[发明专利]一种静电场控制的芯片阵列扩张和巨量转移方法及其系统

说明书

本发明涉及半导体加工的技术领域，更具体地，涉及一种静电场控制的芯片阵列扩张和巨量转移方法及其系统，包括以下步骤：S10.将芯片转移到垂直阵列排布的线束末端的抓头上；S20.控制线束与电场发生器的相对电压调整线束散开的弧度；S30.检测线束末端芯片是否处于同一水平面，修正局部芯片高度至芯片高度位于同一水平面；S40.检测芯片间距，当芯片间距处于合适间距时，将线束末端的芯片对准承载基板的目标焊盘；S50.使芯片脱离转移至承载基板的目标焊盘上；S60.依次完成多种类型的芯片向同一承载基板上的巨量转移。本发明通过调控静电场以调控线束的弯曲扩散，从而对芯片间距进行高精度的阵列扩张和转移，简化了芯片巨量转移的工艺流程，提高了芯片转移效率。

技术领域

本发明涉及半导体加工的技术领域，更具体地，涉及一种静电场控制的芯片阵列扩张和巨量转移方法及其系统。

背景技术

Micro-LED技术，指的是在一个芯片上集成高密度微小尺寸的LED阵列，如LED显示屏每一个像素可定址、单独驱动点亮，可看成是户外LED显示屏的微缩版，将像素点距离从毫米级降低至微米级。通常在Micro-LED芯片制作完成之后，需要将几万至几千万的Micro-LED芯片转移到驱动电路板上形成LED阵列。目前主要的巨量转移的技术分为几个类别：(1)精准抓取转移；(2)选择性释放：不经过拾取环节，直接从原有衬底上将LED进行转移，主要技术有图案化激光：使用准分子激光，照射在生长界面上的氮化镓薄片上稀疏分散的模具大小区域，再通过紫外线曝光产生镓金属和氮气，做到平行转移至衬底，实现精准的光学阵列；(3)自组装，主要使用流体力技术：利用刷桶在衬底上滚动，使得LED置于液体悬浮液中，通过流体力，使LED落入衬底上的对应井中；(4)转印，通过印刷的方式进行转移，将TFT元件拾起并放置在所需的基板上，再将LED元件拾起并放置在放有TFT元件的基板上，从而完成结合了两大元素的有源矩阵型Micro-LED面板。上述方法因为对技术水平要求很高、工艺和操作比较复杂，实用性和适应性均较差。

中国专利CN109599354A公开了一种Micro-LED巨量转移的结构及方法，包括以下步骤：a)利用多层拾取膜结构将晶圆上的芯片转移到撕去保护膜的临时键合胶上，每次转移多层膜上粘附有一片或多片晶圆上的芯片；b)根据芯片放置的要求将多层拾取膜进行均匀扩张拉伸，增加芯片之间的间隔，补偿承载基板上芯片焊盘之间的距离；c)将多层膜上调整好位置的芯片与承载基板上的焊盘对准，从多层膜上方采用设定好图案的激光照射，使芯片脱离临时键合胶表面，转移到承载基板的焊盘上，此时即完成单色Micro-LED芯片的转移；d)采用上述a)、b)、c)的方法可以完成同一个发光单元三原色Micro-LED芯片的放置。上述方案虽能实现芯片的巨量扩张和转移，但是上述方案中要求多层拾取膜具有临时键合层和均匀的扩张拉伸性能，芯片巨量扩张和转移需要使用承载膜，通过承载膜的拉伸实现芯片的扩张，影响芯片间距的扩张准确性及芯片转移的效率。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种静电场控制的芯片阵列扩张和巨量转移方法，避免了使用承载膜，提高了芯片的转移效率和芯片的扩张准确性。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

提供一种静电场控制的芯片阵列扩张和巨量转移方法，包括以下步骤：

S10.将晶圆上的芯片转移到垂直阵列排布的线束末端的抓头上，线束的始端固定于柔性固定板；

S20.线束末端的抓头抓取所有芯片后，向线束内通入高压静电以产生局部电场，使线束散开；对线束外围布置的电场发生器施加同种电荷高压静电，产生特定的约束电场，控制线束与电场发生器的相对电压调整线束散开的弧度；

S30.通过视觉检测系统检测线束末端芯片是否处于同一水平面，通过调节柔性固定板的弯曲变形，修正局部芯片高度至芯片高度位于同一水平面；