DE112013006000T5

DE112013006000T5 - Mikrovorrichtung-Übertragungssystem mit Schwenkhalterung

Info

Publication number: DE112013006000T5
Application number: DE112013006000.0T
Authority: DE
Inventors: Dariusz Golda; John A. Higginson; Andreas Bibl
Original assignee: LuxVue Technology Corp
Current assignee: Apple Inc
Priority date: 2012-12-14
Filing date: 2013-12-09
Publication date: 2015-08-27
Also published as: TW201425207A; CN107195558A; CN104904001A; US10043776B2; TWI605012B; US20160293566A1; CN107195558B; US20140169924A1; CN104904001B; WO2014093241A1; US9391042B2

Abstract

Es werden Systeme und Verfahren zum Übertragen einer Mikrovorrichtung von einem Trägersubstrat offenbart. In einer Ausführungsform weist eine Mikroaufnahmegruppierungshalterung eine Schwenkplattform auf, um einer Mikroaufnahmegruppierung eine automatische Ausrichtung mit einem Trägersubstrat zu ermöglichen. Ablenkung der Schwenkplattform kann erkannt werden, um weitere Bewegung der Mikroaufnahmegruppierung zu steuern.

Description

Hintergrund
Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft Mikrovorrichtungen. Insbesondere betreffen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Systeme und Verfahren zum Übertragen einer Mikrovorrichtung von einem Trägersubstrat.
Hintergrundinformationen
Die Durchführbarkeit der Kommerzialisierung von miniaturisierten Vorrichtungen, wie Funkfrequenz-(RF-)Mikroschaltern mit mikroelektromechanischen Systemen (MEMS), Leuchtdioden-(LED-)Anzeigesystemen und MEMS- oder quartzbasierten Oszillatoren, wird durch Schwierigkeiten und Kosten im Zusammenhang mit der Herstellung jener Vorrichtungen stark eingeschränkt. Herstellungsverfahren schließen in der Regel wafer-basierte Verarbeitung und Übertragungstechniken ein.
Zu Vorrichtungsübertragungsverfahren gehört die Übertragung von einem Transferwafer auf einen Aufnahmewafer. Eine solche Implementierung ist „Direktdruck”, der einen Bindungsschritt einer Gruppierung von Vorrichtungen von einem Transferwafer auf einen Aufnahmewafer, gefolgt von der Entfernung des Transferwafers, einschließt. Eine andere solche Implementierung ist „Transferdruck”, der zwei Bindungs-/Ablösungsschritte einschließt. Beim Transferdruck kann ein Transferwafer eine Gruppierung von Vorrichtungen von einem Donorwafer aufnehmen und die Vorrichtungen an einen Aufnahmewafer binden. Nach Übertragung kann der Transferwafer mit Techniken, zu denen Laser-Lift-off (LLO), Schleifen oder Polieren und Ätzen gehören, entfernt werden.
Kardanische Aufhängungen werden bislang in Waferpolierungsvorrichtungen verwendet, um ein gleichmäßiges Polieren eines Wafers zu erleichtern. Zum Beispiel erleichtern passive kardanische Aufhängungen in einer Poliervorrichtung die Ausrichtung von Wafern an einem Polierpad.
Kurzdarstellung der Beschreibung
Es werden eine Mikroaufnahmegruppierungshalterung und Verfahren zum Verwenden der Mikroaufnahmegruppierungshalterung, um eine Gruppierung von Mikrovorrichtungen von einem Trägersubstrat zu übertragen, offenbart. In einer Ausführungsform weist die Mikroaufnahmegruppierungshalterung eine Schwenkplattform, eine Grundplatte in Seitenrichtung um die Schwenkplattform und einen Balken zwischen der Schwenkplattform und der Grundplatte auf. Der Balken kann mit der Schwenkplattform an einem Innenzapfen gekoppelt sein und mit der Grundplatte an einem Außenzapfen gekoppelt sein. In einer Ausführungsform ist der Außenzapfen an einem Grundplattenrand und der Innenzapfen an einem Schwenkplattformrand. Der Grundplattenrand kann senkrecht zum Schwenkplattformrand sein. In einer Ausführungsform kann ein zweiter Balken mit der Grundplatte über einen zweiten Außenzapfen an einem zweiten Grundplattenrand gekoppelt sein und mit der Schwenkplattform über einen zweiten Innenzapfen an einem zweiten Schwenkplattformrand gekoppelt sein. In einer Ausführungsform ist der Balken mit der Schwenkplattform an einem zweiten Innenzapfen gekoppelt und mit der Grundplatte an einem zweiten Außenzapfen gekoppelt. Der Innenzapfen kann dem zweiten Innenzapfen über die Schwenkplattform diametral gegenüberliegen, und der Außenzapfen kann dem zweiten Außenzapfen über die Schwenkplattform diametral gegenüberliegen. In einer Ausführungsform umfassen die Innenzapfen und die Außenzapfen Silicium.
In einer Ausführungsform weist die Mikroaufnahmegruppierungshalterung einen Schwenkplattform-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt an der Schwenkplattform und einen Grundplatten-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt an der Grundplatte auf. Der Schwenkplattform-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt kann in elektrischer Verbindung mit dem Grundplatten-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt sein. Die Mikroaufnahmegruppierungshalterung kann auch eine Leiterbahn aufweisen, die vom Schwenkplattform-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt ausgeht und den Schwenkplattform-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt möglicherweise elektrisch mit dem Grundplatten-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt verbindet.
In einer Ausführungsform weist die Mikroaufnahmegruppierungshalterung eine Bindungsstelle an der Schwenkplattform auf. Die Bindungsstelle kann eine Klemmelektrode in elektrischer Verbindung mit einem Grundplattenklemmkontakt an der Grundplatte aufweisen. In einer Ausführungsform geht eine Leiterbahn von der Klemmelektrode aus und die Klemmelektrode elektrisch mit dem Grundplattenklemmkontakt verbindet. In einer Ausführungsform kann die Bindungsstelle ein Metall, wie Gold, Kupfer und Aluminium, aufweisen.
In einer Ausführungsform weist die Mikroaufnahmegruppierungshalterung einen Heizkontakt an der Grundplatte und ein Heizelement über der Schwenkplattform, das elektrisch mit dem Heizkontakt verbunden ist, auf. Die Mikroaufnahmegruppierungshalterung kann auch einen Temperatursensor an der Schwenkplattform aufweisen.
Es werden ein Mikrovorrichtung-Übertragungssystem und Verfahren zum Verwenden des Mikrovorrichtung-Übertragungssystems, um eine Gruppierung von Mikrovorrichtungen von einem Trägersubstrat zu übertragen, offenbart. In einer Ausführungsform weist das Mikrovorrichtung-Übertragungssystem eine Mikroaufnahmegruppierungshalterung auf, die eine Schwenkplattform, eine Grundplatte in Seitenrichtung um die Schwenkplattform und einen Balken zwischen der Schwenkplattform und der Grundplatte aufweist. Der Balken kann mit der Schwenkplattform an einem Innenzapfen gekoppelt sein und mit der Grundplatte an einem Außenzapfen gekoppelt sein. Das Mikrovorrichtung-Übertragungssystem kann auch eine Mikroaufnahmegruppierung aufweisen, die ein Substrat aufweist, das eine Gruppierung elektrostatischer Übertragungsköpfe stützt. Die Mikroaufnahmegruppierung kann mit der Mikroaufnahmegruppierungshalterung verbindbar sein. In einer Ausführungsform kann der Außenzapfen an einem Grundplattenrand und der Innenzapfen an einem Schwenkplattformrand sein. Der Grundplattenrand kann senkrecht zum Schwenkplattformrand sein. In einer Ausführungsform weist das Mikrovorrichtung-Übertragungssystem einen zweiten Balken auf, der mit der Grundplatte über einen zweiten Außenzapfen an einem zweiten Grundplattenrand gekoppelt ist und mit der Schwenkplattform über einen zweiten Innenzapfen an einem zweiten Schwenkplattformrand gekoppelt ist. In einer Ausführungsform kann der Balken mit der Schwenkplattform an einem zweiten Innenzapfen und mit der Grundplatte an einem zweiten Außenzapfen gekoppelt sein. Der Innenzapfen kann dem zweiten Innenzapfen über die Schwenkplattform diametral gegenüberliegen, und der Außenzapfen kann dem zweiten Außenzapfen über die Schwenkplattform diametral gegenüberliegen. In einer Ausführungsform weisen die Innenzapfen und die Außenzapfen Silicium auf. In einer Ausführungsform umfasst jeder elektrostatische Übertragungskopf eine Mesastruktur, die eine obere Oberfläche mit einem einem Flächeninhalt in einem Bereich von 1 bis 10.000 Quadratmikrometer aufweist.
In einer Ausführungsform weist das Mikrovorrichtung-Übertragungssystem die Mikroaufnahmegruppierung auf, die eine Elektrode und einen Substrat-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt am Substrat aufweist. Die Substrat-Elektrostatik-Spannungsquellenverbindung kann elektrisch mit der Elektrode verbunden sein. In einer Ausführungsform weist das Mikrovorrichtung-Übertragungssystem die Mikroaufnahmegruppierungshalterung mit einem Schwenkplattform-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt an der Schwenkplattform und einem Grundplatten-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt an der Grundplatte auf. Der Schwenkplattform-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt kann elektrisch mit dem Grundplatten-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt verbunden sein. Die Mikroaufnahmegruppierungshalterung kann auch eine erste Leiterbahn aufweisen, die vom Schwenkplattform-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt ausgeht und den Schwenkplattform-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt elektrisch mit dem Grundplatten-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt verbindet. Außerdem kann die Mikroaufnahmegruppierung auch eine zweite Leiterbahn aufweisen, die vom Substrat-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt ausgeht und den Substrat-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt elektrisch mit der Elektrode über die zweite Leiterbahn verbindet. Der Substrat-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt kann an dem Schwenkplattform-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt ausgerichtet sein, um die Elektrode elektrisch mit dem Grundplatten-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt zu verbinden.
In einer Ausführungsform kann das Mikrovorrichtung-Übertragungssystem einen Grundplattenklemmkontakt an der Grundplatte, der elektrisch mit einer Klemmelektrode an der Schwenkplattform verbunden ist, aufweisen. Das Mikrovorrichtung-Übertragungssystem kann auch eine Leiterbahn aufweisen, die von der Klemmelektrode ausgeht und die Klemmelektrode elektrisch mit dem Grundplattenklemmkontakt verbindet. Die Klemmelektrode kann an dem Substrat ausgerichtet sein, um die Mikroaufnahmegruppierung elektrostatisch an die Schwenkplattform zu binden, wenn Spannung vom Grundplattenklemmkontakt durch die Leiterbahn an die Klemmelektrode angelegt wird. In einer Ausführungsform kann die Mikroaufnahmegruppierung durch eine dauerhafte Bindung, wie eine Wärmedruckbindung, an der Schwenkplattform befestigt sein.
In einer Ausführungsform weist das Mikrovorrichtung-Übertragungssystem einen Heizkontakt an der Grundplatte und ein Heizelement über der Schwenkplattform, das elektrisch mit dem Heizkontakt verbunden ist, auf. Die Mikroaufnahmegruppierungshalterung kann auch einen Temperatursensor an der Schwenkplattform aufweisen.
Es werden ein Mikrovorrichtung-Übertragungssystem und Verfahren zum Verwenden des Mikrovorrichtung-Übertragungssystems, um eine Gruppierung von Mikrovorrichtungen von einem Trägersubstrat zu übertragen, offenbart. In einer Ausführungsform weist das Mikrovorrichtung-Übertragungssystem eine Übertragungskopfanordnung mit einer Montageoberfläche auf. Das Mikrovorrichtung-Übertragungssystem kann auch eine Mikroaufnahmegruppierungshalterung, die eine Schwenkplattform, eine Grundplatte in Seitenrichtung um die Schwenkplattform und einen Balken, der die Grundplatte mit der Schwenkplattform verbindet, aufweist, und eine Mikroaufnahmegruppierung aufweisen, die ein Substrat aufweist, das eine Gruppierung elektrostatischer Übertragungsköpfe stützt. In einer Ausführungsform kann die Schwenkplattform zur Übertragungskopfanordnung ablenkbar sein, wenn die Grundplatte an der Montageoberfläche montiert ist und die Mikroaufnahmegruppierung an der Schwenkplattform montiert ist. In einer Ausführungsform weist die Übertragungskopfanordnung einen Sensor auf, um eine Ablenkung der Schwenkplattform zur Übertragungskopfanordnung zu erkennen. Zum Beispiel kann der Sensor ein Berührungssensor sein, um eine abgelenkte Position der Schwenkplattform zu erfassen, und der Berührungssensor kann einen Schalter aufweisen. Alternativ kann der Sensor ein Bewegungssensor sein, um Bewegung der Schwenkplattform zu erfassen.
In einer Ausführungsform kann das Mikrovorrichtung-Übertragungssystem die Übertragungskopfanordnung mit einer Elektrostatik-Spannungsquellenverbindung, die Mikroaufnahmegruppierungshalterung mit einem Schwenkplattform-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt und einem Grundplatten-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt und die Mikroaufnahmegruppierung mit einem Substrat-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt aufweisen. Die Elektrostatik-Spannungsquellenverbindung kann an dem Grundplatten-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt ausgerichtet sein, und der Schwenkplattform-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt kann an dem Substrat-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt ausgerichtet sein.
In einer Ausführungsform weist das Mikrovorrichtung-Übertragungssystem die Übertragungskopfanordnung mit einem Vakuumanschluss auf, der mit einer Vakuumquelle gekoppelt ist, um einen Sog an die Mikroaufnahmegruppierungshalterung anzulegen. In einer Ausführungsform kann die Übertragungskopfanordnung eine Klemm-Spannungsquellenverbindung aufweisen. Die Mikroaufnahmegruppierungshalterung kann eine Klemmelektrode an der Schwenkplattform aufweisen, um eine elektrostatische Kraft an die Mikroaufnahmegruppierung anzulegen. In einer Ausführungsform kann die Mikroaufnahmegruppierungshalterung einen Grundplattenklemmkontakt an der Grundplatte aufweisen, der elektrisch mit der Klemmelektrode verbunden ist. Die Mikroaufnahmegruppierung kann auch eine Leiterbahn aufweisen, die von der Klemmelektrode ausgeht und die Klemmelektrode elektrisch mit dem Grundplattenklemmkontakt verbindet. Die Klemm-Spannungsquellenverbindung kann an dem Grundplattenklemmkontakt ausgerichtet sein, und das Substrat kann an der Klemmelektrode ausgerichtet sein, um die Mikroaufnahmegruppierung elektrostatisch an die Schwenkplattform zu binden, wenn Spannung von der Klemm-Spannungsquellenverbindung durch die Grundplattenklemme an die Klemmelektrode angelegt wird.
In einer Ausführungsform weist das Mikrovorrichtung-Übertragungssystem die Übertragungskopfanordnung auf, die eine Halteelektrode aufweist, die mit einer elektrostatischen Spannungsquelle gekoppelt ist, um eine elektrostatische Kraft an die Mikroaufnahmegruppierungshalterung anzulegen, und eine Klemm-Spannungsquellenverbindung. Außerdem kann das Mikrovorrichtung-Übertragungssystem die Mikroaufnahmegruppierungshalterung aufweisen, die eine Klemmelektrode an der Schwenkplattform aufweist, um eine elektrostatische Kraft an die Mikroaufnahmegruppierung anzulegen. Die Mikroaufnahmegruppierungshalterung kann einen Grundplattenklemmkontakt an der Grundplatte aufweisen, der elektrisch mit einer Klemmelektrode an der Schwenkplattform verbunden ist. Die Mikroaufnahmegruppierungshalterung kann eine Leiterbahn aufweisen, die von der Klemmelektrode ausgeht, um die Klemmelektrode elektrisch mit dem Grundplattenklemmkontakt zu verbinden. Die Klemm-Spannungsquellenverbindung kann an dem Grundplattenklemmkontakt ausgerichtet sein, und das Substrat kann an der Klemmelektrode ausgerichtet sein, um die Mikroaufnahmegruppierung elektrostatisch an die Schwenkplattform zu binden, wenn Spannung von der Klemm-Spannungsquellenverbindung durch die Grundplattenklemme an die Klemmelektrode angelegt wird.
In einer Ausführungsform weist jeder elektrostatische Übertragungskopf eine Mesastruktur mit einer oberen Oberfläche mit einem Flächeninhalt in einem Bereich von 1 bis 10.000 Quadratmikrometer auf. In einer Ausführungsform ist die Mikroaufnahmegruppierung durch eine dauerhafte Bindung, die eine Wärmedruckbindung einschließt, an der Schwenkplattform befestigt.
In einer Ausführungsform weist das Mikrovorrichtung-Übertragungssystem die Übertragungskopfanordnung mit einer Heizverbindung und die Mikroaufnahmegruppierungshalterung mit einem Heizkontakt an der Grundplatte und ein Heizelement über der Schwenkplattform, das elektrisch mit dem Heizkontakt verbunden ist, auf.
In einer Ausführungsform weist ein Verfahren ein Bewegen einer Übertragungskopfanordnung zu einem Trägersubstrat und Inkontaktbringen einer Gruppierung von Mikrovorrichtungen auf dem Trägersubstrat mit einer Mikroaufnahmegruppierung, die eine Gruppierung von elektrostatischen Übertragungsköpfen aufweist, auf. Die Mikroaufnahmegruppierung kann an einer Mikroaufnahmegruppierungshalterung montiert sein, und die Mikroaufnahmegruppierungshalterung kann an der Übertragungskopfanordnung montiert sein. Das Verfahren kann ferner ein Ablenken einer Schwenkplattform der Mikroaufnahmegruppierungshalterung zur Übertragungskopfanordnung, ein Erfassen der Ablenkung der Schwenkplattform, ein Anhalten der relativen Bewegung zwischen der Übertragungskopfanordnung und dem Trägersubstrat, ein Anlegen einer Spannung an die Gruppierung elektrostatischer Übertragungsköpfe, um einen Greifdruck an der Gruppierung von Mikrovorrichtungen zu erzeugen, und ein Aufnehmen der Gruppierung von Mikrovorrichtungen von dem Trägersubstrat aufweisen. In einer Ausführungsform weist das Verfahren ein Bewegen der Übertragungskopfanordnung zur Schwenkplattform nach dem Erfassen von Ablenkung und vor dem Anhalten relativer Bewegung auf. In einer Ausführungsform weist das Verfahren ein Anhalten relativer Bewegung zwischen der Übertragungskopfanordnung und dem Trägersubstrat auf, das nach dem Erfassen einer Ablenkung der Schwenkplattform mithilfe mehrerer Sensoren erfolgt. In einer Ausführungsform weist das Verfahren ein Bewegen der Übertragungskopfanordnung zum Trägersubstrat um einen festgelegten Abstand nach dem Erfassen von Ablenkung der Schwenkplattform auf. In einer Ausführungsform weist das Verfahren ein Anhalten relativer Bewegung zwischen der Übertragungskopfanordnung und dem Trägersubstrat unmittelbar nach dem Erfassen von Ablenkung der Schwenkplattform auf. In einer Ausführungsform weist das Verfahren ein Betätigen der Übertragungskopfanordnung auf, um die Schwenkplattform weiter an einer Ebene des Trägersubstrats auszurichten, indem die Übertragungskopfanordnung gekippt oder geneigt wird, nachdem eine Ablenkung der Schwenkplattform erfasst wurde. In einer Ausführungsform weist das Verfahren ein Anlegen von Wärme an die Gruppierung von elektrostatischen Übertragungsköpfen während der Aufnahme der Gruppierung von Mikrovorrichtungen auf.
In einer Ausführungsform weist ein Verfahren ein Bewegen einer Übertragungskopfanordnung zu einem Empfängersubstrat und ein Inkontaktbringen des Empfängersubstrats mit einer Gruppierung von Mikrovorrichtungen, die von einer Mikroaufnahmegruppierung getragen wird, auf. Die Mikroaufnahmegruppierung kann eine Gruppierung elektrostatischer Übertragungsköpfe aufweisen und an einer Mikroaufnahmegruppierungshalterung, die an der Übertragungskopfanordnung montiert ist, montiert sein. Das Verfahren kann auch ein Ablenken einer Schwenkplattform der Mikroaufnahmegruppierungshalterung zur Übertragungskopfanordnung, ein Erfassen von Ablenkung der Schwenkplattform, ein Anhalten relativer Bewegung zwischen der Übertragungskopfanordnung und dem Empfängersubstrat, ein Entfernen einer Spannung von der Gruppierung elektrostatischer Übertragungsköpfe und ein Abgeben der Gruppierung von Mikrovorrichtungen auf das Empfängersubstrat aufweisen. In einer Ausführungsform weist das Verfahren ein Bewegen der Übertragungskopfanordnung zur Schwenkplattform nach dem Erfassen von Ablenkung und vor dem Anhalten relativer Bewegung auf. In einer Ausführungsform weist das Verfahren ein Anhalten relativer Bewegung zwischen der Übertragungskopfanordnung und dem Empfängersubstrat nach dem Erfassen von Ablenkung der Schwenkplattform mit mehreren Sensoren auf. In einer Ausführungsform weist das Verfahren ein Bewegen der Übertragungskopfanordnung zum Empfängersubstrat um einen festgelegten Abstand nach dem Erfassen von Ablenkung der Schwenkplattform auf. In einer Ausführungsform weist das Verfahren ein Anhalten relativer Bewegung zwischen der Übertragungskopfanordnung und dem Empfängersubstrat unmittelbar in Reaktion auf das Erfassen von Ablenkung der Schwenkplattform auf. In einer Ausführungsform weist das Verfahren ein Anhalten relativer Bewegung zwischen der Übertragungskopfanordnung und dem Empfängersubstrat unmittelbar in Reaktion auf das Erfassen von Ablenkung der Schwenkplattform auf. In einer Ausführungsform weist das Verfahren ein Betätigen der Übertragungskopfanordnung auf, um die Schwenkplattform weiter an einer Ebene des Empfängersubstrats auszurichten, indem die Übertragungskopfanordnung gekippt oder geneigt wird, nachdem eine Ablenkung der Schwenkplattform erfasst wurde. In einer Ausführungsform weist das Verfahren ein Anlegen von Wärme an die Gruppierung von Mikrovorrichtungen vor dem Entfernen der Spannung von der Gruppierung elektrostatischer Übertragungsköpfe auf.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine perspektivische Ansicht eines Massenübertragungswerkzeugs gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
2 ist eine Seitenansicht eines Mikrovorrichtung-Übertragungssystems mit einer Übertragungskopfanordnung, die eine Mikroaufnahmegruppierungshalterung hält, wobei eine Mikroaufnahmegruppierung an der Mikroaufnahmegruppierungshalterung montiert ist, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
3A ist eine Seitenansicht eines Mikrovorrichtung-Übertragungssystems, das eine Gruppierung elektrostatischer Übertragungsköpfe aufweist, die über und entfernt von einer Gruppierung von Mikrovorrichtungen auf einem Trägersubstrat angeordnet ist, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
3B ist eine Seitenansicht eines Mikrovorrichtung-Übertragungssystems, das eine Gruppierung elektrostatischer Übertragungsköpfe aufweist, die über und in Kontakt mit einer Gruppierung von Mikrovorrichtungen auf einem Trägersubstrat angeordnet ist, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
4A ist eine perspektivische Ansicht einer Mikroaufnahmegruppierungshalterung mit einer elektrostatischen Bindungsstelle gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
4B ist eine Seitenansicht einer Mikroaufnahmegruppierungshalterung mit einer elektrostatischen Bindungsstelle gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
4C ist eine perspektivische Ansicht einer Mikroaufnahmegruppierungshalterung mit einer elektrostatischen Bindungsstelle gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
4D ist eine perspektivische Ansicht einer Mikroaufnahmegruppierungshalterung mit einer elektrostatischen Bindungsstelle gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
4E ist eine Seitenansicht einer Mikroaufnahmegruppierungshalterung mit einer elektrostatischen Bindungsstelle gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
5A ist eine perspektivische Ansicht einer Mikroaufnahmegruppierungshalterung mit einer nichtelektrostatischen Bindungsstelle gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
5B ist eine perspektivische Ansicht einer Mikroaufnahmegruppierungshalterung mit einer nichtelektrostatischen Bindungsstelle gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
6A ist eine perspektivische Ansicht einer Mikroaufnahmegruppierungshalterung mit einem Balken in Seitenrichtung um eine Schwenkplattform und einem Selbstausrichtungsverhalten gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
6B ist eine perspektivische Ansicht einer Mikroaufnahmegruppierungshalterung mit zwei Balken in Seitenrichtung um einen Abschnitt einer Schwenkplattform und einem Selbstausrichtungsverhalten gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
6C ist eine perspektivische Ansicht einer Mikroaufnahmegruppierungshalterung mit vier Balken zwischen einer Schwenkplattform und einer Grundplatte und einem Selbstausrichtungsverhalten gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
7 ist eine Seitenansicht einer Mikroaufnahmegruppierung mit einem Substrat, das eine Gruppierung elektrostatischer Übertragungsköpfe stützt, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
8A ist eine Seitenansicht eines Mikrovorrichtung-Übertragungssystems, das eine Mikroaufnahmegruppierungshalterung aufweist, die elektrostatisch mit einer Mikroaufnahmegruppierung verbunden ist, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
8B ist eine Seitenansicht eines Mikrovorrichtung-Übertragungssystems, das eine Mikroaufnahmegruppierungshalterung aufweist, die elektrostatisch mit einer Mikroaufnahmegruppierung verbunden ist, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
9A ist eine Seitenansicht eines Mikrovorrichtung-Übertragungssystems, das eine Mikroaufnahmegruppierungshalterung aufweist, die dauerhaft mit einer Mikroaufnahmegruppierung verbunden ist, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
9B ist eine Seitenansicht eines Mikrovorrichtung-Übertragungssystems, das eine Mikroaufnahmegruppierungshalterung aufweist, die dauerhaft mit einer Mikroaufnahmegruppierung verbunden ist, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
10A ist eine Querschnittsseitenansicht, die einen Abschnitt eines Mikrovorrichtung-Übertragungssystems zeigt, das eine Übertragungskopfanordnung aufweist, die eine Mikroaufnahmegruppierungshalterung hält, wobei eine Mikroaufnahmegruppierung an der Mikroaufnahmegruppierungshalterung montiert ist, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
10B ist eine Querschnittsseitenansicht, die einen Abschnitt eines Mikrovorrichtung-Übertragungssystems zeigt, das eine Übertragungskopfanordnung aufweist, die eine Mikroaufnahmegruppierungshalterung hält, wobei eine Mikroaufnahmegruppierung an der Mikroaufnahmegruppierungshalterung montiert ist, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
11 ist eine perspektivische Ansicht einer Übertragungskopfanordnung, die mehrere Sensoren aufweist, um eine Ablenkung einer Mikroaufnahmegruppierungshalterung zu erkennen, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
12 ist eine Querschnittsseitenansicht, die einen Abschnitt eines Mikrovorrichtung-Übertragungssystems zeigt, das eine Übertragungskopfanordnung aufweist, die eine Mikroaufnahmegruppierungshalterung hält, wobei eine Mikroaufnahmegruppierung an der Mikroaufnahmegruppierungshalterung montiert ist und die Übertragungskopfanordnung mehrere Sensoren aufweist, um eine Ablenkung der Mikroaufnahmegruppierungshalterung zu erkennen, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
13 ist eine Querschnittsseitenansicht, die einen Abschnitt eines Mikrovorrichtung-Übertragungssystems zeigt, die eine Übertragungskopfanordnung aufweist, die eine Mikroaufnahmegruppierungshalterung hält, wobei eine Mikroaufnahmegruppierung an der Mikroaufnahmegruppierungshalterung montiert ist und die Mikroaufnahmegruppierungshalterung zu Sensoren an der Übertragungskopfanordnung abgelenkt ist, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
14 ist ein Fließschema eines Verfahrens zum Aufnehmen einer Gruppierung von Mikrovorrichtungen von einem Trägersubstrat gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
15A ist eine Querschnittsseitenansicht eines Mikrovorrichtung-Übertragungssystems mit einer Übertragungskopfanordnung, die sich zu einem Trägersubstrat bewegt, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
15B ist eine Querschnittsseitenansicht eines Mikrovorrichtung-Übertragungssystems mit einer Gruppierung elektrostatischer Übertragungsköpfe, die eine Gruppierung von Mikrovorrichtungen auf einem Trägersubstrat berührt, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
15C ist eine Querschnittsseitenansicht eines Mikrovorrichtung-Übertragungssystems mit einer Mikroaufnahmegruppierungshalterung, die zu einer Übertragungskopfanordnung abgelenkt wird, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
15D ist eine Querschnittsseitenansicht eines Mikrovorrichtung-Übertragungssystems mit einer Gruppierung elektrostatischer Übertragungsköpfe, die eine Gruppierung von Mikrovorrichtungen von einem Trägersubstrat aufnimmt, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
16 ist ein Fließschema eines Verfahrens zum Abgeben einer Gruppierung von Mikrovorrichtungen auf ein Empfängersubstrat gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
17A ist eine Querschnittsseitenansicht eines Mikrovorrichtung-Übertragungssystems mit einer Übertragungskopfanordnung, die sich zu einem Empfängersubstrat bewegt, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
17B ist eine Querschnittsseitenansicht eines Mikrovorrichtung-Übertragungssystems mit einer Gruppierung elektrostatischer Übertragungsköpfe, die eine Gruppierung von Mikrovorrichtungen trägt, die ein Empfängersubstrat berührt, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
17C ist eine Querschnittsseitenansicht eines Mikrovorrichtung-Übertragungssystems mit einer Mikroaufnahmegruppierungshalterung, die zu einer Übertragungskopfanordnung abgelenkt wird, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
17D ist eine Querschnittsseitenansicht eines Mikrovorrichtung-Übertragungssystems, das eine Gruppierung von Mikrovorrichtungen von einer Gruppierung elektrostatischer Übertragungsköpfe auf ein Empfängersubstrat abgibt, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
18 ist eine schematische Darstellung eines beispielhaften Computersystems, das gemäß einer Ausführungsform der Erfindung verwendet werden kann.
Detaillierte Beschreibung
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschreiben Systeme und Verfahren zum Übertragen einer Mikrovorrichtung oder einer Gruppierung von Mikrovorrichtungen von einem Trägersubstrat. Zum Beispiel können die Mikrovorrichtungen oder die Gruppierung von Mikrovorrichtungen beliebige der Mikro-LED-Vorrichtungsstrukturen sein, die in den verwandten US-Patentanmeldungen Nr. 13/372,222, 13/436,260, 13/458,932 und 13/625,825 dargestellt und beschrieben sind. Obwohl einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in spezieller Hinsicht auf Mikro-LED-Vorrichtungen beschrieben sind, sind die Ausführungsformen der Erfindung nicht darauf beschränkt, und bestimmte Ausführungsformen können auch auf andere Mikro-LED-Vorrichtungen und Mikrovorrichtungen wie Dioden, Transistoren, ICs und MEMS anwendbar sein.
In verschiedenen Ausführungsformen erfolgt die Beschreibung im Bezug auf die Figuren. Jedoch können bestimmte Ausführungsformen ohne eines oder mehrere dieser konkreten Details oder in Kombination mit anderen bekannten Verfahren und Konfigurationen praktiziert werden. In der folgenden Beschreibung werden zahlreiche konkrete Details dargelegt, wie konkrete Konfigurationen, Abmessungen und Verfahren, um für ein tiefgreifendes Verständnis der vorliegenden Erfindung zu sorgen. In anderen Fällen wurden gut bekannte Verfahren und Herstellungstechniken nicht in besonderem Detail beschrieben, um die vorliegende Erfindung nicht unnötig zu verschleiern. Bezugnahme in dieser Patentschrift auf „eine Ausführungsform” oder dergleichen bedeutet, dass ein(e) bestimmte(s) Merkmal, Struktur, Konfiguration oder Eigenschaft, die bzw. das in Verbindung mit der Ausführungsform beschrieben ist, in mindestens einer Ausführungsform der Erfindung enthalten ist. Somit bezieht sich das Auftreten der Wendung „eine Ausführungsform” oder dergleichen an verschiedenen Stellen in dieser Patentschrift nicht unbedingt auf dieselbe Ausführungsform der Erfindung. Außerdem können die speziellen Merkmale, Strukturen, Konfigurationen oder Eigenschaften auf jede geeignete Weise in einer oder mehreren Ausführungsformen kombiniert werden.
Die Begrifft „über”, „an”, „zwischen” und „auf”, wie hier verwendet, können sich auf eine relative Position einer Schicht im Bezug auf andere Schichten beziehen. Eine Schicht, die „über” oder „auf” einer anderen Schicht oder „an” eine andere Schicht gebunden ist, kann direkt in Kontakt mit der anderen Schicht sein oder kann eine oder mehrere dazwischenliegende Schichten aufweisen. Eine Schicht „zwischen” Schichten kann direkt in Kontakt mit den Schichten sein oder kann ein oder mehrere dazwischenliegende Schichten aufweisen.
Die Begriffe „Mikro”-Vorrichtung oder „Mikro”-LED-Struktur, wie hier verwendet, können sich auf die beschreibende Größe bestimmter Vorrichtungen oder Strukturen gemäß Ausführungsformen der Erfindung beziehen. Wie hier verwendet, sollen sich die Begriffe „Mikro”-Vorrichtungen oder -Strukturen auf eine Größe von 1 bis 100 μm beziehen. Jedoch sind Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nicht unbedingt darauf beschränkt, und bestimmte Gesichtspunkte der Ausführungsformen können auf größere und möglicherweise kleinere Größenordnungen anwendbar sein. In einer Ausführungsform haben eine einzelne Mikrovorrichtung in einer Gruppierung von Mikrovorrichtungen und ein einzelner elektrostatischer Übertragungskopf in einer Gruppierung elektrostatischer Übertragungsköpfe jeweils eine maximale Abmessung, zum Beispiel Länge oder Breite, von 1 bis 100 μm. In einer Ausführungsform hat die obere Kontaktoberfläche jeder Mikrovorrichtung oder jedes elektrostatischen Übertragungskopfes eine maximale Abmessung von 1 bis 100 μm. In einer Ausführungsform hat die obere Kontaktoberfläche jeder Mikrovorrichtung oder jedes elektrostatischen Übertragungskopfes eine maximale Abmessung von 3 bis 20 μm. In einer Ausführungsform sind ein Teilungsabstand einer Gruppierung von Mikrovorrichtungen und ein Teilungsabstand einer entsprechenden Gruppierung elektrostatischer Übertragungsköpfe (1 bis 100 μm) mal (1 bis 100 μm), zum Beispiel ein Teilungsabstand von 20 μm mal 20 μm oder 5 μm mal 5 μm. Unter einem Gesichtspunkt, ohne auf eine spezielle Theorie beschränkt zu sein, beschreiben Ausführungsformen der Erfindung Mikrovorrichtung-Übertragungsköpfe und -Kopfgruppierungen, die gemäß Prinzipien elektrostatischer Greifer arbeiten, wobei sie die Anziehung entgegengesetzter Ladungen zur Aufnahme von Mikrovorrichtungen nutzen. Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird eine Anzugsspannung an einen Mikrovorrichtung-Übertragungskopf angelegt, um einen Greifdruck an einer Mikrovorrichtung zu erzeugen und die Mikrovorrichtung aufzunehmen.
Unter einem Gesichtspunkt beschreiben Ausführungsformen der Erfindung Systeme und Verfahren für die Massenübertragung von Mikrovorrichtungen mithilfe einer Mikroaufnahmegruppierungshalterung mit einer Selbstausrichtungsfunktion. In einer Ausführungsform kann die Mikroaufnahmegruppierungshalterung einen oder mehrere Zapfen und Balken aufweisen, damit sich eine montierte Mikroaufnahmegruppierung automatisch an einem Trägersubstrat oder einem Empfängersubstrat ausrichten kann, wenn die Systemkomponenten in Kontakt gebracht werden, z. B. wenn elektrostatische Übertragungsköpfe, die von der Mikroaufnahmegruppierung gestützt werden, eine Gruppierung von Mikrovorrichtungen auf dem Trägersubstrat berühren. Somit erleichtert die Mikroaufnahmegruppierungshalterung umfassenderen und gleichmäßigeren Kontakt zwischen der Gruppierung elektrostatischer Übertragungsköpfe und der Gruppierung von Mikrovorrichtungen, die übertragen wird. Auf diese Weise kann die Selbstausrichtungsfunktion der Mikroaufnahmegruppierungshalterung eine einfachere Gestaltung des Massenübertragungswerkzeugs erlauben, wobei eine teure Anordnung von Sensoren (wie Spektralinterferenz-Laser-Wegmessgeräte) und Betätigungselementen für die Feinausrichtung der Mikroaufnahmegruppierung an dem Träger- oder Empfängersubstrat im Mikrometer- oder Submikrometerbereich vor dem Aufnehmen oder Abgeben der Gruppierung von Mikrovorrichtungen nicht unbedingt erforderlich ist. Somit kann die Selbstausrichtungsfunktion Kosten für Systemkomponenten senken und gleichzeitig auch die Übertragungsrate von Mikrovorrichtungen erhöhen, da die Feinausrichtung während der Aufnahme und Abgabe der Gruppierung von Mikrovorrichtungen von der Selbstausrichtungsfunktion übernommen wird.
Unter einem anderen Gesichtspunkt beschreiben Ausführungsformen der Erfindung Systeme und Verfahren für die Massenübertragung von Mikrovorrichtungen mithilfe von Sensoren zum Erfassen von Ablenkungen von Systemkomponenten. Es kann eine Vielfalt von Sensoren eingesetzt werden, wie teure Spektralinterferenz-Laser-Wegmessgeräte oder weniger teure Sensorschalter, die einen Kontakt zwischen Systemkomponenten erkennen. Zum Beispiel kann ein Sensor eine Ablenkung einer Mikroaufnahmegruppierungshalterung erkennen, wenn eine montierte Mikroaufnahmegruppierung eine Mikrovorrichtung auf einem Trägersubstrat berührt oder wenn eine von der Mikroaufnahmegruppierung getragene Mikrovorrichtung ein Empfängersubstrat berührt. Insbesondere kann in einer Ausführungsform eine relative Bewegung zwischen einer Übertragungskopfanordnung und einem Trägersubstrat oder eine relative Bewegung zwischen der Übertragungskopfanordnung und einem Empfängersubstrat in Reaktion auf eine erfasste Ablenkung angehalten werden. Die Bewegung kann unmittelbar nach dem Erkennen oder bei einem vorgegebenen Ereignis nach der Erkennung angehalten werden. Somit kann ein Kontakt zwischen einer Gruppierung von Mikrovorrichtungen und einer Gruppierung elektrostatischer Übertragungsköpfe oder einem Empfängersubstrat überwacht werden, um die Aufnahme und Abgabe der Gruppierung von Mikrovorrichtungen zu steuern.
Unter noch einem anderen Gesichtspunkt beschreiben Ausführungsformen der Erfindung Systeme und Verfahren für die Massenübertragung von Mikrovorrichtungen mithilfe von Systemkomponenten, die Elektrostatik-Spannungsquellenverbindungen und Kontakte aufweisen, die sich ausrichten, um die Systemkomponenten elektrisch miteinander zu verbinden. In einer Ausführungsform kann eine Elektrostatik-Spannungsquellenverbindung einer Übertragungskopfanordnung elektrisch mit einer Gruppierung elektrostatischer Übertragungsköpfe verbunden werden. Insbesondere kann eine Spannung von einer Elektrostatik-Spannungsquellenverbindung zu der Gruppierung elektrostatischer Übertragungsköpfe durch verschiedene Kontakte und Verbindungsstücke, z. B. Durchkontaktierungen und Leiterbahnen, zugeführt werden, die sich ausrichten, um einen Betriebsspannungspfad über mehrere Komponenten zu erzeugen. Eine Betriebsspannung, die von der Elektrostatik-Spannungsquellenverbindung z. B. an eine Elektrode des elektrostatischen Übertragungskopfes angelegt wird, kann ermöglichen, dass der elektrostatische Übertragungskopf einen Greifdruck an eine Mikrovorrichtung anlegt.
Unter noch einem anderen Gesichtspunkt beschreiben Ausführungsformen der Erfindung Systeme und Verfahren für die Massenübertragung von Mikrovorrichtungen mithilfe von Systemkomponenten, die Klemm-Spannungsquellenverbindungen und Kontakte aufweisen, die sich ausrichten, um die Systemkomponenten miteinander zu verbinden. In einer Ausführungsform kann eine Klemm-Spannungsquellenverbindung einer Übertragungskopfanordnung elektrisch mit einer Klemmelektrode einer Mikroaufnahmegruppierungshalterung verbunden werden. Insbesondere kann eine Spannung von einer Klemm-Spannungsquellenverbindung zu der Mikroaufnahmegruppierung durch verschiedene Kontakte und Verbindungsstücke, z. B. Durchkontaktierungen und Leiterbahnen, zugeführt werden, die sich ausrichten, um einen Klemmspannungspfad über mehrere Komponenten zu erzeugen. Eine Klemmspannung, die von der Klemm-Spannungsquellenverbindung an die Klemmelektrode an der Mikroaufnahmegruppierungshalterung angelegt wird, kann eine Mikroaufnahmegruppierung elektrostatisch an der Mikroaufnahmegruppierungshalterung halten.
Unter einem anderen Gesichtspunkt beschreiben Ausführungsformen der Erfindung Systeme und Verfahren für die Massenübertragung von Mikrovorrichtungen mithilfe von Systemkomponenten, die Heizmechanismen aufweisen, um Wärme an eine Gruppierung von Mikrovorrichtungen anzulegen. In einer Ausführungsform weist der Heizmechanismus ein Widerstandsheizelement an einer Mikroaufnahmegruppierungshalterung auf. Wärme kann so durch die Mikroaufnahmegruppierungshalterung an einen oder mehrere elektrostatische Übertragungsköpfe an einer Mikroaufnahmegruppierung, die an der Mikroaufnahmegruppierungshalterung montiert ist, und in eine Gruppierung von Mikrovorrichtungen, die von den elektrostatischen Übertragungsköpfen gegriffen wird, geliefert werden. Auf diese Weise ist es möglich, Wärme von einer Mikroaufnahmegruppierungshalterung mit Selbstausrichtungsfunktion auf eine Mikrovorrichtung, die von der Mikroaufnahmegruppierungshalterung getragen wird, zu übertragen, ohne Teile der Mikroaufnahmegruppierungshalterung übermäßig zu erwärmen.
Unter noch einem anderen Gesichtspunkt beschreiben Ausführungsformen der Erfindung eine Art und Weise der Massenübertragung einer Gruppierung vorgefertigter Mikrovorrichtungen mit einer Gruppierung elektrostatischer Übertragungsköpfe. Zum Beispiel können die vorgefertigten Mikrovorrichtungen eine spezifische Funktionalität aufweisen, wie beispielsweise, jedoch nicht beschränkt auf eine LED zur Lichtemission, Silicium-IC für Logik und Speicher und Galliumarsenid-(GaAs-)Schaltkreise für Funkfrequenz-(RF-)Kommunikationen. In einigen Ausführungsformen werden Gruppierungen von Mikro-LED-Vorrichtungen für die Aufnahme mit einem Teilungsabstand von 20 μm mal 20 μm oder 5 μm mal 5 μm beschrieben. Bei diesen Dichten kann zum Beispiel ein Substrat von 6 Inch ungefähr 165 Millionen Mikro-LED-Vorrichtungen mit einem Teilungsabstand von 10 μm mal 10 μm oder ungefähr 660 Millionen Mikro-LED-Vorrichtungen mit einem Teilungsabstand von 5 μm mal 5 μm beherbergen. Ein Übertragungswerkzeug, das eine Gruppierung elektrostatischer Übertragungsköpfe aufweist, die einem ganzzahligen Mehrfachen des Teilungsabstands der entsprechenden Gruppierung von Mikro-LED-Vorrichtungen entspricht, kann verwendet werden, um die Gruppierung von Mikro-LED-Vorrichtungen aufzunehmen und auf ein Empfängersubstrat zu übertragen. Auf diese Weise ist ein Integrieren und Zusammenfügen von Mikro-LED-Vorrichtungen zu heterogen integrierten Systemen, die Substrate jeder beliebigen Größe im Bereich von Mikro-Anzeigen bis zu großflächigen Anzeigen umfassen, und bei hohen Übertragungsraten möglich. Zum Beispiel kann eine 1 cm mal 1 cm große Gruppierung elektrostatischer Übertragungsköpfe mehr als 100.000 Mikrovorrichtungen aufnehmen und übertragen, wobei größere Gruppierungen elektrostatischer Übertragungsköpfe in der Lage sind, mehr Mikrovorrichtungen zu übertragen.
1 ist eine perspektivische Ansicht eines Massenübertragungswerkzeugs zum Übertragen von Mikrovorrichtungen von einem Trägersubstrat, das gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist. Das Massenübertragungswerkzeug 100 weist eine Übertragungskopfanordnung 206 zum Aufnehmen einer Mikrovorrichtung von einem Trägersubstrat, das von einem Trägersubstrathalter 108 gehalten wird, und zum Übertragen und Abgeben der Mikrovorrichtung auf ein Empfängersubstrat, das von einem Empfängersubstrathalter 124 gehalten wird, auf. Ein System von Betätigungselementen wird betrieben, um die Übertragungskopfanordnung 206 unter der Steuerung eines Computersystems 150 zu bewegen. Außerdem steuert das Computersystem 150 die Betätigungselemente auf der Basis von Rückmeldungseingaben von verschiedenen Sensoren. In einigen Ausführungsformen kann das Massenübertragungswerkzeug 100 ein beliebiges der Massenübertragungswerkzeug-Ausführungsformen, die in der verwandten US-Patentanmeldung Nr. 13/607,031, die hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen ist, dargestellt und beschrieben sind.
Bezugnehmend auf 2 ist eine Seitenansicht eines Mikrovorrichtung-Übertragungssystems mit einer Übertragungskopfanordnung, die eine Mikroaufnahmegruppierungshalterung hält, wobei eine Mikroaufnahmegruppierung an der Mikroaufnahmegruppierungshalterung montiert ist, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Das Mikrovorrichtung-Übertragungssystem 200 weist eine Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202, eine Mikroaufnahmegruppierung 204 und eine Übertragungskopfanordnung 206 auf. Jede dieser Systemkomponenten kann angeschlossen werden. Zum Beispiel kann eine Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 auf einer Montageoberfläche 208 der Übertragungskopfanordnung 206 gehalten werden, und eine Mikroaufnahmegruppierung 204 kann auf einer Montageoberfläche 205 der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 gehalten werden. In einer Ausführungsform können die Komponenten des Mikroaufnahmegruppierungssystems 200 elektrisch verbunden sein, so dass ein Betriebsspannungspfad oder ein Klemmspannungspfad über mehrere Komponenten verläuft. Diese Gesichtspunkte werden nachstehend weiter beschrieben.
Bezugnehmend auf 3A ist eine Seitenansicht eines Mikrovorrichtung-Übertragungssystems, das eine Gruppierung elektrostatischer Übertragungsköpfe aufweist, die über und entfernt von einer Gruppierung von Mikrovorrichtungen auf einem Trägersubstrat angeordnet ist, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Das Mikrovorrichtung-Übertragungssystem 200 mit der Mikroaufnahmegruppierung 204, die die Gruppierung elektrostatischer Übertragungsköpfe 210 stützt, kann über und entfernt von einer Gruppierung von Mikrovorrichtungen (nicht dargestellt) positioniert sein, die auf dem Trägersubstrat 302 getragen wird, das von dem Trägersubstrathalter 108 gehalten wird. In einem anfänglichen Zustand können die Mikroaufnahmegruppierung 204 und das Trägersubstrat 302 Oberflächen aufweisen, die in einem Winkel 304 fehlgerichtet sind. Außerdem ist die Mikroaufnahmegruppierung 204 an einer Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 montiert. Die Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 weist eine Schwenkplattform, wie in der folgenden Beschreibung ausführlicher beschrieben, auf, die eine Selbstausrichtung der Mikroaufnahmegruppierung 204 an der Gruppierung von Mikrovorrichtungen auf dem Trägersubstrat 302 ermöglicht. Somit ist die Mikroaufnahmegruppierung 204 in der Lage, sich relativ zu der Übertragungskopfanordnung 206 zu bewegen.
Bezugnehmend auf 3B ist eine Seitenansicht eines Mikrovorrichtung-Übertragungssystems, das eine Gruppierung elektrostatischer Übertragungsköpfe aufweist, die über und in Kontakt mit einer Gruppierung von Mikrovorrichtungen auf einem Trägersubstrat angeordnet ist, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Wenn die Mikroaufnahmegruppierung 204 aus dem in 3A dargestellten fehlgerichteten Zustand zum Trägersubstrat 302 bewegt wird, kann die Gruppierung elektrostatischer Übertragungsköpfe 210 eine Gruppierung von Mikrovorrichtungen auf dem Trägersubstrat 302 ungleichmäßig berühren. Zum Beispiel kann eine Seite einer Gruppierung elektrostatischer Übertragungsköpfe 210 die Gruppierung von Mikrovorrichtungen berühren und die andere Seite nicht. Alternativ können alle elektrostatischen Übertragungsköpfe 210 Kontakt schließen, doch der auf die Gruppierung elektrostatischer Übertragungsköpfe ausgeübte Druck kann ungleichmäßig sein. Jedoch, wie nachstehend beschrieben, können die der Gruppierung elektrostatischer Übertragungsköpfe 210 verliehenen Kräfte die Schwenkplattform kippen und neigen, wodurch sich die Gruppierung elektrostatischer Übertragungsköpfe 210 an der Gruppierung von Mikrovorrichtungen auf dem Trägersubstrat 302 ausrichten kann. Das heißt, die Schwenkplattform kann sich drehen und um und entlang mehrerer Achsen verlagern, um sich an der Kontaktoberfläche, z. B. dem Trägersubstrat 302, auszurichten, so dass ein vollständiger und gleichmäßiger Kontakt erreicht wird.
Da sich die Schwenkplattform selbst ausrichtet, kann die Druck und/oder Kontaktverteilung über die Mikroaufnahmegruppierung 204 im Wesentlichen gleichmäßig sein. Gleichmäßige Druckverteilung kann einen gleichmäßigen Druck und/oder Kontakt zwischen den elektrostatischen Übertragungsköpfen 210 und den Mikrovorrichtungen auf dem Trägersubstrat 302 einschließen. Ein solcher gleichmäßiger Druck oder Kontakt kann eine Beschädigung der elektrostatischen Übertragungsköpfe 210 oder Mikrovorrichtungen verhindern und kann den Kontakt und die Übertragung aller, oder nahezu aller, Mikrovorrichtungen ermöglichen.
Bezugnehmend auf 4A ist nun eine perspektivische Ansicht einer Mikroaufnahmegruppierungshalterung mit einer elektrostatischen Bindungsstelle gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Die Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 kann mit der Mikroaufnahmegruppierung 204 und der Übertragungskopfanordnung 206 verbunden und dazwischen angeordnet sein, was eine relative Bewegung zwischen den Komponenten erlaubt. Relative Bewegung von 204/206 kann zu automatischer Ausrichtung der Gruppierung elektrostatischer Übertragungsköpfe 210 mit einer Gruppierung von Mikrovorrichtungen auf einem Trägersubstrat führen. Als Folge können die elektrostatischen Übertragungsköpfe 210 jede entsprechende Mikrovorrichtung der Gruppierung von Mikrovorrichtungen mit gleichmäßigem Druck berühren.
In der dargestellten Ausführungsform weist die Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 eine Grundplatte 402 und eine Schwenkplattform 404 auf. In einer Ausführungsform umgibt die Grundplatte 402 die ganze oder einen Teil der Schwenkplattform 404. Zum Beispiel kann die Grundplatte 402 in Seitenrichtung um die Schwenkplattform 404 verlaufen, wie dargestellt. In einer alternativen Ausführungsform umgibt die Grundplatte 402 die Schwenkplattform 404 nicht. Die Grundplatte 402 und die Schwenkplattform 404 können durch einen oder mehrere Balken 406 miteinander verbunden sein. Jeder Balken 406 kann mit der Grundplatte 402 und der Schwenkplattform 404 an einer oder mehreren Schwenkstellen, wie dem Innenzapfen 408, 414 und dem Außenzapfen 410, 416, verbunden sein.
4A zeigt sowohl Grundplatte 402 als auch Schwenkplattform 404 mit rechteckigem Umfang, jedoch können die Grundplatte 402 und die Schwenkplattform 404 unterschiedlich geformt sein. Zum Beispiel kann die Grundplatte 402 kreisförmig, sechseckig, oval usw. sein, ohne vom Umfang dieser Offenbarung abzuweichen. Gleichermaßen kann die Schwenkplattform 404 alternativ geformt sein. Zum Beispiel kann die Schwenkplattform 404 kreisförmig, sechseckig, oval usw. sein. In einer Ausführungsform haben die Grundplatte 402 und die Schwenkplattform 404 übereinstimmende Formen, so dass die Schwenkplattform 404 innerhalb der Grundplatte 402 der gleichen Form eingebettet ist. In anderen Ausführungsformen haben die Grundplatte 402 und die Schwenkplattform 404 keine übereinstimmenden Formen. Zum Beispiel kann die Grundplatte 402 kreisförmig und die Schwenkplattform 404 rechteckig sein, was zu zusätzlichen Spalten nahe dem Mittelpunkt jeder Seite der Schwenkplattform 404 führt. Gemäß der folgenden Offenbarung können solche Diskrepanzen ermöglichen, dass Balken 406 innerhalb der Spaltbereiche erweitert werden, um größere Biegestäbe bereitzustellen.
Immer noch bezugnehmend auf 4A kann der Balken 406 vom Innenzapfen 408 zum Außenzapfen 410 in Seitenrichtung um die Schwenkplattform 404 verlaufen. Insbesondere kann der Balken 406 mit der Grundplatte 402 und der Schwenkplattform 404 übereinstimmen, indem er zwischen diese Komponenten passt und einen Hohlraum zwischen den Komponenten im Wesentlichen füllt. In mindestens einer Ausführungsform stellt die seitliche Erweiterung des Balkens 406 einen Hebelarm bereit, der eine adäquate Biegung im Balken 406 und Torsion in den Drehzapfen 408 und 410 erlaubt, um eine relative Bewegung zwischen der Grundplatte 402 und der Schwenkplattform 404 zu ermöglichen, wenn Kräfte an diese Komponenten angelegt werden. Eine Biegung im Balken 406 schließt eine Komponente senkrecht zur Grundplatte 402, z. B. eine z-Richtungskomponente entlang der Achse 474, ein.
In einer Ausführungsform sind die Drehzapfen der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 so positioniert, dass sie sich um mehrere Achsen drehen. Zum Beispiel ist der Innenzapfen 408 an der Schwenkplattform 404 an einem Rand positioniert, der senkrecht zu einem Rand der Grundplatte 402 ist, an der der Außenzapfen 410 positioniert ist. Somit sind Achsen wie Achse 470 und Achse 472, die senkrecht zu den Rändern verlaufen, an denen der Innenzapfen 408 und der Außenzapfen 410 positioniert sind, auch senkrecht zueinander. Demzufolge können sich die Schwenkplattform 404 und die Grundplatte 402 relativ zueinander entlang der Achsen 470 und 472 drehen. Zum Beispiel kann die Schwenkplattform 404 sich in einer Richtung θ_x um die Achse 470 relativ zur Grundplatte 402 drehen. Außerdem kann sich die Schwenkplattform 404 in einer Richtung θ_y um die Achse 472 relativ zur Grundplatte 402 drehen.
Die Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 kann Paare von Drehzapfen entlang einer Torsionsachse aufweisen. Zum Beispiel kann die Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 einen Innenzapfen 414 aufweisen, der dem Innenzapfen 408 über die Schwenkplattform 404 diametral gegenüberliegt. Somit kann die Schwenkplattform 404 entlang gegenüberliegender Seiten vom Balken 406 an Innenzapfen 408 und 414 gestützt werden. Außerdem kann sich die Schwenkplattform 404 um eine Achse, z. B. die Achse 472, die durch den Innenzapfen 408 und den Innenzapfen 414 verläuft, drehen, wenn an die Schwenkplattform eine Kraft angelegt wird, die von der Achse versetzt ist. Zum Beispiel kann sich die Schwenkplattform 404 in einer Richtung θ_y um die Achse 472 drehen, wenn an den Balken 406 in der Nähe des Außenzapfens 410 eine Kraft angelegt wird. Gleichermaßen kann die Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 einen Außenzapfen 416 aufweisen, der dem Außenzapfen 410 über die Schwenkplattform 404 diametral gegenüberliegt. Somit kann der Balken 406, der die Schwenkplattform 404 mit der Grundplatte 402 verbindet, entlang gegenüberliegender Seiten von der Grundplatte 402 an den Außenzapfen 410 und 416 gestützt werden. Außerdem kann sich die Schwenkplattform 404 um eine Achse, z. B. die Achse 470, die durch den Außenzapfen 410 und den Außenzapfen 416 verläuft, drehen, wenn an die Schwenkplattform eine Kraft angelegt wird, die von der Achse versetzt ist. Zum Beispiel kann sich die Schwenkplattform 404 in einer Richtung θ_x um die Achse 470 drehen, wenn an den Balken 406 in der Nähe des Innenzapfens 408 eine Kraft angelegt wird. Somit erleichtern Drehzapfen der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 404 eine Bewegung und automatische Ausrichtung zwischen der Grundplatte 402 und der Schwenkplattform 404. Die Kinematik der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 wird nachstehend weiter beschrieben.

Gemäß Ausführungsformen der Erfindung kann die Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 aus einem oder mehreren Abschnitten oder Teilen gebildet sein. Es können mehrere Materialien für die Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 verwendet werden. Die Materialauswahl für die Mikroaufnahmegruppierungshalterung ist von der Fähigkeit zur Ablenkung unter angelegter Last, der Wärmebeständigkeit und der minimalem Federmasse abhängig. In Tabelle 1 sind relevante Materialeigenschaften für verschiedene in Frage kommende Materialien, einschließlich Silicium, Siliciumcarbid, Aluminiumnitrid, Edelstahl und Aluminium, aufgeführt. Tabelle 1.

Material	Modul (GPA)	Dehngrenze (MPa)	Biegeverhältnis (x10e–3)	WAK (ppm/°C)	Dichte (kg/m³)
Silicium	165	2000	12,1	2,6	2400
Siliciumcarbid	410	550	1,3	4,0	3100
Aluminiumnitrid	320	320	1,0	4,5	3260
Edelstahl 316	190	600	3,2	14	8240
Aluminium	70	47	0,7	23	2700

Obwohl jedes der aufgeführten Materialien für die Mikroaufnahmegruppierungshalterung verwendet werden kann, hat Silicium das größte Biegeverhältnis, den niedrigsten WAK und die geringste Dichte der in Frage kommenden Materialien. Außerdem kann Silicium mit einer Vielfalt von Präzisions-Halbleiter-Herstellungsverfahren gebildet werden.
So sind in einer Ausführungsform die Grundplatte 402, die Schwenkplattform 404 und der Balken 406 aus einem Siliciumwafer gebildet, um abgegrenzte Bereiche zu erzeugen. Insbesondere können bekannte Verfahren wie Tiefenätzen, Laserschneiden usw. verwendet werden, um Kanäle 412 zu bilden. In mindestens einer Ausführungsform können Kanäle 412 deshalb die Struktur der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 definieren, indem sie Abtrennungen zwischen z. B. Bereichen der Grundplatte 402 und der Schwenkplattform 404 bilden.
Bezugnehmend auf 4A–4B kann die Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 einen oder mehrere Schwenkplattform-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakte 420 auf der Schwenkplattform 404 aufweisen. Elektrostatik-Spannungsquellenkontakte 420 können zum Übertragen der Betriebsspannung zur Gruppierung elektrostatischer Übertragungsköpfe auf der Mikroaufnahmegruppierung 204 dienen, wenn sie funktionsfähig mit der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 verbunden sind. In einer Ausführungsform wird bzw. werden elektrostatische Spannungsquellenkontakt(e) 420 mithilfe eines geeigneten Verfahrens, wie beispielsweise, jedoch nicht beschränkt auf Zerstäubung oder Elektronenstrahlverdampfung eines leitfähigen Materials (z. B. Metall) auf eine Oberfläche der Schwenkplattform 404, gebildet werden. Bezugnehmend auf 4B, Schwenkplattform, kann jeder Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt 420 ferner elektrisch mit einem Kontaktanschlussbereich 431 einer Durchkontaktierungsstruktur 422, die durch die Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 zum Grundplatten-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt 433 verläuft, verbunden werden. Außerdem und insbesondere kann der Schwenkplattform-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt 420 elektrisch durch die Leiterbahn 424 mit der Durchkontaktierung 422 verbunden werden. Die Leiterbahn 424 verbindet den Schwenkplattform-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt 420 mit dem Kontaktanschlussbereich 431. Wie dargestellt, kann die Leiterbahn 424 über einen oder mehrere der Abschnitte an der zur Mikroaufnahmegruppierung-Montageseite der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 verlaufen. Zum Beispiel kann die Leiterbahn 424 über die Grundplatte 402, den Balken 406 und die Schwenkplattform 404 verlaufen. Die Leiterbahn 424 kann auch mithilfe eines geeigneten Verfahrens, wie Zerstäubung oder Elektronenstrahlverdampfung, gebildet werden. In einer Ausführungsform werden Elektrostatik-Spannungsquellenkontakte 420, Kontaktanschlussbereiche 431 und Leiterbahnen 424 gleichzeitig gebildet. In einer Ausführungsform kann die Leiterbahn 424 ein Draht sein, der von der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 separat ist oder an eine Oberfläche davon gebunden ist und der den Schwenkplattform-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt 420 elektrisch mit dem Kontaktanschlussbereich 431 verbindet.
Die Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 kann ferner eine Anordnung von Blindleiterbahnen 425 auf derselben Seite der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 wie die Leiterbahnen 424 aufweisen. Wie in 4A dargestellt, können Blindleiterbahnen 425 die Anordnung von Leiterbahnen 424 an Abschnitten der Balken 406 oder der Schwenkplattform 404 spiegeln, um Eigenspannungen und Wärmespannungen in der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 auszugleichen. Insbesondere hängen Eigenspannungen aus der Herstellung der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 zum Teil von den Verbundstoff-Struktureigenschaften der Balken 406 ab. Leiterbahnen 424 entlang der Balken 406 tragen zu diesen Eigenschaften bei, und Eigenspannungen, die z. B. durch das Abkühlen der Balken 406 während der Herstellung verursacht werden, können deshalb in Balken 406 mit Leiterbahnen 424 anders sein als in Balken 406 ohne Leiterbahnen 424. Dieser Unterschied kann z. B. zum Verdrehen der Selbstausrichtungsstruktur bei Umgebungsbedingungen führen. Alternativ oder zusammen mit diesen Eigenspannungen können sich beim Anlegen von Wärme an die Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 Balken 406 mit Leiterbahnen 424 anders verhalten, z. B. mit einer anderen Geschwindigkeit ausdehnen, als Balken 406 ohne Leiterbahnen 424. Dies kann wiederum die Struktur der Mikroaufnahmegruppierung verzerren. Blindleiterbahnen 425 verleihen Balken 406 ohne Leiterbahnen 424 ähnliche Verbundstoff-Struktureigenschaften wie Balken 406 mit Leiterbahnen 424. Somit können Blindleiterbahnen 425 Eigenspannungen und Wärmespannungen in den gesamten Balken 406 ausgleichen, um eine Verzerrung der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 zu verhindern.
Die Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 kann eine oder mehrere Bindungsstellen zum Montieren der Mikroaufnahmegruppierung 204 an der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 aufweisen. In einer Ausführungsform weist eine Bindungsstelle eine oder mehrere Klemmelektroden 430 auf, die an einer Mikroaufnahmegruppierung-Montageoberfläche 205 der Schwenkplattform 404 angeordnet sind. Insbesondere können die Klemmelektroden 430 an derselben Oberfläche der Schwenkplattform 404 angeordnet sein, an der sich die Schwenkplattform-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakte 420 befinden. In einer Ausführungsform werden die Klemmelektroden 430 gleichzeitig mit den Elektrostatik-Spannungsquellenkontakten 420, Kontaktanschlussbereichen 431 und Leiterbahnen 424 gebildet. Klemmelektroden 430 können ferner elektrisch mit einer Durchkontaktierungsstruktur 432, die durch die Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 verläuft, verbunden werden. In der dargestellten Ausführungsform verläuft die Durchkontaktierungsstruktur 432 durch die Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 zu einem Kontaktanschlussbereich 441 an einer hinteren Oberfläche, der über eine Leiterbahn 434 elektrisch mit einem Grundplattenklemmkontakt 442 verbunden ist. Wie dargestellt, kann die Leiterbahn 434 über einen oder mehrere Abschnitte der hinteren Oberfläche der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202, die eine Verbindung zur Übertragungskopfanordnung herstellen, verlaufen. Zum Beispiel kann die Leiterbahn 434 über die Grundplatte 402, den Balken 406 und die Schwenkplattform 404 verlaufen. Außerdem kann in einer Ausführungsform die Leiterbahn 434 ein Draht sein, der von der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 separat ist oder an eine Oberfläche davon gebunden ist und der den Grundplattenklemmkontakt 442 elektrisch mit der Durchkontaktierung 432 und der Klemmelektrode 430 verbindet.
Elektrische Komponenten der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 können vielfältig gebildet werden. Zum Beispiel können Durchkontaktierungen 422, 432 durch Bohren oder Ätzen eines Lochs durch die Grundplatte 402, Passivieren des Lochs mit einer Isolation und Formen eines leitfähigen Materials (z. B. Metalls) in dem passivierten Loch, um die Durchkontaktierung 422, 432 zu bilden, mithilfe eines geeigneten Verfahrens, wie Zerstäubung, Elektronenstrahlverdampfung, Galvanisierung oder stromlose Abscheidung gebildet werden.
In einigen Ausführungsformen kann die Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 ferner so aufgebaut sein, dass sie mit elektrostatischen Prinzipien an der Übertragungskopfanordnung 206 befestigt oder angeklemmt ist. Wie in der in 4A–4E und 8A–10B dargestellten Ausführungsform gezeigt, können ein oder mehrere Klemmbereiche 450 zur Ausrichtung an den Klemmelektroden 1010 der Übertragungskopfanordnung 206 an der Rückseite der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 gebildet werden. Gemäß den Prinzipien elektrostatischer Greifer, die die Anziehung entgegengesetzter Ladungen verwenden, kann eine dielektrische Schicht über den Klemmelektroden 1010 und/oder den Klemmbereichen 450 gebildet werden. Die Klemmbereiche 450 können durch eine Vielfalt von Verfahren gebildet werden und eine Vielfalt von Konfigurationen annehmen. In einer Ausführungsform sind die Klemmbereiche 450 leitfähige Platten, wie eine Metall- oder Halbleiterschicht, die an der hinteren Oberfläche der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 gebildet ist. Die leitfähigen Platten können von den anderen aktiven Bereichen der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 elektrisch isoliert sein. Zum Beispiel können Isolierschichten unter, über oder um die leitfähigen Platten herum gebildet sein.
Bezugnehmend auf 4C ist eine perspektivische Ansicht einer Mikroaufnahmegruppierungshalterung mit einer elektrostatischen Bindungsstelle gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt. In einigen Ausführungsformen kann die Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 einen Heizkontakt 480, der sich auf der Grundplatte 402 befindet, aufweisen. Zum Beispiel kann der Heizkontakt 480 zum Klemmbereich 450 auf der unteren Oberfläche der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 benachbart sein, um an einer Heizverbindung 1090 (10A–10B) der Übertragungskopfanordnung 206 ausgerichtet zu werden oder anderweitig elektrisch mit dieser verbunden zu werden. Es können mehrere Heizkontakte 480 verwendet werden, zum Beispiel um Strom durch ein oder mehrere Heizelemente 484 zu leiten. Insbesondere kann das Heizelement 484 von einem ersten Heizkontakt 480 und über die Schwenkplattform 404 und/oder Balken 406 verlaufen, bevor es z. B. an einem zweiten Heizkontakt 480 endet. Somit kann das Heizelement 484 elektrischen Strom zwischen mehreren Heizkontakten 480 übertragen. Wenn Strom durch das Heizelement 484 fließt, ruft das Widerstandsheizen einen Anstieg der Temperatur des Heizelements 484 hervor.
In einer Ausführungsform kann das Heizelement 484 mit Heizkontakten 480 über eine oder mehrere Heizleitungen 482 verbunden sein. Die Heizleitung 482 kann so bemessen und konfiguriert sein, dass sie weniger Wärme abführt als das Heizelement 484 und somit als elektrische Leitung zum Übertragen von elektrischem Strom von den Heizkontakten 480 über Abschnitte der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202, z. B. Grundplatte 402 und Balken 406, dient, ohne diese Abschnitte erheblich zu erwärmen. Zum Beispiel kann die Heizleitung 482 ein Kupferleiter sein. Auf diese Weise kann ein Erwärmen der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 gegenüber Bereichen mit einem Heizelement 484, wie Schwenkplattform 404, isoliert sein.
Das Heizelement 484 kann aus einem Material und in einer Form gebildet sein, die das Widerstandsheizen begünstigen. Insbesondere kann das Heizelement 484 so gebildet sein, dass es Wärme erzeugt, wenn ein elektrischer Strom hindurchgeleitet wird. Zum Beispiel kann das Heizelement 484 aus einem Drahtstrang aus Molybdändisilicid gebildet sein. Der Drahtstrang kann gewickelt oder sinusförmig an der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 angebracht sein, um Wärme gleichmäßig über und durch eine Oberfläche oder Struktur, z. B. die Schwenkplattform 404, zu verteilen. Das Heizelement 484 kann isoliert sein, zum Beispiel durch Laminierung über dem Element, um benachbarte Komponenten vor übermäßiger Erwärmung zu schützen und Wärme in die Schwenkplattform 404 zu leiten.
In einer Ausführungsform weist die Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 einen Temperatursensor auf, um die Temperatur der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 oder nahegelegener Strukturen, z. B. einer Mikroaufnahmegruppierung, zu erfassen. Zum Beispiel kann ein Temperatursensor 440 an der Schwenkplattform angeordnet sein, um die Temperatur der Schwenkplattform 404 zu messen. Der Temperatursensor 440 kann eingegossen oder anderweitig angehaftet oder mechanisch an der Schwenkplattform befestigt sein. In einer anderen Ausführungsform kann der Temperatursensor 440 in einer Mitte der Schwenkplattform 404 (4A), einer Ecke der Schwenkplattform 404 (5A) oder an der Grundplatte 402 oder dem Balken 406 angeordnet sein. In noch anderen Ausführungsformen kann der Temperatursensor 440 an einer vorderen oder hinteren Oberfläche der Schwenkplattform 404, d. h. an einer Oberfläche mit einem Kontaktanschlussbereich 431 oder an einer gegenüberliegenden Oberfläche mit einem Kontaktanschlussbereich 441, angeordnet sein. Die Wahl der Position kann von Überlegungen wie dem verfügbaren Platz, und ob der Temperatursensor 440 andere Funktionen stört, wie ob er elektrische Ladung in den elektrostatischen Übertragungsköpfen 210 beeinträchtigt, abhängig sein. Zum Beispiel kann in einer Ausführungsform der Temperatursensor 440 an der hinteren Oberfläche der Schwenkplattform 404 zentriert sein, wo der Sensor die Bindung der Mikroaufnahmegruppierung 204 nicht mechanisch stört. Der Temperatursensor 440 kann auf der Plattform 404 zentriert sein, um der Spitzentemperatur der Mikroaufnahmegruppierung 204 nahezukommen. Die Temperaturschwankungen aufgrund von Konvektionswärmeverlust kann die gemessene Temperatur verzerren, wenn der Sensor 440 in unmittelbarer Nähe des Rands der Schwenkplattform 404 angeordnet ist. Der Temperatursensor 440 kann ein beliebiger von einer Vielfalt bekannter Temperatursensoren sein, wie Verbindungsstellen-Thermoelemente, Widerstandsthermometer usw.
Bezugnehmend auf 4D–4E weist in einer Ausführungsform die Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 einen Grundplatten-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt 433 und einen Grundplattenklemmkontakt 442 auf, die auf derselben Oberfläche der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 angeordnet sind. Zum Beispiel können der Grundplatten-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt 433 und der Grundplattenklemmkontakt 442 auf derselben Seite der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202, an der auch die Elektrostatik-Spannungsquellenkontakte 420 und Klemmelektroden 430 angeordnet sind, angeordnet sein. Außerdem können Leiterbahnen 424 den Grundplatten-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt 433 und den Grundplattenklemmkontakt 442 mit den Elektrostatik-Spannungsquellenkontakten 420 bzw. den Klemmelektroden 430 verbinden. Da die miteinander verbundenem Verbindungen und Kontakte auf derselben Seite der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 angeordnet sein können, sind keine Durchkontaktierungen 422, 432 notwendig. Insbesondere können die Leiterbahnen 424 entlang derselben Seite der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 und über jeden der Balken 406 in einem symmetrischen Muster verlaufen, das das Gewicht der Leiterbahnen 424 an den Balken 406 ausgleicht.
In einer Ausführungsform können – angenommen, dass der Grundplatten-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt 433 und der Grundplattenklemmkontakt 442 z. B. auf der oberen Oberfläche der Grundplatte 402 angeordnet sein können – der Grundplatten-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt 433 und der Grundplattenklemmkontakt 442 neben einer separaten elektrischen Leitung, die zu oder von der Übertragungskopfanordnung 206 verläuft, angeordnet und damit verbunden sein. Zum Beispiel kann ein Bandkabel 460, das Drähte aufweist, um eine elektrische Verbindung zwischen der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 und der Übertragungskopfanordnung 206 herzustellen, über einen Schneidklemmstecker elektrisch mit dem Grundplatten-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt 433 und dem Grundplattenklemmkontakt 442 verbunden sein. Deshalb kann Spannung durch das Bandkabel 460 von einer externen Komponente, wie der Übertragungskopfanordnung 206, an den Grundplatten-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt 433 und den Grundplattenklemmkontakt 442 angelegt werden.
Bezugnehmend auf 5A ist eine perspektivische Ansicht einer Mikroaufnahmegruppierungshalterung mit einer nichtelektrostatischen Bindungsstelle gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Die meisten Komponenten der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202, wie der Schwenkplattform-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt 420, können ihren Gegenstücken in der Ausführungsform von 4A–4B gleich oder ähnlich sein. Jedoch sind in dieser Ausführungsform die Klemmelektroden 430 durch die Bindungsplatte 500 ersetzt. Die Bindungsplatte 500 kann aus einer Vielfalt von Materialien gebildet sein, einschließlich Polymeren, Lötmaterialien, Metallen und anderen Haftmitteln, um die Bildung einer dauerhaften Bindung mit einer anderen Struktur zu erleichtern. In einer Ausführungsform kann die Bindungsplatte 500 Gold, Kupfer oder Aluminium aufweisen, um die Bildung einer Wärmedruckbindung mit einer angrenzenden Struktur zu erleichtern. Zum Beispiel kann eine Gold-an-Gold-Wärmedruckbindung zwischen der Bindungsplatte 500 und einer angrenzenden Struktur gebildet werden. Jedoch ist eine Wärmedruckbindung nur eine Art und Weise des Bildens einer dauerhaften Bindung zwischen Strukturen, und somit kann die Bindungsplatte 500 andere Materialien oder Mechanismen aufweisen, die die Bildung einer Bindung zwischen der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 und einem anderen Teil oder einer anderen Struktur erleichtern. Zum Beispiel Direktbindung, Klebstoffbindung, reaktive Bindung, Löten usw. können an zahlreichen Bindungsstellen mit verschiedenen Formen und Größen verwendet werden.
Bezugnehmend auf 5B ist eine perspektivische Ansicht einer Mikroaufnahmegruppierungshalterung mit einer nichtelektrostatischen Bindungsstelle gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt. In einer Ausführungsform kann die Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 Bandkabel 460 in elektrischer Kommunikation mit dem Grundplatten-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt 433 aufweisen. Wie vorstehend erläutert, können Bandkabel 460 elektrisch mit einer externen Komponente, wie einer elektrostatischen Spannungsquelle der Übertragungskopfanordnung, verbunden sein, wodurch es nicht notwendig ist, dass der Durchkontaktierung 422 Spannung an den Grundplatten-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt 433 liefert.
Wie in 4A–4E dargestellt, kann die Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 ein Heizelement 484 aufweisen, das auf einer Schwenkplattformoberfläche gegenüber den Elektrostatik-Spannungsquellenkontakten 420 und Klemmelektroden 430 angeordnet ist. Somit kann Wärme durch die Schwenkplattform 404 an die Elektrostatik-Spannungsquellenkontakte 420 und Klemmelektroden 430 oder an eine Mikroaufnahmegruppierung, die mit diesen Kontakten in Kontakt ist, geliefert werden.
Bezugnehmend auf 6A wird eine perspektivische Ansicht einer Mikroaufnahmegruppierungshalterung mit einem Balken in Seitenrichtung um eine Schwenkplattform und einem Selbstausrichtungsverhalten gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Wie vorstehend beschrieben, erlaubt die Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 eine Bewegung zwischen der Plattform 404 und der Grundplatte 402 entlang und um mehrere Achsen infolge von Biegen der Balken 406 und Torsion der Drehzapfen 408, 410, 414 und 416. Das Biegen der Balken 406 kann eine z-Vektorkomponente, wie eine Komponente in der Richtung der Achse 630, aufweisen. Außerdem kann sich die Schwenkplattform 404 aufgrund von Verdrehung in den Innenzapfen 408, 414 um eine erste Achse 602 und aufgrund von Verdrehung in den Außenzapfen 410, 416 um die Achse 604 drehen. Eine Bewegung der Schwenkplattform 404 in alternativen Ebenen wird durch Biegen des Balkens 406 erreicht. Zum Beispiel kann ein Biegen des Balkens 406 zwischen dem Innenzapfen 414 und den Außenzapfen 416 bewirken, dass sich die Schwenkplattform 404 von der in 6A gezeigten Ausrichtung weg neigt. Außerdem kann ein Biegen des Balkens 406 erlauben, dass sich die Schwenkplattform 404 in unterschiedliche Richtungen, wie entlang der Achse 630, verlagert. Somit kann sich die Schwenkplattform 404 an einer anderen Oberfläche durch Kippen, Neigen, Drehen und Verlagern aus ihrer Ausgangsposition relativ zur Grundplatte 402 selbst ausrichten.
Ein Verlagern der Schwenkplattform 404 entlang der Achse 630 ermöglicht, dass sich die Schwenkplattform 404 relativ zur Grundplatte 402 bewegt, wenn die Grundplatte 402 fixiert bleibt. Mit anderen Worten kann eine Bewegung der Schwenkplattform 404 zu einer Expansion, oder Teleskopierung, der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 in der Richtung der Achse 630 führen. Diese Expansion kann durch die Ablenkung, oder Verlagerung, der Schwenkplattform 404 entlang der Achse 630 definiert sein. In einer Ausführungsform bezieht sich die potenzielle Menge der Ablenkung auf den Grad der Fehlausrichtung, die zwischen einer Mikroaufnahmegruppierung und einem Trägersubstrat möglich ist, wie nachstehend umfassender beschrieben wird. Somit kann in einer Ausführungsform der Bereich der Bewegung der Schwenkplattform 404 entlang der Achse 630 relativ zur Grundplatte 402 in einem Bereich von ungefähr 1 bis 30 Mikrometern liegen. In einer anderen Ausführungsform kann der Bereich der Bewegung in einem Bereich von ungefähr 2 bis 10 Mikrometern liegen. Insbesondere kann in einer Ausführungsform die Schwenkplattform 404 entlang der Achse 630 ungefähr 10 Mikrometer von der Grundplatte 402 weg abgelenkt werden.
Bezugnehmend auf 6B wird eine perspektivische Ansicht einer Mikroaufnahmegruppierungshalterung mit zwei Balken in Seitenrichtung um einen Abschnitt einer Schwenkplattform und mit einem Selbstausrichtungsverhalten gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Die Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 weist eine Grundplatte 402 auf, die durch die Balken 406 und 406' strukturell mit der Schwenkplattform 404 verbunden ist. Somit können in einer Ausführungsform die Balken 406 diskontinuierlich sein und die Schwenkplattform 404 nicht vollständig in Seitenrichtung umgeben. Insbesondere kann die Schwenkplattform 404 an einer Seite vom Balken 406 gestützt werden, der mit der Schwenkplattform 404 und der Grundplatte 402 am Innenzapfen 414 bzw. Außenzapfen 416 verbunden ist. Ähnlich kann die Schwenkplattform 404 an einer gegenüberliegenden Seite von dem Balken 406' gestützt werden, der mit der Schwenkplattform 404 und der Grundplatte 402 am Innenzapfen 414' und Außenzapfen 416' verbunden ist. Eine alternative Struktur erlaubt noch, dass die Schwenkplattform 404 relativ zur Grundplatte 402 gekippt und geneigt werden kann. Insbesondere ist die Schwenkplattform 404 in der Lage, sich aufgrund von Verdrehung in den Innenzapfen 414, 414' um die Achse 602 zu drehen sowie sich aufgrund von Verdrehung in den Außenzapfen 416, 416' um die Achse 604 zu drehen. Außerdem ermöglicht ein Biegen in den Balken 406, 406', dass sich die Schwenkplattform in verschiedene andere Ebenen kippt oder entlang Achsen, z. B. 630, verlagert. Somit kann sich die Schwenkplattform 404 an einer anderen Oberfläche durch Kippen und Neigen aus ihrer Ausgangsposition relativ zur Grundplatte 402 selbst ausrichten.
Bezugnehmend auf 6C ist eine perspektivische Ansicht einer Mikroaufnahmegruppierungshalterung mit vier Balken zwischen einer Schwenkplattform und einer Grundplatte und einem Selbstausrichtungsverhalten gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Die Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 weist eine Grundplatte 402 auf, die durch die Balken 606, 608, 610 und 612 strukturell mit einer Schwenkplattform 404 verbunden ist. Somit können in einer Ausführungsform mehrere Balken die Schwenkplattform 404 stützen. Wie dargestellt, kann jeder Balken eine im Wesentlichen lineare Konfiguration aufweisen, so dass ein einzelner Balken jeweils eine Seite der Schwenkplattform 404 stützt. Die Balken 606, 608, 610 und 612 können diagonal zwischen der Schwenkplattform 404 und der Grundplatte 402 verlaufen, um ein erhebliches Moment oder einen Biegestab bereitzustellen, jedoch können die Balken auch senkrecht von der Schwenkplattform 404 verlaufen, wodurch die Balkenlänge minimiert wird. Die Struktur mit mehreren linearen Balken ermöglicht auch, dass sich die Schwenkplattform 404 relativ zur Grundplatte 402 auf eine Weise, die der vorstehend erörterten ähnlich ist, kippt und neigt. Jedoch kann sich die Bewegungsmechanik von anderen Ausführungsformen insofern unterscheiden, als die linearen Balken eine steifere Struktur ergeben können. Somit kann sich die Schwenkplattform 404 zum Beispiel nach wie vor um die Achse 602 drehen oder entlang der Achse 630 verlagern, doch der Grad der Bewegung kann pro angelegter Krafteinheit geringer sein als bei einigen der vorangehenden Strukturausführungsformen. Trotzdem kann sich die Schwenkplattform 404 an einer anderen Oberfläche durch Kippen und Neigen aus ihrer Ausgangsposition relativ zur Grundplatte 402 selbst ausrichten.
Die vorangehenden Strukturausführungsformen der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 sollen die Bandbreite potenzieller Ausführungsformen zeigen, die innerhalb des Umfangs dieser Offenbarung in Betracht kommen. Dementsprechend sollen diese Ausführungsformen keinesfalls erschöpfend sein, sondern sollen einem Fachmann nahelegen, dass eine Vielfalt von Balkenstrukturen und Zapfenkonfigurationen und -positionen verwendet werden kann, um eine Selbstausrichtungsstruktur zu erreichen, bei der sich die Schwenkplattform 404 in mehreren Ebenen und entlang oder um mehrere Achsen relativ zur Grundplatte 402 bewegen kann.
Nachdem die Grundstruktur und Funktion der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 erörtert wurde, werden nun weitere Details im Bezug auf zusätzliche Komponenten bereitgestellt, mit denen die Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 verbunden, zusammengefügt oder anderweitig kombiniert werden kann, um ein Mikrovorrichtung-Übertragungssystem zu bilden. Zum Beispiel kann die Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 mit einer Mikroaufnahmegruppierung verbunden sein. Bezugnehmend auf 7 ist eine Seitenansicht einer Mikroaufnahmegruppierung mit einem Substrat, das eine Gruppierung elektrostatischer Übertragungsköpfe stützt, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Die Mikroaufnahmegruppierung 700 kann ein Grundplattensubstrat 702, das aus einem oder mehreren von Silicium, Keramik und Polymeren gebildet ist und eine Gruppierung elektrostatischer Übertragungsköpfe 703 stützt, aufweisen. Jeder elektrostatische Übertragungskopf 703 kann eine Mesastruktur 704 aufweisen, die eine obere Oberfläche 708 aufweist, die eine Elektrode 712 stützen kann. Jedoch ist die Elektrode 712 exemplarisch, und in einer anderen Ausführungsform kann eine Mesastruktur 704 ganz oder teilweise leitfähig sein, so dass die Elektrode 712 nicht erforderlich ist. Eine dielektrische Schicht 716 deckt eine obere Oberfläche von jeder Mesastruktur und Elektrode 712, falls vorhanden, ab. Die obere Kontaktoberfläche 718 jedes elektrostatischen Übertragungskopfes hat eine maximale Abmessung, zum Beispiel eine Länge oder Breite von 1 bis 100 μm, die der Größe einer aufzunehmenden Mikrovorrichtung entsprechen kann.
Die Mesastruktur 704 steht von dem Grundplattensubstrat 702 hervor, um einen lokalen Berührungspunkt der oberen Kontaktoberfläche 718 zum Aufnehmen einer konkreten Mikrovorrichtung während eines Aufnahmevorgangs bereitzustellen. In einer Ausführungsform hat eine Mesastruktur 704 eine Höhe von ungefähr 1 μm bis 5 μm oder insbesondere ungefähr 2 μm. In einer Ausführungsform kann die Mesastruktur 704 eine obere Oberfläche 708 mit einem Flächeninhalt zwischen 1 bis 10.000 Quadratmikrometer aufweisen. Die Mesastruktur 704 kann in einer Reihe von Geometrien, z. B. quadratisch, rechteckig, kreisförmig, oval usw., gebildet sein, während dieser allgemeine Flächeninhaltsbereich beibehalten wird. Die Höhe, Breite und Ebenflächigkeit der Gruppierung von Mesastrukturen 704 am Grundplattensubstrat 702 sind so ausgewählt, dass jeder elektrostatische Übertragungskopf 703 während eines Aufnahmevorgangs einen Kontakt zu einer entsprechenden Mikrovorrichtung herstellen kann und dass ein elektrostatischer Übertragungskopf 703 während des Aufnahmevorgangs nicht versehentlich Kontakt zu einer Mikrovorrichtung neben einer beabsichtigten entsprechenden Mikrovorrichtung herstellt.
Immer noch bezugnehmend auf 7 kann die Elektrodenleitung 714 die Elektrode 712 oder Mesastruktur 704 elektrisch mit einem Anschlusselement von Durchkontaktierung 720 und mit dem Substrat-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt 722 verbinden. Der Substrat-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt 722 der Mikroaufnahmegruppierung 700 ist so gebildet, dass er an den Elektrostatik-Spannungsquellenkontakten 420 an der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 ausgerichtet ist, um die Betriebsspannung bei funktionsfähiger Verbindung mit der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 zur Gruppierung elektrostatischer Übertragungsköpfe 703 zu übertragen, wie ausführlicher im Hinblick auf 8–9 unten beschrieben. Die Elektrodenleitung 714, die Durchkontaktierung 720 und der Substrat-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt 722 können mithilfe ähnlicher Verfahren wie den vorstehend für andere Leitungen, Durchkontaktierungen, Kontakte und Verbindungen beschriebenen gebildet werden.
Zusätzlich zum Betrieb gemäß elektrostatischer Prinzipien zum Aufnehmen von Mikrovorrichtungen kann die Mikroaufnahmegruppierung 700 ferner so aufgebaut sein, dass sie mit elektrostatischen Prinzipien an der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 befestigt oder angeklemmt ist. Wie in der in 7 dargestellten Ausführungsform dargestellt, können einer oder mehrere Klemmbereiche 724 an der Rückseite der Mikroaufnahmegruppierung 700 so gebildet sein, dass sie sich an den Klemmelektroden 430 der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 ausrichten. Gemäß den Prinzipien elektrostatischer Greifer, die die Anziehung entgegengesetzter Ladungen verwenden, kann eine dielektrische Schicht über den Klemmelektroden 430 in der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 und/oder den Klemmbereichen 724 auf der Mikroaufnahmegruppierung 700 gebildet werden. Die Klemmbereiche 724 können durch eine Vielfalt von Verfahren gebildet werden und eine Vielfalt von Konfigurationen annehmen. In einer Ausführungsform sind die Klemmbereiche 724 leitfähige Platten, wie eine Metall- oder Halbleiterschicht, die an einer hinteren Oberfläche der Mikroaufnahmegruppierung 700 gebildet sind. Die leitfähigen Platten können von den anderen aktiven Regionen der Mikroaufnahmegruppierung 700 elektrisch isoliert sein. Zum Beispiel können Isolierschichten unter, über oder um die leitfähigen Platten herum gebildet sein. In einer anderen Ausführungsform können die Klemmbereiche 724 integral mit der Mikroaufnahmegruppierung, zum Beispiel aus Bulksilicium, gebildet und von den anderen aktiven Regionen der Mikroaufnahmegruppierung 700 elektrisch isoliert sein.
Bezugnehmend auf 8A ist eine Seitenansicht eines Mikrovorrichtung-Übertragungssystems, das eine Mikroaufnahmegruppierungshalterung aufweist, die elektrostatisch mit einer Mikroaufnahmegruppierung verbunden ist, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Das Mikroaufnahmegruppierungssystem 800 weist die Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 und die Mikroaufnahmegruppierung 700 auf, die mit der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 verbunden werden kann. Insbesondere kann die Mikroaufnahmegruppierung 700 sowohl physisch als auch elektrisch mit der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 verbunden sein, wie nachstehend beschrieben.
Die Mikroaufnahmegruppierung 700 kann durch eine temporäre Bindung physisch mit der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 verbunden sein. Zum Beispiel kann die Klemmelektrode 430 benachbart zu den Klemmbereichen 724 des Substrats 702 angeordnet sein. Bei Anlegen einer elektrostatischen Spannung durch den Klemmspannungspfad von den Grundplattenklemmkontakten 442 an die Klemmelektroden 430 wird ein elektrostatischer Greifdruck an das Substrat 702 angelegt, der bewirkt, dass die Mikroaufnahmegruppierung 700 physisch an die Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 gebunden wird. Diese Bindung ist insofern umkehrbar, als eine Unterbrechung der an die Klemmelektrode 430 angelegten elektrostatischen Spannung die Bindung beseitigen kann und die Mikroaufnahmegruppierung 700 von der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 freigeben kann. Somit wird die Mikroaufnahmegruppierung 700 temporär an die Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 gebunden, um das Mikrovorrichtung-Übertragungssystem 800 zu bilden. Wie vorstehend beschrieben wird gemäß den Prinzipien elektrostatischer Greifer, die die Anziehung entgegengesetzter Ladungen verwenden, eine dielektrische Schicht über den Klemmelektroden 430 in der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 und/oder den Klemmbereiche 724 an der Mikroaufnahmegruppierung 700 gebildet.
Die Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 kann auch funktionsfähig mit der Mikroaufnahmegruppierung 700 verbunden sein. Insbesondere kann der Substrat-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt 722 der Mikroaufnahmegruppierung 700 an dem Schwenkplattform-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt 420 ausgerichtet und benachbart dazu positioniert sein. Auf diese Weise wird eine an die Grundplatten-Elektrostatik-Spannungsquellenverbindung 433 angelegte Spannung durch die Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 zum Schwenkplattform-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt 420, der elektrisch mit dem Substrat-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt 722 verbunden ist, und zur Gruppierung elektrostatischer Übertragungsköpfen 703 übertragen. Somit können die Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 und die Mikroaufnahmegruppierung 700 elektrisch verbunden sein, um zu ermöglichen, dass eine elektrostatische Spannung durch den Betriebsspannungspfad von der Grundplatten-Elektrostatik-Spannungsquellenverbindung 433 an die Gruppierung von Übertragungsköpfen 703 angelegt wird, um eine elektrostatische Greifkraft für eine Gruppierung von Mikrovorrichtungen zu erzeugen.
Wärme kann von der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 zur Mikroaufnahmegruppierung 700 und/oder zu einer Gruppierung von Mikrovorrichtungen, die von der Mikroaufnahmegruppierung 700 gegriffen werden, geliefert werden, wenn diese Komponenten verbunden werden, um das Mikrovorrichtung-Übertragungssystem 800 zu bilden. Wie in 8A dargestellt, können in einer Ausführungsform die Heizkontakte 480 an der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 elektrischen Strom durch die Heizleitungen 482 zum Heizelement 484 (in 8B dargestellt) an der Schwenkplattform 404 übertragen. Auf diese Weise kann das Heizelement 484 mittels Widerstand erwärmt werden. Somit kann Wärme vom Heizelement 484 auf der unteren Oberfläche der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 durch die Schwenkplattform 404 zur Mikroaufnahmegruppierung 700 übertragen werden. Außerdem kann die an die Mikroaufnahmegruppierung 700 gelieferte Wärme durch die elektrostatischen Übertragungsköpfe 210 in eine Gruppierung von Mikrovorrichtungen, die von den elektrostatischen Übertragungsköpfen 210 gegriffen wird, abgeleitet werden.
Bezugnehmend auf 8B ist eine Seitenansicht eines Mikrovorrichtung-Übertragungssystems, das eine Mikroaufnahmegruppierungshalterung aufweist, die elektrostatisch mit einer Mikroaufnahmegruppierung verbunden ist, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Die Mikroaufnahmegruppierung 700 kann den Substrat-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt 722 und die Klemmbereiche 724, die elektrisch mit den Elektrostatik-Spannungsquellenkontakten 420 bzw. den Klemmelektroden 430 verbunden sind, aufweisen. Wie vorstehend erläutert können die Elektrostatik-Spannungsquellenkontakte 420 und die Klemmelektroden 430 mit dem Grundplatten-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt 433 bzw. dem Grundplattenklemmkontakt 442 verbunden sein. Außerdem kann das Bandkabel 460 dem Grundplatten-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt 433 und dem Grundplattenklemmkontakt 442 Spannung von einer externen Komponente, wie Elektrostatik-Spannungsquellen einer Übertragungskopfanordnung 206, zuführen. Somit wird ein vollständiger elektrischer Pfad zwischen den Elektrostatik-Spannungsquellen und dem Substrat gebildet.
In einer alternativen Ausführungsform können die Bandkabel 462 mit einem oder mehreren Kontakten auf der unteren Oberfläche der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 elektrisch verbunden sein. Zum Beispiel kann das Bandkabel 462 elektrischen Strom zu den Heizkontakten 480 leiten, und der elektrische Strom kann durch die Heizleitungen 482 übertragen werden, um die Temperatur des Heizelements 484 zu erhöhen. Auf diese Weise kann Wärme vom Heizelement 484 durch die Schwenkplattform 404 zur Mikroaufnahmegruppierung 700 übertragen werden.
In einer alternativen Ausführungsform kann eine elektrische Leitung der Bandkabel 462 mit dem Grundplatten-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt 433 oder dem Grundplattenklemmkontakt 442 verbunden sein, wenn sie sich an einer unteren Oberfläche der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 befinden, wie in ihrer Position in 8A. In diesem Fall können dann eine Betriebsspannung und eine Klemmspannung, die durch die Bandkabel 462 geliefert werden, durch Durchkontaktierungen und Leiterbahnen zu den Elektrostatik-Spannungsquellenkontakten 420 und Klemmelektroden 430 an einer oberen Oberfläche der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 übertragen werden.
Bezugnehmend auf 9A ist eine Seitenansicht eines Mikrovorrichtung-Übertragungssystems, das eine Mikroaufnahmegruppierungshalterung aufweist, die dauerhaft an eine Mikroaufnahmegruppierung gebunden ist, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Die Mikroaufnahmegruppierung 700 kann dauerhaft an die Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 gebunden sein, um das Mikrovorrichtung-Übertragungssystem 900 zu bilden. Die Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 kann die Bindungsplatte 500 aufweisen. Die Bindungsplatte 500 kann aus einer Vielfalt von Materialien gebildet sein, einschließlich Polymeren, Lötmaterialien, Metallen und anderen Haftmitteln. Um eine Bindung weiter zu vereinfachen, kann eine Bindungsplatte 502 auf dem Substrat 702 zusätzlich oder alternativ zur Bindungsplatte 500 gebildet sein. In einer Ausführungsform sind die Bindungsplatten 500 und/oder 502 aus einem metallischen Material gebildet, und die Substrat-Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 und die Mikroaufnahmegruppierung 700 sind mit einer Wärmedruckbindung aneinander gebunden. Somit kann in mindestens einer Ausführungsform die Mikroaufnahmegruppierung 700 dauerhaft an die Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 angefügt sein, um das Mikrovorrichtung-Übertragungssystem 900 zu bilden. Vor dem dauerhaften Verbinden der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 und der Mikroaufnahmegruppierung 700 können die elektrischen Kontakte dieser Komponenten so ausgerichtet werden, dass sichergestellt ist, dass die aneinander gebundenen Komponenten in elektrisch miteinander verbunden bleiben. Insbesondere wird eine Ausrichtung des Schwenkplattform-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakts 420 und des Substrat-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakts 722 ausgerichtet.
Wärme kann von der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 an die Mikroaufnahmegruppierung 700 und/oder an eine Gruppierung von Mikrovorrichtungen, die von der Mikroaufnahmegruppierung 700 gegriffen werden, geliefert werden, wenn diese Komponenten verbunden sind, um das Mikrovorrichtung-Übertragungssystem 900 zu bilden. Wie in 9A dargestellt, können in einer Ausführungsform die Heizkontakte 480 an der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 elektrischen Strom durch die Heizleitungen 482 zum Heizelement 484 übertragen. Das Heizelement 484 kann mittels Widerstand durch Strom erwärmt werden, und Wärme kann deshalb vom Heizelement 484 an der unteren Oberfläche der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 durch die Schwenkplattform 404 zur Mikroaufnahmegruppierung 700 übertragen werden.
In einer alternativen Ausführungsform kann eine elektrische Leitung der Bandkabel 462 mit dem Grundplatten-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt 433 verbunden sein, wenn es sich an einer unteren Oberfläche der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 befindet, wie in seiner Position in 9A. In diesem Fall kann dann eine Betriebsspannung, die durch die Bandkabel 462 geliefert wird, durch Durchkontaktierungen und Leiterbahnen zu den Elektrostatik-Spannungsquellenkontakten 420 an einer oberen Oberfläche der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 übertragen werden.
Bezugnehmend auf 9B ist eine Seitenansicht eines Mikrovorrichtung-Übertragungssystems, das eine Mikroaufnahmegruppierungshalterung aufweist, die dauerhaft an eine Mikroaufnahmegruppierung gebunden ist, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Die Bandkabel 460 können elektrisch mit dem Grundplatten-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt 433 verbunden sein, um Spannung von einer externen Komponente, wie einer Elektrostatik-Spannungsquelle der Übertragungskopfanordnung 206, durch die verschiedenen Leiterbahnen, Kontakte und Verbindungen der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 und der Mikroaufnahmegruppierung 700 in die elektrostatischen Übertragungsköpfe 703 zu leiten.
In einer Ausführungsform kann das Bandkabel 462 elektrischen Strom zu den Heizkontakten 480 leiten, und der elektrische Strom kann durch die Heizleitungen 482 übertragen werden, um die Temperatur des Heizelements 484 zu erhöhen. Somit kann Wärme vom Heizelement 484 durch die Schwenkplattform 404 zur Mikroaufnahmegruppierung 700 übertragen werden.
Bezugnehmend auf 10A ist eine Querschnittsseitenansicht, die einen Abschnitt eines Mikrovorrichtung-Übertragungssystems zeigt, das eine Übertragungskopfanordnung aufweist, die eine Mikroaufnahmegruppierungshalterung, mit einer Mikroaufnahmegruppierung hält, die an der Mikroaufnahmegruppierungshalterung montiert ist, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Wie vorstehend beschrieben, kann die Mikroaufnahmegruppierung 700 entweder durch eine temporäre oder eine dauerhafte Bindung an der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 befestigt sein. Ähnlich kann die Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 auf zahlreiche Arten mit der Übertragungskopfanordnung 206 verbunden sein. Zum Beispiel kann eine Befestigung pneumatisch, elektrostatisch oder mechanisch gebildet werden.
In einer Ausführungsform kann die Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 an der Montageoberfläche 208 einer Übertragungskopfanordnung positioniert werden, und ein Haltemechanismus der Übertragungskopfanordnung 206 kann aktiviert werden, um die Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 zu halten. Zum Beispiel kann in mindestens einer Ausführungsform die Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 durch Anlegen eines Sogs durch den Vakuumanschluss 1002 in der Montageoberfläche 208 lösbar an der Montageoberfläche 208 befestigt und abgegeben werden. Der Vakuumanschluss 1002 kann mit der Vakuumquelle 1004 gekoppelt sein, um einen Sog an einen Gegenstand anzulegen, der an der Montageoberfläche 208 positioniert ist. Insbesondere kann, wenn die Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 an der Montageoberfläche 208 positioniert ist, ein Sog durch den Vakuumanschluss 1002 gezogen werden, um ein Vakuum bzw. einen Unterdruck innerhalb eines oder mehrerer Unterdruckkanäle 1006 zu erzeugen. Somit kann die Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 durch die Druckdifferenz zwischen dem Unterdruckkanal 1006 und der Umgebung an die Montageoberfläche 208 gedrückt werden. Als Folge wird die Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 an der Montageoberfläche 208 befestigt. Wenn die Vakuumquelle unterbrochen wird oder der Unterdruck in dem Unterdruckkanal 1006 nicht ausreicht, um die Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 zu halten, wird die Befestigung getrennt, und die Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 kann freigegeben und entfernt werden.
In einer alternativen Ausführungsform kann die Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 durch eine elektrostatische Kraft an der Montageoberfläche 208 gehalten werden. In einer solchen Ausführungsform können anstelle des Anlegens eines Sogs an die Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 durch den Vakuumanschluss 1002 die Klemmelektrode 1010 und die Leitung 1007 den Vakuumanschluss 1002 und den Unterdruckkanal 1006 ersetzen. Eine elektrostatische Spannung kann von einer Elektrostatik-Spannungsquelle 1012, die die Vakuumquelle 1004 ersetzt, an die Klemmelektrode 1010 angelegt werden. In einer solchen Ausführungsform kann die Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 einen Klemmbereich 450 aufweisen.
Somit kann, wenn die Klemmbereiche 450 benachbart zu den Klemmelektroden 1010 angeordnet sind, eine elektrostatische Kraft angelegt werden, um die Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 an der Montageoberfläche 208 zu halten.
Es können zahlreich andere Weisen des Haltens der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 verwendet werden, so dass die Verwendung von Vakuum- oder elektrostatischen Klemmkomponenten nicht erforderlich ist. Zum Beispiel können in noch einer anderen Ausführungsform ein oder mehrere mechanische Befestigungsmittel verwendet werden, um die Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 an der Montageoberfläche 208 zu halten. Zum Beispiel können Schrauben in Durchgangslöchern in der Grundplatte 402 positioniert und in entsprechende Bohrlöcher in der Montageoberfläche 208 geschraubt werden, so dass ein Kopf der Schraube, z. B. einer Kopfschraube, die Grundplatte 402 an der Montageoberfläche 208 hält. Alternativ können Klammern verwendet werden, wie Federklammern, um die Grundplatte an der Montageoberfläche 208 zu halten. In diesem Fall können die Klammern auf derselben Seite wie von der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202, die eine Mikroaufnahmegruppierung 700 empfängt, eine Befestigungslast an die Grundplatte 402 anlegen. Andere mechanische Halteelemente, wie Stifte, können verwendet werden, um die Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 an der Montageoberfläche 208 zu halten. Außerdem können alternative Bindemechanismen, wie Haftmittel, verwendet werden, um die Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 zu halten. Zum Beispiel kann abhängig von den Materialien, die zum Bilden der Übertragungskopfanordnung 206 und der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 verwendet werden, ein geeignetes Haftmittel verwendet werden, um eine Bindung zwischen der Montageoberfläche 208 und der Grundplatte 402 zu bilden.
Die Übertragungskopfanordnung 206 kann elektrische Verbindungen zum Zuführen einer Klemmspannung zu der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 aufweisen, um die Mikroaufnahmegruppierung 700 zu halten. Zum Beispiel kann die Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202, wie vorstehend beschrieben, die Klemmelektrode 430 zum Anlegen eines Greifdrucks an die Mikroaufnahmegruppierung 700 aufweisen. Zum Induzieren dieses Greifdrucks kann die Übertragungskopfanordnung 206 eine elektrostatische Spannung zum Grundplattenklemmkontakt 442 leiten. Insbesondere kann die Klemm-Spannungsquellenverbindung 1040 der Übertragungskopfanordnung 1002 Spannung zuführen, die von einer Elektrostatik-Spannungsquelle 1042 geliefert wird, die mit der Klemm-Spannungsquellenverbindung 1040 verbunden ist, und zwar durch Drähte oder andere elektrische Verbindungen. Wie vorstehend erläutert, ermöglicht die an die Klemmelektrode 430 gelieferte elektrostatische Spannung ein physisches Verbinden der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 mit der Mikroaufnahmegruppierung 700.
In einer anderen Ausführungsform kann die Mikroaufnahmegruppierung 700 alternativ mithilfe von Unterdruck an der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 700 gehalten werden. Zum Beispiel können in einer Ausführungsform Unterdruckkanäle durch die Übertragungskopfanordnung 206 und die Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 verlaufen und in einem Vakuumanschluss enden, der an der hinteren Oberfläche der Mikroaufnahmegruppierung 700 liegt. Die Unterdruckkanäle können einen einzelnen Kanal bilden, da sie an den Grenzflächen der verschiedenen Komponenten ausgerichtet und mit in der Technik bekannten Abdichtungskomponenten abgedichtet werden. Außerdem können Kanäle durch die Wand der Mikroaufnahmegruppierung 700, z. B. von der Grundplatte 402 ausgehend, durch die Längen der Balken 406 und in die Schwenkplattform 404 verlaufen und schließlich an einer Montageoberfläche 205 der Schwenkplattform 404 enden. In einer solchen Ausführungsform können die Unterdruckkanäle mit einer Vakuumquelle (nicht dargestellt) verbunden sein, um einen Sog zu erzeugen, der die Mikroaufnahmegruppierung 700 an der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 hält.
Die Übertragungskopfanordnung 206 kann auch elektrische Verbindungen zum Zuführen einer Betriebsspannung zur Mikroaufnahmegruppierung 700 aufweisen. Wie vorstehend beschrieben, kann eine elektrostatische Spannung an den elektrostatischen Übertragungsköpfen 703 der Mikroaufnahmegruppierung 700 sein, um einen Greifdruck an angrenzende Mikrovorrichtungen anzulegen. Um diesen Greifdruck zu induzieren, kann die Übertragungskopfanordnung 206 eine elektrostatische Spannung an den Substrat-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt 722 durch die Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 anlegen. Insbesondere kann die Elektrostatik-Spannungsquellenverbindung 1060 dem Grundplatten-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt 433 von einer Elektrostatik-Spannungsquelle 1062, die mit der Elektrostatik-Spannungsquellenverbindung 1060 durch verschiedene Drähte oder andere elektrische Verbindungen verbunden ist, elektrostatische Spannung zuführen. Wie vorstehend erläutert, kann sich die zum Grundplatten-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt 433 gelieferte elektrostatische Spannung durch verschiedene Durchkontaktierungen, Leiterbahnen und Verbindungen in dem Betriebsspannungspfad bis zu den elektrostatischen Übertragungsköpfen 703 fortsetzen.
Die Übertragungskopfanordnung 206 kann ferner elektrische Verbindungen zum Zuführen eines Heizstroms an die Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 aufweisen. Wie vorstehend beschrieben, kann ein elektrischer Strom an die Heizkontakte 480 angelegt werden, um die Temperatur des Heizelements 484 zu erhöhen. Die Heizkontakte 480 der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 können elektrisch mit der Heizverbindung 1090 der Übertragungskopfanordnung 206 verbunden sein, um den elektrischen Strom zu empfangen. Insbesondere kann die Heizverbindung 1090 elektrischen Strom, der von der Heizstromquelle 1094 zugeführt wird, durch die Heizverbindungsleitungen 1092 übertragen. Wie vorstehend erläutert, bewirkt ein Leiten von elektrischem Strom durch das Heizelement 484, dass das Element Wärme erzeugt, die zur Mikroaufnahmegruppierung 700 übertragen werden kann, die an der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 montiert ist. Insbesondere kann Wärme vom Heizelement 484 zu Mikrovorrichtungen übertragen werden, die in Kontakt mit der Gruppierung elektrostatischer Übertragungsköpfe 703 an der Mikroaufnahmegruppierung 700 positioniert sind.
Die Übertragungskopfanordnung 206 kann ferner eine vertiefte Oberfläche 1020 aufweisen, die allgemein so konfiguriert ist, dass sie an der Schwenkplattform 404 und den Balken 406 ausgerichtet ist und diese empfängt, wenn die Schwenkplattform 404 relativ zur Grundplatte 402 abgelenkt ist. Zum Beispiel sind die vertiefte Oberfläche 1020 und das Seitenwandprofil 1104 innerhalb der Montageoberfläche 208 der Übertragungskopfanordnung 206 gebildet, um einen Hohlraum zu bilden. Somit kann die Schwenkplattform 404 über dem Hohlraum in der Montageoberfläche 208, die zum Beispiel die Grundplatte 402 starr hält, mithilfe eines oder mehrerer der vorstehend beschriebenen Retentionsverfahren schweben.
Das Mikrovorrichtung-Übertragungssystem 200 kann auch einen Sensor 1030 aufweisen, um die Ablenkung der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 zu erkennen. In einer Ausführungsform ist der Sensor 1030 relativ zur Übertragungskopfanordnung 206 fixiert. Insbesondere kann der Sensor 1030 einen Gewindekörper aufweisen, der in einen Sensorkanal 1032 geschraubt ist, der von der vertieften Oberfläche 1020 ausgeht. Außerdem kann der Sensor 1030 eine Sonde 1034 aufweisen, die so konfiguriert ist, dass sie in der Richtung der Schwenkplattform 404 über die vertiefte Oberfläche 1020 hinaus verläuft. Dementsprechend bleibt, wenn die Schwenkplattform 404 der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 nicht abgelenkt ist, die Sonde 1034 des Sensors 1030 in einem erweiterten Zustand. Der Sensor 1030 kann ein Berührungssensor sein, und die Sonde 1034 kann eine Federsonde des Berührungssensors sein. Der Berührungssensor kann als Schalter oder Rückmeldungsmechanismus dienen. Zum Beispiel kann der Sensor 1030 ein Schalter mit einem normalerweise geöffneten Zustand sein, wenn sich die Sonde 1034 in einer erweiterten Position befindet.
In einer Ausführungsform kann der Sensor 1030 effektiv ein Kontakt eines offenen Schaltkreises sein. In einem solchen Fall kann sich der offene Schaltkreis schließen, wenn der Kontakt durch die Schwenkplattform 404 oder einen anderen leitfähigen Abschnitt der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 berührt wird. Insbesondere kann eine Quelle eine Spannung an eine Leitung leiten, die von einem positiven Anschlusselement der Quelle zum Sensor 1030 verläuft. Außerdem kann eine Leitung von einem negativen Anschlusselement der Quelle zu einer Oberfläche der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 verlaufen. Die Oberfläche kann zum Beispiel metallisiert sein, um die lokale Leitfähigkeit zu erhöhen. Somit kann, wenn der Sensor 1030 die Oberfläche der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 berührt, der Schaltkreis geschlossen werden, und Strom fließt durch den Schaltkreis. Dieser Strom kann von einem externen Sensor, z. B. von einem Stromsensor, erfasst werden, der dann ein Signal an ein Computersystem 150 sendet und damit anzeigt, ob die Mikroaufnahmegruppierungshalterung 700 in Kontakt mit dem Sensor 1030 abgelenkt wurde.
Ein Berührungssensor ist nur ein Beispiel eines Sensors, der verwendet werden kann, um eine Ablenkung der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 zu erkennen. Zum Beispiel können berührungslose Sensoren, einschließlich Laserinterferometern, die eine absolute Position eines entfernten Gegenstands erfassen können, verwendet werden, um zu erkennen, wenn die Schwenkplattform 404 aus einer Ausgangsposition abgelenkt wurde und/oder in Kontakt mit der vertieften Oberfläche 1020 kommt. In anderen Ausführungsformen kann der Sensor 1030 Näherungssensoren, optische Sensoren und Ultraschallsensoren einschließen.
Einer oder mehrere dieser Sensoren können eine Bewegung der Schwenkplattform 404 bestimmen, ohne als Anschlag zu wirken, der eine weitere Bewegung der Schwenkplattform 404 beim Ablenken verhindert. Mit anderen Worten kann der Sensor 1030, ob nun ein Berührungssensor oder berührungslos, eine Bewegung der Schwenkplattform 404 erkennen, ohne die Ablenkung der Schwenkplattform 404 zu behindern.
Der Sensor 1030 kann Eingabe und Rückmeldung an ein Computersystem 150 bereitstellen, das verschiedene Betätigungselemente des Massenübertragungswerkzeugs 100 steuert. Zum Beispiel kann der Sensor 1030 mit E/A-Anschlüssen des Computersystems 150 verbunden sein, um Signale bezüglich darauf zu senden, ob der Sensor 1030 in einem offenen oder geschlossenen Zustand ist. Auf der Grundlage des Zustands des Sensors 1030 kann das Computersystem 150 bestimmen, ob eine bestimmte Bedingung erfüllt wird, z. B. ob die Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 abgelenkt ist, und kann somit Steuersignale an Betätigungselemente oder intermediäre Bewegungssteuereinrichtungen senden, um die Bewegung des Massenübertragungswerkzeugs 100 zu regeln.
Bezugnehmend auf 10B ist eine Querschnittsseitenansicht, die einen Abschnitt eines Mikrovorrichtung-Übertragungssystems mit einer Übertragungskopfanordnung zeigt, die eine Mikroaufnahmegruppierungshalterung mit einer Mikroaufnahmegruppierung hält, die an der Mikroaufnahmegruppierungshalterung montiert ist, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Die in 10B dargestellte Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 kann auf jede vorstehend im Hinblick auf 10A beschriebene Weise an der Montageoberfläche 208 der Übertragungskopfanordnung gehalten werden, wie mechanische Befestigung, Haftmittel, Vakuum, Elektrostatik usw. Die elektrischen Verbindungen und Zufuhrwege der in 10B dargestellten Übertragungskopfanordnung 206 können für den Einsatz von Bandkabeln variiert werden. Insbesondere können Bandkabel 460 einen elektrischen Draht, der den Grundplatten-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt 433 mit der Elektrostatik-Spannungsquellenverbindung 1060 verbindet, sowie einen elektrischen Draht, der den Grundplattenklemmkontakt 442 mit der Klemm-Spannungsquellenverbindung 1040 verbindet, aufweisen. Somit kann die Spannung an den Grundplatten-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt 433 und den Grundplattenklemmkontakt 442 von den Elektrostatik-Spannungsquellen 1062 bzw. 1042 zugeführt werden. Außerdem können Bandkabel 462 einen elektrischen Draht aufweisen, der den Heizkontakt 480 mit der Heizverbindung 1090 verbindet. Somit kann der elektrische Strom dem Heizkontakt 480 von der Heizstromquelle 1094 zugeführt werden. Die Bandkabel 460 und 462 können ebenfalls verwendet werden, um elektrische Signale für eine Vielfalt von Zwecken zwischen der Übertragungskopfanordnung 206 und der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 zu übertragen. Zum Beispiel können Bandkabel 460 und 462 verwendet werden, um elektrische Signale von Sensoren, wie dem Temperatursensor 440, der an einer Oberfläche der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 oder der Mikroaufnahmegruppierung 700 angeordnet ist, zu übertragen. Deshalb weist in einer Ausführungsform die Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 keine Durchkontaktierungen auf, um Spannung oder Strom von der Übertragungskopfanordnung 206 zur Mikroaufnahmegruppierung 700 zu übertragen.
Bezugnehmend auf 11 ist eine perspektivische Ansicht einer Übertragungskopfanordnung, die mehrere Sensoren aufweist, um eine Ablenkung einer Mikroaufnahmegruppierungshalterung zu erkennen, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Es können mehrere Sensoren 1030 an verschiedenen Stellen an der Übertragungskopfanordnung 206 angeordnet sein. Zum Beispiel können die Sensoren 1030a–1030d in jeder Ecke des vertieften Abschnitts der Montageoberfläche 208 angeordnet sein, d. h. in jeder Ecke der vertieften Oberfläche 1020. Mehrere Sensoren 1030 sorgen insofern für mehr Reaktion auf eine Ablenkung der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202, als jeder Sensor 1030 die Ablenkung eines anderen Bereichs der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 erfassen kann. Zum Beispiel kann der Sensor 1030a in einer Ecke der vertieften Oberfläche 1020 eine Ablenkung einer Ecke der Schwenkplattform 404 erfassen, während der Sensor 1030 in einer anderen Ecke der vertieften Oberfläche 1020 eine Ablenkung einer anderen Ecke der Schwenkplattform 404 erfassen kann. Auf diese Weise kann eine ungleichmäßige Ablenkung der Schwenkplattform 404 relativ zur Grundplatte 402 erkannt werden.
Wie vorstehend erwähnt, kann die Schwenkplattform 404 ein Profil aufweisen, das kleiner als das Profil 1104 des vertieften Abschnitts ist, um sicherzustellen, dass die Schwenkplattform 404 zur Ablenkung in der Lage ist. Gleichermaßen kann das Grundplattenprofil 1202 der Grundplatte 402, durch eine gepunktete Linie angegeben, ein größeres Profil aufweisen als das Profil 1104 des vertieften Abschnitts und kann deshalb starr relativ zur Montageoberfläche 208 fixiert bleiben, auch wenn eine Ablenkungskraft an die Schwenkplattform 404 angelegt wird. Das heißt, die Montageoberfläche 208 kann an die Grundplatte 402 angelegt werden, um eine Bewegung der Grundplatte 402 zu verhindern und relative Bewegung zwischen der Grundplatte 402 und der abgelenkten Schwenkplattform 404 zu erleichtern. Trotzdem könnte in mindestens einer Ausführungsform ein Abschnitt der Grundplatte 402 kleiner als das Profil 1104 des vertieften Abschnitts sein, während dennoch eine Bewegung der Schwenkplattform 404 relativ zur Grundplatte 402 ermöglicht wird.
Bezugnehmend auf 12 ist eine Querschnittsseitenansicht, die einen Abschnitt eines Mikrovorrichtung-Übertragungssystems mit einer Übertragungskopfanordnung zeigt, die eine Mikroaufnahmegruppierungshalterung hält, wobei eine Mikroaufnahmegruppierung an der Mikroaufnahmegruppierungshalterung montiert ist und die Übertragungskopfanordnung mehrere Sensoren aufweist, um eine Ablenkung der Mikroaufnahmegruppierung zu erkennen, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Zusätzlich zu der vorstehend bereitgestellten Beschreibung kann die Grundplatte 402 einen Innenrand 1202 aufweisen, der ein Profil aufweist, das größer als das oder gleich dem Profil 1104 des vertieften Abschnitts ist, der hier als eine Wand des vertieften Abschnitts angegeben ist. Außerdem weist die Schwenkplattform 404 einen Außenrand 1204 mit einem Profil auf, das kleiner als das Profil 1104 des vertieften Abschnitts ist. Gleichermaßen kann der Balken 406 einen Außenrand 1206 mit einem Profil aufweisen, das kleiner als das Profil 1104 des vertieften Abschnitts ist.
Der Sensor 1210 und der Sensor 1212 sind an gegenüberliegenden Ecken der Schwenkplattform 404 ausgerichtet dargestellt. Somit erfassen die Sensoren 1210 und 1212 jeweils eine Ablenkung der Schwenkplattform 404 und stellen Rückmeldung bezüglich der Position der Schwenkplattform 404 bereit. Wenn insbesondere eine Ecke der Schwenkplattform 404 angrenzend an den Außenrand 1204 abgelenkt wird, löst sie den Sensor 1212 aus, der entweder ein Signal als Eingabe für ein Computersystem 150 auslösen kann oder als Schalter dienen kann, der einen Motor oder ein anderes Betätigungselement, das die Bewegung des Mikrovorrichtung-Übertragungssystems relativ zu einem Trägersubstrat oder Empfängersubstrat steuert, direkt steuert. Ähnlich, wenn eine Ecke der Schwenkplattform 404 angrenzend an den Außenrand 1204 abgelenkt wird, löst sie den Sensor 1210 zur Bewegungssteuerung aus.
Bezugnehmend auf 13 ist eine Querschnittsseitenansicht, die einen Abschnitt eines Mikrovorrichtung-Übertragungssystems mit einer Übertragungskopfanordnung zeigt, die eine Mikroaufnahmegruppierungshalterung hält, wobei eine Mikroaufnahmegruppierung an der Mikroaufnahmegruppierungshalterung montiert ist und die Mikroaufnahmegruppierungshalterung zu den Sensoren an der Übertragungskopfanordnung abgelenkt ist, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Diese Ausführungsform veranschaulicht ein Szenario, bei dem die Schwenkplattform 404 in einem abgelenkten Zustand ist. Eine solche Ablenkung kann zum Beispiel erfolgen, wenn die Gruppierung elektrostatischer Übertragungsköpfe 703 der Mikroaufnahmegruppierung 700 in Kontakt mit einer Gruppierung von Mikrovorrichtungen, einem Trägersubstrat, einem Empfängersubstrat oder einem anderen externen Gegenstand kommt. Auf die Gruppierung elektrostatischer Übertragungsköpfe 703 ausgeübter Druck bewirkt eine Ablenkung der Schwenkplattform 404 und des Balkens 406. Als Folge können sich diese Komponenten in das vertiefte Profil 1104 der Montageoberfläche 208 bewegen und schließlich die Sensoren 1210 und 1212 berühren und auslösen. Obwohl die Schwenkplattform 404 als mit der vertieften Oberfläche 1020 bündig dargestellt ist, könnte die Schwenkplattform 404 geneigt sein. Zum Beispiel könnte die Gruppierung elektrostatischer Übertragungsköpfe 703 eine Trägersubstratebene berühren, die nicht parallel zur vertieften Oberfläche 1020 ist, und somit kann sie sich, wenn die Schwenkplattform 404 in den vertieften Abschnitt 1020 abgelenkt wird, neigen und nur einen der Sensoren auslösen oder einen Sensor mehr als einen anderen drücken. Die Sensoren 1210 und 1212 können so konfiguriert sein, dass sie eine solche ungleichmäßige Ablenkung der Schwenkplattform 404 erkennen und eine Rückmeldung zur Steuerung der Bewegung des Massenübertragungswerkzeugs 100 entsprechend bereitstellen.
Bezugnehmend auf 14 ist ein Fließschema, das ein Verfahren zum Aufnehmen einer Gruppierung von Mikrovorrichtungen von einem Trägersubstrat zeigt, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Zu Veranschaulichungszwecken erfolgt die folgende Beschreibung von 14 auch im Bezug auf die in 15A–15D dargestellten Ausführungsformen. Bei Vorgang 1401 wird die Übertragungskopfanordnung 206 zum Trägersubstrat 302 bewegt. Bezugnehmend auf 15A ist eine Querschnittsseitenansicht eines Mikrovorrichtung-Übertragungssystems mit einer Übertragungskopfanordnung, die sich zu einem Trägersubstrat bewegt, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Die Mikroaufnahmegruppierung 700 kann an der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 montiert sein, die an der Übertragungskopfanordnung 206 gehalten wird. Wie dargestellt, kann die Schwenkplattform 404 unabgelenkt sein, mit einem Spalt zwischen einer oberen Oberfläche der Schwenkplattform 404 und einem oder mehreren Sensoren 1212. Außerdem ist das Mikrovorrichtung-Übertragungssystem vor der Kontaktherstellung zwischen der Gruppierung elektrostatischer Übertragungsköpfe 703 und der Gruppierung von Mikrovorrichtungen 1501, die auf dem Trägersubstrat 302 getragen werden, dargestellt, und somit besteht ein Spalt zwischen diesen Komponenten. In diesem Zustand kann die Übertragungskopfanordnung 206 mit verschiedenen Betätigungselementen des Massenübertragungswerkzeugs 100 verbunden sein, die die Übertragungskopfanordnung 206 unter der direkten oder indirekten Steuerung des Computersystems 150 zum Trägersubstrat 302 bewegen.
Wiederum bezugnehmend auf 14 berühren bei Vorgang 1405 die elektrostatischen Übertragungsköpfe 703, die auf der Mikroaufnahmegruppierung 700 getragen werden, eine Gruppierung von Mikrovorrichtungen 1501 auf dem Trägersubstrat 302. Bezugnehmend auf 15B ist eine Querschnittsseitenansicht eines Mikrovorrichtung-Übertragungssystems mit einer Gruppierung elektrostatischer Übertragungsköpfe, die eine Gruppierung von Mikrovorrichtungen auf einem Trägersubstrat berühren, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Zum Beispiel haben Betätigungselemente des Massenübertragungswerkzeugs 100 die Übertragungskopfanordnung 206 zum Trägersubstrat 302 bewegt, bis der Spalt zwischen der Gruppierung von Mikrovorrichtungen 1501 und den elektrostatischen Übertragungsköpfen 703 geschlossen wurde. Jedoch bleibt die Schwenkplattform 404 unabgelenkt, und deshalb bleibt der Spalt zwischen dem Sensor 1212 und der oberen Oberfläche 405 der Schwenkplattform 404 gegenüber dem in 15A dargestellten Zustand unverändert. Obwohl sie in Ausrichtung dargestellt sind, müssen an diesem Punkt einer oder mehrere elektrostatische Übertragungsköpfe 703 nicht in Kontakt mit der Gruppierung von Mikrovorrichtungen 1501 sein.
Wiederum bezugnehmend auf 14 wird bei Vorgang 1410 die Schwenkplattform 404 der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 zur Übertragungskopfanordnung 206 abgelenkt, wenn sich die Übertragungskopfanordnung 206 weiter zum Trägersubstrat bewegt. Bezugnehmend auf 15C ist eine Querschnittsseitenansicht eines Mikrovorrichtung-Übertragungssystems mit einer Mikroaufnahmegruppierungshalterung, die zu einer Übertragungskopfanordnung abgelenkt wird, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Wie dargestellt, hat die obere Oberfläche 405 der Schwenkplattform 404 Sensor(en) 1212 berührt und hinuntergedrückt. Die Grundplatte 402 ist mit der Montageoberfläche 208 der Übertragungskopfanordnung 206 in Kontakt geblieben. Jedoch hat sich der Balken 406 gebogen und/oder verdreht, um eine Ablenkung der Schwenkplattform 404 zu Sensor(en) 1212 zu ermöglichen.
Wiederum bezugnehmend auf 14 wird bei Vorgang 1415 die Ablenkung der Schwenkplattform 404 erfasst. Wie in 15C dargestellt, wird der Sensor 1212 von der oberen Oberfläche der Schwenkplattform 404 berührt und hinuntergedrückt. Das Drücken des Sensors 1212 kann eine Signalübertragung an das Computersystem 150 auslösen, wobei das Signal angibt, dass die Schwenkplattform 404 abgelenkt wurde. Der Sensor 1212 kann eine einzelne Stelle an der Schwenkplattform 404 erkennen. Somit gibt in einer Ausführungsform der Sensor 1212 an, ob die Schwenkplattform 404 abgelenkt wurde, muss jedoch nicht angeben, ob die Ablenkung über die gesamte Schwenkplattform 404 gleichmäßig ist. Jedoch können in einer alternativen Ausführungsform mehrere Sensoren 1212 verwendet werden, und somit können zusätzliche Informationen bezüglich der Ausrichtung der Schwenkplattform 404 bewertet und dem Computersystem 150 zugeführt werden, um die Bewegung des Massenübertragungswerkzeugs 150 und des Mikrovorrichtung-Übertragungssystems weiter zu steuern.
Bei Vorgang 1420 kann eine relative Bewegung zwischen der Übertragungskopfanordnung 206 und dem Trägersubstrat 302 angehalten werden. In einer Ausführungsform, wie in 15C dargestellt, wurde die Schwenkplattform 404 abgelenkt, wobei eine obere Oberfläche 405 nahezu parallel zur vertieften Oberfläche 1020 ist. Jedoch kann in anderen Ausführungsformen die Schwenkplattform 404 relativ zur vertieften Oberfläche 1020 geneigt sein. Relative Bewegung zwischen der Übertragungskopfanordnung 206 und dem Trägersubstrat 302 kann unmittelbar nach dem Erkennen von Ablenkung der Schwenkplattform 404 angehalten werden, oder die Bewegung der Übertragungskopfanordnung 206 kann nach und das Erkennen vor dem Anhalten der relativen Bewegung fortgesetzt werden. Zum Beispiel kann das Computersystem 150 Betätigungselemente des Massenübertragungswerkzeugs 100 steuern, um eine Bewegung der Übertragungskopfanordnung 206 für eine vorgegebene Zeit oder über einen vorgegebenen Abstand nach dem Erkennen von Ablenkung zu bewirken. Dieser zusätzliche Bewegungsbereich nach der Erkennung kann sicherstellen, dass vollständiger Kontakt zwischen allen, oder fast allen, der elektrostatischen Übertragungsköpfe und Mikrovorrichtungen hergestellt wird. Somit kann das Erkennen von Ablenkung eine Eingabe in einer Kette von Eingaben sein, die zum Anhalten von Bewegung der Übertragungskopfanordnung 206 führen.
Gemäß Ausführungsformen der Erfindung können von dem bzw. den Sensor(en) 1212 erhaltene Informationen verwendet werden, um das Massenübertragungswerkzeug 100 auf verschiedene Art und Weise zu betreiben. In einer Ausführungsform kann das Werkzeug auf kontaktsuchende Weise betrieben werden, wobei die relative Bewegung zwischen der Übertragungskopfanordnung 206 und dem Trägersubstrat nur anhält, wenn alle Sensoren eine Ablenkung erkannt haben. In einer anderen Ausführungsform wird die relative Bewegung über einen festgelegten Abstand fortgesetzt, nachdem eine bestimmte Anzahl von Sensoren eine Ablenkung erkannt hat. Sobald beispielsweise ein erster Sensor oder alle der Sensoren eine Ablenkung erkannt haben, kann die relative Bewegung über einen festgelegten Abstand, wie 10 nm bis 1 μm, fortgesetzt werden. Der festgelegte Abstand kann je nach der Größe der Mikrovorrichtungen, der Größe der elektrostatischen Übertragungsköpfe sowie der Größe und dem Elastizitätsmodul der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 variieren. In einer anderen Ausführungsform wird die relative Bewegung angehalten, sobald eine Ablenkung von einem Sensor erkannt wird. In noch einer anderen Ausführungsform kann beim Erkennen von Ablenkung von nur einer Teilmenge der Sensoren die Übertragungskopfanordnung 206 betätigt werden, um die Schwenkplattform 404 weiter an der Trägersubstratebene auszurichten, indem die Übertragungskopfanordnung 206 gekippt oder geneigt wird.
Immer noch bezugnehmend auf 15C kann die Bewegung der Übertragungskopfanordnung 206 in einem Zustand angehalten werden, in dem jeder elektrostatische Übertragungskopf 703 in Kontakt mit einer anliegenden Mikrovorrichtung 1501 ist. In einigen Ausführungsformen oder Fällen muss dies nicht erfolgen. Jedoch erleichtert in mindestens einer Ausführungsform die Ablenkung der Schwenkplattform 404 diesen gleichmäßigen Kontakt, um eine Übertragung einer Gruppierung von Mikrovorrichtungen 1501 vollständig zu ermöglichen, ohne die elektrostatischen Übertragungsköpfe 703 oder Mikrovorrichtungen 1501 zu beschädigen.
Wiederum bezugnehmend auf 14 kann bei Vorgang 1425 eine Spannung an die Gruppierung elektrostatischer Übertragungsköpfe 703 angelegt werden, um einen Greifdruck an der entsprechenden Gruppierung von Mikrovorrichtungen 1501 am Trägersubstrat 302 zu erzeugen. Wie in 15C dargestellt, kann durch Inkontaktbringen der elektrostatischen Übertragungsköpfe 703 mit den Mikrovorrichtungen 1501 durch verschiedene Kontakte und Verbindungsstücke, z. B. Durchkontaktierungen und Leiterbahnen, der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 und der Mikroaufnahmegruppierung 700, eine elektrostatische Spannung an die elektrostatischen Übertragungsköpfe 703 angelegt werden. Insbesondere kann Spannung von der Elektrostatik-Spannungsquelle 1062 durch die Elektrostatik-Spannungsquellenverbindung 1060 der Übertragungskopfanordnung 206, durch die Grundplatten-Elektrostatik-Spannungsquellenverbindung 433 und den Schwenkplattform-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt 420 in den Substrat-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt 722 übertragen werden, bevor sie die elektrostatischen Übertragungsköpfe 703 erreicht. Als Folge wird ein Greifdruck von der Gruppierung elektrostatischer Übertragungsköpfe 703 an die Gruppierung von Mikrovorrichtungen 1501 angelegt.
Wiederum bezugnehmend auf 14 wird bei Vorgang 1430 die Gruppierung von Mikrovorrichtungen am Trägersubstrat 302 vom Trägersubstrat 302 aufgenommen. Bezugnehmend auf 15D ist eine Querschnittsseitenansicht eines Mikrovorrichtung-Übertragungssystems mit einer Gruppierung elektrostatischer Übertragungsköpfe, die eine Gruppierung von Mikrovorrichtungen von einem Trägersubstrat aufnehmen, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Betätigungselemente der Massenübertragung 100 können von einem Computersystem 150 gesteuert werden, um zu bewirken, dass sich die Übertragungskopfanordnung 206 vom Trägersubstrat 302 zurückzieht. Während des Zurückziehens kann die Schwenkplattform 404 in einen unabgelenkten Zustand zurückkehren, da die Balken 406 gespeicherte Energie freisetzen und in ihre Ausgangskonfiguration zurückspringen. Gleichzeitig kann der Sensor 1212 an der vertieften Oberfläche 1020 vorbei in eine Ausgangskonfiguration verlaufen. Während der Aufnahme dauert die an die elektrostatischen Übertragungsköpfe angelegte 703 elektrostatische Spannung an, und somit werden die Mikrovorrichtungen 1501 an den elektrostatischen Übertragungsköpfen 703 gehalten und vom Trägersubstrat 302 entfernt, sobald die Übertragungskopfanordnung 206 ausreichend zurückgezogen wird.
Während des im Bezug auf 14 beschriebenen Aufnahmeverfahrens kann das Heizelement 484 an der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 erwärmt werden. Zum Beispiel kann das Heizelement 484 mittels Widerstand erwärmt werden, um Wärme zur Mikroaufnahmegruppierung 700 und zu den Mikrovorrichtungen, die in Kontakt mit den elektrostatischen Übertragungsköpfen 210 sind, zu übertragen. Wärmeübergang kann vor, während und nach dem Aufnehmen der Gruppierung von Mikrovorrichtungen vom Trägersubstrat 302 erfolgen.
Nach der Aufnahme der Mikrovorrichtungen 1501 von dem Trägersubstrat 302 kann das Massenübertragungswerkzeug 100 vom Computersystem 150 so gesteuert werden, dass es Mikrovorrichtungen 1501 zu einem Empfängersubstrat bewegt, um die Übertragung der Mikrovorrichtungen abzuschließen. Zum Beispiel können Betätigungselemente und Sensoren des Massenübertragungswerkzeugs 100 verwendet werden, um die Übertragungskopfanordnung 206 über einem Empfängersubstrat zu positionieren, das von einer Empfängersubstrathalterung 124 gehalten wird. Nach Umpositionierung der Übertragungskopfanordnung 206 zum Vorbereiten der Übertragung kann das folgende Verfahren durchgeführt werden.
Bezugnehmend auf 16 ist ein Fließschema eines Verfahrens zum Abgeben einer Gruppierung von Mikrovorrichtungen auf ein Empfängersubstrat gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Zu Veranschaulichungszwecken erfolgt die folgende Beschreibung von 16 auch im Bezug auf die in 17A–17C dargestellten Ausführungsformen. Bei Vorgang 1601 wird die Übertragungskopfanordnung 206 zu einem Empfängersubstrat am der Empfängersubstrathalter 124 bewegt. Bezugnehmend auf 17A ist eine Querschnittsseitenansicht eines Mikrovorrichtung-Übertragungssystems mit einer Übertragungskopfanordnung, die sich zu einem Empfängersubstrat bewegt, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Die Schwenkplattform 404 kann unabgelenkt sein, mit einem Spalt zwischen einer oberen Oberfläche 405 der Schwenkplattform 404 und einem oder mehreren Sensoren 1212. Die Mikroaufnahmegruppierung 700 kann an der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 montiert sein, die auf eine der vorstehend beschriebenen Weisen an der Übertragungskopfanordnung 206 gehalten wird. Außerdem greift die Gruppierung elektrostatischer Übertragungsköpfe 703 die Gruppierung von Mikrovorrichtungen 1501, jedoch ist ein Spalt zwischen der Gruppierung von Mikrovorrichtungen 1501 und dem Empfängersubstrat 1702 vorhanden. In diesem Zustand kann die Übertragungskopfanordnung 206 unter der Steuerung des Computersystems 150 vom Massenübertragungswerkzeug 100 zum Empfängersubstrat 1702 bewegt werden.
Wiederum bezugnehmend auf 16 berührt bei Vorgang 1605 die Gruppierung von Mikrovorrichtungen, die von den elektrostatischen Übertragungsköpfe 703 getragen wird, das Empfängersubstrat. Die Mikroaufnahmegruppierung 700 kann an der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 montiert sein, die auf eine der vorstehend beschriebenen Weisen an der Übertragungskopfanordnung 206 gehalten werden kann. Bezugnehmend auf 17B ist eine Querschnittsseitenansicht eines Mikrovorrichtung-Übertragungssystems mit einer Gruppierung elektrostatischer Übertragungsköpfe, die eine Gruppierung von Mikrovorrichtungen trägt, die ein Empfängersubstrat berührt, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Die Übertragungskopfanordnung 206 hat sich zum Empfängersubstrat 1702 bewegt, bis der Spalt zwischen der Gruppierung von Mikrovorrichtungen 1501 und dem Empfängersubstrat 1702 geschlossen wurde. Jedoch bleibt die Schwenkplattform 404 unabgelenkt, und deshalb bleibt der Spalt zwischen dem Sensor 1212 und der oberen Oberfläche der Schwenkplattform 404 gegenüber dem in 17A dargestellten Zustand unverändert. Obwohl sie ausgerichtet dargestellt sind, ist es möglich, dass an diesem Punkt ein oder mehrere Mikrovorrichtungen 1501 nicht in Kontakt mit dem Empfängersubstrat 1702 sind.
Wiederum bezugnehmend auf 16 wird bei Vorgang 1610 die Schwenkplattform 404 der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 zur Übertragungskopfanordnung 206 abgelenkt, wenn sich die Übertragungskopfanordnung 206 weiter zum Trägersubstrat bewegt. Bezugnehmend auf 17C ist eine Querschnittsseitenansicht eines Mikrovorrichtung-Übertragungssystems mit einer Mikroaufnahmegruppierungshalterung, die zu einer Übertragungskopfanordnung abgelenkt wird, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Wie dargestellt, hat die obere Oberfläche 405 der Schwenkplattform 404 Sensor(en) 1212 berührt und hinuntergedrückt. Die Grundplatte 402 ist mit der Montageoberfläche 208 der Übertragungskopfanordnung 206 in Kontakt geblieben. Jedoch hat sich der Balken 406 gebogen oder verdreht, um vom Empfängersubstrat 1702 abgelenkt zu werden, so dass die Schwenkplattform 404 zu Sensor(en) 1212 abgelenkt wird.
Wiederum bezugnehmend auf 16 kann bei Vorgang 1615 die Ablenkung der Schwenkplattform 404 erfasst werden. Wie in 17C dargestellt, wird der Sensor 1212 von der oberen Oberfläche der Schwenkplattform 404 berührt und hinuntergedrückt. Das Drücken des Sensors 1212 kann eine Signalübertragung an das Computersystem 150 auslösen, wobei das Signal angibt, dass die Schwenkplattform 404 abgelenkt wurde. Der Sensor 1212 kann eine einzelne Stelle auf der Schwenkplattform 404 erkennen. Somit gibt in einer Ausführungsform der Sensor 1212 an, ob die Schwenkplattform 404 abgelenkt wurde, muss jedoch nicht angeben, ob die Ablenkung über die gesamte Schwenkplattform 404 gleichmäßig ist. Jedoch können in einer alternativen Ausführungsform mehrere Sensoren 1212 verwendet werden, und somit können zusätzliche Informationen bezüglich der Ausrichtung der Schwenkplattform 404 bewertet und dem Computersystem 150 zugeführt werden, um die Bewegung des Massenübertragungswerkzeugs 150 und des Mikrovorrichtung-Übertragungssystems zu steuern.
In einer Ausführungsform, wie der in 17C dargestellten, wurde die Schwenkplattform 404 abgelenkt, wobei eine obere Oberfläche 405 nahezu parallel zur vertieften Oberfläche 1020 ist. Jedoch kann in anderen Ausführungsformen die Schwenkplattform 404 relativ zur vertieften Oberfläche 1020 geneigt sein. Die relative Bewegung zwischen der Übertragungskopfanordnung 206 und dem Trägersubstrat 302 kann bei Vorgang 1620 in einer Reihe von Ausführungsformen angehalten werden. Zum Beispiel kann die relative Bewegung unmittelbar beim Erkennen von Ablenkung der Schwenkplattform 404 angehalten werden, oder die Bewegung der Übertragungskopfanordnung 206 kann nach der Erkennung fortgesetzt werden. Das Computersystem 150 kann das Massenübertragungswerkzeug 100 so steuern, dass es die Übertragungskopfanordnung 206 für eine vorgegebene Zeit oder über einen vorgegebenen Abstand nach dem Erkennen der Ablenkung bewegt. Dieser zusätzliche Bewegungsbereich nach der Erkennung kann sicherstellen, dass vollständiger Kontakt zwischen allen, oder fast allen, der Mikrovorrichtungen und dem Empfängersubstrat hergestellt wird. Somit kann das Erkennen von Ablenkung eine Eingabe in einer Kette von Eingaben sein, die zum Anhalten von Bewegung der Übertragungskopfanordnung 206 führen.
Gemäß Ausführungsformen der Erfindung können von dem bzw. den Sensor(en) 1212 erhaltene Informationen verwendet werden, um das Massenübertragungswerkzeug 100 auf verschiedene Art und Weise zu betreiben. In einer Ausführungsform kann das Werkzeug auf kontaktsuchende Weise betrieben werden, wobei die relative Bewegung zwischen der Übertragungskopfanordnung 206 und dem Empfängersubstrat nur anhält, wenn alle Sensoren eine Ablenkung erkannt haben. In einer anderen Ausführungsform wird die relative Bewegung über einen festgelegten Abstand, nachdem eine bestimmte Anzahl von Sensoren eine Ablenkung erkannt hat, fortgesetzt. Sobald beispielsweise ein erster Sensor oder alle der Sensoren eine Ablenkung erkannt haben, kann die relative Bewegung über einen festgelegten Abstand, wie 10 nm bis 1 μm, fortgesetzt werden. Der festgelegte Abstand kann je nach der Größe der Mikrovorrichtungen, der elektrostatischen Übertragungsköpfe sowie der Größe und dem Elastizitätsmodul der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 variieren. In einer anderen Ausführungsform wird die relative Bewegung angehalten, sobald eine Ablenkung von einem Sensor erkannt wird. In noch einer anderen Ausführungsform kann beim Erkennen von Ablenkung von nur einer Teilmenge der Sensoren die Übertragungskopfanordnung 206 betätigt werden, um die Schwenkplattform 404 weiter an der Empfängersubstratebene auszurichten, indem die Übertragungskopfanordnung 206 oder das Empfängersubstrat gekippt oder geneigt wird.
Wiederum bezugnehmend auf 16 kann bei Vorgang 1625 Wärme an die Gruppierung von Mikrovorrichtungen angelegt werden. Zum Beispiel kann das Heizelement 484 mittels Widerstand erwärmt werden, wie vorstehend beschrieben, um Wärme durch die Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 in die Gruppierung elektrostatischer Übertragungsköpfe 703, die an den Mikrovorrichtungen 1501 anliegen, zu übertragen. Die Mikrovorrichtungen 1501 können im gesamten Positionierungsverfahren, das im Bezug auf 16 beschrieben ist, erwärmt werden. Ein Beibehalten einer erhöhten Temperatur der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202 auf diese Weise kann einige Probleme vermeiden, die durch Temperaturschwankungen in einer Betriebsumgebung entstehen. Insbesondere können jedoch die Mikrovorrichtungen 1501 erwärmt werden, nachdem eine Ablenkung der Schwenkplattform 404 erkannt wurde und/oder nachdem die Mikrovorrichtungen 1501 in Kontakt mit dem Empfängersubstrat 1702 gekommen sind. In einer Ausführungsform wird jeder elektrostatische Übertragungskopf 703 in der Gruppierung gleichmäßig erwärmt, z. B. auf eine Temperatur von 50 Grad Celsius, 180 Grad Celsius, 200 Grad Celsius oder sogar bis zu 350 Grad Celsius. Diese Temperaturen könenn ein Schmelzen oder eine Diffusion zwischen den Mikrovorrichtungen 1501 und dem Empfängersubstrat 1702 hervorrufen.
Wiederum bezugnehmend auf 16 kann bei Vorgang 1630 die Spannung von der Gruppierung elektrostatischer Übertragungsköpfe 703 entfernt werden. Wie in 17C dargestellt, kann bei den Mikrovorrichtungen 1501, die in Kontakt mit dem Empfängersubstrat 1702 sind, die elektrostatische Spannung von den elektrostatischen Übertragungsköpfen 703 entfernt werden. Zum Beispiel wurde die elektrostatische Spannung an die elektrostatischen Übertragungsköpfe 703 durch verschiedene Kontakte und Verbindungsstücke, z. B. Durchkontaktierungen und Leiterbahnen der Mikroaufnahmegruppierungshalterung 202, angelegt, und die Mikroaufnahmegruppierung 700 kann angehalten oder entfernt werden.
Wiederum bezugnehmend auf 16 kann bei Vorgang 1635 die Gruppierung von Mikrovorrichtungen auf das Empfängersubstrat abgegeben werden. Bezugnehmend auf 17D ist eine Querschnittsseitenansicht eines Mikrovorrichtung-Übertragungssystems, das eine Gruppierung von Mikrovorrichtungen von einer Gruppierung elektrostatischer Übertragungsköpfe auf ein Empfängersubstrat abgibt, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Nachdem elektrostatische Spannung von den elektrostatischen Übertragungsköpfe 703 entfernt wurde, wird der Greifdruck zwischen den elektrostatischen Übertragungsköpfen 703 und Mikrovorrichtungen 1501 abgeschwächt, und somit können die Mikrovorrichtungen 1501 auf eine angrenzende Oberfläche des Empfängersubstrats 1702 abgegeben werden. Nach dem Abgeben der Mikrovorrichtungen 1501 kann das Massenübertragungswerkzeug 100 so gesteuert werden, dass es die Übertragungskopfanordnung 206 vom Empfängersubstrat 1702 zurückzieht. Während des Zurückziehens kann die Schwenkplattform 404 in einen unabgelenkten Zustand zurückkehren, da die Balken 406 in ihre Ausgangskonfiguration zurückspringen. Gleichzeitig kann der Sensor 1212 an der vertieften Oberfläche 1020 vorbei in eine Ausgangskonfiguration verlaufen.
Die Übertragungskopfanordnung 206 kann sich weiter vom Empfängersubstrat 1702 abheben. Somit kommt es zu einem Spalt zwischen den elektrostatischen Übertragungsköpfe 703 und Mikrovorrichtungen 1501, da die Mikrovorrichtungen 1501 auf das Empfängersubstrat 1702 abgegeben wurden. Anschließend kann die Übertragungskopfanordnung 206 zum Trägersubstrat 302 zurückbewegt werden, um das Übertragungsverfahren durch Übertragen einer anderen Gruppierung von Mikrovorrichtungen 1501 wie vorstehend beschrieben fortzusetzen.
Bezugnehmend auf 18 ist eine schematische Darstellung eines beispielhaften Computersystems, das gemäß einer Ausführungsform der Erfindung verwendet werden kann, dargestellt. Abschnitte von Ausführungsformen der Erfindung bestehen aus oder werden gesteuert von nichttransitorischen maschinenlesbaren und maschinenausführbaren Anweisungen, die zum Beispiel in maschinenverwendbaren Medien eines Computersteuerungssystems 150 gespeichert sind. Das Computersystem 150 ist beispielhaft, und dass Ausführungsformen der Erfindung betrieben werden können auf oder innerhalb von oder gesteuert werden können von einer Reihe unterschiedlicher Computersysteme, einschließlich Mehrzwecknetzwerk-Computersystemen, eingebetteten Computersystemen, Routern, Switches, Server-Geräten, Client-Geräten, verschiedenen intermediären Geräten/Knoten, eigenständigen Computersystemen und dergleichen.
Das Computersystem 150 von 18 weist einen Adress-/Datenbus 1810 zur Informationsübertragung und einen Hauptprozessor 1801, der mit dem Bus 1810 gekoppelt ist, zum Verarbeiten von Informationen und Anweisungen auf. Das System 150 weist auch Datenspeicherfunktionen auf, wie einen computerverwendbaren flüchtigen Speicher 1802, z. B. einen Direktzugriffsspeicher (RAM), der mit dem Bus 1810 gekoppelt ist, zum Speichern von Informationen und Anweisungen für den Hauptprozessor 1801, einen computerverwendbaren nichtflüchtigen Speicher 1803, z. B. einen Nur-Lese-Speicher (ROM), der mit dem Bus 1810 gekoppelt ist, zum Speichern statischer Informationen und Anweisungen für den Hauptprozessor 1801 und eine Datenspeichervorrichtung 1804 (z. B. eine magnetische oder optische Speicherplatte und Laufwerk), die mit dem Bus 1810 gekoppelt ist, zum Speichern von Informationen und Anweisungen. Das System 150 der vorliegenden Ausführungsform weist auch eine optionale alphanumerische Eingabevorrichtung 1806 auf, die alphanumerische und Funktionstasten aufweist und die mit mit dem Bus 1810 gekoppelt ist, zum Übertragen ausgewählter Informationen und Befehle zum Hauptprozessor 1801. Das System 150 weist wahlweise auch eine optionale Cursorsteuervorrichtung 1807 auf, die mit dem Bus 1810 gekoppelt ist, zum Übertragen ausgewählter Benutzereingabeninformationen und Befehle zum Hauptprozessor 1801. Das System 150 der vorliegenden Ausführungsform weist auch eine optionale Anzeigevorrichtung 1805 auf, die mit dem Bus 1810 gekoppelt ist, zum Anzeigen von Informationen.
Die Datenspeichervorrichtung 1804 kann ein nichttransitorisches maschinenlesbares Speichermedium 1808 aufweisen, auf dem ein oder mehrere Sets von Anweisungen (z. B. Software 1809) gespeichert sind, die eine oder mehrere der Methodologien oder Vorgänge, die hierin beschrieben sind, beinhalten. Software 1809 kann während ihrer Ausführung durch das Computersystem 150 auch vollständig oder mindestens teilweise innerhalb des flüchtigen Speichers 1802, des nichtflüchtigen Speichers 1803 und/oder innerhalb des Prozessors 1801 gespeichert sein, wobei der flüchtige Speicher 1802, der nichtflüchtige Speicher 1803 und der Prozessor 1801 auch nichttransitorische maschinenlesbare Speichermedien darstellen.
In der vorstehenden Patentschrift ist die Erfindung mit Bezug auf bestimmte beispielhafte Ausführungsformen davon beschrieben worden. Es ist offensichtlich, dass verschiedene Modifikationen daran vorgenommen werden können, ohne vom weitergefassten Geist und Umfang der Erfindung, wie in den folgenden Ansprüchen dargelegt, abzuweichen. Die Patentschrift und Zeichnungen sind dementsprechend als darstellend und nicht als einschränkend anzusehen.

Claims

Mikroaufnahmegruppierungshalterung, umfassend: eine Schwenkplattform; eine Grundplatte in Seitenrichtung um die Schwenkplattform; und einen Balken zwischen der Schwenkplattform und der Grundplatte, wobei der Balken mit der Schwenkplattform an einem Innenzapfen gekoppelt ist und mit der Grundplatte an einem Außenzapfen gekoppelt ist.
Mikroaufnahmegruppierungshalterung nach Anspruch 1, wobei der Außenzapfen an einem Grundplattenrand ist und der Innenzapfen an einem Schwenkplattformrand ist und wobei der Grundplattenrand senkrecht zum Schwenkplattformrand ist.
Mikroaufnahmegruppierungshalterung nach Anspruch 2, ferner umfassend einen zweiten Balken, der mit der Grundplatte über einen zweiten Außenzapfen an einem zweiten Grundplattenrand gekoppelt ist und mit der Schwenkplattform über einen zweiten Innenzapfen an einem zweiten Schwenkplattformrand gekoppelt ist.
Mikroaufnahmegruppierungshalterung nach Anspruch 2, wobei der Balken mit der Plattform an einem zweiten Innenzapfen gekoppelt ist und mit der Grundplatte an einem zweiten Außenzapfen gekoppelt ist.
Mikroaufnahmegruppierungshalterung nach Anspruch 4, wobei der Innenzapfen vom zweiten Innenzapfen über die Schwenkplattform verläuft und wobei der Außenzapfen vom zweiten Außenzapfen über die Schwenkplattform verläuft.
Mikroaufnahmegruppierungshalterung nach Anspruch 1, wobei der Innenzapfen und der Außenzapfen Silicium umfassen.
Mikroaufnahmegruppierungshalterung nach Anspruch 1, ferner umfassend: einen Schwenkplattform-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt an der Schwenkplattform; und einen Grundplatten-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt an der Grundplatte, wobei der Schwenkplattform-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt elektrisch mit dem Grundplatten-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt verbunden ist.
Mikroaufnahmegruppierungshalterung nach Anspruch 7, ferner umfassend: eine Leiterbahn, die vom Schwenkplattform-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt ausgeht, wobei der Schwenkplattform-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt durch die Leiterbahn elektrisch mit dem Grundplatten-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt verbunden ist.
Mikroaufnahmegruppierungshalterung nach Anspruch 1, die ferner eine Bindungsstelle an der Schwenkplattform umfasst.
Mikroaufnahmegruppierungshalterung nach Anspruch 9, wobei die Bindungsstelle eine Klemmelektrode umfasst.
Mikroaufnahmegruppierungshalterung nach Anspruch 10, die ferner einen Grundplattenklemmkontakt an der Grundplatte umfasst, wobei die Klemmelektrode elektrisch mit dem Grundplattenklemmkontakt verbunden ist.
Mikroaufnahmegruppierungshalterung nach Anspruch 11, ferner umfassend: eine Leiterbahn, die von der Klemmelektrode ausgeht, wobei die Klemmelektrode durch die Leiterbahn elektrisch mit dem Grundplattenklemmkontakt verbunden ist.
Mikroaufnahmegruppierungshalterung nach Anspruch 9, wobei die Bindungsstelle ein Metall umfasst, das ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus: Gold, Kupfer und Aluminium.
Mikroaufnahmegruppierungshalterung nach Anspruch 1, ferner umfassend: einen Heizkontakt an der Grundplatte; und ein Heizelement über der Schwenkplattform, das elektrisch mit dem Heizkontakt verbunden ist.
Mikroaufnahmegruppierungshalterung nach Anspruch 14, die ferner einen Temperatursensor an der Schwenkplattform umfasst.
Mikrovorrichtung-Übertragungssystem, umfassend: eine Mikroaufnahmegruppierungshalterung, umfassend: eine Schwenkplattform, eine Grundplatte in Seitenrichtung um die Schwenkplattform und einen Balken zwischen der Schwenkplattform und der Grundplatte, wobei der Balken mit der Schwenkplattform an einem Innenzapfen gekoppelt ist und mit der Grundplatte an einem Außenzapfen gekoppelt ist; und eine Mikroaufnahmegruppierung mit einem Substrat, das eine Gruppierung elektrostatischer Übertragungsköpfe stützt, wobei die Mikroaufnahmegruppierung mit der Mikroaufnahmegruppierungshalterung verbunden werden kann.
Mikrovorrichtung-Übertragungssystem nach Anspruch 16, wobei der Außenzapfen an einem Grundplattenrand ist und der Innenzapfen an einem Schwenkplattformrand ist und wobei der Grundplattenrand senkrecht zum Schwenkplattformrand ist.
Mikrovorrichtung-Übertragungssystem nach Anspruch 17, ferner umfassend einen zweiten Balken, der mit der Grundplatte über einen zweiten Außenzapfen an einem zweiten Grundplattenrand gekoppelt ist und mit der Schwenkplattform über einen zweiten Innenzapfen an einem zweiten Schwenkplattformrand gekoppelt ist.
Mikrovorrichtung-Übertragungssystem nach Anspruch 17, wobei der Balken mit der Plattform an einem zweiten Innenzapfen gekoppelt ist und mit der Grundplatte an einem zweiten Außenzapfen gekoppelt ist.
Mikrovorrichtung-Übertragungssystem nach Anspruch 19, wobei der Innenzapfen vom zweiten Innenzapfen über die Schwenkplattform verläuft und wobei der Außenzapfen vom zweiten Außenzapfen über die Schwenkplattform verläuft.
Mikrovorrichtung-Übertragungssystem nach Anspruch 16, wobei der Innenzapfen und der Außenzapfen Silicium umfassen.
Mikrovorrichtung-Übertragungssystem nach Anspruch 16, wobei jeder elektrostatische Übertragungskopf eine Mesastruktur umfasst, die eine obere Oberfläche mit einer spezifischen Oberfläche in einem Bereich von 1 bis 10.000 Quadratmikrometer umfasst.
Mikrovorrichtung-Übertragungssystem nach Anspruch 16, wobei: die Mikroaufnahmegruppierung ferner eine Elektrode und einen Substrat-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt am Substrat aufweist, wobei die Substrat-Elektrostatik-Spannungsquellenverbindung elektrisch mit der Elektrode verbunden ist; und die Mikroaufnahmegruppierungshalterung ferner einen Schwenkplattform-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt an der Schwenkplattform und einen Grundplatten-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt an der Grundplatte aufweist, wobei der Schwenkplattform-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt elektrisch mit dem Grundplatten-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt verbunden ist.
Mikrovorrichtung-Übertragungssystem nach Anspruch 23, wobei: die Mikroaufnahmegruppierungshalterung ferner eine erste Leiterbahn aufweist, die vom Schwenkplattform-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt ausgeht, wobei der Schwenkplattform-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt durch die erste Leiterbahn elektrisch mit dem Grundplatten-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt verbunden ist; und die Mikroaufnahmegruppierung ferner eine zweite Leiterbahn aufweist, die vom Substrat-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt ausgeht, wobei der Substrat-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt durch die zweite Leiterbahn elektrisch mit der Elektrode verbunden ist.
Mikrovorrichtung-Übertragungssystem nach Anspruch 24, wobei sich der Substrat-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt mit dem Schwenkplattform-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt ausrichtet, um die Elektrode elektrisch mit dem Grundplatten-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt zu verbinden.
Mikrovorrichtung-Übertragungssystem nach Anspruch 16, ferner umfassend: einen Grundplattenklemmkontakt an der Grundplatte; und eine Klemmelektrode an der Schwenkplattform, wobei die Klemmelektrode elektrisch mit dem Grundplattenklemmkontakt verbunden ist.
Mikrovorrichtung-Übertragungssystem nach Anspruch 26, ferner umfassend: eine Leiterbahn, die von der Klemmelektrode ausgeht, wobei die Klemmelektrode durch die Leiterbahn elektrisch mit dem Grundplattenklemmkontakt verbunden ist.
Mikrovorrichtung-Übertragungssystem nach Anspruch 27, wobei sich die Klemmelektrode mit dem Substrat ausrichtet, um die Mikroaufnahmegruppierung elektrostatisch an die Schwenkplattform zu binden, wenn Spannung vom Grundplattenklemmkontakt durch die Leiterbahn an die Klemmelektrode angelegt wird.
Mikrovorrichtung-Übertragungssystem nach Anspruch 16, wobei die Mikroaufnahmegruppierung an der Schwenkplattform durch eine dauerhafte Bindung befestigt ist.
Mikrovorrichtung-Übertragungssystem nach Anspruch 29, wobei die dauerhafte Bindung eine Wärmedruckbindung umfasst.
Mikrovorrichtung-Übertragungssystem nach Anspruch 16, ferner umfassend: einen Heizkontakt an der Grundplatte; und ein Heizelement über der Schwenkplattform, das elektrisch mit dem Heizkontakt verbunden ist.
Mikrovorrichtung-Übertragungssystem nach Anspruch 31, wobei die Mikroaufnahmegruppierungshalterung ferner einen Temperatursensor an der Schwenkplattform umfasst.
Mikrovorrichtung-Übertragungssystem, umfassend: eine Übertragungskopfanordnung, die eine Montageoberfläche aufweist; eine Mikroaufnahmegruppierungshalterung, umfassend: eine Schwenkplattform, eine Grundplatte in Seitenrichtung um die Schwenkplattform und einen Balken, der die Grundplatte mit der Schwenkplattform verbindet; und eine Mikroaufnahmegruppierung, die ein Substrat aufweist, das eine Gruppierung elektrostatischer Übertragungsköpfe stützt; wobei die Schwenkplattform zur Übertragungskopfanordnung hin ablenkbar ist, wenn die Grundplatte an der Montageoberfläche montiert ist und die Mikroaufnahmegruppierung an der Schwenkplattform montiert ist.
Mikrovorrichtung-Übertragungssystem nach Anspruch 33, wobei die Übertragungskopfanordnung ferner einen Sensor aufweist, um eine Ablenkung der Schwenkplattform zur Übertragungskopfanordnung zu erkennen.
Mikrovorrichtung-Übertragungssystem nach Anspruch 34, wobei der Sensor ein Berührungssensor ist, um eine abgelenkte Position der Schwenkplattform zu erkennen.
Mikrovorrichtung-Übertragungssystem nach Anspruch 35, wobei der Berührungssensor einen Schalter umfasst.
Mikrovorrichtung-Übertragungssystem nach Anspruch 34, wobei der Sensor ein Bewegungssensor ist, um eine Bewegung der Schwenkplattform zu erfassen.
Mikrovorrichtung-Übertragungssystem nach Anspruch 33, wobei: die Übertragungskopfanordnung ferner eine Elektrostatik-Spannungsquellenverbindung aufweist; die Mikroaufnahmegruppierungshalterung ferner einen Schwenkplattform-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt und einen Grundplatten-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt aufweist; und die Mikroaufnahmegruppierung ferner einen Substrat-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt aufweist; wobei die Elektrostatik-Spannungsquellenverbindung und der Grundplatten-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt aufeinander ausgerichtet sind und wobei der Schwenkplattform-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt und der Substrat-Elektrostatik-Spannungsquellenkontakt aufeinander ausgerichtet sind.
Mikrovorrichtung-Übertragungssystem nach Anspruch 38, wobei: die Übertragungskopfanordnung ferner einen Vakuumanschluss, der mit einer Vakuumquelle gekoppelt ist, um einen Sog an die Mikroaufnahmegruppierungshalterung anzulegen, und eine Klemm-Spannungsquellenverbindung aufweist; und die Mikroaufnahmegruppierungshalterung ferner eine Klemmelektrode an der Schwenkplattform aufweist, um eine elektrostatische Kraft an die Mikroaufnahmegruppierung anzulegen.
Mikrovorrichtung-Übertragungssystem nach Anspruch 39, wobei die Mikroaufnahmegruppierungshalterung ferner einen Grundplattenklemmkontakt an der Grundplatte aufweist, wobei die Klemmelektrode elektrisch mit dem Grundplattenklemmkontakt verbunden ist.
Mikrovorrichtung-Übertragungssystem nach Anspruch 40, wobei die Mikroaufnahmegruppierungshalterung ferner eine Leiterbahn aufweist, die von der Klemmelektrode ausgeht, wobei die Klemmelektrode durch die Leiterbahn elektrisch mit dem Grundplattenklemmkontakt verbunden ist.
Mikrovorrichtung-Übertragungssystem nach Anspruch 41, wobei die Klemm-Spannungsquellenverbindung und der Grundplattenklemmkontakt aufeinander ausgerichtet sind und wobei das Substrat und die Klemmelektrode aufeinander ausgerichtet sind, um die Mikroaufnahmegruppierung elektrostatisch an die Schwenkplattform zu binden, wenn Spannung von der Klemm-Spannungsquellenverbindung durch die Grundplattenklemme an die Klemmelektrode angelegt wird.
Mikrovorrichtung-Übertragungssystem nach Anspruch 38, wobei: die Übertragungskopfanordnung ferner eine Halteelektrode, die mit einer Elektrostatik-Spannungsquelle gekoppelt ist, um eine elektrostatische Kraft an die Mikroaufnahmegruppierungshalterung anzulegen, und eine Klemm-Spannungsquellenverbindung aufweist; und die Mikroaufnahmegruppierungshalterung ferner eine Klemmelektrode an der Schwenkplattform aufweist, um eine elektrostatische Kraft an die Mikroaufnahmegruppierung anzulegen.
Mikrovorrichtung-Übertragungssystem nach Anspruch 43, wobei die Mikroaufnahmegruppierungshalterung ferner einen Grundplattenklemmkontakt an der Grundplatte und eine Klemmelektrode an der Schwenkplattform aufweist, wobei die Klemmelektrode elektrisch mit dem Grundplattenklemmkontakt verbunden ist.
Mikrovorrichtung-Übertragungssystem nach Anspruch 44, wobei die Mikroaufnahmegruppierungshalterung ferner eine Leiterbahn aufweist, die von der Klemmelektrode ausgeht, wobei die Klemmelektrode durch die Leiterbahn elektrisch mit dem Grundplattenklemmkontakt verbunden ist.
Mikrovorrichtung-Übertragungssystem nach Anspruch 45, wobei die Klemm-Spannungsquellenverbindung und der Grundplattenklemmkontakt aufeinander ausgerichtet sind und wobei das Substrat und die Klemmelektrode aufeinander ausgerichtet sind, um die Mikroaufnahmegruppierung elektrostatisch an die Schwenkplattform zu binden, wenn Spannung von der Klemm-Spannungsquellenverbindung durch die Grundplattenklemme an die Klemmelektrode angelegt wird.
Mikrovorrichtung-Übertragungssystem nach Anspruch 33, wobei jeder elektrostatische Übertragungskopf eine Mesastruktur umfasst, die eine obere Oberfläche mit einer spezifischen Oberfläche in einem Bereich von 1 bis 10.000 Quadratmikrometer umfasst.
Mikrovorrichtung-Übertragungssystem nach Anspruch 38, wobei die Mikroaufnahmegruppierung an der Schwenkplattform durch eine dauerhafte Bindung befestigt ist.
Mikrovorrichtung-Übertragungssystem nach Anspruch 48, wobei die dauerhafte Bindung eine Wärmedruckbindung umfasst.
Mikrovorrichtung-Übertragungssystem nach Anspruch 33, wobei: die Übertragungskopfanordnung ferner eine Heizverbindung aufweist; und die Mikroaufnahmegruppierungshalterung ferner einen Heizkontakt an der Grundplatte und ein Heizelement über der Schwenkplattform, das elektrisch mit dem Heizkontakt verbunden ist, aufweist.
Verfahren, umfassend: Bewegen einer Übertragungskopfanordnung zu einem Trägersubstrat; Inkontaktbringen einer Gruppierung von Mikrovorrichtungen auf dem Trägersubstrat mit einer Mikroaufnahmegruppierung, die eine Gruppierung elektrostatischer Übertragungsköpfe aufweist, wobei die Mikroaufnahmegruppierung an einer Mikroaufnahmegruppierungshalterung montiert ist, wobei die Mikroaufnahmegruppierungshalterung an der Übertragungskopfanordnung montiert ist; Ablenken einer Schwenkplattform der Mikroaufnahmegruppierungshalterung zur Übertragungskopfanordnung; Erfassen von Ablenkung der Schwenkplattform; Anhalten relativer Bewegung zwischen der Übertragungskopfanordnung und dem Trägersubstrat; Anlegen einer Spannung an die Gruppierung elektrostatischer Übertragungsköpfe, um einen Greifdruck an der Gruppierung von Mikrovorrichtungen zu erzeugen; und Aufnehmen der Gruppierung von Mikrovorrichtungen von dem Trägersubstrat.
Verfahren nach Anspruch 51, ferner umfassend Bewegen der Übertragungskopfanordnung zur Schwenkplattform nach dem Erfassen von Ablenkung und vor dem Anhalten relativer Bewegung.
Verfahren nach Anspruch 51, ferner umfassend ein Anhalten relativer Bewegung zwischen der Übertragungskopfanordnung und dem Trägersubstrat nach dem Erfassen von Ablenkung der Schwenkplattform mit mehreren Sensoren.
Verfahren nach Anspruch 51, ferner umfassend ein Bewegen der Übertragungskopfanordnung zum Trägersubstrat für einen festgelegten Abstand nach dem Erfassen von Ablenkung der Schwenkplattform.
Verfahren nach Anspruch 51, ferner umfassend ein Anhalten relativer Bewegung zwischen der Übertragungskopfanordnung und dem Trägersubstrat unmittelbar nach dem Erfassen von Ablenkung der Schwenkplattform.
Verfahren nach Anspruch 51, ferner umfassend ein Betätigen der Übertragungskopfanordnung, um die Schwenkplattform weiter auf eine Ebene des Trägersubstrats auszurichten, indem die Übertragungskopfanordnung gekippt oder geneigt wird, nachdem eine Ablenkung der Schwenkplattform erfasst wurde.
Verfahren nach Anspruch 51, ferner umfassend ein Anlegen von Wärme an die Gruppierung elektrostatischer Übertragungsköpfe während des Aufnehmens der Gruppierung von Mikrovorrichtungen.
Verfahren, umfassend: Bewegen einer Übertragungskopfanordnung zu einem Empfängersubstrat; Inkontaktbringen des Empfängersubstrats mit einer Gruppierung von Mikrovorrichtungen, die von einer Mikroaufnahmegruppierung getragen wird, die eine Gruppierung elektrostatischer Übertragungsköpfe aufweist, wobei die Mikroaufnahmegruppierung an einer Mikroaufnahmegruppierungshalterung montiert ist, wobei die Mikroaufnahmegruppierungshalterung an der Übertragungskopfanordnung montiert ist; Ablenken einer Schwenkplattform der Mikroaufnahmegruppierungshalterung zur Übertragungskopfanordnung; Erfassen von Ablenkung der Schwenkplattform; Anhalten relativer Bewegung zwischen der Übertragungskopfanordnung und dem Empfängersubstrat; Entfernen einer Spannung von der Gruppierung elektrostatischer Übertragungsköpfe; und Abgeben der Gruppierung von Mikrovorrichtungen auf das Empfängersubstrat.
Verfahren nach Anspruch 58, ferner umfassen Bewegen der Übertragungskopfanordnung zur Schwenkplattform nach dem Erfassen von Ablenkung und vor dem Anhalten relativer Bewegung.
Verfahren nach Anspruch 58, ferner umfassend ein Anhalten relativer Bewegung zwischen der Übertragungskopfanordnung und dem Empfängersubstrat nach dem Erfassen von Ablenkung der Schwenkplattform mit mehreren Sensoren.
Verfahren nach Anspruch 58, ferner umfassend ein Bewegen der Übertragungskopfanordnung zum Empfängersubstrat für einen festgelegten Abstand nach dem Erfassen von Ablenkung der Schwenkplattform.
Verfahren nach Anspruch 58, ferner umfassend ein Anhalten relativer Bewegung zwischen der Übertragungskopfanordnung und dem Empfängersubstrat unmittelbar nach dem Erfassen von Ablenkung der Schwenkplattform.
Verfahren nach Anspruch 58, ferner umfassend ein Betätigen der Übertragungskopfanordnung, um die Schwenkplattform weiter auf eine Ebene des Empfängersubstrats auszurichten, indem die Übertragungskopfanordnung gekippt oder geneigt wird, nachdem eine Ablenkung der Schwenkplattform erfasst wurde.
Verfahren nach Anspruch 58, ferner umfassend ein Anlegen von Wärme an die Gruppierung von Mikrovorrichtungen vor dem Entfernen der Spannung von der Gruppierung elektrostatischer Übertragungsköpfe.