用于微转贴印刷的设备及方法与流程

本申请案主张2014年7月20日申请的标题为“用于微转贴印刷的设备及方法(Apparatus and Method for Micro-Transfer Printing)”的第62/026,694号美国临时专利申请案及2014年7月21日申请的标题为“用于微转贴印刷的方法及工具(Methods and Tools for Micro-Transfer Printing)”的第62/027,166号美国临时专利申请案的优先权及权利，所述临时申请案中的每一者的全部内容以引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及用于将可印刷装置微转贴印刷到目的地衬底的方法及工具。

背景技术：

本发明大体上涉及用于微转贴印刷的方法及工具。使用此技术通常难以拾取及放置超薄及/或小型装置。微转贴印刷允许这些超薄、易碎及/或小型装置的选择及应用而不会导致对装置自身的损坏。

微转贴印刷允许将微尺度、高性能装置阵列决定性地组装及集成于非原生衬底上。在其最简单实施例中，微转贴印刷类似于使用橡胶压印器以将基于流体的墨水从印台转贴到纸上。然而，在微转贴印刷中，“墨水”是由高性能固态半导体装置组成且“纸”可为包含塑料及其它半导体的衬底。微转贴印刷工艺利用与高精度控制动作印刷头耦合的经设计弹性体压印器以选择性地将大阵列的微尺度装置拾取且印刷于非原生目的地衬底上。

可通过改变所述印刷头的速度而选择性地调谐所述弹性体转贴装置与所述可印刷元件之间的粘着性。此速率相依的粘着性是用以构造所述转贴装置的所述弹性体的粘弹性本质的结果。当快速地移动所述转贴装置远离结合界面时，所述粘着性足够大以“拾取”所述可印刷元件远离其原生衬底，且相反地，当缓慢地移动所述转贴装置远离结合界面时，所述粘着性足够低以“释放”或“印刷”所述元件于异质表面上。可执行此工艺于其中所述压印器可在单个拾取及印刷操作中转贴(例如)成百上千个离散结构的大规模并行操作中。

微转贴印刷还实现将高性能半导体装置并行组装于几乎任何衬底材料上，包含玻璃、塑料、金属或其它半导体。所述衬底可为柔性的，借此允许柔性电子装置的生产。可以大量配置集成柔性衬底，包含不可与易碎硅基电子装置一起使用的配置。另外，塑料衬底(例如)机械地坚固且可用于提供不易受由机械应力引起的损坏或电子性能降级的影响的电子装置。因此，可通过能够以低成本于大型衬底区域上产生电子装置的连续、高速印刷技术(例如，卷轮式薄膜输送制造)而使用这些材料制造电子装置。

此外，这些微转贴印刷技术可在与塑料聚合物衬底上组装兼容的温度下印刷半导体装置。此外，可将半导体材料印刷于大面积的衬底上，借此实现复杂集成电路在大衬底面积上的连续、高速印刷。而且，可提供在曲折或变形装置定向中具有良好电子性能的完全柔性电子装置以实现广泛范围的柔性电子装置。

可使用微结构化压印器来拾取微型装置，将微型装置运输到目的地，且将微型装置印刷于目的地衬底上。可使用多种材料来产生转贴装置(例如，微结构化压印器)。可产生所述转贴装置上的支柱使得其从可拾取对象拾取材料且接着将所述材料印刷到所述目标衬底。可以阵列方式产生所述支柱且其可为取决于所述可印刷材料的大小的高度范围。可使用所述转贴装置的压缩(在z方向上)以完全将所述阵列的可印刷对象层压到所述转贴装置的所述支柱。另外，可使用压缩以允许通过增加所述压印器以基于公式v²＝2ad的设置加速度移动的距离而达到临界速度。

然而，所述转贴装置的压缩引起若干问题。除了别的之外，在支柱之间存在下垂的可能性。此下垂允许从源衬底拾取非所要材料。随着相邻支柱之间的跨距增加，所述下垂引起问题的风险增加。另外，存在可在所述转贴装置块体材料的边缘处注意到的凸起效应，所述凸起效应是由所述块体材料与硬板界面(例如，玻璃)之间的热膨胀系数(CTE)失配引起，如(例如)图22中所展示。因此，需要在印刷装置时至少最小化或消除这些问题且增加结合的技术。

使用粘弹性压印器材料的转贴印刷要求压印器与源材料之间的高速分离以“拾取”芯片。典型应用使用大约1g加速度来完成芯片或裸片“拾取”过程步骤。然而，分离处的速度取决于层压处的压印器的压缩而在小距离处(例如，几十微米或更小)发生。因此，需要更大加速度以在小距离处产生较高分离速度，其又增加所述压印器与源之间的粘着性。

技术实现要素：

如本文中所描述，本发明提供用于微转贴印刷的方法及工具。在某些实施例中，本发明在从源晶片拾取芯片时利用高加速度。“拾取”工艺的传统方法利用使所述压印器快速向上移动远离所述衬底的垂直置物台(附接有压印器)。通常，使用大约1g加速度以从所述原生衬底拾取装置。在某些实施例中，增加初始加速度(5到100g)以在拾取过程期间实现较高速度是有利的。分离处的速度取决于层压处的所述压印器的压缩而在非常小行进距离处发生。较高加速度可在小距离处产生较高分离速度，其又增加所述压印器与源之间的粘着性。在“拾取”过程期间，所述压印器在向下方向上移动远离所述源衬底可通过使用重力移动而增加整体加速度，且因此可添加额外1g加速度到所述转贴。

在某些实施例中，执行到无粘着性表面及形貌表面的热辅助微转贴印刷。可使用聚合物囊封以在所述聚合物经设计以接触且接着回流同时与所述目的地衬底接触时增强半导体装置到非原生衬底的转贴。随后，可移除所述聚合物层同时使所述经转贴的装置留于所述非原生衬底上。这还改进微转贴印刷到形貌表面的能力。

可在微转贴印刷期间执行等离子体处理(例如，不要求真空)。可将所述等离子体应用到附接到弹性体转贴元件的装置的底部表面。可使用对底部表面的此处理(i)以提供所述装置与目的地衬底之间的经改进结合，(ii)以使用外延剥离方法清洁已制造的装置的底部表面，及(iii)以从所述底部表面移除薄氧化物层(例如，Cu-Cu、CuSn-Cu、Cu-Sn-Sn-Cu、Au-Au)(例如，如果添加还原气体(例如，形成气体、氨、甲酸等)到所述等离子体)。可将所述处理应用到所述装置同时所述装置以其中所述装置是非分布式(例如，不从所述压印器落下)的方式而位于所述转贴装置上。

在某些实施例中，可将等离子体处理应用到附接到所述转贴装置的装置的底部表面。可使用所述处理以改进所述装置与所述目的地衬底之间的结合。可使用所述处理以清洁所述底部表面及/或从所述底部表面移除任何氧化物层。如果所述装置具有背侧金属，那么可使用所述等离子体以从所述金属的所述表面移除氧化物。

在某些实施例中，如果所述装置具有背侧金属，那么使用已涂覆有助焊剂的配接金属垫而将所述半导体元件印刷到目的地衬底。在转贴所述装置之后，所述助焊剂可回流，借此留下所述垫与所述装置上的所述背侧金属之间的良好金属连接。

可在使用现有技术方法而制造的所述转贴装置块体材料的边缘处注意到凸起效应。所述凸起由所述块体材料与硬板界面(例如，玻璃)之间的热膨胀系数(CTE)失配而引起，如(例如)图22中所展示。在某些实施例中，本发明包含经设计以消除或减小关于凸起的问题的转贴装置。在某些实施例中，使用剃刀剪切所述凸起，使得所述可印刷半导体元件在印刷操作期间不由所述凸起拾取。

在某些实施例中，在所述块体容积与所述硬板界面之间放置第二材料。因此，直接位于所述第二材料上方的所述块体容积材料比其在其它情况下薄。因为较少材料变形且膨胀以形成所述凸起，所以这产生较小凸起。

在一些实施例中，所述块体容积的斜面或侧壁使得凸起最小化。如下文所解释，某些形状侧壁导致具有较少凸起的转贴装置。

在某些实施例中，提供多个块体材料层(例如，粘弹性材料)。第一块体材料层是在硬板界面上且通常具有通常成问题的凸起。提供第二块体材料层于所述第一块体材料层上。所述第二块体材料层比所述第一块体材料层薄。因为所述第二块体材料层较薄，所以其将具有较小凸起。将所述支柱放置于所述第二块体材料层上且所述支柱相对于所述第二块体材料层上的凸起是突出的。另外，所述支柱相对于所述第一块体材料层是突出的，因为经组合的所述第二块体材料层的厚度与所述支柱的高度大于所述第一块体材料层上的凸起。

在某些实施例中，所述转贴装置具有在支柱的连续层上具有连续较小横截面的多层支柱。在支柱上形成微支柱。使用所述微支柱以实体地接触所述可印刷半导体装置。所述微支柱通常比所述支柱更短且更窄。多层支柱的使用允许维持所述支柱的所要纵横比同时仍允许拾取小型装置。通过所述多层支柱获得的高度可随着所述支柱的高度增加而减小凸起问题的风险。另外，所述多层支柱可减小关于下垂的问题。

当在拾取操作期间压缩转贴装置时，在支柱之间存在下垂可能性。此下垂允许从所述源衬底拾取非所要材料。随着相邻支柱之间的跨距增加，所述下垂引起问题的风险增加。

可使用多层支柱以增加所述支柱的高度同时维持所述支柱的所要纵横比，从而减小关于下垂及凸起的问题。在某些实施例中，在所述转贴装置上的支柱之间提供抗下垂特征。所述抗下垂特征可具有使得其不拾取装置的纵横比。以此方式，所述抗下垂支柱防止所述转贴装置中的块体材料的主体与源衬底接触，借此减小关于下垂的问题。

在某些实施例中，在所述支柱之间使所述转贴装置具备粗糙表面。所述粗糙表面减小如果下垂发生将拾取所述可印刷半导体元件的风险，因为所述粗糙表面减小粘着性。

一方面，本发明包含一种用于将半导体装置组装于目的地衬底的接收表面上的方法，所述方法包含：提供形成于原生衬底上的所述半导体装置；使所述半导体装置的顶部表面与具有接触表面的服贴式转贴装置(conformable transfer device)接触，其中所述接触表面与所述半导体装置的所述顶部表面之间的接触至少暂时地将所述半导体装置结合到所述服贴式转贴装置；使所述半导体装置与所述原生衬底分离，使得所述服贴式转贴装置的所述接触表面在所述半导体装置从所述原生衬底释放的情况下使所述半导体装置安置于其上；在使所述半导体装置与所述目的地衬底的所述接收表面接触之前，将所述半导体装置的背侧表面在与所述原生衬底分离之后暴露于等离子体(例如，大气等离子体)；使安置于所述接触表面上的所述半导体装置与所述目的地衬底的所述接收表面接触；以及使所述服贴式转贴装置的所述接触表面与所述半导体装置分离，借此将所述半导体装置组装于所述目的地衬底的所述接收表面上。

在某些实施例中，使所述背侧表面暴露于等离子体来改进所述半导体装置与所述目的地衬底的所述接收衬底之间的结合。

在某些实施例中，使所述背侧表面暴露于等离子体清洁所述半导体装置的所述背侧表面。

在某些实施例中，使所述背侧表面暴露于等离子体使从所述半导体装置的所述背侧表面移除薄氧化物层。

在某些实施例中，所述目的地衬底是选自由聚合物、塑料、树脂、聚酰亚胺、PEN、PET、金属、金属箔、玻璃、半导体及蓝宝石组成的群组的部件。

在某些实施例中，所述目的地衬底具有对于可见光的大于或等于50％、80％、90％或95％的透明度。

在某些实施例中，所述原生衬底包括选自由无机半导体材料、单晶硅晶片、绝缘体上硅晶片、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组成的群组的部件。

在某些实施例中，所述等离子体包括还原气体。

在某些实施例中，所述方法包含控制工作循环、滞留时间、所述等离子体的功率及所述等离子体到所述半导体装置的距离中的至少一者，以防止所述半导体装置从所述服贴式转贴装置的所述接触表面的剪切及剥层。

在某些实施例中，所述半导体装置的所述背侧表面包括金属。

在某些实施例中，所述金属是铜、锡、铝及其混合物中的至少一者。

在某些实施例中，所述目的地衬底的所述接收表面至少部分地包括金属。

在某些实施例中，所述金属是铜、锡、铝及其混合物中的至少一者。

在某些实施例中，服贴式转贴装置包括粘弹性压印器及弹性压印器中的至少一者。

在某些实施例中，所述方法包含：在使安置于所述接触表面上的所述半导体装置与所述目的地衬底的所述接收表面接触之前，使所述服贴式转贴装置与所述原生衬底分离，借此从所述原生衬底拾取所述半导体装置。

在某些实施例中，使用不小于5g(例如，5到100g)的初始加速度来执行使所述服贴式转贴装置与所述原生衬底分离。

在某些实施例中，使所述服贴式转贴装置与所述原生衬底的所述分离包括下列中的一或两者：(i)移动所述服贴式转贴装置远离所述原生衬底；以及(ii)移动所述原生衬底远离所述服贴式转贴装置。

在某些实施例中，所述服贴式转贴装置包括圆柱形支柱、三角形支柱、矩形支柱、五边形支柱、六边形支柱、七边形支柱及八边形支柱中的至少一者。

在某些实施例中，所述服贴式转贴装置包括具有多个支柱的转贴装置层，所述支柱中的每一者经成形以接触来自所述原生衬底的个别半导体装置，借此将半导体装置阵列组装于所述目的地衬底的所述接收表面上。

在某些实施例中，所述服贴式转贴装置包括定位于所述多个支柱的两个相邻支柱之间的一或多个抗下垂支柱。

在某些实施例中，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。

在某些实施例中，所述多个支柱中的每一支柱之间的所述转贴装置的表面是粗糙化表面。

在某些实施例中，所述转贴装置的块体容积包括第一材料且所述多个支柱包括第二材料，其中所述多个支柱安置于所述块体容积上。

在某些实施例中，所述方法包含：在使安置于所述接触表面上的所述半导体装置与所述目的地衬底的所述接收表面接触之后，通过加热元件加热聚合物层。

在某些实施例中，所述方法包含：在提供形成于原生衬底上的所述半导体装置之后，蚀刻形成于所述半导体装置与所述原生衬底之间的释放层的至少一部分。

在某些实施例中，所述半导体装置包括单式无机半导体结构。

在某些实施例中，所述目的地衬底包括Si。

在某些实施例中，所述半导体装置包括囊封聚合物层。

在某些实施例中，所述服贴式转贴装置包括具有相同于所述多个支柱的高度的一或多个抗下垂支柱，每一抗下垂支柱定位于所述多个支柱的至少两个支柱之间。

在某些实施例中，将所述半导体装置组装于所述目的地衬底的所述接收表面上，使得所述半导体装置的金属背侧表面至少部分地接触所述目的地衬底上的助焊剂层。

在某些实施例中，所述方法包含：在将所述半导体装置组装于所述目的地衬底的所述接收表面上之后，热处理所述助焊剂层，借此使所述金属背侧表面固定到所述金属垫。

在某些实施例中，所述半导体装置具有安置于所述半导体装置的顶部表面上的聚合物层。

另一方面，本发明包含一种用于将半导体装置组装于目的地衬底的接收表面上的方法，所述方法包含：将安置于所述半导体装置的顶部表面上的聚合物层提供给形成于原生衬底上的所述半导体装置；使所述半导体装置的所述聚合物层与具有接触表面的服贴式转贴装置接触，其中所述接触表面与所述半导体装置之间的接触使所述半导体装置至少暂时地结合到所述服贴式转贴装置；使所述半导体装置与所述原生衬底分离，使得所述半导体装置安置于所述服贴式转贴装置的所述接触表面上且从所述原生衬底释放；使安置于所述接触表面上的所述半导体装置接触到所述目的地衬底的所述接收表面；通过加热元件加热所述聚合物层；及使所述服贴式转贴装置的所述接触表面与所述半导体装置分离，使得将所述半导体装置转贴到所述接收表面上，借此将所述半导体装置组装于所述目的地衬底的所述接收表面上。

在某些实施例中，所述加热元件是热板。

在某些实施例中，所述加热元件安置于所述目的地衬底的与所述半导体装置相对的侧上。

在某些实施例中，所述目的地衬底对所述半导体装置来说是非原生的。

在某些实施例中，所述方法包含：在加热所述聚合物层之后，至少部分地移除所述聚合物。

在某些实施例中，来自所述加热元件的热减小所述聚合物层的粘度且致使所述聚合物层流动。

在某些实施例中，所述聚合物层安置于所述半导体装置的所述顶部表面上及所述半导体装置的一或多侧上。

在某些实施例中，所述聚合物层将所述可印刷半导体的至少一部分囊封于所述原生衬底上。

在某些实施例中，所述目的地衬底的所述接收表面包括非平面形貌表面。

在某些实施例中，所述目的地衬底是选自由聚合物、塑料、树脂、聚酰亚胺、PEN、PET、金属、金属箔、玻璃、半导体及蓝宝石组成的群组的部件。

在某些实施例中，所述目的地衬底具有对于可见光的大于或等于50％、80％、90％或95％的透明度。

在某些实施例中，所述原生衬底包括选自由无机半导体材料、单晶硅晶片、绝缘体上硅晶片、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组成的群组的部件。

在某些实施例中，将所述半导体装置组装于所述目的地衬底的所述接收表面上，使得所述半导体装置的金属背侧表面至少部分地接触所述目的地衬底上的助焊剂层。

在某些实施例中，所述方法包含：在将所述半导体装置组装于所述目的地衬底的所述接收表面上之后，热处理所述助焊剂层，借此使所述金属背侧表面固定到所述金属垫。

在某些实施例中，所述方法包含：在使所述半导体装置与所述目的地衬底的所述接收表面接触之前，将所述半导体装置的背侧表面(与所述半导体装置的所述顶部表面相对)在与所述原生衬底分离之后暴露于等离子体。

另一方面，本发明包含一种用于将半导体装置组装于目的地衬底的接收表面上的方法，所述方法包含：提供形成于原生衬底上的所述半导体装置，所述半导体装置包括金属背侧表面；使所述半导体装置的顶部表面与具有接触表面的服贴式转贴装置接触，其中所述接触表面与所述半导体装置之间的接触使所述半导体装置至少暂时地结合到所述服贴式转贴装置；使所述半导体装置与所述原生衬底分离，使得所述服贴式转贴装置的所述接触表面在所述半导体装置从所述原生衬底释放的情况下使所述半导体装置安置于其上；使安置于所述接触表面上的所述半导体装置与所述目的地衬底的所述接收表面接触，其中所述接收表面包括安置于所述目的地衬底上的金属垫上的助焊剂层；使所述服贴式转贴装置的所述接触表面与所述半导体装置分离，借此将所述半导体装置组装于所述目的地衬底的所述接收表面上，使得所述半导体装置的所述金属背侧表面至少部分地接触所述助焊剂层；及使所述助焊剂层暴露于热，借此使所述金属背侧表面固定到所述金属垫。

在某些实施例中，热处理所述助焊剂层包括使所述助焊剂层暴露于热。

在某些实施例中，使用加热元件而使所述助焊剂层暴露于热。

在某些实施例中，所述加热元件是热板。

在某些实施例中，所述加热元件安置于所述目的地衬底的与所述可印刷半导体装置相对的侧上。

在某些实施例中，提供形成于所述原生衬底上的所述半导体装置包括：将安置于所述半导体装置的顶部表面上的聚合物层提供给形成于所述原生衬底上的所述半导体装置。

在某些实施例中，所述目的地衬底是选自由聚合物、塑料、树脂、聚酰亚胺、PEN、PET、金属、金属箔、玻璃、半导体及蓝宝石组成的群组的部件。

在某些实施例中，所述目的地衬底具有对于可见光的大于或等于50％、80％、90％或95％的透明度。

在某些实施例中，所述原生衬底包括选自由无机半导体材料、单晶硅晶片、绝缘体上硅晶片、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组成的群组的部件。

在某些实施例中，提供形成于所述原生衬底上的所述半导体装置包括：在所述原生衬底上形成所述半导体装置；及至少部分地使用聚合物层来囊封所述可印刷半导体。

在某些实施例中，使用聚合物层来囊封形成于所述原生衬底上的所述半导体装置。

在某些实施例中，所述目的地衬底的所述接收表面包括一或多个非平面形貌特征。

在某些实施例中，所述一或多个非平面形貌特征包括选自由台面、v形通道及沟槽组成的群组的至少一个部件。

在某些实施例中，所述半导体装置具有安置于所述半导体装置的顶部表面上的聚合物层。

在某些实施例中，所述方法包含：在使安置于所述接触表面上的所述半导体装置与所述目的地衬底的所述接收表面接触之后，通过加热元件加所述聚合物层。

在某些实施例中，所述方法包含：在与所述原生衬底分离之后且在使所述半导体装置与所述目的地衬底的所述接收表面接触之前，将所述半导体装置的背侧表面(与所述半导体装置的所述顶部表面相对)暴露于等离子体。

另一方面，本发明包含一种具有经减小凸起的服贴式转贴装置，所述转贴装置包括：块体容积，其具有第一表面及与所述第一表面相对的第二表面以及所述第一表面与所述第二表面之间的侧，其中块体区域包括使所述侧连接到所述第一表面的锥形表面；及多个印刷支柱，其安置于所述块体容积的所述第一表面上以用于拾取可印刷材料，其中所述多个印刷支柱及所述块体容积经布置使得将施加到所述块体容积的所述第二表面的力传输到所述多个印刷支柱。

在某些实施例中，所述多个支柱中的每一支柱的纵横比(高度相对宽度)小于或等于4:1(例如，从2:1到4:1)。

在某些实施例中，所述多个印刷支柱中的每一支柱包括在所述支柱的与所述第一表面相对的端上的接触表面，其中所述多个支柱的所述接触表面大体上在同一平面上。

在某些实施例中，多个印刷支柱的所述厚度是从1微米到100微米(例如，从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)。

在某些实施例中，所述块体容积的所述厚度是从.5mm到5mm(例如，从.5到1mm、1到2mm、2到3mm、3到4mm或4到5mm)。

在某些实施例中，所述多个印刷支柱的所述厚度与所述块体容积的所述厚度的比率是从1:1到1:10(例如，从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)。

在某些实施例中，所述块体容积具有从1GPa到10GPa(例如，从1到4GPa、4到7GPa、7到10GPa)的杨氏(Young's)模量。

在某些实施例中，所述多个印刷支柱具有从1MPa到10MPa(例如，从1到4MPa、4到7MPa、7到10MPa)的杨氏模量。

在某些实施例中，所述多个印刷支柱具有第一杨氏模量，且所述基底具有大于所述第一杨氏模量的第二杨氏模量。

在某些实施例中，所述块体容积包括具有小于或等于14.5ppm的热膨胀系数的聚合物。

在某些实施例中，所述多个印刷支柱占据选自10cm²到260cm²(例如，从10cm²到40cm²、40cm²到80cm²、120cm²到160cm²、160cm²到200cm²、200cm²到240cm²或240cm²到260cm²)的面积。

在某些实施例中，所述多个印刷支柱的每一印刷支柱具有从50纳米到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)的宽度、长度及高度中的至少一者。

在某些实施例中，所述多个印刷支柱形成于连续单式层中。

在某些实施例中，所述多个印刷支柱包括聚合物。

在某些实施例中，所述块体容积是聚二甲基硅氧烷(PDMS)。

在某些实施例中，所述块体容积及所述多个印刷支柱由单一材料形成。

在某些实施例中，所述支柱的至少一部分布置于所述第一表面上，远离所述第一表面的边缘达从1mm到15mm(例如，远离所述边缘达从1mm到5mm或5mm到10mm、10mm到15mm)。

在某些实施例中，所述块体容积具有所述第一表面与所述第二表面之间的侧表面。

在某些实施例中，所述侧表面具有斜面及/或圆化边缘。

在某些实施例中，所述侧表面具有圆化轮廓(例如，凸面或凹面)。

在某些实施例中，所述侧表面具有与水平面(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°)的角度的斜面边缘。

另一方面，本发明包含一种包括具有具多个(例如，阵列的)支柱安置于其上的表面的台面配置的弹性体(例如，PDMS)板(例如，块体容积)的服贴式转贴装置，其中下列中的一或多者成立[(i)、(ii)及/或(iii)中的任何者]：(i)所述台面的边缘具有斜面及/或圆化边缘以便减小所述表面的变形且允许所述多个支柱的准确间距；(ii)所述多个支柱布置于所述表面上，远离所述边缘达至少1mm(例如，远离所述边缘达从1mm到5mm或5mm到20mm)；及(iii)所述台面具有不大于10mm(例如，从1到5mm)的厚度。

在某些实施例中，所述台面的所述边缘具有与水平面(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°)的角度的斜面边缘。

在某些实施例中，所述台面的所述边缘具有圆化轮廓(例如，凸面或凹面)。

在某些实施例中，所述装置包含所述弹性体板安置于其上的衬底(例如，玻璃)。

在某些实施例中，所述多个支柱中的每一支柱的纵横比(高度相对宽度)小于或等于4:1(例如，从2:1到4:1)。

在某些实施例中，所述多个印刷支柱中的每一支柱在所述支柱的与所述第一表面相对的端上包括接触表面，其中所述多个支柱的所述接触表面大体上在同一平面上。

在某些实施例中，所述支柱的所述厚度是从1微米到100微米(例如，从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)。

在某些实施例中，所述台面的所述厚度是从.5mm到5mm(例如，从.5到1mm、1到2mm、2到3mm、3到4mm或4到5mm)。

在某些实施例中，所述多个支柱的所述厚度与所述台面的所述厚度的比率是从1:1到1:10(例如，从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)。

在某些实施例中，所述台面具有从1GPa到10GPa(例如，从1到4GPa、4到7GPa、7到10GPa)的杨氏模量。

在某些实施例中，所述支柱具有从1MPa到10MPa(例如，从1到4MPa、4到7MPa、7到10MPa)的杨氏模量。

在某些实施例中，所述支柱具有第一杨氏模量且所述台面具有大于所述第一杨氏模量的第二杨氏模量。

在某些实施例中，所述支柱具有从1MPa到5MPa的杨氏模量。

在某些实施例中，所述台面包括具有小于或等于14.5ppm的热膨胀系数的聚合物。

在某些实施例中，所述支柱占据选自10cm²到260cm²(例如，从10cm²到40cm²、40cm²到80cm²、120cm²到160cm²、160cm²到200cm²、200cm²到240cm²或240cm²到260cm²)的面积。

在某些实施例中，所述支柱中的每一支柱具有从50纳米到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)的宽度、长度及高度中的至少一者。

在某些实施例中，所述支柱形成于连续单式层中。

在某些实施例中，所述支柱包括聚合物。

在某些实施例中，所述台面是聚二甲基硅氧烷(PDMS)。

在某些实施例中，所述台面及所述支柱由单一材料形成。

另一方面，本发明包含一种服贴式转贴装置，所述转贴装置包含：块体容积，其具有第一表面及与所述第一表面相对的第二表面；台面，其安置于所述块体容积上；层，其包括与所述块体容积相对而安置于所述台面上的用于拾取可印刷材料的多个支柱(例如，支柱阵列)，其中所述多个支柱、所述台面及所述块体容积经布置使得将施加到所述块体容积的所述第二表面的力传输到所述多个支柱。

在某些实施例中，所述台面的厚度大于所述支柱的厚度。

在某些实施例中，所述多个支柱中的每一支柱的纵横比(高度相对宽度)小于或等于4:1(例如，从2:1到4:1)。

在某些实施例中，所述多个印刷支柱中的每一支柱包括在所述支柱的与所述第一表面相对的端上的接触表面，其中所述多个支柱的所述接触表面大体上在同一平面上。

在某些实施例中，所述支柱的所述厚度是从1微米到100微米(例如，从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)。

在某些实施例中，所述块体容积的厚度是从.5mm到5mm(例如，从.5到1mm、1到2mm、2到3mm、3到4mm或4到5mm)。

在某些实施例中，所述支柱的厚度与所述块体容积的厚度的比率是从1:1到1:10(例如，从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)。

在某些实施例中，所述块体容积具有从1GPa到10GPa(例如，从1到4GPa、4到7GPa、7到10GPa)的杨氏模量。

在某些实施例中，所述支柱具有从1MPa到10MPa(例如，从1到4MPa、4到7MPa、7到10MPa)的杨氏模量。

在某些实施例中，所述支柱具有第一杨氏模量且所述块体容积具有大于所述第一杨氏模量的第二杨氏模量。

在某些实施例中，所述台面具有所述第一杨氏模量。

在某些实施例中，所述台面具有所述第二杨氏模量。

在某些实施例中，所述块体容积包括具有小于或等于14.5ppm的热膨胀系数的聚合物。

在某些实施例中，所述支柱占据选自10cm²到260cm²(例如，从10cm²到40cm²、40cm²到80cm²、120cm²到160cm²、160cm²到200cm²、200cm²到240cm²或240cm²到260cm²)面积。

在某些实施例中，所述多个支柱中的每一支柱具有从50纳米到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)的宽度、长度及高度中的至少一者。

在某些实施例中，所述支柱形成于连续单式层中。

在某些实施例中，所述支柱包括聚合物。

在某些实施例中，所述块体容积是聚二甲基硅氧烷(PDMS)。

在某些实施例中，所述块体容积及所述支柱由单一材料形成。

在某些实施例中，所述支柱的至少一部分布置于所述第一表面上，远离所述第一表面的边缘达从1mm到15mm(例如，远离所述边缘达从1mm到5mm或5mm到10mm、10mm到15mm)。

在某些实施例中，所述块体容积具有所述第一表面与所述第二表面之间的侧表面。

在某些实施例中，所述侧表面具有斜面及/或圆化边缘。

在某些实施例中，所述侧表面具有圆化轮廓(例如，凸面或凹面)。

在某些实施例中，所述侧表面具有与水平面(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°)的角度的斜面边缘。

另一方面，本发明包含一种修改服贴式转贴装置以减小凸起的方法，所述方法包括：提供转贴装置，所述转贴装置包括：块体容积，其具有第一表面及与所述第一表面相对的第二表面以及所述第一表面与所述第二表面之间的一或多侧；多个印刷支柱，其安置于所述块体容积的所述第一表面上以用于拾取可印刷材料，其中所述多个印刷支柱及所述块体容积经布置使得将施加到所述块体容积的所述第二表面的力传输到所述多个印刷支柱；及以相对于所述第一表面的非零角度剪切块体衬底的所述第一表面的边缘，借此减小所述边缘处的凸起。

在某些实施例中，所述多个支柱中的每一支柱的纵横比(高度相对宽度)小于或等于4:1(例如，从2:1到4:1)。

在某些实施例中，所述多个印刷支柱中的每一支柱包括在所述支柱的与所述第一表面相对的端上的接触表面，其中所述多个支柱的所述接触表面大体上在同一平面上。

在某些实施例中，多个印刷支柱的厚度是从1微米到100微米(例如，从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)。

在某些实施例中，所述块体容积的厚度是从.5mm到5mm(例如，从.5到1mm、1到2mm、2到3mm、3到4mm或4到5mm)。

在某些实施例中，所述多个印刷支柱的厚度与所述块体容积的厚度的比率是从1:1到1:10(例如，从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)。

在某些实施例中，所述块体容积具有从1GPa到10GPa(例如，从1到4GPa、4到7GPa、7到10GPa)的杨氏模量。

在某些实施例中，所述多个印刷支柱具有从1MPa到10MPa(例如，从1到4MPa、4到7MPa、7到10MPa)的杨氏模量。

在某些实施例中，所述多个印刷支柱具有第一杨氏模量且所述块体容积具有大于所述第一杨氏模量的第二杨氏模量。

在某些实施例中，所述块体容积包括具有小于或等于14.5ppm的热膨胀系数的聚合物。

在某些实施例中，所述多个印刷支柱占据选自10cm²到260cm²(例如，从10cm²到40cm²、40cm²到80cm²、120cm²到160cm²、160cm²到200cm²、200cm²到240cm²或240cm²到260cm²)的面积。

在某些实施例中，所述多个印刷支柱的每一印刷支柱具有从50纳米到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)的宽度、长度及高度中的至少一者。

在某些实施例中，所述多个印刷支柱形成于连续单式层中。

在某些实施例中，所述多个印刷支柱包括聚合物。

在某些实施例中，所述块体容积是聚二甲基硅氧烷(PDMS)。

在某些实施例中，所述块体容积及所述多个印刷支柱由单一材料形成。

在某些实施例中，所述支柱的至少部分布置于所述第一表面上，远离所述第一表面的边缘达从1mm到15mm(例如，远离所述边缘达从1mm到5mm或5mm到10mm、10mm到15mm)。

在某些实施例中，所述块体容积具有所述第一表面与所述第二表面之间的侧表面。

在某些实施例中，所述侧表面具有斜面及/或圆化边缘。

在某些实施例中，所述侧表面具有圆化轮廓(例如，凸面或凹面)。

在某些实施例中，所述侧表面具有与水平面(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°)的角度的斜面边缘。

另一方面，本发明包含一种服贴式转贴装置，所述转贴装置包含：块体容积，其具有第一表面及与所述第一表面相对的第二表面；及多个支柱，其安置于所述块体容积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区段及顶部区段，其中所述顶部区段具有小于所述基底区段的横截面积的横截面积(例如，小于所述基底区段的所述横截面积的50％、30％、25％、10％)。

在某些实施例中，所述多个支柱中的每一者包括在所述支柱的与所述第一表面相对的端上的接触表面，其中所述多个支柱的所述接触表面大体上在同一平面上。

在某些实施例中，支柱的厚度范围从1微米到100微米(例如，从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)。

在某些实施例中，所述块体容积的厚度是从.5mm到5mm(例如，从.5到1mm、1到2mm、2到3mm、3到4mm或4到5mm)。

在某些实施例中，所述支柱的厚度与所述块体容积的厚度的比率是从1:1到1:10(例如，从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)。

在某些实施例中，所述块体容积具有从1GPa到10GPa(例如，从1到4GPa、4到7GPa、7到10GPa)的杨氏模量。

在某些实施例中，所述支柱具有从1MPa到10MPa(例如，从1到4MPa、4到7MPa、7到10MPa)的杨氏模量。

在某些实施例中，所述支柱具有第一杨氏模量且基底具有大于所述第一杨氏模量的第二杨氏模量。

在某些实施例中，所述块体容积包括具有小于或等于14.5ppm的热膨胀系数的聚合物。

在某些实施例中，所述支柱占据选自10cm²到260cm²(例如，从10cm²到40cm²、40cm²到80cm²、120cm²到160cm²、160cm²到200cm²、200cm²到240cm²或240cm²到260cm²)的面积。

在某些实施例中，所述多个支柱中的每一支柱具有从50纳米到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)的宽度、长度及高度中的至少一者。

在某些实施例中，所述支柱形成于连续单式层中。

在某些实施例中，所述支柱包括聚合物。

在某些实施例中，所述块体容积是聚二甲基硅氧烷(PDMS)。

在某些实施例中，所述块体容积及所述支柱由单一材料形成。

在某些实施例中，所述多个支柱中的每一支柱的纵横比(高度相对宽度)小于或等于4:1(例如，从2:1到4:1)。

在某些实施例中，所述块体容积具有所述第一表面与所述第二表面之间的侧表面。

在某些实施例中，所述侧表面具有斜面及/或圆化边缘。

在某些实施例中，所述侧表面具有圆化轮廓(例如，凸面或凹面)。

在某些实施例中，所述侧表面具有与水平面(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°)的角度的斜面边缘。

在某些实施例中，所述支柱的至少部分布置于所述第一表面上，远离所述第一表面的边缘达从1mm到15mm(例如，远离所述边缘达从1mm到5mm或5mm到10mm、10mm到15mm)。

另一方面，本发明包含一种服贴式转贴装置，所述转贴装置包含：块体容积，其具有第一表面及与所述第一表面相对的第二表面；多个印刷支柱，其安置于所述块体容积的所述第一表面上以用于拾取可印刷材料；多个抗下垂支柱，其安置于所述块体容积的所述第一表面上以用于防止所述块体容积的所述第一表面下垂且防止在通过所述多个印刷支柱拾取可印刷材料时非故意地拾取可印刷材料，其中所述多个印刷支柱及所述块体容积经布置使得将施加到所述块体容积的所述第二表面的力传输到所述多个印刷支柱。

在某些实施例中，所述多个印刷支柱及所述多个抗下垂支柱安置于定位于所述多个印刷支柱与所述多个抗下垂支柱之间的连接层上。

在某些实施例中，所述连接层包括薄金属层。

在某些实施例中，所述多个支柱中的每一者包括在所述支柱的与所述第一表面相对的端上的接触表面，其中所述多个支柱的所述接触表面大体上在同一平面上。

在某些实施例中，所述印刷支柱的厚度是从1微米到100微米(例如，从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)。

在某些实施例中，所述块体容积的厚度是从.5mm到5mm(例如，从.5mm到1mm、1mm到2mm、2mm到3mm、3mm到4mm或4mm到5mm)。

在某些实施例中，所述印刷支柱的厚度与所述块体容积的厚度的比率是从1:1到1:10(例如，从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)。

在某些实施例中，所述块体容积具有从1GPa到10GPa(例如，从1到4GPa、4到7GPa、7到10GPa)的杨氏模量。

在某些实施例中，所述印刷支柱具有从1MPa到10MPa(例如，从1到4MPa、4到7MPa、7到10MPa)的杨氏模量。

在某些实施例中，所述印刷支柱具有第一杨氏模量且所述块体容积具有大于所述第一杨氏模量的第二杨氏模量。

在某些实施例中，所述块体容积包括具有小于或等于14.5ppm的热膨胀系数的聚合物。

在某些实施例中，所述印刷支柱占据选自10cm²到260cm²(例如，从10cm²到40cm²、40cm²到80cm²、120cm²到160cm²、160cm²到200cm²、200cm²到240cm²或240cm²到260cm²)的面积。

在某些实施例中，所述印刷支柱中的每一者具有从50纳米到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)的宽度、长度及高度中的至少一者。

在某些实施例中，所述印刷支柱形成于连续单式层中。

在某些实施例中，所述印刷支柱包括聚合物。

在某些实施例中，所述块体容积是聚二甲基硅氧烷(PDMS)。

在某些实施例中，所述块体容积及所述印刷支柱由单一材料形成。

在某些实施例中，所述抗下垂支柱穿插于所述印刷支柱之间。

在某些实施例中，所述多个抗下垂支柱具有大于所述印刷支柱的模量。

在某些实施例中，所述支柱的每一支柱的纵横比(高度相对宽度)小于或等于4:1(例如，从2:1到4:1)。

在某些实施例中，所述支柱的至少部分布置于所述第一表面上，远离所述第一表面的边缘达从1mm到15mm(例如，远离所述边缘达从1mm到5mm或5mm到10mm、10mm到15mm)。

在某些实施例中，所述块体容积具有所述第一表面与所述第二表面之间的侧表面。

在某些实施例中，所述侧表面具有斜面及/或圆化边缘。

在某些实施例中，所述侧表面具有圆化轮廓(例如，凸面或凹面)。

在某些实施例中，所述侧表面具有与水平面(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°)的角度的斜面边缘。

另一方面，本发明包含一种服贴式转贴装置，所述转贴装置包含：块体容积，其具有第一表面及与所述第一表面相对的第二表面；及多个支柱，其安置于所述块体容积的所述第一表面上以用于拾取可印刷材料，其中所述多个支柱及所述块体容积经布置使得将施加到所述块体容积的所述第二表面的力传输到所述多个支柱，其中未由所述多个支柱占据的所述第一表面的区域的部分包括粗糙化区域(例如，借此抗下垂)。

在某些实施例中，所述粗糙化区域包括多个特征，每一特征具有小于每一支柱的宽度的宽度及小于每一支柱的高度的高度。

在某些实施例中，所述粗糙化区域定位于所述支柱之间的所述第一表面上。

在某些实施例中，所述粗糙化区域包括图案化特征阵列。

200.根据权利要求196到199中任一权利要求所述的装置，其中所述粗糙化区域包括随机特征阵列。

在某些实施例中，所述多个支柱中的每一者包括在所述支柱的与所述第一表面相对的所述端上的接触表面，其中所述多个支柱的所述接触表面大体上在同一平面上。

在某些实施例中，支柱的厚度是从1微米到100微米(例如，从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)。

在某些实施例中，所述块体容积的厚度是从.5mm到5mm(例如，从.5到1mm、1到2mm、2到3mm、3到4mm或4到5mm)。

在某些实施例中，所述支柱的厚度与所述块体容积的厚度的比率是从1:1到1:10(例如，从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)。

在某些实施例中，所述块体容积具有从1GPa到10GPa(例如，从1到4GPa、4到7GPa、7到10GPa)的杨氏模量。

在某些实施例中，所述支柱具有从1MPa到10MPa(例如，从1MPa到4MPa、4MPa到7MPa、7MPa到10MPa)的杨氏模量。

在某些实施例中，所述支柱具有第一杨氏模量且所述块体容积具有大于所述第一杨氏模量的第二杨氏模量。

在某些实施例中，所述块体容积包括具有小于或等于14.5ppm的热膨胀系数的聚合物。

在某些实施例中，所述支柱占据选自10cm²到260cm²(例如，从10cm²到40cm²、40cm²到80cm²、120cm²到160cm²、160cm²到200cm²、200cm²到240cm²或240cm²到260cm²)的面积。

在某些实施例中，所述支柱中的每一者具有从50纳米到10微米的宽度、长度及高度中的至少一者。

在某些实施例中，所述支柱形成于连续单式层中。

在某些实施例中，所述支柱包括聚合物。

在某些实施例中，所述块体容积是PDMS。

在某些实施例中，所述块体容积及所述支柱由单一材料形成。

在某些实施例中，所述服贴式转贴装置是粘弹性压印器。

在某些实施例中，所述服贴式转贴装置是弹性压印器。

在某些实施例中，所述弹性压印器由聚二甲基硅氧烷(PDMS)制成。

在某些实施例中，所述支柱的每一支柱的纵横比(高度相对宽度)小于或等于4:1(例如，从2:1到4:1)。

在某些实施例中，所述支柱布置于所述第一表面上，远离所述第一表面的边缘达从1mm到15mm(例如，远离所述边缘达从1mm到5mm或5mm到10mm、10mm到15mm)。

在某些实施例中，所述块体容积具有所述第一表面与所述第二表面之间的侧表面。

在某些实施例中，所述侧表面具有斜面及/或圆化边缘。

在某些实施例中，所述侧表面具有圆化轮廓(例如，凸面或凹面)。

在某些实施例中，所述侧表面具有与水平面(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°)的角度的斜面边缘。

另一方面，本发明包含一种服贴式转贴装置，所述转贴装置包含：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横截面积)；块体容积，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处)，其中安置于所述子基底上的所述块体容积的部分的厚度小于所述子基底的厚度；及多个支柱，其与所述子基底相对且在所述子基底上方安置于所述块体容积上以用于拾取可印刷材料，其中所述多个支柱、所述基底、所述子基底及所述块体容积经布置使得将施加到所述基底的与所述子基底相对的表面的力传输到所述多个支柱。

在某些实施例中，所述第一材料包括玻璃。

在某些实施例中，所述第一材料与所述第二材料是相同的。

在某些实施例中，所述块体容积及所述印刷支柱由单一材料形成。

在某些实施例中，所述块体容积包括聚合物。

在某些实施例中，所述第一材料是透明的。

在某些实施例中，所述第二材料是透明的。

在某些实施例中，所述多个支柱中的每一者包括在所述支柱的与所述块体容积相对的端上的接触表面，其中所述多个支柱的所述接触表面大体上在同一平面上。

在某些实施例中，所述支柱的厚度是从1微米到100微米(例如，从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)。

在某些实施例中，所述块体容积的厚度是从.5mm到5mm(例如，从.5到1mm、1到2mm、2到3mm、3到4mm或4到5mm)。

在某些实施例中，所述支柱的厚度与所述块体容积的厚度的比率是从1:1到1:10(例如，从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)。

在某些实施例中，所述块体容积具有从1GPa到10GPa(例如，从1到4GPa、4到7GPa、7到10GPa)的杨氏模量。

在某些实施例中，所述支柱具有从1MPa到10MPa(例如，从1到4MPa、4到7MPa、7到10MPa)的杨氏模量。

在某些实施例中，所述支柱具有第一杨氏模量，且所述基底具有大于所述第一杨氏模量的第二杨氏模量。

在某些实施例中，所述块体容积包括具有小于或等于14.5ppm的热膨胀系数的聚合物。

在某些实施例中，所述支柱占据选自10cm²到260cm²(例如，从10cm²到40cm²、40cm²到80cm²、120cm²到160cm²、160cm²到200cm²、200cm²到240cm²或240cm²到260cm²)的面积。

在某些实施例中，所述多个支柱中的每一支柱具有从50纳米到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)的宽度、长度及高度中的至少一者。

在某些实施例中，所述支柱形成于连续单式层中。

在某些实施例中，所述支柱包括聚合物。

在某些实施例中，所述块体容积是聚二甲基硅氧烷(PDMS)。

在某些实施例中，所述块体容积具有大于所述支柱的模量。

在某些实施例中，所述支柱的每一支柱的纵横比(高度相对宽度)小于或等于4:1(例如，从2:1到4:1)。

在某些实施例中，所述支柱的至少部分布置于所述第一表面上，远离所述第一表面的边缘达从1mm到15mm(例如，远离所述边缘达从1mm到5mm或5mm到10mm、10mm到15mm)。

在某些实施例中，所述块体容积具有所述第一表面与所述第二表面之间的侧表面。

在某些实施例中，所述侧表面具有斜面及/或圆化边缘。

在某些实施例中，所述侧表面具有圆化轮廓(例如，凸面或凹面)。

在某些实施例中，所述侧表面具有与水平面(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°)的角度的斜面边缘。

另一方面，本发明包含一种服贴式转贴装置，所述转贴装置包含：块体容积，其具有第一表面及与所述第一表面相对的第二表面，其中所述块体容积具有第一组合物；及多个支柱，其安置于所述块体容积的所述第一表面上以用于拾取可印刷材料，其中所述多个支柱及所述块体容积经布置使得将通过所述基底而施加到所述基底的所述第二表面的力传输到所述多个支柱，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顶部部分)具有不同于所述第一组合物的第二组合物。

在某些实施例中，每一支柱的至少部分具有所述第二组合物。

在某些实施例中，最接近所述块体容积的每一支柱的底部部分具有所述第二组合物。

在某些实施例中，所述第一组合物包括聚合物。

在某些实施例中，所述第二组合物包括聚合物。

在某些实施例中，所述第一组合物包括硬化剂。

在某些实施例中，所述第二组合物包括硬化剂。

在某些实施例中，所述基底是玻璃。

在某些实施例中，所述多个支柱中的每一支柱包括在所述支柱的与所述第一表面相对的端上的接触表面，其中所述多个支柱的所述接触表面大体上在同一平面上。

在某些实施例中，所述支柱的厚度是从1微米到100微米(例如，从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)。

在某些实施例中，所述块体容积的厚度是从.5mm到5mm(例如，从.5到1mm、1到2mm、2到3mm、3到4mm或4到5mm)。

在某些实施例中，所述支柱的厚度与所述块体容积的厚度的比率是从1:1到1:10(例如，从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)。

在某些实施例中，所述块体容积具有从1GPa到10GPa(例如，从1到4GPa、4到7GPa、7到10GPa)的杨氏模量。

在某些实施例中，所述支柱具有从1MPa到10MPa(例如，从1到4MPa、4到7MPa、7到10MPa)的杨氏模量。

在某些实施例中，所述支柱具有第一杨氏模量，且所述基底具有大于所述第一杨氏模量的第二杨氏模量。

在某些实施例中，所述块体容积包括具有小于或等于14.5ppm的热膨胀系数的聚合物。

在某些实施例中，所述支柱占据选自10cm²到260cm²(例如，从10cm²到40cm²、40cm²到80cm²、120cm²到160cm²、160cm²到200cm²、200cm²到240cm²或240cm²到260cm²)的面积。

在某些实施例中，所述多个支柱中的每一支柱具有从50纳米到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)的宽度、长度及高度中的至少一者。

在某些实施例中，所述支柱形成于连续单式层中。

在某些实施例中，所述多个支柱中的每一支柱的纵横比(高度相对宽度)小于或等于4:1(例如，从2:1到4:1)。

在某些实施例中，所述支柱的至少部分布置于所述第一表面上，远离所述第一表面的边缘达从1mm到15mm(例如，远离所述边缘达从1mm到5mm或5mm到10mm、10mm到15mm)。

在某些实施例中，所述块体容积具有所述第一表面与所述第二表面之间的侧表面。

在某些实施例中，所述侧表面具有斜面及/或圆化边缘。

在某些实施例中，所述侧表面具有圆化轮廓(例如，凸面或凹面)。

在某些实施例中，所述侧表面具有与水平面(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°)的角度的斜面边缘。

附图说明

将通过参考结合附图进行的下文描述更加了解本发明的上述及其它目标、方面、特征及优点。

图1A到1C是使用光致抗蚀剂囊封的热辅助微转贴印刷的图解说明。

图2A及2B是将半导体元件热辅助印刷到具有形貌特征的非原生目的地衬底上的图解。

图3A是印刷于非原生衬底上的实例半导体元件的SEM图像。

图3B是印刷于具有形貌特征的非原生衬底上的实例半导体元件的SEM图像。

图4是说明到半导体元件的接触表面的等离子体的应用的实例图式。

图5A是说明到半导体元件的接触表面的等离子体的应用的实例图式。

图5B是在将等离子体应用到半导体元件的接触表面之后半导体装置到目的地衬底的金属到金属接合的图解说明。

图6是说明到半导体装置的接触表面的等离子体的应用的实例图式。

图7A到7D是等离子体源的输出形状的实例。

图8A到8C是将半导体元件印刷到具有助焊剂层于其上的目的地衬底的图解说明。

图9A到9C说明拾取半导体元件的典型方法。

图10A及10B说明将半导体元件与原生衬底重力辅助分离的实例。

图11A及11B是说明将半导体元件与原生衬底重力辅助分离的另一实例的图式。

图12是具有支柱阵列的实例转贴装置的图式。

图13A及13B是典型转贴装置及在压缩期间发生的下垂的图解说明。

图14A及14B是多层压印器的图解说明。

图15是多层压印器的图解说明。

图16是用于形成具有多层支柱的转贴装置的铸造的图解说明。

图17A到17C是配置成阵列的多层支柱的SEM图像。

图18及19是抗下垂特征的实例的图式。

图20A及20B是说明在支柱之间并入于转贴装置上的粗糙化区域的图式。

图21A及21B是实例复合转贴装置的图解说明。

图22是在压印器的块体材料(例如，PDMS层)的边缘处凸起的图解说明。

图23是发生在一件弹性体上的凸起的图解说明。

图24是具有显著凸起的实例转贴装置的图解说明。

图25是由多个组件制成以减小凸起的实例转贴装置的图解说明。

图26是具有经减小凸起的实例转贴装置的图解说明。

图27是具有经减小凸起的实例转贴装置的图解说明。

图28A及28B是具有台面及所述台面上的支柱阵列的实例转贴装置的图解说明。

图29是具有经减小凸起的实例转贴装置的图解说明。

图30A到30B是减小转贴装置上的凸起的方法的图解说明。

图31A到31G说明与转贴装置一起使用的实例侧壁轮廓。

图32是从弹性体的顶部表面的凸起高度随针对图31A到31G中所展示的侧壁轮廓中的每一者的弹性体侧壁的顶部表面上的侧向位置坐标而变的曲线图。

图33是在形成具有图31A到31G中所展示的侧壁轮廓的转贴装置期间产生的凸起高度的曲线图。

将从下文中结合图式而阐述的具体实施方式更加明白本发明的特征及优点，其中相似参考字符贯穿全文指示对应元件。在图式中，相似参考数字大体上指示相同、功能上类似及/或结构上类似的元件。

具体实施方式

如本文中所使用，表述“半导体元件”及“半导体结构”是同义使用且广泛地是指半导体材料、结构、装置或装置的组件。半导体元件包含高质量单晶半导体及多晶半导体、经由高温处理而制造的半导体材料、掺杂半导体材料、有机及无机半导体，以及具有一或多个额外半导体组件或非半导体组件的组合半导体材料及结构(例如，电介质层或材料，或导电层或材料)。半导体元件包含包括(但不限于)晶体管、包含太阳能电池的光伏装置、二极管、发光二极管、激光器、p-n结、光电二极管、集成电路及传感器的半导体装置及装置组件。此外，半导体元件可是指形成功能性半导体装置或产品的部件或部分。

“半导体”是指在非常低温度下是绝缘体但在约300开尔文的温度下具有可感知导电性的材料的任何材料。半导体的电特性可通过添加杂质或掺杂物而修改且可通过使用电场而控制。在本描述中，术语半导体的使用希望与在微电子及电子装置的技术中使用此术语相一致。本发明中可用的半导体可包含元素半导体(例如，硅、锗及金刚石)及化合物半导体，例如，IV族化合物半导体(例如，SiC及SiGe)、III-V族半导体(例如，AlSb、AlAs、Aln、AlP、BN、GaSb、GaAs、GaN、GaP、InSb、InAs、InN及InP)、III-V族三元半导体合金(例如，AlxGa1-xAs)、II-VI族半导体(例如，CsSe、CdS、CdTe、ZnO、ZnSe、ZnS及ZnTe)、I-VII族半导体CuCl、IV-VI族半导体(例如，PbS、PbTe及SnS)、层半导体(例如，PbI₂、MoS₂及GaSe)、氧化物半导体(例如，CuO及Cu₂O)。术语半导体包含本征半导体及掺杂有一或多个选定材料的非本征半导体(包含具有p型掺杂材料及n型掺杂材料的半导体)以提供对所给应用或装置有用的有利电子性质。术语半导体包含包括半导体或掺杂物的混合物的组合材料。对本发明的一些应用有用的特定半导体材料包含(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。多孔硅半导体材料对本发明在传感器及发光材料(例如，发光二极管(LED)及固态激光器)的领域中的应用有用。半导体材料的杂质是原子、元素、离子或分子而非所述半导体材料自身或半导体材料中提供的任何掺杂物。杂质是存在于半导体材料中可负面影响半导体材料的电子性质的不受欢迎的材料，且包含(但不限于)氧、碳及包含重金属的金属。重金属杂质包含(但不限于)周期表上的铜与铅之间的元素群组、钙、钠及其所有离子、化合物及/或络合物。

“衬底”是指进行(或已进行)过程(例如，半导体元件的图案化、组装或集成)于其上或其中的结构或材料。衬底包含(但不限于)：(i)制造、沉积、转贴或支撑半导体元件于其上的结构(还被称为原生衬底)；(ii)装置衬底(例如，电子装置衬底)；(iii)具有元件(例如，半导体元件)用于随后转贴、组装或集成的供体衬底；及(iv)用于接收可印刷结构(例如，半导体元件)的目标衬底。供体衬底可为(但并不定为)原生衬底。

如本文中所使用的“目的地衬底”是指用于接收可印刷结构(例如，半导体元件)的目的地衬底(还被称为非原生衬底)。显示衬底材料的实例包含聚合物、塑料、树脂、聚酰亚胺、聚萘二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸伸乙基酯、金属、金属箔、玻璃、柔性玻璃、半导体及蓝宝石。

“可印刷”是指能够转贴、组装、图案化、组织或集成到衬底上或到衬底中而不使所述衬底暴露于高温(例如，小于或等于约400、200或150摄氏度的温度下)的材料、结构、装置组件或集成功能性装置。在本发明的实施例中，可印刷材料、元件、装置组件或装置能够经由溶液印刷、微转贴印刷或干转贴接触印刷而转贴、组装、图案化、组织或集成到衬底上或到衬底中。

本发明的“可印刷半导体元件”包括可(例如)通过使用干转贴接触印刷、微转贴印刷或溶液印刷方法而被组装或集成到衬底表面上的半导体结构。在一个实施例中，本发明的可印刷半导体元件是单式单晶、多晶或微晶无机半导体结构。在此描述的上下文中，单式结构是具有机械地连接的特征的单片元件。本发明的半导体元件可未掺杂或经掺杂，可具有掺杂物的选定空间分布，或可掺杂有多个不同掺杂物材料(包含，p型掺杂物及n型掺杂物)。本发明包含具有至少一个大于或等于约1微米的横截面尺寸的微结构化可印刷半导体元件及具有至少一个小于或等于约1微米的横截面尺寸的纳米结构化可印刷半导体元件。对许多应用有用的可印刷半导体元件包括源于高纯度块体材料(例如，使用常规高温处理技术而产生的高纯度结晶半导体晶片)的“从上而下”处理的元件。在一个实施例中，本发明的可印刷半导体元件包括具有可操作地连接到至少一个额外装置组件或结构(例如，导电层、电介质层、电极、额外半导体结构或这些的任何组合)的半导体的复合结构。在一个实施例中，本发明的可印刷半导体元件包括可伸展半导体元件或异质性半导体元件。

“塑料”是指可经模制或经成形(通常当加热时)及经硬化成所要形状的任何合成或天然材料或材料的组合。对本发明的装置及方法有用的示范性塑料包含(但不限于)聚合物、树脂及纤维素衍生物。在本描述中，术语塑料希望包含包括具有一或多个添加剂(例如，结构增强剂、填充剂、纤维、增塑剂、稳定剂或可提供所要化学或物理性质的添加剂)的一或多个塑料的复合塑料材料。

“电介质”及“电介质材料”在本描述中同义使用且是指高度抗电流流动且可通过所施加电场极化的物质。有用电介质材料包含(但不限于)SiO₂、Ta₂O₅、TiO₂、ZrO₂、Y₂O₃、SiN₄、STO、BST、PLZT、PMN及PZT。

“聚合物”是指包括多个重复化学基团(通常被称为单体)的分子。通常，聚合物的特征为高分子质量。本发明中可用的聚合物可为有机聚合物或无机聚合物且可为非晶形、半非晶形、晶形或部分晶形状态。聚合物可包括具有相同化学组合物的单体或可包括具有不同化学组合物的多个单体(例如，共聚物)。具有连接单体链的交联聚合物对本发明的一些应用特别有用。可用于本发明的方法、装置及装置组件中的聚合物包含(但不限于)塑料、弹性体、热塑性弹性体、弹性塑料、恒温器、热塑性塑料及丙烯酸酯。示范性聚合物包含(但不限于)缩醛聚合物、生物可降解聚合物、纤维素聚合物、含氟聚合物、耐纶、聚丙烯腈聚合物、聚酰胺-酰亚胺聚合物、聚酰亚胺、聚芳酯、聚苯并咪唑、聚丁烯、聚碳酸酯、聚酯、聚醚酰亚胺、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、聚邻苯二甲酰胺、聚丙烯、聚氨酯、苯乙烯系列树脂、磺基树脂、铝基树脂或这些的任何组合。

如本文中所使用的“微转贴印刷”是指用于使微米材料及纳米材料、装置及半导体元件决定性地组装成具有二维或三维布局的空间组织、功能性布置的系统、方法及技术。通常难以拾取及放置超薄或小型装置，然而，微转贴印刷允许这些超薄、易碎或小型装置(例如，微型LED)的选择及应用而不会导致对装置自身的损坏。

微结构化压印器(例如，弹性体、静电压印器，或混合弹性体/静电压印器)可用于拾取微型装置，将所述微型装置运输到目的地衬底，且将所述微型装置印刷到目的地衬底上。在一些实施例中，表面粘着力用于控制这些装置到所述目的地衬底的选择及印刷。可大规模并行执行此过程。所述压印器可经设计而以单个拾取及印刷操作而转贴单个装置或成百上千个离散结构。通常，针对微转贴印刷的讨论，参见第7,622,367号美国专利及第8,506,867号美国专利，所述专利中的每一者的全部内容特此以引用的方式并入本文中。

到无粘着性表面及形貌表面的热辅助微转贴印刷

图1A到1C是热辅助微转贴印刷的图解说明。转贴装置102(例如，服贴式转贴装置(例如，弹性体或粘弹性体压印器(例如，聚二甲基硅氧烷(PDMS)压印器)))包含支柱阵列114，其用于(i)从原生衬底108(例如，原产于可印刷半导体元件104且用于制造可印刷半导体元件104)拾取可印刷半导体元件104及(ii)将可印刷半导体元件104转贴到非原生目的地衬底110。在某些实施例中，可印刷半导体元件104在其被拾取之前囊封于聚合物层106(例如，光致抗蚀剂)中。

在某些实施例中，可印刷半导体元件104制造于块体半导体衬底上或是由块体半导体衬底制造而成。在此类实施例中，非原生目的地衬底110由下列任一者制成(i)非半导体及/或非金属材料(例如，具有制造于其上的导电互连性)或(ii)不同于所述目的地衬底的类型的一或多个半导体材料。非原生衬底110的实例包含(但不限于)玻璃、蓝宝石、塑料、金属及/或其它半导体。原生衬底108的实例包含(但不限于)无机半导体材料(例如，单晶硅晶片、绝缘体上硅晶片、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)。

图1A说明在已从原生衬底108拾取可印刷半导体元件104之后但在将可印刷半导体元件104沉积于目的地衬底110之前的转贴装置102。在某些实施例中，可印刷半导体元件104制造于原生衬底108上且接着在转贴装置102从原生衬底108拾取可印刷半导体元件104之前涂覆有聚合物层106。在某些实施例中，聚合物106是在可印刷半导体元件104的顶部表面及侧面上。在某些实施例中，聚合物106与可印刷半导体元件104的底部共面，使得聚合物106及可印刷半导体元件104的底部两者在如图1B中所展示的印刷期间都接触目的地衬底110。

在某些实施例中，在从原生衬底108拾取可印刷半导体元件104之前，聚合物层106用作可印刷半导体元件104的锚或是绳，这是因为层106囊封可印刷半导体元件104以使可印刷半导体元件104维持于原生衬底108上。在2015年6月18日申请的标题为用于控制可转帖半导体结构的释放的系统及方法(Systems and Methods for ControllingRelease of Transferable Semiconductor Structures)的第14/743,988号美国专利申请案中描述锚定的实例细节，所述申请案的全部内容以引用的方式并入本文中。在某些实施例中，聚合物层106是光致抗蚀剂。

图1B说明转贴装置102将可印刷半导体元件104转贴到目的地衬底110。在所述转贴(例如，印刷过程)期间，在某些实施例中，聚合物层106定位于转贴装置102与可印刷半导体元件104之间且用作在可印刷半导体元件104由转贴装置102拾取时用于转贴装置102与目的地衬底110之间的分离界面。在某些实施例中，聚合物层106在可印刷半导体元件104由转贴装置102拾取期间增加到转贴装置102的粘着性。在某些实施例中，在转贴装置102与目的地衬底110分离之后，随后移除聚合物层106，借此将经转贴可印刷半导体元件104留于目的地衬底110上。

在某些实施例中，转贴装置102将可印刷半导体元件104及聚合物层106放置于目的地衬底110的表面上且在所述放置位置中保持预界定时间以允许聚合物层106流动，借此与转贴装置102分离或与转贴装置102具有经减小粘着性。在使聚合物106及可印刷半导体元件104的底部与目的地衬底110接触之后，可加热(直接或间接)聚合物106。例如，在某些实施例中，使用热板112来加热目的地衬底110。在某些实施例中，热板112与目的地衬底110直接热接触。在可印刷半导体元件104转贴到衬底110之前可将目的地衬底110加热到平衡温度。此平衡温度(例如)可足以致使聚合物层106回流(例如，来自所述加热元件的热减小聚合物层106的粘度或在所述接触期间致使聚合物层106流动)，借此减小转贴装置102与聚合物层106之间的粘着力。在某些实施例中，采用来自不与目的地衬底110做直接实体接触的源的非接触热源。

在某些实施例中，加热聚合物106促进印刷。当使可印刷半导体元件104嵌入于聚合物106中(如图1A及1B中所展示)且加热聚合物206时，所述聚合物可流动，借此促进印刷(即，可印刷半导体元件104从转贴装置102的释放)。在某些实施例中，热还致使转贴装置102自身(例如，粘弹性转贴装置(例如，PDMS转贴装置))比所述芯片膨胀更多(归因于CTE)，借此导致可印刷半导体元件104与转贴装置102之间的剪切力，所述剪切力促进印刷。

图1C说明在已移除聚合物层106之后在目的地非原生衬底110上的微转贴印刷半导体元件104。例如，在印刷之后，可执行等离子体灰化以移除聚合物层106，借此留下已印刷于目的地衬底110上的半导体元件104。

在某些实施例中，目的地衬底110在目的地衬底110的表面204上包含形貌特征202以与可印刷半导体元件104及聚合物层106接触。图2A及2B说明用于将半导体元件104印刷到具有形貌特征202的非原生目的地衬底110的表面204上的热辅助微转贴转贴装置102。在某些实施例中，所述形貌特征是凹槽、v形通道、沟槽、台面或沟。所述形貌特征可具有不同深度及不同横截面积。图2A展示将具有聚合物层106的可印刷半导体元件104放置于目的地衬底110的形貌特征202上的转贴装置102。图2B展示在已移除聚合物层106(如上文关于图1A到1C所解释)之后定位于目的地衬底110的形貌特征202上的可印刷半导体元件104。在某些实施例中，难以印刷到形貌表面202，因为归因于形貌表面202，可印刷半导体元件104的底部上的较少表面区域接触目的地衬底110。除了别的之外，当印刷到具有形貌表面202的目的地衬底110时，如本文中所描述的聚合物层106的使用是有利的，因为其减小所述转贴装置与所述聚合物层自身之间的粘着性。因此，可印刷半导体元件104，即使在印刷期间目的地衬底110的较少表面接触半导体元件104。

图3A是印刷于非原生衬底310上的实例半导体装置304的SEM图像。在所述实例中，装置304是由InP衬底制造的InP装置。非原生衬底310由Si制成。在某些实施例中，由(例如)InGaAs制成的可移除层应用于InP装置304与所述InP块体衬底之间以允许或辅助装置304与所述原生衬底的分离。

图3B是印刷于具有形貌特征302的非原生衬底310上的实例半导体装置304的SEM图像。如所展示，InP装置304印刷于Si目的地衬底310的所述表面上。在此实例中，形貌特征302包含形成于目的地衬底310的表面上的U形通道。

微转贴印刷期间的等离子体处理

图4是说明应用到半导体元件104的接触表面404以印刷到目的地衬底110的等离子体402的实例图式。在某些实施例中，将等离子体402应用到半导体元件104的接触表面404以印刷到目的地衬底110同时半导体元件104是在转贴装置102上。例如，可应用等离子体402到附接到弹性体转贴装置102的装置的底部表面404。

等离子体402处理半导体元件104的接触表面404以改进半导体元件104与目的地衬底110之间的结合。在某些实施例中，使用等离子体402来清洁已使用一些外延剥离方法而制造的装置的底部表面404。例如，等离子体402清洁形成于接触表面404处的氧化物层的半导体元件104的接触表面404。可通过添加还原气体(形成气体、氨、甲酸等)到等离子体402而改进从接触表面404移除薄氧化物层。已使用某些外延剥离方法而制造的半导体元件104(例如)可在暴露于氧化剂(例如，空气)的表面处形成氧化物层。等离子体402具有足够的温度以从可印刷半导体元件104与目的地衬底110的所述接触表面移除所述薄氧化物层。在某些实施例中，添加还原气体(例如，形成气体、氨、甲酸等)到所述等离子体中。

可以其中在执行所述处理时转贴装置102上的半导体元件104是非分布式(即，不从所述压印器落下)的方式而将等离子体402应用到半导体元件104。明确来说，以不致使所给可印刷半导体元件104从转贴装置102落下的方式而将等离子体402应用到经填充转贴装置102。例如，在其中转贴装置102具有高热膨胀系数(CTE)的某些实施例中，使转贴装置102的温度维持在低于将致使半导体元件104从转贴装置102的剪切及剥层的水平下。在此例子中，一旦半导体元件104是在转贴装置102上，那么失控释放是非期望的。所述压印器的任何加热致使转贴装置102有效地生长(例如，膨胀)。在一些例子中，转贴装置102比可印刷半导体元件104生长更多。这可导致可印刷半导体元件104与转贴装置102之间的剪切力，所述剪切力致使半导体元件104从转贴装置102“掉落”。然而，在此例子中，当将等离子体402应用到经填充转贴装置102时，可印刷半导体元件104的所述剪切力及释放是非期望的。可使用多种技术来使转贴装置102的温度维持在低于将致使半导体元件104从转贴装置102的剪切及剥层的水平下。在某些实施例中，可调制所述等离子体输出的工作循环、滞留时间(例如，.5到5mm/sec、.5mm/sec到1mm/sec、1到2mm/sec、2到5mm/sec的扫描速度)、等离子体402的功率(例如，25到125瓦特或80到100瓦特)以及等离子体402到半导体元件104的背侧表面之间的距离(例如，.5到5mm、.5到1mm、1到2mm、2到5mm)来维持转贴装置102的温度低于所要水平(例如，低于50、75或100摄氏度；例如，低于具有高于100摄氏度的短峰的50摄氏度)。例如，在某些实施例中，所述等离子体功率是80到100瓦特，到所述芯片的距离是.5到1mm(例如，1mm)，且扫描速度是.5到1mm/sec。此使所述压印器维持在所要温度(例如，低于具有高于100摄氏度的短峰的50摄氏度)处。在某些实施例中，使用室温等离子体402以保持转贴装置102的温度足够低以避免此类型的失效模式(芯片从所述芯片落下)。

图5A是说明等离子体402应用到半导体元件104的接触表面404以印刷到目的地衬底110的实例图式。在某些实施例中，半导体元件104具有背侧金属504，可使用等离子体402以从金属504的表面移除氧化物。这改进半导体元件104上的背侧金属504到目的地衬底110上的金属506的金属到金属接合，如图5B中所展示。所述装置上的金属504及目的地衬底110上的金属506的金属到金属材料的实例包含(但不限于)Cu-Cu、CuSn-Cu、Cu-Sn-Sn-Cu及Au-Au。

图6是说明将等离子体402应用到半导体装置的接触表面的实例显微镜照片。

图7A到7D是等离子体源的实例输出形状。所述等离子体输出的所述形状展示为(但不限于)点源、束线源、窄圆源及宽源。

图8A到8C是使具有金属层金属连接808的半导体元件104印刷于目的地衬底110上的图解说明。在某些实施例中，半导体元件104具有背侧金属802。可使用在印刷半导体元件104之前已涂覆有助焊剂806的配接金属垫808而使半导体元件104印刷到目的地衬底110。助焊剂806仅可涂覆金属垫808(目的地衬底110的整个表面具有金属垫808于其上，或目的地衬底110的部分(包含金属垫808)具有金属垫808于其上)。

图8A是带有具有安置于半导体元件104的底部上的金属层802的半导体元件104的转贴装置102的图解说明。图8B是印刷到目的地衬底110的半导体元件104的图解说明。使用金属垫808上的助焊剂806而使半导体元件104印刷于金属垫808上。助焊剂层806应用于半导体元件104的金属层802与目的地衬底110上的金属垫808之间。所述助焊剂的移除减少金属垫808上的金属氧化物，借此导致金属之间的良好接合或结合。在某些实施例中，助焊剂806是树脂。在某些实施例中，助焊剂806是免清洗助焊剂或水溶性助焊剂。例如，在某些实施例中，可使用水(例如，经加热水冲洗)来移除助焊剂806。

在某些实施例中，所述助焊剂是含有用于移除氧化物的还原剂的粘着层。在印刷半导体元件104之后，可回流助焊剂806，借此产生目的地衬底110上的金属垫808与半导体元件104的背侧金属802之间的良好金属连接。

可使用加热腔室或加热环境来热处理可印刷半导体元件104及目的地衬底110。所述处理致使助焊剂层804回流，借此允许金属层802接触金属接触垫808，如图8C中所展示。

在装置拾取期间使用高加速度的微转贴印刷

图9A到9C说明拾取半导体元件104的典型方法。如图9A中所展示，将装置904形成于其原生衬底108上。在此实例中，使转贴装置102与半导体元件104接触，如图9B中所展示。接着，将所述转贴装置移动远离(在向上方向902上)源衬底108，借此使半导体元件104暂时粘附到转贴装置102，如图9C中所展示。

可使用关于图10A到10B及图11A到11B所描述的方法来增加(例如，1g或1g以上)初始加速度(例如，达5到100g)，借此在拾取过程期间实现较高速度。分离处的速度取决于层压处的转贴装置102的压缩而在非常小行进距离(例如，几十微米或更小)处发生。较高加速度可在小距离处产生较高分离速度，其又增加所述压印器与所述源之间的粘着性。

在某些实施例(例如，弹性压印器材料的转贴印刷)中，转贴装置102在转贴装置102与所述可印刷元件(例如，半导体元件104及原生衬底108)的所述源之间采用高速度分离。已发现，较高加速度可在较小距离上产生较高分离速度且因此可增加转贴装置102与所述可印刷元件(例如，可印刷半导体元件104)之间的粘着性。为采用重力以辅助所述分离，在某些实施例中，源衬底108经配置以在向下方向上移动以在分离过程期间提供额外1g加速度。

在某些实施例中，转贴装置102经配置以使用5g与100g之间的初始加速度来加速所述可印刷元件(例如，半导体元件104及原生衬底108)的源。所述初始加速度允许转贴装置102实现半导体元件104在由转贴装置102拾取时的较高速度。所给转贴装置102与所给可印刷元件(例如，半导体元件104)之间的所述粘着性根据归因于所述转贴装置的粘弹性本质的转贴装置102与原生衬底108之间的分离速度而改变。为此，当使转贴装置102与可印刷半导体元件104以充分速度移开时，转贴装置102与可印刷半导体元件104之间的结合界面处的粘着性充分大以使所述可印刷元件(例如，可印刷半导体元件104)“拾取”远离其原生衬底108。相反地，当以较慢速度移动转贴装置102时，转贴装置102与可印刷半导体元件104之间的结合界面处的粘着性足够低以使可印刷半导体元件104“释放”或“印刷”到非原生目的地衬底110上。

在某些实施例中，所述分离发生在(几十微米或更少)的行进距离上。所述分离距离可依据层压处的转贴装置102的压缩而变化。在某些实施例中，转贴装置102在所述拾取过程中应用使所述源(例如，可印刷半导体元件104及原生衬底108)移动的垂直置物台。

图10A及10B说明半导体元件104从原生衬底108的重力辅助分离的实例。在此实例中，通过移动转贴装置102、移动衬底108或其组合而使转贴装置102与半导体元件104接触，如图10A中所展示。在此实例中，所述布置及方法利用重力来辅助从原生衬底108拾取半导体元件104。如所展示，在所述分离期间，原生衬底108经配置以在向下方向1002上移动。为此，在所述拾取操作期间，提供较高加速度到附接到转贴装置102的可印刷半导体元件104(例如，归因于使用重力移动)，如图10B中所展示。

图11A及11B说明可印刷半导体元件104从原生衬底108的重力辅助分离的另一实例。如所展示，转贴装置102定向成在源衬底108下方且半导体元件104定位于源衬底108的底部上，如图11A中所展示。可通过在衬底108的底部上形成所述装置或在形成半导体元件104之后翻转衬底108与衬底108上的半导体元件104而实现此。在所述分离期间，在向下方向1102上移动转贴装置102，借此拾取半导体元件104使得其在转贴装置102的支柱上，如图11B中所展示。再次，提供较高加速度以辅助拾取可印刷半导体元件104(例如，归因于使用重力移动)。

在某些实施例中，组合图10A及10B中所展示的方法及图11A及11B中所展示的方法使得源衬底108及转贴装置102两者彼此远离(在垂直方向上)。在此类实施例中，施加所述分离加速度到所述可印刷元件(例如，半导体元件104及原生衬底108)的所述源及转贴装置102两者。

经设计以防止元件归因于下垂的意外拾取的转贴装置

图12是具有支柱1202(例如，支柱阵列1202)的实例转贴装置102的图式。通常，每一支柱1202经布置以接触所给可印刷半导体元件104以通过转贴装置102拾取可印刷半导体元件104。支柱1202可具有取决于待通过转贴装置102拾取(例如)所述源(例如，所述可印刷材料(例如，可印刷半导体元件104))的大小的不同高度范围。在某些实施例中，支柱1202包含圆柱形支柱、三角形支柱、矩形支柱、五边形支柱、六边形支柱、七边形支柱及八边形支柱。

在某些实施例中，在可印刷半导体元件104从原生衬底108的拾取的期间，转贴装置102抵靠所述源(例如，可印刷半导体元件104及原生衬底108)而压缩转贴装置102。在某些实施例中，所述压缩(例如，在z方向上)允许所述支柱阵列1202层压到所述源衬底上的所述可印刷元件上。此外，所述压缩允许在转贴装置102与可印刷半导体元件104之间的较小间隙内达到临界速度(用于发生拾取)。为此，转贴装置102可施加较小初始加速度。在某些实施例中，转贴装置102在所述印刷循环的拾取阶段中在压缩期间下垂。所述下垂可能导致半导体元件104的非故意拾取。

图13A说明转贴装置1302(例如，相同于或类似于图12中所展示的转贴装置)且图13B说明在转贴装置1302的压缩期间(例如，拾取期间)发生的下垂1304。此下垂1304致使从所述源衬底拾取非所要材料。原生衬底1306上的可印刷半导体装置阵列(未展示)可比转贴装置1302上的支柱1308密集使得在个别转贴(例如，单个拾取及印刷)期间，有意地使可印刷装置留于原生衬底1306上。然而，如果下垂1304足够大，那么下垂1304可接触所述可印刷半导体装置，从而导致这些装置的非有意拾取。本文中揭示用于减小(或消除)装置归因于下垂的非有意拾取的可能性的各种解决方案，其包含具有多层支柱的转贴装置、抗下垂支柱中的一或两者。

具有多层支柱的转贴装置

图14A及14B说明实例多层支柱1400。在某些实施例中，可使用多层支柱来消除(或减小)具有上文关于图13A及13B所描述的下垂的问题。如与图13B相比较的图14B中所展示，即使图14B中的所述转贴装置经历相同于图13B中的所述转贴装置的下垂(下垂1304)量的下垂1404量，但图14B中所展示的所述转贴装置的下垂1404将归因于所述多层结构而不拾取半导体装置，所述多层结构增加所述支柱的整体高度同时维持将与所述可印刷装置介接的所述支柱(例如，微支柱)的部分的适当纵横比。

如图14A中所展示，在某些实施例中，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宽。在某些实施例中，每一基底支柱1412及每一微支柱1410的所要纵横比小于4:1(例如，介于4:1与2:1之间)。例如，基底支柱1412可具有20微米宽度及80微米高度且微支柱1410可具有5微米宽度及20微米高度。因此，所得多层支柱具有能够拾取5微米装置的20微米宽度及100微米高度。基底支柱1412可具有(例如)5、10、15、201、25、30或40微米的宽度及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微米的宽度及2、4、6、8、10、15、20、25、30、40、50或60微米的高度。

图15是具有多层支柱1522的转贴装置1500的图解说明。在此实例中，微支柱1510由具有低于支柱1512及块体区域1502(其两者由相同粘弹性材料(即，具有高于所述微支柱的杨氏模量)制成)的杨氏模量的粘弹性材料制成。应用较低杨氏模量于微支柱1510中允许可印刷装置相应调谐拾取。可调谐微支柱1510(或如果将此技术应用到不具有多层支柱的转贴装置，那么为支柱)以拾取可印刷装置同时块体容积1502具有较高杨氏模量，从而减小块体区域1502在印刷操作期间非有意地拾取可印刷装置的可能性。在某些实施例中，整体支柱1522由具有低于块体区域1502的杨氏模量的粘弹性材料形成。

图16是用于多层转贴装置(例如，转贴装置1400或1500)的铸造的图解说明。在某些实施例中，使用具有多个层1614、1606、1608的多层主装置1604而产生多层支柱1602(即，包含微支柱1610及支柱1612)。这些层可具有不同厚度且可为不同材料。基底1614是所述主装置制造于其上的层。在某些实施例中，基底1614是硅晶片。在某些实施例中，层1606及1608是聚合物层(例如，光可成像聚合物材料)且可使用旋涂及光刻技术而形成。可使用多层主装置1604来形成具有用于拾取较小可印刷对象同时维持可与标准大小基底支柱相比较的纵横比的微支柱的转贴装置(例如，图14到14B及图15中所展示的转贴装置)。

在某些实施例中，支柱1602包含基底支柱1612及微支柱1610。基底支柱1612比微支柱1610宽。基底支柱1612允许微支柱1610具有用于接触小型可印刷装置同时允许所述转贴装置维持所给支柱纵横比的较小横截面积。在其它实施例中，每一基底支柱1612包含在其上的微支柱阵列1610。

在某些实施例中，所述转贴装置由单个玻璃片及聚合物块体容积组成。抵靠标准硅晶片铸造所述转贴装置，其中可成像材料覆盖硅允许产生图案。所述硅晶片被称为主装置。

在某些实施例中，所述玻璃转贴装置及硅主装置经有利地配置使得在(例如)执行于高温处的所述固化步骤期间最小化或消除所述两个材料之间的CTE变化。所述CTE匹配允许减小转贴装置102的边缘处的撤回量，借此减小可在块体区域的边缘处形成的凸起量，以及减小从支柱到支柱注意到的任何种类的所有问题。在某些实施例中，应用室温固化而使所述转贴装置的边缘处的撤回最小化。在某些实施例中，转贴装置102由复合结构形成，如下文所解释。例如，可在所述聚合物层的薄层下方采用第二材料(例如，以减小凸起)。

图17A到17C中展示多层支柱的实例。图17A到17C是配置成阵列的多层支柱1702的SEM图像。支柱1702可由PDMS或其它粘弹性材料制成。在一些实施例中，支柱1702及块体容积1702由相同材料形成。在其它实施例中，微支柱1710可由具有低于基底支柱1712及块体容积1702的杨氏模量的材料形成。在其它实施例中，微支柱1710及基底支柱1712可由具有低于块体容积1702的杨氏模量的材料形成。可通过将所述材料选择性地沉积到图16中所展示的铸件中而实现包含多材料多层支柱的实施例。例如，可将材料丝网印刷到所述铸造的微支柱1610区域中，随后将较高杨氏模量材料插入模制于顶部(例如，在基底支柱1612中)及总块体区域1702上。

在某些实施例中，还使用多层支柱来解决有关于所述块体容积上的凸起的问题，如下文所描述。如上文所解释的所述多层的使用允许所述多层支柱更高(例如，高于所述块体容积上的所述凸起)同时仍维持所述适当纵横比且实现小型装置的转贴(例如，归因于所述微支柱的小接触表面面积)。

具有抗下垂特征的转贴装置

图18及19中说明抗下垂特征1802的实例。在某些实施例中，为最小化或防止转贴装置102在所述支柱(例如，如图12中所展示的支柱1202)之间下垂，转贴装置102包含抗下垂特征1802。抗下垂特征1802在转贴装置102的压缩期间防止所述块体容积下垂，借此防止非希望或非所要材料(例如，未被选择用于拾取的半导体元件104或定位于原生衬底108的表面处的碎片)从原生衬底108的表面的非故意拾取。因此，抗下垂特征1802操作以改进转贴装置102的选择性。

如图18中所展示，转贴装置102包含可在拾取操作期间接触可印刷区域之间的源衬底108的表面上的抗下垂区域的一或多个抗下垂特征1802。支柱1806将在拾取操作期间拾取可印刷装置。所述压印器的区域1808不接触支柱1806或抗下垂支柱1802。这些区域1808对应于其中定位可印刷装置(或其中如果所述可印刷装置已被拾取，那么先前定位有所述可印刷装置)的源衬底上的位置。抗下垂特征1802的压缩性及/或大小不足以拾取所述可印刷对象(例如，可印刷半导体元件104)并防止转贴装置102的块体容积下垂且触碰所述可印刷衬底。

使抗下垂特征1802安置于区域1808与具有支柱1806的区域之间的所述抗下垂区域中。在某些实施例中，抗下垂特征1802具有低于转贴装置102的拾取支柱阵列1806的总横截面接触面积。

抗下垂特征1802可为任何大小或形状。在某些实施例中，抗下垂特征1802具有相同于支柱1806的高度。在某些实施例中，所述抗下垂特征高于支柱1806。所述抗下垂特征可成形为(例如)圆柱形支柱、三角形支柱、矩形支柱、五边形支柱、六边形支柱、七边形支柱及八边形支柱。

图19是包含抗下垂特征1802以接触所述源(例如，半导体元件104及原生衬底108)上的可印刷区域的实例转贴装置102的图式。图19中的抗下垂支柱1802是在相同于图18中所展示的位置以及区域1808中。因此，一些抗下垂支柱1802将接触其中定位可印刷对象或先前定位可印刷对象的所述原生衬底上的位置。在某些实施例中，抗下垂特征1802是足够小以使其不具有拾取能力。在某些实施例中，抗下垂特征1802具有不足以具有拾取能力的压缩性。

在支柱之间具有粗糙化区域的转贴装置

在某些实施例中，为最小化或防止可印刷材料或非预期材料从所述源的非故意拾取，转贴装置102在定位于转贴装置支柱114之间的所述区域中包含粗糙化域。

图20A及20B是说明并入于转贴装置102上的实例粗糙化区域2002的图式。添加粗糙化域2002到转贴装置102在转贴装置支柱104之间的区域。此粗糙化区域2002将帮助防止可印刷材料的拾取(如果在过程支柱104之间存在下垂)。区域2002可由可放置成特定图案阵列或随机图案阵列的小特征组成。在某些实施例中，粗糙化域2002包含小于转贴装置支柱104的特征。例如，在某些实施例中，所述粗糙化特征可包含圆柱形结构、棱镜结构、凹面结构及平截头圆锥形结构。在某些实施例中，粗糙化域2002放置成均匀或规则图案化阵列。在其它实施例中，粗糙化域2002放置成随机图案化阵列。

复合转贴装置

图21A说明复合转贴装置2100且图21B说明复合转贴装置2150。可在转贴装置的每一个部分中使用不同粘弹性材料来构造复合转贴装置(例如，2100及2150)。例如，PDMS具有通过控制固化温度或通过改变树脂中的固化剂量而调谐的可调谐杨氏模量。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剂的不同比率。此外，材料A及B可具有不同交联密度。

在某些实施例中，转贴装置2100由其中应用第二聚合物形成于支柱2104中以改进所给转贴装置2100与可印刷元件(例如，可印刷半导体元件104)之间的粘着性的复合材料制成。此外，所述块体转贴装置的不同聚合物形成允许如果下垂发生于支柱之间的较少粘着性，借此允许下垂同时不拾取可印刷对象。例如，可在支柱2104或块体容积2102中使用粘弹性聚合物或粘弹性弹性体。在某些实施例中，支柱2104与块体容积2012相比较具有较低杨氏模量。

在某些实施例中，支柱2104包含具有高于支柱2104的杨氏模量的基底2106。基底2106可具有相同于块体区域2102的杨氏模量，如图21B中所展示。

通常，转贴装置由单个玻璃片及聚合物块体容积组成。抵靠标准硅晶片铸造所述转贴装置，其中可成像材料(例如，经图案化光致抗蚀剂或其它光可成像聚合物(例如，SU8或BCB))覆盖硅以允许产生主图案。可优化所述玻璃及所述聚合物两者，使得在高温处的固化步骤期间可减小或消除所述两者之间的CTE变化。此减小所述转贴装置的边缘处的撤回量，其减小块体区域的边缘处注意到的凸起量且减小从支柱到支柱的差异。室温固化还可使所述转贴装置的边缘处的撤回最小化。

具有经减小凸起的转贴装置

图22是转贴装置的块体容积2206(例如，PDMS层)的边缘2204处的凸起2202的图解说明。块体容积2206(例如，在此实例中，PDMS层)可呈各种形状及形式。在某些实施例中，块体容积2206的形状是圆柱形、三角形、矩形、五边形、六边形、七边形或八边形。凸起2202可由块体容积2206与硬板界面2208(例如，在此实例中，玻璃)之间的热膨胀系数(CTE)的失配而引起。

图23是发生于块体容积2206(例如，粘弹性材料)上的凸起2202的图解说明。图23是转贴装置的块体容积2206的一半的横截面图。出于此说明的目的，省略所述支柱。在某些实施例中，随着块体容积2206在硬板界面2208(例如，玻璃衬底)上冷却，块体容积2206变形。这对块体容积2206的边缘(例如，边缘2204)来说尤其普遍。所述变形可致使凸起2202形成于弹性体2206的顶部上，如图22及23中所展示。此凸起2202产生问题，因为其可自身在所述转贴过程期间非有意地拾取装置。

如图24中所展示，凸起2202可高于支柱2402。另外，所述变形还发生在x方向及y方向上(即，横向变形)。因而，不期望使所述支柱定位于其中所述横向变形将发生的块体容积2206的所述区域上，因为当所述变形发生时支柱2402的间距可改变(即，必须已知且控制所述支柱的间距以确保印刷适当地发生)。将所述支柱阵列定位远离块体容积2206的边缘以避免横向变形的典型距离“d”是5到20毫米。

具有复合结构的转贴装置

图25是具有复合结构的实例转贴装置2500的图解说明。通常，转贴装置2500由单个玻璃片2208(除玻璃之外的其它材料也可用于硬板界面2208)及粘弹性材料(例如，PDMS)块体容积组成。在某些实施例中，在玻璃板2208与粘弹性材料2506之间添加额外材料层2514以允许在额外层2514的顶部上形成粘弹性材料2506的薄层2518。例如，薄层2518可使转贴装置2500制造成在所述边缘处具有较少凸起，因为在所述边缘处存在较少材料来形成所述凸起。

在某些实施例中，将第二材料2514永久性地结合到第一材料2208。第二材料2514可为透明的，借此允许通过转贴装置2500观看较清楚图像。第二材料2514允许使用较薄块体材料，借此允许转贴装置2500以应用较少压缩来完全层压所述可印刷区域。

在某些实施例中，玻璃盘用作为硬板界面2208(例如，玻璃)与转贴装置块体容积2506之间的第二材料2514。第二材料2514可为任何大小或形状。在某些实施例中，将微支柱阵列2520安置于第二材料2514的区域上方。

图26及27是由具有经减小凸起的复合结构形成的实例转贴装置的图解说明。减小所述支柱下方的所述弹性体的体积(厚度)导致较小变形区域(凸起及横向的)。图26是转贴装置的一半的横截面图。与图23相比较，图26中的转贴装置归因于第二材料2514的使用(如上文所解释)而具有较少凸起。如图27中所展示，凸起2702小于图24中所展示的凸起且小于转贴装置2700的支柱2720。在此实例中，可将距离“d”减小到1到5毫米。另外，所述横向变形是较小的。

支柱阵列周围的转贴装置台面

图28A及28B是支柱阵列2804形成于其上的实例转贴装置台面2806的图解说明。归因于拾取小型可印刷物件所需的较小支柱大小，所述转贴装置支柱的高度经减小以坚持所要支柱纵横比。如上文所解释，如果所述支柱(例如，1202)的长度相对其宽度过大，那么所述支柱在压缩期间(例如，当拾取装置时)将弯曲。然而，如果所述支柱的长度相对于其宽度是使得其在压缩期间不适当地弯曲(例如，所要支柱纵横比)，那么所述转贴装置的所述边缘上的凸起可致使非有意地拾取装置。已在转贴装置阵列2804周围开发台面2806，其允许使所述转贴装置的较小部分暴露于所述晶片表面。所述台面材料可允许阵列2804与块体层2808之间的大步阶。在某些实施例中，台面2806的厚度大于块体材料2808上的凸起的高度。这消除(或显著减小)块体材料2808上的凸起将在所述转贴过程期间非有意地拾取装置的风险。另外，在某些实施例中，台面2806的厚度小于块体材料2808的厚度。因而，台面2806上的凸起(如果有)小于块体材料2808上的凸起。

台面2806可为任何形状，只要其包绕整个转贴装置阵列2804即可。可在其自身是在单个玻璃片2802上的聚合物块体容积2808上制造转贴装置台面2806。

图29是具有经减小凸起2920的实例转贴装置2900的图解说明。将台面2806定位在支柱2804周围/下方。台面2806的厚度小于块体容积2808的厚度(例如，归因于台面2806的厚度及支柱2804的高度)。因而，台面2806上的凸起2920(如果有)小于块体材料2808上的凸起2930。台面2806的厚度是使得支柱2804比台面2806上的凸起2920及块体容积2808上的凸起2930两者突出。因此，通过凸起2920及2930的意外拾取装置的风险减小或消除。

其中凸起至少部分地经移除的转贴装置

为减小凸起效应，可部分地移除边缘1504以产生成角度边缘。图30A及30B是如从所述转贴装置的侧视图/横截面图展示的减小块体材料2206上的凸起2202的方法的图解说明。可对所述转贴装置的边缘2204做成角度剪切3002以减小凸起量(例如，当铸造转贴装置时且当PDMS推动朝向所述转贴装置材料的中心时形成的凸起)。可使用剃刀3004来做剪切3002。可在所述转贴装置的边缘2204周围以规则间隔做这些剪切3002以显著地减小存在的凸起2202量。在某些实施例中，此减小或消除所述压印器的块体材料2206将在完全层压所述阵列之前向下触碰所述转贴装置的边缘的机会。

转贴装置侧壁形状

在某些实施例中，可使用弹性体侧壁的形状来控制所述压印器的边缘周围的变形。执行有限元建模以理解所述弹性体侧壁的形状如何影响所述压印器的边缘周围的变形。在下文描述的实例中，将3mm玻璃上的1mm厚、20mm宽PDMS板使用于平面应力中。所述玻璃的CTE是7ppm/K且PDMS的CTE是300ppm/K。ΔT是333K(固化温度)到295K(实验室温度)。PDMS板的斜面(即，侧壁)改变。测试具有下列斜面/侧壁中的每一者的转贴装置：15度斜面、30度斜面、45度斜面、60度斜面、75度斜面、圆斜面、细长圆斜面及方斜面，如图31A到31G中所展示。

图32是从所述弹性体的顶部表面的凸起高度随针对图31A到31G中所展示的侧壁轮廓中的每一者的所述弹性体侧壁的顶部表面上的横向位置坐标而变的曲线图。图33是在具有图31A到31G中所展示的侧壁轮廓的转贴装置的形成期间而产生的凸起高度的曲线图。

此分析说明导致经减小凸起的侧壁形状。如图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、圆斜面及细长圆斜面全部都具有小于方斜面的凸起。

在某些实施例中，将上文所论述的不同转贴装置的特征组合到单个转贴装置中。例如，转贴装置可包含一或多个抗凸起特征、一或多个下垂拾取减小特征等等。此外，可将本文中所揭示的方法组合成单个方法。例如，方法可包含处理所述半导体元件的等离子体及热辅助印刷。

在已描述本发明的各种实施例之后，所属领域的技术人员现将明白可使用并入有所述概念的其它实施例。因此，感觉这些实施例不应受限于所揭示的实施例，而应仅受限于所附权利要求书的精神及范围。

遍及其中设备及系统描述为具有、包含或包括特定组件或其中过程及方法描述为具有、包含或包括特定步骤的描述，可预期另外存在基本上由所述组件组成或由所述组件组成的本发明的设备及系统，及根据本发明存在基本上由所述处理步骤组成或由所述处理步骤组成的过程及方法。

应理解，步骤的顺序或执行某些动作的顺序是无关紧要的，只要本发明仍可操作即可。此外，可同时进行两个或两个以上步骤或动作。

除非技术上不兼容，否则可结合其它实施例中的一或多者使用本发明各种所描述的实施例。

一方面，揭示一种用于将半导体装置组装于目的地衬底的接收表面上的系统及方法。另一方面，揭示一种用于将半导体装置组装于具有形貌特征的目的地衬底上的系统及方法。另一方面，揭示一种用于印刷半导体装置的重力辅助分离系统及方法。另一方面，揭示用于印刷半导体装置的转贴装置的各种特征。