[发明专利]质量转移工具

说明书

背景技术

本发明涉及微型器件。更具体地，本发明的实施例涉及用于从承载衬底转移微型器件的系统和方法。

集成和封装问题对于微型器件诸如射频(RF)微电子机械系统(MEMS)微型开关、发光二极管(LED)显示系统和MEMS或基于石英的振荡器的商业化的来说是主要障碍之一。

用于转移器件的传统技术包括通过晶圆键合从转移晶圆转移到接收晶圆。一种此类具体实施为“直接印刷”，其涉及器件阵列从转移晶圆到接收晶圆的一次键合步骤以及随后移除转移晶圆。其他此类具体实施为涉及两次键合/解除键合步骤的“转印”。在转印中，转移晶圆可从供体晶圆拾取器件阵列，并且随后将器件阵列键合到接收晶圆，随后移除转移晶圆。

已开发出一些印刷工艺变型，其中可在转移过程期间对器件选择性地键合和解除键合。在直接印刷和转印技术的传统和变型两者中，在将器件键合到接收晶圆之后将转移晶圆从器件解除键合。此外，在该转移过程中涉及具有器件阵列的整个转移晶圆。

发明内容

本发明公开了质量转移工具和操作该质量转移工具的方法。在一个实施例中，质量转移工具包括关节运动式转移头组件，该关节运动式转移头组件具有静电电压源连接件和支撑静电转移头阵列的衬底。衬底能够可释放地附接到转移头组件的安装表面并且能够与静电电压源连接件电连接。例如，安装表面可包括用于向衬底施加吸力的与真空源耦接的真空口。在一个实施例中，静电电压源连接件可包括压在衬底上的弹性导体。质量转移工具还可包括承载衬底保持器、接收衬底保持器和致动器组件，该致动器组件调整关节运动式转移头组件和承载衬底保持器或接收衬底保持器之间的空间关系。例如，致动器组件可在至少六个自由度上调整空间关系。更具体地，致动器组件可包括第一致动器子组件和第二致动器子组件，第一致动器子组件与关节运动式转移头组件耦接以在至少四个自由度上调整关节运动式转移头组件位置，第二致动器子组件与承载衬底保持器耦接以在至少两个自由度上调整承载衬底保持器位置。第二致动器子组件还可与接收衬底保持器耦接以在至少两个自由度上调整接收衬底保持器位置。或者，接收衬底保持器可与单独的致动器子组件耦接。甚至更具体地，第一致动器组件可包括第一弯曲部，其与关节运动式转移头组件耦接以在正交于静电转移头阵列的接触表面的方向上约束关节运动式转移头组件的移动。第一致动器组件还可包括与关节运动式转移头组件耦接的第二弯曲部，该第二弯曲部包括基本上平行于第一弯曲表面取向的第二弯曲表面。

在一个实施例中，质量转移工具可包括一个或多个加热器以加热衬底、承载衬底保持器和接收衬底保持器。例如，关节运动式转移头可包括加热器，并且承载衬底保持器和接收衬底保持器可各自耦接至加热器。

在一个实施例中，质量转移工具可包括第一位置传感器，该第一位置传感器相对于安装表面固定以检测承载衬底在承载衬底保持器上的位置。质量转移工具还可包括第二位置传感器，该第二位置传感器相对于承载衬底保持器固定以检测关节运动式转移头组件位置。另外，质量转移工具可包括第三位置传感器，该第三位置传感器与致动器组件耦接以检测第一弯曲表面的挠曲。这些位置传感器中的每个位置传感器可为光谱干扰激光位移计。在又一个实施例中，质量转移工具可包括测力计，该测力计与承载衬底保持器耦接以测量施加到承载衬底保持器的力。

在一个实施例中，质量转移工具可包括一个或多个成像设备诸如相机。例如，相对于关节运动式转移头组件固定的第一成像设备可具有第一成像平面。另外，质量转移工具还可包括相对于承载衬底保持器固定的第二成像设备，该第二成像设备可具有第二成像平面。基准标记可位于成像设备的第一成像平面和第二成像平面之间。以举例的方式，基准标记可为透明板的一部分的不对称图案。