CN116982151A - 环架键合工具以及利用键合工具校正表面不均匀性的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于利用键合工具校正施主衬底和系统衬底之间的表面不均匀性的方法和装置。键合工具具有多个区段，这些区段具有内部结构以便于实现目标。特别地，弧形导轨和所产生的运动例示了方法。

Description

环架键合工具以及利用键合工具校正表面不均匀性的方法
技术领域
本发明涉及用于校正施主衬底与系统衬底之间的表面不均匀性的键合工具和方法的设计。
发明内容
本发明的一个实施方案涉及一种用于校正施主衬底与系统衬底之间的表面不均匀性的键合工具，包括安装在第一板上的施主衬底、在表面不均匀性下能变形的第二板、以及保持该第二板的第一壳体板。
本发明的另一实施方案涉及一种用于利用键合工具校正表面不均匀性的方法，该方法包括：使工具头具有四个区段；使第一区段具有平坦表面以均匀地按压施主衬底抵靠器件衬底；使该第一区段固定到第二区段；使该第二区段和第三区段借助于弯曲导轨相对于彼此移动；使该第一区段的该平坦表面由于该弯曲导轨而围绕第一轴线旋转并适形于器件表面的角度的不规则性；使该第三区段和第四区段借助于该弯曲导轨的第一部分相对于彼此移动；使该弯曲导轨的该第一部分具有比下弯曲导轨的一部分大的半径；以及使该导轨的该第一部分垂直于该下导轨的该部分取向，从而允许该第一区段的该平坦表面围绕垂直于该第一轴线的第二轴线旋转并且适形于不规则性。
附图说明
通过阅读以下详细描述并参考附图，本公开的前述和其他优点将变得显而易见。
图1示出了用于将微器件从施主衬底转移到系统衬底的结构。
图2A示出了迫使施主衬底平行于系统衬底的示例性结构。
图2B示出了另一示例，其中通过对板图案化，有利于在一个方向上的移动/变形。
图2C示出了另一示例，其中通过对板成形，有利于在一个方向上的移动或变形。
图3A示出了用于迫使施主衬底和系统衬底平行的示例性工具头。
图3B示出了下引导件的剖面图。
虽然本公开易于进行各种修改和替代形式，但具体实施例或实施方式已经通过举例的方式在附图中示出并且将在本文中详细描述。然而，应该理解，本公开不旨在限于所公开的特定形式。相反，本公开将涵盖落入由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的所有修改、等同物和替代物。
具体实施方式
半导体管芯附着应用中的管芯键合要求键合工具面与目标衬底平行或接近平行，以便在键合区域上维持均匀压力。在精密应用中，由于诸如晶片弯曲或衬底热膨胀的不均匀性这样的因素，在目标衬底中可能存在小的角度不规则性。
设计寻求提供一种手段来对目标衬底上的角度不规则性进行校正而不使用外部位移传感器或致动器。设计允许键合工具面借助于弧形交叉滚子导轨适形于目标衬底。可利用两组弧形导轨以允许围绕两个单独轴线(即，尖端轴线和倾斜轴线)旋转。弧形导轨的半径可被选择为围绕公共旋转中心旋转，这允许键合工具面围绕其中心点旋转。选择交叉滚子型轴承是由于其硬度、刚度以及其能够承受所有方向上的力。
硬止动件可用于限制角度自由度。设计使用紧定螺钉能调节的硬止动件来限制每个自由度的角度。
设计使用拉伸弹簧，以在力施加之后将键合工具面返回到标称位置。弹簧张力可被指定和/或调节以适应不同键合工具面尺寸。
对于需要加热管芯的应用，陶瓷加热元件被实施具有用于控制温度设定点的集成热电偶。真空凹槽被加工到管芯附着面中用于管芯保持。
两个弧形轴承
使用两组弧形轴承以便提供围绕两个单独轴线(尖端轴线和倾斜轴线)的旋转。该方法还限制围绕竖直轴线的旋转，这允许在初始校准之后相对于键合工具对准装置知道键合工具面的旋转对准。这意味着围绕竖直轴线的旋转在初始设置之后不需要被校正，并且因此减少用于主动将施主衬底对准到器件衬底的传感器的数量。
另选并行方法及其潜在缺点：
测量器件衬底的角度、以及施主衬底的角度，并且使用致动器校正施主衬底的角度以匹配器件衬底的角度。缺点：来自用于检测每个表面的角度的测量传感器的误差的累积，结合致动器定位能力的误差，可能不满足对准精度的要求，或者实现这样的规格将是昂贵的。
球窝式接头。这种类型的接头允许围绕尖端轴线、倾斜轴线和竖直轴线的自由旋转。它比所提出的双轴线接头更简单。缺点：如果允许键合工具面围绕竖直轴线自由旋转，则不再知道工具面相对于键合工具对准装置的取向。
为了说明这个未知，必须使用编码器或外部传感器来测量旋转角度，然后向对准工具提供反馈以提供校正。这增加了工具头的复杂性、以及精确对准工具所需的硬件成本。
另外，球窝式接头需要将球保持在球窝内的“筋腱”或某种形式的固定机构。当前设计使用将球固定到球窝中的弹簧，其磨损并且需要频繁的调节以确保固定环架所需的力在其寿命期间是恒定的。在本权利要求中提出的双轴线交叉滚子轴承工具头不需要任何弹簧来固定接头的端部，因为轴承提供刚性连接点。
图1示出了用于将微器件104从施主衬底102转移到系统衬底106的结构。可存在位于系统衬底上的垫108，在转移之后联接到微器件。该工艺可包括施加到衬底102或106中任一者的压力、光或热以促进转移。为了确保来自施主衬底102的不同区域的预期微器件被转移到系统衬底106，这两个衬底应当平行。
图2A示出了迫使施主衬底平行于系统衬底的示例性结构。施主衬底可安装在板202上。板202可包括安装机构，诸如真空、磁力或静电力。该板还可包括辅助转移的加热元件或照明元件。可存在至少一个或多个板204，其在不均匀压力下能变形或移动。对于一种情况，在施主衬底在板202上时使结构200靠近系统衬底。压力施加到结构200或系统衬底。如果板202不完全平行于系统衬底，则压力将不均匀地分布在板204上并且使板变形以补偿该压力并且使板202和系统衬底平行。在另一情况下，板204之后有壳体板206和另一变形板208。板208和206可在两个垂直方向上变形/移动。另一壳体板210保持板208。
在一种方法中，板208和204是聚合物。在另一相关方法中，板208和204是在差动力下移动的机械结构。
图2B示出了另一示例，其中通过对板204(或208)图案化，有利于在一个方向上的移动/变形。
图2C示出了另一示例，其中通过对板204(或208)成形，有利于在一个方向上的移动或变形。在此，板可更容易地朝向弧的方向移动。在壳体板206或210(图2A)中可以有相对的凹槽以适应移动。在壳体板和变形板之间可以有一些其它层，以便于移动或控制位移。
图3A示出了用于迫使施主衬底和系统衬底平行的示例性工具头300。工具头300可分成四个子系统202、204、206和208。物件202具有用于均匀地按压施主衬底抵靠器件衬底的平坦表面，并且被固定到物件204。物件204和206具有借助于弯曲导轨312a相对于彼此的运动。导轨允许物件202的平坦表面围绕一个轴线旋转并适形于器件表面的角度的不规则性。物件206和208具有借助于弯曲导轨316a相对于彼此的运动，该弯曲导轨具有比下导轨312a大的半径。上导轨316a垂直于下导轨312a取向，从而允许物件202的平坦表面围绕垂直于第一旋转轴线的第二轴线旋转并适形于不规则性。上导轨316a的较大半径被选择为使得每个弯曲导轨的旋转轴线共享充当工具头的旋转中心的相同旋转点。这两个垂直旋转轴线的旋转点可被指定在特定点处，诸如工具头挤压面的中心点处。可以用垫片或通过使用挤出/收缩定位设备来调节指定的旋转中心。
在键合面完全平行于器件平面的情况下，键合面的所有点将同时接触器件衬底并且将施加均匀的压力。当在键合工具面导器件衬底之间存在偏移角时，第一接触点将出现在工具面上的偏心点处。在与工具中心点相距偏移距离处施加的力产生力矩。在这种情况下，刚性键合工具不适形于器件表面，并且将导致键合区域上的不均匀压力分布。当力矩被施加时，所提出的工具头由于弯曲导轨而旋转，因此维持施主衬底与器件衬底之间的最大接触面积。
下区段202包括部件302、303、304和308。物件302是平坦表面，其可使用真空、静电或其它保持方法来将施主衬底固定到工具头300。物件302也可以是加热元件，因为许多应用需要将施主衬底加热到设定点温度，以便帮助转移到器件衬底。加热机构可以使用具有集成热电偶的电阻加热元件。电阻加热器可以由烧结在两个板之间的加热元件构成，该两个板可由氮化铝(AlN)层构成以形成均质组件。
为了确保热基本上不传递到工具头300的其余部分，可以在加热元件302与层304之间添加绝缘层303。物件303是用于使从陶瓷电阻加热元件(302)和环架头结构的其余部分传递的热量最小化的绝缘层。对于精确应用，使金属延伸体(304)上的热膨胀最小化是重要的，以保持尺寸容差。
可由铝或其它材料构成的延伸体304被添加到工具头300，以确保弧形交叉滚子导轨的旋转中心与陶瓷电阻加热元件的中心点重合。延伸体(304)的次要功能是充当传递通过绝缘层(303)的多余热量的散热器。
区段204的主体是下引导件壳体308。下引导件壳体308联接到延伸部304(如果没有延伸部，则其联接到加热元件(302))并且为下引导件组件(312)的a弯曲轨道(312a)提供安装位置。弯曲轨道312a和下引导件组件312(包括312a、312b和312c)形成第一移动板。下引导件壳体(308)可由铝或其它材料构成，并且具有精磨的安装表面以安置下引导件组件(312)的a弯曲轨道(312a)。
为了限制移动板(312a和312)的移动，可添加角度限制器306到该结构。角度限制器306充当硬止动件，其限制下引导件壳体(308)与中间引导件壳体(314)之间的运动范围。角度限制器(306)由壳体(306a)和允许调节总运动范围的紧定螺钉(306b)构成。壳体306a可由铝或其它材料制成。
拉伸弹簧310使得键合工具头能够在力施加之后返回到标称位置。一对拉伸弹簧安装成具有与下引导件壳体(308)和中间引导件壳体(314)的连接。弹簧也可被添加到308和314的外壁。弹簧连接位于与下引导件壳体(308)和中间引导件壳体(314)的中心平面相距相等距离处，以便平衡在标称位置处这对拉伸弹簧(310)的张力所施加的力矩。
区部206的主体是中间引导件壳体314。中间引导件壳体(314)为下引导件(312b)的b弯曲轨道和上引导件(316a)的a弯曲轨道提供安装位置。附接到中间引导件壳体314的导轨允许区部204、206和208的相对旋转。中间引导件壳体由铝构成并且具有用于下引导件(312b)的b弯曲轨道和上引导件(316a)的a弯曲轨道的精确加工的安装表面。区部206具有用于拉伸弹簧的安装位置，该拉伸弹簧可用于在所施加的力释放之后使区部206返回到标称角度。一组角度限制器306可以以类似于添加到区部204的方式添加到区部206，其中附接点位于下引导件壳体308上。
区部208的主体是上引导件壳体318。上引导件壳体(318)为上引导件316(316a和316b)的b弯曲轨道(316b)提供安装位置。上引导件壳体(318)提供用于环架工具头到管芯键合件工具定位级或支撑结构的附接点。附接至上壳体的引导件允许区部206和208之间的旋转。上引导件壳体318由铝构成并且具有精确加工的安装表面以安置上引导件(316)的b弯曲轨道(316b)。
图3B示出了下引导件312的剖面图。下引导件(312)是弧形交叉滚子式轴承，其用于提供围绕固定点的低摩擦旋转运动。下导轨由三个部件组成，a弯曲轨道(312a)、b弯曲轨道(312b)、和弯曲滚子夹圈(312c)。a弯曲轨道(312a)和b弯曲轨道(312b)具有精确加工的V形凹槽，其允许弯曲滚子夹圈(312c)充当a弯曲轨道(312a)与b弯曲轨道(312b)之间的滚动元件。下引导件(312)的旋转点由a弯曲轨道和b弯曲轨道(312a，312b)的曲率半径控制。圆柱形滚子或弧形滚子夹圈(312c)提供大的接触面积，这增加了导轨的刚度。
方法方面
本发明涉及一种用于利用键合工具校正表面不均匀性的方法，该方法包括：使工具头具有四个区段；使第一区段具有平坦表面以均匀地按压施主衬底抵靠器件衬底；使该第一区段固定到第二区段；使该第二区段和第三区段借助于弯曲导轨相对于彼此移动；使该第一区段的该平坦表面由于该弯曲导轨而围绕第一轴线旋转并适形于器件表面的角度的不规则性；使该第三区段和第四区段借助于该弯曲导轨的第一部分相对于彼此移动；使该弯曲导轨的该第一部分具有比下弯曲导轨的一部分更大的半径；以及使该导轨的该第一部分垂直于该下导轨的该部分取向，从而允许该第一区段的该平坦表面围绕垂直于该第一轴线的第二轴线旋转并且适形于不规则性。
该方法还包括其中该弯曲导轨的该第一部分的该较大半径被选择为使得每个弯曲导轨的该旋转轴线共享充当该工具头的旋转中心的相同旋转点。另外，该两个垂直旋转轴线的旋转点被指定在特定点处，诸如工具头挤压面的中心点处。此外，用垫片或通过使用挤出或收缩定位设备来调节指定的旋转中心。
该方法还包括，利用具有四个部件的第一区段，包括作为加热元件或者使用真空、静电或其它保持方法将施主衬底固定到工具头的平坦表面；绝缘层，该绝缘层添加在该加热元件与延伸体之间，该延伸体由添加到该工具头的铝或其它材料构造以使得弧形交叉滚子导轨的旋转中心能够与陶瓷电阻加热元件的中心点重合；以及下引导件壳体。这里，该加热元件的加热机构使用具有集成热电偶的电阻加热元件。此外，该电阻加热元件由烧结在两个板之间的加热元件构成，该两个板由氮化铝(AlN)层构成以形成均质组件。另外，该绝缘层可使从该加热元件和该工具头的其余部分传递的热量最小化，并且该延伸体充当通过该绝缘层传递的多余热量的散热器。
该方法还包括该下引导件壳体的该第二区段的主体联接到该延伸体并且为下引导件组件的a弯曲轨道提供安装位置。这里，该下引导件组件的该弯曲轨道形成第一移动板。此外，该下引导件壳体由铝或其它材料制成，并且具有精磨的安装表面以安置该下引导件组件的a弯曲轨道，并且添加角度限制器，从而限制该第一移动板的移动并且用作硬止动件以限制该下引导件壳体与中间引导件壳体之间的运动范围，其中该角度限制器由壳体和用于允许调节该运动范围的紧定螺钉构成，并且该角度限制器壳体可由铝制造。另外，拉伸弹簧使得键合工具头能够在力施加之后返回到标称位置，并且一对拉伸弹簧被安装成具有与该下引导件壳体和该中间引导件壳体的连接，其中该弹簧连接被定位成与该下引导件壳体和该中间引导件壳体的中心平面相距相等的距离，从而平衡在标称位置处由这对拉伸弹簧的张力施加的力矩，并且其中该拉伸弹簧也被添加到该下引导件壳体和该中间引导件壳体的外壁。
继续，该方法还包括，该第三区段的主体是该中间引导件壳体，从而为该下引导件的b弯曲轨道和该上引导件的a弯曲轨道提供安装位置，其中附接到该中间引导件壳体的该导轨允许第二、第三和第四区段的相对旋转，并且其中该中间引导件壳体由铝制成并且具有精确加工的安装表面用于该下引导件的该b弯曲轨道和该上引导件的该a弯曲轨道。此外，该第三区段具有用于拉伸弹簧的安装位置，该拉伸弹簧使得在所施加的力释放之后该第三区段能够返回到标称角度，其中一组角度限制器被添加到该第三区段，如同它们被添加到具有位于该下引导件壳体上的附接点的该第二区段一样。这里，该第四区段的主体是为该上引导件的该b弯曲轨道提供安装位置的上引导件壳体，其中该上引导件壳体提供用于该工具头到管芯键合件工具定位级的附接点。这里，附接到该上壳体的该引导件允许该第三区段和该第四区段之间的旋转，并且该上引导件壳体由铝制成并且也具有精确加工的安装表面以安置该上引导件的该b弯曲轨道，其中该下引导件是提供围绕固定点的低摩擦旋转运动的弧形交叉滚子型轴承并且具有三个部件：该a弯曲轨道、该b弯曲轨道、和弯曲滚子夹圈。这里，该a弯曲轨道和该b弯曲轨道具有精确加工的V形凹槽，该V形凹槽允许该弯曲滚子夹圈充当该a弯曲轨道和该b弯曲轨道之间的滚动元件，并且其中该下引导件的该旋转点也由该a弯曲轨道和该b弯曲轨道的曲率半径控制，其中该圆柱形滚子或该弯曲滚子夹圈提供大的接触面积，这增加了该导轨的刚度。
虽然已经绘示和描述了本发明的特定实施方案和应用，但应当理解，本发明不限于本文公开的精确结构和组成，并且在不脱离所附权利要求书所定义的本发明的精神和范围的情况下，各种修改、变更和变化可以从前述描述中显而易见。

Claims (39)

1.一种用于校正施主衬底与系统衬底之间的不平坦度的键合工具，包括：
安装在第一板上的所述施主衬底；
第二板，所述第二板在微器件转移期间在施主衬底与系统衬底的不均匀接触下能够变形；和
第一壳体板。
2.根据权利要求1所述的键合工具，还包括第三板，所述第三板在所述不均匀接触下能够变形；和
第二壳体板，所述第二壳体板用于保持可变形的所述第三板。
3.根据权利要求2所述的键合工具，其中所述第三板和所述第二壳体板能够在两个垂直方向上变形。
4.根据权利要求1所述的键合工具，其中所述第一板具有安装机构、真空、磁力或静电力。
5.根据权利要求1所述的键合工具，其中所述第一板具有加热元件或照明元件。
6.根据权利要求3所述的键合工具，其中所述第二板或所述第三板被成形为弧。
7.根据权利要求6所述的键合工具，其中所述两个壳体板具有相对的凹槽。
8.根据权利要求6所述的键合工具，其中在所述壳体板和所述可变形板之间存在附加层。
9.一种用于利用键合工具校正表面不均匀性的方法，所述方法包括：
使工具头具有四个区段；
使第一区段具有平坦表面以均匀地按压施主衬底抵靠器件衬底；
使所述第一区段固定到第二区段；
使所述第二区段和第三区段借助于弯曲导轨相对于彼此移动；
使所述第一区段的所述平坦表面由于所述弯曲导轨而围绕第一轴线旋转并适形于器件表面的角度的不规则性；
使所述第三区段和第四区段借助于所述弯曲导轨的第一部分相对于彼此移动；
使所述弯曲导轨的所述第一部分具有比下弯曲导轨的一部分大的半径；以及
使所述导轨的所述第一部分垂直于所述下导轨的所述一部分取向，从而允许所述第一区段的所述平坦表面围绕垂直于所述第一轴线的第二轴线旋转并适形于不规则性。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述弯曲导轨的所述第一部分的所述较大半径被选择为使得每个弯曲导轨的所述旋转轴线共享充当所述工具头的旋转中心的相同旋转点。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述两个垂直旋转轴线的旋转点被指定在特定点处，诸如工具头挤压面的中心点处。
12.根据权利要求11所述的方法，其中用垫片或通过使用挤出或收缩定位设备来调节指定的旋转中心。
13.根据权利要求9所述的方法，其中所述第一区段具有四个部件，包括：
平坦表面，所述平坦表面是加热元件或者使用真空、静电或其它保持方法将所述施主衬底固定到所述工具头；
添加在所述加热元件和延伸体之间的绝缘层，所述延伸体由添加到所述工具头的铝或其它材料构成，以使弧形交叉滚子导轨的旋转中心能够与陶瓷电阻加热元件的中心点重合；和
下引导件壳体。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述加热元件的加热机构使用具有集成热电偶的电阻加热元件。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述电阻加热元件由烧结在两个板之间的加热元件构成，所述两个板由氮化铝(AlN)层构成以形成均质组件。
16.根据权利要求13所述的方法，其中所述绝缘层使从所述加热元件和所述工具头的其余部分传递的热量最小化。
17.根据权利要求13所述的方法，其中所述延伸体充当用于通过所述绝缘层传递的多余热量的散热器。
18.根据权利要求13所述的方法，其中所述下引导件壳体的所述第二区段的主体联接到所述延伸体并且为下引导件组件的a弯曲轨道提供安装位置。
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述下引导件组件的所述弯曲轨道形成第一移动板。
20.根据权利要求19所述的方法，其中下引导件壳体由铝或其它材料制成，并且具有精磨的安装表面以安置所述下引导件组件的所述a弯曲轨道。
21.根据权利要求19所述的方法，其中添加角度限制器，从而限制所述第一移动板的移动并且充当硬止动件以限制所述下引导件壳体与中间引导件壳体之间的运动范围。
22.根据权利要求21所述的方法，其中所述角度限制器由壳体和用于允许调节所述运动范围的紧定螺钉构成。
23.根据权利要求22所述的方法，其中所述角度限制器壳体由铝制成。
24.根据权利要求21所述的方法，其中拉伸弹簧使得所述键合工具头能够在力施加之后返回到标称位置，并且一对拉伸弹簧被安装成具有与所述下引导件壳体和所述中间引导件壳体的连接。
25.根据权利要求24所述的方法，其中所述弹簧连接位于与所述下引导件壳体和所述中间引导件壳体的中心平面相距相等距离处，从而平衡在所述标称位置处由所述一对拉伸弹簧的张力施加的力矩。
26.根据权利要求24所述的方法，其中所述拉伸弹簧也被添加到所述下引导件壳体和所述中间引导件壳体的外壁。
27.根据权利要求25所述的方法，其中所述第三区段的主体是所述中间引导件壳体，从而为所述下引导件的b弯曲轨道和上引导件的所述a弯曲轨道提供安装位置。
28.根据权利要求27所述的方法，其中附接到所述中间引导件壳体的所述导轨允许第二、第三和第四区段的相对旋转。
29.根据权利要求28所述的方法，其中所述中间引导件壳体由铝制成并且具有用于所述下引导件的所述b弯曲轨道和所述上引导件的所述a弯曲轨道的精确加工的安装表面。
30.根据权利要求29所述的方法，其中所述第三区段具有用于所述拉伸弹簧的安装位置，所述拉伸弹簧使得所述第三区段能够在释放所施加的力之后返回到标称角度。
31.根据权利要求30所述的方法，其中一组角度限制器被添加到所述第三区段，如同它们被添加到具有位于所述下引导件壳体上的附接点的所述第二区段一样。
32.根据权利要求30所述的方法，其中所述第四区段的主体是为所述上引导件的所述b弯曲轨道提供安装位置的上引导件壳体。
33.根据权利要求32所述的方法，其中所述上引导件壳体提供用于所述工具头到管芯键合件工具定位级的附接点。
34.根据权利要求33所述的方法，其中附接到所述上壳体的所述引导件允许所述第三区段和所述第四区段之间的旋转。
35.根据权利要求34所述的方法，其中所述上引导件壳体由铝制成并且具有精确加工的安装表面以安置所述上引导件的所述b弯曲轨道。
36.根据权利要求35所述的方法，其中所述下引导件是提供围绕固定点的低摩擦旋转运动的弧形交叉滚子型轴承，并且具有三个部件：所述a弯曲轨道、所述b弯曲轨道、和弯曲滚子夹圈。
37.根据权利要求36所述的方法，其中所述a弯曲轨道和所述b弯曲轨道具有精确加工的V形凹槽，所述V形凹槽允许所述弯曲滚子夹圈充当所述a弯曲轨道与所述b弯曲轨道之间的滚动元件。
38.根据权利要求37所述的方法，其中所述下引导件的所述旋转点由所述a弯曲轨道和所述b弯曲轨道的曲率半径控制。
39.根据权利要求37所述的方法，其中圆柱形滚子或所述弯曲滚子夹圈提供大的接触面积，这增加所述导轨的刚度。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101689479B (zh) * 2007-07-26 2012-05-23 夏普株式会社 半导体装置及其制造方法
FR2943177B1 (fr) * 2009-03-12 2011-05-06 Soitec Silicon On Insulator Procede de fabrication d'une structure multicouche avec report de couche circuit
JP5558073B2 (ja) * 2009-10-14 2014-07-23 キヤノンマシナリー株式会社 ボンディング装置
US9391042B2 (en) * 2012-12-14 2016-07-12 Apple Inc. Micro device transfer system with pivot mount
JP5701465B2 (ja) * 2012-12-21 2015-04-15 株式会社新川 フリップチップボンダ及びボンディングステージの平坦度並びに変形量補正方法

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