CN113396485A - 微小构造体移载装置、模板头单元、微小构造体移载用模板部件及微小构造体集成部件的移载方法 - Google Patents

微小构造体移载装置、模板头单元、微小构造体移载用模板部件及微小构造体集成部件的移载方法 Download PDF

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Abstract

本发明为一种模板头单元，其包含：模板部件，其在石英玻璃基板上至少具备有机硅类橡胶膜；模板部件保持部件，其具备具有孔的面，该孔用于对前述模板部件的石英玻璃基板面进行真空抽吸；以及，管状部件，其具有排气抽吸孔且与前述模板部件保持部件结合固定，该排气抽吸孔以能够保持真空的状态与前述用于进行真空抽吸的孔连通连接。由此，提供一种能够通过简便的真空卡盘方式稳定地固定的模板部件、能够在短时间内对该模板部件进行更换的模板头单元、以及具备该模板部件、模板头单元的微小构造体移载装置。

Description

微小构造体移载装置、模板头单元、微小构造体移载用模板部 件及微小构造体集成部件的移载方法
技术领域
本发明涉及一种将形成或配置在基板上的半导体元件等微小构造体移载至其他基板的微小构造体移载装置、该移载装置中所使用的模板头单元、微小构造体移载用模板部件及微小构造体集成部件的移载方法。
背景技术
近年来，随着半导体元件的微小化，作为针对使用了半导体元件的电力、电子应用产品的组装手段，使用了模板(日语：スタンプ)的微小构造体移载技术受到瞩目(非专利文献1)。特别是热衷于开发一种技术，其通过使用上述技术，一次移载一个或多个甚至几万个大量的迷你LED(短边在100μm以上～数百μm的LED)或微型LED(短边在100μm以下或更进一步在50μ以下)，从而制造用于广告牌、TV(电视)、医疗用、车载、Pad(平板电脑)、智能够型手机、智能够手表等的显示器以及用于AR(增强现实)/VR(虚拟现实)等的LED显示器。
作为现有技术，在专利文献1中报告了如下内容：能够使用平板的PDMS(聚二甲基硅氧烷)橡胶将大量元件从供给基板输送至接收基板。
专利文献2中示出一种使用了具有凸型形状突起的PDMS的复合模板的构造与向模板头固定的方法。图14的(A)、(B)、(C)、(D)分别表示现有技术的专利文献2的图2的(A)、(B)、(C)、(D)。
图14的(A)～图14的(C)所示的现有技术的复合模板是非常复杂的构造，其运用了模板、支持层、使用了纤维的强化层及强化环。这些模板的固定，全部都是机械性地或使用真空来固定周边部的方法。因此，包含定位在内，交换作业明显会花费许多时间，而成为量产上的大问题。
图14的(D)所示的现有技术的模板是通过真空吸附来固定具备模板材料的石英玻璃的构造，该模板材料具有凸型形状突起，与前述图14的(A)～(C)的案例相比为较简便的构造。然而，由于真空吸附部以环状的弹性体构成，在实际反复进行移载动作的量产中，按压至供给基板与接收基板时会产生变形，而产生位置偏离的原因。根据情况真空卡盘有可能脱离。这样，因为固定方法而造成的反复模板动作中的耐久性降低是很大的问题。
在此，尝试计算实际以微小构造体移载装置制造4K(3840×2160像素)的RGB显示器时，需要多少次的移载次数。如果假设使用RGB三种颜色的LED各一个来构成1像素，则要移载3840×2160×3＝24883200个LED。如果假设一次移载可移载1万个像素(LED：3万个)，则为了制造一台4K-RGB显示器面板需要约830次的移载。如果设定成一个模板部件能够承受2万次的移载，则计算出一个模板部件只能够制造约24台4K显示器。
接着，如果假设1次移载需要约5秒，则2万次动作所需的时间是100000秒。据此，约每28小时(100000秒/3600秒)便需要更换一次模板。因此，如果不能够简单地更换模板，则很明显地会使装置的运转率大幅降低。
接着，在使用现有技术来进行实际量产的情况下，模板部会连续反复进行移动动作。由于模板主要是使用橡胶状的材料，所以移载中在装置中产生的颗粒会附着至模板和支持体而成为大问题。颗粒大致上分成两种：来自要移载的微小构造体的转印颗粒与装置内的带电悬浮颗粒。由于附着至模板上的颗粒会大幅降低制造良品率，必须要有颗粒降低对策。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：美国专利第7943941号说明书。
专利文献2：美国专利第7927976号说明书。
非专利文献
非专利文献1：Mattew A.Meitl,Zheng-Tao Zhu,Vipan Kumar,Keon Jae Lee,XueFeng,Younggang Y.Huang，Ilesanmi Adesida，Ralph G.Nuzzo和Jonh A.Rogers，“Transfer printing by kinetic control of adhesion to an elastomeric stamp(通过对弹性模板的附着力的动力学控制进行转印)”，Nature Materials Volume 5,33-38(2006)
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的第1问题涉及一种模板的构造与固定方法。在如上所述的现有技术的构成中，会有模板本身的构造复杂，更换至模板头的作业困难而耗时的问题。另外，现有技术的模板是即使固定至模板头也具有柔软性的构成，而具有固定稳定性低的问题。本发明鉴于上述问题点而提供一种能够以简便的真空卡盘方式稳定地固定的模板部件、能够在短时间内更换该模板部件的模板头单元、以及具备该模板部件、模板头单元的微小构造体移载装置。
本发明要解决的第2问题是带电的悬浮颗粒附着至实际量产动作时的模板的情况。本发明提供一种模板部件，其具备用于降低模板和支持体上的颗粒附着的构造。
(二)技术方案
为了解决上述问题点，本发明的第1发明提供一种模板头单元，其特征在于，包含：模板部件，其在石英玻璃基板上至少具备有机硅类橡胶膜；模板部件保持部件，其具备具有孔的面，所述孔用于对所述模板部件的石英玻璃基板面进行真空抽吸；以及管状部件，其具有排气抽吸孔且与所述模板部件保持部件结合固定，所述排气抽吸孔以能够保持真空的状态与用于进行所述真空抽吸的孔连通连接。
如果是这样的模板头单元，则能够在短时间内更换模板部件，且能够通过真空抽吸将模板部件可靠地固定于模板保持部。
可以是，所述模板部件保持部件的用于进行所述真空抽吸的孔被分为多个孔，并且在多个点处对所述石英玻璃基板进行吸引固定。
如果设置为这样的结构，则能够在石英玻璃基板较薄的情况下防止因真空抽吸所导致的局部弯折的发生，并能够更稳定地将模板部件加以固定并保持。
可以是，在所述模板部件保持部件的装设有所述模板部件的面上，形成有经由用于进行所述真空抽吸的孔而连接至所述排气抽吸孔的沟槽构造。
如果设置为这样的结构，则即使移载装置侧或周边设备等的真空抽吸能力相同，也能够降低吸引力，因此能够防止吸引部的局部弯曲，即使是较薄的石英玻璃基板也能够进行使用。
可以是，所述石英玻璃基板是矩形平板。
如果构成为这样的结构，则X-Y正交轴变得明确，而容易进行θ方向的校准。
可以是，在所述石英玻璃基板上形成有刻面。
如果设置为这样的结构，则能够使形成在模板上的石英玻璃基板具有θ方向的基准点，并能够在不弄错刻面与模板的旋转位置的情况下更换模板部件。
可以是，所述管状部件具有筒夹连接部。
如果设置为这样的结构，则当将所述模板头单元连接至移载装置本体时，能够在模板的X-Y平面的法线方向，即Z方向上正确进行连接。此外，将所述模板头单元连接至移载装置本体的方法不限于此方法，也可以采用其他方法。
可以是，在所述模板部件保持部件的模板部件保持面上具备用于定位所述模板部件的凸构造。
如果设置为这样的结构，则在模板更换时能够简单地进行模板部件与装设面的定位。
可以是，所述凸构造具有正交的侧面。
如果设置为这样的结构，则能够简单地进行装设面内的X、Y这两个方向的定位。在石英玻璃基板是矩形平板(长方体)的情况下，只要将所述石英玻璃基板的X、Y这两边抵靠至凸构造的正交的侧面，就能够简单地进行X、Y、θ方向的粗略校准。如果将刻面位置设于矩形的石英玻璃基板的一个顶点，并且例如将具有所述刻面的顶点部分与所述凸构造的正交的角部对齐，则在每次更换时就能够防止安装朝向错误，其结果为，能够加快更换速度。
可以是，在所述模板部件的有机硅类橡胶膜上具有校准标记。
如果设置为这样的结构，则通过使供给基板上的校准标记与接收基板上的校准标记相符，而能够进行模板部件与供给基板以及模板部件与接收基板在X、Y、θ方向的位置校准。其结果为，能够进行高精确度的微小构造体的移载。另外，所述校准标记也能够用于在安装模板部件时预先对装置原点(X＝Y＝0)和原点角(θ＝0°)进行X、Y、θ的校正。
优选为，所述石英玻璃基板是合成石英玻璃。
在微小构造体的尺寸较小且高度小于数十μm的情况下，粘接微小构造体的有机硅类橡胶膜的平坦性变得重要。优选大致为微小构造体的高度程度以内的偏差。要实现有机硅类橡胶膜的平坦性，其基材即石英玻璃基板的平坦性会对其产生很大的影响。在合成石英玻璃的情况下，由于能够实现约1μm以下的面内膜厚均匀性(TTV：总厚度变化)，因此通过使用合成石英玻璃能够使模板部件整体的膜厚偏差最小化。另外，使用合成石英玻璃的优点是能够获得反复进行微小构造体移载动作时的热稳定性。即，合成石英玻璃基板与其他石英玻璃基板相比具有约1/5的热膨胀系数，而能够减少动作中的热应变。特别地，在具有凸型形状突起的模板部件的情况下，由于能够降低因热伸缩而导致的突起位置的偏离、应变(变形)，因此能够进行正确的移载动作。
本发明的第2发明是一种微小构造体移载装置，其具备本发明的模板头单元。
如果使用本发明的微小构造体移载装置，则通过真空吸附的ON/OFF(开/关)就能够简单地且在短时间内更换模板部件，并能够实现适于量产的移载装置。
特别地，对于模板头单元具备用于提供物理性的安装位置校准的凸构造的情况、以及人用手直接更换模板部件的情况有效，能够简便地且在短时间内进行高精确度的更换作业。
在这种情况下，可以是，本发明的微小构造体移载装置具备用于对下述进行调整的机构：安装在模板头单元上的模板部件的模板面(X-Y正交坐标)的位置、与X-Y平面正交的Z坐标位置、以及以Z轴为中心的旋转角θ。
如果设置为这样的结构，则在将模板部件安装至模板头单元后，能够使用设置在模板上的校准标记对模板原点与装置原点的位置关系(X、Y、Z、θ)进行原点校准校正。另外，通过使用模板部件的校准标记与供给基板上的校准标记来进行校准，而能够进行模板部件与供给基板在X、Y、θ方向的位置校准。同样地，通过使用模板部件的校准标记与接收基板上的校准标记进行校准，能够进行模板部件与接收基板在X、Y、θ方向的位置校准。其结果为，能够进行高精确度的微小构造体的移载。另外，如果预先进行原点校准校正，则能够缩短在供给基板、接收基板处进行精密校正所需的时间。
本发明的微小构造体移载装置可以是具备用于更换模板部件的模板部件更换单元的构成。
模板部件预先以模板部件更换单元进行粗略校准，微小构造体移载装置将所述模板头单元移动至预先指定的位置，进行下降动作并在快要接触到模板部件之前停止，然后通过真空吸附将模板部件吸起而能够加以吸附固定。然后，可以使所述模板头单元上升，并移动至规定的预备位置进行待机。如果设置为这样的结构，与人用手更换模板部件的情况相比，能够显著迅速且高精确度地进行更换作业，而大幅提高量产性。
本发明的第3发明是一种微小构造体集成部件的移载方法，其包含下述步骤：使用本发明的微小构造体移载装置来移载微小构造体。
例如，通过使用本发明的微小构造体移载装置，将所希望的LED移载至显示器的像素位置，并加以配置固定，而能够制造显示器的全像素或一部分像素区域的显示器面板。如果通过本发明的微小构造体移载方法移载取代LED(有机/无机)而将半导体激光器、IC芯片、IC和LSI复合安装而成的一维至三维封装体、由无机或有机半导体所构成的各种功能元件、电阻器、电容器、线圈等电路元件、各种微小传感器元件、MEMS(微机电系统)的各种功能元件和传感器等微小构造体，则能够制造将这些各种功能元件组合起来的新功能产品，即能够制造微小构造体集成产品。
本发明的第4发明是一种微小构造体移载用模板部件，其在合成石英玻璃基板上形成有至少一层以上的有机硅类橡胶膜。
由于合成石英玻璃基板的膜厚均匀性(平坦性)能够设置为约1μm以下，因此通过提高有机硅类橡胶膜的膜厚均匀性，作为模板部件整体的粘接面的高度的厚度均匀性能在最好情况下缩小至约1μm。此外，有机硅类橡胶膜均匀性可以对应于移载对象即微小构造体的大小与高度来设定成所需的值。
另外，使用合成石英玻璃的最大优点是能够获得反复进行微小构造体移载动作时的热稳定性。即，合成石英玻璃基板与其他石英玻璃基板相比具有约1/5的热膨胀系数，能够降低动作中的热应变。特别地，在具有凸型形状突起的模板部件的情况下，由于能够降低因热伸缩而导致的突起位置的偏离、应变(变形)，因此能够进行正确的移载动作。
这样，通过使与微小构造体的粘接面高度偏差较小且热膨胀应变较少的模板部件装设在移载装置的模板头单元上进行使用，在要一次移载多个微小构造体时，能够进行稳定的粘接、移载动作。即，通过在平坦的合成石英玻璃基板上形成膜厚均匀的有机硅类橡胶膜，即使在微小构造体的移载个数是两个以上的多个、甚至1万个或3万个这样的数量的情况下，也能够在一次移送多个微小构造体时均匀地接触、按压各微小构造体，而能够通过有机硅类橡胶膜的粘着力与粘性而从供给基板上抓取微小构造体。通过能够像这样实现均匀的粘接，也能够防止移动中的微小构造体脱落。向接收基板转移配置时，具有均匀面的模板部件也发挥效果，而能够以均匀的力将微小构造体按压至接收基板上。通过预先在接收基板侧形成以比有机硅类橡胶膜的粘着力与粘性所带来的粘接力更强的力进行粘接的膜，能够从有机硅类橡胶膜取下微小构造体。
所述合成石英玻璃基板的厚度可以是0.5mm～7mm。
如果设置为这样的结构，则能够使用合成石英玻璃晶圆或光罩基底用等的市售合成石英玻璃基板，而能够取得约1μm以下的平坦性。另外，同时也有能够降低制造成本的优点。
可以是，所述微小构造体是发光二极管，且所述有机硅类橡胶膜的与所述微小构造体粘接的面部的有机硅类橡胶的膜厚的最大值与最小值的之差在18μm以下。
例如，在LED的厚度为6μm的情况下，优选为膜厚偏差在厚度3倍的18μm以下的模板部件。如果假设LED被配置固定在平坦面上，则在这种情况下，当对模板按压18μm+6μm即24μm时，则成为所述模板部件的所述有机硅类橡胶膜与所有LED接触的状态。因此，通过进行24μm以上的适当按入来施加压力，而能够对所有LED在最低压入6μm以上时产生出所述有机硅类橡胶膜的粘接力(粘着力+粘性)。由于该追加按入量会根据微小构造体的平面的大小、高度、形状而略有不同，因此可以在事前列出条件来加以决定。
所述微小构造体移载用模板部件可以在合成石英玻璃基板与所述有机硅类橡胶膜之间具有导电性膜。
如果设置为这样的结构，则由于能够防止带电最为集中的石英玻璃表面端部和其周边部带电，因此当在移载装置中反复进行数万次移载动作时，能够减少悬浮于模板部件周边的带电颗粒附着至模板部件上的情形。
所述导电性膜可以形成为覆盖在所述合成石英玻璃基板的全部表面上。
如果设置为这样的结构，则更容易充分发挥减少带电颗粒附着至模板部件的情形的效果。
所述导电性膜可以包含导电性材料。
所述导电性材料优选为以下的至少其中一种：炭黑、碳填料、碳纳米线、碳纳米管、石墨烯、碱金属或碱土金属的盐、离子液体。此外，也可以将这些导电材料多种混合进行使用。
也优选为所述导电性材料包含导电性聚合物。
导电性聚合物例如可以使用聚噻吩类的掺杂有聚苯乙烯磺酸的聚(3,4-二氧乙基噻吩)(PEDOT/PSS)、聚苯胺类的聚苯胺磺酸等。此外，不限于所述导电性聚合物，也可以使用其他导电性聚合物。另外，也可以将导电性聚合物与碳类导电材料、碱金属的盐、碱土金属的盐、离子液体中的至少其中一种组合来使用。通过使导电性膜包含碳类导电材料、碱金属的盐、碱土金属的盐、离子液体、导电性聚合物等导电性材料，而能够通过调整导电性材料的添加量来任意调整所述导电性膜的导电率。
所述导电性膜可以是导电性有机硅类橡胶膜。
如果设置为这样的结构，则更容易发挥本发明的效果。
所述有机硅类橡胶膜可以是导电性有机硅类橡胶膜。
如果设置为这样的结构，则由于能够在模板表面整体防止带电，因此当在移载装置中反复进行数万次移载动作时，能够减少悬浮于模板部件周边的带电颗粒附着至模板部件上的情形。
所述导电性有机硅类橡胶膜可以包含导电性材料。
所述导电性有机硅类橡胶膜中所含的导电性材料，优选为以下的至少其中一种：炭黑、碳填料、碳纳米线、碳纳米管、石墨烯、碱金属的盐、碱土金属的盐、离子液体。此外，也可以将这些导电材料多种混合进行使用。
也优选为所述导电性有机硅类橡胶膜中所含的导电性材料至少包含导电性聚合物。
导电性聚合物例如可以使用聚噻吩类的掺杂有聚苯乙烯磺酸的聚(3,4-二氧乙基噻吩)(PEDOT/PSS)、聚苯胺类的聚苯胺磺酸等。此外，不限于所述导电性聚合物，也可以使用其他导电性聚合物。另外，也可以将导电性聚合物与碳类导电材料、碱金属的盐、碱土金属的盐、离子液体中的至少其中一种组合来使用。通过使导电性膜包含碳类导电材料、碱金属的盐、碱土金属的盐、离子液体、导电性聚合物等导电性材料，而能够通过调整导电性材料的添加量来任意调整所述导电性膜的导电率。
所述微小构造体移载用模板部件可以在所述有机硅类橡胶膜表面具备一个凸型形状突起。
如果设置为这样的结构，则能够将密集配置于供给基板上的微小构造体选择性地加以粘接并抓取，并转移配置到接收基板上。如果使用这样的模板部件，则能够进行以下的修复：选择性地将正常的微小构造体移载至不良的微小构造体的位置。
所述微小构造体移载用模板部件可以在所述有机硅类橡胶膜表面具备两个以上的凸型形状突起。
如果设置为这样的结构，则能够一次移载与凸型形状突起的位置对应的两个以上的微小构造体。
可以是，所述两个以上的凸型形状突起包含两种以上不同高度的凸型形状突起。
如果设置为这样的结构，则能够一次移载高度不同的两个微小构造体。
可以是，所述两个以上的凸型形状突起具有与微小构造体接触的面部，且该面部包含两种以上不同面积的凸型形状突起。
如果设置为这样的结构，则能够一次移载大小不同的两个微小构造体。
所述两个以上的凸型形状突起，可被任意地加以一维排列或二维排列。
这样，如果将两个以上的凸型形状突起配置构成为使得可对应于所述一维排列或二维排列而取出供给基板上的微小构造体，则能够一次移载与凸型形状突起的位置对应的多个微小构造体，而能够以所希望的布局方式移载微小构造体。
所述一维排列或二维排列可以包含具有一定间距的规则性的部分。
如果设置为这样的结构，则该部分能够以一定间距的一维排列或二维排列来一次移载多个微小构造体。
所述一定间距可以是显示器的像素间距的整数倍。
如果设置为这样的结构，则能够将多个微小构造体移载至以该整数倍间距远离的像素。在这种情况下，如果微小构造体为LED元件，则能够制作LED显示器。
所述凸型形状突起的剖面形状可以是梯形形状。
如果设置为这样的结构，则能够增大凸型形状突起的耐久性，而能够增大利用一个模板部件能够实现的移载次数。即，能够延长一个模板的使用寿命。
所述凸型形状突起的剖面形状可以包含前端侧是较小的梯形形状的部分。
如果设置为这样的结构，则当有机硅类橡胶膜的凸型形状突起被按压至微小构造体时，凸型形状突起能够以不朝一个方向弯曲的状态对粘接面施加均等的压力。其结果为，能够实现稳定的粘接。
所述凸型形状突起的剖面形状可以是二段式以上的阶梯状的凸型形状。
如果设置为这样的结构，则即使在以更窄的间距配置微小构造体的情况下，也能够在不碰到相邻芯片的情况下可靠地抓取目标芯片。另外，也能够获得与微小构造体粘接的最前端的凸型形状突起部为锥体形状时同样的效果。此外，也可以使第一段的突起部分也成为锥体形状，在多段式的突起具有纵长的纵横比时，对于实现均匀按压是有效的。
所述凸型形状突起部的膜厚可以具有与两个以上的高度及大小不同的微小构造体分别对应的高度及大小。
如果设置为这样的结构，则能够一次移载具有不同高度及大小的微小构造体。例如，能够一次将LED移载至中央部且将含有驱动电路的周边电路元件移载至周边部，并加以组装。
本发明的第5发明是一种微小构造体移载用模板头单元，其具备所述微小构造体移载用模板部件。
在制造含有微小构造体的产品时，如果使用本发明的模板头单元，则能够简便且高速地更换所述模板部件。其结果为，能够实现量产性高的产品制造。另外，如果使用具有具备带电防止构造的模板部件的微小构造体移载用模板头单元，则能够防止悬浮带电颗粒附着至移载动作中的模板部件。其结果为，由于能够防止因颗粒所导致的移载错误，而能够减少模板部件的清洗或更换作业的次数，因此能够大幅有助于量产性提高。
本发明的第6发明是一种微小构造体移载装置，其具备所述模板头单元。
在制造含有微小构造体的产品时，如果使用本发明的微小构造体移载装置，则能够简便且高速地更换所述模板部件。其结果为，能够实现量产性高的产品制造。
本发明的第7发明是一种微小构造体集成部件的移载方法，其包含下述步骤：使用所述微小构造体移载装置来移载微小构造体。
通过本发明的移载方法，能够显著缩短模板部件更换时间，即，能够实现装置的停歇时间较少的运行，而实现量产性高的微小构造体集成产品的制造。另外，在本发明的移载方法中，如果使用具备所述带电防止构造的模板部件，则能够防止、降低因颗粒导致的微小构造体移载错误。其结果为，能够大幅提高微小构造体集成产品的制造量产性。
(三)有益效果
如上所述，本发明通过使用一种模板头单元而能够简便地且在短时间内实施模板部件更换，其中，该模板头单元包含：模板部件，其在石英玻璃基板上至少具备有机硅类橡胶膜；模板部件保持部件，其具备具有孔的面，该孔用于对所述模板部件的石英玻璃基板面进行真空抽吸；以及管状部件，其具有排气抽吸孔且与所述模板部件保持部件结合固定，该排气抽吸孔以能够保持真空的状态与所述用于真空抽吸的孔连通连接。其结果为，能够提供一种具备本发明的模板头单元的、量产性高的微小构造体移载装置。因此，通过使用本发明的微小构造体移载装置，能够量产性良好地制造短边小于100μm的微型LED显示器面板或具备微小半导体元件的新产品。
另外，在微小构造体移载装置中，除了本发明的模板头单元以外，通过使用采用了本发明的导电性材料的模板部件，能够防止、降低在微小构造体移载中悬浮带电颗粒附着至模板部件的情形。其结果为，能够大幅降低模板清洗或模板更换的频率，而能够实现适于量产的连续运行。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式中的模板头单元的构成图。
图2是本发明的第2实施方式中的模板头单元的构成图。
图3是本发明的第3实施方式中的模板头单元的构成图。
图4是本发明的第4实施方式中的模板头单元的构成图。
图5是本发明的第5实施方式中的模板头单元的构成图。
图6是本发明的第6实施方式中的微小构造体移载装置的动作部分的示意构成图。
图7是本发明的第7实施方式中的具备校准标记的模板部件的说明图。
图8是本发明的第8实施方式中的模板部件的剖面图。
图9是本发明的第9实施方式中的用于一次移载多种微小构造体的模板部件的剖面图。
图10是本发明的第10实施方式中的带电防止模板部件的构成图。
图11是本发明的第10实施方式中的带电防止模板部件的另一构成图。
图12是本发明的第11实施方式中的带电防止模板部件的剖面图。
图13是本发明的第11实施方式中的带电防止模板部件的另一剖面图。
图14示出了美国专利第7927976号说明书的图2的(A)、(B)、(C)、(D)。
具体实施方式
如上所述，要求开发一种能够以简便的真空卡盘方式稳定地固定的模板部件、能够在短时间内更换该模板部件的模板头单元、以及具备该模板部件、模板头单元的微小构造体移载装置。另外，要求开发一种模板部件，其具备用于减少颗粒附着于模板和支持体的情形的构造。
本发明人针对上述问题多次精心研究，结果发现：针对在合成石英玻璃基板上形成有至少一层以上的有机硅类橡胶膜的微小构造体移载用模板部件，通过对其石英玻璃基板面进行真空抽吸的ON/OFF(开/关)，从而能够简单地且在短时间内更换所述模板部件，而能够实现适合量产的移载装置，从而完成了本发明。
即，本发明的第1发明是一种模板头单元，其包含：模板部件，其在石英玻璃基板上至少具备有机硅类橡胶膜；模板部件保持部件，其具备具有孔的面，该孔用于对所述模板部件的石英玻璃基板面真空抽吸；以及管状部件，其具有排气抽吸孔且与所述模板部件保持部件结合固定，该排气抽吸孔以能够保持真空的状态与用于进行所述真空抽吸的孔连通连接。
本发明的第2发明是一种微小构造体移载装置，其具备所述模板头单元。
本发明的第3发明是一种微小构造体集成部件的移载方法，其包含下述步骤：使用所述微小构造体移载装置来移载微小构造体。
本发明的第4发明是一种微小构造体移载用模板部件，其中，在合成石英玻璃基板上形成有至少一层以上的有机硅类橡胶膜。
本发明的第5发明是一种微小构造体移载用模板头单元，其具备所述微小构造体移载用模板部件。
本发明的第6发明是一种微小构造体移载装置，其具备所述模板头单元。
本发明的第7发明是一种微小构造体集成部件的移载方法，其包含下述步骤：使用所述微小构造体移载装置来移载微小构造体。
以下，针对本发明进行详细说明，但本发明并不限定于这些实施方式。
(实施方式1)
图1是本发明的第1实施方式中的模板头单元100的构成图。图1的(a)是模板头单元的剖面图，图1的(b)是从下方观察图1的(a)的模板头单元的平面图。
在图1中，1是模板部件保持部件，2是真空抽吸孔，3是模板部件保持表面，4是管状部件，5是排气抽吸孔。6是石英玻璃基板，7是有机硅类橡胶膜，它们构成模板部件13。
所述真空抽吸孔2位于所述模板部件保持部件1的内部，且形成为到达模板部件保持表面3为止的状态。所述管状部件4在埋入所述模板部件保持部件1的内部的状态下，并在将排气抽吸孔5与所述真空抽吸孔2以能够进行真空保持的方式连通连接的状态下，与所述模板部件保持部件1结合固定。在本第1实施方式中，所述真空抽吸孔2被设置在模板部件保持表面3的大致中央的一处。这样构造的模板头单元当然能够用于量产，并且在开发阶段中更换各种大小的模板部件13进行使用时也很方便。
此外，所述真空抽吸孔2和排气抽吸孔5的孔的路径并不一定要如本第1实施方式这样的直线连接，只要能够至少获得与本第1实施方式同等以上的效果，则可以是任何方式。例如，也可以是将真空抽吸的排气抽吸孔5从配管部件的横向取出的构造。
如果设置为上述构成，则通过排气抽吸孔5进行真空抽吸，由石英玻璃基板6与至少有机硅类橡胶膜7所构成的模板部件的石英玻璃基板表面(在图1的(a)中为石英玻璃基板6的上表面)通过真空抽吸而被固定保持于所述模板部件保持表面3。
如果使用上述构成的本发明的模板头单元，则由于仅通过真空抽吸的ON/OFF(开/关)动作就能够简便地对在石英玻璃基板6上至少具备有机硅类橡胶膜7的模板部件进行拆装，因此能够在短时间内进行更换。此外，模板部件也可以在石英玻璃基板6与有机硅类橡胶膜7之间包含一层或多层的膜。
所述管状部件4的未与所述模板部件保持部件1结合的一侧被固定在未图示的微小构造体移载装置的模板头可动部上而使用。此时，作为未图示的微小构造体移载装置或其附属设备，具备真空抽吸装置。
此外，将本发明的模板头单元的管状部件4连接固定至微小构造体移载装置的模板头的方法只要保证必要的功能与性能则可以是任意方法，而如果采用筒夹连接方式，则能够简便地安装且容易获得良好的装设精度。所述管状部件4以固定在模板部件保持表面3的法线方向上的状态最为简便，而从连接至未图示的微小构造体移载装置的模板头可动部的观点来看，也是简便的构造。可以构成为：在将本发明的模板头单元安装至移载装置的模板头可动部的状态下，有机硅类橡胶膜7的表面相对于配置有微小构造体的供给基板与移送目的地的接收基板而言形成平行面。
另外，所谓有机硅类橡胶膜7，至少是包含了具有硅氧烷骨架的聚合物的膜、或包含了具有由硅氧烷骨架与其他聚合物骨架键合或聚合而成的骨架的聚合物的膜，并且是具有固化后橡胶特性的膜。作为已知的单纯的有机硅类橡胶膜，有聚二甲基硅氧烷(PDMS)，但是能够通过对构造施加各种处理来优化橡胶特性，例如使侧链的甲基的一部分具有甲基以外的官能团、使具有由有机硅骨架构成的直链、支链的构造键合在一起等。也能够通过以下方式来优化橡胶特性：将在硅氧烷的末端具备各种官能团的材料加以缩合聚合、或制备通过与其他聚合物进行共聚来制备的共聚物。
作为石英玻璃基板6的母材，即SiO2的母材，可使用钠钙玻璃、无碱玻璃、熔融石英玻璃、合成石英玻璃等，从适合本发明的使用目的的高平坦性、高均质性、低热膨胀系数、高UV透过率的观点来看，优选为合成石英玻璃。
此外，钠钙玻璃或无碱玻璃就平坦性这一点来看首先就不合格。另外，就熔融石英玻璃而言，虽然如果施加与合成石英玻璃同等的研磨则能够获得大致同等的平坦性、表面均匀性，但是由于原本在内部含有空洞缺陷，因此有时会发生局部的均匀性缺陷。
对于合成石英玻璃基板的表面均匀性，平坦度以TTV而言约在0.1μm以下，并且通过在具备厚度均匀性的石英玻璃基板6上以均匀膜厚形成有机硅类橡胶膜7，从而作为模板部件13(6和7)整体能够形成均匀的平面。
对于石英玻璃基板的厚度，如果以不受到因真空吸附而产生的应变影响的方式而对抽气侧优化，则约0.5mm的程度也能够进行使用。如果从作为模板部件13的处理的观点和机械强度的观点进行考虑，则优选为约0.5mm以上。合成石英玻璃基板的膜厚如果在实用上为约1mm以上，则不会因真空吸附而产生变形应变。然而，如果采用将真空吸附部分散等方法，则只要为0.5μm以上就没有问题。
从厚度均匀性与制造成本的观点来看，石英玻璃基板优选为使用已经在市面上销售的合成石英玻璃晶圆的规格产品。例如，在使用半导体用的合成石英玻璃晶圆的情况下，有厚度0.7mm、1.2mm、3mm等多种厚度的合成石英玻璃基板。另外，在使用光罩基底用石英玻璃基板的情况下，有6.35mm的基板等多种基板。此外，通过将上述膜厚的石英玻璃基板进一步加以研磨，易于将膜厚调整成较薄来使用。在由移载对象即微小构造体的大小与数量决定的模板部件面的短边为约7mm以上的情况下，如果合成石英玻璃基板的膜厚为约7mm以下，则会成为厚度方向相对于面方向的纵横比小于1的形状，而能够在安装至模板头单元时进行稳定的安装。同样地，在更小的模板的情况下，能够以厚度方向相对于面方向的纵横比小于1的方式来选择合成石英玻璃的厚度。
作为模板部件13的尺寸，约数十mm见方～100mm见方程度是实用的。石英玻璃基板6的实用厚度也取决于模板部件13的尺寸(大小、高度)、对于微小构造体的按压力等，因此选择适合厚度的石英玻璃基板是重要的，可根据需求选择适合的基板。
接着，对起因于石英玻璃的均质性的合成石英玻璃的低热膨胀系数的效果进行说明。
要形成有机硅类橡胶膜7，通常是在膜形成后通过加热器、红外线照射等来使其热固化，或进行UV固化来制成橡胶膜。在热固化的情况下，石英玻璃的均质性是重要的。如果石英玻璃为均质，则热膨胀系数在任何位置都固定，热固化后的石英玻璃基板与有机硅类橡胶膜的界面的应力应变能够降低。无论在任何橡胶膜化方法中，合成石英玻璃针对该用途都是最适合的。如果能够形成均质的橡胶膜，则只要是平板的有机硅类橡胶膜模板，就能够降低根据位置而有所不同的应力应变，因此无论是用有机硅类橡胶膜的哪个位置来抓取微小构造体，都能够获得均质的粘附力。另外，在后述的形成具有多个凸型形状突起的模板的情况下，能够使凸型形状突起的位置偏差最小化。这意味着，当连续进行移载动作时，能够将移载位置偏差抑制在最小的程度。
合成石英玻璃的热膨胀系数是6.5E-7/℃(0～1000℃)，钠钙玻璃的热膨胀系数是约31E-7/℃(0～300℃)，无碱玻璃的热膨胀系数是约33E-7/℃(20～300℃)。因此，合成石英玻璃与其他玻璃相比具有至少约1/5的热膨胀系数，因此优选将合成石英玻璃用作石英玻璃基板6。
使用石英玻璃基板6的另一个理由在于能够对有机硅类橡胶膜进行UV固化。特别地，关于合成石英玻璃的光的透过率，针对用于UV固化的波长约190nm～约400nm的UV光，具有90％以上的透过率。合成石英玻璃基板的UV光透过率和其面内分布的均匀性与其他石英玻璃相比是最优异的，即使从石英玻璃基板侧照射UV光，也能够均匀地对有机硅类橡胶膜进行UV固化。如果使用UV固化，则与热固化相比可以获得能够大幅降低因固化所导致的收缩的优点。如此，如果使用合成石英玻璃基板，则无论从有机硅类橡胶膜侧或石英玻璃基板侧的哪一方都能够进行UV固化。此外，用于UV固化的光的最适合波长严格来说取决于有机硅类橡胶膜7的材料组成，但是在实用上可以使用365nm的i射线高压水银灯、激光二极管等。
如上所述，无论是通过热固化、UV固化的任何一种方法来制作，通过使用合成石英玻璃基板，与其他石英玻璃相比都能够以高精确度且均匀的方式来制作有机硅类橡胶膜的模板。
作为模板部件保持部件1的材料，可使用SUS、Cu等金属。如果考虑到要对石英玻璃基板6进行真空抽吸，则比起金属，使用表面较软的树脂更好。例如，能够使用聚酰亚胺树脂、氟树脂、低聚甲醛等聚缩醛树脂、高密度或超高分子聚乙烯树脂、PEEK树脂等所谓的工程塑料或超级工程塑料。
作为管状部件4的材料，可以使用SUS等金属材料。可使用原本就是用于作为管状配管使用的剖面为圆形的配管，也可以对圆筒或多边形的块状材料进行钻孔加工来使用。
此外，在本实施方式中，石英玻璃基板示出了矩形形状的例子，但是也可以为圆形形状或多边形形状。例如，在圆形形状的石英玻璃基板的情况下，当需要约70mm以下见方的模板面时，只要在4英寸(直径100mm)的石英玻璃基板上将有机硅类橡胶膜形成为所希望的形状即可。例如，当需要约70mm以下见方～100mm以下见方的模板面时，可将6英寸晶圆(直径150mm)直接使用。相应地，模板部件保持面也可以制成圆形或多边形形状。
在本发明中，所谓微小构造体，广义来说是指约数mm以下的微小物体。具体而言，微小构造体的对象有IC芯片、IC和LSI复合安装而成的一维至三维封装体、发光二极管(LED)等由无机或有机半导体所构成的元件、电阻器、电容器、线圈等电性电路元件，其以通常的芯片接合器无法处理的尺寸的元件作为对象。特别是在LED的情况下，对于数百μm以下尺寸的元件的需求正在提高。
在所述微小构造体为LED的情况下，在短边为100μm以上～数百μm的LED的所谓迷你LED的情况下，当前能够取得高度在100μm至130μm的LED。在短边小于100μm甚至50μm以下的所谓微型LED的情况下，将蓝宝石基板层除去而成为厚度6μm。在这样的情况下，模板部件13的与微小构造体粘接的面部的面内偏差优选为LED的厚度(高度)的约数倍的程度。
另外，电性、电子电路元件以外的无法直接通过真空抽吸来抓取的微小物体，可使用本发明的微小构造体移载装置来进行任意的移载、组装，从而成为本发明的移载对象即微小构造体。
有机硅类橡胶膜的耐久性并非是无限的，其性能会由于数万次的移载动作而变差，因此需要进行更换作业。根据现有例说明中的计算，每28小时需要更换一次模板部件。在现有技术的情况下，该更换作业本身耗时，如果包含更换后的位置确认、教育作业等的时间在内，对于量产来说会成为很大的时间损失。然而，如果使用本发明的模板头单元，则只要切换对模板部件13(6和7)进行真空抽吸的ON/OFF(开/关)，就能够简单地加以更换。
(实施方式2)
图2示出本发明的第2实施方式中的模板头单元200的构成图。
图2中，1是模板部件保持部件，2是真空抽吸孔，3是模板部件保持表面，4是管状部件，5是排气抽吸孔。6是石英玻璃基板，7是有机硅类橡胶膜，它们构成模板部件13。图2的(a)是模板头单元的剖面图，图2的(b)是从下方观察图2的(a)的模板头单元的平面图。此外，在图2的(b)中，为了易于了解真空吸附孔2而未图示石英玻璃基板6与有机硅类橡胶膜7。
本发明的第2实施方式与本发明的第1实施方式的不同部分在于：真空抽吸孔2并非是一个而是设置有多个。在本发明的第2实施方式中，被分割成与管状部件4的排气抽吸孔5相连的多个较小的真空抽吸孔2。在图2的(b)中，是布局成8×6的矩阵状。这样在多个较小的点位对石英玻璃基板6进行真空抽吸，能够防止因真空抽吸压力而造成吸引部的石英玻璃基板发生微小变形的情形。真空抽吸压力是由未图示的真空抽吸装置的吸力与真空抽吸孔2的孔尺寸所决定的气传导率(日语：コンダクタンス)大致决定的，因此可以在石英玻璃基板6不变形的范围内将双方优化而进行使用。
此外，真空抽吸孔2的数量与布局可以根据所使用的模板部件13(6和7)的尺寸来自由地优化。
如果像这样使用本发明的第2实施方式的模板头单元，并通过对真空抽吸孔2的大小与布局进行优化，则在实用上约0.5mm以上厚度的石英玻璃基板中，能够在不发生石英玻璃基板的真空抽吸孔位置处的局部微小应变的情况下进行模板部件13的真空抽吸。另外，针对在石英玻璃基板6上至少具备有机硅类橡胶膜7的模板部件13，由于只要通过真空抽吸的ON/OFF(开/关)动作就能够简便地将其拆装，因此能够在短时间内简单地更换模板部件13。另外，如果以多个真空抽吸孔来加以保持，则能够更稳定地通过保持部件来固定并保持模板部件13。
此外，即使石英玻璃基板厚度为0.5mm以下，通过真空抽吸孔2的大小与布局的优化，也能够调整成在不发生石英玻璃基板的真空抽吸孔位置处的局部微小应变的情况下进行模板部件13的真空抽吸。
另外，如果预先将真空抽吸孔2的布局的配置范围设定为稍微小一些，则在开发阶段中更换各种大小的模板部件13进行使用时也很方便。
(实施方式3)
图3示出本发明的第3实施方式中的模板头单元300的构成图。图3的(a)是模板头单元的剖面图，图3的(b)是从下方观察图3的(a)的模板头单元的平面图。此外，在图3的(b)中，未图示石英玻璃基板6与有机硅类橡胶膜7。
本发明的第3实施方式与本发明的第1实施方式的不同部分在于：第1实施方式的真空抽吸孔2为相连的沟槽构造8。
3’是模板部件保持表面3的一部分，是通过制作沟槽构造8而呈岛状残留的部分。如果设置为这样的构造，则能够一边以模板部件保持表面3与模板部件保持表面3的一部分3’来保持平面度，一边对石英玻璃基板6进行真空抽吸。虽然在图3中为了图示方便而将沟槽的宽度画得较大，但是可以对沟槽的宽度、沟槽的数量、沟槽的总面积进行设计，以使得能够获得进行真空吸附时的吸引压力，并且即使是0.5mm厚度的石英玻璃基板也不会因真空抽吸压力而在吸引沟槽位置处发生微小变形。
如果像这样使用本发明的第3实施方式的模板头单元300，通过对真空抽吸孔2的沟结构进行优化，能够产生移载动作所需的足够吸引力和不会在石英玻璃基板上产生应变的真空抽吸。另外，针对在石英玻璃基板6上至少具备有机硅类橡胶膜7的模板部件13，只要通过真空抽吸的ON/OFF(开/关)动作就能够将其简便地拆装，因此能够在短时间内简单地加以更换。另外，还具有能够稳定地保持模板部件13的优点。
此外，即使石英玻璃基板厚度在0.5mm以下，也能够通过沟槽构造的优化而调整为在不发生石英玻璃基板的真空抽吸孔位置处的局部微小应变的情况下进行模板部件13的真空抽吸。
另外，如果预先将真空抽吸孔2的布局的配置尺寸设定为稍微小一些，则在开发阶段中更换各种大小的模板部件13进行使用时也很方便。
(实施方式4)
图4示出本发明的第4实施方式的模板头单元400的构成图。图4的(a)是模板头单元的剖面图，图4的(b)是从下方观察图4的(a)的模板头单元的平面图。在图4中，9是凸型形状突起，在本第4实施方式中，示出了有机硅类橡胶膜具备凸型形状突起9的例子。所谓凸型形状突起，是指与Z轴平行的剖面形状具有凸型形状的突起。
10是凸构造部，被设置于模板部件保持表面3。
本发明的第4实施方式与本发明的第1实施方式的不同部分在于：具备凸型形状突起9的有机硅类橡胶膜7，以及模板部件保持表面3的凸构造部10。
以下，针对与第1实施方式不同的部分，说明其功能与效果。
凸构造部10是用于在X、Y、θ方向上对本发明的实施方式的模板头单元400与模板部件13进行校准的机构。在图4中，示出在X方向与Y方向上形成有凸构造且具有矩形剖面的例子。X、Y方向的凸构造部10以具有正交的侧面的状态进行结合。如图4的(b)所示，如果使用矩形形状的石英玻璃基板6，则通过使石英玻璃基板的顶点与凸构造部10的正交部分对齐，能够容易地进行X、Y、θ方向上的校准。进一步在实用上，通过在安装有本发明实施方式的模板头单元400的微小构造体移载机侧进一步进行精细校准，而能够进行高精确度的调整。
如果像这样使用本发明的第4实施方式的模板头单元400，则在模板部件13的安装中，能够容易地进行X、Y、θ方向上的粗略校准。其结果为，不仅只要通过真空抽吸的ON/OFF(开/关)动作就能够简便地对在石英玻璃基板6上至少具备有机硅类橡胶膜7的模板部件13进行拆装，而且能够一边简单地进行X、Y、θ方向上的初步校准，一边在短时间内简便地更换模板部件13。本发明的第4实施方式的模板头单元400特别在人用手更换模板部件13的情况下有用。
此外，X方向与Y方向的凸构造部并不一定要结合在一起，也可以分离开。
在本实施方式中，示出石英玻璃基板为矩形形状的例子，但是也可以为圆形形状或多边形形状。在是圆形形状的情况下，可将凸构造部10构成为能够使用石英玻璃晶圆基板的刻面或凹口来进行校准。
此外，凸型形状部的剖面形状并不一定是矩形，但是优选为在凸型形状部9中至少与石英玻璃基板接触的面与模板部件保持表面3大致垂直。另外，凸型构造部10的高度可以与石英玻璃基板6的高度相同，但是优选为约1/2～2/3的程度。
接着，如果使用具有凸型形状突起9的有机硅类橡胶膜7，则当要粘接并抓取实际装设在微小构造体移载机上而以微小间隔密集配置的微小构造体时、或当要将已抓取到的微小构造体再次密集配置时，能够消除相邻的微小构造体与有机硅类橡胶膜7的不必要接触。
有机硅类橡胶膜7具有凸型形状突起9，这是为了对被配置固定于供给基板上的LED等微小构造体进行选择性粘接、移载。此时，如果不制成凸型形状突起的高度以下的按入量，则无法实现选择性的粘接、移载。因此，假设如果凸型形状突起的高度是100μm，则其高度的80％(80μm)或者根据情况是50％(50μm)为该模板部件13的最大按入可能量。例如，如果追加按入量为5μm～10μm的程度，则合计按入量可以是29μm～34μm，能够充分对应100μm高度的凸型形状突起。另外，即使是50μm高度的凸型形状突起也可以进行对应。
用于提高模板部件13的按入量的容许量的一个方法是提高突起的高度。另外，另一个方法是缩小模板部件13的与微小构造体粘接的面部的面内偏差(合成石英玻璃与凸型形状突起的合计膜厚偏差)。当然，相对于使用者而言优选后者。因此，例如针对6μm高度的LED，可使模板部件13的与微小构造体粘接的面部的面内偏差为LED高度的2倍的12μm即可，进一步优选为1倍的6μm。此外，如果是这样的面内偏差的模板部件13，则明显也能够对应迷你LED的移载。
此外，所谓模板部件13的与微小构造体粘接的面部的面内偏差，是指所述合成石英玻璃与所述有机硅类橡胶膜的与微小构造体粘接的面部的合计膜厚偏差。另外，所谓所述有机硅类橡胶膜7的与微小构造体粘接的面部是指凸型形状突起9的面。
在接收基板侧的粘接材料构成为使得凸型形状突起9与微小构造体的粘接力和接收基板侧与微小构造体的粘接力之间获得足够的差的情况下，为了使凸型形状突起9更稳定地抓取微小构造体，优选使凸型形状突起9的与微小构造体接触的面(接触面)形成为比微小构造体稍大的尺寸。例如，如果微小构造体的上表面尺寸设置为约10μm～100μm，则对于凸型形状突起9的接触面，可在任意方向上将宽度预先设计为至少比微小构造体的宽度大10％程度以上。此外，优选大于移载装置的模板头单元移动精确度。
凸型形状突起9的高度取决于微小构造体的大小，但是可以在微小构造体的高度的约数倍～约15倍程度中调整为最适合的高度。例如，如果微小构造体的高度是约6μm的高度，则凸型形状突起9的高度可以设置为约12μm～约100μm。此外，凸型形状突起以外的有机硅类橡胶膜7部分的膜厚可以对应于所使用的有机硅类橡胶膜的材料特性与微小构造体的大小而进行优化。
此外，凸型形状突起9的与微小构造体的接触面可以是大致平坦的面。
然而，当微小构造体较大时，在能够获得足够的凸型形状突起9与微小构造体的粘接力的情况下，也可以使凸型形状突起的粘接面构成为小于微小构造体的面。
此外，在本第4实施方式中，将模板部件更换时的校准用的凸构造10与凸型形状突起9整合在一个图中作为实施方式，但是凸构造部10与凸型形状突起9的效果分别独立地发挥作用、功能。
(实施方式5)
图5示出本发明的第5实施方式中的模板头单元500的构成图。图5的(a)是模板头单元的剖面图，图5的(b)是从下方观察图5的(a)的模板头单元的平面图。6’是刻面，当从上方观察图5的(b)时，其被设置在石英玻璃基板6的矩形面的左上顶点。
本发明的第5实施方式与第4实施方式的差异仅在于有无刻面。只要将刻面6’的位置如图5的(b)的方式进行对齐，则在θ方向的旋转对象的方向上便不会发生安装错误。其结果为，更换作业更进一步提高效率。
此外，在本实施方式中，示出石英玻璃基板为矩形形状的例子，但是也可以为圆形形状或多边形形状。特别地，在圆形形状的情况下，可以将凸构造部10构成为使用石英玻璃晶圆基板的刻面或凹口进行校准。
(实施方式6：移载装置)
图6示出本发明的第6实施方式中的微小构造体移载装置110的动作部分的示意构成图。图6的(a)表示通过人手来更换模板部件13时的示意构成图，图6的(b)表示移载装置自动更换模板部件13时的示意构成图。
在图6中，11是模板头可动部。12是由模板部件保持部件1与管状部件4所构成的模板部件保持部，13是由石英玻璃基板6与至少有机硅类橡胶膜7所构成的模板部件13，它们作为整体来表示本发明的模板头单元。模板部件保持部12连接至模板头可动部。14是微小构造体，15是供给微小构造体的供给基板，16是供给基板平台。微小构造体14配置在供给基板15上并被暂时固定。17是接收基板，18是接收基板平台。19是模板部件更换平台，20是模板部件保持器。此外，作为未图示的微小构造体移载装置或其附属设备而具备真空抽吸装置。真空配管被连接至模板部件保持部12，且成为能够切换真空排气的ON/OFF(开/关)的构成。
图6仅为说明基本动作的概略图，且仅图示出最小限度的构成要素。使用图6简单说明微小构造体的移载动作。
使用图6的(a)说明通过人手来更换模板部件13的情况。
图6中的(#)，#＝1、2、3…表示动作的序列编号。
首先，(1)将模板头可动部11移动至模板部件交换位置A，通过人手将模板部件13拿到模板部件保持部12上，并将真空设置为ON(开)进行装设并固定。(2)将模板头可动部11移动至供给基板平台16所在位置B的期望位置。(3)使模板头可动部11下降，将模板部件13按压至被配置且暂时固定在供给基板15上的所希望的微小构造体14上。(4)通过模板部件13抓取微小构造体14，并使模板头可动部11上升。(5)保持该状态，并将模板头可动部11移动至接收基板平台18所在位置C。(6)使模板头可动部11下降，将微小构造体14按压至接收基板17上的期望位置。(7)使接收基板17接收微小构造体14，并使模板头可动部11上升。(8)将模板头可动部11移回位置B。反复进行(3)～(8)的一系列微小构造体移载动作，以完成所希望的移载动作。
在移载动作(4)中，为了从供给基板15粘接并抓取微小构造体14，可以预先设定成使模板部件13的有机硅类橡胶膜的粘接力，即「粘着力+粘性」比暂时固定有微小构造体14的供给基板表面的粘接强度更强的状态。另外，在移载动作(7)中，为了使接收基板17接收微小构造体14，可以预先设定成使接收基板表面的粘接强度比模板部件13的有机硅类橡胶膜的粘接力更强。此外，虽然可以像这样仅通过粘接力来进行使用模板的移载动作，但是也可以使用例如从供给基板背面对供给基板15的表面与微小构造体14的界面照射激光光，破坏供给基板15的最外表面层的组成，以选择性消除供给基板表面的粘接力的方法等其他方法。
如上所述，随着移载动作的次数累积，模板的粘着力与粘性迟早会降低到低于移载动作所需的粘着力。因此，在到达模板的粘接力的寿命极限之前，(9)将模板头可动部11移动至模板部件更换位置，将真空设置为OFF(关)并以手动取下使用完毕的模板部件13。然后，通过动作(1)安装上新的模板部件13，并进行下一个移载动作。此时，如果使用本发明的模板头单元，则如上所述所说明的，仅通过真空的ON/OFF(开/关)便能够简单地进行更换，而能够实现短时间的模板部件13的更换。此外，如果使用本发明的实施方式4所示的模板头单元，则无论是否以人手来安装，都能够每次都以相当高的精确度来实现X、Y、θ方向的初步校准。
接着，使用图6的(b)来说明移载装置自动更换模板部件13的情况。
与图6的(a)的手动情况的差异在于：图6的(b)的动作(11)与(12)的部分。模板部件13的自动更换动作能够如以下来执行。
模板部件的装设动作：(11)将模板头可动部11移动至模板部件更换位置A后，使模板头可动部11下降。在已将模板头可动部11移动至使得模板部件保持部12的模板部件保持部件1的表面处于尽可能接近但不接触模板部件13的石英玻璃基板表面的状态下，如果将真空设定为ON(开)，则模板部件13被真空抽吸而固定于模板部件保持部12的模板部件保持部件1的表面。然后，(12)使模板头可动部11上升。如此，能够实现模板部件13的自动更换作业。此外，模板部件13能够以石英玻璃基板表面朝上的方式预先保持在模板部件更换平台19上的模板部件保持器20上。
使用后的模板部件的脱离动作：要对使用后的模板部件13从装设在模板部件保持部12的状态进行模板更换动作时，将模板头可动部11移动至未图示的位置A、B、C以外的另外设置的废弃位置，如果将真空设置为OFF，则能够卸下并除去模板部件13。此时，在卸下模板后，对模板部件保持部件的表面进行利用乙醇等的湿法清洗或利用干燥空气或干燥氮气的干法清洗会更好。
在装设模板部件13时，使模板部件13接近模板部件保持部12的动作通过如以下的两步骤动作来进行会更好。
(第1步骤)使模板部件保持部12大幅下降的粗略动作。
(第2步骤)将模板头可动部11移动至使得模板部件保持部件1的表面处于尽可能接近但不接触模板部件13的石英玻璃基板表面的状态的高精确度移动动作。
如果这样进行，则能够防止对模板部件13的误接触或模板部件13的破损，而提高安全性。另外，第2步骤的高精确度移动动作可以在模板头可动部11侧进行，但是也可以在模板部件更换平台19侧进行。另外，为了实现更高精确度的接近动作，优选为预先具备传感器，其测量模板部件保持部件的表面与模板部件13的石英玻璃基板表面的距离。例如，可以使用电容量传感器、激光传感器、影像传感器等，其中该激光传感器是根据通过所述两表面的间隙的激光的遮断状况来观测接近状态。
如果使用如上所述构成的微小构造体移载装置110来移载作为微小构造体的LED，则能够制造LED显示器面板。即，使用本发明的微小构造体移载装置，以使LED处于显示器的像素位置的方式将所希望的LED移载至接收基板上并加以配置固定，从而能够制造显示器的全像素或一部分像素区域的显示器面板。如果通过本发明的微小构造体移载方法来取代LED而移载IC芯片、将IC和LSI复合安装而成的一维至三维封装体、由无机或有机半导体所构成的各种功能元件、电阻器、电容器、线圈等电性电路元件、各种微小传感器元件等微小构造体，则能够制造将这些各种功能元件组合起来的新产品。
(实施方式7)
图7是本发明的第7实施方式中的具备校准标记的模板部件的说明图。
图7的(a)示出了第1案例的模板部件13的剖面图。图7的(b)是从下方观察第1案例的模板部件13的平面图。图7的(c)是第2案例的模板部件13的剖面图。图7的(d)是从下方观察第2案例的模板部件13的平面图。图7的(e)表示校准标记图案的形状例。
图7中，21是石英玻璃基板，22是有机硅类橡胶膜。23是形成于有机硅类橡胶膜表面的凸型形状突起，是用于移载微小构造体的模板部位。25表示布局有凸型形状突起(模板部位)23的区域。图7的(a)的24是形成于有机硅类橡胶膜22表面的凸型形状突起，并且是校准标记图案。图7的(c)、(d)的26是形成于有机硅类橡胶膜22内部的凹形状沟槽，并且是校准标记图案。
图7的(a)与(b)表示第1案例，其中凸型的校准标记被形成在对角线(以单点划线表示)上。校准标记图案24被形成在布局有凸型形状突起23的区域25的外侧。在使用凸型形状的校准标记的情况下，校准标记24的凸型形状突起的高度优选设置为比模板区域25的凸型形状突起的高度更低。该差值需要大于凸型形状突起23接触微小构造体的上部后按入的距离。此外，本案例中使用圆型形状的校准标记图案，但是也可以为矩形或十字形，只要是识别校准标记图案的装置能够正确读取位置信息的形状则可以是任何形状。
图7的(c)与(d)表示第2案例，其中凹型状沟槽的校准标记图案26被形成在正交十字线(以单点划线来表示)上。在这种情况下，校准标记图案26也被形成在布局有凸型形状突起23的区域25的外侧。此外，在本案例中，使用正方型形状的校准标记图案，但是也可以为圆形、长方形形或十字形，只要是识别校准标记图案的装置能够正确读取位置信息的形状则可以是任何形状。
如图7的(e)所示，校准标记的形状，可使用圆形形状27、正方形形状28、十字形状29等。校准标记图案25的大小只要配合要对其进行检测的系统的性能即可。例如如果是影像识别，则约100μm程度的大小即可足够高精准度地加以识别。
此外，校准标记位置不一定要配置在对角线上或十字线上，只要知道各自的位置坐标，就能够以移载装置的计算机处理来加以对应。绝对位置决定装置的特定位置，并在动作前预先决定原点位置即可。另外，由于最少有两个校准标记便可进行模板部件13的X、Y、θ方向的校准，因此校准标记的数量至少要有2处以上。此外，为了提高校准精确度，优选校准标记配置在尽量彼此远离的位置。
如果将装设有该模板部件13的本发明的模板头单元搭载在所述校准标记图案微小构造体移载装置上进行使用，则模板部件13的校准标记的位置信息与供给基板上的校准标记的位置识别信息协同动作，而能够进行凸型形状突起23与供给基板上的微小构造体的位置对齐。同样地，模板部件13的校准标记的位置信息与接收基板上的校准标记的位置识别信息协同动作，而能够进行模板部位23与接收基板上的微小构造体的位置对齐。另外，如图6的(b)所示，当通过微小构造体移载装置来自动更换模板部件13时，通过利用所述校准标记，就能够每次都将模板部件13安装至模板部件保持部12(严格来说，是模板部件保持部件1的模板部件保持表面3)的大致相同的位置。
如此，如果在微小构造体移载装置110中使用具备模板部件13的模板头单元，且该模板部件13在有机硅类橡胶膜22上具备校准标记，则能够高精确度地进行微小构造体的移载。
如上所述，通过搭载本发明的模板头单元，且其中使用了本发明的带有校准标记的模板部件，则能够实现具备高位置精确度的微小构造体移载装置。
移载装置如果是专用装置则最优选，但是只要至少具备以下构成的装置即可：供给平台、接收平台、可在X、Y、Z、θ(以Z轴为主轴的旋转坐标)上进行移动动作的模板头、安装在模板头上的模板头单元、用于对模板部件13进行真空抽吸的真空抽吸机构、校准标记识别装置与模板头移载控制装置。例如，可以是将如用于器件安装的覆晶接合器那样的接合器进行改良后的装置。
(实施方式8)
图8示出了本发明的第8实施方式中的模板部件13的剖面图。图8中，31是石英玻璃基板，32和33是有机硅类橡胶膜。34、35、36及37是形成在有机硅类橡胶膜表面的凸型形状突起，这些突起也是有机硅类橡胶膜的一部分。
图8的(a)表示平板的模板部件13的剖面图。在这种情况下，优选从石英玻璃基板31至有机硅类橡胶膜32的表面为止的距离在面内为高精确度地恒定。该精确度取决于移载对象即微小构造体的高度，优选为至少在微小构造体的高度程度以下。更优选为微小构造体的高度的一半以下。例如，在大小为50μm以下的LED的情况下，高度为6μm～10μm程度。在高度6μm的LED的情况下，如果将模板的按入量设想为LED的高度的2倍程度，则石英玻璃基板31与有机硅类橡胶膜32的厚度加起来的整体厚度偏差(以下，称为模板整体的厚度偏差)至少需要在6μm以下。如果将合成石英玻璃用于石英玻璃基板31，则由于其厚度精确度以TTV而言在1μm以下，因此有机硅类橡胶膜32的厚度偏差必须在5μm以下。因此，模板整体的厚度偏差更优选为所述LED的厚度(6μm)的一半即3μm(TTV)。
如此，通过在平坦的石英玻璃基板31上形成平坦的有机硅类橡胶膜32，不仅在微小构造体为一个的情况下，在两个以上的多个的情况下，甚至1万个或3万个数量的微小构造体也能够一次进行移送。
图8的(b)表示在有机硅类橡胶膜33的表面上具备一个凸型形状突起34的模板部件13的剖面图。该模板用于从密集配置在供给基板上的微小构造体中选择任意一个微小构造体，并移载至接收基板的期望位置。不仅当然可用于移载一个一个微小构造体的情况，例如在微小构造体是LED等电子、电性部件的情况下，也能够用于修复接收基板上的不良处。关于凸型形状突起34的粘接面尺寸，以下表示其中一种想法。如果作为微小构造体的粘接面尺寸其短边在约100μm
以下，甚至在50μm以下，则凸型形状突起34的粘接面的大小优选预选设置为至少在单侧比微小构造体大约5％(在两侧为10％)程度以上的尺寸。如果设置为这样的结构，就能够稳定获得粘接力。针对短边在约100μm以上的粘接面尺寸的微小构造体，可与上述同样地将凸型形状突起34的粘接面尺寸设置为比微小构造体的粘接面尺寸稍大，但是将凸型形状突起34的粘接面尺寸设置为比微小构造体的粘接面尺寸更小也能够进行移载动作。
凸型形状突起34的高度也取决于有机硅类橡胶膜的膜质，但是可以是微小构造体的高度的约数倍～约5倍程度以上。然而，最适合的凸型形状突起34的尺寸严格来说会被有机硅类橡胶膜的特性以及移载对象即微小构造体的大小、形状、材质等大幅影响，因此最终应该通过实际的动作确认来加以优化。
此外，在图8的(b)中，是表示凸型形状突起34的剖面形状为矩形形状的例子，但是不一定必须是矩形。
图8的(c)表示在有机硅类橡胶膜的表面上具备一个二段式的凸型形状突起35的模板部件13的剖面图。因此，其用途与图8的(b)的情况相同。在将仅具有一个凸型形状突起34的模板用于实际的移载动作时，由于在供给基板和接收基板中，模板头的按入负载施加在凸型形状突起34的一点上，因此有时会产生凸型形状突起34的寿命降低的问题。例如，在微小构造体的大小为例如约100μm以上这样比较大的情况下，以图8的(b)的凸型形状突起34就能够充分对应，但是要移载例如约100μm以下的微小构造体时，优选将凸型形状突起的形状设置为如图8的(c)所示的二段式的凸型形状突起35。另外，此时，通过将第2段的剖面形状制成梯形，能够提高要反复使用移载动作时的耐久性，而延长凸型形状突起的寿命。梯形形状可以是等腰梯形。在移载至接收基板上并取下所述凸型形状突起时，有时使用非等腰的形态比较容易取下。
图8的(d)表示在有机硅类橡胶膜的表面上具备两个以上的多个凸型形状突起34的模板部件13的剖面图。如果设置为这样的结构，则能够一次移载与凸型形状突起34的位置对应的多个微小构造体。关于凸型形状突起34的大小，基本上以与图8的(b)相同的想法来设计即可，但是最适合的凸型形状突起34的尺寸严格来说会被有机硅类橡胶膜的特性以及移载对象即微小构造体的大小、形状、材质等大幅影响，因此最终应该通过实际的动作确认来加以优化。如果多个所述凸型形状突起34构成为根据移载目的地的任意的所期望布局而进行一维排列或二维排列，并且供给基板上的微小构造体也以能够对应所述一维或二维排列来取出的方式来进行配置构成，则能够一次移载与凸型形状突起34的位置对应的多个微小构造体，并且以期望布局方式来移载微小构造体。
如果所述移载目的地的任意的期望布局的至少一部分是根据一定的间距规则性而进行一维排列或二维排列，则该部分就能够一次移载一定间距的一维排列或二维排列的多个微小构造体。
如果所述一定间距构成为显示器的像素间距的整数倍，则能够将微小构造体移载至以该整数倍距离远离的像素。此时，如果微小构造体是LED元件，则能够制作LED显示器。
在供给基板侧已经根据LED显示器的像素间距配置有R(红)、G(绿)、B(蓝)的各LED的情况下，通过使用模板部件13，其具备与像素间距与RGB的各LED的配置位置对应的凸型形状突起34，而能够一次移载至接收基板即显示器面板基板。此外，也可以将凸型形状突起形成为通过一个凸面来移载以像素为单位的RGB的LED。另外，在这种情况下，使用所具备的有机硅类橡胶膜为不具有凸型形状突起的平板状有机硅类橡胶膜的模板部件13，也能够进行移载。
在以显示器间距来移载RGB中的其中一色的LED的情况下，可以使用一种其凸型形状突起构成为间距的整数倍的模板部件13，并根据R-LED、G-LED、B-LED各基板分三次来进行移载作业。如果是一倍间距，则能够按照一定程度的多个像素区域加以移载。在朝一个方向以N(N≧2)倍间距形成凸型形状突起的情况下，通过一边朝一个方向平移(N-1)次间距一边进行移载，而能够完成LED显示器的像素面。
当所述整数为1时，是显示器的像素间距本身，通过将至少R(红)、G(绿)、B(蓝)的三原色的LED错开约LED的尺寸大小+裕度大小来进行移载，就能够制作RGB-LED显示器。即使所述整数为2以上，由于能够移载至显示器像素间距上，因此能够组装出LED显示器面板。
此外，在使用量子点等波长转换材料从蓝光LED取出红、绿光的情况下，只要将蓝光LED移载至与R、G、B相当的位置即可。
另外，在图8的(d)中表示了凸型形状突起的剖面形状为矩形形状的例子，但不一定必须是矩形。
图8的(e)表示在有机硅类橡胶膜的表面上具备两个以上的多个剖面形状为梯形的凸型形状突起36的模板部件13的剖面图。如此，如果凸型形状突起36的剖面形成为梯形形状，则能够增大凸型形状突起36的耐久性，而增大能够以一个模板部件13来实现的移载次数。即，能够延长一个模板部件的使用寿命。此外，梯形形状可以是等腰梯形。在要移载至接收基板上并取下所述凸型形状突起36时，有时使用非等腰的形态比较容易取下。
图8的(f)表示在有机硅类橡胶膜的表面上具备两个以上的多个二段式的凸型形状突起37的模板部件13的剖面图。如果是这样的构成，则即使在供给基板上以更窄的间距来配置微小构造体的情况下，也能够以不接触相邻芯片的方式可靠地粘接并抓取目标芯片。此外，前端部的剖面形状也可以是梯形。
(实施方式9)
图9示出了本发明的第9实施方式中的用于一次移载多种微小构造体的模板部件13的剖面图。
在图9中，41是石英玻璃基板，42是有机硅类橡胶膜。43～46是形成于有机硅类橡胶膜表面的凸型形状突起，这些突起也是有机硅类橡胶膜的一部分。
在图9的(a)中，形成在有机硅类橡胶膜42表面的中央部的一块凸型形状突起43表示用于移载微小构造体的模板面。凸型形状突起44形成在有机硅类橡胶膜的周边部，表示用于移载比所述微小构造体更大的微小构造体的模板面。如果设置为这样的构成，则例如在供给基板侧能够以将LED元件配置在中央部分，并将LED驱动元件配置在周边部的状态来准备元件，并且能够一次移载两种元件。
在图9的(b)中，形成在有机硅类橡胶膜42表面的中央部的多个较小的凸型形状突起45表示用于移载微小构造体的模板面。凸型形状突起46形成在有机硅类橡胶膜的周边部，表示用于移载比所述微小构造体更大的微小构造体的模板面。在这种情况下，也能够一次移载两种不同高度的微小构造体。
此外，凸型形状突起的与微小构造体粘接的面可以是矩形、圆形、楕圆形、多边形或非对称的形状，但是可以优化为针对移载对象的微小构造体的形状最能够有效产生有机硅类橡胶膜的粘接力的形状来进行使用。
如果将以上的本发明的模板部件组装进本发明的模板头单元进行使用，则由于能够非常简单地进行模板部件更换，因此能够大幅缩短移载装置的停歇时间。另外，通过根据用途而分别使用图8至图9所述的模板部件，能够进行高效率的微小构造体移载。
如第1实施方式的说明中所述，最优选将合成石英玻璃用于石英玻璃基板。通过使用合成石英玻璃基板，由于能够获得石英玻璃基板的平坦性(约1μm以下)，因此能够获得包含有机硅类橡胶膜在内的整体的平坦性。由于合成石英玻璃与其他石英玻璃或玻璃相比特别均质，并且为低热膨胀系数(其他石英玻璃的约1/5以下)，因此在形成有机硅类橡胶膜时能够实现利用热固化的均质橡胶化处理。另外，实际用于连续移载动作时，也能够大幅抑制因热漂移所导致的微小构造体的位置应变。此外，在通过UV固化进行橡胶化处理而形成有机硅类橡胶膜的情况下，在190nm～400nm为止的波长区中，也具有90％以上的高透过率，因此能够形成扭曲最少的有机硅类橡胶膜。特别地，在制作具有凸型形状突起的有机硅类橡胶膜时，能够使凸型形状突起的UV固化应变最小化。
所述有机硅类橡胶膜和附带的凸型形状的制造可通过射出成型法来制造，但是考虑到量产性，优选通过压印法来制造。
另外，在射出成型法、压印法的任一种方法中，都可以通过热固化来制造有机硅类橡胶膜，但是为了降低成膜后的应力应变，与热固化相比，优选通过UV固化来加以制造。
(实施方式10)
图10示出本发明的第10实施方式中的带电防止模板部件(抗静电模板部件)的构成图。
图10的(a)是模板部件13的剖面图，图10的(b)是从上方观察图10(a)的模板头单元的俯视图。在图10中，51是石英玻璃基板，53是有机硅类橡胶膜。52是形成于石英玻璃基板51与有机硅类橡胶膜53之间的导电性膜，导电性膜覆盖石英玻璃基板中的直到端部为止的整个面。
在实际的移载装置中，在用一个模板以高速动作反复进行2万次或更多次的移载动作的情况下，模板头单元本身会在装置中产生乱流，而因与空气的摩擦而使石英玻璃基板表面容易带电。特别地，电荷容易集中于石英玻璃的边部(尖边)或顶点部(尖点)。因乱流而产生的悬浮带电粒子有可能附着于所述石英玻璃表面和端面，并且被输送并落下至供给基板或接收基板上。为了防止这种情形，在石英玻璃表面形成导电性膜52以使其不带电是有效的。
针对所述导电性膜52，可使用含有导电性材料的膜。所述导电性材料可以通过包含以下至少其中一种的状态来进行使用：炭黑、碳填料、碳纳米线、碳纳米线、碳纳米管、石墨烯等碳类导电材料、碱金属或碱土金属的盐、离子液体。如果设置为这样的结构，则可以通过调整添加量来任意调整所述导电性膜的导电率。此外，可以混合多种所述导电材料来使用。
作为碱金属或碱土金属的盐，例如可举出：锂、钠、钾等碱金属的盐；钙、钡等碱土金属的盐等。作为这些盐的具体例，可举出：LiClO4、LiCF3SO3、LiN(CF3SO2)2、LiAsF6、LiCl、NaSCN、KSCN、NaCl、NaI、KI等碱金属盐；Ca(ClO4)2、Ba(ClO4)2等碱土金属盐等。从低电阻值与溶解度的观点来看，优选为LiClO4、LiCF3SO3、LiN(CF3SO2)2、LiAsF6、LiCl等锂盐，特别优选为LiCF3SO3、LiN
(CF3SO2)2。
所谓离子液体，是指在室温(25℃)下为液体的熔融盐，又称为常温熔融盐，特别是指熔点在50℃以下的熔融盐。优选熔点在-100℃～30℃，更优选熔点在-50℃～20℃。这样的离子液体具有无蒸气压(不挥发性)、高耐热性、不燃性、化学稳定性等特性。
离子液体可举出由季铵阳离子与阴离子所构成的液体。该季铵阳离子是咪唑鎓、吡啶鎓或由R4N+[式中，R彼此独立地为氢原子或碳原子数为1～20的有机基团]表示的阳离子中的任一种形态。
作为所述以R表示的有机基团的具体例，可举出碳原子数为1～20的一价烃基、烷氧基烷基等，更具体而言，可举出甲基、戊基、己基、庚基等烷基；苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基等芳基；苄基、苯乙基等芳烷基；环戊基、环己基、环辛基等环烷基；乙氧基乙基(-CH2CH2OCH2CH3)等烷氧基烷基等。此外，也可以将以R表示的有机基团中的两个键合而形成环状构造，在这种情况下两个R一起形成2价的有机基团。该2价的有机基团的主链可仅由碳构成，也可以在其中含有氧原子、氮原子等杂原子。具体而言，例如可举出：2价烃基[例如碳原子数为3～10的亚烷基]，式：-(CH2)c-O-(CH2)d-[式中，c为1～5的整数，d为1～5的整数，c+d为4～10的整数]等。
作为以所述R4N+表示的阳离子的具体例，可举出：甲基三正辛基铵阳离子、乙氧基乙基甲基吡咯烷鎓阳离子、乙氧基乙基甲基吗啉鎓阳离子等。
作为所述阴离子，没有特别限制，例如优选为：AlCl4 -，Al3C18 -、Al2C17 -、ClO4 -、PF6 -、BF4 -、CF3SO3 -、(CF3SO2)2N-、(CF3SO2)3C-，更优选为PF6 -、BF4 -、CF3SO3 -、(CF3SO2)2N-。
所述导电性材料可以单独使用一种，也可以组合两种以上来使用。
也可以使用导电性聚合物作为所述导电性材料来构成导电性膜52。如果设置为这样的结构，则可通过调整导电性聚合物的添加量来任意调整所述导电性膜的导电率。导电性聚合物可以使用聚噻吩类的PEDOT/PSS、聚苯胺类的聚苯胺磺酸等。此外，不限于所述导电性聚合物，也可以使用其他导电性聚合物。另外，也可以将导电性聚合物与碳类导电材料、碱金属的盐、碱土金属的盐、离子液体中至少任意一种组合来使用。
所述导电膜52也可以由导电性有机硅类橡胶膜构成。所述导电性有机硅类橡胶膜可以包含所述导电性材料。
也可以在所述石英玻璃基板表面整体上，以在所述石英玻璃基板与所述有机硅类橡胶膜之间且完全覆盖所述石英玻璃基板表面的方式，形成导电性比所述有机硅类橡胶膜更高的导电性膜。如果设置为这样的结构，则即使在所述有机硅类橡胶膜的表面积比所述石英玻璃基板更小的情况下，也能够使模板的表面整体为导电性。另外，即使在所述有机硅类橡胶膜与所述石英玻璃基板的表面积相同的情况下，通过具有导电性比所述有机硅类橡胶膜更高的导电性膜，能够防止电荷特别容易集中的石英玻璃表面端部带电，因此能够减少悬浮于模板部件周边的带电颗粒附着于模板部件13上的情形。
所述导电膜52的表面电阻只要具有可发挥带电防止效果的片电阻1E9～1E14Ω/sq.即可。优选为可呈现静电扩散(消散)效果的片电阻1E5～1E9Ω/sq.。更优选为呈现导电性的1E5Ω/sq.以下。
图11示出本发明的第10实施方式中的带电防止模板部件的另一构成图。
图11的(a)是模板部件13的剖面图，图11的(b)是从上方观察图11的(a)的模板头单元的俯视图。图11与图10的唯一差异点在于：在有机硅类橡胶膜54上形成有凸型形状突起55。凸型形状的形状可使用如图8和图9所说明过的形状，并可根据被移载的微小构造体的形状或大小来加以优化。
(实施方式11)
图12示出本发明的第11实施方式中的带电防止模板部件的剖面图。
在图12中，51是石英玻璃基板，56是导电性有机硅类橡胶膜。
图12的(a)是在石英玻璃基板51上形成有导电性有机硅类橡胶膜56的构造。如此，通过对有机硅类橡胶膜本身附加导电性，并构成为具有带电防止效果、静电扩散(消散)效果或导电性，而能够防止悬浮带电粒子附着至模板部的有机硅类橡胶膜。
图12的(b)表示导电性有机硅类橡胶膜56覆盖住石英玻璃基板51的全部表面的模板部件13，其中包含了在图12的(a)中的导电性有机硅类橡胶膜56未覆盖到的石英玻璃基板51周边部在内的情况。如果设置为这样的形态，则由于没有石英玻璃的露出部，而能够防止悬浮带电粒子附着至模板部件表面的整体上。
图12的(c)表示以导电性膜52覆盖石英玻璃基板51的全部表面，并且进一步在其上形成稍小的导电性有机硅类橡胶膜56的模板部件13。在这样的构成中，由于也没有石英玻璃的露出部，因此能够防止悬浮带电粒子附着至模板部件表面的整体上。
针对所述导电性有机硅类橡胶膜56，可以使用包含导电性材料的膜。所述导电性有机硅类橡胶膜56中所含的导电性材料可通过包含以下至少其中一种的状态来进行使用：炭黑、碳填料、碳纳米线、碳纳米管、石墨烯等碳类导电材料；碱金属或碱土金属的盐；离子液体。如果设置为这样的结构，则可通过调整添加量来任意调整所述导电性有机硅类橡胶膜56的导电率。此外，可以混合多种所述导电材料来使用。
关于碱金属的盐、碱土金属的盐、离子液体，如上所述。
作为所述导电性有机硅类橡胶膜56中所含的导电性材料，也可以使用导电性聚合物。如果设置为这样的结构，则可通过调整导电性聚合物的添加量来任意调整所述导电性有机硅类橡胶膜的导电率。导电性聚合物可使用聚噻吩类的PEDOT/PSS、聚苯胺类的聚苯胺磺酸等。此外，不限于所述导电性聚合物，也可以使用其他导电性聚合物。另外，也可以将导电性聚合物与碳类导电材料、碱金属的盐、碱土金属的盐、离子液体中至少任意一种组合来使用。
所述导电性有机硅类橡胶膜56的表面电阻只要是具有发挥带电防止效果的片电阻1E9～1E14Ω/sq.即可。优选为呈现静电扩散(消散)效果的片电阻1E5～1E9Ω/sq.。更优选为呈现导电性的1E5Ω/sq.以下。
图13示出本发明的第11实施方式中的带电防止模板部件的另一剖面图。
图13与图12的唯一差异点在于：在导电性有机硅类橡胶膜57上形成有凸型形状突起58。此外，凸型形状的形状可使用如图8和图9所说明过的形状，并可根据被移载的微小构造体的形状或大小来加以优化。
此外，本发明的微小构造体移载装置的移载对象，包含但不限于以下微小构造体：有机或无机LED、半导体激光、IC芯片、将IC和LSI复合安装而成的一维至三维封装体、由无机或有机半导体所构成的各种功能元件、电阻器、电容器、线圈等电性电路元件、各种微小传感器元件、MEMS(微机电系统)的各种功能元件和传感器等。如果通过本发明的微小构造体移载方法来移载这些微小构造体，则能够制造将这些各种功能元件组合起来的新功能产品，即微小构造体集成产品。
另外，本发明并不限定于上述实施方式。上述实施方式为示例说明，凡具有与本发明的权利要求书所记载的技术思想实质上同样的构成并产生相同作用效果的任何方案都包含在本发明的技术范围内。

Claims (40)

1.一种模板头单元，其特征在于，包含：
模板部件，其在石英玻璃基板上至少具备有机硅类橡胶膜；
模板部件保持部件，其具备具有孔的面，所述孔用于对所述模板部件的石英玻璃基板面进行真空抽吸；以及
管状部件，其具有排气抽吸孔且与所述模板部件保持部件结合固定，所述排气抽吸孔以能够保持真空的状态与用于进行所述真空抽吸的孔连通连接。
2.根据权利要求1所述的模板头单元，其特征在于，
所述模板部件保持部件的用于进行所述真空抽吸的孔被分为多个孔，并且在多个点处对所述石英玻璃基板进行吸引固定。
3.根据权利要求1或2所述的模板头单元，其特征在于，
在所述模板部件保持部件的装设有所述模板部件的面上，形成有经由用于进行所述真空抽吸的孔而连接至所述排气抽吸孔的沟槽构造。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的模板头单元，其特征在于，
所述石英玻璃基板是矩形平板。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的模板头单元，其特征在于，
在所述石英玻璃基板上形成有刻面。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的模板头单元，其特征在于，
所述管状部件具有筒夹连接部。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的模板头单元，其特征在于，
在所述模板部件保持部件的模板部件保持面上具备用于定位所述模板部件的凸构造。
8.根据权利要求7所述的模板头单元，其特征在于，
所述凸构造具有正交的侧面。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的模板头单元，其特征在于，
在所述模板部件的有机硅类橡胶膜上具有校准标记。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的模板头单元，其特征在于，
所述石英玻璃基板是合成石英玻璃。
11.一种微小构造体移载装置，其特征在于，
具备权利要求1～10中任一项所述的模板头单元。
12.根据权利要求11所述的微小构造体移载装置，其特征在于，
具备用于对下述进行调整的机构：安装在模板头单元上的模板部件的模板面(X-Y正交坐标)的位置、与X-Y平面正交的Z坐标位置、以及以Z轴为中心的旋转角θ。
13.根据权利要求11或12所述的微小构造体移载装置，其特征在于，
具备更换模板部件的单元。
14.一种微小构造体集成部件的移载方法，其特征在于，包含下述步骤：
使用权利要求11～13中任一项所述的微小构造体移载装置来移载微小构造体。
15.一种微小构造体移载用模板部件，其特征在于，
在合成石英玻璃基板上形成有至少一层以上的有机硅类橡胶膜。
16.根据权利要求15所述的微小构造体移载用模板部件，其特征在于，
所述合成石英玻璃基板的厚度为0.5mm～7mm。
17.根据权利要求15或16所述的微小构造体移载用模板部件，其特征在于，
所述微小构造体是发光二极管，且所述有机硅类橡胶膜的与所述微小构造体粘接的面部的有机硅类橡胶的膜厚的最大值与最小值之差在18μm以下。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的微小构造体移载用模板部件，其特征在于，
在合成石英玻璃基板与所述有机硅类橡胶膜之间具有导电性膜。
19.根据权利要求18所述的微小构造体移载用模板部件，其特征在于，
所述导电性膜形成为覆盖在所述合成石英玻璃基板的全部表面上。
20.根据权利要求18或19所述的微小构造体移载用模板部件，其特征在于，
所述导电性膜包含导电性材料。
21.根据权利要求20所述的微小构造体移载用模板部件，其特征在于，
所述导电性材料是下述的至少其中一种：炭黑、碳填料、碳纳米线、碳纳米管、石墨烯、碱金属或碱土金属的盐、离子液体。
22.根据权利要求20所述的微小构造体移载用模板部件，其特征在于，
所述导电性材料至少包含导电性聚合物。
23.根据权利要求18或19所述的微小构造体移载用模板部件，其特征在于，
所述导电性膜是导电性有机硅类橡胶膜。
24.根据权利要求15～23中任一项所述的微小构造体移载用模板部件，其特征在于，
所述有机硅类橡胶膜是导电性有机硅类橡胶膜。
25.根据权利要求23或24所述的微小构造体移载用模板部件，其特征在于，
所述导电性有机硅类橡胶膜包含导电性材料。
26.根据权利要求25所述的微小构造体移载用模板部件，其特征在于，
所述导电性有机硅类橡胶膜中所含的导电性材料是下述的至少其中一种：炭黑、碳填料、碳纳米线、碳纳米管、石墨烯、碱金属或碱土金属的盐、离子液体。
27.根据权利要求25所述的微小构造体移载用模板部件，其特征在于，
所述导电性有机硅类橡胶膜中所含的导电性材料至少包含导电性聚合物。
28.根据权利要求15至27中任一项所述的微小构造体移载用模板部件，其特征在于，
在所述有机硅类橡胶膜表面具备一个凸型形状突起。
29.根据权利要求15至27中任一项所述的微小构造体移载用模板部件，其特征在于，
在所述有机硅类橡胶膜表面具备两个以上的凸型形状突起。
30.根据权利要求29所述的微小构造体移载用模板部件，其特征在于，
所述两个以上的凸型形状突起包含两种以上不同高度的凸型形状突起。
31.根据权利要求29或30所述的微小构造体移载用模板部件，其特征在于，
所述两个以上的凸型形状突起具有与微小构造体接触的面部，且该面部包含两种以上不同面积的凸型形状突起。
32.根据权利要求29至31中任一项所述的微小构造体移载用模板部件，其特征在于，
所述两个以上的凸型形状突起被任意地加以一维布局或二维布局。
33.根据权利要求32所述的微小构造体移载用模板部件，其特征在于，
所述一维布局或二维布局包含具有一定间距的规则性的部分。
34.根据权利要求33所述的微小构造体移载用模板部件，其特征在于，
所述一定间距是显示器的像素间距的整数倍。
35.根据权利要求28～34中任一项所述的微小构造体移载用模板部件，其特征在于，
所述凸型形状突起的剖面形状是梯形形状。
36.根据权利要求35所述的微小构造体移载用模板部件，其特征在于，
所述凸型形状突起的剖面形状包含前端侧是较小的梯形形状的部分。
37.根据权利要求28～34中任一项所述的微小构造体移载用模板部件，其特征在于，
所述凸型形状突起的剖面形状是二段式以上的阶梯状的凸型形状。
38.一种微小构造体移载用模板头单元，其具备权利要求15～37中任一项所述的微小构造体移载用模板部件。
39.一种微小构造体移载装置，其具备权利要求38所述的模板头单元。
40.一种微小构造体集成部件的移载方法，其包含下述步骤：使用权利要求39所述的微小构造体移载装置来移载微小构造体。
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