DE69937591T2 - Selektive Verlegung von Elementen von einem Träger zu einem anderen Träger - Google Patents

Selektive Verlegung von Elementen von einem Träger zu einem anderen Träger Download PDF

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Description

  • Stand der Technik
  • Die vorliegende Erfindung betrifft den selektiven Transfer von Elementen von einem Transferträger zu einem Empfangsträger.
  • Sie betrifft insbesondere den Transfer teilweise oder vollständig fertig gestellter Halbleiterchips von ihrem Initialsubstrat, auf dem sie aufgebaut wurden, zu einem neuen Substrat (oder Empfangsträger), das selbst durch mikroelektronische Techniken behandelt worden sein kann.
  • Die Erfindung erlaubt den Transfer von Chips, zum Beispiel den Transfer von Chips mit 1 cm2 Oberfläche von ihrem Initialsubstrat auf Glas oder auf ein transparentes Substrat. Sie gestattet auch das Transferieren optoelektronischer Komponenten wie etwa VCSEL (Laser mit Vertikalresonator) oder kleiner III-V-Halbleiterstücke von ihrem Initialsubstrat auf Siliziumwafer, die durch mikroelektronische Techniken hergestellt wurden, um III-V-Halbleiterelemente auf Silizium zu erhalten. In diesem Fall ist die Größe der Chips im Allgemeinen kleiner, zum Beispiel in der Größenordnung von 1 mm2 oder weniger.
  • Stand der Technik
  • Die Molekularadhäsion genannte Technik zum festen Verbinden zweier Oberflächen aus Halbleitermaterial ist bekannt. Die Molekularadhäsion umfaßt zwei Bindungstypen: die hydrophile Bindung und die hydrophobe Bindung. Im Fall der hydrophilen Bindung zum Beispiel von Siliziumoxid ist die Bindung das Ergebnis einer Änderung der -OH-Wechselwirkungen an der Oberfläche einer Struktur zur Bildung von Si-O-Si-O-Bindungen hin. Die mit diesem Typ Wechselwirkung verbundenen Kräfte sind stark. Die Bindungsenergie ist in der Größenordnung von 100 mJ/m2 bei Raumtemperatur und erreicht 500 mJ/m2 nach 30 Minuten Tempern bei 400°C (für das Binden zwischen natürlichem oder hydrophilem SiO2 und unpoliertem, thermischem SiO2 erhaltene Werte). Die Bindungsenergie wird im Allgemeinen durch das von W. P. MASZARA et al. in dem in J. Appl. Phys. 64 (10), 15. November 1988, Seite 4943–4950, erschienen Artikel "Bonding of silicon wafers for silicon-on-insulator" offenbarte Klingenverfahren bestimmt. Die Bindungsenergie für das Binden zwischen abgeschiedenem und poliertem Siliziumoxid und abgeschiedenem und poliertem Siliziumoxid ist in der Größenordnung von 1 J/m2 beim Tempern unter denselben Bedingungen. Falls jedoch eine hydrophile, behandelte Oberfläche durch Molekularadhäsion an eine hydrophobe, behandelte Oberfläche gebunden wird, wird ein Binden in sehr schlechter Qualität erhalten und die Bindungskräfte sind sehr schwach: Bindungsenergie in der Größenordnung von 100 mJ/m2 nach 30 Minuten Tempern bei 400°C.
  • Ein hydrophobes Binden wird durch Molekularadhäsion ohne eine OH-Gruppe erreicht. Im Fall von Silizium kann die Bindung durch Molekularadhäsion hydrophober Wafer ebenfalls hohe Bindungskräfte erzeugen. Zum Beispiel können die in dem in J. Micromech. Microeng. 2 (1992), Seite 158–160, erschienenen Artikel „A suggested mechanism for silicon direct bonding from studying hydrophilic and hydrophobic surfaces" angeführten Arbeiten von Y. BACKLUND et al. zitiert werden. Dort wird gezeigt, daß nach einem Tempern bei 400°C Kräfte in der Größenordnung von 1 J/m2 nach dem Kleben hydrophober Siliziumwafer erhalten werden.
  • Beschreibung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung ist dazu ausgelegt, einen selektiven Transfer von Elementen von einem ersten Träger zu einem Empfangsträger erhalten zu lassen. Um zu diesem Ergebnis zu gelangen, macht sie insbesondere von der Molekularadhäsionstechnik Gebrauch.
  • Die Erfindung hat somit ein Verfahren für den selektiven Transfer von Elementen von einem Transferträger zu einem Empfangsträger zum Gegenstand, wobei die Elemente mit einer ersten Seite und einer definierten Adhäsionsenergie an dem Transferträger haften, jedes der Elemente eine zweite Seite zur Herstellung des Kontakts mit dem Empfängerträger aufweist, das Verfahren dabei die folgenden Schritte umfasst:
    • – Definition wenigstens eines zu transferierenden Elements unter den genannten Elementen, was die Trennung des genannten, zu transferierenden Elements von den nicht zu transferierenden Elementen impliziert,
    • – Behandlung der zweiten Seite des genannten, zu transferierenden Elements, um ihr eine Adhäsionsenergie in Verbindung mit dem Empfangsträger zu verleihen, die größer ist als die Adhäsionsenergie seiner ersten Seite in Verbindung mit dem Transferträger, wobei Rückhaltemittel vorgesehen sind, um die nicht zu transferierenden Elemente am Transferträger festzuhalten,
    • – Herstellung des Haftkontakts zwischen der zweiten Seite des zu transferierenden Elements und dem Empfangsträger,
    • – Trennung bzw. Entfernung des Transferträgers vom Empfangsträger, um das Transferieren des genannten, zu transferierenden Elements zum Empfangsträger und das Festhalten der anderen Elemente am Transferträger zu realisieren.
  • Das Verfahren kann die folgenden vorbereitenden Schritte umfassen:
    • – Bildung der genannten Elemente auf einer Seite eines Initialsubstrats, wobei die Elemente mit ihrer zweiten Seite auf der genannten Seite des Initialsubstrats ruhen,
    • – Verbindung der die genannten Elemente umfassenden Seite des Initialsubstrats mit dem Transferträger, so dass die Elemente mit ihrer ersten Seite entsprechend der genannten, definierten Adhäsionsenergie daran haften,
    • – Eliminierung des Initialsubstrats, so dass die Elemente ihre zweite Seite präsentieren.
  • In einigen Fällen kann es interessant sein, Wafer aus dünnen Schichten vor dem Transfer der Elemente mehrmals zu behandeln. Auf diese Weise können doppelseitige Bauteile hergestellt und jede Seite als Kontaktseite gewählt werden.
  • Vorzugsweise wird das Verbinden der die genannten Elemente umfassenden Seite des Initialsubstrats mit dem Transferträger durch Molekularadhäsion erhalten. In diesem Fall ist es vorteilhaft, dass diese Molekularadhäsion durch eine oder mehr Behandlungen der zu verbindenden Seiten des Initialsubstrats und/oder des Transferträgers realisiert wird, um die Hydrophilie und/oder Hydrophobie und/oder eine zufriedenstellende Mikrorauhigkeit zur Erzeugung der genannten definierten Adhäsionsenergie zu kontrollieren. Vorteilhafterweise kann eine thermische Behandlung global oder lokal durchgeführt werden, um zu der Erzeugung dieser Adhäsionsenergie beizutragen. Die Elemente können eine Sperrschicht genannte Schicht umfassen, durch die sie mit dem Initialsubstrat verbunden sind. Dieses Initialsubstrat kann durch eine oder mehr Techniken einschließlich Schleifen, chemischen Angriff auf das Initialsubstrats und/oder die Sperrschicht, Polieren, Abtrennen infolge einer thermischen Behandlung längs einer durch Ionenimplantation erzeugten Spaltungsebene eliminiert werden.
  • Falls die Elemente auf dem Transferträger eine kontinuierliche Schicht bilden, kann der Schritt der Definition wenigstens eines zu transferierenden Elements die Isolierung des zu transferierenden Elements umfassen. Vorteilhafterweise kann diese Isolierung durch chemisches Ätzen, Messerschneiden, Laserstrahlschneiden oder irgendein anderes Schneidemittel erfolgen. Wenn diese Isolierung durch Ätzen erfolgt, wird dieses so durchgeführt, dass sich nahe bei dem Transferträger Ätzfüße bilden.
  • Die Herstellung des Haftkontakts der zweiten Seite des genannten, zu transferierenden Elements mit dem Empfangsträger kann durch Molekularadhäsion erhalten werden. Eine thermi sche Behandlung kann global oder lokal durchgeführt werden, um zu der Erzeugung der definierten Adhäsionsenergie zwischen der zweiten Seite des genannten, zu transferierenden Elements und dem Empfangsträger beizutragen. Die Adhäsion mittels Molekularhaftung der zweiten Seite des genannten, zu transferierenden Elements und des Empfangsträgers wird durch eine Behandlung der genannten zweiten Seite und/oder der Gesamtheit oder eines Teils des Empfangsträgers erreicht. Die Rückhaltemittel können aus dem Behandeln der nicht zu transferierenden Elemente und/oder von nicht zum Empfang von Elementen geeigneten bzw. bestimmten Zonen des Empfangsträgers bestehen, so dass es keine Adhäsion zwischen den nicht zu transferierenden Elementen und dem Empfangsträger gibt. Sie können aus dem Modifizieren der Oberfläche der nicht zu transferierenden Elemente und/oder der Oberfläche der nicht zum Empfang von Elementen geeigneten bzw. bestimmten Zonen des Empfangsträgers bestehen, um die Adhäsionsenergie zwischen den nicht zu transferierenden Elementen und dem Empfangsträger niedriger als die Adhäsionsenergie zwischen den zu transferierenden Elementen und dem Empfangsträger und niedriger als die Adhäsionsenergie zwischen den ersten Seiten der Elemente und dem Transferträger zu halten. Die den genannten Mitteln Rückhalt verleihende Behandlung kann aus einer oder mehreren folgenden Behandlungen gewählt werden: Hydrophilie, Hydrophobie, Rauhigkeit, Wärmebehandlung, Oberflächenschrumpfung.
  • Wenn in dem Haftkontaktherstellungsschritt, in dem die zweite Seite von nicht zu transferierenden Elementen in Kontakt mit dem Empfangsträger kommt, bestehen die genannten Rückhaltemittel darin, die zweite Seite dieser nicht zu transferierenden Elemente zu behandeln, um ihr eine hydrophobe Bindequalität bezüglich des Empfangsträgers zu verleihen, wobei die zweite Seite des genannten, zu transferierenden Elements behandelt wird, um ihr eine hydrophile Bindequalität zu verleihen, und der Empfangsträger der zweiten Seite jedes Elements eine hydrophile Bindequalität bietet. Sie können auch darin bestehen, die einer zweiten Seite eines nicht zu transferierenden Elements gegenüberstehende Zone des Empfangsträgers zu behandeln, um ihr eine hydrophobe Bindequalität zu verleihen, wobei die der zweiten Seite des zu transferierenden Elements gegenüberstehende Zone des Empfangsträgers behandelt wird, um ihr eine hydrophile Bindequalität zu verleihen, und alle zweiten Seiten der Elemente behandelt werden, um ihnen eine hydrophile Bindequalität zu verleihen. Es ist ganz offensichtlich, dass der Fall einer Verbindung hydrophil-hydrophil bei einer hydrophoben Vorbereitung der nicht zu transferierenden Zonen (bei den Elementen und/oder dem Empfangsträger) nur ein Beispiel ist, da das Verfahren auch in dem Fall einer Verbindung hydrophob-hydrophob bei einer hydrophilen Behandlung in den nicht zu transferierenden Zonen (bei den Elementen und/oder dem Empfangsträger) ausgeführt werden kann. Weiterhin können die Adhäsionskräfte auch stark modifiziert werden und sie können durch lokales Modifizieren der Oberflächenrauhigkeit mit einem Bindungskontakt unverträglich gemacht werden.
  • Im Fall einer Bindung durch Molekularadhäsion modifizieren die thermischen Behandlungen die Adhäsionskräfte sehr. Dies ist daher ein wichtiger, in Betracht zu ziehender Parameter und es kann nützlich sein, eine oder mehr thermische Behandlungen lokal durchzuführen, falls es erforderlich ist, eine lokale Kontrolle über die Adhäsionskräfte zu haben, um die erforderlichen Adhäsionskräfte zu erhalten. Daher ist eine Variante des Verfahrens das lokale Durchführen der thermischen Behandlung, um so nur die Zonen zu erhitzen, in denen der Transfer zwischen Elementen und dem Empfangsträger erfolgen soll. Das Erhitzen kann mittels eines Lasers oder einer Heizspitze durchgeführt werden. Falls alle zweiten Seiten der Elemente und der Empfangsträger behandelt werden, um ihnen denselben Typ der Bindungsfähigkeit zu verleihen, können die Rückhaltemittel entweder aus dem Durchführen einer lokalen thermischen Behandlung oder dem Verhindern eines Fehlens eines mechanischen Kontakts zwischen der zweiten Seite der nicht zu transferierenden Elemente und dem Empfangsträger bestehen. Dieses Fehlen eines Kontakts hängt zum Beispiel von einer lokalen Schrumpfung auf der zweiten Seite und/oder Empfangsträger ab.
  • Vorteilhafterweise werden der Transferträger und der Empfangsträger durch Anwenden einer zwischen diesen Trägern ausgeübten mechanischen Kraft getrennt, die aus einer Zugkraft und/oder einer Scherkraft und/oder einer Biegekraft besteht, wobei das ganze thermisch unterstützt wird.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere auf den Fall anwendbar, bei dem die genannten Elemente elektronische Bauteile, zum Beispiel Halbleiterchips und/oder passive Elemente umfassen. Die angeführten Elemente werden zu Anwendungen in der Mikroelektronik, Optoelektronik und sogar auf dem Gebiet der Supraleiter verwendet.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die Erfindung wird beim Lesen der folgenden Beschreibung, die als nicht einschränkendes Beispiel gegeben wird und von den angefügten 1 bis 8, die Querschnittsansichten der Ausführung der vorliegenden Erfindung zum Transfer auf einem Initialsubstrat aufgebauter Halbleiterchips sind, begleitet wird, besser verstanden und es zeigen sich andere Vorteile und Besonderheiten.
  • Genaue Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung
  • 1 zeigt ein Initialsubstrat genanntes Substrat 2 aus zum Beispiel Silizium, auf dem gemäß dem Fachmann bekannter Techniken Halbleiterchips 4 gefertigt wurden. Eine Sperrschicht 6 aus zum Beispiel Siliziumoxid kann gegebenenfalls zwischen den Halbleiterchips 4 und dem Initialsubstrat 2 bereitgestellt werden. Diese Sperrschicht bietet den Vorteil einer besseren Homogenität des späteren Transfers, da sie eine Sperrschicht zum Beispiel gegenüber einem chemischen Ätzen und/oder Ätzen durch ein selektives Plasma darstellt.
  • Die Halbleiterchips 4 sind dazu bestimmt, auf selektive Weise transferiert zu werden. Dazu wird die die Chips aufweisende Initialsubstratoberfläche vorbereitet, um eine hydrophile Verbindung mit einer kontrollierten Bindungsenergie zu ermöglichen. Diese durch die 2 veranschaulichte Vorbereitung der Oberfläche kann das Aufbringen einer Schicht 8, in der die Halbleiterchips 4 eingebettet sind, umfassen. Die Schicht 8 kann eine Siliziumoxidschicht sein, an der ein Arbeitsschritt der Planarisation ausgeführt wurde, falls die Topologie ihrer freien Oberfläche dies notwendig macht.
  • Die Bindungsenergie einer Oberfläche kann durch Verändern der Rauhigkeit dieser Oberfläche kontrolliert werden. Zum Beispiel ergibt beim Verbinden zweier SiO2-Oxidwafer mit einander durch Molekularadhäsion (in beiden Fällen unpoliertes, thermisches Oxid) durch HF-Angriff eine quadratische Mittenrauhigkeit in der Größenordnung von 6 Ångstrom nach 30 Minuten Tempern bei 400°C eine Bindungsenergie in der Größenordnung von 250 mJ/m2.
  • Wie in 3 dargestellt wird ein Transferträger oder Handhabe 10 auf die freie Seite der Schicht 8 geklebt. Falls die Seiten der Schicht 8, die auf die Seite des Transferträgers 10 geklebt sind, jeweils eine Rauhigkeit in der Größenordnung von 6 Ångström rms aufweisen, ist die erhaltene Bindungsenergie in der Größenordnung von 250 mJ/m2. Zum Vermeiden etwaiger Ausrichtungsprobleme kann die Handhabe 10 transparent (zum Beispiel aus Glas oder aus reinem Siliziumoxid) sein.
  • Das Initialsubstrat wird anschließend (siehe 4) durch ein klassisches Verfahren oder eine Kombination klassischer Verfahren entfernt. Es können das mechanische Schleifen, Polieren oder durch Ionenimplantation ausgelöste Trennung entlang einer Spaltungsebene angeführt werden, die auf eine thermische Behandlung folgend erhalten wurde. Insbesondere dieses letzte Verfahren wird in dem Dokument FR-A-2 681 472 beschrieben. Diese Ausführungs form kann auch durch chemisches, reaktives, selektives Ätzen oder durch Ultraschall erhalten werden.
  • Die zu transferierenden Elemente werden anschließend begrenzt. Dies kann zum Beispiel durch Herstellen von Begrenzungsgräben durch chemisches oder trockenes Ätzen, durch eine Kreissäge, Blocksäge oder durch Ultraschallschneiden erfolgen. Dies wird in 5 dargestellt, worin die bis zum Transferträger 10 eingeschnittenen Gräben 12 die Elemente 14 begrenzen, wobei jedes Element einen Halbleiterchip 4 umfaßt.
  • Mehrere Konfigurationen sind bei den Gräben möglich. Es ist vorteilhaft, wie in 5 dargestellte Ätzfüße bereitzustellen, um Ausgangspunkte für einen Bruch danach zu erhalten. Diese Ätzfüße können auf klassische Weise durch trockenes Ätzen und/oder durch chemischen Angriff vorzugsweise an der Zwischenfläche der Verbindung mit dem Transferträger 10 erhalten werden.
  • Die freie Oberfläche der Elemente 14 wird anschließend vorbereitet (zum Beispiel: Reinigung der Oberfläche und/oder Auftrag eines sehr dünnen Oxidfilms), um ein sehr gutes hydrophiles Verbinden zu erhalten. In bestimmten Fällen kann es erforderlich sein, ein Polieren des mechanisch-chemischen Typs durchzuführen, um eine mit der Verbindung durch Molekularadhäsion verträgliche Mikrorauhigkeit zu erhalten. Unter hydrophiler Vorbereitung versteht man jede Oberflächenbehandlung, die das Erhalten von OH-Gruppen auf der Oberfläche gestattet.
  • Die freie Oberfläche der nicht zu transferierenden Elemente wird behandelt, um sie hydrophob zu machen. Diese Behandlung gestattet somit das Abgrenzen der hydrophilen und hydrophoben Zonen. Die Zonen können zum Beispiel mittels einer HF-Behandlung im Fall von Silizium Oxid, durch Plasmabehandlung oder durch eine andere lokalisierte chemische Behandlung hydrophob gemacht werden. Ferner kann die Verwendung eines Gegenstands angeführt werden, der das Modifizieren der Hydrophilie gestattet, wenn er damit in Kontakt gebracht wird. Als Beispiel kann die Verwendung einer Teflon®-Spitze angeführt werden, deren Größe gleich der zu behandelnden Oberfläche ist.
  • 6 veranschaulicht eine derartige Behandlung symbolisch. Eines der Elemente 14 wird mit einer hydrophilen Oberflächenbehandlung 16 dargestellt, während die anderen Elemente 14 hydrophobe Oberflächen aufweisen.
  • Der auf diese Weise hergestellte, mit Elementen 14 versehene Transferträger 10 kann mit dem Empfangsträger 18 verbunden werden, der gesäubert wurde, so dass die von ihm den Elementen 14 dargebotene Oberfläche hydrophil ist. Bei der in 7 dargestellten Struktur ist die Bindungsenergie zwischen den Elementen 14 und dem Transferträger 10 in der Größenordnung von 250 mJ/cm2. Die Bindungsenergie zwischen Element 14 mit der hydrophilen Oberflächenbehandlung 16 und dem Empfangsträger 18 überschreitet 500 mJ/m2. Die Bindungsenergie zwischen den anderen Elementen 14 mit einer hydrophoben Oberflächenbehandlung und der hydrophilen Oberfläche des Empfangsträgers 18 ist in der Größenordnung von 100 mJ/m2. Es wird daran erinnert, dass die Bindungskräfte durch eine thermische Behandlung, zum Beispiel 30 Minuten bei 400°C, kontrolliert werden können.
  • Ausgehend von dieser Struktur reicht es aus, zwischen den beiden Trägern 10 und 18 eine mechanische Kraft auszuüben, um dank der Kontrolle der Bindungsenergien den Transfer eines hydrophil behandelten Elements auf die hydrophile Oberfläche des Empfangsträgers 18 zu erhalten. Die restlichen Elemente, die hydrophob behandelt wurden, verbleiben auf dem Transferträger 10. Dies wird in 8 dargestellt.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht das genaue Positionieren eines Elements (einschließlich eines Halbleiterchips) auf seinem neuen Träger durch lithographische Standardmittel oder vorzugsweise mittels einer transparenten Handhabe durch optisches Ausrichten oder durch eine mikrokristalline Handhabe zur Ausrichtung durch Röntgenstrahlen. Es ermöglicht den Transfer von Elementen in mehreren Schritten oder den gleichzeitigen Transfer mehrerer Elemente. Es ermöglicht ferner den Transfer jedes Typs festen Materials. Die Größe der Halbleiterchips, die auf diese Weise übertragen werden können, kann von einigen zehn Quadratmikrometer bis mehrere Quadratzentimeter schwanken.
  • Der Transfer von Elementen mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt nur in den Zonen, in denen das Verbinden durch Kontakt hydrophiler Oberflächen zwischen den Elementen und dem Empfangsträger wirkungsvoll ist. Dies kann unter Anwenden verschiedener Varianten erfolgen. Die Oberfläche der zu transferierenden Elemente kann hydrophil gemacht werden und die entsprechende Oberfläche des Empfangsträgers kann ebenfalls hydrophil gemacht werden, während die Oberfläche der nicht zu transferierenden Elemente hydrophob gemacht wird (vorstehend beschriebener Fall).
  • Gemäß einer weiteren Variante wird die Oberfläche aller Elemente hydrophil gemacht und die entsprechende Oberfläche des Empfangsträgers, der den zu transferierenden Elementen gegenüberliegt, wird hydrophil gemacht, wogegen die Zonen des Empfangsträgers, der den nicht zu transferierenden Elementen gegenüber liegt, hydrophob gemacht werden.
  • Gemäß noch einer weiteren Variante werden die Oberfläche aller Elemente und die Oberfläche des Empfangsträgers hydrophil gemacht. Die nicht zu transferierenden Elemente werden zurückgestellt. In diesem Fall gelangen nur die zu transferierenden Elemente mit dem Empfangsträger in Kontakt. Das Zurückstellen kann durch chemisches Ätzen und/oder trockenes Ätzen, im Fall des chemischen Ätzens zum Beispiel mit HF in Gegenwart von SiO2 bewerkstelligt werden. Zum Abgrenzen der zu behandelnden Zonen kann eine Lithographie durchgeführt werden.
  • Gemäß noch einer weiteren Variante werden die Oberfläche aller Elemente und die Oberfläche des Empfangsträgers, auf der nicht zu transferierenden Elementen gegenüberliegende Zonen zurückgestellt werden, hydrophil gemacht.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist auf den einzelnen Transfer oder den gemeinsamen Transfer von Elementen von ihrem Initialträger zu ihrem Empfangsträger anwendbar. Falls zum Beispiel ein Substrat 150 transferierbare Halbleiterchips umfaßt und nur 50 Chips auf einmal auf den Empfangsträger transferiert werden sollen, ist es möglich, durch Berechnen des Abstands zwischen den Chips zuerst 50 Chips zu transferieren, anschließend einen der Träger um den definierten Abstand zu versetzen, weitere 50 Chips zu transferieren, einen erneuten Versatz um den definierten Abstand auszuführen und anschließend die letzten 50 Chips zu transferieren.
  • Eine weitere Variante des Verfahrens besteht aus dem Anwenden chemischer oder physikalischer Behandlungen, die die Rauhigkeit lokal stark verändern. Falls zum Beispiel die nicht zu verbindenden Zonen durch chemisches Reinigen so aufgerauht werden, dass quadratische Mittenrauhigkeiten in der Größenordnung von 15 Ångstrom erzeugt werden, sind die Bindungskräfte selbst nach einem hydrophilen Reinigen so niedrig, dass der Transfer in Zonen mit hoher Rauhigkeit nicht stattfindet. Diese selektive Behandlung kann auf die zu transferierenden Elemente oder auf den Empfangsträger angewendet werden.

Claims (23)

  1. Verfahren für den selektiven Transfer von Elementen (14) von einem Transferträger (10) zu einem Empfangsträger (18), wobei die Elemente (14) mit einer ersten Seite und einer definierten Adhäsionsenergie an dem Transferträger (10) haften, jedes der Elemente (14) eine zweite Seite zur Herstellung des Kontakts mit dem Empfangsträger (18) aufweist, das Verfahren dabei die folgenden Schritte umfasst: – Definition wenigstens eines zu transferierenden Elements unter den genannten Elementen (14), was die Trennung des genannten zu transferierenden Elements von den nicht zu transferierenden Elementen impliziert, – Behandlung der zweiten Seite des genannten zu transferierenden Elements (14), um ihr eine Adhäsionsenergie in Verbindung mit dem Empfangsträger (18) zu verleihen, die größer ist als die Adhäsionsenergie seiner ersten Seite in Verbindung mit dem Transferträger (10), wobei Rückhaltemittel vorgesehen sind, um die nicht zu transferierenden Elemente am Transferträger (10) festzuhalten, – Herstellung des Haftkontakts zwischen der zweiten Seite des zu transferierenden Elements (14) und dem Empfangsträger (18), – Trennung bzw. Entfernung des Transferträgers (10) vom Empfangsträger (18), um das Transferieren des genannten zu transferierenden Elements zum Empfangsträger und das Festhalten der anderen Elemente am Transferträger zu realisieren.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden vorausgehenden Schritte umfasst: – Bildung der genannten Elemente auf einer Seite eines Initialsubstrats (2), wobei die Elemente mit ihrer zweiten Seite auf der genannten Seite des Initialsubstrats (2) ruhen, – Verbindung der die genannten Elemente umfassenden Seite des Initialsubstrats mit dem Transferträger (10), so dass die Elemente mit ihrer ersten Seite entsprechend der genannten definierten Adhäsionsenergie daran haften, – Eliminierung des Initialsubstrats (2), so dass die Elemente ihre zweite Seite präsentieren.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung der die genannten Elemente umfassenden Seite des Initialsubstrats mit dem Transferträger (10) auf Molekularadhäsion beruht.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass diese Molekularadhäsion durch eine oder mehrere Behandlungen der zu verbindenden Seiten des Initialsubstrats (2) und/oder des Transferträgers (10) realisiert wird, um die Hydrophilie und/oder die Hydrophobie und/oder eine zufriedenstellende Mikrorauhigkeit zur Erzeugung der genannten definierten Adhäsionsenergie zu kontrollieren.
  5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wärmebehandlung durchgeführt wird, global oder lokal, um zu der Erzeugung der definierten Adhäsionsenergie zwischen der die genannten Elemente umfassenden Seite des Substrats (2) und dem Transferträger (10) beizutragen.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente eine Sperrschicht genannte Schicht (6) umfassen, durch die sie mit dem Initialsubstrat (2) verbunden sind.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass man zur Eliminierung des Initialsubstrats (2) eine oder mehrere Techniken unter folgenden auswählt: Schleifen, chemisches Ätzen des Initialsubstrats und/oder der Sperrschicht, Polieren, Abtrennen infolge einer thermischen Behandlung längs einer durch Ionenimplantation erzeugten Spaltungsebene.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass – da die Elemente (14) auf dem Transferträger eine kontinuierliche Schicht bilden, der Schritt zur Definition wenigstens eines zu transferierenden Elements die Isolierung des zu transferierenden Elements umfasst.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass diese Isolierung durch eine der folgenden Techniken erfolgt: chemisches Ätzen, Messerschneiden, Laserstrahlschneiden.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass – wenn die Isolierung durch Ätzen erfolgt, dieses so durchgeführt wird, dass sich nahe bei dem Transferträger (10) Ätzfüße bilden.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellung des Haftkontakts der zweiten Seite des genannten zu transferierenden Elements (14) mit dem Empfangsträger (18) durch Molekularadhäsion erlangt wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine thermische Behandlung durchgeführt wird, global oder lokal, um zu der Erzeugung der definierten Adhäsionsenergie zwischen der zweiten Seite des genannten zu transferierenden Elements und dem Empfangsträger beizutragen.
  13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Adhäsion mittels Molekularhaftung der zweiten Seite des genannten zu transferierenden Elements (14) und des Empfangsträgers durch eine Behandlung der genannten zweiten Seite und/oder der Gesamtheit oder eines Teils des Empfangsträgers (18) erlangt wird.
  14. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Rückhaltemittel aus einer Behandlung der nicht zu transferierenden Elemente und/oder von nicht zum Empfang von Elementen geeigneten bzw. bestimmten Zonen des Empfangsträgers bestehen, so dass es keine Adhäsion zwischen den nicht zu transferierenden Elementen und dem Empfangsträger gibt.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Rückhaltemittel aus einer Modifizierung der Oberfläche der nicht zu transferierenden Elemente und/oder der Oberfläche der nicht zum Empfang von Elementen geeigneten bzw. bestimmten Zonen des Empfangsträgers bestehen, um die Adhäsionsenergie zwischen den nicht zu transferierenden Elementen und dem Empfangsträger niedriger als die Adhäsionsenergie zwischen den zu transferierenden Elementen und dem Empfangsträger und niedriger als die Adhäsionsenergie zwischen den ersten Seiten der Elemente und dem Transferträger zu halten.
  16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass man für die die genannten Rückhaltemittel realisierende Behandlung eine oder mehrere der folgenden Behandlungen wählt: Hydrophilie, Hydrophobie, Rauhigkeit, Wärmebehandlung, Oberflächenschrumpfung.
  17. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Haftkontaktherstellungsschritt, in dem die zweite Seite von nicht zu transferierenden Elementen (14) in Kontakt mit dem Empfangsträger (18) kommt, die genannten Rückhaltemittel darin bestehen, die zweite Seite dieser nicht zu transferierenden Elemente zu behandeln, um ihr eine hydrophobe Klebequalität bezüglich des Empfangsträgers (18) zu verleihen, wobei die zweite Seite des genannten zu transferierenden Elements behandelt wird, um ihr eine hydrophile Klebequalität zu verleihen, und der Empfangsträger (18) der zweiten Seite jedes Elements eine hydrophile Klebequalität bietet.
  18. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Haftkontaktherstellungsschritt, in dem die zweite Seite von nicht zu transferierenden Elementen in Kontakt mit dem Empfangsträger kommt, die genannten Rückhaltemittel darin bestehen, die einer zweiten Seite eines nicht zu transferierenden Elements gegenüberstehende Zone des Empfangsträgers zu behandeln, um ihr eine hydrophobe Klebequalität zu verleihen, wobei die der zweiten Seite des zu transferierenden Elements gegenüberstehende Zone des Empfangsträgers behandelt wird, um ihr eine hydrophile Klebequalität zu verleihen, und alle zweiten Seiten der Elemente behandelt werden, um ihnen eine hydrophile Klebequalität zu verleihen.
  19. Verfahren nach einem der Ansprüche 4, 16, 17 und 18, dadurch gekennzeichnet, dass man die Oberflächenhydrophilie durch wenigstens eine der folgenden Methoden erlangt: Reinigung, Rauhigkeit und Abscheidung.
  20. Verfahren nach einem der Ansprüche 4, 16, 17 und 18, dadurch gekennzeichnet, dass man die Oberflächenhydrophobie durch wenigstens eine der folgenden Methoden erlangt: Reinigung und Verunreinigung durch einen Kontakt mit Teflon®.
  21. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennung des Transferträgers und des Empfangsträgers durch eine mechanische Kraft erfolgt, ausgeübt zwischen diesen Trägern und gebildet durch eine Zugkraft und/oder eine Scherkraft und/oder eine Biegekraft.
  22. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 21 in dem Fall, wo die genannten Elemente (14) elektronische Bauteile umfassen.
  23. Anwendung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronischen Bauteile Halbleiterchips (14) sind.
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