CN111584408A - 一种基于相位掩膜干涉的Micro-LED巨量转移装置和方法 - Google Patents
一种基于相位掩膜干涉的Micro-LED巨量转移装置和方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111584408A CN111584408A CN202010485734.9A CN202010485734A CN111584408A CN 111584408 A CN111584408 A CN 111584408A CN 202010485734 A CN202010485734 A CN 202010485734A CN 111584408 A CN111584408 A CN 111584408A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- micro
- wafer
- led
- transfer
- phase mask
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000012546 transfer Methods 0.000 title claims abstract description 95
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 56
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 claims abstract description 81
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 30
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 48
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 47
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 47
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 27
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 21
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 8
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 6
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 2
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000001338 self-assembly Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 238000005411 Van der Waals force Methods 0.000 description 1
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000005347 demagnetization Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- GYZLOYUZLJXAJU-UHFFFAOYSA-N diglycidyl ether Chemical compound C1OC1COCC1CO1 GYZLOYUZLJXAJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 230000036618 natural shedding Effects 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 230000005622 photoelectricity Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67144—Apparatus for mounting on conductive members, e.g. leadframes or conductors on insulating substrates
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70283—Mask effects on the imaging process
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/15—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission
- H01L27/153—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission in a repetitive configuration, e.g. LED bars
- H01L27/156—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission in a repetitive configuration, e.g. LED bars two-dimensional arrays
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
一种基于相位掩膜干涉的Micro‑LED巨量转移装置，包括光路模块、Micro‑LED转移模块和控制模块；所述光路模块包括激光发生器及沿激光路径依次设置的声光调制器、扩束镜、第一反射镜、相位掩膜版、第二反射镜和柱透镜；所述Micro‑LED转移模块包括转移组件和承接子模块；所述控制模块包括工控机，所述工控机与所述激光发生器电气连接。本发明提出一种基于相位掩膜干涉的Micro‑LED巨量转移装置和方法，以解决现有Micro‑LED巨量转移效率低、可控性差和工艺流程复杂等问题，在保证精准度和良率之外，在释放的同时实现扩大晶片间隔距离的要求，进一步满足了低成本、易操作、高效率、高灵活度并简化工艺等需求。
Description
技术领域
本发明涉及半导体光电技术领域，尤其涉及一种基于相位掩膜干涉的Micro-LED巨量转移装置和方法。
背景技术
OLED、Micro-LED、激光显示等多种新型显示技术在产业界得到加速开发。Micro-LED因其在亮度、大尺寸、功耗等多方面具备了明显优势而吸引了众多科研机构和厂商快速布局Micro-LED的产业链。在功耗参数上，Micro-LED大约是传统LED的10％、OLED的50％，满足当前社会发展的绿色可持续要求。然而，由于Micro-LED尺寸为1μm-10μm，要实现一块超高分辨率的Micro-LED显示屏的组装，便需要对百万或千万片微米级尺寸的Micro-LED晶片进行转移和固定，即巨量转移(Mass Transfer)。若将传统转移技术应用到上述过程中，针对12英寸晶圆上Micro-LED的拾取并释放将耗费上百个小时，极大降低生产效率。该巨量转移过程要求从施主晶圆上精准抓取Micro-LED晶片,按需选择性释放到目标基板上，以实现图案化转移的目的。实现这一工艺流程的技术目前大致可分为四种：(1)采用外力干预的精准抓取技术，如静电力、范德华力等，如美国专利US20170200711A1中需要高精度控制的转移针头，其接触力容易对Micro-LED造成损伤；(2)采用流体自组装技术，利用流体的干预，让Micro-LED落入预制的特殊结构中，达到自组装效果；(3)滚轴转印技术，将TFT元件拾取并释放到所需基板，再将Micro-LED拾取并释放到带有TFT的基板上，如美国专利US20170256523A1，该工艺在转移过程中较易发生Micro-LED的自然脱落。(4)选择性释放技术，如中国专利CN110335844A简化去除了拾取过程，利用选择性加热去磁方法从原有衬底上直接释放Micro-LED，但也需要预先将Micro-LED添加磁性材料。
激光技术以灵活性强、精准度高、相干性好等优点，可在上述选择性释放技术发挥优势。然而在选择性释放过程中，满足高效率的可调控的转移需求仍然任重道远，亟需一种新方法，在保证释放准确度、提高释放速度的同时，满足按需选择性释放、简化工艺流程、降低装备成本、降低光热损伤的需求。
发明内容
本发明的目的在于针对背景技术中的缺陷，提出一种基于相位掩膜干涉的Micro-LED巨量转移装置和方法，以解决现有Micro-LED巨量转移效率低、可控性差和工艺流程复杂等问题，在保证精准度和良率之外，在释放的同时实现扩大晶片间隔距离的要求，进一步满足了低成本、易操作、高效率、高灵活度并简化工艺等需求。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种基于相位掩膜干涉的Micro-LED巨量转移装置，包括光路模块、Micro-LED转移模块和控制模块；
所述光路模块包括激光发生器及沿激光路径依次设置的声光调制器、扩束镜、第一反射镜、相位掩膜版、第二反射镜和柱透镜；
所述Micro-LED转移模块包括转移组件和承接子模块；
所述控制模块包括工控机，所述工控机与所述激光发生器电气连接。
优选的，所述转移组件包括固定架以及布置于所述固定架的光敏胶、晶片、晶片焊盘和透光基板；
所述光敏胶紧密连接于所述透光基板的下表面，所述光敏胶的下表面黏结有多个所述晶片，所述晶片呈现阵列分布于所述光敏胶的下表面的黏合层，所述晶片的下表面设置有所述晶片焊盘。
优选的，所述转移组件下方设置有所述承接子模块，所述承接子模块包括接受基板，所述接受基板的上表面设置有金属凸点，所述金属凸点与所述晶片焊盘一一对应接触。
优选的，所述透光基板为透光刚性材料，且所述透光基板的透射率大于所述晶片和光敏胶的透射率。
优选的，所述第二反射镜绕其中心进行旋转，旋转角度为0°-30°。
优选的，所述接收基板为嵌入式器件。
一种基于相位掩膜干涉的Micro-LED巨量转移方法，包括使用所述一种基于相位掩膜干涉的Micro-LED巨量转移装置进行巨量转移，巨量转移方法具体包括：
步骤A：移动转移组件，使其靠近接受基板的上表面，使晶片焊盘与金属凸点在空间分布上一一对应并相互接触；
步骤B：开启入射激光，调整入射激光形成出射激光，出射激光以正入射方式经过相位掩膜版，被分为±1级两束光束，两束光束产生双光束干涉，形成周期条纹，将周期条纹照射于转移组件的上表面；
步骤C：关闭入射激光，将转移组件绕其Z轴顺时针旋转90°，重复步骤B，使目标释放的晶片在周期条纹的照射下达到释放点后进行释放；
步骤D：释放的晶片脱离光敏胶，到达接受基板的金属凸点，并使晶片焊盘与金属凸点紧密接触；
步骤E：移动转移组件，使其上的未释放的晶片远离接受基板的上表面；
步骤F：重复执行步骤A-步骤E，使转移组件所有未释放的晶片全部释放。
优选的，在步骤B中，包括利用所述周期条纹对转移组件上的光敏胶进行一次曝光，根据曝光结果获得未曝光的光敏胶和一次曝光的光敏胶；
在步骤C中，包括使所述转移组件绕其Z轴顺时针旋转90°，利用所述周期条纹对步骤B中的光敏胶进行二次曝光，根据曝光结果获得二次曝光的光敏胶。
优选的，若所述光敏胶的曝光过程的热输入量叠加后，其大小超过热输入阈值，则目标释放晶片进行释放；
包括控制曝光时间和激光功率对热输入量进行调控。
优选的，所述光敏胶在一次曝光和二次曝光的过程中，所述周期条纹的波长一致，其中，通过控制第二反射镜的旋转角度控制所述周期条纹的波长。
有益效果：
本发明解决现有Micro-LED巨量转移效率低、可控性差和工艺流程复杂等问题，在保证精准度和良率之外，在释放的同时实现扩大晶片间隔距离的要求，进一步满足了低成本、易操作、高效率、高灵活度并简化工艺等需求。
附图说明
图1是本发明其中一个实施例的光路结构三维示意图；
图2是本发明其中一个实施例的光路结构及控制系统示意图；
图3是本发明其中一个实施例的选择性释放Micro-LED晶片过程示意图；
图4是本发明其中另一个实施例的选择性释放Micro-LED晶片过程示意图；
图5是本发明其中一个实施例的Micro-LED晶片选择性转移装置示意图。
其中：入射激光101、相位掩膜版102、第二反射镜103、柱透镜104、出射激光105、干涉光束106、第一反射镜107、扩束镜108、声光调制器109、激光发生器110、工控机111、转移装置2、固定架201、光敏胶202、未曝光的光敏胶202a、一次曝光的光敏胶202b、二次曝光的光敏胶202c、晶片203、未释放的晶片203a、释放的晶片203b、晶片焊盘204、透光基板205、承接子模块3、接受基板301、金属凸点302。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
本发明的一种基于相位掩膜干涉的Micro-LED巨量转移装置，包括光路模块、Micro-LED转移模块和控制模块；
所述光路模块包括激光发生器110及沿激光路径依次设置的声光调制器109、扩束镜108、第一反射镜107、相位掩膜版102、第二反射镜103和柱透镜104；
所述Micro-LED转移模块包括转移组件2和承接子模块3；
所述控制模块包括工控机111，所述工控机111与所述激光发生器110电气连接。
在本申请中，转移组件2可以根据光路调整的需要在在精密操作臂(图未示)的夹持下，实现沿z轴的平移。如图1和图2所示，入射激光101的传递顺序是：由激光发生器110产生之后依次经过声光调制器109、扩束镜108，由第一反射镜107反射得以改变方向之后，以正入射方式经过相位掩膜版102，被分为±1级两束光束(双光束夹角为2θ)，分别由第二反射镜103反射调整之后进入柱透镜104，两束出射激光105汇聚发生干涉，形成周期条纹，照射于转移组件2上，对转移组件2进行远场加工。需要说明的是，所述第一反射镜107可以根据光路的摆放需求来灵活设置，即可以是扩束镜108到第一反射镜107，再到相位掩膜版102，也可以是扩束镜108直接到相位掩膜版102；在本申请中，相位掩膜版102的作用是将入射激光分为±1级两束光束，双光束在一对第二反射镜103的调控下可以使干涉处的条纹发生变化，从而达到本申请动态调控的目的；进一步的，经由相位掩膜版102出来的±1级光束也会发生干涉，也会产生干涉条纹，利用该干涉条纹进行加工称为近场加工，该方法缺点是条纹波长不可调控；然而，本发明采用了将±1级光束出射之后再用第二反射镜103(可旋转)，这种方法称为远场加工，优点是允许通过调整第二反射镜103的旋转角度进而改变两束光的干涉夹角，从而使得干涉条纹的波长可控。近场加工的条纹和远场加工的干涉条纹都通过在图2中的光束汇聚处的条纹表示出来。
其中用于远场加工的条纹干涉周期λB与入射激光101的波长λ的关系是
(根据耦合模理论)，其中neff为加工材料的有效折射率，一般取1.4，θ为±1级光束中单光束夹角。具体的，入射激光101的波长λ为紫外波段，优选为200nm～400nm，功率优选为10mW～500mW。
优选的，所述转移组件2包括固定架201以及布置于所述固定架201的光敏胶202、晶片203、晶片焊盘204和透光基板205；
所述光敏胶202紧密连接于所述透光基板205的下表面，所述光敏胶202的下表面黏结有多个所述晶片203，所述晶片203呈现阵列分布于所述光敏胶202的下表面的黏合层，所述晶片203的下表面设置有所述晶片焊盘204。
优选的，所述转移组件2下方设置有所述承接子模块3，所述承接子模块3包括接受基板301，所述接受基板301的上表面设置有金属凸点302。
如图3、图4和图5所示，转移组件2包括固定架201、光敏胶202、晶片203、晶片焊盘204、透光基板205。其中，与透光基板205下表面紧密连接有光敏胶202，光敏胶202下表面黏结有多个晶片203，晶片203在黏合层下表面呈现阵列分布；在转移组件2下方设置有承接子模块3，所述承接子模块3包括接受基板301，以及分布于其上面的待接受晶片203的金属凸点302。
所述的晶片203的尺寸为1μm×1μm及以上，其包含例如n掺杂的氮化镓层、多量子阱结构、p掺杂的氮化镓层等。
本申请中，所述晶片203上附带有2个晶片焊盘204，并分别与金属凸点302在空间分布上一一对应。
所述的透光基板205上的晶片203阵列可以从晶片203生长基底如蓝宝石等基底上批量转印而来，其过程为本领域内人员所知，在此不再赘述。
优选的，所述透光基板205为透光刚性材料，且所述透光基板205的透射率大于所述晶片203和光敏胶202的透射率。
优选的，所述第二反射镜103绕其中心进行旋转，旋转角度为0°-30°。
在本申请中，所述第二反射镜103的数量优选为2个，可绕其中心旋转，旋转角度
可调，
每变化5°会引起λB大约800nm的变化，λB为上文提及的干涉周期，具体的，旋转角度
为0°～30°。
优选的，所述接收基板为嵌入式器件。
在本申请中，所述接受基板301可以为MEMS、微型传感器、功率半导体、发光二极管集成电路或其他嵌入式器件。
一种基于相位掩膜干涉的Micro-LED巨量转移方法，包括使用所述一种基于相位掩膜干涉的Micro-LED巨量转移装置进行巨量转移，巨量转移方法具体包括：
步骤A：移动转移组件2，使其靠近接受基板301的上表面，使晶片焊盘204与金属凸点302在空间分布上一一对应并相互接触；
步骤B：开启入射激光101，调整入射激光101形成出射激光105，出射激光105以正入射方式经过相位掩膜版102，被分为±1级两束光束，两束光束产生双光束干涉，形成周期条纹，将周期条纹照射于转移组件2的上表面；
步骤C：关闭入射激光101，将转移组件2绕其Z轴顺时针旋转90°，重复步骤B，使目标释放的晶片203在周期条纹的照射下达到释放点后进行释放；
步骤D：释放的晶片203b脱离光敏胶202，到达接受基板301的金属凸点302，并使晶片焊盘204与金属凸点302紧密接触；
步骤E：移动转移组件2，使其上的未释放的晶片203a远离接受基板301的上表面；
步骤F：重复执行步骤A-步骤E，使转移组件2所有未释放的晶片203a全部释放。
参照图5(a)，转移组件2在精密操作臂(图未示)的运载下，移动并靠近接受基板301的上表面，并使晶片焊盘204与金属凸点302在空间分布上一一对应并接触，参照图5(b),开启入射激光101，出射激光105产生双干涉光束106，周期条纹照射在转移装置2上表面，关闭入射激光101，再将转移组件2绕着z轴顺时针旋转90度，参照图5(c),开启入射激光101，再关闭入射激光101，实现动态选择并释放所述释放的晶片203b，参照图5(d),释放的晶片203b在重力的作用下脱离光敏胶202，到达接受基板301上的金属凸点302并使晶片焊盘204与金属凸点302紧密接触，该动作完成之后，转移组件2在精密操作臂(图未示)的运载下，与未释放的晶片203a一起远离接受基板301的上表面，释放过程完成，进入下一个工作循环，直至将未释放的晶片203a释放完成，由于停止干涉光束106的辐射后，光敏胶202的温度自发降低，直至完全能恢复初始温度后，可以再次利用。
优选的，在步骤B中，包括利用所述周期条纹对转移组件2上的光敏胶202进行一次曝光，根据曝光结果获得未曝光的光敏胶202和一次曝光的光敏胶202；
在步骤C中，包括使所述转移组件2绕其Z轴顺时针旋转90°，利用所述周期条纹对步骤B中的光敏胶202进行二次曝光，根据曝光结果获得二次曝光的光敏胶202c。
如图3(a)-(c)所示，上述周期条纹对光敏胶202形成一次曝光，得到未曝光的光敏胶202a和一次曝光的光敏胶202b；如图3(d)-(e)所示，转移组件2在精密操作臂(图未示)的夹持下绕z轴旋转90度，所述周期条纹对上述光敏胶形成二次曝光，得到二次曝光的光敏胶202c。
旋转90度的操作被设置在一次曝光和二次曝光之间。干涉条纹在平面内是一维分布，而本发明的目的是为了能够离散地对平面内的光敏胶区域进行选择性加热，即二维的选择光照过程。所以，设计了一次曝光、平台旋转90度、二次曝光的工艺过程。参照附图3，未曝光的光敏胶202a(未着色方格)是未曝光的区域，一次曝光的光敏胶202b(浅灰色方格)是一次曝光区域，二次曝光的光敏胶202c(深灰色方格)是一次曝光和二次曝光的重叠区域，该重叠区域是我们想要释放的Micro-LED矩阵图案，该矩阵图案可以被动态调控，图3和图4展示了不同矩阵图案。
具体地，上述一次曝光和二次曝光之间的间隔时间为10ms～500ms。
具体地，光敏胶202优选为聚羟基醚聚合物，其优选的单体为二羟基的染料和二缩水甘油醚，也可以为其他的商用UV释放胶等，其粘度可以由温度进行调控，呈负相关关系。
优选的，若所述光敏胶202的曝光过程的热输入量叠加后，其大小超过热输入阈值，则目标释放晶片203进行释放；
包括控制曝光时间和激光功率对热输入量进行调控。
具体地，上述曝光过程的条纹对光敏胶202的热输入量可以由曝光时间、激光功率进行调控，设定光敏胶202达到释放晶片203的效果时，其热输入阈值为E，则一、二次曝光过程中的热输入量优选为
将两次曝光过程的热输入量进行叠加，其大小将超过热输入阈值E，达到对晶片203的释放。
优选的，所述光敏胶202在一次曝光和二次曝光的过程中，所述周期条纹的波长一致，其中，通过控制第二反射镜103的旋转角度控制所述周期条纹的波长。
参见图3，在一次曝光和二次曝光的过程中周期条纹的波长λB一致，参见图4，在一次曝光和二次曝光的过程中周期条纹的波长λB可通过调整第二反射镜103的旋转角度φ的大小而得到调控，从而实现对晶片203目标释放阵列的动态调控。
所述的透光基板205的材质是玻璃或其他透光刚性材料。更具体地，与未释放的晶片203a和光敏胶202相比，透光基板205具有更高的透射率，即透光基板205相对于干涉光束106是透明的。因此，干涉光束106的能量将大部分被光敏胶202吸收，以实现对晶片203a的释放剥离。当然，透光基板205与光敏胶202之间的透射率差越大，剥离效果越佳。
经过上述过程后，可以对晶片203进行常规的后续处理。例如，后续过程包括：在接受基板301上涂覆、蚀刻聚合物，以晶片203的外延层，在晶片203的外延层上形成金属电极并对电极进行封装，该过程为该领域人员所熟悉，不再赘述。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于相位掩膜干涉的Micro-LED巨量转移装置，其特征在于：包括光路模块、Micro-LED转移模块和控制模块；
所述光路模块包括激光发生器及沿激光路径依次设置的声光调制器、扩束镜、第一反射镜、相位掩膜版、第二反射镜和柱透镜；
所述Micro-LED转移模块包括转移组件和承接子模块；
所述控制模块包括工控机，所述工控机与所述激光发生器电气连接。
2.根据权利要求1所述一种基于相位掩膜干涉的Micro-LED巨量转移装置，其特征在于：
所述转移组件包括固定架以及布置于所述固定架的光敏胶、晶片、晶片焊盘和透光基板；
所述光敏胶紧密连接于所述透光基板的下表面，所述光敏胶的下表面黏结有多个所述晶片，所述晶片呈现阵列分布于所述光敏胶的下表面的黏合层，所述晶片的下表面设置有所述晶片焊盘。
3.根据权利要求2所述一种基于相位掩膜干涉的Micro-LED巨量转移装置，其特征在于：
所述转移组件下方设置有所述承接子模块，所述承接子模块包括接受基板，所述接受基板的上表面设置有金属凸点，所述金属凸点与所述晶片焊盘一一对应接触。
4.根据权利要求2所述一种基于相位掩膜干涉的Micro-LED巨量转移装置，其特征在于：
所述透光基板为透光刚性材料，且所述透光基板的透射率大于所述晶片和光敏胶的透射率。
5.根据权利要求1所述一种基于相位掩膜干涉的Micro-LED巨量转移装置，其特征在于：
所述第二反射镜绕其中心进行旋转，旋转角度为0°-30°。
6.根据权利要求1所述一种基于掩膜干涉的Micro-LED巨量转移装置，其特征在于：
所述接收基板为嵌入式器件。
7.一种基于相位掩膜干涉的Micro-LED巨量转移方法，其特征在于：包括使用如权利要求1-6所述的基于相位掩膜干涉的Micro-LED巨量转移装置进行巨量转移，巨量转移方法具体包括：
步骤A：移动转移组件，使其靠近接受基板的上表面，使晶片焊盘与金属凸点在空间分布上一一对应并相互接触；
步骤B：开启入射激光，调整入射激光形成出射激光，出射激光以正入射方式经过相位掩膜版，被分为±1级两束光束，两束光束产生双光束干涉，形成周期条纹，将周期条纹照射于转移组件的上表面；
步骤C：关闭入射激光，将转移组件绕其Z轴顺时针旋转90°，重复步骤B，使目标释放的晶片在周期条纹的照射下达到释放点后进行释放；
步骤D：释放的晶片脱离光敏胶，到达接受基板的金属凸点，并使晶片焊盘与金属凸点紧密接触；
步骤E：移动转移组件，使其上的未释放的晶片远离接受基板的上表面；
步骤F：重复执行步骤A-步骤E，使转移组件所有未释放的晶片全部释放。
8.根据权利要求7所述一种基于相位掩膜干涉的Micro-LED巨量转移方法，其特征在于：
在步骤B中，包括利用所述周期条纹对转移组件上的光敏胶进行一次曝光，根据曝光结果获得未曝光的光敏胶和一次曝光的光敏胶；
在步骤C中，包括使所述转移组件绕其Z轴顺时针旋转90°，利用所述周期条纹对步骤B中的光敏胶进行二次曝光，根据曝光结果获得二次曝光的光敏胶。
9.根据权利要求8所述一种基于相位掩膜干涉的Micro-LED巨量转移方法，其特征在于：
若所述光敏胶的曝光过程的热输入量叠加后，其大小超过热输入阈值，则目标释放晶片进行释放；
包括控制曝光时间和激光功率对热输入量进行调控。
10.根据权利要求8所述一种基于相位掩膜干涉的Micro-LED巨量转移方法，其特征在于：
所述光敏胶在一次曝光和二次曝光的过程中，所述周期条纹的波长一致，其中，通过控制第二反射镜的旋转角度控制所述周期条纹的波长。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010485734.9A CN111584408B (zh) | 2020-06-01 | 2020-06-01 | 一种基于相位掩膜干涉的Micro-LED巨量转移装置和方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010485734.9A CN111584408B (zh) | 2020-06-01 | 2020-06-01 | 一种基于相位掩膜干涉的Micro-LED巨量转移装置和方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111584408A true CN111584408A (zh) | 2020-08-25 |
| CN111584408B CN111584408B (zh) | 2021-01-12 |
Family
ID=72127316
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010485734.9A Active CN111584408B (zh) | 2020-06-01 | 2020-06-01 | 一种基于相位掩膜干涉的Micro-LED巨量转移装置和方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111584408B (zh) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1725042A (zh) * | 2005-06-30 | 2006-01-25 | 昆明理工大学 | 基于Talbot干涉仪的扫描式光栅写入法及扫描式Talbot干涉仪 |
| KR20100039004A (ko) * | 2008-10-07 | 2010-04-15 | 한국과학기술원 | 패턴 전사 방법 및 패턴 전사 시스템 |
| CN108962789A (zh) * | 2018-06-25 | 2018-12-07 | 开发晶照明（厦门）有限公司 | 微器件转移方法和微器件转移设备 |
-
2020
- 2020-06-01 CN CN202010485734.9A patent/CN111584408B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1725042A (zh) * | 2005-06-30 | 2006-01-25 | 昆明理工大学 | 基于Talbot干涉仪的扫描式光栅写入法及扫描式Talbot干涉仪 |
| KR20100039004A (ko) * | 2008-10-07 | 2010-04-15 | 한국과학기술원 | 패턴 전사 방법 및 패턴 전사 시스템 |
| CN108962789A (zh) * | 2018-06-25 | 2018-12-07 | 开发晶照明（厦门）有限公司 | 微器件转移方法和微器件转移设备 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111584408B (zh) | 2021-01-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109524512B (zh) | 基于可控微反射镜阵列的微型发光二极管巨量转移方法 | |
| CN111477650B (zh) | 一种Micro-LED巨量转移方法及转移装置 | |
| CN103597404B (zh) | 光刻设备、可编程图案形成装置以及光刻方法 | |
| CN110752167B (zh) | 芯片转移的方法及其芯片转移系统 | |
| KR20190008423A (ko) | 마이크로-디바이스들의 무마스크 병렬 픽-앤-플레이스 이송 | |
| CN103034062B (zh) | 用于晶片边缘曝光的方法、光学模块和自动聚焦系统 | |
| TWI426358B (zh) | 微影裝置及元件製造方法 | |
| TWI414904B (zh) | 微影裝置及元件製造方法 | |
| TWI408514B (zh) | 微影裝置及元件製造方法 | |
| TW201525617A (zh) | 微影裝置、圖案化器件及微影方法 | |
| US20230369533A1 (en) | Laser projection proximity mass transfer device, method and equipment | |
| CN107357034A (zh) | 一种激光干涉图案化光场作为光源的光诱导介电泳装置 | |
| CN111584408B (zh) | 一种基于相位掩膜干涉的Micro-LED巨量转移装置和方法 | |
| TWI431435B (zh) | 微影裝置及元件製造方法 | |
| CN108062006A (zh) | 一种自动上下版的直写式丝网制版系统及制版方法 | |
| TWI557514B (zh) | 微影裝置及元件製造方法 | |
| TW202036667A (zh) | 壓印裝置和產品製造方法 | |
| TWI533094B (zh) | 微影裝置及元件製造方法 | |
| CN103901730B (zh) | 曝光装置及曝光方法 | |
| CN107239088B (zh) | 一种激光加工晶圆的控制方法及系统 | |
| JP2023104989A (ja) | インプリント装置および物品製造方法 | |
| WO2006051448A2 (en) | Array of spatial light modulators and method of production of a spatial light modulator device | |
| CN110187607A (zh) | 一种直写光刻机构及其曝光方法 | |
| CN206523740U (zh) | 一种直写式丝网制版设备 | |
| CN105137722A (zh) | 一种边缘曝光装置及曝光方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20230526 Address after: 237400 Huoqiu modern industrial park, Hefei high tech Zone, Huoqiu County, Lu'an City, Anhui Province Patentee after: Anhui Chuangyuan Photoelectric Technology Co.,Ltd. Address before: 510006 Dongfeng East Road, Yuexiu District, Guangzhou, Guangdong 729 Patentee before: GUANGDONG University OF TECHNOLOGY Effective date of registration: 20230526 Address after: 710000 Room 31401, Unit 3, Unit 14, Jiatian International Building No. 1, 216 Taibai South Road, Yanta District, Xi'an City, Shaanxi Province Patentee after: Xi'an Crossing Photoelectric Technology Co.,Ltd. Address before: 237400 Huoqiu modern industrial park, Hefei high tech Zone, Huoqiu County, Lu'an City, Anhui Province Patentee before: Anhui Chuangyuan Photoelectric Technology Co.,Ltd. |