芯片转移方法及设备

文档序号:859330 发布日期:2021-04-02 浏览:19次 >En<

阅读说明:本技术 芯片转移方法及设备 (Chip transfer method and device ) 是由 白圣焕 金戊一 金镐岩 金炯俊 于 2020-09-29 设计创作,主要内容包括:本发明提供一种芯片转移方法及使用所述方法的芯片转移设备,所述方法包含:在被转移衬底上制备其上设置有多个芯片的转移衬底;发射线光束;通过使用设置在线光束的路径上的掩模从线光束塑形多个图案光束;通过将图案光束照射到转移衬底来将多个芯片与转移衬底分隔开;以及将与转移衬底分隔开的多个芯片安放在被转移衬底上。芯片转移方法及设备能够通过使用具有图案的掩模来将多个芯片转移到被转移衬底上的预定位置处。(The invention provides a chip transfer method and a chip transfer device using the same, wherein the method comprises the following steps: preparing a transfer substrate on which a plurality of chips are provided on a transferred substrate; emitting a line beam; shaping a plurality of pattern beams from the line beam by using a mask disposed on a path of the line beam; separating the plurality of chips from the transfer substrate by irradiating a pattern beam to the transfer substrate; and placing a plurality of chips spaced apart from the transfer substrate on the transferred substrate. The chip transfer method and apparatus are capable of transferring a plurality of chips to predetermined positions on a transferred substrate by using a mask having a pattern.)

芯片转移方法及设备

技术领域

本公开涉及一种芯片转移方法及一种芯片转移设备,且更确切地说,尤其涉及一种能够通过使用具有图案的掩模来将多个芯片转移到将被转移的衬底上的预置位置处的芯片转移方法及一种芯片转移设备。

背景技术

微型发光二极管(微型LED)显示装置是其中构成屏幕的所有像素均由微型LED芯片形成的显示装置。微型LED显示装置已研究及研发为新一代显示装置,其比液晶显示器(liquid crystal display,LCD)装置消耗更少电力,具有极好的耐久性、较高发射效率以及灵活性,且在大规模、轻量化以及小型化方面是有利的。

制造微型LED显示装置的工艺包含EPI工艺、芯片工艺、转移工艺以及接合工艺。举例来说,上文描述的工艺当中的转移工艺是通过在其中形成有各种线和薄膜晶体管的衬底上转移多个微型LED芯片来形成像素的工艺。

举例来说,在其中制造有微型LED芯片的晶片上制备转移衬底,且接着将微型LED芯片附接到转移衬底上且与晶片分隔开。其后,将转移衬底安置在其中形成有各种线和薄膜晶体管的被转移衬底上方,且接着将微型LED芯片与转移衬底分隔开且转移到被转移衬底上的预置位置。

微型LED芯片具有100微米或更小的极小大小且因此难以处理。因此,单独的芯片单元(例如,一个单元)中的微型LED芯片从转移衬底到被转移衬底的转移具有极大难度。

在下文专利文献中揭示本公开的背景技术。

[现有技术文件]

[专利文献]

(专利文献1)KR10-2019-0072196A

发明内容

本公开提供一种芯片转移设备及芯片转移方法,其能够通过使用具有图案的掩模将多个芯片一次性转移到被转移衬底上的预定位置。

根据示例性实施例,一种芯片转移方法包含:在将被转移的衬底(下文称为被转移衬底)上制备其上设置有多个芯片的转移衬底;发射线光束;通过使用设置在线光束的路径上的掩模从线光束塑形多个图案光束;通过将图案光束照射到转移衬底来将多个芯片与转移衬底分隔开;以及将与转移衬底分隔开的多个芯片安放在被转移衬底上。

在示例性实施例中,多个芯片的分隔可包含以分别对应的方式将多个图案光束照射到将与转移衬底分隔开的多个芯片。

在示例性实施例中,芯片转移方法可还包含通过改变掩模的位置来替换图案,以使得通过使线光束透射穿过在掩模中形成的多个图案当中的具有对应于多个芯片中的每一个的大小的图案来将线光束塑形成图案光束。

在示例性实施例中,芯片转移方法可还包含:通过使用设置在线光束的路径上的掩模塑形来自线光束的标记光束;通过将标记光束照射到转移衬底上且拍摄在转移衬底上的标记光束来产生标记光束图像;以及通过使用标记光束图像来相对于转移衬底初次对准掩模的位置。

在示例性实施例中,可通过使用同一线光束来同时执行图案光束的塑形及标记光束的塑形。在此,标记光束可塑形自线光束的一个部分,且图案光束可塑形自线光束的其余部分。

在示例性实施例中,芯片转移方法可还包含:将图案光束照射到转移衬底且通过拍摄透射穿过转移衬底的图案光束产生图案光束图像;及通过使用图案光束图像来相对于转移衬底二次对准掩模的倾斜度和距离,以用于聚焦透射穿过掩模且照射到转移衬底的图案光束。

在示例性实施例中,标记光束的塑形可包含通过使线光束透射穿过在多个图案的两侧中的每一侧处形成的多个对准标记当中的一对对准标记来在图案光束的两侧处形成一对标记光束,所述一对对准标记形成于具有对应于多个芯片的大小的图案的两侧处。

在示例性实施例中,标记光束图像的产生可包含:拍摄在转移衬底上由自上向下照射到转移衬底的一对标记光束形成的一对对准标记;及将参考标记插入到图像中,所述图像是通过参照对应于标记光束的在转移衬底上显示的参考标记的坐标来拍摄对准标记而获得的。

在示例性实施例中,初次对准可包含:从标记光束图像计算对准标记相对于参考标记的偏移;及在与线光束的行进方向交叉的方向上将掩模的位置及倾斜度调节与偏移一样多的量,以使得对准标记与参考标记一致。

在示例性实施例中,图案光束的产生可包含在沿自上向下透射穿过转移衬底的多个图案光束的布置方向扫描转移衬底的同时拍摄多个图案光束的聚焦图像。

在示例性实施例中,二次对准可包含:从聚焦图像收集图案光束的特性且将所收集的特性与参考特性相比较;及在线光束的行进方向上调节掩模的位置及倾斜度,以使得所收集的特性与参考特性一致。

根据另一示例性实施例,一种将多个芯片从转移衬底转移到被转移衬底的芯片转移设备包含:具有用于将线光束塑形成待照射到转移衬底的多个图案光束的图案的掩模;配置成以可移动和可旋转方式支撑掩模的掩模支撑件;以及配置成朝着掩模发射线光束以便转移多个芯片的激光源单元。

在示例性实施例中,多个不同图案可形成于掩模中,且多个图案中的一个可具有对应于多个芯片中的每一个的大小。

在示例性实施例中,芯片转移设备可还包含图案替换单元,其配置成通过控制掩模支撑件来改变掩模的位置,以使线光束透射穿过多个图案当中的具有对应于附接到转移衬底的多个芯片的大小的图案。

在示例性实施例中,多个图案中的每一个可包含多个图案孔。在此,在线光束的宽度方向上布置在同一线上的图案孔可具有彼此相同的形状、大小以及布置,且布置在与线光束的宽度方向交叉的方向上的图案孔可具有彼此不同的形状、大小以及布置。

在示例性实施例中,多个对准标记可形成于线光束的宽度方向上的多个图案的两侧处;多个对准标记可在线光束的宽度方向上分别与多个图案布置在同一线上;以及可将透射穿过具有对应于多个微型LED芯片的大小的图案的多个图案光束及透射穿过安置在具有对应于多个微型LED芯片的大小的图案的两侧的一对对准标记的一对标记光束同时照射到转移衬底。

在示例性实施例中,芯片转移设备可还包含:第一对准监测单元,配置成通过拍摄照射到转移衬底的标记光束而产生标记光束图像;及第一对准调节单元,其配置成通过将掩模支撑件控制成与转移衬底上显示的参考标记一致来改变掩模在与线光束的行进方向交叉的方向上的位置和倾斜度,以使得由自上向下照射到转移衬底的一对标记光束在转移衬底中形成的一对对准标记对应于标记光束。

在示例性实施例中,芯片转移设备可还包含:第二对准监测单元,其配置成通过拍摄透射穿过转移衬底的图案光束的聚焦图像来产生标记光束图像;及第二对准调节单元,其配置成通过控制掩模支撑件来改变掩模在与线光束的行进方向交叉的方向上的位置和倾斜度,以使得图案光束的特性与参考特性一致,所述特性是从自上向下透射穿过转移衬底的多个图案光束的聚焦图像收集的。

附图说明

图1是示出根据示例性实施例的芯片转移设备的示意图。

图2是示出根据示例性实施例的具有形成于其中的多个图案的掩模的示意图。

图3到图7是根据示例性实施例通过使用芯片转移方法和芯片转移设备的芯片转移工艺的流程视图。

图8是根据示例性实施例的芯片转移方法的流程图。

附图标号说明

1:微型LED芯片;

10:掩模;

20:掩模支撑件;

30:激光源单元;

40:反射镜单元;

50:图案替换单元;

60:第一对准监测单元;

70:第一对准调节单元;

80:第二对准监测单元;

90:第二对准调节单元;

L:线光束;

L':图案光束;

LM:标记光束;

M:对准标记;

M1:第一对准标记;

M2:第二对准标记;

M3:第三对准标记;

M4:第四对准标记;

M5:第五对准标记;

P:图案;

P1:第一行图案;

P2:第二行图案;

P3:第三行图案;

P4:第四行图案;

P5:第五行图案;

r、r1、r2、r3、r4、r5:行;

S:衬底;

S':转移衬底;

S100、S200、S300、S410、S420、S430、S510、S520、S530、S600:步骤;

X:左右方向;

Y:竖直方向;

Z:前后方向;

Δx、Δy、Δθ:偏移;

ΔZ1、ΔZ2、ΔZ3、ΔZ4:距离。

具体实施方式

下文,将参考附图详细描述本发明的实施例。然而,本发明可以不同形式实施,且不应被解释为限于本文所阐述的实施例。确切地说,提供这些实施例是为使得本公开将是透彻且完整的,且这些实施例将把本发明的范围充分地传达给所属领域的技术人员。在附图中,出于说明清楚起见而放大层和区的尺寸。贯穿全文,相同的附图标号指代相同的元件。

根据示例性实施例的芯片转移方法及芯片转移设备展现通过使用具有图案的掩模将多个芯片一次性转移到将被转移的衬底上的设置位置上的技术特征。

另外,根据示例性实施例的芯片转移方法及芯片转移设备展现通过使用具有多个图案的掩模将具有不同大小的多个芯片转移到衬底上的技术特征。

根据示例性实施例的芯片转移方法及芯片转移设备可在通过使用激光束来转移微型LED芯片的工艺中使用。

另外,根据示例性实施例的芯片转移方法及芯片转移设备可在通过使用激光束来将各种电子装置从牺牲衬底转移到目标衬底的各种工艺中使用。

在下文中,将参考微型LED芯片转移工艺详细地描述根据示例性实施例的芯片转移方法及芯片转移设备。

图1是示出根据示例性实施例的芯片转移设备的示意图,且图2是示出根据示例性实施例的具有形成于其中的多个图案的掩模的示意图。另外,图3到图7是根据示例性实施例通过使用芯片转移方法和芯片转移设备的微型LED芯片转移工艺的流程视图。

参看图1到图7,描述根据示例性实施例的芯片转移设备。在此,芯片转移设备可被称为微型LED芯片转移设备。

根据示例性实施例的芯片转移设备将多个芯片(例如,多个微型LED芯片1)从转移衬底S'转移到将被转移的衬底(下文称为被转移衬底)。芯片转移设备包含:具有图案P以将线光束L塑形成图案光束L'且将图案光束L'照射到转移衬底S'的掩模10;支撑掩模10以使其能够移动和旋转的掩模支撑件20;以及朝着掩模10发射线光束L以转移多个微型LED芯片1的激光源单元30。另外,芯片转移设备可包含将在穿过掩模10时塑形的多个图案光束L'反射到转移衬底S'的反射镜单元40。

在此,具有不同大小的多个图案P可形成于掩模10中。更具体地说,具有不同形状、大小以及布置的多个图案P可形成于掩模10中。另外,多个图案P中的一个可具有对应于多个微型LED芯片1中的每一个的大小。在此,大小对应的特征表示在预定公差值内,一个微型LED芯片1的大小与一个图案光束L'的大小一致。在此,在预定公差值内,一个图案光束的大小可大于一个微型LED芯片1的大小。在此,公差值可被称为公差或容限。

另外,多个图案P中的一个可具有与多个微型LED芯片1中的每一个一致的形状和布置。

另外,芯片转移设备可还包含图案替换单元50,其通过控制掩模支撑件20来改变掩模10的位置,以使得线光束L穿过多个图案P当中的具有对应于附接到转移衬底S'的多个微型LED芯片1的大小的图案。

芯片可能为微型LED芯片1。替代地,芯片可包含除微型LED芯片1以外的各种电子装置芯片。

可以在蓝宝石或硅衬底上生长由例如Al、Ga、N、P、As以及In的无机材料制成的薄膜的方法来制造微型LED芯片1。微型LED芯片1可具有例如10微米到100微米的大小。微型LED芯片1可包含蓝色、绿色以及红色微型LED芯片。可以将完全地制造的微型LED芯片1与蓝宝石或硅衬底分隔开,且接着将其附接到转移衬底S'。另一方面,可以在转移衬底S'上生长由例如Al、Ga、N、P、As以及In的无机材料制成的薄膜的方法来直接制造微型LED芯片1。

转移衬底S'可为其上以阵列型布置且附接有多个微型LED芯片1的晶片。替代地,多个微型LED芯片1可以直接生长在转移衬底S'上。转移衬底S'可被称为临时衬底。

下文中,为描述方便起见,被转移衬底可简称为衬底S。

衬底S可为玻璃。各种线和薄膜晶体管可形成于衬底S上。可通过使用芯片转移设备将蓝色、绿色以及红色微型LED芯片从转移衬底S'转移到衬底S的像素区域。替代地,衬底S可具有不同种类及材料。另外,衬底S可被称为目标衬底。衬底S及形成于衬底S上的各种线和薄膜晶体管中的每一个可由例如透明材料制成。

转移衬底S'可由第一平台(未示出)支撑,且衬底S可由第二平台(未示出)支撑。第一和第二平台可容纳在腔室(未示出)中且在竖直方向Y上面向彼此。

第一平台可具有例如长方形板形状或圆形板形状且包含限定在其中心部分处的开口。第一平台的面积可大于转移衬底S'的面积,且开口的面积可小于转移衬底S'的面积。

可将吸附器(未示出)设置在第一平台的下部。可以沿开口的周围布置吸附器。转移衬底S'可通过吸附器吸附到第一平台的下部且由第一平台支撑。在此,转移衬底S'的顶部表面的部分可经由开口暴露于外部。在此,图案光束L'可穿过开口照射到转移衬底S'。在此,第一平台可具有用于支撑转移衬底S'的各种形状和各种方法。

第二平台可安置于第一平台下方。第二平台可支撑衬底S。第二平台可具有例如长方形板形状。衬底S可安放在第二平台的顶部表面上且由其支撑。第二平台的顶部表面的面积可大于衬底S的面积。第二平台可具有各种结构和形状。

由于转移衬底S'安放在第一平台上,且衬底S安放在第二平台上,所以转移衬底S'和衬底S可在竖直方向上面向彼此。

芯片转移设备可还包含第一和第二驱动单元(未示出)。第一和第二平台可通过第一和第二驱动单元个别地移动及旋转。因此,转移衬底S'和衬底S可通过使用第一和第二驱动单元个别地移动第一和第二平台而在竖直方向Y上彼此对准。

第一驱动单元可在前后方向Z、左右方向X以及竖直方向Y上移动第一平台且相对于竖直方向Y旋转第一平台。另外,第二驱动单元可在前后方向Z、左右方向X以及竖直方向Y上移动第二平台且相对于竖直方向Y旋转第二平台。为此目的,第一和第二驱动单元可具有各种构成和方法。

掩模10可由掩模支撑件20支撑且安置于反射镜单元40与激光源单元30之间。因此,掩模10可经由限定在掩模10中的图案P将从激光源单元30行进的线光束L透射到反射镜单元40且将线光束L塑形成图案P的形状。塑形成图案P的形状的图案光束L'可由反射镜单元40反射且照射到转移衬底S'。

掩模10可具有板形状。图案P可形成于掩模10中。图案P可包含多个图案孔。多个图案孔可布置在线光束L的宽度方向上,形成一个行,且使线光束L从多个图案孔中透射穿过以塑形成图案P的形状。

替代地,多个图案P可形成于掩模10中。使线光束L从多个图案P中透射穿过以塑形成图案形状。多个图案P可布置在竖直方向Y上。

多个图案P可被称为多个行r图案P。在此,多个行r可包含例如第一行r1、第二行r2、第三行r3、第四行r4以及第五行r5。多个图案P可沿每个行形成,且包含第一行图案P1、第二行图案P2、第三行图案P3、第四行图案P4以及第五行图案P5。替代地,可不同地设置多个行的数目。

多个图案P中的每一个可包含多个图案孔。在左右方向X上布置在同一线上的多个图案孔可形成一个行以形成一个图案P。

多个图案孔可使线光束L从其透射穿过以塑形成图案孔的形状。也就是说,线光束L到达掩模10的部分可穿过多个图案孔且被塑形成图案光束L',且线光束L的其余部分可不穿过掩模10。因此,已穿过多个图案孔的图案光束L'可以与多个图案孔相同的图案形状被照射到转移衬底S'。

在线光束L的宽度方向(例如,左右方向X)上布置在同一线上的形成一个图案P的多个图案孔可具有彼此相同的形状、大小以及布置。也就是说,彼此形成同一行r的图案孔可具有彼此相同的形状、大小以及布置。在此,布置表示图案孔之间的左和右间隙。如上文所描述,在左右方向X上具有相同形状、大小以及布置的图案孔可被布置以形成一条线。

另外,布置在与线光束L的宽度方向交叉的方向上(例如,竖直方向Y上)的图案孔的形状、大小以及布置中的至少一个可能不同。也就是说,当行r不同时,图案孔的形状、大小以及布置中的至少一个可能不同。举例来说,具有不同形状、大小或布置的图案孔可布置在竖直方向Y上。

也就是说,沿第一行r1形成的第一行图案P1的图案孔和沿第二行r2形成的第二行图案P2的图案孔的形状、大小以及布置中的至少一个为不同的。类似地,第一行图案P1的图案孔和第三行图案P3的图案孔的形状、大小以及布置中的至少一个为不同的。也就是说,沿每一行r形成的图案的图案孔的形状、大小以及布置中的至少一个为不同的。因此,掩模10可不同地塑形与图案P的数目一样多的图案光束L'。也就是说,照射到转移衬底S'的图案光束L'的形状、大小以及布置可通过从线光束L中透射穿过的图案P的形状、大小以及布置确定。

多个对准标记M可在线光束L的宽度方向上的多个图案P的两侧中的每一侧处形成。举例来说,多个对准标记M可包含第一对准标记M1、第二对准标记M2、第三对准标记M3、第四对准标记M4以及第五对准标记M5。对准标记可在线光束的宽度方向上与多个图案P布置在同一线上。

举例来说,安置在第一行上的对准标记和图案可在左右方向X上安置在同一线上。类似地,安置在每一行上的对准标记和图案可在左右方向X上安置在同一线上。对准标记可被称为对准孔。对准标记可具有十字形状。因此,在穿过对准标记时被塑形的标记光束LM在转移衬底S'上可显示为十字形状。替代地,对准标记可具有各种形状。

具有在左右方向X上延伸的形状的线光束L可在穿过图案孔和形成于多行中的一行中的对准标记时塑形成多个图案光束L'和多个标记光束LM,且以多个光斑的形状照射到转移衬底S'。在此,照射到转移衬底S'的图案光束的形状和大小可通过线光束L所穿过的行中的图案孔的形状和大小确定。另外,可通过观察照射到转移衬底S'的十字形的标记光束LM的形状和位置来检查掩模10与转移衬底S'的对准状态。

掩模支撑件20可以可移动及可旋转方式支撑掩模10。举例来说,掩模支撑件20可支撑掩模10在左右方向X上、前后方向Z上以及竖直方向Y上移动。在此,掩模支撑20可支撑掩模10以使得掩模10的四个角(即,上、下、左以及右角)在前后方向Z上移动不同的距离。另外,掩模支撑件20可支撑掩模10相对于前后方向Z旋转。

掩模支撑件20可以与其上支撑有转移衬底S'的第一平台向上间隔开,且安置在激光源单元30与反射镜单元40之间。掩模支撑件20可通过在竖直方向Y及左右方向X上延伸而具有预定面积,且在前后方向Z上具有预定厚度。举例来说,掩模支撑件20可具有带开口中心部分的长方形板形状。替代地,掩模支撑件20可具有各种形状。掩模支撑件20用以支撑掩模10。

掩模支撑件20可支撑掩模10的周围。限定在掩模10的中心部分中的多个图案P和对准标记M可经由掩模支撑件20的中心部分处的开口暴露于激光源单元30。

可向掩模支撑件20提供驱动体(未示出)。驱动体可包含前后驱动体(未示出)、左右驱动体(未示出)、竖直驱动体(未示出)以及旋转驱动体(未示出)中的至少一个。掩模10可由驱动体支撑。掩模支撑件20可通过使用驱动体在多个方向上调节掩模的位置和倾斜度。

掩模支撑件20可改变掩模10的位置以使得线光束L穿过对应于附接到转移衬底S'上的微型LED芯片1的大小、形状以及布置的图案P。也就是说,掩模支撑件20可在多个方向上移动及旋转掩模以在多个图案P当中选择线光束L从中透射穿过的图案P。因此,掩模10可使线光束L透射穿过多个图案P当中的对应于附接到转移衬底S'上的多个微型LED芯片1的形状、大小以及布置的一个行中的图案。因此,可对应于微型LED芯片1的形状、大小以及布置来选择照射到转移衬底S'的图案光束L'的形状、大小以及布置。

激光源单元30可在例如前后方向Z上与掩模10间隔开,且以例如线光束L的形式朝着掩模10发射激光束。线光束L可在左右方向X上延伸且在前后方向Z上发射。激光源单元30可具有各种激光源。

反射镜单元40可与转移衬底S'向上间隔开且在前后方向Z上面向掩模。反射镜单元40可将多个图案光束L'反射到转移衬底S',所述图案光束L'在穿过掩模10时被塑形。反射镜单元40可相对于图案光束L'的行进方向倾斜45°。

反射镜单元40可将透射穿过图案的多个图案光束L'和透射穿过一对对准标记的一对标记光束LM反射到转移衬底S',所述图案具有对应于多个微型LED芯片的大小,所述一对对准标记安置在具有对应于多个微型LED芯片的大小的图案的两侧处。因此,可同时将多个图案光束L'和一对标记光束LM照射到转移衬底S'。

图案光束L'和标记光束LM可在掩模10与反射镜单元40之间沿前后方向Z行进,且通过反射镜单元40向下反射以在竖直方向上朝着转移衬底S'行进。

图案替换单元50可通过控制掩模支撑件20来改变掩模10的位置,以使得线光束L穿过多个图案P当中的具有对应于附接到转移衬底S'上的多个微型LED芯片1的大小的图案。

图案替换单元50可通过以下操作来改变掩模10的位置:从执行转移微型LED芯片的工艺的过程控制器(未示出)接收附接到转移衬底S'微型LED芯片1的大小、形状以及布置的信息;选择对应于微型LED芯片的所接收大小、形状以及布置的图案;以及控制掩模支撑件20以使线光束L透射穿过所选图案。

根据示例性实施例的微型LED芯片转移设备可包含第一对准监测单元60、第一对准调节单元70、第二对准监测单元80以及第二对准调节单元90。

第一对准监测单元60可为光学相机。第一对准监测单元60可设置于多个芯片中,且安置在转移衬底S'上方。第一对准监测单元60可拍摄照射到转移衬底S'的标记光束LM且产生标记光束的图像。第一对准监测单元60可用以检查照射到转移衬底S'的标记光束LM的位置和形状。

第一对准调节单元70可通过将掩模支撑件20控制成与标记在转移衬底S'上的参考标记一致来在与线光束L的行进方向交叉的方向上改变掩模的位置和倾斜度,以使得由自上向下照射到转移衬底S'的一对标记光束LM在转移衬底S'形成的一对对准标记对应于标记光束LM。第一对准调节单元70可通过从第一对准监测单元60接收标记光束图像及根据标记光束图像中所显示的对准标记的位置和形状控制掩模支撑件20来调节掩模10的对准状态。

由于通过使用第一对准监测单元60和第一对准调节单元70来检查在转移衬底S'上的对准标记的位置和参考标记的位置,且掩模10的对准状态被调节以使得对准标记移动到参考标记位置,所以可相对于转移衬底S'初次对准掩模10的位置。

第二对准监测单元80可为光束轮廓相机。第二对准监测单元80可以可移动方式安装在衬底S下方。第二对准监测单元80可通过拍摄透射穿过转移衬底S'的图案光束L'的聚焦图像来产生图案光束图像。第二对准监测单元80可用以检查照射到转移衬底S'上的图案光束L'的焦点形状和特性。在此,图案光束L'的特性可包含图案光束L'的焦点的对比度和能量分布曲线。在此,可从能量分布曲线检查图案光束L'的能量浓度和均匀度,且可从图案光束L'的对比度检查可见度。

第二对准调节单元90可通过控制掩模支撑件20以使图案光束的特性与参考特性一致来改变掩模10在线光束L的行进方向上的位置和倾斜度,所述图案光束的特性是从自上向下透射穿过转移衬底S'的多个图案光束L'的聚焦图像收集的。为此目的,第二对准调节单元90可从第二对准监测单元80接收图案光束图像且通过控制掩模支撑件20来调节掩模10的对准状态,以使得从图案光束图像检查的图案光束的能量分布曲线和对比度中的至少一个与参考能量分布曲线和参考对比度中的至少一个一致。

由于调节掩模10的对准状态以使得图案光束的能量分布曲线与参考能量分布曲线一致,且通过使用第二对准监测单元80和第二对准调节单元90检查照射在转移衬底S'上的图案光束L'的状态,使图案光束的对比度与参考对比度一致,所以可相对于转移衬底S'二次对准掩模10的位置。因此,可避免图案光束L'的畸变。

当相对于转移衬底S'对准掩模10的位置时,图案光束L'可恰好照射到转移衬底S'与附接到转移衬底S'的微型LED芯片1之间的附接表面,且微型LED芯片1可平稳地与转移衬底S'分隔开且恰好下落到期望位置。

如上文所描述,根据示例性实施例的芯片转移设备可通过使用具有图案的掩模来将多个芯片一次性转移到被转移衬底的预定位置。

也就是说,由于使用具有图案的掩模,所以可以图案单元转移微型LED芯片。

另外,根据示例性实施例的芯片转移设备可通过使用具有多个图案的掩模来将具有多个大小的微型LED芯片转移到被转移衬底的预定位置。更具体地说,根据示例性实施例,可通过使用具有多个不同图案的一个掩模来将具有多个大小当中的期望大小的微型LED芯片简单地转移到被转移衬底的预定位置。

也就是说,可将具有各种大小的微型LED芯片简单地转移到被转移衬底的预定位置,以使得尽管随着生产模型改变,微型LED芯片的大小被改变,但是掩模简单地移动以替换激光线光束穿过的图案而不是被替换,且通过调节透射穿过对应于微型LED芯片的改变后大小的图案的多个图案光束的大小、形状以及间隙来照射转移衬底与多个微型LED芯片之间的附接表面。

因此,可节约用于替换掩模的时间以缩短工艺时间,可减少因掩模替换所致的工作人员的工作负担,且可基本避免在掩模替换期间出现的对准缺陷以确保稳定的激光束质量。因此,可提高微型LED芯片转移工艺的生产率。

图8是根据示例性实施例的芯片转移方法的流程图。

下文中,将描述根据示例性实施例的芯片转移方法。

根据示例性实施例的芯片转移方法包含:在被转移衬底(下文称为衬底S)上制备其上设置有多个芯片(例如,多个微型LED芯片1)的转移衬底S';发射线光束L;通过使用设置在线光束L的路径上的掩模10从线光束L塑形多个图案光束L';通过将图案光束L'照射到转移衬底S'来将多个微型LED芯片1与转移衬底S'分隔开;以及将与转移衬底S'分隔开的多个芯片安放在衬底S上。

另外,根据示例性实施例的芯片转移方法可还包含在衬底S上的转移衬底S'的制备与线光束L的发射之间,替换图案以改变掩模10的位置,以使得通过使线光束L透射穿过在掩模10形成中的多个图案P当中的具有对应于多个微型LED芯片1中的每一个的大小的图案来将线光束L塑形成图案光束L'。

在此,大小对应的特征表示在预定公差值内大小彼此一致。举例来说,一个微型LED芯片1的大小(或'面积')和一个图案光束L'的聚焦大小可与预定公差(例如,容限)彼此一致。在此,图案光束的大小可相对大。因此,当将图案光束照射到微型LED芯片与转移衬底S'之间的附接表面时,图案光束可均匀地从附接表面的中心部分照射到边缘。

另外,根据示例性实施例的芯片转移方法可还包含:在线光束L的发射与多个微型LED芯片1的分隔之间,通过使用设置在线光束L的路径上的掩模10从线光束L塑形标记光束LM;通过将标记光束LM照射到转移衬底S'且拍摄在转移衬底S'上的标记光束LM来产生标记光束图像;以及通过使用标记光束图像来相对于转移衬底S'初次对准掩模10的位置。在此,可以同时执行标记光束LM的塑形与图案光束L'的塑形。

更具体地说,可通过使用同一线光束L,沿线光束L的宽度方向在同一线上同时执行标记光束LM的塑形及图案光束L'的塑形。

也就是说,标记光束LM和图案光束L'可同时塑形自同一个线光束L。在此,线光束L的一个部分可塑形成标记光束LM,且线光束L的其余部分可塑形成图案光束L'。也就是说,标记光束LM可塑形自线光束L的两个侧边缘,且图案光束L'可塑形自线光束L的其余部分。

另外,根据示例性实施例的芯片转移方法可还包含:在初次对准与多个微型LED芯片1的分隔之间,通过将图案光束L'照射到转移衬底S'且拍摄透射穿过转移衬底S'的图案光束L'来产生图案光束图像;及通过使用图案光束图像来相对于转移衬底S'二次对准掩模10的距离和倾斜度,以用于聚焦透射穿过掩模10且照射到转移衬底S'的图案光束。

根据示例性实施例的芯片转移方法可将多个微型LED芯片1从转移衬底S'转移到衬底S。根据示例性实施例的芯片转移方法可被称为微型LED芯片转移方法。

步骤S100:首先,参考图1,在衬底S上制备其上设置有多个微型LED芯片1的转移衬底S'。在此,可在转移衬底S'上制造多个微型LED芯片1。替代地,可在单独牺牲衬底上制造多个微型LED芯片1且接着将其附接到转移衬底S'。

可制备在竖直方向Y上面向彼此的第一和第二平台(未示出),转移衬底S'可由第一平台的底部表面支撑,且衬底S可安放在第二平台的顶部表面上。在此,可通过使用第一和第二驱动单元(未示出)在多个方向上移动及旋转第一和第二平台中的每一个来使转移衬底S'与衬底S彼此对准。

在此,可不同地提供用于使转移衬底S'与衬底S在竖直方向Y上彼此对准的方法。使转移衬底S'与衬底S彼此对准的特征可被称为衬底对准工艺。

步骤S200:其后,通过改变掩模10的位置替换图案,以使得通过使线光束L透射穿过在掩模10中形成的多个图案P当中的具有对应于多个微型LED芯片1的大小的图案来将线光束L塑形成图案光束L'。

图3是示出线光束L透射穿过在第三行r3中形成的图案的特征的微型LED芯片转移工艺的流程视图。另外,图4是示出移动掩模10以使线光束L透射穿过在第一行r1中形成的图案的特征的微型LED芯片转移工艺的流程视图。

参考图3及图4,可通过在竖直方向Y上移动掩模10而使线光束L透射穿过图案P的多个行中的一个行中的图案。在此,相对于转移衬底S'对准掩模10可能畸变。

步骤S300:朝着转移衬底S'发射线光束L。线光束L可从光源单元30朝着转移衬底S'发射,透射穿过掩模10及安置在激光源单元30与转移衬底S'之间的路径上的反射镜单元40,且接着照射到转移衬底S'。

步骤S410:通过使用设置在线光束L的路径上的掩模10从线光束L塑形标记光束LM。举例来说,通过使线光束L透射穿过在多个图案P的两侧处形成的多个对准标记M当中的一对对准标记来分别在图案光束L'的两侧处形成一对标记光束LM,所述一对对准标记形成于大小对应于多个微型LED芯片1的大小的图案的两侧处。一对标记光束LM被塑形成对准标记的形状,例如,十字形状,且朝着反射镜单元40在前后方向Z上行进。

步骤S420:其后,通过将标记光束LM照射到转移衬底S'且拍摄在转移衬底S'上的标记光束LM来产生标记光束图像。也就是说,朝着反射镜单元40在前后方向Z上行进的一对标记光束LM通过反射镜单元40反射且行进到转移衬底S',且由自上向下照射到转移衬底S'的一对标记光束LM在转移衬底S'上形成的一对对准标记通过第一对准监测单元60拍摄。在此,也可在标记光束图像中拍摄预先标记在转移衬底S'上的参考标记。替代地,可参照对应于标记光束LM在转移衬底S'上标记的参考标记的坐标(0,0)将参考标记插入到所拍摄的对准标记图像中。

图5是示出在掩模10的初次对准中调节掩模10的位置和倾斜度的特征的微型LED芯片转移工艺的流程视图。

步骤S430:其后,通过使用标记光束图像来相对于转移衬底S'初次对准掩模10的位置。具体地说,通过以下操作来调节掩模10的位置和倾斜度:从自第一对准监测单元60输入到第一对准调节单元70的标记光束图像来计算对准标记相对于参考标记的偏移Δx、偏移Δy以及偏移Δθ;通过第一对准监测单元60控制掩模支撑件20;以及使掩模10在与线光束L的行进方向(参考图4和图5)交叉的竖直方向Y及前后方向Z上移动及旋转与偏移一样多的量。在此,倾斜度表示掩模10相对于X-Z平面的倾斜度或旋转角度。

其后,可重复产生标记光束图像及进行初次对准,以使得对准标记和参考标记在转移衬底S'上一致。通过上文描述的工艺,可完成掩模10的初次对准,且可将标记光束LM照射到转移衬底S'上的期望位置。因此,安置于标记光束LM之间的图案光束L'也可恰好照射到转移衬底S'上的期望位置。

步骤S510:通过使用设置在线光束L的路径上的掩模10从线光束L塑形多个图案光束L'。在此,可以结合上文描述的标记光束LM从线光束L的塑形来执行这一工艺。举例来说,线光束L从激光源单元30发射到掩模10且接着在穿过掩模10时被塑形成图案光束L'。

图6是示出在通过使用第二对准监测单元80扫描转移衬底S'的同时拍摄透射穿过转移衬底S'的图案光束L'的聚焦图像的特征的微型LED芯片转移工艺的流程视图。

步骤S520:其后,通过将图案光束L'照射到转移衬底S'且拍摄透射穿过转移衬底S'的图案光束L'而产生图案光束图像。也就是说,透射穿过掩模10的图案光束L'行进到反射镜单元40且由反射镜单元40反射,因此照射到转移衬底S'。另外,通过使用第二对准监测单元80(参考图6),通过拍摄透射穿过转移衬底S'的图案光束L'以在微型LED芯片1与转移衬底S'之间的附接表面上形成焦点来产生图案光束图像。

在此,在沿自上向下透射穿过转移衬底S'的多个图案光束L'的布置方向扫描转移衬底S'的同时,拍摄多个图案光束的聚焦图像。在初次对准与多个微型LED芯片的分隔之间执行这一工艺。也就是说,通过拍摄透射穿过初次对准的掩模10的图案光束L'来产生图案光束图像。

图7是示出在掩模10的二次对准中调节掩模10的位置和倾斜度的特征的微型LED芯片转移工艺的流程视图。

步骤S530:其后,通过使用第二对准调节单元90,通过使用图案光束图像来相对于转移衬底S'二次对准掩模10的倾斜度和距离,以用于聚焦照射到转移衬底S'上的图案光束L'。也就是说,图案光束的特性是从由第二对准监测单元80拍摄的聚焦图像收集的。从聚焦图像收集的图案光束的特性可包含图案光束的能量分布曲线和对比度中的至少一个。随后,通过使用第二对准调节单元90,通过比较所收集的特性与参考特性且控制掩模支撑件20而在线光束L的行进方向上(例如,前后方向Z上)调节掩模10的位置和倾斜度,以使得所收集的特性与参考特性一致。在此,位置是在前后方向Z上的位置,且倾斜度是相对于X-Y平面的倾斜度。

在此,掩模10的四个角(即,上、下、左以及右角)可在前后方向Z上分别移动不同距离ΔZ1到距离ΔZ4或相同距离(参考图7)。举例来说,当在前后方向Z上朝着激光源单元30拉动或推动掩模10时,图案光束L'可具有明显的焦点,且在此,能量分布曲线可沿推动或拉动方向增大或减小以具有期望值。

通过上文描述的工艺,可补偿图案光束L'的聚焦图像的抖动,且可重复上文描述的图案光束图像的产生和二次对准以补偿聚焦图像的抖动达到所期望水平。因此,可完成掩模10与转移衬底S'之间的对准。

步骤S600:其后,当在穿过完成初次和二次对准的掩模10的同时塑形的图案光束L'被照射到转移衬底S'时,热能被施加至在转移衬底S'与微型LED芯片1之间的附接表面,且多个微型LED芯片1与转移衬底S'分隔开。具体地说,可以分别对应的方式同时将多个图案光束照射到将与转移衬底S'分隔开的多个微型LED芯片1。在此,以对应的方式照射的特征表示将一个图案光束照射到一个微型LED芯片1。在这一工艺中,可以图案单元将多个微型LED芯片1一次性转移到衬底S,即,被转移的衬底S。

在此,由于掩模10与转移衬底S'对准,且转移衬底S'与衬底S对准,所以多个微型LED芯片1可平稳地与转移衬底S'分隔开,且在随后将描述的工艺中,微型LED芯片1可安放在衬底上的位置上。

其后,将与转移衬底S'分隔开的多个微型LED芯片1中的每一个精确地安放在衬底S上的期望位置处。在此,通过使用与转移衬底S'分隔开的多个微型LED芯片1的自身重量使多个所述微型LED芯片1从转移衬底S'向下落。在这一工艺中,微型LED芯片1可转移到衬底S。

在此,可将由接合材料制成的薄膜层(未示出)设置在衬底S的顶部表面上,以使得衬底S的芯片附接部分与微型LED芯片1的衬底附接部分彼此附接且电连接。

由接合材料制成的薄膜层可为各向异性导电膜(anisotropically conductivefilm,ACF)。由接合材料制成的薄膜层可包含分布于其中多个导电颗粒且具有预定的粘合性质。由接合材料制成的薄膜层可被称为导电材料层或各向异性导电膜。

当在图案光束L'沿前后方向扫描转移衬底S'的同时重复芯片的分隔及分隔芯片到被转移衬底的转移,且全部多个微型LED芯片1与转移衬底S'分隔开且从转移衬底S'转移到衬底S时,可将下一转移衬底S'装载于第一平台上且可以执行下一转移工艺。

其后,当通过将多个微型LED芯片1分别转移到衬底S(例如,被转移的衬底S)的全部期望位置来完成像素形成时,可将衬底S移动到下一个工艺位置且可执行后续工艺。

后续工艺可为通过向在微型LED芯片1与衬底S之间的附接表面施加热量来将微型LED芯片1附接且电连接到由设置在衬底S上的接合材料制成的薄膜层的工艺。

如上文所描述,在施加有根据示例性实施例的芯片转移方法及设备的芯片转移工艺中,尽管转移衬底S'上的微型LED芯片1的大小随生产模型改变而改变,但通过移动掩模10而不是替换掩模10仅改变图案位置。

具体地说,微型LED显示装置可包含微型LED芯片,其构成具有根据生产模型变化的大小的像素。因此,即使当将在工艺设施中生产的微型LED显示装置的生产模型改变时,通过移动掩模10而不是替换掩模10可仅改变图案位置。

也就是说,根据示例性实施例,由于生产模型发生了改变但掩模10被不必要替换,工作人员不必停止工艺设施,用具有大小对应于改变后的微型LED芯片的大小的图案的新掩模替换当前掩模,且重新调节激光图案光束的大小、形状以及间隙。因此,可减少整个工艺时间。

另外,根据示例性实施例,由于初次和二次对准在图案替换之后依序执行,所以可确保稳定的激光质量。因此,转移微型LED芯片的工艺可具有提高的生产率。

另外,由于通过使激光线光束透射穿过掩模10的图案P来将激光线光束处理成彼此间隔开的多个激光图案光束,且在微型LED芯片1与转移衬底S'分隔开时将多个已处理激光图案光束L'照射到多个微型LED芯片与转移衬底之间的附接表面,所以多个微型LED芯片可被一次性分隔开,且多个微型LED芯片1可同时被转移到被转移的衬底S上的广泛区域。因此,可提高处理速度。

根据示例性实施例,可通过使用具有图案的掩模将多个芯片一次性转移到被转移衬底上的预定位置。

举例来说,当应用于微型LED芯片转移工艺时,在将具有等于或小于100微米的大小的微型LED芯片从转移衬底转移到被转移衬底时,可以一次性转移与通过使用图案塑形的多个图案光束的数目一样多的多个微型LED芯片。

因此,可减少工艺时间,且可提高微型LED芯片转移工艺的生产率。

尽管已参考特定实施例描述了沉积设备和方法,但其不限于此。因此,所属领域的技术人员将容易理解,在不脱离由随附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下,可以对其进行各种修改和改变。

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