BR112014011800B1 - cabeça de transferência eletrostática bipolar - Google Patents

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Abstract

CABEÇA DE TRANSFERÊNCIA DE MICRODISPOSITIVO. Trata-se de uma cabeça de transferência de microdispositivo e um arranjo de cabeça que são revelados. Em uma modalidade, a cabeça de transferência de microdispositivo inclui um substrato base, uma estrutura de mesa com paredes laterais, um eletrodo formado sobre a estrutura de mesa, e uma camada dielétrica que cobre o eletrodo. Uma tensão pode ser aplicada à cabeça de transferência de microdispositivo e arranjo de cabeça para pegar um microdispositivo de um substrato de carreador e liberar o microdispositivo em um substrato de recepção.

Description

ANTECEDENTES PEDIDOS DE DEPÓSITO CORRELATOS
[0001] Este pedido reivindica o benefício da prioridade do pedido de patente provisório n° de série US 61/561.706 depositado em 18 de novembro de 2011, pedido de patente provisório n° de série US 61/594.919 depositado em 3 de fevereiro de 2012 e pedido de patente provisório n° US de série 61/597.109 depositado em 9 de fevereiro de 2012, as revelações completas das quais estão aqui no presente documento incorporadas a título de referência.
CAMPO
[0002] A presente invenção se refere a microdispositivos. Mais particularmente, as modalidades da presente invenção se referem a uma cabeça de transferência de microdispositivo e um método de transferência de um ou mais microdispositivos para um substrato de recepção.
INFORMAÇÕES DE ANTECEDENTES
[0003] As questões de integração e de embalamento são um dos principais obstáculos para a comercialização de microdispositivos como, por exemplo, micro chaves de sistemas micro eletromecânicos (MEMS) de frequência de rádio (RF), sistemas de exibição de diodo emissor de luz (LED) e osciladores com base em MEMS ou quartzo.
[0004] As tecnologias tradicionais para a transferência de dispositivos incluem a transferência através de ligação de pastilha de uma pastilha de transferência para uma pastilha de recepção. Tal implantação é "impressão direta" que envolve uma etapa de ligação de um arranjo de dispositivos de uma pastilha de transferência para uma pastilha de recepção, seguido da remoção da pastilha de transferência. Uma outra tal implantação é "impressão de transferência"que envolve duas etapas de ligação/desligamento. Na impressão de transferência uma pastilha de transferência pode pegar um arranjo de dispositivos de uma pastilha doadora e, então, ligar o arranjo dos dispositivos para uma pastilha de recepção, seguido da remoção da pastilha de transferência.
[0005] Algumas variações do processo de impressão foram desenvolvidas em que um dispositivo pode ser seletivamente ligado e desligado durante o processo de transferência. Em ambas aas tecnologias tradicionais e variações da impressão direta e da impressão de transferência, a pastilha de transferência é desligada de um dispositivo após ligar o dispositivo à pastilha de recepção. Além disso, toda a pastilha de transferência com o arranjo de dispositivos é envolvida no processo de transferência.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[0006] Uma cabeça e um arranjo de cabeças de transferência de microdispositivo e um método de transferência de um ou mais microdispositivos para um substrato de recepção são revelados. Por exemplo, o substrato de recepção pode ser, mas não se limita a, um substrato de exibição, um substrato de iluminação, um substrato com os dispositivos funcionais como, por exemplo, transistores ou circuitos integrados (ICs) ou um substrato com linhas de redistribuição de metal.
[0007] Em uma modalidade, uma cabeça de transferência de microdispositivo inclui um substrato de base, uma estrutura de mesa que inclui paredes laterais, pelo menos um é o eletrodo formado sobre a estrutura de mesa e uma camada dielétrica que cobre o eletrodo. Por exemplo, a cabeça de transferência de microdispositivo pode incorporar uma estrutura de eletrodo monopolar ou bipolar. A estrutura de mesa pode ser separada ou integralmente formadas com o substrato de base As paredes laterais podem ser afuniladas e projetadas na direção contrária do substrato de base para uma superfície de topo da estrutura de mesa, com o eletrodo formado na superfície de topo. Um condutor de eletrodo pode se estender do eletrodo a fim de fazer contato com a fiação no substrato de base e conectar a cabeça de transferência de microdispositivo aos componentes eletrônicos em funcionamento de um conjunto de pegador eletrostático. Os condutores de eletrodo podem percorrer do eletrodo na superfície de topo da estrutura de mesa e ao longo de uma parede lateral da estrutura de mesa. O condutor de eletrodo pode alternativamente correr abaixo da estrutura de mesa e se conectar uma via que correr através da estrutura de mesa ao eletrodo.
[0008] O eletrodo e os condutores de eletrodo podem ser cobertos com uma camada dielétrica depositada. Os materiais adequados para a camada dielétrica incluem, mas não se limitam a, a óxido de alumínio (Al2O3) e a óxido de tântalo (Ta2O5). Uma vez que a camada dielétrica é disposta, o eletrodo e os condutores de eletrodo podem ser formados de um material que pode suportar as altas temperaturas de deposição, o que inclui metais de alta temperatura de fusão como, por exemplo, platina e metais refratários ou ligas de metal refratário como, por exemplo, tungstênio titânio (TiW).
[0009] Em uma modalidade, um método de transferência de um microdispositivo inclui posicionar uma cabeça de transferência sobre um microdispositivo conectado a um substrato portador. O microdispositivo é colocado em contato com a cabeça de transferência e uma tensão é aplicada a um eletrodo na cabeça de transferência para criar uma pressão de pega no microdispositivo. A cabeça de transferência pega o microdispositivo e, então, libera o microdispositivo em um substrato de recepção. A tensão pode ser aplicada ao eletrodo anterior ao, enquanto ou após contato com o microdispositivo com a cabeça de transferência. A tensão pode ser uma tensão de corrente constante ou tensão de corrente alternada. Em uma modalidade, uma tensão de corrente alternada é aplicada a uma estrutura de eletrodo bipolar. Em uma modalidade, uma operação é ainda realizada para criar uma alteração de fase em uma camada de ligação que conecta o microdispositivo ao substrato portador anterior a ou enquanto pega o microdispositivo.
[0010] Em uma modalidade, a camada de ligação é aquecida para criar uma alteração de fase de sólido para líquido na camada de ligação anterior a ou enquanto pega um microdispositivo. Dependendo das condições de operação, uma porção substancial da camada de ligação pode ser segurada e transferida com o microdispositivo. Uma variedade de operações pode ser realizada para controlar a fase da porção da camada de ligação quando se pega, transfere, entra em contato com o substrato de recepção e que libera o microdispositivo e a porção da camada de ligação no substrato de recepção. Por exemplo, a porção da camada de ligação que é segurada com o microdispositivo pode ser mantida no estado líquido quando em contato com o substrato de recepção e durante a operação de liberação no substrato de recepção. Em uma outra modalidade, a porção da camada de ligação pode ser deixada para resfriar naturalmente para uma fase sólida após ser segurada. Por exemplo, a porção da camada de ligação pode estar em uma fase sólida anterior a ou durante o contato com o substrato de recepção e, novamente, fundido para o estado líquido durante a operação de liberação. Uma variedade de ciclos de temperatura e de fase de material pode ser realizada de acordo com as modalidades da invenção.
[0011] Em uma modalidade, um método de transferência de um arranjo de microdispositivos inclui posicionar um arranjo de cabeças de transferência sobre um arranjo de microdispositivos. O arranjo de microdispositivos é colocado em contato com o arranjo de cabeças de transferência e uma tensão é seletivamente aplicada a uma porção do arranjo de cabeças de transferência. A aplicação de modo seletivo de uma tensão pode incluir aplicar uma tensão a todas das cabeças de transferência no arranjo ou a uma porção que corresponde a menos que todas das cabeças de transferência no arranjo. A porção correspondente do arranjo de microdispositivos é, então, pegada com a porção do arranjo de cabeças de transferência e a porção do arranjo de microdispositivos é liberada de modo seletivo em pelo menos um substrato de recepção. Em uma modalidade, o arranjo de cabeças de transferência pode ser esfregado no arranjo de microdispositivos enquanto faz contato a fim de desalojar quaisquer partículas que possam estar presentes na superfície de contato de qualquer uma das cabeças de transferência ou microdispositivos. Em uma modalidade, uma alteração de fase é criada em um arranjo de locais lateralmente separados da camada de ligação que conectam o arranjo de microdispositivos ao substrato portador anterior a pegada do arranjo de microdispositivos.
[0012] Em uma modalidade, um método de fabricação de uma cabeça de transferência de microdispositivo arranjo inclui formar um arranjo de estruturas de mesa em um substrato de base, com cada estrutura de mesa que inclui paredes laterais. Um eletrodo separado é formado sobre cada estrutura de mesa e uma camada dielétrica é disposta sobre o arranjo de estruturas de mesa e cada eletrodo. Em uma modalidade, a camada dielétrica é disposta com a deposição de camada atômica (ALD) e pode ser livre de micro -orifício. A camada dielétrica pode incluir uma ou múltiplas camadas dielétricas. Uma camada de passivação conformal pode, opcionalmente, ser cultivada ou depositada sobre o substrato de base e o arranjo de estruturas de mesa anterior a formação do eletrodo separado sobre cada estrutura de mesa correspondente. Em uma modalidade, um plano de terra condutivo é formado sobre a camada dielétrica e circunda cada uma das estruturas de mesa.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[0013] A Figura 1 é uma ilustração da vista lateral em corte transversal de uma cabeça de transferência de microdispositivo monopolar de acordo com uma modalidade da invenção.
[0014] A Figura 2 é uma ilustração de vista isométrica de um monopolar cabeça de transferência de microdispositivo de acordo com uma modalidade da invenção.
[0015] A Figura 3 é uma ilustração de vista lateral em corte transversal de uma cabeça de transferência de microdispositivo bipolar de acordo com uma modalidade da invenção.
[0016] A Figura 4 é uma ilustração de vista isométrica de uma cabeça de transferência de microdispositivo bipolar de acordo com uma modalidade da invenção.
[0017] As Figuras 5 a 6 são ilustrações de vista de topo de uma cabeça de transferência de microdispositivo bipolar de acordo com uma modalidade da invenção.
[0018] A Figura 7 é uma ilustração de vista isométrica de uma cabeça de transferência de microdispositivo bipolar que inclui vias condutivas de acordo com uma modalidade da invenção.
[0019] A Figura 8 é uma ilustração de vista isométrica de um arranjo de cabeça de transferência de microdispositivo bipolar de acordo com uma modalidade da invenção.
[0020] A Figura 9 é uma ilustração de vista isométrica de um arranjo de cabeça de transferência de microdispositivo bipolar que inclui um plano de terra condutivo de acordo com uma modalidade da invenção.
[0021] A Figura 10 é uma ilustração de vista lateral em corte transversal de um arranjo de cabeça de transferência de microdispositivo bipolar que inclui um plano de terra condutivo de acordo com uma modalidade da invenção.
[0022] A Figura 11 é um fluxograma que ilustra um método de pegar e transferir um microdispositivo de um substrato portador para um substrato de recepção de acordo com uma modalidade da invenção.
[0023] A Figura 12 é uma ilustração esquemática de uma tensão alternante aplicada através de um eletrodo bipolar de acordo com uma modalidade da invenção.
[0024] A Figura 13 é uma ilustração esquemática de uma tensão constante aplicada através de um eletrodo bipolar de acordo com uma modalidade da invenção.
[0025] A Figura 14 é uma ilustração esquemática de uma tensão constante aplicada a um eletrodo monopolar de acordo com uma modalidade da invenção.
[0026] A Figura 15 é um fluxograma que ilustra um método de pegar e transferir um microdispositivo de um substrato portador para um substrato de recepção de acordo com uma modalidade da invenção.
[0027] A Figura 16 é um fluxograma que ilustra um método de pegar e transferir um arranjo de microdispositivos de um substrato portador para pelo menos um substrato de recepção de acordo com uma modalidade da invenção.
[0028] A Figura 17 é uma ilustração de vista lateral em corte transversal de um arranjo de cabeça de transferência de microdispositivos em contato com um arranjo de microdispositivos de LED de acordo com uma modalidade da invenção.
[0029] A Figura 18 é uma ilustração de vista lateral em corte transversal de um arranjo de cabeça de transferência de microdispositivos em contato com um arranjo de microdispositivos de LED de acordo com uma modalidade da invenção.
[0030] A Figura 19 é uma ilustração de vista lateral em corte transversal de um arranjo de cabeça de transferência de microdispositivos que pega um arranjo de microdispositivos de LED de acordo com uma modalidade da invenção.
[0031] A Figura 20 é uma ilustração de vista lateral em corte transversal de um arranjo de cabeça de transferência de microdispositivos que pega uma porção de um arranjo de microdispositivos de LED de acordo com uma modalidade da invenção.
[0032] A Figura 21 é uma ilustração de vista lateral em corte transversal de um arranjo de cabeça de transferência de microdispositivos com um arranjo de microdispositivos de LED posicionado sobre um substrato de recepção de acordo com uma modalidade da invenção.
[0033] A Figura 22 é uma ilustração de vista lateral em corte transversal de um microdispositivo liberado de modo seletivo em um substrato de recepção de acordo com uma modalidade da invenção.
[0034] A Figura 23 é uma ilustração gráfica que mostra a pressão exigida para superar a força da tensão superficial para pegar um microdispositivo de várias dimensões de acordo com uma modalidade da invenção.
[0035] A Figura 24 é uma ilustração gráfica da relação entre uma tensão de superfície e a crescente distância de vão criada durante uma operação de pegar de acordo com uma modalidade da invenção.
[0036] A Figura 25 é uma ilustração gráfica da relação entre pressões de força viscosa e distância de vão crescente criada durante uma operação de pegar em várias taxas de puxar de acordo com uma modalidade da invenção.
[0037] A Figura 26 é uma ilustração gráfica obtida através da análise de modelagem que mostra a pressão de pega exercida por uma cabeça de transferência em um microdispositivo conforme a cabeça de transferência é retirada do microdispositivo de acordo com uma modalidade da invenção.
[0038] A Figura 27 é uma ilustração de vista lateral em corte transversal de uma variedade de micro estruturas de LED que inclui aberturas de contato com uma largura menor que a superfície de topo do micro diodo p-n de acordo com uma modalidade da invenção.
[0039] A Figura 28 é uma ilustração de vista lateral em corte transversal de uma variedade de micro estruturas de LED que inclui aberturas de contato com uma largura maior que a superfície de topo do micro diodo p-n de acordo com uma modalidade da invenção.
[0040] A Figura 29 é uma ilustração de vista lateral em corte transversal de uma variedade de micro estruturas de LED que inclui aberturas de contato com a mesma largura que a superfície de topo do micro diodo p-n de acordo com uma modalidade da invenção.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
[0041] As modalidades da presente invenção descrevem uma cabeça e um arranjo de cabeças de transferência de microdispositivo e um método de transferência de um microdispositivo e de um arranjo de microdispositivos para um substrato de recepção. Por exemplo, o substrato de recepção pode ser, mas não se limita a, um substrato de exibição, um substrato de iluminação, um substrato com os dispositivos funcionais como, por exemplo, transistores ou circuitos integrados (ICs) ou um substrato com linhas de redistribuição de metal. Em algumas modalidades, os microdispositivos e o arranjo de microdispositivos descritos no presente documento podem ser qualquer uma das micro estruturas de dispositivo de LED ilustradas nas Figuras 27 a 29 e aquelas no pedido provisório de patente US n° 61/561.706 e no pedido provisório de patente US n° 61/594.919 relacionados. Enquanto algumas modalidades da presente invenção são descritas com relação específica aos micro LEDs, deve ser entendido que as modalidades da invenção não são assim limitadas e que certas modalidades também podem ser aplicáveis para outros microdispositivos como, por exemplo, diodos, transistores, ICs e MEMS.
[0042] Em várias modalidades, faz-se descrita com referência às Figuras. Porém, certas modalidades podem ser praticas sem um ou mais desses detalhes específicos ou em combinação com outros métodos e configurações conhecidos. Na descrição seguinte, Numerosos detalhes específicos são apresentados, como, por exemplo, configurações, dimensões e processos específicos, etc., a fim de fornecer um entendimento completo da presente invenção. Em outras instâncias, os processos de semicondutor e as técnicas de fabricação bem conhecidos não foram descritos em detalhe em particular a fim de não obscurecer desnecessariamente a presente invenção. Referência por todo esse relatório descritivo a "uma (1) modalidade", "uma modalidade" ou similares significa que um recurso, estrutura, configuração ou característica em particular descrito em conexão com a modalidade está incluído em pelo menos uma modalidade da invenção. Dessa forma, as aparências da frase "em uma modalidade", "uma modalidade" ou similares em vários lugares por todo o relatório descritivo não são necessariamente referência à mesma modalidade da invenção. Ademais, os recursos, as estruturas, as configurações ou as características em particular podem ser combinadas de qualquer maneira adequada em uma ou mais modalidades.
[0043] Os termos "sobre", "a", "entre" e "em" conforme usados no presente documento podem ser referir a uma posição relativa de uma cada com relação a outras camadas. Uma camada "sobre" ou "em" uma outra camada ou ligada "a" uma outra camada pode estar diretamente em contato com a outra camada ou pode ter uma ou mais camadas intervenientes. Uma camada "entre" camadas pode estar diretamente em contato com as camadas ou pode ter uma ou mais camadas intervenientes.
[0044] Os termos "micro" dispositivo ou "micro" estrutura de LED conforme usado no presente documento pode se refere ao tamanho descritivo de certos dispositivos ou estruturas de acordo com as modalidades da invenção. Conforme usado no presente documento, os termos "micro" dispositivos ou estruturas são destinados para se referirem à escala de 1 a 100 μm. Porém, deve ser entendido que as modalidades da presente invenção não são necessariamente assim limitadas e que determinados aspectos das modalidades podem ser aplicáveis para escalas de tamanho maiores e possivelmente menores.
[0045] Em um aspecto, as modalidades da invenção descrevem uma maneira para transferência em massa de um arranjo de microdispositivos pré-fabricados com um arranjo de cabeças de transferência. Por exemplo, os microdispositivos pré-fabricados podem ter uma funcionalidade específica como, por exemplo, mas não se limitando a, um LED para emissão de luz, IC de silício para lógica e memória e circuitos de arsenido de gálio (GaAs) para a frequência de rádio (RF) communications. Em algumas modalidades, os arranjos de microdispositivos de LED que são prontos para pegar são descritos como tendo um passo de 10 μm por 10 μm ou passo de 5 μm por 5 μm. Nessas densidades um substrato de 15,24 centímetros 6 polegadas, por exemplo, pode acomodar aproximadamente 165 milhão de microdispositivos de LED com um passo de 10 μm por 10 μm ou aproximadamente 660 milhão de microdispositivos de LED com um passo de 5 μm por5 μm. Uma ferramenta de transferência que inclui um arranjo de cabeças de transferência que corresponde ao intervalo do arranjo correspondente de microdispositivos de LED pode ser usada para pegar e transferir o arranjo de microdispositivos de LED para um substrato de recepção. Dessa maneira, é possível integrar e montar os microdispositivos de LED em sistemas integrados de maneira heterogênea, que inclui substratos de qualquer tamanho que varia de micro exibidores para exibidores de grande área e em altas taxas de transferência. Por exemplo, um arranjo de 1 cm por 1 cm de cabeça de transferência de microdispositivos pode pegar e transferir mais de 100.000 microdispositivos, sendo que arranjos maiores de cabeça de transferência de microdispositivos são capazes de transferir mais microdispositivos. Cada cabeça de transferência no arranjo de cabeças de transferência também pode ser independentemente controlável, o que habilita pegar e liberar seletivamente dos microdispositivos.
[0046] Em um aspecto, sem ser limitado a uma teoria específica, as modalidades da invenção descrevem a cabeça de transferência de microdispositivos e os arranjos de cabeça que operam de acordo com os princípios de pegas eletrostáticas, que usam a atração das cargas opostas para pegar os microdispositivos. De acordo com as modalidades da presente invenção, uma tensão de atração é aplicada a uma cabeça de transferência de microdispositivo a fim de gerar uma força de pega em um microdispositivo e pegar o microdispositivo. A força de pega é proporcional à área de placa carregada, assim, é calculada como uma pressão. De acordo com a teoria de eletrostática ideal, uma camada dielétrica não condutiva entre um eletrodo monopolar e um substrato condutivo rende uma pressão de pega em Pascal (Pa) na equação (1) de:
Figure img0001
[0047] Em que So = 8.85.10-12, V = tensão de substrato-eletrodo em volts (V), Sr = constante dielétrica e d = espessura de dielétrico em metros (m). Com um pegador bipolar com uso de dois eletrodos de pega a tensão (V) na equação acima é metade da tensão entre os eletrodos A e B, [VA - VB] / 2. O substrato potencial é centralizado no potencial médio, [VA = VB]/2. Essa média é geralmente zero com VA = [- VB].
[0048] Em um outro aspecto, as modalidades da invenção descrevem uma camada de ligação que pode manter um microdispositivo em um substrato portador durante certas operações de processamento e de manuseio e após submeter uma alteração de fase fornece um meio no qual o microdispositivo pode ser retido, porém, também é prontamente libertável durante uma operação de pegar. Por exemplo, a camada de ligação pode ser refundível ou fluido de modo que a camada de ligação se submete a uma alteração de fase de estado sólido para líquido anterior a ou durante a operação de pegar. No estado líquido a camada de ligação pode reter o microdispositivo no lugar em um substrato portador enquanto também fornece um meio a partir do qual o microdispositivo é prontamente libertável. Sem ser limitado a uma teoria específica, na determinação da pressão de pega que é necessária para pegar o microdispositivo do substrato portador a pressão de pega deve exceder as forças que seguram o microdispositivo ao substrato portador, o que pode incluir, mas não se limitam a, forças de tensão superficial, forças capilares, efeitos viscosos, forças de restauração elástica, forças de van-der- Waals, atrito estático e gravidade.
[0049] De acordo com as modalidades da invenção, quando as dimensões de um microdispositivo são reduzidas abaixo de uma certa faixa, as forças de tensão superficial forces da camada de ligação líquida que segura o microdispositivo ao substrato portador pode se tornar dominante sobre outras forças que seguram o microdispositivo. A Figura 23 é uma ilustração gráfica de uma modalidade obtida através de análise de modelagem que mostra a pressão exigida para superar a força de tensão superficial para pegar um microdispositivo de várias dimensões, presumindo uma camada de ligação de índio líquido (In) com uma tensão superficial de 560 mN/m na temperatura de fusão de 156,7 oC. Por exemplo, com referência à Figura 23, um microdispositivo amplo de 10 μm por 10 μm exemplificador é retido em um substrato portador com uma pressão de tensão superficial de aproximadamente 0,22 MPa (2,2 atmosferas (atm)) com uma camada de ligação de índio que tem uma tensão superficial líquida de 560 mN/m em sua temperatura de fusão de 156,7 oC. Isso é significativamente maior que a pressão devido à gravidade, que é aproximadamente 0,18 MPa (1,8 x 10-6atm) para um pedaço alto de nitreto de gálio de 10 μm x 10 μm largura x 3 μm exemplificador (GaN).
[0050] As pressões de tensão superficial e os efeitos viscosos também podem ser dinâmicos durante a operação de pegar. A Figura 24 é uma ilustração gráfica de uma modalidade obtida através da análise de modelagem que mostra a relação da tensão superficial e a distância de vão crescente criada durante a operação de pegar de um microdispositivo amplo de 10 μm por 10 μm exemplificador retido em um substrato portador com uma camada de ligação índio fundida (In). A distância de vão referida na Figura 24 é a distância entre o fundo do microdispositivo e do substrato portador e come em 2 μm que corresponde a uma espessura não fundida da camada de ligação de In. Conforme ilustrado na Figura 24, uma pressão de tensão de superfície de 0,22 MPa (2,2 atm) é inicialmente superada pela pressão de pega no começo da operação de pegar. Conforme o microdispositivo é, então, elevado do substrato portador, a tensão de superfície rapidamente cai, com a pressão nivelamento conforme o microdispositivo é elevado ainda mais na direção contrária do substrato portador.
[0051] A Figura 25 é uma ilustração gráfica de uma modalidade obtida através da análise de modelagem que mostra a relação das pressões de força viscosa (atm) e a distância de vão crescente (μm) criada durante uma operação de pegar em várias taxas de puxar para um microdispositivo de 10 μm por 10 μm exemplificador retido em um substrato portador com uma camada de ligação índio fundido (In). A distância de vão referida na Figura 25 é a distância entre o fundo do microdispositivo e do substrato portador e come em 2 μm que corresponde a uma espessura não fundida da camada de ligação de In. Conforme ilustrado, as pressões de força viscosa são mais aparentes durante velocidades de elevação mais rápidas como, por exemplo, 1.000 mm/s que para velocidades de elevação mais lentas como, por exemplo, 0,1 mm/s. Ainda, as pressões geradas a partir dos efeitos viscosos com uso das velocidades de elevação exemplificadoras na Figura 25 são significativamente menores que a pressão de tensão de superfície gerada e ilustrada na Figura 24 que sugere que a pressão de tensão de superfície seja a pressão dominante que precisa ser superada pela pressão de pega durante a operação de pegar.
[0052] Se um vão de ar de tamanho (g) está presente entre a camada dielétrica da cabeça de transferência de microdispositivo e uma superfície condutiva de topo do microdispositivo, então, a pressão de pega na equação (2) é:
Figure img0002
[0053] Contempla-se que um vão de ar possa estar presente devido a uma variedade de fontes que incluem, mas não se limitando a, contaminação, empenamento e desalinhamento em particular de qualquer superfície da cabeça de transferência ou do microdispositivo ou da presença de uma camada adicional na cabeça de transferência ou no microdispositivo, como, por exemplo, um rebordo de uma camada de barreira dielétrica conformal ao redor da superfície condutiva de topo de um microdispositivo. Em uma modalidade, um rebordo de uma camada de barreira dielétrica conformal pode criar ambos um vão de ar em que uma abertura de contato é formada e aumenta a espessura eficaz da camada dielétrica da cabeça de transferência onde o rebordo está presente.
[0054] Conforme visto a partir das equações (1) e (2) acima, as tensões inferiores podem ser usadas onde nenhum vão de ar está presente entre a cabeça de transferência de microdispositivo e o microdispositivo a ser segurado. Porém, quando um vão de ar está presente isso apresenta uma capacitância em série na qual a capacitância de ar pode competir com a capacitância de camada dielétrica. A fim de compensar pela possiblidade de uma capacitância de ar entre qualquer de um arranjo de cabeça de transferência de microdispositivos sobre um arranjo correspondente de microdispositivos a serem pegos, uma tensão de funcionamento mais alta, uma constante dielétrica mais alta para o material dielétrico ou um material dielétrico mais delgado pode ser usado para maximizar o campo elétrico. Porém, o uso de um campo elétrico mais alto tem limitações devido ao possível colapso e centelha dielétricos.
[0055] A Figura 26 é uma ilustração gráfica de uma modalidade obtida através da análise de modelagem que mostra a pressão de pega exercida por uma cabeça de transferência em um microdispositivo conforme a cabeça de transferência é retirada da superfície condutiva de topo do microdispositivo, que corresponde a um tamanho de vão de ar crescente. As linhas diferentes correspondem a diferentes espessuras de camada dielétrica Ta2O5 entre 0,5 μm e 2,0 μm na cabeça de transferência, sendo que o campo elétrico é mantido constante. Conforme ilustrado, nenhum efeito apreciável na pressão de pega é observado nessas condições abaixo dos tamanhos de vão de ar de aproximadamente 1 nm (0,001 μm) e ainda tão alto quanto 10 nm (0,01 μm) para algumas condições. Porém, deve ser entendido que o vão de ar tolerável pode ser aumentado ou diminuído alterando-se as condições. Dessa forma, de acordo com algumas modalidades da invenção uma certa quantidade de tolerância de vão de ar é possível durante a operação de pegar e o contato real com a cabeça de transferência de microdispositivo e a superfície condutiva de topo do microdispositivo pode não ser necessário.
[0056] Agora, presumindo que a pressão de pega exigida para pegar o microdispositivo do substrato portador deve exceder a soma de pressões que retêm o microdispositivo no substrato portador (assim como, qualquer redução de pressão devido ao vão de ar) é possível derivar a interrelação de tensão, constante dielétrica e espessura dielétrica de operação do material dielétrico na cabeça de transferência de microdispositivo resolvendo-se as equações de pressão de pega. Por questão de clareza, presumindo que distância de vão de ar seja zero, para um eletrodo monopolar isso se torna=:
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[0057] As faixas exemplificadoras dos valores de espessura dielétrica calculados são fornecidos na Tabela 1 para as pressões de pega desejadas de 202650 Pa (2 atm) e 2026500 Pa (20 atm) para os materiais dielétricos de Al2O3 e Ta2O5 entre as tensões de operação entre 25 V e 300 V a fim de ilustrar a interdependência da pressão de pega, da tensão, da constante dielétrica e da espessura dielétrica de acordo com uma modalidade da invenção. As constantes dielétricas fornecidas são aproximadas e entende-se que os valores podem variar dependendo da maneira da formação.
Figure img0004
[0058] Uma vez que a pressão de pega é proporcional ao quadrado inverso da espessura dielétrica, a espessuras dielétricas calculadas na Tabela 1 representam as espessuras máximas que podem ser formadas para alcançar a pressão de pega necessária com a tensão de operação definida. As espessuras inferiores que aquelas fornecidas na Tabela 1 podem resultar na pressão mais alta das pegas na tensão de operação definida, porém, as espessuras inferiores aumentam o campo elétrico aplicado através da camada dielétrica que exige que o processo de material dielétrico uma Rigidez dielétrica suficiente para resistir ao campo elétrico aplicado sem curto-circuito. Deve ser entendido que os valores de pressão de pega, de tensão, de constante dielétrica e de espessura dielétrica fornecidos na Tabela 1 são exemplificadores em natureza e fornecidos a fim de fornecer uma base para as faixas em funcionamento da cabeça de transferência de microdispositivo de acordo com as modalidades da invenção. A relação entre os valores de pressão de pega, de tensão, de constante dielétrica e de espessura dielétrica fornecido na Tabela 1 foi ilustrada de acordo com a teoria eletrostática ideal e as modalidades da invenção não são limitadas pelas mesmas.
[0059] Com referência agora à Figura 1, fornece-se uma ilustração de vista lateral de uma cabeça e um arranjo de cabeças de transferência de microdispositivo monopolar de acordo com uma modalidade da invenção. Conforme mostrado, cada cabeça de transferência de dispositivo monopolar 100 pode incluir um substrato de base 102, uma estrutura de mesa 104 que inclui uma superfície de topo 108 e paredes laterais 106, um camada de passivação opcional 110 formada sobre a estrutura de mesa 104 e que inclui uma superfície de topo 109 e paredes laterais 107, um eletrodo 116 formado sobre a estrutura de mesa 104 (e camada de passivação opcional 110) e uma camada dielétrica 120 com uma superfície de topo 121 que cobre o eletrodo 116. O substrato de base 102 pode ser formado a partir de uma variedade de materiais como, por exemplo, silício, cerâmicas e polímeros que são capazes de fornecer suporte estrutural. Em uma modalidade, o substrato de base tem uma condutividade entre 103e 1018ohm.cm. O substrato de base 102 pode incluir ainda a fiação (não mostrada) para conectar a cabeça de transferência de microdispositivos 100 aos componentes eletrônicos em funcionamento de um conjunto de pegador eletrostático.
[0060] A estrutura de mesa 104 pode ser formada com o uso de técnicas processamento adequadas, e pode ser formada a partir do mesmo ou diferentes materiais que o substrato de base 102. Em uma modalidade, a estrutura de mesa 104 é formada integralmente com o substrato de base 102, por exemplo, usando-se entalhe e padronagem litográfica ou técnicas de fundição. Em uma modalidade, a técnicas de gravação anisotrópica pode ser utilizada para formar as paredes laterais afuniladas 106 para a estrutura de mesa 104. Em uma outra modalidade, a estrutura de mesa 104 pode ser depositada ou cultivada e dotada de um padrão no topo do substrato de base 102. Em uma modalidade, a estrutura de mesa 104 é uma camada de óxido dotada de um padrão, como, por exemplo, dióxido de silício, formado sobre um substrato semicondutor como, por exemplo, silício.
[0061] Em um aspecto, as estruturas de mesa 104 geram um perfil que se projeta na direção contrária do substrato de base de modo a fornecer um ponto de contato localizado para pegar um microdispositivo específico durante uma operação de pegar. Em uma modalidade, as estruturas de mesa 104 tem uma altura de aproximadamente 1 μm a 5 μm ou mais especificamente aproximadamente 2 μm. As dimensões específicas das estruturas de mesa 104 podem depender das dimensões específicas dos microdispositivos a serem pegos, assim como a espessura de quaisquer camadas formadas sobre as estruturas de mesa. Em uma modalidade, a altura, a largura e a planura do arranjo de estruturas de mesa 104 no substrato de base 102 são uniformes através do substrato de base de modo que cada cabeça de transferência de microdispositivo 100 seja capaz de fazer contato com cada microdispositivo correspondente durante a operação de pegar. Em uma modalidade, a largura através da superfície de topo 121 de cada cabeça de transferência de microdispositivo é ligeiramente maior, aproximadamente a mesma ou menor que a largura da superfície de topo de cada microdispositivo no arranjo de microdispositivos correspondente de modo que uma cabeça de transferência não inadvertidamente faça contato com um microdispositivo adjacente ao microdispositivo correspondente desejado durante a operação de pegar. Conforme descrito em mais detalhe abaixo, uma vez que as camadas adicionais 110, 112, 120 podem ser formadas sobre a estrutura de mesa 104, a largura da estrutura de mesa pode se responsabilizar pela espessura das camadas sobrejacentes de modo que a largura através da superfície de topo 121 de cada cabeça de transferência de microdispositivo seja ligeiramente maior, aproximadamente a mesma ou menor que a largura da superfície de topo de cada microdispositivo no arranjo de microdispositivo correspondente.
[0062] Ainda com referência à Figura 1, a estrutura de mesa 104 tem uma superfície de topo 108, que pode ser plana, e paredes laterais 106. Em uma modalidade, as paredes laterais 106 podem ser afuniladas até 10 graus, por exemplo. O afunilamento das paredes laterais 106 pode ser benéfico na formação dos eletrodos 116 e dos condutores de eletrodo 114 conforme descrito ainda abaixo. Uma camada de passivação 110 pode, então, ser opcionalmente depositada ou cultivada sobre o substrato de base 102 e o arranjo de estruturas de mesa 104. A camada de passivação 110 pode ser depositada por uma variedade de técnicas adequadas como, por exemplo, deposição química de vapor (CVD), bombardeamento iônico ou deposição de camada atômica (ALD). Em uma modalidade, a camada de passivação 110 pode ser 0,5 μm - 2,0 μm de espessura de oxide como, por exemplo, mas não se limitando a, óxido de silício (SiO2), óxido de alumínio (Al2O3) ou óxido de tântalo (Ta2O5).
[0063] Uma camada condutiva 112 pode, então, ser depositada sobre o arranjo de estruturas de mesa 104 e camada de passivação opcional 110 e padronizada para formar eletrodos 116 e condutores de eletrodo 114. Por exemplo, uma técnica de levantamento pode ser utilizada para formar os eletrodos 116 e condutores de eletrodo 114 nos quais uma camada de resistência é depositada e padronizada sobre o substrato, seguido pela deposição de uma camada de metal e levantamento da resistência e porção da camada de metal na resistência que deixa para trás o padrão desejado. Alternativamente, uma deposição de camada de metal seguida pela padronização e gravação pode ser realizada para obter o padrão desejado. Condutores de eletrodo 114 podem sair do eletrodo 116 sobre a superfície de topo 108 de uma estrutura de mesa 104 (e superfície de topo 109 da camada de passivação opcional 110) e ao longo de uma parede lateral 106 da estrutura de mesa 104 (e ao longo de uma parede lateral 107 da camada de passivação opcional 110). A camada condutiva 112 usada para formar os eletrodos 116 e condutores de eletrodo 114 pode ser uma única camada ou múltiplas camadas. Uma variedade de materiais condutivos que inclui metais, ligas metálicas, metais refratários, e ligas metálicas refratárias podem ser empregados para formar camada condutiva 112. Em uma modalidade, a camada condutiva 112 tem uma espessura de até 5.000 angstroms (0,5 μm). Em uma modalidade, a camada condutiva 112 inclui um metal de alta temperatura de fusão como platina ou um metal refratário ou liga de metal refratária. Por exemplo, a camada condutiva pode incluir platina, titânio, vanádio, cromo, zircônio, nióbio, molibdênio, rutênio, ródio, háfnio, tântalo, tungstênio, rênio, ósmio, irídio e ligas dos mesmos. Os metais refratários e ligas metálicas refratárias exibem, em geral, maior resistência ao calor e desgaste que outros metais. Em uma modalidade, a camada condutiva 112 é uma liga de metal refratária de titânio e tungstênio (TiW) de aproximadamente 500 angstrom (0,05 μm) de espessura.
[0064] Uma camada dielétrica 120 é, então, depositada sobre os eletrodos 116 e outras camadas expostas no substrato base 102. Em uma modalidade, a camada dielétrica 120 tem uma espessura adequada e constante dielétrica para obter a pressão de pega exigida do cabeça de transferência de microdispositivo 100 e resistência dielétrica suficiente para não quebrar na tensão de operação. A camada dielétrica pode ser uma única camada ou múltiplas camadas. Em uma modalidade, a camada dielétrica é de 0,5 μm a 2,0 μm de espessura, embora a espessura possa ser mais ou menos dependente da topografia específica da cabeça de transferência 100 e estrutura de mesa subjacente 104. Materiais dielétricos adequados podem incluir, mas não são limitados a, óxido de alumínio (Al2O3) e óxido de tântalo (Ta2O5). Com referência à Tabela 1 acima, as modalidades de camadas dielétricas Al2O3 com campos elétricos aplicados (determinados pela divisão da tensão pela espessura dielétrica) de 22 V/μm a 71 V/μm e camadas dielétricas Ta2O5 com campos elétricos aplicados de 9 V/μm a 28 V/μm foram fornecidas. De acordo com modalidades da invenção, a camada dielétrica 120 tem uma resistência dielétrica maior que o campo elétrico aplicado de forma a evitar encurtamento da cabeça de transferência durante a operação. A camada dielétrica 120 pode ser depositada por uma variedade de técnicas adequadas como deposição de vapor químico (CVD), deposição de camada atômica (ALD) e deposição de vapor física (PVD) como bombardeamento iônico. A camada dielétrica 120 pode ser ainda recozida após deposição. Em uma modalidade, a camada dielétrica 120 tem uma resistência dielétrica de pelo menos 400 V/μm. Tal alta resistência dielétrica pode permitir o uso de uma camada dielétrica mais fina que as espessuras calculadas fornecidas na Tabela 1 exemplificadora. As técnicas como ALD podem ser utilizadas para depositar camadas dielétricas uniformes, conformais, densas e/ou livres de micro-orifícios com boa resistência dielétrica. As múltiplas camadas também podem ser utilizadas para obter tal camada dielétrica livre de micro-orifício 120. Múltiplas camadas de diferentes materiais dielétricos também podem ser utilizadas para formar uma camada dielétrica 120. Em uma modalidade, a camada condutiva subjacente 112 inclui platina ou um metal refratário ou liga de metal refratária que tem uma temperatura de fusão acima da temperatura de deposição do(s) material(is) de camada dielétrica de forma a não ser um fator limitante na seleção da temperatura de deposição da camada dielétrica. Em uma modalidade, após a deposição da camada dielétrica 120, um revestimento fino (não ilustrado) pode ser formado sobre a camada dielétrica 120 para fornecer um coeficiente de fricção estática específico para adicionar fricção lateral e manter os microdispositivos de serem derrubados da cabeça de transferência durante a operação de coleta. Em tal modalidade, o revestimento fino adicional substitui a superfície de topo 121 como a superfície de contato e essa superfície retém os requisitos de arranjo dimensional descritos na presente invenção. Além disso, o revestimento adicional pode afetar as propriedades dielétricas da cabeça de transferência de microdispositivo que pode afetar a operabilidade da cabeça de transferência de microdispositivo. Em uma modalidade, a espessura de revestimento adicional pode ser mínima (por exemplo, abaixo de 10 nm) de forma a ter pouco ou nenhum efeito apreciável na pressão de pega.
[0065] A Figura 2 é uma vista isométrica de perto do eletrodo 116 e do condutor de eletrodo 114 formados sobre uma camada de passivação opcional 110 que cobre uma estrutura de mesa 104. Para propósitos de clareza, A camada dielétrica sobrejacente 120 não é ilustrada e a camada de passivação opcional 110 e a estrutura de mesa 104 são ilustradas como uma única estrutura de mesa/camada de passivação 104/110. Em uma modalidade exemplificadora, onde a camada de passivação 110 e a camada dielétrica 120 são ambas de 0,5 μm de espessura, a superfície de topo 108/109 da estrutura de mesa/camada de passivação 104/110 na qual o eletrodo 116 é formado é de aproximadamente 7 μm x 7 μm para se obter uma superfície de topo de 8 μm x 8 μm da cabeça de transferência 100. De acordo com uma modalidade, o eletrodo 116 cobre a quantidade máxima da área de superfície da superfície de topo 108/109 da estrutura de mesa/camada de passivação 104/110 conforme possível enquanto permanece dentro das tolerâncias padronização. Minimizar a quantidade de espaço livre aumenta a capacitância e pressão de pega resultante que pode ser obtida pela cabeça de transferência de microdispositivo. Embora uma certa quantidade de espaço livre seja ilustrada na superfície de topo 108/109 da estrutura de mesa/camada de passivação 104/110 na Figura 2, o eletrodo 116 pode cobrir a superfície de topo inteira 108/109. O eletrodo 116 também pode ser levemente maior que a superfície de topo 108/109 e parcialmente se estender pelas paredes laterais 106/107 da estrutura de mesa/camada de passivação 104/110 para garantir cobertura completa da superfície de topo 108/109. Deve ser apreciado que o arranjo de mesa pode ter uma variedade de diferentes passos e que modalidades da invenção não são limitadas à superfície de topo 7 μm x 7 μm exemplificadora da estrutura de mesa/camada de passivação 104/110 em um passo de 10 μm.
[0066] Com referência, agora, à Figura 3, uma ilustração de vista lateral é dotada de uma cabeça de transferência de microdispositivo bipolar 100 e arranjo de cabeça de acordo com uma modalidade da invenção. Conforme mostrado, a cabeça de transferência de dispositivo bipolar 100 pode incluir um substrato base 102, uma estrutura de mesa 104 que inclui uma superfície de topo 108 e paredes laterais 106, camada de passivação 110 que inclui uma superfície de topo 109 e paredes laterais 107, um par de eletrodos 116A, 116B e condutores de eletrodo 114A, 114B formados sobre a estrutura de mesa 104, uma camada de passivação opcional 110 e uma camada dielétrica 120 que cobrem o par de eletrodos 116A, 116B.
[0067] A Figura 4 é uma vista isométrica de perto de eletrodos 116A, 116B e condutores de eletrodo 114A, 114B formados sobre uma camada de passivação opcional 110 que cobre uma estrutura de mesa 104. Para propósitos de clareza, a camada dielétrica sobrejacente 120 não é ilustrada e a camada de passivação opcional 110 e estrutura de mesa 104 são ilustradas como uma única estrutura de mesa/camada de passivação 104/110. A Figura 4 difere levemente da Figura 3 em que os condutores de eletrodo 114A, 114B são ilustrados como percorrendo ao longo de uma única parede lateral ao invés de em paredes laterais opostas da estrutura de mesa/camada de passivação 104/110. Os condutores de eletrodo 114A, 114B podem percorrer ao longo de qualquer parede lateral adequada de acordo com modalidades da invenção. Em uma modalidade exemplificadora, onde a superfície de topo 108/109 da estrutura de mesa/camada de passivação 104/110 é aproximadamente 7 μm x 7 μm que corresponde a um arranjo de mesa com um passo de 10 μm, os eletrodos podem cobrir a quantidade máxima da área de superfície da superfície de topo 108/109 da estrutura de mesa/camada de passivação 104/110 conforme possível enquanto ainda fornece separação entre eletrodos 116A, 116B. A quantidade mínima de distância de separação pode ser balanceada por considerações para maximizar a área de superfície enquanto evita campos elétricos sobrepostos dos eletrodos. Por exemplo, os eletrodos 116A, 116B podem ser separados por 0,5 μm ou menos e a distância de separação mínima pode ser limitada pela altura dos eletrodos. Em uma modalidade, os eletrodos são levemente maiores que a superfície de topo 108/109 em uma direção e parcialmente se estendem pelas paredes laterais da estrutura de mesa/camada de passivação 104/110 para garantir cobertura máxima da superfície de topo 108/109. Deve ser apreciado que o arranjo de mesa pode ter uma variedade de diferentes passos e que modalidades da invenção não são limitadas à superfície de topo 7 μm x 7 μm exemplificadora da estrutura de mesa/camada de passivação 104/110 em um passo de 10 μm.
[0068] Com referência, agora, às Figuras 5-6, ilustrações de vista de topo de eletrodos 116A, 116B de uma cabeça de transferência de microdispositivo bipolar são fornecidas de acordo com modalidades da invenção. Até aqui, a estrutura de mesa 104 foi descrita como uma única estrutura de mesa conforme mostrado na Figura 5. Entretanto, modalidades da invenção não são tão limitadas. Na modalidade ilustrada na Figura 6, cada eletrodo 116 é formado em uma estrutura de mesa separada 104A, 104B separada por uma vala 105. Uma camada de passivação opcional 110 (não ilustrada) pode cobrir ambas as estruturas de mesa 104A, 104B.
[0069] Com referência, agora, à Figura 7, uma ilustração de vista isométrica de uma configuração de condutor de eletrodo alternativa é fornecida de acordo com uma modalidade da invenção. Em tal modalidade, os condutores de eletrodo 114A, 114B passam por baixo de uma porção da estrutura de mesa 104 e vias condutivas 117A, 117B passam através da estrutura de mesa 104 (e camada de passivação opcional 110 não ilustrada) que conecta os eletrodos 116A, 116B aos respectivos condutores de eletrodo 114A, 114B. Em tal modalidade, condutores de eletrodo 114A, 114B podem ser formados antes para formação de uma estrutura de mesa 104 e podem ser formados do mesmo material condutivo ou de um diferente como condutores de eletrodo 114A, 114B e eletrodos 116A, 116B. Embora as vias 117A, 117B sejam ilustradas em relação a uma estrutura de eletrodo bipolar na Figura 7, deve ser apreciado que a via ou vias descritas acima também podem ser integradas em estruturas de eletrodo monopolar.
[0070] Com referência, agora, às Figuras 8 a 10, uma modalidade da invenção é ilustrada na qual um plano terra condutivo é formado sobre a camada dielétrica e que cerca o arranjo de estruturas de mesa. A Figura 8 é uma ilustração de vista isométrica de um arranjo de cabeças de transferência de microdispositivo 100 com uma configuração de eletrodo bipolar conforme previamente descrito em relação à Figura 4. Para propósitos de clareza, a camada de passivação subjacente e a camada dielétrica sobrejacente opcionais não foram ilustradas. Com referência agora às Figuras 9 a 10, um plano terra condutivo 130 é formado sobre a camada dielétrica 120 e que cerca o arranjo de estruturas de mesa 104. A presença de um plano terra 130 pode auxiliar na prevenção de arqueamento entre cabeças de transferência 100, particularmente durante a aplicação de altas tensões. O plano terra 130 pode ser formado de um material condutivo que pode ser o mesmo que ou diferente do material condutivo usado para formar os eletrodos ou vias. O plano terra 130 também pode ser formado de um material condutivo que tem uma temperatura de fusão menor que o material condutivo usado para formar os eletrodos uma vez que não é necessário para depositar uma camada dielétrica de qualidade comparável (por exemplo, resistência dielétrica) à camada dielétrica 120 após a formação do plano terra 130.
[0071] A Figura 11 é um fluxograma que ilustra um método de coletar e transferir um microdispositivo de um substrato de carreador para um substrato de recepção de acordo com uma modalidade da invenção. Na operação 1110, uma cabeça de transferência é posicionada sobre um microdispositivo conectado a um substrato de carreador. A cabeça de transferência pode compreender uma estrutura de mesa, um eletrodo sobre a estrutura de mesa e uma camada dielétrica que cobre o eletrodo conforme descrito nas modalidades acima. Portanto, a cabeça de transferência pode ter uma configuração de eletrodo monopolar ou bipolar, assim como quaisquer outras variações estruturais conforme descritas nas modalidades acima. O microdispositivo é, então, colocado em contato com a cabeça de transferência na operação 1120. Em uma modalidade, o microdispositivo é colocado em contato com a camada dielétrica 120 da cabeça de transferência. Em uma modalidade alternativa, a cabeça de transferência é posicionada sobre o microdispositivo com um vão de ar adequado que separa os mesmos que não afeita de forma significativa a pressão de pega, por exemplo, 1 nm (0,001 μm) ou 10 nm (0,01 μm). Na operação 1130, uma tensão é aplicada ao eletrodo para criar uma pressão de pega no microdispositivo e o microdispositivo é coletado com a cabeça de transferência na operação 1140. O microdispositivo é, então, liberado em um substrato de recepção na operação 1150.
[0072] Embora as operações 1110 a 1150 tenham sido ilustradas sequencialmente na Figura 11, deve ser observado que modalidades não são limitadas e que operações adicionais podem ser realizadas e certas operações podem ser realizadas em uma sequência diferente. Por exemplo, em uma modalidade, após o contato do microdispositivo com a cabeça de transferência, a cabeça de transferência é friccionada por uma superfície de topo do microdispositivo para expulsar quaisquer partículas que podem estar presentes na superfície de contato ou da cabeça de transferência ou do microdispositivo. Em uma outra modalidade, uma operação é realizada para criar uma mudança de fase na camada de ligação que conecta o microdispositivo ao substrato de carreador antes ou enquanto coleta o microdispositivo. Se uma porção da camada de ligação é coletada com o microdispositivo, operações adicionais podem ser realizadas para controlar a fase da porção da camada de ligação durante processamento subsequente.
[0073] A operação 1130 de aplicar a tensão ao eletrodo para criar uma pressão de pega no microdispositivo pode ser realizada em várias ordens. Por exemplo, a tensão pode ser aplicada antes do contato do microdispositivo com a cabeça de transferência enquanto coloca o microdispositivo em contato com a cabeça de transferência ou após o contato do microdispositivo com a cabeça de transferência. A tensão também pode ser aplicada antes, durante ou depois da criação da mudança de fase na camada de ligação.
[0074] A Figura 12 é uma ilustração esquemática de uma tensão alternada aplicada por um eletrodo bipolar com a cabeça de transferência em contato com um microdispositivo de acordo com uma modalidade da invenção. Conforme ilustrado, uma fonte de tensão de corrente alternada (CA) separada pode ser aplicada a cada condutor de eletrodo 114A, 114B com uma tensão alternada aplicada pelo par de eletrodos 116A, 116B de forma que um ponto em particular no tempo quando uma tensão negativa é aplicada ao eletrodo 116A, uma tensão positiva é aplicada ao eletrodo 116B e vice versa. A liberação do microdispositivo da cabeça de transferência pode ser obtida com uma variedade de métodos que incluem desligar as fontes de tensão, diminuir a tensão pelo par de eletrodos, mudar uma forma de onda da tensão CA e aterramento da fonte de tensão. A Figura 13 é uma ilustração esquemática de uma tensão constante aplicada a um eletrodo bipolar de acordo com uma modalidade da invenção. Na modalidade em particular ilustrada, uma tensão negativa é aplicada ao eletrodo 116A enquanto uma tensão positiva é aplicada ao eletrodo 116B. A Figura 14 é uma ilustração esquemática de uma tensão constante aplicada a um eletrodo monopolar de acordo com uma modalidade da invenção. Uma vez que a cabeça de transferência coleta o microdispositivo ilustrado na Figura 14, a quantidade de tempo que a cabeça de transferência pode reter o microdispositivo pode ser uma função da taxa de descarga da camada dielétrica uma vez que somente uma única tensão é aplicada a um eletrodo 116. A liberação do microdispositivo da cabeça de transferência ilustrada na Figura 14 pode ser obtida ao desligar a fonte de tensão, aterrar a fonte de tensão ou reverter a polaridade da tensão constante.
[0075] Nas modalidades em particular ilustradas nas Figuras 12 a 14, os microdispositivos 200 são aqueles ilustrados na Figura 27, exemplo 27O. Embora os microdispositivos ilustrados nas Figuras 12 a 14 possam ser de qualquer uma das estruturas de dispositivo micro- LED ilustradas nas Figuras 27 a 29 e aquelas descritas no Pedido Provisório relacionado no. US 61/561.706 e Pedido Provisório no. US 61/59.919. Por exemplo, um dispositivo micro-LED 200 pode incluir um micro-diodo p-n 235, 250 e uma camada de metalização 220 com a camada de metalização entre o micro-diodo p-n 235, 250 e uma camada de ligação 210 formada em um substrato 201. Em uma modalidade, o micro-diodo p-n 250 inclui uma camada em n dopada de topo 214, uma ou mais camadas de poço quântico 216 e uma camada dopada em p de fundo 218. Os micro-diodos p-n podem ser fabricados com paredes laterais retas ou paredes laterais afuniladas. Em certas modalidades, os micro-diodos p-n 250 têm paredes laterais afuniladas para fora 253 (do topo para o fundo). Em certas modalidades, os micro-diodos p-n 235 têm paredes laterais afuniladas para dentro 253 (do topo para o fundo). A camada de metalização 220 pode incluir uma ou mais camadas. Por exemplo, a camada de metalização 220 pode incluir uma camada de eletrodo e uma camada de barreira entre a camada de eletrodo e a camada de ligação. O micro-diodo p-n e a camada de metalização podem ter, cada uma, uma superfície de topo, uma superfície de fundo e paredes laterais. Em uma modalidade, a superfície de fundo 251 do micro-diodo p-n 250 é mais larga que a superfície de topo 252 do micro-diodo p-n e as paredes laterais 253 são afuniladas para fora do topo para o fundo. A superfície de topo do micro-diodo p-n 235 pode ser mais larga que a superfície de fundo do diodo p-n ou aproximadamente a mesma largura. Em uma modalidade, a superfície de fundo 251 do micro-diodo p-n 250 é mais larga que a superfície de topo 221 da camada de metalização 220. A superfície de fundo do micro-diodo p-n também pode ser mais larga que a superfície de topo da camada de metalização ou aproximadamente a mesma largura que a superfície de topo da camada de metalização.
[0076] Uma camada de barreira dielétrica conformal 260 pode ser opcionalmente formada sobre o micro-diodo p-n 235, 250 e outras superfícies expostas. A camada de barreira dielétrica conformal 260 pode ser mais fina que o micro-diodo p-n 235, 250, camada de metalização 220 e opcionalmente a camada de ligação 210 de forma que a camada de barreira dielétrica conformal 260 forma um contorno da topografia que a mesma é formada. Em uma modalidade, o micro- diodo p-n 235, 250 tem diversos microns de espessura como 3 μm, a camada de metalização 220 é de 0,1 μm a 2 μm de espessura e a camada de ligação 210 é 0,1 μm a 2 μm de espessura. Em uma modalidade, a camada de barreira dielétrica conformal 260 é aproximadamente 50 a 600 angstroms de espessura de óxido de alumínio (Al2O3). A camada de barreira dielétrica conformal 260 pode ser depositada por uma variedade de técnicas adequadas como, mas não limitadas a, deposição de camada atômica (ALD). A camada de barreira dielétrica conformal 260 pode proteger contra arqueamento de carga entre micro-diodos p-n adjacentes durante o processo de coleta e, assim, proteger contra micro-diodos p-n adjacentes de se prenderem durante o processo de coleta. A camada de barreira dielétrica conformal 260 também pode proteger as paredes laterais 253, camada de poço quântico 216 e superfície de fundo 251 dos micro-diodos p-n de contaminação que poderia afetar a integridade dos micro-diodos p-n. Por exemplo, a camada de barreira dielétrica conformal 260 pode funcionar como uma barreira física para drenar a camada de ligação material 210 até as paredes laterais e camada quântica 216 dos micro-diodos p-n 250. A camada de barreira dielétrica conformal 260 também pode isolar os micro-diodos p-n 250 uma vez que seja colocada em um substrato de recepção. Em uma modalidade, a camada de barreira dielétrica conformal 260 abrange paredes laterais 253 do micro-diodo p-n e pode cobrir uma camada de poço quântico 216 no micro-diodo p-n. A camada de barreira dielétrica conformal também pode abranger parcialmente a superfície de fundo 251 do micro-diodo p-n, assim como abranger paredes laterais da camada de metalização 220. Em algumas modalidades, a camada de barreira dielétrica conformal também abrange paredes laterais de uma camada de ligação padronizada 210. Uma abertura de contato 262 pode ser formada na camada de barreira dielétrica conformal 260 que expõe a superfície de topo 252 do micro-diodo p-n.
[0077] Com referência à Figura 27, a abertura de contato 262 pode ter uma largura menor que a superfície de topo 252 do micro-diodo p-n e a camada de barreira dielétrica conformal 260 forma um rebordo ao redor das bordas da superfície de topo 252 do micro-diodo p-n. Com referência à Figura 28, a abertura de contato 262 pode ter uma largura levemente maior que a superfície de topo do micro-diodo p-n. Em tal modalidade, a abertura de contato 262 expõe a superfície de topo 252 do micro-diodo p-n e uma porção superior das paredes laterais 253 do micro-diodo p-n, enquanto que a camada de barreira dielétrica conformal 260 cobre e isola a(s) camada(s) de poço quântico 216. Com referência à Figura 29, a camada dielétrica conformal 260 pode ter aproximadamente a mesma largura que a superfície de topo do micro-diodo p-n. A camada dielétrica conformal 260 também podem estar em uma superfície de fundo 251 dos micro-diodos p-n ilustrados nas Figuras 27 a 29.
[0078] Em uma modalidade, a camada de barreira dielétrica conformal 260 é formada do mesmo material que a camada dielétrica 120 da cabeça de ligação. Dependendo da estrutura de dispositivo micro-LED em particular, a camada de barreira dielétrica conformal 260 também pode abranger paredes laterais da camada de ligação 210, assim como o substrato de carreador e colunas, se presentes. A camada de ligação 210 pode ser formada de um material que pode manter o dispositivo micro-LED 200 no substrato de carreador 201 durante certas operações de processamento e manuseio e, ao passar por uma mudança de fase, fornece um meio no qual o dispositivo micro-LED 200 pode ser retido, mas ainda estar imediatamente liberável durante uma operação de coleta. Por exemplo, a camada de ligação pode ser refundível ou refluível de forma que a camada de ligação passe por uma mudança de fase de estado sólido para líquido antes ou durante a operação de coleta. No estado líquido, a camada de ligação pode reter o dispositivo micro-LED no lugar do substrato de carreador enquanto também fornece um meio a partir do qual o dispositivo micro-LED 200 é imediatamente liberável. Em uma modalidade, a camada de ligação 210 tem uma temperatura de líquido ou temperatura de fusão abaixo de aproximadamente 350 oC ou mais especificamente abaixo de aproximadamente 200 oC. Em tais temperaturas, a camada de ligação pode passar por uma mudança de fase sem afetar substancialmente os outros componentes do dispositivo micro-LED. Por exemplo, a camada de ligação pode ser formada de um metal ou liga metálica ou um polímero termoplástico que é removível. Por exemplo, a camada de ligação pode incluir índio, estanho ou um polímero termoplástico como polietileno ou polipropileno. Em uma modalidade, a camada de ligação pode ser condutiva. Por exemplo, onde a camada de ligação passa por uma mudança de fase de sólida para líquida em resposta a uma mudança na temperatura, uma porção da camada de ligação pode permanecer no dispositivo micro-LED durante a operação de coleta. Em tal modalidade, pode ser benéfico que a camada de ligação é formada de um material condutivo de forma que a mesma não afete de forma adversa o dispositivo micro-LED quando a mesma é transferida subsequentemente para um substrato de recepção. Nesse caso, a porção de condutiva camada de ligação que permanece no dispositivo micro-LED durante a transferência pode auxiliar na ligação do dispositivo micro-LED a uma pastilha condutiva em um substrato de recepção. Em uma modalidade específica, a camada de ligação pode ser formada de índio que tem uma temperatura de fusão de 156,7 oC. A camada de ligação pode ser lateralmente contínua pelo substrato 201 ou também pode ser formada em localizações separadas lateralmente. Por exemplo, uma localização separada lateralmente da camada de ligação pode ter uma largura que é menor que ou aproximadamente a mesma largura que a superfície de fundo do micro-diodo p-n ou camada de metalização. Em algumas modalidades, os micro-diodos p-n podem ser opcionalmente formados em colunas 202 no substrato.
[0079] Soldas podem ser materiais adequados para a camada de ligação 210 uma vez que muitas são, em geral, materiais dúcteis no estado sólido e exibem umidificação favorável com um semicondutor e superfícies de metal. Uma liga comum se funde não a uma única temperatura, mas por uma faixa de temperaturas. Portanto, ligas de solda são, com frequência, caracterizadas por uma temperatura de líquido que corresponde à menor temperatura na qual a liga permanece líquida e uma temperatura de sólido que corresponde à maior temperatura na qual a liga permanece sólida. Uma lista exemplificadora de materiais de solda de baixa fusão que podem ser utilizados com modalidades da invenção é fornecida na Tabela 2. Tabela 2.
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[0080] Uma lista exemplificadora de polímeros termoplásticos que podem ser utilizados com modalidades da invenção é fornecida na Tabela 3.
Figure img0006
[0081] A Figura 15 é um fluxograma que ilustra um método de coletar e transferir um microdispositivo de um substrato de carreador para um substrato de recepção de acordo com uma modalidade da invenção. Na operação 1510, uma cabeça de transferência é posicionada sobre um microdispositivo conectado a um substrato de carreador com uma camada de ligação. A cabeça de transferência pode ser qualquer cabeça de transferência descrita na presente invenção. O microdispositivo pode ser qualquer uma dentre as estruturas de dispositivo micro-LED ilustradas nas Figuras 27 a 29 e aquelas descritas no Pedido Provisório relacionado no. US 61/561.706 e o Pedido Provisório no. US 61/594.919. O microdispositivo é, então, colocado em contato com a cabeça de transferência na operação 1520. Em uma modalidade, o microdispositivo é colocado em contato com a camada dielétrica 120 da cabeça de transferência. Em uma modalidade alternativa, a cabeça de transferência é posicionada sobre o microdispositivo com um vão de ar adequado que separa os mesmos que não afeta de forma significativa a pressão de pega, por exemplo, 1 nm (0,001 μm) ou 10 nm (0,01 μm). Na operação 1525, uma operação é realizada para criar uma mudança de fase na camada de ligação 210 do estado sólido para líquido. Por exemplo, a operação pode incluir aquecer uma camada de ligação In para ou acima da temperatura de fusão de 156,7 oC. Em uma outra modalidade, a operação 1525 pode ser realizada antes da operação 1520. Na operação 1530, uma tensão é aplicada ao eletrodo para criar uma pressão de pega no microdispositivo e o microdispositivo e uma porção da camada de ligação substancial 210 são coletadas com a cabeça de transferência na operação 1540. Por exemplo, aproximadamente metade da camada de ligação 210 pode ser coletada com o microdispositivo. Em uma modalidade alternativa, nenhuma da camada de ligação 210 é coletada com a cabeça de transferência. Na operação 1545, o microdispositivo e a porção da camada de ligação 210 são colocados em contato com um substrato de recepção. O microdispositivo e uma porção da camada de ligação 210 são, então, liberados no substrato de recepção na operação 1550. Uma variedade de operações pode ser realizada para controlar a fase da porção da camada de ligação ao coletar, transferir, colocar em contato a substrato de recepção e liberar o microdispositivo e porção da camada de ligação 210 no substrato de recepção. Por exemplo, a porção da camada de ligação que é coletada com o microdispositivo pode ser mantida no estado líquido durante a operação de colocação em contato 1545 e durante a operação de liberação 1550. Em uma outra modalidade, a porção da camada de ligação pode ser permitida a resfriar para uma fase sólida após ser coletada. Por exemplo, a porção da camada de ligação pode estar em uma fase sólida durante a operação de colocação em contato 1545 e novamente fundida para o estado líquido antes ou durante a operação de liberação 1550. Uma variedade de ciclos de temperatura e fase de material pode ser realizada de acordo com modalidades da invenção.
[0082] A Figura 16 é um fluxograma que ilustra um método de coletar e transferir um arranjo de microdispositivos de um substrato de carreador para pelo menos um substrato de recepção de acordo com uma modalidade da invenção. Na operação 1610, um arranjo de cabeças de transferência é posicionado sobre um arranjo de microdispositivos, sendo que cada cabeça de transferência tem uma estrutura de mesa, um eletrodo sobre a estrutura de mesa e uma camada dielétrica que cobre o eletrodo. Na operação 1620, o arranjo de microdispositivos é colocado em contato com o arranjo de cabeças de transferência. Em uma modalidade alternativa, o arranjo de cabeças de transferência é posicionado sobre o arranjo de microdispositivos com um vão de ar adequado que separa os mesmos que não afeta de forma significativa a pressão de pega, por exemplo, 1 nm (0,001 μm) ou 10 nm (0,01 μm). A Figura 17 é uma ilustração de vista lateral de um arranjo de cabeças de transferência de microdispositivo 100 em contato com um arranjo de dispositivos micro- LED 200 de acordo com uma modalidade da invenção. Conforme ilustrado na Figura 17, o passo (P) do arranjo de cabeças de transferência 100 corresponde ao passo dos dispositivos micro-LED 200 com o passo (P) do arranjo de cabeças de transferência sendo a soma do espaçamento (S) entre cabeças de transferência com a largura (W) de uma cabeça de transferência.
[0083] Em uma modalidade, o arranjo de dispositivos micro-LED 200 tem um passo de 10 μm, com cada dispositivo micro-LED tendo um espaçamento de 2 μm e uma largura máxima de 8 μm. Em uma modalidade exemplificadora, assume-se que em um micro-diodo p-n 250 com paredes laterais retas, a superfície de topo de cada dispositivo micro-LED 200 tem uma largura de aproximadamente 8 μm. Em tal modalidade exemplificadora, a largura da superfície de topo 121 de uma cabeça de transferência correspondente 100 é aproximadamente 8 μm ou menor de forma a evitar fazer contato involuntário com um dispositivo micro-LED adjacente. Em uma outra modalidade, o arranjo de dispositivos micro-LED 200 pode ter um passo de 5 μm, sendo que cada dispositivo micro-LED tem um espaçamento de 2 μm e uma largura máxima de 3 μm. Em uma modalidade exemplificadora, a superfície de topo de cada dispositivo micro-LED 200 tem uma largura de aproximadamente 3 μm. Em tal modalidade exemplificadora, a largura da superfície de topo 121 de uma cabeça de transferência correspondente 100 é aproximadamente 3 μm ou menor de forma a evitar fazer contato involuntário com um dispositivo micro-LED adjacente 200. Entretanto, modalidades da invenção não são limitadas a essas dimensões específicas e podem ser de qualquer dimensão adequada.
[0084] A Figura 18 é uma ilustração de vista lateral de um arranjo de cabeças de transferência de microdispositivo em contato com um arranjo de dispositivos micro-LED 200 de acordo com uma modalidade da invenção. Na modalidade ilustrada na Figura 18, o passo (P) das cabeças de transferência é um inteiro múltiplo do passo do arranjo de microdispositivos. Na modalidade em particular ilustrada, o passo (P) das cabeças de transferência é 3 vezes o passo do arranjo de dispositivos micro-LED. Em tal modalidade, ter um passo de cabeça de transferência maior pode proteger contra arqueamento entre cabeças de transferência.
[0085] Com referência novamente à Figura 16, na operação 1630, uma tensão é aplicada seletivamente a uma porção do arranjo de cabeças de transferência 100. Portanto, cada cabeça de transferência 100 pode ser operada de forma independente. Na operação 1640, uma porção correspondente do arranjo de microdispositivos é coletada com a porção do arranjo de cabeças de transferência à qual a tensão foi aplicada seletivamente. Em uma modalidade, aplicar seletivamente uma tensão a uma porção do arranjo de cabeças de transferência significa aplicar uma tensão a cada cabeça de transferência no arranjo de cabeças de transferência. A Figura 19 é uma ilustração de vista lateral de cada cabeça de transferência em um arranjo de cabeças de transferência de microdispositivo que coleta um arranjo de dispositivos micro-LED 200 de acordo com uma modalidade da invenção. Em uma outra modalidade, aplicar seletivamente uma tensão a uma porção do arranjo de cabeças de transferência significa aplicar uma tensão a menos que todas as cabeças de transferência (por exemplo, um subconjunto de cabeças de transferência) no arranjo de cabeças de transferência. A Figura 20 é uma ilustração de vista lateral de um subconjunto do arranjo de cabeças de transferência de microdispositivo que coletam uma porção de um arranjo de dispositivos micro-LED 200 de acordo com uma modalidade da invenção. Em uma modalidade em particular ilustrada nas Figuras 19 a 20, a operação de coleta inclui coletar o micro-diodo p-n 250, a camada de metalização 220 e uma porção da camada de barreira dielétrica conformal 260 para o dispositivo micro-LED 200. Em uma modalidade em particular ilustrada nas Figuras 19 a 20, a operação de coleta inclui coletar uma porção substancial da camada de ligação 210. Consequentemente, qualquer uma das modalidades descritas em relação às Figuras 16 a 22 também pode ser obtida pelo controle da temperatura da porção da camada de ligação 210 conforme descrito em relação à Figura 15. Por exemplo, modalidades descritas em relação às Figuras 16 a 22 podem incluir realizar uma operação para criar uma mudança de fase de estado sólido para líquido em uma pluralidade de localizações da camada de ligação que conectam o arranjo de microdispositivos ao substrato de carreador 201 antes de coletar o arranjo de microdispositivos. Em uma modalidade, a pluralidade de localizações da camada de ligação pode ser regiões da mesma camada de ligação. Em uma modalidade, a pluralidade de localizações da camada de ligação pode ser localizações separadas lateralmente da camada de ligação.
[0086] Em operação 1650, a porção do arranjo de microdispositivos é, então, liberada em pelo menos um substrato de recepção. Assim, o arranjo de micro LEDs pode ser totalmente liberado em um único substrato de recepção ou liberado seletivamente em múltiplos substratos. Por exemplo, o substrato de recepção pode ser, mas não é limitado a, um substrato de exibição, um substrato de iluminação, um substrato com dispositivos funcionais como transistores ou ICs ou um substrato com linhas de redistribuição de metais. A liberação pode ser obtida ao efetuar a tensão aplicada com qualquer uma das maneiras descritas em relação às Figuras 12 a 14.
[0087] A Figura 21 é uma ilustração de vista lateral de um arranjo de cabeças de transferência de microdispositivo que retém um arranjo correspondente de dispositivos micro-LED 200 sobre um substrato de recepção 301 que inclui a pluralidade de contatos acionadores 310. O arranjo de dispositivos micro-LED 200 pode, então, ser colocado em contato com o substrato de recepção e, então, liberado seletivamente. A Figura 22 é uma ilustração de vista lateral de um único dispositivo micro-LED 200 liberado seletivamente no substrato de recepção 301 sobre um contato acionador 310 de acordo com uma modalidade da invenção. Em uma outra modalidade, mais de um dispositivo micro- LED 200 é liberado ou o arranjo inteiro de dispositivos micro-LED 200 é liberado.
[0088] Ao utilizar os vários aspectos dessa invenção, se tornará aparente ao versado na técnica que combinações ou variações das modalidades acima são possíveis para formar uma cabeça de transferência de microdispositivo e arranjo de cabeça e para transferir um microdispositivo e arranjo de microdispositivo. Embora a presente invenção tenha sido descrita em linguagem específica para recursos estruturais e/ou atos metodológicos, deve ser compreendido que a invenção definida nas concretizações não é necessariamente limitada aos recursos ou atos específicos descritos. Os recursos e atos específicos revelados devem, ao invés disso, ser compreendidos como implantações particularmente elegantes da invenção reivindicada úteis para ilustrar a presente invenção.

Claims (20)

1. Cabeça de transferência eletrostática bipolar (100) compreendendo um substrato base (102), a cabeça de transferência eletrostática bipolar (100) caracterizada pelo fato de que compreende: uma estrutura de mesa (104) que inclui paredes laterais (106) que se projetam para longe a partir do substrato base (102) para fornecer um ponto de contato localizado para a cabeça de transferência eletrostática bipolar (100); uma camada dielétrica (120) que cobre a estrutura de mesa (104); e um plano terra condutivo (130) formado sobre o substrato base (102) e que cerca a estrutura de mesa (104).
2. Cabeça de transferência eletrostática bipolar (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a estrutura de mesa (104) forma uma peça única com o substrato base (102).
3. Cabeça de transferência eletrostática bipolar (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o substrato base (102) e a estrutura de mesa (104) compreendem, cada um, silício.
4. Cabeça de transferência eletrostática bipolar (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende, ainda, um eletrodo (116, 116A, 116B) formado sobre uma superfície de topo (108) da estrutura de mesa (104), e a camada dielétrica (120) cobre o eletrodo (116, 116A, 116B).
5. Cabeça de transferência eletrostática bipolar (100), de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que compreende, ainda, um condutor de eletrodo (114, 114A, 114B) que se desloca do eletrodo (116, 116A, 116B) na superfície de topo (108) da estrutura de mesa (104) e ao longo de uma parede lateral (106) da estrutura de mesa (104).
6. Cabeça de transferência eletrostática bipolar (100), de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que a camada dielétrica (120) cobre o condutor de eletrodo (114, 114A, 114B) ao longo da parede lateral (106) da estrutura de mesa (104).
7. Cabeça de transferência eletrostática bipolar (100), de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que compreende, ainda, um meio (117A, 117B) através da estrutura de mesa (104) que conecta o eletrodo (116, 116A, 116B) a um condutor de eletrodo (114, 114A, 114B).
8. Cabeça de transferência eletrostática bipolar (100), de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que o eletrodo (116, 116A, 116B) compreende um material selecionado a partir do grupo que consiste em platina, titânio, vanádio, cromo, zircônio, nióbio, molibdênio, rutênio, ródio, háfnio, tântalo, tungstênio, rênio, ósmio, irídio e ligas dos mesmos.
9. Cabeça de transferência eletrostática bipolar (100), de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que o eletrodo (116, 116A, 116B) compreende TiW.
10. Cabeça de transferência eletrostática bipolar (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a camada dielétrica (120) compreende um material dielétrico selecionado a partir do grupo que consiste em Al2O3 e Ta2O5.
11. Cabeça de transferência eletrostática bipolar (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende, ainda, um par de eletrodos (116, 116A, 116B) formados em uma superfície de topo (108) da estrutura de mesa (104), em que a camada dielétrica (120) cobre o par de eletrodos (116, 116A, 116B).
12. Cabeça de transferência eletrostática bipolar (100), de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de que compreende, ainda, um par de condutores de eletrodo (114, 114A, 114B), em que cada condutor de eletrodo (114, 114A, 114B) se desloca de um eletrodo (116, 116A, 116B) correspondente sobre a superfície de topo (108) da estrutura de mesa (104) ao longo de uma parede lateral (106) da estrutura de mesa (104).
13. Cabeça de transferência eletrostática bipolar (100), de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo fato de que a camada dielétrica (120) cobre o par de condutores de eletrodo (114, 114A, 114B) ao longo da parede lateral (106) da estrutura de mesa (104).
14. Cabeça de transferência eletrostática bipolar (100), de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de que compreende, ainda, um meio (117A, 117B) através da estrutura de mesa (104) que conecta um dentre o par de eletrodos (116, 116A, 116B) a um condutor de eletrodo (114, 114A, 114B).
15. Cabeça de transferência eletrostática bipolar (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende: um arranjo de estruturas de cabeças de transferência eletrostática bipolar (100); a camada dielétrica (120) que cobre a estrutura de mesa (104) de cada cabeça de transferência eletrostática bipolar (100); e o plano terra condutivo (130) que circunda cada uma das estruturas de mesa (104).
16. Cabeça de transferência eletrostática bipolar (100), de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de que cada estrutura de mesa (104) forma uma peça única com o substrato base (102).
17. Cabeça de transferência eletrostática bipolar (100), de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de que o substrato base (102) e cada estrutura de mesa (104) compreendem, cada um, silício.
18. Cabeça de transferência eletrostática bipolar (100), de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de que compreende, ainda, um eletrodo (116, 116A, 116B) formado sobre uma superfície de topo (108) de cada estrutura de mesa (104), e a camada dielétrica (120) cobre cada eletrodo (116, 116A, 116B).
19. Cabeça de transferência eletrostática bipolar (100), de acordo com a reivindicação 18, caracterizada pelo fato de que cada eletrodo (116, 116A, 116B) compreende um material selecionado a partir do grupo que consiste em platina, titânio, vanádio, cromo, zircônio, nióbio, molibdênio, rutênio, ródio, háfnio, tântalo, tungstênio, rênio, ósmio, irídio e ligas dos mesmos.
20. Cabeça de transferência eletrostática bipolar (100), de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de que a camada dielétrica (120) compreende um material dielétrico selecionado a partir do grupo que consiste em Al2O3 e Ta2O5.
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