[發明專利]質量轉移工具

有效

• 申請號: 201380058025.0
• 申請日: 2013-08-27
• 公開（公告）號: CN104781922B
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: J·A·希金森;A·比布爾;D·亞伯塔利
• 申請（專利權）人: 蘋果公司
• 主分類號: H01L21/677
• 分類號: H01L21/677;B65G49/07;H01L21/68;B25J9/04
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所11256
• 代理人: 王茂華,陳穎

背景技術

本發明涉及微型器件。更具體地，本發明的實施例涉及用于從承載襯底轉移微型器件的系統和方法。

集成和封裝問題對于微型器件諸如射頻(RF)微電子機械系統(MEMS)微型開關、發光二極管(LED)顯示系統和MEMS或基于石英的振蕩器的商業化的來說是主要障礙之一。

用于轉移器件的傳統技術包括通過晶圓鍵合從轉移晶圓轉移到接收晶圓。一種此類具體實施為“直接印刷”，其涉及器件陣列從轉移晶圓到接收晶圓的一次鍵合步驟以及隨后移除轉移晶圓。其他此類具體實施為涉及兩次鍵合/解除鍵合步驟的“轉印”。在轉印中，轉移晶圓可從供體晶圓拾取器件陣列，并且隨后將器件陣列鍵合到接收晶圓，隨后移除轉移晶圓。

已開發出一些印刷工藝變型，其中可在轉移過程期間對器件選擇性地鍵合和解除鍵合。在直接印刷和轉印技術的傳統和變型兩者中，在將器件鍵合到接收晶圓之后將轉移晶圓從器件解除鍵合。此外，在該轉移過程中涉及具有器件陣列的整個轉移晶圓。

發明內容

本發明公開了質量轉移工具和操作該質量轉移工具的方法。在一個實施例中，質量轉移工具包括關節運動式轉移頭組件，該關節運動式轉移頭組件具有靜電電壓源連接件和支撐靜電轉移頭陣列的襯底。襯底能夠可釋放地附接到轉移頭組件的安裝表面并且能夠與靜電電壓源連接件電連接。例如，安裝表面可包括用于向襯底施加吸力的與真空源耦接的真空口。在一個實施例中，靜電電壓源連接件可包括壓在襯底上的彈性導體。質量轉移工具還可包括承載襯底保持器、接收襯底保持器和致動器組件，該致動器組件調整關節運動式轉移頭組件和承載襯底保持器或接收襯底保持器之間的空間關系。例如，致動器組件可在至少六個自由度上調整空間關系。更具體地，致動器組件可包括第一致動器子組件和第二致動器子組件，第一致動器子組件與關節運動式轉移頭組件耦接以在至少四個自由度上調整關節運動式轉移頭組件位置，第二致動器子組件與承載襯底保持器耦接以在至少兩個自由度上調整承載襯底保持器位置。第二致動器子組件還可與接收襯底保持器耦接以在至少兩個自由度上調整接收襯底保持器位置。或者，接收襯底保持器可與單獨的致動器子組件耦接。甚至更具體地，第一致動器組件可包括第一彎曲部，其與關節運動式轉移頭組件耦接以在正交于靜電轉移頭陣列的接觸表面的方向上約束關節運動式轉移頭組件的移動。第一致動器組件還可包括與關節運動式轉移頭組件耦接的第二彎曲部，該第二彎曲部包括基本上平行于第一彎曲表面取向的第二彎曲表面。

在一個實施例中，質量轉移工具可包括一個或多個加熱器以加熱襯底、承載襯底保持器和接收襯底保持器。例如，關節運動式轉移頭可包括加熱器，并且承載襯底保持器和接收襯底保持器可各自耦接至加熱器。

在一個實施例中，質量轉移工具可包括第一位置傳感器，該第一位置傳感器相對于安裝表面固定以檢測承載襯底在承載襯底保持器上的位置。質量轉移工具還可包括第二位置傳感器，該第二位置傳感器相對于承載襯底保持器固定以檢測關節運動式轉移頭組件位置。另外，質量轉移工具可包括第三位置傳感器，該第三位置傳感器與致動器組件耦接以檢測第一彎曲表面的撓曲。這些位置傳感器中的每個位置傳感器可為光譜干擾激光位移計。在又一個實施例中，質量轉移工具可包括測力計，該測力計與承載襯底保持器耦接以測量施加到承載襯底保持器的力。

在一個實施例中，質量轉移工具可包括一個或多個成像設備諸如相機。例如，相對于關節運動式轉移頭組件固定的第一成像設備可具有第一成像平面。另外，質量轉移工具還可包括相對于承載襯底保持器固定的第二成像設備，該第二成像設備可具有第二成像平面。基準標記可位于成像設備的第一成像平面和第二成像平面之間。以舉例的方式，基準標記可為透明板的一部分的不對稱圖案。