(57)【要約】【課題】薄い半導体デバイス製品を実現すること。【解決手段】半導体デバイスの製品基材への転写方法は、半導体デバイスを載置した半導体ウェーハの第１の表面に面するように製品基材の表面を位置決めすることと、半導体ウェーハの第２の表面に転写機構を係合させるように転写機構を作動させることとを含む。半導体ウェーハの第２の表面は、半導体ウェーハの第１の表面と反対側にある。転写機構を作動させることは、半導体ウェーハの第１の表面に配置された特定の半導体デバイスの位置に対応する半導体ウェーハの第２の表面上の位置に対してピンを押圧させることと、ピンを静止位置に格納することとを含む。方法は、半導体ウェーハの第２の表面から特定の半導体デバイスを取り外すことと、特定の半導体デバイスを製品基材に取り付けることとを含む。【選択図】図１
2020053708.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基材から第２の基材への複数の半導体ダイの直接転写を実行するためのシステムであって、前記システムは、前記第１の基材を搬送する第１の搬送機構と、前記第２の基材を搬送する第２の搬送機構と、前記第１の搬送機構に隣接して設置されて前記直接転写を実施する転写機構と、前記第１の搬送機構、前記第２の搬送機構、及び前記転写機構と通信可能に接続される１つ又は複数のプロセッサを含むコントローラとを備え、
前記コントローラは、実行されたときに、前記１つ又は複数のプロセッサに対し、少なくとも部分的にマップデータに基づいて前記複数の半導に基づいて体ダイの位置を決定するステップであって、前記マップデータは、半導体ウェハの前記複数の半導体ダイの前記位置を記述する、ステップと、前記第１の基材、前記第２の基材、及び前記転写機構が直接転写位置内にあるように前記第１の基材又は前記第２の基材のうち少なくとも１つを搬送するステップと、前記転写機構を作動させて前記複数の半導体ダイの前記直接転写を実行するステップとを含む処理を実行させる実行可能命令を有する、システム。
【請求項２】
前記半導体ウェハは、選別されていないダイウェハであって、前記直接転写が実行される前の選別されていない状態のままで置かれている多数の半導体デバイスダイを形成するようにダイシングされた半導体ダイウェハである
請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記マップデータは、半導体ダイウェハ上の各半導体ダイについての品質及び位置に関する情報を含む、
請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記処理は、さらに、転写プロセスデータを受信するステップと、少なくとも部分的に前記半導体ダイの品質に基づいて前記複数の半導体ダイを転写することを決定するステップと、を含む、
請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記転写機構は、前記第１の基材を押圧して前記複数の半導体ダイのうち少なくとも１つの半導体ダイを前記第２の基材に転写するためのニードルを含む、
請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記転写機構と通信可能に接続されたセンサをさらに含み、前記センサは、前記転写機構に対する前記第２の基材の位置を決定するように構成されている、
請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記搬送するステップは、さらに、前記第２の基材の前記位置が前記転写機構と並ぶように前記第１の基材又は前記第２の基材の少なくとも１つを搬送するステップを含む、
請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記搬送するステップは、少なくとも部分的に前記複数の半導体ダイそれぞれの前記品質及び位置に基づくものである、
請求項３に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体デバイスの転写方法に関する。
【０００２】
関連特許出願の相互参照
本出願は、２０１５年１１月１２日に出願された「Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｏｆ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅｓ」と題する米国特許出願第１４／９３９，８９６号の継続出願であり、それに対する優先権を主張するものであり、更には、米国仮特許出願第６２／１４６，９５６号に対する優先権を主張し、米国仮特許出願第６２／１３６，４３４号に対する優先権を主張するものである。これらの出願は、その全体が参照によって本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００３】
半導体デバイスは、シリコン、ゲルマニウム、ガリウム砒素などの半導体材料を利用した電気部品である。半導体デバイスは、通常、単一のディスクリートデバイスとして、又は集積回路（ＩＣ）として製造される。単一のディスクリートデバイスの例としては、発光ダイオード（ＬＥＤ）、ダイオード、トランジスタ、抵抗、コンデンサ、ヒューズなどの電気的に動作可能な素子が挙げられる。
【０００４】
半導体デバイスを作製するには、通常、無数の工程を伴う複雑な製造プロセスが必要となる。作製した完成品は、「パッケージされた」半導体デバイスである。「パッケージされた」という修飾語は、パッケージ内のデバイスを最終回路に組み込むことを可能にするインターフェースに加えて、包囲体及び保護機能が最終製品に搭載されたことを意味する。
【０００５】
半導体デバイスのための従来の作製プロセスは、半導体ウェーハの搬送から始まる。ウェーハは、多数の「パッケージされていない」半導体デバイスにダイシングされる。「パッケージされていない」という修飾語は、保護機能を持たない未封入の半導体デバイスを意味する。本明細書において、パッケージされていない半導体デバイスは、半導体デバイスダイ、又は簡単に説明するために単に「ダイ」と呼ばれる場合がある。単一の半導体ウェーハをダイシングして各種サイズのダイを作り出すことにより、半導体ウェーハから（半導体の開始サイズに応じて）１００，０００個を超えるダイ、又は１，０００，０００個をも超えるダイを形成してもよく、各ダイは、ある一定の品質を有する。その後、パッケージされていないダイは、以下で簡単に説明する従来の作製プロセスによって「パッケージされる」。ウェーハの搬送とパッケージングの間の処置を、「ダイシング（ｄｉｅ  ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ）」と呼ぶ場合がある。
【０００６】
ある場合において、ダイシングは、「ピックアンドプレースプロセス」によってダイを選別することを含んでもよい。それにより、ダイシングされたダイは、個別にピックアップされ、各ビン（ｂｉｎ）に選別される。この選別は、ダイの順方向電圧定格、ダイの平均電力、及び／又はダイの波長に基づいてもよい。
【０００７】
通常、パッケージングでは、プラスチック又はセラミック製のパッケージ（例えば、鋳型又は包囲体）の中にダイを実装することを伴う。パッケージングは、最終回路とインターフェースする／相互接続するためのピン／電線にダイの接点を接続することも含む。半導体デバイスのパッケージングは、通常、ダイを封止してそれを環境（例えば、粉塵、温度及び／又は湿気）から保護することによって完了する。
【０００８】
その後、製品メーカーは、パッケージされた半導体デバイスを製品回路に配置する。パッケージにしたことにより、デバイスは、製造中の製品の回路アセンブリにそのまま「プラグ接続」される。加えて、デバイスのパッケージングにより、デバイスを劣化又は破壊させる可能性がある素子からデバイスが保護される一方、パッケージされたデバイスは、パッケージ内部に見出されるダイより本質的に大きくなる（例えば、場合によっては、厚さが約１０倍かつ面積が約１０倍となり、結果として体積が１００倍になる）。従って、結果として得られる回路アセンブリは、いかなる場合でも半導体デバイスのパッケージングより薄くすることができない。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
添付図面を参照して詳細な説明を記載する。各図面において、参照番号の左端の桁（複数可）は、その参照番号が最初に現れる図面を識別する。異なる図面における同一の参照番号の使用は、類似又は同一のものであることを示す。更に、図面は、各図面内の各構成要素の相対的な大きさを近似的に描写するものとみなされてもよい。しかしながら、図面は、縮尺に合わせたものではなく、各構成要素の相対的な大きさは、各図面内でも異なる図面の間でも、描写されるものと異なってもよい。特に、一部の図面は、ある一定の大きさ又は形状として構成要素を描写する場合があり、他方、他の図面は、分かりやすくするために、より大きい縮尺で、又は異なる形状で同じ構成要素を描写する場合がある。
【００１０】
【図１】転写装置の実施形態の投影図を示す。
【図２Ａ】転写前の位置にある転写装置の実施形態の概略図を表す。
【図２Ｂ】転写位置にある転写装置の実施形態の概略図を表す。
【図３】転写機構のニードルの端部の形状プロファイルの実施形態を示す。
【図４】ニードル作動ストロークプロファイルの実施形態を示す。
【図５】表面に回路配線を有する製品基材の実施形態の平面図を示す。
【図６】ダイ転写システムの各要素の実施形態の概略図を示す。
【図７】機械ハードウェアとダイ転写システムのコントローラとの間の回路経路の実施形態の概略図を示す。
【図８】本出願の実施形態に従ったダイ転写プロセスの方法を示す。
【図９】本出願の実施形態に従ったダイ転写動作の方法を示す。
【図１０】コンベアシステムを実装している直接転写装置及びプロセスの実施形態を示す。
【図１１Ａ】転写前の位置にある転写装置の別の実施形態の概略図を表す。
【図１１Ｂ】図１１Ａの実施形態の製品基材搬送機構の転写動作後の概略上面図を示す。
【図１２】転写前の位置にある転写装置の別の実施形態の概略図を表す。
【図１３】転写前の位置にある転写装置の別の実施形態の概略図を表す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本開示は、（生産製品として）ダイが取り付けられた回路のみならず、回路に半導体デバイスダイを直接転写し、取り付ける機械及びそれを実施するプロセスを対象とする。ある場合において、機械は、「ウェーハテープ」などの基材から回路基材などの製品基材に、パッケージされていないダイを直接転写するように機能する。パッケージされていないダイを直接転写することにより、製品基材を製造するための時間及び／又はコストのみならず、従来の手段によって生産された同等の製品と比べて最終製品の厚さが大幅に減少し得る。
【００１２】
この説明において、用語「基材」は、任意の物質であって、プロセス又は処置が当該物質の表面に、又は当該物質に対して行われる任意の物質を意味する。更に、用語「製品」は、完成の状態に関係なく、あるプロセス又は処置から得られた所望の生産物を意味する。従って、製品基材は、任意の物質であって、当該物質の表面に、又は当該物質に対してプロセス又は処置を行わせて所望の生産物が得られるようにする任意の物質を意味する。
【００１３】
実施形態において、機械は、例えば、ウェーハテープから転写された、ＬＥＤなどの「パッケージされていない」ダイを受けるために製品基材を固定してもよい。ダイを使用した製品の寸法を短縮する目的で、ダイを、非常に小さく、かつ薄くし、例えば、ダイを、約５０ミクロン厚としてもよい。ダイのサイズを比較的小さくしたため、機械は、ダイを運搬するウェーハテープと製品基材との両方を正確に整列させて、正確な配置を確実なものとし、かつ／又は製品材料の無駄を回避するように機能する部品を備える。ある場合において、製品基材とウェーハテープ上のダイとを整列させる部品は、一組のフレームを備えてもよい。これらのフレーム内で、ウェーハテープ及び製品基材がそれぞれ固定され、整列位置に個別に搬送されて、ウェーハテープ上の特定のダイが製品基材上の特定の場所に転写されるようになっている。
【００１４】
製品基材を搬送するフレームは、水平方向及び／又は垂直方向、又は曲面への転写が可能になる方向をも含む、様々な方向に移動してもよい。ウェーハテープを搬送するフレームは、同様に様々な方向に移動してもよい。ギア、トラック、モーター及び／又は他の要素で構成されるシステムを使用して、製品基材及びウェーハテープをそれぞれ運搬する各フレームを固定し、搬送することにより、製品基材をウェーハテープに整列させて製品基材の正確な位置にダイを配置するようにしてもよい。各フレームシステムは、転写プロセスの完了時にウェーハテープ及び製品基材の取り出しを容易にするために、取り出し位置に移動してもよい。
【００１５】
ある場合には、機械は、ダイを「パッケージングする」ことなくウェーハテープから製品基材に直接ダイを転写する転写機構を更に備えてもよい。この転写機構をウェーハテープの垂直上方に配置して、ウェーハテープを介して製品基材の方にダイを押し下げるようにしてもよい。ダイを押し下げるこのプロセスは、ウェーハテープからダイを剥離させることができるが、これは、ダイの側から始まり、ついにはダイがウェーハテープから分離して製品基材に取り付けられる。すなわち、ダイとウェーハテープの間の接着力を低下させ、ダイと製品基材の間の接着力を高めることによってダイを転写することができる。
【００１６】
ある実施形態において、転写機構は、ピン又はニードルなどの長尺棒を備えてもよい。この棒は、ウェーハテープを押すと同時に、ウェーハテープの上側から、ウェーハテープに取り付けられたダイを押圧するようにウェーハテープに対して周期的に作動し得る。従って、このニードル（又はピン）は、スラストピンとして作用する。ニードルは、転写中のダイの幅より狭くなるようにサイズ設定されてもよい。ただし、他の例において、ニードルの幅をより広くしてもよく、又はその他の寸法にしてもよい。ニードルの端部がウェーハテープに接触すると、ダイとウェーハテープの間の領域でウェーハテープに局所的な撓みが生じ得る。この撓みは非常に局所的であり、かつ急速に起きるため、ニードルからの圧力を受けないウェーハテープの部分は、ダイの表面から離れるように屈曲を開始し得る。従って、この部分的な分離により、ダイがウェーハテープと十分接触しなくなり、それによってダイをウェーハテープから放出させることができる。更に、ある場合において、ウェーハテープの撓みを最小限にすることにより、ダイの全表面積がウェーハテープと接触した状態を保ちつつ、ダイの反対側の表面を、隣接するダイの対応する表面を延長した平面から延出させたままにして、隣接するダイが意図せずに転写されることを避けるようにしてもよい。
【００１７】
或いは、又は加えて、機械は、分離した「パッケージされていない」ダイを製品基材に取り付けるための固定機構を更に備えてもよい。ある場合において、製品基材は、ダイを転写し、取り付けるための回路配線を表面に有してもよい。固定機構は、製品基材上の回路配線の材料を溶融／軟化させるために、レーザーなどの、エネルギーを放出する装置を備えてもよい。更に、ある場合では、レーザーを使用して回路配線の材料を活性化／硬化させてもよい。従って、ダイが回路配線の材料に接触する前、かつ／又はその後に固定機構を作動させてもよい。そのため、製品基材上にダイを放出するために転写機構を作動させるとき、エネルギー放出装置を起動して、ダイを受ける配線材料を加工するようにしてもよい。エネルギー放出装置のこうした起動により、製品基材上の半導体製品の形成を開始すべくウェーハテープからダイを放出及び取得することを更に促進することができる。
【００１８】
直接転写装置の第１の例示的な実施形態
図１は、装置１００の実施形態を示す。この装置は、パッケージされていない半導体部品（又は「ダイ」）をウェーハテープから製品基材に直接転写するために、又は同様に、他の電気部品をキャリア基材、すなわち、１つ以上の電気部品を運搬する基材から製品基材に転写するために使用され得る。ウェーハテープは、本明細書において、半導体デバイスダイ基材、又は単にダイ基材と呼ばれる場合もある。装置１００は、製品基材搬送機構１０２及びウェーハテープ搬送機構１０４を備えてもよい。製品基材搬送機構１０２及びウェーハテープ搬送機構１０４のそれぞれは、互いに対して所望の整列位置に搬送されるようにそれぞれの基材を固定するフレームシステム又は他の手段を備えてもよい。装置１００は、転写機構１０６を更に備えてもよい。この機構は、図に示すように、ウェーハテープ搬送機構１０４の垂直上方に配置されてもよい。ある場合において、転写機構１０６は、ウェーハ基材にほとんど接触するように位置してもよい。加えて、装置１００は、固定機構１０８を備えてもよい。固定機構１０８は、転写位置にある転写機構１０６と整列した状態で製品基材搬送機構１０２の垂直下方に配置されてもよい。この転写位置において、製品基材上にダイが配置され得る。後述するように、図２Ａ及び２Ｂは、装置１００の例示的な細部を示す。
【００１９】
図２Ａ及び２Ｂが転写動作の種々の段階を表しているため、装置２００の同じ要素及び特徴を参照するが、具体的な特徴に関する以下の説明では、明示的に示される場合を除き、図２Ａ及び２Ｂのいずれか又は両方が区別なく参照される場合がある。特に、図２Ａ及び２Ｂは、製品基材搬送機構２０２、ウェーハテープ搬送機構２０４、転写機構２０６及び固定機構２０８を含む装置２００の実施形態を示す。製品基材搬送機構２０２は、ウェーハテープ搬送機構２０４に近接して配置されてもよい。例えば、図に示すように、製品基材搬送機構２０２は、実質的に水平方向に延在してもよく、転写プロセスにおいて重力が有し得るあらゆる効果を利用できるようにウェーハテープ搬送機構２０４の垂直下方に配置されてもよい。或いは、製品基材搬送機構２０２は、水平面と交差して延在するように方向付けられてもよい。
【００２０】
転写動作中、搬送機構２０２、２０４は、本明細書において以下で説明するように、製品基材搬送機構２０２によって運搬される製品基材の表面とウェーハテープ搬送機構２０４に運搬されるウェーハテープの表面との間の空間が、装置２００の様々な他の態様に応じて、転写動作中に部品によって生じる撓みの量を含んで、１ｍｍより大きく、又はそれより小さくなり得るように位置してもよい。ある場合では、ウェーハテープ及び製品基材のそれぞれの対向面が、搬送機構２０２、２０４の支持構造体と比較して最も突出した構造であってもよい。すなわち、可動部（例えば、搬送機構２０２、２０４）によって生じ得る、機械の部品と機械上の製品との間の衝突を回避するために、ウェーハテープと製品基材のそれぞれの表面の間の距離は、これらの表面のいずれかと他の任意の対向する構成部品との間の距離より短くてもよい。
【００２１】
図に示すように、ある場合において、転写機構２０６は、ウェーハテープ搬送機構２０４の垂直上方に配置されてもよく、固定機構２０８は、製品基材搬送機構２０２の垂直下方に配置されてもよい。ある実施形態では、転写機構２０６と固定機構２０８の一方又は両方が、図２Ａ及び２Ｂに示した位置と異なる位置に方向付けられてもよいことが企図される。例えば、転写機構２０６は、水平面に対して鋭角に伸びるように配置されてもよい。別の実施形態において、固定機構２０８は、転写機構２０６と同じ作動方向から、又は、固定機構２０８が転写プロセスに関与することのできる任意の方向及び位置から、転写プロセス中にエネルギーを放出するように方向付けられてもよい。
【００２２】
製品基材搬送機構２０２を使用して製品基材２１０を固定してもよい。本明細書において、用語「製品基材」には、（例えば、ダイを予め選別し、選別したダイシートを作製して将来使用できるようにするための）ウェーハテープ；シート又は他の非平面形状として形成された紙基材又はポリマー基材（この場合、ポリマーは、半透明又はそれ以外であり、シリコン、アクリル、ポリエステル、ポリカーボネートなどを非限定的に含む任意の適切なポリマーから選択されてもよい）；（プリント回路基板（ＰＣＢ）などの）回路基材；ストリング回路又は細線（ｔｈｒｅａｄ）回路（この回路は、並列に伸びる一対の導線又は「細線」を含んでもよい）；及び綿、ナイロン、レーヨン、革などの布材料が含まれ得るが、これらに限定されることはない。上記で選択された製品基材の材料には、耐久性のある材料、可撓性材料、硬質材料、及び転写プロセスにとって適切であり、かつ製品基材の最終用途に対する適合性を保つ他の材料が含まれてもよい。製品基材２１０を導電性材料から単独に、又は少なくとも部分的に形成して、製品基材２１０が製品を形成するための導電性回路として機能するようにしてもよい。製品基材の可能な種類には、ガラス瓶、自動車用窓又はガラス板などのものが更に含まれてもよい。
【００２３】
図２Ａ及び２Ｂに示した実施形態において、製品基材２１０は、その上に配置された回路配線２１２を含んでもよい。回路配線２１２は、図に示すように、配線間隔、すなわちギャップによって離間された一対の隣接する配線ラインを含んでもよく、それにより、転写中のダイ上の電気接点端子（図示せず）間の距離に適合するようになっている。従って、回路配線２１２の隣接する配線ライン間の配線間隔、すなわちギャップは、転写中のダイのサイズに応じて、ダイの正常な接続及びその後の作動を確実なものとするようにサイズ設定されてもよい。例えば、回路配線２１２は、約７５〜２００ミクロン、約１００〜１７５ミクロン、又は約１２５〜１５０ミクロンの範囲の配線間隔、すなわちギャップを有してもよい。
【００２４】
回路配線２１２は、スクリーン印刷、インクジェット印刷、レーザー印刷、手動印刷又は他の印刷手段を介して配置された導電性インクから形成されてもよい。更に、回路配線２１２を、ダイに導電率を持たせるために活性化可能としたままで、予め硬化させ、適度に乾燥させ、又は乾燥させて、安定度を向上させるようにしてもよい。湿式の導電性インクを使用して回路配線２１２を形成してもよく、又は、湿式インクと乾式インクの組み合わせを回路配線２１２に使用してもよい。或いは、又は加えて、回路配線２１２を、電線配線として予め形成し、又はフォトエッチングしてもよく、或いは、溶融材料を回路パターンに形成し、その後製品基材２１０に接着し、埋め込み、若しくは固定してもよい。
【００２５】
回路配線２１２の材料には、銀、銅、金、炭素、導電性ポリマー材料などが含まれ得るが、これらに限定されることはない。ある場合において、回路配線２１２は、銀めっきをした銅粒子を含んでもよい。回路配線２１２の厚さを、使用する材料の種類、意図した機能及びその機能を実現するための適切な強さ又は可撓性、エネルギー容量、ＬＥＤのサイズなどに応じて変えてもよい。例えば、回路配線の厚さは、約５ミクロン〜２０ミクロン、約７ミクロン〜１５ミクロン、又は約１０ミクロン〜１２ミクロンの範囲でもよい。
【００２６】
そのため、ある非限定的な例において、製品基材２１０を可撓性の半透明ポリエステルシートとし、このシートの表面に、銀系導電性インク材料を使用して所望の回路パターンを表面にスクリーン印刷して回路配線２１２を形成してもよい。
【００２７】
製品基材搬送機構２０２は、製品基材ホルダフレーム２１６を固定するための製品基材コンベアフレーム２１４を備えてもよい。製品基材ホルダフレーム２１６の構造は、使用中の製品基材の種類及び特性（例えば、形状、サイズ、弾性など）に応じて大幅に変わってもよい。製品基材２１０が可撓性材料でもよいため、製品基材２１０を製品基材ホルダフレーム２１６の張力下で保持することにより、表面をより堅固にし、そこで、本明細書において後述する転写動作を実行させてもよい。上記の例において、製品基材２１０の張力によって生じる剛性により、部品を転写するときの配置精度が向上し得る。
【００２８】
ある場合には、製品基材２１０に耐久性のある材料又はより堅固な材料を使用することで、当然のことながら、部品の配置精度のために安定した表面が得られる。それに対し、製品基材２１０の撓みが見込まれるときには、転写動作が失敗し得る程度まで、皺及び／又は他の切れ目が製品基材２１０に形成され、回路配線２１２の予め設定されたパターンに干渉する場合がある。
【００２９】
製品基材２１０を保持する手段は大きく変わる場合があるが、図２Ａは、製品基材ホルダフレーム２１６の実施形態を示す。このフレームは、凹形状を有する第１部分２１６ａ、及びこの凹形状と形状が対応する逆の凸形状を有する第２部分２１６ｂを含む。図示した例において、張力は、第１部分２１６ａと第２部分２１６ｂの間に製品基材２１０の外周部を挿入し、それによって製品基材２１０をきつくクランプすることより、製品基材２１０に対して生じる。
【００３０】
製品基材コンベアフレーム２１４は、水平面内の２方向に加えて上下の少なくとも３つの方向に搬送されてもよい。搬送は、モーター、レール及びギア（これらはいずれも図示されていない）で構成されるシステムを介して行われてもよい。従って、製品基材テンショナーフレーム２１６は、装置２００のユーザーによって指示され、かつ／又はプログラムされ、制御された特定の位置に搬送され、そこに保持されてもよい。
【００３１】
ウェーハテープ搬送機構２０４は、その上にダイ２２０（すなわち、半導体デバイスダイ）を載置したウェーハテープ２１８を固定するように実装されてもよい。ウェーハテープ２１８は、ウェーハテープコンベアフレーム２２２を介して転写動作のための特定の転写位置まで複数の方向に搬送されてもよい。製品基材コンベアフレーム２１４と同様に、ウェーハテープコンベアフレーム２２２は、モーター、レール及びギア（これらはいずれも図示されていない）で構成されるシステムを備えてもよい。
【００３２】
パッケージされていない転写用の半導体ダイ２２０は、極めて小さくてもよい。実際には、ダイ２２０の高さは、１２．５〜２００ミクロン、又は２５〜１００ミクロン、又は５０〜８０ミクロンの範囲でもよい。
【００３３】
ダイがマイクロサイズであるため、ウェーハテープ２１８が適切な転写位置に搬送されたとき、ウェーハテープ２１８と製品基材２１０の間のギャップ間隔は、例えば、約０．２５ｍｍ〜１．５０ｍｍ、又は約０．５０ｍｍ〜１．２５ｍｍ、又は約０．７５ｍｍ〜１．００ｍｍの範囲となり得る。最小のギャップ間隔は、転写中のダイの厚さ、関連するウェーハテープの剛性、ダイの適切な取得及び放出を実現するのに必要なウェーハテープの撓みの量、隣接するダイの近接性などを含む要因に依存し得る。ウェーハテープ２１８と製品基材２１０の間の距離が減少すると、転写動作のサイクル時間（本明細書において更に説明する）が減少するために転写動作の速度も減少し得る。従って、転写動作の所要時間がこのように減少すると、ダイの転写速度が上昇し得る。例えば、ダイの転写速度は、毎秒配置されるダイが約６〜２０個の範囲であってもよい。
【００３４】
更に、ウェーハテープコンベアフレーム２２２は、ウェーハテープホルダフレーム２２４を固定してもよい。このフレームは、張力を受けてウェーハテープ２１８を伸ばし、保持してもよい。図２Ａに示すように、ウェーハテープ２１８は、ウェーハホルダフレーム２２４の隣接部品間にウェーハテープ２１８の周辺部をクランプすることにより、ウェーハテープホルダフレーム２２４に固定されてもよい。このようなクランプは、ウェーハテープ２１８の張力及び引張特性を維持しやすくし、それによって転写動作の成功率を高める。利用可能なウェーハテープの様々な種類／ブランド／性質といった多種多様な特性を考慮し、特定のウェーハテープを、転写プロセス中に所望の張力を常に維持できることに基づき、使用のために選択してもよい。ある場合には、ニードル作動性能プロファイル（本明細書において以下で更に説明する）を、ウェーハテープ２１８の張力に応じて変更してもよい。
【００３５】
ウェーハテープ２１８に使用する材料には、例えば、ゴム又はシリコンなどの弾性を有する材料が含まれてもよい。更に、環境及びウェーハテープ２１８自体の温度が、転写プロセス中にウェーハテープ２１８が潜在的に損傷する一因となり得るため、温度変動に対して抵抗する特性を有する材料が有利となる場合がある。加えて、ある場合には、ウェーハテープ２１８をわずかに伸ばすことにより、個々のダイ２２０の間に隔離又はギャップを生じさせて転写動作の助けになるようにしてもよい。ウェーハテープ２１８の表面は、粘着性物質を含んでもよく、それを介してダイ２２０をウェーハテープ２１８に着脱自在に粘着させてもよい。
【００３６】
ウェーハテープ２１８上のダイ２２０は、固体半導体ウェーハから個別に切り取られ、次いで、ダイを固定するためのウェーハテープ２１８上に配置されたダイで構成されてもよい。このような状況において、ダイは、例えば、転写動作をしやすくするために、予め選別されていてもよく、ウェーハテープ２１８上に明示的に編成されていてもよい。特に、ダイ２２０は、製品基材２１０への転写の予測順序に従って順次配置されてもよい。このようにダイ２２０をウェーハテープ２１８上に予め配置することにより、通常であれば製品基材搬送機構２０２とウェーハテープ搬送機構２０４の間に生じる移動量が減少し得る。加えて、又はその代わりに、ウェーハテープ２１８上のダイを予め選別しておいて、実質的に等価な性能特性を有するダイのみを含めるようにしてもよい。この場合、供給チェーンの効率が向上し得るため、ウェーハテープ搬送機構２０４の移動時間は最小限に減少し得る。
【００３７】
ある場合において、ダイに使用する材料には、炭化ケイ素、窒化ガリウム、コーティングされた酸化ケイ素などが含まれ得るが、これらに限定されることはない。更に、サファイヤ又はケイ素を同様にダイとして使用してもよい。加えて、上記のように、「ダイ」は、本明細書において、電気的に動作可能な素子を一般的に表す場合がある。
【００３８】
ある実施形態において、ウェーハテープ２１８は、予め選別されたダイではなく、むしろ、単にウェーハテープ上の半導体を直接切断し、次いで、ダイのそれぞれの性能品質に応じてダイを選別する「ピックアンドプレース」を行わずにウェーハテープ上にダイを残すことによって形成されたダイを含んでもよい。こうした状況において、ウェーハテープ上のダイは、様々な品質のダイの正確な相対位置を表すようにマッピングされてもよい。従って、ある場合には、予め選別されたダイを有するウェーハテープを使用しなくてもよい場合がある。そのような場合、一連の各転写動作についてウェーハテープ搬送機構２０４が特定のダイの間で移動するための時間及び移動量が増加し得る。このことは、様々な品質のダイを半導体の領域内に分散させることによってある程度行われてもよい。これは、次の転写動作のための特定の品質のダイが、以前に転写されたダイのすぐ隣になくてもよいことを意味する。従って、ウェーハテープ搬送機構２０４は、ウェーハテープ２１８が実質的に等価な品質のダイを含む場合に必要となるよりもウェーハテープ２１８を更に移動させて、特定の品質を有する適切なダイを転写のために整列させてもよい。
【００３９】
ウェーハテープ２１８上のダイ２２０に更に注目すると、ある場合において、ダイ２２０のデータマップをウェーハテープ２１８に提供してもよい。データマップは、ウェーハテープ２１８上の各ダイの特定の品質及び位置を記述する情報を提供するデジタルファイルを含んでもよい。データマップファイルは、装置２００と通信する処理システムに入力されてもよく、それにより、装置２００は、ウェーハテープ２１８上の適切なダイ２２０を探して製品基材２１０に転写できるように制御／プログラムされてもよい。
【００４０】
転写動作は、一つには、転写機構２０６を介して実行される。この転写機構は、ウェーハテープ２１８からのダイの分離を補助するためのダイ分離装置である。転写機構２０６が作動すると、１つ以上のダイ２２０がウェーハテープ２１８から放出され、製品基材２１０によって取得され得る。ある場合において、転写機構２０６は、ピン又はニードル２２６などの長尺棒をウェーハテープ２１８の上面に押し込んでダイ２２０と突き合わせることによって作動してもよい。ニードル２２６は、ニードルアクチュエータ２２８に接続されてもよい。ニードルアクチュエータ２２８は、所定の時間／プログラムされた時間にニードル２２６をウェーハテープ２１８の方に駆動するようにニードル２２６に接続されたモーターを備えてもよい。
【００４１】
ニードル２２６の機能を考慮すると、ニードル２２６は、衝撃時にダイ２２０に対する潜在的な損傷を最小限にしつつ、繰り返して起きる急速で小さい衝撃に耐えるように十分耐久性のある材料を含んでもよい。例えば、ニードル２２６は、金属、セラミック、プラスチックなどを含んでもよい。加えて、ニードル２２６の先端は、特定の形状プロファイルを有してもよい。このプロファイルは、先端の折れやウェーハテープ２１８又はダイ２２０の損傷が頻発せずにニードルが繰り返して動作する能力に影響し得る。ニードルの先端のプロファイル形状については、図３に関して以下で更に詳しく説明する。
【００４２】
転写動作の際、図２Ａに示すように、ニードル２２６をダイ２２０に整列させてもよく、ニードルアクチュエータは、図２Ｂに示すように、ニードル２２６を移動させて、ウェーハテープ２１８の近接する側を、ウェーハテープ２１８の反対側にダイ２２０が整列した位置で押圧してもよい。ニードル２２６からの圧力によってウェーハテープ２１８を撓ませて、転写されていない隣のダイ２２０より製品基材２２６に近い位置にダイ２２０が到達するようにしてもよい。上記に示したように、撓みの量は、ダイ及び回路配線の厚さなどのいくつかの要因に応じて変わる場合がある。例えば、ダイ２２０が約５０ミクロン厚であり、かつ回路配線２１２が約１０ミクロン厚である場合、ウェーハテープ２１８の撓みの量は約７５ミクロンとなり得る。従って、ダイ２２０は、ダイの電気接点端子（図示せず）が回路配線２１２と結合できる程度まで、製品基材２１０の方にニードル２２６を介して押されてもよい。その位置にて、転写動作が完了まで進行し、ダイ２２０がウェーハテープ２１８から放出される。
【００４３】
ダイ２２０を押圧しているニードル２２６の周期的な作動を含む、急速に繰り返される一連の工程を転写プロセスが含み得る程度に、当該プロセスの方法を、本明細書において図８に関して以下で詳しく説明する。更に、（転写プロセスの文脈内の）ニードル２２６の作動のストロークプロファイルについては、図４に関して以下でより詳しく説明する。
【００４４】
図２Ａ及び２Ｂに戻ると、ある場合において、転写機構２０６は、ニードル格納支持体２３０（ペパーポットとしても知られている）を更に備えてもよい。実施形態において、支持体２３０は、中空空間を有する構造を備えてもよい。この場合、ニードル２２６は、支持体２３０の第１端部に設けられた開口２３２を介して当該空間に入ることによって収容され得る。支持体２３０は、支持体２３０の第２の対向端部において少なくとも１つの開口２３４を更に含んでもよい。更に、支持体は、開口２３４の近くに多数の穿孔を含んでもよい。少なくとも１つの開口２３４を、この開口を介したニードル２２６の通過に適応するようにニードル２２６の直径に関してサイズ設定して、当該ニードルが転写プロセス中にウェーハテープ２１８を押圧するようにしてもよい。
【００４５】
加えて、ある場合において、支持体２３０は、ウェーハテープ２１８の上面に近接して配置されてもよい。このようにして、転写動作中にウェーハテープ２１８の押圧状態からニードル２２６を格納するときに、支持体２３０の基部面（少なくとも１つの開口２３４を面内に有する）がウェーハテープ２１８の上面と接触し、それによってウェーハテープ２１８が上方に撓まないようにしてもよい。この上方への撓みは、ニードル２２６が少なくとも部分的にウェーハテープ２１８を貫通し、格納中にウェーハテープがニードル２２６の先端にくっついた場合に生じ得る。従って、支持体２３０により、次のダイ２２０への移動に要する時間が減少し得る。支持体２３０の壁の周囲の形状は、円筒状でもよく、又は装置２００内に収容され得るその他の形状でもよい。そのため、支持体２３０は、ニードル２２６とウェーハテープ２１８の上面との間に配置されてもよい。
【００４６】
ウェーハテープ２１８の完全性に対する温度の影響を考慮すると、転写動作の位置の少なくとも付近にて、ニードル２２６及びウェーハテープ２１８の温度を安定化するように支持体２３０の温度を調節してもよいことが企図される。そのため、支持体２３０の温度を上昇させても低下させてもよく、熱伝導率を最大にするように支持体２３０の材料を選択してもよい。例えば、支持体２３０は、アルミニウム、又は別の比較的高い熱伝導率を有する金属若しくは同等の材料から形成されてもよく、それにより、転写動作の結果が一貫して保たれるように温度を安定化してもよい。ある場合には、支持体２３０内で空気を循環させて、ウェーハテープ２１８の局所部分における温度の安定化を促進してもよい。加えて、又はその代わりに、光ファイバーケーブル２３０ａをニードル格納支持体２３０に挿入してもよく、更にニードル２２６に接触させることにより、ウェーハテープ２１８及び／又はニードル２２６の温度の安定化を促進してもよい。
【００４７】
上記に示したように、固定機構２０８は、製品基材２１０の表面上の回路配線２１２へのダイ２２０の取り付けを補助してもよい。図２Ｂは、転写段階にある装置２００を示す。ここで、ダイ２２０は回路配線２１２に押し当てられる。実施形態において、固定機構２０８は、レーザー、電磁放射、圧力振動、超音波溶接などを非限定的に含むエネルギー放出装置２３６を備えてもよい。ある場合において、エネルギー放出装置２３６に圧力振動を使用することは、振動エネルギー力を出すことによって機能し得る。それにより、電気接点端子の分子に対向する回路配線中の分子が破壊され、振動圧によって結合が形成される。
【００４８】
非限定的な例において、図２Ｂに示すように、エネルギー放出装置２３６としてレーザーを実装してもよい。転写動作中、レーザー２３６は、転写中のダイ２２０に向けて特定の波長及び強度の光エネルギーを放出するように励起されてもよい。レーザー２３６の光の波長は、製品基材２１０の材料にほとんど影響を与えずに回路配線２１２の材料に対して当該波長の光が吸収されることに基づいて特に選択されてもよい。例えば、８０８ｎｍの動作波長を有し、かつ５Ｗで動作するレーザーは、ポリエステルによってではなく、銀によって容易に吸収され得る。従って、レーザー光線は、ポリエステルの基材を通過し、回路配線の銀に影響を及ぼし得る。或いは、レーザーの波長は、回路配線及び基材材料における吸収に適合してもよい。レーザー２３６の焦点領域（図２Ｂのレーザー２３６から製品基材２１０に向かって垂直方向に出ている破線によって示される）は、ＬＥＤのサイズに従って、例えば、３００ミクロンの広範囲などにサイズ設定されてもよい。
【００４９】
制御された所定のパルス持続時間を有するレーザー２３６が作動すると、回路配線２１２の材料とダイ２２０上の電気接点端子（図示せず）との間に溶融結合が形成され得る程度に、回路配線２１２の硬化（及び／又は溶融若しくは軟化）が開始し得る。この結合は、パッケージされていないダイ２２０をウェーハテープ２１８から分離し、同時にダイ２２０を製品基材２１０に取り付けるのに更に役立つ。加えて、レーザー２３６は、ウェーハテープ２１８上に何らかの熱伝導を生じさせることによってウェーハテープ２１８に対するダイ２２０の粘着力を低下させ、従って転写動作を促進することができる。
【００５０】
他の場合において、ダイは、色々な方法で製品基材に放出及び固定されてもよい。このような方法には、所定の波長又は焦束光を有するレーザー（例えば、ＩＲ、ＵＶ、広帯域／多スペクトル）を使用することにより、回路配線の加熱／活性化によってエポキシ若しくは相変化結合材料を硬化させ、又はダイを不活性化し／ウェーハテープからダイを放出し、又はある組み合わせの反応を開始させることを含む。加えて、又はその代わりに、システムのある層を通過し、別の層と相互作用する特定の波長のレーザー又は光を使用してもよい。更に、ダイウェーハ基材と製品基材の間にロータリーヘッドを潜在的に含めて、ウェーハテープからダイを引き離すために真空を生じさせてもよく、製品基材上にダイを押し当てるために空気圧を生じさせてもよい。更に別の場合において、超音波振動を圧力と組み合わせて、ダイを回路配線に結合させてもよい。
【００５１】
ニードル格納支持体２３０と同様に、固定機構は、製品基材支持体２３８を備えてもよい。この支持体は、レーザー２３６と製品基材２１０の底面との間に配置されてもよい。支持体２３８は、その基端部に開口２４０を含んでもよく、その上端部に開口２４２を含んでもよい。例えば、支持体２３８は、円環又は中空円筒として形成されてもよい。支持体は、レーザーの誘導を補助するレンズ（図示せず）を固定するための構造体を更に備えてもよい。レーザー２３６は、開口２４０、２４２を通って製品基材２１０に達する光を放射する。更に、支持体２３８の側壁の上端部は、製品基材２１０の底面に直接接触して、又はそれに近接して配置されてもよい。このように配置して、転写動作時のニードル２２６のストローク中に製品基材２１０に損傷が発生するのを支持体２３８によって防ぎやすくしてもよい。ある場合において、転写動作中、支持体２３８に整列させた製品基材２１０の底面の部分が支持体２３８に接触してもよい。それにより、この支持体は、ニードル２２６によって押されているダイ２２０が到来する動作に対して抵抗力を生じさせる。更に、支持体２３８を、縦軸の方向に移動可能としてその高さを調節可能とすることにより、必要に応じて、製品基材２１０の高さなどまで、支持体２３８を上下させるようにしてもよい。
【００５２】
上記の特徴に加えて、装置２００は、第１のセンサ２４４を更に備えてもよい。このセンサから、装置２００は、ウェーハテープ２１８上のダイ２２０に関する情報を受信する。どのダイを転写動作に使用すべきかを決定するため、ウェーハテープ２１８にバーコード（図示せず）又は他の識別子を付け、この識別子を読み込み、又は検出するようにしてもよい。識別子は、第１のセンサ２４４を介して装置２００にダイマップデータを提供してもよい。
【００５３】
図２Ａ及び２Ｂに示すように、第１のセンサ２４４を、転写機構２０６（又は、具体的にはニードル２２６）の近くに、約１〜５インチの範囲をとり得る距離ｄだけ転写機構２０６から離間して配置して、位置検出の精度を高めるようにしてもよい。別の実施形態では、第１のセンサ２４４をニードル２２６の先端に近接して配置して、ダイ２２０の正確な位置をリアルタイムに検出するようにしてもよい。転写プロセス中、ウェーハテープ２１８は、時間と共に、穿孔され、かつ／又は更に伸びる場合がある。これにより、以前にマップされた、従って予測された、ウェーハテープ２１８上のダイ２２０の位置が変わる場合がある。従って、ウェーハテープ２１８の伸縮においてわずかな変化があると、結果として、転写中のダイ２２０の整列に有意な誤差が生じる可能性がある。従って、リアルタイム検出を、ダイの位置を正確に把握しやすくするために実装してもよい。
【００５４】
ある場合において、第１のセンサ２４４は、検出中のダイ２２０の正確な位置及び種類を識別することが可能であってもよい。この情報を使用して、転写動作を実行するためにウェーハテープ２１８を搬送すべき正確な位置を示す命令をウェーハテープコンベアフレーム２２２に与えてもよい。センサ２４４は、多くの種類のセンサのうちの１つでもよく、又は複数の機能をより適切に実行するためにセンサの種類を組み合わせてもよい。センサ２４４には、レーザー距離計又は光センサが含まれ得るが、これらに限定されることはない。この光センサには、ミクロ写真撮影機能を有する高解像度光学カメラの非限定的な例などがある。
【００５５】
更に、ある場合において、第２のセンサ２４６を装置２００に含めてもよい。第２のセンサ２４６は、製品基材２１０上の回路配線２１２の正確な位置を検出するように、製品基材２１０に対して配置されてもよい。次いで、この情報を使用して、転写機構２０６と固定機構２０８の間に製品基材２１０を整列させるのに必要な任意の位置的な調節を決定することにより、次の転写動作が回路配線２１２上の正確な位置で行われるようにしてもよい。この情報を装置２００に更に中継して、ウェーハテープコンベアフレーム２２２に命令を同時に伝達しつつ製品基材２１０を正確な位置に搬送することを連携させてもよい。センサ２４６に対しても様々なセンサが企図される。このセンサには、ミクロ写真撮影機能を有する高解像度光学カメラのある非限定的な例などの光センサが含まれる。
【００５６】
図２Ａ及び２Ｂは、第１のセンサ２４４、第２のセンサ２４６及びレーザー２３６が接地され得ることを更に示す。ある場合において、第１のセンサ２４４、第２のセンサ２４６及びレーザー２３６は全て、同一のグラウンド（Ｇ）に、或いは異なるグラウンド（Ｇ）に接地されてもよい。
【００５７】
第１及び第２のセンサ２４４、２４６に使用するセンサの種類に応じて、第１又は第２のセンサは、更に、転写されたダイの機能を検査することが可能であってもよい。或いは、別のテスタセンサ（図示せず）を装置２００の構造体に組み込んで、製品基材２１０を装置２００から除去する前に個々のダイを検査してもよい。
【００５８】
更に、ある例において、独立して作動可能な複数のニードル及び／又はレーザーを機械内に実装することにより、所与の時刻にて複数のダイを転写し、固定するようにしてもよい。複数のニードル及び／又はレーザーは、３次元空間内で独立に移動可能であってもよい。複数のダイの転写は、同期して（複数のニードルを同時に下げる）、又は必ずしも同期させるのではなく並行して（例えば、あるニードルを下げる一方で他のニードルを上げるものであり、この構成により、部品のバランスが更に良くなり、振動が最小限になる場合がある）行われてもよい。複数のニードル及び／又はレーザーの制御を連携させて、複数の部品間の衝突を回避してもよい。更に、他の例において、複数のニードル及び／又はレーザーを、互いに対して固定された位置に配列してもよい。
【００５９】
例示的なニードル先端プロファイル
前述したように、ニードルの先端３００のプロファイル形状について図３に関して説明する。この図には、先端３００のプロファイル形状の概略例が示されている。実施形態において、先端３００は、テーパー部分３０４に隣接する側壁３０２、コーナー３０６、及び基端部３０８を含むニードルの端部と定義され得る。この先端は、ニードルの対向側まで横断する方向に伸びることができる。先端３００の具体的なサイズ及び形状は、転写プロセスの要因に応じて変わる場合がある。このような要因としては、例えば、転写中のダイ２２０のサイズ、ならびに転写動作の速度及び衝撃力などがある。例えば、図３に見られる角度θは、ニードルの中心軸の長手方向とテーパー部分３０４との間で計測されるが、約１０〜１５°の範囲でもよく、コーナー３０６の半径ｒは約１５ミクロン〜５０ミクロン強の範囲でもよく、基端３０８の幅ｗは約０ミクロン〜１００ミクロン（μｍ）強の範囲でもよく（ここでｗは、転写中のダイ２２０の幅以下でもよい）、テーパー部分３０４の高さｈは約１〜２ｍｍの範囲でもよく（ここでｈは、転写動作のストローク中、ニードルが移動する距離より大きくてもよい）、ニードル２２６の直径ｄは約１ｍｍでもよい。
【００６０】
他のニードル先端プロファイルも企図され、転写動作と関連した各種の要因に応じた種々の利点を有し得る。例えば、ニードル先端３００は、その幅のダイを写すためにより丸めてもよく、又はウェーハテープのより狭い領域に押し込むためにより尖らせてもよい。
【００６１】
例示的なニードルアクチュエータ性能プロファイル
ニードル作動性能プロファイルの実施形態を図４に示す。すなわち、図４は、ウェーハテープ２１８の平面に対するニードル先端の高さを、それが時間と共に変化するように表すことにより、転写動作中に実行されるストロークパターンの例を示す。従って、図４の「０」の位置は、ウェーハテープ２１８の上面となり得る。更に、ニードルのアイドル時間及びニードルの準備時間が、プログラムされたプロセスに応じて、又は第１のダイを転写してから、第２のダイに到達して転写できるようにするのに要する時間までの様々な期間に応じて変化し得るため、ストロークパターンのアイドル相及び準備相にて示した破線は、その時間が概算であるが、それより長い期間でも短い期間でもよいことを示す。更に、レーザーを使用する場合に示した実線は、これを用いて説明した実施形態のための例示的な時間であるが、レーザーのオン・オフ時間の実際の期間は、回路を形成する際に使用する材料（回路配線の材料の選択など）、製品基材の種類、所望の効果（回路配線を予め溶融すること、部分的な結合、完全な結合など）、結合箇所（すなわち、製品基材の上面）からのレーザーの距離、転写中のダイのサイズ、及びレーザーの出力／強度／波長などに応じて変化し得ることを理解すべきである。従って、図４に示したプロファイルに関する以下の説明は、ニードルプロファイルについての例示的な実施形態となり得る。
【００６２】
ある場合において、転写動作に先立ち、完全に格納されたニードル先端を、ウェーハテープの表面から約２０００μｍ上にてアイドル状態にしてもよい。それぞれ異なる時間が経過した後、ニードル先端を急速に下降させて、ウェーハテープの表面から約７５０μｍ上にて準備状態で静止させてもよい。準備状態にて未確定の別の時間が経過した後、ニードル先端を再び下降させて、ダイに接触させ、ダイと共にウェーハテープを約−１０００μｍの高さまで押し下げてもよく、そこでダイを製品基材に転写してもよい。
【００６３】
レーザーがオンである区間の開始時の縦の点線は、準備相から降下を開始するところとニードル先端のストロークの底との間のある点でレーザーがオンになり得ることを示す。例えば、レーザーは、降下途中の約５０％でオンになってもよい。ある場合には、レーザーを早く、例えば、ニードルが下降し始める前にオンすることにより、回路配線が、ダイと接触する前に軟化し始めてより強い結合を形成するようにしてもよく、又は加えて、この時間中、ダイウェーハに作用を及ぼしてもよく、若しくはそれを加工してもよい。レーザーがオンになる相は、約２０ｍｓ（「ミリ秒」）持続してもよい。ストロークの底で、レーザーがオンである場合、その相は、ダイと製品基材の間の結合相となり得る。この結合相で、回路配線をダイの接点に取り付けることができるようにしてもよい。この接点は、レーザーがオフになった後、急速に固くなる。このようにして、ダイを製品基材に結合させてもよい。
【００６４】
結合相は、約３０ｍｓ持続してもよい。その後、レーザーをオフにしてもよく、ニードルを上昇させて速やかに準備相にしてもよい。逆に、ニードルが上昇し始める前にレーザーをオフにしてもよく、又は、ニードル先端が上昇して準備相に戻る最中のある点でレーザーをオフにしてもよい。準備相までニードル先端が上昇した後、ニードル先端の高さが行き過ぎ、いくらか復元して準備相の高さより下に戻る場合がある。この復元力の一部は、ニードル先端が準備相まで上昇するときの速度に起因し得るが、この速度及び復元力は、ニードルがウェーハテープを貫通し、そこで動かなくなり得る場合において、ウェーハテープの表面からのニードルの先端の格納を補助するように意図したものでもよい。
【００６５】
図４に示すように、レーザーがオフになっているタイミングは、レーザーがオンになっているタイミングより長くてもよい。その場合、降下速度がより遅くなってダイの損傷を防ぎやすくすることができ、更に、前述したように、上昇速度が速くなるため、ウェーハテープからのニードル先端の格納をより効果的に補助することができる。しかしながら、先に述べたように、図４に示したタイミングは、特にアイドル期間及び準備期間に関しては大まかなものである。従って、図４の下端に沿って指定された数値は、別段の定めがある場合を除き、参考のためのものであり、文字通りに解釈すべきではない。
【００６６】
例示的な製品基材
図５は、処理を終えた製品基材５００の例示的な実施形態を示す。製品基材５０２は、第１の部分の回路配線５０４Ａを含んでもよい。この回路配線は、電源がそれに印加されると、負電源端子又は正電源端子として機能し得る。第２の部分の回路配線５０４Ｂは、第１部分の回路配線５０４Ａに隣接して延在してもよく、電源がそれに印加されると、対応する正電源端子又は負電源端子として作用し得る。
【００６７】
ウェーハテープに関して上で同じように説明したが、製品基材５０２をどこに搬送して転写動作を実行すべきかを決定するため、製品基材５０２にバーコード（図示せず）又は他の識別子を付け、この識別子を読み込み、又は検出するようにしてもよい。識別子は、回路配線データを装置に提供してもよい。製品基材５０２は、データ点５０６を更に含んでもよい。データ点５０６を、製品基材センサ（例えば、図２の第２のセンサ２４６）による検出のための視覚的なインジケータにして、第１及び第２の部分の回路配線５０４Ａ、５０４Ｂを位置決めするようにしてもよい。データ点５０６が一旦検出されると、データ点５０６に対する第１及び第２の部分の回路配線５０４Ａ、５０４Ｂの形状及び相対位置が、予めプログラムされた情報に基づいて決定され得る。予めプログラムされた情報に関連した検出情報を使用して、製品基材搬送機構は、転写動作のために適切な整列位置に製品基材５０２を搬送してもよい。
【００６８】
加えて、ダイ５０８は、図５において第１及び第２の部分の回路配線５０４Ａ、５０４Ｂの間にまたがっているように表されている。このようにして、ダイ５０８の電気接点端子（図示せず）を、転写動作中に製品基材５０２に結合させてもよい。そのため、第１の回路配線５０４Ａと第２の部分の回路配線５０４Ｂとの間に加わるように電源を印加してもよく、それによってダイ５０８を駆動する。例えば、ダイは、ウェーハテープから製品基材５０２上の回路配線に直接転写されたパッケージされていないＬＥＤでもよい。その後、製品基材５０２は、製品基材５０２を完成させるために加工されてもよく、回路又は他の最終製品に使用されてもよい。更に、完全な回路を作製するために同一又は他の転写手段によって回路の他の部品が追加されてもよく、この部品に、ある静的な、又はプログラム可能な、又は適応可能な方式で１つ以上のグループとしてＬＥＤを制御するための制御ロジックを含めてもよい。
【００６９】
直接転写システムの簡略化した例
直接転写システム６００の実施形態の簡略化した例を図６に示す。転写システム６００は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）６０２（又は、サーバ、データ入力装置、ユーザーインターフェースなど）、データ記憶装置６０４、ウェーハテープ機構６０６、製品基材機構６０８、転写機構６１０及び固定機構６１２を含んでもよい。ウェーハテープ機構６０６、製品基材機構６０８、転写機構６１０及び固定機構６１２のより詳細な説明についてはこれまで行ってきたため、これらの機構に関する具体的な詳細事項については、ここで繰り返さない。しかしながら、ウェーハテープ機構６０６、製品基材機構６０８、転写機構６１０及び固定機構６１２がＰＣ６０２とデータ記憶装置６０４の間の対話にどのように関連するかについての概要を以下で説明する。
【００７０】
ある場合において、ＰＣ６０２は、データ記憶装置６０４と通信して、ウェーハテープ機構６０６内のウェーハテープから製品基材機構６０８内の製品基材に転写機構６１０を使用してダイを直接転写する転写プロセスに有用な情報及びデータを受信し、この製品基材機構で、ダイは、固定機構６１２に位置するレーザー又は他のエネルギー放出装置の作動によって製品基材上に固定され得る。ＰＣ６０２は、ウェーハテープ機構６０６、製品基材機構６０８、転写機構６１０及び固定機構６１２のそれぞれとの間で中継されているデータの受信機、コンパイラ、オーガナイザ及びコントローラとして機能してもよい。ＰＣ６０２は、転写システム６００のユーザーからの指示情報を更に受信してもよい。
【００７１】
なお、図６は、移動可能な方向の矢印をウェーハテープ機構６０６及び製品基材機構６０８の隣に示しているが、それらの矢印は、単に移動の一般的な方向を示したものである。ただし、ウェーハテープ機構６０６と製品基材機構６０８は共に、例えば、平面内の回転、縦揺れ、横揺れ及び片揺れを含む他の方向に移動できるようにしてもよいことが企図される。
【００７２】
転写システム６００の構成要素の対話に関する更なる詳細については、図７に関して以下で説明する。
【００７３】
直接転写システムの詳細な例
転写システム７００のそれぞれの要素間の通信経路の概略については、以下のように説明することができる。
【００７４】
直接転写システムは、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）７０２（又は、サーバ、データ入力装置、ユーザーインターフェースなど）を含んでもよい。このＰＣは、データ記憶装置７０４から通信情報を受信してもよく、そこに通信情報を送信してもよい。ＰＣ７０２は、第１のセル管理部７０６（「セル管理部１」として図示）及び第２のセル管理部７０８（「セル管理部２」として図示）と更に通信してもよい。従って、ＰＣ７０２は、第１のセル管理部７０６と第２のセル管理部７０８との間で命令を制御してもよく、同期させてもよい。
【００７５】
ＰＣ７０２は、プロセッサ及びメモリ部品を含んでもよく、それらにより、第１及び第２のセル管理部７０６、７０８、ならびにデータ記憶装置７０４に関する各種機能を実行するように命令が実行されてもよい。ある場合において、ＰＣ７０２は、プロジェクト管理部７１０及びニードルプロファイル定義部７１２を含んでもよい。
【００７６】
プロジェクト管理部７１０は、第１及び第２のセル管理部７０６、７０８、ならびにデータ記憶装置７０４からの入力を受信して、直接転写プロセスを管理し、ウェーハテープ及びその上のダイに対する製品基材の方向付け及び整列に関する円滑な機能を維持してもよい。
【００７７】
ニードルプロファイル定義部７１２は、ニードルストローク性能プロファイルに関するデータを含んでもよい。このデータを使用して、装填されたウェーハテープ上の特定のダイと製品基材上の回路配線のパターンとに従った所望のニードルストローク性能に関して転写機構に指示してもよい。ニードルプロファイル定義部７１２の更なる詳細については、本明細書において以下で更に説明する。
【００７８】
データ記憶装置７０４に戻ると、データ記憶装置７０４は、ダイマップ７１４などのデータを格納しているメモリを含んでもよい。このメモリは、ウェーハテープ機構において装填されたウェーハテープに専用のものであってもよい。先に説明したように、ダイマップは、特定のダイの位置に関する予め編成された記述を提供するために、ウェーハテープ上の各ダイの相対配置及びその品質について記述してもよい。更に、データ記憶装置７０４は、回路ＣＡＤファイル７１６を格納しているメモリを含んでもよい。回路ＣＡＤファイル７１６は、装填された製品基材上の特定の回路配線パターンに関するデータを含んでもよい。
【００７９】
プロジェクト管理部７１０は、データ記憶装置７０４からダイマップ７１４及び回路ＣＡＤファイル７１６を受信してもよく、それぞれの情報を第１及び第２のセル管理部７０６、７０８にそれぞれ中継してもよい。
【００８０】
実施形態において、第１のセル管理部７０６は、データ記憶装置７０４からのダイマップ７１４をダイ管理部７１８を介して使用してもよい。より具体的には、ダイ管理部７１８は、センサ管理部７２０によって受信された情報とダイマップ７１４を比較してもよく、それに基づき、特定のダイの位置に関して移動管理部７２２に命令を与えてもよい。センサ管理部７２０は、ウェーハテープ上のダイの実際の位置に関するデータをダイ検出器７２４から受信してもよい。センサ管理部７２０は、ダイマップ７１４に従って特定の位置の特定のダイを探すようにダイ検出器７２４に指示してもよい。ダイ検出器７２４は、図２Ａ及び２Ｂの第２のセンサ２４４などのセンサを含んでもよい。ウェーハテープ上のダイの実際の位置に関する受信データ（位置のずれに関する確認又は更新）に基づき、移動管理部７２２は、第１のロボット７２６（「ロボット１」として図示）に転写機構のニードルとの整列位置までウェーハテープを搬送するように指示してもよい。
【００８１】
指示された位置に到着すると、第１のロボット７２６は、その移動が完了したことをニードル制御基板管理部７２８に通信してもよい。加えて、ニードル制御基板管理部７２８は、ＰＣ７０２と直接通信して転写動作の実行を連携させてもよい。転写動作の実行時、ＰＣ７０２は、ニードルアクチュエータ／ニードル７３０を起動するようにニードル制御基板管理部７２８に指示してもよい。それにより、ニードルプロファイル定義部７１２内のロード済みのニードルプロファイルに従ってニードルにストロークを実行させる。ニードル制御基板管理部７２８は、レーザー制御部／レーザー７３２を起動してもよい。それにより、ニードルがウェーハテープを介してダイを押し下げて転写動作を実行するときに製品基材に向かってレーザーに光線を放射させる。上記に示したように、レーザー制御部／レーザー７３２の起動は、ニードルの起動又は更には完全な作動の前か、それと同時か、その最中か、又はその後に行われてもよい。
【００８２】
そのため、第１のセル管理部７０６は、第１のロボット７２６にどこに行くように命じるべきかを決定すること；決定された位置に行くように第１のロボット７２６に命じること；ニードルをオンにすること；固定装置を起動すること；及びリセットすることを含む複数の状態を経てもよい。
【００８３】
転写動作を実行する前に、プロジェクト管理部７１０は、回路ＣＡＤファイル７１６のデータを第２のセル管理部７０８に中継してもよい。第２のセル管理部７０８は、センサ管理部７３４及び移動管理部７３６を含んでもよい。回路ＣＡＤファイル７１６を使用して、センサ管理部７３４は、データ点を製品基材上で見出し、それにより、製品基材を、その上の回路配線の位置に従って検出し、方向付けるように基材整列センサ７３８に指示してもよい。センサ管理部７３４は、製品基材上の回路配線パターンに関する確認又は更新済みの位置情報を受信してもよい。センサ管理部７３４は、移動管理部７３６と連携して、第２のロボット７４０（「ロボット２」として図示）に命令を与えることにより、転写動作の実行のために製品基材を整列位置（すなわち、転写固定位置）まで搬送してもよい。従って、回路ＣＡＤファイル７１６は、基材上の回路配線にダイを正確に転写できるようにウェーハテープに対して製品基材を整列させる際にプロジェクト管理部７１０の助けとなり得る。
【００８４】
そのため、第２のセル管理部７０８は、第２のロボット７４０にどこに行くように命じるべきかを決定すること；決定された位置に行くように第２のロボット７４０に命じること；及びリセットすることを含む複数の状態を経てもよい。
【００８５】
上述した直接転写システム７００の全ての、又は全てより少ない各種構成要素間に付加的かつ代替的な通信経路を確保できることが理解される。
【００８６】
例示的な直接転写方法
１つ以上のダイがウェーハテープから製品基材に直接転写される直接転写プロセスの実行方法８００を図８に示す。本明細書に記載した方法８００の各工程は、いかなる特定の順序でなくてもよく、従って所望の製品状態を達成するのに十分なあらゆる順序で実行されてもよい。方法８００は、転写プロセスデータをＰＣ及び／又はデータ記憶装置にロードする工程８０２を含んでもよい。転写プロセスデータは、ダイマップデータ、回路ＣＡＤファイルデータ及びニードルプロファイルデータなどのデータを含んでもよい。
【００８７】
ウェーハテープをウェーハテープコンベア機構に装填する工程８０４を方法８００に含めてもよい。ウェーハテープをウェーハテープコンベア機構に装填することは、ウェーハテープコンベア機構を、取り出し位置として既知でもある装填位置まで移動するように制御することを含んでもよい。ウェーハテープは、装填位置にあるウェーハテープコンベア機構に固定されてもよい。ウェーハテープは、半導体のダイが製品基材コンベア機構に向かって下向きになるように装填されてもよい。
【００８８】
方法８００は、製品基材を加工して製品基材コンベア機構に装填する工程８０６を更に含んでもよい。製品基材を加工することは、ＰＣ又はデータ記憶装置にロードされているＣＡＤファイルのパターンに従って回路配線を製品基材上にスクリーン印刷する工程を含んでもよい。加えて、データ点を回路基材上に印刷して転写プロセスに役立てるようにしてもよい。製品基材コンベア機構は、取り出し位置として既知でもある装填位置まで移動するように制御されてもよく、そこで製品基材を製品基材コンベア機構に装填してもよい。製品基材は、回路配線がウェーハ上のダイの方を向くように装填されてもよい。ある場合において、例えば、製品基材は、組立ラインの方式などで、コンベア（図示せず）又は他の自動機構によって装填位置に供給及び配置されてもよい。或いは、製品基材は、作業者によって手動で装填されてもよい。
【００８９】
一旦、製品基材が製品基材コンベア機構に適切に装填され、ウェーハテープがウェーハテープコンベア機構に適切に装填されたら、ウェーハテープから製品基材の回路配線へのダイの直接転写を制御するプログラムをＰＣ経由で実行して直接転写動作８０８を開始してもよい。以下、直接転写動作の詳細について説明する。
【００９０】
例示的な直接転写動作方法
ダイをウェーハテープ（又は、図９を簡単に説明するために「ダイ基材」とも呼ばれる、ダイを保持する他の基材）から製品基材に直接転写させる直接転写動作方法９００を図９に示す。本明細書に記載した方法９００の各工程は、どの特定の順序でなくてもよく、従って所望の製品状態を達成するのに十分なあらゆる順序で実行されてもよい。
【００９１】
どのダイを製品基材上に配置すべきか、及びダイを製品基材上のどこに配置すべきかを決定するために、ＰＣは、９０２で、製品基材の識別と転写すべきダイを搭載したダイ基材の識別とに関する入力を受信してもよい。この入力は、ユーザーによって手動で入力されてもよく、又は、ＰＣは、製品基材整列センサ及びダイ検出器のそれぞれの制御下でセル管理部に要求を送信してもよい。この要求は、バーコード又はＱＲコードなどの識別マーカーを求めて装填後の基材をスキャンするようにセンサに指示してもよく、かつ／又は、バーコード又はＱＲコードなどの識別マーカーを求めて装填後のダイ基材をスキャンするように検出器に指示してもよい。
【００９２】
製品基材識別用の入力を使用して、ＰＣは、９０４で、製品基材及びダイ基材のそれぞれの識別マーカーと照合し、関連データファイルを読み出すためにデータ記憶装置又は他のメモリに問い合わせてもよい。特に、ＰＣは、製品基材上の回路配線のパターンを記述する製品基材と関連した回路ＣＡＤファイルを読み出してもよい。回路ＣＡＤファイルは、回路配線に転写すべきダイの数、相対位置、及び個々の品質要件などのデータを更に含んでもよい。同様に、ＰＣは、ダイ基材上の特定のダイの相対位置のマップを提供する、ダイ基材と関連したダイマップデータファイルを読み出してもよい。
【００９３】
製品基材へのダイの転写を実行するプロセスにおいて、ＰＣは、９０６で、転写機構及び固定機構に対する製品基材及びダイ基材の初期方向を決定してもよい。工程９０６内で、ＰＣは、製品基材上のデータ点を探索するように基材整列センサに指示してもよい。前述したように、データ点は、製品基材上の回路配線の相対位置及び方向を決定するための基準マーカーとして使用されてもよい。更に、ＰＣは、ダイ基材上の１つ以上の基準点を探索してダイの外形を決定するようにダイ検出器に指示してもよい。
【００９４】
一旦、製品基材及びダイ基材の初期方向が決定されたら、ＰＣは、９０８で、製品基材とダイ基材を転写機構及び固定機構との整列位置にそれぞれ方向付けるように製品基材搬送機構とダイ基材搬送機構のそれぞれに指示してもよい。
【００９５】
整列工程９０８は、ダイを転写すべき回路配線の部分の位置を決定すること９１０、及びその位置が転写固定位置と比較してどこに位置するかを決定すること９１２を含んでもよい。転写固定位置は、転写機構と固定機構の間の整列位置とみなされてもよい。工程９１０及び９１２において決定されたデータに基づき、９１４で、ＰＣは、製品基材搬送機構に、ダイを転写すべき回路配線の部分を転写固定位置に整列させるべく製品基材を搬送するように指示してもよい。
【００９６】
整列工程９０８は、ダイ基材上のどのダイを転写するかを決定すること９１６、及び転写固定位置と比較してダイがどこに位置するかを決定すること９１８を更に含んでもよい。工程９１６及び９１８において決定されたデータに基づき、ＰＣはウェーハテープ搬送機構に、転写すべきダイを転写固定位置９２０に整列させるべくダイ基材を搬送するように指示してもよい。
【００９７】
一旦、ダイ基材から転写すべきダイと、ダイを転写すべき回路配線の部分とを転写機構及び固定機構に整列させたら、ニードル及び固定装置（例えば、レーザー）を、９２２で、ダイ基材から製品基材へのダイの転写を実行するように作動させてもよい。
【００９８】
ダイが転写された後、ＰＣは、９２４で、転写すべきその他のダイがあるかどうかを決定してもよい。転写すべき別のダイがある場合、ＰＣは、工程９０８に戻ってもよく、それに応じて次の転写動作のために製品基材とダイ基材を再度整列させてもよい。転写される別のダイがない場合、転写プロセスが９２６で終了する。
【００９９】
例示的な直接転写コンベア／組立ラインシステム
図１０に関して記載した実施形態において、上記の直接転写装置の構成要素のいくつかを、コンベア／組立ラインシステム１０００（以下「コンベアシステム」）に実装してもよい。特に、図２Ａ及び２Ｂは、製品基材２１０が、製品基材コンベアフレーム２１４によって保持されており、かつ製品基材テンショナーフレーム２１６によって張力がかけられていることを示している。装置２００に関して示したモーター、レール及びギアで構成されるシステムを介して限られた領域内に製品基材コンベアフレーム２１４を固定することに代わるものとして、図１０は、製品基材コンベアフレーム２１４がコンベアシステム１０００を経由して搬送されていることを示す。このコンベアシステムにおいて、製品基材は、ある組立ライン方式プロセスを経る。搬送中の製品基材に対して実行される操作間の実際の搬送手段として、コンベアシステム１０００は、それぞれが製品基材を保持する複数の製品基材コンベアフレーム２１４を順次搬送するための、一連のトラック、ローラー及びベルト１００２、ならびに／又は他の搬送装置を含んでもよい。
【０１００】
ある場合において、コンベアシステム１０００の操作ステーションは、１つ以上の印刷ステーション１００４を含んでもよい。印刷されていない製品基材が印刷ステーション（複数可）１００４に搬送されると、回路配線がその上に印刷され得る。複数の印刷ステーション１００４がある場合、複数の印刷ステーション１００４は、直列に配置されてもよく、完全な回路配線を形成すべくそれぞれが１回以上の印刷動作を実行するように構成されてもよい。
【０１０１】
加えて、コンベアシステム１０００において、製品基材コンベアフレーム２１４は、１つ以上のダイ転写ステーション１００６に搬送されてもよい。複数のダイ転写ステーション１００６がある場合、複数のダイ転写ステーション１００６は、直列に配置されてもよく、それぞれが１回以上のダイの転写を実行するように構成されてもよい。転写ステーション（複数可）にて、製品基材は、本明細書に記載した直接転写装置の実施形態の１つ以上を使用した転写動作によって当該製品基材に転写され、取り付けられる１つ以上のダイを有してもよい。例えば、各転写ステーション１００６は、ウェーハテープ搬送機構、転写機構及び固定機構を含んでもよい。ある場合において、製品基材上に前もって回路配線が作製されていてもよく、従って製品基材を１つ以上の転写ステーション１００６に直接搬送してもよい。
【０１０２】
転写ステーション１００６において、ウェーハテープ搬送機構、転写機構及び固定機構を、搬送された製品基材コンベアフレーム２１４に対して、それがステーションに入ったときに整列させてもよい。この状況において、転写ステーション１００６の構成要素は、複数の製品基材がコンベアシステム１０００によって搬送されるとき、各製品基材に対して同じ相対位置で同じ転写動作を繰り返し実行してもよい。
【０１０３】
更に、コンベアシステム１０００は、１つ以上の仕上げステーション１００８を更に含んでもよく、ここに製品基材を搬送して最終処理を実行させるようにしてもよい。最終処理の種類、量及び所要時間は、製品の特徴及び製品の作製に使用される材料の特性に依存する場合がある。例えば、製品基材に対し、仕上げステーション（複数可）１００８にて、硬化時間を長くさせたり、保護塗装を施したり、部品を追加したりしてもよい。
【０１０４】
直接転写装置の第２の例示的な実施形態
直接転写装置の別の実施形態において、図１１Ａ及び１１Ｂから理解できるように、「光ストリング」を形成してもよい。装置１１００の特徴の多くは、図２Ａ及び２Ｂの装置２００の特徴と実質的に類似したままでもよいが、製品基材搬送機構１１０２は、図１１Ａ及び１１Ｂに示すように、製品基材２１２とは異なる製品基材１１０４を搬送するように構成されてもよい。具体的には、図２Ａ及び２Ｂにおいて、製品基材搬送機構２０２は、コンベアフレーム２１４及びテンショナーフレーム２１６を含む。これらのフレームは、張力下でシート状の製品基材２１２を固定している。しかしながら、図１１Ａ及び１１Ｂの実施形態において、製品基材搬送機構１１０２は、製品基材リールシステムを含んでもよい。
【０１０５】
製品基材リールシステムは、「ストリング回路」によって巻回された１つ以上の回路配線リール１１０６を含んでもよい。このストリング回路は、製品基材１１０４として、隣接して巻回された一対の導電性ストリング又は電線を含んでもよい。１つのリールのみを有する例では、リール１１０６を転写位置の第１の側に配置してもよく、一対の導電性ストリング（１１０４）を単一のリール１１０６に巻回させてもよい。或いは、転写位置の第１の側に２つの回路配線リール１１０６を配置してもよい。その場合、各リール１１０６は、ストリング回路の１本の撚り線を含み、これらの撚り線は、次いでまとめられて転写位置を通過する。
【０１０６】
１つのリール１１０６又は２つのリール１１０６が実装されているかどうかに関係なく、ストリング回路を形成するダイ転写プロセスは、いずれの場合でも実質的に類似し得る。特に、製品基材１１０４の導電性ストリングは、リール（複数可）１１０６から引かれて転写位置を横切ってもよく、仕上げ装置１１０８に供給されてもよい。ある場合において、仕上げ装置１１０８は、例えば、半透明又は透明のプラスチックの保護塗装を施す塗布装置；又は、製品の最終処理の一部としてストリング回路の硬化を完了し得る硬化装置であってもよい。加えて、又はその代わりに、回路ストリングは、別のリール上に供給されてもよく、このリールは、ストリング回路に最終処理を施す前にストリング回路を当該リールに巻き取ってもよい。製品基材１１０４の導電性ストリングが転写位置を通り抜けるとき、転写機構２０６を、（上述した）ニードルストロークを実行するように作動させて、製品基材１１０４の導電性ストリングにダイ２２０を転写することにより、隣接するストリング上にダイ２２０の電気接点端子をそれぞれ配置させるようにしてもよく、更に固定機構２０８を、適切な位置にダイ２２０を取り付けるように作動させてもよい。
【０１０７】
更に、装置１１００は、張力調整ローラー１１１０を含んでもよく、そこに製品基材１１０４の導電性ストリングを支持させ、更に張力をかけるようにしてもよい。従って、張力調整ローラー１１１０は、形成されたストリング回路の張力を維持しやすくし、それによってダイ転写の精度を高めることができる。
【０１０８】
図１１Ｂにおいて、ダイ２２０は、製品基材１１０４の導電性ストリングに転写されたものとして示されているが、それにより、製品基材１１０４の導電性ストリングが（ある程度）結合され、ストリング回路が形成される。
【０１０９】
直接転写装置の第３の例示的な実施形態
直接転写装置の更なる実施形態において、図１２から理解できるように、装置１２００は、ウェーハテープ搬送機構１２０２を備えてもよい。特に、図２Ａ及び２Ｂに示したウェーハテープコンベアフレーム２２２及びテンショナーフレーム２２４の代わりに、ウェーハテープ搬送機構１２０２は、１つ以上のリール１２０４で構成されるシステムを含んで、装置１２００の転写位置を通してダイ２２０を搬送して単一の基材にダイを転写してもよい。特に、各リール１２０４は、幅狭の、連続的な長尺状細片として形成された基材１２０６を含んでもよい。この細片には、当該細片の長さに沿ってダイ２２０が連続して取り付けられている。
【０１１０】
単一のリール１２０４を使用する場合、転写動作は、モーター、トラック及びギアを使用して、上述したように製品基材搬送機構２０２を介して製品基材２１０を実質的に搬送することを含んでもよい。しかしながら、ウェーハテープ搬送機構１２０２は、リール１２０４から基材１２０６を巻き出すことによって転写位置を通してダイ２２０を連続的に供給し得るが、リール１２０４自体は固定位置に保持されたままであるという点で、実質的に静止した機構を含んでもよい。ある場合において、基材１２０６の張力は、張力調整ローラー１２０８及び／又は張力調整リール１２１０による安定性の目的のために維持されてもよい。この張力調整リールは、リール１２０４とは反対の装置１２００の側に配置されてもよい。張力調整リール１２１０は、ダイが転写された後に基材１２０６を巻き上げてもよい。或いは、基材１２０６を固定するその他の適切な手段によって張力を維持することにより、ダイ２２０を周期的に送るために、各転写動作の後に転写位置を通して基材を引きやすくするようにしてもよい。
【０１１１】
複数のリール１２０４を使用する実施形態において、各リール１２０４は、他のリール１２０４に隣接して水平方向に配置されてもよい。各リール１２０４は、特定の転写機構２０６及び特定の固定機構２０８と対であってもよい。この場合、転写機構と固定機構の各セットを、複数のダイが同じ製品基材２１０上の複数の位置に同時に配置され得るように製品基材２１０に対して配列してもよい。例えば、ある場合において、各転写位置（すなわち、転写機構とそれに対応する固定機構との整列）は、様々な回路配線パターンに対応できるように、一列でもよく、オフセットを付けてもよく、千鳥状でもよい。
【０１１２】
１つのリール１２０４又は複数のリール１２０４が実装されているかどうかに関係なく、ダイ転写動作は、直接転写装置２００の第１の例示的な実施形態に関して上述した転写動作と比較的類似し得る。例えば、製品基材２１０は、上記と同様に製品基材搬送機構２０２を介して転写位置（ダイ固定位置）まで搬送されてもよく、転写機構（複数可）２０６は、ニードルストロークを実行して、ダイ基材１２０６から製品基材２１０にダイ２２０を転写してもよく、固定機構２０８は、ダイ２２０の製品基材２１０への取り付けを補助するように作動してもよい。
【０１１３】
なお、複数のリール１２０４を有する実施形態では、転写機構の全てを同時に作動させる必要がなくてもよいように回路配線パターンを設けてもよい。そのため、製品基材を転写のための様々な位置に搬送するときに複数の転写機構を断続的に作動させてもよい。
【０１１４】
直接転写装置の第４の例示的な実施形態
図１３は、直接転写装置１３００の実施形態を示す。図２Ａ及び２Ｂと同様に、製品基材搬送機構２０２は、ウェーハテープ搬送機構２０４に近接して配置されてもよい。しかしながら、搬送機構２０２と搬送機構２０４の間に空間が存在しており、この空間に、ウェーハテープ２１８から製品基材２１０へのダイ２２０の転写を実行するように転写機構１３０２が配置され得る。
【０１１５】
転写機構１３０２は、コレット１３０４を備えてもよい。このコレットは、ウェーハテープ２１８からダイ２２０を一度に１つ以上ピックし、アーム１３０６を通って伸びる軸Ａの周りに回転する。例えば、図１３は、ウェーハテープ２１８のダイ運搬用表面と製品基材２１０の転写表面との間でコレット１３０４が旋回点１３０８の周りに１８０度旋回し得る（旋回方向を示す矢印を参照）ように、ウェーハテープ２１８が製品基材２１０に面している状態を示す。すなわち、上記の伸長方向のコレット１３０４は、ウェーハテープ２１８と製品基材２１０の両方の転写表面又は転写平面に直交する平面内で旋回する。或いは、ある実施形態において、コレットのアーム構造は、２つの平行な表面の間で旋回するように配置されてもよく、コレットのアームは、平行な平面に沿って旋回してもよい。従って、ウェーハテープ２１８に面するとき、コレット１３０４は、ダイ２２０をピックしてもよく、次いで、固定機構２０８と並ぶように製品基材２１０の表面まで直ちに旋回してもよい。その後、コレット１３０４は、製品基材２１０上の回路配線２１２に取り付けるべきダイ２２０を転写するためにダイ２２０を放出する。
【０１１６】
ある場合において、転写機構１３０２は、アームから様々な方向に伸びている２つ以上のコレット（図示せず）を含んでもよい。そのような実施形態において、これらのコレットは、コレット停止位置を通って３６０度回転的にインデックス付けされてもよく、１つのコレットがウェーハテープ２１８を通過する度にダイをピックし、転写してもよい。
【０１１７】
加えて、１つ以上のコレット１３０４は、コレット１３０４による正負の真空圧を使用してウェーハテープからダイ２２０をピックし、放出してもよい。
【０１１８】
例示的な条項
Ａ：半導体デバイスの製品基材への転写方法であって、前記半導体デバイスを載置した半導体ウェーハの第１の表面に面するように前記製品基材の表面を位置決めすることと；転写機構を前記半導体ウェーハの第２の表面に係合させるように前記転写機構を作動させることであって、前記半導体ウェーハの前記第２の表面は前記半導体ウェーハの前記第１の表面の反対側にあり、前記転写機構を前記作動させることは、前記半導体ウェーハの前記第１の表面に配置された特定の半導体デバイスの位置に対応する、前記半導体ウェーハの前記第２の表面上の位置に対してピンを押圧させることと、前記ピンを静止位置に格納することとを含む、前記転写機構を前記作動させることと；前記半導体ウェーハの前記第２の表面から前記特定の半導体デバイスを取り外すことと；前記特定の半導体デバイスを前記製品基材に取り付けることとを含む、前記方法。
【０１１９】
Ｂ：前記製品基材の前記表面に回路配線を配置することを更に含み、前記製品基材に前記特定の半導体デバイスを前記取り付けることは、前記特定の半導体デバイスを前記回路配線と接触して取り付けることを含む、段落Ａに記載の方法。
【０１２０】
Ｃ：前記特定の半導体は第１の特定の半導体デバイスであり、前記方法は、取り付けるべき第２の特定の半導体デバイスを前記製品基材の前記表面に整列させるように、前記製品基材の前記表面に対して前記半導体のウェーハの前記第１の表面を再度位置決めすることを更に含む、段落Ａから段落Ｂのいずれかに記載の方法。
【０１２１】
Ｄ：前記特定の半導体デバイスを前記取り付ける前に前記製品基材の前記表面に導電性材料を付加することを更に含み、前記特定の半導体デバイスを前記製品基材に前記取り付けることは、前記特定の半導体デバイスを前記導電性材料と接触して取り付けることを含む、段落Ａから段落Ｃのいずれかに記載の方法。
【０１２２】
Ｅ：前記特定の半導体デバイスを前記取り付けて前記特定の半導体デバイスを接触させた後に導電性材料を前記製品基材の前記表面に付加することを更に含む、段落Ａから段落Ｄのいずれかに記載の方法。
【０１２３】
Ｆ：前記製品基材の前記表面に導電性材料を付加し、前記導電性材料を介して前記特定の半導体デバイスを前記製品基材に取り付けることを更に含む、段落Ａから段落Ｅのいずれかに記載の方法。
【０１２４】
Ｇ：前記取り付けられた特定の半導体デバイスを覆う封止材を設けることを更に含む、段落Ａから段落Ｆのいずれかに記載の方法。
【０１２５】
Ｈ：電気部品の転写方法であって、キャリア基材の第１の表面を、前記キャリア基材の第２の表面が転写機構のスラストピンから離れて配置されるように前記転写機構に対して位置決めすることであって、前記キャリア基材の前記第２の表面には、前記キャリア基材に取り付けられた電機部品が搭載されている、前記位置決めすることと；前記転写機構を作動させて前記キャリア基材の前記第１の表面上の転写位置に対して前記スラストピンを押圧させることであって、前記キャリア基材の前記第１の表面上の前記転写位置は、前記キャリア基材の前記第２の表面に取り付けられた特定の電気部品の位置に対応する、前記押圧させることと；前記キャリア基材の前記第２の表面から前記特定の電気部品を取り外しさせることとを含む、前記方法。
【０１２６】
Ｉ．表面に回路配線を有する製品基材を前記キャリア基材に対して整列させることを更に含み、前記特定の半導体デバイスを前記取り外しさせることは、前記特定の電気部品が前記製品基材上の前記回路配線に接触するように前記スラストピンを前記転写位置に対してある程度押圧することを含む、段落Ｈに記載の方法。
【０１２７】
Ｊ：前記特定の電気部品を前記製品基材上の前記回路配線に取り付けることを更に含む、段落Ｈから段落Ｉのいずれかに記載の方法。
【０１２８】
Ｋ：前記転写機構が前記特定の電気部品を前記キャリア基材から製品基材に直接転写させるように前記キャリア基材を前記製品基材に対して所定の位置に固定することを更に含む、段落Ｈから段落Ｊのいずれかに記載の方法。
【０１２９】
Ｌ：前記キャリア基材から前記製品基材上の対応する位置に前記特定の電気部品を転写するように前記キャリア基材の位置を製品基材に対して制御することを更に含む、段落Ｈから段落Ｋのいずれかに記載の方法。
【０１３０】
Ｍ：前記キャリア基材上に配置された複数の電気部品の相対位置に関するデータを制御システムにロードすることを更に含み、前記キャリア基材の前記位置を前記制御することは、前記特定の電気部品を前記製品基材に転写するために前記特定の電気部品の前記位置を決定することを含む、段落Ｈから段落Ｌのいずれかに記載の方法。
【０１３１】
Ｎ：前記キャリア基材の前記位置を前記制御することは、前記製品基材への連続的な転写のために前記転写位置を前記複数の電気部品のうちの複数の電機部品に整列させるように前記キャリア基材の前記位置を前記転写機構に対して繰り返しシフトすることを更に含む、段落Ｈから段落Ｍのいずれかに記載の方法。
【０１３２】
Ｏ：導電性回路配線を可撓性ポリマー基材の表面に施すことと；パッケージされていない半導体デバイスを半導体ウェーハから前記ポリマー基材に直接転写することであって、前記転写することは、前記半導体ウェーハの第２の表面に配置された前記パッケージされていない半導体デバイスの位置に対応する前記半導体ウェーハの第１の表面上の位置に対してピンを押圧させることを含み、前記押圧によって前記パッケージされていない半導体デバイスを前記回路配線に接触させる、前記転写することとを含む方法。
【０１３３】
Ｐ：前記パッケージされていない半導体デバイスを前記ポリマー基材上の前記回路配線に接続することを更に含む、段落Ｏに記載の方法。
【０１３４】
Ｑ：前記ピンに近接して配置されたカメラによって前記半導体ウェーハの前記第１の表面上の前記位置を決定することを更に含む、段落Ｏから段落Ｐのいずれかに記載の方法。
【０１３５】
Ｒ：前記半導体ウェーハの前記第１の表面上の前記位置に対して前記ピンを前記押圧させることは、前記半導体ウェーハが取り付けられているウェーハテープからの前記パッケージされていない半導体デバイスの分離を開始させることを含む、段落Ｏから段落Ｑのいずれかに記載の方法。
【０１３６】
Ｓ：前記半導体ウェーハの前記第１の表面上の前記位置に対して前記ピンを前記押圧させることにより、前記パッケージされていない半導体デバイスの周囲の前記ウェーハテープの領域において前記ウェーハテープを局所的に撓ませる、段落Ｏから段落Ｒのいずれかに記載の方法。
【０１３７】
Ｔ：前記転写することは、前記パッケージされていない半導体デバイスの表面上の導電性パッドを、前記基材上の前記回路配線に整列させるように位置決めすることを更に含む、段落Ｏから段落Ｓのいずれかに記載の方法。
【０１３８】
Ｕ：第１の側及び第２の側を有するウェーハテープを保持する第１のフレームであって、複数の半導体デバイスダイが前記ウェーハテープの前記第１の側に配置されている、前記第１のフレームと；表面に回路配線を有する製品基材をそれぞれの間にクランプする第１のクランプ部材及び第２のクランプ部材を含む第２のフレームであって、前記回路配線が前記ウェーハテープ上の前記複数の半導体デバイスダイに面して配置されるべく前記製品基材を保持するように構成されている、前記第２のフレームと；前記ウェーハテープの前記第２の側に近接して配置されたニードルであって、前記ウェーハテープに向かう方向に前記ニードルの長さが伸びる、前記ニードルと；前記ニードルをダイ転写位置まで移動させるために前記ニードルに接続されたニードルアクチュエータであって、前記ダイ転写位置にて、前記ニードルは、前記ウェーハテープの前記第２の側を押圧し、前記複数の半導体デバイスダイのうちの半導体デバイスダイを押して前記製品基材上の前記回路配線に接触させる、前記ニードルアクチュエータと；前記半導体デバイスダイが前記回路配線と接触している前記転写位置に対応する前記製品基材の部分を向いて、前記半導体デバイスダイを前記回路配線に取り付けるために前記回路配線にエネルギーを与えるレーザーとを備える装置。
【０１３９】
Ｖ：前記第１のフレーム及び前記第２のフレームに通信可能に接続されたコントローラであって、実行時に、前記ウェーハテープ上の前記半導体デバイスダイを前記転写位置に整列させるように前記第１のフレームを向かせ、前記製品基材の前記部分を前記転写位置に整列させるように前記第２のフレームを向かせる命令を有するメモリを含む、前記コントローラを更に備える、段落Ｕに記載の装置。
【０１４０】
Ｗ：前記転写位置に対する特定のダイの位置を検出するように配置された第１の光センサと；前記転写位置に対する前記回路配線の位置を検出するように配置された第２の光センサとを更に備える、段落Ｕから段落Ｖのいずれかに記載の装置。
【０１４１】
Ｘ：前記回路配線は導電性インクを含む、段落Ｕから段落Ｗのいずれかに記載の装置。
【０１４２】
Ｙ：穿孔された基部を含むウェーハテープ支持構造体であって、前記ウェーハテープの前記第２の側の表面に近接して配置され、前記ニードルが前記ウェーハテープに到達すべく前記基部の穿孔を通って自由に往復するように整列されている、前記ウェーハテープ支持構造体を更に備える、段落Ｕから段落Ｘのいずれかに記載の装置。
【０１４３】
Ｚ：前記複数の半導体デバイスダイは複数のＬＥＤを備える、段落Ｕから段落Ｙのいずれかに記載の装置。
【０１４４】
ＡＡ：製品基材を固定する製品基材フレームであって、第１の側と第２の側を有する前記製品基材フレームと；複数の半導体デバイスダイを保持するダイ基材を固定するダイ基材フレームであって、前記製品基材フレームの前記第１の側に近接して配置されている前記ダイ基材フレームと；前記ダイ基材が前記ダイ基材フレームに固定されたときに前記半導体デバイスダイを前記ダイ基材から分離するために前記ダイ基材フレームに近接して配置されたダイ分離装置と；エネルギー放出装置を含む固定素子であって、前記製品基材が前記製品基材フレームに固定されたときに前記半導体デバイスダイを前記製品基材に取り付けるために前記製品基材フレームの第１の側又は前記第２の側の一方に近接して配置された前記固定素子とを備える装置。
【０１４５】
ＡＢ：前記ダイ分離装置は、前記ダイ基材から前記製品基材に半導体ダイを転写するために前記ダイ基材フレームと前記製品基材フレームの間で旋回可能であるコレットを含む、段落ＡＡに記載の装置。
【０１４６】
ＡＣ：前記コレットは、前記ダイ基材の平面と前記製品基材の平面の両方に直交する平面内で旋回する、段落ＡＡから段落ＡＢのいずれかに記載の装置。
【０１４７】
ＡＤ：前記固定素子は、前記製品基材の領域であって、該領域にて、分離されたダイが前記製品基材上に配置されている、前記製品基材の前記領域にエネルギーを放出するように方向付けられている、段落ＡＡから段落ＡＣのいずれかに記載の装置。
【０１４８】
ＡＥ：前記ダイ分離装置は、前記１つ以上のダイの幅より狭い幅と、長さとを有する棒部材であって、転写位置に向かう方向に前記長さが伸びるように方向付けられた前記棒部材と、前記棒部材の第１端部が接続されたアクチュエータであって、前記分離動作中、前記棒部材の第２端部を前記ダイ基材に対して押圧させるべく前記棒部材を往復的に移動させるように機械化されている前記アクチュエータとを含む、段落ＡＡから段落ＡＤのいずれかに記載の装置。
【０１４９】
ＡＦ：前記ダイ基材フレーム及び前記製品基材フレームは、第１及び第２の方向のそれぞれに移動可能であり、前記ダイ基材フレームの前記第１及び第２の方向は第１の同一平面上にあり、前記製品基材フレームの前記第１及び第２の方向は第２の同一平面上にある、段落ＡＡから段落ＡＥのいずれかに記載の装置。
【０１５０】
ＡＧ：前記製品基材フレームの位置は、前記ダイ分離装置の位置に対して３つ以上の方向に移動可能である、段落ＡＡから段落ＡＦのいずれかに記載の装置。
【０１５１】
ＡＨ：電気的に動作可能な素子をウェーハテープから回路配線上の転写固定位置に直接転写する転写機構と；前記転写機構の作動時に前記電気的に動作可能な素子を前記回路配線に取り付けるために転写固定位置に近接して配置された固定機構とを備える装置。
【０１５２】
ＡＩ：前記転写機構は、ニードルと、前記転写固定位置に対して接近及び離反するように前記ニードルを移動させるニードルアクチュエータとを含み、前記転写機構と前記固定機構は、前記ニードルの作動によって前記電気的に動作可能な素子が前記転写固定位置に対して押し付けられるように互いに十分近くに配置されている、段落ＡＨに記載の装置。
【０１５３】
ＡＪ：前記転写機構と通信するセンサを更に備え、前記センサは、転写固定位置に対する前記電気的に動作可能な素子の位置を決定するように構成されている、段落ＡＨから段落ＡＩのいずれかに記載の装置。
【０１５４】
ＡＫ：前記転写固定位置に対する前記回路配線の位置を決定するように構成されたセンサを更に備える、段落ＡＨから段落ＡＪのいずれかに記載の装置。
【０１５５】
ＡＬ：前記転写機構の転写動作中に前記固定機構を作動させるように制御するコントローラを更に備える、段落ＡＨから段落ＡＫのいずれかに記載の装置。
【０１５６】
ＡＭ：前記転写機構に対する前記回路配線の移動を制御するコントローラを更に備える、段落ＡＨから段落ＡＬのいずれかに記載の装置。
【０１５７】
ＡＮ：前記電気的に動作可能な素子は、パッケージされていないＬＥＤである、段落ＡＨから段落ＡＭのいずれかに記載の装置。
【０１５８】
結論
構造的な特徴及び／又は方法論的な行為に特有の言葉でいくつかの実施形態を説明してきたものの、特許請求の範囲は、記載した特定の特徴及び行為に必ずしも限定されるものではないことを理解すべきである。むしろ、特定の特徴及び行為は、特許請求される主題を実施することの例示的な形態として開示される。更に、用語「ｍａｙ（してもよい）」の使用は、必ずしも全ての実施形態とは限らないが、１つ以上の各種実施形態に使用されている特定の特徴の実現性を示すために本明細書において使用される。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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