(57)【要約】半導体デバイスダイを積み重ねるための構成要素を含む、装置。
2020516051.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の側面および第２の側面を有するウェハテープから基材に、第１の半導体デバイスダイを直接転写する装置であって、前記第１の半導体デバイスダイが、前記ウェハテープの前記第１の側面上に配置され、前記基材は、前記第１の半導体デバイスダイが転写されることになる第２の半導体デバイスダイを含み、前記装置が、
前記ウェハテープを保持するための第１のフレームと、
前記ウェハテープの前記第１の側面に隣接して前記基材を保持するための第２のフレームと、
前記ウェハテープの前記第２の側面に隣接して配置され、前記ウェハテープに向かう方向に延在するニードルと、
直接転写プロセス中に、前記ニードルが前記ウェハテープの前記第２の側面に接触し、前記第１の半導体デバイスダイを前記第２の半導体デバイスダイと接触するように押し付けるダイ転写位置に前記ニードルを移動させるように、前記ニードルに接続されたニードルアクチュエータと、
前記第１の半導体デバイスダイが前記ウェハテープから解放され、かつ前記第２の半導体デバイスダイに取り付けられるように、前記第１の半導体デバイスダイと前記第２の半導体デバイスダイとの間に接合を誘発させるように前記基材に隣接して配置されたエネルギー放出デバイスと、を備える、装置。
【請求項２】
前記第１のフレームおよび前記第２のフレームに通信可能に結合されたコントローラをさらに備え、前記コントローラは、
前記ウェハテープ上の前記第１の半導体デバイスダイが前記基材上のダイ転写場所と整列されるように、前記第１のフレームを配向させること、および／または、
前記基材上の前記ダイ転写場所が前記第１の半導体デバイスダイと整列されるように、前記第２のフレームを配向させること、を行うように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記基材上のダイ転写場所に対する前記第１の半導体デバイスダイの位置を検知するように位置付けられた第１の光センサと、
前記基材上の前記ダイ転写場所の位置を検知するように位置付けられた第２の光センサと、をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記ニードルアクチュエータが、前記ニードルに適用して、前記基材上の前記第１の半導体デバイスダイと前記第２の半導体デバイスダイとの間に圧力を引き起こすように構成されており、
前記エネルギー放出デバイスが、前記第１の半導体デバイスダイおよび前記第２の半導体デバイスダイと整列されたダイ転写場所において、熱エネルギーを放出するように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記第１の半導体デバイスダイの電気接触端子が、金を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記ニードルアクチュエータが、前記直接転写プロセス中に、前記ニードルを移動させて、前記第１の半導体デバイスダイの局所化された位置において前記ウェハテープの撓みを引き起こすように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記エネルギー放出デバイスが、レーザを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
第１の側面および第２の側面を有するウェハテープから基材に、第１の半導体デバイスダイを直接転写する方法であって、前記第１の半導体デバイスダイが、前記ウェハテープの前記第１の側面上に配置され、前記基材は、前記第１の半導体デバイスダイが転写され得る第２の半導体デバイスダイを含み、前記方法が、
前記ウェハテープを第１のフレームに装填することと、
前記基材を第２のフレームに装填することであって、前記基材は、前記第１の半導体デバイスダイが転写され得る第２の半導体デバイスダイを含む、装填することと、
前記基材の表面が前記ウェハテープの前記第１の側面に隣接するように、前記第１のフレームまたは前記第２のフレームのうちの少なくとも一方を配設することと、
前記ウェハテープの前記第２の側面に隣接する位置にニードルを配向させることであって、前記ニードルが、前記ウェハテープの方向に延在する、配向させることと、
前記ニードルに接続されたニードルアクチュエータを作動させ、前記ニードルが前記ウェハテープの前記第２の側面に接触し、前記第１の半導体デバイスダイを前記第２の半導体デバイスダイと接触するように押し付けるダイ転写位置に前記ニードルを移動させることと、
前記第１の半導体デバイスダイが前記ウェハテープから解放され、かつ前記第２の半導体デバイスダイに取り付けられるように、前記第１の半導体デバイスダイと前記第２の半導体デバイスダイとの間の接合を誘発することと、を含む、方法。
【請求項９】
前記第１のフレーム、前記第２のフレーム、および前記ニードルアクチュエータと通信可能に結合されたコントローラに、転写プロセスデータをロードすることをさらに含み、
前記コントローラが、前記転写プロセスデータの少なくとも一部に基づいて、前記配設すること、前記配向すること、および前記作動することを制御するように構成されている、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記基材上のダイ転写場所に対する前記第１の半導体デバイスダイの位置を判定し、前記コントローラに整列情報を提供することをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記作動することが、前記ニードルを移動させて前記ウェハテープの前記第２の側面上に押し付け、前記第１の半導体デバイスダイにおいて局所化された前記ウェハテープの撓みを引き起こす、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記接合を誘発することが、レーザを介して実行される、請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
追加の半導体デバイスダイが、前記ウェハテープから前記基材に転写されることになるかどうかを判定することをさらに含み、
追加の半導体デバイスダイが転写されることになると判定されたとき、前記方法が、前記第１のフレームおよび前記第２のフレームを、以降のダイ転写配向に配設することをさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１４】
前記配設することが、
第１の光センサからのデータ入力の少なくとも一部に基づいて、前記第２の半導体デバイスダイ上のダイ転写場所に対する前記第１の半導体デバイスダイの位置を判定することと、
第２の光センサからのデータ入力の少なくとも一部に基づいて、前記第２の半導体デバイスダイ上の前記ダイ転写場所の位置を判定することと、を含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１５】
前記作動することが、前記ニードルを移動させて、前記第１の半導体デバイスダイの位置において局所化された前記ウェハテープの撓みを引き起こす、請求項８に記載の方法。
【請求項１６】
第１の側面および第２の側面を有するウェハテープから基材への、第１の半導体デバイスダイの直接転写を実行するためのシステムであって、前記第１の半導体デバイスダイが、前記ウェハテープの前記第１の側面上に配置され、前記基材は、前記第１の半導体デバイスダイが転写されることになる第２の半導体デバイスダイを含み、前記システムが、
前記ウェハテープを搬送するための第１の搬送機構と、
前記ウェハテープに対して前記基材を搬送するための第２の搬送機構と、
前記直接転写を実現するように前記第１の搬送機構に隣接して配置された転写機構と、
前記第１の半導体デバイスダイと前記第２の半導体デバイスダイとの間に接合を誘発するように、前記基材に隣接して配置されたエネルギー放出デバイスと、
前記第１の搬送機構、前記第２の搬送機構、前記転写機構、および前記エネルギー放出デバイスと通信可能に結合された１つ以上のプロセッサを含むコントローラと、を備え、前記コントローラが、実行可能な命令を有し、前記命令は、実行時に、前記１つ以上のプロセッサに、
前記基材が前記ウェハテープの前記第１の側面に隣接するように、前記ウェハテープまたは前記基材のうちの少なくとも一方を搬送することと、
前記ウェハテープの前記第２の側面に隣接する位置に前記転写機構を配向させることと、
前記第１の半導体デバイスダイが前記ウェハテープから解放され、かつ前記第２の半導体デバイスダイに取り付けられるように、前記ウェハテープの前記第２の側面に接触して、前記第１の半導体デバイスダイを前記基材に接触するように押し付けるための前記転写機構を作動させることと、を含む、動作を実行させる、システム。
【請求項１７】
前記第１の搬送機構が、フレームであって、前記フレーム内部に前記ウェハテープを固定するためのフレームを含み、
前記フレームが、少なくとも１つの方向に移動可能である、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記転写機構が、前記ウェハテープの前記第２の側面上に押し付けるためのニードルを含む、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１９】
前記転写機構と通信可能に結合されたセンサをさらに備え、前記センサが、前記第２の半導体デバイスダイ上の転写固定場所に対する前記第１の半導体デバイスダイの位置を判定するように構成されており、
前記搬送することが、前記第１の半導体デバイスダイの前記位置を前記転写固定場所と整列するように、前記ウェハテープまたは前記基材のうちの少なくとも一方を搬送することをさらに含む、請求項１６に記載のシステム。
【請求項２０】
前記転写機構と通信可能に結合されたセンサをさらに備え、前記センサが、前記転写機構に対する前記第２の半導体デバイスダイの位置を判定するように構成されており、
前記搬送することが、前記第２の半導体デバイスダイの前記位置を前記転写機構と整列するように、前記ウェハテープまたは前記基材のうちの少なくとも一方を搬送することをさらに含む、請求項１６に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１７年２月７日に出願された「Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｓｔａｃｋｉｎｇ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅｓ」と題する米国仮特許出願第６２／４５５，９６５号の優先権利益を主張し、その全体が参照によって本明細書に組み込まれる。本出願は、２０１６年１１月３日に出願された「Ｃｏｍｐｌｉａｎｔ  Ｎｅｅｄｌｅ  ｆｏｒ  Ｄｉｒｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｏｆ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅｓ」と題する米国特許出願第１５／３４３，０５５号、２０１６年１１月２３日に出願された「Ｔｏｐ−Ｓｉｄｅ  Ｌａｓｅｒ  ｆｏｒ  Ｄｉｒｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｏｆ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅｓ」と題する米国特許出願第１５／３６０，４７１号、２０１６年１１月２３日に出願された「Ｐａｔｔｅｒｎ  Ａｒｒａｙ  Ｄｉｒｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  Ｔｈｅｒｅｆｏｒ」と題する米国特許出願第１５／３６０，６４５号、および２０１７年１月１８日に出願された「Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｓｕｐｐｏｒｔ  Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ  ｆｏｒ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｏｆ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅｓ」と題する米国特許出願第１５／４０９，４０９号もまた、それらの全体を参照によって組み込む。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスは、シリコン、ゲルマニウム、ガリウム砒素などの半導体材料を利用した電気的構成要素である。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、または集積回路（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、抵抗器、コンデンサ、ヒューズなどの電気的に作動可能な素子が挙げられる。
【０００３】
半導体デバイスを製造するには、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。製造した完成品は、「パッケージ化された」半導体デバイスである。この「パッケージ化された」という修飾語は、パッケージ内のデバイスを製品回路に組み込むことを可能にするインターフェースのみならず、最終製品に実装された筐体および保護機能を意味する。
【０００４】
半導体デバイスのための従来の製造プロセスは、半導体ウェハの処理から始まる。ウェハは、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。この「パッケージ化されていない」という修飾語は、保護機能を持たない、密閉されていない半導体デバイスを意味する。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、または単に簡潔に「ダイ」と呼ばれる場合がある。単一の半導体ウェハは、ダイシングされて、各種サイズのダイを作り出し得、半導体ウェハから（半導体の開始サイズに応じて）１００，０００個を超える、または１，０００，０００個をはるかに超えるダイを形成し得、各ダイは、ある一定の品質を有する。次いで、パッケージ化されていないダイは、以下に簡単に説明される従来の製造プロセスを介して「パッケージ化される」。ウェハ処理とパッケージ化との間の措置は、「ダイ前処理（ｄｉｅ  ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ）」と称される場合がある。
【０００５】
いくつかの例では、ダイ前処理は、「ピックアンドプレースプロセス」を介してダイを選別することを含み得、それにより、ダイシングされたダイは、個別に摘み上げられ、複数の容器に選別される。この選別は、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、パッケージ化では、プラスチックまたはセラミックパッケージ（例えば、成形品または筐体）の中にダイを搭載することが必要である。パッケージ化はまた、製品回路と接続して機能する／相互接続するためのピン／ワイヤ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化は、通常、ダイを封止することによって完了し、ダイを環境（例えば、粉塵）から保護する。
【０００７】
パッケージ化の後、次いで、製品メーカーは、パッケージ化された半導体デバイスを製品回路内に装着する。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いつでも「差し込まれる」状態にある。加えて、デバイスのパッケージ化により、デバイスを劣化または破壊し得る要因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、パッケージ内部に見出されるダイよりも本質的に大きい（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倍となる）。このため、結果として得られる回路アセンブリは、半導体デバイスをパッケージ化したものよりも決して薄くすることができない。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
発明を実施するための形態が、添付図面を参照して説明されている。図面において、参照番号の最左端の桁（複数可）は、その参照番号が最初に現れる図を識別する。異なる図における同じ参照番号の使用は、同様または同一のものであることを示す。さらに、図面は、各図中の各構成要素の相対的なサイズを近似的に提供するものとみなされ得る。しかしながら、図面は、縮尺通りではなく、各構成要素の相対的なサイズは、各図中でも異なる図の間でも、描写されるものと異なる場合がある。特に、いくつかの図では、ある一定のサイズまたは形状として構成要素を描写する場合があり、一方、他の図では、分かりやすくするために、より大きい縮尺で、または異なる形状で同じ構成要素を描写する場合がある。
【０００９】
【図１】転写装置の実施形態の投影図を示す。
【図２Ａ】転写前の位置における転写装置の実施形態の概略図を表す。
【図２Ｂ】転写位置におけ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】上部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よる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よる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およびプロセスの実施形態を示す。
【図１１Ａ】転写前位置における転写装置の別の実施形態の概略図を示す。
【図１１Ｂ】図１１Ａの実施形態の製品基材搬送機構の転写後動作の概略上面図を示す。
【図１２】転写前位置における転写装置の別の実施形態の概略図を示す。
【図１３】転写前位置における転写装置の別の実施形態の概略図を示す。
【図１４Ａ】特定の製品生産の場合の例示的な転写による、転写前位置における転写装置の実施形態の概略図を表す。
【図１４Ｂ】特定の製品生産の場合の例示的な転写による、転写位置における図１４Ａの転写装置の実施形態の概略図を表す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本開示は、（生産製品として）ダイが取り付けられた回路だけでなく、半導体デバイスダイを回路に直接転写し、取り付ける機械、および、その同じことを達成するためのプロセスを対象とする。いくつかの例では、機械は、「ウェハテープ」などの基材から回路基材などの製品基材に、パッケージ化されていないダイを直接転写するように機能する。パッケージ化されていないダイを直接転写することにより、従来の手段によって生産された同様の製品と比較して、最終製品の厚さ、ならびに製品基材を製造するための時間および／またはコストを大幅に低減することができる。
【００１１】
この説明のために、「基材」という用語は、任意の物質であって、プロセスまたは処理が、パッケージ化または非パッケージ化の半導体デバイスダイを含めて、当該物質上で、または当該物質に対して行われる任意の物質を意味する。さらに、「製品」という用語は、その完成状態にかかわらず、プロセスまたは処理からの所望の生産品を意味する。したがって、製品基材は、任意の物質であって、プロセスまたは処理が、一連の２つ以上の積み重ねられた半導体デバイスダイを含めて、当該物質上で、または当該物質に対して所望の生産品の場合に起こるようにさせる任意の物質を意味する。
【００１２】
ある実施形態では、機械は、例えば、ウェ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」ダイを受容するための製品基材を固定し得る。ダイを使用して製品の寸法を低減しようと努力すると、ダイは、非常に小さく、かつ薄くなり、例えば、ダイは、約５０ミクロン厚とすることができる。ダイの比較的小さいサイズのため、機械は、ダイを移送するウェハテープと製品基材との両方を正確に整列させて、正確な装着を確実なものとし、かつ／または製品材料の無駄を回避するように機能する構成要素を備える。いくつかの例では、製品基材、およびウェハテープ上のダイを整列させる構成要素は、一組のフレームを備えることができ、これらのフレーム内で、ウェハテープおよ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、その結果、ウェハテープ上の特定のダイが、製品基材上の特定の箇所に転写される。
【００１３】
製品基材を搬送するフレームは、様々な方向に移動することができ、それらの方向には、水平方向および／もしくは垂直方向、または曲面への転写が可能になり得る方向さえも含まれる。ウェハテープを搬送するフレームもまた、様々な方向に移動することもできる。ギア、トラック、モータおよび／または他の要素のシステムを使用して、製品基材およびウェハテープをそれぞれ運搬するフレームを固定および搬送し、製品基材をウェハテープに整列させ、その結果、製品基材の正確な位置にダイを装着することができる。各フレームシステムはまた、取り出し位置に移動して、転写プロセスの完了時にウェハテープおよび製品基材の取り出しを容易にすることもできる。
【００１４】
いくつかの例では、機械は、ダイを「パッケージ化する」ことなく、ウェハテープから製品基材に直接ダイを転写するための転写機構をさらに備えることができる。この転写機構は、ウェハテープの垂直上方に配置され、その結果、ウェハテープを介して製品基材に向かってダイ上に押し下げることができる。ダイ上に押し下げるこのプロセスにより、ウェハテープからダイを剥離させることができ、これは、ダイの側面から始まり、その後、ダイがウェ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、ダイとウェハテープとの間の接着力を低下させ、かつダイと製品基材と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。
【００１５】
いくつかの実施態様では、転写機構は、ピンまたはニードルなどの長尺棒を備えることができ、この棒は、ウェハテープに対して周期的に作動し得、上面からウェハテープを押すことができる。ニードルは、転写中のダイの幅よりも決して広くならないようにサイズ設定され得る。ただし、他の例では、ニードルの幅は、より広く、または任意の他の寸法としてもよい。ニードルの端部がウェハテープに接触すると、ウェハテープは、ダイとウェハテープとの間の領域において局所的な撓みを経験し得る。この撓みは、非常に局所的であり、かつ急速に行われるため、ニードルからの圧力を受けないウェハテープの部分は、ダイの表面から離れるように屈曲を開始し得る。したがって、この部分的な分離により、ダイのウェハテープとの十分な接触を失わせ得、その結果、ダイは、ウェハテープから解放され得る。さらに、いくつかの例では、ウェハテープの撓みを最小限に抑えることにより、ダイの全表面積がウェハテープと接触した状態を維持しつつ、ダイの反対側の表面が、隣接するダイの対応する表面の拡張平面を超えて依然として延在させたままにしながら、隣接するダイが意図せずに転写されることを避けることができる。
【００１６】
代替的に、または加えて、機械は、分離された、「パッケージ化されていない」ダイを製品基材に取り付けるための固定機構をさらに備えてもよい。いくつかの例では、製品基材は、ダイが転写され、取り付けられる回路配線をその上部に有してもよい。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、レーザなどの、エネルギーを放出するデバイスを備えてもよい。さらに、いくつかの例では、レーザを使用して回路配線の材料を活性化／硬化させてもよい。このため、固定機構は、ダイが回路配線の材料に接触する前、かつ／またはその後に作動してもよい。したがって、転写機構を作動させ、製品基材上にダイを解放すると、エネルギー放出デバイスもまた起動され、ダイを受容する配線材料を前処理することができる。このエネルギー放出デバイスの起動により、製品基材上の半導体製品の形成を開始すべく、ウェハテープからダイを解放および捕捉することをさらに促進することができる。
【００１７】
直接転写装置の第１の例示的な実施形態
図１は、パッケージ化されていない半導体構成要素（または「ダイ」）をウェハテープから製品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。ウェハテープはまた、本明細書において、半導体デバイスダイ基材、または単にダイ基材と称される場合もある。装置１００は、製品基材搬送機構１０２およびウェハテープ搬送機構１０４を備え得る。製品基材搬送機構１０２およびウェハテープ搬送機構１０４の各々は、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ためのフレームシステムまたは他の手段を備え得る。装置１００は、転写機構１０６をさらに備えることができ、この機構は、図に示すように、ウェハテープ搬送機構１０４の垂直上方に配置され得る。いくつかの例では、転写機構１０６は、ウェハ基材にほぼ接触するように設置されてもよい。加えて、装置１００は、固定機構１０８を備え得る。固定機構１０８は、転写位置において転写機構１０６と整列した状態にある製品基材搬送機構１０２の垂直下方に配置され得、その転写位置で、ダイが、製品基材上に装着され得る。後述するように、図２Ａおよび２Ｂは、装置１００の例示的な細部を示す。
【００１８】
図２Ａおよび２Ｂは、転写動作の異なる段階を表しているが、装置２００の同じ要素および特徴を参照する場合、具体的な特徴に関する以下の論述では、明示的に示された場合を除き、図２Ａおよび２Ｂのいずれか一方または両方を区別なく参照する場合がある。特に、図２Ａおよび２Ｂは、製品基材搬送機構２０２、ウェハテープ搬送機構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。製品基材搬送機構２０２は、ウェハテープ搬送機構２０４に隣接して配置され得る。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、重力が転写プロセスにおいて有し得るあらゆる効果を利用するようにウェハテープ搬送機構２０４の垂直下方に配置されてもよい。代替的に、製品基材搬送機構２０２は、水平面に対して横方向に延在するように配向されてもよい。
【００１９】
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、ウェハテープ搬送機構２０４によって運搬されるウェ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、転写動作中に構成要素によって生じる撓みの量を含んで、おおよそ１ｍｍであり得るように位置付けされてもよい。いくつかの例では、ウェハテープおよ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き出た構造体であってもよい。すなわち、可動部（例えば、搬送機構２０２、２０４）によって生じ得る、機械の構成要素と機械上の製品との間の衝突を回避するために、ウェ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一方と他の任意の対向する構造的な構成要素との間の距離より短くてもよい。
【００２０】
図に示すように、いくつかの例では、転写機構２０６は、ウェハテープ搬送機構２０４の垂直上方に配置され得、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得る。いくつかの実施形態では、転写機構２０６および固定機構２０８のうちの一方または両方が、図２Ａおよび２Ｂに示した位置と異なる位置に配向され得ることが考えられる。例えば、転写機構２０６は、水平面に対して鋭角に延在す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配向および位置から、転写プロセス中にエネルギーを放出するように配向され得る。
【００２１】
製品基材搬送機構２０２を使用して製品基材２１０を固定することができる。本明細書において、「製品基材」という用語には、以下に限定されないが、ウェハテープ（例えば、ダイを予め選別し、将来使用するために選別したダイシートを創出するための）、シートまたは他の非平面形状として形成された紙基材またはポリマー基材（この場合、ポリマー半透明またはそれ以外のものが、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好適なポリマーから選択され得る）、配線板（プリント配線板（ＰＣＢ）などの）、ストリング回路または細線回路（この回路は、平行に延在する一対の導線または「細線」を含み得る）、および、綿、ナイロン、レーヨン、革などの布材料が含まれ得る。製品基材の材料選択には、耐久性のある材料、可撓性材料、剛性材料、ならびに転写プロセスが有効であり、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得る。製品基材２１０は、導電性材料から単独に、または少なくとも部分的に形成され得、その結果、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し得る。製品基材の可能性のある種類には、ガラス瓶、自動車用窓、またはガラス板などのものがさらに含まれ得る。
【００２２】
図２Ａおよび２Ｂに示した実施形態では、製品基材２１０は、その上に配置された回路配線２１２を含み得る。回路配線２１２は、図に示すように、配線間隔、または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み得、その結果、転写されるダイ上の電気接点端子（図示せず）間の距離に適合する。このため、回路配線２１２の隣接する配線ライン間の配線間隔またはギャップは、転写されるダイのサイズに応じて、ダイの正常な接続、およ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得る。例えば、回路配線２１２は、約７５〜２００ミクロン、約１００〜１７５ミクロン、または約１２５〜１５０ミクロンの範囲の配線間隔またはギャップを有してもよい。
【００２３】
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得る。さらに、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、回路配線２１２を予め硬化させ、半乾燥させ、または乾燥させて安定性をさらに与えることができる。また、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、または、湿式インクおよび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。代替的に、または加えて、回路配線２１２は、ワイヤ配線として予め形成され、もしくはフォトエッチングされ、または、溶融材料から回路パターンに形成され、その後、製品基材２１０に接着、埋め込み、もしくは別様に固定されてもよい。
【００２４】
回路配線２１２の材料には、以下に限定されないが、銀、銅、金、炭素、導電性ポリマーなどが含まれ得る。いくつかの例では、回路配線２１２は、銀めっきされた銅粒子を含んでもよい。回路配線２１２の厚さにより、使用する材料の種類に応じて、意図された機能、および適切な強度または可撓性を変化させて、その機能、エネルギー容量、ＬＥＤのサイズなどを達成することができる。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、または約１０ミクロン〜１２ミクロンの範囲であってもよい。
【００２５】
したがって、１つの非限定的な例では、製品基材２１０は、可撓性の半透明ポリエステルシートとし、このシートは、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その上にスクリーン印刷して回路配線２１２を形成してもよい。
【００２６】
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を備え得る。製品基材ホルダフレーム２１６の構造は、使用される製品基材の種類および特性（例えば、形状、サイズ、弾性など）に応じて大幅に変化させることができる。製品基材２１０が可撓性材料でもよいため、製品基材２１０は、製品基材ホルダフレーム２１６の張力下で保持され得、その結果、本明細書で後述する転写動作が実行されるより堅固な表面を作り出すことができる。上記の例では、製品基材２１０の張力によって生み出される剛性により、構成要素を転写するときの装着精度を向上させ得る。
【００２７】
いくつかの例では、製品基材２１０のためにより耐久性のある、またはより堅固な材料を使用することにより、当然のことながら、構成要素の装着精度のための安定した表面が提供される。対照的に、製品基材２１０の撓みが見込まれる場合には、しわおよび／または他の切れ目が、製品基材２１０内に形成され得、転写動作が失敗し得る程度まで、回路配線２１２の予め設定されたパターンと干渉する場合がある。
【００２８】
製品基材２１０を保持する手段が、大きく変わる場合があり得るが、図２Ａは、製品基材ホルダフレーム２１６の実施形態を示し、このフレームは、凹形状を有する第１の部分２１６ａ、および、この凹形状と形状が対応する逆の凸形状を有する第２の部分２１６ｂを含む。図示した例では、第１の部分２１６ａと第２の部分２１６ｂとの間に製品基材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って、張力が、製品基材２１０に対して作り出される。
【００２９】
製品基材コンベアフレーム２１４は、水平面内の２方向に加えて垂直方向の少なくとも３つの方向に搬送され得る。搬送は、モータ、レール、およびギア（これらは、いずれも図示せず）で構成されるシステムを介して行われ得る。このように、製品基材テンショナフレーム２１６は、装置２００のユーザによって指示され、ならびに／またはプログラムおよび制御された特定の位置に搬送され、保持され得る。
【００３０】
ウェハテープ搬送機構２０４は、上部にダイ２２０（すなわち、半導体デバイスダイ）を有するウェハテープ２１８を固定するように実装され得る。ウェハテープ２１８は、ウェ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得る。製品基材コンベアフレーム２１４と同様に、ウェハテープコンベアフレーム２２２は、モータ、レール、およびギア（これらは、いずれも図示せず）で構成されるシステムを備え得る。
【００３１】
パッケージ化されていない転写用の半導体ダイ２２０は、極めて小さい場合がある。実際には、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り得る。
【００３２】
ダイがマイクロサイズであるため、ウェハテープ２１８が適切な転写位置に搬送されたとき、ウェハテープ２１８と製品基材２１０との間のギャップ間隔は、例えば、約０．２５ｍｍ〜１．５０ｍｍ、または約０．５０ｍｍ〜１．２５ｍｍ、または約０．７５ｍｍ〜１．００ｍｍの範囲であり得る。最小のギャップ間隔は、転写されるダイの厚さ、必要とするウェハテープの剛性、ダイの適切な捕捉および解放を実現するのに必要なウェ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。ウェハテープ２１８と製品基材２１０との間の距離が減少するに従い、転写動作のサイクル時間（本明細書において、さらに説明する）が減少するために、転写動作の速度も減少し得る。このように、転写動作の期間が短くなる、それゆえに、ダイの転写速度が高まり得る。例えば、ダイの転写速度は、１秒当たり装着されるダイが約６〜２０個の範囲であり得る。
【００３３】
さらに、ウェハテープコンベアフレーム２２２は、ウェハテープホルダフレーム２２４を固定し得、このフレームは、張力を受けてウェハテープ２１８を伸ばし、保持し得る。図２Ａに示すように、ウェハテープ２１８は、ウェハホルダフレーム２２４の隣接する構成要素の間にウェハテープ２１８の周辺部をクランプすることを介して、ウェハテープホルダフレーム２２４内に固定され得る。このようなクランプは、ウェハテープ２１８の張力および伸縮特性の維持を支援し、それによって転写動作の成功率を高める。利用可能なウェハテープの様々な種類／ブランド／品質の多種多様な特性を考慮して、特定のウェハテープが、転写プロセス中に所望の張力を常に維持する能力に基づいて使用するために選択され得る。いくつかの例では、ニードル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、ウェハテープ２１８の張力に応じて変更し得る。
【００３４】
ウェハテープ２１８に使用する材料には、例えば、ゴムまたはシリコンなどの弾性を有する材料が含まれ得る。さらに、環境およびウェハテープ２１８自体の温度が、転写プロセス中にウェハテープ２１８の潜在的な損傷の一因となり得るため、温度変動に対して抵抗可能な特性を有する材料が有利となり得る。加えて、いくつかの例では、ウェハテープ２１８がわずかに伸ばされ得、その結果、個々のダイ２２０の間に分離またはギャップを作り出して転写動作の支援になり得る。ウェハテープ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は、ウェハテープ２１８に着脱可能に粘着され得る。
【００３５】
ウェハテープ２１８上のダイ２２０は、固体半導体ウェ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ハテープ２１８上に装着されたダイを含み得る。このような状況において、ダイは、例えば、転写動作を支援するために、予め選別され、ウェハテープ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設されてもよい。このように、ダイ２２０をウェハテープ２１８上に予め配設することにより、通常であれば製品基材搬送機構２０２とウェハテープ搬送機構２０４との間に生じる移動量が低減し得る。加えて、または代替的に、ウェハテープ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、したがって、ウェハテープ搬送機構２０４の移動時間は、最小限に短縮し得る。
【００３６】
いくつかの例では、ダイに使用する材料には、以下に限定されないが、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。さらに、サファイヤまたはシリコン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、電気的に作動可能な要素を一般的に表す場合がある。
【００３７】
いくつかの実施形態では、ウェハテープ２１８は、予め選別されたダイではなく、逆に、単純にウェ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み得る。このような状況では、ウェハテープ上のダイは、様々な品質のダイの正確で相対的な場所を表すようにマッピングされ得る。それゆえに、いくつかの例では、予め選別されたダイを有するウェハテープを使用しなくてもよい。そのような場合、一連の各転写動作に対してウェハテープ搬送機構２０４が特定のダイの間で移動する時間およ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、一部で行われてもよく、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。このため、ウェハテープ搬送機構２０４は、ウェハテープ２１８が実質的に等価な品質のダイを包含する際に必要となり得る場合よりも、ウェハテープ２１８をさらに移動させて、特定の品質の適切なダイを転写のために整列させることができる。
【００３８】
ウェハテープ２１８上のダイ２２０にさらに注目すると、いくつかの例では、ダイ２２０のデータマップは、ウェハテープ２１８と共に提供され得る。データマップは、ウェハテープ２１８上の各ダイの特定の品質および場所を記述する情報を提供するデジタルファイルを含むことができる。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得、それにより、装置２００は、制御／プログラムされ得、ウェハテープ２１８上の正常なダイ２２０を探して製品基材２１０に転写することができる。
【００３９】
転写動作は、一部では、転写機構２０６を介して実行され、この転写機構は、ウェハテープ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が作動すると、１つ以上のダイ２２０がウェハテープ２１８から解放され、製品基材２１０によって捕捉され得る。いくつかの例では、転写機構２０６は、ピンまたはニードル２２６などの長尺棒をウェハテープ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動作することができる。ニードル２２６は、ニードルアクチュエータ２２８に接続され得る。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を備え得る。
【００４０】
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抑えつつ、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み得る。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得、このプロファイルは、先端の破壊、またはウェハテープ２１８もしくはダイ２２０の損傷のいずれかを頻発させずに、ニードルを繰り返し機能させる能力に影響を及ぼし得る。ニードルの先端のプロファイル形状については、図３に関して以下でより詳細に説明される。
【００４１】
転写動作では、図２Ａに示すように、ニードル２２６は、ダイ２２０と整列され得、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、ダイ２２０がウェハテープ２１８の反対側に整列した位置においてウェハテープ２１８の隣接側面を押圧し得る。ニードル２２６からの圧力によって、ウェハテープ２１８を撓ませて、転写されていない隣接するダイ２２０よりも製品基材２２６に近い位置にダイ２２０を延在させることができる。上記に示したように、撓みの量は、ダイおよび回路配線の厚さなどのいくつかの要因に応じて変化し得る。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、ウェハテープ２１８の撓みの量は、約７５ミクロンであり得る。このため、ダイ２２０は、ダイの電気接点端子（図示せず）が回路配線２１２と接合できる程度まで、製品基材２１０の方にニードル２２６を介して押圧され得、その地点において、転写動作が完了まで進行し、ダイ２２０がウェハテープ２１８から解放される。
【００４２】
転写プロセスが、急速に繰り返される一連の工程であってダイ２２０を押圧しているニードル２２６の周期的な作動を含む工程を含み得る程度まで、当該プロセスの方法が、本明細書において図８に関して以下に詳細に説明される。さらに、（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に関して以下により詳細に説明される。
【００４３】
図２Ａおよび２Ｂに戻ると、いくつかの例では、転写機構２０６は、ニードル格納支持体２３０（ペッパーポットとしても知られている）をさらに備えることができる。ある実施形態では、支持体２３０は、中空空間を有する構造を備えることができ、ニードル２２６は、支持体２３０の第１の端部の開口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の対向端部上に少なくとも１つの開口２３４をさらに含むことができる。さらに、支持体は、開口２３４の近くに多数の穿孔を含むことができる。少なくとも１つの開口２３４は、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され得、転写プロセス中にウェハテープ２１８を押圧し得る。
【００４４】
加えて、いくつかの例では、支持体２３０は、ウェハテープ２１８の上面の近くに配置され得る。このように、ニードル２２６が、転写動作中にウェハテープ２１８を押圧している状態から格納されるときに、支持体２３０のベース表面（少なくとも１つの開口２３４を面内に有する）がウェハテープ２１８の上面と接触し得、それによってウェハテープ２１８が上方に撓むことを防止することができる。この上方への撓みは、ニードル２２６がウェハテープ２１８中に少なくとも部分的に貫通し、格納中にウェハテープがニードル２２６の先端にくっついた場合に引き起こされ得る。このため、支持体２３０により、次のダイ２２０へ移動するのに要する時間を短縮し得る。支持体２３０の壁の周囲形状は、円筒状でもよく、または装置２００内に収容され得る任意の他の形状であってもよい。したがって、支持体２３０は、ニードル２２６と、ウェハテープ２１８の上面との間に配置されてもよい。
【００４５】
ウェハテープ２１８が何も損なわれないことに関する温度の影響を考慮すると、支持体２３０の温度は、転写動作の地点の少なくとも付近にて、ニードル２２６およびウェハテープ２１８の温度を安定化するように、調節され得ることが考えられる。したがって、支持体２３０の温度は、加熱または冷却され得、支持体２３０の材料は、熱伝導率を最大にするように選択され得る。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もしくは同等の材料から形成され得、それにより、温度は、転写動作の結果が一貫して保たれるように安定化され得る。いくつかの例では、空気を支持体２３０内で循環させ、ウェハテープ２１８の局所部分における温度の安定化を支援することができる。加えて、または代替的に、光ファイバケーブル２３０ａをニードル格納支持体２３０に挿入してもよく、さらにニードル２２６に接触させることにより、ウェハテープ２１８および／またはニードル２２６の温度の安定化を支援することができる。
【００４６】
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にダイ２２０を取り付けることを支援し得る。図２Ｂは、転写段階にある装置２００を示し、ここで、ダイ２２０は、回路配線２１２に押し当てられている。ある実施形態において、固定機構２０８は、レーザ、電磁放射、圧力振動、超音波溶接などを非限定的に含むエネルギー放出デバイス２３６を備えることができる。いくつかの例では、エネルギー放出デバイス２３６に圧力振動を使用することは、振動エネルギー力を放出することによって機能し得、それにより、電気接点端子の分子に対向する回路配線内の分子を破壊し、振動圧によって接合を形成する。
【００４７】
非限定的な例において、図２Ｂに示すように、レーザが、エネルギー放出デバイス２３６として実装され得る。転写動作中、レーザ２３６は、転写されるダイ２２０に向けて特定の波長および強度の光エネルギーを放出するように励起され得る。レーザ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得る。例えば、８０８ｎｍの動作波長を有し、かつ５Ｗで動作するレーザは、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。このように、レーザ光線は、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すことができる。代替的に、レーザの波長は、回路配線および基材材料における吸収に適合し得る。レーザ２３６の焦点領域（図２Ｂのレーザ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ている）は、例えば、３００ミクロン広域などのＬＥＤのサイズに従って、サイズ設定されてもよい。
【００４８】
制御された所定のパルス持続時間を有するレーザ２３６が作動すると、回路配線２１２は、溶融結合が、回路配線２１２の材料とダイ２２０上の電気接点端子（図示せず）との間に形成され得る程度に、硬化（および／または溶融もしくは軟化）を開始し得る。この接合は、パッケージ化されていないダイ２２０をウェハテープ２１８から分離し、同時にダイ２２０を製品基材２１０に取り付けることをさらに支援する。加えて、レーザ２３６は、ウェハテープ２１８上に何らかの熱伝達を生じさせることによって、ウェハテープ２１８に対するダイ２２０の粘着力を低下させ、したがって、転写動作を支援することができる。
【００４９】
他の例において、ダイは、多くの方法で製品基材に解放および固定され得、このような方法には、所定の波長または焦束光（例えば、ＩＲ、ＵＶ、広帯域／複数波長）を有するレーザ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もしくは相変化接合材料を硬化させ、またはダイを不活性化し／ウェハテープからダイを解放し、またはある組み合わせの反応を開始させることが含まれる。加えて、または代替的に、特定の波長のレーザまたは光を使用して、そのシステムのある層を通過し、別の層と相互作用することができる。さらに、真空を生じさせてウェハテープからダイを引き離してもよく、場合によっては、ダイウェハ基材と製品基材との間に回転ヘッドを含めて、空気圧を生じさせて製品基材上にダイを押し付けてもよい。さらに別の例では、超音波振動を圧力と組み合わせて、ダイを回路配線に接合させてもよい。
【００５０】
ニードル格納支持体２３０と同様に、固定機構はまた、製品基材支持体２３８を備えてもよく、この支持体は、レーザ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、そのベース端部に開口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、円環または中空円筒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レンズ（図示せず）を固定するための構造体をさらに備えてもよい。レーザ２３６は、光を放射して開口２４０、２４２を通って製品基材２１０に達する。さらに、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、またはそれに近接して配置されてもよい。このように位置付けられて、支持体２３８は、転写動作時のニードル２２６のストローク中に製品基材２１０に損傷が生じるのを防ぐことを支援し得る。いくつかの例では、転写動作中、支持体２３８に整列された製品基材２１０の底面の部分が、支持体２３８に接触することができ、それにより、この支持体は、ニードル２２６によって押し付けられているダイ２２０が到来する運動に対して抵抗力を与える。さらに、支持体２３８は、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の高さまでを含み、支持体２３８を上下させることができる。
【００５１】
上記の特徴に加えて、装置２００は、第１のセンサ２４４をさらに備えることができ、このセンサから、装置２００は、ウェハテープ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判定するため、ウェハテープ２１８は、バーコード（図示せず）または他の識別子を有し得、この識別子は、読み込まれ、または別様に検出される。この識別子は、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することができる。
【００５２】
図２Ａおよび２Ｂに示すように、第１のセンサ２４４は、転写機構２０６（または、具体的にはニードル２２６）の近くに位置付けられ得、約１〜５インチの範囲をとり得る距離ｄだけ転写機構２０６から離間され、その結果、場所検出の精度を高めている。代替的な実施形態では、第１のセンサ２４４は、ダイ２２０の正確な位置をリアルタイムに検出するように、ニードル２２６の先端に近接して配置され得る。転写プロセス中、ウェハテープ２１８は、時間と共に、穴開けされ、かつ／またはさらに伸びる場合があり、これにより、以前にマッピングされた、したがって、予測された、ウェハテープ２１８上のダイ２２０の場所が変化する場合がある。このように、ウェハテープ２１８の伸縮においてわずかな変化があると、結果として、転写されるダイ２２０の整列に顕著な誤差が生じる可能性がある。このため、リアルタイム検出は、ダイの正確な場所の把握を支援するために実装され得る。
【００５３】
いくつかの例では、第１のセンサ２４４は、検出中のダイ２２０の正確な場所および種類を識別することが可能であり得る。この情報を使用して、ウェハテープ２１８が転写動作を実行するために搬送すべき正確な場所を示す命令をウェハテープコンベアフレーム２２２に提供することができる。センサ２４４は、多くの種類のセンサのうちの１つであってもよく、また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、以下に限定されないが、レーザ距離計または光センサが含まれ得、この光センサには、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がある。
【００５４】
さらに、いくつかの例では、第２のセンサ２４６もまた、装置２００に含まれ得る。この第２のセンサ２４６は、製品基材２１０上の回路配線２１２の正確な場所を検出するように、製品基材２１０に対して配置され得る。次いで、この情報を使用して、転写機構２０６と固定機構２０８との間に製品基材２１０を整列させるのに必要な任意の位置的な調節を判定することができ、その結果、次の転写動作が、回路配線２１２上の正確な場所で行われる。この情報は、装置２００にさらに中継されて、製品基材２１０を正確な位置に搬送することを連携させることができ、同時にウェハテープコンベアフレーム２２２に命令を伝達する。様々なセンサもまた、センサ２４６に対して考えられ、このセンサには、マイクロ写真撮影機能を有する高解像度光学カメラの１つの非限定的な例などの光センサが含まれる。
【００５５】
図２Ａおよび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す。いくつかの例では、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、同一のグラウンド（Ｇ）に、または代替的に、異なるグラウンド（Ｇ）に接地されてもよい。
【００５６】
第１および第２のセンサ２４４、２４６に使用されるセンサの種類に応じて、第１または第２のセンサは、転写されたダイの機能性を検査することがさらに可能であり得る。代替的に、追加のテスタセンサ（図示せず）は、装置２００の構造体に組み込まれ得、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することができる。
【００５７】
さらに、いくつかの例では、独立して作動可能な複数のニードルおよび／またはレーザが、機械内に実装され、その結果、所与の時刻にて複数のダイを転写および固定することができる。複数のニードルおよび／またはレーザは、３次元空間内で独立して移動可能であり得る。複数のダイ転写は、同期して行われ得（複数のニードルが同時に下がる）、または同時ではあるが、必ずしも同期させないで行われ得る（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、この配設により、構成要素のバランスがより良くなり、振動が最小限に抑えられ得る）。複数のニードルおよび／またはレーザの制御が連携され得、複数の構成要素間の衝突を回避することができる。さらに、他の例では、複数のニードルおよび／またはレーザは、互いに対して固定された位置に配設されてもよい。
【００５８】
例示的なニードル先端プロファイル
上述したように、ニードルの先端３００のプロファイル形状について、図３に関して説明されており、この図は、先端３００の概略的で例示的なプロファイル形状を示している。ある実施形態において、先端３００は、テーパ部分３０４に隣接する側壁３０２、コーナ３０６、およびベース端部３０８を含むニードルの端部として定義され得、この先端は、ニードルの対向側まで横断する方向に延在し得る。先端３００の具体的なサイズおよび形状は、転写プロセスの要因に応じて変化し得、このような要因としては、例えば、転写されているダイ２２０のサイズ、ならびに転写動作の速度およ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部分３０４との間で計測されるように、約１０〜１５°の範囲であってもよく、コーナ３０６の半径ｒは、約１５〜５０ミクロン強の範囲であってもよく、ベース端部３０８の幅ｗは、約０〜１００ミクロン（μｍ）強の範囲であってもよく（ここで、ｗは、転写しているダイ２２０の幅以下であってもよい）、テーパ部分３０４の高さｈは、約１〜２ｍｍの範囲であってもよく（ここで、ｈは、転写動作のストローク中に、ニードルが移動する距離よりも大きくてもよい）、ニードル２２６の直径ｄは、約１ｍｍであってもよい。
【００５９】
他のニードル先端プロファイルも考えられ、転写動作と関連付けられた各種の要因に応じた異なる利点を有し得る。例えば、ニードル先端３００は、そのダイの幅を写すためにより丸めてもよく、またはウェハテープのより狭い領域に押し付けるためにより尖らせてもよい。
【００６０】
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が、図４に示されている。すなわち、図４は、ウェハテープ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ことに従って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す。このように、図４の「０」の位置は、ウェハテープ２１８の上面であり得る。さらに、ニードルのアイドル時間およ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、または第１のダイを転写する時点と、第２のダイに到達して転写するのに要する時間との間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およ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。さらに、レーザ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、部分的な接合、完全な接合など）、接合箇所（すなわち、製品基材の上面）からのレーザの距離、転写し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し得ることを理解するべきである。したがって、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であり得る。
【００６１】
いくつかの例では、転写動作に先立ち、完全に格納されたニードル先端は、ウェハテープの表面上方約２０００μｍにてアイドル状態であってもよい。変化する時間が経過した後、ニードル先端は、急速に下降して、ウェハテープの表面上方約７５０μｍにて準備状態で静止し得る。準備状態にて未確定の別の時間が経過した後、ニードル先端は、再び下降して、ダイに接触し、ダイと共にウェハテープを約−１０００μｍの高さまで押し下げ得、そこで、ダイは、製品基材に転写され得る。レーザがオンである区間の開始時の縦の点線は、レーザが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オンになり得ることを示す。例えば、レーザは、降下途中の行程の約５０％でオンになり得る。いくつかの例では、レーザを早く、例えば、ニードルが下降し始める前に、オンにすることにより、回路配線が、ダイと接触する前に軟化し始めてより強い接合を形成し得、または加えて、ダイウェハが、この時間中に作用を及ぼされ、もしくは前処理され得る。レーザがオンになる相は、約２０ｍｓ（「ミリ秒」）持続し得る。ストロークの底において、レーザがオンである場合、その相は、ダイと製品基材との間の接合相となり得る。この接合相により、回路配線をダイの接点に取り付けることが可能になり得、この接点は、レーザがオフになった後、急速に固くなる。このようにして、ダイは、製品基材に接合され得る。接合相は、約３０ｍｓ持続してもよい。その後、レーザは、オフにされてもよく、ニードルは、上昇し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、レーザは、オフにされてもよく、または、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は、オフにされてもよい。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、この速度および復元力は、ニードルがウェハテープを貫通し、そこで動かなくなり得る場合において、ウェハテープの表面からのニードルの先端の格納を支援するように意図され得る。
【００６２】
図４に示すように、レーザがオフになっているタイミングは、レーザがオンになっているタイミングより長くてもよく、その場合、降下速度がより遅くなってダイの損傷を防ぐことを支援することができ、さらに、前述したように、上昇速度が速くなると、ウェハテープからのニードル先端の格納をより効果的に支援することができる。それにもかかわらず、先に述べたように、図４に示したタイミングは、特にアイドル期間および準備期間に関しては、大まかなものである。それゆえに、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。
【００６３】
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を含み得、この回路配線は、電源がそれに印加されると、負電源端子また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の部分の回路配線５０４Ａに隣接して延在し得、電源がそれに印加されると、対応する正電源端子または負電源端子としての役割を果たし得る。
【００６４】
ウェハテープに関して同様に上述したように、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判定するため、製品基材５０２は、バーコード（図示せず）または他の識別子を有し得、この識別子は、読み込まれ、または別様に検出される。識別子は、回路配線データを装置に提供することができる。製品基材５０２は、データ点５０６をさらに含むことができる。データ点５０６は、製品基材センサ（例えば、図２の第２のセンサ２４６）によって検出するための視覚的なインジケータであり得、第１および第２の部分の回路配線５０４Ａ、５０４Ｂを設置することができる。一旦、データ点５０６が検出されると、データ点５０６に対する第１および第２の部分の回路配線５０４Ａ、５０４Ｂの形状および相対位置が、予めプログラムされた情報に基づいて判定され得る。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を搬送することができる。
【００６５】
加えて、ダイ５０８は、図５において第１および第２の部分の回路配線５０４Ａ、５０４Ｂの間にまたがっているように示されている。このようにして、ダイ５０８の電気接点端子（図示せず）は、転写動作中に製品基材５０２に接合され得る。したがって、電源は、第１および第２の部分の回路配線５０４Ａ、５０４Ｂとの間に加わるように印加され得、それによって、ダイ５０８を駆動する。例えば、ダイは、ウェ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化されていないＬＥＤであってもよい。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得、回路または他の最終製品に使用され得る。さらに、回路の他の構成要素が、完全な回路を作成するために同一または他の転写手段によって追加され得、この構成要素は、ある静的な、またはプログラム可能な、また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むことができる。
【００６６】
簡略化された例示的な直接転写システム
直接転写システム６００のある実施形態の簡略化された例が、図６に示されている。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）、データ記憶装置６０４、ウェハテープ機構６０６、製品基材機構６０８、転写機構６１０、および固定機構６１２を含み得る。ウェハテープ機構６０６、製品基材機構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、ここでは繰り返さない。しかしながら、ウェハテープ機構６０６、製品基材機構６０８、転写機構６１０、および固定機構６１２が、ＰＣ６０２とデータ記憶装置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概要が、以下に説明されている。
【００６７】
いくつかの例では、ＰＣ６０２は、データ記憶装置６０４と通信して、ウェハテープ機構６０６内のウェ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およびデータを受信し、この製品基材機構で、ダイは、固定機構６１２内に設置されたレーザまたは他のエネルギー放出デバイスの作動を介して製品基材上に固定され得る。ＰＣ６０２はまた、ウェハテープ機構６０６、製品基材機構６０８、転写機構６１０、および固定機構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、およびコントローラとしての役割を果たすこともできる。ＰＣ６０２は、転写システム６００のユーザからの指示情報をさらに受信することができる。
【００６８】
図６は、移動可能な方向の矢印をウェハテープ機構６０６および製品基材機構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が、ただし、ウェハテープ機構６０６および製品基材機構６０８の両方もまた、例えば、平面内の回転、縦揺れ、横揺れ、および片揺れを含む他の方向に移動することが可能であることも企図されていることに留意されたい。
【００６９】
転写システム６００の構成要素の相互作用に関する追加の詳細については、図７に関して以下で説明されている。
【００７０】
詳細な例示的直接転写システム
転写システム７００のそれぞれの構成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。
【００７１】
直接転写システムは、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）を含み得、このＰＣは、データ記憶装置７０４から通信情報を受信し、そこに通信情報を送信することができる。ＰＣ７０２は、第１のセル管理部７０６（「セル管理部１」として図示）および第２のセル管理部７０８（「セル管理部２」として図示）とさらに通信することができる。それゆえに、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、かつ同期させることができる。
【００７２】
ＰＣ７０２は、プロセッサおよびメモリ構成要素を含むことができ、それらを使用して、命令が、第１および第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現するように実行され得る。いくつかの例では、ＰＣ７０２は、プロジェクト管理部７１０およびニードルプロファイル定義部７１２を含むことができる。
【００７３】
プロジェクト管理部７１０は、第１および第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、ウェハテープ、およびその上のダイに対する製品基材の配向および整列に関する円滑な機能を維持することができる。
【００７４】
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包含し得、このデータを使用して、装填されたウェハテープ上の特定のダイ、および製品基材上の回路配線のパターンに応じた所望のニードルストローク性能に関する転写機構に指示することができる。ニードルプロファイル定義部７１２のさらなる詳細については、本明細書において以下でさらに説明されている。
【００７５】
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むことができ、このメモリは、ウェハテープ機構において装填されたウェ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、特定のダイの場所に関する予め編成された記述を提供するために、ウェハテープ上の各ダイの相対的な場所およびその品質について記述することができる。さらに、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も含むことができる。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むことができる。
【００７６】
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、それぞれの情報を第１および第２のセル管理部７０６、７０８にそれぞれ中継することができる。
【００７７】
ある実施形態では、第１のセル管理部７０６は、ダイ管理部７１８を介して、データ記憶装置７０４からのダイマップ７１４を使用することができる。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を比較し得、それに基づき、特定のダイの場所に関して運動管理部７２２に命令を提供することができる。センサ管理部７２０は、ウェハテープ上のダイの実際の場所に関するデータをダイ検出器７２４から受信することができる。センサ管理部７２０はまた、ダイマップ７１４に従って特定の場所の特定のダイを探すようにダイ検出器７２４に指示することもできる。ダイ検出器７２４は、図２Ａおよび２Ｂの第２のセンサ２４４などのセンサを含んでもよい。ウェハテープ上のダイの実際の場所に関する受信データ（位置ずれに関する確認または更新）に基づき、運動管理部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ハテープを搬送するように指示することができる。
【００７８】
指示された場所に到着すると、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に通信することができる。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ることができる。転写動作の実行時に、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に指示し得、それにより、ニードルプロファイル定義部７１２内のロードされた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はまた、レーザ制御部／レーザ７３２を起動することもでき、それにより、ニードルがウェ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に光線を放射させる。上記に示したように、レーザ制御部／レーザ７３２の起動は、ニードルストロークの起動もしくはさらには完全な作動の前か、それと同時か、その最中か、またはその後に行われてもよい。
【００７９】
したがって、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判定すること、判定された場所に行くように第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、固定デバイスを起動すること、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。
【００８０】
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に中継することができる。第２のセル管理部７０８は、センサ管理部７３４および運動管理部７３６を包含することができる。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場所に従って検出し、配向するように、基材整列センサ７３８に指示することができる。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または更新された場所情報を受信することができる。センサ管理部７３４は、運動管理部７３６と連携して、第２のロボット７４０（「ロボット２」として図示）に命令を与えて、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）に搬送することができる。このため、回路ＣＡＤファイル７１６は、ダイが基材上の回路配線に正確に転写され得るように、ウェ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を支援することができる。
【００８１】
したがって、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判定すること、判定された場所に行くように第２のロボット７４０に命じること、およびリセットすることを含む複数の状態を通過することができる。
【００８２】
上述した直接転写システム７００のすべて、またはすべてより少ない各種構成要素間に追加的かつ代替的な通信経路が可能であることが理解される。
【００８３】
例示的な直接転写方法
１つ以上のダイがウェ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を実行する方法８００が、図８に示されている。本明細書に記載された方法８００の工程は、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ように任意の満足すべき順序で実行され得る。方法８００は、転写プロセスデータをＰＣおよび／またはデータ記憶装置にロードする工程８０２を含み得る。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、およびニードルプロファイルデータなどのデータを含み得る。
【００８４】
ウェハテープをウェハテープコンベア機構に装填する工程８０４はまた、方法８００に含まれ得る。ウェハテープをウェハテープコンベア機構に装填することは、ウェ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み得る。ウェハテープは、装填位置にあるウェハテープコンベア機構に固定され得る。ウェハテープは、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得る。
【００８５】
方法８００は、製品基材を前処理して製品基材コンベア機構に装填する工程８０６をさらに含み得る。製品基材を前処理することは、ＰＣまた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み得る。加えて、データ点が、回路基材上に印刷されて転写プロセスを支援することができる。製品基材コンベア機構は、取り出し位置としても既知である装填位置まで移動するように制御され得、そこでは、製品基材は、製品基材コンベア機構に装填され得る。製品基材は、回路配線がウェハ上のダイの方を向くように装填され得る。いくつかの例では、例えば、製品基材は、組み立てラインの方式などで、コンベア（図示せず）または他の自動機構によって装填位置に供給および装着され得る。代替的に、製品基材は、作業者によって手動で装填されてもよい。
【００８６】
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、ウェハテープがウェハテープコンベア機構に適切に装填されると、ウェ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は、ＰＣを介して実行され、直接転写動作８０８を開始することができる。直接転写動作の詳細について、以下に説明されている。
【００８７】
例示的な直接転写動作方法
ダイをウェハテープ（または、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の方法９００が、図９に示されている。本明細書に記載された方法９００の工程は、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ように任意の満足すべき順序で実行され得る。
【００８８】
どのダイを製品基材上に装着すべきか、およびダイを製品基材上のどこに装着すべきかを判定するために、ＰＣは、９０２で、製品基材の識別、および、転写されることになるダイを包含するダイ基材の識別に関する入力を受信することができる。この入力は、ユーザによって手動で入力され得、または、ＰＣが、製品基材整列センサおよ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することができる。この要求は、センサに指示してバーコードまたはＱＲコードなどの識別マーカーを求めて装填された基材をスキャンし得、かつ／または、この要求は、検出器に指示してバーコードまたはＱＲコードなどの識別マーカーを求めて装填されたダイ基材をスキャンすることができる。
【００８９】
製品基材識別入力を使用して、ＰＣは、９０４で、データ記憶装置または他のメモリに問い合わせて、製品基材およ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ことができる。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付けられた回路ＣＡＤファイルを読み出すことができる。回路ＣＡＤファイルは、回路配線に転写されることになるダイの数、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むことができる。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、ダイ基材と関連付けられたダイマップデータファイルを読み出すことができる。
【００９０】
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、転写機構および固定機構に対する製品基材およびダイ基材の初期配向を判定することができる。工程９０６内では、ＰＣは、基材整列センサに指示して製品基材上のデータ点を設置することができる。上述したように、データ点は、製品基材上の回路配線の相対的な場所および配向を判定するための基準マーカーとして使用され得る。さらに、ＰＣは、ダイ検出器に指示し、ダイ基材上の１つ以上の基準点を設置して、ダイの外形を判定することができる。
【００９１】
一旦、製品基材およびダイ基材の初期配向が判定されると、ＰＣは、９０８で、それぞれの製品基材およびダイ基材搬送機構に指示して、製品基材およびダイ基材を、転写機構および固定機構と共に整列位置にそれぞれ配向させることができる。
【００９２】
整列工程９０８は、ダイが転写されることになる回路配線の部分の場所を判定すること９１０、および、その部分が転写固定位置に対してどこに設置されるかを判定すること９１２を含み得る。転写固定位置は、転写機構と固定機構との間の整列地点とみなされ得る。工程９１０および９１２において判定されたデータに基づいて、９１４で、ＰＣは、製品基材搬送機構に指示して、ダイが転写されることになる回路配線の部分を転写固定位置に整列させるように製品基材を搬送することができる。
【００９３】
整列工程９０８は、ダイ基材上のどのダイが転写されることになるかを判定すること９１６、および、ダイが転写固定位置に対してどこに設置されるかを判定すること９１８をさらに含み得る。工程９１６および９１８において判定されたデータに基づいて、ＰＣは、９２０で、ウェハテープ搬送機構に指示して、転写されることになるダイを転写固定位置に整列させるように、ダイ基材を搬送することができる。
【００９４】
一旦、ダイ基材から転写されることになるダイ、および、ダイが転写されることになる回路配線の部分が、転写機構および固定機構に整列されると、ニードルおよび固定デバイス（例えば、レーザ）は、９２２で作動し、ダイ基材から製品基材へのダイの転写を実行することができる。
【００９５】
ダイが転写された後、ＰＣは９２４で、追加のダイが、転写されることになるかどうかを判定することができる。別のダイが転写されることになる場合、ＰＣは、工程９０８に戻り、以降の転写動作のために、適宜、製品およびダイ基材を再度整列させることができる。転写されることになる別のダイがない場合、９２６で、転写プロセスが終了する。
【００９６】
例示的な直接転写コンベア／組み立てラインシステム
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は、コンベア／組み立てラインシステム１０００（以下、「コンベアシステム」）に実装され得る。特に、図２Ａおよび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、かつ製品基材テンショナフレーム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、レール、およ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を固定することの代替として、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しており、このコンベアシステムにおいて、製品基材は、組み立て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動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、およびベルト１００２、ならびに／または他の処理デバイスを含み得る。
【００９７】
いくつかの例では、コンベアシステム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を含むことができる。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に搬送されたとき、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、その複数の印刷ステーション１００４は、直列に配設され得、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得る。
【００９８】
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に搬送され得る。複数のダイ転写ステーション１００６がある場合、その複数のダイ転写ステーション１００６は、直列に配設され得、それぞれが１回以上のダイ転写を実行するように構成され得る。転写ステーション（複数可）において、製品基材は、本明細書に記載された直接転写装置の実施形態のうちの１つ以上を使用した転写動作を介し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得る。例えば、各転写ステーション１００６は、ウェハテープ搬送機構、転写機構、および固定機構を含んでもよい。いくつかの例では、回路配線が、製品基材上に予め前処理されていてもよく、したがって、製品基材は、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。
【００９９】
転写ステーション１００６において、ウェハテープ搬送機構、転写機構、および固定機構は、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、整列し得る。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によって搬送されたとき、各製品基材上の同じ相対位置で同じ転写動作を繰り返し実行することができる。
【０１００】
さらに、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をさらに含んでもよく、ここに、製品基材が搬送されて最終処理が実行され得る。最終処理の種類、量、および期間は、製品の特徴、および製品の作製に使用される材料の特性に依存し得る。例えば、製品基材は、仕上げステーション（複数可）１００８にて、硬化時間の追加、保護用塗装、構成要素の追加を受け入れることができる。
【０１０１】
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および１１Ｂからわかるように、「光ストリング」が形成され得る。装置１１００の多くの特徴は、図２Ａおよび２Ｂの装置２００の特徴と実質的に同様のままであり得るが、製品基材搬送機構１１０２は、図１１Ａおよび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得る。具体的には、図２Ａおよび２Ｂにおいて、製品基材搬送機構２０２は、コンベアフレーム２１４およびテンショナフレーム２１６を含み、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および１１Ｂの実施形態では、製品基材搬送機構１１０２は、製品基材リールシステムを含むことができる。
【０１０２】
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つまたは２つの回路配線リール１１０６を含むことができ、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またはワイヤを含み得る。１つのリールのみを有する例では、リール１１０６は、転写位置の第１の側面上に設置され得、一対の導電性ストリング（１１０４）は、単一のリール１１０６の周りに巻回され得る。代替的に、転写位置の第１の側面上に設置された２つの回路配線リール１１０６を有してもよく、その場合、各リール１１０６は、ストリング回路の１本の撚り線を包含し、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。
【０１０３】
１つのリール１１０６または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同様になり得る。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ることができ、仕上げデバイス１１０８に供給され得る。いくつかの例では、仕上げデバイス１１０８は、例えば、半透明もしくは透明のプラスチックの保護用塗装を施す塗布デバイス、または、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、または代替的に、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は、（上述したように）ニードルストロークを実行するように作動し得、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、ダイ２２０の電気接点端子が、隣接するストリング上にそれぞれ装着され、固定機構２０８は、適切な位置にダイ２２０を取り付けるように作動し得る。
【０１０４】
さらに、装置１１００は、張力調整ローラ１１１０を含んでもよく、ローラ上に、製品基材１１０４の導電性ストリングが、支持され、さらに張力をかけられ得る。このため、張力調整ローラ１１１０は、形成されたストリング回路の張力を維持することを支援し得、それによって、ダイ転写の精度を高めることができる。
【０１０５】
図１１Ｂでは、ダイ２２０が、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おり、それによって、製品基材１１０４の導電性ストリングに（ある程度）結合し、ストリング回路を形成する。
【０１０６】
直接転写装置の第３の例示的な実施形態
直接転写装置の追加の実施形態において、図１２からわかるように、装置１２００は、ウェハテープ搬送機構１２０２を備えることができる。特に、図２Ａおよび２Ｂに示したウェハテープコンベアフレーム２２２およびテンショナフレーム２２４の代わりに、ウェハテープ搬送機構１２０２は、１つ以上のリール１２０４で構成されたシステムを含み、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することができる。特に、各リール１２０４は、幅狭の、連続的な、長尺の細片として形成された基材１２０６を含み得、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。
【０１０７】
単一のリール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、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むことができる。しかしながら、ウェハテープ搬送機構１２０２は、リール１２０４から基材１２０６を展開することによって、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、主に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み得る。いくつかの例では、基材１２０６の張力は、張力調整ローラ１２０８および／または張力調整リール１２１０による安定性の目的のために維持され得、この張力調整リールは、リール１２０４とは反対の装置１２００の側面に配置され得る。張力調整リール１２１０は、ダイが転写された後に基材１２０６を巻き上げ得る。代替的に、張力が、基材１２０６を固定するための任意の他の好適な手段によって維持され得、その結果、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くことを支援し得る。
【０１０８】
複数のリール１２０４が使用される実施形態では、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得る。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と共に対であってもよい。この場合、転写機構および固定機構の各セットは、複数のダイが同じ製品基材２１０上の複数の場所に同時に装着され得るように、製品基材２１０に対して配設され得る。例えば、いくつかの例では、それぞれの転写位置（すなわち、転写機構とそれに対応する固定機構との間の整列）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、千鳥状であってもよい。
【０１０９】
１つのリール１２０４または複数のリール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、上記と同様な方法で製品基材搬送機構２０２を介して転写位置（ダイ固定位置）に搬送され得、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を転写し得、固定機構２０８は、ダイ２２０の製品基材２１０への取り付けを支援するように作動し得る。
【０１１０】
複数のリール１２０４を有する実施形態では、回路配線パターンは、転写機構のすべてが同時に作動する必要がなくてもよいように設け得ることに留意されたい。したがって、複数の転写機構は、製品基材が転写のための様々な位置に搬送されるときに断続的に作動し得る。
【０１１１】
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および２Ｂと同様に、製品基材搬送機構２０２は、ウェハテープ搬送機構２０４に近接して配置され得る。ただし、搬送機構２０２と搬送機構２０４との間に空間が存在しており、この空間には、転写機構１３０２が、ウェハテープ２１８から製品基材２１０へのダイ２２０の転写を実行するように配置され得る。
【０１１２】
転写機構１３０２は、コレット１３０４を備え得、このコレットは、ウェハテープ２１８からダイ２２０を一度に１つ以上摘まみ取り、アーム１３０６を通って延在する軸Ａの周りに回転する。例えば、図１３は、製品基材２１０に面しているウェハテープ２１８を示し、コレット１３０４が、ウェハテープ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）。すなわち、コレット１３０４が延在する方向は、ウェハテープ２１８および製品基材２１０の両方の転写表面または転写平面に直交する平面内で旋回する。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旋回するように配設されてもよく、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。このため、ウェハテープ２１８に面するとき、コレット１３０４は、ダイ２２０を摘まみ取ることができ、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することができる。次いで、コレット１３０４は、ダイ２２０を解放し、製品基材２１０上の回路配線２１２に取り付けられることになるダイ２２０を転写する。
【０１１３】
いくつかの例では、転写機構１３０２は、アームから様々な方向に延在している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では、これらのコレットは、コレット停止場所を通って３６０度回転的に索引付けされ得、１つのコレットがウェハテープ２１８を通過する度に１つのダイを摘まみ取り、転写し得る。
【０１１４】
加えて、１つ以上のコレット１３０４は、コレット１３０４を通る正負の真空圧を使用してウェハテープからダイ２２０を摘まみ取り、解放し得る。
【０１１５】
例示的な装置および製品実施形態
図１４Ａおよび１４Ｂは、装置２００、および、装置２００を使用して作り出された製品実施形態１４００を示す。特に、装置２００は、図２Ａおよび２Ｂに関して説明されたような同様の特徴を含み得る。このように、図２Ａおよび２Ｂに見られる参照番号と同じである、図１４Ａおよび１４Ｂに示す参照番号は、本明細書において特段の記述がなければ、図２Ａおよび２Ｂに関して説明されたような同じ構造であり、かつ同じ機能を満たすものとみなすことができる。しかしながら、製品実施形態１４００を達成するために使用された装置の他の変形例が考えられることに留意されたい。例えば、装置２００は、１）製品実施形態１４００の情報および／または転写プロセス中で使用されないことがある１つ以上特徴を削除し、２）２０１６年１１月３日に出願された「Ｃｏｍｐｌｉａｎｔ  Ｎｅｅｄｌｅ  ｆｏｒ  Ｄｉｒｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｏｆ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅｓ」と題する米国特許出願第１５／３４３，０５５号、２０１６年１１月２３日に出願された「Ｔｏｐ−Ｓｉｄｅ  Ｌａｓｅｒ  ｆｏｒ  Ｄｉｒｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｏｆ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅｓ」と題する米国特許出願第１５／３６０，４７１号、２０１６年１１月２３日に出願された「Ｐａｔｔｅｒｎ  Ａｒｒａｙ  Ｄｉｒｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  Ｔｈｅｒｅｆｏｒ」と題する米国特許出願第１５／３６０，６４５号、および２０１７年１月１８日に出願された「Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｓｕｐｐｏｒｔ  Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ  ｆｏｒ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｏｆ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅｓ」と題する米国特許出願第１５／４０９，４０９号のうちの任意、かつ／またはすべてに記載された装置の実施形態の１つ以上の固有の特徴もしくは態様を組み込み、または、３）即時の応用で描写もしくは説明された１つ以上の特徴を削除し、かつ、削除された特徴を置き換えること、もしくは本明細書に明示的に説明されていないが、それにもかかわらず、参照により組み込まれた追加の特徴を単純に組み込むことのいずれかによって、上記列挙された関連アプリケーションで描写もしくは説明された１つ以上の特徴を組み込む、ようにさらに変形され得る。
【０１１６】
装置２００の場合のダイのサイズが、上記において簡単に説明されているが、即時の装置と一緒に使用されると考えられるパッケージ化されていないＬＥＤは、極めて小さく、かつ薄いと、ここでは説明されている。例えば、パッケージ化されていないダイの厚さ（例えば、ダイが表面上方に延在する高さ）は、約１２ミクロン〜約４００ミクロンの範囲であり得、１つのダイの横方向寸法は、約２０ミクロン〜約８００ミクロンの範囲であり得る。実際、ダイ２２０の高さは、約１２〜約２００ミクロン、約２５〜約１００ミクロン、または約５０〜約８０ミクロンの範囲であり得る。基材のサイズに対してダイのサイズが小さいため、ダイを正確に整列および装着する困難さは、本明細書に説明したような機械装置を使用することによって、緩和され得る。
【０１１７】
図１４Ａおよび１４Ｂで示した転写動作および製品実施形態１４００に関しては、半導体デバイスダイ１４０２が、基材２１０上に配置されている。製品実施形態１４００の形成の一部として、ダイ１４０２は、最初、装置２００によってウェハテープ２１８から基材２１０に転写され得る。すなわち、ダイ１４０２は、図に示すように、基材２１０に転写される前に、ただし、基材２１０が製品基材搬送機構２０２に装填された後に、ウェハテープ２１８上に装填されるはずである。代替的に、ダイ１４０２は、本明細書に記載された転写プロセスに類似した転写プロセスを介して、または、基材２１０を製品基材搬送機構２０２に装填する前の別のプロセスを介して、基材２１０に転写されるはずである。すなわち、製品実施形態１４００を形成する転写プロセスは、ダイ１４０２と一緒に事前に装填された基材２１０から開始し得る。
【０１１８】
ダイ１４０２が事前に装填されたかどうかに関係なく、装置２００は、ダイ１４０２を、ウェハテープ２１８上に配置されたダイ２２０（１）に整列させるように構成され得る。所望の整列に到達すると、ニードル２２６などの転写要素が作動し得、ウェハテープ２１８上の転写位置に押し付け、その位置は、ウェハテープ２１８の反対側の側面上に設置されたダイ２２０（１）の位置に対応する。ダイ１４０２は、パッド１４０４をさらに含み得、このパッドは、ダイ２２０（１）に面しているその表面上に配置されている。パッド１４０４は、ダイ１４０２とダイ２２０（１）との間の、転写動作中の接合を作り出す際に支援するように含まれ得る。パッド１４０４の材料組成としては、共晶接合が形成され得る共晶合金などの金属合金が含まれ得る。例えば、接合材料としては、例えば、以下に限定されないが、金／インジウム合金（Ａｕ／Ｉｎ）、銅／スズ合金（Ｃｕ−Ｓｎ）、金／スズ合金（Ａｕ／Ｓｎ）、金／ゲルマニウム合金（Ａｕ／Ｇｅ）、金／シリコン合金（Ａｕ／Ｓｉ）、アルミニウム／ゲルマニウム合金（Ａｌ／Ｇｅ）、またはアルミニウム／シリコン合金（Ａｌ／Ｓｉ）が挙げられる。ダイ２２０（１）をダイ１４０２に固定するための好適な他の接合材料は、パッド１４０４として（または「パッド」ではなく、フィルム、液体、もしくは気体などの異なる形式で）実装され、共晶接合以外による接合を形成し得る材料を含む。
【０１１９】
共晶合金がパッド１４０４の材料として使用される実施形態では、共晶接合は、ダイ１４０２とダイ２２０（１）との間に接合パッド１４０４を有する両者間の接触を進行させ得る。共晶接合プロセスは、他の工程の中でも、ダイ１４０２とダイ２２０（１）との間での圧力の適用、およびパッド１４０４を適切な共晶温度にするための熱の適用のうちの少なくとも一方を含み得る。共晶接合のための圧力は、ダイ１４０２上の適切な場所にダイ２２０（１）を押し付け、かつ／または保持するように、ニードル２２６により適用されたときに、装置２００を介して実施され得る。共晶接合プロセスでの熱の適用は、エネルギー放出デバイス２３６を介して供給され得、そのデバイスは、例えば、レーザまたは加熱構成要素であってもよく、密閉され、制御された環境（図示せず）内に配置され得る。上述したように、様々な特徴を有する他の実施形態が実施され、ダイ２２０（１）をダイ１４０２に接合し得ることに留意されたい。例えば、共晶接合のための熱を供給し、または、一般に製品実施形態１４００上に（熱として）エネルギーを供給し得るエネルギー放出デバイスとしては、上述し、かつ／または、米国特許出願第１５／３６０，４７１号において明示的に示されたように、ダイ２２０（１）の上方に位置付けられたレーザを含み得、その出願は、参照により本明細書に組み込まれる（段落［０００１］を参照）。
【０１２０】
加えて、および／または代替的に、パッド１４０４は、ダイ１４０２上に設置されるように示されているが、ダイ２２０（１）は、ダイ１４０２上のパッド１４０４の代わりに、またはそれに加えて、そのパッドの上に配置されたパッドを有することができる。さらに、サイズがほぼ等しいように示されているが、ダイ２２０（１）およびダイ１４０２は、異なるサイズ、この場合、一方が他方よりも大きいサイズであってもよい。積み重ねる際に必要となるダイのサイズに制限はないが、装置２００は、産業上マイクロサイズとみなされ得る半導体デバイスダイを転写および積み重ねを行うには十分適切である。例えば、さらに、ダイ２２０（１）およびダイ１４０２は、異なる種類の半導体ダイであってもよく、かつ／または異なるプロセスを介して製造され、異なる特徴を生成してもよい。例えば、ダイ２２０（１）およびダイ（１４０２）は、それぞれ、ＬＥＤであってもよく、さらに、同じ色または異なる色に着色されてもよい。
【０１２１】
別の実施形態（図示せず）では、ダイ２２０（１）は、ダイ（１４０２）上に積み重ねられ得、１つ以上の追加の半導体デバイスダイが、以降、その上に積み重ねられ得、その結果、２つ超のダイの垂直の積み重ねを作り出す。そのような実施形態では、ウェハテープ２１８は、異なる位置に搬送され、追加のダイを積み重ねることを可能にする。
【０１２２】
例示的な条項
Ａ：第１の側面および第２の側面を有するウェハテープから基材に、第１の半導体デバイスダイを直接転写する装置であって、第１の半導体デバイスダイが、ウェハテープの第１の側面上に配置され、基材は、第１の半導体デバイスダイが転写されることになる第２の半導体デバイスダイを含み、装置が、ウェハテープを保持するための第１のフレームと、ウェハテープの第１の側面に隣接して基材を保持するための第２のフレームと、ウェハテープの第２の側面に隣接して配置され、ウェハテープに向かう方向に延在するニードルと、直接転写プロセス中に、ニードルがウェハテープの第２の側面に接触し、第１の半導体デバイスダイを第２の半導体デバイスダイと接触するように押し付けるダイ転写位置にニードルを移動させるように、ニードルに接続されたニードルアクチュエータと、第１の半導体デバイスダイがウェハテープから解放され、かつ第２の半導体デバイスダイに取り付けられるように、第１の半導体デバイスダイと第２の半導体デバイスダイとの間に接合を誘発させるように基材に隣接して配置されたエネルギー放出デバイスと、を備える、装置。
【０１２３】
Ｂ：第１のフレームおよび第２のフレームに通信可能に結合されたコントローラをさらに備え、コントローラは、ウェハテープ上の第１の半導体デバイスダイが基材上のダイ転写場所と整列されるように、第１のフレームを配向させること、および／または、基材上のダイ転写場所が第１の半導体デバイスダイと整列されるように、第２のフレームを配向させること、を行うように構成されている、段落Ａに記載の装置。
【０１２４】
Ｃ：基材上のダイ転写場所に対する第１の半導体デバイスダイの位置を検知するように位置付けられた第１の光センサと、基材上のダイ転写場所の位置を検知するように位置付けられた第２の光センサと、をさらに備える、段落Ａ〜Ｂのいずれか一項に記載の装置。
【０１２５】
Ｄ：ニードルアクチュエータが、ニードルに適用して、基材上の第１の半導体デバイスダイと第２の半導体デバイスダイとの間に圧力を引き起こすように構成されており、エネルギー放出デバイスが、第１の半導体デバイスダイおよび第２の半導体デバイスダイと整列されたダイ転写場所において、熱エネルギーを放出するように構成されている、段落Ａ〜Ｃのいずれか一項に記載の装置。
【０１２６】
Ｅ：第１の半導体デバイスダイの電気接触端子が、金を含む、段落Ａ〜Ｄのいずれか一項に記載の装置。
【０１２７】
Ｆ：ニードルアクチュエータが、直接転写プロセス中に、ニードルを移動させて、第１の半導体デバイスダイの局所化された位置においてウェハテープの撓みを引き起こすように構成されている、段落Ａ〜Ｅのいずれか一項に記載の装置。
【０１２８】
Ｇ：エネルギー放出デバイスが、レーザを含む、段落Ａ〜Ｆのいずれか一項に記載の装置。
【０１２９】
Ｈ：第１の側面および第２の側面を有するウェハテープから基材に、第１の半導体デバイスダイを直接転写する方法であって、第１の半導体デバイスダイが、ウェハテープの第１の側面上に配置され、基材は、第１の半導体デバイスダイが転写され得る第２の半導体デバイスダイを含み、方法が、ウェハテープを第１のフレームに装填することと、基材を第２のフレームに装填することであって、基材は、第１の半導体デバイスダイが転写され得る第２の半導体デバイスダイを含む、装填することと、基材の表面がウェハテープの第１の側面に隣接するように、第１のフレームまたは第２のフレームのうちの少なくとも一方を配設することと、ウェハテープの第２の側面に隣接する位置にニードルを配向させることであって、ニードルが、ウェハテープの方向に延在する、配向させることと、ニードルに接続されたニードルアクチュエータを作動させ、ニードルがウェハテープの第２の側面に接触し、第１の半導体デバイスダイを第２の半導体デバイスダイと接触するように押し付けるダイ転写位置にニードルを移動させることと、第１の半導体デバイスダイがウェハテープから解放され、かつ第２の半導体デバイスダイに取り付けられるように、第１の半導体デバイスダイと第２の半導体デバイスダイとの間の接合を誘発することと、を含む、方法。
【０１３０】
Ｉ：第１のフレーム、第２のフレーム、およびニードルアクチュエータと通信可能に結合されたコントローラに、転写プロセスデータをロードすることをさらに含み、コントローラが、転写プロセスデータの少なくとも一部に基づいて、配設すること、配向すること、および作動することを制御するように構成されている、段落Ｈに記載の方法。
【０１３１】
Ｊ：基材上のダイ転写場所に対する第１の半導体デバイスダイの位置を判定し、コントローラに整列情報を提供することをさらに含む、段落Ｈ〜Ｉのいずれか一項に記載の方法。
【０１３２】
Ｋ：作動することが、ニードルを移動させてウェハテープの第２の側面上に押し付け、第１の半導体デバイスダイにおいて局所化されたウェハテープの撓みを引き起こす、段落Ｈ〜Ｊのいずれか一項に記載の方法。
【０１３３】
Ｌ：接合を誘発することが、レーザを介して実行されている、段落Ｈ〜Ｋのいずれか一項に記載の方法。
【０１３４】
Ｍ：追加の半導体デバイスダイが、ウェハテープから基材に転写されることになるかどうかを判定することをさらに含み、
追加の半導体デバイスダイが転写されることになると判定されたとき、方法が、第１のフレームおよび第２のフレームを、以降のダイ転写配向に配設することをさらに含む、段落Ｈ〜Ｌのいずれか一項に記載の方法。
【０１３５】
Ｎ：配設することが、
第１の光センサからのデータ入力の少なくとも一部に基づいて、第２の半導体デバイスダイ上のダイ転写場所に対する第１の半導体デバイスダイの位置を判定することと、第２の光センサからのデータ入力の少なくとも一部に基づいて、第２の半導体デバイスダイ上のダイ転写場所の位置を判定することと、を含む、段落Ｈ〜Ｍのいずれか一項に記載の方法。
【０１３６】
Ｏ：作動することが、ニードルを移動させて第１の半導体デバイスダイの位置において局所化されたウェハテープの撓みを引き起こす、段落Ｈ〜Ｎのいずれか一項に記載の方法。
【０１３７】
Ｐ：第１の側面および第２の側面を有するウェハテープから基材への、第１の半導体デバイスダイの直接転写を実行するためのシステムであって、第１の半導体デバイスダイが、ウェハテープの第１の側面上に配置され、基材は、第１の半導体デバイスダイが転写されることになる第２の半導体デバイスダイを含み、システムが、ウェハテープを搬送するための第１の搬送機構と、ウェハテープに対して基材を搬送するための第２の搬送機構と、直接転写を実現するように第１の搬送機構に隣接して配置された転写機構と、第１の半導体デバイスダイと第２の半導体デバイスダイとの間に接合を誘発するように、基材に隣接して配置されたエネルギー放出デバイスと、第１の搬送機構、第２の搬送機構、転写機構、およびエネルギー放出デバイスと通信可能に結合された１つ以上のプロセッサを含むコントローラと、を備え、コントローラが、実行可能な命令を有し、命令は、実行時に、１つ以上のプロセッサに、基材がウェハテープの第１の側面に隣接するように、ウェハテープまたは基材のうちの少なくとも一方を搬送することと、ウェハテープの第２の側面に隣接する位置に転写機構を配向させることと、第１の半導体デバイスダイがウェハテープから解放され、かつ第２の半導体デバイスダイに取り付けられるように、ウェハテープの第２の側面に接触して第１の半導体デバイスダイを基材に接触するように押し付けるための転写機構を作動させることと、を含む、動作を実行させる、システム。
【０１３８】
Ｑ：第１の搬送機構が、フレームであって、フレーム内部にウェハテープを固定するためのフレームを含み、フレームが、少なくとも１つの方向に移動可能である、段落Ｐに記載のシステム。
【０１３９】
Ｒ：転写機構が、ウェハテープの第２の側面上に押し付けるためのニードルを含む、段落Ｐ〜Ｑのいずれか一項に記載のシステム。
【０１４０】
Ｓ：転写機構と通信可能に結合されたセンサをさらに備え、センサが、第２の半導体デバイスダイ上の転写固定場所に対する第１の半導体デバイスダイの位置を判定するように構成されており、搬送することが、第１の半導体デバイスダイの位置を転写固定場所と整列するように、ウェハテープまたは基材のうちの少なくとも一方を搬送することをさらに含む、段落Ｐ〜Ｒのいずれか一項に記載のシステム。
【０１４１】
Ｔ：転写機構と通信可能に結合されたセンサをさらに備え、センサが、転写機構に対する第２の半導体デバイスダイの位置を判定するように構成されており、搬送することが、第２の半導体デバイスダイの位置を転写機構と整列するように、ウェハテープまたは基材のうちの少なくとも一方を搬送することをさらに含む、段落Ｐ〜Ｓのいずれか一項に記載のシステム。
【０１４２】
結論
構造的な特徴および／また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が、特許請求の範囲は、記載した特定の特徴およ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。逆に、特定の特徴および行為は、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。さらに、本明細書における用語「ｍａｙ（してもよい）」の使用は、必ずしもすべ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可能性を示すために使用される。
【図１】
2020516051.tif 000003
【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】
2020516051.tif 000016
【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年10月8日(2019.10.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の側面および第２の側面を有するウェハテープから基材に、第１の半導体デバイスダイを直接転写する装置であって、前記第１の半導体デバイスダイが、前記ウェハテープの前記第１の側面上に配置され、前記基材は、前記第１の半導体デバイスダイが転写されることになる第２の半導体デバイスダイを含み、前記装置が、
前記ウェハテープを保持するための第１のフレームと、
前記ウェハテープの前記第１の側面に隣接して前記基材を保持するための第２のフレームと、
前記ウェハテープの前記第２の側面に隣接して配置され、前記ウェハテープに向かう方向に延在するニードルと、
直接転写プロセス中に、前記ニードルが前記ウェハテープの前記第２の側面に接触し、前記第１の半導体デバイスダイを前記第２の半導体デバイスダイと接触するように押し付けるダイ転写位置に前記ニードルを移動させるように、前記ニードルに接続されたニードルアクチュエータと、を備え、
前記第１の半導体デバイスダイと前記第２の半導体デバイスダイとの間の接合は、前記第１の半導体デバイスダイが前記ウェハテープから解放され、かつ前記第２の半導体デバイスダイに取り付けられるように、誘発されることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記第１のフレームおよび前記第２のフレームに通信可能に結合されたコントローラをさらに備え、前記コントローラは、
前記ウェハテープ上の前記第１の半導体デバイスダイが前記基材上のダイ転写場所と整列されるように、前記第１のフレームを配向させること、および／または、
前記基材上の前記ダイ転写場所が前記第１の半導体デバイスダイと整列されるように、前記第２のフレームを配向させること、を行うように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第２の半導体デバイスダイ上のダイ転写場所に対する前記第１の半導体デバイスダイの位置を検知するように位置付けられた第１の光センサと、
第２の半導体デバイスダイの位置を前記基材上の前記ダイ転写場所として検知するように位置づけられた第２の光センサと、をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記ニードルアクチュエータが、前記ニードルに適用して、前記基材上の前記第１の半導体デバイスダイと前記第２の半導体デバイスダイとの間に圧力を引き起こすように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記第１の半導体デバイスダイおよび前記第２の半導体デバイスダイと整列されたダイ転写場所において、熱エネルギーを放出するように構成されているエネルギー放出装置をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記ニードルアクチュエータが、前記直接転写プロセス中に、前記ニードルを移動させて、前記第１の半導体デバイスダイの局所化された位置において前記ウェハテープの撓みを引き起こすように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記エネルギー放出装置が、レーザを含むことを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項８】
第１の側面および第２の側面を有するウェハテープから基材に、第１の半導体デバイスダイを直接転写する方法であって、前記第１の半導体デバイスダイが、前記ウェハテープの前記第１の側面上に配置され、前記基材は、前記第１の半導体デバイスダイが転写され得る第２の半導体デバイスダイを含み、前記方法が、
前記ウェハテープを第１のフレームに装填することと、
前記基材を第２のフレームに装填することであって、前記基材は、前記第１の半導体デバイスダイが転写され得る第２の半導体デバイスダイを含む、装填することと、
前記基材の表面が前記ウェハテープの前記第１の側面に隣接するように、前記第１のフレームまたは前記第２のフレームのうちの少なくとも一方を配設することと、
前記ウェハテープの前記第２の側面に隣接する位置にニードルを配向させることであって、前記ニードルが、前記ウェハテープの方向に延在する、配向させることと、
前記ニードルに接続されたニードルアクチュエータを作動させ、前記ニードルが前記ウェハテープの前記第２の側面に接触するダイ転写位置に前記ニードルを移動させ、前記第１の半導体デバイスダイを前記第２の半導体デバイスダイに押し付けることと、を含み、
接合が、前記第１の半導体デバイスダイが前記ウェハテープから解放され、かつ前記第２の半導体デバイスダイに取り付けられるように、前記第１の半導体デバイスダイと前記第２の半導体デバイスダイとの間で誘発されることを特徴とする方法。
【請求項９】
前記第１のフレーム、前記第２のフレーム、および前記ニードルアクチュエータと通信可能に結合されたコントローラに、転写プロセスデータをロードすることをさらに含み、
前記コントローラが、前記転写プロセスデータの少なくとも一部に基づいて、前記配設すること、前記配向させること、および前記作動させることを制御するように構成されていることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記基材上のダイ転写場所に対する前記第１の半導体デバイスダイの位置を判定し、前記コントローラに整列情報を提供することをさらに含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記作動させることが、前記ニードルを移動させて前記ウェハテープの前記第２の側面上に押し付け、前記第１の半導体デバイスダイにおいて局所化された前記ウェハテープの撓みを引き起こすことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記接合が、レーザを介して誘発されていることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
追加の半導体デバイスダイが前記ウェハテープから前記基材に転写されることになるかどうかを判定することをさらに含み、
追加の半導体デバイスダイが転写されることになると判定されたとき、前記方法が、前記第１のフレームおよび前記第２のフレームを以降のダイ転写配向に配設することをさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１４】
前記配設することが、
第１の光センサからのデータ入力の少なくとも一部に基づいて、前記第２の半導体デバイスダイ上のダイ転写場所に対する前記第１の半導体デバイスダイの位置を判定することと、
第２の光センサからのデータ入力の少なくとも一部に基づいて、前記第２の半導体デバイスダイ上の前記ダイ転写場所の位置を判定することと、を含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１５】
前記作動させることが、前記ニードルを移動させて前記第１の半導体デバイスダイの位置において局所化された前記ウェハテープの撓みを引き起こすことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１６】
第１の側面および第２の側面を有するウェハテープから基材への、第１の半導体デバイスダイの直接転写を実行するためのシステムであって、前記第１の半導体デバイスダイが、前記ウェハテープの前記第１の側面上に配置され、前記基材は、前記第１の半導体デバイスダイが転写されることになる第２の半導体デバイスダイを含み、前記システムが、
前記ウェハテープを搬送するための第１の搬送機構と、
前記ウェハテープに対して前記基材を搬送するための第２の搬送機構と、
前記直接転写を実現するように前記第１の搬送機構に隣接して配置された転写機構と、
前記第１の搬送機構、前記第２の搬送機構、および前記転写機構と通信可能に結合された１つ以上のプロセッサを含むコントローラと、を備え、前記コントローラが、実行可能な命令を有し、前記命令は、実行時に、前記１つ以上のプロセッサに、
マップデータ上の少なくとも一部に基づく前記第２の半導体デバイスダイの位置を判定することであって、前記データマップが、どこで前記第１の半導体デバイスダイが前記第２の半導体デバイスダイ上に転写されることになるかを記述している、判定することと、
前記基材が前記ウェハテープの前記第１の側面に隣接し、かつ前記第２の搬送機構に対して配置されて前記第１の半導体デバイスダイを前記第２の半導体デバイスダイ上に積み重ねることを可能にするように、前記ウェハテープまたは前記基材のうちの少なくとも一方を搬送することと、
前記ウェハテープの前記第２の側面に隣接する位置に前記転写機構を配向させることと、
前記第１の半導体デバイスが前記ウェハテープから解放され、かつ前記第２の半導体デバイスダイに取り付けられるように、前記ウェハテープの前記第２の側面に接触して前記第１の半導体デバイスダイを前記第２の半導体デバイスダイに押し付けて接触させるための前記転写機構を作動させることと、を含む、動作を実行させることを特徴とするシステム。
【請求項１７】
前記第１の搬送機構が、フレームであって、前記フレーム内部に前記ウェハテープを固定するためのフレームを含み、
前記フレームが、少なくとも１つの方向に移動可能であることを特徴とする請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記転写機構が、前記ウェハテープの前記第２の側面上に押し付けるためのニードルを含むことを特徴とする請求項１６に記載のシステム。
【請求項１９】
前記転写機構と通信可能に結合されたセンサをさらに備え、前記センサが、前記第２の半導体デバイスダイ上の転写固定場所に対する前記第１の半導体デバイスダイの位置を判定するように構成されており、
前記搬送することが、前記第１の半導体デバイスダイの前記位置を前記転写固定場所と整列するように、前記ウェハテープまたは前記基材のうちの少なくとも一方を搬送することをさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載のシステム。
【請求項２０】
前記転写機構と通信可能に結合されたセンサをさらに備え、前記センサが、前記転写機構に対する前記第２の半導体デバイスダイの前記位置を判定するように構成されており、
前記搬送することが、前記第２の半導体デバイスダイの前記位置を前記転写機構と整列するように、前記ウェハテープまたは前記基材のうちの少なくとも一方を搬送することをさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載のシステム。
【国際調査報告】
2020516051.tif 000020