(57)【要約】  本開示の実施形態は、基板上のダイを固定、搬送、及び組み立てるための静電キャリアの使用に関する。１つの実施形態では、静電キャリアは、上面及び底面を有する本体と、本体の内部に配置された少なくとも１つの第１の双極チャック電極と、本体の底面に配置され、かつ第１の双極チャック電極に結合された少なくとも２つの接触パッドと、第１の双極チャック電極と底面との間に配置された浮遊電極とを含む。別の実施形態では、ダイ組立システムは、複数のダイを静電的に固定するように構成された静電キャリアと、静電キャリアを保持するように構成されたキャリア保持プラットフォームと、ダイ供給プラットフォームと、ダイ供給プラットフォームから複数のダイを取り上げ、静電キャリアの上にそれらを配置するように構成された可動域を有する搬送ロボットとを含む。【選択図】図１
2020524898.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面及び底面を有する本体と、
前記本体の内部に配置された少なくとも１つの第１の双極チャック電極と、
前記本体の前記底面に配置され、かつ前記第１の双極チャック電極に結合された少なくとも２つの接触パッドと、
前記第１の双極チャック電極と前記底面との間に配置された浮遊電極と
を含む静電キャリア。
【請求項２】
複数のダイを静電的に固定するように構成された静電キャリアであって、
上面及び底面を有する本体と、
前記本体の内部に配置された少なくとも１つの第１の双極チャック電極と、
前記本体の前記底面に配置され、かつ前記第１の双極チャック電極に結合された少なくとも２つの接触パッドと、
前記第１の双極チャック電極と前記底面との間に配置された浮遊電極と、
前記静電キャリアを保持するように構成されたキャリア保持プラットフォームと、
ダイ供給プラットフォームと、
前記ダイ供給プラットフォームから前記複数のダイを取り上げ、前記静電キャリアの上にそれらを配置するように構成された可動域を有する搬送ロボットと
を含む静電キャリア
を含むダイ組立システム。
【請求項３】
前記静電キャリアが、
前記本体の内部に配置された第２の双極チャック電極であって、前記第１の双極チャック電極に対して独立して制御可能である第２の双極チャック電極
を更に含む、請求項１に記載の静電キャリア及び請求項２に記載のダイ組立システム。
【請求項４】
前記静電キャリアが、
前記本体の前記上面及び前記底面に配置された疎水性コーティング
を更に含む、請求項１に記載の静電キャリア及び請求項２に記載のダイ組立システム。
【請求項５】
前記静電キャリアの前記本体が３つ以上の層を有する、請求項１に記載の静電キャリア及び請求項２に記載のダイ組立システム。
【請求項６】
前記静電キャリアの前記本体が、
コア層の上部に配置された誘電体最上層であって、前記第１の双極チャック電極がその中に配置される、誘電体最上層と、
前記コア層の下に配置された誘電体最下層であって、前記浮遊電極がその中に配置される誘電体最下層と
を更に含む、請求項５に記載の静電キャリア及びダイ組立システム。
【請求項７】
前記誘電体最上層の上の最上疎水性層、及び前記誘電体最下層の下に配置された最下疎水性層
を更に含む、請求項６に記載の静電キャリア及びダイ組立システム。
【請求項８】
前記誘電体最上層及び前記誘電体最下層が、ケイ素ベースのセラミック材料から形成される、請求項６に記載の静電キャリア及びダイ組立システム。
【請求項９】
前記コア層が、アルミニウムベースのセラミック材料から形成される、請求項６に記載の静電キャリア及びダイ組立システム。
【請求項１０】
前記静電キャリアを受け取るように構成された第２のキャリア保持プラットフォームと、
基板を、前記第２のキャリア保持プラットフォームに配置された前記静電キャリアに静電的にチャックされた前記複数のダイに近づけたり離したりするように構成された第１のロボットと、
前記複数のダイに液体を分配するように構成された第２のロボットと
を更に含む、請求項２に記載のダイ組立システム。
【請求項１１】
前記静電キャリア保持プラットフォームは、
ピンが前記接触パッドと接触しているときに、前記第１の双極チャック電極に電力を供給するように構成された少なくとも２つのピン
を更に含む、請求項２に記載のダイ組立システム。
【請求項１２】
複数のダイを基板の上で組み立てる方法であって、
前記複数のダイをダイ供給プラットフォームから静電キャリアの上に配置することと、
前記複数のダイを前記静電キャリアに静電的にチャックすることと、
前記静電キャリアをダイ組立システムのキャリア保持プラットフォームに移動することと、
前記複数のダイに液体を塗布することと、
基板を移動させて前記複数のダイと係合させることと、
前記静電キャリアから前記複数のダイをチャック解除することと
を含む方法。
【請求項１３】
前記複数のダイを前記静電キャリアの上に配置する前に、キャリア保持プラットフォームの上で前記静電キャリアを事前に帯電すること
を更に含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記静電キャリアは、前記複数のダイがその上に配置された後に帯電する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記複数のダイと係合する前記基板が、第２のキャリアに静電的にチャックされる、請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の実施形態は、概して、基板上でダイを固定、搬送、及び組み立てるための装置、システム、及び方法に関する。より具体的には、本明細書に記載の実施形態は、基板上でダイを固定、搬送、及び組み立てるための静電キャリアの使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造プロセス中に、準備されたダイは、ＣＭＯＳウエハなどの基板上での組み立て前に洗浄される。準備されたダイは、洗浄作業中にテープフレームに接着剤で取り付けられる。洗浄後、ダイは基板上で位置合わせする必要があるため、テープフレームからのダイは、ＣＭＯＳウエハに個別に転送される。基板上のダイの個々の転送と位置決めは時間がかかり、製造プロセスのスループットを大幅に制限する。
【０００３】
したがって、ダイを基板上にバルクで固定し、搬送し、組み立てる改良された方法が必要である。
【発明の概要】
【０００４】
本開示の実施形態は、概して、基板上でダイを固定、搬送、及び組み立てるための静電キャリアの使用に関する。本開示の１つの実施形態では、静電キャリアは、上面及び底面を有する本体と、本体の内部に配置された少なくとも１つの第１の双極チャック電極と、本体の底面に配置され、かつ第１の双極チャック電極に結合された少なくとも２つの接触パッドと、第１の双極チャック電極と底面との間に配置された浮遊電極とを含む。
【０００５】
本開示の別の実施形態では、ダイ組立システムが開示される。ダイ組立システムは、複数のダイを静電的に固定するように構成された静電キャリアと、静電キャリアを保持するように構成されたキャリア保持プラットフォームと、ダイ供給プラットフォームと、ダイ供給プラットフォームから複数のダイを取り上げ、静電キャリアの上にそれらを配置するように構成された可動域を有する搬送ロボットとを含む。静電キャリアは、上面及び底面を有する本体と、本体の内部に配置された少なくとも１つの第１の双極チャック電極と、本体の底面に配置され、かつ第１の双極チャック電極に結合された少なくとも２つの接触パッドと、第１の双極チャック電極と底面との間に配置された浮遊電極とを含む。
【０００６】
更に別の実施形態は、基板上に複数のダイを組み立てる方法を提供する。方法は、複数のダイをダイ供給プラットフォームから静電キャリア上に配置することと、複数のダイを静電キャリアに静電的にチャックすることと、静電キャリアをダイ組立システムのキャリア保持プラットフォームに移動することと、複数のダイに液体を塗布することと、基板を移動させて複数のダイと係合させることと、静電キャリアから複数のダイをチャック解除することとを含む。
【０００７】
本開示の上述の特徴を詳細に理解できるように、上記で簡単に要約されている本開示のより詳細な説明が、実施形態を参照することによって得られ、それらの実施形態の一部は添付図面に示されている。しかし、添付図面は例示的な実施形態を示しているにすぎず、従って、本開示の範囲を限定すると見なすべきではなく、その他の等しく有効な実施形態も許容されうることに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】ダイ結合用途の静電キャリアの簡略化した正面断面図である。
【図２】図１の静電キャリアの第１の実施形態の上面図である。
【図３】図１の静電キャリアの第２の実施形態の上面図である。
【図４】図１の静電キャリアの第３の実施形態の上面図である。
【図５】図１の静電キャリアの第４の実施形態の上面図である。
【図６】図１の静電キャリアの電気概略図である。
【図７】図１の静電キャリアに複数のダイを搬送するためのダイ組立システムの簡略化された正面断面図である。
【図８】図１の静電キャリアから基板上に複数のダイを組み立てるためのダイ組立システムの簡略化された正面断面図である。
【図９】Ａ−Ｃは、図１の静電キャリアを使用して基板にダイを組み立てる３つの段階を示す。
【図１０】図１の静電キャリアを使用して基板上に複数のダイを組み立てる方法のブロック図を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
理解を容易にするため、可能な場合には、複数の図に共通する同一の要素を指し示すのに同一の参照番号を使用した。１つの実施形態の要素及び特徴は、更なる記述がなくとも、他の実施形態に有益に組み込まれうると想定される。
【００１０】
本開示の実施形態は、概して、基板上でダイを固定、搬送、及び組み立てるための静電キャリアの使用に関する。本明細書で説明される静電キャリアは、テープフレーム又は他のダイソース（ｄｉｅ  ｓｏｕｒｃｅ）からの複数のダイを静電的に固定するために使用される。静電キャリアは、このように固定された複数のダイを、洗浄作業を通して、複数のダイが基板上で組み立てられるダイ組立システムに搬送するために使用される。
【００１１】
図１を参照すると、静電キャリア１００は、上面１１２及び底面１１４を有する本体１１０を含む。図１の例示的な例では、本体１１０は円筒形状であるが、任意の適切な形状を有していてもよい。本体１１０がディスク形状である実施形態では、本体１１０は、２００ｍｍ基板、３００ｍｍ基板又は４５０ｍｍ基板と実質的に類似の直径を有しうる。本体１１０の上面１１２は、その上に配置される基板の形状及びサイズと実質的に一致する。本体１１０の底面１１４は、２つの接触パッド１１６及び１１８を含む。
【００１２】
本体１１０は、互いに垂直に積み重ねられた誘電材料の１つ又は複数の層から製造される。いくつかの実施形態では、図１に示されるように、本体１１０は、５つの層を有する。最上層１１１及び最下層１１９は、プラズマ条件及び洗浄作業に耐えることができるであろう疎水性材料などであるがこれらに限定されないコーティング材料から作られている。疎水性材料は、静電キャリア１００にチャックされた複数のダイを含むチャックアセンブリのエッジから洗浄液が染み出すのを防止するのに役立つ。毛細管効果により洗浄液が複数のダイと静電キャリア１００との間の領域に染み込んだ場合、複数のダイが、洗浄作業中に静電キャリア１００から不所望にチャック解除されてしまう可能性がある。
【００１３】
中間層１１５は、静電キャリア１００のコアを含む。コアは、静電キャリア１００の構造層であり、その剛性に寄与する。上記のように、電気アークの問題を回避するために、コアは、セラミック、樹脂、ガラス、及びポリイミド材料などであるがこれらに限定されない、誘電材料から作られてもよい。いくつかの実施形態では、コアはまた、酸化物コーティングを施したシリコンウエハから作られてもよい。
【００１４】
中間層１１５と最上層１１１との間の層１１３、並びに中間層１１５と最下層１１９との間の層１１７もまた、セラミック又はポリイミド材料などであるがこれらに限定されない誘電材料で作られている。セラミック材料の適切な例は、石英又はガラスなどの酸化ケイ素、サファイア、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、イットリウム含有材料、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、イットリウム−アルミニウム−ガーネット（ＹＡＧ）、酸化チタン（ＴｉＯ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）などを含む。層１１３及び層１１７はまた、積層若しくはスピンオンポリマーフィルム又は無機フィルム（例えば、窒化ケイ素）を含んでもよい。双極静電チャック電極１２０が、層１１３に配置される。
【００１５】
層１１３に配置された双極静電チャック電極１２０は、２つの電極１２０Ａ及び１２０Ｂを含む。電極１２０Ａは、接触パッド１１６に電気的に接続される。電極１２０Ｂは、接触パッド１１８に電気的に接続される。電極１２０Ａ、１２０Ｂは、電圧電力がそれに印加されるときに必要に応じて反対の極性で帯電され、したがって静電力が生成されることがある。電極１２０Ａ、１２０Ｂは、タングステン、銅、銀、ケイ素、白金などであるがこれらに限定されない導電性材料から作られる。電極１２０Ａ、１２０Ｂは、電気めっき、スクリーン印刷などで製造される。電極１２０Ａ、１２０Ｂは、複数のダイを静電的に保持するために必要な任意の方法で構成されうる。例えば、電極１２０Ａ、１２０Ｂは、同心円状（図３に示すように）、半円形（図４に示すように）、又は互いに入り込んだ櫛形（ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｔｅｄ）（図２及び５に示すように）であることがある。
【００１６】
浮遊電極１３０は、双極静電チャック電極１２０と本体１１０の底面１１４との間の層１１７に配置される。浮遊電極１３０は、静電荷が底面１１４に蓄積するのを実質的に防止する。したがって、静電キャリア１００は、キャリア保持プラットフォーム１４０にチャックされることなく、キャリア保持プラットフォーム１４０上に配置されうる。浮遊電極１３０は、電極１２０Ａが接触パッド１１６に電気的に接続される穴１３２を有する。浮遊電極１３０は、電極１２０Ｂが接触パッド１１８に電気的に接続される別の穴１３４を有する。
【００１７】
キャリア保持プラットフォーム１４０は、静電キャリア１００を帯電するように構成される。キャリア保持プラットフォーム１４０は、電源１４５と、電源１４５に結合された２つのポゴピン１４２及び１４４を含む。ポゴピン１４２は、ポゴピン１４２が接触パッド１１６と接触しているとき、ＡＣ又はＤＣ電力を電極１２０Ａに供給するように構成される。ポゴピン１４４は、ポゴピン１４４が接触パッド１１８と接触しているとき、ＡＣ又はＤＣ電力を電極１２０Ｂに供給するように構成される。したがって、電源１４５は、電極１２０Ａ及び１２０Ｂに電力を供給して反対の極性の電荷を生成するように構成される。１つの実施形態では、電源１４５は、電極１２０Ａ及び１２０Ｂに＋／−０．５〜３ｋＶのＤＣ電力を供給するように構成されうる。代替的な実施形態では、電極１２０Ａ及び１２０Ｂを帯電するために、バッテリ電源（図示せず）が静電キャリア１００内に埋め込まれてもよい。電極１２０Ａ及び１２０Ｂに印加される正及び負の電荷は、複数のダイを静電キャリア１００に引き付けて固定する静電力を上面１１２に生成する。
【００１８】
静電キャリア１００上の電極１２０Ａ、１２０Ｂの配置は、多くの異なる方法で構成することができる。例えば、図２は、図１の静電キャリア１００の１つの実施形態の上面図を示す。図２では、静電キャリア２００は、上面２１２の下に配置された電極２２０Ａ及び２２０Ｂを有する。電極２２０Ａは、端子２２２Ａ及び複数の電極フィンガ２２４Ａを有する。電極２２０Ｂは、端子２２２Ｂと複数の電極フィンガ２２４Ｂとを有する。複数の電極フィンガ２２４Ａ、２２４Ｂは、互いに交互配置され、上面２１２の広い領域にわたって分布する局所的な静電引力を提供し、全体として、より少ない電力を使用しながら高いチャック力を提供する。電極フィンガ２２４Ａ、２２４Ｂは、異なる長さ及び形状寸法で形成されてもよい。電極２２０Ａの電極フィンガ２２４Ａのそれぞれの間には、電極２２０Ｂの電極フィンガ２２４Ｂを受け入れるための空間２２５が画定される。空間２２５は、間隙であっても、誘電体スペーサ材料で満たされていてもよい。
【００１９】
図３及び図４は、図１の静電キャリア１００の他の実施形態の上面図を示す。例えば、図３は、反対の極性の同心電極３２０Ａ及び３２０Ｂを有する静電キャリア３００を示す。電極３２０Ａは、電極端子３２２Ａを有する。電極３２０Ｂは、電極端子３２２Ｂを有する。図４は、反対の極性の半円形電極４２０Ａ及び４２０Ｂを有する静電キャリア４００を示す。電極４２０Ａは、電極端子４２２Ａを有する。電極４２０Ｂは、電極端子４２２Ｂを有する。
【００２０】
図５は、図１の静電キャリア１００の別の実施形態の上面図を示す。図５は、複数の互いに入り込んだ櫛形の双極チャック電極５２０を有する静電キャリア５００を示す。各双極チャック電極５２０は、反対の極性の２つの電極５２０Ａ及び５２０Ｂを有する。電極５２０Ａは、電極端子５２２Ａを有する。電極５２０Ｂは、電極端子５２２Ｂを有する。各双極チャック電極５２０は、静電キャリア５００の上面５１２上の１つのダイ５８０を静電的に引き付けて固定するように構成される。したがって、１つ又は複数のダイ５８０を静電キャリア５００の上面５１２にチャックすることができる。
【００２１】
図６は、静電キャリア１００の１つの実施形態の電気的概略図である。図６では、第１の双極チャック電極１２０は、電極１２０Ａ及び１２０Ｂを有する。電極１２０Ａは、スイッチ１２５により接触パッド１１６に電気的に接続される。電極１２０Ｂは、スイッチ１２５により接触パッド１１８に電気的に接続される。同様に、第２の双極チャック電極１２０’は、電極１２０Ａ’及び１２０Ｂ’を有する。電極１２０Ａ’は、スイッチ１２５’によって接触パッド１１６’に電気的に接続される。電極１２０Ｂ’は、スイッチ１２５’によって接触パッド１１８’に電気的に接続される。スイッチ１２５及び１２５’の開閉状態は、静電キャリア１００の内部又は外部に位置しうるコントローラ６１５によって制御される。コントローラ６１５は、スイッチ１２５、１２５’の状態を独立して制御することにより、第１の双極チャック電極１２０に対して第２の双極チャック電極１２０’を独立して制御するように構成される。
【００２２】
図７は、静電キャリア１００に複数のダイを搬送するためのダイ組立システム７００の簡略化された正面断面図である。ダイ組立システム７００は、上述のように、複数のダイを静電的に固定するように構成された静電キャリア１００を含む。
【００２３】
静電キャリア１００は、キャリア保持プラットフォーム１４０上に配置される。キャリア保持プラットフォーム１４０は、電源１４５と、電源１４５に電気的に接続された２つのポゴピン１４２及び１４４を有する。ポゴピン１４２、１４４は、接触パッド１１６、１１８と結合し、電源１４５から電極１２０Ａ、１２０Ｂに電力を供給するように構成される。したがって、電源１４５は、電極１２０Ａ、１２０Ｂに電力を供給して反対の極性の電荷を生成するように構成される。
【００２４】
ダイ組立システム７００は、その上に配置された複数のダイ７８０を有するダイ供給プラットフォーム７５０を含む。ダイ供給プラットフォーム７５０は、キャリア保持プラットフォーム１４０上の静電キャリア１００に近接して位置する。搬送ロボット７７０はまた、ダイ供給プラットフォーム７５０及び静電キャリア１００に近接して位置する。搬送ロボット７７０は、アーム７７６に結合された本体７７２を有する。本体７７２は、アクチュエータ７７４に連結される。アクチュエータ７７４は、垂直方向に上下に、水平方向に横にアームを動かすように構成される。アクチュエータ７７４はまた、アーム７７６がダイ供給プラットフォーム７５０の上の位置と静電キャリア１００の上の位置との間を移動できるように、本体７７２を通して配置された垂直軸の周りでアーム７７６を回転させるように構成される。アーム７７６は、ダイ供給プラットフォーム７５０上に配置された複数のダイ７８０を取り上げ、複数のダイ７８０を静電キャリア１００上に配置するように構成されたグリッパ７７８を含む。グリッパ７７８は、アクチュエータ（図示せず）によって操作される。いくつかの実施形態では、グリッパ７７８は機械式グリッパでありうるが、他の実施形態では、グリッパ７７８は真空チャック、静電チャック、又は他の適切なダイホルダであってもよい。複数のダイ７８０は、静電キャリア１００上に配置され、静電キャリア１００に静電的に固定され、その後の複数の洗浄作業を通して搬送される。
【００２５】
図８は、洗浄作業後に静電キャリア１００上に配置された複数のダイ７８０を基板８７５と組み立てるためのダイ組立システム８００の簡略化された正面断面図である。ダイ組立システム８００は、静電キャリア１００を受け入れるように構成されたキャリア保持プラットフォーム８６０を含む。上述のように、静電キャリア１００は、その上に静電的に固定された複数のダイ７８０を有する。キャリア保持プラットフォーム８６０は、静電キャリア１００を保持するためのポケット８６４を画定する壁８６２を有する。ポケット８６４の直径は、静電キャリア１００の直径よりも大きいため、静電キャリア１００はポケット８６４内に配置することができる。キャリア保持プラットフォーム８６０はまた、電源８６５と、電源８６５に電気的に接続された２つのポゴピン８６６、８６８も含む。ポゴピン８６６、８６８は、ポゴピン８６６、８６８が接触パッド１１６、１１８と接触すると、電極１２０Ａ、１２０ＢにＡＣ又はＤＣ電力を供給するように構成される。
【００２６】
第１のロボット８７０は、静電キャリア１００に近接して位置する。第１のロボット８７０は、アーム８７６に結合された本体８７２を有する。アーム８７６は、グリッパ８７８に連結される。グリッパ８７８は、静電キャリア１００の上で基板８７５を保持するように構成される。グリッパ８７８は、アクチュエータ（図示せず）によって操作される。いくつかの実施形態では、グリッパ８７８は、基板８７５を保持するための機械式グリッパでありうる。しかし、他の実施形態では、グリッパ８７８は、真空チャック、静電チャック、又は基板８７５を保持するための他の適切な基板ホルダであってもよい。第１のロボット８７０の本体８７２は、アクチュエータ８７４に連結される。アクチュエータ８７４は、基板８７５が、キャリア保持プラットフォーム８６０上の静電キャリア１００に静電的にチャックされる複数のダイ７８０に近づいたり離れたりするように、グリッパ８７８を上下に動かすように構成される。
【００２７】
基板８７５は、ＣＭＯＳウエハでありうるが、他の実施形態では、ダイがその上に組み立てられる準備ができている任意の半導体基板であってもよい。基板８７５は、ケイ素、ヒ化ガリウム、ニオブ酸リチウムなど（これらに限定されない）の様々な異なる材料の１つ又は複数から構成されてもよい。基板８７５は、２００ｍｍ、３００ｍｍ、４５０ｍｍ又は他の直径を有してもよい。
【００２８】
第２のロボット８９０は、ダイ組立システム８６０内の静電キャリア１００に近接して位置する。第２のロボット８９０は、本体８９２とアーム８９６を有する。アーム８９６は、ディスペンサ８９８に連結される。ディスペンサ８９８は、静電キャリア１００に静電的にチャックされる複数のダイ７８０上に液体８９５を分配するように構成される。いくつかの実施形態では、液体８９５は約１ナノリットルの水であるが、他の実施形態では、類似量の水又は別の液体が使用されてもよい。第２のロボット８９０の本体８９２は、アクチュエータ８９４に連結される。アクチュエータ８９４は、アーム８９６を水平方向に横に移動させるとともに、アーム８９６を本体８９２を通る垂直軸の周りを回転させるように構成されており、よってアーム８９６は、静電キャリア１００の上の位置に近づいたり離れたりすることができる。アーム８９６の回転及び並進運動は、各ダイ７８０の上にディスペンサ８９８を選択的に配置し、ダイ組立システム８６０に配置される間に、ディスペンサ８９８が静電キャリア１００上に配置された各ダイ７８０の上部に液体８９５を塗布してもよい。
【００２９】
いくつかの実施形態では、静電キャリア１００、ダイ供給プラットフォーム７５０、及び搬送ロボット７７０は、ダイ組立システム８００の一部であり、したがって、ダイ７８０が、ダイ供給プラットフォーム７５０から取り上げられ、搬送ロボット７７０により静電キャリア１００上に配置され、その後、基板８７５上でのその後の組み立てのためにキャリア保持プラットフォーム８６０に搬送される、ダイ組立システム（図示せず）の実施形態を形成する。
【００３０】
本明細書に記載の静電キャリア１００並びにダイ組立システム７００及び８００により、有利には、異なるタイプ及びサイズの複数のダイが、静電的に固定され、洗浄作業を通して基板上で後続の組立のためにダイ組立システム上に搬送できるようになる。静電キャリア１００の動作中、接触パッド１１６、１１８がキャリア保持プラットフォーム１４０のポゴピン１４２、１４４と接触して配置されると、電力が双極チャック電極１２０に印加される。電力がポゴピン１４２、１４４を介して電源１４５から印加されると、静電力を生成するために、負の電荷が電極１２０Ａに印加され、正の電荷が電極１２０Ｂに印加されることがあり、又はその逆もありうる。チャッキング中、電極１２０Ａ、１２０Ｂから生成される静電力は、複数のダイ７８０を静電キャリア１００に引き付けて固定する。その後、電源１４５により供給される電力が切断されると、双極チャック電極１２０上の残留電荷は、ある期間にわたって十分に維持され、これにより、複数のダイ７８０を静電的に固定し、別の電源に再接続することなく、ダイ組立システム７００と８００との間で自由に搬送することができる。複数のダイ７８０を静電キャリア１００からチャック解除するために、反対の極性の短い電力パルスが電極１２０Ａ、１２０Ｂに供給され、又は電極１２０Ａ、１２０Ｂが内部スイッチ（図示せず）を使用して短絡されることがある。その結果、双極チャック電極１２０に存在する残留電荷が除去され、したがってダイ７８０が解放される。
【００３１】
ダイ組立システム７００では、静電キャリア１００はキャリア保持プラットフォーム１４０上に配置され、静電キャリア１００が静電的に帯電されうる。キャリア保持プラットフォーム１４０は、搬送ロボット７７０及び上に複数のダイ７８０が配置されたダイ供給プラットフォーム７５０に近接している。搬送ロボット７７０は、ダイ供給プラットフォーム７５０から複数のダイ７８０を取り上げ、静電キャリア１００上に複数のダイ７８０を配置するために利用される。搬送ロボット７７０のアクチュエータ７７４は、アーム７７６を垂直及び水平に動かし、搬送ロボット７７０の本体７７２を通る垂直軸の周りでアームを回転させる。アーム７７６の並進及び回転運動は、グリッパ７７８がダイ供給プラットフォーム７５０からダイ７８０を取り上げ、静電キャリア１００上にダイ７８０を配置できるように、アーム７７６に連結されたグリッパ７７８を位置決めする。次に、複数のダイ７８０が静電キャリア１００にチャックされる。静電キャリア１００は、複数のダイ７８０がその上に配置される前又は後に帯電されてもよい。静電キャリア１００にこのように固定された複数のダイ７８０は、洗浄槽への浸漬、ブラシ洗浄、メガソニック洗浄などの洗浄作業を通じて搬送される。
【００３２】
ダイ組立システム８００では、複数のダイ７８０を備えた静電キャリア１００は、キャリア保持プラットフォーム８６０上に配置される。キャリア保持プラットフォーム８６０は、第１ロボット８７０及び第２ロボット８９０に近接している。基板８７５は、複数のダイ７８０を基板８７５上で組み立てるために、ロボット８７０によって、キャリア保持プラットフォーム８６０に保持された静電キャリア１００の上の位置に移動される。第２のロボット８９０は、複数のダイ７８０上に液体８９５を分配するために利用される。第２のロボット８９０は、アーム８９６を水平に配置し、アーム８９６が静電キャリア１００の上方の位置に近づいたり離れたりできるように、第２のロボット８９０の本体８９２を通る垂直軸の周りでアーム８９６を回転させる。アーム８９６の回転及び並進運動は、各ダイ７８０の上にディスペンサ８９８を選択的に配置する。ディスペンサ８９８は、静電キャリア１００にチャックされた複数のダイ７８０のそれぞれの上部に、液滴などの液体８９５を分配する。
【００３３】
図９Ａに示されるように、基板８７５は、次いで、第１のロボット８７０によって複数のダイ７８０に向かって動かされる。第１のロボット８７０は、グリッパ８７８に取り付けられた基板８７５が静電キャリア１００上に配置された複数のダイ７８０上に分配された液体８９５に接触できるように、アーム８７６上のグリッパ８７８を下降させる。複数のダイ７８０は、例えば、キャリア保持プラットフォーム８６０上の電源８６５から逆極性の電圧を印加することにより、静電キャリア１００からチャック解除される。図９Ｂに示されるように、基板８７５が複数のダイ７８０と係合するとき、複数のダイ７８０は静電キャリア１００上に固定されていない状態にある。液体８９５は、複数のダイ７８０が自己整合して基板８７５に付着するように、基板８７５とチャック解除されたダイ７８０との間の表面張力により力を生成する。複数のダイ７８０が基板８７５に固定されると、図９Ｃに示されるように、第１のロボット８７０は、グリッパ８７８を静電キャリア１００から遠ざける。このように基板８７５上に組み立てられた複数のダイ７８０は、永久結合及び他のプロセスのために転送される。
【００３４】
図１０は、本開示の別の実施形態による、静電キャリアを使用して基板上に複数のダイを組み立てる方法１０００のブロック図である。方法１０００は、複数のダイをダイ供給プラットフォームから静電キャリア上に配置することにより、ブロック１０１０で開始する。静電キャリアは、２つの電極を有する少なくとも１つの双極チャック電極を有する。双極チャック電極に電力が印加されると、電極は反対の極性の電荷を獲得するため、静電引力（ａｔｔｒａｃｔｉｖｅ  ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ  ｆｏｒｃｅ）が発生する。
【００３５】
ブロック１０２０で、複数のダイが静電キャリアに静電的にチャックされる。複数のダイは、静電キャリア内に配置された双極チャック電極からの静電力により固定される。いくつかの実施形態では、静電キャリアは、複数のダイがその上に配置される前に帯電されてもよい。他の実施形態では、複数のダイがその上に配置された後に、静電キャリアが帯電される。いずれの場合でも、複数のダイは静電キャリアに固定され、電源に永久的に結合する必要なく自由に搬送することができる。したがって、複数のダイは、洗浄浴への浸漬、ブラシ洗浄、メガソニック洗浄などの洗浄作業を通じて搬送される。
【００３６】
ブロック１０３０で、静電キャリアは、ダイ組立システムのキャリア保持プラットフォームに移動する。洗浄されたダイは、ダイ組立システムに到着する際には、静電キャリアに静電的にチャックされたままである。到着すると、静電キャリアは、洗浄されたダイを基板に組み立てるために、第１ロボットに保持された基板の下に配置される。
【００３７】
ブロック１０４０では、第２のロボットに取り付けられたディスペンサにより、複数のダイに液体が塗布される。いくつかの実施形態では、液体は約１ナノリットルの水であるが、他の実施形態では、類似量の水又は別の液体が使用されてもよい。
【００３８】
ブロック１０５０で、基板は、第１のロボットによって複数のダイに向かって下降し、静電キャリアから複数のダイを取り上げる。基板が複数のダイに近づくと、基板は複数のダイに塗布された液体の表面に触れる。ブロック１０５０の動作は、ブロック１０６０の動作の前、後、又は同時に起こりうる。
【００３９】
ブロック１０６０で、複数のダイが静電キャリアからチャック解除される。チャック解除とは、静電キャリアに配置された電極に逆極性の電圧を印加すること又はその電極を短絡することにより、複数のダイを静電キャリアに保持する静電荷を実質的に除去するプロセスである。静電力の減少又は欠如により、複数のダイが静電キャリアからチャック解除される。チャック解除後、複数のダイは静電キャリア上に固定されずに置かれ、基板に自由に転送することができる。
【００４０】
複数のダイに塗布された液体は、基板が複数のダイに配置された液体に触れると、表面張力により力を生成する。表面張力は、複数のダイを静電キャリアから基板の底面に引っ張る。複数のダイが表面張力によって基板の底面に固定されると、基板は第１のロボットによって静電キャリアから遠ざけられる。
【００４１】
本明細書に記載の静電キャリアは、複数のダイを固定し、洗浄作業を通して、複数のダイが基板上で組み立てられるダイ組立システム上に搬送するために使用される。ダイをバルクで固定して搬送する能力は、現在使用されるような、テープフレームからダイホルダへ、及び基板上へのダイの個々の移動に対してかなりの利点を提供する。ダイを基板上に移すのに必要な時間が大幅に短縮され、したがって、組み立てられたダイのスループットが向上する。更に、本明細書に記載の静電キャリアは、複数のダイのタイプとサイズに対応できるため、特定のダイサイズ用に事前に作成された既存のダイホルダに勝る別の利点を提供する。
【００４２】
上記は、本開示の特定の実施形態を対象にしているが、これらの実施形態は、本発明の原理及び用途の単なる例にすぎないと理解すべきである。したがって、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、他の実施形態に到達するために、例示的な実施形態に多数の修正が加えられてもよいと理解すべきである。
【図１】
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【図２】
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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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【国際調査報告】
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