得柔性膜偏轉(zhuǎn)。柔性膜的偏轉(zhuǎn)可導(dǎo)致底部襯底圍繞插頭移動，以產(chǎn)生插頭與底部襯底之間的相對移動。因此，當(dāng)通過夾持力將微拾取陣列固定到轉(zhuǎn)移頭部組件時，反應(yīng)性負(fù)載在插頭與轉(zhuǎn)移頭部組件的操作電壓觸件之間產(chǎn)生壓縮負(fù)載和壓力，使得在插頭與轉(zhuǎn)移頭部組件的操作電壓觸件之間提供均勻的電接觸。
[0027]在另一方面，本發(fā)明的實施例描述了一種從可商購獲得的絕緣體上硅(SOI)疊層形成具有靜電轉(zhuǎn)移頭部陣列和一個或多個順應(yīng)性觸件的微拾取陣列的方式。本發(fā)明的實施例描述了使用半導(dǎo)體器件制造工藝從SOI疊層形成微拾取陣列的各個部分，例如電極陣列、電極互連件以及一個或多個順應(yīng)性觸件。
[0028]在另一方面，本發(fā)明的實施例描述了通過順應(yīng)性觸件將電壓施加到靜電轉(zhuǎn)移頭部，以在靜電轉(zhuǎn)移頭部陣列與微型器件陣列之間產(chǎn)生夾持壓力。更具體地，可在靜電轉(zhuǎn)移頭部陣列處產(chǎn)生靜電電荷以在轉(zhuǎn)移期間夾持微型器件陣列。此外，可通過憑借順應(yīng)性觸件的插頭遞送到靜電轉(zhuǎn)移頭部的電壓來維持靜電荷。因為電極電路可在大部分轉(zhuǎn)移操作期間在靜電條件下操作，所以可認(rèn)為插頭轉(zhuǎn)移靜電電壓而非電流。因此，微型器件的拾取和放置可對電極電路和/或插頭的響應(yīng)時間相對不敏感。因此，在一個實施例中，插頭上的電阻可在高于1歐姆到1，000歐姆的范圍內(nèi)而不使拾取和放置受到損害。
[0029]現(xiàn)參照圖1，其示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于保持具有順應(yīng)性觸件的微拾取陣列的轉(zhuǎn)移頭部組件的透視圖。轉(zhuǎn)移頭部組件102可為較大系統(tǒng)(諸如，用于使用微拾取陣列104來將微型器件從承載襯底轉(zhuǎn)移到接收襯底的質(zhì)量轉(zhuǎn)移工具)的部件。轉(zhuǎn)移頭部組件102可以多種方式(包括夾具、真空口)并且通過利用靜電夾持壓力夾持微拾取陣列104的背側(cè)表面上的一個或多個夾持區(qū)域來保持微拾取陣列104。例如，在一個實施例中，轉(zhuǎn)移頭部組件102可包括可從電源接收靜電電壓的靜電夾持觸件。夾持觸件可與微拾取陣列104的背側(cè)表面上的夾持墊或夾持區(qū)域物理并置。因此，微拾取陣列104可通過夾持觸件來夾持轉(zhuǎn)移頭部組件102并保持緊貼該轉(zhuǎn)移頭部組件102。
[0030]除將靜電電壓遞送到轉(zhuǎn)移頭部組件102上的夾持觸件以夾持微拾取陣列104之夕卜，轉(zhuǎn)移頭部組件102可將一個或多個靜電轉(zhuǎn)移頭部操作電壓從電源106，206遞送到微拾取陣列104的電壓互連件108。電壓互連件108可為順應(yīng)性觸件。除作為順應(yīng)性觸件之外，電壓互連件108還可中繼靜電電壓使其朝向靜電轉(zhuǎn)移頭部陣列114通過微拾取陣列104進(jìn)入電極互連件112。因此，微拾取陣列104可包括是順應(yīng)性的并能夠轉(zhuǎn)移靜電電壓使其通過微拾取陣列104的順應(yīng)性觸件。
[0031]現(xiàn)參照圖2A，其示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的具有單極靜電轉(zhuǎn)移頭部陣列的微拾取陣列的平面圖圖示。微拾取陣列104可包括形成于前側(cè)表面上的陣列中的多個靜電轉(zhuǎn)移頭部114。每個靜電轉(zhuǎn)移頭部114可與電極互連件112電耦接，該電極互連件在前側(cè)表面之上延伸并且被放置成與電壓互連件108電連接。電壓互連件108可包括多個結(jié)構(gòu)，該多個結(jié)構(gòu)在下文被進(jìn)一步描述并且允許將電壓從微拾取陣列104的背側(cè)表面轉(zhuǎn)移到前側(cè)表面。例如，在一個實施例中，電壓互連件108包括具有插頭和柔性膜的順應(yīng)性觸件。因此，當(dāng)微拾取陣列104與電源106電耦接時，可將電壓轉(zhuǎn)移到靜電轉(zhuǎn)移頭部114上的電極表面202。
[0032]在圖2A中所示的實施例中，圖示的左側(cè)上的電壓互連件108可連接到被標(biāo)示為VA的電源106，并且圖示的右側(cè)上的電壓互連件108可連接到被標(biāo)示為VB的電源206。另選地，圖示的右側(cè)上的電壓互連件108可連接到被標(biāo)示為VA的電源106。在每個轉(zhuǎn)移頭部可作為單極轉(zhuǎn)移頭部進(jìn)行操作的情況下，被標(biāo)示為電源106和被標(biāo)示為V “勺電源206可同時施加相同的電壓，使得每個電極表面202具有相同的電壓。然而，如下所述，單極靜電轉(zhuǎn)移頭部114的這種布置不是限制性的。
[0033]現(xiàn)參照圖2B，其示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的具有雙極靜電轉(zhuǎn)移頭部陣列114的微拾取陣列104的平面圖圖示。如在圖2A中，每個靜電轉(zhuǎn)移頭部114可通過電極互連件112與電壓互連件108電耦接。電壓互連件108可包括如在圖2A中的順應(yīng)性觸件。然而，在圖2B中所示的實施例中，每個靜電轉(zhuǎn)移頭部114是雙極的，并且包括電極表面202和第二電極表面204。因此，在一個實施例中，圖示中的上電極互連件和下電極互連件112可連接到被標(biāo)示為VA的電源106，并且圖示中的中間電極互連件112可連接到被標(biāo)示為VB的第二電源206。在每個靜電轉(zhuǎn)移頭部114可作為雙極轉(zhuǎn)移頭部進(jìn)行操作的情況下，被標(biāo)示為VA的電源106可同時將與由被標(biāo)示為VB的第二電源206施加到第二電極表面204的電壓相反的電壓施加到電極表面202。因此，每個靜電轉(zhuǎn)移頭部114可包括一對帶相反電荷的電極，從而導(dǎo)致對應(yīng)微型器件上的增強(qiáng)的夾持壓力。例如，每個雙極靜電轉(zhuǎn)移頭部114與對應(yīng)微型器件之間的夾持壓力可為約20atm或更高。
[0034]單極靜電轉(zhuǎn)移頭部配置和雙極靜電轉(zhuǎn)移頭部配置可在微拾取陣列104的各種實施例中互換。實際上，根據(jù)轉(zhuǎn)移頭部組件102上的可用空間、承載襯底上的微型器件圖案、接收襯底上的鍵和圖案以及并入微拾取陣列104中的其他特征，微拾取陣列104可包括用于靜電轉(zhuǎn)移頭部陣列114、電極互連件112等的替代圖案。例如，微拾取陣列104可任選地包括特征諸如柔性懸臂梁210，該柔性懸臂梁將靜電轉(zhuǎn)移頭部114懸掛在一個或多個腔212 (其在靜電轉(zhuǎn)移頭部陣列114下方)之上。電極互連件112可投送在腔212之上的柔性懸臂梁210之上或內(nèi)部。
[0035]雖然以下描述是相對于雙極電極配置進(jìn)行的，但該描述也適用于其他電極配置，例如單極電極配置。此外，雖然以下描述是相對于并入腔212的微拾取陣列104進(jìn)行的，但此類特征不是必需的。下文描述的順應(yīng)性觸件可并入到各種微拾取陣列設(shè)計中并且不限于本文中所述和所示的具體微拾取陣列實施例。
[0036]現(xiàn)參照圖3，沿圖2B的線A-A、B_B和C_C截取組合橫截面?zhèn)纫晥D圖示，其示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的具有與一對順應(yīng)性觸件電耦接的靜電轉(zhuǎn)移頭部陣列的微拾取陣列。組合視圖未精確表示微拾取陣列104的特征的尺寸或位置，而是旨在將特征組合到單個視圖中，以便于進(jìn)行描述。例如，雖然組合橫截面?zhèn)纫晥D圖示示出了具有插頭304、接觸墊306和頂側(cè)觸件307的圖2B的電壓互連件108通過電極互連件112僅與一個電極表面202電連接，但從圖2B和隨附描述清楚地看到，電壓互連件108可通過一個或多個電極互連件112與若干個電極表面202電連接。
[0037]在一個實施例中，沿線A-A截取的橫截面對應(yīng)于微拾取陣列104的包括雙極靜電轉(zhuǎn)移頭部114的一部分。雙極靜電轉(zhuǎn)移頭部114包括電極表面202和第二電極表面204，兩者均在臺面結(jié)構(gòu)311的頂部表面之上。電介質(zhì)層312可覆蓋電極表面202和第二電極表面204，并且還可覆蓋橫向地處在雙極靜電轉(zhuǎn)移頭部114中的該對電極的該對臺面結(jié)構(gòu)311之間的臺面結(jié)構(gòu)311的側(cè)表面。因此，電極表面202和第二電極表面204之上的電介質(zhì)層312的頂部表面從電極互連件112偏移(例如，在電極互連件112之上)，并且提供用于緊壓承載襯底或接收襯底上的微型器件的凸起接觸點。
[0038]在一個實施例中，電介質(zhì)層312和掩埋氧化物層314圍繞各個電極電路的臺面結(jié)構(gòu)311和電極互連件112并使其彼此分開并且與微拾取陣列104的其他部分分開以隔離電源106，206與相應(yīng)靜電轉(zhuǎn)移頭部114之間的所需要的通路，并且防止維持在不同電勢下的電極表面202，204、電極互連件112與電壓互連件108之間的短路。
[0039]圖3中所示的實施例包括由柔性懸臂梁210支撐在腔212之上的靜電轉(zhuǎn)移頭部114，使得靜電轉(zhuǎn)移頭部114可偏轉(zhuǎn)到腔212中。在其他實施例中，腔212不存在。
[0040]現(xiàn)參照圖4A，沿圖2B的線B-B或C-C的一部分截取的橫截面?zhèn)纫晥D圖示示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的順應(yīng)性觸件。更具體地，沿線B-B或C-C截取的橫截面對應(yīng)于微拾取陣列104的包括具有順應(yīng)性觸件的電壓互連件108的一部分。因此，電壓互連件108將電壓從電源106或206轉(zhuǎn)移到電極互連件112，但也可相對于微拾取陣列104的其他部分(例如，底部襯底214或靜電轉(zhuǎn)移頭部114)移動。在一個實施例中，底部襯底214包括從微拾取陣列104的背側(cè)表面延伸到掩埋氧化物層314的通孔402。通孔402可具有多個橫截面形狀，例如通孔402可為柱形并且具有圓形橫截面。另選地，通孔402的橫截面可為矩形、具有圓角的矩形、橢圓形等。
[0041]在一個實施例中，通孔402由插頭304部分填充，該插頭從掩埋氧化物層314延伸通過通孔402并且通過間隙308與周圍底部襯底214橫向分開。插頭304可與通孔402分開形成或與通孔402同時形成。例如，在一個實施例中，插頭304可通過通孔402沉積到掩埋氧化物層314的背側(cè)表面上。在替代實施例中，間隙308可通過蝕穿體硅襯底而形成，因此插頭304通過移除占用間隙308的材料來限定。與用于形成通孔402和插頭304的方法無關(guān)，間隙308可圍繞插頭304的周邊，從而導(dǎo)致插頭304通過柔性膜310與底部襯底214耦接。如圖4A中所示，柔性膜410的寬度可由圍繞插頭304的周邊的間隙308表示。例如，在通孔402和插頭304是圓形的情況下，柔性膜410的寬度可為通孔402的半徑與插頭304的半徑的差值。
[0042]因為間隙308可圍繞插頭304的周邊延伸，所以其可提供插頭304與底部襯底214之間的電介質(zhì)屏障。更具體地，間隙308可在將電壓從電源106或206施加到插頭304時防止從插頭304到底部襯底214放電。為了充當(dāng)電介質(zhì)屏障，間隙308可根據(jù)微拾取陣列104的操作電壓來成型和設(shè)定尺寸。例如，在一些實施例中，微拾取陣列104以通過接觸墊306和插頭304施加到靜電轉(zhuǎn)移頭部114的介于約100伏特到150伏特之間的靜電電壓進(jìn)行操作。因此，間隙308可為在環(huán)境壓力下具有至少100伏特的擊穿電壓的圍繞插頭304的充氣空間。在一個實施例中，假設(shè)在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下跨7.5 μπι的間隙距