本申請案主張2014年7月20日申請的標(biāo)題為“用于微轉(zhuǎn)貼印刷的設(shè)備及方法(Apparatus and Method for Micro-Transfer Printing)”的第62/026,694號美國臨時專利申請案及2014年7月21日申請的標(biāo)題為“用于微轉(zhuǎn)貼印刷的方法及工具(Methods and Tools for Micro-Transfer Printing)”的第62/027,166號美國臨時專利申請案的優(yōu)先權(quán)及權(quán)利，所述臨時申請案中的每一者的全部內(nèi)容以引用的方式并入本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于將可印刷裝置微轉(zhuǎn)貼印刷到目的地襯底的方法及工具。

背景技術(shù)：

本發(fā)明大體上涉及用于微轉(zhuǎn)貼印刷的方法及工具。使用此技術(shù)通常難以拾取及放置超薄及/或小型裝置。微轉(zhuǎn)貼印刷允許這些超薄、易碎及/或小型裝置的選擇及應(yīng)用而不會導(dǎo)致對裝置自身的損壞。

微轉(zhuǎn)貼印刷允許將微尺度、高性能裝置陣列決定性地組裝及集成于非原生襯底上。在其最簡單實(shí)施例中，微轉(zhuǎn)貼印刷類似于使用橡膠壓印器以將基于流體的墨水從印臺轉(zhuǎn)貼到紙上。然而，在微轉(zhuǎn)貼印刷中，“墨水”是由高性能固態(tài)半導(dǎo)體裝置組成且“紙”可為包含塑料及其它半導(dǎo)體的襯底。微轉(zhuǎn)貼印刷工藝?yán)门c高精度控制動作印刷頭耦合的經(jīng)設(shè)計(jì)彈性體壓印器以選擇性地將大陣列的微尺度裝置拾取且印刷于非原生目的地襯底上。

可通過改變所述印刷頭的速度而選擇性地調(diào)諧所述彈性體轉(zhuǎn)貼裝置與所述可印刷元件之間的粘著性。此速率相依的粘著性是用以構(gòu)造所述轉(zhuǎn)貼裝置的所述彈性體的粘彈性本質(zhì)的結(jié)果。當(dāng)快速地移動所述轉(zhuǎn)貼裝置遠(yuǎn)離結(jié)合界面時，所述粘著性足夠大以“拾取”所述可印刷元件遠(yuǎn)離其原生襯底，且相反地，當(dāng)緩慢地移動所述轉(zhuǎn)貼裝置遠(yuǎn)離結(jié)合界面時，所述粘著性足夠低以“釋放”或“印刷”所述元件于異質(zhì)表面上?？蓤?zhí)行此工藝于其中所述壓印器可在單個拾取及印刷操作中轉(zhuǎn)貼(例如)成百上千個離散結(jié)構(gòu)的大規(guī)模并行操作中。

微轉(zhuǎn)貼印刷還實(shí)現(xiàn)將高性能半導(dǎo)體裝置并行組裝于幾乎任何襯底材料上，包含玻璃、塑料、金屬或其它半導(dǎo)體。所述襯底可為柔性的，借此允許柔性電子裝置的生產(chǎn)?？梢源罅颗渲眉扇嵝砸r底，包含不可與易碎硅基電子裝置一起使用的配置。另外，塑料襯底(例如)機(jī)械地堅(jiān)固且可用于提供不易受由機(jī)械應(yīng)力引起的損壞或電子性能降級的影響的電子裝置。因此，可通過能夠以低成本于大型襯底區(qū)域上產(chǎn)生電子裝置的連續(xù)、高速印刷技術(shù)(例如，卷輪式薄膜輸送制造)而使用這些材料制造電子裝置。

此外，這些微轉(zhuǎn)貼印刷技術(shù)可在與塑料聚合物襯底上組裝兼容的溫度下印刷半導(dǎo)體裝置。此外，可將半導(dǎo)體材料印刷于大面積的襯底上，借此實(shí)現(xiàn)復(fù)雜集成電路在大襯底面積上的連續(xù)、高速印刷。而且，可提供在曲折或變形裝置定向中具有良好電子性能的完全柔性電子裝置以實(shí)現(xiàn)廣泛范圍的柔性電子裝置。

可使用微結(jié)構(gòu)化壓印器來拾取微型裝置，將微型裝置運(yùn)輸?shù)侥康牡?，且將微型裝置印刷于目的地襯底上?？墒褂枚喾N材料來產(chǎn)生轉(zhuǎn)貼裝置(例如，微結(jié)構(gòu)化壓印器)?？僧a(chǎn)生所述轉(zhuǎn)貼裝置上的支柱使得其從可拾取對象拾取材料且接著將所述材料印刷到所述目標(biāo)襯底?？梢躁嚵蟹绞疆a(chǎn)生所述支柱且其可為取決于所述可印刷材料的大小的高度范圍?？墒褂盟鲛D(zhuǎn)貼裝置的壓縮(在z方向上)以完全將所述陣列的可印刷對象層壓到所述轉(zhuǎn)貼裝置的所述支柱。另外，可使用壓縮以允許通過增加所述壓印器以基于公式v²＝2ad的設(shè)置加速度移動的距離而達(dá)到臨界速度。

然而，所述轉(zhuǎn)貼裝置的壓縮引起若干問題。除了別的之外，在支柱之間存在下垂的可能性。此下垂允許從源襯底拾取非所要材料。隨著相鄰支柱之間的跨距增加，所述下垂引起問題的風(fēng)險增加。另外，存在可在所述轉(zhuǎn)貼裝置塊體材料的邊緣處注意到的凸起效應(yīng)，所述凸起效應(yīng)是由所述塊體材料與硬板界面(例如，玻璃)之間的熱膨脹系數(shù)(CTE)失配引起，如(例如)圖22中所展示。因此，需要在印刷裝置時至少最小化或消除這些問題且增加結(jié)合的技術(shù)。

使用粘彈性壓印器材料的轉(zhuǎn)貼印刷要求壓印器與源材料之間的高速分離以“拾取”芯片。典型應(yīng)用使用大約1g加速度來完成芯片或裸片“拾取”過程步驟。然而，分離處的速度取決于層壓處的壓印器的壓縮而在小距離處(例如，幾十微米或更小)發(fā)生。因此，需要更大加速度以在小距離處產(chǎn)生較高分離速度，其又增加所述壓印器與源之間的粘著性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

如本文中所描述，本發(fā)明提供用于微轉(zhuǎn)貼印刷的方法及工具。在某些實(shí)施例中，本發(fā)明在從源晶片拾取芯片時利用高加速度。“拾取”工藝的傳統(tǒng)方法利用使所述壓印器快速向上移動遠(yuǎn)離所述襯底的垂直置物臺(附接有壓印器)。通常，使用大約1g加速度以從所述原生襯底拾取裝置。在某些實(shí)施例中，增加初始加速度(5到100g)以在拾取過程期間實(shí)現(xiàn)較高速度是有利的。分離處的速度取決于層壓處的所述壓印器的壓縮而在非常小行進(jìn)距離處發(fā)生。較高加速度可在小距離處產(chǎn)生較高分離速度，其又增加所述壓印器與源之間的粘著性。在“拾取”過程期間，所述壓印器在向下方向上移動遠(yuǎn)離所述源襯底可通過使用重力移動而增加整體加速度，且因此可添加額外1g加速度到所述轉(zhuǎn)貼。

在某些實(shí)施例中，執(zhí)行到無粘著性表面及形貌表面的熱輔助微轉(zhuǎn)貼印刷。可使用聚合物囊封以在所述聚合物經(jīng)設(shè)計(jì)以接觸且接著回流同時與所述目的地襯底接觸時增強(qiáng)半導(dǎo)體裝置到非原生襯底的轉(zhuǎn)貼。隨后，可移除所述聚合物層同時使所述經(jīng)轉(zhuǎn)貼的裝置留于所述非原生襯底上。這還改進(jìn)微轉(zhuǎn)貼印刷到形貌表面的能力。

可在微轉(zhuǎn)貼印刷期間執(zhí)行等離子體處理(例如，不要求真空)。可將所述等離子體應(yīng)用到附接到彈性體轉(zhuǎn)貼元件的裝置的底部表面?？墒褂脤Φ撞勘砻娴拇颂幚?i)以提供所述裝置與目的地襯底之間的經(jīng)改進(jìn)結(jié)合，(ii)以使用外延剝離方法清潔已制造的裝置的底部表面，及(iii)以從所述底部表面移除薄氧化物層(例如，Cu-Cu、CuSn-Cu、Cu-Sn-Sn-Cu、Au-Au)(例如，如果添加還原氣體(例如，形成氣體、氨、甲酸等)到所述等離子體)?？蓪⑺鎏幚響?yīng)用到所述裝置同時所述裝置以其中所述裝置是非分布式(例如，不從所述壓印器落下)的方式而位于所述轉(zhuǎn)貼裝置上。

在某些實(shí)施例中，可將等離子體處理應(yīng)用到附接到所述轉(zhuǎn)貼裝置的裝置的底部表面?？墒褂盟鎏幚硪愿倪M(jìn)所述裝置與所述目的地襯底之間的結(jié)合?？墒褂盟鎏幚硪郧鍧嵥龅撞勘砻婕?或從所述底部表面移除任何氧化物層。如果所述裝置具有背側(cè)金屬，那么可使用所述等離子體以從所述金屬的所述表面移除氧化物。

在某些實(shí)施例中，如果所述裝置具有背側(cè)金屬，那么使用已涂覆有助焊劑的配接金屬墊而將所述半導(dǎo)體元件印刷到目的地襯底。在轉(zhuǎn)貼所述裝置之后，所述助焊劑可回流，借此留下所述墊與所述裝置上的所述背側(cè)金屬之間的良好金屬連接。

可在使用現(xiàn)有技術(shù)方法而制造的所述轉(zhuǎn)貼裝置塊體材料的邊緣處注意到凸起效應(yīng)。所述凸起由所述塊體材料與硬板界面(例如，玻璃)之間的熱膨脹系數(shù)(CTE)失配而引起，如(例如)圖22中所展示。在某些實(shí)施例中，本發(fā)明包含經(jīng)設(shè)計(jì)以消除或減小關(guān)于凸起的問題的轉(zhuǎn)貼裝置。在某些實(shí)施例中，使用剃刀剪切所述凸起，使得所述可印刷半導(dǎo)體元件在印刷操作期間不由所述凸起拾取。

在某些實(shí)施例中，在所述塊體容積與所述硬板界面之間放置第二材料。因此，直接位于所述第二材料上方的所述塊體容積材料比其在其它情況下薄。因?yàn)檩^少材料變形且膨脹以形成所述凸起，所以這產(chǎn)生較小凸起。

在一些實(shí)施例中，所述塊體容積的斜面或側(cè)壁使得凸起最小化。如下文所解釋，某些形狀側(cè)壁導(dǎo)致具有較少凸起的轉(zhuǎn)貼裝置。

在某些實(shí)施例中，提供多個塊體材料層(例如，粘彈性材料)。第一塊體材料層是在硬板界面上且通常具有通常成問題的凸起。提供第二塊體材料層于所述第一塊體材料層上。所述第二塊體材料層比所述第一塊體材料層薄。因?yàn)樗龅诙K體材料層較薄，所以其將具有較小凸起。將所述支柱放置于所述第二塊體材料層上且所述支柱相對于所述第二塊體材料層上的凸起是突出的。另外，所述支柱相對于所述第一塊體材料層是突出的，因?yàn)榻?jīng)組合的所述第二塊體材料層的厚度與所述支柱的高度大于所述第一塊體材料層上的凸起。

在某些實(shí)施例中，所述轉(zhuǎn)貼裝置具有在支柱的連續(xù)層上具有連續(xù)較小橫截面的多層支柱。在支柱上形成微支柱。使用所述微支柱以實(shí)體地接觸所述可印刷半導(dǎo)體裝置。所述微支柱通常比所述支柱更短且更窄。多層支柱的使用允許維持所述支柱的所要縱橫比同時仍允許拾取小型裝置。通過所述多層支柱獲得的高度可隨著所述支柱的高度增加而減小凸起問題的風(fēng)險。另外，所述多層支柱可減小關(guān)于下垂的問題。

當(dāng)在拾取操作期間壓縮轉(zhuǎn)貼裝置時，在支柱之間存在下垂可能性。此下垂允許從所述源襯底拾取非所要材料。隨著相鄰支柱之間的跨距增加，所述下垂引起問題的風(fēng)險增加。

可使用多層支柱以增加所述支柱的高度同時維持所述支柱的所要縱橫比，從而減小關(guān)于下垂及凸起的問題。在某些實(shí)施例中，在所述轉(zhuǎn)貼裝置上的支柱之間提供抗下垂特征。所述抗下垂特征可具有使得其不拾取裝置的縱橫比。以此方式，所述抗下垂支柱防止所述轉(zhuǎn)貼裝置中的塊體材料的主體與源襯底接觸，借此減小關(guān)于下垂的問題。

在某些實(shí)施例中，在所述支柱之間使所述轉(zhuǎn)貼裝置具備粗糙表面。所述粗糙表面減小如果下垂發(fā)生將拾取所述可印刷半導(dǎo)體元件的風(fēng)險，因?yàn)樗龃植诒砻鏈p小粘著性。

一方面，本發(fā)明包含一種用于將半導(dǎo)體裝置組裝于目的地襯底的接收表面上的方法，所述方法包含：提供形成于原生襯底上的所述半導(dǎo)體裝置；使所述半導(dǎo)體裝置的頂部表面與具有接觸表面的服貼式轉(zhuǎn)貼裝置(conformable transfer device)接觸，其中所述接觸表面與所述半導(dǎo)體裝置的所述頂部表面之間的接觸至少暫時地將所述半導(dǎo)體裝置結(jié)合到所述服貼式轉(zhuǎn)貼裝置；使所述半導(dǎo)體裝置與所述原生襯底分離，使得所述服貼式轉(zhuǎn)貼裝置的所述接觸表面在所述半導(dǎo)體裝置從所述原生襯底釋放的情況下使所述半導(dǎo)體裝置安置于其上；在使所述半導(dǎo)體裝置與所述目的地襯底的所述接收表面接觸之前，將所述半導(dǎo)體裝置的背側(cè)表面在與所述原生襯底分離之后暴露于等離子體(例如，大氣等離子體)；使安置于所述接觸表面上的所述半導(dǎo)體裝置與所述目的地襯底的所述接收表面接觸；以及使所述服貼式轉(zhuǎn)貼裝置的所述接觸表面與所述半導(dǎo)體裝置分離，借此將所述半導(dǎo)體裝置組裝于所述目的地襯底的所述接收表面上。

在某些實(shí)施例中，使所述背側(cè)表面暴露于等離子體來改進(jìn)所述半導(dǎo)體裝置與所述目的地襯底的所述接收襯底之間的結(jié)合。

在某些實(shí)施例中，使所述背側(cè)表面暴露于等離子體清潔所述半導(dǎo)體裝置的所述背側(cè)表面。

在某些實(shí)施例中，使所述背側(cè)表面暴露于等離子體使從所述半導(dǎo)體裝置的所述背側(cè)表面移除薄氧化物層。

在某些實(shí)施例中，所述目的地襯底是選自由聚合物、塑料、樹脂、聚酰亞胺、PEN、PET、金屬、金屬箔、玻璃、半導(dǎo)體及藍(lán)寶石組成的群組的部件。

在某些實(shí)施例中，所述目的地襯底具有對于可見光的大于或等于50％、80％、90％或95％的透明度。

在某些實(shí)施例中，所述原生襯底包括選自由無機(jī)半導(dǎo)體材料、單晶硅晶片、絕緣體上硅晶片、多晶硅晶片、GaAs晶片、Si(1 1 1)、InAlP、InP、GaAs、InGaAs、AlGaAs、GaSb、GaAlSb、AlSb、InSb、InGaAlSbAs、InAlSb及InGaP組成的群組的部件。

在某些實(shí)施例中，所述等離子體包括還原氣體。

在某些實(shí)施例中，所述方法包含控制工作循環(huán)、滯留時間、所述等離子體的功率及所述等離子體到所述半導(dǎo)體裝置的距離中的至少一者，以防止所述半導(dǎo)體裝置從所述服貼式轉(zhuǎn)貼裝置的所述接觸表面的剪切及剝層。

在某些實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體裝置的所述背側(cè)表面包括金屬。

在某些實(shí)施例中，所述金屬是銅、錫、鋁及其混合物中的至少一者。

在某些實(shí)施例中，所述目的地襯底的所述接收表面至少部分地包括金屬。

在某些實(shí)施例中，所述金屬是銅、錫、鋁及其混合物中的至少一者。

在某些實(shí)施例中，服貼式轉(zhuǎn)貼裝置包括粘彈性壓印器及彈性壓印器中的至少一者。

在某些實(shí)施例中，所述方法包含：在使安置于所述接觸表面上的所述半導(dǎo)體裝置與所述目的地襯底的所述接收表面接觸之前，使所述服貼式轉(zhuǎn)貼裝置與所述原生襯底分離，借此從所述原生襯底拾取所述半導(dǎo)體裝置。

在某些實(shí)施例中，使用不小于5g(例如，5到100g)的初始加速度來執(zhí)行使所述服貼式轉(zhuǎn)貼裝置與所述原生襯底分離。

在某些實(shí)施例中，使所述服貼式轉(zhuǎn)貼裝置與所述原生襯底的所述分離包括下列中的一或兩者：(i)移動所述服貼式轉(zhuǎn)貼裝置遠(yuǎn)離所述原生襯底；以及(ii)移動所述原生襯底遠(yuǎn)離所述服貼式轉(zhuǎn)貼裝置。

在某些實(shí)施例中，所述服貼式轉(zhuǎn)貼裝置包括圓柱形支柱、三角形支柱、矩形支柱、五邊形支柱、六邊形支柱、七邊形支柱及八邊形支柱中的至少一者。

在某些實(shí)施例中，所述服貼式轉(zhuǎn)貼裝置包括具有多個支柱的轉(zhuǎn)貼裝置層，所述支柱中的每一者經(jīng)成形以接觸來自所述原生襯底的個別半導(dǎo)體裝置，借此將半導(dǎo)體裝置陣列組裝于所述目的地襯底的所述接收表面上。

在某些實(shí)施例中，所述服貼式轉(zhuǎn)貼裝置包括定位于所述多個支柱的兩個相鄰支柱之間的一或多個抗下垂支柱。

在某些實(shí)施例中，所述抗下垂支柱的高度小于所述支柱中的一或多者的高度。

在某些實(shí)施例中，所述多個支柱中的每一支柱之間的所述轉(zhuǎn)貼裝置的表面是粗糙化表面。

在某些實(shí)施例中，所述轉(zhuǎn)貼裝置的塊體容積包括第一材料且所述多個支柱包括第二材料，其中所述多個支柱安置于所述塊體容積上。

在某些實(shí)施例中，所述方法包含：在使安置于所述接觸表面上的所述半導(dǎo)體裝置與所述目的地襯底的所述接收表面接觸之后，通過加熱元件加熱聚合物層。

在某些實(shí)施例中，所述方法包含：在提供形成于原生襯底上的所述半導(dǎo)體裝置之后，蝕刻形成于所述半導(dǎo)體裝置與所述原生襯底之間的釋放層的至少一部分。

在某些實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體裝置包括單式無機(jī)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。

在某些實(shí)施例中，所述目的地襯底包括Si。

在某些實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體裝置包括囊封聚合物層。

在某些實(shí)施例中，所述服貼式轉(zhuǎn)貼裝置包括具有相同于所述多個支柱的高度的一或多個抗下垂支柱，每一抗下垂支柱定位于所述多個支柱的至少兩個支柱之間。

在某些實(shí)施例中，將所述半導(dǎo)體裝置組裝于所述目的地襯底的所述接收表面上，使得所述半導(dǎo)體裝置的金屬背側(cè)表面至少部分地接觸所述目的地襯底上的助焊劑層。

在某些實(shí)施例中，所述方法包含：在將所述半導(dǎo)體裝置組裝于所述目的地襯底的所述接收表面上之后，熱處理所述助焊劑層，借此使所述金屬背側(cè)表面固定到所述金屬墊。

在某些實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體裝置具有安置于所述半導(dǎo)體裝置的頂部表面上的聚合物層。

另一方面，本發(fā)明包含一種用于將半導(dǎo)體裝置組裝于目的地襯底的接收表面上的方法，所述方法包含：將安置于所述半導(dǎo)體裝置的頂部表面上的聚合物層提供給形成于原生襯底上的所述半導(dǎo)體裝置；使所述半導(dǎo)體裝置的所述聚合物層與具有接觸表面的服貼式轉(zhuǎn)貼裝置接觸，其中所述接觸表面與所述半導(dǎo)體裝置之間的接觸使所述半導(dǎo)體裝置至少暫時地結(jié)合到所述服貼式轉(zhuǎn)貼裝置；使所述半導(dǎo)體裝置與所述原生襯底分離，使得所述半導(dǎo)體裝置安置于所述服貼式轉(zhuǎn)貼裝置的所述接觸表面上且從所述原生襯底釋放；使安置于所述接觸表面上的所述半導(dǎo)體裝置接觸到所述目的地襯底的所述接收表面；通過加熱元件加熱所述聚合物層；及使所述服貼式轉(zhuǎn)貼裝置的所述接觸表面與所述半導(dǎo)體裝置分離，使得將所述半導(dǎo)體裝置轉(zhuǎn)貼到所述接收表面上，借此將所述半導(dǎo)體裝置組裝于所述目的地襯底的所述接收表面上。

在某些實(shí)施例中，所述加熱元件是熱板。

在某些實(shí)施例中，所述加熱元件安置于所述目的地襯底的與所述半導(dǎo)體裝置相對的側(cè)上。

在某些實(shí)施例中，所述目的地襯底對所述半導(dǎo)體裝置來說是非原生的。

在某些實(shí)施例中，所述方法包含：在加熱所述聚合物層之后，至少部分地移除所述聚合物。

在某些實(shí)施例中，來自所述加熱元件的熱減小所述聚合物層的粘度且致使所述聚合物層流動。

在某些實(shí)施例中，所述聚合物層安置于所述半導(dǎo)體裝置的所述頂部表面上及所述半導(dǎo)體裝置的一或多側(cè)上。

在某些實(shí)施例中，所述聚合物層將所述可印刷半導(dǎo)體的至少一部分囊封于所述原生襯底上。

在某些實(shí)施例中，所述目的地襯底的所述接收表面包括非平面形貌表面。

在某些實(shí)施例中，所述目的地襯底是選自由聚合物、塑料、樹脂、聚酰亞胺、PEN、PET、金屬、金屬箔、玻璃、半導(dǎo)體及藍(lán)寶石組成的群組的部件。

在某些實(shí)施例中，所述目的地襯底具有對于可見光的大于或等于50％、80％、90％或95％的透明度。

在某些實(shí)施例中，所述原生襯底包括選自由無機(jī)半導(dǎo)體材料、單晶硅晶片、絕緣體上硅晶片、多晶硅晶片、GaAs晶片、Si(1 1 1)、InAlP、InP、GaAs、InGaAs、AlGaAs、GaSb、GaAlSb、AlSb、InSb、InGaAlSbAs、InAlSb及InGaP組成的群組的部件。

在某些實(shí)施例中，將所述半導(dǎo)體裝置組裝于所述目的地襯底的所述接收表面上，使得所述半導(dǎo)體裝置的金屬背側(cè)表面至少部分地接觸所述目的地襯底上的助焊劑層。

在某些實(shí)施例中，所述方法包含：在將所述半導(dǎo)體裝置組裝于所述目的地襯底的所述接收表面上之后，熱處理所述助焊劑層，借此使所述金屬背側(cè)表面固定到所述金屬墊。

在某些實(shí)施例中，所述方法包含：在使所述半導(dǎo)體裝置與所述目的地襯底的所述接收表面接觸之前，將所述半導(dǎo)體裝置的背側(cè)表面(與所述半導(dǎo)體裝置的所述頂部表面相對)在與所述原生襯底分離之后暴露于等離子體。

另一方面，本發(fā)明包含一種用于將半導(dǎo)體裝置組裝于目的地襯底的接收表面上的方法，所述方法包含：提供形成于原生襯底上的所述半導(dǎo)體裝置，所述半導(dǎo)體裝置包括金屬背側(cè)表面；使所述半導(dǎo)體裝置的頂部表面與具有接觸表面的服貼式轉(zhuǎn)貼裝置接觸，其中所述接觸表面與所述半導(dǎo)體裝置之間的接觸使所述半導(dǎo)體裝置至少暫時地結(jié)合到所述服貼式轉(zhuǎn)貼裝置；使所述半導(dǎo)體裝置與所述原生襯底分離，使得所述服貼式轉(zhuǎn)貼裝置的所述接觸表面在所述半導(dǎo)體裝置從所述原生襯底釋放的情況下使所述半導(dǎo)體裝置安置于其上；使安置于所述接觸表面上的所述半導(dǎo)體裝置與所述目的地襯底的所述接收表面接觸，其中所述接收表面包括安置于所述目的地襯底上的金屬墊上的助焊劑層；使所述服貼式轉(zhuǎn)貼裝置的所述接觸表面與所述半導(dǎo)體裝置分離，借此將所述半導(dǎo)體裝置組裝于所述目的地襯底的所述接收表面上，使得所述半導(dǎo)體裝置的所述金屬背側(cè)表面至少部分地接觸所述助焊劑層；及使所述助焊劑層暴露于熱，借此使所述金屬背側(cè)表面固定到所述金屬墊。

在某些實(shí)施例中，熱處理所述助焊劑層包括使所述助焊劑層暴露于熱。

在某些實(shí)施例中，使用加熱元件而使所述助焊劑層暴露于熱。

在某些實(shí)施例中，所述加熱元件是熱板。

在某些實(shí)施例中，所述加熱元件安置于所述目的地襯底的與所述可印刷半導(dǎo)體裝置相對的側(cè)上。

在某些實(shí)施例中，提供形成于所述原生襯底上的所述半導(dǎo)體裝置包括：將安置于所述半導(dǎo)體裝置的頂部表面上的聚合物層提供給形成于所述原生襯底上的所述半導(dǎo)體裝置。

在某些實(shí)施例中，所述目的地襯底是選自由聚合物、塑料、樹脂、聚酰亞胺、PEN、PET、金屬、金屬箔、玻璃、半導(dǎo)體及藍(lán)寶石組成的群組的部件。

在某些實(shí)施例中，所述目的地襯底具有對于可見光的大于或等于50％、80％、90％或95％的透明度。

在某些實(shí)施例中，所述原生襯底包括選自由無機(jī)半導(dǎo)體材料、單晶硅晶片、絕緣體上硅晶片、多晶硅晶片、GaAs晶片、Si(1 1 1)、InAlP、InP、GaAs、InGaAs、AlGaAs、GaSb、GaAlSb、AlSb、InSb、InGaAlSbAs、InAlSb及InGaP組成的群組的部件。

在某些實(shí)施例中，提供形成于所述原生襯底上的所述半導(dǎo)體裝置包括：在所述原生襯底上形成所述半導(dǎo)體裝置；及至少部分地使用聚合物層來囊封所述可印刷半導(dǎo)體。

在某些實(shí)施例中，使用聚合物層來囊封形成于所述原生襯底上的所述半導(dǎo)體裝置。

在某些實(shí)施例中，所述目的地襯底的所述接收表面包括一或多個非平面形貌特征。

在某些實(shí)施例中，所述一或多個非平面形貌特征包括選自由臺面、v形通道及溝槽組成的群組的至少一個部件。

在某些實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體裝置具有安置于所述半導(dǎo)體裝置的頂部表面上的聚合物層。

在某些實(shí)施例中，所述方法包含：在使安置于所述接觸表面上的所述半導(dǎo)體裝置與所述目的地襯底的所述接收表面接觸之后，通過加熱元件加所述聚合物層。

在某些實(shí)施例中，所述方法包含：在與所述原生襯底分離之后且在使所述半導(dǎo)體裝置與所述目的地襯底的所述接收表面接觸之前，將所述半導(dǎo)體裝置的背側(cè)表面(與所述半導(dǎo)體裝置的所述頂部表面相對)暴露于等離子體。

另一方面，本發(fā)明包含一種具有經(jīng)減小凸起的服貼式轉(zhuǎn)貼裝置，所述轉(zhuǎn)貼裝置包括：塊體容積，其具有第一表面及與所述第一表面相對的第二表面以及所述第一表面與所述第二表面之間的側(cè)，其中塊體區(qū)域包括使所述側(cè)連接到所述第一表面的錐形表面；及多個印刷支柱，其安置于所述塊體容積的所述第一表面上以用于拾取可印刷材料，其中所述多個印刷支柱及所述塊體容積經(jīng)布置使得將施加到所述塊體容積的所述第二表面的力傳輸?shù)剿龆鄠€印刷支柱。

在某些實(shí)施例中，所述多個支柱中的每一支柱的縱橫比(高度相對寬度)小于或等于4:1(例如，從2:1到4:1)。

在某些實(shí)施例中，所述多個印刷支柱中的每一支柱包括在所述支柱的與所述第一表面相對的端上的接觸表面，其中所述多個支柱的所述接觸表面大體上在同一平面上。

在某些實(shí)施例中，多個印刷支柱的所述厚度是從1微米到100微米(例如，從1到5微米、5到10微米、10到15微米、50到25微米、25到40微米、40到60微米、60到80或80到100微米)。

在某些實(shí)施例中，所述塊體容積的所述厚度是從.5mm到5mm(例如，從.5到1mm、1到2mm、2到3mm、3到4mm或4到5mm)。

在某些實(shí)施例中，所述多個印刷支柱的所述厚度與所述塊體容積的所述厚度的比率是從1:1到1:10(例如，從1:1到1:2、1:2到1:4、1:4到1:6、1:6到1:8或1:8到1:10)。

在某些實(shí)施例中，所述塊體容積具有從1GPa到10GPa(例如，從1到4GPa、4到7GPa、7到10GPa)的楊氏(Young's)模量。

在某些實(shí)施例中，所述多個印刷支柱具有從1MPa到10MPa(例如，從1到4MPa、4到7MPa、7到10MPa)的楊氏模量。

在某些實(shí)施例中，所述多個印刷支柱具有第一楊氏模量，且所述基底具有大于所述第一楊氏模量的第二楊氏模量。

在某些實(shí)施例中，所述塊體容積包括具有小于或等于14.5ppm的熱膨脹系數(shù)的聚合物。

在某些實(shí)施例中，所述多個印刷支柱占據(jù)選自10cm²到260cm²(例如，從10cm²到40cm²、40cm²到80cm²、120cm²到160cm²、160cm²到200cm²、200cm²到240cm²或240cm²到260cm²)的面積。

在某些實(shí)施例中，所述多個印刷支柱的每一印刷支柱具有從50納米到10微米(例如，50nm到100nm、100nm到200nm、200nm到400nm、400nm到600nm、600nm到800nm、800nm到1微米、1微米到5微米或5微米到10微米)的寬度、長度及高度中的至少一者。

在某些實(shí)施例中，所述多個印刷支柱形成于連續(xù)單式層中。

在某些實(shí)施例中，所述多個印刷支柱包括聚合物。

在某些實(shí)施例中，所述塊體容積是聚二甲基硅氧烷(PDMS)。

在某些實(shí)施例中，所述塊體容積及所述多個印刷支柱由單一材料形成。

在某些實(shí)施例中，所述支柱的至少一部分布置于所述第一表面上，遠(yuǎn)離所述第一表面的邊緣達(dá)從1mm到15mm(例如，遠(yuǎn)離所述邊緣達(dá)從1mm到5mm或5mm到10mm、10mm到15mm)。

在某些實(shí)施例中，所述塊體容積具有所述第一表面與所述第二表面之間的側(cè)表面。

在某些實(shí)施例中，所述側(cè)表面具有斜面及/或圓化邊緣。

在某些實(shí)施例中，所述側(cè)表面具有圓化輪廓(例如，凸面或凹面)。

在某些實(shí)施例中，所述側(cè)表面具有與水平面(平行于所述第一表面)形成不大于75°(例如，不大于60°、不大于45°、不大于30°或不大于15°)的角度的斜面邊緣。

另一方面，本發(fā)明包含一種包括具有具多個(例如，陣列的)支柱安置于其上的表面的臺面配置的彈性體(例如，PDMS)板(例如，塊體容積)的服貼式轉(zhuǎn)貼裝置，其中下列中的一或多者成立[(i)、(ii)及/或(iii)中的任何者]：(i)所述臺面的邊緣具有斜面及/或圓化邊緣以便減小所述表面的變形且允許所述多個支柱的準(zhǔn)確間距；(ii)所述多個支柱布置于所述表面上，遠(yuǎn)離所述邊緣達(dá)至少1mm(例如，遠(yuǎn)離所述邊緣達(dá)從1mm到5mm或5mm到20mm)；及(iii)所述臺面具有不大于10mm(例如，從1到5mm)的厚度。

在某些實(shí)施例中，所述臺面的所述邊緣具有與水平面(平行于所述表面)形成不大于75°(例如，不大于60°、不大于45°、不大于30°或不大于15°)的角度的斜面邊緣。

在某些實(shí)施例中，所述臺面的所述邊緣具有圓化輪廓(例如，凸面或凹面)。

在某些實(shí)施例中，所述裝置包含所述彈性體板安置于其上的襯底(例如，玻璃)。

在某些實(shí)施例中，所述多個支柱中的每一支柱的縱橫比(高度相對寬度)小于或等于4:1(例如，從2:1到4:1)。

在某些實(shí)施例中，所述多個印刷支柱中的每一支柱在所述支柱的與所述第一表面相對的端上包括接觸表面，其中所述多個支柱的所述接觸表面大體上在同一平面上。

在某些實(shí)施例中，所述支柱的所述厚度是從1微米到100微米(例如，從1到5微米、5到10微米、10到15微米、50到25微米、25到40微米、40到60微米、60到80微米或80到100微米)。

在某些實(shí)施例中，所述臺面的所述厚度是從.5mm到5mm(例如，從.5到1mm、1到2mm、2到3mm、3到4mm或4到5mm)。

在某些實(shí)施例中，所述多個支柱的所述厚度與所述臺面的所述厚度的比率是從1:1到1:10(例如，從1:1到1:2、1:2到1:4、1:4到1:6、1:6到1:8或1:8到1:10)。

在某些實(shí)施例中，所述臺面具有從1GPa到10GPa(例如，從1到4GPa、4到7GPa、7到10GPa)的楊氏模量。

在某些實(shí)施例中，所述支柱具有從1MPa到10MPa(例如，從1到4MPa、4到7MPa、7到10MPa)的楊氏模量。

在某些實(shí)施例中，所述支柱具有第一楊氏模量且所述臺面具有大于所述第一楊氏模量的第二楊氏模量。

在某些實(shí)施例中，所述支柱具有從1MPa到5MPa的楊氏模量。

在某些實(shí)施例中，所述臺面包括具有小于或等于14.5ppm的熱膨脹系數(shù)的聚合物。

在某些實(shí)施例中，所述支柱占據(jù)選自10cm²到260cm²(例如，從10cm²到40cm²、40cm²到80cm²、120cm²到160cm²、160cm²到200cm²、200cm²到240cm²或240cm²到260cm²)的面積。

在某些實(shí)施例中，所述支柱中的每一支柱具有從50納米到10微米(例如，50nm到100nm、100nm到200nm、200nm到400nm、400nm到600nm、600nm到800nm、800nm到1微米、1微米到5微米或5微米到10微米)的寬度、長度及高度中的至少一者。

在某些實(shí)施例中，所述支柱形成于連續(xù)單式層中。

在某些實(shí)施例中，所述支柱包括聚合物。

在某些實(shí)施例中，所述臺面是聚二甲基硅氧烷(PDMS)。

在某些實(shí)施例中，所述臺面及所述支柱由單一材料形成。

另一方面，本發(fā)明包含一種服貼式轉(zhuǎn)貼裝置，所述轉(zhuǎn)貼裝置包含：塊體容積，其具有第一表面及與所述第一表面相對的第二表面；臺面，其安置于所述塊體容積上；層，其包括與所述塊體容積相對而安置于所述臺面上的用于拾取可印刷材料的多個支柱(例如，支柱陣列)，其中所述多個支柱、所述臺面及所述塊體容積經(jīng)布置使得將施加到所述塊體容積的所述第二表面的力傳輸?shù)剿龆鄠€支柱。

在某些實(shí)施例中，所述臺面的厚度大于所述支柱的厚度。

在某些實(shí)施例中，所述多個支柱中的每一支柱的縱橫比(高度相對寬度)小于或等于4:1(例如，從2:1到4:1)。

在某些實(shí)施例中，所述多個印刷支柱中的每一支柱包括在所述支柱的與所述第一表面相對的端上的接觸表面，其中所述多個支柱的所述接觸表面大體上在同一平面上。

在某些實(shí)施例中，所述支柱的所述厚度是從1微米到100微米(例如，從1到5微米、5到10微米、10到15微米、50到25微米、25到40微米、40到60微米、60到80微米或80到100微米)。

在某些實(shí)施例中，所述塊體容積的厚度是從.5mm到5mm(例如，從.5到1mm、1到2mm、2到3mm、3到4mm或4到5mm)。

在某些實(shí)施例中，所述支柱的厚度與所述塊體容積的厚度的比率是從1:1到1:10(例如，從1:1到1:2、1:2到1:4、1:4到1:6、1:6到1:8或1:8到1:10)。

在某些實(shí)施例中，所述塊體容積具有從1GPa到10GPa(例如，從1到4GPa、4到7GPa、7到10GPa)的楊氏模量。

在某些實(shí)施例中，所述支柱具有從1MPa到10MPa(例如，從1到4MPa、4到7MPa、7到10MPa)的楊氏模量。

在某些實(shí)施例中，所述支柱具有第一楊氏模量且所述塊體容積具有大于所述第一楊氏模量的第二楊氏模量。

在某些實(shí)施例中，所述臺面具有所述第一楊氏模量。

在某些實(shí)施例中，所述臺面具有所述第二楊氏模量。

在某些實(shí)施例中，所述塊體容積包括具有小于或等于14.5ppm的熱膨脹系數(shù)的聚合物。

在某些實(shí)施例中，所述支柱占據(jù)選自10cm²到260cm²(例如，從10cm²到40cm²、40cm²到80cm²、120cm²到160cm²、160cm²到200cm²、200cm²到240cm²或240cm²到260cm²)面積。

在某些實(shí)施例中，所述多個支柱中的每一支柱具有從50納米到10微米(例如，50nm到100nm、100nm到200nm、200nm到400nm、400nm到600nm、600nm到800nm、800nm到1微米、1微米到5微米或5微米到10微米)的寬度、長度及高度中的至少一者。

在某些實(shí)施例中，所述支柱形成于連續(xù)單式層中。

在某些實(shí)施例中，所述支柱包括聚合物。

在某些實(shí)施例中，所述塊體容積是聚二甲基硅氧烷(PDMS)。

在某些實(shí)施例中，所述塊體容積及所述支柱由單一材料形成。

在某些實(shí)施例中，所述支柱的至少一部分布置于所述第一表面上，遠(yuǎn)離所述第一表面的邊緣達(dá)從1mm到15mm(例如，遠(yuǎn)離所述邊緣達(dá)從1mm到5mm或5mm到10mm、10mm到15mm)。

在某些實(shí)施例中，所述塊體容積具有所述第一表面與所述第二表面之間的側(cè)表面。

在某些實(shí)施例中，所述側(cè)表面具有斜面及/或圓化邊緣。

在某些實(shí)施例中，所述側(cè)表面具有圓化輪廓(例如，凸面或凹面)。

在某些實(shí)施例中，所述側(cè)表面具有與水平面(平行于所述第一表面)形成不大于75°(例如，不大于60°、不大于45°、不大于30°或不大于15°)的角度的斜面邊緣。

另一方面，本發(fā)明包含一種修改服貼式轉(zhuǎn)貼裝置以減小凸起的方法，所述方法包括：提供轉(zhuǎn)貼裝置，所述轉(zhuǎn)貼裝置包括：塊體容積，其具有第一表面及與所述第一表面相對的第二表面以及所述第一表面與所述第二表面之間的一或多側(cè)；多個印刷支柱，其安置于所述塊體容積的所述第一表面上以用于拾取可印刷材料，其中所述多個印刷支柱及所述塊體容積經(jīng)布置使得將施加到所述塊體容積的所述第二表面的力傳輸?shù)剿龆鄠€印刷支柱；及以相對于所述第一表面的非零角度剪切塊體襯底的所述第一表面的邊緣，借此減小所述邊緣處的凸起。

在某些實(shí)施例中，所述多個支柱中的每一支柱的縱橫比(高度相對寬度)小于或等于4:1(例如，從2:1到4:1)。

在某些實(shí)施例中，所述多個印刷支柱中的每一支柱包括在所述支柱的與所述第一表面相對的端上的接觸表面，其中所述多個支柱的所述接觸表面大體上在同一平面上。

在某些實(shí)施例中，多個印刷支柱的厚度是從1微米到100微米(例如，從1到5微米、5到10微米、10到15微米、50到25微米、25到40微米、40到60微米、60到80微米或80到100微米)。

在某些實(shí)施例中，所述塊體容積的厚度是從.5mm到5mm(例如，從.5到1mm、1到2mm、2到3mm、3到4mm或4到5mm)。

在某些實(shí)施例中，所述多個印刷支柱的厚度與所述塊體容積的厚度的比率是從1:1到1:10(例如，從1:1到1:2、1:2到1:4、1:4到1:6、1:6到1:8或1:8到1:10)。

在某些實(shí)施例中，所述塊體容積具有從1GPa到10GPa(例如，從1到4GPa、4到7GPa、7到10GPa)的楊氏模量。

在某些實(shí)施例中，所述多個印刷支柱具有從1MPa到10MPa(例如，從1到4MPa、4到7MPa、7到10MPa)的楊氏模量。

在某些實(shí)施例中，所述多個印刷支柱具有第一楊氏模量且所述塊體容積具有大于所述第一楊氏模量的第二楊氏模量。

在某些實(shí)施例中，所述塊體容積包括具有小于或等于14.5ppm的熱膨脹系數(shù)的聚合物。

在某些實(shí)施例中，所述多個印刷支柱占據(jù)選自10cm²到260cm²(例如，從10cm²到40cm²、40cm²到80cm²、120cm²到160cm²、160cm²到200cm²、200cm²到240cm²或240cm²到260cm²)的面積。

在某些實(shí)施例中，所述多個印刷支柱的每一印刷支柱具有從50納米到10微米(例如，50nm到100nm、100nm到200nm、200nm到400nm、400nm到600nm、600nm到800nm、800nm到1微米、1微米到5微米或5微米到10微米)的寬度、長度及高度中的至少一者。

在某些實(shí)施例中，所述多個印刷支柱形成于連續(xù)單式層中。

在某些實(shí)施例中，所述多個印刷支柱包括聚合物。

在某些實(shí)施例中，所述塊體容積是聚二甲基硅氧烷(PDMS)。

在某些實(shí)施例中，所述塊體容積及所述多個印刷支柱由單一材料形成。

在某些實(shí)施例中，所述支柱的至少部分布置于所述第一表面上，遠(yuǎn)離所述第一表面的邊緣達(dá)從1mm到15mm(例如，遠(yuǎn)離所述邊緣達(dá)從1mm到5mm或5mm到10mm、10mm到15mm)。

在某些實(shí)施例中，所述塊體容積具有所述第一表面與所述第二表面之間的側(cè)表面。

在某些實(shí)施例中，所述側(cè)表面具有斜面及/或圓化邊緣。

在某些實(shí)施例中，所述側(cè)表面具有圓化輪廓(例如，凸面或凹面)。

在某些實(shí)施例中，所述側(cè)表面具有與水平面(平行于所述第一表面)形成不大于75°(例如，不大于60°、不大于45°、不大于30°或不大于15°)的角度的斜面邊緣。

另一方面，本發(fā)明包含一種服貼式轉(zhuǎn)貼裝置，所述轉(zhuǎn)貼裝置包含：塊體容積，其具有第一表面及與所述第一表面相對的第二表面；及多個支柱，其安置于所述塊體容積的所述第一表面上以用于拾取可印刷材料，其中每一支柱包括基底區(qū)段及頂部區(qū)段，其中所述頂部區(qū)段具有小于所述基底區(qū)段的橫截面積的橫截面積(例如，小于所述基底區(qū)段的所述橫截面積的50％、30％、25％、10％)。

在某些實(shí)施例中，所述多個支柱中的每一者包括在所述支柱的與所述第一表面相對的端上的接觸表面，其中所述多個支柱的所述接觸表面大體上在同一平面上。

在某些實(shí)施例中，支柱的厚度范圍從1微米到100微米(例如，從1到5微米、5到10微米、10到15微米、50到25微米、25到40微米、40到60微米、60到80微米或80到100微米)。

在某些實(shí)施例中，所述塊體容積的厚度是從.5mm到5mm(例如，從.5到1mm、1到2mm、2到3mm、3到4mm或4到5mm)。

在某些實(shí)施例中，所述支柱的厚度與所述塊體容積的厚度的比率是從1:1到1:10(例如，從1:1到1:2、1:2到1:4、1:4到1:6、1:6到1:8或1:8到1:10)。

在某些實(shí)施例中，所述塊體容積具有從1GPa到10GPa(例如，從1到4GPa、4到7GPa、7到10GPa)的楊氏模量。

在某些實(shí)施例中，所述支柱具有從1MPa到10MPa(例如，從1到4MPa、4到7MPa、7到10MPa)的楊氏模量。

在某些實(shí)施例中，所述支柱具有第一楊氏模量且基底具有大于所述第一楊氏模量的第二楊氏模量。

在某些實(shí)施例中，所述塊體容積包括具有小于或等于14.5ppm的熱膨脹系數(shù)的聚合物。

在某些實(shí)施例中，所述支柱占據(jù)選自10cm²到260cm²(例如，從10cm²到40cm²、40cm²到80cm²、120cm²到160cm²、160cm²到200cm²、200cm²到240cm²或240cm²到260cm²)的面積。

在某些實(shí)施例中，所述多個支柱中的每一支柱具有從50納米到10微米(例如，50nm到100nm、100nm到200nm、200nm到400nm、400nm到600nm、600nm到800nm、800nm到1微米、1微米到5微米或5微米到10微米)的寬度、長度及高度中的至少一者。

在某些實(shí)施例中，所述支柱形成于連續(xù)單式層中。

在某些實(shí)施例中，所述支柱包括聚合物。

在某些實(shí)施例中，所述塊體容積是聚二甲基硅氧烷(PDMS)。

在某些實(shí)施例中，所述塊體容積及所述支柱由單一材料形成。

在某些實(shí)施例中，所述多個支柱中的每一支柱的縱橫比(高度相對寬度)小于或等于4:1(例如，從2:1到4:1)。

在某些實(shí)施例中，所述塊體容積具有所述第一表面與所述第二表面之間的側(cè)表面。

在某些實(shí)施例中，所述側(cè)表面具有斜面及/或圓化邊緣。

在某些實(shí)施例中，所述側(cè)表面具有圓化輪廓(例如，凸面或凹面)。

在某些實(shí)施例中，所述側(cè)表面具有與水平面(平行于所述第一表面)形成不大于75°(例如，不大于60°、不大于45°、不大于30°或不大于15°)的角度的斜面邊緣。

在某些實(shí)施例中，所述支柱的至少部分布置于所述第一表面上，遠(yuǎn)離所述第一表面的邊緣達(dá)從1mm到15mm(例如，遠(yuǎn)離所述邊緣達(dá)從1mm到5mm或5mm到10mm、10mm到15mm)。

另一方面，本發(fā)明包含一種服貼式轉(zhuǎn)貼裝置，所述轉(zhuǎn)貼裝置包含：塊體容積，其具有第一表面及與所述第一表面相對的第二表面；多個印刷支柱，其安置于所述塊體容積的所述第一表面上以用于拾取可印刷材料；多個抗下垂支柱，其安置于所述塊體容積的所述第一表面上以用于防止所述塊體容積的所述第一表面下垂且防止在通過所述多個印刷支柱拾取可印刷材料時非故意地拾取可印刷材料，其中所述多個印刷支柱及所述塊體容積經(jīng)布置使得將施加到所述塊體容積的所述第二表面的力傳輸?shù)剿龆鄠€印刷支柱。

在某些實(shí)施例中，所述多個印刷支柱及所述多個抗下垂支柱安置于定位于所述多個印刷支柱與所述多個抗下垂支柱之間的連接層上。

在某些實(shí)施例中，所述連接層包括薄金屬層。

在某些實(shí)施例中，所述多個支柱中的每一者包括在所述支柱的與所述第一表面相對的端上的接觸表面，其中所述多個支柱的所述接觸表面大體上在同一平面上。

在某些實(shí)施例中，所述印刷支柱的厚度是從1微米到100微米(例如，從1到5微米、5到10微米、10到15微米、50到25微米、25到40微米、40到60微米、60到80微米或80到100微米)。

在某些實(shí)施例中，所述塊體容積的厚度是從.5mm到5mm(例如，從.5mm到1mm、1mm到2mm、2mm到3mm、3mm到4mm或4mm到5mm)。

在某些實(shí)施例中，所述印刷支柱的厚度與所述塊體容積的厚度的比率是從1:1到1:10(例如，從1:1到1:2、1:2到1:4、1:4到1:6、1:6到1:8或1:8到1:10)。

在某些實(shí)施例中，所述塊體容積具有從1GPa到10GPa(例如，從1到4GPa、4到7GPa、7到10GPa)的楊氏模量。

在某些實(shí)施例中，所述印刷支柱具有從1MPa到10MPa(例如，從1到4MPa、4到7MPa、7到10MPa)的楊氏模量。

在某些實(shí)施例中，所述印刷支柱具有第一楊氏模量且所述塊體容積具有大于所述第一楊氏模量的第二楊氏模量。

在某些實(shí)施例中，所述塊體容積包括具有小于或等于14.5ppm的熱膨脹系數(shù)的聚合物。

在某些實(shí)施例中，所述印刷支柱占據(jù)選自10cm²到260cm²(例如，從10cm²到40cm²、40cm²到80cm²、120cm²到160cm²、160cm²到200cm²、200cm²到240cm²或240cm²到260cm²)的面積。

在某些實(shí)施例中，所述印刷支柱中的每一者具有從50納米到10微米(例如，50nm到100nm、100nm到200nm、200nm到400nm、400nm到600nm、600nm到800nm、800nm到1微米、1微米到5微米或5微米到10微米)的寬度、長度及高度中的至少一者。

在某些實(shí)施例中，所述印刷支柱形成于連續(xù)單式層中。

在某些實(shí)施例中，所述印刷支柱包括聚合物。

在某些實(shí)施例中，所述塊體容積是聚二甲基硅氧烷(PDMS)。

在某些實(shí)施例中，所述塊體容積及所述印刷支柱由單一材料形成。

在某些實(shí)施例中，所述抗下垂支柱穿插于所述印刷支柱之間。

在某些實(shí)施例中，所述多個抗下垂支柱具有大于所述印刷支柱的模量。

在某些實(shí)施例中，所述支柱的每一支柱的縱橫比(高度相對寬度)小于或等于4:1(例如，從2:1到4:1)。

在某些實(shí)施例中，所述支柱的至少部分布置于所述第一表面上，遠(yuǎn)離所述第一表面的邊緣達(dá)從1mm到15mm(例如，遠(yuǎn)離所述邊緣達(dá)從1mm到5mm或5mm到10mm、10mm到15mm)。

在某些實(shí)施例中，所述塊體容積具有所述第一表面與所述第二表面之間的側(cè)表面。

在某些實(shí)施例中，所述側(cè)表面具有斜面及/或圓化邊緣。

在某些實(shí)施例中，所述側(cè)表面具有圓化輪廓(例如，凸面或凹面)。

在某些實(shí)施例中，所述側(cè)表面具有與水平面(平行于所述第一表面)形成不大于75°(例如，不大于60°、不大于45°、不大于30°或不大于15°)的角度的斜面邊緣。

另一方面，本發(fā)明包含一種服貼式轉(zhuǎn)貼裝置，所述轉(zhuǎn)貼裝置包含：塊體容積，其具有第一表面及與所述第一表面相對的第二表面；及多個支柱，其安置于所述塊體容積的所述第一表面上以用于拾取可印刷材料，其中所述多個支柱及所述塊體容積經(jīng)布置使得將施加到所述塊體容積的所述第二表面的力傳輸?shù)剿龆鄠€支柱，其中未由所述多個支柱占據(jù)的所述第一表面的區(qū)域的部分包括粗糙化區(qū)域(例如，借此抗下垂)。

在某些實(shí)施例中，所述粗糙化區(qū)域包括多個特征，每一特征具有小于每一支柱的寬度的寬度及小于每一支柱的高度的高度。

在某些實(shí)施例中，所述粗糙化區(qū)域定位于所述支柱之間的所述第一表面上。

在某些實(shí)施例中，所述粗糙化區(qū)域包括圖案化特征陣列。

200.根據(jù)權(quán)利要求196到199中任一權(quán)利要求所述的裝置，其中所述粗糙化區(qū)域包括隨機(jī)特征陣列。

在某些實(shí)施例中，所述多個支柱中的每一者包括在所述支柱的與所述第一表面相對的所述端上的接觸表面，其中所述多個支柱的所述接觸表面大體上在同一平面上。

在某些實(shí)施例中，支柱的厚度是從1微米到100微米(例如，從1到5微米、5到10微米、10到15微米、50到25微米、25到40微米、40到60微米、60到80微米或80到100微米)。

在某些實(shí)施例中，所述塊體容積的厚度是從.5mm到5mm(例如，從.5到1mm、1到2mm、2到3mm、3到4mm或4到5mm)。

在某些實(shí)施例中，所述支柱的厚度與所述塊體容積的厚度的比率是從1:1到1:10(例如，從1:1到1:2、1:2到1:4、1:4到1:6、1:6到1:8或1:8到1:10)。

在某些實(shí)施例中，所述塊體容積具有從1GPa到10GPa(例如，從1到4GPa、4到7GPa、7到10GPa)的楊氏模量。

在某些實(shí)施例中，所述支柱具有從1MPa到10MPa(例如，從1MPa到4MPa、4MPa到7MPa、7MPa到10MPa)的楊氏模量。

在某些實(shí)施例中，所述支柱具有第一楊氏模量且所述塊體容積具有大于所述第一楊氏模量的第二楊氏模量。

在某些實(shí)施例中，所述塊體容積包括具有小于或等于14.5ppm的熱膨脹系數(shù)的聚合物。

在某些實(shí)施例中，所述支柱占據(jù)選自10cm²到260cm²(例如，從10cm²到40cm²、40cm²到80cm²、120cm²到160cm²、160cm²到200cm²、200cm²到240cm²或240cm²到260cm²)的面積。

在某些實(shí)施例中，所述支柱中的每一者具有從50納米到10微米的寬度、長度及高度中的至少一者。

在某些實(shí)施例中，所述支柱形成于連續(xù)單式層中。

在某些實(shí)施例中，所述支柱包括聚合物。

在某些實(shí)施例中，所述塊體容積是PDMS。

在某些實(shí)施例中，所述塊體容積及所述支柱由單一材料形成。

在某些實(shí)施例中，所述服貼式轉(zhuǎn)貼裝置是粘彈性壓印器。

在某些實(shí)施例中，所述服貼式轉(zhuǎn)貼裝置是彈性壓印器。

在某些實(shí)施例中，所述彈性壓印器由聚二甲基硅氧烷(PDMS)制成。

在某些實(shí)施例中，所述支柱的每一支柱的縱橫比(高度相對寬度)小于或等于4:1(例如，從2:1到4:1)。

在某些實(shí)施例中，所述支柱布置于所述第一表面上，遠(yuǎn)離所述第一表面的邊緣達(dá)從1mm到15mm(例如，遠(yuǎn)離所述邊緣達(dá)從1mm到5mm或5mm到10mm、10mm到15mm)。

在某些實(shí)施例中，所述塊體容積具有所述第一表面與所述第二表面之間的側(cè)表面。

在某些實(shí)施例中，所述側(cè)表面具有斜面及/或圓化邊緣。

在某些實(shí)施例中，所述側(cè)表面具有圓化輪廓(例如，凸面或凹面)。

在某些實(shí)施例中，所述側(cè)表面具有與水平面(平行于所述第一表面)形成不大于75°(例如，不大于60°、不大于45°、不大于30°或不大于15°)的角度的斜面邊緣。

另一方面，本發(fā)明包含一種服貼式轉(zhuǎn)貼裝置，所述轉(zhuǎn)貼裝置包含：基底，其包括第一材料；子基底，其包括第二材料且安置于所述基底上(例如，其中所述子基底具有小于所述基底的橫截面積)；塊體容積，其包括不同于所述基底及所述子基底的材料且至少部分地安置于所述子基底上(例如，且也至少部分地在所述基底處)，其中安置于所述子基底上的所述塊體容積的部分的厚度小于所述子基底的厚度；及多個支柱，其與所述子基底相對且在所述子基底上方安置于所述塊體容積上以用于拾取可印刷材料，其中所述多個支柱、所述基底、所述子基底及所述塊體容積經(jīng)布置使得將施加到所述基底的與所述子基底相對的表面的力傳輸?shù)剿龆鄠€支柱。

在某些實(shí)施例中，所述第一材料包括玻璃。

在某些實(shí)施例中，所述第一材料與所述第二材料是相同的。

在某些實(shí)施例中，所述塊體容積及所述印刷支柱由單一材料形成。

在某些實(shí)施例中，所述塊體容積包括聚合物。

在某些實(shí)施例中，所述第一材料是透明的。

在某些實(shí)施例中，所述第二材料是透明的。

在某些實(shí)施例中，所述多個支柱中的每一者包括在所述支柱的與所述塊體容積相對的端上的接觸表面，其中所述多個支柱的所述接觸表面大體上在同一平面上。

在某些實(shí)施例中，所述支柱的厚度是從1微米到100微米(例如，從1到5微米、5到10微米、10到15微米、50到25微米、25到40微米、40到60微米、60到80微米或80到100微米)。

在某些實(shí)施例中，所述塊體容積的厚度是從.5mm到5mm(例如，從.5到1mm、1到2mm、2到3mm、3到4mm或4到5mm)。

在某些實(shí)施例中，所述支柱的厚度與所述塊體容積的厚度的比率是從1:1到1:10(例如，從1:1到1:2、1:2到1:4、1:4到1:6、1:6到1:8或1:8到1:10)。

在某些實(shí)施例中，所述塊體容積具有從1GPa到10GPa(例如，從1到4GPa、4到7GPa、7到10GPa)的楊氏模量。

在某些實(shí)施例中，所述支柱具有從1MPa到10MPa(例如，從1到4MPa、4到7MPa、7到10MPa)的楊氏模量。

在某些實(shí)施例中，所述支柱具有第一楊氏模量，且所述基底具有大于所述第一楊氏模量的第二楊氏模量。

在某些實(shí)施例中，所述塊體容積包括具有小于或等于14.5ppm的熱膨脹系數(shù)的聚合物。

在某些實(shí)施例中，所述支柱占據(jù)選自10cm²到260cm²(例如，從10cm²到40cm²、40cm²到80cm²、120cm²到160cm²、160cm²到200cm²、200cm²到240cm²或240cm²到260cm²)的面積。

在某些實(shí)施例中，所述多個支柱中的每一支柱具有從50納米到10微米(例如，50nm到100nm、100nm到200nm、200nm到400nm、400nm到600nm、600nm到800nm、800nm到1微米、1微米到5微米或5微米到10微米)的寬度、長度及高度中的至少一者。

在某些實(shí)施例中，所述支柱形成于連續(xù)單式層中。

在某些實(shí)施例中，所述支柱包括聚合物。

在某些實(shí)施例中，所述塊體容積是聚二甲基硅氧烷(PDMS)。

在某些實(shí)施例中，所述塊體容積具有大于所述支柱的模量。

在某些實(shí)施例中，所述支柱的每一支柱的縱橫比(高度相對寬度)小于或等于4:1(例如，從2:1到4:1)。

在某些實(shí)施例中，所述支柱的至少部分布置于所述第一表面上，遠(yuǎn)離所述第一表面的邊緣達(dá)從1mm到15mm(例如，遠(yuǎn)離所述邊緣達(dá)從1mm到5mm或5mm到10mm、10mm到15mm)。

在某些實(shí)施例中，所述塊體容積具有所述第一表面與所述第二表面之間的側(cè)表面。

在某些實(shí)施例中，所述側(cè)表面具有斜面及/或圓化邊緣。

在某些實(shí)施例中，所述側(cè)表面具有圓化輪廓(例如，凸面或凹面)。

在某些實(shí)施例中，所述側(cè)表面具有與水平面(平行于所述第一表面)形成不大于75°(例如，不大于60°、不大于45°、不大于30°或不大于15°)的角度的斜面邊緣。

另一方面，本發(fā)明包含一種服貼式轉(zhuǎn)貼裝置，所述轉(zhuǎn)貼裝置包含：塊體容積，其具有第一表面及與所述第一表面相對的第二表面，其中所述塊體容積具有第一組合物；及多個支柱，其安置于所述塊體容積的所述第一表面上以用于拾取可印刷材料，其中所述多個支柱及所述塊體容積經(jīng)布置使得將通過所述基底而施加到所述基底的所述第二表面的力傳輸?shù)剿龆鄠€支柱，其中每一支柱的至少部分(例如，每一支柱的全部或每一支柱的頂部部分)具有不同于所述第一組合物的第二組合物。

在某些實(shí)施例中，每一支柱的至少部分具有所述第二組合物。

在某些實(shí)施例中，最接近所述塊體容積的每一支柱的底部部分具有所述第二組合物。

在某些實(shí)施例中，所述第一組合物包括聚合物。

在某些實(shí)施例中，所述第二組合物包括聚合物。

在某些實(shí)施例中，所述第一組合物包括硬化劑。

在某些實(shí)施例中，所述第二組合物包括硬化劑。

在某些實(shí)施例中，所述基底是玻璃。

在某些實(shí)施例中，所述多個支柱中的每一支柱包括在所述支柱的與所述第一表面相對的端上的接觸表面，其中所述多個支柱的所述接觸表面大體上在同一平面上。

在某些實(shí)施例中，所述支柱的厚度是從1微米到100微米(例如，從1到5微米、5到10微米、10到15微米、50到25微米、25到40微米、40到60微米、60到80微米或80到100微米)。

在某些實(shí)施例中，所述塊體容積的厚度是從.5mm到5mm(例如，從.5到1mm、1到2mm、2到3mm、3到4mm或4到5mm)。

在某些實(shí)施例中，所述支柱的厚度與所述塊體容積的厚度的比率是從1:1到1:10(例如，從1:1到1:2、1:2到1:4、1:4到1:6、1:6到1:8或1:8到1:10)。

在某些實(shí)施例中，所述塊體容積具有從1GPa到10GPa(例如，從1到4GPa、4到7GPa、7到10GPa)的楊氏模量。

在某些實(shí)施例中，所述支柱具有從1MPa到10MPa(例如，從1到4MPa、4到7MPa、7到10MPa)的楊氏模量。

在某些實(shí)施例中，所述支柱具有第一楊氏模量，且所述基底具有大于所述第一楊氏模量的第二楊氏模量。

在某些實(shí)施例中，所述塊體容積包括具有小于或等于14.5ppm的熱膨脹系數(shù)的聚合物。

在某些實(shí)施例中，所述支柱占據(jù)選自10cm²到260cm²(例如，從10cm²到40cm²、40cm²到80cm²、120cm²到160cm²、160cm²到200cm²、200cm²到240cm²或240cm²到260cm²)的面積。

在某些實(shí)施例中，所述多個支柱中的每一支柱具有從50納米到10微米(例如，50nm到100nm、100nm到200nm、200nm到400nm、400nm到600nm、600nm到800nm、800nm到1微米、1微米到5微米或5微米到10微米)的寬度、長度及高度中的至少一者。

在某些實(shí)施例中，所述支柱形成于連續(xù)單式層中。

在某些實(shí)施例中，所述多個支柱中的每一支柱的縱橫比(高度相對寬度)小于或等于4:1(例如，從2:1到4:1)。

在某些實(shí)施例中，所述支柱的至少部分布置于所述第一表面上，遠(yuǎn)離所述第一表面的邊緣達(dá)從1mm到15mm(例如，遠(yuǎn)離所述邊緣達(dá)從1mm到5mm或5mm到10mm、10mm到15mm)。

在某些實(shí)施例中，所述塊體容積具有所述第一表面與所述第二表面之間的側(cè)表面。

在某些實(shí)施例中，所述側(cè)表面具有斜面及/或圓化邊緣。

在某些實(shí)施例中，所述側(cè)表面具有圓化輪廓(例如，凸面或凹面)。

在某些實(shí)施例中，所述側(cè)表面具有與水平面(平行于所述第一表面)形成不大于75°(例如，不大于60°、不大于45°、不大于30°或不大于15°)的角度的斜面邊緣。

附圖說明

將通過參考結(jié)合附圖進(jìn)行的下文描述更加了解本發(fā)明的上述及其它目標(biāo)、方面、特征及優(yōu)點(diǎn)。

圖1A到1C是使用光致抗蝕劑囊封的熱輔助微轉(zhuǎn)貼印刷的圖解說明。

圖2A及2B是將半導(dǎo)體元件熱輔助印刷到具有形貌特征的非原生目的地襯底上的圖解。

圖3A是印刷于非原生襯底上的實(shí)例半導(dǎo)體元件的SEM圖像。

圖3B是印刷于具有形貌特征的非原生襯底上的實(shí)例半導(dǎo)體元件的SEM圖像。

圖4是說明到半導(dǎo)體元件的接觸表面的等離子體的應(yīng)用的實(shí)例圖式。

圖5A是說明到半導(dǎo)體元件的接觸表面的等離子體的應(yīng)用的實(shí)例圖式。

圖5B是在將等離子體應(yīng)用到半導(dǎo)體元件的接觸表面之后半導(dǎo)體裝置到目的地襯底的金屬到金屬接合的圖解說明。

圖6是說明到半導(dǎo)體裝置的接觸表面的等離子體的應(yīng)用的實(shí)例圖式。

圖7A到7D是等離子體源的輸出形狀的實(shí)例。

圖8A到8C是將半導(dǎo)體元件印刷到具有助焊劑層于其上的目的地襯底的圖解說明。

圖9A到9C說明拾取半導(dǎo)體元件的典型方法。

圖10A及10B說明將半導(dǎo)體元件與原生襯底重力輔助分離的實(shí)例。

圖11A及11B是說明將半導(dǎo)體元件與原生襯底重力輔助分離的另一實(shí)例的圖式。

圖12是具有支柱陣列的實(shí)例轉(zhuǎn)貼裝置的圖式。

圖13A及13B是典型轉(zhuǎn)貼裝置及在壓縮期間發(fā)生的下垂的圖解說明。

圖14A及14B是多層壓印器的圖解說明。

圖15是多層壓印器的圖解說明。

圖16是用于形成具有多層支柱的轉(zhuǎn)貼裝置的鑄造的圖解說明。

圖17A到17C是配置成陣列的多層支柱的SEM圖像。

圖18及19是抗下垂特征的實(shí)例的圖式。

圖20A及20B是說明在支柱之間并入于轉(zhuǎn)貼裝置上的粗糙化區(qū)域的圖式。

圖21A及21B是實(shí)例復(fù)合轉(zhuǎn)貼裝置的圖解說明。

圖22是在壓印器的塊體材料(例如，PDMS層)的邊緣處凸起的圖解說明。

圖23是發(fā)生在一件彈性體上的凸起的圖解說明。

圖24是具有顯著凸起的實(shí)例轉(zhuǎn)貼裝置的圖解說明。

圖25是由多個組件制成以減小凸起的實(shí)例轉(zhuǎn)貼裝置的圖解說明。

圖26是具有經(jīng)減小凸起的實(shí)例轉(zhuǎn)貼裝置的圖解說明。

圖27是具有經(jīng)減小凸起的實(shí)例轉(zhuǎn)貼裝置的圖解說明。

圖28A及28B是具有臺面及所述臺面上的支柱陣列的實(shí)例轉(zhuǎn)貼裝置的圖解說明。

圖29是具有經(jīng)減小凸起的實(shí)例轉(zhuǎn)貼裝置的圖解說明。

圖30A到30B是減小轉(zhuǎn)貼裝置上的凸起的方法的圖解說明。

圖31A到31G說明與轉(zhuǎn)貼裝置一起使用的實(shí)例側(cè)壁輪廓。

圖32是從彈性體的頂部表面的凸起高度隨針對圖31A到31G中所展示的側(cè)壁輪廓中的每一者的彈性體側(cè)壁的頂部表面上的側(cè)向位置坐標(biāo)而變的曲線圖。

圖33是在形成具有圖31A到31G中所展示的側(cè)壁輪廓的轉(zhuǎn)貼裝置期間產(chǎn)生的凸起高度的曲線圖。

將從下文中結(jié)合圖式而闡述的具體實(shí)施方式更加明白本發(fā)明的特征及優(yōu)點(diǎn)，其中相似參考字符貫穿全文指示對應(yīng)元件。在圖式中，相似參考數(shù)字大體上指示相同、功能上類似及/或結(jié)構(gòu)上類似的元件。

具體實(shí)施方式

如本文中所使用，表述“半導(dǎo)體元件”及“半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)”是同義使用且廣泛地是指半導(dǎo)體材料、結(jié)構(gòu)、裝置或裝置的組件。半導(dǎo)體元件包含高質(zhì)量單晶半導(dǎo)體及多晶半導(dǎo)體、經(jīng)由高溫處理而制造的半導(dǎo)體材料、摻雜半導(dǎo)體材料、有機(jī)及無機(jī)半導(dǎo)體，以及具有一或多個額外半導(dǎo)體組件或非半導(dǎo)體組件的組合半導(dǎo)體材料及結(jié)構(gòu)(例如，電介質(zhì)層或材料，或?qū)щ妼踊虿牧?。半導(dǎo)體元件包含包括(但不限于)晶體管、包含太陽能電池的光伏裝置、二極管、發(fā)光二極管、激光器、p-n結(jié)、光電二極管、集成電路及傳感器的半導(dǎo)體裝置及裝置組件。此外，半導(dǎo)體元件可是指形成功能性半導(dǎo)體裝置或產(chǎn)品的部件或部分。

“半導(dǎo)體”是指在非常低溫度下是絕緣體但在約300開爾文的溫度下具有可感知導(dǎo)電性的材料的任何材料。半導(dǎo)體的電特性可通過添加雜質(zhì)或摻雜物而修改且可通過使用電場而控制。在本描述中，術(shù)語半導(dǎo)體的使用希望與在微電子及電子裝置的技術(shù)中使用此術(shù)語相一致。本發(fā)明中可用的半導(dǎo)體可包含元素半導(dǎo)體(例如，硅、鍺及金剛石)及化合物半導(dǎo)體，例如，IV族化合物半導(dǎo)體(例如，SiC及SiGe)、III-V族半導(dǎo)體(例如，AlSb、AlAs、Aln、AlP、BN、GaSb、GaAs、GaN、GaP、InSb、InAs、InN及InP)、III-V族三元半導(dǎo)體合金(例如，AlxGa1-xAs)、II-VI族半導(dǎo)體(例如，CsSe、CdS、CdTe、ZnO、ZnSe、ZnS及ZnTe)、I-VII族半導(dǎo)體CuCl、IV-VI族半導(dǎo)體(例如，PbS、PbTe及SnS)、層半導(dǎo)體(例如，PbI₂、MoS₂及GaSe)、氧化物半導(dǎo)體(例如，CuO及Cu₂O)。術(shù)語半導(dǎo)體包含本征半導(dǎo)體及摻雜有一或多個選定材料的非本征半導(dǎo)體(包含具有p型摻雜材料及n型摻雜材料的半導(dǎo)體)以提供對所給應(yīng)用或裝置有用的有利電子性質(zhì)。術(shù)語半導(dǎo)體包含包括半導(dǎo)體或摻雜物的混合物的組合材料。對本發(fā)明的一些應(yīng)用有用的特定半導(dǎo)體材料包含(但不限于)Si、Ge、SiC、AlP、AlAs、AlSb、GaN、GaP、GaAs、GaSb、InP、InAs、GaSb、InP、InAs、InSb、ZnO、ZnSe、ZnTe,CdS、CdSe、ZnSe、ZnTe、CdS、CdSe、CdTe、HgS、PbS、PbSe、PbTe、AlGaAs、AlInAs、AlInP、GaAsP、GaInAs、GaInP、AlGaAsSb、AlGaInP及GaInAsP。多孔硅半導(dǎo)體材料對本發(fā)明在傳感器及發(fā)光材料(例如，發(fā)光二極管(LED)及固態(tài)激光器)的領(lǐng)域中的應(yīng)用有用。半導(dǎo)體材料的雜質(zhì)是原子、元素、離子或分子而非所述半導(dǎo)體材料自身或半導(dǎo)體材料中提供的任何摻雜物。雜質(zhì)是存在于半導(dǎo)體材料中可負(fù)面影響半導(dǎo)體材料的電子性質(zhì)的不受歡迎的材料，且包含(但不限于)氧、碳及包含重金屬的金屬。重金屬雜質(zhì)包含(但不限于)周期表上的銅與鉛之間的元素群組、鈣、鈉及其所有離子、化合物及/或絡(luò)合物。

“襯底”是指進(jìn)行(或已進(jìn)行)過程(例如，半導(dǎo)體元件的圖案化、組裝或集成)于其上或其中的結(jié)構(gòu)或材料。襯底包含(但不限于)：(i)制造、沉積、轉(zhuǎn)貼或支撐半導(dǎo)體元件于其上的結(jié)構(gòu)(還被稱為原生襯底)；(ii)裝置襯底(例如，電子裝置襯底)；(iii)具有元件(例如，半導(dǎo)體元件)用于隨后轉(zhuǎn)貼、組裝或集成的供體襯底；及(iv)用于接收可印刷結(jié)構(gòu)(例如，半導(dǎo)體元件)的目標(biāo)襯底。供體襯底可為(但并不定為)原生襯底。

如本文中所使用的“目的地襯底”是指用于接收可印刷結(jié)構(gòu)(例如，半導(dǎo)體元件)的目的地襯底(還被稱為非原生襯底)。顯示襯底材料的實(shí)例包含聚合物、塑料、樹脂、聚酰亞胺、聚萘二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸伸乙基酯、金屬、金屬箔、玻璃、柔性玻璃、半導(dǎo)體及藍(lán)寶石。

“可印刷”是指能夠轉(zhuǎn)貼、組裝、圖案化、組織或集成到襯底上或到襯底中而不使所述襯底暴露于高溫(例如，小于或等于約400、200或150攝氏度的溫度下)的材料、結(jié)構(gòu)、裝置組件或集成功能性裝置。在本發(fā)明的實(shí)施例中，可印刷材料、元件、裝置組件或裝置能夠經(jīng)由溶液印刷、微轉(zhuǎn)貼印刷或干轉(zhuǎn)貼接觸印刷而轉(zhuǎn)貼、組裝、圖案化、組織或集成到襯底上或到襯底中。

本發(fā)明的“可印刷半導(dǎo)體元件”包括可(例如)通過使用干轉(zhuǎn)貼接觸印刷、微轉(zhuǎn)貼印刷或溶液印刷方法而被組裝或集成到襯底表面上的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。在一個實(shí)施例中，本發(fā)明的可印刷半導(dǎo)體元件是單式單晶、多晶或微晶無機(jī)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。在此描述的上下文中，單式結(jié)構(gòu)是具有機(jī)械地連接的特征的單片元件。本發(fā)明的半導(dǎo)體元件可未摻雜或經(jīng)摻雜，可具有摻雜物的選定空間分布，或可摻雜有多個不同摻雜物材料(包含，p型摻雜物及n型摻雜物)。本發(fā)明包含具有至少一個大于或等于約1微米的橫截面尺寸的微結(jié)構(gòu)化可印刷半導(dǎo)體元件及具有至少一個小于或等于約1微米的橫截面尺寸的納米結(jié)構(gòu)化可印刷半導(dǎo)體元件。對許多應(yīng)用有用的可印刷半導(dǎo)體元件包括源于高純度塊體材料(例如，使用常規(guī)高溫處理技術(shù)而產(chǎn)生的高純度結(jié)晶半導(dǎo)體晶片)的“從上而下”處理的元件。在一個實(shí)施例中，本發(fā)明的可印刷半導(dǎo)體元件包括具有可操作地連接到至少一個額外裝置組件或結(jié)構(gòu)(例如，導(dǎo)電層、電介質(zhì)層、電極、額外半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)或這些的任何組合)的半導(dǎo)體的復(fù)合結(jié)構(gòu)。在一個實(shí)施例中，本發(fā)明的可印刷半導(dǎo)體元件包括可伸展半導(dǎo)體元件或異質(zhì)性半導(dǎo)體元件。

“塑料”是指可經(jīng)模制或經(jīng)成形(通常當(dāng)加熱時)及經(jīng)硬化成所要形狀的任何合成或天然材料或材料的組合。對本發(fā)明的裝置及方法有用的示范性塑料包含(但不限于)聚合物、樹脂及纖維素衍生物。在本描述中，術(shù)語塑料希望包含包括具有一或多個添加劑(例如，結(jié)構(gòu)增強(qiáng)劑、填充劑、纖維、增塑劑、穩(wěn)定劑或可提供所要化學(xué)或物理性質(zhì)的添加劑)的一或多個塑料的復(fù)合塑料材料。

“電介質(zhì)”及“電介質(zhì)材料”在本描述中同義使用且是指高度抗電流流動且可通過所施加電場極化的物質(zhì)。有用電介質(zhì)材料包含(但不限于)SiO₂、Ta₂O₅、TiO₂、ZrO₂、Y₂O₃、SiN₄、STO、BST、PLZT、PMN及PZT。

“聚合物”是指包括多個重復(fù)化學(xué)基團(tuán)(通常被稱為單體)的分子。通常，聚合物的特征為高分子質(zhì)量。本發(fā)明中可用的聚合物可為有機(jī)聚合物或無機(jī)聚合物且可為非晶形、半非晶形、晶形或部分晶形狀態(tài)。聚合物可包括具有相同化學(xué)組合物的單體或可包括具有不同化學(xué)組合物的多個單體(例如，共聚物)。具有連接單體鏈的交聯(lián)聚合物對本發(fā)明的一些應(yīng)用特別有用?？捎糜诒景l(fā)明的方法、裝置及裝置組件中的聚合物包含(但不限于)塑料、彈性體、熱塑性彈性體、彈性塑料、恒溫器、熱塑性塑料及丙烯酸酯。示范性聚合物包含(但不限于)縮醛聚合物、生物可降解聚合物、纖維素聚合物、含氟聚合物、耐綸、聚丙烯腈聚合物、聚酰胺-酰亞胺聚合物、聚酰亞胺、聚芳酯、聚苯并咪唑、聚丁烯、聚碳酸酯、聚酯、聚醚酰亞胺、聚乙烯、聚乙烯共聚物及改性聚乙烯、聚酮、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基戊烯、聚苯醚及聚苯硫醚、聚鄰苯二甲酰胺、聚丙烯、聚氨酯、苯乙烯系列樹脂、磺基樹脂、鋁基樹脂或這些的任何組合。

如本文中所使用的“微轉(zhuǎn)貼印刷”是指用于使微米材料及納米材料、裝置及半導(dǎo)體元件決定性地組裝成具有二維或三維布局的空間組織、功能性布置的系統(tǒng)、方法及技術(shù)。通常難以拾取及放置超薄或小型裝置，然而，微轉(zhuǎn)貼印刷允許這些超薄、易碎或小型裝置(例如，微型LED)的選擇及應(yīng)用而不會導(dǎo)致對裝置自身的損壞。

微結(jié)構(gòu)化壓印器(例如，彈性體、靜電壓印器，或混合彈性體/靜電壓印器)可用于拾取微型裝置，將所述微型裝置運(yùn)輸?shù)侥康牡匾r底，且將所述微型裝置印刷到目的地襯底上。在一些實(shí)施例中，表面粘著力用于控制這些裝置到所述目的地襯底的選擇及印刷?？纱笠?guī)模并行執(zhí)行此過程。所述壓印器可經(jīng)設(shè)計(jì)而以單個拾取及印刷操作而轉(zhuǎn)貼單個裝置或成百上千個離散結(jié)構(gòu)。通常，針對微轉(zhuǎn)貼印刷的討論，參見第7,622,367號美國專利及第8,506,867號美國專利，所述專利中的每一者的全部內(nèi)容特此以引用的方式并入本文中。

到無粘著性表面及形貌表面的熱輔助微轉(zhuǎn)貼印刷

圖1A到1C是熱輔助微轉(zhuǎn)貼印刷的圖解說明。轉(zhuǎn)貼裝置102(例如，服貼式轉(zhuǎn)貼裝置(例如，彈性體或粘彈性體壓印器(例如，聚二甲基硅氧烷(PDMS)壓印器)))包含支柱陣列114，其用于(i)從原生襯底108(例如，原產(chǎn)于可印刷半導(dǎo)體元件104且用于制造可印刷半導(dǎo)體元件104)拾取可印刷半導(dǎo)體元件104及(ii)將可印刷半導(dǎo)體元件104轉(zhuǎn)貼到非原生目的地襯底110。在某些實(shí)施例中，可印刷半導(dǎo)體元件104在其被拾取之前囊封于聚合物層106(例如，光致抗蝕劑)中。

在某些實(shí)施例中，可印刷半導(dǎo)體元件104制造于塊體半導(dǎo)體襯底上或是由塊體半導(dǎo)體襯底制造而成。在此類實(shí)施例中，非原生目的地襯底110由下列任一者制成(i)非半導(dǎo)體及/或非金屬材料(例如，具有制造于其上的導(dǎo)電互連性)或(ii)不同于所述目的地襯底的類型的一或多個半導(dǎo)體材料。非原生襯底110的實(shí)例包含(但不限于)玻璃、藍(lán)寶石、塑料、金屬及/或其它半導(dǎo)體。原生襯底108的實(shí)例包含(但不限于)無機(jī)半導(dǎo)體材料(例如，單晶硅晶片、絕緣體上硅晶片、多晶硅晶片、GaAs晶片、Si(1 1 1)、InAlP、InP、GaAs、InGaAs、AlGaAs、GaSb、GaAlSb、AlSb、InSb、InGaAlSbAs、InAlSb及InGaP)。

圖1A說明在已從原生襯底108拾取可印刷半導(dǎo)體元件104之后但在將可印刷半導(dǎo)體元件104沉積于目的地襯底110之前的轉(zhuǎn)貼裝置102。在某些實(shí)施例中，可印刷半導(dǎo)體元件104制造于原生襯底108上且接著在轉(zhuǎn)貼裝置102從原生襯底108拾取可印刷半導(dǎo)體元件104之前涂覆有聚合物層106。在某些實(shí)施例中，聚合物106是在可印刷半導(dǎo)體元件104的頂部表面及側(cè)面上。在某些實(shí)施例中，聚合物106與可印刷半導(dǎo)體元件104的底部共面，使得聚合物106及可印刷半導(dǎo)體元件104的底部兩者在如圖1B中所展示的印刷期間都接觸目的地襯底110。

在某些實(shí)施例中，在從原生襯底108拾取可印刷半導(dǎo)體元件104之前，聚合物層106用作可印刷半導(dǎo)體元件104的錨或是繩，這是因?yàn)閷?06囊封可印刷半導(dǎo)體元件104以使可印刷半導(dǎo)體元件104維持于原生襯底108上。在2015年6月18日申請的標(biāo)題為用于控制可轉(zhuǎn)帖半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的釋放的系統(tǒng)及方法(Systems and Methods for ControllingRelease of Transferable Semiconductor Structures)的第14/743,988號美國專利申請案中描述錨定的實(shí)例細(xì)節(jié)，所述申請案的全部內(nèi)容以引用的方式并入本文中。在某些實(shí)施例中，聚合物層106是光致抗蝕劑。

圖1B說明轉(zhuǎn)貼裝置102將可印刷半導(dǎo)體元件104轉(zhuǎn)貼到目的地襯底110。在所述轉(zhuǎn)貼(例如，印刷過程)期間，在某些實(shí)施例中，聚合物層106定位于轉(zhuǎn)貼裝置102與可印刷半導(dǎo)體元件104之間且用作在可印刷半導(dǎo)體元件104由轉(zhuǎn)貼裝置102拾取時用于轉(zhuǎn)貼裝置102與目的地襯底110之間的分離界面。在某些實(shí)施例中，聚合物層106在可印刷半導(dǎo)體元件104由轉(zhuǎn)貼裝置102拾取期間增加到轉(zhuǎn)貼裝置102的粘著性。在某些實(shí)施例中，在轉(zhuǎn)貼裝置102與目的地襯底110分離之后，隨后移除聚合物層106，借此將經(jīng)轉(zhuǎn)貼可印刷半導(dǎo)體元件104留于目的地襯底110上。

在某些實(shí)施例中，轉(zhuǎn)貼裝置102將可印刷半導(dǎo)體元件104及聚合物層106放置于目的地襯底110的表面上且在所述放置位置中保持預(yù)界定時間以允許聚合物層106流動，借此與轉(zhuǎn)貼裝置102分離或與轉(zhuǎn)貼裝置102具有經(jīng)減小粘著性。在使聚合物106及可印刷半導(dǎo)體元件104的底部與目的地襯底110接觸之后，可加熱(直接或間接)聚合物106。例如，在某些實(shí)施例中，使用熱板112來加熱目的地襯底110。在某些實(shí)施例中，熱板112與目的地襯底110直接熱接觸。在可印刷半導(dǎo)體元件104轉(zhuǎn)貼到襯底110之前可將目的地襯底110加熱到平衡溫度。此平衡溫度(例如)可足以致使聚合物層106回流(例如，來自所述加熱元件的熱減小聚合物層106的粘度或在所述接觸期間致使聚合物層106流動)，借此減小轉(zhuǎn)貼裝置102與聚合物層106之間的粘著力。在某些實(shí)施例中，采用來自不與目的地襯底110做直接實(shí)體接觸的源的非接觸熱源。

在某些實(shí)施例中，加熱聚合物106促進(jìn)印刷。當(dāng)使可印刷半導(dǎo)體元件104嵌入于聚合物106中(如圖1A及1B中所展示)且加熱聚合物206時，所述聚合物可流動，借此促進(jìn)印刷(即，可印刷半導(dǎo)體元件104從轉(zhuǎn)貼裝置102的釋放)。在某些實(shí)施例中，熱還致使轉(zhuǎn)貼裝置102自身(例如，粘彈性轉(zhuǎn)貼裝置(例如，PDMS轉(zhuǎn)貼裝置))比所述芯片膨脹更多(歸因于CTE)，借此導(dǎo)致可印刷半導(dǎo)體元件104與轉(zhuǎn)貼裝置102之間的剪切力，所述剪切力促進(jìn)印刷。

圖1C說明在已移除聚合物層106之后在目的地非原生襯底110上的微轉(zhuǎn)貼印刷半導(dǎo)體元件104。例如，在印刷之后，可執(zhí)行等離子體灰化以移除聚合物層106，借此留下已印刷于目的地襯底110上的半導(dǎo)體元件104。

在某些實(shí)施例中，目的地襯底110在目的地襯底110的表面204上包含形貌特征202以與可印刷半導(dǎo)體元件104及聚合物層106接觸。圖2A及2B說明用于將半導(dǎo)體元件104印刷到具有形貌特征202的非原生目的地襯底110的表面204上的熱輔助微轉(zhuǎn)貼轉(zhuǎn)貼裝置102。在某些實(shí)施例中，所述形貌特征是凹槽、v形通道、溝槽、臺面或溝。所述形貌特征可具有不同深度及不同橫截面積。圖2A展示將具有聚合物層106的可印刷半導(dǎo)體元件104放置于目的地襯底110的形貌特征202上的轉(zhuǎn)貼裝置102。圖2B展示在已移除聚合物層106(如上文關(guān)于圖1A到1C所解釋)之后定位于目的地襯底110的形貌特征202上的可印刷半導(dǎo)體元件104。在某些實(shí)施例中，難以印刷到形貌表面202，因?yàn)闅w因于形貌表面202，可印刷半導(dǎo)體元件104的底部上的較少表面區(qū)域接觸目的地襯底110。除了別的之外，當(dāng)印刷到具有形貌表面202的目的地襯底110時，如本文中所描述的聚合物層106的使用是有利的，因?yàn)槠錅p小所述轉(zhuǎn)貼裝置與所述聚合物層自身之間的粘著性。因此，可印刷半導(dǎo)體元件104，即使在印刷期間目的地襯底110的較少表面接觸半導(dǎo)體元件104。

圖3A是印刷于非原生襯底310上的實(shí)例半導(dǎo)體裝置304的SEM圖像。在所述實(shí)例中，裝置304是由InP襯底制造的InP裝置。非原生襯底310由Si制成。在某些實(shí)施例中，由(例如)InGaAs制成的可移除層應(yīng)用于InP裝置304與所述InP塊體襯底之間以允許或輔助裝置304與所述原生襯底的分離。

圖3B是印刷于具有形貌特征302的非原生襯底310上的實(shí)例半導(dǎo)體裝置304的SEM圖像。如所展示，InP裝置304印刷于Si目的地襯底310的所述表面上。在此實(shí)例中，形貌特征302包含形成于目的地襯底310的表面上的U形通道。

微轉(zhuǎn)貼印刷期間的等離子體處理

圖4是說明應(yīng)用到半導(dǎo)體元件104的接觸表面404以印刷到目的地襯底110的等離子體402的實(shí)例圖式。在某些實(shí)施例中，將等離子體402應(yīng)用到半導(dǎo)體元件104的接觸表面404以印刷到目的地襯底110同時半導(dǎo)體元件104是在轉(zhuǎn)貼裝置102上。例如，可應(yīng)用等離子體402到附接到彈性體轉(zhuǎn)貼裝置102的裝置的底部表面404。

等離子體402處理半導(dǎo)體元件104的接觸表面404以改進(jìn)半導(dǎo)體元件104與目的地襯底110之間的結(jié)合。在某些實(shí)施例中，使用等離子體402來清潔已使用一些外延剝離方法而制造的裝置的底部表面404。例如，等離子體402清潔形成于接觸表面404處的氧化物層的半導(dǎo)體元件104的接觸表面404?？赏ㄟ^添加還原氣體(形成氣體、氨、甲酸等)到等離子體402而改進(jìn)從接觸表面404移除薄氧化物層。已使用某些外延剝離方法而制造的半導(dǎo)體元件104(例如)可在暴露于氧化劑(例如，空氣)的表面處形成氧化物層。等離子體402具有足夠的溫度以從可印刷半導(dǎo)體元件104與目的地襯底110的所述接觸表面移除所述薄氧化物層。在某些實(shí)施例中，添加還原氣體(例如，形成氣體、氨、甲酸等)到所述等離子體中。

可以其中在執(zhí)行所述處理時轉(zhuǎn)貼裝置102上的半導(dǎo)體元件104是非分布式(即，不從所述壓印器落下)的方式而將等離子體402應(yīng)用到半導(dǎo)體元件104。明確來說，以不致使所給可印刷半導(dǎo)體元件104從轉(zhuǎn)貼裝置102落下的方式而將等離子體402應(yīng)用到經(jīng)填充轉(zhuǎn)貼裝置102。例如，在其中轉(zhuǎn)貼裝置102具有高熱膨脹系數(shù)(CTE)的某些實(shí)施例中，使轉(zhuǎn)貼裝置102的溫度維持在低于將致使半導(dǎo)體元件104從轉(zhuǎn)貼裝置102的剪切及剝層的水平下。在此例子中，一旦半導(dǎo)體元件104是在轉(zhuǎn)貼裝置102上，那么失控釋放是非期望的。所述壓印器的任何加熱致使轉(zhuǎn)貼裝置102有效地生長(例如，膨脹)。在一些例子中，轉(zhuǎn)貼裝置102比可印刷半導(dǎo)體元件104生長更多。這可導(dǎo)致可印刷半導(dǎo)體元件104與轉(zhuǎn)貼裝置102之間的剪切力，所述剪切力致使半導(dǎo)體元件104從轉(zhuǎn)貼裝置102“掉落”。然而，在此例子中，當(dāng)將等離子體402應(yīng)用到經(jīng)填充轉(zhuǎn)貼裝置102時，可印刷半導(dǎo)體元件104的所述剪切力及釋放是非期望的。可使用多種技術(shù)來使轉(zhuǎn)貼裝置102的溫度維持在低于將致使半導(dǎo)體元件104從轉(zhuǎn)貼裝置102的剪切及剝層的水平下。在某些實(shí)施例中，可調(diào)制所述等離子體輸出的工作循環(huán)、滯留時間(例如，.5到5mm/sec、.5mm/sec到1mm/sec、1到2mm/sec、2到5mm/sec的掃描速度)、等離子體402的功率(例如，25到125瓦特或80到100瓦特)以及等離子體402到半導(dǎo)體元件104的背側(cè)表面之間的距離(例如，.5到5mm、.5到1mm、1到2mm、2到5mm)來維持轉(zhuǎn)貼裝置102的溫度低于所要水平(例如，低于50、75或100攝氏度；例如，低于具有高于100攝氏度的短峰的50攝氏度)。例如，在某些實(shí)施例中，所述等離子體功率是80到100瓦特，到所述芯片的距離是.5到1mm(例如，1mm)，且掃描速度是.5到1mm/sec。此使所述壓印器維持在所要溫度(例如，低于具有高于100攝氏度的短峰的50攝氏度)處。在某些實(shí)施例中，使用室溫等離子體402以保持轉(zhuǎn)貼裝置102的溫度足夠低以避免此類型的失效模式(芯片從所述芯片落下)。

圖5A是說明等離子體402應(yīng)用到半導(dǎo)體元件104的接觸表面404以印刷到目的地襯底110的實(shí)例圖式。在某些實(shí)施例中，半導(dǎo)體元件104具有背側(cè)金屬504，可使用等離子體402以從金屬504的表面移除氧化物。這改進(jìn)半導(dǎo)體元件104上的背側(cè)金屬504到目的地襯底110上的金屬506的金屬到金屬接合，如圖5B中所展示。所述裝置上的金屬504及目的地襯底110上的金屬506的金屬到金屬材料的實(shí)例包含(但不限于)Cu-Cu、CuSn-Cu、Cu-Sn-Sn-Cu及Au-Au。

圖6是說明將等離子體402應(yīng)用到半導(dǎo)體裝置的接觸表面的實(shí)例顯微鏡照片。

圖7A到7D是等離子體源的實(shí)例輸出形狀。所述等離子體輸出的所述形狀展示為(但不限于)點(diǎn)源、束線源、窄圓源及寬源。

圖8A到8C是使具有金屬層金屬連接808的半導(dǎo)體元件104印刷于目的地襯底110上的圖解說明。在某些實(shí)施例中，半導(dǎo)體元件104具有背側(cè)金屬802?？墒褂迷谟∷雽?dǎo)體元件104之前已涂覆有助焊劑806的配接金屬墊808而使半導(dǎo)體元件104印刷到目的地襯底110。助焊劑806僅可涂覆金屬墊808(目的地襯底110的整個表面具有金屬墊808于其上，或目的地襯底110的部分(包含金屬墊808)具有金屬墊808于其上)。

圖8A是帶有具有安置于半導(dǎo)體元件104的底部上的金屬層802的半導(dǎo)體元件104的轉(zhuǎn)貼裝置102的圖解說明。圖8B是印刷到目的地襯底110的半導(dǎo)體元件104的圖解說明。使用金屬墊808上的助焊劑806而使半導(dǎo)體元件104印刷于金屬墊808上。助焊劑層806應(yīng)用于半導(dǎo)體元件104的金屬層802與目的地襯底110上的金屬墊808之間。所述助焊劑的移除減少金屬墊808上的金屬氧化物，借此導(dǎo)致金屬之間的良好接合或結(jié)合。在某些實(shí)施例中，助焊劑806是樹脂。在某些實(shí)施例中，助焊劑806是免清洗助焊劑或水溶性助焊劑。例如，在某些實(shí)施例中，可使用水(例如，經(jīng)加熱水沖洗)來移除助焊劑806。

在某些實(shí)施例中，所述助焊劑是含有用于移除氧化物的還原劑的粘著層。在印刷半導(dǎo)體元件104之后，可回流助焊劑806，借此產(chǎn)生目的地襯底110上的金屬墊808與半導(dǎo)體元件104的背側(cè)金屬802之間的良好金屬連接。

可使用加熱腔室或加熱環(huán)境來熱處理可印刷半導(dǎo)體元件104及目的地襯底110。所述處理致使助焊劑層804回流，借此允許金屬層802接觸金屬接觸墊808，如圖8C中所展示。

在裝置拾取期間使用高加速度的微轉(zhuǎn)貼印刷

圖9A到9C說明拾取半導(dǎo)體元件104的典型方法。如圖9A中所展示，將裝置904形成于其原生襯底108上。在此實(shí)例中，使轉(zhuǎn)貼裝置102與半導(dǎo)體元件104接觸，如圖9B中所展示。接著，將所述轉(zhuǎn)貼裝置移動遠(yuǎn)離(在向上方向902上)源襯底108，借此使半導(dǎo)體元件104暫時粘附到轉(zhuǎn)貼裝置102，如圖9C中所展示。

可使用關(guān)于圖10A到10B及圖11A到11B所描述的方法來增加(例如，1g或1g以上)初始加速度(例如，達(dá)5到100g)，借此在拾取過程期間實(shí)現(xiàn)較高速度。分離處的速度取決于層壓處的轉(zhuǎn)貼裝置102的壓縮而在非常小行進(jìn)距離(例如，幾十微米或更小)處發(fā)生。較高加速度可在小距離處產(chǎn)生較高分離速度，其又增加所述壓印器與所述源之間的粘著性。

在某些實(shí)施例(例如，彈性壓印器材料的轉(zhuǎn)貼印刷)中，轉(zhuǎn)貼裝置102在轉(zhuǎn)貼裝置102與所述可印刷元件(例如，半導(dǎo)體元件104及原生襯底108)的所述源之間采用高速度分離。已發(fā)現(xiàn)，較高加速度可在較小距離上產(chǎn)生較高分離速度且因此可增加轉(zhuǎn)貼裝置102與所述可印刷元件(例如，可印刷半導(dǎo)體元件104)之間的粘著性。為采用重力以輔助所述分離，在某些實(shí)施例中，源襯底108經(jīng)配置以在向下方向上移動以在分離過程期間提供額外1g加速度。

在某些實(shí)施例中，轉(zhuǎn)貼裝置102經(jīng)配置以使用5g與100g之間的初始加速度來加速所述可印刷元件(例如，半導(dǎo)體元件104及原生襯底108)的源。所述初始加速度允許轉(zhuǎn)貼裝置102實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體元件104在由轉(zhuǎn)貼裝置102拾取時的較高速度。所給轉(zhuǎn)貼裝置102與所給可印刷元件(例如，半導(dǎo)體元件104)之間的所述粘著性根據(jù)歸因于所述轉(zhuǎn)貼裝置的粘彈性本質(zhì)的轉(zhuǎn)貼裝置102與原生襯底108之間的分離速度而改變。為此，當(dāng)使轉(zhuǎn)貼裝置102與可印刷半導(dǎo)體元件104以充分速度移開時，轉(zhuǎn)貼裝置102與可印刷半導(dǎo)體元件104之間的結(jié)合界面處的粘著性充分大以使所述可印刷元件(例如，可印刷半導(dǎo)體元件104)“拾取”遠(yuǎn)離其原生襯底108。相反地，當(dāng)以較慢速度移動轉(zhuǎn)貼裝置102時，轉(zhuǎn)貼裝置102與可印刷半導(dǎo)體元件104之間的結(jié)合界面處的粘著性足夠低以使可印刷半導(dǎo)體元件104“釋放”或“印刷”到非原生目的地襯底110上。

在某些實(shí)施例中，所述分離發(fā)生在(幾十微米或更少)的行進(jìn)距離上。所述分離距離可依據(jù)層壓處的轉(zhuǎn)貼裝置102的壓縮而變化。在某些實(shí)施例中，轉(zhuǎn)貼裝置102在所述拾取過程中應(yīng)用使所述源(例如，可印刷半導(dǎo)體元件104及原生襯底108)移動的垂直置物臺。

圖10A及10B說明半導(dǎo)體元件104從原生襯底108的重力輔助分離的實(shí)例。在此實(shí)例中，通過移動轉(zhuǎn)貼裝置102、移動襯底108或其組合而使轉(zhuǎn)貼裝置102與半導(dǎo)體元件104接觸，如圖10A中所展示。在此實(shí)例中，所述布置及方法利用重力來輔助從原生襯底108拾取半導(dǎo)體元件104。如所展示，在所述分離期間，原生襯底108經(jīng)配置以在向下方向1002上移動。為此，在所述拾取操作期間，提供較高加速度到附接到轉(zhuǎn)貼裝置102的可印刷半導(dǎo)體元件104(例如，歸因于使用重力移動)，如圖10B中所展示。

圖11A及11B說明可印刷半導(dǎo)體元件104從原生襯底108的重力輔助分離的另一實(shí)例。如所展示，轉(zhuǎn)貼裝置102定向成在源襯底108下方且半導(dǎo)體元件104定位于源襯底108的底部上，如圖11A中所展示?？赏ㄟ^在襯底108的底部上形成所述裝置或在形成半導(dǎo)體元件104之后翻轉(zhuǎn)襯底108與襯底108上的半導(dǎo)體元件104而實(shí)現(xiàn)此。在所述分離期間，在向下方向1102上移動轉(zhuǎn)貼裝置102，借此拾取半導(dǎo)體元件104使得其在轉(zhuǎn)貼裝置102的支柱上，如圖11B中所展示。再次，提供較高加速度以輔助拾取可印刷半導(dǎo)體元件104(例如，歸因于使用重力移動)。

在某些實(shí)施例中，組合圖10A及10B中所展示的方法及圖11A及11B中所展示的方法使得源襯底108及轉(zhuǎn)貼裝置102兩者彼此遠(yuǎn)離(在垂直方向上)。在此類實(shí)施例中，施加所述分離加速度到所述可印刷元件(例如，半導(dǎo)體元件104及原生襯底108)的所述源及轉(zhuǎn)貼裝置102兩者。

經(jīng)設(shè)計(jì)以防止元件歸因于下垂的意外拾取的轉(zhuǎn)貼裝置

圖12是具有支柱1202(例如，支柱陣列1202)的實(shí)例轉(zhuǎn)貼裝置102的圖式。通常，每一支柱1202經(jīng)布置以接觸所給可印刷半導(dǎo)體元件104以通過轉(zhuǎn)貼裝置102拾取可印刷半導(dǎo)體元件104。支柱1202可具有取決于待通過轉(zhuǎn)貼裝置102拾取(例如)所述源(例如，所述可印刷材料(例如，可印刷半導(dǎo)體元件104))的大小的不同高度范圍。在某些實(shí)施例中，支柱1202包含圓柱形支柱、三角形支柱、矩形支柱、五邊形支柱、六邊形支柱、七邊形支柱及八邊形支柱。

在某些實(shí)施例中，在可印刷半導(dǎo)體元件104從原生襯底108的拾取的期間，轉(zhuǎn)貼裝置102抵靠所述源(例如，可印刷半導(dǎo)體元件104及原生襯底108)而壓縮轉(zhuǎn)貼裝置102。在某些實(shí)施例中，所述壓縮(例如，在z方向上)允許所述支柱陣列1202層壓到所述源襯底上的所述可印刷元件上。此外，所述壓縮允許在轉(zhuǎn)貼裝置102與可印刷半導(dǎo)體元件104之間的較小間隙內(nèi)達(dá)到臨界速度(用于發(fā)生拾取)。為此，轉(zhuǎn)貼裝置102可施加較小初始加速度。在某些實(shí)施例中，轉(zhuǎn)貼裝置102在所述印刷循環(huán)的拾取階段中在壓縮期間下垂。所述下垂可能導(dǎo)致半導(dǎo)體元件104的非故意拾取。

圖13A說明轉(zhuǎn)貼裝置1302(例如，相同于或類似于圖12中所展示的轉(zhuǎn)貼裝置)且圖13B說明在轉(zhuǎn)貼裝置1302的壓縮期間(例如，拾取期間)發(fā)生的下垂1304。此下垂1304致使從所述源襯底拾取非所要材料。原生襯底1306上的可印刷半導(dǎo)體裝置陣列(未展示)可比轉(zhuǎn)貼裝置1302上的支柱1308密集使得在個別轉(zhuǎn)貼(例如，單個拾取及印刷)期間，有意地使可印刷裝置留于原生襯底1306上。然而，如果下垂1304足夠大，那么下垂1304可接觸所述可印刷半導(dǎo)體裝置，從而導(dǎo)致這些裝置的非有意拾取。本文中揭示用于減小(或消除)裝置歸因于下垂的非有意拾取的可能性的各種解決方案，其包含具有多層支柱的轉(zhuǎn)貼裝置、抗下垂支柱中的一或兩者。

具有多層支柱的轉(zhuǎn)貼裝置

圖14A及14B說明實(shí)例多層支柱1400。在某些實(shí)施例中，可使用多層支柱來消除(或減小)具有上文關(guān)于圖13A及13B所描述的下垂的問題。如與圖13B相比較的圖14B中所展示，即使圖14B中的所述轉(zhuǎn)貼裝置經(jīng)歷相同于圖13B中的所述轉(zhuǎn)貼裝置的下垂(下垂1304)量的下垂1404量，但圖14B中所展示的所述轉(zhuǎn)貼裝置的下垂1404將歸因于所述多層結(jié)構(gòu)而不拾取半導(dǎo)體裝置，所述多層結(jié)構(gòu)增加所述支柱的整體高度同時維持將與所述可印刷裝置介接的所述支柱(例如，微支柱)的部分的適當(dāng)縱橫比。

如圖14A中所展示，在某些實(shí)施例中，每一支柱1422包含基底支柱1412及微支柱1410。基底支柱1412比微支柱1410寬。在某些實(shí)施例中，每一基底支柱1412及每一微支柱1410的所要縱橫比小于4:1(例如，介于4:1與2:1之間)。例如，基底支柱1412可具有20微米寬度及80微米高度且微支柱1410可具有5微米寬度及20微米高度。因此，所得多層支柱具有能夠拾取5微米裝置的20微米寬度及100微米高度。基底支柱1412可具有(例如)5、10、15、201、25、30或40微米的寬度及10、15、20、25、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150或160微米的高度。微支柱1410可具有(例如)1、2、3、4、5、10或15微米的寬度及2、4、6、8、10、15、20、25、30、40、50或60微米的高度。

圖15是具有多層支柱1522的轉(zhuǎn)貼裝置1500的圖解說明。在此實(shí)例中，微支柱1510由具有低于支柱1512及塊體區(qū)域1502(其兩者由相同粘彈性材料(即，具有高于所述微支柱的楊氏模量)制成)的楊氏模量的粘彈性材料制成。應(yīng)用較低楊氏模量于微支柱1510中允許可印刷裝置相應(yīng)調(diào)諧拾取?？烧{(diào)諧微支柱1510(或如果將此技術(shù)應(yīng)用到不具有多層支柱的轉(zhuǎn)貼裝置，那么為支柱)以拾取可印刷裝置同時塊體容積1502具有較高楊氏模量，從而減小塊體區(qū)域1502在印刷操作期間非有意地拾取可印刷裝置的可能性。在某些實(shí)施例中，整體支柱1522由具有低于塊體區(qū)域1502的楊氏模量的粘彈性材料形成。

圖16是用于多層轉(zhuǎn)貼裝置(例如，轉(zhuǎn)貼裝置1400或1500)的鑄造的圖解說明。在某些實(shí)施例中，使用具有多個層1614、1606、1608的多層主裝置1604而產(chǎn)生多層支柱1602(即，包含微支柱1610及支柱1612)。這些層可具有不同厚度且可為不同材料?；?614是所述主裝置制造于其上的層。在某些實(shí)施例中，基底1614是硅晶片。在某些實(shí)施例中，層1606及1608是聚合物層(例如，光可成像聚合物材料)且可使用旋涂及光刻技術(shù)而形成。可使用多層主裝置1604來形成具有用于拾取較小可印刷對象同時維持可與標(biāo)準(zhǔn)大小基底支柱相比較的縱橫比的微支柱的轉(zhuǎn)貼裝置(例如，圖14到14B及圖15中所展示的轉(zhuǎn)貼裝置)。

在某些實(shí)施例中，支柱1602包含基底支柱1612及微支柱1610?；字е?612比微支柱1610寬。基底支柱1612允許微支柱1610具有用于接觸小型可印刷裝置同時允許所述轉(zhuǎn)貼裝置維持所給支柱縱橫比的較小橫截面積。在其它實(shí)施例中，每一基底支柱1612包含在其上的微支柱陣列1610。

在某些實(shí)施例中，所述轉(zhuǎn)貼裝置由單個玻璃片及聚合物塊體容積組成。抵靠標(biāo)準(zhǔn)硅晶片鑄造所述轉(zhuǎn)貼裝置，其中可成像材料覆蓋硅允許產(chǎn)生圖案。所述硅晶片被稱為主裝置。

在某些實(shí)施例中，所述玻璃轉(zhuǎn)貼裝置及硅主裝置經(jīng)有利地配置使得在(例如)執(zhí)行于高溫處的所述固化步驟期間最小化或消除所述兩個材料之間的CTE變化。所述CTE匹配允許減小轉(zhuǎn)貼裝置102的邊緣處的撤回量，借此減小可在塊體區(qū)域的邊緣處形成的凸起量，以及減小從支柱到支柱注意到的任何種類的所有問題。在某些實(shí)施例中，應(yīng)用室溫固化而使所述轉(zhuǎn)貼裝置的邊緣處的撤回最小化。在某些實(shí)施例中，轉(zhuǎn)貼裝置102由復(fù)合結(jié)構(gòu)形成，如下文所解釋。例如，可在所述聚合物層的薄層下方采用第二材料(例如，以減小凸起)。

圖17A到17C中展示多層支柱的實(shí)例。圖17A到17C是配置成陣列的多層支柱1702的SEM圖像。支柱1702可由PDMS或其它粘彈性材料制成。在一些實(shí)施例中，支柱1702及塊體容積1702由相同材料形成。在其它實(shí)施例中，微支柱1710可由具有低于基底支柱1712及塊體容積1702的楊氏模量的材料形成。在其它實(shí)施例中，微支柱1710及基底支柱1712可由具有低于塊體容積1702的楊氏模量的材料形成?？赏ㄟ^將所述材料選擇性地沉積到圖16中所展示的鑄件中而實(shí)現(xiàn)包含多材料多層支柱的實(shí)施例。例如，可將材料絲網(wǎng)印刷到所述鑄造的微支柱1610區(qū)域中，隨后將較高楊氏模量材料插入模制于頂部(例如，在基底支柱1612中)及總塊體區(qū)域1702上。

在某些實(shí)施例中，還使用多層支柱來解決有關(guān)于所述塊體容積上的凸起的問題，如下文所描述。如上文所解釋的所述多層的使用允許所述多層支柱更高(例如，高于所述塊體容積上的所述凸起)同時仍維持所述適當(dāng)縱橫比且實(shí)現(xiàn)小型裝置的轉(zhuǎn)貼(例如，歸因于所述微支柱的小接觸表面面積)。

具有抗下垂特征的轉(zhuǎn)貼裝置

圖18及19中說明抗下垂特征1802的實(shí)例。在某些實(shí)施例中，為最小化或防止轉(zhuǎn)貼裝置102在所述支柱(例如，如圖12中所展示的支柱1202)之間下垂，轉(zhuǎn)貼裝置102包含抗下垂特征1802?？瓜麓固卣?802在轉(zhuǎn)貼裝置102的壓縮期間防止所述塊體容積下垂，借此防止非希望或非所要材料(例如，未被選擇用于拾取的半導(dǎo)體元件104或定位于原生襯底108的表面處的碎片)從原生襯底108的表面的非故意拾取。因此，抗下垂特征1802操作以改進(jìn)轉(zhuǎn)貼裝置102的選擇性。

如圖18中所展示，轉(zhuǎn)貼裝置102包含可在拾取操作期間接觸可印刷區(qū)域之間的源襯底108的表面上的抗下垂區(qū)域的一或多個抗下垂特征1802。支柱1806將在拾取操作期間拾取可印刷裝置。所述壓印器的區(qū)域1808不接觸支柱1806或抗下垂支柱1802。這些區(qū)域1808對應(yīng)于其中定位可印刷裝置(或其中如果所述可印刷裝置已被拾取，那么先前定位有所述可印刷裝置)的源襯底上的位置?？瓜麓固卣?802的壓縮性及/或大小不足以拾取所述可印刷對象(例如，可印刷半導(dǎo)體元件104)并防止轉(zhuǎn)貼裝置102的塊體容積下垂且觸碰所述可印刷襯底。

使抗下垂特征1802安置于區(qū)域1808與具有支柱1806的區(qū)域之間的所述抗下垂區(qū)域中。在某些實(shí)施例中，抗下垂特征1802具有低于轉(zhuǎn)貼裝置102的拾取支柱陣列1806的總橫截面接觸面積。

抗下垂特征1802可為任何大小或形狀。在某些實(shí)施例中，抗下垂特征1802具有相同于支柱1806的高度。在某些實(shí)施例中，所述抗下垂特征高于支柱1806。所述抗下垂特征可成形為(例如)圓柱形支柱、三角形支柱、矩形支柱、五邊形支柱、六邊形支柱、七邊形支柱及八邊形支柱。

圖19是包含抗下垂特征1802以接觸所述源(例如，半導(dǎo)體元件104及原生襯底108)上的可印刷區(qū)域的實(shí)例轉(zhuǎn)貼裝置102的圖式。圖19中的抗下垂支柱1802是在相同于圖18中所展示的位置以及區(qū)域1808中。因此，一些抗下垂支柱1802將接觸其中定位可印刷對象或先前定位可印刷對象的所述原生襯底上的位置。在某些實(shí)施例中，抗下垂特征1802是足夠小以使其不具有拾取能力。在某些實(shí)施例中，抗下垂特征1802具有不足以具有拾取能力的壓縮性。

在支柱之間具有粗糙化區(qū)域的轉(zhuǎn)貼裝置

在某些實(shí)施例中，為最小化或防止可印刷材料或非預(yù)期材料從所述源的非故意拾取，轉(zhuǎn)貼裝置102在定位于轉(zhuǎn)貼裝置支柱114之間的所述區(qū)域中包含粗糙化域。

圖20A及20B是說明并入于轉(zhuǎn)貼裝置102上的實(shí)例粗糙化區(qū)域2002的圖式。添加粗糙化域2002到轉(zhuǎn)貼裝置102在轉(zhuǎn)貼裝置支柱104之間的區(qū)域。此粗糙化區(qū)域2002將幫助防止可印刷材料的拾取(如果在過程支柱104之間存在下垂)。區(qū)域2002可由可放置成特定圖案陣列或隨機(jī)圖案陣列的小特征組成。在某些實(shí)施例中，粗糙化域2002包含小于轉(zhuǎn)貼裝置支柱104的特征。例如，在某些實(shí)施例中，所述粗糙化特征可包含圓柱形結(jié)構(gòu)、棱鏡結(jié)構(gòu)、凹面結(jié)構(gòu)及平截頭圓錐形結(jié)構(gòu)。在某些實(shí)施例中，粗糙化域2002放置成均勻或規(guī)則圖案化陣列。在其它實(shí)施例中，粗糙化域2002放置成隨機(jī)圖案化陣列。

復(fù)合轉(zhuǎn)貼裝置

圖21A說明復(fù)合轉(zhuǎn)貼裝置2100且圖21B說明復(fù)合轉(zhuǎn)貼裝置2150。可在轉(zhuǎn)貼裝置的每一個部分中使用不同粘彈性材料來構(gòu)造復(fù)合轉(zhuǎn)貼裝置(例如，2100及2150)。例如，PDMS具有通過控制固化溫度或通過改變樹脂中的固化劑量而調(diào)諧的可調(diào)諧楊氏模量。所述聚合物形成可包含一起使用若干不同材料或其可包含聚合物及硬化劑的不同比率。此外，材料A及B可具有不同交聯(lián)密度。

在某些實(shí)施例中，轉(zhuǎn)貼裝置2100由其中應(yīng)用第二聚合物形成于支柱2104中以改進(jìn)所給轉(zhuǎn)貼裝置2100與可印刷元件(例如，可印刷半導(dǎo)體元件104)之間的粘著性的復(fù)合材料制成。此外，所述塊體轉(zhuǎn)貼裝置的不同聚合物形成允許如果下垂發(fā)生于支柱之間的較少粘著性，借此允許下垂同時不拾取可印刷對象。例如，可在支柱2104或塊體容積2102中使用粘彈性聚合物或粘彈性彈性體。在某些實(shí)施例中，支柱2104與塊體容積2012相比較具有較低楊氏模量。

在某些實(shí)施例中，支柱2104包含具有高于支柱2104的楊氏模量的基底2106?；?106可具有相同于塊體區(qū)域2102的楊氏模量，如圖21B中所展示。

通常，轉(zhuǎn)貼裝置由單個玻璃片及聚合物塊體容積組成。抵靠標(biāo)準(zhǔn)硅晶片鑄造所述轉(zhuǎn)貼裝置，其中可成像材料(例如，經(jīng)圖案化光致抗蝕劑或其它光可成像聚合物(例如，SU8或BCB))覆蓋硅以允許產(chǎn)生主圖案?？蓛?yōu)化所述玻璃及所述聚合物兩者，使得在高溫處的固化步驟期間可減小或消除所述兩者之間的CTE變化。此減小所述轉(zhuǎn)貼裝置的邊緣處的撤回量，其減小塊體區(qū)域的邊緣處注意到的凸起量且減小從支柱到支柱的差異。室溫固化還可使所述轉(zhuǎn)貼裝置的邊緣處的撤回最小化。

具有經(jīng)減小凸起的轉(zhuǎn)貼裝置

圖22是轉(zhuǎn)貼裝置的塊體容積2206(例如，PDMS層)的邊緣2204處的凸起2202的圖解說明。塊體容積2206(例如，在此實(shí)例中，PDMS層)可呈各種形狀及形式。在某些實(shí)施例中，塊體容積2206的形狀是圓柱形、三角形、矩形、五邊形、六邊形、七邊形或八邊形。凸起2202可由塊體容積2206與硬板界面2208(例如，在此實(shí)例中，玻璃)之間的熱膨脹系數(shù)(CTE)的失配而引起。

圖23是發(fā)生于塊體容積2206(例如，粘彈性材料)上的凸起2202的圖解說明。圖23是轉(zhuǎn)貼裝置的塊體容積2206的一半的橫截面圖。出于此說明的目的，省略所述支柱。在某些實(shí)施例中，隨著塊體容積2206在硬板界面2208(例如，玻璃襯底)上冷卻，塊體容積2206變形。這對塊體容積2206的邊緣(例如，邊緣2204)來說尤其普遍。所述變形可致使凸起2202形成于彈性體2206的頂部上，如圖22及23中所展示。此凸起2202產(chǎn)生問題，因?yàn)槠淇勺陨碓谒鲛D(zhuǎn)貼過程期間非有意地拾取裝置。

如圖24中所展示，凸起2202可高于支柱2402。另外，所述變形還發(fā)生在x方向及y方向上(即，橫向變形)。因而，不期望使所述支柱定位于其中所述橫向變形將發(fā)生的塊體容積2206的所述區(qū)域上，因?yàn)楫?dāng)所述變形發(fā)生時支柱2402的間距可改變(即，必須已知且控制所述支柱的間距以確保印刷適當(dāng)?shù)匕l(fā)生)。將所述支柱陣列定位遠(yuǎn)離塊體容積2206的邊緣以避免橫向變形的典型距離“d”是5到20毫米。

具有復(fù)合結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)貼裝置

圖25是具有復(fù)合結(jié)構(gòu)的實(shí)例轉(zhuǎn)貼裝置2500的圖解說明。通常，轉(zhuǎn)貼裝置2500由單個玻璃片2208(除玻璃之外的其它材料也可用于硬板界面2208)及粘彈性材料(例如，PDMS)塊體容積組成。在某些實(shí)施例中，在玻璃板2208與粘彈性材料2506之間添加額外材料層2514以允許在額外層2514的頂部上形成粘彈性材料2506的薄層2518。例如，薄層2518可使轉(zhuǎn)貼裝置2500制造成在所述邊緣處具有較少凸起，因?yàn)樵谒鲞吘壧幋嬖谳^少材料來形成所述凸起。

在某些實(shí)施例中，將第二材料2514永久性地結(jié)合到第一材料2208。第二材料2514可為透明的，借此允許通過轉(zhuǎn)貼裝置2500觀看較清楚圖像。第二材料2514允許使用較薄塊體材料，借此允許轉(zhuǎn)貼裝置2500以應(yīng)用較少壓縮來完全層壓所述可印刷區(qū)域。

在某些實(shí)施例中，玻璃盤用作為硬板界面2208(例如，玻璃)與轉(zhuǎn)貼裝置塊體容積2506之間的第二材料2514。第二材料2514可為任何大小或形狀。在某些實(shí)施例中，將微支柱陣列2520安置于第二材料2514的區(qū)域上方。

圖26及27是由具有經(jīng)減小凸起的復(fù)合結(jié)構(gòu)形成的實(shí)例轉(zhuǎn)貼裝置的圖解說明。減小所述支柱下方的所述彈性體的體積(厚度)導(dǎo)致較小變形區(qū)域(凸起及橫向的)。圖26是轉(zhuǎn)貼裝置的一半的橫截面圖。與圖23相比較，圖26中的轉(zhuǎn)貼裝置歸因于第二材料2514的使用(如上文所解釋)而具有較少凸起。如圖27中所展示，凸起2702小于圖24中所展示的凸起且小于轉(zhuǎn)貼裝置2700的支柱2720。在此實(shí)例中，可將距離“d”減小到1到5毫米。另外，所述橫向變形是較小的。

支柱陣列周圍的轉(zhuǎn)貼裝置臺面

圖28A及28B是支柱陣列2804形成于其上的實(shí)例轉(zhuǎn)貼裝置臺面2806的圖解說明。歸因于拾取小型可印刷物件所需的較小支柱大小，所述轉(zhuǎn)貼裝置支柱的高度經(jīng)減小以堅(jiān)持所要支柱縱橫比。如上文所解釋，如果所述支柱(例如，1202)的長度相對其寬度過大，那么所述支柱在壓縮期間(例如，當(dāng)拾取裝置時)將彎曲。然而，如果所述支柱的長度相對于其寬度是使得其在壓縮期間不適當(dāng)?shù)貜澢?例如，所要支柱縱橫比)，那么所述轉(zhuǎn)貼裝置的所述邊緣上的凸起可致使非有意地拾取裝置。已在轉(zhuǎn)貼裝置陣列2804周圍開發(fā)臺面2806，其允許使所述轉(zhuǎn)貼裝置的較小部分暴露于所述晶片表面。所述臺面材料可允許陣列2804與塊體層2808之間的大步階。在某些實(shí)施例中，臺面2806的厚度大于塊體材料2808上的凸起的高度。這消除(或顯著減小)塊體材料2808上的凸起將在所述轉(zhuǎn)貼過程期間非有意地拾取裝置的風(fēng)險。另外，在某些實(shí)施例中，臺面2806的厚度小于塊體材料2808的厚度。因而，臺面2806上的凸起(如果有)小于塊體材料2808上的凸起。

臺面2806可為任何形狀，只要其包繞整個轉(zhuǎn)貼裝置陣列2804即可。可在其自身是在單個玻璃片2802上的聚合物塊體容積2808上制造轉(zhuǎn)貼裝置臺面2806。

圖29是具有經(jīng)減小凸起2920的實(shí)例轉(zhuǎn)貼裝置2900的圖解說明。將臺面2806定位在支柱2804周圍/下方。臺面2806的厚度小于塊體容積2808的厚度(例如，歸因于臺面2806的厚度及支柱2804的高度)。因而，臺面2806上的凸起2920(如果有)小于塊體材料2808上的凸起2930。臺面2806的厚度是使得支柱2804比臺面2806上的凸起2920及塊體容積2808上的凸起2930兩者突出。因此，通過凸起2920及2930的意外拾取裝置的風(fēng)險減小或消除。

其中凸起至少部分地經(jīng)移除的轉(zhuǎn)貼裝置

為減小凸起效應(yīng)，可部分地移除邊緣1504以產(chǎn)生成角度邊緣。圖30A及30B是如從所述轉(zhuǎn)貼裝置的側(cè)視圖/橫截面圖展示的減小塊體材料2206上的凸起2202的方法的圖解說明。可對所述轉(zhuǎn)貼裝置的邊緣2204做成角度剪切3002以減小凸起量(例如，當(dāng)鑄造轉(zhuǎn)貼裝置時且當(dāng)PDMS推動朝向所述轉(zhuǎn)貼裝置材料的中心時形成的凸起)?？墒褂锰甑?004來做剪切3002。可在所述轉(zhuǎn)貼裝置的邊緣2204周圍以規(guī)則間隔做這些剪切3002以顯著地減小存在的凸起2202量。在某些實(shí)施例中，此減小或消除所述壓印器的塊體材料2206將在完全層壓所述陣列之前向下觸碰所述轉(zhuǎn)貼裝置的邊緣的機(jī)會。

轉(zhuǎn)貼裝置側(cè)壁形狀

在某些實(shí)施例中，可使用彈性體側(cè)壁的形狀來控制所述壓印器的邊緣周圍的變形。執(zhí)行有限元建模以理解所述彈性體側(cè)壁的形狀如何影響所述壓印器的邊緣周圍的變形。在下文描述的實(shí)例中，將3mm玻璃上的1mm厚、20mm寬PDMS板使用于平面應(yīng)力中。所述玻璃的CTE是7ppm/K且PDMS的CTE是300ppm/K。ΔT是333K(固化溫度)到295K(實(shí)驗(yàn)室溫度)。PDMS板的斜面(即，側(cè)壁)改變。測試具有下列斜面/側(cè)壁中的每一者的轉(zhuǎn)貼裝置：15度斜面、30度斜面、45度斜面、60度斜面、75度斜面、圓斜面、細(xì)長圓斜面及方斜面，如圖31A到31G中所展示。

圖32是從所述彈性體的頂部表面的凸起高度隨針對圖31A到31G中所展示的側(cè)壁輪廓中的每一者的所述彈性體側(cè)壁的頂部表面上的橫向位置坐標(biāo)而變的曲線圖。圖33是在具有圖31A到31G中所展示的側(cè)壁輪廓的轉(zhuǎn)貼裝置的形成期間而產(chǎn)生的凸起高度的曲線圖。

此分析說明導(dǎo)致經(jīng)減小凸起的側(cè)壁形狀。如圖32及33中所展示，15度斜面、30度斜面、45度斜面、60度斜面、75度斜面、圓斜面及細(xì)長圓斜面全部都具有小于方斜面的凸起。

在某些實(shí)施例中，將上文所論述的不同轉(zhuǎn)貼裝置的特征組合到單個轉(zhuǎn)貼裝置中。例如，轉(zhuǎn)貼裝置可包含一或多個抗凸起特征、一或多個下垂拾取減小特征等等。此外，可將本文中所揭示的方法組合成單個方法。例如，方法可包含處理所述半導(dǎo)體元件的等離子體及熱輔助印刷。

在已描述本發(fā)明的各種實(shí)施例之后，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員現(xiàn)將明白可使用并入有所述概念的其它實(shí)施例。因此，感覺這些實(shí)施例不應(yīng)受限于所揭示的實(shí)施例，而應(yīng)僅受限于所附權(quán)利要求書的精神及范圍。

遍及其中設(shè)備及系統(tǒng)描述為具有、包含或包括特定組件或其中過程及方法描述為具有、包含或包括特定步驟的描述，可預(yù)期另外存在基本上由所述組件組成或由所述組件組成的本發(fā)明的設(shè)備及系統(tǒng)，及根據(jù)本發(fā)明存在基本上由所述處理步驟組成或由所述處理步驟組成的過程及方法。

應(yīng)理解，步驟的順序或執(zhí)行某些動作的順序是無關(guān)緊要的，只要本發(fā)明仍可操作即可。此外，可同時進(jìn)行兩個或兩個以上步驟或動作。

除非技術(shù)上不兼容，否則可結(jié)合其它實(shí)施例中的一或多者使用本發(fā)明各種所描述的實(shí)施例。

一方面，揭示一種用于將半導(dǎo)體裝置組裝于目的地襯底的接收表面上的系統(tǒng)及方法。另一方面，揭示一種用于將半導(dǎo)體裝置組裝于具有形貌特征的目的地襯底上的系統(tǒng)及方法。另一方面，揭示一種用于印刷半導(dǎo)體裝置的重力輔助分離系統(tǒng)及方法。另一方面，揭示用于印刷半導(dǎo)體裝置的轉(zhuǎn)貼裝置的各種特征。