CN112970097A - 用于转移半导体芯片的转移工具和方法 - Google Patents

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Abstract

提出一种用于转移半导体芯片(2)的转移工具(1)，所述转移工具具有：‑粘性压模(3)，所述粘性压模(3)具有用于容纳所述半导体芯片(2)的粘附面(4)，和‑用于调节粘附面(4)的面积的装置(15)，其中‑所述粘性压模(3)构成为可变形的，‑所述粘附面(4)通过所述粘性压模(3)的外面的一部分形成，和‑所述粘附面(4)的面积能够通过所述粘性压模(3)的变形来调节。此外，提出一种用于转移半导体芯片(2)的方法。

Description

用于转移半导体芯片的转移工具和方法
技术领域
提出一种转移工具。此外，提出一种用于转移半导体芯片的方法。
发明内容
要实现的目的在于，提出一种改进的用于转移半导体芯片的转移工具。另一要实现的目的在于，提出一种方法，借助所述方法能够借助于转移工具特别高效地转移所述半导体芯片。
提出一种用于转移半导体芯片的转移工具。所述转移工具设置为用于，能够实现和执行将至少一个、尤其是多个半导体芯片从源载体尤其是选择性地和/或并行地转移至目标载体。
半导体芯片例如是电子半导体芯片，尤其是光电子半导体芯片。所述光电子半导体芯片，例如发光二极管芯片、光电二极管芯片或激光二极管芯片，具有带有有源区的外延生长的半导体层序列，所述有源区适合用于探测或产生电磁辐射。
根据至少一个实施形式，用于转移半导体芯片的转移工具包括粘性压模。所述转移工具能够包括一个或多个粘性压模。所述粘性压模是转移工具的组件，要转移的半导体芯片容纳在所述组件上并且在转移期间保持在其上。所述粘性压模构成为，使得其能够压贴到半导体芯片上，而不会损坏所述半导体芯片。
根据至少一个实施形式，所述粘性压模具有用于容纳半导体芯片的粘附面。例如，所述粘性压模包括多个粘附面，所述粘附面能够侧向间隔开并且彼此平行伸展地设置。所述粘附面是下述面，在所述面上所述粘性压模在转移期间与半导体芯片直接接触。所述粘附面朝向所述半导体芯片。
根据至少一个实施形式，所述转移工具具有用于调节粘附面的面积的装置。用于调节粘附面的面积的装置例如具有至少一个泵、电容器、电磁体和/或发射辐射的部件，如发光二极管或激光二极管，以便因此改变粘附面的面积，并进而调节所述面积。例如，能够借助于所述装置将力施加到粘性压模上，这引起粘附面的面积发生变化。
根据至少一个实施形式，所述粘性压模构成为可变形的。也就是说，例如通过力的作用，所述粘性压模的形状至少在某些部位发生改变。优选的是，所述粘性压模至少在某些部位借助弹性材料如弹性体形成。特别优选的是，所述粘性压模在变形之后尽可能完全恢复其初始形状。
根据至少一个实施形式，所述粘性压模的粘附面通过所述粘性压模的外面的一部分形成。所述粘性压模的外面是下述面，所述面朝向外对粘性压模限界。因此，所述外面朝向外对粘性压模的三维体部限界。所述粘性压模具有外面的至少一个区域，该区域在转移所述半导体芯片时与所述粘性压模直接接触。所述外面的该区域形成粘附面。所述粘附面例如能够借助弹性体形成。
根据至少一个实施形式，所述粘附面的面积能够通过粘性压模的变形来调节。尤其，能够通过可变形的粘性压模调节所述粘附面的面积。也就是说，通过粘性压模的变形，能够改变所述粘性压模的外面的形状。所述外面的形状的改变引起所述粘附面的面积的改变。所述粘性压模的区域的面积通过粘性压模的变形缩小或增大，其中所述面积在转移所述半导体芯片时直接在其上限界。
根据至少一个实施形式，用于转移半导体芯片的转移工具具有粘性压模和用于调节粘附面的面积的装置，所述粘性压模具有用于容纳所述半导体芯片的粘附面，其中所述粘性压模构成为可变形的，并且所述粘附面通过所述粘性压模的外面的一部分形成。所述粘附面的面积能够通过所述粘性压模的变形来调节。
根据至少一个实施形式，所述粘附面构成为不间断的。不间断表示：所述粘附面构成为连贯的。所述粘附面于是尤其不具有凹部。因此，在体积区域中的凹部不延伸至所述粘附面，并且尤其不会穿透所述粘附面。尤其，所述凹部不完全延伸穿过所述粘性压模。
根据至少一个实施形式，所述粘性压模包括可变形的体积区域，并且所述粘附面通过体积区域的外面的一部分形成。所述体积区域优选是粘性压模的一部分，并且例如通过粘性压模的体部中的隆起或凸起形成。优选的是，所述体积区域借助弹性材料如弹性体形成。有利地，在运行中，所述粘性压模的体积区域能够特别靠近所述半导体芯片引导，以便因此使将半导体芯片从源载体转移到目标载体变得容易。所述粘性压模例如包括多个体积区域，所述体积区域能够侧向间隔开地设置。例如，所述粘性压模优选具有在800至10000个之间的体积区域。
在此，所述粘附面尤其通过体积区域的外面的一部分形成。优选地，每个体积区域包括刚好一个粘附面，所述粘附面通过体积区域的外面的一部分形成。所述体积区域的外面的该区域在转移时朝向所述半导体芯片，并且在此被称为“芯片容纳面”。所述体积区域的芯片容纳面在所述体积区域的运行状态中例如对应于所述粘附面，在所述运行状态期间发生所述转移。在该情况下，所述芯片容纳面与相关联的半导体芯片整面地接触。所述芯片容纳面于是尤其平坦地构成。所述粘附面的面积是最大的。一旦所述粘附面的面积通过所述体积区域的变形而被减小，那么所述粘附面小于所述体积区域的芯片容纳面。所述体积区域的芯片容纳面于是在某些部位凸面和/或凹面地弯曲。在这种情况下，凸面的区域能够通过凹面的区域相互分开。也就是说，凹面的和凸面的区域例如能够交替地设置。因此尤其可行的是，芯片容纳面具有隆起和凹陷，并且由此——例如以波纹板的形式——凹面和凸面地弯曲。
在平坦状态下，芯片容纳面例如矩形地构成并且具有5μm直至200μm的棱边长度，其中包括边界值。特别优选地，体积区域的芯片容纳面在平坦状态下具有至少10μm的棱边长度。优选地，每个粘性压模具有多个芯片容纳面。优选地，例如每个转移工具能够转移800个和10000个之间的半导体芯片，其中包括边界值。也就是说，所述转移工具例如具有在800个和10000个之间的芯片容纳粘附面，其中包括边界值。
所述体积区域的芯片容纳面的棱边长度在平坦状态下有利地小于所述半导体芯片的棱边长度。由此，在运行中有利地需要较小的力来将半导体芯片从体积区域的粘附面剥离。
根据至少一个实施形式，所述粘性压模具有弹性聚合物或者由弹性聚合物形成。优选地，所述粘性压模具有弹性体或者由弹性体形成。特别优选地，所述粘性压模具有硅树脂或者由硅树脂形成。例如，所述粘性压模具有聚二甲基硅氧烷(PDMS)或者由PDMS形成。PDMS通常是透明的、化学惰性的并且具有高弹性。尤其，所述体积区域能够包括所提及的材料之一或者由其构成。
根据至少一个实施形式，所述粘性压模具有开口。所述开口优选横向于或垂直于所述粘性压模的主延伸平面设置。所述开口至少部分地被所述粘性压模的材料包围并且具有与所述体积区域的芯片容纳面相对置的敞开的部位。所述开口例如在芯片容纳面上方位于体积区域中。
根据至少一个实施形式，用于调节所述粘附面的面积的装置设立为用于，调节所述开口的体积。所述开口的体积例如能够通过外力来调节。通过所述开口的敞开的部位，能够借助于所述转移工具的装置，例如泵改变在所述粘性压模内部的压力。由此会使所述粘性压模变形，由此又能够调节所述粘附面的面积。
根据至少一个实施形式，用于调节所述粘附面的面积的装置设立为用于，调节在开口中的填充材料的量。所述填充材料优选是液体或气体。例如，所述填充材料能够是油、水或空气。优选地，通过所述装置，例如所述转移工具的泵，改变在开口中的填充材料的压力。所述压力优选被传递到粘性压模上，由此所述粘性压模发生变形。因此，所述体积区域的芯片容纳面的形状发生变化，这引起所述粘附面的变化。
在运行中，所述体积区域通过施加外部压力而膨胀，并且使所述体积区域的芯片容纳面变形，所述芯片容纳面即朝向所述半导体芯片的面。所述体积区域的芯片容纳面的变形调节所述粘附面的面积。
为了放置所转移的半导体芯片减小所述粘附面的面积。这通过芯片容纳面的变形来实现。例如，所述芯片容纳面的形状从平坦变为凸面地弯曲。因为所述半导体芯片是刚性的，所以所述半导体芯片在运行中不能跟随体积区域的芯片容纳面的变形并且发生剥离。
能够有利地改变所述压力，一方面能够提高或降低对开口中的填充材料的压力。由此能够调节芯片容纳面的凸面或凹面的形状。两个形状都引起粘附面的减小。
所述体积区域的芯片容纳面以何种程度变形，以便将半导体芯片从所述粘附面分离，与所述半导体芯片的厚度、所述粘性压模的粘附面的材料以及半导体芯片材料、半导体芯片与粘附面的相互作用能量和所述粘性压模的粘附面的面积的调节速度相关。
尤其，能够在运行中通过所述转移工具的装置有针对性地调节粘附面的面积。例如在转移之前对所述半导体芯片例如关于其质量或其它可预设的特性进行检查。然后，借助在此描述的方法可行的是，个体地调节所述芯片容纳面的形状。由此，选择性地转移所述半导体芯片是可行的。因此能够转移具有特定质量或具有特定特性的半导体芯片。因此，例如能够分拣出有缺陷的半导体芯片，并且仅能够转移完整无损的半导体芯片，或者反之亦然。
根据至少一个实施形式，所述粘性压模侧向地在所述体积区域旁具有变形区域。所述变形区域是粘性压模的一部分并且与粘性压模的体积区域机械连接。所述变形区域例如位于两个相邻的体积区域之间。所述变形区域例如能够具有与体积区域的材料不同的材料。例如，所述变形区域具有比体积区域的材料更高弹性系数的材料。替选地，可行的是，所述体积区域和所述变形区域以相同的材料形成。
根据至少一个实施形式，所述粘性压模在变型区域中的厚度与粘性压模在体积区域中的厚度相比更小。横向于或垂直于粘性压模的主延伸平面确定所述粘性压模的厚度。所述变形区域的厚度与相邻的体积区域的间距相关。例如，所述变形区域的厚度与相邻的体积区域彼此间的间距类似大小。优选的是，相邻的体积区域彼此间的间距至少是芯片容纳面三倍大。通过不同的厚度产生的优点是，在运行中，所述粘性压模的体积区域能够特别靠近所述半导体芯片引导，以便能够使半导体芯片从源载体转移到目标载体变得容易。此外，由于厚度减小，与更大厚度的变形区域相比，所述变形区域能够以较小的力消耗进行变形。
根据至少一个实施形式，所述粘性压模在变形区域中具有空腔。所述空腔完全被所述变形区域的材料包围并且优选不具有敞开的部位。由于空腔，与不具有空腔的变形区域相比，所述粘性压模的变形区域能够利用较小的力变形。
根据至少一个实施形式，用于调节所述粘附面的面积的装置设立为用于，在变形区域中对所述粘性压模施加力，所述力横向于或垂直于所述粘性压模的主延伸平面指向。所述主延伸平面平行于所述粘附面，并进而所述粘附面横向或垂直于作用到粘性压模的变形区域上的力伸展。
在运行中，所述变形区域由于所述转移工具的装置的外部的力而变形。所述变形区域的变形被传递到侧向相邻的体积区域上。由此，所述体积区域的芯片容纳面又再变形，并进而调节了所述粘性压模的粘附面的面积。对于所述体积区域的芯片容纳面的变形所需的要花费的力在变形区域中优选是特别小的。例如，对于所述体积区域的芯片容纳面的变形所需的力消耗在变形区域中尤其小于在体积区域直接变形时的力消耗。
根据至少一个实施形式，所述力是磁力或静电力。用于施加力的装置例如包括电磁体或电容器。如果在运行中通过所述转移工具的装置将静电力或磁力施加到所述变形区域上，那么所述变形区域的这种变形会传递到所述粘性压模的体积区域上，这使所述体积区域的芯片容纳面变形，进而减小了粘性压模的粘附面的面积。
根据至少一个实施形式，所述粘性压模在其外面上具有金属层。所述金属层能够包括以下导电材料，例如石墨烯、钴、银、铜、铝、钨、铁、钢、石墨。作为用于金属层的铁磁材料此外能够使用具有低于室温的居里温度的材料，例如铁、镍、钴、钆和镝。此外，能够使用基于铁氧体与金属的软铁氧体，例如锰、钴、镍、铜、锌或镉，以及硬铁氧体，例如镍、锌、钴、锰锌、钡或锶，以及另外的磁性材料。所述金属层优选设置在电磁体或电容器的区域中。所述金属层用于借助于所述转移工具的装置转移来自外部的磁力或静电力。
根据至少一个实施形式，所述金属层设置在变形区域中。所述金属层例如位于粘性压模的变形区域的外面上。所述变形区域的外面尤其平行于所述粘性压模的主延伸平面伸展。
根据至少一个实施形式，用于调节所述粘附面的面积的装置设立为用于，改变所述体积区域的材料的密度。所述材料在运行状态下在容纳所述半导体芯片期间具有比将半导体芯片从粘附面剥离时更低的密度。由于较高的密度，所述体积区域发生变形，由此又改变了所述粘附面的面积，并且有助于将所述半导体芯片从粘附面剥离。
根据至少一个实施形式，所述体积区域具有可光致异构化的材料或者由可光致异构化的材料构成。在这种情况下，一方面，整个体积区域和芯片容纳面能够具有可光致异构化的材料，或者另一方面，所述体积区域的仅一个部分区域能够具有可光致异构化的材料。例如，所述芯片容纳面能够具有与所述体积区域的部分区域的材料不同的材料，所述部分区域能够以可光致异构化的材料形成。优选地，所述芯片容纳面具有下述材料，所述材料具有良好的粘合性，以容纳所述半导体芯片，并且在通过所述芯片容纳面的变形而剥离所述半导体芯片时，所述材料能够容易地剥离。对此适宜的材料例如能够是聚二甲基硅氧烷。
可光致异构化的材料是下述材料，在所述材料的情况下区域能够通过电磁辐射来取向，以便因此调节所述材料的密度。可光致异构化的材料例如能够是偶氮官能化的液晶弹性体。在这种情况下，例如能够利用偶氮苯或二苯乙烯的顺反异构体。
根据至少一个实施形式，所述体积区域具有第二层，所述第二层以可光致异构化的材料形成，其中在该层上在朝向粘附面的侧上施加第一层，所述第一层不具有可光致异构化的材料。所述第一层优选具有弹性聚合物或者由弹性聚合物形成。例如，所述第一层由聚二甲基硅氧烷形成并且包括粘附面或芯片容纳面。而所述第二层具有可光致异构化的材料或者由可光致异构化的材料构成。在运行中，所述第二层能够变形，其中所述变形传递到第一层上，进而调节了所述粘附面的面积。变形的芯片容纳面于是具有多个凹面和凸面的变形。例如，所述芯片容纳面构成为波纹板状或褶皱状。
附加地，所述体积区域能够具有第三层和基层。所述第三层和基层能够由与第一层和/或第二层不同的材料形成。
根据至少一个实施形式，用于调节所述粘附面的面积的装置构成为用于，将电磁辐射引导至体积区域的可光致异构化的材料。所述装置能够包括至少一个发光二极管或激光二极管，所述装置在运行中产生从红外辐射到UV辐射的频谱范围中的电磁辐射。此外，所述装置能够包括光导体，所述光导体将电磁辐射的一部分引导至所述体积区域。例如，所述光导体能够延伸穿过体积区域中的开口。所述电磁辐射在运行中作用到所述体积区域的可光致异构化的材料上并且引起粘性压模的体积收缩。所述体积区域的变形因此改变了所述粘性压模的粘附面的面积，所述面积被减小。
根据至少一个实施形式，通过所述体积区域的变形调节了所述粘附面的面积。通过所述体积区域的变形，所述体积区域的芯片容纳面变形为，使得优选构成所述体积区域的凹面和/或凸面的芯片容纳面。由此，调节并且有利地减小了所述粘附面的面积。因此，优选所述半导体芯片的剥离。在体积区域中的开口和/或在变形区域中的空腔引起：可变形的体积区域，尤其是所述体积区域中的芯片容纳面具有凹面和/或凸面的变形。有利地，能够将半导体芯片以这种方式在没有剪切运动的情况下施加到目标载体上，并且能够更自由地选择用于目标载体的表面的材料。
此外，提出一种用于转移半导体芯片的方法。也就是说，对于所述转移工具公开的所有特征对于用于转移半导体芯片的方法而言也是公开的，并且反之亦然。
根据用于转移半导体芯片的方法的至少一个实施形式，提供一种转移工具。所述转移工具尤其是在此描述的转移工具。
根据该方法的至少一个实施形式，在源载体上提供多个半导体芯片，尤其是以规则的布置提供。所述源载体例如是在生长衬底或辅助载体上具有半导体芯片的晶片，或者是具有已预先分拣的半导体芯片的人造晶片。
根据该方法的至少一个实施形式，使所述转移工具靠近所述源载体，其中所述体积区域的粘附面与半导体芯片接触。
根据该方法的至少一个实施形式，所述半导体芯片经由范德华力粘附到所述体积区域的粘附面上。尤其，所述半导体芯片于是仅由于范德华力粘附在所述体积区域的粘附面上。所述体积区域的芯片容纳面在粘附时优选是平坦的，因为所述半导体芯片同样具有平坦的、刚性的表面。这有利地引起受到促进的粘附。所述半导体芯片整面地结合在体积区域的芯片容纳面上。
尤其，能够通过转移工具的装置有针对性地调节所述体积区域的所选择的芯片容纳面，以便防止容纳有缺陷的半导体芯片。在这种情况下，通过转移工具的装置有针对性地调节所述粘附面的面积。所述体积区域的粘附面的面积减小，并且所述体积区域的芯片容纳面凹面地和/或凸面地变形。因此，容纳所选择的、优选有缺陷的半导体芯片不再可行。
根据该方法的至少一个实施形式，将转移工具从源载体抬高。多个半导体芯片粘附在粘性压模的体积区域的粘附面上。
根据该方法的至少一个实施形式，使所述转移工具靠近所述目标载体，其中设置在转移工具上的半导体芯片与目标载体接触。
根据该方法的至少一个实施形式，通过减小所述粘性压模的体积区域的粘附面的面积，将半导体芯片从所述粘附面剥离。通过所述转移工具的装置例如将力垂直于或横向于主延伸平面施加到所述粘性压模的变形区域或体积区域上。由此，所述体积区域的芯片容纳面凹面地和/或凸面地变形，所述粘附面的面积减小，并且所述半导体芯片至少部分地与体积区域的芯片容纳面接触。因此，刚性的半导体芯片能够优选被剥离。随后，所述半导体芯片留在目标载体上。
根据用于转移半导体芯片的方法的至少一个实施形式，首先提供转移工具。随后以规则的布置在源载体上提供多个半导体芯片，并且使所述转移工具靠近所述源载体，其中所述体积区域的粘附面与所述半导体芯片接触。在下一步骤中，所述半导体芯片经由范德华力粘附到体积区域的粘附面上，并且随后将所述转移工具从源载体抬高。在最后的步骤中，使所述转移工具靠近所述目标载体，其中设置在转移工具上的半导体芯片与目标载体接触，并且通过减小所述体积区域的粘附面的面积来剥离所述半导体芯片。
本文中的转移工具的一个构思是，提出一种可变形的粘性压模，所述粘性压模能够通过转移工具的装置被变形。由此调节了可变形的粘性压模的粘附面的面积，并进而能够将半导体芯片从体积区域的芯片容纳面去除。
所述构思是：在从源载体上取下时，实现在粘性压模和半导体芯片之间良好的粘附，而在将半导体芯片放置到目标载体上时，在所述粘性压模的粘附面与半导体芯片之间的粘附性必须是低的。有利地，在放置半导体芯片时可以放弃剪切运动，并进而能够更自由地选择用于所述目标载体的表面的材料。
用于转移半导体芯片的该方法的特殊优点在于，所述方法能够实现选择性地转移所选择的半导体芯片。这意味着，借助于该方法不必传输在源载体上提供的所有半导体芯片。代替于此，该方法能够实现：仅传输设置在源载体上的半导体芯片的所选择的部分。这能够实现：例如仅传输已知为能运行的半导体芯片，而作为已知有缺陷的半导体芯片留在所述源载体上。然后，能够将半导体芯片的所选择的部分例如作为能运行的半导体芯片同时从源载体转移到目标载体上。
有利地，该方法能够实现同时传输多个半导体芯片，即在相同的转移步骤中传输。由此，借助该方法能够低成本地并且在短时间内将多个半导体芯片从源载体传输到目标载体上。
附图说明
从下面结合附图描述的实施例中产生用于转移半导体芯片的转移工具和方法的其它有利的实施形式和改进方案。
附图示出：
图1、2分别示出根据在此描述的转移工具的一个实施例的转移工具在两个不同的运行状态中的示意性剖视图；
图3、4分别示出根据在此描述的转移工具的一个实施例的转移工具在两个不同的运行状态中的示意性剖视图；
图5、6分别示出根据在此描述的转移工具的一个实施例的转移工具在两个不同的运行状态中的示意性剖视图；
图7、8分别示出根据在此描述的转移工具的一个实施例的转移工具在两个不同的运行状态中的示意性剖视图；
图9、10、11和12示出根据在此描述的方法的一个实施例的用于转移半导体芯片的方法的不同方法阶段的示意性剖视图。
具体实施形式
在附图中，相同的、同类的或起相同作用的元件设有相同的附图标记。所述附图和在附图中示出的元件彼此间的大小比例不应视为按比例的。而是，为了更好的可显示性和/或为了更好的理解，个别元件，尤其是层厚度能够被夸大地示出。
根据图1的实施例的转移工具1具有用于调节粘附面4的面积的装置15和可变形的粘性压模3。
所述粘性压模3具有弹性聚合物或者由弹性聚合物形成。所述粘性压模3具有体积区域5，所述体积区域包括开口6。所述开口6横向于或垂直于粘性压模3的主延伸平面设置。所述开口6至少部分地被粘性压模3的材料包围并且具有与体积区域5的芯片容纳面14相对置的敞开的部位。所述开口6在芯片容纳面14上方位于体积区域5中。
所述芯片容纳面14朝向半导体芯片2。所述半导体芯片2的棱边长度大于所述体积区域5的芯片容纳面14的棱边长度。在图1的实施例中，所述芯片容纳面14与半导体芯片2整面接触。所述芯片容纳面14在图1中所示出的转移工具的运行状态中平坦地构成。这对应于在转移所述半导体芯片2期间芯片容纳面14的运行状态。所述体积区域5的芯片容纳面14在该运行状态中对应于粘附面4。在该运行状态中，所述粘附面4的面积最大。
与图1不同，在图2中示出的转移工具的运行状态中，填充材料12位于体积区域5的开口6中。所述填充材料12例如包括油、水或其它液体或气体。通过所述转移工具1的装置15，例如至少一个泵，借助于所述装置15将力施加到填充材料12上。所述力被传递到所述粘性压模3上，由此所述粘性压模的体积区域5发生变形。由此改变了所述体积区域5的芯片容纳面14的形状，这引起粘附面4的面积的变化。与在图1中所示出的运行状态相比，所述粘附面4的面积在该运行状态下通过所述体积区域5的变形而减小。
在图2的实施例的运行状态中，所述芯片容纳面14不与半导体芯片2整面接触。所述芯片容纳面14由于粘性压模3的变形而凸面地构成。这对应于在将半导体芯片2从粘附面4剥离期间所述芯片容纳面14的状态。在该运行状态中，所述体积区域5的芯片容纳面14大于所述粘附面4。
根据图3的实施例的转移工具1具有用于调节所述粘附面4的面积的装置15和可变形的粘性压模3。所述粘性压模3包括变形区域7。所述变形区域7是粘性压模3的一部分，并且分别位于两个相邻的体积区域5之间。所述变形区域7例如能够具有与体积区域的材料不同的另一种材料或者由与体积区域相同的材料构成。与粘性压模3在体积区域5中的厚度D相比，所述粘性压模3的变形区域7具有更小的厚度D。在图3中的压模3在变形区域7中具有空腔8。所述空腔8完全被变形区域7的材料包围并且不具有敞开的部位。在粘性压模3的外面上，尤其在变形区域7的外面上设置有金属层9。所述金属层9用于借助于转移工具1的装置15将磁力或静电力从外部传输到变形区域7上。用于施加力的装置15例如包括电磁体或电容器。
所述芯片容纳面14朝向所述半导体芯片2。在图3的实施例中，所述芯片容纳面14与半导体芯片2整面接触。所述芯片容纳面14平坦地构成。这对应于在转移半导体芯片2期间芯片容纳面14的状态。在该运行状态中，所述体积区域5的芯片容纳面14对应于粘附面4。所述半导体芯片2的棱边长度大于所述体积区域5的芯片容纳面14的棱边长度。在该运行状态中，所述粘附面4的面积最大。
在图4中所示出的实施例具有处于运行状态中的转移工具1，所述运行状态与在图3中的转移工具1的运行状态的区别在于，所述装置15的磁力或静电力施加到所述变形区域7上。所述力横向于或垂直于粘性压模3的主延伸平面指向。通过施加到所述粘性压模3的变形区域7上的力，所述变形区域7发生变形。该变形被传递到体积区域上。由此，最终调节了所述粘附面4的面积。
在图4的实施例中，所述芯片容纳面14不与半导体芯片2整面接触。所述芯片容纳面14由于粘性压模3的变形而凸面地构成。这对应于在将半导体芯片2从粘附面4剥离期间所述芯片容纳面14的状态。在该运行状态中，所述体积区域5的芯片容纳面14大于所述粘附面4。在该运行状态中，所述粘附面4的面积通过变形区域7的变形而减小。
根据图5的实施例的转移工具1具有用于调节粘附面4的面积的装置15和可变形的粘性压模3。所述粘性压模3具有体积区域5。所述体积区域5具有可光致异构化的材料或者由可光致异构化的材料构成。可光致异构化的材料例如是偶氮官能化的液晶弹性体。例如，此处能够使用偶氮苯或二苯乙烯的顺反异构体。所述体积区域5能够完全由可光致异构化的材料构成。替选地可行的是，仅体积区域5的中间层以可光致异构化的材料形成。然后，在芯片容纳面14上，所述体积区域5能够以不同的材料，例如聚二甲基硅氧烷形成。
在该实施例中，用于施加体积区域5的变形的装置15包括发光二极管或激光二极管，所述发光二极管或激光二极管在运行中产生从红外辐射至UV辐射的频谱范围中的电磁辐射。此外，该装置能够包括光导体16，所述光导体将电磁辐射的一部分引导至体积区域5。例如，所述光导体能够延伸穿过所述体积区域5中的开口6。
所述芯片容纳面14朝向半导体芯片2。在图5的实施例中，所述芯片容纳面14与半导体芯片2整面接触。所述芯片容纳面14平坦地构成。这对应于在转移半导体芯片2期间芯片容纳面14的状态。在该运行状态中，所述体积区域5的芯片容纳面14对应于粘附面4。所述半导体芯片2的棱边长度大于体积区域5的芯片容纳面14的棱边长度。在该运行状态中，所述粘附面4的面积最大。
在图6中示出的实施例具有处于运行状态中的转移工具1，所述运行状态与图5中的转移工具1的运行状态的区别在于，电磁辐射被引导到体积区域5上。通过将电磁辐射引导到在体积区域5的可光致异构化的材料上，发生体积收缩。也就是说，可光致异构化的材料的密度提高。通过改变所述密度并进而改变所述体积，所述粘附面4发生变形。所述芯片容纳面14具有多个凹面和凸面的变形。例如，所述芯片容纳面14波纹板状地构成。
在图6的实施例中，所述芯片容纳面14不与半导体芯片2整面接触。这对应于在将半导体芯片2从粘附面4剥离期间所述芯片容纳面14的状态。在该运行状态中，所述体积区域5的芯片容纳面14大于所述粘附面4。在该运行状态中，所述粘附面4的面积通过所述体积区域5的变形而减小。
根据图7的实施例的转移工具1具有用于调节粘附面4的面积的装置15和可变形的粘性压模3。所述粘性压模3具有体积区域5。所述体积区域5具有多个层，即第一层17、第二层18、第三层19和基层20。所述第一层17具有芯片容纳面14并且与所述第二层18直接接触。所述第二层18与第三层19直接接触，而所述第三层19直接结合到基层20上。所述第一层17具有弹性聚合物或者由弹性聚合物形成。所述第二层18具有可光致异构化的材料或者由可光致异构化的材料构成。附加地，所述第三层19和所述基层20能够分别以与第一和/或第二层不同的材料形成。
在该实施例中，用于施加体积区域5的变形的装置15包括发光二极管或激光二极管，所述发光二极管或激光二极管在运行中产生从红外辐射至UV辐射的频谱范围中的电磁辐射。此外，所述装置能够包括光导体16，该光导体将电磁辐射的一部分引导至可光致异构化的第二层18。例如，所述光导体能够延伸穿过所述体积区域5中的开口6。
所述芯片容纳面14朝向半导体芯片2。在图7的实施例中，所述芯片容纳面14与半导体芯片2整面接触。所述芯片容纳面14平坦地构成。这对应于在转移所述半导体芯片2期间所述芯片容纳面14的状态。在该运行状态中，所述体积区域5的芯片容纳面14对应于所述粘附面4。所述半导体芯片2的棱边长度大于体积区域5的芯片容纳面14的棱边长度。在该运行状态中，所述粘附面4的面积最大。
在图8中示出的实施例具有处于运行状态中的转移工具1，所述运行状态与图7中的转移工具1的运行状态的区别在于，电磁辐射被引导到体积区域5上。通过将电磁辐射引导到体积区域5的第二层18的可光致异构化的材料上，发生体积收缩。也就是说，第二层18的可光致异构化的材料的密度提高。通过改变所述密度并进而改变所述体积，所述粘附面4发生变形。所述芯片容纳面14具有多个凹面和凸面的区域。例如，所述芯片容纳面14波纹板状或褶皱状地构成。
在图8的实施例中，所述芯片容纳面14不与半导体芯片2整面接触。这对应于在将半导体芯片2从粘附面4剥离期间所述芯片容纳面14的状态。在该运行状态中，所述体积区域5的芯片容纳面14大于粘附面4。在该运行状态中，所述粘附面4的面积通过所述体积区域5的变形而减小。
图9、10、11和12根据示意性剖视图示出根据在此描述的方法的一个实施例的用于转移半导体芯片的方法的不同的方法阶段。为了清晰度，在图9至12中未示出所述装置15以及开口6和空腔8。
在根据图9至12的实施例的用于转移半导体芯片2的方法中，在第一步骤中，使所述转移工具1靠近所述半导体芯片2，使得体积区域5以其粘附面4与半导体芯片2直接接触，所述半导体芯片设置在源载体10上，图9。所述半导体芯片2以规则的布置例如沿着行和列设置在源载体10上。使转移工具1靠近所述源载体10的上侧，使得所述粘性压模3的每个体积区域5设置在源载体10的上侧处的相应相关联的半导体芯片2上方。所述芯片容纳面14与半导体芯片2整面接触。所述芯片容纳面14平坦地构成。所述体积区域5的芯片容纳面14对应于所述粘附面4。在该运行状态中，所述粘附面4的面积最大。
所述转移工具1从源载体10移开，图10。所述半导体芯片2经由范德华力粘附在体积区域5的粘附面4上。如果在源载体10上存在有缺陷的半导体芯片13，则所述半导体芯片不能有针对性地粘附在粘性压模3的粘附面4上。所述转移工具1能够借助于所述装置15来调节，使得能够使所述粘性压模3的体积区域5的芯片容纳面14有针对性地变形，并且能够有针对性地调节所述半导体芯片2的粘附性。
在下一步骤中，使带有半导体芯片2的转移工具1靠近目标载体11，图11。设置在转移工具1上的半导体芯片2与目标载体11直接接触。在此，半导体芯片2的下侧朝向目标载体11的上侧。通过减小所述体积区域5的粘附面4的面积来剥离所述半导体芯片2。所述体积区域5的粘附面4的面积通过转移工具1的装置15减小。所述芯片容纳面14凸面地构成。刚性的半导体芯片2从体积区域5的凸面的芯片容纳面14剥离并且留在目标载体11上。
将所述转移工具1从目标载体11上抬高，图12。之前固定在粘性压模3的体积区域5的粘附面4上的半导体芯片2留在目标载体11的上侧上。因此结束了半导体芯片2从源载体10到目标载体11上的转移。
借助在此描述的方法，以特别简单的方式可行的是，有针对性地和选择性地传输半导体芯片。
结合附图描述的特征和实施例能够根据另外的实施例相互组合，即使没有明确地描述所有组合。此外，结合附图描述的实施例能够替选地或附加地具有根据在概述部分中的描述的其它特征。
本发明并不因借助于实施例的描述而限制于此。相反，本发明包括每个新的特征以及特征的每种组合，这尤其包括在专利权利要求中的特征的任意组合，即使该特征或该组合本身没有在专利权利要求或实施例中明确提出。
本专利申请要求德国专利申请DE 10 2018 127 123.9的优先权，其公开内容通过引用的方式并入其中。
附图标记列表：
1 转移工具
2 半导体芯片
3 粘性压模
4 粘附面
5 体积区域
6 开口
7 变形区域
8 空腔
9 金属层
10 源载体
11 目标载体
12 填充材料
13 有缺陷的半导体芯片
14 芯片容纳面
15 装置
16 光导体
17 第一层
18 第二层
19 第三层
20 基层
D 厚度

Claims (18)

1.一种用于转移半导体芯片(2)的转移工具(1)，所述转移工具(1)具有：
-粘性压模(3)，所述粘性压模具有用于容纳所述半导体芯片(2)的粘附面(4)，和
-用于调节所述粘附面(4)的面积的装置(15)，其中
-所述粘性压模(3)构成为可变形的，
-所述粘附面(4)通过所述粘性压模(3)的外面的一部分形成，
-所述粘附面(4)的面积能够通过所述粘性压模(3)的变形来调节，和
-所述粘附面(4)构成为不间断的。
2.根据上一项权利要求所述的转移工具(1)，其中所述粘性压模(3)包括可变形的体积区域(5)，并且所述粘附面(4)通过所述体积区域(5)的外面的一部分形成。
3.根据上述权利要求中任一项所述的转移工具(1)，其中所述粘性压模(3)具有弹性聚合物或者由弹性聚合物形成。
4.根据上述权利要求中任一项所述的转移工具(1)，其中所述粘性压模(3)具有开口(6)，并且用于调节所述粘附面(4)的面积的装置(15)设立为用于，调节所述开口(6)的体积。
5.根据上述权利要求中任一项所述的转移工具(1)，其中用于调节所述粘附面(4)的面积的装置(15)设立为用于，调节在所述开口(6)中的填充材料(12)的量。
6.根据上述权利要求中任一项所述的转移工具(1)，其中所述粘性压模(3)在侧向上在所述体积区域(5)旁具有变形区域(7)。
7.根据上一项权利要求所述的转移工具(1)，其中所述粘性压模(3)在所述变型区域(7)中的厚度(D)与所述粘性压模(3)在所述体积区域(5)中的厚度(D)相比减小。
8.根据上两项权利要求中任一项所述的转移工具(1)，其中所述粘性压模(3)在所述变形区域(7)中具有空腔(8)。
9.根据上三项权利要求中任一项所述的转移工具(1)，其中用于调节所述粘附面(4)的面积的装置(15)设立为用于，在所述变形区域(7)中将力施加到所述粘性压模(3)上，所述力横向于或垂直于所述粘性压模(3)的主延伸平面指向。
10.根据上一项权利要求所述的转移工具(1)，其中所述力是磁力或静电力。
11.根据上述权利要求中任一项所述的转移工具(1)，其中所述粘性压模(3)在其外面上具有金属层(9)。
12.根据上一项权利要求所述的转移工具(1)，其中所述金属层(9)设置在所述变形区域(7)中。
13.根据上述权利要求中任一项所述的转移工具(1)，其中用于调节所述粘附面(4)的面积的装置(15)设立为用于，改变所述体积区域(5)的材料的密度。
14.根据上述权利要求中任一项所述的转移工具(1)，其中所述体积区域(5)具有可光致异构化的材料或者由可光致异构化的材料构成。
15.根据上一项权利要求所述的转移工具(1)，其中所述体积区域(5)具有第二层，所述第二层以可光致异构化的材料形成，其中在所述第二层上在朝向所述粘附面(4)的侧上施加第一层，所述第一层没有可光致异构化的材料。
16.根据上一项权利要求所述的转移工具(1)，其中用于调节所述粘附面(4)的面积的装置(15)构成为用于，将电磁辐射引导至所述体积区域。
17.根据上述权利要求中任一项所述的转移工具(1)，其中通过所述体积区域(5)的变形能够调节所述粘附面(4)的面积。
18.一种用于转移半导体芯片(2)的方法，所述方法具有下述方法步骤：
-提供根据上述权利要求中任一项所述的转移工具(1)，
-在源载体(10)上以规则的布置提供多个半导体芯片(2)，
-使所述转移工具(1)靠近所述源载体，其中所述体积区域(5)的粘附面(4)与所述半导体芯片(2)接触，
-将所述半导体芯片(2)经由范德华力粘附到所述体积区域(5)的粘附面(4)上，
-将所述转移工具(1)从所述源载体(10)抬高，
-使所述转移工具(1)靠近目标载体(11)，其中设置在所述转移工具(1)上的半导体芯片(2)与所述目标载体(11)接触，
-通过减小所述体积区域(5)的粘附面(4)的面积，将所述半导体芯片(2)剥离。
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