專利名稱：布線方法和利用該方法的器件布置方法、以及圖象顯示裝置的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在多層配線襯底中形成配線的方法，并尤其涉及對形成用于內(nèi)層(inter-layer)連接的開口部分的方法的改進(jìn)。此外，本發(fā)明涉及一種布置器件的方法以及通過利用形成配線的方法來制造圖象顯示系統(tǒng)的方法。
背景技術(shù)：
例如，在以矩陣形式排列發(fā)光器件以組裝圖象顯示系統(tǒng)的情況下，如在液晶顯示系統(tǒng)(LCD)和等離子顯示面板(PDP)的情況下那樣將器件直接形成在襯底上，或者如在發(fā)光二極管顯示器(LED顯示器)的情況下那樣排列單獨(dú)的LED封裝都已經(jīng)技術(shù)成熟了。例如，在諸如LCD和PDP的圖象顯示系統(tǒng)的情況下，器件不能分隔開，因此，通常習(xí)慣是從制造工序開始就以與圖象顯示系統(tǒng)的象素間距相等的間隔形成各器件。
另一方面，在LED顯示器的情況下，習(xí)慣是在切割之后取出LED芯片，并通過引線接合法或經(jīng)由倒裝片的塊連接(bump connection)將LED芯片單獨(dú)連接到外部電極上，由此封裝。在這種情況下，LED芯片在封裝之前或之后以圖象顯示系統(tǒng)的象素間距排列，并且在形成各器件時(shí)，象素間距與各器件的間距相互獨(dú)立。
由于作為發(fā)光器件的LED(發(fā)光二極管)非常昂貴，利用LED的圖象顯示系統(tǒng)的成本可以通過從單獨(dú)一片晶片中制造多個(gè)LED芯片來降低。即，當(dāng)迄今已經(jīng)大約為300平方微米的LED芯片形成為數(shù)十個(gè)平方微米的芯片，并且將各LED芯片連接以制造圖象顯示系統(tǒng)時(shí)，可以降低圖象顯示系統(tǒng)的價(jià)格。
鑒于以上方面，已經(jīng)具有如下的技術(shù)，即，其中各器件以高度集成制造，并且通過傳送等各器件在較寬的區(qū)域內(nèi)移動(dòng)，同時(shí)間隔開更寬，以構(gòu)成相對大尺寸的顯示系統(tǒng)，如圖象顯示系統(tǒng)。例如，已經(jīng)公知了如在美國專利US5438241中所述的薄膜傳送方法以及日本專利公開第Hei11-142878號(hào)中所述的制造顯示晶體管陣列面板的方法的技術(shù)。在美國專利第US5438241中，公開了一種傳送方法，通過這種方法，密集地形成在襯底上的器件粗略地重新排列，其中，各器件被傳送到粘結(jié)劑涂覆的可伸展并可收縮的襯底上，此后，可伸展并可收縮的襯底在x方向和y方向伸展，同時(shí)監(jiān)控各器件的間隔和位置。然后，在經(jīng)伸展的襯底上的各器件傳送到所需的液晶面板上。在日本專利公開第Hei11-142878號(hào)中描述的技術(shù)中，第一襯底上構(gòu)成液晶顯示部分的薄膜晶體管整個(gè)傳送到第二襯底上，并然后，薄膜晶體管選擇性地從第二襯底傳送到與象素間距相對應(yīng)的第三襯底上。
在通過如上所述的傳送技術(shù)制造圖象顯示系統(tǒng)的情況下，優(yōu)選地是將各器件處理成芯片組成部分，以便實(shí)現(xiàn)高效傳送和高精度傳送。為了將各器件處理成芯片組成部分，將器件嵌入絕緣材料(例如，樹脂)中，然后以器件為基底切割所形成的個(gè)體可滿足要求。
當(dāng)器件處理成芯片組成部分時(shí)，需要形成開口部分(所謂的過孔(viahole))以用于在絕緣材料中相應(yīng)于器件的電極建立電連接。也需要形成過孔來用于在最終傳送之后實(shí)現(xiàn)襯底上設(shè)置的配線層和器件電極之間的內(nèi)層連接。過孔的形成不僅在傳送技術(shù)中，而且在需要內(nèi)層連接的其他多層配線襯底情況下都是必須的，并且，如何形成過孔是確保多層配線襯底可靠性的關(guān)鍵。
傳統(tǒng)上，作為在多層配線襯底中形成過孔的技術(shù)，一直進(jìn)行機(jī)械加工。在機(jī)械加工過程中，易于產(chǎn)生所謂的毛刺，并因此機(jī)械加工不適于精加工。另外，機(jī)械加工引發(fā)應(yīng)變產(chǎn)生，并可以導(dǎo)致施加了不需要的應(yīng)力。除此之外，作為形成微小過孔的方法，也可以考慮諸如蝕刻的技術(shù)，但是這些技術(shù)需要非常復(fù)雜的步驟，并在生產(chǎn)率方面是不利的。尤其是在由不同材料構(gòu)成的多層主體的情況下，需要通過改變蝕刻劑來多次蝕刻，這帶來工序數(shù)量增多并且生產(chǎn)成本增高。此外，在形成過孔的過程中，過孔的形狀也是重要因素。例如，在過孔成形為其側(cè)壁幾乎垂直直立的情況下，在形成由金屬材料構(gòu)成的配線層時(shí)，金屬將不容易粘結(jié)到側(cè)壁上，這導(dǎo)致導(dǎo)電缺陷或故障。

發(fā)明內(nèi)容
已經(jīng)鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的情況提出了本發(fā)明。于是，本發(fā)明的目的是提供一種形成配線的方法，通過該方法，可以輕易地形成過孔，可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)良的過孔形狀，并且可以防止導(dǎo)電的缺陷或故障。并且本發(fā)明的目的是提供一種布置器件的方法以及通過采用該方法來制造圖象顯示系統(tǒng)的方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種形成配線的方法，其包括以下步驟在第一配線層上形成絕緣層，并在絕緣層中形成開口部分，且形成第二配線層，其中絕緣層用聚焦位置交錯(cuò)的激光束照射，由此形成開口部分。
通過利用激光束形成開口部分，可以形成微小開口部分，并且確保了在形成開口部分時(shí)防止產(chǎn)生變形以及施加不需要的應(yīng)力。另外，該過程比蝕刻簡單。此外，由于激光束的聚焦部分交錯(cuò)，開口部分的側(cè)壁變成傾斜表面，從而在其上形成配線層時(shí)，也可以在開口部分的側(cè)壁上進(jìn)行牢固粘結(jié)。
此外，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種布置器件的方法，用于將第一襯底上布置的多個(gè)器件排列到第二襯底上，該方法包括第一傳送步驟，即，將器件從第一襯底傳送到暫時(shí)固定元件上，以便各器件比它們曾經(jīng)在第一襯底上排列的間隔更寬、并將器件固定在暫時(shí)固定元件上；以及第二傳送步驟，即，將固定于暫時(shí)固定元件上的各器件傳送到第二襯底上，同時(shí)將各器件間隔開更寬，其中，內(nèi)層絕緣層用聚焦位置交錯(cuò)的激光束照射，由此形成開口部分，并形成用于內(nèi)層連接的配線。根據(jù)此布置方法，各器件的傳送得以有效并可靠地進(jìn)行，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了良好的內(nèi)層連接，并且用于增大各器件間隔的擴(kuò)大傳送得以平順進(jìn)行。
此外，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種制造圖象顯示系統(tǒng)的方法，該圖象顯示系統(tǒng)包括以矩陣形式排列的發(fā)光器件，該方法包括第一傳送步驟，即，將發(fā)光器件從第一襯底傳送到暫時(shí)固定元件上，以便發(fā)光器件比它們曾經(jīng)布置在第一襯底上的間隔更寬，并且將發(fā)光器件固定在暫時(shí)固定元件上；第二傳送步驟，即，將固定于暫時(shí)固定元件上的發(fā)光器件傳送到第二襯底上，同時(shí)使發(fā)光器件的間隔開更寬；以及配線形成步驟，即，形成用于連接每個(gè)發(fā)光器件的配線，其中，內(nèi)層絕緣層用聚焦位置交錯(cuò)的激光束照射，由此形成開口部分，并且形成用于內(nèi)層連接的配線。
根據(jù)制造圖象顯示系統(tǒng)的方法，通過上述布置方法，發(fā)光器件以矩陣形式排列，以構(gòu)成圖象顯示部分。因此，通過精細(xì)加工成密集狀態(tài)，即，以高度集成制造的發(fā)光器件可以高效地予以重新排列，同時(shí)間隔開更寬，并且極大提高了生產(chǎn)率。另外，實(shí)現(xiàn)了良好的內(nèi)層連接，并且可靠地實(shí)現(xiàn)了發(fā)光器件和第二襯底上的配線層之間的導(dǎo)電。


圖1是示出在多層配線襯底的內(nèi)層連接中的開口部分形成步驟的全剖面圖；圖2是示出激光束強(qiáng)度分布方式的特性曲線；圖3是示出在多層配線襯底的內(nèi)層連接中的第二配線層形成步驟的全剖面圖；圖4是示出通過激光束精確聚焦(just focusing)形成的開口部分的形狀的全剖面圖；圖5是示出在由激光束精確聚焦而形成的開口部分中形成的配線層的狀態(tài)的全剖面圖；圖6是示出布置器件的方法的示意圖；圖7是樹脂模制芯片的全透視圖；圖8是樹脂模制芯片的全平面圖；圖9A和9B是示出發(fā)光器件的一個(gè)示例的視圖，其中圖9A是剖面圖，而圖9B是平面圖；圖10是示出第一傳送步驟的全剖面圖；圖11是示出電極焊點(diǎn)形成步驟的全剖面圖；圖12是示出在傳送到第二暫時(shí)固定元件上之后的電極焊點(diǎn)形成步驟以及切割步驟的全剖面圖；圖13是示出吸取步驟的全剖面圖；圖14是示出第二傳送步驟的全剖面圖；圖15是示出絕緣層形成步驟的全剖面圖；圖16是示出過孔形成步驟的全剖面圖；以及圖17是示出配線形成步驟的全剖面圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在，參照附圖詳細(xì)描述通過應(yīng)用本發(fā)明的形成配線的方法、布置器件的方法、以及圖象顯示系統(tǒng)的制造方法。
首先，將以多層配線襯底中的內(nèi)層連接作為示例描述根據(jù)本發(fā)明的形成配線的方法。
多層配線襯底中的內(nèi)層連接基本上通過如下步驟導(dǎo)電，即，在作用為內(nèi)層絕緣膜的絕緣層中形成開口部分(過孔)的步驟、以及形成用于內(nèi)層連接的配線層的步驟。圖1說明了開口部分形成步驟，其中，絕緣層3覆蓋襯底1上形成的第一配線層2而形成，而絕緣層3用激光束照射，以形成過孔4。在此，絕緣層3可以利用可紫外線固化的粘結(jié)劑(UV粘結(jié)劑)、諸如環(huán)氧基樹脂和聚酰亞氨樹脂的熱固性樹脂、諸如聚烯烴和聚酯的熱塑性樹脂等形成。因此，作為用于形成過孔4的激光束，優(yōu)選地是受激準(zhǔn)分子激光器等。
通常，以用于形成過孔4的激光束照射，以至于激光束的聚焦位置與絕緣層3的表面重合，即，以如圖4所示的精確聚焦進(jìn)行。在這種情況下，如此形成的過孔4的形狀幾乎是垂直的，并且側(cè)壁4a的傾角θ大約為5到7度。在這種狀態(tài)下，當(dāng)?shù)诙渚€層5通過諸如金屬氣相淀積和電鍍的技術(shù)形成時(shí)，金屬幾乎不粘結(jié)到過孔4的側(cè)壁4a上。例如，在第二配線層5通過金屬氣相淀積形成的情況下，發(fā)生金屬不粘結(jié)到幾乎垂直的側(cè)壁4a上的現(xiàn)象，這是由于氣相淀積的特征屬性所造成的。類似地，在第二配線層5通過電鍍形成的情況下，形狀幾乎垂直的過孔4導(dǎo)致電鍍?nèi)芤翰蝗菀走M(jìn)入過孔4中，從而電鍍膜不形成在側(cè)壁4a上。結(jié)果，第二配線層5如圖5所示那樣分離，從而在第二配線層5和第一配線層2之間不能實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電。
鑒于以上問題，根據(jù)本發(fā)明，用于照射的激光束不以精確聚焦方式使用，而是，通過將聚焦位置(激光聚焦位置)F與絕緣層3的表面(所謂的散焦)交錯(cuò)開進(jìn)行激光穿過加工(laser via processing)。一般，激光束具有在光束徑向上的強(qiáng)度分布。如圖2所示，該強(qiáng)度分布可以通過散焦予以拓寬。在用具有這種拓寬的強(qiáng)度分布的激光束照射時(shí)，激光穿過加工在激光束直徑中心位置處由于光束強(qiáng)度較高而快速進(jìn)行，而在光束直徑四周由于光束強(qiáng)度較低而緩慢進(jìn)行。結(jié)果，形成過孔4的錐角，即，側(cè)壁4a的傾角θ擴(kuò)大。
當(dāng)?shù)诙渚€層5的形成在這種狀態(tài)下進(jìn)行時(shí)，金屬氣相淀積特性和電鍍特性都得以提高，從而過孔4的側(cè)壁4a也覆蓋有第二配線層5，如圖3所示，并且第二配線層5和第一配線層2之間的導(dǎo)電可以可靠地實(shí)現(xiàn)。在第二配線層5通過經(jīng)金屬氣相淀積或電鍍所形成金屬材料薄膜而形成的情況下，在此所用的金屬材料的示例包括銅、鋁、金等。
在通過散焦進(jìn)行激光穿過加工時(shí)，過孔4側(cè)壁4a的傾角θ優(yōu)選地不小于20度。當(dāng)側(cè)壁4a的傾角θ小于20度時(shí)，金屬氣相淀積特性和電鍍特性會(huì)降低，并且形成在過孔4的側(cè)壁4a上的金屬薄膜的覆蓋狀態(tài)將退化，導(dǎo)致導(dǎo)電缺陷或故障。作為如此擴(kuò)大的帶有錐角的過孔4形狀的示例，在絕緣層3的厚度為20到30μm情況下，在絕緣層3表面處的直徑為30到70μm，而在底面處的直徑為15到30μm。
為了確保過孔4的側(cè)壁4a的傾角θ不小于20度，激光束的散焦量D優(yōu)選地不小于0.1mm。即，激光束焦點(diǎn)F的位置優(yōu)選地與絕緣層3的表面交錯(cuò)開不小于0.1mm。例如，當(dāng)散焦量D為0.1mm時(shí)，形成側(cè)壁4a的傾角θ為24度的過孔4。更優(yōu)選地是，散焦量D不小于1mm。
雖然已經(jīng)如上所述描述了作為基礎(chǔ)的配線形成方法，下面將描述通過兩階段放大傳送方法布置器件的方法以及制造圖象顯示系統(tǒng)的方法，作為配線形成方法的應(yīng)用。在本實(shí)施例中，兩階段放大傳送如下進(jìn)行，即，首先以高集成度形成在第一襯底上的器件傳送到暫時(shí)固定元件上，以便各器件間隔開比它們在第一襯底上布置的更寬，并然后將固定在暫時(shí)固定元件上的各器件傳送到第二襯底上，同時(shí)間隔得更寬。雖然傳送在本實(shí)施例中于兩個(gè)階段中進(jìn)行，但是可以根據(jù)各器件的間隔開的程度，傳送可以在三個(gè)或多個(gè)階段內(nèi)進(jìn)行。
圖6是示出兩階段放大傳送方法的基本步驟。首先，器件12，例如是發(fā)光器件密集地形成在第一襯底10上，如圖6中的6a所示。通過密集地形成器件，有可能增大每個(gè)襯底上形成的器件的數(shù)量，并從而降低制造成本。第一襯底10可以為任何其上可以形成器件的各種襯底，例如，半導(dǎo)體晶片、玻璃襯底、石英玻璃襯底、藍(lán)寶石襯底、塑料襯底等。器件12可以直接形成在第一襯底10上，或者可以在形成于另一襯底上之后布置到第一襯底10上。
接著，如圖6中的6b所示，器件12從第一襯底10傳送到暫時(shí)固定元件11上，該元件11在圖中以虛線示出，并且器件12固定到暫時(shí)固定器件11上。在此，相鄰的各器件12分隔開，并且各器件12如圖所示以矩陣形式排列。即，器件12如此傳送以至于它們在x方向間隔更寬，并且傳送成它們也在與x方向垂直的y方向上間隔更寬。各器件間隔開的間隔沒有特別限定，并例如可以通過考慮在后續(xù)步驟中的樹脂部分的形成或者電極焊點(diǎn)的形成來確定。在從第一襯底10傳送到暫時(shí)固定元件11上時(shí)，所有第一襯底10上的器件可以在間隔開的同時(shí)傳送。在這種情況下，暫時(shí)固定元件11的尺寸不小于以矩陣形式排列的器件12的(分別在x方向和y方向的)數(shù)量乘以各器件12間隔開的間隔可以滿足。另外，也有可能確保第一襯底10上的一些器件在間隔開的同時(shí)傳送到暫時(shí)固定元件11上。
在如上所述的第一傳送步驟之后，存在于暫時(shí)固定元件11上的各器件12間隔開，如圖6中的6c所示，基于每個(gè)器件12，進(jìn)行如下操作，即用樹脂覆蓋器件的周圍，并形成電極焊點(diǎn)。進(jìn)行用樹脂覆蓋各器件的周圍，以便于電極焊點(diǎn)的形成、便于在后續(xù)的第二傳送過程中的操縱、以及為了類似的目的。電極焊點(diǎn)以相對大的尺寸形成，以便在最終的布線中不會(huì)產(chǎn)生配線故障和失敗，最終的布線在隨后的第二傳送步驟之后，如下面將描述的。順便地說，電極焊點(diǎn)在圖6中的6c中未示出。每個(gè)器件12的周圍覆蓋有樹脂13，由此形成樹脂模制的芯片14。雖然在平面圖中如圖所示器件12大致位于樹脂模制芯片14的中間，但是它可以位于靠近樹脂模制芯片13的一側(cè)和角落。
接著，如圖6中的6d所示，進(jìn)行第二傳送步驟。在第二傳送步驟中，在暫時(shí)固定元件11上以矩陣形式排列的器件12傳送到第二襯底15上，同時(shí)基于每個(gè)樹脂模制芯片14間隔更寬。
在第二傳送步驟中，相鄰的器件12也基于每個(gè)樹脂模制芯片14間隔開，并且以矩陣形式排列，如圖所示。即，各器件12如此傳送以至于各器件在x方向上間隔更寬，并且傳送成在與x方向正交的y方向上也間隔更寬。在由第二傳送步驟所布置的各器件的位置為對應(yīng)于諸如圖象顯示系統(tǒng)的最終產(chǎn)品的象素的位置的情況下，由第二傳送步驟排列的各器件12的間距等于各器件12最初間距的大致整數(shù)倍。在此，大致整數(shù)倍的值E由E＝n×m表示，其中，n是從第一襯底10到暫時(shí)固定元件11上傳送時(shí)所出現(xiàn)的間距放大比，而m是從暫時(shí)固定元件11到第二襯底15上傳送時(shí)所出現(xiàn)的間距放大比。放大比n和m可以是整數(shù)，也可以不是整數(shù)，只要n和m的結(jié)合成E為整數(shù)(例如，n＝2.4而m＝5)即可。
配線施加到每個(gè)器件12上，而各器件12基于每個(gè)樹脂模制芯片14在第二襯底15上間隔開。此時(shí)，通過利用最初形成的電極焊點(diǎn)等，盡可能抑制連接中的缺陷或失敗的同時(shí)進(jìn)行布線。在例如器件12為諸如發(fā)光二極管的發(fā)光器件的情況下，布線包括通向p電極和n電極的配線；而在液晶控制裝置的情況下，布線包括諸如選擇信號(hào)線、電壓線和取向電極膜的配線。
在圖6所示的兩階段放大傳送方法中，電極焊點(diǎn)的形成和用樹脂固結(jié)可以通過利用第一傳送時(shí)形成的空間進(jìn)行，而布線在第二傳送之后進(jìn)行；布線在盡可能抑制連接中的缺陷或故障的同時(shí)利用最初形成的電極焊點(diǎn)等進(jìn)行。因此，可以提高圖象顯示系統(tǒng)的產(chǎn)量。另外，在根據(jù)本實(shí)施例的兩階段放大傳送中，具有兩個(gè)使各器件間隔開更寬的步驟。通過進(jìn)行多個(gè)擴(kuò)大傳送的步驟以用于將器件間隔更寬，減小了傳送的實(shí)際次數(shù)。即，例如，在從第一襯底10、10a到暫時(shí)固定元件11、11a傳送時(shí)所出現(xiàn)的間距放大比為2(n＝2)，并且從暫時(shí)固定元件11、11a到第二襯底15上傳送時(shí)所出現(xiàn)的間距放大比為2(m＝2)，如果向放大區(qū)域內(nèi)傳送進(jìn)行一次傳送，則最終放大比為2×2＝4倍，并需要進(jìn)行16(4的平方)次傳送，即，16次對齊第一襯底。另一方面，在根據(jù)本實(shí)施例的兩階段放大傳送方法中，進(jìn)行8次傳送或?qū)R就足夠了，該8次是第一傳送步驟中等于放大比2的平方的4次和第二傳送步驟中等于放大比2的平方的4次的簡單和。即，在傳送中想要相同放大比的情況下，傳送次數(shù)當(dāng)然可以減少2nm次，這是由于(n+m)2＝n2+2nm+m2。因此，制造步驟的時(shí)間和成本可以減少與這個(gè)傳送次數(shù)相當(dāng)?shù)牧?，?dāng)放大比較大時(shí)，這尤其是有利的。
雖然在圖6所示的兩階段放大傳送中器件12例如為發(fā)光器件，但是器件12不局限于發(fā)光二極管，而是可以為任何其他器件，例如，從液晶控制器件、光電轉(zhuǎn)換器件、壓電器件、薄膜晶體管器件、薄膜二極管器件、電阻器件、開關(guān)器件、微型磁性器件、微型光學(xué)器件、其一部分及其組合等構(gòu)成的組中選出的器件。
在上述傳送過程中，發(fā)光二極管處理成樹脂模制芯片，并分別從暫時(shí)固定元件傳送到第二襯底上。樹脂模制芯片將在下面參照圖7和8加以描述。
樹脂模制芯片20是通過用樹脂22固結(jié)間隔更寬的每個(gè)器件21的周圍而獲得。樹脂模制芯片20可以用于將器件21從暫時(shí)固定元件傳送到第二襯底上的情況中。樹脂模制芯片20大致為平板形狀，并且其主表面大致為正方形形狀。樹脂模制芯片20的形狀為用樹脂22固結(jié)所獲得的主體的形狀；具體地說，施加未固化的樹脂，以便包含每個(gè)器件21，在樹脂固化之后，邊緣部分通過切割等切除，獲得樹脂模制芯片20。順便地說，樹脂模制芯片20在暫時(shí)固定元件一側(cè)上的表面可以設(shè)置有如上所述的凹陷部分，并且可以控制下面將描述的傳送步驟中的散布方向。
電極焊點(diǎn)23和24分別形成在大致平板形的樹脂22的表面?zhèn)群捅硞?cè)上。電極焊點(diǎn)23和24的形成是通過在整個(gè)表面上形成諸如用于電極焊點(diǎn)23、24材料的金屬層和多晶硅層的導(dǎo)電層來實(shí)現(xiàn)的，并通過光刻技術(shù)將導(dǎo)電層構(gòu)圖成所需的電極形狀。電極焊點(diǎn)23和24如此形成為分別連接到作為發(fā)光器件的器件21的p電極和n電極上，并且如果需要的話，樹脂22設(shè)置有過孔等。
在此，雖然在本實(shí)施例中電極焊點(diǎn)23和24分別形成在樹脂模制芯片20的表面?zhèn)群捅硞?cè)上，而電極焊點(diǎn)23和24可以形成在一側(cè)上。例如，在薄膜晶體管的情況下，具有三個(gè)電極，即源極、柵極和漏極，從而可以形成三個(gè)或多個(gè)電極焊點(diǎn)。電極焊點(diǎn)23和24的位置在平面圖中相交錯(cuò)，以確保其觸點(diǎn)在配線最終形成時(shí)設(shè)置在上側(cè)上，并同時(shí)防止觸點(diǎn)彼此重疊。電極焊點(diǎn)23和24的形狀不局限于正方形，而可以為其他形狀。
通過如上所述構(gòu)造這種樹脂模制芯片20，器件21的周圍覆蓋有樹脂22，電極焊點(diǎn)23和24可以以高精度通過整平而形成，并且與器件21相比，電極焊點(diǎn)23和24可以延伸到更寬區(qū)域上，由此便于在后續(xù)第二傳送步驟的利用吸取夾具進(jìn)行傳送過程中對其加以操縱。如下面將描述的，在后續(xù)第二傳送步驟之后，進(jìn)行最終布線，從而通過利用相對大尺寸的電極焊點(diǎn)23和24布線，可以防止配線中的缺陷或故障。
接著，圖9A和9B示出作為用在根據(jù)本實(shí)施例的兩階段放大傳送方法中的器件的一個(gè)示例的發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)。圖9A是該器件的剖面圖，而圖9B是該器件的平面圖。發(fā)光器件為GaN基發(fā)光二極管，并例如通過晶體在藍(lán)寶石襯底上生長而形成。這種GaN基發(fā)光二極管特征在于用激光通過襯底照射導(dǎo)致激光燒蝕，而伴隨GaN中的氮的汽化現(xiàn)象在藍(lán)寶石襯底和GaN基生長層之間的交界處產(chǎn)生薄膜剝落，由此利于器件的分離。
首先，至于該結(jié)構(gòu)，六邊金字塔形的GaN層32通過在由GaN基半導(dǎo)體層構(gòu)成的底層生長層31上選擇性生長而形成。未示出的絕緣膜存在于底層生長層31上，并且六邊金字塔形的GaN層32通過MOCVD方法等形成在絕緣膜的開口部分處。GaN層32是在生長時(shí)所用的藍(lán)寶石襯底的主表面為C-平面的情況下覆蓋有S-平面(1-101平面)的金字塔形生長層，并且為硅摻雜區(qū)域。GaN層32的傾斜S-平面部分分別作用為具有雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)(double hetero structure)的包層。作為有源層的InGaN層33形成為覆蓋GaN層32的傾斜的S-平面，而鎂摻雜的GaN層34形成在其外側(cè)上。鎂摻雜的GaN層34也作用為包層。
如上所述的這種發(fā)光二極管設(shè)置有p電極35和n電極36。P電極35由金屬材料的氣相淀積而形成，該金屬材料諸如是鎂摻雜的GaN層34上形成的Ni/Pt/Au或Ni(Pd)/Pt/Au。n電極36通過諸如Ti/Al/Pt/Au的金屬材料的氣相淀積形成在絕緣膜的上述開口部分(未示出)中。在n電極從底層生長層31的背面取出的情況下，n電極36的形成不需要在底層生長層31的表面?zhèn)壬线M(jìn)行。
具有這種結(jié)構(gòu)的GaN基發(fā)光二極管為也能夠發(fā)出藍(lán)光的裝置，藍(lán)光可以從藍(lán)寶石襯底尤其是通過激光燒蝕相對容易地釋放，或者通過用激光束選擇性照射而實(shí)現(xiàn)選擇性釋放。GaN基發(fā)光二極管可以具有如下結(jié)構(gòu)，即，其中有源層形成為平板形狀或條帶形狀，并可以具有在其上端部帶有C-平面的金字塔結(jié)構(gòu)。另外，也可以采用其他氮化物基的發(fā)光器件或混合物半導(dǎo)體器件。
接著，將參照圖10到17描述如圖6所示的布置發(fā)光器件的方法的具體技術(shù)。在此，發(fā)光器件為如圖9A和9B所示的GaN基發(fā)光二極管。
首先，如圖10所示，多個(gè)發(fā)光二極管42以矩陣形式形成在第一襯底41的主表面上。發(fā)光二極管42的尺寸可以大約為20μm，作為用于構(gòu)成第一襯底41的材料，使用對于輻射發(fā)光二極管42所用的激光波長具有高透射率的材料，如藍(lán)寶石襯底。發(fā)光二極管42已經(jīng)各自設(shè)置有p電極，但是還沒有設(shè)置最終配線，并且已經(jīng)形成了用于分隔器件的溝槽42g，從而單個(gè)的發(fā)光二極管42處于可分隔的狀態(tài)。例如，通過反應(yīng)性離子束蝕刻進(jìn)行溝槽42g的形成。這種第一襯底41與暫時(shí)固定元件43相對，并且如圖10所示地進(jìn)行選擇性傳送。
釋放層44和粘結(jié)層45在暫時(shí)固定元件43與第一襯底41相對的表面上形成為雙層。在此，作為暫時(shí)固定元件43的示例，可以使用玻璃襯底、石英玻璃襯底、塑料襯底等。作為暫時(shí)固定元件43上的釋放層44的示例，可以使用氟涂層、硅樹脂、可水溶的粘結(jié)劑(例如聚乙烯醇PVA)、聚酰亞氨等。作為暫時(shí)固定元件43的粘結(jié)層45，可以使用任意的紫外線(UV)可固化型粘結(jié)劑層、熱固性粘結(jié)劑層和熱塑性粘結(jié)劑層。作為一個(gè)示例，石英玻璃襯底用作暫時(shí)固定元件43，4μm厚的聚酰亞氨薄膜形成為釋放層44，而此后UV可固化型的粘結(jié)劑形成為大約20μm厚，作為粘結(jié)層45。
暫時(shí)固定元件43的粘結(jié)層45調(diào)節(jié)成固化區(qū)域45s和未固化區(qū)域45y混和存在，并且也定位成要被選擇性傳送的發(fā)光二極管42位于未固化區(qū)域45y內(nèi)?？梢赃M(jìn)行調(diào)節(jié)，以確保固化區(qū)域45s和未固化區(qū)域45y混和存在，例如，通過用曝光裝置以UV光在200μm的間距下選擇性地照射UV可固化型粘結(jié)劑，以確保發(fā)光二極管42的傳送區(qū)域未固化，而其他區(qū)域固化。在這種對齊之后，在傳送目標(biāo)位置的發(fā)光二極管42用激光從第一襯底41的背面照射，而這些發(fā)光二極管42通過利用激光燒蝕而從第一襯底41上脫落。由于GaN基的發(fā)光二極管42在其本身和藍(lán)寶石交界處分解成金屬Ga和氮，發(fā)光二極管42可以相對容易地脫離。作為用于照射的激光，使用受激準(zhǔn)分子激光器，高次諧波YAG激光器等。
通過利用激光燒蝕釋放，與選擇性照射有關(guān)的發(fā)光二極管42在GaN層和第一襯底41交界處分離，并且得以傳送，以便p電極部分刺入相對側(cè)上的粘結(jié)層45內(nèi)。至于位于沒有用激光照射的區(qū)域內(nèi)的其他發(fā)光二極管42，粘結(jié)層45的相應(yīng)部分為固化區(qū)域s，在此未進(jìn)行以激光的照射，因此發(fā)光二極管42沒有傳送到暫時(shí)固定元件43的側(cè)面上。雖然在圖10中只有一個(gè)發(fā)光二極管42被激光選擇性照射，發(fā)光二極管42類似于在分隔開n間距大小的區(qū)域內(nèi)用激光照射。通過這種選擇性傳送，發(fā)光二極管42以比它們曾經(jīng)布置在第一襯底41上的間隔更寬的狀態(tài)布置在暫時(shí)固定元件43上。
在發(fā)光二極管42固定在暫時(shí)固定元件43的粘結(jié)層45上的狀態(tài)下，發(fā)光二極管42的背面為n電極側(cè)(陰極側(cè))，而發(fā)光二極管42的背面失去樹脂(粘結(jié)劑)并被凈化。因此，當(dāng)電極焊點(diǎn)46如圖11所示形成時(shí)，電極焊點(diǎn)46電連接到發(fā)光二極管42的背面上。
作為凈化粘結(jié)層45的示例，粘結(jié)劑樹脂通過氧氣等離子體蝕刻，隨之通過用UV臭氧輻射而凈化。當(dāng)GaN基的發(fā)光二極管從藍(lán)寶石襯底構(gòu)成的第一襯底41上由激光釋放時(shí)，Ga淀積在釋放表面上，并因此需要蝕刻所淀積的Ga；蝕刻是利用含水的NaOH溶液或稀釋的硝酸進(jìn)行。此后，構(gòu)圖電極焊點(diǎn)46。此時(shí)，陰極側(cè)上的電極焊點(diǎn)可以大約為60平方微米。作為電極焊點(diǎn)46，使用諸如透明電極(ITO、ZnO基的等)或Ti/Al/Pt/Au的材料。在透明電極情況下，光的發(fā)射不會(huì)受到阻擋，即使發(fā)光二極管的背面大部分由透明電極覆蓋，從而較大的電極可以以粗略的構(gòu)圖精度形成，從而利于構(gòu)圖工序。
在形成電極焊點(diǎn)46之后，固化的粘結(jié)層45基于每個(gè)發(fā)光二極管42而通過切割過程切割，以獲得與發(fā)光二極管42相對應(yīng)的樹脂模制芯片。在此，切割過程例如通過利用激光束的激光切割而進(jìn)行。切割的切割寬度取決于在圖象顯示系統(tǒng)的象素中的覆蓋有粘結(jié)層45的發(fā)光二極管42的尺寸。在需要以不超過20μm的寬度切割的情況下，優(yōu)選地是利用激光束進(jìn)行激光切割工藝。作為激光束，可以使用受激準(zhǔn)分子激光器、高次諧波YAG激光器、二氧化碳激光器等。自然，切割過程也可以通過機(jī)械加工進(jìn)行。
圖12示出發(fā)光二極管42已經(jīng)從暫時(shí)固定元件43傳送到第二暫時(shí)固定元件47上的狀態(tài)，已經(jīng)在陽極(p電極)側(cè)形成了過孔50，此后，陽極側(cè)上的電極焊點(diǎn)49形成，并且樹脂構(gòu)成的粘結(jié)層45得以切割。作為切割的結(jié)果，形成了器件分隔溝槽51，由此發(fā)光二極管42基于每個(gè)器件得以分隔。器件分隔溝槽51由多條在平面表面圖案中沿著交叉方向延伸的平行線構(gòu)成，以便分隔每個(gè)以矩陣形式布置的發(fā)光二極管42。在器件分隔溝槽51的底部，暴露出第二暫時(shí)固定元件47的表面。第二暫時(shí)固定元件47的一個(gè)示例為所謂的切割片，其包括涂覆有UV壓敏粘結(jié)劑的塑料襯底，在用紫外線照射時(shí)，其粘著強(qiáng)度降低。
作為該方法的示例，粘結(jié)層45表面用氧氣等離子體蝕刻，直到暴露出發(fā)光二極管42的表面為止。過孔50的形成也通過利用受激準(zhǔn)分子激光器、高次諧波YAG激光器、二氧化碳激光器等進(jìn)行。此時(shí)，過孔以大約3到7μm的直徑開口。在陽極側(cè)上的電極焊點(diǎn)由Ni/Pt/Au等形成。在形成過孔50時(shí)，優(yōu)選地是散焦激光束，以便擴(kuò)大錐角，如上面已經(jīng)描述的。通過擴(kuò)大過孔50的錐角，在陽極側(cè)上的金屬氣相淀積特性和電鍍特性都可得以改善，并且可以抑制導(dǎo)電中的缺陷或故障。
切割過程如上所述通過利用激光束切割而進(jìn)行。切割寬度取決于圖象顯示系統(tǒng)的象素中的覆蓋有粘結(jié)層45的發(fā)光二極管42的尺寸，該粘結(jié)層45由樹脂構(gòu)成。作為示例，以大約40μm的寬度開溝槽的過程由受激準(zhǔn)分子激光器進(jìn)行，以形成芯片形狀。
接著，利用機(jī)械裝置，發(fā)光二極管42從第二暫時(shí)固定元件47上釋放。此時(shí)，釋放層48形成在第二暫時(shí)固定元件47上。例如，可以利用氟涂層、硅樹脂、可水溶的粘結(jié)劑(例如PVA)、聚酰亞氨等形成釋放層48。例如用YAG三階諧波激光器照射從第二暫時(shí)固定元件47的設(shè)置有釋放層48的背面進(jìn)行。由此，例如在聚酰亞氨用作釋放層48的情況下，在聚酰亞氨和石英襯底之間的交界處由于聚酰亞氨的燒蝕而產(chǎn)生剝離，由此每個(gè)發(fā)光二極管42可以由機(jī)械裝置輕易地從第二暫時(shí)固定元件47上釋放。
圖13是示出布置在第二暫時(shí)固定元件47上的發(fā)光二極管42通過吸取裝置53拾取的狀態(tài)的視圖。此時(shí)，吸取孔55以矩陣形式在圖象顯示系統(tǒng)的象素間距下開口，并且多個(gè)發(fā)光二極管42可以在一個(gè)沖程中共同吸取。此時(shí)，開口直徑例如大約為φ100μm，并且孔按矩陣形式以600μm的間距開口，從而，一個(gè)沖程可以吸取大約300個(gè)發(fā)光二極管42。此時(shí)，吸取孔55的組成元件可以是通過Ni電鑄產(chǎn)生的那種，或通過蝕刻鉆孔的諸如不銹鋼(SUS)的金屬板52，而吸取腔54形成在金屬板52的吸取孔55的深度側(cè)。通過諸如在吸取腔54內(nèi)提供負(fù)壓的控制，可以吸取發(fā)光二極管42。在這個(gè)階段，發(fā)光二極管42覆蓋有樹脂，并且其上表面大致被平坦化，以便通過吸取裝置53可以容易地進(jìn)行選擇性吸取。
圖14是示出發(fā)光二極管42傳送到第二襯底60上的狀態(tài)的視圖。在配合第二襯底60時(shí)，第二襯底60預(yù)先涂覆有粘結(jié)層56，而粘結(jié)層56在發(fā)光二極管42之下的部分固化，由此發(fā)光二極管42可以在附著到第二襯底60上的狀態(tài)下排列。在配裝時(shí)，吸取裝置53的吸取腔54設(shè)置成高壓，由此吸取裝置53和發(fā)光二極管42之間由吸力形成的連接得以解脫。粘結(jié)層56可以由UV可固化型粘結(jié)劑、熱固性粘結(jié)劑、熱塑性粘結(jié)劑等形成。發(fā)光二極管42的排列位置比它們曾經(jīng)布置在暫時(shí)固定元件43上的以及在第二暫時(shí)固定元件47上的都間隔更寬。在這種情況下，固化粘結(jié)層56的樹脂的能量從第二襯底60的背面提供。在UV可固化型粘結(jié)劑情況下，只有發(fā)光二極管42之下的部分由UV照射裝置固化，并且在熱固性粘結(jié)劑情況下由激光固化；而在熱塑性粘結(jié)劑情況下，粘結(jié)劑類似地通過激光照射而熔化，并且粘結(jié)起作用。
另外，也作用為遮光板的電極層57設(shè)置在第二襯底60上，并尤其是，黑色鉻層58形成在電極層57屏蔽側(cè)的表面上，即，在圖象顯示系統(tǒng)的觀察者一側(cè)上。由此，可以提高圖象的對比度，并提高黑色鉻層58的能量吸收系數(shù)，從而在用激光器73選擇性照射時(shí)導(dǎo)致粘結(jié)層56快速固化。在UV可固化型粘結(jié)劑情況下，在傳送時(shí)用UV射線照射大約為1000mJ/cm2。
圖15是示出RGB三色發(fā)光二極管42、61和62布置在第二襯底60上，并覆蓋有絕緣層59的狀態(tài)的視圖。當(dāng)通過直接利用圖13和14中所用的吸取裝置53來簡單地交錯(cuò)排列發(fā)光二極管到相應(yīng)顏色的位置上而將發(fā)光二極管安裝到第二襯底60上時(shí)，有可能在形成恒定的象素間距同時(shí)形成三色圖象。作為絕緣層59，可以使用透明的環(huán)氧基粘結(jié)劑、UV可固化型粘結(jié)劑、聚酰亞胺等。三色發(fā)光二極管42、61和62不必具有相同形狀。在圖15中，紅色發(fā)光二極管61具有其中不存在六邊金字塔型GaN層的結(jié)構(gòu)，并且與其他發(fā)光二極管42和62的形狀不同。在這個(gè)階段，發(fā)光二極管42、61和62已經(jīng)覆蓋有樹脂，而成為樹脂模制芯片，從而它們可以以相同方式處理，而與器件結(jié)構(gòu)的不同無關(guān)。
接著，如圖16所示，對應(yīng)于第二襯底60上的發(fā)光二極管42的電極焊點(diǎn)46和49以及電極層57，形成用于電連接它們的開口部分(過孔)65、66、67、68、69和70。利用激光束也進(jìn)行開口部分的形成。在這種情況下，同樣優(yōu)選地是以與上述內(nèi)層連接中的激光穿過加工相同的方式，散焦激光束，以便擴(kuò)大開口部分65、66、67、68、69和70的錐角。
此時(shí)形成的開口部分，即過孔由于發(fā)光二極管42、61和62的電極焊點(diǎn)46和49的面積較大而可能形狀較大；過孔的位置精度可以比過孔直接形成在發(fā)光二極管中的情況粗略。對于尺寸大約為60平方微米的電極焊點(diǎn)46和49，過孔的尺寸可以是大約為φ20μm。過孔H的深度為三種，一種用于與配線襯底連接，一種用于與陽極連接，而一種用于與陰極連接。在形成過孔H過程中，深度例如通過改變激光的脈沖數(shù)來控制，由此過孔以最佳深度開口。
圖17是示出配線形成步驟的視圖，該圖示出了如下狀態(tài)，即在絕緣層59內(nèi)形成開口部分65、66、67、68、69和70之后，形成用于在發(fā)光二極管42、61和62的陽極及陰極電極焊點(diǎn)與第二襯底60的配線電極層57之間連接的配線63、64和71。
此后，保護(hù)層形成在配線上，以完成圖象顯示系統(tǒng)的面板。此時(shí)，保護(hù)層可以由諸如透明環(huán)氧粘結(jié)劑材料以與圖10中的絕緣層59相同的方式形成。保護(hù)層是熱固的，并由此配線完全被保護(hù)層覆蓋。此后，驅(qū)動(dòng)器IC在面板的端部連接到配線上，由此制造了驅(qū)動(dòng)面板。
在如上所述的布置發(fā)光器件的方法中，在發(fā)光二極管42固定于暫時(shí)固定元件43上時(shí)，各器件的間隔已經(jīng)擴(kuò)大，從而可以通過利用拓寬的間隔設(shè)置相對大尺寸的電極焊點(diǎn)46和49等。由于布線是通過利用相對大的電極焊點(diǎn)46和49進(jìn)行，因此，配線可以容易形成，即使在最終系統(tǒng)的尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于器件尺寸的情況下也是如此。另外，在根據(jù)本實(shí)施例的布置發(fā)光器件的方法中，發(fā)光二極管42的周圍覆蓋有固化的粘結(jié)層45，該粘結(jié)層45被平整化，由此電極焊點(diǎn)46和49可以以高精度形成，并且電極焊點(diǎn)46和49可以延伸到比器件更寬的區(qū)域上，從而便于在隨后的第二傳送步驟中利用吸取夾具進(jìn)行傳送的情況下進(jìn)行操縱。
如從上面描述中清楚理解到的，根據(jù)本發(fā)明的配線形成方法，可以輕易地形成開口部分(過孔)，并且如此形成的過孔的錐角可以擴(kuò)大，導(dǎo)致可以形成不存在導(dǎo)電缺陷或故障的配線。因此，內(nèi)層連接可以在多層配線襯底中可靠實(shí)現(xiàn)。
另外，根據(jù)本發(fā)明的器件布置方法，器件的傳送可以在保持配線形成方法的優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)有效并可靠地進(jìn)行，并且可以平順地進(jìn)行器件間隔更寬的擴(kuò)大傳送。類似的，根據(jù)本發(fā)明的制造圖象顯示系統(tǒng)的方法，通過以密集狀態(tài)，即以高度集成微型加工形成的發(fā)光器件可以重新布置，同時(shí)有效地將它們間隔更寬，并因此，可以以高生產(chǎn)率制造高精度的圖象顯示系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種形成配線的方法，包括以下步驟在第一配線層上形成絕緣層；以及在所述絕緣層內(nèi)形成開口部分，此后形成第二配線層，其中，所述絕緣層用聚焦位置交錯(cuò)的激光束照射，由此形成所述開口部分。
2.如權(quán)利要求1所述的形成配線的方法，其中，用所述激光束照射的進(jìn)行使得所述開口部分的側(cè)壁表面相對于垂直方向傾斜不小于20度。
3.如權(quán)利要求1所述的形成配線的方法，其中，輻射的進(jìn)行使得所述激光束的聚焦位置與所述絕緣層的表面交錯(cuò)不小于0.1mm。
4.如權(quán)利要求1所述的形成配線的方法，其中，所述絕緣層由樹脂材料構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求1所述的形成配線的方法，其中，所述第二配線層通過氣相淀積或電鍍形成。
6.一種布置器件的方法，用于將第一襯底上布置的多個(gè)器件布置到第二襯底上，包括第一傳送步驟，將所述器件從所述第一襯底傳送到暫時(shí)固定元件上，以便所述器件比它們曾經(jīng)布置在所述第一襯底上的間隔更寬，并且將所述器件固定在所述暫時(shí)固定元件上；以及第二傳送步驟，將固定在所述暫時(shí)固定元件上的所述器件傳送到所述第二襯底上，同時(shí)使所述器件間隔開更寬，其中，內(nèi)層絕緣層以聚焦位置交錯(cuò)的激光束照射，由此形成開口部分，并形成用于內(nèi)層連接的配線。
7.如權(quán)利要求6所述的布置器件的方法，其中，在所述第一傳送步驟中所述各器件間隔開的間隔大致為布置在所述第一襯底上的所述器件的間距的整數(shù)倍，而在所述第二傳送步驟中所述器件間隔開的間隔大致為在所述第一傳送步驟中布置在所述暫時(shí)固定元件上的所述器件的間距的整數(shù)倍。
8.如權(quán)利要求6所述的布置器件的方法，其中，所述器件為利用氮化物半導(dǎo)體的半導(dǎo)體器件。
9.如權(quán)利要求6所述的布置器件的方法，其中，所述器件為從發(fā)光器件、液晶控制器件、光電轉(zhuǎn)換器件、壓電器件、薄膜晶體管器件、薄膜二極管器件、電阻器件、開關(guān)器件、微型磁性器件、以及微型光學(xué)器件、或者其一部分構(gòu)成的組中選出的器件。
10.一種制造圖象顯示系統(tǒng)的方法，該圖象顯示系統(tǒng)包括以矩陣形式布置的發(fā)光器件，該方法包括第一傳送步驟，將所述發(fā)光器件從第一襯底傳送到暫時(shí)固定元件上，從而所述發(fā)光器件比它們曾經(jīng)布置在所述第一襯底上的間隔更寬，并將所述發(fā)光器件固定在所述暫時(shí)固定元件上；第二傳送步驟，將固定在所述暫時(shí)固定元件上的所述發(fā)光器件傳送到第二襯底上，同時(shí)使所述發(fā)光器件間隔更寬；以及配線形成步驟，形成連接到每個(gè)所述發(fā)光器件的配線，其中，內(nèi)層絕緣層由聚焦位置交錯(cuò)的激光束照射，由此形成開口部分，并且形成用于內(nèi)層連接的配線。
全文摘要
可以實(shí)現(xiàn)容易地形成過孔，并且實(shí)現(xiàn)了滿意的過孔形狀以消除連接故障。絕緣層形成在第一配線層上，并且在絕緣層形成有開口之后，形成第二配線層。在形成開口過程中，激光束以其焦點(diǎn)偏移的方式照射絕緣層，偏移激光束的焦點(diǎn)導(dǎo)致開口的錐角加寬，并且橫向側(cè)壁成為傾斜表面，并且當(dāng)配線層形成于其上時(shí)，它也可靠地粘結(jié)到橫向側(cè)壁上。
文檔編號(hào)H01L33/00GK1461495SQ02801266
公開日2003年12月10日 申請日期2002年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月18日
發(fā)明者柳澤喜行, 巖渕壽章 申請人:索尼公司