[发明专利]分立元件的选择性激光辅助的转移

说明书

相关专利申请的交叉引用

本专利申请要求2011年4月11日提交的美国临时申请No.61/473,988的优先权，其全部内容以引用的方式并入本文。

关于联邦政府资助研究的声明

本发明是在政府支持的国防微电子处（DMEA）国防部合作协议号为H94003-08-2-0805、H94003-09-2-0905和H94003-11-2-1102的项目下作出的。政府对本发明拥有特定的权利。

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不可用。

受版权保护的材料公告

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技术领域

本发明主要涉及电子制造，更具体而言涉及小型元件的激光诱导向前转移非接触式装配。

背景技术

在工业中，激光转移技术受到越来越多的关注。然而，现有技术存在重大缺陷，从而限制了它们的应用。激光转移物体所采用的其中一种方法涉及：（1）借助于动力释放层（DRL）将转移物体附着至转移基底（载体）上，然后（2）从动力释放层（DRL）上烧蚀材料的气缕（plume）从而迫使该物体喷向接受基底。该方法引入了动力释放层和粘附层以使所述转移物体附着。据认为DRL在暴露于能量源时，通过DRL的汽化或熔融来改变其物理状态从而释放转移物体，其中暴露于能量源下能够使得由载体喷出快速且局部化（localized）的材料气缕，从而将转移物体喷射至接受基底。本领域许多出版物中已经描述了用于激光辅助转移的烧蚀机制。

然而，用烧蚀的材料气缕来喷射转移物体严重限制了转移物体的贴装安全性和精确度。具体而言，在烧蚀性激光释放中，释放动力学的随机性与飞行不稳定性间的组合阻碍了实现物体贴装的一致性。当使用密度相对较低的气体来推送密度更高的物体时，该工艺本身缺乏定位精度。

当需要更高精度的转移时，相对于跨越间隙的低精确度物体转移（无接触转移），实际应用优选采用接触转移。人们提出了一些间隙达300了触的激光转移机制，但仅示出了接触转移的结果。

待转移物体中非常重要的一类是集成电路“芯片(die)”或多个“芯片(dice)”。裸芯片为从含有微电子半导体器件的半导体晶片上切下的小片（例如，通常为矩形），即集成电路，也称为“即集成或“芯片（chip）”。或者，这些从半导体晶片上分离出的芯片也可构成微电子机械系统（MEMS）以及其他器件或组件。

在用于转移裸芯片的一个接触机构中，“蚀刻晶片”被夹在转移板和接受基底之间。在用于转移芯片的另一个接触转移机构中，待转移的芯片位于聚酰亚胺带的下方并且与之接触，其中该芯片将转移至该聚酰亚胺带上。接触转移存在以下缺点，包括：（1）当使转移物体与接受基底接触时，可能对所述转移物体造成机械损伤；（2）当其它元件已经放置在基体上时，则不能进行转移；（3）不能在非平面上进行物体转移；（4）由于需要(a)将基底和转移物体定位于期望的位置，(b)使基底和所述物体降低，(c)转移所述物体，(d)抬高所述基底，因此不能高速转移物体。能够理解到，在非接触转移中省略了步骤(b)和(d)。

如上所示，尽管在理论上非接触转移优于接触转移，但是在实际应用中尚未实现。

因此，存在对能够克服现有应用中固有的定位不精确性的非接触转移的激光转移方法的需求。

发明内容

本发明提供了一种在利用改进的激光诱导向前转移技术的激光非接触式装配中，装配超薄（例如，厚度小于约50μm）物体（如电子元器件）的方法。本方法非常适于装配超薄物体，例如半导体芯片。尽管本发明尤其适用于电子元器件，本方法还可用于装配其它器件，例如微电子机械系统（MEMS）的元器件和任何其它小型分立元器件。本发明的方法是指热-机械选择性激光辅助芯片转移（Thermo-Mechanical Selective Laser Assisted Die Transfer）（tmSLADT）方法。

应当理解，转移物体的大小可由其(a)厚度和(b)面积确定，其中其面积由长度乘以宽度确定，或者当转移物体为正方形时，其面积由该正方形的边长确定。