选择性巨量转移方法与流程

1.本发明涉及半导体制备技术领域，尤其涉及一种选择性巨量转移方法。


背景技术：

2.近年来，随着网络技术的发展，要求电子设备及仪器功能多、可靠性高、体积小、便于携带，对器件外形尺寸要求越来越小，led发光元件不断向高密度、高性能、小型化和轻薄化发展。
3.目前，在led的制程中，目前在micro-led中最大的工艺瓶颈是芯片转移环节，在进行巨量转移或芯片修补的过程中，需要先在生长基板上生长led芯片，然后通过激光剥离工艺使micro led芯片从生长基板转移到暂态板。由于micro led的尺寸小，密度高，转移过程中容易受到损伤，且其定位精度要求高，每一个micro led对应电路背板上的一个像素，而生长基板上的micro led与电路背板上的像素还存在间距不匹配的问题。因此，能够高效率、有选择性的将制作出来的micro led批量式转移到电路背板上的同时，还能够保持较高的转移良率成为亟待解决的问题。


技术实现要素：

4.鉴于上述现有技术的不足，本技术的目的在于提供一种选择性巨量转移方法，能够高效率、高精度地转移芯片的同时，还能够减少芯片损害，提升转移良率。
5.本技术提供一种选择性巨量转移方法，包括：
6.提供一基底，所述基底包括相背的第一表面和第二表面，在所述第一表面形成吸光层；
7.在所述吸光层背向所述基底的表面形成热解胶层，在所述热解胶层背向所述吸光层的表面设置芯片；
8.使用激光照射所述第二表面与待转移的所述芯片对应的位置，所述吸光层吸收所述激光的能量并转化成热能，与所述激光照射位置对应的所述热解胶层吸收所述热能而解胶；
9.拾取待转移的所述芯片至与电路背板键合。
10.通过在将芯片固定在基底上之前，先在第一表面依次设置吸光层和热解胶层，当采用激光选择性照射基底的第二表面时，吸光层吸收激光的能量并转化成热能传导至热解胶层，热解胶层吸热分解或变形，从而解除芯片的固定状态，降低了激光对芯片直接作用的损伤，实现了高效率、高精度地转移芯片的同时，还能够减少芯片损害，提升转移良率。
11.一种实施方式中，形成所述吸光层包括：在所述第一表面涂覆混合有激光吸收材料和金属颗粒的胶层；将所述胶层置于第一温度范围内进行烘烤固化，形成所述吸光层。通过使吸光层由既包含有激光吸收材料，又包含有金属颗粒的胶层形成，使得吸光层在将激光的能量转换成热能的同时，还有利于热量的传导和散热，从而降低制程中对芯片的热损伤。
12.一种实施方式中，所述第一温度范围为180℃～300℃。通过使第一温度范围为180℃～300℃，能够使胶材形成具有稳定层结构的同时，还能保持吸光层吸光和热传导的性能。当温度低于180
°
时，不利于胶材形成稳定的层结构，当温度高于300
°
时，则高温易使胶层材料损坏，影响吸光层的性能。
13.一种实施方式中，所述吸光层在沿垂直于所述第一表面的方向上的厚度为3μm～5μm。通过使胶材固化成型之后厚度保持在合理范围内，保证吸光层能够产生足够热量的同时，不会对芯片造成损伤。当吸光层沿垂直与第一表面的方向上的厚度小于3μm时，吸光层用量太少，其转化的热量不足以使热解胶层解胶；当吸光层沿垂直与第一表面的方向上的厚度大于5μm时，吸光层材料过多，其转化的热能也就越多，容易导致温度过高而损坏芯片，且浪费生产成本。
14.一种实施方式中，形成所述热解胶层包括：在所述吸光层背向所述基底的表面涂覆热解胶；将所述热解胶置于第二温度范围内进行烘烤固化，形成所述热解胶层。通过先在吸光层表面涂覆一层热解胶，然后将热解胶进行100℃～200℃的固化，使热解胶能够从不稳定的流动状态转变成稳定结构的固态，从而达到将芯片固定在基底上的目的
15.一种实施方式中，所述第二温度范围为100℃～200℃。当第二温度低于100℃时，温度过低，热解胶难以固化。当第二温度高于200℃时，过高的温度容易损坏热解胶的性能。通过使热解胶在100℃～200℃的温度下固化，可以使热解胶在实现固定芯片的作用的同时，又不影响其后续受热降低粘结度，以使芯片与基底分离的性能。
16.一种实施方式中，所述热解胶层在沿垂直于所述第一表面的方向上的厚度为1.5μm～3μm。当热解胶层在沿垂直于第一表面的方向上的厚度小于1.5μm时，热解胶层的厚度过薄，芯片容易脱落，不能稳定地与基底固定。当热解胶层在沿垂直于第一表面的方向上的厚度大于3μm时，热解胶层的厚度过厚，解胶所需的热量就会更多，激光照射的时间也会更长，不利于提高转移效率和控制生产成本。通过使热解胶层在沿垂直于第一表面的方向上的厚度保持在1.5μm～3μm的范围内，有利于提高芯片转移的效率，降低生产成本。
17.一种实施方式中，拾取待转移的所述芯片至与所述电路背板键合，包括：将转移头设置于待转移的所述芯片背向所述热解胶层的一侧；所述转移头拾取待转移的所述芯片，并带动待转移的所述芯片与所述热解胶层分离。通过采用转移头进行芯片转移，只需对转移头进行控制节课实现将芯片从基底转移至电路背板上的对应位置，有利于提高芯片转移的精度和效率。
18.一种实施方式中，当所述转移头的数量小于或等于待转移的所述芯片的数量时，使所有所述转移头同时具有吸附力。当转移头的数量小于或等于待转移的芯片的数量时，所有转移头同时具有吸附力，只需一个开关即可控制所有转移头对芯片进行转移，控制方法简单，转移效率高。
19.一种实施方式中，当所述转移头的数量大于待转移的所述芯片的数量时，使与待转移的所述芯片对应的所述转移头具有吸附力。当转移头的数量大于待转移芯片的数量时，通过控制与待转移芯片具有吸附力，而其他位置的芯片不具有吸附力，从而能够精准控制转移头对待转移的芯片的抓取，提高选择性转移的精度。
附图说明
20.图1为一种实施例的选择性巨量转移方法的流程图；
21.图2为一种实施例的选择性巨量转移方法一中间制程的剖视图；
22.图3为一种实施例的选择性巨量转移方法一中间制程的剖视图；
23.图4为一种实施例的选择性巨量转移方法一中间制程的剖视图；
24.图5为一种实施例的选择性巨量转移方法一中间制程的剖视图；
25.图6为一种实施例的选择性巨量转移方法一中间制程的剖视图；
26.图7为一种实施例的选择性巨量转移方法一中间制程的剖视图；
27.图8为一种实施例的选择性巨量转移方法一中间制程的剖视图。
28.附图标记说明：
29.10-基底，11-第一表面，12-第二表面；
30.20-吸光层；
31.30-热解胶层；
32.40-芯片，41-红光芯片，42-绿光芯片，43-蓝光芯片；
33.51-转移头，52-真空腔。
具体实施方式
34.为了便于理解本技术，下面将参照相关附图对本技术进行更全面的描述。附图中给出了本技术的较佳实施方式。但是，本技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本技术的公开内容理解的更加透彻全面。
35.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本技术。
36.近年来，随着网络技术的发展，要求电子设备及仪器功能多、可靠性高、体积小、便于携带，对器件外形尺寸要求越来越小，led发光元件不断向高密度、高性能、小型化和轻薄化发展。
37.目前，在led的制程中，目前在micro-led中最大的工艺瓶颈是芯片转移环节，在进行巨量转移或芯片修补的过程中，需要先在生长基板上生长led芯片，然后通过激光剥离工艺使micro led芯片从生长基板转移到暂态板。由于micro led的尺寸小，密度高，转移过程中容易受到损伤，且其定位精度要求高，每一个micro led对应电路背板上的一个像素，而生长基板上的micro led与电路背板上的像素还存在间距不匹配的问题。因此，能够高效率、有选择性的将制作出来的micro led批量式转移到电路背板上的同时，还能够保持较高的转移良率成为亟待解决的问题。
38.基于此，本技术希望提供一种能够解决上述技术问题的方案，其详细内容将在后续实施例中得以阐述。
39.请参阅图1，本技术提供一种选择性巨量转移方法，其特征在于，包括：
40.步骤s1，如图2所示，提供一基底10，基底10包括相背的第一表面11和第二表面12，在第一表面11形成吸光层20；
41.步骤s2，如图3和图4所示，在吸光层20背向基底10的表面形成热解胶层30，在热解胶层30背向吸光层20的表面设置芯片40；
42.步骤s3，如图5所示，使用激光照射第二表面12与待转移的芯片40对应的位置，吸光层20吸收激光的能量并转化成热能，与激光照射位置对应的热解胶层30吸收热能而解胶；
43.步骤s4，如图6所示，拾取待转移的芯片40至与电路背板键合。
44.具体地，基底10可以是作为生长基板的蓝宝石衬底，也可以是包括聚酰亚胺的柔性基板，还可以是作为暂态基板的透明玻璃。吸光层20具有吸收激光光能，并将光能转化成热能的特性。热解胶层30具有在预设温度下分解或变形，导致粘附力降低的特性。芯片40的数量可以为多个，多个芯片40在热解胶层30背向吸光层20的表面呈阵列排布。
45.本实施例中，步骤s1中形成吸光层20还包括：步骤s11，在第一表面11涂覆混合有激光吸收材料和金属颗粒的胶层。其中，激光吸收材料可以为紫外吸收材料，如水杨酸苯酯、紫外线吸收剂uv-p(2ˊ-羟基-5ˊ-甲基苯基)、紫外线吸收剂uv-o(2，4-二羟基二苯甲酮)、紫外线吸收剂uv-9(2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮)、紫外线吸收剂rmb(单苯甲酸间苯二酚酯)等，其他实施例中，激光吸收材料也可以针对激光的类别进行调整，本实施例不做具体限定。其中，使用激光照射第二表面12与待转移的芯片40对应的位置的方式可以为采用一个激光光源，并在光源与第二表面12之间设置通光片，通光偏上与待转移的芯片40对应的位置设有通光孔，光源发出的激光只能通过通光孔照射到第二表面12。或者，也可以设置多个光源，每一个光源均与一个芯片40对应设置，当需要转移特定位置的芯片40时，只点亮与该芯片40对应设置的光源即可。当金属颗粒可以为镁、锡、钛、铁、钴、金、锌、铬、铝、镍、银中的一种或多种金属颗粒的组合，金属颗粒良好的导热性可以将激光吸收材料吸收的热量进行传递。其涂覆方式可以为旋涂，也可以为蒸镀、化学气相沉积等任意方式。通过使吸光层20由既包含有激光吸收材料，又包含有金属颗粒的胶层形成，使得吸光层20在将激光的能量转换成热能的同时，还有利于热量的传导和散热，从而降低制程中对芯片40的热损伤。
46.当需要将特定位置的芯片40进行性转移时，如按照一定间隔排列的芯片40，或者某一种颜色的芯片40，或者指定位置的芯片40，则使用紫外激光照射基底10第二表面12上与待转移的芯片40的位置，激光穿过基底10到达吸光层20时，吸光层20产生热量并向外传递。由于热解胶层30具有受热分解或变形的特性，将其与吸光层20背向基底10的一侧连接，从而能够吸收吸光层20产生的热量，当该热量累积并使热解胶层30到达预设温度时，热解胶层30分解或变形，从而解除与芯片40的固定状态，便于后续将芯片40转移至电路背板上。
47.通过在将芯片40固定在基底10上之前，先在第一表面11依次设置吸光层20和热解胶层30，当采用激光选择性照射基底10的第二表面12时，吸光层20吸收激光的能量并转化成热能传导至热解胶层30，热解胶层30吸热分解或变形，从而解除芯片40的固定状态，降低了激光对芯片40直接作用的损伤，实现了高效率、高精度地转移芯片40的同时，还能够减少芯片40损害，提升转移良率。
48.一种实施方式中，请参考图1和图2，步骤s1中形成吸光层20还包括：步骤s12，将胶层置于第一温度范围内进行烘烤固化，形成吸光层20第一温度范围为180℃～300℃。具体地，形成吸光层20的胶材在自然温度下其结构并不稳定，当第一表面11发生倾斜时，吸光层20容易变形，从而导致厚度不均等现象，此时将其进行烘烤固化以形成稳定的层结构。本实
施例中，将胶层至于180℃～300℃的烘箱中进行烘烤固化，能够使胶材形成具有稳定层结构的同时，还能保持吸光层20吸光和热传导的性能。当温度低于180
°
时，不利于胶材形成稳定的层结构，当温度高于300
°
时，则高温易使胶层材料损坏，影响吸光层20的性能。
49.一种实施方式中，请参考图1和图2，吸光层20在沿垂直于第一表面11的方向上的厚度为3μm～5μm。在将胶材涂覆至第一表面11上时，应根据热解胶的解胶温度合理控制胶材的用量，以使胶材固化成型之后厚度保持在合理范围内，保证吸光层20能够产生足够热量的同时，不会对芯片40造成损伤。当吸光层20沿垂直与第一表面11的方向上的厚度小于3μm时，吸光层20用量太少，其转化的热量不足以使热解胶层30解胶；当吸光层20沿垂直与第一表面11的方向上的厚度大于5μm时，吸光层20材料过多，其转化的热能也就越多，容易导致温度过高而损坏芯片40，且浪费生产成本。
50.一种实施方式中，请参考图1和图3，步骤s2中形成热解胶层30包括：
51.步骤s21，在吸光层20背向基底10的表面涂覆热解胶；
52.步骤s22，将热解胶置于第二温度范围内进行烘烤固化，形成热解胶层30。其中，第二温度范围为100℃～200℃。具体地，热解胶为具有一定粘度的胶材，且胶材的粘度可通过对其加热进行调节，当其为固态的热解胶层30时，即可将芯片40和热解胶层30固定，当将其加热至预定温度时，热解胶层30解胶，即可使芯片40与之分离。本实施例中，先在吸光层20表面喷涂一层热解胶，然后将热解胶设置于烤盘上进行100℃～200℃的固化，使热解胶能够从不稳定的流动状态转变成稳定结构的固态，从而达到将芯片40固定在基底10上的目的。当烤盘温度低于100℃时，温度过低，热解胶难以固化。当烤盘温度高于200℃时，过高的温度容易损坏热解胶的性能。通过使热解胶在100℃～200℃的温度下固化，可以使热解胶在实现固定芯片40的作用的同时，又不影响其后续受热降低粘结度，以使芯片40与基底10分离的性能。
53.一种实施方式中，请参考图1和图3，热解胶层30在沿垂直于第一表面11的方向上的厚度为1.5μm～3μm。在涂覆热解胶时需要合理控制热解胶的用量，以使热解胶固化成热解胶层30的后其厚度控制在1.5μm～3μm的范围内。当热解胶层30在沿垂直于第一表面11的方向上的厚度小于1.5μm时，热解胶层30的厚度过薄，芯片40容易脱落，不能稳定地与基底10固定。当热解胶层30在沿垂直于第一表面11的方向上的厚度大于3μm时，热解胶层30的厚度过厚，解胶所需的热量就会更多，激光照射的时间也会更长，不利于提高转移效率和控制生产成本。通过使热解胶层30在沿垂直于第一表面11的方向上的厚度保持在1.5μm～3μm的范围内，有利于提高芯片40转移的效率，降低生产成本。
54.一种实施方式中，请参考图1、图5和图6，步骤s4中，拾取待转移的芯片40至与电路背板键合包括：
55.步骤s41，将转移头51设置于待转移的芯片40背向热解胶层30的一侧；
56.步骤s42，转移头51拾取待转移的芯片40，并带动待转移的芯片40远离热解胶层30。
57.具体地，转移装置可以为磁吸式转移装置、真空吸附式转移装置等，本实施例采用真空吸附装置对芯片40进行转移。真空吸附装置包括负压装置和转移头51，转移头51设有真空吸附孔，负压装置设有真空腔52，真空吸附孔与真空腔52连通。当热解胶层30解胶后，通过将转移头51与芯片40背向热解胶层30的一侧接触，同时启动负压装置，负压装置使得
真空腔52产生负压，进一步地，转移头51上的真空吸附孔吸附芯片40，并带动芯片40脱离热解胶层30。当转移头51移动至电路背板上与待转移的芯片40对应的键合位置正对时，转移头51带动芯片40朝向改键合位置移动，直至芯片40与电路背板键合，负压装置停止对真空腔52抽真空，转移头51释放芯片40，完成转移。通过采用转移头51进行芯片40转移，只需对转移头51进行控制节课实现将芯片40从基底10转移至电路背板上的对应位置，有利于提高芯片40转移的精度和效率。
58.一种实施方式中，请参考图1和图6，当转移头51的数量小于或等于待转移的芯片40的数量时，则进行步骤s421，使所有转移头51同时具有吸附力。可以理解的是，本实施例适用于待转移的芯片40的数量较少的情况，例如芯片40修补工艺中，对坏点芯片40进行替换时。当坏点芯片40的数量为一个时，转移头51的数量对应设置为一个。通过将转移头51与基底10上的一个芯片40正对，即可将该芯片40拾取以使其脱离热解胶层30。然后将转移头51移动至电路背板上坏点芯片40所在位置，并使转移头51上吸附的芯片40与电路背板键合，然后释放芯片40，即完成芯片40修补。或者，以转移头51的数量和待转移的芯片40的数量均为5个为例，五个转移头51与5个待转移的芯片40一一对应设置，且5个转移头51均与真空腔52连通，当负压装置启动时，5个转移头51同时具有吸附力，并能够同时对与之对应设置的芯片40进行拾取和释放，以一次性完成待转移的芯片40转移。或者，还可以为转移头51的数量为3个，待转移的芯片40的数量为5个，则可以分两次进行转移，第一次转移时使3个转移头同时具有吸附力，第二次转移时则按照转移头51的数量大于待转移的芯片40的数量进行处理。可以理解的是，其他实施例中，转移头51的数量也可以为其他数量，只要方便设置转移头51即可。当转移头51的数量与待转移的芯片40的数量相同时，所有转移头51同时具有吸附力，只需一个开关即可控制所有转移头51对芯片40进行转移，控制方法简单，转移效率高。
59.一种实施方式中，请参考图1、图7和图8，当转移头51的数量大于待转移的芯片40的数量时，则进行步骤s422，使与待转移的芯片40对应的转移头51具有吸附力。本实施例中，基地上的芯片40按红光芯片41、绿光芯片42、蓝光芯片43三色排列，而待转移的芯片40为红光芯片40，此时可通过控制与红光芯片41对应的转移头51与负压装置的真空腔52连通，而与绿光芯片42和蓝光芯片43对应的转移头51与负压装置的真空腔52不连通，从而当负压装置启动时，与红光芯片41对应的转移头51具有吸附力，能够拾取红光芯片41。而与绿光芯片42和蓝光芯片43对应的转移头51不具有吸附力，当转移装置远离基底10时，只有红光芯片41被拾取，从而完成选择性转移。可以理解的是，其他实施例中，转移头51与负压装置的连通应根据待转移的芯片40的位置进行相应控制，例如，当待转移的芯片40为具有一定间隔距离的芯片40时，相应地，控制具有该间隔距离的转移头51与负压装置连通，而其他位置的转移头51则不与负压装置连通，以使与待转移的芯片40对应的转移头51具有吸附力。当转移头51的数量大于待转移的芯片40的数量时，通过控制与待转移的芯片40具有吸附力，而其他位置的芯片40不具有吸附力，从而能够精准控制转移头51对待转移的芯片40的抓取，提高选择性转移的精度。
60.应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。