一种巨量转印方法及巨量转印装置与流程

本申请涉及半导体技术领域，更具体地说，涉及一种巨量转印方法及巨量转印装置。

背景技术：

巨量转印(masstransfer)是指将大量的微米量级的芯片(例如微米量级的led芯片—μ-led)，通过高准度的设备，将其布置在目标基板上的过程。

为了实现芯片的巨量转印，目前很多厂商通过微印章转印技术，利用范德华力将芯片转移到目标基板上，目前提出的巨量转印方法主要包括：在生长外延层之前，现在衬底上衬底一层牺牲层，然后在牺牲层上再生长外延层，做出芯片以及锚定结构，最后刻蚀掉牺牲层。

该方法由于需要在外延层下面生长牺牲层，需要保证牺牲层和外延层结构之间具有良好的匹配，否则会对外延结构的生长质量造成不良影响。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本申请提供了一种巨量转印方法及巨量转印装置，以实现在无需生长牺牲层的情况下，实现巨量转印过程的目的，避免了由于在巨量转印过程中生长的牺牲层与外延结构的匹配不良，而导致的外延结构的生长质量较差的问题。

为实现上述技术目的，本申请实施例提供了如下技术方案：

一种巨量转印方法，包括：

提供第一衬底；所述第一衬底包括相背设置的第一表面和第二表面；

在所述第一表面上形成多个按预设规则排布的多个待转印芯片；

形成覆盖所述第一衬底第一表面的裸露部分以及多个所述待转印芯片表面的第一固定层，并对所述第一固定层进行图案化处理，以使所述待转印芯片的至少部分上表面暴露出来，所述待转印芯片的上表面为所述待转印芯片背离所述衬底一侧的表面；

在所述第二表面上形成第二固定层，并对所述第二固定层进行图案化处理，以使所述第二固定层暴露出所述第二表面的多个预设区域，多个所述预区域与多个所述待转印芯片一一对应，所述预设区域在所述第一表面上的正投影覆盖与所述预设区域对应的待转印芯片在所述第一表面上的正投影；

对所述第一衬底进行处理，以形成贯穿所述第一衬底的多个通孔，多个所述通孔与所述多个预设区域一一对应，以使所述通孔完全暴露出所述待转印芯片朝向所述第一衬底一侧的表面；

利用转印设备对所述待转印芯片进行转印，以使所述待转印芯片脱离所述第一固定层的固定，并设置于第二衬底上。

可选的，所述形成覆盖所述第一衬底第一表面的裸露部分以及多个所述待转印芯片表面的第一固定层，并对所述第一固定层进行图案化处理包括：

形成覆盖所述第一衬底第一表面的裸露部分以及多个所述待转印芯片表面的第一感光层；

以第一掩模板为掩膜对所述第一感光层进行曝光和显影处理，以去除位于所述待转印芯片的上表面的第一感光层，使所述待转印芯片的上表面暴露出来。

可选的，所述在所述第二表面上形成第二固定层，并对所述第二固定层进行图案化处理包括：

在所述第二表面上形成覆盖所述第二表面的第二感光层；

以第二掩模板为掩膜对所述第二感光层进行曝光和显影处理，以去除位于所述第二表面的预设区域上的第二感光层，使所述第二固定层暴露出所述第二表面的多个预设区域，多个所述预区域与多个所述待转印芯片一一对应，所述预设区域在所述第一表面上的正投影覆盖与所述预设区域对应的待转印芯片在所述第一表面上的正投影。

可选的，所述对所述第一衬底进行处理，以形成贯穿所述第一衬底的多个通孔包括：

利用干法刻蚀或湿法刻蚀或纵向隐形切割与激光划片的结合工艺对所述第一衬底进行处理，以形成贯穿所述第一衬底的多个通孔，多个所述通孔与所述多个预设区域一一对应，以使所述通孔完全暴露出所述待转印芯片朝向所述第一衬底一侧的表面。

可选的，所述利用转印设备对所述待转印芯片进行转印，以使所述待转印芯片脱离所述第一固定层的固定，并设置于第二衬底上包括：

利用印章转印头吸附所述待转印芯片的上表面，并向上提拉，将与所述待转印芯片连接的第一固定槽拉断；

利用印章转印头将吸附的多个待转印芯片设置于第二衬底上。

一种巨量转印装置，包括：

衬底提供模块，用于提供第一衬底；所述第一衬底包括相背设置的第一表面和第二表面；

芯片制备模块，用于在所述第一表面上形成多个按预设规则排布的多个待转印芯片；

第一固定模块，用于形成覆盖所述第一衬底第一表面的裸露部分以及多个所述待转印芯片表面的第一固定层，并对所述第一固定层进行图案化处理，以使所述待转印芯片的至少部分上表面暴露出来，所述待转印芯片的上表面为所述待转印芯片背离所述衬底一侧的表面；

第二固定模块，用于在所述第二表面上形成第二固定层，并对所述第二固定层进行图案化处理，以使所述第二固定层暴露出所述第二表面的多个预设区域，多个所述预区域与多个所述待转印芯片一一对应，所述预设区域在所述第一表面上的正投影覆盖与所述预设区域对应的待转印芯片在所述第一表面上的正投影；

衬底处理模块，用于对所述第一衬底进行处理，以形成贯穿所述第一衬底的多个通孔，多个所述通孔与所述多个预设区域一一对应，以使所述通孔完全暴露出所述待转印芯片朝向所述第一衬底一侧的表面；

芯片转印模块，用于利用转印设备对所述待转印芯片进行转印，以使所述待转印芯片脱离所述第一固定层的固定，并设置于第二衬底上。

可选的，所述第一固定模块包括：

第一感光单元，用于形成覆盖所述第一衬底第一表面的裸露部分以及多个所述待转印芯片表面的第一感光层；

第一图案单元，用于以第一掩模板为掩膜对所述第一感光层进行曝光和显影处理，以去除位于所述待转印芯片的上表面的第一感光层，使所述待转印芯片的上表面暴露出来。

可选的，所述第二固定模块包括：

第二感光单元，用于在所述第二表面上形成覆盖所述第二表面的第二感光层；

第二图案单元，用于以第二掩模板为掩膜对所述第二感光层进行曝光和显影处理，以去除位于所述第二表面的预设区域上的第二感光层，使所述第二固定层暴露出所述第二表面的多个预设区域，多个所述预区域与多个所述待转印芯片一一对应，所述预设区域在所述第一表面上的正投影覆盖与所述预设区域对应的待转印芯片在所述第一表面上的正投影。

可选的，所述衬底处理模块具体用于，利用干法刻蚀或湿法刻蚀或纵向隐形切割与激光划片的结合工艺对所述第一衬底进行处理，以形成贯穿所述第一衬底的多个通孔，多个所述通孔与所述多个预设区域一一对应，以使所述通孔完全暴露出所述待转印芯片朝向所述第一衬底一侧的表面。

可选的，所述芯片转印模块包括：

第一转印单元，用于利用印章转印头吸附所述待转印芯片的上表面，并向上提拉，将与所述待转印芯片连接的第一固定槽拉断；

第二转印单元，用于利用印章转印头将吸附的多个待转印芯片设置于第二衬底上。

从上述技术方案可以看出，本申请实施例提供了一种巨量转印方法及巨量转印装置，其中，所述巨量转印方法在第一衬底通过形成第一固定层和第二固定层，并分别对第一固定层和第二固定层进行图案化的方法，形成了利用剩余的第一固定层作为锚定结构与第一衬底绑定的结构，且所述待转印芯片在通过转印设备转印之前不与所述第一衬底相连，处于悬空状态，使得所述转印设备仅需要拉断锚定结构对待转印芯片的连接即可实现待转印芯片的转印过程，整个巨量转印过程无需形成牺牲层，从而无需考虑牺牲层和待转印芯片的外延结构之间的匹配问题，避免了由于在巨量转印过程中生长的牺牲层与外延结构的匹配不良，而导致的外延结构的生长质量较差的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请的一个实施例提供的一种巨量转印方法的流程示意图；

图2-图11为本申请的一个实施例提供的一种巨量转印方法的制备过程示意图；

图12为本申请的另一个实施例提供的一种巨量转印方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供了一种巨量转印方法，如图1所示，包括：

s101：提供第一衬底；所述第一衬底包括相背设置的第一表面和第二表面；

参考图2，图2为所述第一衬底的剖面结构示意图。可选的，所述第一衬底可以是硅基衬底，也可以是蓝宝石衬底等。本申请对此并不做限定，具体视实际情况而定。图2中标号10表示所述第一衬底，11表示所述第一表面，12表示所述第二表面。

s102：在所述第一表面上形成多个按预设规则排布的多个待转印芯片；

参考图3和图4，图3和图4为在所述第一表面上形成多个按预设规则排布的多个待转印芯片的流程示意图，在图3中，首先在所述第一表面上形成了所述待转印芯片的外延结构，然后对所述外延结构进行图案化处理，以形成图4所示的结构；所述多个待转印芯片可以以阵列排布等形式排布于所述第一表面上。图3中标号20表示所述外延结构，图4中标号21表示所述待转印芯片。

s103：形成覆盖所述第一衬底第一表面的裸露部分以及多个所述待转印芯片表面的第一固定层，并对所述第一固定层进行图案化处理，以使所述待转印芯片的至少部分上表面暴露出来，所述待转印芯片的上表面为所述待转印芯片背离所述衬底一侧的表面；

参考图5和图6，图5和图6为步骤s103的制备流程示意图，图5中先在所述第一衬底上形成待处理固定层，然后对待处理固定层进行图案化处理，形成图6所示的结构。图5中标号30表示所述待处理固定层，所述待处理固定层覆盖了所述待转印芯片的上表面以及侧面，图6中标号31表示所述第一固定层，211表示所述待转印芯片的上表面。

s104：在所述第二表面上形成第二固定层，并对所述第二固定层进行图案化处理，以使所述第二固定层暴露出所述第二表面的多个预设区域，多个所述预区域与多个所述待转印芯片一一对应，所述预设区域在所述第一表面上的正投影覆盖与所述预设区域对应的待转印芯片在所述第一表面上的正投影；

参考图7和图8，图7和图8为步骤s104的制备流程示意图，在图7中在所述第二表面上形成了覆盖所述第二表面的第二固定层，然后对所述第二固定层进行图案化处理，以使所述第二固定层暴露出所述第二表面的多个预设区域形成图8所示的结构。图7中标号40表示待处理第二固定层，图8中标号41表示所述第二固定层，图8中标号ar表示所述预设区域

s105：对所述第一衬底进行处理，以形成贯穿所述第一衬底的多个通孔，多个所述通孔与所述多个预设区域一一对应，以使所述通孔完全暴露出所述待转印芯片朝向所述第一衬底一侧的表面；

参考图9，图9为步骤s105后的第一衬底及其表面结构的剖面结构示意图。图9中的标号ho表示所述通孔。

s106：利用转印设备对所述待转印芯片进行转印，以使所述待转印芯片脱离所述第一固定层的固定，并设置于第二衬底上。

参考图10和图11，图10和图11为步骤s106的流程示意图，图10中先利用所述转印设备将所述待转印芯片与剩余的第一固定层形成的锚定结构拉断，使得所述待转印芯片与所述第一衬底脱离，然后设置于所述第二衬底上，形成如图11所示的结构。图10和图11中，标号50表示所述转印设备，60表示所述第二衬底。

在本实施例中，所述巨量转印方法在第一衬底通过形成第一固定层和第二固定层，并分别对第一固定层和第二固定层进行图案化的方法，形成了利用剩余的第一固定层作为锚定结构与第一衬底绑定的结构，且所述待转印芯片在通过转印设备转印之前不与所述第一衬底相连，处于悬空状态，使得所述转印设备仅需要拉断锚定结构对待转印芯片的连接即可实现待转印芯片的转印过程，整个巨量转印过程无需形成牺牲层，从而无需考虑牺牲层和待转印芯片的外延结构之间的匹配问题，避免了由于在巨量转印过程中生长的牺牲层与外延结构的匹配不良，而导致的外延结构的生长质量较差的问题。

在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，如图12所示，所述巨量转印方法包括：

s201：提供第一衬底；所述第一衬底包括相背设置的第一表面和第二表面；

s202：在所述第一表面上形成多个按预设规则排布的多个待转印芯片；

s203：形成覆盖所述第一衬底第一表面的裸露部分以及多个所述待转印芯片表面的第一感光层；

s204：以第一掩模板为掩膜对所述第一感光层进行曝光和显影处理，以去除位于所述待转印芯片的上表面的第一感光层，使所述待转印芯片的上表面暴露出来，所述待转印芯片的上表面为所述待转印芯片背离所述衬底一侧的表面；

s205：在所述第二表面上形成覆盖所述第二表面的第二感光层；

s206：以第二掩模板为掩膜对所述第二感光层进行曝光和显影处理，以去除位于所述第二表面的预设区域上的第二感光层，使所述第二固定层暴露出所述第二表面的多个预设区域，多个所述预区域与多个所述待转印芯片一一对应，所述预设区域在所述第一表面上的正投影覆盖与所述预设区域对应的待转印芯片在所述第一表面上的正投影；

s207：利用干法刻蚀或湿法刻蚀或纵向隐形切割与激光划片的结合工艺对所述第一衬底进行处理，以形成贯穿所述第一衬底的多个通孔，多个所述通孔与所述多个预设区域一一对应，以使所述通孔完全暴露出所述待转印芯片朝向所述第一衬底一侧的表面；

s208：利用印章转印头吸附所述待转印芯片的上表面，并向上提拉，将与所述待转印芯片连接的第一固定槽拉断；

s209：利用印章转印头将吸附的多个待转印芯片设置于第二衬底上。

在本实施例中，所述第一固定层和第二固定层分别为感光材料形成的第一感光层和第二感光层，以可以通过曝光显影处理的方式对所述第一固定层和第二固定层进行图案化处理，有利于简化所述巨量转印方法的流程。

下面对本申请实施例提供的一种巨量转印装置进行描述，下文描述的巨量转印装置可与上文描述的巨量转印方法相互对应参照。

相应的，本申请实施例提供了一种巨量转印装置，包括：

衬底提供模块，用于提供第一衬底；所述第一衬底包括相背设置的第一表面和第二表面；

芯片制备模块，用于在所述第一表面上形成多个按预设规则排布的多个待转印芯片；

第一固定模块，用于形成覆盖所述第一衬底第一表面的裸露部分以及多个所述待转印芯片表面的第一固定层，并对所述第一固定层进行图案化处理，以使所述待转印芯片的至少部分上表面暴露出来，所述待转印芯片的上表面为所述待转印芯片背离所述衬底一侧的表面；

第二固定模块，用于在所述第二表面上形成第二固定层，并对所述第二固定层进行图案化处理，以使所述第二固定层暴露出所述第二表面的多个预设区域，多个所述预区域与多个所述待转印芯片一一对应，所述预设区域在所述第一表面上的正投影覆盖与所述预设区域对应的待转印芯片在所述第一表面上的正投影；

衬底处理模块，用于对所述第一衬底进行处理，以形成贯穿所述第一衬底的多个通孔，多个所述通孔与所述多个预设区域一一对应，以使所述通孔完全暴露出所述待转印芯片朝向所述第一衬底一侧的表面；

芯片转印模块，用于利用转印设备对所述待转印芯片进行转印，以使所述待转印芯片脱离所述第一固定层的固定，并设置于第二衬底上。

可选的，所述第一固定模块包括：

第一感光单元，用于形成覆盖所述第一衬底第一表面的裸露部分以及多个所述待转印芯片表面的第一感光层；

第一图案单元，用于以第一掩模板为掩膜对所述第一感光层进行曝光和显影处理，以去除位于所述待转印芯片的上表面的第一感光层，使所述待转印芯片的上表面暴露出来。

可选的，所述第二固定模块包括：

第二感光单元，用于在所述第二表面上形成覆盖所述第二表面的第二感光层；

第二图案单元，用于以第二掩模板为掩膜对所述第二感光层进行曝光和显影处理，以去除位于所述第二表面的预设区域上的第二感光层，使所述第二固定层暴露出所述第二表面的多个预设区域，多个所述预区域与多个所述待转印芯片一一对应，所述预设区域在所述第一表面上的正投影覆盖与所述预设区域对应的待转印芯片在所述第一表面上的正投影。

可选的，所述衬底处理模块具体用于，利用干法刻蚀或湿法刻蚀或纵向隐形切割与激光划片的结合工艺对所述第一衬底进行处理，以形成贯穿所述第一衬底的多个通孔，多个所述通孔与所述多个预设区域一一对应，以使所述通孔完全暴露出所述待转印芯片朝向所述第一衬底一侧的表面。

可选的，所述芯片转印模块包括：

第一转印单元，用于利用印章转印头吸附所述待转印芯片的上表面，并向上提拉，将与所述待转印芯片连接的第一固定槽拉断；

第二转印单元，用于利用印章转印头将吸附的多个待转印芯片设置于第二衬底上。

综上所述，本申请实施例提供了一种巨量转印方法及巨量转印装置，其中，所述巨量转印方法在第一衬底通过形成第一固定层和第二固定层，并分别对第一固定层和第二固定层进行图案化的方法，形成了利用剩余的第一固定层作为锚定结构与第一衬底绑定的结构，且所述待转印芯片在通过转印设备转印之前不与所述第一衬底相连，处于悬空状态，使得所述转印设备仅需要拉断锚定结构对待转印芯片的连接即可实现待转印芯片的转印过程，整个巨量转印过程无需形成牺牲层，从而无需考虑牺牲层和待转印芯片的外延结构之间的匹配问题，避免了由于在巨量转印过程中生长的牺牲层与外延结构的匹配不良，而导致的外延结构的生长质量较差的问题。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。