数のチップのうちのサブセット[例えば、適切なサブセット]が取り付けられた第2キャリアの接着層のセクション]をレーザ剥離することによって、第2キャリアから選択的に解放し、第2の複数のチップのうちのサブセット[例えば、適切なサブセット]の第1表面を装置の基板に取り付け、そして、第2の複数のチップのうちのサブセット[例えば、適切なサブセット]を、第2のコンベヤキャリアの構造化接着層のうち少なくとも対応するセクション[例えば、第2の複数のチップのうちのサブセット[例えば、適切なサブセット]が取り付けられた第2のコンベヤ層の接着層のセクション]をレーザ剥離することによって、第2のコンベヤキャリアから解放することを有する。
【0025】
実施形態において、第1の複数のチップのうちのサブセット[例えば、適切なサブセット]、及び第2の複数のチップのうちのサブセット[例えば、適切なサブセット]は、装置の基板上で、互いに対してインターリーブされるようにして配置される。
【0026】
実施形態において、第1の複数のチップのうちのサブセット[例えば、適切なサブセット]の第1表面、及び第2の複数のチップのうちのサブセット[例えば、適切なサブセット]の第1表面は、上にAuSnはんだ層スタックが配置されたメタライゼーション層を有し、第1の複数のチップのうちのサブセット[例えば、適切なサブセット]の第1表面を装置の基板に取り付けることは、第1の複数のチップのうちの第1のサブセット[例えば、適切なサブセット]を、280℃と500℃との間の温度で、装置の基板にはんだ付けすることを有し、第2の複数のチップのうちのサブセット[例えば、適切なサブセット]の第1表面を装置の基板に取り付けることは、第1の複数のチップのうちの第2のサブセット[例えば、適切なサブセット]を、280℃と500℃との間の温度で、装置の基板にはんだ付けすることを有し、第1の複数のチップは、第2の複数のチップのうちのサブセット[例えば、適切なサブセット]の第1表面を装置の基板に取り付けるのに先立って、装置の基板にはんだ付けされる。
【0027】
実施形態において、チップは、半導体チップ、光学フィルタ、強磁性体、high-k誘電体、傾動ミラー、マイクロレンズ、レーザダイオード、光検出器、及び発光ダイオード[例えば、ミニ又はマイクロ発光ダイオード]のうちの少なくとも1つである、
実施形態において、装置は、ディスプレイ、又はディスプレイの一部である。
【0028】
実施形態において、装置は、光モジュール、又は光モジュールの一部[例えば、光トランシーバ[例えば、レーザダイオード、光検出器、ミラー、又は光学フィルタ向け)]である。
【0029】
実施形態において、装置は、電力レギュレータ又はスイッチ[例えば、high-k誘電体を有するキャパシタ又はフェライト若しくは強磁性体を有するインダクタ向け]である。
【図面の簡単な説明】
【0030】
本発明の実施形態をここでは添付の図面を参照して説明する。
図1】本発明の一実施形態に従った、装置を製造する方法のフローチャートを示している。
図2図2a(Fig.2a)は、接着層によって複数のチップが取り付けられたハンドリングキャリアを用意する工程後の、装置製造の中間プロダクトの断面図を示しており、図2b(Fig.2b)は、複数のチップ又は複数のチップのうちの適切なサブセットの第1表面をドナーキャリアの接着層によってドナーキャリアに取り付ける工程後の、装置製造の中間プロダクトの断面図を示しており、図2c(Fig.2c)は、複数のチップ又は複数のチップのうちの適切なサブセットをハンドリングキャリアから解放する工程後の、装置製造の中間プロダクトの断面図を示しており、図2d(Fig.2d)は、複数のチップのうちのサブセット(例えば、適切なサブセット)の第2表面を構造化接着層によってコンベヤキャリアに選択的に取り付ける工程後の、装置製造の中間プロダクトの断面図を示しており、図2e(Fig.2e)は、複数のチップのうちのサブセット(例えば、適切なサブセット)を選択的にドナーキャリア(又はハンドリングキャリア)から解放する工程後の、装置製造の中間プロダクトの断面図を示しており、図2f(Fig.2f)は、複数のチップのうちのサブセット(例えば、適切なサブセット)の第1表面を装置の基板に取り付ける工程後、且つ複数のチップのうちのサブセット(例えば、適切なサブセット)をコンベヤキャリアから解放する工程後の、装置製造の中間プロダクトの断面図を示している。
図3】接合されたウエハ又はコンポーネントをレーザ剥離によってガラスキャリアから解放することの断面図を示している。
図4図4aは、各ハンドリングキャリア(又はドナーキャリア)に複数のチップが取り付けられた3つのハンドリングキャリア(又はドナーキャリア)を用意する工程後の、装置製造の中間プロダクトの上面図を示しており、図4bは、第1、第2、及び第3の複数のチップのうちの適切なサブセットを装置の基板に取り付けた後の、装置製造の中間プロダクトの上面図を示している。
図5】接着層によって複数のチップが取り付けられたハンドリングキャリアを用意する工程後の、装置製造の中間プロダクトの断面図を示している。
図6図6a(Fig.6a)は、複数のチップ又は複数のチップのうちの適切なサブセットの第1表面をドナーキャリアの接着層によってドナーキャリアに取り付ける工程中の、装置製造の中間プロダクトの断面図を示しており、図6b(Fig.6b)は、複数のチップ又は複数のチップのうちの適切なサブセットをハンドリングキャリアから解放する工程後の、装置製造の中間プロダクトの断面図を示しており、図6c(Fig.6c)は、接着層によって複数のチップが取り付けられたハンドリングキャリアを用意する工程後の、装置製造の中間プロダクトの断面図を示しており、図6d(Fig.6d)は、複数のチップ又は複数のチップのうちの適切なサブセットをドナーキャリアによってひっくり返して、複数のチップ又は複数のチップのうちの適切なサブセットからハンドリングキャリアを除去する工程後の、装置製造の中間プロダクトの断面図を示している。
図7】複数のチップのうちのサブセット(例えば、適切なサブセット)を選択的にコンベヤキャリアに取り付け、複数のチップのうちの適切なサブセットを選択的にドナーキャリア(又はハンドリングキャリア)から解放する工程後の、装置製造の中間プロダクトの断面図を示している。
図8図8a(Fig.8a)は、上に構造化接着層が配置されたコンベヤキャリアを用意する工程後の、装置製造の中間プロダクトの断面図を示しており、図8b(Fig.8b)は、複数のチップのうちのサブセット(例えば、適切なサブセット)を構造化接着層によってコンベヤキャリアに選択的に取り付ける工程後の、装置製造の中間プロダクトの断面図を示しており、図8c(Fig.8c)は、複数のチップのうちのサブセット(例えば、適切なサブセット)をレーザ剥離によってドナーキャリア(又はハンドリングキャリア)から選択的に解放する工程後の、装置製造の中間プロダクトの断面図を示している。
図9】複数のチップのうちのサブセット(例えば、適切なサブセット)を装置の基板に取り付ける工程後の、装置製造の中間プロダクトの断面図を示している。
図10図10a(Fig.10a)は、複数のチップのうちのサブセット(例えば、適切なサブセット)を構造化接着層によってコンベヤキャリアに選択的に取り付ける工程後の、装置製造の中間プロダクトの断面図を示しており、図10b(Fig.10b)は、複数のチップのうちのサブセット(例えば、適切なサブセット)をレーザ剥離によってドナーキャリア(又はハンドリングキャリア)から選択的に解放する工程中の、装置製造の中間プロダクトの断面図を示しており、図10c(Fig.10c)は、複数のチップのうちのサブセット(例えば、適切なサブセット)をドナーキャリア(又はハンドリングキャリア)から選択的に解放し、複数のチップのうちのサブセット(例えば、適切なサブセット)をプラズマによって洗浄する工程後の、装置製造の中間プロダクトの断面図を示しており、図10d(Fig.10d)は、コンベヤキャリアに取り付けられた複数のチップのうちのサブセット(例えば、適切なサブセット)をプラズマによって洗浄する工程後の、装置製造の中間プロダクトの断面図を示している。
図11図11a(Fig.11a)は、第1の複数のチップ(例えば、第1の色(例えば、赤色)のμLED)のうちのサブセット(例えば、適切なサブセット)を、第1のコンベヤキャリアを用いて装置の基板に取り付ける工程後の、装置製造の中間プロダクトの断面図を示しており、図11b(Fig.11b)は、第1の複数のチップのうちのサブセット(例えば、適切なサブセット)を、例えばレーザ剥離によって、第1のコンベヤキャリアから解放する工程中の、装置製造の中間プロダクトの断面図を示しており、図11c(Fig.11c)は、第2の複数のチップ(例えば、第2の色(例えば、緑色)のμLED)のうちのサブセット(例えば、適切なサブセット)を、第2のコンベヤキャリアを用いて装置の基板に取り付ける工程後の、装置製造の中間プロダクトの断面図を示しており、図11d(Fig.11d)は、第2の複数のチップのうちのサブセット(例えば、適切なサブセット)を、例えばレーザ剥離によって、第2のコンベヤキャリアから解放する工程中の、装置製造の中間プロダクトの断面図を示しており、図11e(Fig.11e)は、第3の複数のチップ(例えば、第3の色(例えば、青色)のμLED)のうちのサブセット(例えば、適切なサブセット)を、第3のコンベヤキャリアを用いて装置の基板に取り付ける工程後の、装置製造の中間プロダクトの断面図を示しており、図11f(Fig.11f)は、第3の複数のチップのうちのサブセット(例えば、適切なサブセット)を、例えばレーザ剥離によって、第3のコンベヤキャリアから解放する工程中の、装置製造の中間プロダクトの断面図を示している。
【発明を実施するための形態】
【0031】
以下の説明では、同じ若しくは同等の要素、又は同じ若しくは同等の機能を有する要素は、同じ又は同等の参照符号で表記する。
【0032】
以下の説明では、本開示の実施形態のより完全なる説明を提供するために、複数の詳細事項を説明する。しかしながら、当業者に明らかになることには、本開示の実施形態は、それらの特定の詳細事項なしで実施されることができる。また、本開示の実施形態を不明瞭にしてしまうことを回避するために、周知の構造及び装置は、詳細にではなくブロック図の形態で示す。また、特に別の断りがない限り、以下に説明される異なる実施形態の特徴を互いに組み合わせてもよい。
【0033】
図1は、本発明の一実施形態に従った、装置を製造する方法100のフローチャートを示している。方法100は、第1キャリアの接着層によって複数のチップが取り付けられた第1キャリアを用意する工程102を有し、複数のチップの第1表面が第1キャリアに取り付けられている。さらに、方法100は、複数のチップのうちのサブセットの第2表面を、コンベヤ層の構造化接着層によって、コンベヤキャリアに選択的に取り付ける工程104を有する。さらに、方法100は、複数のチップのうちのサブセットを、第1キャリアの接着層のうち対応するセクションを剥離することによって、第1キャリアから選択的に解放する工程106を有する。さらに、方法100は、複数のチップのうちのサブセットの第1表面を装置の基板に取り付ける工程108を有する。さらに、方法100は、複数のチップのうちのサブセットを、コンベヤキャリアの構造化接着層のうち少なくとも対応するセクションを剥離することによって、コンベヤキャリアから解放する工程110を有する。これに関し、複数のチップのうちの適切なサブセットを第1キャリアから選択的に解放すること、及び複数のチップのうちの適切なサブセットをコンベヤキャリアから解放すること、のうちの少なくとも一方が、レーザ剥離によって実行される。
【0034】
続いて、装置を製造する方法100の様々な工程の後に得られる装置製造の中間(又は中間段階)プロダクトの断面図を示すものである図2a-図2fを参照して、装置を製造する方法100の実施形態を更に詳細に説明する。
【0035】
図2aは、接着層202によって複数のチップ210が取り付けられたハンドリングキャリア200を用意する工程後の、装置製造の中間プロダクトの断面図を示している。換言すれば、図2aは、ハンドリングキャリア200上のチップ210を示している。
【0036】
接着層202は、ハンドリングキャリア200の表面に配置されることができ、複数のチップ210を接着層202に取り付けることができる。
【0037】
例として図2aに示すように、複数のチップ210の第2表面212を、接着層202によってハンドリングキャリア200に取り付けることができる。当然ながら、実施形態において、第2表面212とは反対側の複数のチップ210の第1表面214を、接着層202によってハンドリングキャリア200に取り付けることもできる。
【0038】
チップ210の第1表面214は、前処理されることができ、例えば、メタライゼーション層を有し、及びオプションで、例えばAuSn層スタック(Au=金、Sn=錫)などの、はんだが上に配置されている。あるいは、方法100は、例えば、チップ210の第1表面214上にメタライゼーション層を設けること、及び/又はメタライゼーション層上にはんだを設けることなど、チップ210の第1表面214を処理する工程を有することができる。後者の場合、チップ210の第2表面212が接着層202によってハンドリングキャリア200に取り付けられていると有利であり、あるいは、チップ210をひっくり返すためにドナーキャリアを用いてもよい。
【0039】
ハンドリングキャリア200は、例えば、ガラスキャリア又はガラスウエハ(すなわち、ガラスを有する又はガラスからなるキャリアウエハ)とすることができる。
【0040】
例として図2aに示すように、複数のチップは、マイクロ発光ダイオード(μLED)とすることができる。当然ながら、実施形態において、複数のチップはまた、半導体チップ、光学フィルタ、強磁性体、high-k誘電体、傾動(tilting)ミラー、マイクロレンズ、レーザダイオード、又は光検出器であってもよい。
【0041】
図2bは、複数のチップ210又は複数のチップ210のうちの適切なサブセットの第1表面214をドナーキャリア220の接着層222によってドナーキャリア220に取り付ける工程後の、装置製造の中間プロダクトの断面図を示している。換言すれば、図2bは、ドナーへのチップ210の転写(ウエハフリップ)を示している。
【0042】
接着層222は、ドナーキャリア220の表面上に配置されることができ、複数のチップ210を接着層222に取り付けることができる。
【0043】
ドナーキャリア220は、例えば、ガラスキャリア又はガラスウエハ(すなわち、ガラスを有する又はガラスからなるキャリアウエハ)とすることができる。
【0044】
図2cは、複数のチップ210又は複数のチップのうちの適切なサブセットをハンドリングキャリア200から解放する工程後の、装置製造の中間プロダクトの断面図を示している。換言すれば、図2cは、チップキャリア除去(例えば、レーザ剥離)を示している。
【0045】
複数のチップ210、又は複数のチップ210のうちの適切なサブセットは、ハンドリングキャリア200の接着層202のうち少なくとも対応するセクション(例えば、複数のチップ210又は複数のチップ210のうちの適切なサブセットが取り付けられたハンドリングキャリア200の接着層202のセクション)を剥離することによって、ハンドリングキャリア200から解放されることができる。
【0046】
例えば、複数のチップ210、又は複数のチップ210のうちの適切なサブセットは、ハンドリングキャリア200の接着層202のうち少なくとも対応するセクションを剥離(例えば、レーザ剥離)することによって、ハンドリングキャリア200から解放されることができる。ガラスキャリア(例えば、ウエハ)の一時的な接合及びレーザ剥離を用いる場合、第1の工程(図3参照)で、キャリア表面の全体にわたって又はキャリア表面のうち少なくとも対応する部分にわたって走査するレーザ270(例えば、エキシマレーザ(例えば、248nm(KrF)エキシマレーザ))によって、ガラスキャリア越しに接着層を露光することができ、レーザが接着層上に集束され、その結果、レーザエネルギーが接着層の材料分解を引き起こし、それにより、ボンド層(接着層)を取り除く。第2の工程で、ガラスキャリアを取り外すことができ、第3の工程で、接着剤残渣を洗浄することができる。
【0047】
図2dは、複数のチップ210のうちのサブセット(例えば、適切なサブセット)の第2表面212を構造化接着層232によってコンベヤキャリア230に選択的に取り付ける工程104の後の、装置製造の中間プロダクトの断面図を示している。換言すれば、図2dは、コンベヤチップボンディングを示している。
【0048】
構造化接着層232は、コンベヤキャリア230の表面上に配置されることができる。構造化接着層232は、例えば、上に接着層が配置されたコンベヤキャリア230を用意し、複数のチップ210のうちのサブセット(例えば、適切なサブセット)を画成する二次元パターンに基づいて、コンベヤキャリア230の接着層を構造化することによって得ることができる。
【0049】
コンベヤキャリア230は、例えば、ガラスキャリア又はガラスウエハ(すなわち、ガラスを有する又はガラスからなるキャリアウエハ)とすることができる。
【0050】
図2dでは例示的に、ドナーキャリア220に取り付けられた複数のチップ210のうちのサブセット(例えば、適切なサブセット)にコンベヤキャリア230を取り付けると仮定している。これに関し、留意されたいことには、チップ210を処理しなければならない(例えば、チップの第1表面212上にメタライゼーション層を設けなければならない、及び/又はメタライゼーション層上にはんだを設けなければならない)かどうかに応じて、及び/又はハンドリングキャリア200上でのチップ210の向きに応じて、ハンドリングキャリア200に取り付けられた複数のチップ210のうちのサブセット(例えば、適切なサブセット)に直接、コンベヤキャリア230を取り付けることもでき、すなわち、実施形態において、図2b及び図2cのステップ(ドナーキャリアを用意すること及びチップをひっくり返すこと)は省略されることができる。
【0051】
図2eは、複数のチップ210のうちのサブセット(例えば、適切なサブセット)を選択的にドナーキャリア220(又はハンドリングキャリア200)から解放する工程106後の、装置製造の中間プロダクトの断面図を示している。
【0052】
複数のチップ210のうちのサブセット(例えば、適切なサブセット)は、ドナーキャリア220(又はハンドリングキャリア200)の接着層のうち対応するセクション、例えば、複数のチップ210のうちのサブセット(例えば、適切なサブセット)が取り付けられたドナーキャリア220(又はハンドリングキャリア200)の接着層のセクション、を剥離することによって、ドナーキャリア220(又はハンドリングキャリア200)から解放されることができる。
【0053】
例えば、複数のチップ210のうちのサブセット(例えば、適切なサブセット)は、ドナーキャリア220(又はハンドリングキャリア200)の接着層のうち対応するセクションをレーザ剥離(図3参照)することによって、ドナーキャリア220(又はハンドリングキャリア200)から解放されることができる。
【0054】
さらに、方法100は、複数のチップ210のうちのサブセット(例えば、適切なサブセット)をドナーキャリア220(又はハンドリングキャリア200)から解放した後に、複数のチップ210のうちのサブセットの第1表面214を洗浄する工程を有することができる。
【0055】
図2fは、複数のチップ210のうちのサブセット(例えば、適切なサブセット)の第1表面214を装置の基板250に取り付ける工程108の後、且つ複数のチップ210のうちのサブセット(例えば、適切なサブセット)をコンベヤキャリア230から解放する工程110の後の、装置製造の中間プロダクトの断面図を示している。
【0056】
複数のチップ210のうちのサブセット(例えば、適切なサブセット)は、コンベヤキャリア230の構造化接着層232のうち少なくとも対応するセクション(例えば、複数のチップ210のうちのサブセット(例えば、適切なサブセット)が取り付けられたコンベヤ層230の構造化接着層232のセクション)を剥離することによって、コンベヤキャリア230から解放されることができる。
【0057】
例えば、複数のチップ210のうちのサブセット(例えば、適切なサブセット)は、コンベヤキャリア230の構造化接着層232のうち少なくとも対応するセクションをレーザ剥離(図3参照)することによって、コンベヤキャリア230から解放されることができる。
【0058】
例として図2fに示すように、方法100は、図4に関してより詳細に説明するように装置の基板250に異なるチップを順に取り付け(例えば、接合し)、そして、それぞれのコンベヤキャリアから剥離(例えば、レーザ剥離(レーザリリース))することによって、異なるチップ(例えば、異なる色のμLED)を同一の基板250に取り付けることを可能にする。
【0059】
図4aは、各ハンドリングキャリア(又はドナーキャリア)に複数のチップが取り付けられた3つのハンドリングキャリア(又はドナーキャリア)を用意する工程後の、装置製造の中間プロダクトの上面図を示している。詳細には、第1の複数のチップ210_1を第1のハンドリングキャリア(又はドナーキャリア)に取り付けることができ、第2の複数のチップ210_2を第2のハンドリングキャリア(又はドナーキャリア)に取り付けることができ、第3の複数のチップ210_3を第3のハンドリングキャリア(又はドナーキャリア)に取り付けることができる。
【0060】
第1の複数のチップ210_1は、第1のハンドリングキャリア(又はドナーキャリア)上に二次元アレイにて配列されることができ、装置の基板250に転写されて取り付けられることになる第1の複数のチップ210_1のうちの適切なサブセットを、二次元パターンによって画成することができる。同様に、第2の複数のチップ210_2は、第2のハンドリングキャリア(又はドナーキャリア)上に二次元アレイにて配列されることができ、装置の基板250に転写されて取り付けられることになる第2の複数のチップ210_2のうちの適切なサブセットを、二次元パターンによって画成することができる。第3の複数のチップ210_3は、第3のハンドリングキャリア(又はドナーキャリア)上に二次元アレイにて配列されることができ、装置の基板250に転写されて取り付けられることになる第3の複数のチップ210_3のうちの適切なサブセットを、二次元パターンによって画成することができる。
【0061】
図4aに例示的に示すように、それぞれの二次元パターンに従って、ロウ方向に少なくとも2つおきのチップ及び/又はカラム方向に少なくとも2つおきのチップを、対応するチップの二次元アレイから選択して、対応する適切なサブセットのチップを得ることができる。
【0062】
図4bは、第1、第2、及び第3の複数のチップ210_1、210_2、210_3のうちの適切なサブセットを装置の基板250に取り付けた後の、装置製造の中間プロダクトの上面図を示している。
【0063】
図4a及び図4bでは、例示的に、第1の複数のチップ210_1は第1の色(例えば、赤色)のμLEDであり、第2の複数のチップ210_2は第2の色(例えば、緑色)のμLEDであり、第3の複数のチップ210_3は第3の色(例えば、青色)のμLEDであると仮定している。当然ながら、実施形態において、複数のチップはまた、半導体チップ、光学フィルタ、強磁性体、high-k誘電体、傾動(tilting)ミラー、マイクロレンズ、レーザダイオード、又は光検出器であってもよい。
【0064】
明らかになるように、実施形態は、チップ(例えば、LED)選択(対応する複数のチップのうちの適切なサブセットに等しい)の集団的なピッキング、及び装置の基板250への集団的な転写ボンディングを提供する。それにより、シングルチップダイのハンドリングは必要とされない。
【0065】
続いて、装置を製造する方法100のこれら様々な工程の実施形態を更に詳細に説明する。
【0066】
図5は、接着層202によって複数のチップ210が取り付けられたハンドリングキャリア200を用意する工程後の、装置製造の中間プロダクトの断面図を示している。換言すれば、図5は、(例えば、AuSn)コンタクトを有するチップ(例えば、LED)ウエハを示している。
【0067】
チップ210の第1表面214は、前処理されることができ、例えば、メタライゼーション層を有し、及びオプションで、例えばAuSn層スタックなどの、はんだが上に配置されている。あるいは、方法100は、例えば、チップ210の第1表面214上にメタライゼーション層を設けること、及び/又はメタライゼーション層上にはんだを設けることなど、チップ210の第1表面214を処理する工程を有することができる。
【0068】
ハンドリングキャリア200は、例えば、ガラスキャリア又はガラスウエハ(すなわち、ガラスを有する又はガラスからなるキャリアウエハ)とすることができる。
【0069】
実施形態において、方法100は、チップウエハ又はチップ基板(例えば、複数のチップを有する)を用意する工程(例えば、工程1)を有することができ、ウエハ/基板は、ハンドリングウエハ200上に(一時的に)接着される(又は取り付けられる)ことができ、ウエハ/基板は、ボンディングされる複数のチップにダイシングされることができる。
【0070】
実施形態において、オプションで、例えば目標厚さが得られていない場合に、ウエハ/基板は薄化されることができる。
【0071】
実施形態において、オプションで、例えばメタライゼーションがまだ存在していない場合に、後にボンディングされるウエハ/基板上にメタライゼーションを堆積させることができる。
【0072】
例えば、AuSnでのはんだ付けのために、AuSnはんだを使用することができ、はんだ付け可能なメタライゼーションをターゲット基板上に堆積させることができる。
【0073】
例えば、AuSnでのはんだ付けのために、Snはんだを使用することができ、接合中にAuSnはんだが形成されるように、Auはんだをターゲット基板上に堆積されることができる。
【0074】
例えば、AuSnでのはんだ付けのために、はんだ付け可能なメタライゼーション(例えば、Ti/Pt/Au)を使用することができ、AuSnはんだをターゲット基板上に堆積させることができる。
【0075】
例えば、はんだ付けのために一般的に、はんだコンポーネントを使用することができ、はんだ付け可能なメタライゼーションをターゲット基板上に堆積させることができる。
【0076】
例えば、はんだ付けのために一般的に、はんだ付け可能なメタライゼーションを使用することができ、はんだコンポーネントをターゲット基板上に堆積させることができる。
【0077】
例えば、加圧溶接のために、Au又はナノ多孔性Auを使用することができ、Au又はナノ多孔性Auをターゲット基板上に堆積させることができる。
【0078】
実施形態において、ウエハ/基板は好ましくは、ドライエッチングプロセス、レーザダイシング、又はプラズマエッチングによってダイシングされることができる。
【0079】
好ましくは、実施形態において、AuSnはんだを使用することができる。例えば、AuSnはんだ付けは、約280℃又はそれより高い共晶温度でAuとSnとのスタックを用いて行われることができる。(例えば、半導体)チップ上の層スタックを、過剰なAuを有する共晶組成に調節することができる。はんだ付けは、最初に、280℃という低い融点の共晶組成を作り出し、その後、過剰の金が、共晶組成の化合物を、凝固する金リッチな組成物へとシフトさせ(液相拡散結合,Transient Liquid Phase Bonding(TLPB))、その結果、はんだ接続は、再び溶解するのに長時間にわたる約510℃の高温を必要とするようになる。従って、複数のチップのうちの第2のサブセットを装置の基板に接合するとき、第1の複数のチップを装置の基板に接合している第1のボンディングプロセスでのはんだ接続は溶融しない。第3の複数のチップを装置の基板に接合するとき、もはや第1の複数のチップのボンド接続及び第2の複数のチップのボンド接続は溶融しない。
【0080】
図6aは、複数のチップ210又は複数のチップ210のうちの適切なサブセットの第1表面214をドナーキャリア220の接着層222によってドナーキャリア220に取り付ける工程中の、装置製造の中間プロダクトの断面図を示している。
【0081】
図6bは、複数のチップ210又は複数のチップ210のうちの適切なサブセットをハンドリングキャリア200から解放する工程後の、装置製造の中間プロダクトの断面図を示している。
【0082】
図6cは、接着層202によって複数のチップ210が取り付けられたハンドリングキャリア200を用意する工程後の、装置製造の中間プロダクトの断面図を示している。
【0083】
図6dは、複数のチップ210又は複数のチップ210のうちの適切なサブセットをドナーキャリア220によってひっくり返して、複数のチップ210又は複数のチップ210のうちの適切なサブセットからハンドリングキャリア200を除去する工程後の、装置製造の中間プロダクトの断面図を示している。
【0084】
図6a-図6dに示すように、ドナーキャリア220(例えば、ドナーウエハ(ガラス))は、複数のチップ210、又は複数のチップ210のうちの適切なサブセットをひっくり返すために、すなわち、チップのフロントサイドダウンのために使用されることができる。
【0085】
実施形態において、方法100は、オプションで、接着層222を用いてウエハ/基板を第2キャリア(=ドナーキャリア)220に接合し直す工程(例えば、工程2)を有することができる。
【0086】
これに関し、実施形態において、後にチップの所望の表裏を提供するために、接合し直すことなく、ハンドリングキャリアがドナーキャリアとなってもよい。
【0087】
さらに、実施形態において、オプションで、接着層は接着剤図形に構造化されることができ、接着剤図形は、チップ寸法よりもかなり小さくすることができ、幾つかの接着剤図形を1つのチップに割り当てることができる(独国特許第102014201635号参照)。
【0088】
さらに、実施形態において、オプションで、キャリア(ドナー)キャリアは、その上に配置された被ダイシングチップとともにダイシングされて、ドナータイルになることができる。
【0089】
図7は、複数のチップ210のうちのサブセット(例えば、適切なサブセット)を選択的にコンベヤキャリア230に取り付け、複数のチップ210のうちの適切なサブセットを選択的にドナーキャリア220(又はハンドリングキャリア200)から解放する工程後の、装置製造の中間プロダクトの断面図を示している。
【0090】
図7に示すように、実施形態において、方法100は、転写タイルを用意する工程(例えば、工程3)を有することができる。詳細には、コンベヤキャリア230(例えば、転写ウエハ(基板))は、(一時的な)接着ジョイント232の構造化アセンブリを備えることができる。
【0091】
例えば、転写される各チップに対して、少なくとも1つの接着ジョイントを設けることができる。
【0092】
例えば、接着ジョイントは、コンベヤキャリア230(例えば、転写ウエハ/基板)上にリソグラフィで構造化されることができる。
【0093】
例えば、接着ジョイントは、接着剤をスタンプ又はプリントすることによって構造化されることができる。
【0094】
例えば、コンベヤキャリア230(例えば、転写ウエハ/基板)は、転写タイルへとダイシングされることができる。
【0095】
図8aは、上に構造化接着層232が配置されたコンベヤキャリア230を用意する工程後の、装置製造の中間プロダクトの断面図を示している。換言すれば、図8aは、クーポンレベル(ガラスチップ)の、構造化接着層232を備えたガラス基板230を示している。
【0096】
図8bは、複数のチップ210のうちのサブセット(例えば、適切なサブセット)を構造化接着層232によってコンベヤキャリア230に選択的に取り付ける工程後の、装置製造の中間プロダクトの断面図を示している。換言すれば、図8bは、正確なアライメントを用いた、ドナー基板220へのコンベヤ基板230の接合を示している。例えば、このアライメントは、コンベヤ接合温度で行われることができる。
【0097】
図8cは、複数のチップ210のうちのサブセット(例えば、適切なサブセット)をレーザ剥離270によってドナーキャリア220(又はハンドリングキャリア200)から選択的に解放する工程106の後の、装置製造の中間プロダクトの断面図を示している。換言すれば、図8cは、コンベヤ230のレーザリリース、及びコンベヤ基板230の接着剤232の設計によって定められたチップ(例えば、LED)の転写を示している。これに関し、チップのタイプ(例えば、色)ごとにピッチ調節を行うことができる。
【0098】
図8a-図8cに示すように、実施形態において、方法100は、チップ210(例えば、複数のチップ210のうちのサブセット(例えば、適切なサブセット))を、ドナーキャリア220(例えば、ドナーウエハ/基板)から又はドナータイルから、コンベヤキャリア230又は転写タイルに転写する工程(例えば、工程4)を有することができる。
【0099】
例えば、転写タイルの接着ジョイント232を、ドナーキャリア220(例えば、ドナーウエハ/基板)又はドナータイルの上のチップ210にアライメントすることができる。
【0100】
例えば、転写タイルは、圧力及び温度によって接合されることができる。
【0101】
例えば、チップは、ドナーウエハ/基板から又はドナータイルから剥離されることができる。例えば、剥離は、ドナーキャリア220(例えば、ドナーウエハ/基板)又はドナータイルの裏を通じてのレーザビームによって行われることができる。このため、ドナーキャリア220(例えば、ドナーウエハ/基板)又はドナータイルは、レーザの波長に対して透明でなければならず、レーザは、接着層222の接着強度を低下させる。あるいは、剥離は、機械的分離のために力の印加によって行われてもよい。このため、ドナーキャリア220上の接着層222は、小さい接着剤図形に構造化され得る(独国特許第102014201635号参照)。
【0102】
例えば、チップ210を剥離した後、接着剤残渣がないようにチップ210を洗浄することができる。
【0103】
図9は、複数のチップ210のうちのサブセット(例えば、適切なサブセット)を装置の基板250に取り付ける工程108の後の、装置製造の中間プロダクトの断面図を示している。換言すれば、図9は、装置(例えば、ディスプレイ)基板ウエハ/ダイ(例えば、シリコン)を示しており、選択されたチップ(例えば、複数のチップ210のうちのサブセット(例えば、適切なサブセット)に等しい)が、基板250にはんだ付けされる(例えば、(例えば、1×第1タイプのチップ(例えば、赤色LED)、1×第2タイプのチップ(例えば、緑色LED)、1×第3タイプのチップ(例えば、青色LED))が順次に)。ウエハ(例えば、複数のチップ210の)は、例えば、Auコンタクト及びラインを有することができる。
【0104】
図10aは、複数のチップ210のうちのサブセット(例えば、適切なサブセット)を構造化接着層232によってコンベヤキャリア230に選択的に取り付ける工程104の後の、装置製造の中間プロダクトの断面図を示している。換言すれば、図10aは、ドナー220のチップ(例えば、μLED)上へのコンベヤ230ボンディングを示している。
【0105】
図10bは、複数のチップ210のうちのサブセット(例えば、適切なサブセット)をレーザ剥離によってドナーキャリア220(又はハンドリングキャリア200)から選択的に解放する工程中の、装置製造の中間プロダクトの断面図を示している。換言すれば、図10bは、ドナーキャリア220のレーザ剥離(例えば、KrF)を示している。
【0106】
図10cは、複数のチップ210のうちのサブセット(例えば、適切なサブセット)をドナーキャリア220(又はハンドリングキャリア200)から選択的に解放する工程106、及び複数のチップ210のうちのサブセット(例えば、適切なサブセット)をプラズマによって洗浄する工程の後の、装置製造の中間プロダクトの断面図を示している。
【0107】
図10dは、コンベヤキャリア230に取り付けられた複数のチップ210のうちのサブセット(例えば、適切なサブセット)をプラズマによって洗浄する工程後の、装置製造の中間プロダクトの断面図を示している。
【0108】
図10a-図10cに示すように、実施形態において、方法100は、チップ210をコンベヤキャリア230(例えば、転写タイル)からターゲット基板250に転写し、コンベヤキャリア230(例えば、転写タイル)を除去する工程(例えば、工程5)を有することができる。
【0109】
例えば、ターゲット基板250は、ボンディング可能な端子コンタクト、はんだ若しくははんだコンポーネント、又は加圧溶接のためのAu若しくはナノ多孔性Auを有することができる。
【0110】
例えば、コンベヤキャリア230(例えば、転写タイル)は、ターゲット基板250の端子コンタクトに、チップとともにアライメントされ得る。
【0111】
例えば、コンベヤキャリア230(例えば、転写タイル)は、例えば、ターゲット基板上に個々のチップを配置し、接触圧力なしではんだを再溶解させる(リフローはんだ付け)によって、又ははんだ付け若しくは加圧溶接のための圧力と温度によって、個々のチップと接合され得る。
【0112】
例えば、コンベヤキャリア230(例えば、転写タイル)は、ターゲット基板250に接合されたチップから剥離されることができる。これに関し、剥離は、ドナーキャリア220(例えば、ドナーウエハ/基板)又はドナータイルの裏を通じてのレーザビームによって行われることができる。このため、ドナーキャリア220(例えば、ドナーウエハ/基板)又はドナータイルは、レーザの波長に対して透明であるとし得る。レーザは、接着層の接着強度を低下させる。あるいは、剥離は、機械的分離のために力の印加によって行われてもよい。このため、ドナー側の接着層、小さい接着剤図形に構造化され得る(独国特許第102014201635号参照)。
【0113】
例えば、剥離後、オプションで、接着剤残渣がないようにチップ210を洗浄することができる。
【0114】
実施形態において、以下の図11a-図11fの説明から明らかになるように、異なるウエハ/基板ソースのチップを同一のターゲット基板上にボンディングするために、上述の工程1-工程5での転写ボンディングを繰り返すことができる。
【0115】
図11aは、第1の複数のチップ210_1(例えば、第1の色(例えば、赤色)のμLED)のうちのサブセット(例えば、適切なサブセット)を、第1のコンベヤキャリア230_1を用いて装置の基板250に取り付ける工程108の後の、装置製造の中間プロダクトの断面図を示している。換言すれば、図11aは、第1のコンベヤ230_1(例えば、Rコンベヤ(すなわち、R(=赤色)μLEDを有する))のボンディングを示している。
【0116】
図11bは、第1の複数のチップ210_1のうちのサブセット(例えば、適切なサブセット)を、例えばレーザ剥離270によって、第1のコンベヤキャリア230_1から解放する工程110の間の、装置製造の中間プロダクトの断面図を示している。換言すれば、図11bは、第1のコンベヤ230_1(例えば、Rコンベヤ)のレーザ剥離を示している。
【0117】
図11cは、第2の複数のチップ210_2(例えば、第2の色(例えば、緑色)のμLED)のうちのサブセット(例えば、適切なサブセット)を、第2のコンベヤキャリア230_2を用いて装置の基板250に取り付ける工程108の後の、装置製造の中間プロダクトの断面図を示している。換言すれば、図11cは、第2のコンベヤ230_2(例えば、Gコンベヤ(すなわち、G(=緑色)μLEDを有する))のボンディングを示している。
【0118】
図11dは、第2の複数のチップ210_2のうちのサブセット(例えば、適切なサブセット)を、例えばレーザ剥離270によって、第2のコンベヤキャリア230_2から解放する工程110の間の、装置製造の中間プロダクトの断面図を示している。換言すれば、図11dは、第2のコンベヤ230_2(例えば、Gコンベヤ)のレーザ剥離を示している。
【0119】
図11eは、第3の複数のチップ210_3(例えば、第3の色(例えば、青色)のμLED)のうちのサブセット(例えば、適切なサブセット)を、第3のコンベヤキャリア230_3を用いて装置の基板250に取り付ける工程108の後の、装置製造の中間プロダクトの断面図を示している。換言すれば、図11eは、第3のコンベヤ230_3(例えば、Bコンベヤ(すなわち、B(=青色)μLEDを有する))のボンディングを示している。
【0120】
図11fは、第3の複数のチップ210_3のうちのサブセット(例えば、適切なサブセット)を、例えばレーザ剥離270によって、第3のコンベヤキャリア230_3から解放する工程110の間の、装置製造の中間プロダクトの断面図を示している。換言すれば、図11fは、第3のコンベヤ230_3(例えば、Bコンベヤ)のレーザ剥離を示している。
【0121】
実施形態において、チップは、LED、特に、ミニLED又はマイクロLED(100μm未満のエッジ長)とし得る。ターゲット基板250は、ディスプレイ若しくはディスプレイの一部(例えば、ガラス基板又はフレキシブル回路キャリア)又はLEDのアクティブ制御用の半導体チップとし得る。また、RGBセルを生成してカラーディスプレイを形成するために、赤色、緑色、及び青色という異なる波長を持つ幾つかのLEDチップ又はウエハを互いにオフセットしてボンディングすることができる。
【0122】
実施形態において、チップは、回路キャリア上に一次元又は二次元アレイに配列されるVCSEL(垂直キャビティ面発光レーザ)とし得る。ここでは、帯域幅を増加させるように同一の導波路内若しくは同一の光ファイバ内で複数の信号を並列に送信するために、複数の異なる波長を並べて配置することができる。
【0123】
実施形態は、特別に設計されたコンポーネントを必要としない(例えば、取り外し可能/破断可能な保持ロッドがない)及び高価なツールを必要としないという利点を提供する。むしろ、例えばリソグラフィ及びマイクロガルバニクス、ウエハボンダ、フリップチップボンダ、剥離用のレーザ、及びプラズマ洗浄などの標準的な装置を使用することができる。
【0124】
実施形態は、優れた冷却のための低い熱抵抗、耐腐食性、耐エレクトロマイグレーション性、及び高い融点など、AuSnはんだが、接着プロセス又は従来のAuSn化合物のはんだ付けと比較して、極めて頑丈であるという利点を提供する。
【0125】
一部の態様を装置の文脈で説明しているが、これらの態様が対応する方法の説明も表すことは明らかであり、ブロック又はデバイスは、方法ステップ又は方法ステップの機能に対応する。同様に、方法ステップの文脈で説明された態様は、対応する装置の対応するブロック又はアイテム又は機構の説明も表す。方法ステップの一部又は全ては、例えばマイクロプロセッサ、プログラマブルコンピュータ、又は電子回路のようなハードウェア装置によって(又はそれを用いて)実行され得る。一部の実施形態において、最も重要な方法ステップのうちの1つ以上がそのような装置によって実行され得る。
【0126】
特定の実装要件に応じて、本発明の実施形態は、ハードウェアで又はソフトウェアで実装されることができる。実装は、電子的に読み取り可能な制御信号を格納した、例えばフロッピーディスク、DVD、Blu-Ray、CD、ROM、PROM、EPROM、EEPROM、又はFLASHメモリなどの、デジタル記憶媒体を用して行われることができ、該制御命令がプログラマブルコンピュータシステムと協働して(又は協働することが可能であって)、それぞれの方法が実行されるようにする。従って、デジタル記憶媒体は、コンピュータ読み取り可能であるとし得る。
【0127】
本発明に従った一部の実施形態は、ここに記載された方法のうちの1つが実行されるようにプログラマブルコンピュータシステムと協働することが可能な電子的に読み取り可能な制御信号を有したデータキャリアを有する。
【0128】
一般に、本発明の実施形態は、プログラムコードを有するコンピュータプログラムプロダクトとして実装されることができ、コンピュータプログラムプロダクトがコンピュータ上で走るときに、プログラムコードが、方法のうちの1つを実行するように動作する。プログラムコードは、例えば、機械読み取り可能キャリアに格納され得る。
【0129】
他の実施形態は、機械読み取り可能キャリア上に格納された、ここに記載された方法のうちの1つを実行するためのコンピュータプログラムを有する。
【0130】
換言すれば、本発明方法の一実施形態は、故に、コンピュータプログラムがコンピュータ上で実行されるときに、ここに記載された方法のうちの1つを実行するためのプログラムコードを有するコンピュータプログラムである。
【0131】
従って、本発明方法の更なる一実施形態は、ここに記載された方法のうちの1つを実行するためのコンピュータプログラムを記録したデータキャリア(又はデジタル記憶媒体、又はコンピュータ読み取り可能媒体)である。データキャリア、デジタル記憶媒体、又は記録媒体は典型的に、有形であり且つ/或いは非一時的なものである。
【0132】
従って、本発明方法の更なる一実施形態は、ここに記載された方法のうちの1つを実行するためのコンピュータプログラムを表すデータストリーム又は信号シーケンスである。データストリーム又は信号シーケンスは、例えばインターネットを介してなど、データ通信接続を介して転送されるように構成され得る。
【0133】
更なる一実施形態は、ここに記載された方法のうちの1つを実行するように構成又は適応された、例えばコンピュータ又はプログラマブル論理デバイスといった、プロセッシング手段を有する。
【0134】
更なる一実施形態は、ここに記載される方法のうちの1つを実行するためのコンピュータプログラムがインストールされたコンピュータを有する。
【0135】
本発明に従った更なる一実施形態は、ここに記載された方法のうちの1つを実行するためのコンピュータプログラムを(例えば、電子的又は光学的に)受信器に転送するように構成された装置又はシステムを有する。受信器は、例えば、コンピュータ、モバイル装置、メモリ装置、又はこれらに類するものとし得る。装置又はシステムは、例えば、コンピュータプログラムを受信器に転送するためのファイルサーバを有し得る。
【0136】
一部の実施形態において、ここに記載された方法の機能の一部又は全てを実行するために、プログラマブル論理デバイス(例えば、フィールドプログラマブルゲートアレイ)が使用され得る。一部の実施形態において、フィールドプログラマブルゲートアレイは、ここに記載された方法のうちの1つを実行するためにマイクロプロセッサと協働し得る。一般に、方法は、何らかのハードウェア装置によって好ましく実行される。
【0137】
ここに記載された装置は、ハードウェア装置を用いて、又はコンピュータを用いて、又はハードウェア装置とコンピュータとの組み合わせを用いて実装され得る。
【0138】
ここに記載された装置、又はここに記載された装置の任意のコンポーネントは、少なくとも部分的にハードウェア及び/又はソフトウェアで実装され得る。
【0139】
ここに記載された方法は、ハードウェア装置を用いて、又はコンピュータを用いて、又はハードウェア装置とコンピュータとの組み合わせを用いて実行され得る。
【0140】
ここに記載された方法、又はここに記載された装置の任意のコンポーネントは、少なくとも部分的にハードウェア及び/又はソフトウェアによって実行され得る。
【0141】
上述の実施形態は、本発明の原理に関する例示に過ぎない。理解されることには、ここに記載された構成及び詳細事項の変更及び変形が当業者に明らかになる。従って、この中での実施形態の記載及び説明によって提示される具体的詳細事項によってではなく、すぐ下の特許請求の範囲によってのみ限定されることが意図される。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
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図9
図10
図11