1.一種基于可熱降解柔性印章的薄膜轉(zhuǎn)印裝置,其特征在于,包括:伺服電機(jī)平臺(tái)系統(tǒng)、襯底微調(diào)系統(tǒng)、印章裝載系統(tǒng)、旋涂系統(tǒng)和加熱板;其中:
所述加熱板采用感應(yīng)加熱方式,用于承載聚合物柔性印章并且通過(guò)控制線圈的通電電流大小實(shí)現(xiàn)對(duì)于印章的熱傳導(dǎo)使聚合物印章受熱降解;
所述伺服電機(jī)平臺(tái)系統(tǒng),包括X-Y伺服電機(jī)平臺(tái)和Z軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái);其中,X-Y伺服電機(jī)平臺(tái)在伺服電機(jī)控制下沿X-Y軌道在水平方向運(yùn)動(dòng),用于控制源襯底/目標(biāo)襯底的水平位置,以微米的步長(zhǎng)在水平面移動(dòng)到Z軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)下方,使源襯底/目標(biāo)襯底水平定位至印章裝載系統(tǒng)的下方;Z軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)伺服電機(jī)控制下沿Z軸軌道在垂直方向運(yùn)動(dòng),用于控制印章在源襯底/目標(biāo)襯底的上下作直線運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)剝離/刷印操作;
所述襯底微調(diào)系統(tǒng),主要由裝有真空吸附孔的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)組成,裝載于X-Y伺服電機(jī)平臺(tái),用于吸附并旋轉(zhuǎn)源襯底/目標(biāo)襯底,使源襯底/目標(biāo)襯底在旋轉(zhuǎn)維度上準(zhǔn)確定位; Z軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)從源襯底旋轉(zhuǎn)平臺(tái)轉(zhuǎn)移器件之后,通過(guò)X-Y平臺(tái)的水平運(yùn)動(dòng)使吸附于目標(biāo)襯底旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的目標(biāo)襯底位于Z軸下方,進(jìn)行印刷過(guò)程;
所述印章裝載系統(tǒng),為具有真空吸附孔的平臺(tái),加載于Z軸的平臺(tái)的前端,用于吸附加熱板以及聚合物柔性印章;
所述旋涂系統(tǒng),由真空吸附管以及可調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)子組成,裝載于X-Y平臺(tái)的最末端;旋涂系統(tǒng)通過(guò)真空吸附孔吸附加熱板,并滴入聚合物印章,調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速,獲得一定厚度的印章;之后倒置吸附于Z軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的印章裝載系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜轉(zhuǎn)印裝置,其特征在于,所述的X-Y平臺(tái)及軌道均放置在一光學(xué)平臺(tái)底座上;所述的襯底微調(diào)系統(tǒng)水平放置于X-Y軌道上;所述的Z軸軌道的重力負(fù)載均在一龍門架上;印章裝載系統(tǒng)固定在Z軸軌道上隨動(dòng);Z軸軌道的運(yùn)動(dòng)速率可自由調(diào)節(jié)。
3.一種基于權(quán)利要求1所述的薄膜轉(zhuǎn)印裝置的薄膜轉(zhuǎn)印方法,其特征在于,具體步驟為:
(1)通過(guò)濕法腐蝕或干法刻蝕半導(dǎo)體標(biāo)準(zhǔn)工藝去除原來(lái)為三明治結(jié)構(gòu)源襯底中間層,使得處理后的源襯底頂層微電子器件與底部支撐層機(jī)械上沒(méi)有鍵和力;
(2)通過(guò)旋涂系統(tǒng),將PAMS聚合物溶液水平滴于加熱板上,并旋涂,調(diào)節(jié)旋涂系統(tǒng)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速至一定值,獲得一定厚度的印章;室溫固化后形成50微米至3毫米柔性印章;柔性印章連同加熱板一起倒置吸附在Z軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)前端的印章裝載系統(tǒng);Z軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)以一定速率向上運(yùn)動(dòng),由于Z軸前端的真空吸附力以及柔性印章的粘附力,使被去除中間層的源襯底的頂層微電子器件轉(zhuǎn)移脫離源襯底至印章;同時(shí),通過(guò)控制X-Y平臺(tái)的運(yùn)動(dòng),使放置目標(biāo)襯底的轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)置于Z軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)下方,調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)的X-Y平臺(tái)位置以及轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度,校準(zhǔn)微電子器件相對(duì)于目標(biāo)襯底的位置;
(3)控制Z軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)向下緩慢運(yùn)動(dòng),保持印章與微電子襯底輕微接觸,然后通過(guò)加熱板對(duì)印章進(jìn)行加熱,控制加熱開關(guān)至300℃,使加熱板升溫至聚合物柔性印章的熱降解溫度,印章在該溫度下發(fā)生熱降解反應(yīng),需要轉(zhuǎn)移的器件失去了印章粘附,從而剝落至目標(biāo)襯底,實(shí)現(xiàn)薄膜或器件的轉(zhuǎn)印制備;
使聚合物印章受熱降解,此時(shí)原本吸附于印章上的微電子器件脫離印章以及加熱板,剝落并固定在目標(biāo)襯底上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的薄膜轉(zhuǎn)印方法,其特征在于,所述源襯底為具有三明治結(jié)構(gòu)的材料,包括底層支撐層、中間層犧牲層和頂層薄膜;其中,中間層犧牲層主要為可選擇性腐蝕/刻蝕的氧化物層或化合物層;頂層薄膜為該專利中所要轉(zhuǎn)移的功能層/器件層。