(57)【要約】半導体デバイスダイの第１の基材から第２の基材への直接転写を実行するための装置。装置には、２軸で移動可能な第１の基材搬送機構が含まれる。微調整機構は、第１の基材搬送機構と連結され、第１の基材を保持し、第１の基材搬送機構によって引き起こされる位置調整よりも小さなスケールで位置調整を行うように構成される。微調整機構は、遠位端部を有する微調整アクチュエータと、微調整アクチュエータの遠位端部との接触を介して移動可能である第１の基材ホルダフレームとを含む。第２のフレームは、転写面が第１の基材の表面上に配置された半導体デバイスダイに向いて配置されるように、第２の基材を固定するように構成される。転写機構は、半導体デバイスダイを押圧して基材の転写面と接触させるように構成される。
2022501812.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基材上に配置された半導体デバイスダイの第２の基材への直接搬送を実行するための装置であって、
前記第１の基材の一次位置調整を行うために２軸で移動可能な基材搬送機構と、
前記基材搬送機構に連結された微調整機構であって、前記微調整機構が、前記第１の基材を保持し、前記基材搬送機構によって引き起こされる前記一次位置調整よりも小さなスケールで二次位置調整を行うように構成され、前記微調整機構が、
移動可能な遠位端部を有する微調整アクチュエータと、
前記第１の基材を固定するように構成された基材ホルダフレームであって、前記基材ホルダフレームが、前記微調整アクチュエータの前記遠位端部の作動を介して移動可能である前記基材ホルダフレームと
を含む、前記微調整機構と、
前記第２の基材を固定するように構成され、それにより前記第２の基材の転写面が前記第１の基材上に配置された前記半導体デバイスダイに向いて配置される基材フレームと、
前記第１の基材を押圧し、前記半導体デバイスダイを前記第２の基材に転写するように構成された転写機構と、
を備える、装置。
【請求項２】
前記微調整機構が、
前記基材ホルダフレームを固定するためのウェーハ支持体と、
前記基材ホルダフレームを中立位置にリセットするための戻り部材と
をさらに含み、
前記微調整アクチュエータの前記遠位端部が、前記ウェーハ支持体に近接して配置される、
請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記微調整アクチュエータが第１の微調整アクチュエータであり、
前記微調整機構が、前記基材ホルダフレームの位置を調整するように位置決めされた遠位端部を有する第２の微調整アクチュエータをさらに含み、
前記第１の微調整アクチュエータの前記遠位端部が、前記第２の微調整アクチュエータの前記遠位端部に対してそれぞれ約９０度変位した場所で前記基材ホルダフレームの前記位置を調整するように位置決めされる、
請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記微調整機構が２軸レール搬送機構である、
請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記微調整機構が、前記基材搬送機構に取り付けられたサブステージプレートをさらに含む、
請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記微調整機構が、
前記サブステージプレートに取り付けられた第１の一対の平行レールであって、第１の方向に延びる第１の一対の平行レールと、
第１の軸スライドプレートの第２の側面に対向する第１の側面を有する前記第１の軸スライドプレートであって、前記第１の軸スライドプレートの前記第１の側面上の前記第１の一対の平行レールを介して前記サブステージに間接的に接続されている前記第１の軸スライドプレートと、
前記第１の軸スライドプレートの前記第２の側面に取り付けられた第２の一対の平行レールであって、前記第１の方向を横切る第２の方向に延びる前記第２の一対の平行レールと、
前記第１の軸スライドプレートに前記第２の一対の平行レールを介して間接的に接続された第２の軸スライドプレートであって、前記基材ホルダフレームを支持する前記第２の軸スライドプレートと、
をさらに含む、
請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記微調整アクチュエータの前記移動可能な遠位端部が、前記第１の軸スライドプレートの縁部に接触するように配置される、
請求項６に記載の装置。
【請求項８】
第１の基材上に配置された半導体デバイスダイの第２の基材への直接搬送を実行するための装置であって、
第１の基材のマクロ位置調整を行うための基材搬送機構と、
前記基材搬送機構と連結された微調整機構であって、前記微調整機構が、前記第１の基材を保持し、前記第１の基材の位置の微調整を行うように構成され、前記微調整機構が、
移動可能な遠位端部を有する微調整アクチュエータと、
前記第１の基材を固定するように構成された基材ホルダフレームであって、前記基材ホルダフレームが、前記微調整アクチュエータの前記遠位端部との接触を介して移動可能であるスライドプレートに固定されている前記基材ホルダフレームと
を含む、前記微調整機構と、
前記第２の基材を固定するように構成され、それにより前記第２の基材の転写面が前記第１の基材上に配置された前記半導体デバイスダイに向いて配置される基材フレームと、
前記第１の基材を押圧し、前記半導体デバイスダイを前記第２の基材に転写するように構成された転写機構と、
を備える、装置。
【請求項９】
前記微調整アクチュエータが第１の微調整アクチュエータであり、
前記スライドプレートが、前記微調整機構の第１のスライドプレートであり、第１の方向に位置的に調整可能であり、
前記微調整機構が、
前記第１の方向を横切る第２の方向に位置的に調整可能な第２のスライドプレートと、
前記第２のスライドプレートの位置に接触し調整するように配置される移動可能な遠位端部を有する第２の微調整アクチュエータと、
をさらに含む、
請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記第１のスライドプレートと前記第２のスライドプレートとは、一対の平行レールによって相互接続され、それにより前記第２のスライドプレートが前記第１のスライドプレートに対して直線方向に移動可能である、
請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記微調整機構が、
前記第１の微調整アクチュエータの作動後に前記第１のスライドプレートを停止するために、前記第１の微調整アクチュエータに対向する前記第１のスライドプレートの側面に配置された第１の圧縮バンパと、
前記第２の微調整アクチュエータの作動後に前記第２のスライドプレートを停止するために、前記第２の微調整アクチュエータに対向する前記第２のスライドプレートの側面に配置された第２の圧縮バンパと、
をさらに含む、
請求項９に記載の装置。
【請求項１２】
前記基材搬送機構が少なくとも２つの方向に移動可能である、
請求項８に記載の装置。
【請求項１３】
前記微調整アクチュエータが、０．５ミクロン〜５０００ミクロンの範囲の位置調整を行うように構成される、
請求項８に記載の装置。
【請求項１４】
前記微調整アクチュエータが、１ミクロン〜１０００ミクロンの範囲の位置調整を行うように構成される、
請求項８に記載の装置。
【請求項１５】
前記微調整アクチュエータが、５ミクロン〜５０ミクロンの範囲の位置調整を行うように構成される、
請求項８に記載の装置。
【請求項１６】
第１の基材上に配置された半導体デバイスダイの第２の基材への直接転写を実行するための装置であって、
マクロ位置調整で前記第１の基材を搬送するために１つ以上の方向に移動するように構成された基材搬送機構と、
前記基材搬送機構と連結された微調整機構であって、前記微調整機構が、前記基材搬送機構に対する位置の微調整において前記第１の基材をさらに搬送するように構成され、前記微調整機構が、
移動可能な遠位端部を有する１つ以上の微調整アクチュエータと、
前記１つ以上の微調整アクチュエータの作動を介して移動可能であるために前記第１の基材を固定するように構成された基材ホルダフレームと
を含む、前記微調整機構と、
前記第２の基材を固定するように構成され、それにより前記第２の基材の転写面が前記第１の基材上に配置された前記半導体デバイスダイに向いて配置される基材フレームと、
前記第１の基材を押圧し、前記半導体デバイスダイを前記第２の基材に転写するように作動可能である転写部材と、
を備える、装置。
【請求項１７】
前記１つ以上の微調整アクチュエータが、前記マクロ位置調整の場所の不正確さを打ち消すように制御される、
請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記微調整機構が、前記基材搬送機構が動いている間、前記基材搬送機構に対して前記第１の基材の位置を調整するように構成される、
請求項１６に記載の装置。
【請求項１９】
前記基材搬送機構の前記動きが、前記基材搬送機構がマクロ位置調整後に停止したときに生じる振動運動である、
請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記基材搬送機構の前記動きが、前記基材搬送機構が前記マクロ位置調整中に連続的に移動するときに生じる動きである、
請求項１８に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連特許出願の相互参照
本出願は、「Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｔｏ  Ｉｎｃｒｅａｓｅ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｓｐｅｅｄ  ｏｆ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  ｗｉｔｈ  Ｍｉｃｒｏ−Ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ」と題する、２０１８年１０月１日に出願された米国特許出願第１６／１４７，４５６号の優先権を主張し、参照によりその全体を組み込んでいる。本出願は、現在は米国特許第９，６３３，８８３号として発行されている、「Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｏｆ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅｓ，」と題する、２０１４年１１月１２日に出願された米国特許出願第１４／９３９，８９６号、「Ｃｏｍｐｌｉａｎｔ  Ｎｅｅｄｌｅ  ｆｏｒ  Ｄｉｒｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｏｆ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅｓ」と題する、２０１６年１１月３日に出願された米国特許出願第１５／３４３，０５５号、「Ｔｏｐ−Ｓｉｄｅ  Ｌａｓｅｒ  ｆｏｒ  Ｄｉｒｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｏｆ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅｓ」と題する、２０１６年１１月２３日に出願された米国特許出願第１５／３６０，４７１号、「Ｐａｔｔｅｒｎ  Ａｒｒａｙ  Ｄｉｒｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  Ｔｈｅｒｅｆｏｒ」と題する、２０１６年１１月２３日に出願された米国特許出願第１５／３６０，６４５号、「Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｓｕｐｐｏｒｔ  Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ  ｆｏｒ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｏｆ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅｓ」と題する、２０１７年１月１８日に出願された米国特許出願第１５／４０９，４０９号、および「Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｄｉｒｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｆｅｒｓ  ｏｆ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅｓ」と題する、２０１８年５月１２日に出願された米国特許出願第１５／９８７，０９４号を参照により組み込んでいる。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスは、シリコン、ゲルマニウム、ガリウムヒ素などの半導体材料を利用する電気部品である。半導体デバイスは通常、単一の個別素子としてまたは集積回路（ＩＣ）として製造される。単一の個別素子の例には、発光ダイオード（ＬＥＤ）、ダイオード、トランジスタ、抵抗器、コンデンサ、ヒューズなどの電気的に作動可能な要素が含まれる。
【０００３】
半導体デバイスの製造には、通常、無数のステップを伴う複雑な製造プロセスが含まれる。製造の最終製品は「パッケージ化された」半導体デバイスである。「パッケージ化された」変形物とは、最終製品に組み込まれていた筐体と保護機能、およびパッケージ内のデバイスを最終的な回路に組み込むことを可能にするインターフェースを指す。
【０００４】
半導体デバイスの従来の製造プロセスは、半導体ウェーハの取り扱いから始まる。ウェーハは、多数の「パッケージ化されていない」半導体デバイスにダイシングされる。「パッケージ化されていない」変形物とは、保護機能のない密閉されていない半導体デバイスを指す。本明細書では、パッケージ化されていない半導体デバイスは、半導体デバイスダイ、または簡単にするために単に「ダイ」と呼ばれることがある。ただ１つの半導体ウェーハをダイシングして様々なサイズのダイを作製し、半導体ウェーハから（半導体の開始サイズに応じて）１０万を超える、または１００万をも超えるダイを形成することができ、各ダイは特定の品質を有する。パッケージ化されていないダイは、次いで以下で簡単に説明する従来の製造プロセスを介して「パッケージ化」される。ウェーハの取り扱いとパッケージングの間の動作は、「ダイの準備」と呼ぶ場合がある。
【０００５】
場合によっては、ダイの準備には、「ピックアンドプレースプロセス」によるダイの仕分けが含まれる場合がある。これにより、ダイシングされたダイが個別にピックされ、ビンに仕分けされる。仕分けは、ダイの順方向電圧容量、ダイの平均電力、および／またはダイの波長に基づき得る。
【０００６】
通常、パッケージ化には、ダイをプラスチックまたはセラミックのパッケージ（金型や筐体など）に取り付けることが含まれる。パッケージ化には、ダイ接点をピン／ワイヤに接続して、最終的な回路とのインターフェース／相互接続することも含まれる。半導体デバイスのパッケージ化は、通常、ダイを密閉してダイを環境（ほこりなど）から保護することによって完了する。 
【０００７】
製品メーカは、次いでパッケージ化された半導体デバイスを製品回路に配置する。パッケージ化により、デバイスは製造中の製品の回路アセンブリに「プラグイン」する準備完了している。さらに、デバイスのパッケージ化は、デバイスを劣化または破壊する可能性のある要素からデバイスを保護するが、パッケージ化されたデバイスはパッケージ内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、面積が約１０倍で、結果として体積が１００倍になる）。したがって、結果として得られる回路アセンブリは、半導体デバイスのパッケージより薄くすることはできない。
【発明の概要】
【０００８】
前述のように、ただ１つの半導体ウェーハをダイシングして、半導体ウェーハから１０万を超える、さらには１００万を超えるダイを作製し得る。したがって、数百万でなくても数千のダイを転写する場合、効率が第一の関心事になる。これらのダイを転写する際には、製造業者が効率および／または速度のために制御し得ないダイ転写のパラメータがあることが多い。例えば、ダイが比較的高速で転写される場合、高速転写プロセスにより、振動が半導体基材全体に伝わる場合がある。他の態様では、高速で転写を実行するように構成されている場合でさえ、転写のためにダイを位置付ける搬送機構を開始および停止することは、効率の点でコストがかかる可能性がある。従来の転写機構および方法は、転写プロセスの効率を低下させることなく、これらのパラメータおよび／または他を制御および／または改善する能力を提供しない。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
発明を実施するための形態は、添付の図を参照して説明される。図では、参照番号の左端の数字（複数可）は、参照番号が最初に表示される図を識別する。異なる図で同じ参照番号を使用している場合は、類似または同一の項目を示す。さらに、図面は、個々の図内の個々の構成要素の相対的なサイズのおおよその描写を提供すると見なすし得る。しかし、図面は原寸に比例しておらず、個々の図内および異なる図間の両方の個々の構成要素の相対的なサイズは、示されているものとは異なる場合がある。具体的には、一部の図は、構成要素を特定のサイズまたは形状として示す場合があるが、他の図は、わかりやすくするために、同じ構成要素をより大きなスケール、または異なる形状で示す場合がある。
【００１０】
【図１】直接転写装置のある実施形態の等角図を示す。
【図２Ａ】事前転写位置にある直接転写装置のある実施形態の概略図を表す。
【図２Ｂ】転写位置にある直接転写装置のある実施形態の概略図を表す。
【図３】直接転写機構の針の端部の形状プロファイルのある実施形態を示す。
【図４】針作動ストロークプロファイルの実施形態を示す。
【図５】支持基材の上に回路トレースを有する支持基材のある実施形態の平面図を示す。
【図６】直接ダイ転写システムの要素のある実施形態の概略図を示す。
【図７】機械ハードウェアと直接ダイ転写システムのコントローラとの間の回路経路のある実施形態の概略図を示す。
【図８】本出願のある実施形態に係る、直接ダイ転写プロセスの方法を示す。
【図９】本出願のある実施形態に係る、直接ダイ転写動作の方法を示す。
【図１０】コンベヤシステムを実装する直接転写装置およびプロセスのある実施形態を示す。
【図１１】（Ａ）は事前転写位置にある直接転写装置の別の実施形態の概略図を示す。（Ｂ）は（Ａ）の実施形態の支持基材搬送機構の転写後動作の概略上面図を示す。
【図１２】事前転写位置にある直接転写装置の別の実施形態の概略図を示す。
【図１３】事前転写位置にある直接転写装置の別の実施形態の概略図を示す。
【図１４】本開示のある実施形態に従って実装された微調整アセンブリを備えた、事前転写位置にある直接転写装置の実施形態の概略図を示す。
【図１５Ａ】本開示のある実施形態に係る、微調整アセンブリの等角図を示す。
【図１５Ｂ】本開示のある実施形態に係る、図１５Ａの微調整アセンブリの概略断面図を示す。
【図１５Ｃ】本開示のある実施形態に係る、図１５Ａの微調整アセンブリの別の概略断面図を示す。
【図１６】本開示のある実施形態に係る、２つの微調整アクチュエータを有する微調整アセンブリの底面図を示す。
【図１７】本開示のある実施形態に係る、４つの微調整アクチュエータを有する微調整アセンブリの底面図を示す。
【図１８】本開示のある実施形態に係る、直接転写装置を作動させる例示的なプロセスの方法を示す。
【図１９Ａ】本開示のある実施形態に係る、２つのマイクロアクチュエータを有する２軸レール微調整アセンブリの等角図を示す。
【図１９Ｂ】本開示のある実施形態に係る、図１９Ａの２軸レール微調整アセンブリの側面図を示す。
【図１９Ｃ】本開示のある実施形態に係る、図１９Ａの２軸レール微調整アセンブリの底面図を示す。
【図２０】本開示のある実施形態に係る、微調整アセンブリを有する装置を用いて直接転写を実施する例示的なプロセスの別の方法を示す。
【図２１】本開示のある実施形態に係る、微調整アセンブリを有する装置とともに使用するための複数のピン／針を有する直接ダイ転写ヘッドの部分概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本開示は、半導体デバイスのダイを回路に直接転写し、固定する機械、および同を達成するためのプロセス、ならびに機械にダイが取り付けられた回路（出力製品として）を対象とする。ある実施形態では、機械は、パッケージ化されていないダイを「ウェーハテープ」などの基材から回路基材などの支持基材に直接転写するために機能する。パッケージ化されていないダイの直接転写は、従来の手段によって製造された同様の製品と比較して、最終製品の厚さ、ならびに支持基材を製造するための時間の量および／またはコストを大幅に削減することができる。
【００１２】
この説明の目的上、「基材」という用語は、それの上に、またはそれに対して、プロセスまたは作用が発生する任意の物質を指す。さらに、「製品」という用語は、完了の状態に関係なく、プロセスまたは作用からの所望の出力を指す。したがって、支持基材とは、所望の出力のために、それの上に、またはそれに対して、プロセスまたは作用を発生させる任意の物質を指す。
【００１３】
ある実施形態では、機械は、例えば、ウェーハテープから転写された、ＬＥＤなどの「パッケージ化されていない」ダイを受け入れるための支持基材を固定し得る。ダイを使用して製品の寸法を低減するために、ダイは非常に小さく薄く、例えば、ダイは約５０ミクロン（μｍ）の厚さであってもよい。ダイのサイズが比較的小さいため、この機械には、ダイを運ぶウェーハテープと支持基材の両方を正確に位置合わせして、正確な配置を確保し、および／または製品材料の無駄を回避するために機能するコンポーネントが含まれる。ある実施形態では、支持基材とウェーハテープ上のダイとを位置合わせするコンポーネントは、ウェーハテープと支持基材とがそれぞれ固定され、ウェーハテープ上の特定のダイが支持基材上の特定のスポットに転写されるような位置合わせ位置に個別に搬送されるフレームのセットを含んでもよい。
【００１４】
支持基材を搬送するフレームは、様々な位置合わせ軸の面内水平方向、垂直方向、および／もしくは回転方向、または曲面への転写を可能にする面外方向を含む、様々な方向に移動し得る。ウェーハテープを搬送するフレームも、様々な方向に移動し得る。ギア、トラック、モータ、および／または他の要素を有するシステムを使用して、支持基材の正確な位置にダイを配置するために、支持基材およびウェーハテープそれぞれを運ぶフレームを固定および搬送して、支持基材をウェーハテープと位置合わせし得る。また、転写プロセスの完了時にウェーハテープおよび支持基材の抽出を容易にするために、各フレームシステムを抽出位置に移動し得る。特定の実施形態に基づいてコンポーネントの最も効率的な位置合わせを容易にするために、第１の基材、第２の基材、および転写機構のいずれかまたはすべてが互いに対して移動可能であり得ることも理解されたい。
【００１５】
いくつかの態様では、支持基材とウェーハテープ上のダイとを位置合わせするコンポーネントは、ウェーハテープを短距離（例えば、５ミクロン〜５０ミクロン、または１ミクロン〜１０００ミクロン、または０.５ミクロン〜５０００ミクロンなど）で搬送して、転写ダイの転写場所の所望の場所をダイ転写場所へ微調整する１つ以上の調整機構を含む。これらの短距離の搬送（以下、微調整）は、フレームの搬送の開始と停止（搬送機構（複数可）の粗調整）によって引き起こされる振動による、ウェーハテープを搬送するフレームの場所の不正確さを迅速に打ち消すことができる。慣性振動ノイズは、速度、単位質量、減速などによって変化する場合がある。ダイ転写前の振動を打ち消すために、微調整が迅速に発生する（例えば、微調整の開始から終了まで約０．５ｍｓ）。さらに、テープを転写場所に搬送してダイを転写した後、次の粗調整の前に、追加の転写場所と転写ダイを位置合わせするために、その後の微調整を行い得る。
【００１６】
ある実施形態では、機械は、ダイを「パッケージ化」することなく、ダイをウェーハテープから支持基材に直接転写するための転写機構をさらに含む。転写機構は、ウェーハテープを介して支持基材に向けてダイを押し下げるように、ウェーハテープの上方に垂直に配置され得る。ダイを押し下げるこのプロセスは、ダイが、支持基材に取り付けられるウェーハテープから分離するまで、ダイの側面で開始してダイをウェーハテープから剥離させ得る。すなわち、ダイとウェーハテープとの間の接着力を低減し、ダイと支持基材との間の接着力を増大させることにより、ダイを転写し得る。
【００１７】
いくつかの実施形態では、転写機構は、ウェーハテープに対して周期的に作動してウェーハテープを上面から押し得るピンまたは針などの細長いロッドを含んでもよい。さらに、および／または代替的に、転写機構は、ウェーハテープに対して個別に作動され得る複数の針を含んでもよい。針（複数可）は、転写されているダイの幅よりも広くならないようなサイズにし得る。他の例ではあるが、針の幅は、ダイの幅、または任意の他の寸法よりも広い場合がある。針の端部がウェーハテープに接触すると、ウェーハテープは、ダイとウェーハテープとの間の領域で局所的なたわみを経験する場合がある。たわみが高度に局所化され、迅速に実行される限り、針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て屈曲し始める場合がある。したがって、この部分的な分離は、ウェーハテープから解放されるように、ダイにウェーハテープとの十分な接触を失わせる場合がある。さらに、ある実施形態では、ウェーハテープのたわみは、ダイの対向面を、隣接するダイの対応する表面の延長面を越えて延在させ、隣接するダイの不用意な転写も回避しつつ、ダイの表面領域全体をウェーハテープと接触させて維持するように最小限にすることができる。
【００１８】
代替的に、またはさらに、機械は、分離された「パッケージ化されていない」ダイを支持基材に固定するための固定機構をさらに含んでもよい。ある実施形態では、支持基材は、その上に、ダイが転写され、固定される回路トレースを有してもよい。固定機構は、支持基材上の回路トレースの材料を溶融／軟化させるために、レーザなどのエネルギを放出するデバイスを含んでもよい。さらに、ある実施形態では、レーザは、回路トレースの材料を活性化／硬化するために使用され得る。したがって、固定機構は、ダイが回路トレースの材料と接触する前および／または接触した後に作動し得る。したがって、ダイを支持基材上に解放するための転写機構の作動時に、エネルギ放出デバイスも、ダイを受け入れるためにトレース材料を準備するように活性化され得る。エネルギ放出デバイスの活性化により、支持基材上で半導体製品の形成を開始するために、ウェーハテープからのダイの解放および捕捉はさらに強化され得る。
【００１９】
いくつかの実施形態では、ウェーハテープを保持するフレームが場所から場所へと搬送される際に、ウェーハフレームを保持する搬送機構は、転写場所へと移動し、突然停止した後、転写場所を微調整し、および／またはシステムの振動を除去する微調整を行ってもよい。システムは、次いで上記のように固定機構を介してダイを転写する。
【００２０】
他の実施形態では、搬送機構は、ダイをウェーハテープから支持基材に転写する前に完全に停止しない場合がある。いくつかの態様では、システムは、それが所望の転写場所に近づくにつれて搬送機構の速度を変化させる場合があり、他の態様では、搬送機構は、それが所望の転写場所を通過するときに一定の速度を維持する場合がある。転写位置に関して計算可能な瞬間に、システムは、移動方向から１８０度で、１つ以上の移動軸において微細運動機構を作動させ得る。転写されているダイの位置が支持体上の標的位置に対して静止しているように、微細運動の速度はフレームの移動速度と一致する。すなわち、微調整機構の反対方向の作動のために、転写要素（例えば、搬送機構および転写機構）の相対速度はゼロになる。ダイが標的位置に対して静止している瞬間に、転写機構は、ダイをウェーハテープから離し、基材支持体上の位置に押し込み、固定機構は、本明細書に説明するようにダイを固定する。搬送機構は絶対に完全に停止しないため、粗搬送機構のシステム振動が各転写場所に落ち着くのを待つ時間の節約により、製造効率が得られる。
【００２１】
直接転写装置の第１の例示的実施形態
図１は、パッケージ化されていない半導体コンポーネント（または「ダイ」）をウェーハテープから支持基材に直接転写するために使用され得る装置１００の実施形態を示す。ウェーハテープは、本明細書では、半導体デバイスダイ基材、または単にダイ基材と呼ばれることもある。装置１００は、支持基材搬送機構１０２およびウェーハテープ搬送機構１０４を含んでもよい。支持基材搬送機構１０２およびウェーハテープ搬送機構１０４の各々は、搬送されるそれぞれの基材を互いに対して所望の位置合わせ位置に固定するためのフレームシステムまたは他の手段を含んでもよい。装置１００は、図示のように、ウェーハテープ搬送機構１０４の上方に垂直に配置され得る転写機構１０６をさらに含んでもよい。ある実施形態では、転写機構１０６は、ウェーハテープにほぼ接触するように位置付けされる場合がある。さらに、装置１００は、固定機構１０８を含んでもよい。固定機構１０８は、支持基材上にダイを配置し得る転写位置において、搬送機構１０６と位置合わせして、支持基材搬送機構１０２の下方に垂直に配置してもよい。以下で説明するように、図２Ａおよび図２Ｂは、装置１００の例示的な詳細を示す。
【００２２】
図２Ａおよび図２Ｂは、装置２００の同じ要素および機能を参照しながら、転写動作の異なる段階を示すので、特定の機能の以下の説明は、明示的に示されている場合を除き、図２Ａおよび図２Ｂのいずれかまたは両方を互換的に参照してもよい。具体的には、図２Ａおよび図２Ｂは、支持基材搬送機構２０２、ウェーハテープ搬送機構２０４、転写機構２０６、および固定機構２０８を含む装置２００の実施形態を示す。支持基材搬送機構２０２は、ウェーハテープ搬送機構２０４に隣接して配置される場合がある。例えば、図示のように、支持基材搬送機構２０２は、実質的に水平方向に延びてよく、重力が転写プロセスに与える場合がある任意の影響を利用するように、ウェーハテープ搬送機構２０４の下方に垂直に配置されてよい。代替的に、支持基材搬送機構２０２は、水平面に対して横方向に延びるように配向される場合がある。
【００２３】
転写動作中、搬送機構２０２、２０４は、本明細書で以下に説明するように、転写動作中にコンポーネントによって生じるたわみの量を含む装置２００の他の様々な態様に応じて、支持基材搬送機構２０２によって搬送される支持基材の表面とウェーハテープ搬送機構２０４によって搬送されるウェーハテープの表面との間の空間が１ｍｍより多くても少なくてもよいように、位置決めされ得る。ある実施形態では、ウェーハテープと支持基材のそれぞれの対向面は、搬送機構２０２、２０４の支持構造と比較して最も突出した構造であってもよい。すなわち、可動部分（例えば、搬送機構２０２、２０４）によって引き起こされる可能性のある、機械のコンポーネントとその上にある製品との間の衝突を回避するために、ウェーハテープと支持基材のそれぞれの表面間の距離は、表面のいずれかと他の対向する構造部品との間の距離に満たない場合がある。
【００２４】
図示のように、ある実施形態では、転写機構２０６は、ウェーハテープ搬送機構２０４の上に垂直に配置される場合があり、固定機構２０８は、支持基材搬送機構２０２の下方に垂直に配置される場合がある。いくつかの実施形態では、搬送機構２０６および固定機構２０８の一方または両方は、図２Ａおよび図２Ｂに示された位置とは異なる位置に配向さ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延びるように配置される場合がある。別の実施形態では、固定機構２０８は、転写プロセス中に転写機構２０６と同じ作動方向から、または代替的に、固定機構２０８が転写プロセスに関与することができる任意の方向および位置からエネルギを放出するように配向されてもよい。
【００２５】
支持基材搬送機構２０２は、支持基材２１０を固定するために使用し得る。本明細書において、「支持基材」という用語は、（例えば、ダイを事前に仕分けし、将来使用するために仕分けしたダイシートを作製するための）ウェーハテープと、ポリマ―半透明またはその他のもの−をシリコーン、アクリル、ポリエステル、ポリカーボネートなどを含むがこれらに限定されない任意の適切なポリマから選択し得るシートまたは他の非平面形状として形成された紙またはポリマー基材と、回路基板（プリント回路基板（ＰＣＢ）など）と、平行に延びる一対の導電性ワイヤまたは「スレッド」を含んでもよいストリングまたはスレッド回路と、綿、ナイロン、レーヨン、皮革などの布材料とを含んでもよいが、これらに限定されない。支持基材の材料の選択には、耐久性材料、可撓性材料、剛性材料、および転写プロセスが成功し、支持基材の最終用途への適合性を維持する他の材料を含んでよい。支持基材２１０は、導電性材料からのみまたは導電性材料から少なくとも部分的に形成され得、それにより支持基材２１０は製品を形成するための導電回路として機能する。潜在的なタイプの支持基材は、ガラス瓶、車両の窓、またはガラス板などの品目をさらに含んでもよい。
【００２６】
図２Ａおよび図２Ｂに示す実施形態では、支持基材２１０は、その上に配置された回路トレース２１２を含んでもよい。図示のように、回路トレース２１２は、転写されているダイ上の電気接触端子（図示せず）間の距離に適応するように、トレース間隔、つまりギャップだけ離間された一対の隣接するトレースラインを含んでもよい。したがって、回路トレース２１２の隣接するトレースライン間のトレース間隔、つまりギャップは、ダイの適切な接続およびその後の活性化を確実にするために、転写されているダイのサイズに従ってサイズ決めし得る。例えば、回路トレース２１２は、約７５〜２００ミクロン、約１００〜１７５ミクロン、または約１２５〜１５０ミクロンの範囲のトレース間隔、つまりギャップを有してもよい。
【００２７】
回路トレース２１２は、スクリーン印刷、インクジェット印刷、レーザ印刷、手動印刷、また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る場合がある。さらに、回路トレース２１２は、ダイの導電性の目的のために活性化可能でありながら、追加の安定性を提供するために、予備硬化され、半乾燥または乾燥される場合がある。湿式導電性インクを使用して回路トレース２１２を形成する場合もあれば、湿式インクと乾燥インクの組み合わせを回路トレース２１２に使用する場合もある。代替的に、またはさらに、回路トレース２１２は、ワイヤトレースとして事前に形成される、またはフォトエッチングされる場合もあれば、溶融材料から回路パターンに形成され、続いて支持基材２１０に接着、埋め込み、または他の方法で固定される場合もある。
【００２８】
回路トレース２１２の材料は、銀、銅、金、炭素、導電性ポリマなどを含んでもよいが、これらに限定されない。ある実施形態では、回路トレース２１２は、銀コーティングされた銅粒子を含んでもよい。回路トレース２１２の厚さは、使用される材料のタイプ、意図される機能およびその機能を達成するための適切な強度または可撓性、エネルギ容量、ＬＥＤのサイズなどに応じて変化する場合がある。例えば、回路トレースの厚さは、約５ミクロン〜２０ミクロン、約７ミクロン〜１５ミクロン、または約１０ミクロン〜１２ミクロンの範囲であってもよい。
【００２９】
したがって、１つの非限定的な例では、支持基材２１０は、回路トレース２１２を形成するために銀ベースの導電性インク材料を使用して所望の回路パターンスクリーンがその上に印刷された可撓性の半透明ポリエステルシートであってもよい。
【００３０】
支持基材搬送機構２０２は、支持基材ホルダフレーム２１６を固定するための支持基材コンベヤフレーム２１４を含んでもよい。支持基材ホルダフレーム２１６の構造は、使用されている支持基材のタイプおよび特性（例えば、形状、サイズ、弾性など）に応じて大幅に変化する場合がある。支持基材２１０が可撓性材料であってもよいので、支持基材２１０は、本明細書で後述する転写動作が実行されるより剛性の高い表面を作り出すように、支持基材ホルダフレーム２１６内に張力を受けて保持されてもよい。上記の例では、支持基材２１０の張力によって生じる剛性は、コンポーネントを転写するときの配置精度を高め得る。
【００３１】
ある実施形態では、支持基材２１０に耐久性のあるまたはより剛性の高い材料を使用することで、コンポーネント配置精度のための堅牢な表面が自然に提供される。対照的に、支持基材２１０のたるみを許容すると、支持基材２１０にしわおよび／またはその他の切れ目が形成され、転写動作が不成功になり得る程度まで、予め設定された回路トレース２１２のパターンと干渉する場合がある。
【００３２】
支持基材２１０を保持する手段は大きく変化する場合があるが、図２Ａは、凹状の形状を有する第１の部分２１６ａと、形状が凹状の形状に一致する凸状の逆の形状を有する第２の部分２１６ｂとを含む支持基材ホルダフレーム２１６の実施形態を示す。図示の例では、支持基材２１０の外周を第１の部分２１６ａと第２の部分２１６ｂとの間に挿入し、それによって支持基材２１０をしっかりとクランプすることによって、支持基材２１０に張力が生じる。
【００３３】
支持基材コンベヤフレーム２１４は、少なくとも３つの方向に、すなわち水平面内の２方向および垂直方向にも搬送されてもよい。搬送は、モータ、レール、およびギア（これらのいずれも示されていない）を有するシステムを介して達成し得る。したがって、支持基材ホルダフレーム２１６は、装置２００のユーザによって指示および／またはプログラムされ、制御されるように、特定の位置に搬送され、保持され得る。
【００３４】
ウェーハテープ搬送機構２０４は、ダイ２２０（すなわち、半導体デバイスダイ）をその上に有するウェーハテープ２１８を固定するように実装され得る。ウェーハテープ２１８は、ウェーハテープコンベヤフレーム２２２を介して、搬送動作のために特定の搬送位置まで複数の方向に搬送し得る。支持基材コンベヤフレーム２１４と同様に、ウェーハテープコンベヤフレーム２２２は、モータ、レール、およびギア（これらのいずれも示されていない）を有するシステムを含んでもよい。
【００３５】
転写用のパッケージ化されていない半導体ダイ２２０は、非常に小さい場合がある。実際、ダイ２２０の高さは、１２．５〜２００ミクロン、または２５〜１００ミクロン、または５０〜８０ミクロンの範囲であってもよい。
【００３６】
ダイの微小サイズのため、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と支持基材２１０との間のギャップ間隔は、例えば、約０．２５ｍｍ〜約１．５０ｍｍ、または約０．５０ｍｍ〜約１．２５ｍｍ、または約０．７５ｍｍ〜約１．００ｍｍの範囲であってもよい。最小ギャップ間隔は、転写されるダイの厚さ、関与するウェーハテープの剛性、ダイの適切な捕捉および解放を提供するために必要なウェーハテープのたわみの量、隣接するダイの近接性などを含む要因に依存する場合がある。 ウェーハテープ２１８と支持基材２１０との間の距離が減少するにつれて、転写動作のサイクルタイム（本明細書でさらに説明する）が減少するため、転写動作の速度も低下する場合がある。そのような転写動作の持続時間の減少は、したがって、ダイの転写速度を加速させ得る。例えば、ダイ転写速度は、１秒間に約６〜２５０のダイが配置される範囲であってもよい。
【００３７】
さらに、ウェーハテープコンベヤフレーム２２２は、張力を受けてウェーハテープ２１８を伸張させ、保持し得るウェーハテープホルダフレーム２２４を固定してもよい。図２Ａに示すように、ウェーハテープ２１８は、ウェーハテープホルダフレーム２２４の隣接するコンポーネント間にウェーハテープ２１８の周囲をクランプすることによって、ウェーハテープホルダフレーム２２４内で固定されてもよい。そのようなクランプは、ウェーハテープ２１８の張力および伸長特性を維持するのを支援し、それにより、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異なるタイプ／ブランド／品質の様々な特性を考慮して、特定のウェーハテープを、転写プロセス中に所望の張力で一貫して留まる能力に基づいて使用するために、選択し得る。ある実施形態では、針作動性能プロファイル（本明細書で以下にさらに説明する）は、ウェーハテープ２１８の張力に応じて変化する場合がある。
【００３８】
ウェーハテープ２１８に使用される材料は、例えば、ゴムまたはシリコーンなどの弾性特性を有する材料を含んでもよい。さらに、環境およびウェーハテープ２１８自体の温度が、転写プロセス中にウェーハテープ２１８に潜在的な損傷を与える場合があるので、温度変動に耐性のある特性を有する材料が有利であり得る。さらに、ある実施形態では、転写動作を支援するために個々のダイ２２０の間に分離またはギャップを生じさせるように、ウェーハテープ２１８をわずかに伸長させてもよい。ウェーハテープ２１８の表面は、ダイ２２０がウェーハテープ２１８に取り外し可能に接着され得る粘着性物質を含んでもよい。
【００３９】
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出され、次いで、ダイを固定するためにウェーハテープ２１８上に配置されたダイを含んでもよい。そのような状況では、例えば、転写動作を支援するために、ダイは、ウェーハテープ２１８上で事前に仕分けされ、明示的に編成されてもよい。具体的には、ダイ２２０は、支持基材２１０への転写の予想される順序に従って順次配置され得る。ウェーハテープ２１８上のダイ２２０のそのような事前配置は、そうでなければ支持基材搬送機構２０２とウェーハテープ搬送機構２０４との間で発生するであろう移動量を低減し得る。さらに、または代替的に、ウェーハテープ２１８上のダイは、実質的に同等の性能特性を有するダイのみを含むように事前に仕分けされている場合がある。この場合、サプライチェーンの効率を高めることができ、したがって、ウェーハテープ搬送機構２０４の移動時間を最小限に抑え得る。
【００４０】
ある実施形態では、ダイに使用される材料は、炭化ケイ素、窒化ガリウム、コーティングされた酸化シリコンなどを含んでもよいが、これらに限定されない。さらに、サファイアまたはシリコンもダイとして使用される場合がある。さらに、上記のように、「ダイ」は、本明細書では、概して、電気的に作動可能な要素を代表する場合がある。
【００４１】
いくつかの実施形態では、ウェーハテープ２１８は、事前に仕分けされるのではなく、むしろ単にウェーハダイテープ上で直接半導体を切断し、「ピッキングアンドプレース」なしでウェーハテープ上にダイを残してダイのそれぞれの性能品質に応じてダイを仕分けすることによって形成されるダイを含んでもよい。そのような状況では、異なる品質のダイの正確な相対場所を記載するために、ウェーハテープ上のダイをマッピングし得る。したがって、ある実施形態では、事前に仕分けされたダイを有するウェーハテープを使用する必要がない場合がある。そのような場合、ウェーハテープ搬送機構２０４が順次的な転写動作ごとに特定のダイ間を移動するための時間および移動の量は増加する場合がある。これは、半導体の領域内に分散されたダイの品質の変化によって部分的に引き起こされる可能性がある。つまり、次の転写動作のための特定の品質のダイが、前に転写されたダイに直接隣接していない場合がある。したがって、ウェーハテープ搬送機構２０４は、実質的に同等の品質のダイを含むウェーハテープ２１８にとって必要とされるであろうよりも、転写のための特定の品質の適切なダイを位置合わせするために、ウェーハテープ２１８をさらに移動させてもよい。
【００４２】
さらにウェーハテープ２１８上のダイ２２０に関して、ある実施形態では、ダイ２２０のデータマップは、ウェーハテープ２１８とともに提供されてもよい。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および場所を記載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することができ、それによって、装置２００は、支持基材２１０に転写するためにウェーハテープ２１８上で正しいダイ２２０を探すように制御／プログラムし得る。
【００４３】
転写動作は、部分的に、ウェーハテープ２１８からのダイの分離を支援するためのダイ分離デバイスである転写機構２０６を介して実行される。転写機構２０６の作動により、１つ以上のダイ２２０がウェーハテープ２１８から解放され、支持基材２１０によって捕捉されてもよい。ある実施形態では、転写機構２０６は、ピンまたは針２２６などの細長いロッドを、ダイ２２０に対してウェーハテープ２１８の上面に押圧することによって動作し得る。針２２６は、針アクチュエータ２２８に接続し得る。針アクチュエータ２２８は、所定の／プログラムされた時間に針２２６をウェーハテープ２１８に向けて駆動するために、針２２６に接続されたモータを含んでもよい。
【００４４】
針２２６の機能を考慮すると、針２２６は、衝撃時にダイ２２０への潜在的な危害を最小限に抑えながら、反復的で急速な軽度の衝撃に耐えるのに十分な耐久性を有する材料を含んでもよい。例えば、針２２６は、金属、セラミック、プラスチックなどを含んでもよい。さらに、針２２６の先端部は、特定の形状プロファイルを有してもよく、これは、先端部の頻繁な破断またはウェーハテープ２１８もしくはダイ２２０の損傷のどちらかを起こすことなく、繰り返し機能する針の能力に影響を与える場合がある。針の先端部のプロファイル形状は、図３に関して以下でより詳細に説明される。
【００４５】
転写動作では、針２２６は、図２Ａに示すように、ダイ２２０と位置合わせすることができ、図２Ｂに示すように、針アクチュエータは、針２２６を移動させて、ダイ２２０がウェーハテープ２１８の反対側で位置合わせされる位置でウェーハテープ２１８の隣接する側を押し得る。針２２６からの圧力は、ウェーハテープ２１８をたわませて、ダイ２２０を、転写されていない隣接するダイ２２０よりも支持基材２１０により近い位置まで延ばし得る。上記のように、たわみの量は、ダイの厚さや回路トレースなどのいくつかの要因によって異なる場合がある。例えば、ダイ２２０が約５０ミクロンの厚さであり、回路トレース２１２が約１０ミクロンの厚さである場合、ウェーハテープ２１８のたわみの量は、約７５ミクロンになり得る。したがって、ダイ２２０は、ダイの電気接触端子（図示せず）が回路トレース２１２と接合することができる程度まで、針２２６を介して支持基材２１０に向けて押圧することができ、その時点で、転写動作は完了まで進行し、ダイ２２０はウェーハテープ２１８から解放される。
【００４６】
転写プロセスが、ダイ２２０を押圧する針２２６の周期的作動を含む急速に繰り返される一連のステップを含み得る範囲で、プロセスの方法は、図８に関して本明細書で以下に詳細に説明される。さらに、（転写プロセスの文脈内での）針２２６の作動のストロークプロファイルは、図４に関して以下により詳細に説明される。
【００４７】
図２Ａおよび図２Ｂに戻ると、ある実施形態では、転写機構２０６は、針格納支持体２３０（ペパーポットとしても知られる）をさらに含んでもよい。ある実施形態では、支持体２３０は、中空空間を有する構造を含んでもよく、針２２６は、支持体２３０の第１の端部の開口部２３２を介して空間内に通過す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の対向する端部に少なくとも１つの開口２３４をさらに含んでもよい。さらに、支持体は、開口部２３４の近くに複数の穿孔を含んでもよい。少なくとも１つの開口部２３４は、転写プロセス中にウェーハテープ２１８を押圧するように、針２２６のその開口部２３４の通過を受け入れるように針２２６の直径に関してサイズ決めし得る。
【００４８】
さらに、ある実施形態では、支持体２３０は、ウェーハテープ２１８の上面に隣接して配置されてもよい。したがって、転写動作中に針２２６がウェーハテープ２１８を押圧することから引っ込められると、支持体２３０の基部表面（その中に少なくとも１つの開口部２３４を有する）はウェーハテープ２１８の上面と接触し、それにより、ウェーハテープ２１８の上方へのたわみを防止し得る。この上方へのたわみは、針２２６が少なくとも部分的にウェーハテープ２１８を貫通し、引っ込んでいる間に、ウェーハテープが針２２６の先端に張り付いた場合に引き起こされ得る。したがって、支持体２３０は、次のダイ２２０に移動するのにかかる時間を短縮し得る。支持体２３０の壁周囲形状は、装置２００に収容され得る円筒形または任意の他の形状であってもよい。したがって、支持体２３０は、針２２６とウェーハテープ２１８の上面との間に配置されてよい。
【００４９】
ウェーハテープ２１８の完全性に対する温度の影響に関して、支持体２３０の温度は、針２２６およびウェーハテープ２１８の温度を、少なくとも転写動作の点の近くに調節するように調整され得ることが企図される。したがって、支持体２３０の温度は、加熱または冷却されてもよく、支持体２３０の材料は、熱伝導率を最大化するために選択されてもよい。例えば、支持体２３０は、アルミニウム、または別の比較的高い熱伝導率の金属または同等の材料で形成することができ、それによって、転写動作の一貫した結果を維持するために温度を調節し得る。ある実施形態では、ウェーハテープ２１８の局所部分の温度を調節するのを支援するために、空気を支持体２３０内で循環させる場合がある。さらに、または代替的に、光ファイバケーブル２３０ａを針格納支持体２３０に挿入する場合があり、ウェーハテープ２１８および／または針２２６の温度調節を支援するために、さらに針２２６に対して対向させる場合がある。
【００５０】
上記のように、固定機構２０８は、支持基材２１０の表面上の回路トレース２１２にダイ２２０を固定するのを支援し得る。図２Ｂは、ダイ２２０が回路トレース２１２に押し付けられる、転写段階にある装置２００を示している。ある実施形態では、固定機構２０８は、レーザ、電磁放射、圧力振動、超音波溶接などを含むがこれらに限定されないエネルギ放出デバイス２３６を含んでもよい。ある実施形態では、エネルギ放出デバイス２３６のための圧力振動の使用は、回路トレース内の分子を電気接触端子の分子に対して破壊させ、振動圧力を介して接合を形成するように、振動エネルギ力を放出することによって機能し得る。さらに、ある実施形態では、固定機構２０８は完全に省略することができ、回路基材への１つ以上のダイの転写は、接着強度または接合ポテンシャルを含む他の手段を介して起こり得る。
【００５１】
非限定的な例では、図２Ｂに示すように、レーザは、エネルギ放出デバイス２３６として実装し得る。転写動作中に、レーザ２３６を活性化させて、転写されるダイ２２０に向けられた特定の波長および強度の光エネルギを放出し得る。レーザ２３６の光の波長は、支持基材２１０の材料に有意な影響を与えることなく、回路トレース２１２の材料に関するその波長の光の吸収に基づいて具体的に選択し得る。例えば、８０８ｎｍの動作波長を有し、５Ｗで動作するレーザは、銀には容易に吸収され得るが、ポリエステルには吸収され得ない。したがって、レーザビームはポリエステルの基材を通過し、回路トレースの銀に影響を与える場合がある。代替的に、レーザの波長は、回路トレースと基材の材料の吸収に一致する場合がある。レーザ２３６の焦点領域（図２Ｂのレーザ２３６から支持基材２１０に向かって垂直に出ている破線で示されている）は、例えば、３００ミクロンの幅の領域などのＬＥＤのサイズに応じてサイズ決めしてもよい。
【００５２】
レーザ２３６の所定の制御されたパルス持続時間の作動時に、回路トレース２１２は、回路トレース２１２の材料とダイ２２０上の電気接触端子（図示せず）との間に溶融接合が形成され得る程度まで硬化（および／または溶融または軟化）し始める場合がある。この接合は、パッケージ化されていないダイ２２０をウェーハテープ２１８から分離するのをさらに支援し、同時に、ダイ２２０を支持基材２１０に固定するのを支援する。さらに、レーザ２３６は、ウェーハテープ２１８上にいくらかの熱伝達を引き起し、それにより、ダイ２２０のウェーハテープ２１８への接着を低減し、したがって、転写動作を支援し得る。
【００５３】
他の例では、ダイは、回路トレースを加熱／活性化して、それによってエポキシまたは相変化接合材料を硬化させるために、またはウェーハテープからダイを非活性化／解放するために、または反応のいくつかの組み合わせを開始するために、所定の波長を有するレーザまたは集束光（例えば、ＩＲ、ＵＶ、広帯域／マルチスペクトル）を使用することを含む多くの方法で解放され、支持基材に固定され得る。さらに、または代替的に、システムの１つの層を通過し、別の層と相互作用するために、特定の波長のレーザまたは光を使用し得る。さらに、ダイをウェーハテープから引き抜くために真空を実施することができ、ダイウェーハテープと支持基材との間に潜在的に回転ヘッドを含む支持基材上にダイを押す付けるために、空気圧を実施し得る。さらに別の例では、ダイを回路トレースに接合させるために、超音波振動を圧力と組み合わせ得る。
【００５４】
針格納支持体２３０と同様に、固定機構は、レーザ２３６と支持基材２１０の底面との間に配置され得る支持基材支持体２３８を含んでもよい。支持体２３８は、その基端部に開口部２４０を含み、その上端部に開口部２４２を含んでもよい。例えば、支持体２３８は、リングまたは中空シリンダーとして形成されてもよい。支持体は、レーザの方向付けを支援するためにレンズ（図示せず）を固定するための構造をさらに含んでもよい。レーザ２３６は、開口部２４０、２４２を通して光を発して、支持基材２１０に到達する。さらに、支持体２３８の側壁の上端部は、支持基材２１０の底面と直接接触して、または密接に隣接して配置される場合がある。そのように配置され、支持体２３８は、転写動作時の針２２６のストローク中に支持基材２１０に損傷が発生するのを防ぐのに役立つ場合がある。ある実施形態では、転写動作中、支持基材２１０の底面のうち支持体２３８と位置合わせされた部分が支持体２３８に接触してもよく、それによって、針２２６によって押圧されているダイ２２０の入ってくる動きに対する抵抗を提供する。さらに、支持体２３８は、垂直軸の方向に移動可能であってよく、必要に応じて支持体２３８を上下させるように、支持基材２１０の高さを含めてその高さを調整することができる。
【００５５】
上記の機能に加えて、装置２００は、装置２００が、ウェーハテープ２１８上のダイ２２０に関する情報を受信する、第１のセンサ２４４をさらに含んでもよい。転写動作でどのダイを使用するかを決定するために、ウェーハテープ２１８は、読み取られるか、さもなければ検出されるバーコード（図示せず）または他の識別子を有してもよい。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得る。
【００５６】
図２Ａおよび図２Ｂに示すように、第１のセンサ２４４は、場所検出の精度を高めるために、転写機構２０６（または具体的には針２２６）の近くに、転写機構２０６から約１〜５インチの範囲である場合がある距離ｄだけ間隔をあけて配置されてもよい。代替的な実施形態では、ダイ２２０の正確な位置をリアルタイムで感知するために、第１のセンサ２４４を針２２６の先端部に隣接して配置してもよい。転写プロセス中、ウェーハテープ２１８は、穿刺される、または時間の経過とともにさらに伸長して、これによりウェーハテープ２１８上のダイ２２０の以前にマッピングされた、したがって予想される場所が変わる場合がある。したがって、ウェーハテープ２１８の伸長の小さな変化は、転写されているダイ２２０の位置合わせに重大な誤差をもたらす可能性があるであろう。したがって、正確なダイの位置決めを支援するために、リアルタイムセンシングが実装されてもよい。
【００５７】
ある実施形態では、第１のセンサ２４４は、感知されているダイ２２０の正確な場所およびタイプを識別できる場合がある。この情報は、転写動作を実行するためにウェーハテープ２１８が搬送されるべき正確な場所を示す指示をウェーハテープコンベヤフレーム２２２に提供するために使用されてもよい。センサ２４４は、多くのタイプのセンサの１つであってもよく、複数の機能をより良く実行するためのセンサのタイプの組み合わせであってもよい。センサ２４４は、レーザ距離計、またはマイ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の光学センサを含んでもよいが、これらに限定されない。
【００５８】
さらに、ある実施形態では、第２のセンサ２４６も、装置２００に含まれる場合がある。第２のセンサ２４６は、支持基材２１０上で回路トレース２１２の正確な位置を検出するように、支持基材２１０に対して配置されてもよい。次いで、この情報は、次の転写動作が回路トレース２１２上の正しい場所で生じるように、転写機構２０６と固定機構２０８との間に支持基材２１０を位置合わせするために必要な任意の位置調整を決定するために使用し得る。この情報は、支持基材２１０を正しい位置に搬送し、同時に、ウェーハテープコンベヤフレーム２２２に命令を伝達することを調整するために、さらに装置２００に中継され得る。マイクロ写真撮影機能を有する高解像度光学カメラの１つの非限定的な例など、光学センサを含む様々なセンサもセンサ２４６のために企図されている。
【００５９】
図２Ａおよび図２Ｂは、第１のセンサ２４４、第２のセンサ２４６、およびレーザ２３６が接地され得ることをさらに示している。ある実施形態では、第１のセンサ２４４、第２のセンサ２４６、およびレーザ２３６はすべて、同じ接地（Ｇ）、あるいは、異なる接地（Ｇ）に接地されてもよい。
【００６０】
第１および第２のセンサ２４４、２４６に使用されるセンサのタイプに応じて、第１または第２のセンサは、転写されたダイの機能をさらに試験できる場合がある。代替的に、追加のテスタセンサ（図示せず）を装置２００の構造に組み込んで、装置２００から支持基材２１０を取り外す前に個々のダイを試験し得る。
【００６１】
さらに、いくつかの例では、所与の時間に複数のダイを転写および固定するために、複数の独立して作動可能な針および／またはレーザを機械に実装する場合がある。複数の針および／またはレーザは、３次元空間内で独立して移動可能であってもよい。複数のダイの転写は、同期して（複数の針が同時に下がる）行われる場合もあれば、同時であるが、必ずしも同期してではなく行われる場合もある（例えば、他方が上がっている間に一方の針が下がり、この構成により、コンポーネントのバランスが良くなり、振動が最小限に抑えられ得る）。複数の針および／またはレーザの制御は、複数のコンポーネント間の衝突を回避するために調整し得る。さらに、他の例では、複数の針および／またはレーザは、互いに対して固定された位置に配置し得る。
【００６２】
例示的針先端部プロファイル
前述のように、針の先端部３００のプロファイル形状は、先端部３００の概略的な例示的なプロファイル形状を示す図３に関して、説明される。ある実施形態では、先端部３００は、針の反対側に横方向に延びる場合がある、テーパ部分３０４、角３０６、および基端部３０８に隣接する側壁３０２を含む針の端部として画定し得る。先端部３００の特定のサイズおよび形状は、例えば、転写されているダイ２２０のサイズ、および転写動作の速度および衝撃力などの転写プロセスの要因に応じて変化する場合がある。例えば、針の中心軸の長手方向とテーパ部分３０４との間で測定される、図３に見られる角度θは、約１０〜１５°の範囲である場合があり、角３０６の半径ｒは、約１５〜５０＋ミクロンの範囲である場合があり、基端部３０８の幅ｗは、約０〜１００＋ミクロンの範囲である場合があり、ここで、ｗは、転写されているダイ２２０の幅以下である場合があり、テーパ部分３０４の高さｈは、約１〜２ｍｍの範囲である場合があり、ここで、ｈは、転写動作のストローク中に針が移動した距離よりも大きくてもよく、針２２６の直径ｄは約１ｍｍである場合がある。
【００６３】
他の針先端部プロファイルが企図されており、転写動作に関連する様々な要因に応じて異なる利点を有し得る。例えば、針先端部３００は、ダイの幅を反映するためにより鈍い場合もあれば、ウェーハテープのより小さな領域内で押圧するようにより尖っている場合がある。ある実施形態では、転写機構２０６は、２つ以上の針を実装する場合がある。そのような場合、２つ以上の針は、実質的に同様の針プロファイルを有する場合もあれば、それらは、実質的に異なる針プロファイルを有する場合もある。例えば、転写機構２０６は、図３に関して説明および図示した針先端部プロファイルを有する１つ以上の針２２６を含んでもよい。転写機構は、実質的に異なる針先端部プロファイル（すなわち、図示および説明した針先端部プロファイルよりも広い、または図示および説明した針先プロファイルよりも狭い）を有する１つ以上の針２２６をさらに含んでもよい。ある実施形態では、針プロファイルは、、針２２６は、針２２６の全長に沿って一定の幅を含むように、点への任意の先細りを含まない場合がある。
【００６４】
例示的な針作動性能プロファイル
針作動性能プロファイルの実施形態が、図４に示されている。すなわち、図４は、ウェーハテープ２１８が時間とともに変化するのに伴うウェーハテープ２１８の平面に対する針先の高さを表示することによって、転写動作中に実行されるストロークパターンの例を示している。したがって、図４の「０」位置は、ウェーハテープ２１８の上面であってもよい。さらに、針のアイドル時間および針の準備完了時間は、プログラムされたプロセスまたは第１のダイを転写することと転写のために第２のダイに到達するのにかかる時間との間の期間の変化に応じて変化する場合があるので、ストロークパターンのアイドルフェーズと準備完了フェーズに示される破線は、時間が概算であり、期間は長くなっても短くなってもよいことを示している。さらに、レーザの使用について示される実線は、本明細書で示される実施形態の例示的な時間であるが、レーザのオンおよびオフ時間の実際の期間は、回路を形成する際に使用される材料（回路トレースの材料の選択など）、支持基材のタイプ、所望の効果（事前溶融回路トレース、部分接合、完全接合など）、接合点（すなわち、支持基材の上面）からのレーザの距離、転写されているダイのサイズ、およびレーザの出力／強度／波長などに応じて変化する場合があることを理解されたい。したがって、図４に示すプロファイルの以下の説明は、針プロファイルの例示的な実施形態である場合がある。
【００６５】
ある実施形態では、転写動作の前に、完全に引っ込められた針先端部は、ウェーハテープの表面から約２０００μｍ上方でアイドルになり得る。様々な時間が経過すると、針先端部が急速に下降して、ウェーハテープの表面から約７５０μｍ上方で準備完了状態で静止し得る。準備完了状態で別の不確定な時間が経過した後、針先端部が再び下降してダイに接触し、ウェーハテープをダイとともに約−１０００μｍの高さまで押し下げ、そこでダイを支持基材に転写し得る。レーザオンセクション開始時の垂直の点線は、準備完了フェーズからの降下の開始と針先端部のストロークの下部との間のある時点で、レーザがオンになる場合があることを示している。例えば、レーザは降下経路の約５０％でオンになる場合がある。ある実施形態では、例えば針が下降し始める前など早期にレーザをオンにすることによって、回路トレースは、より強い接合を形成するためにダイと接触する前に軟化し始める場合もあれば、さらに、ダイウェーハはこの間に影響を受けるまたは準備される場合もある。レーザがオンになるフェーズは、約２０ｍｓ（「ミリ秒」）続く場合がある。レーザがオンになっているストロークの最下部では、そのフェーズはダイと支持基材との間の接合フェーズである場合がある。この接合フェーズにより、回路トレースはダイ接点に付着できるようになり、レーザがオフになった後すぐに硬化する。したがって、ダイは支持基材に接合され得る。接合フェーズは約３０ｍｓ続く場合がある。その後、レーザをオフにすることができ、針を準備完了フェーズまで急速に上昇させることができる。逆に、針が上昇し始める前にレーザをオフにすることができ、または、針の先端部が準備完了フェーズに戻る途中のある時点で、レーザをオフにすることができる。針先端部が準備完了フェーズに上昇した後、針先端部の高さがオーバーシュートし、準備完了フェーズの高さの下でやや浮力で跳ね返る可能性がある。浮力の一部は、針先が準備完了フェーズに上昇する速度に起因する場合があるが、速度と浮力は、針がウェーハテープを貫通し、そこで張り付いている場合があるという場合においてウェーハテープの表面から針の先端部を引っ込めるのを支援するために意図的である場合がある。
【００６６】
図４に示すように、レーザがオフになるタイミングは、レーザがオンになるタイミングよりも長くなる可能性があり、降下の速度が遅いと、ダイへの損傷を防ぐのを支援する場合があり、前述のように、急速な上昇速度は、ウェーハテープから針先端部をより効果的に引き抜くのを支援する場合がある。それにもかかわらず、前述のように、図４に示すタイミングは、具体的にはアイドル期間と準備完了期間に関しては概算である。したがって、図４の下端部に沿って割り当てられた数値は、参照用であり、特に明記されていない限り、文字通りに解釈されるべきではない。
【００６７】
例示的支持基材
図５は、加工された支持基材５００の例示的な実施形態を示す。支持基材５０２は、電力がそれに印加されるときに、負または正の電力端子として機能し得る回路トレース５０４Ａの第１の部分を含んでもよい。回路トレース５０４Ｂの第２の部分は、回路トレース５０４Ａの第１の部分に隣接して延びてもよく、電力がそれに印加されるとき、対応する正または負の電力端子として機能し得る。
【００６８】
ウェーハテープに関して同様に上述したように、支持基材５０２をどこに搬送して転写動作を行うかを決定するために、支持基材５０２は、読み取るまたは他の方法で検出するバーコード（図示せず）または他の識別子を有してもよい。識別子は、回路トレースデータを装置に提供し得る。支持基材５０２は、基準点５０６をさらに含んでもよい。基準点５０６は、回路トレース５０４ａ、５０４ｂの第１の部分および第２の部分を位置付けるために、支持基材センサ（例えば、図２の第２のセンサ２４６）によって感知するための視覚的な指標であってもよい。基準点５０６が感知されると、基準点５０６に対する回路トレース５０４Ａ、５０４Ｂの第１および第２の部分の形状および相対位置は、事前にプログラムされた情報に基づいて決定し得る。事前にプログラムされた情報に関連して感知された情報を使用して、支持基材搬送機構は、転写動作のための適切な位置合わせ位置に支持基材５０２を搬送し得る。
【００６９】
さらに、ダイ５０８は、回路トレース５０４Ａ、５０４Ｂの第１の部分と第２の部分との間にまたがっているとして図５に示されている。このようにして、ダイ５０８の電気接触端子（図示せず）は、転写動作中に支持基材５０２に接され得る。したがって、回路トレース５０４Ａ、５０４Ｂの第１の部分と第２の部分との間で実行し、それによってダイ５０８に電力を供給するために電力を印加し得る。例えば、ダイは、ウェーハテープから支持基材５０２上の回路トレースに直接転写されたパッケージ化されていないＬＥＤであってもよい。その後、支持基材５０２は、支持基材５０２の完成のために加工され、回路または他の最終製品で使用され得る。さらに、回路の他のコンポーネントは、完全な回路を作成するために同じまたは他の転写手段によって追加されてもよく、いくつかの静的またはプログラム可能または適応可能な方法で１つ以上のグループとしてＬＥＤを制御するために制御ロジックを含んでもよい。
【００７０】
簡略化された例示的直接転写システム
直接転写システム６００の実施形態の簡略化された例を図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（またはサーバ、データ入力デバイス、ユーザインターフェースなど）、データストア６０４、ウェーハテープ機構６０６、支持基材機構６０８、転写機構６１０、および固定機構６１２を含んでもよい。ウェーハテープ機構６０６、支持基材機構６０８、転写機構６１０、および固定機構６１２のより詳細な説明は、これまでに示してきたので、これらの機構に関する特定の詳細はここでは繰り返さない。しかしながら、ウェーハテープ機構６０６、支持基材機構６０８、転写機構６１０、および固定機構６１２が、ＰＣ６０２とデータストア６０４との間の相互作用にどのように関連するかについての簡単な説明を以下に記載する。
【００７１】
ある実施形態では、ＰＣ６０２は、データストア６０４と通信して、転写機構６１０を使用して、ウェーハテープ機構６０６内のウェーハテープから支持基材機構６０８内の支持基材上にダイを直接転写する転写プロセスに有用な情報およびデータを受信し、支持基材機構６０８で、ダイは、固定機構６１２に位置付けられたレーザまたは他のエネルギ放出デバイスの作動を介して、支持基材上に固定され得る。ＰＣ６０２は、ウェーハテープ機構６０６、支持基材機構６０８、転写機構６１０、および固定機構６１２の各々との間で中継されるデータの受信機、コンパイラ、オーガナイザ、およ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のユーザから指示された情報をさらに受信する場合もある。
【００７２】
なお、図６は、ウェーハテープ機構６０６および支持基材機構６０８に隣接する方向移動能力の矢印を示し、それらの矢印は、単に移動性の一般的な方向を示すが、ウェーハテープ機構６０６および支持基材機構６０８の両方は、例えば、平面内での回転、ピッチ、ロール、およびヨーを含む他の方向にも移動できる場合があることが企図される。
【００７３】
転写システム６００のコンポーネントの相互作用の追加の詳細を、図７に関して以下に説明する。
【００７４】
詳細な例示的直接転写システム
転写システム７００のそれぞれの要素間の通信経路の概略図は、以下のように説明される場合がある。
【００７５】
直接転写システムは、データストア７０４から通信を受信し、データストア７０４に通信を提供し得るパーソナルコンピュータ（ＰＣ）７０２（またはサーバ、データ入力デバイス、ユーザインターフェースなど）を含んでもよい。ＰＣ７０２は、第１のセルマネージャ７０６（「セルマネージャ１」として示す）および第２のセルマネージャ７０８（「セルマネージャ２」として示す）とさらに通信し得る。したがって、ＰＣ７０２は、第１のセルマネージャ７０６と第２のセルマネージャ７０８との間の命令を制御および同期し得る。
【００７６】
ＰＣ７０２は、第１および第２のセルマネージャ７０６、７０８、ならびにデータストア７０４に関して様々な機能を実行するために命令が実行され得るプロセッサおよびメモリコンポーネントを含んでもよい。ある実施形態では、ＰＣ７０２は、プロジェクトマネージャ７１０および針プロファイル画定器７１２を含んでもよい。
【００７７】
プロジェクトマネージャ７１０は、第１および第２のセルマネージャ７０６、７０８およびデータストア７０４から入力を受信して、直接転写プロセスを編成し、ウェーハテープおよびその上のダイに対する支持基材の配向および位置合わせに関して円滑な機能を維持し得る。
【００７８】
針プロファイル画定器７１２は、針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く、針ストローク性能プロファイルは、装填されたウェーハテープ上の特定のダイおよび支持基材上の回路トレースのパターンに従って、所望の針ストローク性能に関する転写機構を指示するために使用され得る。針プロファイル画定器７１２の追加の詳細を、本明細書では以下でさらに説明する。
【００７９】
データストア７０４に戻ると、データストア７０４は、ウェーハテープ機構に装填されたウェーハテープに固有であり得るダイマップ７１４などのデータを含むメモリを含んでもよい。前に説明したように、ダイマップは、特定のダイの場所の事前に整理された記載を提供する目的で、ウェーハテープ上の各ダイの相対的な場所およびその品質を記載してもよい。さらに、データストア７０４は、回路ＣＡＤファイル７１６を含むメモリも含んでもよい。回路ＣＡＤファイル７１６は、装填された支持基材上の特定の回路トレースパターンに関するデータを含んでもよい。
【００８０】
プロジェクトマネージャ７１０は、データストア７０４からダイマップ７１４および回路ＣＡＤファイル７１６を受信することができ、それぞれの情報をそれぞれ第１および第２のセルマネージャ７０６、７０８に中継し得る。
【００８１】
ある実施形態では、第１のセルマネージャ７０６は、ダイマネージャ７１８を介してデータストア７０４からのダイマップ７１４を使用し得る。より具体的には、ダイマネージャ７１８は、ダイマップ７１４をセンサマネージャ７２０によって受信された情報と比較することができ、それに基づいて、特定のダイの場所に関してモーションマネージャ７２２に命令を提供し得る。センサマネージャ７２０は、ダイ検出器７２４から、ウェーハテープ上のダイの実際の場所に関するデータを受信し得る。センサマネージャ７２０は、ダイマップ７１４に従って、特定の場所で特定のダイを探すようにダイ検出器７２４に指示し得る。ダイ検出器７２４は、図２Ａおよび図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場所（位置の変化に関する確認または更新のいずれか）の受信データに基づいて、モーションマネージャ７２２は、第１のロボット７２６（「ロボット１」として示す）に、ウェーハテープを転写機構の針との位置合わせ位置に搬送するように指示し得る。
【００８２】
指示された場所に到達すると、第１のロボット７２６は、その移動の完了を針制御盤マネージャ７２８に通信し得る。さらに、針制御盤マネージャ７２８は、ＰＣ７０２と直接通信して、転写動作の実行を調整し得る。転写動作の実行時に、ＰＣ７０２は、針制御盤マネージャ７２８に、針アクチュエータ／針７３０を活性化するように指示することができ、それにより、針に、針プロファイル画定器７１２内のロードされた針プロファイルに従ってストロークを実行させる。針制御盤マネージャ７２８は、レーザ制御／レーザ７３２を活性化することもでき、それにより、針が転写動作を実行するためにウェーハテープを介してダイを押し下げるにつれ、レーザに支持基材に向けてビームを放出させる。上記のように、レーザ制御／レーザ７３２の活性化は、針ストロークの活性化、つまり完全な作動の前、同時、最中、または後に起こり得る。
【００８３】
したがって、第１のセルマネージャ７０６は、以下、つまり第１のロボット７２６にどこに行くように指示するかを決定すること、決定された場所に行くように最初のロボット７２６に指示すること、針をオンにすること、固定デバイスを活性化すること、およびリセットすることを含む複数の状態を通過し得る。
【００８４】
転写動作を実行する前に、プロジェクトマネージャ７１０は、回路ＣＡＤファイル７１６のデータを第２のセルマネージャ７０８に中継し得る。第２のセルマネージャ７０８は、センサマネージャ７３４およびモーションマネージャ７３６を含んでもよい。回路ＣＡＤファイル７１６を使用して、センサマネージャ７３４は、基材位置合わせセンサ７３８に、支持基材上の基準点を見つけ、それによって、その上の回路トレースの場所に従って支持基材を検出し、配向させるように指示し得る。センサマネージャ７３４は、支持基材上の回路トレースパターンの確認または更新された場所情報を受信し得る。センサマネージャ７３４は、第２のロボット７４０（「ロボット２」として示す）に転写動作の実行のために支持基材を位置合わせ位置（すなわち、転写固定位置）に搬送する命令を与えるために、モーションマネージャ７３６と調整し得る。したがって、回路ＣＡＤファイル７１６は、ダイがその上の回路トレースに正確に転写され得るように、プロジェクトマネージャ７１０がウェーハテープに対して支持基材を位置合わせするのを支援し得る。
【００８５】
したがって、第２のセルマネージャ７０８は、以下、つまり第２のロボット７４０にどこに行くように指示するかを決定すること、決定された場所に行くように第２のロボット７４０に指示すること、およびリセットすることを含む複数の状態を通過し得る。
【００８６】
上述した転送システム７００の様々なコンポーネントのすべてまたはすべてより少ないコンポーネント間のさらなるおよび代替的な通信経路が可能であることを理解されたい。
【００８７】
例示的直接転写方法
１つ以上のダイがウェーハテープから支持基材に直接転写される直接転写プロセスを実行する方法８００が図８に示されている。本明細書に説明する方法８００のステップは、任意の特定の順序でなくてもよく、したがって、所望の製品状態を達成するために任意の満足のいく順序で実行してもよい。方法８００は、転写プロセスデータをＰＣおよび／またはデータストア８０２にロードするステップを含む場合がある。転写プロセスデータには、ダイマップデータ、回路ＣＡＤファイルデータ、針プロファイルデータなどのデータが含まれてもよい。
【００８８】
ウェーハテープをウェーハテープコンベヤ機構８０４に装填するステップも、方法８００に含まれてよい。ウェーハテープをウェーハテープコンベヤ機構に装填することは、抽出位置としても知られる装填位置に移動するようにウェーハテープコンベヤ機構を制御することを含んでもよい。ウェーハテープは、装填位置のウェーハテープコンベヤ機構で固定され得る。ウェーハテープは、半導体のダイが支持基材コンベヤ機構に向かって下向きになるように装填されてよい。
【００８９】
方法８００は、支持基材コンベヤ機構８０６に装填するための支持基材を準備するステップをさらに含んでもよい。支持基材を準備することは、ＰＣまたはデータストアにロードされているＣＡＤファイルのパターンに従って、支持基材上に回路トレースをスクリーン印刷するステップを含んでもよい。さらに、転写プロセスを支援するために、基準点が回路基材に印刷される場合がある。支持基材コンベヤ機構は、支持基材が支持基材コンベヤ機構に装填され得る、抽出位置としても知られる装填位置に移動するように制御され得る。支持基材は、回路トレースがウェーハ上のダイの方を向くように装填され得る。ある実施形態では、例えば、支持基材は、コンベヤ（図示せず）または例えば、組み立てラインの様式の他の自動化された機構によって装填位置に送達され、配置され得る。代替的に、支持基材は、オペレータによって手動で装填されてもよい。
【００９０】
支持基材が、ウェーハテープコンベヤ機構に適切に装填されたウェーハテープの支持基材コンベヤ機構に適切に装填されたら、ウェーハテープから支持基材の回路トレースへのダイの直接転写を制御するためのプログラムをＰＣを介して実行して、直接転写動作８０８を開始してもよい。直接転写動作の詳細を以下に説明する。
【００９１】
例示的直接転写動作方法
ダイをウェーハテープ（または図９の簡略化された説明のために「ダイ基材」とも呼ばれる他の基材保持ダイ）から支持基材に直接転写させる直接転写動作の方法９００が、図９に示されている。本明細書に説明する方法９００のステップは、任意の特定の順序でなくてもよく、したがって、所望の製品状態を達成するために任意の満足のいく順序で実行してもよい。
【００９２】
どのダイを支持基材上に配置するか、およびダイを支持基材上のどこに配置するかを決定するために、ＰＣは、支持基材の識別および転写されるダイを含むダイ基材の識別に関する入力を受信し得る９０２。この入力は、ユーザが手動で入力してもよく、またはＰＣが支持基材位置合わせセンサとダイ検出器をそれぞれ制御するセルマネージャに要求を送信してもよい。要求は、バーコードまたはＱＲコードなどの識別マーカについて装填された基材をスキャンするようにセンサに指示してもよく、および／または、要求は、バーコードまたはＱＲコードなどの識別マーカについて装填された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。
【００９３】
支持基材識別入力を使用して、ＰＣは、データストアまたは他のメモリを照会して、支持基材とダイ基材のそれぞれの識別マーカを照合し、関連するデータファイルを検索し得る９０４。具体的には、ＰＣは、支持基材上の回路トレースのパターンを記載する、支持基材に関連する回路ＣＡＤファイルを検索し得る。回路ＣＡＤファイルは、回路トレースに転写されるダイの数、相対位置、およびそれぞれの品質要件などのデータをさらに含んでもよい。同様に、ＰＣは、ダイ基材上の特定のダイの相対的な場所のマップを提供する、ダイ基材に関連付けられたダイマップデータファイルを検索し得る。
【００９４】
ダイの支持基材への転写を実行するプロセスにおいて、ＰＣは、転写機構および固定機構に対する支持基材およびダイ基材の初期配向を決定し得る。ステップ９０６内で、ＰＣは、支持基材上に基準点を位置付けるように基材位置合わせセンサに指示し得る。上記で説明したように、基準点は、支持基材上の回路トレースの相対的な場所および方向を決定するための基準マーカとして使用し得る。さらに、ＰＣは、ダイ検出器に、ダイ基材上に１つ以上の基準点を位置付けて、ダイのアウトレイを決定するように指示し得る。
【００９５】
支持基材およびダイ基材の初期配向が決定されると、ＰＣは、それぞれの支持基材搬送機構およびダイ基材搬送機構に、支持基材およびダイ基材を、それぞれ搬送機構および固定機構との位置合わせの位置に配向させるように指示し得る。
【００９６】
位置合わせステップ９０８は、ダイが転写される回路トレースの部分の場所を決定すること９１０、およびその部分が転写固定位置に対してどこに位置付けられるのかを決定すること９１２を含んでもよい。転写固定位置は、転写機構と固定機構との間の位置合わせ点と見なし得る。ステップ９１０およびステップ９１２で決定されたデータに基づいて、ＰＣは、支持基材搬送機構に、ダイが転写される回路トレースの部分を転写固定位置と位置合わせする９１４ように支持基材を搬送するよう指示し得る。
【００９７】
位置合わせステップ９０８は、ダイ基材上のどのダイが転写されるのかを決定すること９１６、およびダイが転写固定位置に対してどこに位置付けられるのかを決定すること９１８をさらに含んでもよい。ステップ９１６および９１８で決定されたデータに基づいて、ＰＣは、ウェーハテープ搬送機構に、転写されるダイを転写固定位置と位置合わせする９２０ようにダイ基材を搬送するよう指示し得る。
【００９８】
ダイ基材から転写されるダイと、ダイが転写される回路トレースの部分とが、転写機構および固定機構と位置合わせされると、ダイ基材から支持基材へのダイの転写を達成するために、針および固定デバイス（例えば、レーザ）を作動させ得る９２２。
【００９９】
ダイが転写された後、ＰＣは、追加のダイを転写するかどうかを決定し得る９２４。別のダイを転写する場合、ＰＣはステップ９０８に戻り、その後の転写動作のために、製品およびダイ基材を相応して再調整し得る。転写される別のダイがない場合、転写プロセスは終了する９２６。
【０１００】
例示的直接転写コンベヤ／アセンブリラインシステム
図１０に関して説明したある実施形態では、上記の直接転写装置のコンポーネントのいくつかは、コンベヤ／アセンブリラインシステム１０００（以下、「コンベヤシステム」）に実装し得る。具体的には、図２Ａおよび図２Ｂは、支持基材２１０が支持基材コンベヤフレーム２１４によって保持され、支持基材ホルダフレーム２１６によって張力がかけられているのを示す。装置２００に関して示すように、モータ、レール、およびギアを有するシステムを介して、限定された領域に支持基材コンベヤフレーム２１４を固定する代わりに、図１０は、支持基材コンベヤフレーム２１４が、支持基材がアセンブリラインスタイルのプロセスを通過するコンベヤシステム１０００を通って搬送されるのを示している。搬送される支持基材上で実行される動作の間の実際の搬送手段として、コンベヤシステム１０００は、それぞれが支持基材を保持する複数の支持基材コンベヤフレーム２１４を順次搬送するために一連のトラック、ローラ、およびベルト１００２ならびに／または他のハンドリング装置を含んでもよい。
【０１０１】
ある実施形態では、コンベヤシステム１０００の動作ステーションは、１つ以上の印刷ステーション１００４を含んでもよい。ブランク支持基材が印刷ステーション（複数可）１００４に搬送されるとき、回路トレースがその上に印刷され得る。複数の印刷ステーション１００４が存在する場合、複数の印刷ステーション１００４は、直列に配置することができ、完全な回路トレースを形成するように、各々１つ以上の印刷動作を実行するように構成することができる。
【０１０２】
さらに、コンベヤシステム１０００では、支持基材コンベヤフレーム２１４は、１つ以上のダイ転写ステーション１００６に搬送され得る。複数のダイ転写ステーション１００６が存在する場合、複数のダイ転写ステーション１００６は、直列に配置することができ、各々１つ以上のダイ転写を実行するように構成することができる。転写ステーション（複数可）では、支持基材は、本明細書に説明する直接転写装置の実施形態の１つ以上を使用し、転写動作を介して１つ以上のダイを転写させ、そこに固定させ得る。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、および固定機構を含んでもよい。ある実施形態では、回路トレースは、支持基材上に事前に準備されていてもよく、したがって、支持基材は、１つ以上の転写ステーション１００６に直接搬送されてもよい。
【０１０３】
転写ステーション１００６では、ウェーハテープ搬送機構、転写機構、および固定機構は、ステーションに入るときに、搬送された支持基材コンベヤフレーム２１４に対して位置合わせし得る。この状況では、転写ステーション１００６のコンポーネントは、複数の支持基材がコンベヤシステム１０００を通って搬送されるので、各支持基材上の同じ相対位置で同じ転写動作を繰り返し実行し得る。
【０１０４】
さらに、コンベヤシステム１０００は、最終的な加工を実行させるために支持基材を搬送し得る１つ以上の仕上げステーション１００８をさらに含んでもよい。最終的な加工の種類、量、および期間は、製品の特徴および製品の製造に使用される材料の特性に依存する場合がある。例えば、支持基材は、仕上げステーション１００８（複数可）で、追加の硬化時間、保護コーティング、追加のコンポーネントなどを受け取る場合がある。
【０１０５】
直接転写装置の第２の例示的実施形態
直接転写装置の別の実施形態では、図１１Ａおよび図１１Ｂに見られるように、「光ストリング」が形成されてもよい。装置１１００の特徴の多くは、図２Ａおよび図２Ｂの装置２００の特徴と実質的に同様のままであり得るが、図１１Ａおよび図１１Ｂに示すように、基材搬送機構１１０２は、支持基材２１０とは異なる支持基材１１０４を搬送するように構成されてもよい。具体的には、図２Ａおよび図２Ｂにおいて、支持基材搬送機構２０２は、張力を受けてシート状支持基材２１８を固定する、支持基材コンベヤフレーム２１４およびテンショナーフレーム２１６を含む。しかしながら、図１１Ａおよび図１１Ｂの実施形態では、支持基材搬送機構１１０２は、支持基材リールシステムを含んでもよい。
【０１０６】
支持基材リールシステムは、「ストリング回路」を巻かれた１つまたは２つの回路トレースリール１１０６を含んでもよく、これは、支持基材１１０４として隣接して巻かれた一対の導電性ストリングまたはワイヤを含んでもよい。リールが１つしかない場合、リール１１０６は、転写位置の第１の側に位置付けられてもよく、一対の導電性ストリング（１１０４）は、単一のリール１１０６に巻き付けられてよい。代替的に、転写位置の第１の側に位置付けられた２つの回路トレースリール１１０６があってもよく、ここで、各リール１１０６は、ストリング回路の単一のストランドを含み、次いで、ストランドは、転写位置を通過するためにまとめられる。
【０１０７】
１つのリール１１０６が実装されるのか、それとも２つのリール１１０６が実装されるのかに関係なく、ストリング回路を形成するダイ転写プロセスは、各々の場合において実質的に同様であり得る。具体的には、支持基材１１０４の導電性ストリングは、リール１１０６（複数可）から転写位置を横切って通され得、仕上げ装置１１０８に供給され得る。ある実施形態では、仕上げ装置１１０８は、以下、例えば、半透明または透明のプラスチックの保護コーティングを受け取るためのコーティング装置、または製品の最終的な加工の一部としてストリング回路の硬化を終了し得る硬化装置であってもよい。さらに、または代替的に、回路ストリングは、ストリング回路の最終的な加工の前にその上でストリング回路を巻き上げ得る別のリールに供給されてもよい。支持基材１１０４の導電性ストリングスが転写位置を通って引っ張られると、転写機構２０６が作動して、ダイ２２０の電気接触端子がそれぞれ隣接するストリング上に配置されるように、ダイ２２０を支持基材１１０４の導電性ストリングスに転写するための針ストロークを（上述のように）実行することができ、固定機構２０８が作動して、ダイ２２０を適切な位置に固定することができる。
【０１０８】
さらに、装置１１００は、支持基材１１０４の導電性ストリングが支持され、さらに張力がかけられ得る張力ローラ１１１０を含んでもよい。したがって、張力ローラ１１１０は、ダイ転写精度を高めるために、形成されたストリング回路内の張力を維持するのを支援し得る。
【０１０９】
図１１Ｂでは、ダイ２２０は、支持基材１１０４の導電性ストリングに転写され、それによって、支持基材１１０４の導電性ストリングを（ある程度）結合し、ストリング回路を形成したものとして示されている。
【０１１０】
直接転写装置の第３の例示的実施形態
図１２に見られるように、直接転写装置の追加の実施形態では、装置１２００は、ウェーハテープ搬送機構１２０２を含んでもよい。具体的には、図２Ａおよび図２Ｂに示すウェーハテープコンベヤフレーム２２２およびウェーハテープホルダフレーム２２４の代わりに、ウェーハテープ搬送機構１２０２は、ダイ２２０を装置１２００の転写位置を通して搬送してダイを単一の基材に転写するための１つ以上のリール１２０４を有するシステムを含んでもよい。具体的には、各リール１２０４は、ダイ２２０がストリップの長さに沿って連続して取り付けられた狭く連続した細長いストリップとして形成されたダイ基材１２０６を含んでもよい。
【０１１１】
単一リール１２０４が使用される場合、転写動作は、モータ、トラック、およびギアを使用して、実質的に上記のように、支持基材搬送機構２０２を介して支持基材２１０を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からダイ基材１２０６を解くことにより、ダイ２２０が搬送位置を通って連続的に送り込まれてもよいが、リール１２０４自体は主に固定位置に留まっているという点で、実質的に静的な機構を含んでもよい。ある実施形態では、ダイ基材１２０６の張力は、安定性の目的で、張力ローラ１２０８および／またはリール１２０４に対向して装置１２００の側に配置され得る張力リール１２１０によって、維持し得る。張力リール１２１０は、ダイが転写された後、ダイ基材１２０６を巻き上げ得る。代替的に、張力は、各転写動作の後にダイ基材を転写位置を通して引っ張ってダイ２２０を循環させるのを支援するためにダイ基材１２０６を固定するための任意の他の適切な手段によって維持されてもよい。
【０１１２】
複数のリール１２０４が使用されるある実施形態では、各リール１２０４は、他のリール１２０４に横方向に隣接して配置される場合がある。各リール１２０４は、特定の転写機構２０６および特定の固定機構２０８と対にされてもよい。この場合、転写機構および固定機構の各それぞれのセットは、複数のダイが同じ支持基材２１０上の複数の場所に同時に配置され得るように、支持基材２１０に対して配置し得る。例えば、ある実施形態では、それぞれの転写位置（すなわち、転写機構と対応する固定機構との間の位置合わせ）は、様々な回路トレースパターンに対応するように、一列で、片寄って、または互い違いであってもよい。
【０１１３】
１つのリール１２０４が実装されるのか、それとも複数のリール１２０４が実装されるのかに関係なく、ダイ転写動作は、装置２００の第１の例示的な実施形態に関して上記で説明した転写動作と比較的に類似し得る。例えば、支持基材２１０は、支持基材搬送機構２０２を介して上記と同じ方法で転写位置（ダイ固定位置）に搬送し得、転写機構（複数可）２０６は、針ストロークを実行して、ダイ２２０をダイ基材１２０６から支持基材２１０へ転写することができ、固定機構２０８を作動させて、ダイ２２０を支持基材２１０に固定するのを支援することができる。
【０１１４】
複数のリール１２０４を有するある実施形態では、回路トレースパターンは、すべての転写機構を同時に作動させる必要がないようなものであってもよいことに留意されたい。したがって、支持基材が転写のために様々な位置に搬送されるときに、複数の転写機構を断続的に作動させてもよい。
【０１１５】
直接転写装置の第４の例示的実施形態
図１３は、直接転写装置１３００のある実施形態を示す。図２Ａおよび図２Ｂにおいてのように、支持基材搬送機構２０２は、ウェーハテープ搬送機構２０４に隣接して配置してもよい。しかしながら、搬送機構２０２、２０４の間には、ウェーハテープ２１８から支持基材２１０へのダイ２２０の転写を実現するために搬送機構１３０２を配置し得る空間が存在する。
【０１１６】
転写機構１３０２は、ダイ２２０をウェーハテープ２１８から一度に１つ以上ピックし、アーム１３０６を通って延びる軸Ａを中心にして回転するコレット１３０４を含んでもよい。例えば、図１３は、コレット１３０４が、ウェーハテープ２１８のダイ搬送面と支持基材２１０の転写面との間で枢動点１３０８（方向枢動矢印を参照）を中心にして１８０度枢動し得るように、ウェーハテープ２１８が支持基材２１０に向くのを示す。すなわち、コレット１３０４の伸長方向は、ウェーハテープ２１８および支持基材２１０の両方の転写の表面または平面に直交する平面内で枢動する。代替的に、いくつかの実施形態では、コレットのアーム構造は、２つの平行な表面の間で枢動するように配置してもよく、コレットのアームは、平行な平面に沿って枢動し得る。したがって、コレット１３０４は、ウェーハテープ２１８に向いているときに、ダイ２２０をピックして、固定機構２０８と一致するように直ちに支持基材２１０の表面に枢動し得る。コレット１３０４は、次いで支持基材２１０上で回路トレース２１２に固定されるダイ２２０を転写するようにダイ２２０を解放する。
【０１１７】
ある実施形態では、転写機構１３０２は、アームから異なる方向に延びる２つ以上のコレット（図示せず）を含んでもよい。このような実施形態では、コレットは、コレット停止場所を通って３６０度回転して間欠送りされ、コレットがウェーハテープ２１８を通過するたびにダイをピックし、転写し得る。
【０１１８】
さらに、１つ以上のコレット１３０４は、コレット１３０４を通る正および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、解放し得る。
【０１１９】
微調アセンブリを有する直接転写装置の第１の例示的実施形態
図１４に、直接転写装置１４００のある実施形態を示す。図示の実施形態では、微調整機構１４０２がウェーハテープ搬送機構１４０４に取り付けられており、これは、半導体デバイスダイ２２０をウェーハテープ２１８から支持基材２１０に直接転写するのを支援し得る。転写装置１４００の多くの特徴は、図２Ａおよび図２Ｂの装置２００の特徴と実質的に類似したままでよいが、ダイ転写プロセス中にウェーハテープ２１８およびダイ２２０の配向および／または位置に微調整（例えば、５ミクロン〜５０ミクロン、または１ミクロン〜１０００ミクロン、または０．５ミクロン〜５０００ミクロンなど）を加える微調整機構１４０２の実装を含むいくつかの相違点が、本明細書で図１４〜図１８に関して以下に説明される。
【０１２０】
概要として、転写装置１４００は、支持基材搬送機構２０２（図２Ａおよび図２Ｂに関しても示されている）、およびウェーハテープ搬送機構１４０４を含んでもよい。ウェーハテープ搬送機構１４０４は、それがウェーハテープコンベヤフレーム１４０６およびウェーハテープホルダフレーム１４０８を含むので、概して、ウェーハテープ搬送機構２０４と機能的に類似している。概して、支持基材搬送機構２０２およびウェーハテープ搬送機構１４０４は、それらが連続するダイ搬送場所の間で（微小移動に比して）より大きな移動のために概して移動するので、本明細書では「粗動」を提供する機構として説明される場合がある。しかしながら、上記のように、図１４の実施形態におけるウェーハテープ搬送機構１４０４は、以下で詳細に説明される微調整機構１４０２を含む。粗動を提供する機構は、微小距離を含む、必要に応じてより小さなスケールで転写場所間を調整するために使用される場合もあるが、粗動の機構は、より大きなマクロの移動（例えば、約１〜２ｍｍ以上）に適していると考えられる。したがって、粗動搬送機構と関連して微調整機構を実装すると、いくつかの状況に有利である場合がある。例えば、粗動搬送機構が転写場所をオーバーシュートした場合、転写場所をアンダーシュートした場合、または粗動からの停止により搬送場所付近で揺れており、その結果、例えば微小スケールで転写位置合わせがわずかにずれている場合に、粗動に加えて微調整を行ってもよい。
【０１２１】
微調整機構１４０２は、セルマネージャ７０６（図７）と連動して、ダイ転写プロセス中に支持基材２１０とダイ２２０とを位置合わせする、および／またはより密接に位置合わせするリアルタイムの微調整を実行し得る。ある実施形態では、転写装置１４００は、移動中のコンポーネントを停止させた後に振動運動を補償することを含む異なる目的のために、および／または搬送機構２０２、１４０４の移動速度を、その後のダイ転写の前に（各転写動作で完全に停止するのではなく）減速させるダイ転写動作全体を高速化する目的のために、微調整を実行してもよい。
【０１２２】
例えば、一態様では、微調整機構１４０２は、ウェーハテープコンベヤフレーム１４０６の搬送を開始および／または停止することによる振動によって引き起こされる位置の誤差を補正する。ダイ転写速度は、毎秒約６〜４５０以上のダイが配置される範囲であってもよい。概して、転写速度が加速するにつれて、搬送装置の機械的複雑さおよび重量も増加する場合がある。移動する質量の速度の加速と転写速度の加速は、それらの質量が急速に加速してから突然停止するときに、システムコンポーネントの振動を集合的に追加する場合がある。振動を消散させるために必要な整定時間は、ダイ転写に時間に関係する非効率をもたらす場合がある。ある実施形態では、ウェーハテープホルダフレーム１４０８の微調整は、ダイの相対位置に影響を与える振動を打ち消し、ウェーハテープ搬送機構１４０４の整定時間を短縮または排除することによってシステム効率を高め得る。
【０１２３】
ある実施形態では、微調整は、ウェーハテープ搬送機構１４０４が１つの転写場所から次の転写場所に移動するとき、開始と停止を繰り返すことなく、ウェーハテープ搬送機構１４０４が持続的に動き続け、ウェーハテープホルダフレーム１４０８が動いている間ダイ２２０を支持基材２１０に転写することを可能にすることによって、システム効率を向上させるために行い得る。
【０１２４】
装置の構造を考慮すると、図１５Ａは、一実施形態に係る微調整機構１５００（以下、「微調整機構１５００」）の等角図を示す。微調整機構１５００は、アクチュエータ１５０２と、アクチュエータ１５０２が固定され得る支持アーム１５０４Ａを有するアクチュエータフランジ１５０４と、ウェーハテープ２１８を保持するためのウェーハテープホルダフレーム１４０８を固定するためのウェーハ支持ブロック１５０６と、ウェーハ支持ブロック１５０６とアクチュエータフランジ１５０４とを接続する１つ以上のばね部材１５０８とを含んでもよい。示されていないある実施形態では、アクチュエータフランジ１５０４は、ウェーハテープホルダフレーム１４０８と直接または間接的に接続する場合がある。微調整機構１５００は、（図１４に示すように）ウェーハテープコンベヤフレーム１４０６にしっかりと固締し得、それにより、微調整機構１５００はウェーハテープコンベヤフレーム１４０６とともに移動し、ウェーハテープ２１８の位置に対して小さな独立した調整を行う。
【０１２５】
一実施形態によれば、アクチュエータ１５０２は、アクチュエータブラケットアセンブリ１５１０を用いてアクチュエータフランジ１５０４に取り付け得る細長いロッドを含んでもよい。アクチュエータブラケットアセンブリ１５１０は、例えば、穴付きボルト、ラッチ、クリップ、溶接などの１つ以上の固締手段を含んでもよい。微調整機構１５００は、微調整機構１５００を適切な固締具（図示せず）を用いてウェーハテープコンベヤフレーム１４０６に取り付けるために、アクチュエータフランジ１５０４に位置付けられた複数の貫通穴１５１２を含んでもよい。
【０１２６】
アクチュエータ１５０２は、組み立てられたときに、アクチュエータ１５０２の本体がアクチュエータフランジ１５０４に沿った表面に対して一方向にスライド可能であるように、アクチュエータフランジ１５０４上に配置される。しかしながら、アクチュエータ１５０２は、アクチュエータフランジ１５０４からの距離およびアクチュエータフランジ１５０４に沿った伸長の方向に対して固定された配向のままである。アクチュエータ１５０２は、アクチュエータブラケットアセンブリ１５１０を介して穴付きボルトを用いてアクチュエータフランジ１５０４にボルト締めされた円筒形本体として示されているが、図１５Ａに示す円筒形以外の多くの形状をとる場合があり、アクチュエータフランジ１５０４およびアクチュエータ１５０２が互いに対して単一のユニットとして動作するように、任意の方法でアクチュエータフランジ１５０４に固定され得ることを理解されたい。
【０１２７】
アクチュエータ１５０２は、圧電アクチュエータであってもよい。圧電アクチュエータ（圧電トランスデューサ、トランスレータなどとも呼ばれる）は、電気エネルギを直線運動に変換する。代替的に、アクチュエータ１５０２は、圧電アクチュエータ以外の、高速かつ正確な動きをするように構成され得る運動制御アクチュエータを含んでもよい。例示的な代替アクチュエータには、リニアモータ、ボールねじ付きサーボモータまたはステッパモータ、ボイスコイルなどが含まれる。例えば圧電アクチュエータを使用して、アクチュエータ１５０２は、アクチュエータ１５０２の第２の端部に配置された電気コネクタ１５１４を介して信号刺激が印加されると、ウェーハ支持ブロック１５０６と接触しているアクチュエータ１５０２の第１の端部に比較的大きい押す力（例えば、１０００＋Ｎ）を印加し得る。
【０１２８】
アクチュエータ１５０２は、電気コネクタ１５１４を介して１つ以上のシステムコントローラに接続し得る。図７に関して前述したように、アクチュエータ１５０２を制御するために、いくつかのシステム制御機構を構成し得る。システムコントローラは、信号刺激に基づくアクチュエータ１５０２の第１の端部のストローク距離を含む、アクチュエータ１５０２の動作態様を制御し得る。例示的なコントローラシステムは、例えば、図７に関して示すように、センサマネージャ７２０、モーションマネージャ７２２、センサマネージャ７３４、および／またはモーションマネージャ７３６であってもよい。
【０１２９】
電気機械制御システムの当業者であれば、アクチュエータの応答が、１つ以上の信号増幅器と連動する単一チャネルまたはマルチチャネルコントローラシステムを介して日常的に制御可能であることを理解されたい。ある実施形態によれば、アクチュエータ１５０２は、アクチュエータ１５０２の第１の端部は、作動されたとき、ウェーハテープホルダフレーム１４０８、したがってウェーハテープ２１８の位置を移動させるように制御可能である。ウェーハテープホルダフレーム１４０８は、１つ以上のばね部材１５０８（ばね部材を有する実施形態では）を介してアクチュエータフランジ１５０４に対して移動可能となり得る。代替的に、複数の方向に力を出力できる他の動作制御アクチュエータを用いて、ウェーハテープホルダフレーム１４０８は、アクチュエータ自体が戻り方向に動作を引き起こすことができるため、ばね部材なしでも移動可能となり得る。また、アクチュエータ１５０２は、示されている異なる位置でシステムの構造内に配置され得る。すなわち、粗動搬送機構および微調整されている基材または転写機構に対するアクチュエータ１５０２の位置は、異なっていてもよいことが企図される。例えば、アクチュエータ１５０２は、粗動搬送機構と微調整部材との間に積み重ねられた、微調整部材（すなわち、粗動搬送機構または転写機構、またはそれらの組み合わせのいずれかで、その位置が調整されているコンポーネント）と面内にあってもよい。ウェーハテープホルダフレーム１４０８、ウェーハテープ２１８、およびダイ２２０が意図された場所に集合的に変位すると（すなわち、位置合わせ位置が達成されると）、転写機構２０６（図１４）は、正確なタイミングおよび場所精度で、ダイ２２０を支持基材２１０に転写し得る。位置合わせ位置は、ダイが所定の意図された場所に配置され、実際の場所が所定の誤差範囲内にある場合に正確である（すなわち、場所は所定の許容範囲内で正確である）。所定の許容範囲の例は、例えば、１０〜５０ミクロンであってもよい。他の許容範囲が考えられる。
【０１３０】
上記のように、ある実施形態では、ばね部材１５０８は、アクチュエータ１５０２の第１の端部が作動力（力の方向を示す矢印１５０２Ａとして示す）をかけ得るように、ウェーハ支持ブロック１５０６とアクチュエータフランジ１５０４とを接続する。作動力１５０２Ａは、ウェーハ支持ブロック１５０６を変位させ、これは、ウェーハテープホルダフレーム１４０８の第１の（静止）位置から作動軸に沿った第２の位置（図１５ＡにＸ軸として示す）への変位に変換される。変位は、アクチュエータフランジ１５０４に対する第１の位置からの所定の距離である。ばね部材１５０８は、わずかに変形して、作動力１５０２Ａの軸に沿ってウェーハ支持ブロック１５０６を移動させることによって、ウェーハテープホルダフレーム１４０８の変位を可能にし得る。例として、本明細書で使用されるウェーハテープの変位は、約５ミクロン〜約２００ミクロンの範囲であってもよい。作動力１５０２Ａがかけられた後、ばね部材１５０８の復元力により戻り力（力の方向を示す矢印１５０８Ａとして示す）がかけられてもよく、それにより、他の手段で既に静止位置に戻されていない場合、アクチュエータ１５０２の第１の端部は、アクチュエータフランジ１５０４に対して静止位置に強制的に戻される。このようにして、ばね部材は戻り部材として機能し得る。
【０１３１】
アクチュエータフランジ１５０４（および具体的には、ばね部材１５０８）は、特定のばね設計に依存し得る十分な弾性機械的特性を有する適切な材料から構築し得る。例えば、図示の実施形態では、合金鋼、炭素鋼、コバルトニッケル、銅基の合金、ニッケル基の合金、チタン合金、アルミニウムなどの材料で十分であり得る。さらに、および／または代替的に、プラスチックおよび他の組成材料が企図される。微調整機構１５００およびその構成材料の形状は変化する可能性があり、本明細書に説明するものに限定されないことを理解されたい。
【０１３２】
一実施形態によれば、アクチュエータフランジ１５０４およびばね部材１５０８（またはその一部）は、それらがただ１個の材料から製造されるという点で一体化され得る。他の態様では、それらは、別個のコンポーネントとして製造され、（例えば、溶接または他の固締技術を介して）互いに固締されて、一体化された（一体成形の）微調整機構１５００を形成し得る。例えば、ただ1個の原料から製造される場合、複数のばね部材１５０８は、アクチュエータフランジ１５０４の一部を（例えば、機械加工、放電加工（ＥＤＭ）などを介して）取り除くことによって形成されてもよい（ここでは取り除かれた部分は、図１５Ａでは渦巻き状の空洞として示されている）。図１５Ａ〜図１７では、アーチ状のばねアームとして示されているが、ばね部材１５０８は、コイルばねなどの、作動力１５０２Ａが取り除かれた後にウェーハテープホルダフレーム１４０８を第１の（静止した）位置に戻すために適した別の形態または形状であってもよい。
【０１３３】
圧電アクチュエータの可能な利点の１つは、アクチュエータ１５０２の可変的に制御可能な作動および利用可能な押す力である。作動の速度および精度と組み合わされた作動の強さにより、転写するダイを配置し得る位置付け調整の精度を提供し得る。別の利点は、作動の速度と精度が振動を打ち消す微調整を提供することである。例えば、振動力を打ち消すことに関して、微調整機構１５００は、単一のアクチュエータ１５０２を備えて示されるように、停止前の移動方向に関係なく、支持基材コンベヤフレーム２１４に関連する質量の急加速に続く急減速（すなわち、停止）によって引き起こされる振動を打ち消すようにシステムを支援するように構成され得る。別の言い方をすれば、微調整機構１５００が接続されているウェーハテープ搬送機構１４０４の急停止によって引き起こされる振動を打ち消すためにアクチュエータを作動させる場合、アクチュエータ１５０２の作動方向を考慮するときに、停止前の微調整機構１５００とウェーハテープ搬送機構１４０４の移動方向は関係ない場合がある。停止によって引き起こされる振動の少なくとも一部は、単一のアクチュエータで打ち消し得る。
【０１３４】
圧電アクチュエータは、押すことによって（例えば、一方向に直線力をかけることによって）微調整を提供することができるが、同等の引っ張り能力（例えば、反対方向に直線力をかけること）を有さない場合がある。例えば、一方向作動は、システムにおいて２方向（例えば、Ｘ軸に沿った正の方向とＸ軸に沿った負の方向）に移動能力を有する状況において、正確な作動（例えば、位置調整）に使用される場合、物理的制限を有する場合がある。したがって、アクチュエータ１５０２に圧電アクチュエータを使用する場合、複数の方向に作動するように構成された微調整機構を提供することが有利である場合がある（図１６および図１７に関して本明細書でさらに説明する）。
【０１３５】
図１５Ｂは、本出願のある実施形態に係る、微調整機構１５００を含むウェーハテープ搬送機構１４０４の、図１５Ａに示す線ＸＶＢ〜ＸＶＢにほぼ沿って取られた、概略断面図を示す。針２２６および針格納支持体２３０は、ウェーハテープコンベヤ機構１４０４の配向について示されている。明確にするために、図１５Ａは、図１５Ｂに示されている配向とは逆さまの配向で微調整アセンブリ１５００を示している。図１５Ｂに示すように、ウェーハテープホルダフレーム１４０８は、ウェーハテープ２１８を固定するように構成され、微調整アセンブリ１５００は、ウェーハテープ２１８の位置に微調整を行い得る。ウェーハテープコンベヤフレーム１４０６は、アクチュエータフランジ１５０４と機械的に連結されている。さらに、図１５Ｂは、アクチュエータフランジ１５０４のギャップ１５１６を示している。ギャップ１５１６は、材料の部分が取り除かれて（すなわち、アクチュエータフランジ１５０４およびウェーハ支持ブロック１５０６がただ1個の原料から作製されるある実施形態で上記に説明したように）、ばね部材１５０８を形成する空洞空間を表す。概して、ギャップ１５１６は、ダイ２２０の位置への微調整を行うことができる空間の最大量を表す。代替的な実施形態（図示せず）では、アクチュエータフランジおよびウェーハ支持ブロックは、本明細書に示され、明示的に説明されたもの以外の固締具およびばねによって機械的に結合された２つの別個のコンポーネントであってもよく、その場合にも、ギャップ１５１６は、代替的に連結されたアクチュエータフランジとウェーハ支持ブロックとの間で位置調整を行い得る空間を表す場合がある。
【０１３６】
図１５Ｃは、ある実施形態に係る、微調整アセンブリ１５００の、図１５Ａに示す線ＸＶＣ−ＸＶＣにほぼ沿って取られた別の断面図を示す。この図では、わかりやすくするために、針および格納支持体は省略されている。ウェーハテープコンベヤフレーム１４０６は、コンポーネントの区別を明確に示すためにアクチュエータフランジ１５０４からわずかに離間して示されているが、使用中、ウェーハテープコンベヤフレーム１４０６は、アクチュエータフランジ１５０４への取り付けを介してウェーハテープホルダフレーム１４０８と機械的に連結されることを、当業者によって理解されたい。図１５Ｃに示すように、アクチュエータ１５０２は、ブッシング、ガスケット、ワッシャ、ブラケットなどを含み得るアクチュエータブラケットアセンブリ１５１０を用いて、アクチュエータフランジ１５０４上に取り付けられるか、またはアクチュエータフランジ１５０４に近接して保持されてもよい。ある実施形態では、アクチュエータ１５０２とアクチュエータフランジ１５０４との間のオフセットを維持することにより、例えば、移動中の摩擦を最小限に抑え得る。
【０１３７】
微調整アセンブリを有する直接転写装置の第２の例示的実施形態
図１６は、本出願の別の実施形態に係る、装置の１つ以上のコンポーネントの微調整を実行するための第１のアクチュエータ１６０２および第２のアクチュエータ１６０４を有する微調整機構１６００（以下、「微調整機構１６００」）の底面図を示す。微調整機構１６００の多くの機能は、図１５Ａの微調整機構１５００の機能と実質的に類似したままであってもよいが、いくつかの相違点が、本明細書で第２のアクチュエータ１６０４に関して以下に説明される。
【０１３８】
微調整機構１６００は、ウェーハテープ（図１６には図示せず）を保持するためのウェーハテープ保持フレームを固定するように構成されるウェーハ支持ブロック１６０６の第１の側に接触するように配置された遠位端部を有する第１のアクチュエータ１６０２を含む。さらに、微調整機構１６００は、第１のアクチュエータ１６０２の遠位端部と１８０度反対側の位置でウェーハ支持ブロック１６０６に接触するように配置された遠位端部を有する第２のアクチュエータ１６０４を含む。第１のアクチュエータ１６０２および第２のアクチュエータ１６０４のそれぞれの遠位端部のウェーハ支持ブロック１６０６への近接は、直接接触、間接接触、当接、隣接などを含んでもよい。微調整機構１６００は、支持ブロック１６０６は固定されているアクチュエータフランジ１６０８を含んでもよい。さらに、アクチュエータフランジ１６０８は、第１のアクチュエータ１６０２および第２のアクチュエータ１６０４が固定される支持アーム１６０８Ａおよび１６０８Ｂを含んでもよい。図１６に示すようなばねベースの戻りシステムをさらに実装し得るある実施形態では、微調整機構１６００は、ウェーハ支持ブロック１６０６をアクチュエータフランジ１６０８に接続する複数の変形可能なばね部材１６１０を含んでもよい。微調整機構機構１６００は、（図１５Ｂに示されているような微調整機構１５００と同様に）穴１６１２を介してウェーハテープコンベヤフレーム１４０６に確実に固締されてもよく、それにより、微調整機構１６００は、（ウェーハテープコンベヤフレームに取り付けられているとき）ウェーハテープコンベヤフレームとともに移動して、ウェーハテープの位置を微調整し得る。
【０１３９】
したがって、ばね部材１６１０は、ウェーハ支持ブロック１６０６とアクチュエータフランジ１６０８を接続し、それにより、第１のアクチュエータ１６０２の遠位端部は、ウェーハ支持ブロック１６０６を第１の（静止）位置から作動軸に沿った第２の位置（Ｘ軸として図１６に示す）に変位させる作動力１６０２Ａをかけ得る。変位は、アクチュエータフランジ１６０８に関して第１の位置からの可変の所定の距離であってもよい。ばね部材１６１０は、一時的にわずかに変形して、作動力１６０２Ａの軸に沿ってウェーハ支持ブロック１６０６を移動させることによって、ウェーハ支持ブロック１６０６の変位を可能にし得る。作動力１６０２Ａをかけた後、ばね部材１６１０は、第１のアクチュエータ１６０２の遠位端部が、既に第１の位置に戻されていない場合、アクチュエータフランジ１６０８に対して第１の位置に強制的に戻されるように、戻りばね力１６１０Ａをかけ得る。
【０１４０】
さらに、および／または代替的に、第２のアクチュエータ１６０４は、ウェーハ支持ブロック１６０６を第１の位置に戻すのを支援するために作動力１６０４Ａをかけ得る。実施形態がばねベースの戻りシステムを含む場合、戻りばね力１６１０Ａは、ウェーハ支持ブロック１６０６に作用して、ウェーハ支持ブロック１６０６を第１の位置に戻し得る。さらに、作動力１６０４Ａは、戻りばね力１６１０Ｂよりも大きくてもよく、搬送速度、アクチュエータフランジ１６０８に対する搬送の加速度、およびアクチュエータフランジ１６０８に対して、第１の位置へのウェーハ支持ブロック１６０６の正確な戻りを指示する他の制御可能な要因に関して、追加の制御を提供し得る。また、戻り力１６１０Ｂは、第２のアクチュエータ１６０４が上記のように微調整動作を実行しているときに、ウェーハ支持ブロック１６０６を第１の位置に戻し得る。すなわち、第１の位置は共通の静止位置であり、第２のアクチュエータ１６０４がウェーハ支持ブロック１６０６を第１のアクチュエータ１６０２に向けて押したとき、第３の位置に到達し得る。
【０１４１】
ある実施形態によれば、ウェーハ支持ブロック１６０６を単一軸に沿った２方向に微調整するための正確な作動制御は、ダイを転写するときの微調整動作により大きな最適化能力を提供し得る。第１のアクチュエータ１６０２と第２のアクチュエータ１６０４の各々は、それぞれ、コネクタ１６１４と１６１６のうちの対応する１つを介して制御システム（図示せず）に接続され得る。したがって、図１６に関して説明した実施形態などの実施形態は、単一の軸に沿った２つの移動方向における位置合わせのタイミングを提供する。
【０１４２】
微調整アセンブリを有する直接転写装置の第３の例示的実施形態
さらに、および／または代替的に、図１７は、４つのマイクロアクチュエータ、つまり第１のアクチュエータ１７０２、第２のアクチュエータ１７０４、第３のアクチュエータ１７０６、および第４のアクチュエータ１７０８を有する微調整機構１７００のある実施形態の底面図を示す。微調整機構１７００の多くの機能は、それぞれ図１５および図１６の、微調整機構１５００および１６００の機能と実質的に類似したままであってもよい。例えば、第１のアクチュエータ１７０２および第２のアクチュエータ１７０４は、第１のアクチュエータ１６０２および第２のアクチュエータ１６０４に関して説明したように、微調整機構１７００において、それぞれ、支持アーム１７１０Ａおよび１７１０Ｂ上のアクチュエータフランジ１７１０に対して配置され得る。しかしながら、アクチュエータフランジ１７１０は、それぞれ、第３のアクチュエータ１７０６および第４のアクチュエータ１７０８を支持し得る追加の支持アーム１７１０Ｃおよび１７１０Ｄを有してもよい。図示のように、第３のアクチュエータ１７０６および第４のアクチュエータ１７０８は、互いに対向して同一直線上に位置合わせされ、第１のアクチュエータ１７０２および第２のアクチュエータ１７０４からそれぞれ９０度回転した場所でウェーハ支持ブロック１７１２に接触するように配置され得ることが企図される。すなわち、第３のアクチュエータ１７０６および第４のアクチュエータ１７０８は、第１のアクチュエータ１７０２および第２のアクチュエータ１７０４の同一直線上の位置合わせに対して垂直に配向されて、第１のアクチュエータ１７０２および第２のアクチュエータ１７０４が調整を行うことができる方向線に垂直な方向にダイの位置を調整し得る。反対を向くアクチュエータは、調整された特徴を中立状態にリセットするための戻り部材として機能する場合があることに注意されたい。
【０１４３】
微調整アセンブリを備えた直接転写装置を使用して直接転写を実行するための方法の第１の例示的な例
ある実施形態では、ウェーハテープを保持するフレームが場所から場所へと搬送されるとき、ウェーハフレームを保持する搬送機構は、転写場所に移動してよく、突然停止するか、または大幅に減速した後、転写場所を微調整し、および／またはシステムの振動を取り除く微調整を実行し得る。調整されると、システムは次いでダイを転写する。図１８は、微調整機構を備えた直接転写装置のある実施形態の直接転写動作の方法１８００を示しており、搬送機構は、各転写位置合わせで停止するか、または各転写位置合わせで完全には停止せず、むしろ、単に減速するかのいずれかである場合がある。
【０１４４】
本明細書に記載の方法１８００のステップは、いかなる特定の順序でなくてもよく、したがって、所望の製品状態を達成するために、任意の満足のいく順序で実行されてよい。説明を容易にするために、方法１８００は、例えば、図１４〜図１７に示されるものなどの微調整機構を備えた直接転写装置によって少なくとも部分的に実行されると説明される。便宜上、方法１８００のステップは、微調整機構がウェーハ基材搬送機構とともに配置されているかのように説明されていることに留意されたい。しかしながら、微調整機構の原理は、上記のように、他の粗動機構に実装されるように適合され得ることが企図される。したがって、方法１８００のステップは、微調整機構が、図１４〜図１７に示すもの以外の粗動機構上に配置される装置に適合するとして適用可能であり得ることも企図される。
【０１４５】
直接転写動作（および本明細書に説明する各プロセス）の例示的な方法１８００は、論理フローグラフとして示され、各それぞれの動作は、ハードウェア、ソフトウェア、それらの組み合わせによって実施され得る一連の動作を表し得る。いくつかの状況では、動作の１つ以上は１人以上の人間のユーザによって実施される場合がある。
【０１４６】
ソフトウェアの文脈では、動作は、１つ以上のコンピュータ可読媒体に記憶された、１つ以上のプロセッサによって実行されるとき、列挙された動作を実行するコンピュータ実行可能な命令を表し得る。概して、コンピュータ実行可能命令は、特定の機能を実行するか、または特定の抽象データタイプを実装するルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造などを含んでもよい。
【０１４７】
コンピュータ可読媒体は、ハードドライブ、フロッピディスク、光ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、磁気カードもしくは光カード、ソリッドステートメモリデバイス、または電子命令の記憶に適した他のタイプの記憶媒体を含み得る、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体を含んでもよい。さらに、ある実施形態では、コンピュータ可読媒体は、一時的なコンピュータ可読信号（圧縮または非圧縮形式）を含んでもよい。搬送波を使用して変調されるかどうかにかかわらず、コンピュータ可読信号の例には、インターネットまたは他のネットワークを介してダウンロードされる信号を含む、コンピュータプログラムをホストまたは実行するコンピュータシステムがアクセスするように構成され得る信号が含まれるが、これらに限定されない。最後に、特に断りのない限り、動作が説明される順序は制限として解釈されることを意図されず、任意の数の説明された動作は、プロセスを実装するために任意の順序でおよび／または並行して組み合わされ得る。
【０１４８】
ここで、図１８をより詳細に検討すると、１８０２で、ＰＣ（図７に関して上述した）は、システムに、第１の基材（例えば、ダイが固定されたウェーハテープなどのダイ搬送基材）、第２の基材（回路基板や他のダイなどのダイが搬送されるべき転写基材）、および位置合わせ位置への転写機構（本明細書ではさらに説明する）を位置合わせするように指示し得る。すなわち、ある実施形態では、ＰＣは、第１の基材搬送機構、第２の基材搬送機構、または転写機構のいずれか１つまたはすべてに、ダイが第１の基材から第２の基材上の転写場所に転写される転写位置合わせ位置に移動するように指示し得る。第１の基材搬送機構、第２の基材搬送機構、または転写機構のうちの少なくとも１つは、粗動および／または転写プロセスにおける他の要因から生じる場合のあるずれを最小限に抑えるために、それとともに微調整機構を実装していることが企図されることに留意されたい。
【０１４９】
本明細書で使用される位置合わせ位置は、移動コンポーネント間の位置合わせ距離の範囲内の位置であってもよい。例えば、位置合わせ位置は、３つのコンポーネントすべて（例えば、転写機構、転写されるダイを運ぶ第１の基材、およびダイの標的転写場所を有する第２の基材）が、３つのコンポーネント間の位置合わせの任意のばらつき（すなわち、ずれ）が１０ミクロン〜７５ミクロンの範囲になるように位置合わせされているときに発生し得る。ある実施形態では、位置合わせ位置は、１０ミクロン〜２０ミクロンなどのより狭い範囲の許容されるずれを含んでもよい。他のずれの許容範囲が企図されており、したがって、本明細書で明示的に説明される範囲に限定されない。
【０１５０】
上記のステップ１８０２に関してさらに、ある実施形態では、システムは、基材を転写機構と位置合わせして、位置合わせ位置が達成されると、システムコンポーネントからの粗動（複数可）の完全な停止を使用してダイ転写の準備をし得る。停止するとき、構造物の振動が発生する場合がある。例えば、振動は、移動する質量の減速の結果として、３０ミクロン〜５０ミクロンの大きさの位置合わせの変化を引き起こす場合がある。
【０１５１】
さらに、および／または代替的に、ある実施形態では、システムは、基材を転写機構と位置合わせして、３つのコンポーネントのうちの１つ以上が動いている間にダイ転写の準備をし得る。例えば、第１の基材を搬送する搬送機構は、意図的で、ゆっくりとした、連続的な移動を維持するための命令を有する場合がある、または、粗動の間では移動が速くなる場合があり、システムは、移動するコンポーネントが所望の転写場所に近づくにつれて、移動するコンポーネントの速度を低下させる場合がある。したがって、正確で決定可能な時点で、システムは、例えば、粗動中のコンポーネントの移動方向から１８０度で、転写されているダイの位置が支持体上の標的位置に対して静止しているような速度で、移動軸内の微調整機構を調整してもよい。すなわち、微調整されるコンポーネントの相対速度はゼロになる。ダイが標的転写位置に最も近接して位置合わせされた瞬間に、転写機構が作動して、ダイを第１の基材から転写する。連続的な移動を実施する実施形態の可能な利点は、システムの振動が各転写場所で落ち着くのを待機するのと比較して、節約された時間から得られる製造効率を含んでもよい。
【０１５２】
いずれの実施形態においても、作動のタイミングを決定し、アクチュエータが作動される制御パラメータを決定するために、セルマネージャ（図７に関して説明される）は、速度、加速度、位置、移動コンポーネント間の位置合わせ、時間、およびその他の要因を含むリアルタイムの動作要因を決定し得る。したがって、各作動の前に、センサマネージャ、モーションマネージャ、およびダイマネージャは、アクチュエータを操作するための作動のタイミングおよび速度を決定する。
【０１５３】
１８０４で、転写装置は、必要に応じて、コンポーネントの１つ以上の位置に対して１つ以上の微調整を行って、位置合わせ位置を改善する。１つ以上の微調整は、少なくとも１つの微調整アクチュエータの作動を介してコンポーネントを変位させ、それにより、いずれの微小サイズのずれにも対処することによって実行し得る。変位は、例えば、微調整アクチュエータを用いて、アクチュエータフランジに対する第１の位置からアクチュエータフランジに対する第２の位置への第１の基材の変位を含んでもよい。変位は、可変的に制御することができ、したがって、有効な配置を確実にするために、第１の基材から第２の基材上の転写場所に転写されるダイをより高い精度で位置合わせする所定の距離である場合がある。すなわち、１８０２に関して説明された位置合わせ位置は、振動運動または連続運動によって発生する微小スケールの作用にもかかわらず任意のダイのずれを低減および／または排除することによって、転写プロセス中にリアルタイムで改善され得る。
【０１５４】
１８０６で、装置は、転写機構の作動（例えば、針／ピン／ワイヤの循環、コレットの枢動など）を介して、半導体デバイスダイを第１の基材から第２の基材に転写する。
【０１５５】
ステップ１８０８で、微調整が行われたコンポーネント（複数可）は、中立位置（静止）に戻されてよい。例えば、ばね部材を使用するある実施形態では、微調整機構のばね部材の性質により、戻り力が自動的に発生する場合があり、または、別の実施形態では、戻り力は、第２のアクチュエータ、第３のアクチュエータ、および／または第４のアクチュエータのうちの１つ以上によって作られる場合がある。 
【０１５６】
１８１０で、転写装置は、他の半導体デバイスダイを転写するかどうかを決定する。他のダイを転写しない場合、プロセスは１８１２で終了する。しかしながら、より多くのダイを転写すると決定された場合、プロセスは１８０２で再び開始され得る。
【０１５７】
微調整アセンブリを有する直接転写装置の第４の例示的実施形態 
図１９Ａは、本出願の実施形態に係る２軸レール微調整アセンブリ１９００（以下、レールアセンブリ１９００）の等角図を示す。ここでも、微調整機構は、例えば、ウェーハテープ搬送機構とともに実装されている。しかしながら、上記のように、同様の微調整機構を、製品基材搬送機構とともに実装するように適合させ得ることが企図される。それにもかかわらず、便宜上、図１９Ａ〜図１９Ｃは、転写されるダイを運ぶウェーハテープの相対位置を調整するために適合されたレールアセンブリ１９００を参照する。
【０１５８】
ある実施形態では、レールアセンブリ１９００は、複数のレールガイドスライドプレート（例えば、第１の軸スライドプレート１９０４および第２の軸スライドプレート１９０６）が直列にスライド可能に取り付けられるサブステージ部材１９０２（例えば、プレート、フレーム、剛性支持構造など）を含んでもよい。レールガイドスライドプレート１９０４、１９０６は、それぞれ、微調整アクチュエータ１９０８、１９１０の１つ以上の作動に応答して、半導体デバイスダイを運ぶウェーハテープをそれぞれの軸に沿って搬送するための支持体として機能し得る。さらに、レールアセンブリ１９００は、サブステージ部材１９０２に取り付けられたレール１９１２の第１のセットを含んでもよい。レール１９１２の第１のセットは、サブステージ部材１９０２に向く第１の軸スライドプレート１９０４の側面に取り付けられるスライド機構１９１４と係合するように配置されている。第１の軸スライドプレート１９０４は、微調整アクチュエータ１９０８によって作動させられるときに、レール１９１２の第１のセットの伸長方向に平行な方向に単一の軸に沿ってスライドするように構成されてよい。レール１９１２の第１のセットは２つのレールを含むものとして示されているが、２つより多いまたは少ないレールがあってもよい他の構成が企図されている。
【０１５９】
レール１９１６の第２のセットは、スライド機構１９１４が取り付けられている側面に対向する第１の軸スライドプレート１９０４の側面に取り付けられてよい。レール１９１６の第２のセットは、第１のスライドプレート１９０４に向く第２の軸スライドプレート１９０６の側面に取り付けられたスライド機構１９１８の第２のセットと係合し得る。第２の軸スライドプレート１９０６は、微調整アクチュエータ１９１０によって作動させられるとき、レール１９１６の第２のセットに平行な軸に沿って半導体デバイスダイを運ぶウェーハテープを搬送し得る。図１９Ａ〜図１９Ｃは、レール１９１２の第１のセットおよびレール１９１６の第２のセットを互いに垂直として示すが、レール１９１２の第１のセットおよびレール１９１６の第２のセットは、示されている配向と異なる配向で、互いに対して配向されてもよいことが企図される。
【０１６０】
レールアセンブリ１９００は、それぞれ、第１の軸スライドプレート１９０４および第２の軸スライドプレート１９０６の縁部に停止点を設けるために、第１の停止ブロック１９２０および第２の停止ブロック１９２２を含んでもよい。さらに、第１の停止ブロック１９２０および第２の停止ブロック１９２２は、それぞれの空洞内に圧縮バンパ１９２２、１９２４をそれぞれ固定している場合があり、複数のレールガイドスライドプレートは、微調整アクチュエータ１９０８、１９１０によって変位されているときに損傷することなく圧縮バンパに当接し得る。圧縮バンパ１９２２、１９２４は、ゴム引きポリマ、ポリマ、ゴム、または他の適切な材料（例えば、軟質シリコーン、スポンジ、発泡体、ゴム、プラスチックなど）などの変形可能で弾性材料から形成される場合がある。したがって、圧縮バンパ１９２２、１９２４は、ウェーハホルダまたは基材ホルダを中立位置でリセットするための戻り部材として機能し得る。
【０１６１】
図１９Ｂは側面図を示し、図１９Ｃは、２軸レール微調整アセンブリ１９００の底面図を示す。
【０１６２】
微調整アセンブリを有する直接転写装置を使用して直接転写を実行するための方法の第２の例示的な例
図２０は、微調整機構を使用して半導体デバイスダイを転写するための方法２０００のある実施形態を示す。ダイを転写するための装置は、上記に説明したように、いくつかのダイ転写のために比較的長い距離（例えば、１ｍｍ、２ｍｍなどであってよい）にまたがる粗調整を実施し得るが、時にはずれが発生する場合があり、それに対して、微調整機構は有利であり得る。さらに、いくつかの例ではは、一連のダイが転写され、粗い位置調整が使用される可能性があるが、隣接するダイが比較的近接しているため、粗調整は実用的でない場合がある。そのような状況では、微調整機構が再び有利になり得る。
【０１６３】
方法２０００によれば、ダイ転写シーケンスは以下の通りであってよい。ステップ２００２で、システムは、微調整機構を中立位置に設定し得る。ステップ２００４で、システムは、例えば、搬送機構などの１つ以上のシステムコンポーネントを作動させて、コンポーネントを転写位置合わせ位置に配置するによって粗調整を実行し得る。粗調整により、コンポーネントが転写位置合わせ位置に満足のいくように配置されたと仮定すると、方法２０００は、ダイを転写することによってステップ２００６に進む。ステップ２００８で、システムは、微調整を使用することによって達成できる位置合わせ位置に転写される他のダイがあるかどうかを決定する。機構は、微調整機構を作動させて、コンポーネントの１つ以上を次の転写位置合わせ位置に移す。ステップ２００８での決定が肯定的である場合、システムはステップ２０１０に進み、微調整機構を作動させて、コンポーネントを次の位置合わせ位置に配置する。ステップ２００８の決定が否定的である場合、システムはステップ２０１２に進み、粗調整を使用して達成できる位置合わせ位置に転写される他のダイがあるかどうかを決定する。ステップ２０１２の決定が肯定的である場合、方法はステップ２００４に戻る。ステップ２０１２の決定が否定的である場合、方法はステップ２０１４で終了する。
【０１６４】
ステップ２００６で、システムは、複数のダイを同時におよび／または順次に転写するように要求される場合があることに留意されたい。位置合わせ位置が転写機構の１つ以上の針に利用可能なストローク長を超える状況では、１つ以上の転写が、可能なときに同時に、または非常に迅速に順次にのいずれかで発生することを可能にし、それによって粗調整を回避するために、微調整アクチュエータを作動させてもよい。さらに、ダイ転写ヘッドは、転写されていないダイ間のピッチにほぼ一致するアレイに構成された複数のピンを含み得るので、ダイ転写ヘッド上の２つ以上のピンを同時に作動させることによって、複数のダイを同時に転写し得る（例えば、図２１参照）。
【０１６５】
図２１は、複数のピン２１０４を有するダイ転写ヘッド２１０２を示す。図示の例では、ダイ転写ヘッド２１０２は、０．２７５ｍｍピッチで２列の１２ピンとして配置された２４のピン２１０４を含む。ピン２１０４は、上記のような本出願の１つ以上の実施形態に従って、ダイを転写するように構成し得る。図２１に示すように、回路パッド２１０６は、所定のピッチ（例えば、２．２３ｍｍ）で回路基材上に構成され得る。既知のピッチの構成は、所定のダイピッチと同じ（または同様の）ピンピッチを有するヘッドを使用するマルチピンダイ転写を可能にし得る。例えば、単一のマルチピンデバイスダイ転写ヘッドは、粗調整なしに転写ヘッドを位置Ａから位置Ｂに変位させる微調整のみを使用して、２つ以上のデバイスダイ（それぞれ転写の組み合わせ＃１と＃２）を転写し得る。
【０１６６】
例示的条項
Ａ：第１の基材上に配置された半導体デバイスダイの第２の基材への直接転写を実行するための装置であって、第１の基材の一次位置調整を行うために２軸で移動可能な基材搬送機構と、基材搬送機構に連結された微調整機構であって、微調整機構は、第１の基材を保持し、基材搬送機構によって引き起こされる一次位置調整よりも小さなスケールで二次位置調整を行うように構成され、微調整機構は、移動可能な遠位端部を有する微調整アクチュエータと、第１の基材を固定するように構成された基材ホルダフレームであって、基材ホルダフレームは、微調整アクチュエータの遠位端部の作動を介して移動可能である基材ホルダフレームと、を含む、微調整機構と、第２の基材を固定するように構成され、それにより第２の基材の転写面が第１の基材上に配置された半導体デバイスダイに向いて配置される基材フレームと、第１の基材を押圧し、半導体デバイスダイを第２の基材に転写するように構成された転写機構と、を備える装置。
【０１６７】
Ｂ：微調整機構は、基材ホルダフレームを固定するためのウェーハ支持体と、基材ホルダフレームを中立位置にリセットするための戻り部材とをさらに含み、微調整アクチュエータの遠位端部は、ウェーハ支持体に近接して配置される、段落Ａに記載の装置。
【０１６８】
Ｃ：微調整アクチュエータは第１の微調整アクチュエータであり、微調整機構は、基材ホルダフレームの位置を調整するように位置決めされた遠位端部を有する第２の微調整アクチュエータをさらに含み、第１の微調整アクチュエータの遠位端部は、第２の微調整アクチュエータの遠位端部に対してそれぞれ約９０度変位した場所で基材ホルダフレームの位置を調整するように位置決めされる、段落Ａまたは段落Ｂに記載の装置。 
【０１６９】
Ｄ：微調整機構は２軸レール搬送機構である、段落Ａ〜段落Ｃのいずれかに記載の装置。
【０１７０】
Ｅ：微調整機構は、基材搬送機構に取り付けられたサブステージプレートをさらに含む、段落Ａ〜段落Ｄのいずれかに記載の装置。
【０１７１】
Ｆ：微調整機構は、サブステージプレートに取り付けられた第１の一対の平行レールであって、第１の方向に延びる第１の一対の平行レールと、第１の軸スライドプレートの第２の側面に対向する第１の側面を有する第１の軸スライドプレートであって、第１の軸スライドプレートの第１の側面上の第１の一対の平行レールを介してサブステージに間接的に接続されている第１の軸スライドプレートと、第１の軸スライドプレートの第２の側面に取り付けられた第２の一対の平行レールであって、第１の方向を横切る第２の方向に延びる第２の一対の平行レールと、第１の軸スライドプレートに第２の一対の平行レールを介して間接的に接続された第２の軸スライドプレートであって、基材ホルダフレームを支持する第２の軸スライドプレートと、をさらに含む、段落Ａ〜段落Ｅのいずれかに記載の装置。
【０１７２】
Ｇ：微調整アクチュエータの移動可能な遠位端部は、第１の軸スライドプレートの縁部に接触するように配置される、段落Ａ〜段落Ｆのいずれかに記載の装置。
【０１７３】
Ｈ：第１の基材上に配置された半導体デバイスダイの第２の基材への直接転写を実行するための装置であって、第１の基材のマクロ位置調整を行うための基材搬送機構と、基材搬送機構と連結された微調整機構であって、微調整機構は、第１の基材を保持し、第１の基材の位置の微調整を行うように構成され、微調整機構は、移動可能な遠位端部を有する微調整アクチュエータと、第１の基材を固定するように構成された基材ホルダフレームであって、基材ホルダフレームが、微調整アクチュエータの遠位端部との接触を介して移動可能であるスライドプレートに固定されている基材ホルダフレームとを含む、微調整機構と、第２の基材を固定するように構成され、それにより第２の基材の転写面が第１の基材上に配置された半導体デバイスダイに向いて配置される基材フレームと、第１の基材を押圧し、半導体デバイスダイを第２の基材に転写するように構成された転写機構と、
を備える装置。
【０１７４】
Ｉ：微調整アクチュエータが第１の微調整アクチュエータであり、スライドプレートは、微調整機構の第１のスライドプレートであり、第１の方向に位置的に調整可能であり、微調整機構は、第１の方向を横切る第２の方向に位置的に調整可能な第２のスライドプレートと、第２のスライドプレートの位置に接触し調整するように配置される移動可能な遠位端部を有する第２の微調整アクチュエータと、をさらに含む、段落Ｈに記載の装置。
【０１７５】
Ｊ：第１のスライドプレートと第２のスライドプレートとは、一対の平行レールによって相互接続され、それにより第２のスライドプレートが第１のスライドプレートに対して直線方向に移動可能である、段落Ｈ〜段落Ｉのいずれかに記載の装置。
【０１７６】
Ｋ：微調整機構は、第１の微調整アクチュエータの作動後に第１のスライドプレートを停止するために、第１の微調整アクチュエータに対向する第１のスライドプレートの側面に配置された第１の圧縮バンパと、第２の微調整アクチュエータの作動後に第２のスライドプレートを停止するために、第２の微調整アクチュエータに対向する第２のスライドプレートの側面に配置された第２の圧縮バンパとを、さらに含む、段落Ｈ〜段落Ｊのいずれかに記載の装置。
【０１７７】
Ｌ：基材搬送機構は少なくとも２つの方向に移動可能である、段落Ｈ〜段落Ｋのいずれかに記載の装置。
【０１７８】
Ｍ：微調整アクチュエータは、０．５ミクロン〜５０００ミクロンの範囲の位置調整を行うように構成される、段落Ｈ〜段落Ｌのいずれかに記載の装置。
【０１７９】
Ｎ：微調整アクチュエータは、１ミクロン〜１０００ミクロンの範囲の位置調整を行うように構成される、段落Ｈ〜段落Ｍのいずれかに記載の装置。
【０１８０】
Ｏ：微調整アクチュエータは、５ミクロン〜５０ミクロンの範囲の位置調整を行うように構成される、段落Ｈ〜段落Ｎのいずれかに記載の装置。
【０１８１】
Ｐ：第１の基材上に配置された半導体デバイスダイの第２の基材への直接転写を実行するための装置であって、マクロ位置調整で第１の基材を搬送するために１つ以上の方向に移動するように構成された基材搬送機構と、基材搬送機構と連結された微調整機構であって、微調整機構が、基材搬送機構に対する位置の微調整において第１の基材をさらに搬送するように構成され、微調整機構は、移動可能な遠位端部を有する１つ以上の微調整アクチュエータと、１つ以上の微調整アクチュエータの作動を介して移動可能であるために第１の基材を固定するように構成された基材ホルダフレームとを含む微調整機構と、第２の基材を固定するように構成され、それにより第２の基材の転写面が第１の基材上に配置された半導体デバイスダイに向いて配置される基材フレームと、第１の基材を押圧し、半導体デバイスダイを第２の基材に転写するように作動可能である転写部材と、を備える、装置。
【０１８２】
Ｑ：１つ以上の微調整アクチュエータは、マクロ位置調整の場所の不正確さを打ち消すように制御される、段落Ｐに記載の装置。
【０１８３】
Ｒ：微調整機構は、基材搬送機構が動いている間、基材搬送機構に対して第１の基材の位置を調整するように構成される、段落Ｐ〜段落Ｑのいずれかに記載の装置。
【０１８４】
Ｓ：基材搬送機構の動きは、基材搬送機構がマクロ位置調整後に停止したときに生じる振動運動である、段落Ｐ〜段落Ｒのいずれかに記載の装置。
【０１８５】
Ｔ：基材搬送機構の動きは、基材搬送機構がマクロ位置調整中に連続的に移動するときに生じる動きである、段落Ｐ〜段落Ｓのいずれかに記載の装置。
結論
【０１８６】
いくつかの実施形態は、構造的特徴および／または方法論的行為に固有の言語で説明されてきたが、特許請求の範囲は、説明された特定の特徴または行為に必ずしも限定されないことを理解されたい。むしろ、特定の特徴および行為は、特許請求された主題を実施する例示的な形態として開示されている。さらに、本明細書における「し得る」という用語の使用は、特定の特徴が１つ以上の様々な実施形態で使用される可能性を示すために使用されるが、必ずしもすべての実施形態で使用されるとは限らない。
【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１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図１９Ｃ】
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【図２０】
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【図２１】
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【国際調査報告】
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