刻之前移除先前施加的圖案化正性光致抗蝕劑，從而產(chǎn)生圖16中所示的結(jié)構(gòu)。其次，可在施加第二圖案化正性光致抗蝕劑以及執(zhí)行頂部硅層404到掩埋氧化物層314的DRIE蝕刻之前移除圖案化正性光致抗蝕劑，從而產(chǎn)生圖17中所示的結(jié)構(gòu)。再次，執(zhí)行掩埋氧化物層314到體硅襯底704的RIE蝕刻，從而產(chǎn)生圖18中所示的使接觸區(qū)域506暴露在體硅襯底704的頂側(cè)上的結(jié)構(gòu)。
[0069]參照圖19，形成穿過開口并且與接觸區(qū)域506電接觸的頂側(cè)觸件307。可在施加圖案化負(fù)性剝離光致抗蝕劑之前移除圖案化正性光致抗蝕劑，并且濺鍍500埃-1，000埃的Tiff和1，000埃-5，000埃的Au以產(chǎn)生頂側(cè)觸件307，從而產(chǎn)生圖19中所示的結(jié)構(gòu)。
[0070]參照圖20-圖21，可通過背側(cè)電介質(zhì)層1402和背側(cè)氧化物層706來暴露體硅襯底704的背側(cè)表面。首先，施加圖案化正性光致抗蝕劑并且執(zhí)行背側(cè)電介質(zhì)層1402到背側(cè)氧化物層706的RIE蝕刻，從而產(chǎn)生圖20中所示的結(jié)構(gòu)。其次，執(zhí)行背側(cè)電介質(zhì)層1402到體硅襯底704的RIE蝕刻，從而產(chǎn)生圖21中所示的結(jié)構(gòu)。
[0071]參照圖22，可在體硅襯底704的背側(cè)表面上形成一個或多個接觸墊306?？蔀R鍍約500埃到1，000埃的Tiff和1，000埃到5，000埃的Au以產(chǎn)生接觸墊306，從而產(chǎn)生圖22中所示的結(jié)構(gòu)。
[0072]參照圖23，可圍繞接觸墊306形成使插頭304與體硅襯底704的底部襯底214分開的間隙308。施加圖案化正性光致抗蝕劑并且執(zhí)行體硅襯底704到掩埋氧化物層314的DRIE蝕刻，從而產(chǎn)生圖23中所示的結(jié)構(gòu)。在上文描述了插頭304和底部襯底214的布置。插頭304和底部襯底214可被視為體硅襯底704的在微拾取陣列104的形成期間限定的部分，并因此成為微拾取陣列104的各個特征。
[0073]參照圖24，可在靜電轉(zhuǎn)移頭部陣列114下方在體硅襯底704中任選地蝕刻一個或多個腔212，使得靜電轉(zhuǎn)移頭部陣列可偏轉(zhuǎn)到一個或多個腔212中。在一個實(shí)施例中，在每個靜電轉(zhuǎn)移頭部114下方形成獨(dú)立腔212。在一個實(shí)施例中，在硅電極陣列下方形成與電極互連件112電連通的單個腔212。在一個實(shí)施例中，利用定時釋放蝕刻來將腔212形成到體硅襯底704中，并底切電極互連件112和臺面結(jié)構(gòu)。例如，可利用氟基化學(xué)物質(zhì)諸如XeF2或SF6來執(zhí)行蝕刻。在蝕刻期間，可利用切割帶來保護(hù)SOI疊層702的背側(cè)。
[0074]在任選形成一個或多個腔212之后，可例如使用激光切割來切割SOI襯底以形成具有通過電極互連件112與靜電轉(zhuǎn)移頭部114互連的順應(yīng)性觸件的一個或多個微拾取陣列104。此外，微拾取陣列104可包括將靜電轉(zhuǎn)移頭部114與轉(zhuǎn)移頭部組件102的工作電路或電源106，206電連接的一個或多個接觸墊306。
[0075]再次參照圖25，具有與轉(zhuǎn)移頭部組件102物理耦接和電耦接的微拾取陣列104的系統(tǒng)可定位在承載襯底2508上的微型器件陣列2510之上。更具體地，系統(tǒng)可相對于承載襯底2508和接收襯底兩者移動，同時根據(jù)需要將靜電電壓供應(yīng)到靜電轉(zhuǎn)移頭部114，以便從承載襯底2508夾持微型器件2510并將其轉(zhuǎn)移和釋放到接收襯底。例如，接收襯底可為但不限于顯示襯底、照明襯底、具有功能器件諸如晶體管或1C的襯底、或者具有金屬配電線路的襯底。在承載襯底2508與接收襯底之間移動期間，可由靜電轉(zhuǎn)移頭部陣列114使用通過將電壓轉(zhuǎn)移到靜電轉(zhuǎn)移頭部114所維持的持久性靜電夾持壓力來保持微型器件陣列2510。另選地，可在承載襯底2508與接收襯底之間移動期間停止電壓施加，并且微型器件陣列2510仍可通過非靜電力(諸如范德華力)保持緊貼靜電轉(zhuǎn)移頭部陣列114。可在從承載襯底2508轉(zhuǎn)移之后例如通過停止對靜電轉(zhuǎn)移頭部114的電壓供應(yīng)來將微型器件陣列2510釋放到接收襯底上。
[0076]在以上說明書中，已參照本發(fā)明的特定示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明。將顯而易見的是，可在不脫離如權(quán)利要求所示的本發(fā)明的更廣泛的實(shí)質(zhì)和范圍的情況下對實(shí)施例作出各種修改。因此，本說明書和附圖應(yīng)被認(rèn)為是出于示例性目的，而非限制性目的。
【主權(quán)項】
1.一種微拾取陣列，包括: 底部襯底，所述底部襯底具有通孔； 柔性膜，所述柔性膜在所述通孔之上； 插頭，所述插頭在所述通孔內(nèi)并且由所述柔性膜支撐，其中間隙使所述插頭與所述底部襯底分開并且所述插頭能夠相對于所述底部襯底移動；和 靜電轉(zhuǎn)移頭部陣列，所述靜電轉(zhuǎn)移頭部陣列與所述插頭電耦接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微拾取陣列，其中每個靜電轉(zhuǎn)移頭部包括:臺面結(jié)構(gòu)，所述臺面結(jié)構(gòu)具有電極表面、以及覆蓋所述電極表面的電介質(zhì)層。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微拾取陣列，還包括將所述電極表面與所述插頭電耦接的電極互連件。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微拾取陣列，其中所述插頭上的頂側(cè)觸件將所述電極互連件與所述插頭電耦接。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的微拾取陣列，其中所述頂側(cè)觸件在接觸區(qū)域之上接觸所述插頭，其中所述接觸區(qū)域與頂側(cè)插頭區(qū)域共面，并且其中所述接觸區(qū)域小于所述頂側(cè)插頭區(qū)域的三分之二。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的微拾取陣列，還包括所述插頭上的與所述頂側(cè)觸件相背對的接觸墊，其中所述接觸墊通過所述插頭與所述頂側(cè)觸件電耦接。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的微拾取陣列，其中所述接觸墊與所述頂側(cè)觸件之間的所述插頭上的電阻在介于1千歐姆與100千歐姆之間的范圍內(nèi)。8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微拾取陣列，其中每個靜電轉(zhuǎn)移頭部進(jìn)一步包括與所述電極表面相鄰的第二電極表面，其中所述電介質(zhì)層覆蓋所述第二電極表面，并且其中第二電極互連件將所述第二電極表面與第二插頭電耦接。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微拾取陣列，其中每個靜電轉(zhuǎn)移頭部能夠偏轉(zhuǎn)到所述底部襯底中的腔中。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微拾取陣列，其中所述柔性膜包含硅層。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微拾取陣列，其中所述插頭包括與所述柔性膜正交的軸，并且其中所述柔性膜被配置為偏轉(zhuǎn)，使得所述插頭能夠相對于所述底部襯底沿所述軸移動不超過5 μ m。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微拾取陣列，其中所述間隙的擊穿電壓在環(huán)境壓力下大于100伏特。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的微拾取陣列，其中所述間隙使所述插頭與所述底部襯底分開超過10 μ m。14.一種形成微拾取陣列的方法，包括: 蝕刻絕緣體上硅(SOI)疊層的頂部硅層以形成電極陣列；以及 蝕穿所述SOI疊層的體硅襯底直至所述SOI疊層的掩埋氧化物層以形成用于使插頭與所述體硅襯底的底部襯底分開的間隙，其中所述插頭能夠相對于所述底部襯底移動。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，還包括蝕刻所述底部襯底以在所述電極陣列的正下方形成一個或多個腔，使得一個或多個電極能夠偏轉(zhuǎn)到所述一個或多個腔中。16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，還包括: 蝕刻所述頂部硅層以形成電極互連件； 在所述電極陣列之上形成電介質(zhì)層；以及 在所述體硅襯底上形成頂側(cè)觸件，其中所述頂側(cè)觸件通過所述電極互連件與所述電極陣列電耦接。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中形成所述電介質(zhì)層包括對所述電極陣列進(jìn)行熱氧化。18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中形成所述電介質(zhì)層包括使用原子層沉積來毯覆式沉積所述電介質(zhì)層。19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中形成所述電介質(zhì)層包括使用化學(xué)氣相沉積來沉積所述電介質(zhì)層。20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，還包括蝕穿所述電介質(zhì)層、所述電極互連件和所述掩埋氧化物層以暴露所述體硅襯底的所述插頭，其中所述頂側(cè)觸件形成在所述插頭上。21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，還包括: 蝕穿所述SOI疊層的背側(cè)氧化物層以暴露所述體硅襯底的所述插頭；以及 在所述體硅襯底的所述插頭上形成與所述頂側(cè)觸件相背對的接觸墊，其中所述接觸墊通過所述插頭與所述頂側(cè)觸件電耦接。22.一種系統(tǒng)，包括: 轉(zhuǎn)移頭部組件，所述轉(zhuǎn)移頭部組件包括操作電壓觸件和鉗位電壓觸件；和 微拾取陣列，所述微拾取陣列包括底部襯底、穿過所述底部襯底形成的順應(yīng)性觸件以及與所述順應(yīng)性觸件電耦接的靜電轉(zhuǎn)移頭部陣列； 其中所述操作電壓觸件能夠與所述順應(yīng)性觸件對準(zhǔn)，并且所述鉗位電壓觸件能夠與所述微拾取陣列的背側(cè)對準(zhǔn)，所述微拾取陣列的所述背側(cè)與所述微拾取陣列的前側(cè)上的所述靜電轉(zhuǎn)移頭部陣列相背對。23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其中所述微拾取陣列包括: 通孔，所述通孔在所述底部襯底中； 柔性膜，所述柔性膜在所述通孔之上； 插頭，所述插頭在所述通孔內(nèi)并且由所述柔性膜支撐，其中間隙使所述插頭與所述底部襯底分開并且所述插頭能夠相對于所述底部襯底移動；并且 其中所述靜電轉(zhuǎn)移頭部陣列與所述插頭電耦接。24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其中所述順應(yīng)性觸件能夠與所述操作電壓觸件對準(zhǔn)，使得當(dāng)將鉗位電壓施加到所述鉗位電壓觸件時，所述微拾取陣列保持緊貼所述轉(zhuǎn)移頭部組件并且所述插頭相對于所述底部襯底移動。25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其中所述轉(zhuǎn)移頭部組件包括多個操作電壓觸件，并且所述微拾取陣列包括多個順應(yīng)性觸件，其中所述多個操作電壓觸件能夠與所述多個順應(yīng)性觸件對準(zhǔn)。26.根據(jù)權(quán)利要求22所述的微拾取陣列，其中每個靜電轉(zhuǎn)移頭部包括:臺面結(jié)構(gòu)，所述臺面結(jié)構(gòu)具有電極表面、以及覆蓋所述電極表面的電介質(zhì)層。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于從承載襯底轉(zhuǎn)移微型器件的微拾取陣列。在一個實(shí)施例中，微拾取陣列(104)包括用于將操作電壓從電源遞送到靜電轉(zhuǎn)移頭部陣列(114)的順應(yīng)性觸件(108)。該順應(yīng)性觸件可相對于所述微拾取陣列的底部襯底(214)移動。
【IPC分類】B25J15/00, H01L21/67, H01L21/683, B81C99/00, H01L23/00, H01L21/768
【公開號】CN105263854
【申請?zhí)枴緾N201480031951
【發(fā)明人】A·比布爾, D·格爾達(dá)
【申請人】勒克斯維科技公司
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2014年5月23日
【公告號】EP3003967A1, US9136161, US20140355168, US20150340262, WO2014197221A1