KR20210092225A - 마이크로 소자 이송 장치 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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KR20210092225A
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뤼보 싱
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청두 비스타 옵토일렉트로닉스 씨오., 엘티디.
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Abstract

본 출원은 마이크로 소자 이송 장치(10) 및 이의 제조 방법을 제공한다. 마이크로 소자 이송 장치(10)는 복수의 제1 통공(1011)을 구비한 탄성 흡착 헤드(101); 및 복수의 제2 통공(1021)을 구비한 지지판(102)을 포함한다. 여기에서 지지판(102)은 탄성 흡착 헤드(101) 일측에 설치된다. 각 제2 통공(1021)은 적어도 하나의 제1 통공(1011)과 연통되고, 제2 통공(1021)은 진공 소자(103)와 연통되며, 제1 통공(1011)은 외부와 연통되어, 제1 통공(1011)을 통해 이송할 마이크로 소자(A)를 진공 흡착한다.

Description

마이크로　소자　전사　장치　및　그　제조　방법
본 출원은 반도체 제조 기술 분야에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 마이크로 소자 이송 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
Micro-LED(마이크로 발광 다이오드) 디스플레이 패널 가공에 있어서, 대량 이송 기술은 LED 칩으로부터 드라이브 백플레인(drive backplane)까지 대량 Micro-LED 소자 어레이의 고효율 이송을 구현할 수 있다. 또한 LED 칩의 이용 효율을 대폭 향상시켜 패널 가공 비용을 줄여 패널 가격을 사용자가 수용할 수 있는 수준까지 낮출 수 있다. 동시에 패널 상의 손상된 픽셀을 수리할 수 있는 요건도 충족시킬 수 있다. 그러나 Micro-LED 소자의 크기가 작고 표면 구조가 복잡하며 높낮이 기복이 존재하기 때문에 종래의 패치 흡착 헤드로는 Micro-LED 소자를 흡착하기가 어렵다.
본 출원은 마이크로 소자 이송 장치 및 이의 제조 방법을 제공함으로써, 종래의 패치 흡착 헤드로 Micro-LED 소자를 흡착하기가 어려운 문제를 해결할 수 있다.
전술한 기술적 문제를 해결하기 위해, 본 출원에서 채택하는 기술적 해결책은 마이크로 소자 이송 장치를 제공하는 것이다. 여기에는 복수의 제1 통공을 구비한 탄성 흡착 헤드; 및 복수의 제2 통공을 구비한 지지판이 포함된다. 여기에서 지지판은 탄성 흡착 헤드 일측에 설치된다. 각 제2 통공은 적어도 하나의 제1 통공과 연통되고, 제2 통공은 진공 소자와 연통되며, 제1 통공은 외부와 연통되어, 제1 통공을 통해 이송할 마이크로 소자를 진공 흡착한다.
전술한 기술적 문제를 해결하기 위해, 본 출원에서 채택하는 다른 기술적 해결책은 마이크로 소자 이송 장치의 제조 방법을 제공하는 것이다. 여기에는 복수의 제1 통공을 구비한 탄성 흡착 헤드를 제공하는 단계; 복수의 제2 통공을 구비한 지지판을 제공하는 단계; 및 탄성 흡착 헤드와 지지판을 고정 연결하는 단계가 포함된다. 여기에서 지지판 상의 각 제2 통공은 하나의 탄성 흡착 헤드의 제1 통공과 적어도 서로 대응한다.
본 출원의 유익한 효과는 다음과 같다. 종래 기술과 비교할 때 본 출원의 마이크로 소자 이송 장치는 복수의 제1 통공을 구비한 탄성 흡착 헤드, 및 복수의 제2 통공을 구비한 지지판을 포함한다. 여기에서 지지판은 탄성 흡착 헤드 일측에 설치된다. 각 제2 통공은 적어도 하나의 제1 통공과 연통되고, 제2 통공은 진공 소자와 연통되며, 제1 통공은 외부와 연통된다. 따라서 제1 통공을 통해 이송할 마이크로 소자를 진공 흡착할 수 있다.전술한 방식을 통해, 본 출원의 마이크로 소자 이송 장치는 복수의 제1 통공을 구비한 탄성 흡착 헤드를 설치함으로써, 복수의 이송할 마이크로 소자를 동시에 흡착할 수 있다. 또한 흡착 헤드가 탄성을 갖기 때문에, 상이한 크기와 상이한 표면 구조의 마이크로 소자를 흡착할 수 있다. 동시에 지지판은 탄성 흡착 헤드를 더 지지하고 흡착 헤드의 평탄성을 유지하여, 진공 작용으로 인해 탄성 흡착 헤드에 탄성 변형이 일어나 흡취하려는 마이크로 소자에 대응할 수 없는 문제를 방지할 수 있다.
도 1은 본 출원에 따른 마이크로 소자 이송 장치에서 제1 실시예의 구조도이다.
도 2는 본 출원에 따른 마이크로 소자 이송 장치에서 제2 실시예의 구조도이다.
도 3은 도 2에 도시된 마이크로 소자 이송 장치를 채택하여 마이크로 소자를 이송하는 과정도이다.
도 4는 본 출원에 따른 마이크로 소자 이송 장치의 제조 방법의 제1 실시예의 흐름도이다.
도 5는 도 4에서 단계 S11의 구체적인 흐름도이다.
도 6은 도 5에서 각 단계를 이용하여 탄성 흡착 헤드를 형성하는 과정도이다.
도 7은 도 4에서 단계 S12와 단계 S13의 구체적인 흐름도이다.
도 8은 도 7 중 각 단계를 이용하여 마이크로 소자 이송 장치를 형성하는 과정도이다.
도 9는 도 4 중 단계 S14를 이용하여 진공 챔버 및 상기 진공 챔버와 연결된 진공 장치를 포함하는 진공 소자의 과정도이다.
도 10은 도 4 중 단계 S14를 이용하여 각 제2 통공과 연통된 진공관 및 상기 진공관과 연결된 진공 장치를 포함하는 진공 소자를 형성하는 과정도이다.
이하에서는 본 출원 실시예 중의 첨부 도면을 참고하여 본 출원 실시예 중의 기술적 해결책을 명확하고 완전하게 설명한다. 설명된 실시예는 본 출원의 전부가 아닌 일부 실시예일 뿐이다. 본 출원의 실시예를 기반으로 창의적인 작업 없이 당업자에 의해 획득된 다른 모든 실시예는 본 출원의 보호 범위에 속한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 출원에 따른 마이크로 소자 이송 장치의 제1 실시예에 있어서, 상기 마이크로 소자 이송 장치(10)는 복수의 제1 통공(1011)을 구비한 탄성 흡착 헤드(101); 및 복수의 제2 통공(1021)을 구비한 지지판(102)을 포함한다.
상기 탄성 흡착 헤드(101)는 탄성 고무 재료를 채택할 수 있으며, 예를 들어 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane, PDMS)이 있다.PDMS 재료는 탄성이 있다. 따라서 PDMS 재료를 채택하면 불규칙한 표면의 마이크로 소자를 흡착할 때 변형 공간을 이용하여 더욱 잘 마이크로 소자를 접합시킬 수 있을 뿐만 아니라, 탄성 흡착 헤드(101)와 마이크로 소자 사이의 밀봉성을 개선하여 흡착 효과를 강화시킬 수 있다. 또한 PDMS 재료는 마이크로미터 수준 크기의 구멍을 가공할 수 있어, Micro-LED 흡착과 같은 마이크로미터 수준의 마이크로 소자 흡착에 특히 유리하다. 물론 탄성 흡착 헤드(101)는 탄성률이 PDMS와 유사한 다른 고무 재료를 채택할 수도 있다. 예를 들어 몰드 성형이 가능한 실리콘(Moldable Silicone, MS)이 있다. 여기에서, 탄성 흡착 헤드(101)의 탄성률 범위는 0.1-10MPa이다.
상기 탄성 흡착 헤드(101)는 복수의 제1 통공(1011)을 구비한다. 여기에서 상기 제1 통공(1011) 사이의 간격은 실제 흡착해야 하는 마이크로 소자 사이의 간격에 따라 설정할 수 있다. 인접한 제1 통공(1011) 사이의 간격과 인접한 마이크로 소자 사이의 간격의 차이는 허용 범위를 초과할 수 없다(예를 들어 10㎛를 초과할 수 없음). 바람직하게는, 인접한 제1 통공(1011) 사이의 간격과 인접한 마이크로 소자 사이의 간격이 일치하도록 유지한다. 이는 마이크로 소자를 정확하게 흡착하는 데 더욱 유리할 수 있다.
상기 제1 통공(1011)의 직경 범위는 마이크로미터 수준이다. 바람직하게는 1-100㎛이다. 1-100㎛의 공경 범위는 통공을 가공하는 공정 범위 내에 있다. 또한 상기 공경 범위는 특히 종래의 마이크로 소자, 예를 들어 Micro-LED를 흡착하는 데 적용된다.
탄성 흡착 헤드(101)는 적어도 2개의 마이크로 소자를 흡착하는 데 사용된다. 구체적으로, 탄성 흡착 헤드(101) 상의 1개의 제1 통공(1011)은 1개의 마이크로 소자에 대응하여 흡착된다. 또는 탄성 흡착 헤드(101) 상의 적어도 2개의 제1 통공(1011)은 1개의 마이크로 소자에 대응하여 흡착된다. 예를 들어 2개의 제1 통공(1011)은 1개의 마이크로 소자에 대응하여 흡착된다. 또한 제1 통공(1011)이 외부와 연통하는 개구는 탄성 흡착 헤드(101)에서 지지판(102)으로부터 먼 일측에 위치한다. 여기에서, 탄성 흡착 헤드(101)에서 지지판(102)으로부터 먼 표면은 평면이다. 이는 탄성 흡착 헤드(101)가 마이크로 소자와 더욱 잘 접촉되어 마이크로 소자를 흡착하도록 만들 수 있다.
상기 지지판(102)은 탄성 흡착 헤드(101) 일측에 설치된다. 상기 지지판(102)은 경질판이며, 이는 유리 시트 또는 단결정 실리콘 웨이퍼일 수 있다. 바람직하게는, 탄성 흡착 헤드(101)와 지지판(102) 사이는 이온 결합에 의해 연결된다. PDMS 재료는 실리콘 웨이퍼에 대한 접착성이 우수하다. 따라서 PDMS 재료를 탄성 흡착 헤드(101)로, 유리 시트 또는 단결정 실리콘 웨이퍼를 지지판(102)으로 사용하고 실리콘-산소 결합을 이용하여 결합 연결하면 탄성 흡착 헤드(101)와 지지판(102)을 용이하게 연결할 수 있다. 또한 상기 지지판(102)은 탄성 흡착 헤드(101)에 대해 더욱 우수한 지지 효과를 나타낼 수 있다. 따라서 탄성 흡착 헤드(101)의 평탄도를 보장하여 탄성 흡착 헤드(101)가 진공 하에서 너무 큰 탄성 변형을 일으키지 않도록 하므로 쉽게 변형되지 않는다. 또한 흡취하려는 마이크로 소자의 대응 위치를 유지하여, 위치를 지정하여 픽업하는 효과를 향상시킬 수 있다.
상기 지지판(102)은 복수의 제2 통공(1021)을 구비한다. 각 상기 제2 통공(1021)은 하나의 제1 통공(1011)과 적어도 연통되고, 각 제2 통공(1021)은 적어도 하나의 제1 통공(1011)과 연통되며, 제2 통공(1021)은 진공 소자(103)와 연통되어, 제1 통공(1011)을 통해 이송할 마이크로 소자를 진공 흡착한다. 예를 들어 도 1에서 각 제2 통공(1021)은 2개의 제1 통공(1011)과 연통된다.
여기에서, 상기 제2 통공(1021)의 공경 범위는 바람직하게는 상기 제1 통공(1011)의 공경보다 크다. 이때 상기 진공 소자(103)가 생성하는 기류가 제2 통공(1021)과 제1 통공(1011)을 통과할 때, 차단되지 않아 기체의 유통에 더욱 유리하다. 또한 마이크로 소자를 흡착 및 방출하는 과정의 원활성을 유지하는 데 더욱 도움이 된다.
상기 진공 소자(103)는 진공 챔버(1031) 및 상기 진공 챔버와 연결된 진공 장치(1032)를 포함할 수 있다. 여기에서, 상기 진공 장치(1032)는 하나의 진공 펌프일 수 있다. 상기 진공 챔버(1031)는 상기 지지판(102)을 연결하는 데 사용된다. 이는 상기 지지판(102)에서 상기 탄성 흡착 헤드(101)로부터 먼 타측을 상기 진공 챔버(1031)에 부착시켜, 상기 진공 챔버(1031)가 제2 통공(1021), 제1 통공(1011)에 의해 외부와 연통되도록 만들 수 있다. 또한 진공 장치(1032)를 이용하여 진공 펌핑함으로써 제1 통공(1011)에 부압을 생성할 수 있다. 상기 제1 통공(1011)을 통해 외부의 마이크로 소자를 바로 흡착할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 상기 진공 소자(103)는 각 제2 통공(1021)과 연통하는 진공관 및 진공 장치를 포함할 수도 있다. 따라서 진공관을 통해 직접 제2 통공(1021)과 제1 통공(1011) 사이의 채널에 부압을 생성하여 마이크로 소자를 흡착할 수 있다.
물론 다른 실시예에서 각 제2 통공은 하나의 제1 통공과 일대일로 대응하도록 연통될 수도 있다.
구체적으로 도 2에 도시된 바와 같이, 본 출원에 따른 마이크로 소자 이송 장치의 제2 실시예에 있어서, 상기 마이크로 소자 이송 장치(20)는 상기 마이크로 소자 이송 장치(10) 구조와 유사하므로 동일한 부분은 여기에서 더 이상 설명하지 않는다. 차이점은, 상기 마이크로 소자 이송 장치(20)의 지지판(102)에서 각 제2 통공(1022)과 하나의 제1 통공(1011)이 일대일로 대응하도록 연통된다는 것이다. 제1 통공(1011)의 공경 범위는 마이크로미터 수준이다. 따라서 제1 통공(1011)과 제2 통공(1022)이 일대일 대응하여 연통하도록 설치하면 각 제1 통공(1011)의 흡착력을 제어하는 데 유리하며, 마이크로 소자를 흡착하는 데 더욱 도움이 된다.
여기에서 상기 제2 통공(1022)의 공경 형상은 제1 통공과 같을 수도, 다를 수도 있다. 이는 실제 개구 공정에 따라 설정할 수 있다. 바람직하게는, 제2 통공(1022)의 공경은 탄성 흡착 헤드(101)에서 가까운 일측으로부터 탄성 흡착 헤드(101)에서 먼 일측까지 점차 증가한다. 이는 일반적인 공정(예를 들어 에칭 공정)에서 생성되는 공경 형상에 부합한다. 또한 진공 소자(103)에서 생성되는 기류가 제2 통공(1022)을 더욱 용이하게 흐를 수 있다. 기류가 제2 통공(1022)과 제1 통공(1011)을 통과할 때, 저항이 비교적 작아 기류의 유통에 유리하며 마이크로 소자를 흡착 및 방출하는 과정의 원활성을 유지하는 데에 더욱 도움이 된다.
구체적으로, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 마이크로 소자 이송 장치(20)를 예로 들면, 마이크로 소자(예를 들어 Micro-LED)를 대량 이송할 때, 먼저 마이크로 소자 이송 장치(20)가 도너 기판(21)(예를 들어 Micro-LED 성장 기판) 상에서 대응하는 위치의 이송할 마이크로 소자(A)와 접촉하도록 제어한다. 즉, 탄성 흡착 헤드(101) 상의 제1 통공(1011)이 이송할 마이크로 소자(A)를 조준하도록 한다. 그 후 진공 소자(103)가 부압을 생성하도록 제어한다. 예를 들어 진공 펌프가 도 3(a)에서 화살표 방향을 따라 진공 펌핑하여, 외부의 대기압이 제1 통공(1011) 내의 기압보다 크도록 만들어 부압을 생성한다. 이송할 마이크로 소자(A)는 대응하는 제1 통공(1011)에 흡착된다. 또한 탄성 흡착 헤드(101)가 탄성 재료이기 때문에, 제1 통공(1011) 주위의 탄성 재료에 변형이 발생하여, 이송할 마이크로 소자(A)를 탄성 흡착 헤드(101) 표면(도 3(b)에 도시)에 흡착시킬 수 있다. 이를 통해 탄성 흡착 헤드(101)와 이송할 마이크로 소자(A)의 밀봉성을 개선할 수 있으며 이는 진공 흡착에 더욱 유리하다. 그 다음 도 3(c)에 도시된 바와 같이, 상기 마이크로 소자 이송 장치(20)를 이동시킨다. 이송할 마이크로 소자(A)를 수신 기판(22)(예를 들어 디스플레이 패널 또는 드라이브 백플레인) 상에 이동시킬 수 있다. 그 후 이송할 마이크로 소자(A)를 수신 기판(22) 상의 거치 위치에 맞춘다. 마지막으로 도 3(d)에 도시된 바와 같이, 진공 소자(103)가 진공을 해제하도록 제어한다. 예를 들어 진공 펌프를 이용하여 도 3(d) 중의 화살표 방향을 따라 공기를 불어내어, 제1 통공(1011) 내의 기압이 외부 대기압보다 크거나 같도록 만든다. 이를 통해 탄성 흡착 헤드(101) 상으로부터 상기 이송할 마이크로 소자(A)를 방출하고, 나아가 상기 이송할 마이크로 소자(A)를 수신 기판(22)의 대응하는 거치 위치에 거치시킨다. 마지막으로 이송할 마이크로 소자(A)의 대량 이송을 구현한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 출원에 따른 마이크로 소자 이송 장치의 제조 방법의 제1 실시예는 하기 단계를 포함한다.
S11: 복수의 제1 통공을 구비한 탄성 흡착 헤드를 제공한다.
상기 탄성 흡착 헤드는 탄성 고무 재료를 채택할 수 있으며, 예를 들어 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane, PDMS)이 있다. 물론 탄성 흡착 헤드는 탄성률이 PDMS와 유사한 다른 고무 재료를 채택할 수도 있다. 예를 들어 몰드 성형이 가능한 실리콘(Moldable Silicone, MS)이 있다.
상기 제1 통공 사이의 간격은 실제 흡착해야 하는 마이크로 소자 사이의 간격에 따라 설정할 수 있으며, 이 둘이 일치하도록 유지할 수 있다. 상기 제1 통공의 직경 범위는 마이크로미터 수준이다. 바람직하게는 1-100㎛이다.
구체적으로, 기판 상에 마이크로미터 수준의 리소그래피 컬럼을 생성한 후 PDMS 재료를 채워 상기 탄성 흡착 헤드를 형성할 수 있다. 또한 리소그래피 등 공정을 통해 기판 상의 PDMS 막층 상에 직접 마이크로미터 수준의 복수의 제1 통공을 에칭할 수도 있다.
선택적으로 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 단계 S11은 하기 단계를 포함한다.
S111: 하나의 기판을 제공하며, 기판 상에 리소그래피를 통해 복수의 포토레지스트 컬럼을 형성한다.
여기에서 상기 기판은 경질 기판이며, 예를 들어 유리 기판 등이 있다. 이는 상기 탄성 흡착 헤드를 지지하는 작용을 할 수 있다. 상기 포토레지스트 컬럼은 기판 상에 포토레지스트층을 코딩한 후 노광, 현상 등 과정이 포함된 리소그래피 공정을 이용한 후 남은 컬럼 형상의 포토레지스트일 수 있다. 상기 포토레지스트 컬럼의 직경 범위는 마이크로미터 수준이다. 바람직하게는 1-100㎛이며, 예를 들어 5㎛, 10㎛, 20㎛, 50㎛ 또는 80㎛이다.
S112: 하나의 경질판을 가압 가열 방식으로 포토레지스트 컬럼의 꼭대기부와 접착 결합한다.
상기 경질판은 유리 기판 또는 단결정 실리콘 기판 등일 수 있다. 상기 포토레지스트 컬럼의 꼭대기부는 상기 포토레지스트 컬럼에서 기판으로부터 먼 일측의 꼭대기면을 의미한다. 가압 가열 방식을 이용하여 상기 경질판을 포토레지스트 컬럼의 꼭대기부와 접착 결합할 수 있다.
S113: 탄성 재료를 기판과 경질판 사이에 채운다.
S114: 경질판을 제거하고 포토레지스트 컬럼을 제거하여 탄성 흡착 헤드를 형성한다.
구체적으로 일 응용예에 있어서, 상기 탄성 재료는 PDMS 재료이다. 기판과 경질판 사이에 중공 구조가 형성되며, 상기 중공 구조는 복수의 포토레지스트 컬럼에 의해 지지된다. PDMS 프리폴리머(즉, 액체 상태 PDMS 재료)를 기판과 경질판 사이 중공 구조의 개구에 점적할 때, 모세관 현상을 통해 상기 중공 구조를 PDMS로 채운다. 그 다음 가열하면 PDMS를 가교시키고 상기 PDMS 재료를 단단하게 만들 수 있다. 그 다음 상기 경질판을 제거한다. 예를 들어 기계적 박리 또는 화학적 에칭의 방법을 채택해 모두 상기 경질 유리판을 제거할 수 있다. 마지막으로 상기 포토레지스트 컬럼을 용해하면 기판 상에서 복수의 제1 통공을 구비한 탄성 흡착 헤드를 획득할 수 있다.
S12: 복수의 제2 통공을 구비한 지지판을 제공한다.
상기 지지판은 경질판이며, 유리 시트 또는 단결정 실리콘 웨이퍼일 수 있다. 상기 지지판은 경질판 상에서 에칭을 수행하여 상기 제2 통공을 형성할 수 있다. 상기 제2 통공의 공경 범위는 바람직하게는 상기 제1 통공의 공경보다 크다. 따라서 기류가 통과하기 용이하고 마이크로 소자 흡착 효과가 강화된다.
선택적으로 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 단계 S12는 하기 단계를 포함한다.
S120: 운반 기판을 제공하고, 상기 운반 기판 상에 리소그래피를 통해 포토레지스트 패턴을 형성한다.
여기에서 상기 운반 기판은 상기 지지판을 형성하기 위한 경질판이며, 유리판 또는 단결정 실리콘 웨이퍼를 채택할 수 있다. 인접한 2개의 포토레지스트 패턴 사이에 개구가 있다. 개구의 공경은 바람직하게는 제1 통공의 공경보다 크거나 같다. 따라서 이후 개구 위치에 형성된 제2 통공의 공경이 제1 통공의 공경보다 작지 않아 기체 유통에 유리하다.
S121: 상기 포토레지스트 패턴의 개구에서 운반 기판을 향해 부식액을 붓는다. 이를 통해 상기 운반 기판에 대한 습식 에칭을 수행하여, 대응하는 개구 위치에 제2 통공을 형성함으로써 지지판을 형성한다.
여기에서 상기 제2 통공의 공경 형상은 제1 통공과 같을 수도, 다를 수도 있다. 이는 실제 개구 공정에 따라 설정할 수 있다. 바람직하게는, 제2 통공의 공경은 탄성 흡착 헤드에서 인접한 일측으로부터 탄성 흡착 헤드에서 먼 일측까지 점차 커진다.
구체적으로, 먼저 경질 운반 기판의 한 표면에 한 층의 포토레지스트층을 코팅할 수 있다. 그 후 리소그래피 공정을 이용해 상기 포토레지스트층을 리소그래피로 복수의 개구를 갖는 포토레지스트 패턴을 형성한다. 여기에서 개구의 공경 범위는 마이크로미터 수준일 수 있다. 그 후 상기 포토레지스트 패턴의 개구에서 운반 기판을 향해 부식액을 붓는다. 부식액을 이용하여 개구 지점의 운반 기판을 부식시켜, 대응하는 개구의 위치에서 상기 운반 기판에 대해 습식 에칭을 수행하여 상기 제2 통공을 형성할 수 있다.
S13: 탄성 흡착 헤드와 지지판을 고정 연결한다. 여기에서 지지판 상의 각 제2 통공은 하나의 탄성 흡착 헤드의 제1 통공과 적어도 서로 대응한다.
여기에서 각 제2 통공은 2개 또는 2개 이상의 제1 통공과 연통될 수 있다. 또한 하나의 제1 통공과 일대일 대응하도록 연통될 수도 있다.
구체적으로, 단계 S11 및 S12를 통해 상기 탄성 흡착 헤드와 상기 지지판을 각각 형성한 후, 상기 탄성 흡착 헤드와 상기 지지판 사이의 접촉면을 화학 처리하여, 상기 탄성 흡착 헤드와 상기 지지판을 고정 연결할 수 있다. 동시에 연결 시 정렬시켜 지지판 상의 각 제2 통공이 하나의 탄성 흡착 헤드의 제1 통공과 적어도 서로 대응하도록 만들 수 있다. 이는 제1 통공과 제2 통공 사이에 형성된 기류 채널을 통해 마이크로 소자를 흡착하기에 용이하다.
선택적으로 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 단계 S13은 하기 단계를 포함한다.
S131: 지지판과 탄성 흡착 헤드에 대해 산소 플라즈마 처리를 수행한 후, 실리콘-산소 결합을 통해 결합 연결한다.
구체적으로, 지지판은 유리 기판 등 실리콘 웨이퍼를 채택하고 상기 탄성 흡착 헤드는 PDMS 재료를 채택한다. PDMS 재료는 실리콘 웨이퍼와의 접착성이 우수하기 때문에, 지지판과 탄성 흡착 헤드에 대해 모두 산소 플라즈마 처리를 수행한 후, 지지판과 탄성 흡착 헤드 사이가 실리콘-산소 결합에 의해 결합 연결될 수 있다.
또한 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 단계 S131 이후 하기 단계를 더 포함한다.
S132: 상기 포토레지스트 패턴을 용해한다.
구체적으로, 단계 S131을 이용하여 포토레지스트 패턴을 구비한 지지판을 이용하여 탄성 흡착 헤드 일측에 결합 연결한 후, 상기 포토레지스트 패널을 용해한다. 마지막으로 탄성 흡착 헤드 표면에 상기 지지판을 형성한다.
다른 실시예에 있어서, 상기 실시예 S123은 단계 S131 이전에 실행할 수도 있다.
선택적으로 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 단계 S132 이후 하기 단계를 더 포함한다.
S133: 상기 탄성 흡착 헤드 일측의 기판을 제거한다.
구체적으로, 기계적 박리 또는 화학적 에칭의 방법을 통해 상기 기판을 탄성 흡착 헤드 상에서 제거한다. 마지막으로 마이크로 소자 이송 장치를 형성한다.
선택적으로 도 4에 도시된 바와 같이, 단계 S13 이후 하기 단계를 더 포함할 수 있다.
S14: 상기 지지판에서 탄성 흡착 헤드로부터 먼 일측에 진공 소자를 연결한다.
구체적으로 일 응용예에 있어서, 도 9에 도시된 바와 같이 상기 진공 소자는 진공 챔버 및 상기 진공 챔버와 연결된 진공 장치를 포함한다. 여기에서, 상기 진공 장치는 하나의 진공 펌프일 수 있다. 상기 진공 챔버는 상기 지지판을 연결하는 데 사용된다. 이는 상기 지지판에서 상기 탄성 흡착 헤드로부터 먼 타측을 상기 진공 챔버에 부착하여, 상기 진공 챔버가 제2 통공, 제1 통공을 통해 외부와 연통되도록 만든다. 또한 진공 장치를 이용해 진공 펌핑을 수행하여, 제1 통공 지점에 부압을 생성한다. 상기 제1 통공을 통해 외부의 마이크로 소자를 흡착할 수 있다.
다른 일 응용예에 있어서, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 진공 소자는 각 제2 통공과 연통되는 진공관 및 상기 진공관과 연결되는 진공 장치를 포함한다. 따라서 진공관을 통해 직접 제2 통공과 제1 통공 사이의 채널에 부압을 생성하여, 마이크로 소자를 흡착할 수 있다. 여기에서 각 상기 진공관에 하나의 스위치 밸브(미도시)를 설치할 수 있다. 스위치 밸브는 진공관의 온도프를 제어할 수 있으므로, 대응하는 마이크로 소자를 선택적으로 이송할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 하나의 기판 상에 복수의 제1 통공을 구비한 탄성 흡착 헤드를 형성한다. 탄성 흡착 헤드에서 기판으로부터 먼 일측에 지지판을 형성한다. 지지판은 복수의 제2 통공을 구비한다. 각 제2 통공은 하나의 제1 통공과 적어도 연통된다. 그 후 기판을 제거하며 마지막으로 마이크로 소자 이송 장치를 형성한다. 상기 마이크로 소자 이송 장치는 복수의 제1 통공을 구비한 탄성 흡착 헤드를 설치함으로써, 복수의 이송할 마이크로 소자를 동시에 흡착할 수 있다. 또한 흡착 헤드가 탄성을 갖기 때문에, 상이한 크기와 상이한 표면 구조의 마이크로 소자를 흡착할 수 있다. 동시에 지지판은 탄성 흡착 헤드를 더 지지하고 흡착 헤드의 평탄성을 유지하여, 진공 작용으로 인해 탄성 흡착 헤드에 탄성 변형이 일어나 흡취하려는 마이크로 소자에 대응할 수 없는 문제를 방지할 수 있다.
상기 내용은 본 출원의 실시방식에 불과하므로 본 출원의 특허범위를 제한하지 않는다. 본 출원의 명세서 및 첨부 도면을 이용하여 수행한 등가의 구조 또는 등가의 프로세스 변경, 또는 직간접적으로 다른 관련 기술 분야에 적용하는 것은 모두 본 출원의 특허범위 내에 속한다.

Claims (20)

  1. 마이크로 소자 이송 장치에 있어서,
    복수의 제1 통공을 구비한 탄성 흡착 헤드; 및
    복수의 제2 통공을 구비한 지지판을 포함하고,
    상기 지지판은 상기 탄성 흡착 헤드 일측에 설치되고, 각 상기 제2 통공은 적어도 하나의 상기 제1 통공과 연통되고, 상기 제2 통공은 진공 소자와 연통되고, 상기 제1 통공은 외부와 연통되어, 상기 제1 통공을 통해 이송할 마이크로 소자를 진공 흡착하는 마이크로 소자의 이송 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 통공의 공경은 상기 탄성 흡착 헤드에서 인접한 일측으로부터 상기 탄성 흡착 헤드에서 먼 일측까지 점차 커지는 마이크로 소자 이송 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 탄성 흡착 헤드 상의 1개의 상기 제1 통공은 1개의 상기 마이크로 소자에 대응하여 흡착하는 마이크로 소자 이송 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 탄성 흡착 헤드 상의 적어도 2개의 상기 제1 통공은 1개의 상기 마이크로 소자에 대응하여 흡착하는 마이크로 소자 이송 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 통공이 외부와 연통하는 개구가 상기 탄성 흡착 헤드에서 상기 지지판으로부터 먼 일측에 위치하고, 상기 탄성 흡착 헤드에서 상기 지지판으로부터 먼 표면이 평면인 마이크로 소자 이송 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 지지판은 단결정 실리콘 웨이퍼 또는 유리 시트인 마이크로 소자 이송 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 탄성 흡착 헤드의 재질은 폴리디메틸실록산인 마이크로 소자 이송 장치.
  8. 제1항 또는 제7항에 있어서,
    상기 탄성 흡착 헤드와 상기 지지판 사이가 이온 결합에 의해 연결되는 마이크로 소자 이송 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 통공의 직경 범위가 1-100㎛인 마이크로 소자 이송 장치.
  10. 마이크로 소자 이송 장치의 제조 방법에 있어서,
    복수의 제1 통공을 구비한 탄성 흡착 헤드를 제공하는 단계;
    복수의 제2 통공을 구비한 지지판을 제공하는 단계; 및
    상기 탄성 흡착 헤드와 상기 지지판을 고정 연결하는 단계를 포함하고, 여기에서 지지판 상의 각 상기 제2 통공은 하나의 상기 탄성 흡착 헤드의 제1 통공과 적어도 서로 대응하는 마이크로 소자 이송 장치의 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    복수의 제1 통공을 구비한 탄성 흡착 헤드를 제공하는 단계는,
    하나의 기판을 제공하며, 상기 기판 상에 복수의 포토레지스트 컬럼을 형성하는 단계;
    경질판을 가압 가열 방식으로 상기 포토레지스트 컬럼의 꼭대기부와 접착 결합하는 단계;
    탄성 재료를 상기 기판과 상기 경질판 사이에 채우는 단계; 및
    상기 경질판을 제거하고 상기 포토레지스트 컬럼을 제거하여, 상기 탄성 흡착 헤드를 형성하는 단계를 포함하는 마이크로 소자 이송 장치의 제조 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    복수의 제2 통공을 구비한 지지판을 제공하는 단계는,
    하나의 기판을 제공하며, 상기 운반 기판 상에 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 포토레지스트 패턴의 개구에서 상기 운반 기판을 향해 부식액을 부어, 상기 운반 기판에 대한 습식 에칭을 수행하여, 대응하는 상기 개구 위치에 상기 제2 통공을 형성함으로써 상기 지지판을 형성하는 단계를 포함하는 마이크로 소자 이송 장치의 제조 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 탄성 흡착 헤드와 상기 지지판을 고정 연결하는 단계는,
    상기 지지판과 상기 탄성 흡착 헤드에 대해 산소 플라즈마 처리를 수행한 후, 실리콘-산소 결합을 통해 결합 연결하는 단계;
    상기 포토레지스트 패턴을 용해하는 단계; 및
    상기 탄성 흡착 헤드 일측의 기판을 제거하는 단계를 포함하는 마이크로 소자 이송 장치의 제조 방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 제2 통공의 공경은 상기 탄성 흡착 헤드에서 인접한 일측으로부터 상기 탄성 흡착 헤드에서 먼 일측까지 점차 커지는 마이크로 소자 이송 장치의 제조 방법.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 탄성 흡착 헤드 상의 1개의 상기 제1 통공은 1개의 상기 마이크로 소자에 대응하여 흡착하는 마이크로 소자 이송 장치의 제조 방법.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 탄성 흡착 헤드 상의 적어도 2개의 상기 제1 통공은 1개의 상기 마이크로 소자에 대응하여 흡착하는 마이크로 소자 이송 장치의 제조 방법.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 제1 통공이 외부와 연통하는 개구가 상기 탄성 흡착 헤드에서 상기 지지판으로부터 먼 일측에 위치하고, 상기 탄성 흡착 헤드에서 상기 지지판으로부터 먼 표면이 평면인 마이크로 소자 이송 장치의 제조 방법.
  18. 제10항에 있어서,
    상기 탄성 흡착 헤드와 상기 지지판 사이가 이온 결합에 의해 연결되는 마이크로 소자 이송 장치의 제조 방법.
  19. 제10항에 있어서,
    상기 탄성 흡착 헤드의 재질은 폴리디메틸실록산인 마이크로 소자 이송 장치의 제조 방법.
  20. 제10항에 있어서,
    상기 제1 통공의 직경 범위가 1-100㎛인 마이크로 소자 이송 장치의 제조 방법.
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