KR20210058832A - 미세-조정으로 반도체 디바이스의 이송 속도를 증가시키기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

미세-조정으로 반도체 디바이스의 이송 속도를 증가시키기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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KR20210058832A
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앤드류 후스카
코디 피터슨
저스틴 웬트
루크 두핀
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로히니, 엘엘씨.
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Abstract

제1 기판으로부터 제2 기판으로의 반도체 디바이스 다이의 직접 이송을 실행하기 위한 장치. 장치는 2개의 축으로 이동가능한 제1 기판 운반 메커니즘을 포함한다. 미세-조정 메커니즘은 제1 기판 운반 메커니즘과 결합되고, 제1 기판을 유지하도록 그리고 제1 기판 운반 메커니즘에 의해 야기된 위치 조정들보다 작은 스케일로 위치 조정들을 수행하도록 구성된다. 미세-조정 메커니즘은 원위 단부를 갖는 미세-조정 액추에이터 및 미세-조정 액추에이터의 원위 단부와의 접촉을 통해 이동가능한 제1 기판 홀더 프레임을 포함한다. 제2 프레임은, 이송 표면이 제1 기판의 표면 상에 배치된 반도체 디바이스 다이에 대면하여 배치되도록, 제2 기판을 고정시키도록 구성된다. 이송 메커니즘은 반도체 디바이스 다이를 기판의 이송 표면과 접촉하도록 가압하도록 구성된다.

Description

미세-조정으로 반도체 디바이스의 이송 속도를 증가시키기 위한 방법 및 장치
관련 특허 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2018년 10월 1일자로 출원되고 발명의 명칭이 "Method and Apparatus to Increase Transfer Speed of Semiconductor Devices with Micro-Adjustment"인 미국 특허 출원 제16/147,456호에 대한 우선권을 주장하며, 그 전체를 참고로 포함한다. 본 출원은 2014년 11월 12일자로 출원되고 발명의 명칭이 "Apparatus for Transfer of Semiconductor Devices"이며 이제는 미국 특허 제9,633,883호로 등록된 미국 특허 출원 제14/939,896호; 2016년 11월 3일자로 출원되고 발명의 명칭이 "Compliant Needle for Direct Transfer of Semiconductor Devices"인 미국 특허 출원 제15/343,055호; 2016년 11월 23일자로 출원되고 발명의 명칭이 "Top-Side Laser for Direct Transfer of Semiconductor Devices"인 미국 특허 출원 제15/360,471호; 2016년 11월 23일자로 출원되고 발명의 명칭이 "Pattern Array Direct Transfer Apparatus and Method Therefor"인 미국 특허 출원 제15/360,645호; 2017년 1월 18일자로 출원되고 발명의 명칭이 "Flexible Support Substrate for Transfer of Semiconductor Devices"인 미국 특허 출원 제15/409,409호; 및 2018년 5월 12일자로 출원되고 발명의 명칭이 "Method and Apparatus for Multiple Direct Transfers of Semiconductor Devices"인 미국 특허 출원 제15/987,094호를 참고로 포함한다.
반도체 디바이스들은 실리콘, 게르마늄, 갈륨 비소 등과 같은 반도체 재료를 이용하는 전기 컴포넌트들이다. 반도체 디바이스들은 전형적으로 단일의 개별 디바이스들로서 또는 집적 회로들(IC들)로서 제조된다. 단일의 개별 디바이스들의 예들은 발광 다이오드들(LED들), 다이오드들, 트랜지스터들, 저항기들, 커패시터들, 퓨즈들 등과 같은 전기적으로-작동가능한 요소들을 포함한다.
반도체 디바이스들의 제작은 전형적으로 무수한 단계들을 가진 복잡한 제조 프로세스를 수반한다. 제작의 최종-제품은 "패키징된" 반도체 디바이스이다. "패키징된" 수식어는 최종 제품에 내장된 인클로저 및 보호 특징부들뿐만 아니라 패키지 내의 디바이스를 궁극적 회로에 통합될 수 있게 하는 인터페이스를 지칭한다.
반도체 디바이스들에 대한 종래의 제작 프로세스는 반도체 웨이퍼를 핸들링하는 것으로 시작한다. 웨이퍼는 다수의 "패키징되지 않은" 반도체 디바이스들로 다이싱된다. "패키징되지 않은" 수식어는 보호 특징부들이 없는 밀폐되지 않은 반도체 디바이스를 지칭한다. 본 명세서에서, 패키징되지 않은 반도체 디바이스들은 반도체 디바이스 다이, 또는 단순화를 위해 단지 "다이"로 불릴 수 있다. 단일 반도체 웨이퍼는, 반도체 웨이퍼로부터 100,000개 이상 또는 심지어 1,000,000개 이상의 다이를 형성하도록(반도체의 시작 크기에 의존하여), 다양한 크기의 다이를 생성하기 위해 다이싱될 수 있으며, 각각의 다이는 특정 품질을 갖는다. 이어서, 패키징되지 않은 다이는 이하에서 간략하게 논의되는 종래의 제작 프로세스를 통해 "패키징"된다. 웨이퍼 핸들링과 패키징 사이의 동작들은 "다이 준비"로 지칭될 수 있다.
일부 경우들에서, 다이 준비는 "픽앤플레이스 프로세스(pick and place process)"를 통해 다이를 분류하는 것을 포함할 수 있으며, 이에 의해 다이싱된 다이는 개별적으로 픽업되고 빈들로 분류된다. 분류는 다이의 순방향 전압 용량, 다이의 평균 전력, 및/또는 다이의 파장에 기초할 수 있다.
전형적으로 패키징은 플라스틱 또는 세라믹 패키지(예를 들어, 몰드 또는 인클로저)에 다이를 장착하는 것을 수반한다. 패키징은 또한 궁극적 회로부와의 인터페이싱/상호연결을 위해 핀들/와이어들에 다이 접촉부들을 연결하는 것을 포함한다. 반도체 디바이스의 패키징은 전형적으로 환경(예를 들어, 먼지)으로부터 보호하기 위해 다이를 밀봉함으로써 완료된다.
이어서 제품 제조사는 패키징된 반도체 디바이스들을 제품 회로부에 배치한다. 패키징으로 인해, 디바이스들은 제조되는 제품의 회로 조립체에 "플러그인될" 준비가 된다. 또한, 디바이스들의 패키징은 디바이스들을 열화시키거나 파괴할 수 있는 요소들로부터 이들을 보호하는 반면, 패키징된 디바이스들은 패키지 내부에서 발견된 다이보다 본질적으로 더 크다(예를 들어, 일부 경우들에서, 두께가 약 10배이고 면적이 10배여서, 부피가 100배인 것을 야기한다). 따라서, 생성된 회로 조립체는 반도체 디바이스들의 패키징보다 더 얇을 수가 없다.
앞서 언급된 바와 같이, 단일 반도체 웨이퍼는 반도체 웨이퍼로부터 100,000개 또는 심지어 1,000,000개 이상의 다이를 생성하도록 다이싱될 수 있다. 이와 같이, 수백만은 아니더라도 수천 개의 다이를 이송할 때 효율성은 주요 관심사이다. 이러한 다이를 이송할 때, 제조사가 효율성 및/또는 속도를 위해 제어할 수 없는 다이 이송의 파라미터들이 종종 있다. 예를 들어, 다이가 상대적으로 빠른 속도로 이송되는 경우, 고속 이송 프로세스는 진동이 반도체 기판 전체에 걸쳐 이동하게 할 수 있다. 다른 양태들에서, 고속으로 이송들을 수행하도록 구성될 때에도, 이송을 위해 다이를 위치시키는 운반 메커니즘을 시작하고 정지시키는 것은 효율성 측면에서 비용이 많이 들 수 있다. 종래의 이송 메커니즘들 및 방법들은 이송 프로세스의 효율성을 감소시키지 않으면서도 이들 파라미터들 및 다른 파라미터들을 제어 및/또는 개선하는 능력은 제공하지 않는다.
상세한 설명은 첨부 도면들을 참조하여 기재된다. 도면들에서, 도면 부호의 가장 왼쪽 숫자(들)는 도면 부호가 처음 나타나는 도면을 식별한다. 상이한 도면들에서 동일한 도면 부호들의 사용은 유사하거나 동일한 항목들을 나타낸다. 더욱이, 도면들은 개개의 도면들 내의 개개의 컴포넌트들의 상대적 크기들의 대략적인 묘사를 제공하는 것으로 간주될 수 있다. 그러나, 도면들은 축척에 맞게 도시되지는 않으며, 개개의 도면들 내에서 그리고 상이한 도면들 사이에서 개개의 컴포넌트들의 상대적 크기들은 묘사되는 것과 달라질 수 있다. 특히, 도면들 중 일부는 컴포넌트들을 특정 크기 또는 형상으로서 묘사할 수 있는 반면, 다른 도면들은 명료함을 위해 동일한 컴포넌트들을 더 큰 스케일로 또는 상이하게 형상화하여 묘사할 수 있다.
도 1은 직접 이송 장치(direct transfer apparatus)의 실시예의 등각도를 예시한다.
도 2a는 이송-전 위치에서 직접 이송 장치의 실시예의 개략도를 나타낸다.
도 2b는 이송 위치에서 직접 이송 장치의 실시예의 개략도를 나타낸다.
도 3은 직접 이송 메커니즘의 니들의 단부의 형상 프로파일의 실시예를 예시한다.
도 4는 니들 작동 스트로크 프로파일의 실시예를 예시한다.
도 5는 회로 트레이스를 상부에 갖는 지지 기판의 실시예의 평면도를 예시한다.
도 6은 직접 다이 이송 시스템의 요소들의 실시예의 개략도를 예시한다.
도 7은 직접 다이 이송 시스템의 기계 하드웨어와 제어기들 사이의 회로부 경로의 실시예의 개략도를 예시한다.
도 8은 본 출원의 실시예에 따른 직접 다이 이송 프로세스의 방법을 예시한다.
도 9는 본 출원의 실시예에 따른 직접 다이 이송 동작의 방법을 예시한다.
도 10은 컨베이어 시스템을 구현하는 직접 이송 장치 및 프로세스의 실시예를 예시한다.
도 11a는 이송-전 위치에서 직접 이송 장치의 다른 실시예의 개략도를 예시한다.
도 11b는 도 11a의 실시예의 지지 기판 운반 메커니즘(support substrate conveyance mechanism) 이송-후 동작의 개략적인 평면도를 예시한다.
도 12는 이송-전 위치에서 직접 이송 장치의 다른 실시예의 개략도를 예시한다.
도 13은 이송-전 위치에서 직접 이송 장치의 다른 실시예의 개략도를 예시한다.
도 14는 본 개시내용의 실시예에 따라 구현된 미세-조정 조립체를 갖는, 이송-전 위치에서, 직접 이송 장치의 실시예의 개략도를 예시한다.
도 15a는 본 개시내용의 일 실시예에 따른 미세-조정 조립체의 등각도를 예시한다.
도 15b는 본 개시내용의 일 실시예에 따른, 도 15a의 미세-조정 조립체의 개략 단면도를 예시한다.
도 15c는 본 개시내용의 일 실시예에 따른, 도 15a의 미세-조정 조립체의 다른 개략 단면도를 예시한다.
도 16은 본 개시내용의 일 실시예에 따른, 2개의 미세-조정 액추에이터들을 갖는 미세-조정 조립체의 저면도를 예시한다.
도 17은 본 개시내용의 일 실시예에 따른, 4개의 미세-조정 액추에이터들을 갖는 미세-조정 조립체의 저면도를 예시한다.
도 18은 본 개시내용의 일 실시예에 따른, 직접 이송 장치를 작동시키는 예시적인 프로세스를 위한 방법을 예시한다.
도 19a는 본 개시내용의 일 실시예에 따른, 2개의 미세 액추에이터들을 갖는 2-축 레일 미세-조정 조립체의 등각도를 예시한다.
도 19b는 본 개시내용의 일 실시예에 따른, 도 19a의 2-축 레일 미세-조정 조립체의 측면도를 예시한다.
도 19c는 본 개시내용의 일 실시예에 따른, 도 19a의 2-축 레일 미세-조정 조립체의 저면도를 예시한다.
도 20은 본 개시내용의 일 실시예에 따른, 미세-조정 조립체를 갖는 장치를 이용해 직접 이송을 수행하는 예시적인 프로세스를 위한 다른 방법을 예시한다.
도 21은 본 개시내용의 일 실시예에 따른, 미세-조정 조립체를 갖는 장치와 함께 사용하기 위한 다수의 핀들/니들들을 갖는 직접 다이 이송 헤드의 부분 개략도를 예시한다.
본 개시내용은 반도체 디바이스 다이를 직접 이송하고 회로에 부착하는 기계 및 이를 달성하기 위한 프로세스뿐만 아니라, (산출품으로서) 그에 부착된 다이를 갖는 회로에 관한 것이다. 일 실시예에서, 기계는 패키징되지 않은 다이를 "웨이퍼 테이프"와 같은 기판으로부터 회로 기판과 같은 지지 기판으로 직접 이송하도록 기능한다. 패키징되지 않은 다이의 직접 이송은 종래의 수단에 의해 생산된 유사한 제품에 비해 최종 제품의 두께뿐만 아니라, 지지 기판을 제조하기 위한 시간 및/또는 비용의 양을 상당히 감소시킬 수 있다.
이러한 설명의 목적을 위해, "기판"이라는 용어는 그 상에서 또는 그에 대해 프로세스 또는 동작이 발생하는 임의의 물질을 지칭한다. 또한, "제품"이라는 용어는, 완료의 상태에 관계없이, 프로세스 또는 동작으로부터의 원하는 산출물을 지칭한다. 따라서, 지지 기판은 원하는 산출물을 위해 그 상에서 또는 그에 대해 프로세스 또는 동작이 발생하도록 야기되는 임의의 물질을 지칭한다.
일 실시예에서, 기계는 예를 들어 웨이퍼 테이프로부터 이송된, LED들과 같은, "패키징되지 않은" 다이를 수용하기 위한 지지 기판을 고정시킬 수 있다. 다이를 사용하여 제품들의 치수를 감소시키기 위한 노력으로, 다이는 매우 작고 얇으며, 예를 들어, 다이는 약 50 마이크로미터(μm)의 두께일 수 있다. 다이의 상대적으로 작은 크기로 인해, 기계는 정확한 배치를 보장하고/하거나 제품 재료 낭비를 피하기 위해 다이를 운반하는 웨이퍼 테이프 및 지지 기판 둘 모두를 정밀하게 정렬시키도록 기능하는 컴포넌트들을 포함한다. 일 실시예에서, 지지 기판 및 웨이퍼 테이프 상의 다이를 정렬시키는 컴포넌트들은, 웨이퍼 테이프 및 지지 기판이 각각 고정되고 웨이퍼 테이프 상의 특정 다이가 지지 기판 상의 특정 지점으로 이송되도록 정렬 위치로 개별적으로 운반되는, 프레임들의 세트를 포할 수 있다.
지지 기판을 운반하는 프레임은 다양한 정렬 축들을 위한 평면-내 수평, 수직, 및/또는 회전 방향들, 또는 심지어 만곡된 표면으로의 이송을 허용할 평면-외 방향들을 포함하는, 다양한 방향들로 이동할 수 있다. 웨이퍼 테이프를 운반하는 프레임은 또한 다양한 방향들로 이동할 수 있다. 기어들, 트랙들, 모터들, 및/또는 다른 요소들의 시스템은, 지지 기판의 정확한 위치 상에 다이를 배치하도록 지지 기판을 웨이퍼 테이프와 정렬시키기 위해 각각 지지 기판 및 웨이퍼 테이프를 운반하는 프레임들을 고정시키고 운반하는 데 사용될 수 있다. 각각의 프레임 시스템은 또한 이송 프로세스의 완료 시 웨이퍼 테이프 및 지지 기판의 추출을 용이하게 하기 위해 추출 위치로 이동될 수 있다. 제1 기판, 제2 기판, 및 이송 메커니즘 중 임의의 것 또는 전부는 특정 실시예에 기초하여 컴포넌트들의 가장 효율적인 정렬을 용이하게 하기 위해 서로에 대해 이동가능할 수 있다는 것이 또한 이해되어야 한다.
일부 양태들에서, 지지 기판 및 웨이퍼 테이프 상의 다이를 정렬시키는 컴포넌트들은 이송 다이 이송 위치의 원하는 위치를 다이 이송 위치로 미세-조정하기 위해 웨이퍼 테이프를 작은 거리들(예를 들어, 5 마이크로미터 내지 50 마이크로미터, 또는 1 마이크로미터 내지 1000 마이크로미터, 또는 0.5 마이크로미터 내지 5000 마이크로미터 등)로 운반하는 하나 이상의 조정 메커니즘들을 포함한다. 이러한 작은 운반들(이하 미세-조정들)은 빠르게 연속적으로 프레임들의 운반을 시작하고 정지함(운반 메커니즘들의 거친 조정(coarse adjustment)들)으로써 야기된 진동으로 인한 웨이퍼 테이프를 운반하는 프레임의 위치 부정확성을 상쇄시킬 수 있다. 관성 진동 소음은 속도, 단위 질량, 감속 등에 따라 달라질 수 있다. 미세-조정은 다이 이송 전에 진동을 상쇄시키기 위해 빠르게 발생한다(예를 들어, 미세-조정의 시작부터 끝까지 약 0.5 ms). 추가적으로, 테이프를 이송 위치로 운반하고 다이를 이송한 후, 다음 거친 조정 전에 추가 이송 위치들을 정렬하고 다이를 이송하기 위해 후속 미세 조정들이 수행될 수 있다.
일 실시예에서, 기계는 다이를 "패키징"하지 않고 웨이퍼 테이프로부터 지지 기판으로 다이를 직접 이송하기 위한 이송 메커니즘을 추가로 포함한다. 이송 메커니즘은 웨이퍼 테이프를 통해 지지 기판을 향해 다이를 아래로 가압하기 위해 웨이퍼 테이프 위에 수직으로 배치될 수 있다. 다이를 아래로 가압하는 이 프로세스는, 다이가 지지 기판에 부착되기 위해 웨이퍼 테이프로부터 분리될 때까지 다이의 측면들에서 시작하여 다이가 웨이퍼 테이프로부터 필오프(peel off)되게 할 수 있다. 즉, 다이와 웨이퍼 테이프 사이의 접착력을 감소시키고, 다이와 지지 기판 사이의 접착력을 증가시킴으로써, 다이는 이송될 수 있다.
일부 실시예들에서, 이송 메커니즘은 웨이퍼 테이프를 상부 측면으로부터 밀어내기 위해 웨이퍼 테이프에 맞대어 순환적으로 작동될 수 있는 핀 또는 니들과 같은, 세장형 로드를 포함할 수 있다. 추가적으로 및/또는 대안적으로, 이송 메커니즘은 웨이퍼 테이프에 대해 개별적으로 작동될 수 있는 복수의 니들들을 포함할 수 있다. 니들 또는 니들들은 이송되는 다이의 폭보다 더 넓지 않도록 크기조정될 수 있다. 하지만 다른 경우들에서, 니들의 폭은 다이의 폭보다 더 넓거나, 또는 임의의 다른 치수일 수 있다. 니들의 단부가 웨이퍼 테이프와 접촉할 때, 웨이퍼 테이프는 다이와 웨이퍼 테이프 사이의 영역에서 국부적 휘어짐을 겪을 수 있다. 휘어짐이 매우 국부화되고 빠르게 수행된다는 점을 고려하면, 니들로부터 압력을 받지 않는 웨이퍼 테이프의 부분은 다이의 표면으로부터 떨어져 구부러지기 시작할 수 있다. 따라서 이러한 부분적 분리는 다이가 웨이퍼 테이프와의 충분한 접촉을 잃게 하여, 웨이퍼 테이프로부터 해제되도록 할 수 있다. 더욱이, 일 실시예에서, 웨이퍼 테이프의 휘어짐은, 웨이퍼 테이프와 접촉하는 다이의 표면적 전체를 유지하기에 너무 작을 수 있지만, 여전히 다이의 대향 표면으로 하여금 인접 다이의 의도하지 않은 이송을 피하기 위해 인접 다이의 대응하는 표면의 연장의 평면을 넘어서 연장되게 한다.
대안적으로, 또는 추가적으로, 기계는 분리된 "패키징되지 않은" 다이를 지지 기판에 부착하기 위한 고정 메커니즘을 추가로 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 지지 기판은 다이가 이송되고 부착되는 회로 트레이스를 그 위에 가질 수 있다. 고정 메커니즘은 지지 기판 상의 회로 트레이스의 재료를 용융/연화시키기 위해, 레이저와 같은, 에너지를 방출하는 디바이스를 포함할 수 있다. 또한, 일 실시예에서, 레이저는 회로 트레이스의 재료를 활성화/경화시키는 데 사용될 수 있다. 따라서, 고정 메커니즘은 다이가 회로 트레이스의 재료와 접촉하기 전, 및/또는 후에 작동될 수 있다. 따라서, 지지 기판 상으로 다이를 해제하기 위한 이송 메커니즘의 작동 시, 에너지 방출 디바이스는 또한 다이를 수용하기 위해 트레이스 재료를 준비하도록 활성화될 수 있다. 에너지 방출 디바이스의 활성화는 지지 기판 상에서 반도체 제품의 형성을 시작하기 위해 웨이퍼 테이프로부터의 다이의 해제 및 포획을 추가로 향상시킬 수 있다.
일부 실시예들에서, 웨이퍼 테이프를 유지하는 프레임이 한 위치에서 다른 위치로 운반됨에 따라, 웨이퍼 프레임을 유지하는 운반 메커니즘은 이송 위치로 이동할 수 있으며, 갑자기 정지하게 된 후에, 이송 위치를 미세-튜닝하고/하거나 시스템 진동을 제거하는 미세-조정을 수행할 수 있다. 이어서 시스템은 전술된 바와 같이 고정 메커니즘을 통해 다이를 이송한다.
다른 실시예들에서, 운반 메커니즘은 웨이퍼 테이프로부터 지지 기판으로 다이를 이송하기 전에 완전히 정지되지 않을 수 있다. 일부 양태들에서, 시스템은 원하는 이송 위치에 접근함에 따라 운반 메커니즘의 속도를 변화시킬 수 있는 반면, 다른 양태들에서, 운반 메커니즘은 원하는 이송 위치들을 통과할 때 일정한 속도를 유지할 수 있다. 이송 위치와 관련하여 계산가능한 순간에, 시스템은 하나 이상의 이동 축들에서, 이동 방향으로부터 180도로, 미세-작동 메커니즘을 작동시킬 수 있다. 미세-작동의 속도는 이송되는 다이의 위치가 지지부 상의 목표 위치에 대해 움직이지 않도록 프레임의 이동 속도와 매칭된다. 즉, 이송 요소들(예를 들어, 운반 메커니즘들 및 이송 메커니즘)의 상대 속도는 미세-조정 메커니즘의 반대-방향 작동 때문으로 인해 0이 된다. 다이가 목표 위치에 대해 움직이지 않는 순간에, 이송 메커니즘은 웨이퍼 테이프로부터 기판 지지부 상의 제위치로 다이를 밀어내고, 고정 메커니즘은 본 명세서에 설명된 바와 같이 다이를 고정시킨다. 운반 메커니즘은 결코 완전히 정지하지 않기 때문에, 제조 효율성은, 거친 운반 메커니즘들의 시스템 진동이 각각의 이송 위치에서 안정되기를 기다리는 시간이 절약되는 것으로부터 얻어진다.
직접 이송 장치의 제1 예시적인 실시예
도 1은 패키징되지 않은 반도체 컴포넌트들(또는 "다이")을 웨이퍼 테이프로부터 지지 기판으로 직접 이송하는 데 사용될 수 있는 장치(100)의 실시예를 예시한다. 웨이퍼 테이프는 또한 본 명세서에서 반도체 디바이스 다이 기판, 또는 간단히 다이 기판으로 지칭될 수 있다. 장치(100)는 지지 기판 운반 메커니즘(102) 및 웨이퍼 테이프 운반 메커니즘(104)을 포함할 수 있다. 지지 기판 운반 메커니즘(102) 및 웨이퍼 테이프 운반 메커니즘(104) 각각은 서로에 대해 원하는 정렬 위치들에 운반될 각각의 기판들을 고정시키기 위한 프레임 시스템 또는 다른 수단을 포함할 수 있다. 장치(100)는 이송 메커니즘(106)을 추가로 포함할 수 있으며, 이는 도시된 바와 같이, 웨이퍼 테이프 운반 메커니즘(104) 위에 수직으로 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 이송 메커니즘(106)은 웨이퍼 테이프와 거의 접촉하도록 위치될 수 있다. 또한, 장치(100)는 고정 메커니즘(108)을 포함할 수 있다. 고정 메커니즘(108)은 이송 위치에서 이송 메커니즘(106)과 정렬되어 지지 기판 운반 메커니즘(102) 아래에 수직으로 배치될 수 있으며, 여기서 다이는 지지 기판 상에 배치될 수 있다. 이하에서 논의되는 바와 같이, 도 2a 및 도 2b는 장치(100)의 예시적인 세부사항들을 예시한다.
도 2a 및 도 2b가 이송 동작의 상이한 단계들을 묘사한다는 점을 고려하면, 장치(200)의 동일한 요소들 및 특징부들을 참조하는 동안, 특정 특징부들의 다음 논의는, 명시적으로 표시된 경우를 제외하고는, 도 2a 및 도 2b 중 어느 하나 또는 둘 모두를 상호교환적으로 참조할 수 있다. 특히, 도 2a 및 도 2b는 지지 기판 운반 메커니즘(202), 웨이퍼 테이프 운반 메커니즘(204), 이송 메커니즘(206), 및 고정 메커니즘(208)을 포함하는, 장치(200)의 실시예를 예시한다. 지지 기판 운반 메커니즘(202)은 웨이퍼 테이프 운반 메커니즘(204)에 인접하여 배치될 수 있다. 예를 들어, 예시된 바와 같이, 지지 기판 운반 메커니즘(202)은 실질적으로 수평 방향으로 연장될 수 있고, 이송 프로세스에서 중력이 가질 수 있는 임의의 효과를 이용하기 위해 웨이퍼 테이프 운반 메커니즘(204) 아래에 수직으로 배치될 수 있다. 대안적으로, 지지 기판 운반 메커니즘(202)은 수평 평면에 대해 횡방향으로 연장되도록 배향될 수 있다.
이송 동작 동안, 운반 메커니즘들(202, 204)은, 지지 기판 운반 메커니즘(202)에 의해 운반된 지지 기판의 표면과 웨이퍼 테이프 운반 메커니즘(204)에 의해 운반된 웨이퍼 테이프의 표면 사이의 공간이, 본 명세서에서 이하에 설명되는 바와 같이, 이송 동작 동안 컴포넌트들에 의해 발생하는 휘어짐의 양을 포함한, 장치(200)의 다양한 다른 양태들에 의존하여, 1 mm보다 크거나 작을 수 있도록 위치될 수 있다. 일 실시예에서, 웨이퍼 테이프 및 지지 기판의 각각의 대향 표면들은 운반 메커니즘들(202, 204)의 지지 구조물들과 비교해 가장 돌출된 구조물들일 수 있다. 즉, 이동가능한 부품들(예를 들어, 운반 메커니즘들(202, 204))에 의해 야기될 수 있는, 기계의 컴포넌트들과 그 위에 있는 제품들 간의 충돌을 피하기 위해, 웨이퍼 테이프 및 지지 기판의 각각의 표면들 사이의 거리는 표면들 중 어느 하나와 임의의 다른 대향하는 구조적 컴포넌트 사이의 거리보다 작을 수 있다.
도시된 바와 같이, 일 실시예에서, 이송 메커니즘(206)은 웨이퍼 테이프 운반 메커니즘(204) 위에 수직으로 배치될 수 있고, 고정 메커니즘(208)은 지지 기판 운반 메커니즘(202) 아래에 수직으로 배치될 수 있다. 일부 실시예들에서, 이송 메커니즘(206) 및 고정 메커니즘(208) 중 하나 또는 둘 모두는 도 2a 및 도 2b에 예시된 위치들과 상이한 위치들에서 배향될 수 있다는 것이 고려된다. 예를 들어, 이송 메커니즘(206)은 수평 평면에 대하여 예각으로 연장되도록 배치될 수 있다. 다른 실시예에서, 고정 메커니즘(208)은 이송 메커니즘(206)과 동일한 작동 방향으로부터, 또는 대안적으로, 고정 메커니즘(208)이 이송 프로세스에 참여할 수 있는 임의의 배향 및 위치로부터, 이송 프로세스 동안 에너지를 방출하도록 배향될 수 있다.
지지 기판 운반 메커니즘(202)은 지지 기판(210)을 고정시키는 데 사용될 수 있다. 본 명세서에서, "지지 기판"이라는 용어는 다음을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다: 웨이퍼 테이프(예를 들어, 다이를 사전 분류하고 향후 사용을 위해 분류된 다이 시트들을 생성하기 위함); 시트 또는 다른 비-평면 형상으로 형성된 종이 또는 중합체 기판 - 여기서 중합체(반투명 또는 기타)는 실리콘, 아크릴, 폴리에스테르, 폴리카르보네이트 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는 임의의 적합한 중합체들로부터 선택될 수 있음 -; 회로 보드(예를 들어, 인쇄 회로 보드(PCB)); 병렬로 연장되는 한 쌍의 전도성 와이어들 또는 "스레드들"을 포함할 수 있는, 스트링 또는 스레드 회로; 및 면, 나일론, 레이온, 가죽 등의 천 재료. 지지 기판의 재료 선택은 내구성 재료, 가요성 재료, 강성 재료, 및 이송 프로세스가 성공적이게 하고 지지 기판의 최종 사용에 대한 적합성을 유지하는 다른 재료들을 포함할 수 있다. 지지 기판(210)은 지지 기판(210)이 제품을 형성하기 위한 전도성 회로의 역할을 하도록 전도성 재료 단독으로 또는 적어도 부분적으로 전도성 재료로 형성될 수 있다. 지지 기판의 잠재적인 유형들은 유리 병, 차량 창문, 또는 유리 시트와 같은 품목들을 추가로 포함할 수 있다.
도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같은 실시예에서, 지지 기판(210)은 그 위에 배치된 회로 트레이스(212)를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 회로 트레이스(212)는 이송되는 다이 상의 전기 접촉 단자들(도시되지 않음) 사이의 거리를 수용하기 위해 트레이스 간격, 또는 갭에 의해 이격된 한 쌍의 인접한 트레이스 라인들을 포함할 수 있다. 따라서, 회로 트레이스(212)의 인접한 트레이스 라인들 사이의 트레이스 간격, 또는 갭은 다이의 적절한 연결성 및 후속 활성화를 보장하기 위해 이송되는 다이의 크기에 따라 크기설정될 수 있다. 예를 들어, 회로 트레이스(212)는 약 75 내지 200 마이크로미터, 약 100 내지 175 마이크로미터, 또는 약 125 내지 150 마이크로미터 범위의 트레이스 간격, 또는 갭을 가질 수 있다.
회로 트레이스(212)는 스크린 인쇄, 잉크젯 인쇄, 레이저 인쇄, 수동 인쇄, 또는 다른 인쇄 수단을 통해 배치된 전도성 잉크로부터 형성될 수 있다. 또한, 회로 트레이스(212)는, 다이 전도성 목적들을 위해 여전히 활성화가능하면서, 추가 안정성을 제공하기 위해 사전-경화되고 반-건조 또는 건조될 수 있다. 습식 전도성 잉크가 또한 회로 트레이스(212)를 형성하는 데 사용될 수 있거나, 습식 및 건식 잉크의 조합이 회로 트레이스(212)에 사용될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 회로 트레이스(212)는 와이어 트레이스로서 사전-형성되거나, 또는 포토-에칭되거나, 또는 용융된 재료로부터 회로 패턴으로 형성되고 후속적으로 지지 기판(210)에 부착, 내장 또는 달리 고정될 수 있다.
회로 트레이스(212)의 재료는 은, 구리, 금, 탄소, 전도성 중합체 등을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 일 실시예에서, 회로 트레이스(212)는 은-코팅된 구리 입자를 포함할 수 있다. 회로 트레이스(212)의 두께는 사용된 재료의 유형, 의도된 기능 및 해당 기능을 달성하기 위한 적절한 강도 또는 가요성, 에너지 용량, LED의 크기 등에 의존하여 달라질 수 있다. 예를 들어, 회로 트레이스의 두께는 약 5 마이크로미터 내지 20 마이크로미터, 약 7 마이크로미터 내지 15 마이크로미터, 또는 약 10 마이크로미터 내지 12 마이크로미터의 범위일 수 있다.
따라서, 하나의 비-제한적인 예에서, 지지 기판(210)은 회로 트레이스(212)를 형성하기 위해 은계 전도성 잉크 재료를 사용하여 스크린 인쇄된 원하는 회로 패턴을 갖는 가요성, 반투명 폴리에스테르 시트일 수 있다.
지지 기판 운반 메커니즘(202)은 지지 기판 홀더 프레임(216)을 고정시키기 위한 지지 기판 컨베이어 프레임(214)을 포함할 수 있다. 지지 기판 홀더 프레임(216)의 구조는 사용되는 지지 기판의 유형 및 속성들(예를 들어, 형상, 크기, 탄성 등)에 의존하여 크게 달라질 수 있다. 지지 기판(210)이 가요성 재료일 수 있는 것을 고려하면, 지지 기판(210)은, 이하에서 논의되는 이송 동작이 수행되는, 보다 강성의 표면을 생성하기 위해, 지지 기판 홀더 프레임(216)에서 인장 하에 유지될 수 있다. 상기 예에서, 지지 기판(210)에서 인장에 의해 생성된 강성은 컴포넌트들을 이송할 때 배치 정확성을 증가시킬 수 있다.
일 실시예에서, 지지 기판(210)에 대해 내구성이 있거나 또는 더 강성의 재료를 사용하는 것은, 당연히 컴포넌트 배치 정확성을 위해 단단한 표면을 제공한다. 대조적으로, 지지 기판(210)이 처지도록(sag) 허용될 때, 주름들 및/또는 다른 불연속부들이 지지 기판(210)에 형성되고, 이송 동작이 실패할 수 있는 정도까지 회로 트레이스(212)의 사전-설정된 패턴을 방해할 수 있다.
지지 기판(210)을 유지하는 수단은 매우 다양할 수 있지만, 도 2a는 오목 형상을 갖는 제1 부분(216a), 및 형상에 있어서 오목 형상에 대응하는 볼록한 반대 형상을 갖는 제2 부분(216b)을 포함하는 지지 기판 홀더 프레임(216)의 실시예를 예시한다. 도시된 예에서, 지지 기판(210)의 외측 주연부를 제1 부분(216a)과 제2 부분(216b) 사이에 삽입하여 지지 기판(210)을 단단히 클램핑함으로써, 지지 기판(210)에 대해 인장이 생성된다.
지지 기판 컨베이어 프레임(214)은 적어도 3개의 방향으로 - 수평 평면에서 2개의 방향으로 그리고 또한 수직으로 - 운반될 수 있다. 운반은 모터들, 레일들, 및 기어들(이들 중 어느 것도 도시되지 않음)의 시스템을 통해 달성될 수 있다. 이와 같이, 지지 기판 홀더 프레임(216)은 장치(200)의 사용자에 의해 지시 및/또는 프로그래밍되고 제어된 대로 특정 위치로 운반되고 유지될 수 있다.
웨이퍼 테이프 운반 메커니즘(204)은 그 위에 다이(220)(즉, 반도체 디바이스 다이)를 갖는 웨이퍼 테이프(218)를 고정시키도록 구현될 수 있다. 웨이퍼 테이프(218)는 웨이퍼 테이프 컨베이어 프레임(222)을 통해 이송 동작을 위해 특정 이송 위치들로 다수의 방향들로 운반될 수 있다. 지지 기판 컨베이어 프레임(214)과 유사하게, 웨이퍼 테이프 컨베이어 프레임(222)은 모터들, 레일들, 및 기어들(이들 중 어느 것도 도시되지 않음)의 시스템을 포함할 수 있다.
이송을 위한 패키징되지 않은 반도체 다이(220)는 극도로 작을 수 있다. 실제로, 다이(220)의 높이는 12.5 내지 200 마이크로미터, 또는 25 내지 100 마이크로미터, 또는 50 내지 80 마이크로미터의 범위일 수 있다.
다이의 마이크로 크기로 인해, 웨이퍼 테이프(218)가 적절한 이송 위치로 운반되었을 때, 웨이퍼 테이프(218)와 지지 기판(210) 사이의 갭 간격은 예를 들어 약 0.25mm 내지 1.50mm, 또는 약 0.50mm 내지 1.25mm, 또는 약 0.75mm 내지 1.00mm의 범위일 수 있다. 최소 갭 간격은 다음을 포함하는 인자들에 의존할 수 있다: 이송되는 다이의 두께, 관련된 웨이퍼 테이프의 강성, 다이의 적절한 포획 및 해제를 제공하는 데 필요한 웨이퍼 테이프의 휘어짐의 양, 인접한 다이의 근접성 등. 웨이퍼 테이프(218)와 지지 기판(210) 사이의 거리가 감소함에 따라, 이송 동작의 속도가 또한 이송 동작의 감소된 사이클 시간(본 명세서에서 추가로 논의됨)으로 인해 감소할 수 있다. 따라서 이송 동작의 지속기간의 이러한 감소는 다이 이송률을 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 다이 이송률은 초당 배치된 약 6 내지 250개 다이의 범위일 수 있다.
또한, 웨이퍼 테이프 컨베이어 프레임(222)은 웨이퍼 테이프 홀더 프레임(224)을 고정시킬 수 있으며, 이는 인장 하에서 웨이퍼 테이프(218)를 신장 및 유지할 수 있다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 테이프(218)는 웨이퍼 테이프 홀더 프레임(224)의 인접한 컴포넌트들 사이에서 웨이퍼 테이프(218)의 주연부를 클램핑하는 것을 통해 웨이퍼 테이프 홀더 프레임(224)에 고정될 수 있다. 이러한 클램핑은 웨이퍼 테이프(218)의 인장 및 신장된 특성을 유지하는 것을 돕고, 이에 의해 이송 동작의 성공률을 증가시킨다. 이용가능한 웨이퍼 테이프들의 상이한 유형들/브랜드들/품질들의 다양한 속성들을 고려하면, 특정 웨이퍼 테이프는 이송 프로세스 동안 원하는 인장에서 일관되게 유지되는 능력에 기초하여 사용을 위해 선택될 수 있다. 일 실시예에서, 니들 작동 성능 프로파일(본 명세서에서 이하에서 추가로 논의됨)은 웨이퍼 테이프(218)의 인장에 의존하여 변화할 수 있다.
웨이퍼 테이프(218)에 사용되는 재료는 예를 들어 고무 또는 실리콘과 같은, 탄성 속성들을 갖는 재료를 포함할 수 있다. 더욱이, 환경 및 웨이퍼 테이프(218) 자체의 온도가 이송 프로세스 동안 웨이퍼 테이프(218)에 대한 잠재적인 손상에 기여할 수 있다는 점을 고려하면, 온도 변동에 저항적인 속성들을 갖는 재료가 유리할 수 있다. 추가적으로, 일 실시예에서, 웨이퍼 테이프(218)는 이송 동작을 돕기 위해 개개의 다이(220) 사이의 간격 또는 갭을 생성하도록 약간 신장될 수 있다. 웨이퍼 테이프(218)의 표면은 다이(220)가 웨이퍼 테이프(218)에 제거가능하게 접착될 수 있는 점착성 물질을 포함할 수 있다.
웨이퍼 테이프(218) 상의 다이(220)는 고체 반도체 웨이퍼로부터 개별적으로 절단되고 이어서 다이를 고정시키기 위해 웨이퍼 테이프(218) 상으로 배치된 다이를 포함할 수 있다. 그러한 상황에서, 다이는, 예를 들어 이송 동작을 돕기 위해, 사전-분류되고 웨이퍼 테이프(218) 상에서 명시적으로 조직화되었을 수 있다. 특히, 다이(220)는 지지 기판(210)으로의 예상되는 이송 순서에 따라 순차적으로 배열될 수 있다. 웨이퍼 테이프(218) 상의 다이(220)의 이러한 사전-배열은, 그렇지 않았다면 지지 기판 운반 메커니즘(202)과 웨이퍼 테이프 운반 메커니즘(204) 사이에서 발생할 수 있는 이동의 양을 감소시킬 수 있다. 추가적으로, 또는 대안적으로, 웨이퍼 테이프(218) 상의 다이는 실질적으로 동등한 성능 속성들을 갖는 다이만을 포함하도록 사전-분류되었을 수 있다. 이 경우, 공급 체인의 효율이 증가될 수 있고, 따라서, 웨이퍼 테이프 운반 메커니즘(204)의 이동 시간은 최소로 감소될 수 있다.
일 실시예에서, 다이에 사용된 재료들은 탄화규소, 질화갈륨, 코팅된 산화규소 등을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 또한, 사파이어 또는 실리콘이 또한 다이로 사용될 수 있다. 추가적으로, 위에서 나타낸 바와 같이, "다이"는 본 명세서에서 일반적으로 전기적으로 작동가능한 요소를 나타낼 수 있다.
일부 실시예들에서, 웨이퍼 테이프(218)는, 사전-분류되기보다는, 웨이퍼 테이프 상에서 직접 반도체를 간단히 절단하고, 이어서 다이의 각각의 성능 품질에 의존하여 다이를 분류하기 위해 "픽앤플레이스"하지 않고서 웨이퍼 테이프 상에 다이를 남겨 둠으로써 형성되는 다이를 포함할 수 있다. 그러한 상황에서, 웨이퍼 테이프 상의 다이는 상이한 품질 다이의 정확한 상대적 위치들을 설명하기 위해 매핑될 수 있다. 따라서, 일 실시예에서, 사전-분류된 다이를 갖는 웨이퍼 테이프를 사용할 필요가 없을 수 있다. 그러한 경우, 각각의 순차적 이송 동작 동안 웨이퍼 테이프 운반 메커니즘(204)이 특정 다이 사이에서 이동하는 시간 및 이동의 양은 증가할 수 있다. 이는 부분적으로 반도체의 영역 내에 분산된 다이의 가변 품질에 의해 야기될 수 있으며, 이는 다음 이송 동작을 위한 특정 품질의 다이가 이전에 이송된 다이에 바로 인접하지 않을 수 있음을 의미한다. 따라서, 웨이퍼 테이프 운반 메커니즘(204)은 실질적으로 동등한 품질의 다이를 포함하는 웨이퍼 테이프(218)에 필요한 것보다, 이송을 위한 특정 품질의 적절한 다이를 정렬시키기 위해 웨이퍼 테이프(218)를 더 멀리 이동시킬 수 있다.
웨이퍼 테이프(218) 상의 다이(220)와 추가로 관련하여, 일 실시예에서, 다이(220)의 데이터 맵이 웨이퍼 테이프(218)와 함께 제공될 수 있다. 데이터 맵은 웨이퍼 테이프(218) 상의 각각의 다이의 특정 품질 및 위치를 설명하는 정보를 제공하는 디지털 파일을 포함할 수 있다. 데이터 맵 파일은 장치(200)와 통신하는 프로세싱 시스템에 입력될 수 있으며, 이에 의해 장치(200)는 지지 기판(210)으로의 이송을 위해 웨이퍼 테이프(218) 상에서 정확한 다이(220)를 찾도록 제어/프로그래밍될 수 있다.
이송 동작은, 웨이퍼 테이프(218)로부터 다이를 분리하는 것을 돕기 위한 다이 분리 디바이스인, 이송 메커니즘(206)을 통해 부분적으로 수행된다. 이송 메커니즘(206)의 작동은 하나 이상의 다이(220)가 웨이퍼 테이프(218)로부터 해제되고 지지 기판(210)에 의해 포획되게 할 수 있다. 일 실시예에서, 이송 메커니즘(206)은 핀 또는 니들(226)과 같은 세장형 로드를 다이(220)에 대해 웨이퍼 테이프(218)의 상부 표면으로 가압함으로써 동작할 수 있다. 니들(226)은 니들 액추에이터(228)에 연결될 수 있다. 니들 액추에이터(228)는 사전결정된/프로그래밍된 시간에 웨이퍼 테이프(218)를 향해 니들(226)을 구동하기 위해 니들(226)에 연결된 모터를 포함할 수 있다.
니들(226)의 기능을 고려하면, 니들(226)은 충격 시 다이(220)에 대한 잠재적인 피해를 최소화하면서, 반복적이고 신속하며 경미한 충격을 견디기에 충분히 내구성있는 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 니들(226)은 금속, 세라믹, 플라스틱 등을 포함할 수 있다. 추가적으로, 니들(226)의 팁은 특정한 형상 프로파일을 가질 수 있으며, 이는 니들이 빈번하게 팁을 파손시키거나 웨이퍼 테이프(218) 또는 다이(220)를 손상시키지 않고 반복적으로 기능하는 니들의 능력에 영향을 줄 수 있다. 니들의 팁의 프로파일 형상은 도 3과 관련하여 이하에서 더 상세히 논의된다.
이송 동작에서, 니들(226)은 도 2a에 도시된 바와 같이 다이(220)와 정렬될 수 있고, 니들 액추에이터는, 도 2b에 도시된 바와 같이, 다이(220)가 웨이퍼 테이프(218)의 대향 측면 상에서 정렬되는 위치에서 웨이퍼 테이프(218)의 인접한 측면에 대해 밀도록 니들(226)을 이동시킬 수 있다. 니들(226)로부터의 압력은 웨이퍼 테이프(218)가 휘게 하여, 다이(220)를 이송되고 있지 않는 인접한 다이(220)보다 지지 기판(210)에 더 가까운 위치로 연장되도록 할 수 있다. 위에서 나타낸 바와 같이, 휘어짐의 양은 다이 및 회로 트레이스의 두께와 같은 여러 인자들에 의존하여 달라질 수 있다. 예를 들어, 다이(220)가 약 50 마이크로미터 두께이고 회로 트레이스(212)가 약 10 마이크로미터 두께인 경우, 웨이퍼 테이프(218)의 휘어짐의 양은 약 75 마이크로미터일 수 있다. 따라서, 다이(220)는 다이의 전기 접촉 단자(도시되지 않음)가 회로 트레이스(212)와 접합될 수 있는 정도까지 지지 기판(210)을 향해 니들(226)을 통해 가압될 수 있으며, 이 지점에서, 이송 동작이 완료로 진행하고 다이(220)는 웨이퍼 테이프(218)로부터 해제된다.
이송 프로세스가 다이(220)를 가압하는 니들(226)의 순환 작동을 포함하는 단계들의 신속하게 반복되는 세트를 포함할 수 있는 정도까지, 프로세스의 방법은 도 8과 관련하여 이하에서 상세히 설명된다. 또한, 니들(226)의 작동의 스트로크 프로파일은 (이송 프로세스의 맥락 내에서) 도 4와 관련하여 이후에서 더 상세히 논의된다.
도 2a 및 도 2b를 다시 참조하면, 일 실시예에서, 이송 메커니즘(206)은 니들 후퇴 지지부(230)(후추통(pepper pot)으로도 알려짐)를 추가로 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 지지부(230)는 중공형 공간을 갖는 구조를 포함할 수 있으며, 여기서 니들(226)은 지지부(230)의 제1 단부에서 개구(232)를 통해 공간 내로 통과함으로써 수용될 수 있다. 지지부(230)는 지지부(230)의 제2 대향 단부 상에 적어도 하나의 개구(234)를 추가로 포함할 수 있다. 더욱이, 지지부는 개구(234) 근처에 다수의 천공들을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 개구(234)는 이송 프로세스 동안 웨이퍼 테이프(218)를 가압하기 위해 그것을 통한 니들(226)의 통과를 수용하도록 니들(226)의 직경에 대해 크기설정될 수 있다.
추가적으로, 일 실시예에서, 지지부(230)는 웨이퍼 테이프(218)의 상부 표면에 인접하여 배치될 수 있다. 이와 같이, 이송 동작 동안 니들(226)이 웨이퍼 테이프(218)를 가압하는 것으로부터 후퇴될 때, (내부에 적어도 하나의 개구(234)를 갖는) 지지부(230)의 베이스 표면은 웨이퍼 테이프(218)의 상부 표면과 접촉하게 될 수 있으며, 이에 의해 웨이퍼 테이프(218)의 상향 휘어짐을 방지한다. 이러한 상향 휘어짐은, 니들(226)이 웨이퍼 테이프(218)를 적어도 부분적으로 관통하고 그리고 후퇴하는 동안에 웨이퍼 테이프가 니들(226)의 팁에 달라붙는 경우에 야기될 수 있다. 따라서, 지지부(230)는 다음 다이(220)로 이동하는 데 걸리는 시간을 감소시킬 수 있다. 지지부(230)의 벽 주연부 형상은 원통형이거나, 또는 장치(200)에 수용될 수 있는 임의의 다른 형상일 수 있다. 따라서, 지지부(230)는 니들(226)과 웨이퍼 테이프(218)의 상부 표면 사이에 배치될 수 있다.
웨이퍼 테이프(218)의 무결성에 대한 온도의 영향과 관련하여, 지지부(230)의 온도는 적어도 이송 동작의 지점 근처에서, 니들(226) 및 웨이퍼 테이프(218)의 온도를 조절하도록 조정될 수 있다는 것이 고려된다. 따라서, 지지부(230)의 온도는 가열 또는 냉각될 수 있고, 지지부(230)의 재료는 열전도율을 최대화하도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 지지부(230)는 알루미늄, 또는 다른 상대적으로 높은 열전도율의 금속 또는 유사한 재료로 형성될 수 있으며, 이에 의해 온도는 이송 동작들의 일관된 결과들을 유지하도록 조절될 수 있다. 일 실시예에서, 웨이퍼 테이프(218)의 국부적인 부분의 온도를 조절하는 것을 돕기 위해 지지부(230) 내에서 공기가 순환될 수 있다. 추가적으로, 또는 대안적으로, 광섬유 케이블(230a)이 니들 후퇴 지지부(230) 내로 삽입될 수 있고, 추가로 웨이퍼 테이프(218) 및/또는 니들(226)의 온도 조절을 돕기 위해 니들(226)에 맞대어질 수 있다.
위에서 나타낸 바와 같이, 고정 메커니즘(208)은 지지 기판(210)의 표면 상에서 회로 트레이스(212)에 다이(220)를 부착하는 것을 도울 수 있다. 도 2b는 이송 단계에서의 장치(200)를 예시하며, 여기서 다이(220)는 회로 트레이스(212)에 맞대어 밀쳐진다. 일 실시예에서, 고정 메커니즘(208)은 레이저, 전자기 방사선, 압력 진동, 초음파 용접 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는, 에너지-방출 디바이스(236)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 에너지-방출 디바이스(236)를 위한 압력 진동의 사용은 진동성 압력을 통해 접합을 형성하기 위해 전기 접촉 단자들의 분자들에 대한 회로 트레이스 내의 분자들의 분열을 야기하도록 진동성 에너지 힘을 방출함으로써 기능할 수 있다. 또한, 일 실시예에서, 고정 메커니즘(208)은 완전히 생략될 수 있고, 하나 이상의 다이를 회로 기판으로 이송하는 것은 접착 강도 또는 접합 전위를 포함하는 다른 수단을 통해 발생할 수 있다.
비-제한적인 예에서, 도 2b에 도시된 바와 같이, 레이저가 에너지-방출 디바이스(236)로서 구현될 수 있다. 이송 동작 동안, 레이저(236)는 이송되는 다이(220)를 향하는 특정 파장 및 세기의 광 에너지를 방출하도록 활성화될 수 있다. 레이저(236)의 광의 파장은 구체적으로 지지 기판(210)의 재료에 크게 영향을 주지 않고 회로 트레이스(212)의 재료에 대한 상기 파장의 광의 흡수에 기초하여 선택될 수 있다. 예를 들어, 808nm의 동작 파장을 가지며 5W에서 동작하는 레이저는, 은에 의해 쉽게 흡수될 수 있지만, 폴리에스테르에 의해서는 그렇지 않다. 이와 같이, 레이저 빔은 폴리에스테르의 기판을 통과하고 회로 트레이스의 은에 영향을 미칠 수 있다. 대안적으로, 레이저의 파장은 회로 트레이스의 흡수 및 기판의 재료와 매칭될 수 있다. 레이저 (236)의 초점 면적(도 2b의 레이저(236)로부터 지지 기판(210)을 향해 수직으로 나오는 파선으로 표시됨)은, 예를 들어 300 마이크로미터 폭 면적과 같은, LED의 크기에 따라 크기설정될 수 있다.
레이저(236)의 사전결정된 제어된 펄스 지속기간의 작동 시, 회로 트레이스(212)는, 회로 트레이스(212)의 재료 및 다이(220) 상의 전기 접촉 단자들(도시되지 않음) 사이에서 융합 접합이 형성될 수 있는 정도로, 경화(및/또는 용융 또는 연화)되기 시작할 수 있다. 이러한 접합은 패키징되지 않은 다이(220)를 웨이퍼 테이프(218)로부터 분리하는 것뿐만 아니라, 동시에 다이(220)를 지지 기판(210)에 부착하는 것을 추가로 돕는다. 추가적으로, 레이저(236)는 웨이퍼 테이프(218) 상에 약간의 열 전달을 야기할 수 있고, 이에 의해 웨이퍼 테이프(218)에 대한 다이(220)의 접착력을 감소시키고 따라서 이송 동작을 돕는다.
다른 경우들에서, 다이는, 회로 트레이스들을 가열/활성화하여 에폭시 또는 상 변화 접합 재료들을 경화시키기 위한, 또는 웨이퍼 테이프로부터 다이를 비활성화/해제하기 위한, 또는 반응들의 일부 조합을 개시하기 위한, 사전결정된 파장을 갖는 레이저 또는 집중된 광(예컨대, IR, UV, 광대역/다중스펙트럼)을 사용하는 것을 포함하는 많은 방식으로 해제될 수 있고 지지 기판들에 고정될 수 있다. 추가적으로, 또는 대안적으로, 특정 파장 레이저 또는 광은 시스템의 하나의 층을 통과하고 다른 층과 상호작용하는데 사용될 수 있다. 또한, 웨이퍼 테이프로부터 다이를 당기기 위해 진공이 구현될 수 있고, 잠재적으로 다이 웨이퍼 테이프와 지지 기판 사이의 회전 헤드를 포함하는, 지지 기판 상으로 다이를 밀어내기 위해 공기압이 구현될 수 있다. 또 다른 경우에서, 초음파 진동이 압력과 조합되어 다이가 회로 트레이스들에 접합되도록 할 수 있다.
니들 후퇴 지지부(230)와 유사하게, 고정 메커니즘은 또한 레이저(236)와 지지 기판(210)의 저부 표면 사이에 배치될 수 있는 지지 기판 지지부(238)를 포함할 수 있다. 지지부(238)는 베이스 단부에 있는 개구(240) 및 그의 상부 단부에 있는 개구(242)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 지지부(238)는 링 또는 중공 실린더로서 형성될 수 있다. 지지부는 레이저를 지향시키는 것을 돕기 위해 렌즈(도시되지 않음)를 고정시키는 구조를 추가로 포함할 수 있다. 레이저(236)는 지지 기판(210)에 도달하도록 개구들(240, 242)을 통해 광을 방출한다. 또한, 지지부(238)의 측벽들의 상부 단부는 지지 기판(210)의 저부 표면과 직접 접촉하거나 또는 밀접하게 인접하여 배치될 수 있다. 이와 같이 위치되면, 지지부(238)는 이송 동작 시 니들(226)의 스트로크 동안 지지 기판(210)에 대해 손상이 발생하는 것을 방지하는 데 도움이 될 수 있다. 일 실시예에서, 이송 동작 동안, 지지부(238)와 정렬되는 지지 기판(210)의 저부 표면의 부분은 지지부(238)와 접촉할 수 있으며, 이는 이에 의해 니들(226)에 의해 가압되는 다이(220)의 유입 모션에 대한 저항을 제공한다. 더욱이, 지지부(238)는 지지 기판(210)의 높이를 포함하여, 필요에 따라 지지부(238)를 올리고 내리도록 그의 높이를 조정할 수 있도록 수직축의 방향으로 이동가능할 수 있다.
상기 특징부들에 더하여, 장치(200)는 제1 센서(244)를 추가로 포함할 수 있으며, 그로부터 장치(200)는 웨이퍼 테이프(218) 상의 다이(220)에 관한 정보를 수신한다. 어떤 다이가 이송 동작에 사용될지를 결정하기 위해, 웨이퍼 테이프(218)는 바코드(도시되지 않음) 또는 다른 식별자를 가질 수 있으며, 이는 판독되거나 다른 식으로 검출된다. 식별자는 제1 센서(244)를 통해 장치(200)에 다이 맵 데이터를 제공할 수 있다.
도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 제1 센서(244)는 위치 검출의 정확성을 향상시키기 위해, 이송 메커니즘(206)(또는 구체적으로 니들(226)) 근처에서, 약 1 내지 5 인치의 범위일 수 있는 거리(d)만큼 이송 메커니즘(206)으로부터 이격되어 위치될 수 있다. 대안적인 실시예에서, 제1 센서(244)는 실시간으로 다이(220)의 정확한 위치를 감지하기 위해 니들(226)의 팁에 인접하여 배치될 수 있다. 이송 프로세스 동안, 웨이퍼 테이프(218)는 시간 경과에 따라 천공되고 그리고 또는 추가로 신장될 수 있으며, 이는 웨이퍼 테이프(218) 상의 다이(220)의 이전에 매핑되고, 그에 따라 예상된, 위치들을 변경할 수 있다. 이와 같이, 웨이퍼 테이프(218)의 신장에서의 작은 변화들은 이송되는 다이(220)의 정렬에 있어서 상당한 오차를 추가할 수 있다. 따라서, 정확한 다이 위치를 돕기 위해 실시간 감지가 구현될 수 있다.
일 실시예에서, 제1 센서(244)는 감지되고 있는 다이(220)의 정밀한 위치 및 유형을 식별할 수 있다. 이 정보는 이송 동작을 수행하기 위해 웨이퍼 테이프(218)가 운반되어야 하는 정확한 위치를 나타내는 지시들을 웨이퍼 테이프 컨베이어 프레임(222)에 제공하는 데 사용될 수 있다. 센서(244)는 많은 유형들의 센서들 중 하나, 또는 다수의 기능들을 보다 양호하게 수행하기 위한 센서 유형들의 조합일 수 있다. 센서(244)는 레이저 거리 측정기, 또는 광학 센서, 예컨대 현미경 사진 능력들을 갖는 고화질 광학 카메라의 비-제한적인 예를 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다.
더욱이, 일 실시예에서, 제2 센서(246)가 또한 장치(200)에 포함될 수 있다. 제2 센서(246)는 지지 기판(210) 상의 회로 트레이스(212)의 정밀한 위치를 검출하기 위해 지지 기판(210)에 대해 배치될 수 있다. 이 정보는 다음 이송 동작이 회로 트레이스(212) 상의 정확한 위치에서 발생하도록 이송 메커니즘(206)과 고정 메커니즘(208) 사이에서 지지 기판(210)을 정렬시키는 데 필요한 임의의 위치 조정을 결정하는 데 사용될 수 있다. 이 정보는 추가로, 웨이퍼 테이프 컨베이어 프레임(222)에 지시들을 동시에 운반하면서, 지지 기판(210)을 정확한 위치로 운반하는 것을 조정하기 위해 장치(200)에 중계될 수 있다. 현미경 사진 능력들을 갖는 고화질 광학 카메라의 하나의 비-제한적인 예와 같은 광학 센서들을 포함하는 다양한 센서들이 또한 센서(246)를 위해 고려된다.
도 2a 및 도 2b는 제1 센서(244), 제2 센서(246) 및 레이저(236)가 접지될 수 있음을 추가로 예시한다. 일 실시예에서, 제1 센서(244), 제2 센서(246), 및 레이저(236)는 모두 동일한 접지(G)에, 또는 대안적으로, 상이한 접지(G)에 접지될 수 있다.
제1 및 제2 센서들(244, 246)에 사용되는 센서의 유형에 의존하여, 제1 또는 제2 센서들은 추가로 이송된 다이의 기능을 테스트할 수 있다. 대안적으로, 추가적인 테스터 센서(도시되지 않음)가, 장치(200)로부터 지지 기판(210)을 제거하기 전에 개개의 다이를 테스트하기 위해 장치(200)의 구조에 통합될 수 있다.
또한, 일부 예들에서, 주어진 시간에 다수의 다이를 이송하고 고정시키기 위해 다수의 독립적으로-작동가능한 니들들 및/또는 레이저들이 기계에서 구현될 수 있다. 다수의 니들들 및/또는 레이저들은 3차원 공간 내에서 독립적으로 이동가능할 수 있다. 다수의 다이 이송들이 동기식으로 수행될 수 있거나(다수의 니들들이 동시에 아래로 내려감), 또는 동시에 수행되지만 반드시 동기식으로 수행되는 것은 아닐 수 있다(예를 들어, 하나의 니들이 아래로 내려가는 동안 다른 니들은 위로 올라감 - 이 배열은 컴포넌트들의 균형을 보다 양호하게 맞추고 진동을 최소화할 수 있음). 다수의 니들들 및/또는 레이저들의 제어는 복수의 컴포넌트들 사이의 충돌을 피하기 위해 조정될 수 있다. 더욱이, 다른 예들에서, 다수의 니들들 및/또는 레이저들은 서로에 대해 고정된 위치들에 배열될 수 있다.
예시적인 니들 팁 프로파일
위에서 언급된 바와 같이, 니들의 팁(300)의 프로파일 형상이 도 3과 관련하여 논의되며, 이는 팁(300)의 개략적인 예시적 프로파일 형상을 도시한다. 일 실시예에서, 팁(300)은 테이퍼진 부분(304)에 인접하는 측벽들(302), 코너(306), 및 베이스 단부(308)를 포함하는 니들의 단부로서 정의될 수 있으며, 이는 니들의 대향 측면에 대해 횡방향으로 연장될 수 있다. 팁(300)의 특정 크기 및 형상은 예를 들어 이송되는 다이(220)의 크기, 및 이송 동작의 속도 및 충격력과 같은, 이송 프로세스의 인자들에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 니들의 중심축의 길이 방향과 테이퍼진 부분(304) 사이에서 측정된 바와 같은, 도 3에서 보여진 각도(θ)는 약 10 내지 15°의 범위일 수 있고; 코너(306)의 반경(r)은 약 15 내지 50+ 마이크로미터의 범위일 수 있고; 베이스 단부(308)의 폭(w)은 약 0 내지 100+ 마이크로미터의 범위일 수 있고 - 여기서 w는 이송되는 다이(220)의 폭보다 작거나 같을 수 있음 -; 테이퍼진 부분(304)의 높이(h)는 약 1 내지 2mm의 범위일 수 있고 - 여기서 h는 이송 동작의 스트로크 동안 니들에 의해 이동된 거리보다 클 수 있음 -; 니들(226)의 직경(d)은 대략 1mm일 수 있다.
다른 니들 팁 프로파일들이 고려되며, 이송 동작과 연관된 다양한 인자들에 의존하여 상이한 이점들을 가질 수 있다. 예를 들어, 니들 팁(300)은 다이의 폭을 미러링하기 위해 더 무딜 수 있거나, 또는 웨이퍼 테이프의 더 작은 면적에서 가압하도록 더 뾰족할 수 있다. 일 실시예에서, 이송 메커니즘(206)은 2개 이상의 니들을 구현할 수 있다. 그러한 경우에서, 2개 이상의 니들은 실질적으로 유사한 니들 프로파일을 가질 수 있거나, 또는 실질적으로 상이한 니들 프로파일들을 가질 수 있다. 예를 들어, 이송 메커니즘(206)은 도 3과 관련하여 설명되고 도시된 바와 같은 니들 팁 프로파일을 갖는 하나 이상의 니들들(226)을 포함할 수 있다. 이송 메커니즘은 실질적으로 상이한 니들 팁 프로파일(즉, 도시되고 설명된 니들 팁 프로파일보다 더 넓거나, 도시되고 설명된 니들 팁 프로파일보다 더 좁음)을 갖는 하나 이상의 니들들(226)을 추가로 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 니들 프로파일은, 니들(226)이 니들(226)의 전체 길이를 따라 일정한 폭을 포함하도록, 한 지점으로의 테이퍼링을 포함하지 않을 수 있다.
예시적인 니들 작동 성능 프로파일
니들 작동 성능 프로파일의 실시예가 도 4에 예시된다. 즉, 도 4는 그것이 시간에 따라 달라짐에 따라 웨이퍼 테이프(218)의 평면에 대한 니들 팁의 높이를 디스플레이함으로써 이송 동작 동안 수행되는 스트로크 패턴의 예를 도시한다. 이와 같이, 도 4에서 "0" 위치는 웨이퍼 테이프(218)의 상부 표면일 수 있다. 또한, 니들의 유휴 시간 및 니들의 준비 시간이 프로그래밍된 프로세스 또는 제1 다이를 이송하는 것과 이송을 위해 제2 다이에 도달하는 데 걸리는 시간 사이에서의 변화하는 지속시간에 의존하여 달라질 수 있다는 점을 고려하면, 스트로크 패턴의 유휴 및 준비 단계들에서의 도시된 파선들은, 시간이 근사치이지만 지속기간에 있어서 더 길거나 더 짧을 수 있음을 나타낸다. 더욱이, 레이저의 사용에 대해 도시된 실선들은 여기에 예시된 실시예에 대한 예시적인 시간들이지만, 레이저 온 및 오프 시간의 실제 지속기간은 회로를 형성하는 데 사용된 재료들(예컨대, 회로 트레이스의 재료 선택), 지지 기판의 유형, 원하는 효과(사전-용융 회로 트레이스, 부분 접합, 완전 접합 등), 접합 지점(즉, 지지 기판의 상부 표면)으로부터의 레이저의 거리, 이송되는 다이의 크기, 및 레이저의 파워/세기/파장 등에 의존하여 달라질 수 있다는 것이 이해될 것이다. 따라서, 도 4에 도시된 프로파일의 다음 설명은 니들 프로파일의 예시적인 실시예일 수 있다.
일 실시예에서, 이송 동작 전에, 완전히 후퇴된 니들 팁은 웨이퍼 테이프의 표면 위로 대략 2000 μm에서 유휴 상태일 수 있다. 가변적인 시간이 지난 후, 니들 팁은 웨이퍼 테이프의 표면 위로 대략 750 μm에서 준비 상태에서 휴지하도록 빠르게 하강할 수 있다. 준비 상태에서의 다른 결정되지 않은 시간량 후, 니들 팁은 다시 하강하여 다이와 접촉하고 웨이퍼 테이프를 가압할 수 있으며, 이때 다이는 대략 -1000 μm의 높이까지 내려가며, 그 결과 다이는 지지 기판으로 이송될 수 있다. 레이저 온 섹션의 시작에 있는 점선 수직선은, 레이저가 준비 단계로부터의 하강의 시작과 니들 팁의 스트로크의 저부 사이의 어느 지점에서 나올 수 있음을 나타낸다. 예를 들어, 레이저는 하강 동안 대략 50%에서 턴 온될 수 있다. 일 실시예에서, 예를 들어 니들이 하강하기 시작하기 전에 레이저를 일찍 턴 온함으로써, 회로 트레이스는 더 강한 접합을 형성하기 위해 다이와의 접촉 전에 연화되기 시작할 수 있거나, 또는 추가적으로, 다이 웨이퍼는 이 시간 동안 영향을 받을 수 있거나 준비될 수 있다. 레이저가 턴 온되는 단계는 대략 20 ms("밀리초") 지속될 수 있다. 레이저가 온 상태인 스트로크의 저부에서, 해당 단계는 다이와 지지 기판 사이의 접합 단계일 수 있다. 이 접합 단계는 회로 트레이스가 다이 접촉부들에 부착되게 할 수 있으며, 이는 레이저가 턴 오프된 후 빠르게 경직된다. 이와 같이, 다이는 지지 기판에 접합될 수 있다. 접합 단계는 대략 30 ms 동안 지속될 수 있다. 그 후, 레이저는 턴 오프될 수 있고 니들은 준비 단계로 빠르게 상승할 수 있다. 반대로, 레이저는 니들이 상승하기 시작하기 전에 턴 오프될 수 있거나, 또는 니들 팁이 준비 단계로 다시 상승하는 동안의 소정 지점에서, 레이저는 턴 오프될 수 있다. 니들 팁이 준비 단계로 상승한 후, 니들 팁의 높이는 오버슈트되고, 준비 단계의 높이 아래로 다소 부력이 있는 것처럼(buoyantly) 바운스백될 수 있다. 부력의 일부는 니들 팁이 준비 단계로 상승하는 속도에 기인할 수 있지만, 속도 및 부력은, 니들이 웨이퍼 테이프를 관통했고 그 내부에서 달라붙을 수 있는 경우에서 니들의 팁을 웨이퍼 테이프의 표면으로부터 후퇴시키는 것을 돕기 위해, 의도적일 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 레이저가 턴 오프되는 타이밍은 레이저가 턴 온 되는 타이밍보다 길 수 있으며, 여기서 하강의 더 느린 속도는 다이의 손상을 방지하는 것을 도울 수 있고, 위에서 언급된 바와 같이, 빠른 상승 레이트는 웨이퍼 테이프로부터 니들 팁을 더 효과적으로 추출하는 것을 도울 수 있다. 그럼에도 불구하고, 앞서 언급된 바와 같이, 도 4에 도시된 타이밍은, 특히 유휴 및 준비 기간들과 관련하여, 근사치이다. 따라서, 도 4의 저부 에지를 따라 할당된 수치 값들은 참조용이며, 달리 언급될 때를 제외하고는, 문자 그대로 사용되어서는 안 된다.
예시적인 지지 기판
도 5는 프로세싱된 지지 기판(500)의 예시적인 실시예를 예시한다. 지지 기판(502)은 회로 트레이스의 제1 부분(504A)을 포함할 수 있으며, 이는 전력이 인가될 때 음 또는 양의 전력 단자로서 수행할 수 있다. 회로 트레이스의 제2 부분(504B)은 회로 트레이스의 제1 부분(504A)에 인접하게 연장될 수 있고, 전력이 인가될 때 대응하는 양 또는 음의 전력 단자로서 동작할 수 있다.
웨이퍼 테이프와 관련하여 위에서 유사하게 설명된 바와 같이, 이송 동작을 수행하기 위해 지지 기판(502)을 어디로 운반할지를 결정하기 위해, 지지 기판(502)은 바코드(도시되지 않음) 또는 다른 식별자를 가질 수 있으며, 이는 판독되거나 다른 식으로 검출된다. 식별자는 회로 트레이스 데이터를 장치에 제공할 수 있다. 지지 기판(502)은 기준점(datum point)들(506)을 추가로 포함할 수 있다. 기준점들(506)은 회로 트레이스의 제1 및 제2 부분들(504A, 504B)을 위치파악하기 위해 지지 기판 센서(예를 들어, 도 2의 제2 센서(246))에 의한 감지를 위한 시각적 표시자들일 수 있다. 일단 기준점들(506)이 감지되면, 기준점들(506)에 대한 회로 트레이스의 제1 및 제2 부분들(504A, 504B)의 형상 및 상대적 위치가 사전프로그래밍된 정보에 기초하여 결정될 수 있다. 사전프로그래밍된 정보와 관련하여 감지된 정보를 사용하여, 지지 기판 운반 메커니즘은 이송 동작을 위한 적절한 정렬 위치로 지지 기판(502)을 운반할 수 있다.
추가적으로, 다이(508)는 회로 트레이스의 제1 및 제2 부분들(504A, 504B) 사이에 걸쳐 있는 것으로서 도 5에 도시된다. 이러한 방식으로, 다이(508)의 전기 접촉 단자들(도시되지 않음)은 이송 동작 동안 지지 기판(502)에 접합될 수 있다. 따라서, 회로 트레이스의 제1 및 제2 부분들(504A, 504B) 사이에서 전력이 흐르도록 전력이 인가될 수 있고, 이에 의해 다이(508)에 전력을 공급할 수 있다. 예를 들어, 다이는 웨이퍼 테이프로부터 지지 기판(502) 상의 회로 트레이스로 직접 이송된, 패키징되지 않은 LED들일 수 있다. 그 후, 지지 기판(502)은 지지 기판(502)의 완성을 위해 프로세싱되며 회로 또는 다른 최종 제품에 사용될 수 있다. 또한, 회로의 다른 컴포넌트들이 완전한 회로를 생성하기 위해 동일한 또는 다른 이송 수단에 의해 추가될 수 있고, 일부 정적인 또는 프로그래밍가능한 또는 적응가능한 방식으로 하나 이상의 그룹들로서 LED들을 제어하기 위해제어 로직을 포함할 수 있다.
단순화된 예시적인 직접 이송 시스템
직접 이송 시스템(600)의 실시예의 단순화된 예가 도 6에 예시된다. 이송 시스템(600)은 개인용 컴퓨터(PC)(602)(또는 서버, 데이터 입력 디바이스, 사용자 인터페이스 등), 데이터 저장소(604), 웨이퍼 테이프 메커니즘(606), 지지 기판 메커니즘(608), 이송 메커니즘(610), 및 고정 메커니즘(612)을 포함할 수 있다. 웨이퍼 테이프 메커니즘(606), 지지 기판 메커니즘(608), 이송 메커니즘(610), 및 고정 메커니즘(612)의 보다 상세한 설명이 지금까지 주어졌다는 점을 고려하면, 이들 메커니즘에 대한 구체적인 세부사항들은 여기서 반복되지 않는다. 그러나, 웨이퍼 테이프 메커니즘(606), 지지 기판 메커니즘(608), 이송 메커니즘(610), 및 고정 메커니즘(612)이 PC(602)와 데이터 저장소(604) 사이의 상호작용들에 어떻게 관련되는지에 대한 간략한 설명이 이후에 설명된다.
일 실시예에서, PC(602)는, 이송 메커니즘(610)을 사용하여 웨이퍼 테이프 메커니즘(606) 내의 웨이퍼 테이프로부터 다이를 지지 기판 메커니즘(608) - 여기서 다이는 고정 메커니즘(612)에 위치된 레이저 또는 다른 에너지-방출 디바이스의 작동을 통해 지지 기판 상에 고정될 수 있음 - 내의 지지 기판 상으로 직접 이송하는 이송 프로세스에 유용한 정보 및 데이터를 수신하기 위해 데이터 저장소(604)와 통신한다. PC(602)는 또한 웨이퍼 테이프 메커니즘(606), 지지 기판 메커니즘(608), 이송 메커니즘(610), 및 고정 메커니즘(612) 각각으로 그리고 그로부터 중계되는 데이터의 수신기, 컴파일러, 조직기, 및 제어기로서의 역할을 할 수 있다. PC(602)는 추가로 이송 시스템(600)의 사용자로부터 지시된 정보를 수신할 수 있다.
도 6은 웨이퍼 테이프 메커니즘(606) 및 지지 기판 메커니즘(608)에 인접한 방향성 이동 능력 화살표들을 도시하지만, 이들 화살표는 단지 이동성에 대한 일반적인 방향들을 나타내며, 웨이퍼 테이프 메커니즘(606) 및 지지 기판 메커니즘(608) 둘 모두가 또한 예를 들어 평면 내 회전, 피치, 롤, 및 요(yaw)를 포함한 다른 방향들로 이동할 수 있다는 것이 고려된다는 것에 유의한다.
이송 시스템(600)의 컴포넌트들의 상호작용의 추가적인 세부사항들이 이하에서 도 7과 관련하여 설명된다.
상세한 예시적인 직접 이송 시스템
이송 시스템(700)의 각각의 요소들 사이의 통신 경로들의 개략도가 다음과 같이 설명될 수 있다.
직접 이송 시스템은 개인용 컴퓨터(PC)(702)(또는 서버, 데이터 입력 디바이스, 사용자 인터페이스 등)를 포함할 수 있으며, 이는 데이터 저장소(704)로부터 통신을 수신하고, 그에 통신을 제공할 수 있다. PC(702)는 제1 셀 관리자(706)("셀 관리자 1"로서 예시됨) 및 제2 셀 관리자(708)("셀 관리자 2"로서 예시됨)와 추가로 통신할 수 있다. 따라서, PC(702)는 제1 셀 관리자(706)와 제2 셀 관리자(708) 사이에서 지시들을 제어하고 동기화할 수 있다.
PC(702)는 데이터 저장소(704)뿐만 아니라 제1 및 제2 셀 관리자들(706, 708)과 관련하여 다양한 기능들을 수행하기 위해 지시들이 실행될 수 있는 프로세서들 및 메모리 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, PC(702)는 프로젝트 관리자(710) 및 니들 프로파일 정의기(712)를 포함할 수 있다.
프로젝트 관리자(710)는 직접 이송 프로세스를 조직화하고 웨이퍼 테이프 및 그 위의 다이에 대한 지지 기판의 배향 및 정렬과 관련하여 원활한 기능을 유지하기 위해 제1 및 제2 셀 관리자들(706, 708) 및 데이터 저장소(704)로부터 입력을 수신할 수 있다.
니들 프로파일 정의기(712)는 니들 스트로크 성능 프로파일에 관한 데이터를 포함할 수 있으며, 이는 로딩된 웨이퍼 테이프 상의 특정 다이 및 지지 기판 상의 회로 트레이스의 패턴에 따라 원하는 니들 스트로크 성능에 관하여 이송 메커니즘에 지시하는 데 사용될 수 있다. 니들 프로파일 정의기(712)의 추가적인 세부사항들이 본 명세서에서 이하에서 추가로 논의된다.
데이터 저장소(704)로 되돌아가면, 데이터 저장소(704)는 웨이퍼 테이프 메커니즘에 로딩된 웨이퍼 테이프에 특정적일 수 있는, 다이 맵(714)과 같은 데이터를 포함하는 메모리를 포함할 수 있다. 앞서 설명된 바와 같이, 다이 맵은 특정 다이의 위치에 대한 사전-조직화된 설명을 제공할 목적으로 웨이퍼 테이프 상의 각각의 다이의 상대적 위치들 및 그의 품질을 설명할 수 있다. 또한, 데이터 저장소(704)는 또한 회로 CAD 파일들(716)을 포함하는 메모리를 포함할 수 있다. 회로 CAD 파일들(716)은 로딩된 지지 기판 상의 특정 회로 트레이스 패턴에 관한 데이터를 포함할 수 있다.
프로젝트 관리자(710)는 데이터 저장소(704)로부터 다이 맵(714) 및 회로 CAD 파일들(716)을 수신할 수 있고, 각각의 정보를 제1 및 제2 셀 관리자들(706, 708)에 각각 중계할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 셀 관리자(706)는 다이 관리자(718)를 통해 데이터 저장소(704)로부터의 다이 맵(714)을 사용할 수 있다. 보다 구체적으로, 다이 관리자(718)는 다이 맵(714)을 센서 관리자(720)에 의해 수신된 정보와 비교할 수 있고, 그에 기초하여, 특정 다이의 위치에 관한 지시들을 모션 관리자(722)에 제공할 수 있다. 센서 관리자(720)는 다이 검출기(724)로부터 웨이퍼 테이프 상의 다이의 실제 위치에 관한 데이터를 수신할 수 있다. 센서 관리자(720)는 또한 다이 맵(714)에 따라 특정 위치에서 특정 다이를 찾도록 다이 검출기(724)에 지시할 수 있다. 다이 검출기(724)는 도 2a 및 도 2b의 제2 센서(244)와 같은 센서를 포함할 수 있다. 웨이퍼 테이프 상의 다이의 실제 위치의 수신된 데이터(확인 또는 위치에서의 시프트에 관한 업데이트)에 기초하여, 모션 관리자(722)는 웨이퍼 테이프를 이송 메커니즘의 니들과의 정렬 위치로 운반하도록 제1 로봇(726)("로봇 1"로서 예시됨)에 지시할 수 있다.
지시된 위치에 도달하면, 제1 로봇(726)은 그것의 이동의 완료를 니들 제어보드 관리자(728)로 전달할 수 있다. 추가적으로, 니들 제어 보드 관리자(728)는 이송 동작의 실행을 조정하기 위해 PC(702)와 직접 통신할 수 있다. 이송 동작의 실행 시, PC(702)는 니들 액추에이터/니들(730)을 활성화하도록 니들 제어 보드 관리자(728)에 지시하여, 이에 의해 니들이 니들 프로파일 정의기(712) 내의 로딩된 니들 프로파일에 따라 스트로크를 수행하게 할 수 있다. 니들 제어보드 관리자(728)는 또한 레이저 제어/레이저(732)를 활성화할 수 있으며, 이에 의해 니들이 이송 동작을 실행하기 위해 웨이퍼 테이프를 통해 다이를 아래로 가압함에 따라 레이저가 지지 기판을 향해 빔을 방출하게 할 수 있다. 위에서 나타낸 바와 같이, 레이저 제어/레이저(732)의 활성화는 니들 스트로크의 활성화, 또는 심지어 완전한 활성화 이전, 그와 동시에, 그 동안, 또는 그 후에 발생할 수 있다.
따라서, 제1 셀 관리자(706)는 다음을 포함하는 복수의 상태들을 통과할 수 있다: 제1 로봇(726)에게 어디로 가라고 지시할지 결정하는 것; 제1 로봇(726)에게 결정된 위치로 가도록 지시하는 것; 니들을 턴 온하는 것; 고정 디바이스를 활성화하는 것; 및 리셋하는 것.
이송 동작을 실행하기 전에, 프로젝트 관리자(710)는 회로 CAD 파일들(716)의 데이터를 제2 셀 관리자(708)로 중계할 수 있다. 제2 셀 관리자(708)는 센서 관리자(734) 및 모션 관리자(736)를 포함할 수 있다. 회로 CAD 파일들(716)을 사용하여, 센서 관리자(734)는 지지 기판 상의 기준점들을 찾도록 기판 정렬 센서(738)에 지시하며 이에 의해 그 위의 회로 트레이스의 위치에 따라 지지 기판을 검출하고 배향할 수 있다. 센서 관리자(734)는 지지 기판 상의 회로 트레이스 패턴의 확인 또는 업데이트된 위치 정보를 수신할 수 있다. 센서 관리자(734)는 이송 동작의 실행을 위해 지지 기판을 정렬 위치(즉, 이송 고정 위치)로 운반하기 위한 지시들을 제2 로봇(740)("로봇 2"로 예시됨)에 제공하도록 모션 관리자(736)와 조정할 수 있다. 따라서, 회로 CAD 파일들(716)은 다이가 그 위의 회로 트레이스로 정확하게 이송될 수 있도록 웨이퍼 테이프에 대해 지지 기판을 정렬시키는 데 있어서 프로젝트 관리자(710)를 도울 수 있다.
따라서, 제2 셀 관리자(708)는 다음을 포함하는 복수의 상태들을 통과할 수 있다: 제2 로봇(740)에게 어디로 가라고 지시할지 결정하는 것; 제2 로봇(740)에게 결정된 위치로 가도록 지시하는 것; 및 리셋하는 것.
전술된 이송 시스템(700)의 다양한 컴포넌트들 모두 또는 그보다 적은 컴포넌트들 사이에서 추가적인 및 대안적인 통신 경로들이 가능하다는 것이 이해된다.
예시적인 직접 이송 방법
하나 이상의 다이가 웨이퍼 테이프로부터 지지 기판으로 직접 이송되는, 직접 이송 프로세스를 실행하는 방법(800)이 도 8에 예시된다. 본 명세서에 설명된 방법(800)의 단계들은 임의의 특정 순서가 아닐 수 있고, 이와 같이 원하는 제품 상태를 달성하기 위해 임의의 만족스러운 순서로 실행될 수 있다. 방법(800)은 이송 프로세스 데이터를 PC 및/또는 데이터 저장소로 로딩하는 단계(802)를 포함할 수 있다. 이송 프로세스 데이터는 다이 맵 데이터, 회로 CAD 파일 데이터, 및 니들 프로파일 데이터와 같은 데이터를 포함할 수 있다.
웨이퍼 테이프를 웨이퍼 테이프 컨베이어 메커니즘으로 로딩하는 단계(804)가 또한 방법(800)에 포함될 수 있다. 웨이퍼 테이프를 웨이퍼 테이프 컨베이어 메커니즘으로 로딩하는 것은, 추출 위치로도 알려진, 로드 위치로 이동하도록 웨이퍼 테이프 컨베이어 메커니즘을 제어하는 것을 포함할 수 있다. 웨이퍼 테이프는 웨이퍼 테이프 컨베이어 메커니즘에서 로드 위치에 고정될 수 있다. 웨이퍼 테이프는 반도체의 다이가 지지 기판 컨베이어 메커니즘을 향해 하방으로 대면하도록 로딩될 수 있다.
방법(800)은 지지 기판 컨베이어 메커니즘(806)으로 로딩할 지지 기판을 준비하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 지지 기판을 준비하는 것은 PC 또는 데이터 저장소로 로딩되는 CAD 파일들의 패턴에 따라 지지 기판 상에 회로 트레이스를 스크린 인쇄하는 단계를 포함할 수 있다. 추가적으로, 기준점들이 이송 프로세스를 돕기 위해 회로 기판 상에 인쇄될 수 있다. 지지 기판 컨베이어 메커니즘은, 추출 위치로도 알려진, 로드 위치로 이동하도록 제어될 수 있으며, 그 결과 지지 기판은 지지 기판 컨베이어 메커니즘으로 로딩될 수 있다. 지지 기판은 회로 트레이스가 웨이퍼 상의 다이를 향해 대면하도록 로딩될 수 있다. 일 실시예에서, 예를 들어, 지지 기판은 조립 라인의 스타일에서와 같은, 컨베이어(도시되지 않음) 또는 다른 자동화 메커니즘에 의해 전달되고 로드 위치에 배치될 수 있다. 대안적으로, 지지 기판은 작업자에 의해 수동으로 로딩될 수 있다.
일단 지지 기판이 웨이퍼 테이프 컨베이어 메커니즘에 적절히 로딩된 웨이퍼 테이프에서 지지 기판 컨베이어 메커니즘에 적절하게 로딩되면, 웨이퍼 테이프로부터 지지 기판의 회로 트레이스로의 다이의 직접 이송을 제어하기 위한 프로그램은 직접 이송 동작을 시작하기 위해(808) PC를 통해 실행될 수 있다. 직접 이송 동작의 상세사항들이 이하에서 설명된다.
예시적인 직접 이송 동작 방법
다이가 웨이퍼 테이프(또는 도 9의 단순화된 설명을 위해 "다이 기판"이라고도 불리는, 다이를 유지하는 다른 기판)로부터 지지 기판으로 직접 이송되게 하는 직접 이송 동작의 방법(900)이 도 9에 예시된다. 본 명세서에 설명된 방법(900)의 단계들은 임의의 특정 순서가 아닐 수 있고, 이와 같이 원하는 제품 상태를 달성하기 위해 임의의 만족스러운 순서로 실행될 수 있다.
어떤 다이를 지지 기판 상에 배치할 것인지 및 지지 기판 상에 다이를 배치할 곳을 결정하기 위해, PC는 지지 기판의 식별 및 이송될 다이를 포함하는 다이 기판의 식별에 관한 입력을 수신할 수 있다(902). 이 입력은 사용자에 의해 수동으로 입력될 수 있거나, 또는 PC는 지지 기판 정렬 센서 및 다이 검출기를 각각 제어하는 셀 관리자들에게 요청을 전송할 수 있다. 요청은 바코드 또는 QR 코드와 같은 식별 마커를 위해 로딩된 기판을 스캔하도록 센서에 지시할 수 있고/있거나; 요청은 바코드 또는 QR 코드와 같은 식별 마커를 위해 로딩된 다이 기판을 스캔하도록 검출기에 지시할 수 있다.
지지 기판 식별 입력을 사용하여, PC는 지지 기판 및 다이 기판의 각각의 식별 마커들을 매칭하고 연관된 데이터 파일들을 검색하기 위해 데이터 저장소 또는 다른 메모리에 질의할 수 있다(904). 특히, PC는 지지 기판 상의 회로 트레이스의 패턴을 설명하는 지지 기판과 연관된 회로 CAD 파일을 검색할 수 있다. 회로 CAD 파일은 회로 트레이스로 이송될 다이의 수, 상대적 위치, 및 그의 각각의 품질 요건과 같은 데이터를 추가로 포함할 수 있다. 마찬가지로, PC는 다이 기판 상의 특정 다이의 상대적 위치들의 맵을 제공하는 다이 기판과 연관된 다이 맵 데이터 파일을 검색할 수 있다.
지지 기판으로의 다이의 이송을 실행하는 프로세스에서, PC는 이송 메커니즘 및 고정 메커니즘에 대한 지지 기판 및 다이 기판의 초기 배향을 결정할 수 있다. 단계(906) 내에서, PC는 지지 기판 상의 기준점들을 위치파악하도록 기판 정렬 센서에 지시할 수 있다. 위에서 논의된 바와 같이, 기준점들은 지지 기판 상의 회로 트레이스의 상대적 위치 및 배향을 결정하기 위한 기준 마커들로서 사용될 수 있다. 또한, PC는 다이의 경비를 결정하기 위해 다이 기판 상의 하나 이상의 기준 지점들을 위치파악하도록 다이 검출기에 지시할 수 있다.
일단 지지 기판 및 다이 기판의 초기 배향이 결정되면, PC는 지지 기판 및 다이 기판을 각각 이송 메커니즘 및 고정 메커니즘과의 정렬 위치로 배향시키도록 각각의 지지 기판 및 다이 기판 운반 메커니즘들에 지시할 수 있다.
정렬 단계(908)는 다이가 이송될 회로 트레이스의 부분의 위치(910), 및 해당 부분이 이송 고정 위치에 대하여 어디에 위치되는지를 결정하는 것(912)을 포함할 수 있다. 이송 고정 위치는 이송 메커니즘과 고정 메커니즘 사이의 정렬 지점으로 간주될 수 있다. 단계들(910, 912)에서 결정된 데이터에 기초하여, PC는 다이가 이송될 회로 트레이스의 부분을 이송 고정 위치와 정렬시키기 위해 지지 기판을 운반하도록 지지 기판 운반 메커니즘에 지시할 수 있다(914).
정렬 단계(908)는 다이 기판 상의 어느 다이가 이송될 것인지(916), 및 다이가 이송 고정 위치에 대하여 어디에 위치되는지를 결정하는 것(918)을 추가로 포함할 수 있다. 단계들(916, 918)에서 결정된 데이터에 기초하여, PC는 이송될 다이를 이송 고정 위치와 정렬시키기 위해 다이 기판을 운반하도록 웨이퍼 테이프 운반 메커니즘에 지시할 수 있다(920).
일단 다이 기판으로부터 이송될 다이 및 다이가 이송될 회로 트레이스의 부분이 이송 메커니즘 및 고정 메커니즘과 정렬되면, 다이 기판으로부터 지지 기판으로의 다이의 이송을 실행하기 위해 니들 및 고정 디바이스(예를 들어, 레이저)가 작동될 수 있다(922).
다이가 이송된 후, PC는 추가적인 다이가 이송될지 여부를 결정할 수 있다(924). 다른 다이가 이송되어야 하는 경우, PC는 단계(908)로 되돌아가서 후속 이송 동작을 위해 그에 따라 제품 및 다이 기판들을 재정렬시킬 수 있다. 다른 다이 이송이 없을 경우, 이송 프로세스는 종료된다(926).
예시적인 직접 이송 컨베이어/조립 라인 시스템
도 10과 관련하여 설명된 실시예에서, 전술된 직접 이송 장치의 여러 컴포넌트들이 컨베이어/조립 라인 시스템(1000)(이하 "컨베이어 시스템")에서 구현될 수 있다. 특히, 도 2a 및 도 2b는, 지지 기판(210)이, 지지 기판 컨베이어 프레임(214)에 의해 유지되고 지지 기판 홀더 프레임(216)에 의해 인장되는 것을 도시한다. 장치(200)에 대해 표시된 바와 같이 모터들, 레일들, 및 기어의 시스템을 통해 제한된 영역에서 지지 기판 컨베이어 프레임(214)을 고정시키는 것에 대한 대안으로서, 도 10은 지지 기판이 조립 라인 스타일 프로세스를 거치는 컨베이어 시스템(1000)을 통해 운반되는 지지 기판 컨베이어 프레임(214)을 예시한다. 운반되는 지지 기판 상에서 수행되는 동작들 사이에서의 운반의 실제 수단으로서, 컨베이어 시스템(1000)은 복수의 지지 기판 컨베이어 프레임들(214)을 순차적으로 운반하기 위한 일련의 트랙들, 롤러들, 및 벨트들(1002) 및/또는 다른 핸들링 디바이스들을 포함할 수 있으며, 각각은 지지 기판을 유지한다.
일 실시예에서, 컨베이어 시스템(1000)의 동작 스테이션들은 하나 이상의 인쇄 스테이션들(1004)을 포함할 수 있다. 빈 지지 기판들이 인쇄 스테이션(들)(1004)으로 운반됨에 따라, 회로 트레이스가 그 위에 인쇄될 수 있다. 다수의 인쇄 스테이션들(1004)이 있는 경우, 다수의 인쇄 스테이션들(1004)은 직렬로 배열될 수 있고, 완전한 회로 트레이스를 형성하기 위해 각각 하나 이상의 인쇄 동작들을 수행하도록 구성될 수 있다.
추가적으로, 컨베이어 시스템(1000)에서, 지지 기판 컨베이어 프레임(214)은 하나 이상의 다이 이송 스테이션들(1006)로 운반될 수 있다. 다수의 다이 이송 스테이션들(1006)이 있는 경우, 다수의 다이 이송 스테이션들(1006)은 직렬로 배열될 수 있고, 각각 하나 이상의 다이 이송들을 수행하도록 구성될 수 있다. 이송 스테이션(들)에서, 지지 기판들은 본 명세서에 설명된 직접 이송 장치 실시예들 중 하나 이상을 사용하여 이송 동작을 통해 이송되고 그에 부착되는 하나 이상의 다이를 가질 수 있다. 예를 들어, 각각의 이송 스테이션(1006)은 웨이퍼 테이프 운반 메커니즘, 이송 메커니즘, 및 고정 메커니즘을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 회로 트레이스는 지지 기판 상에 이전에 준비되었을 수 있고, 이와 같이, 지지 기판은 하나 이상의 이송 스테이션들(1006)로 직접 운반될 수 있다.
이송 스테이션들(1006)에서, 웨이퍼 테이프 운반 메커니즘, 이송 메커니즘, 및 고정 메커니즘은 스테이션에 들어갈 때 운반된 지지 기판 컨베이어 프레임(214)에 대해 정렬될 수 있다. 이러한 상황에서, 이송 스테이션(1006) 컴포넌트들은, 복수의 지지 기판들이 컨베이어 시스템(1000)을 통해 운반됨에 따라, 각각의 지지 기판 상의 동일한 상대적 위치에서 동일한 이송 동작을 반복적으로 수행할 수 있다.
더욱이, 컨베이어 시스템(1000)은 최종 프로세싱을 수행하도록 지지 기판이 운반될 수 있는 하나 이상의 마감 스테이션들(1008)을 추가로 포함할 수 있다. 최종 프로세싱의 유형, 양, 및 지속기간은 제품의 특징부들 및 제품을 제조하는 데 사용된 재료들의 속성들에 의존할 수 있다. 예를 들어, 지지 기판은 마감 스테이션(들)(1008)에서 추가적인 경화 시간, 보호 코팅, 추가적인 컴포넌트들 등을 수용할 수 있다.
직접 이송 장치의 제2 예시적인 실시예
도 11a 및 도 11b에 보여지는 바와 같이, 직접 이송 장치의 다른 실시예에서, "광 스트링"이 형성될 수 있다. 장치(1100)의 많은 특징부들이 도 2a 및 도 2b의 장치(200)의 특징부들과 실질적으로 유사하게 유지될 수 있지만, 도 11a 및 도 11b에 도시된 바와 같이, 지지 기판 운반 메커니즘(1102)은 지지 기판(210)과 상이한 지지 기판(1104)을 운반하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 도 2a 및 도 2b에서, 지지 기판 운반 메커니즘(202)은 지지 기판 컨베이어 프레임(214) 및 인장기 프레임(216)을 포함하며, 이는 인장 하에서 시트-형 지지 기판 (218)을 고정시킨다. 그러나, 도 11a 및 도 11b의 실시예에서, 지지 기판 운반 메커니즘(1102)은 지지 기판 릴 시스템을 포함할 수 있다.
지지 기판 릴 시스템은 "스트링 회로"로 감긴 하나 또는 2개의 회로 트레이스 릴들(1106)을 포함할 수 있으며, 이는 지지 기판(1104)으로서 한 쌍의 인접하게 감긴 전도성 스트링들 또는 와이어들을 포함할 수 있다. 릴이 하나만 있는 경우, 릴(1106)은 이송 위치의 제1 측면 상에 위치될 수 있고, 한 쌍의 전도성 스트링들(1104)은 단일 릴(1106) 주위에 감길 수 있다. 대안적으로, 이송 위치의 제1 측면 상에 위치된 2개의 회로 트레이스 릴들(1106)이 있을 수 있으며, 여기서 각각의 릴(1106)은 스트링 회로의 단일 스트랜드를 포함하고 이어서 스트랜드들은 이송 위치를 통과하기 위해 합쳐진다.
하나의 릴(1106)이 구현되는지 또는 2개의 릴들(1106)이 구현되는지에 관계없이, 스트링 회로를 형성하는 다이 이송 프로세스는 각각의 경우에서 실질적으로 유사할 수 있다. 특히, 지지 기판(1104)의 전도성 스트링들은 이송 위치에 걸쳐 릴(들)(1106)로부터 스레드될 수 있고 마감 디바이스(1108)로 공급될 수 있다. 일 실시예에서, 마감 디바이스(1108)는: 예를 들어, 반투명 또는 투명 플라스틱의 보호 코팅을 수용하는 코팅 디바이스; 또는 제품의 최종 프로세싱의 일부로서 스트링 회로의 경화를 완료할 수 있는 경화 장치일 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 회로 스트링은 다른 릴 상으로 공급될 수 있으며, 이는 스트링 회로의 최종 프로세싱 전에 스트링 회로를 그 위에 감을 수 있다. 지지 기판(1104)의 전도성 스트링들이 이송 위치를 통해 당겨짐에 따라, 이송 메커니즘(206)은 다이(220)를 지지 기판(1104)의 전도성 스트링들로 이송하기 위해 (전술된 바와 같이) 니들 스트로크를 수행하도록 작동되어, 다이(220)의 전기 접촉 단자들이 인접 스트링들 상에 각각 배치되게 할 수 있고, 고정 메커니즘(208)은 다이(220)를 제위치에 부착하도록 작동될 수 있다.
또한, 장치(1100)는 지지 기판(1104)의 전도성 스트링들이 지지되고 그에 맞대어 추가로 인장될 수 있는 인장 롤러들(1110)을 포함할 수 있다. 따라서, 인장 롤러들(1110)은 다이 이송 정확성을 향상시키기 위해, 형성된 스트링 회로에서 인장을 유지하는 것을 도울 수 있다.
도 11b에서, 다이(220)는 지지 기판(1104)의 전도성 스트링들로 이송되어, 지지 기판(1104)의 전도성 스트링들을 (어느 정도까지) 통합시키고 스트링 회로를 형성하는 것으로서 도시된다.
직접 이송 장치의 제3 예시적인 실시예
도 12에서 보여지는 바와 같은, 직접 이송 장치의 추가적인 실시예에서, 장치(1200)는 웨이퍼 테이프 운반 메커니즘(1202)을 포함할 수 있다. 특히, 도 2a 및 도 2b에 도시된 웨이퍼 테이프 컨베이어 프레임(222) 및 웨이퍼 테이프 홀더 프레임(224) 대신에, 웨이퍼 테이프 운반 메커니즘(1202)은 다이를 단일 기판으로 이송하기 위해 장치(1200)의 이송 위치를 통해 다이(220)를 운반하기 위해 하나 이상의 릴들(1204)의 시스템을 포함할 수 있다. 특히, 각각의 릴(1204)은 스트립의 길이를 따라 연속적으로 부착된 다이(220)를 갖는, 좁고 연속적인 세장형 스트립으로서 형성된 다이 기판(1206)을 포함할 수 있다.
단일 릴(1204)이 사용되는 경우, 이송 동작은 모터들, 트랙들, 및 기어들을 사용하여, 실질적으로 전술된 바와 같이 지지 기판 운반 메커니즘(202)을 통해 지지 기판(210)을 운반하는 것을 포함할 수 있다. 그러나, 웨이퍼 테이프 운반 메커니즘(1202)은 실질적으로 정적인 메커니즘을 포함할 수 있는데, 이는, 릴(1204)로부터 다이 기판(1206)을 펼침으로써 다이(220)가 이송 위치를 통해 연속적으로 공급될 수 있는 한편 릴(1204) 자체는 고정된 위치에서 유지된다는 점에서 그러하다. 일 실시예에서, 다이 기판(1206)의 인장은 인장 롤러들(1208), 및/또는 인장 릴(1210) - 이는 릴(1204) 반대편에 있는 장치(1200)의 측면 상에 배치될 수 있음 - 에 의해 안정성 목적을 위해 유지될 수 있다. 인장 릴(1210)은 다이가 이송된 후 다이 기판(1206)을 감을 수 있다. 대안적으로, 인장은, 다이(220)를 순환시키도록 각각의 이송 동작 후 이송 위치를 통해 그것을 당기는 것을 돕기 위해 다이 기판(1206)을 고정시키는 임의의 다른 적합한 수단에 의해 유지될 수 있다.
다수의 릴들(1204)이 사용되는 실시예에서, 각각의 릴(1204)은 다른 릴들(1204)에 측방향으로 인접하여 배치될 수 있다. 각각의 릴(1204)은 특정 이송 메커니즘(206) 및 특정 고정 메커니즘(208)과 쌍을 이룰 수 있다. 이 경우, 이송 메커니즘들 및 고정 메커니즘들의 각각의 개별 세트는, 다수의 다이가 동일한 지지 기판(210) 상의 다수의 위치들에 동시에 배치될 수 있도록, 지지 기판(210)에 대하여 배열될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 각각의 이송 위치들(즉, 이송 메커니즘과, 대응하는 고정 메커니즘 사이의 정렬)은 다양한 회로 트레이스 패턴들을 수용하기 위해 일렬로 있거나, 오프셋되거나, 또는 스태거링될 수 있다.
하나의 릴(1204) 또는 복수의 릴들(1204)이 구현되는지 여부에 관계없이, 다이 이송 동작은 장치(200)의 제1 예시적인 실시예에 대해 전술된 바와 같이 이송 동작과 비교적 유사할 수 있다. 예를 들어, 지지 기판(210)은 지지 기판 운반 메커니즘(202)을 통해 전술된 것과 동일한 방식으로 이송 위치(다이 고정 위치)로 운반될 수 있고, 이송 메커니즘(들)(206)은 다이(220)를 다이 기판(1206)으로부터 지지 기판(210)으로 이송하기 위해 니들 스트로크를 수행할 수 있고, 고정 메커니즘(208)은 다이(220)를 지지 기판(210)에 부착하는 것을 돕기 위해 작동될 수 있다.
복수의 릴들(1204)을 갖는 실시예에서, 회로 트레이스 패턴은 모든 이송 메커니즘이 동시에 작동될 필요가 없도록 할 수 있다는 점에 유의한다. 따라서, 다수의 이송 메커니즘들은 지지 기판이 이송을 위해 다양한 위치들로 운반됨에 따라 간헐적으로 작동될 수 있다.
직접 이송 장치의 제4 예시적인 실시예
도 13은 직접 이송 장치(1300)의 실시예를 도시한다. 도 2a 및 도 2b에서와 같이, 지지 기판 운반 메커니즘(202)은 웨이퍼 테이프 운반 메커니즘(204)에 인접하여 배치될 수 있다. 그러나, 운반 메커니즘들(202, 204) 사이에는, 웨이퍼 테이프(218)로부터 지지 기판(210)으로의 다이(220)의 이송을 실행하기 위한 이송 메커니즘(1302)이 배치될 수 있는 공간이 있다.
이송 메커니즘(1302)은, 웨이퍼 테이프(218)로부터 다이(220)를 한 번에 하나 이상 픽(pick)하고 아암(1306)을 통해 연장되는 축 A를 중심으로 회전하는 콜릿(1304)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 13은, 콜릿(1304)이 웨이퍼 테이프(218)의 다이-운반 표면과 지지 기판(210)의 이송 표면 사이에서 피벗점(1308)을 중심으로 180도 피벗할 수 있도록(방향성 피벗 화살표들 참조) 지지 기판(210)에 대면하는 웨이퍼 테이프(218)를 도시한다. 즉, 콜릿(1304)의 연장의 방향은 웨이퍼 테이프(218) 및 지지 기판(210) 둘 모두의 이송의 표면 또는 평면에 직교하는 평면에서 피벗한다. 대안적으로, 일부 실시예들에서, 콜릿의 아암 구조는 2개의 평행 표면들 사이에서 피벗하도록 배열될 수 있고, 콜릿의 아암은 평행 평면을 따라 피벗할 수 있다. 따라서, 웨이퍼 테이프(218)에 대면할 때, 콜릿(1304)은 다이(220)를 픽하고, 이어서 고정 메커니즘(208)과 일직선이 되도록 지지 기판(210)의 표면으로 즉시 피벗할 수 있다. 이어서 콜릿(1304)은 지지 기판(210) 상의 회로 트레이스(212)에 부착될 다이(220)를 이송하기 위해 다이(220)를 해제한다.
일 실시예에서, 이송 메커니즘(1302)은 상이한 방향들로 아암으로부터 연장되는 2개 이상의 콜릿들(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 그러한 실시예에서, 콜릿들은 콜릿 정지 위치들을 통해 360도 회전하여 인덱싱될 수 있고 콜릿이 웨이퍼 테이프(218)를 지날 때마다 다이를 픽하고 이송할 수 있다.
추가적으로, 하나 이상의 콜릿들(1304)은 콜릿(1304)을 통한 양 및 음의 진공 압력을 사용하여 다이(220)를 픽하고 웨이퍼 테이프로부터 이를 해제할 수 있다.
미세-조정 조립체를 갖는 직접 이송 장치의 제1 예시적인 실시예
직접 이송 장치(1400)의 실시예가 도 14에 예시된다. 도시된 실시예에서, 미세-조정 메커니즘(1402)이 웨이퍼 테이프 운반 메커니즘(1404)에 부착되며, 이는 웨이퍼 테이프(218)로부터 지지 기판(210)으로의 반도체 디바이스 다이(220)의 직접 이송을 도울 수 있다. 이송 장치(1400)의 많은 특징부들이 도 2a 및 도 2b의 장치(200)의 특징부들과 실질적으로 유사하게 유지될 수 있지만, 도 14 내지 도 18과 관련하여 본 명세서의 이하에서, 다이 이송 프로세스 동안 웨이퍼 테이프(218) 및 다이(220)의 배향 및/또는 위치에 대한 미세 조정들(예를 들어, 5 마이크로미터 내지 50 마이크로미터, 또는 1 마이크로미터 내지 1000 마이크로미터, 또는 0.5 마이크로미터 내지 5000 마이크로미터 등)을 수행하는 미세-조정 메커니즘(1402)의 구현을 포함하는 일부 차이점들이 논의된다.
개요로서, 이송 장치(1400)는 지지 기판 운반 메커니즘(202)(또한 도 2a 및 도 2b와 관련하여 도시됨), 및 웨이퍼 테이프 운반 메커니즘(1404)을 포함할 수 있다. 웨이퍼 테이프 운반 메커니즘(1404)은, 일반적으로, 그것이 웨이퍼 테이프 컨베이어 프레임(1406) 및 웨이퍼 테이프 홀더 프레임(1408)을 포함하기 때문에, 웨이퍼 테이프 운반 메커니즘(204)과 기능적으로 유사하다. 일반적으로, 지지 기판 운반 메커니즘(202) 및 웨이퍼 테이프 운반 메커니즘(1404)은, 이들이 연속적인 다이 이송 위치들 사이에서 더 큰 이동들(미세 이동들에 비해)을 위해 일반적으로 이동되기 때문에, "거친 이동"을 제공하는 메커니즘들로서 본 명세서에서 논의될 수 있다. 그러나, 위에서 나타낸 바와 같이, 도 14의 실시예에서의 웨이퍼 테이프 운반 메커니즘(1404)은 이하에서 상세히 논의되는 미세-조정 메커니즘(1402)을 포함한다. 거친 이동들을 제공하는 메커니즘들은 마이크로 거리를 포함하여 필요에 따라 더 작은 스케일로 이송 위치들 사이를 조정하는 데 여전히 사용될 수 있지만, 거친 이동 메커니즘들은 더 큰, 매크로 이동들(예를 들어, ~1 내지 2mm 이상)에 더 적합한 것으로 간주된다. 따라서, 거친 이동 운반 메커니즘과 관련한 미세-조정 메커니즘의 구현은 여러 상황들에서 유리할 수 있다. 예를 들어, 거친 이동 운반 메커니즘이 이송 위치를 오버슈트했거나, 이송 위치를 언더슈트했거나, 또는 거친 이동으로부터의 정지로 인해 이송 위치 근처에서 떨릴 때, 거친 이동에 추가하여 미세 조정이 이루어질 수 있어서, 이송 정렬이 예를 들어 마이크로 스케일에서 약간 벗어나게 할 수 있다.
미세-조정 메커니즘(1402)은, 셀 관리자(706)(도 7)와 함께, 다이 이송 프로세스 동안 지지 기판 (210)과 다이(220)를 정렬 및/또는 보다 밀접하게 정렬시키는 실시간 미세-조정들을 수행할 수 있다. 일 실시예에서, 이송 장치(1400)는 이동 컴포넌트를 정지시킨 후 진동 이동을 보상하는 것을 포함하는 상이한 목적들을 위해, 그리고/또는 운반 메커니즘들(202, 1404)의 모션 속도가 후속 다이 이송 전에 감속되는(각각의 이송 동작에서의 완전한 정지 대신에) 전반적인 다이 이송 동작들을 가속화하는 목적을 위해, 미세-조정들을 수행할 수 있다.
예를 들어, 일 양태에서, 미세-조정 메커니즘(1402)은 웨이퍼 테이프 컨베이어 프레임(1406)의 운반을 시작 및/또는 정지하는 것으로부터의 진동에 의해 야기되는 위치 오차들을 보정한다. 다이 이송률은 초당 배치된 약 6 내지 450개 이상의 다이의 범위일 수 있다. 일반적으로, 이송률이 증가함에 따라, 운반 장치의 기계적 복잡성 및 무게가 또한 증가할 수 있다. 이동 질량체들의 속도의 증가 및 이송률의 증가는, 그러한 질량체들이 빠르게 가속되고 이어서 갑자기 정지할 때, 집합적으로 시스템 컴포넌트 진동을 추가할 수 있다. 진동을 소산시키는 데 요구되는 안정화 시간은 다이 이송에서 시간-관련 비효율성을 생성할 수 있다. 일 실시예에서, 웨이퍼 테이프 홀더 프레임(1408)의 미세-조정은, 웨이퍼 테이프 운반 메커니즘(1404)의 안정화 시간을 감소 또는 제거하기 위해 다이의 상대적 위치에 영향을 미치는 진동을 상쇄시킴으로써 시스템 효율을 증가시킬 수 있다.
일 실시예에서, 웨이퍼 테이프 운반 메커니즘(1404)이 하나의 이송 위치에서 다음 이송 위치로 이동할 때 반복되는 시작들 및 중지들이 없이, 웨이퍼 테이프 홀더 프레임(1408)이 여전히 모션 중인 동안, 웨이퍼 테이프 운반 메커니즘(1404)이 계속해서 모션 중인 상태를 유지하고 다이(220)를 지지 기판(210)으로 이송하도록 함으로써 시스템 효율을 증가시키기 위해 미세-조정들이 수행될 수 있다.
장치의 구조를 고려하면, 도 15a는 일 실시예에 따른, 미세-조정 메커니즘(1500)(이하 "미세조정 메커니즘(1500)")의 등각도를 도시한다. 미세조정 메커니즘(1500)은 액추에이터(1502), 액추에이터(1502)가 고정될 수 있는 지지 아암(1504A)을 갖는 액추에이터 플랜지(1504), 웨이퍼 테이프(218)를 유지하기 위한 웨이퍼 테이프 홀더 프레임(1408)을 고정시키는 웨이퍼 지지 블록(1506), 및 웨이퍼 지지 블록(1506)을 액추에이터 플랜지(1504)에 연결하는 하나 이상의 스프링 부재들(1508)을 포함할 수 있다. 도시되지 않은 실시예에서, 액추에이터 플랜지(1504)는 웨이퍼 테이프 홀더 프레임(1408)과 직접 또는 간접 연결 상태에 있을 수 있다. 미세조정 메커니즘(1500)은 웨이퍼 테이프 컨베이어 프레임(1406)(도 14에 도시된 바와 같음)에 단단히 체결되어, 미세조정 메커니즘(1500)이 웨이퍼 테이프 컨베이어 프레임(1406)과 함께 이동하고 웨이퍼 테이프(218)의 위치에 대한 작은 독립적인 조정들을 수행하도록 할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 액추에이터(1502)는 액추에이터 브래킷 조립체(1510)를 이용해 액추에이터 플랜지(1504)에 장착될 수 있는 세장형 로드를 포함할 수 있다. 액추에이터 브래킷 조립체(1510)는 예를 들어 소켓 헤드 캡 스크류, 래치, 클립, 용접부 등과 같은 하나 이상의 체결 수단을 포함할 수 있다. 미세조정 메커니즘(1500)은 미세조정 메커니즘(1500)을 적절한 체결구(도시되지 않음)로 웨이퍼 테이프 컨베이어 프레임(1406)에 부착하기 위한 액추에이터 플랜지(1504)에 위치된 복수의 관통 구멍들(1512)을 포함할 수 있다.
액추에이터(1502)는, 조립될 때, 액추에이터(1502)의 몸체가 액추에이터 플랜지(1504)를 따르는 표면에 대해 단일 방향으로 슬라이딩가능하도록, 액추에이터 플랜지(1504) 상에 배치된다. 그러나, 액추에이터(1502)는 액추에이터 플랜지(1504)로부터의 거리 및 그의 연장 방향에 대해 고정된 배향으로 유지된다. 액추에이터 브래킷 조립체(1510)를 통해 소켓 헤드 캡 스크류들로 액추에이터 플랜지(1504)에 볼트체결된 원통형 몸체로서 도시되어 있지만, 액추에이터(1502)는 도 15a에 도시된 원통형 형태 이외의 많은 형상들을 취할 수 있으며, 액추에이터 플랜지(1504) 및 액추에이터(1502)가 서로에 대해 단일 유닛으로 동작하도록 하는 임의의 방식으로 액추에이터 플랜지(1504)에 체결될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
액추에이터(1502)는 압전 액추에이터일 수 있다. 압전 액추에이터들(압전 트랜스듀서들, 변환기(translator)들 등이라고도 불림)은 전기 에너지를 선형 모션으로 변환한다. 대안적으로, 액추에이터(1502)는 빠르고 정밀한 이동들을 수행하도록 구성될 수 있는, 압전 액추에이터 이외의, 모션 제어 액추에이터를 포함할 수 있다. 예시적인 대안적 액추에이터들은 선형 모터들, 볼 스크류를 갖는 서보 또는 스텝퍼 모터들, 음성 코일 등을 포함한다. 예를 들어 압전 액추에이터를 사용하면, 액추에이터(1502)는, 액추에이터(1502)의 제2 단부에 배치된 전기 커넥터(1514)를 통해 신호 자극이 인가될 때, 웨이퍼 지지 블록(1506)과 접촉하는 액추에이터(1502)의 제1 단부에서 상대적으로 큰 가압력(pushing force)(예를 들어, 1000+ N)을 인가할 수 있다.
액추에이터(1502)는 전기 커넥터(1514)를 통해 하나 이상의 시스템 제어기들에 연결될 수 있다. 도 7과 관련하여 이전에 논의된 바와 같이, 액추에이터(1502)를 제어하도록 여러 시스템 제어 메커니즘들이 구성될 수 있다. 시스템 제어기들은 신호 자극에 기초하여 액추에이터(1502)의 제1 단부의 스트로크 거리를 포함하는 액추에이터(1502)의 동작 양태들을 제어할 수 있다. 예시적인 제어기 시스템은, 예를 들어, 도 7과 관련하여 도시된 바와 같이, 센서 관리자(720), 모션 관리자(722), 센서 관리자(734), 및/또는 모션 관리자(736)일 수 있다.
액추에이터 응답들이 하나 이상의 신호 증폭기들과 함께 단일 채널 또는 다중-채널 제어기 시스템을 통해 일상적으로 제어가능하다는 것을 전기기계 제어 시스템 분야의 당업자는 이해해야 한다. 일 실시예에 따르면, 액추에이터(1502)는, 작동될 때, 액추에이터(1502)의 제1 단부가 웨이퍼 테이프 홀더 프레임(1408), 및 따라서, 웨이퍼 테이프(218)의 위치를 이동시키도록 제어가능하다. 웨이퍼 테이프 홀더 프레임(1408)은 하나 이상의 스프링 부재들(1508)(스프링 부재들을 갖는 실시예에서)을 통해 액추에이터 플랜지(1504)에 대해 이동가능할 수 있다. 대안적으로, 하나 초과의 방향으로 힘을 출력할 수 있는 다른 모션 제어 액추에이터들을 이용하면, 웨이퍼 테이프 홀더 프레임(1408)은, 액추에이터 자체가 복귀 방향으로의 모션을 야기할 수 있기 때문에 스프링 부재 없이 이동가능할 수 있다. 또한, 액추에이터(1502)는 도시된 상이한 위치에 있는 시스템의 구조 내에 배치될 수 있다. 즉, 거친 이동 운반 메커니즘 및 미세조정되고 있는 기판 또는 이송 메커니즘에 대한 액추에이터(1502)의 위치가 상이할 수 있다는 것이 고려된다. 예를 들어, 액추에이터(1502)는 미세조정된 부재(즉, 조정되는 위치를 갖는 어느 컴포넌트이든 - 거친 운반 메커니즘들 또는 이송 메커니즘들, 또는 이들의 조합 -)와 동일 평면에 있거나, 거친 이동 운반 메커니즘과 미세조정된 부재 사이에 적층되는 등일 수 있다. 일단 웨이퍼 테이프 홀더 프레임(1408), 웨이퍼 테이프(218), 및 다이(220)가 의도된 위치로 집합적으로 변위되면(즉, 정렬 위치가 달성되면), 이송 메커니즘(206)(도 14)은 정밀한 타이밍 및 위치 정확성으로 다이(220)를 지지 기판(210)으로 이송할 수 있다. 정렬 위치는 다이가 사전결정되고 의도된 위치에 위치될 때 정밀하며, 여기서 실제 위치는 사전결정된 오차 범위 내에 있다(즉, 위치는 사전결정된 허용오차 내에서 정확하다). 사전결정된 허용오차 범위의 예는 예를 들어 10 내지 50 마이크로미터일 수 있다. 다른 허용오차들도 고려된다.
위에서 나타낸 바와 같이, 일 실시예에서, 스프링 부재들(1508)은 웨이퍼 지지 블록(1506) 및 액추에이터 플랜지(1504)를 연결하여, 액추에이터(1502)의 제1 단부가 작동력(힘의 방향을 나타내는 화살표(1502A)로서 예시됨)을 인가할 수 있도록 한다. 작동력(1502A)은 웨이퍼 지지 블록(1506)을 변위시키며, 이는 제1(휴지) 위치로부터 작동 축(도 15a에서 X-축으로 도시됨)을 따른 제2 위치로의 웨이퍼 테이프 홀더 프레임(1408)의 변위로 변환된다. 변위는 액추에이터 플랜지(1504)에 대한 제1 위치로부터의 사전결정된 거리이다. 스프링 부재들(1508)은 작동력(1502A)의 축을 따라 웨이퍼 지지 블록(1506)을 이동시킴으로써 웨이퍼 테이프 홀더 프레임(1408)의 변위를 허용하도록 약간 변형될 수 있다. 예로서, 본 명세서에서 사용되는 웨이퍼 테이프의 변위는 약 5 마이크로미터 내지 약 200 마이크로미터의 범위일 수 있다. 작동력(1502A)의 인가 후, 스프링 부재들(1508)의 복원력에 의해 복귀력(힘의 방향을 나타내는 화살표(1508A)로서 예시됨)이 인가되어, 액추에이터(1502)의 제1 단부가 - 다른 수단에 의해 휴지 위치로 아직 복귀되지 않은 경우 - 액추에이터 플랜지(1504)에 대한 휴지 위치로 다시 강제되게 할 수 있다. 따라서, 스프링 부재들은 복귀 부재들로서의 역할을 할 수 있다.
액추에이터 플랜지(1504)(특히, 스프링 부재들(1508))는 특정 스프링 설계에 의존할 수 있는 만족스러운 탄성 기계적 속성들을 갖는 적합한 재료들로 구성될 수 있다. 예를 들어, 예시된 실시예에서는, 합금강, 탄소강, 코발트-니켈, 구리계 합금, 니켈계 합금, 티타늄 합금, 알루미늄 등과 같은 재료들이 만족스러울 수 있다. 추가적으로, 및/또는 대안적으로, 플라스틱들 및 다른 복합 재료들이 고려된다. 미세조정 메커니즘(1500)의 기하학적 구조 및 그의 구성 재료는 달라질 수 있으며, 본 명세서에 설명된 것들로 제한되지 않는다는 것을 이해해야 한다.
일 실시예에 따르면, 액추에이터 플랜지(1504) 및 스프링 부재들(1508)(또는 그 일부)은 이들이 단일 피스의 재료로 제조된다는 점에서, 통합될 수 있다. 다른 양태들에서, 이들은 통합된(단일-피스) 미세조정 메커니즘(1500)을 형성하기 위해, 별개의 컴포넌트들로 제조되고 (예를 들어, 용접 또는 다른 체결 기법들을 통해) 함께 체결될 수 있다. 예를 들어, 단일 피스의 스톡(stock)으로부터 제조될 때, 복수의 스프링 부재들(1508)은 액추에이터 플랜지(1504)의 일부분을 (예를 들어, 기계가공, 방전 기계가공(electro discharge machining, EDM) 등을 통해) 제거함으로써 형성될 수 있다(여기서 제거된 부분들은 도 15a에서 소용돌이-형상의 공동들로서 도시된다). 도 15a 내지 도 17에서 아치형 스프링 아암들로서 도시되었지만, 스프링 부재들(1508)은 작동력(1502A)이 제거된 후 웨이퍼 테이프 홀더 프레임(1408)을 제1(휴지) 위치로 복귀시키기 위한, 코일 스프링들과 같은, 적합한 다른 형태 또는 형상일 수 있다.
압전 액추에이터의 가능한 이점들 중 하나는 액추에이터(1502)의 가변적으로 제어가능한 작동 및 이용가능한 가압력이다. 작동의 속도 및 정밀도와 결합된 작동의 강도는 이송될 다이를 위치시킬 수 있는 위치 조정들에서의 정밀도를 제공할 수 있다. 다른 이점은, 작동의 속도 및 정밀도가 진동을 상쇄시키는 미세-조정들을 제공한다는 것이다. 예를 들어, 진동력을 상쇄시키는 것과 관련하여, 미세조정 메커니즘(1500)은, 정지 이전의 이동의 방향에 관계없이, 시스템이 지지 기판 컨베이어 프레임(214)과 연관된 질량체들의 빠른 가속 및 이어서 갑작스러운 감속(즉, 정지)에 의해 야기된 진동을 상쇄시키는 것을 돕기 위해, 단일 액추에이터(1502)로 도시된 바와 같이 구성될 수 있다. 달리 말하면, 미세조정 메커니즘(1500)이 연결되는 웨이퍼 테이프 운반 메커니즘(1404)의 빠른 정지에 의해 야기되는 진동을 상쇄시키기 위해 액추에이터를 작동시킬 때, 정지 이전의 미세조정 메커니즘(1500) 및 웨이퍼 테이프 운반 메커니즘(1404)의 이동 방향은 액추에이터(1502)의 작동의 방향을 고려할 때 중요하지 않을 수 있다. 정지에 의해 야기된 임의의 결과적인 진동 중 적어도 일부는 단일 액추에이터로 상쇄될 수 있다.
압전 액추에이터들은 미는 것에 의해(예를 들어, 한 방향으로 선형 힘을 인가하는 것에 의해) 미세-조정들을 제공할 수 있지만, 동일한 당기는 능력(예를 들어, 반대 방향으로 선형 힘을 인가하는 것)은 갖지 않을 수 있다. 예를 들어, 단일-방향 작동은, 2개의 방향(예를 들어, X 축을 따른 양의 방향 및 X 축을 따른 음의 방향)으로의 이동 능력들을 갖는 시스템에서의 상황에서 정밀한 작동(예를 들어, 위치 조정)을 위해 사용될 때 물리적 제한들을 가질 수 있다. 따라서, 액추에이터(1502)에 대해 압전 액추에이터를 사용할 때, 하나 초과의 방향으로 작동하도록 구성된 미세조정 메커니즘을 제공하는 것이 유리할 수 있다(도 16 및 도 17과 관련하여 본 명세서에서 추가로 논의됨).
도 15b는 본 출원의 일 실시예에 따른, 미세-조정 메커니즘(1500)을 포함하는, 웨이퍼 테이프 운반 메커니즘(1404)의, 도 15a에 도시된 선 XVB-XVB를 따라 대략적으로 취한, 개략 단면도를 예시한다. 니들(226) 및 니들 후퇴 지지부(230)는 웨이퍼 테이프 컨베이어 메커니즘(1404)의 배향에 대해 도시된다. 명확히 하기 위해, 도 15a는 도 15b에 도시된 것에서 뒤집혀진 배향으로 미세-조정 조립체(1500)를 도시한다. 도 15b에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 테이프 홀더 프레임(1408)은 웨이퍼 테이프(218)를 고정시키도록 구성되고, 미세-조정 조립체(1500)는 웨이퍼 테이프(218)의 위치에 대한 미세-조정들을 수행할 수 있다. 웨이퍼 테이프 컨베이어 프레임(1406)은 액추에이터 플랜지(1504)와 기계적으로 결합된다. 추가적으로, 도 15b는 액추에이터 플랜지(1504) 내의 갭들(1516)을 도시한다. 갭들(1516)은 스프링 부재들(1508)을 형성하기 위해 재료의 일부분들이 제거된(즉, 액추에이터 플랜지(1504) 및 웨이퍼 지지 블록(1506)이 단일 스톡 피스로부터 생성되는 실시예에서 위에서 논의된 바와 같이) 공동 공간들을 나타낸다. 일반적으로, 갭들(1516)은 다이(220)의 위치에 대한 미세 조정들이 수행될 수 있는 공간의 최대량을 나타낸다. 대안적인 실시예(도시되지 않음)에서, 액추에이터 플랜지 및 웨이퍼 지지 블록은 본 명세서에 도시되고 명시적으로 설명된 것 이외의 체결구들 및 스프링들에 의해 기계적으로 결합된 2개의 별개의 컴포넌트들일 수 있으며, 이 경우, 갭들(1516)은 여전히, 대안적으로 결합된 액추에이터 플랜지와 웨이퍼 지지 블록 사이에서 위치 조정이 이루어질 수 있는 공간을 나타낼 수 있다.
도 15c는 일 실시예에 따른, 미세-조정 조립체(1500)의, 도 15a에 도시된 선 XVC-XVC을 따라 대략적으로 취한, 다른 단면도를 예시한다. 명확성을 위해 니들 및 후퇴 지지부는 이 도면에서 생략된다. 웨이퍼 테이프 컨베이어 프레임(1406)은 컴포넌트들의 구별을 명확하게 도시하기 위해 액추에이터 플랜지(1504)로부터 약간 이격된 것으로 도시되어 있지만, 사용 시, 웨이퍼 테이프 컨베이어 프레임(1406)은 액추에이터 플랜지(1504)에의 부착을 통해 웨이퍼 테이프 홀더 프레임(1408)과 기계적으로 결합된다는 것이 당업자에 이해된다는 것에 유의한다. 도 15c에 도시된 바와 같이, 액추에이터(1502)는 부싱들, 개스킷들, 와셔들, 브래킷들 등을 포함할 수 있는 액추에이터 브래킷 조립체(1510)를 이용해 액추에이터 플랜지(1504) 상에 장착되거나 그에 매우 근접하게 유지될 수 있다. 일 실시예에서, 액추에이터(1502)와 액추에이터 플랜지(1504) 사이의 오프셋을 유지하는 것은 예를 들어 이동 동안의 마찰을 최소화할 수 있다.
미세-조정 조립체를 갖는 직접 이송 장치의 제2 예시적인 실시예
도 16은 본 출원의 다른 실시예에 따른, 장치의 하나 이상의 컴포넌트들의 미세-조정들을 수행하기 위한 제1 액추에이터(1602) 및 제2 액추에이터(1604)를 갖는 미세-조정 메커니즘(1600)(이하 "미세조정 메커니즘(1600)")의 저면도를 예시한다. 미세조정 메커니즘(1600)의 많은 특징부들이 도 15a의 미세조정 메커니즘(1500)의 특징부들과 실질적으로 유사하게 유지될 수 있지만, 일부 차이점들이 제2 액추에이터(1604)와 관련하여 본 명세서의 이하에서 논의된다.
미세조정 메커니즘(1600)은 웨이퍼 테이프(도 16에 도시되지 않음)를 유지하기 위한 웨이퍼 테이프 유지 프레임을 고정시키도록 구성되는 웨이퍼 지지 블록(1606)의 제1 측면과 접촉하도록 위치된 원위 단부를 갖는 제1 액추에이터(1602)를 포함한다. 또한, 미세조정 메커니즘(1600)은 제1 액추에이터(1602)의 원위 단부와 180도 반대되는 위치에서 웨이퍼 지지 블록(1606)과 접촉하도록 위치된 원위 단부를 갖는 제2 액추에이터(1604)를 포함한다. 웨이퍼 지지 블록(1606)에 대한 제1 액추에이터(1602) 및 제2 액추에이터(1604)의 각각의 원위 단부들의 근접부는 직접 접촉, 간접 접촉, 접합, 인접 등을 포함할 수 있다. 미세 조정 메커니즘(1600)은 지지 블록(1606)이 고정되는 액추에이터 플랜지(1608)를 포함할 수 있다. 더욱이, 액추에이터 플랜지(1608)는 제1 액추에이터(1602) 및 제2 액추에이터(1604)가 고정되는 지지 아암들(1608A, 1608B)을 포함할 수 있다. 도 16에 도시된 바와 같이, 스프링-기반 복귀 시스템을 추가로 구현할 수 있는 실시예에서, 미세조정 메커니즘(1600)은 또한 웨이퍼 지지 블록(1606)을 액추에이터 플랜지(1608)에 연결하는 복수의 변형가능한 스프링 부재들(1610)을 포함할 수 있다. 미세조정 메커니즘(1600)은 (도 15b에 도시된 바와 같은 미세조정 메커니즘(1500)과 유사한 방식으로) 구멍들(1612)을 통해 웨이퍼 테이프 컨베이어 프레임(1406)에 단단히 체결되어, 미세조정 메커니즘(1600)이 웨이퍼 테이프 컨베이어 프레임(그에 부착될 때)과 함께 이동하고 웨이퍼 테이프의 위치에 대한 미세 조정들을 수행할 수 있도록 할 수 있다.
따라서, 스프링 부재들(1610)은 웨이퍼 지지 블록(1606)과 액추에이터 플랜지(1608)를 연결하여, 제1 액추에이터(1602)의 원위 단부가 제1(휴지) 위치로부터 작동 축(도 16에서 X-축으로 도시됨)을 따라 제2 위치로 웨이퍼 지지 블록(1606)을 변위시키는 작동력(1602A)을 인가할 수 있도록 한다. 변위는 액추에이터 플랜지(1608)에 대한 제1 위치로부터의 가변적이고, 사전결정된 거리일 수 있다. 스프링 부재들(1610)은 작동력(1602A)의 축을 따라 웨이퍼 지지 블록(1606)을 이동시킴으로써 웨이퍼 지지 블록(1606)의 변위를 허용하도록 일시적으로 약간 변형될 수 있다. 작동력(1602A)의 인가 후, 스프링 부재들(1610)은, 제1 액추에이터(1602)의 원위 단부 - 제1 위치로 아직 복귀되지 않은 경우 - 가 액추에이터 플랜지(1608)에 대해 제1 위치로 다시 강제되도록, 복귀 스프링 힘(1610A)을 인가할 수 있다.
추가적으로 및/또는 대안적으로, 제2 액추에이터(1604)는 웨이퍼 지지 블록(1606)을 제1 위치로 복귀시키는 것을 돕기 위해 작동력(1604A)을 인가할 수 있다. 실시예가 스프링-기반 복귀 시스템을 포함하는 경우, 복귀 스프링 힘(1610A)은 웨이퍼 지지 블록(1606)을 제1 위치로 복귀시키기 위해 웨이퍼 지지 블록(1606)에 작용할 수 있다. 더욱이, 작동력(1604A)은 복귀 스프링 힘(1610B)보다 클 수 있으며, 운반의 속도, 액추에이터 플랜지(1608)에 대한 운반의 가속도, 및 액추에이터 플랜지(1608)에 대한 제1 위치로의 웨이퍼 지지 블록(1606)의 정밀한 복귀를 좌우하는 다른 제어가능한 인자들에 대한 추가 제어를 제공할 수 있다. 복귀력(1610B)은 또한 제2 액추에이터(1604)가 전술된 바와 같이 미세-조정 동작을 수행하고 있을 때 웨이퍼 지지 블록(1606)을 제1 위치로 복귀시킬 수 있다. 다시 말해서, 제1 위치는 공통 휴지 위치이고, 제2 액추에이터(1604)가 웨이퍼 지지 블록(1606)을 제1 액추에이터(1602)를 향해 밀 때 제3 위치에 도달될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 단일 축을 따른 2개의 방향으로의 웨이퍼 지지 블록(1606)의 미세-조정을 위한 정밀 작동 제어는, 다이를 이송할 때 미세-조정 이동들에 대한 더 큰 최적화 능력들을 제공할 수 있다. 제1 액추에이터(1602) 및 제2 액추에이터(1604) 각각은 각각 커넥터들(1614, 1616) 중 대응하는 하나를 통해 제어 시스템(도시되지 않음)에 각각 연결될 수 있다. 따라서, 도 16과 관련하여 설명된 것과 같은 실시예는 단일 축을 따른 2개의 이동 방향으로의 정렬 타이밍을 제공한다.
미세-조정 조립체를 갖는 직접 이송 장치의 제3 예시적인 실시예
추가적으로, 및/또는 대안적으로, 도 17은 4개의 마이크로 액추에이터, 즉 제1 액추에이터(1702), 제2 액추에이터(1704), 제3 액추에이터(1706), 및 제4 액추에이터(1708)를 갖는 미세-조정 메커니즘(1700)의 실시예의 저면도를 예시한다. 미세조정 메커니즘(1700)의 많은 특징부들은 각각 도 15 및 도 16에서의 미세조정 메커니즘들(1500, 1600)의 특징부들과 실질적으로 유사하게 유지될 수 있다. 예를 들어, 제1 액추에이터(1702) 및 제2 액추에이터(1704)는 제1 액추에이터(1602) 및 제2 액추에이터(1604)에 대해 설명된 바와 같이 미세-조정 메커니즘(1700)에서의 지지 아암들(1710A, 1710B) 상에서 각각 액추에이터 플랜지(1710)에 대해 배치될 수 있다. 그러나, 액추에이터 플랜지(1710)는 각각 제3 액추에이터(1706) 및 제4 액추에이터(1708)가 지지될 수 있는 추가적인 지지 아암들(1710C, 1710D)을 가질 수 있다. 도시된 바와 같이, 제3 액추에이터(1706) 및 제4 액추에이터(1708)는 제1 액추에이터(1702) 및 제2 액추에이터(1704)로부터 각각 90도 회전된 위치들에서 웨이퍼 지지 블록(1712)과 접촉하도록 위치되어, 서로 대향하여 동일 선상으로 정렬될 수 있다는 것이 고려된다. 즉, 제3 액추에이터(1706) 및 제4 액추에이터(1708)는, 제1 액추에이터(1702) 및 제2 액추에이터(1704)가 조정들을 수행할 수 있는 방향의 라인에 수직인 방향으로 다이의 위치를 조정하기 위해, 제1 액추에이터(1702) 및 제2 액추에이터(1704)의 동일 선상 정렬에 대해 수직으로 배향될 수 있다. 반대편의 대면하는 액추에이터들은 조정된 특징부를 중립 상태에서 리셋하는 복귀 부재들로서의 역할을 할 수 있다.
미세-조정 조립체를 갖는 직접 이송 장치를 사용하여 직접 이송을 수행하기 위한 방법의 제1 예시적인 예
일 실시예에서, 웨이퍼 테이프를 유지하는 프레임이 한 위치에서 다른 위치로 운반됨에 따라, 웨이퍼 프레임을 유지하는 운반 메커니즘은 이송 위치로 이동할 수 있으며, 갑자기 정지하게 되거나 또는 심지어 상당히 느려진 후에, 이송 위치를 미세-튜닝하고/하거나 시스템 진동을 제거하는 미세-조정이 수행될 수 있다. 일단 조정이 완료되면, 이어서 시스템은 다이를 이송한다. 도 18은 미세-조정 메커니즘을 갖는 직접 이송 장치의 실시예의 직접 이송 동작의 방법(1800)을 도시하며, 여기서 운반 메커니즘들은 각각의 이송 정렬에서 정지할 수 있거나 또는 각 이송 정렬에서 완전히 정지하지 않을 수도 있지만, 오히려 단지 감속될 수도 있다.
본 명세서에 설명된 방법(1800)의 단계들은 임의의 특정 순서가 아닐 수 있고, 이와 같이 원하는 제품 상태를 달성하기 위해 임의의 만족스러운 순서로 실행될 수 있다. 설명의 편의를 위해, 방법(1800)은 예를 들어 도 14 내지 도 17에 도시된 것들과 같은 미세-조정 메커니즘을 갖는 직접 이송 장치에 의해 적어도 부분적으로 수행되는 것으로 설명된다. 편의상, 방법(1800)의 단계들은 미세-조정 메커니즘이 웨이퍼 기판 운반 메커니즘과 함께 배치되는 것처럼 설명된다는 것에 유의한다. 그러나, 미세-조정 메커니즘의 원리는 위에서 나타낸 바와 같이 다른 거친 이동 메커니즘들 상에서 구현되도록 구성될 수 있다는 것이 고려된다. 따라서, 방법(1800)의 단계들은 또한, 미세-조정 메커니즘이 도 14 내지 도 17에 도시된 것 이외의 거친 이동 메커니즘 상에 배치되는 장치에 대해 구성되는 것으로서 적용가능할 수 있다는 것이 고려된다.
직접 이송 동작(뿐만 아니라 본 명세서에 설명된 각각의 프로세스)의 예시적인 방법(1800)은 논리 흐름 그래프로서 예시되며, 여기서 각각의 개별 동작은 하드웨어, 소프트웨어, 이들의 조합에 의해 구현될 수 있는 동작들의 시퀀스를 나타낼 수 있다. 일부 상황들에서, 동작들 중 하나 이상은 한 명 이상의 인간 사용자들에 의해 구현될 수 있다.
소프트웨어의 맥락에서, 동작들은, 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 인용된 동작들을 수행하는 하나 이상의 컴퓨터 판독가능 매체에 저장되는 컴퓨터 실행가능 명령어들을 나타낼 수 있다. 일반적으로, 컴퓨터 실행가능 명령어들은, 특정 기능들을 수행하거나 특정한 추상적 데이터 유형들을 구현하는 루틴들, 프로그램들, 객체들, 컴포넌트들, 데이터 구조들 등을 포함할 수 있다.
컴퓨터 판독가능 매체는 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체를 포함할 수 있으며, 이는 하드 드라이브, 플로피 디스켓, 광학 디스크, CD-ROM, DVD, 판독 전용 메모리(ROM), 랜덤 액세스 메모리(RAM), EPROM, EEPROM, 플래시 메모리, 자기 또는 광학 카드, 솔리드 스테이트 메모리 디바이스, 또는 전자 명령어들을 저장하는 데 적합한 다른 유형들의 저장 매체를 포함할 수 있다. 또한, 일 실시예에서, 컴퓨터 판독가능 매체는 일시적 컴퓨터 판독가능 신호(압축 또는 비압축 형태)를 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독가능 신호들의 예들 - 반송파를 사용하여 변조되었든 아니든 - 은 인터넷 또는 다른 네트워크들을 통해 다운로딩된 신호들을 포함하는, 컴퓨터 프로그램을 호스팅하거나 실행하는 컴퓨터 시스템이 액세스하도록 구성될 수 있는 신호들을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 마지막으로, 달리 언급되지 않는 한, 동작들이 설명되는 순서는 제한으로서 해석되게 하려는 의도는 아니며, 임의의 수의 설명된 동작들은 프로세스를 구현하도록 병렬로 그리고/또는 임의의 순서로 조합될 수 있다.
이제 도 18을 더 상세히 고려하면, 1802에서, PC(도 7과 관련하여 본 명세서에서 위에서 설명됨)는 제1 기판(예를 들어, 다이가 고정되는 웨이퍼 테이프와 같은 다이 운반 기판), 제2 기판(회로 보드 또는 다른 다이 등과 같은, 다이가 이송될 이송 기판), 및 이송 메커니즘을 정렬 위치(본 명세서에서 추가로 논의됨)로 정렬시키도록 시스템에 지시할 수 있다. 즉, 일 실시예에서, PC는 제1 기판 운반 메커니즘, 제2 기판 운반 메커니즘, 또는 이송 메커니즘 중 어느 하나 또는 모두가 이송 정렬 위치로 이동하도록 지시할 수 있으며, 여기서 제1 기판으로부터 제2 기판 상의 이송 위치로 다이가 이송될 것이다. 제1 기판 운반 메커니즘, 제2 기판 운반 메커니즘, 또는 이송 메커니즘 중 적어도 하나는 거친 이동 및/또는 이송 프로세스 내의 다른 인자들로부터 기인할 수 있는 오정렬을 최소화하기 위해 미세-조정 메커니즘을 그와 함께 구현했음이 고려된다는 것에 유의한다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 정렬 위치는 이동하는 컴포넌트들 사이의 정렬 거리들의 범위 내의 위치일 수 있다. 예를 들어, 정렬 위치는, 모든 3개의 컴포넌트들(예를 들어, 이송 메커니즘, 이송될 다이를 운반하는 제1 기판, 및 다이를 위한 목표 이송 위치를 갖는 제2 기판)이 3개의 컴포넌트들 사이의 정렬에서의 임의의 분산(즉, 오정렬)이 10 마이크로미터 내지 75 마이크로미터의 범위이도록 정렬될 때, 발생할 수 있다. 일 실시예에서, 정렬 위치는 10 마이크로미터 내지 20 마이크로미터와 같은 더 작은 범위의 허용가능한 오정렬을 포함할 수 있다. 다른 오정렬 허용오차 범위들이 고려되며, 따라서, 본 명세서에서 명시적으로 논의된 범위들에 제한되지 않는다.
위의 단계(1802)와 추가로 관련하여, 일 실시예에서, 시스템은, 일단 정렬 위치가 달성되면, 시스템 컴포넌트로부터 거친 이동(들)의 완전한 정지를 사용하여 다이 이송을 준비하기 위해 기판들을 이송 메커니즘과 정렬시킬 수 있다. 정지 시, 구조물의 진동이 발생할 수 있다. 예를 들어, 진동은 이동하는 질량체들의 감속의 결과로서 30 마이크로미터 내지 50 마이크로미터만큼의 정렬의 시프트를 야기할 수 있다.
추가적으로, 및/또는 대안적으로, 일 실시예에서, 시스템은 3개의 컴포넌트들 중 하나 이상이 모션 중인 동안 다이 이송을 준비하기 위해 기판들을 이송 메커니즘과 정렬시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 기판을 운반하는 운반 메커니즘은 의도적이고 느리며 연속적인 이동을 유지하기 위한 지시들을 가질 수 있거나; 또는 이동은 거친 이동들 사이에서 더 빨라질 수 있고, 이어서 시스템은 그것이 원하는 이송 위치에 접근함에 따라 이동 컴포넌트의 속도를 감소시킬 수 있다. 따라서, 정밀하고 결정가능한 순간에, 시스템은, 이송되는 다이의 위치가 지지부 상의 목표 위치에 대해 움직이지 않도록 일정 속도로 거친 이동에서, 예를 들어 컴포넌트의 이동 방향으로부터 180도에서의 이동 축에서 미세-조정 메커니즘을 조정할 수 있다. 즉, 미세-조정되는 컴포넌트의 상대적 속도는 0이 된다. 다이가 목표 이송 위치와 가장 가깝게 정렬되는 순간, 이송 메커니즘은, 제1 기판으로부터 다이를 이송하기 위해 작동된다. 연속적인 이동을 구현하는 실시예의 가능한 이점은, 시스템 진동이 각각의 이송 위치에서 안정되기를 기다리는 것과 비교하여 시간이 절약되는 것으로부터 얻어지는 제조 효율성을 포함할 수 있다.
어느 실시예에서든, 작동의 타이밍을 결정하고 액추에이터가 작동될 제어 파라미터들을 결정하기 위해, 셀 관리자(도 7과 관련하여 논의됨)는 속도, 가속도, 위치, 이동 컴포넌트들 사이의 정렬, 시간, 및 다른 인자들을 포함하는 실시간 동작 인자들을 결정할 수 있다. 따라서, 각각의 작동 전에, 센서 관리자, 모션 관리자, 및 다이 관리자는 액추에이터를 동작시키기 위한 작동의 타이밍 및 레이트를 결정한다.
1804에서, 이송 장치는 정렬 위치를 개선하기 위해, 필요에 따라, 하나 이상의 컴포넌트들의 위치에 대해 하나 이상의 미세-조정들을 수행한다. 하나 이상의 미세-조정들은 적어도 하나의 미세-조정 액추에이터의 작동을 통해 컴포넌트를 변위시킴으로써 실행될 수 있으며, 이에 의해 임의의 미세-크기의 오정렬을 해결한다. 변위는, 예를 들어, 미세-조정 액추에이터를 이용해, 액추에이터 플랜지에 대한 제1 위치로부터 액추에이터 플랜지에 대한 제2 위치로 제1 기판을 변위시키는 것을 포함할 수 있다. 변위는 가변적으로 제어될 수 있으며, 이와 같이, 유효한 배치를 보장하기 위해 더 큰 정밀도로 제1 기판으로부터 제2 기판 상의 이송 위치로 이송될 다이를 정렬시키는 사전결정된 거리일 수 있다. 즉, 1802와 관련하여 설명된 정렬 위치는, 진동 이동 또는 연속적인 이동으로 인해 발생하는 마이크로 스케일의 작용에도 불구하고, 임의의 다이 오정렬을 감소 및/또는 제거함으로써 이송 프로세스 동안 실시간으로 개선될 수 있다.
1806에서, 장치는 이송 메커니즘의 작동(예를 들어, 니들/핀/와이어를 순환하는 것, 콜릿을 피벗하는 것 등)을 통해 제1 기판으로부터 제2 기판으로 반도체 디바이스 다이를 이송한다.
단계(1808)에서, 미세-조정이 이루어진 컴포넌트(들)는 중립 위치(휴지 상태)로 복귀될 수 있다. 예를 들어, 스프링 부재들을 사용하는 실시예에서, 복귀력은 미세-조정 메커니즘의 스프링 부재들의 특성으로 인해 자동으로 발생할 수 있거나; 또는 상이한 실시예에서, 복귀력은 제2 액추에이터, 제3 액추에이터, 및/또는 제4 액추에이터 중 하나 이상에 의해 만들어질 수 있다.
1810에서, 이송 장치는 다른 반도체 디바이스 다이가 이송될 것인지를 결정한다. 다른 다이가 이송되지 않으면, 프로세스는 1812에 종료된다. 그러나, 더 많은 다이가 이송될 것으로 결정되면, 프로세스는 1802에서 다시 시작할 수 있다.
미세-조정 조립체를 갖는 직접 이송 장치의 제4 예시적인 실시예
도 19a는 본 출원의 일 실시예에 따른, 2-축 레일 미세-조정 조립체(1900)(이하 레일 조립체(1900))의 등각도를 예시한다. 여기에서 다시, 미세-조정 메커니즘은 예를 들어 웨이퍼 테이프 운반 메커니즘으로 구현된다. 그러나, 위에서 나타낸 바와 같이, 유사한 미세-조정 메커니즘이 제품 기판 운반 메커니즘으로 구현되도록 구성될 수 있다는 것이 고려된다. 그럼에도 불구하고, 편의상, 도 19a 내지 도 19c는 이송될 다이를 운반하는 웨이퍼 테이프의 상대적 위치를 조정하도록 구성된 레일 조립체(1900)를 지칭한다.
일 실시예에서, 레일 조립체(1900)는 복수의 레일-가이드 슬라이드 플레이트들(예를 들어, 제1 축 슬라이드 플레이트(1904) 및 제2 축 슬라이드 플레이트(1906))이 직렬로 슬라이딩가능하게 부착되는 서브스테이지 부재(1902)(예를 들어, 플레이트, 프레임, 강성 지지 구조물 등)를 포함할 수 있다. 레일-가이드 슬라이드 플레이트들(1904, 1906)은 각각 미세-조정 액추에이터들(1908, 1910)의 하나 이상의 작동들에 응답하여 각각의 축들을 따라 반도체 디바이스 다이를 운반하는 웨이퍼 테이프를 운반하는 지지부들로서 작용할 수 있다. 또한, 레일 조립체(1900)는 서브스테이지 부재(1902)에 부착된 제1 세트의 레일들(1912)을 포함할 수 있다. 제1 세트의 레일들(1912)은 서브스테이지 부재(1902)에 대면하는 제1 축 슬라이드 플레이트(1904)의 측면에 부착되는 슬라이드 메커니즘들(1914)과 맞물리도록 위치된다. 제1 축 슬라이드 플레이트(1904)는 미세-조정 액추에이터(1908)에 의해 작동될 때 제1 세트의 레일들(1912)의 연장 방향에 평행한 방향으로 단일 축을 따라 슬라이딩하도록 구성될 수 있다. 제1 세트의 레일들(1912)이 2개의 레일을 포함하는 것으로 도시되어 있지만, 2개보다 많거나 적은 레일이 있을 수 있는 다른 구성들이 고려된다.
제2 세트의 레일들(1916)은 슬라이드 메커니즘들(1914)이 부착되는 측면의 반대편에 있는 제1 축 슬라이드 플레이트(1904)의 측면에 부착될 수 있다. 제2 세트의 레일들(1916)은 제1 슬라이드 플레이트(1904)에 대면하는 제2 축 슬라이드 플레이트(1906)의 측면에 부착된 제2 세트의 슬라이드 메커니즘들(1918)과 맞물릴 수 있다. 제2 축 슬라이드 플레이트(1906)는 미세-조정 액추에이터(1910)에 의해 작동될 때 제2 세트의 레일들(1916)에 평행한 축을 따라 반도체 디바이스 다이를 운반하는 웨이퍼 테이프를 운반할 수 있다. 도 19a 내지 도 19c는 제1 세트의 레일들(1912) 및 제2 세트의 레일들(1916)을 서로 수직인 것으로 도시하고 있지만, 제1 세트의 레일들(1912) 및 제2 세트의 레일들(1916)은 도시된 것과 상이한 배향들로 서로에 대해 배향될 수 있다는 것이 고려된다.
레일 조립체(1900)는 각각 제1 축 슬라이드 플레이트(1904) 및 제2 축 슬라이드 플레이트(1906)의 에지에 대한 정지 지점을 제공하기 위해 제1 정지 블록(1920) 및 제2 정지 블록(1922)을 포함할 수 있다. 더욱이, 제1 정지 블록(1920) 및 제2 정지 블록(1922)은 각각의 공동들 내에 압축 범퍼(1922, 1924)를 고정시켰을 수 있으며, 이에 대해 복수의 레일-가이드 슬라이드 플레이트들은 미세-조정 액추에이터들(1908, 1910)에 의해 변위될 때 손상 없이 맞닿을 수 있다. 압축 범퍼들(1922, 1924)은 고무화된 중합체, 중합체, 고무, 또는 다른 적합한 재료(예를 들어, 부드러운 실리콘, 스폰지, 폼, 고무, 플라스틱 등)와 같은 변형가능한 탄성 재료로 형성될 수 있다. 따라서, 압축 범퍼들(1922, 1924)은 웨이퍼 홀더 또는 기판 홀더를 중립 위치로 리셋하기 위한 복귀 부재들로서의 역할을 할 수 있다.
도 19b는 2-축 레일 미세-조정 조립체(1900)의 측면도를 예시하고 도 19c는 저면도를 예시한다.
미세-조정 조립체를 갖는 직접 이송 장치를 사용하여 직접 이송을 수행하기 위한 방법의 제2 예시적인 예
도 20은 미세-조정 메커니즘을 사용하여 반도체 디바이스 다이를 이송하기 위한 방법(2000)의 일 실시예를 예시한다. 다이를 이송하기 위한 장치는 일부 다이 이송들에 대해 비교적 큰 거리(예를 들어, 1 mm, 2 mm 등일 수 있음)에 걸쳐 있는 거친 조정을 구현할 수 있지만, 위에서 논의된 바와 같이, 가끔 오정렬이 발생할 수 있으며, 이를 위해 미세-조정 메커니즘이 유리할 수 있다. 더욱이, 일부 경우들에서, 일련의 다이가 이송되어야 하고 거친 위치 조정이 사용될 수 있지만, 인접 다이의 비교적 밀접한 근접성으로 인해, 거친 조정은 비실용적일 수 있다. 이러한 상황에서, 미세-조정 메커니즘은 다시 유리할 수 있다.
방법(2000)에 따르면, 다이 이송 시퀀스는 다음과 같을 수 있다. 단계(2002)에서, 시스템은 미세-조정 메커니즘을 중립 위치로 설정할 수 있다. 단계(2004)에서, 시스템은 예를 들어, 이송 정렬 위치에 컴포넌트들을 배치하기 위해, 운반 메커니즘과 같은 하나 이상의 시스템 컴포넌트들을 작동시킴으로써 거친 조정을 수행할 수 있다. 거친 조정이 컴포넌트들을 만족스럽게 이송 정렬 위치에 배치했다고 가정하면, 방법(2000)은 다이를 이송함으로써 단계(2006)를 진행한다. 단계(2008)에서, 시스템은 미세-조정을 사용함으로써 달성될 수 있는 정렬 위치에 이송될 다른 다이가 있는지 여부를 결정한다. 메커니즘은 컴포넌트들 중 하나 이상을 다음 이송 정렬 위치로 시프트하기 위해 미세-조정 메커니즘을 작동시킨다. 단계(2008)의 결정이 긍정적인 경우, 시스템은 컴포넌트들을 다음 정렬 위치에 배치하기 위해 미세-조정 메커니즘을 작동시키기 위한 단계(2010)로 진행한다. 단계(2008)에서의 결정이 부정적인 경우, 시스템은 거친 조정을 사용하여 달성될 수 있는 정렬 위치에 이송될 다른 다이가 있는지 여부를 결정하기 위한 단계(2012)로 진행한다. 단계(2012)에서의 결정이 긍정적인 경우, 방법은 단계(2004)로 되돌아간다. 단계(2012)에서의 결정이 부정적인 경우, 방법은 단계(2014)에서 종료된다.
단계(2006)에서, 시스템은 하나 초과의 다이를 동시에 및/또는 순차적으로 이송하도록 요청될 수 있다는 것에 유의한다. 정렬 위치가 이송 메커니즘의 하나 이상의 니들들에 이용가능한 스트로크 길이를 초과하는 상황에서, 하나 이상의 이송들이 동시에 - 가능할 때 - 또는 순차적으로 매우 빠르게 발생할 수 있도록 미세-조정 액추에이터들이 작동될 수 있으며, 이에 의해 거친 조정을 피할 수 있다. 더욱이, 다이 이송 헤드는 이송되지 않은 다이 사이의 피치와 대략적으로 매칭되는 어레이로 구성된 다수의 핀들을 포함할 수 있기 때문에, 다이 이송 헤드 상의 핀들 중 2개 이상을 동시에 작동시킴으로써 다수의 다이가 동시에 이송될 수 있다(예를 들어, 도 21 참조).
도 21은 다수의 핀들(2104)을 갖는 다이 이송 헤드(2102)를 예시한다. 도시된 예에서, 다이 이송 헤드(2102)는 0.275 mm 피치에서 12개 핀의 2개 열로서 배열된 24개의 핀들(2104)을 포함한다. 핀들(2104)은 전술된 바와 같이 본 출원의 하나 이상의 실시예들에 따라 다이를 이송하도록 구성될 수 있다. 도 21에 도시된 바와 같이, 회로 패드들(2106)은 사전결정된 피치(예를 들어, 2.23 mm)로 회로 기판 상에 구성될 수 있다. 알려진 피치의 구성은 사전결정된 다이 피치와 동일한(또는 유사한) 핀 피치를 갖는 헤드들을 사용하여 다중-핀 다이 이송을 허용할 수 있다. 예를 들어, 단일 다중-핀 디바이스 다이 이송 헤드는 거친 조정 없이 위치 A로부터 위치 B로 이송 헤드를 변위시키는 미세-조정만을 사용하여 2개 이상의 디바이스 다이(각각, 이송 조합 #1 및 #2)를 이송할 수 있다.
예시적인 조항들
A: 제1 기판 상에 배치된 반도체 디바이스 다이의 제2 기판으로의 직접 이송을 실행하기 위한 장치로서, 상기 제1 기판의 일차 위치 조정들을 수행하기 위해 2개의 축으로 이동가능한 기판 운반 메커니즘; 상기 기판 운반 메커니즘과 결합된 미세-조정 메커니즘 - 상기 미세-조정 메커니즘은 상기 제1 기판을 유지하도록 그리고 상기 기판 운반 메커니즘에 의해 야기된 상기 일차 위치 조정들보다 작은 스케일로 이차 위치 조정들을 수행하도록 구성되고, 상기 미세-조정 메커니즘은, 이동가능한 원위 단부를 갖는 미세-조정 액추에이터, 및 상기 제1 기판을 고정시키도록 구성된 기판 홀더 프레임을 포함하며, 상기 기판 홀더 프레임은 상기 미세-조정 액추에이터의 상기 원위 단부의 작동을 통해 이동가능함 -; 상기 제2 기판의 이송 표면이 상기 제1 기판 상에 배치된 상기 반도체 디바이스 다이에 대면하여 배치되게 상기 제2 기판을 고정시키도록 구성된 기판 프레임; 및 상기 제1 기판을 가압하고 상기 반도체 디바이스 다이를 상기 제2 기판으로 이송하도록 구성된 이송 메커니즘을 포함하는, 장치.
B: 단락 A에 따른 장치로서, 상기 미세-조정 메커니즘은, 상기 기판 홀더 프레임을 고정시키기 위한 웨이퍼 지지부, 및 중립 위치에서 상기 기판 홀더 프레임을 리셋하기 위한 복귀 부재를 추가로 포함하며, 상기 미세-조정 액추에이터의 상기 원위 단부는 상기 웨이퍼 지지부에 근접하게 배치된다.
C: 단락 A 또는 단락 B에 따른 장치로서, 상기 미세-조정 액추에이터는 제1 미세-조정 액추에이터이고, 상기 미세-조정 메커니즘은 상기 기판 홀더 프레임의 위치를 조정하도록 위치된 원위 단부를 갖는 제2 미세-조정 액추에이터를 추가로 포함하고, 상기 제1 미세-조정 액추에이터의 상기 원위 단부는 상기 제2 미세-조정 액추에이터의 상기 원위 단부에 대해 약 90도만큼 변위된 위치에서 상기 기판 홀더 프레임의 상기 위치를 조정하도록 위치된다.
D: 단락 A 내지 단락 C 중 어느 하나에 따른 장치로서, 상기 미세-조정 메커니즘은 2-축 레일 운반 메커니즘이다.
E: 단락 A 내지 단락 D 중 어느 하나에 따른 장치로서, 상기 미세-조정 메커니즘은 상기 기판 운반 메커니즘에 부착된 서브스테이지 플레이트(substage plate)를 추가로 포함한다.
F: 단락 A 내지 단락 E 중 어느 하나에 따른 장치로서, 상기 미세-조정 메커니즘은, 상기 서브스테이지 플레이트에 부착된 제1 쌍의 평행 레일들 - 상기 제1 쌍의 평행 레일들은 제1 방향으로 연장됨 -, 제2 측면의 반대편에 있는 제1 측면을 갖는 제1 축 슬라이드 플레이트 - 상기 제1 축 슬라이드 플레이트는 상기 제1 축 슬라이드 플레이트의 상기 제1 측면 상의 상기 제1 쌍의 평행 레일들을 통해 상기 서브스테이지에 간접적으로 연결됨 -, 상기 제1 축 슬라이드 플레이트의 상기 제2 측면에 부착된 제2 쌍의 평행 레일들 - 상기 제2 쌍의 평행 레일들은 상기 제1 방향에 대해 횡방향인 제2 방향으로 연장됨 -, 및 제2 쌍의 평행 레일들을 통해 상기 제1 축 슬라이드 플레이트에 간접적으로 연결된 제2 축 슬라이드 플레이트 - 상기 제2 축 슬라이드 플레이트는 상기 기판 홀더 프레임을 지지함 - 를 추가로 포함한다.
G: 단락 A 내지 단락 F 중 어느 하나에 따른 장치로서, 상기 미세-조정 액추에이터의 상기 이동가능한 원위 단부는 상기 제1 축 슬라이드 플레이트의 에지와 접촉하도록 배치된다.
H: 제1 기판 상에 배치된 반도체 디바이스 다이의 제2 기판으로의 직접 이송을 실행하기 위한 장치로서, 상기 제1 기판의 매크로 위치 조정들을 수행하기 위한 기판 운반 메커니즘; 상기 기판 운반 메커니즘과 결합된 미세-조정 메커니즘 - 상기 미세-조정 메커니즘은 상기 제1 기판을 유지하도록 그리고 상기 제1 기판의 미세 위치 조정들을 수행하도록 구성되고, 상기 미세-조정 메커니즘은, 이동가능한 원위 단부를 갖는 미세-조정 액추에이터, 및 상기 제1 기판을 고정시키도록 구성된 기판 홀더 프레임을 포함하며, 상기 기판 홀더 프레임은 상기 미세-조정 액추에이터의 상기 원위 단부와의 접촉을 통해 이동가능한 슬라이드 플레이트에 고정됨 -; 상기 제2 기판의 이송 표면이 상기 제1 기판 상에 배치된 상기 반도체 디바이스 다이에 대면하여 배치되게 상기 제2 기판을 고정시키도록 구성된 기판 프레임; 및 상기 제1 기판을 가압하고 상기 반도체 디바이스 다이를 상기 제2 기판으로 이송하도록 구성된 이송 메커니즘을 포함하는, 장치.
I: 단락 H에 따른 장치로서, 상기 미세-조정 액추에이터는 제1 미세-조정 액추에이터이고, 상기 슬라이드 플레이트는 상기 미세-조정 메커니즘의 제1 슬라이드 플레이트이고, 제1 방향으로 위치적으로 조정가능하고, 상기 미세-조정 메커니즘은, 상기 제1 방향에 대해 횡방향인 제2 방향으로 위치적으로 조정가능한 제2 슬라이드 플레이트, 및 상기 제2 슬라이드 플레이트와 접촉하고 그의 위치를 조정하도록 배치되는 이동가능한 원위 단부를 갖는 제2 미세-조정 액추에이터를 추가로 포함한다.
J: 단락 H 또는 단락 I에 따른 장치로서, 상기 제1 슬라이드 플레이트 및 상기 제2 슬라이드 플레이트는, 상기 제2 슬라이드 플레이트가 상기 제1 슬라이드 플레이트에 대해 선형 방향으로 이동가능하도록, 한 쌍의 평행 레일들에 의해 상호연결된다.
K: 단락 H 내지 단락 J 중 어느 하나에 따른 장치로서, 상기 미세-조정 메커니즘은, 상기 제1 미세-조정 액추에이터의 작동 후 상기 제1 슬라이드 플레이트를 정지시키기 위해 상기 제1 미세-조정 액추에이터의 반대편에 있는 상기 제1 슬라이드 플레이트의 측면 상에 배치된 제1 압축 범퍼, 및 상기 제2 미세-조정 액추에이터의 작동 후 상기 제2 슬라이드 플레이트를 정지시키기 위해 상기 제2 미세-조정 액추에이터의 반대편에 있는 상기 제2 슬라이드 플레이트의 측면 상에 배치된 제2 압축 범퍼를 추가로 포함한다.
L: 단락 H 내지 단락 K 중 어느 하나에 따른 장치로서, 상기 기판 운반 메커니즘은 적어도 2개의 방향으로 이동가능하다.
M: 단락 H 내지 단락 L 중 어느 하나에 따른 장치로서, 상기 미세-조정 액추에이터는 0.5 마이크로미터 내지 5000 마이크로미터 범위의 위치 조정들을 수행하도록 구성된다.
N: 단락 H 내지 단락 M 중 어느 하나에 따른 장치로서, 상기 미세-조정 액추에이터는 1 마이크로미터 내지 1000 마이크로미터 범위의 위치 조정들을 수행하도록 구성된다.
O: 단락 H 내지 단락 N 중 어느 하나에 따른 장치로서, 상기 미세-조정 액추에이터는 5 마이크로미터 내지 50 마이크로미터 범위의 위치 조정들을 수행하도록 구성된다.
P: 제1 기판 상에 배치된 반도체 디바이스 다이의 제2 기판으로의 직접 이송을 실행하기 위한 장치로서, 매크로 위치 조정들로 상기 제1 기판을 운반하기 위해 하나 이상의 방향들로 이동하도록 구성된 기판 운반 메커니즘; 상기 기판 운반 메커니즘과 결합된 미세-조정 메커니즘 - 상기 미세-조정 메커니즘은 상기 기판 운반 메커니즘에 대한 미세 위치 조정들로 상기 제1 기판을 추가로 운반하도록 구성되고, 상기 미세-조정 메커니즘은, 이동가능한 원위 단부를 갖는 하나 이상의 미세-조정 액추에이터들, 및 상기 하나 이상의 미세-조정 액추에이터들의 작동을 통해 이동가능하도록 상기 제1 기판을 고정시키도록 구성된 기판 홀더 프레임을 포함함 -; 상기 제2 기판의 이송 표면이 상기 제1 기판 상에 배치된 상기 반도체 디바이스 다이에 대면하여 배치되게 상기 제2 기판을 고정시키도록 구성된 기판 프레임; 및 상기 제1 기판을 가압하고 상기 반도체 디바이스 다이를 상기 제2 기판으로 이송하도록 작동가능한 이송 부재를 포함하는, 장치.
Q: 단락 P에 따른 장치로서, 상기 하나 이상의 미세-조정 액추에이터들은 상기 매크로 위치 조정들의 위치 부정확성을 상쇄시키도록 제어된다.
R: 단락 P 또는 단락 Q에 따른 장치로서, 상기 미세-조정 메커니즘은 상기 기판 운반 메커니즘이 모션 중인 동안 상기 기판 운반 메커니즘에 대한 상기 제1 기판의 위치를 조정하도록 구성된다.
S: 단락 P 내지 단락 R 중 어느 하나에 따른 장치로서, 상기 기판 운반 메커니즘의 상기 모션은 매크로 위치 조정 후 상기 기판 운반 메커니즘이 정지할 때 생성된 진동 모션이다.
T: 단락 P 내지 단락 S 중 어느 하나에 따른 장치로서, 상기 기판 운반 메커니즘의 상기 모션은 상기 매크로 위치 조정들 동안 상기 기판 운반 메커니즘이 연속적으로 이동할 때 생성된 모션이다.
결론
여러 실시예들이 구조적 특징들 및/또는 방법론적 동작들에 대해 특정적인 표현으로 설명되었지만, 청구항들이 반드시 설명된 특정 특징들 또는 동작들에 제한되지 않는다는 것이 이해될 것이다. 오히려, 특정 특징들 및 동작들은 청구된 주제를 구현하는 예시적인 형태들로서 개시된다. 또한, 본 명세서에서 "할 수 있다(may)"라는 용어의 사용은 특정 특징들이 하나 이상의 다양한 실시예들에서 사용될 가능성을 나타내기 위해 사용되지만, 모든 실시예들에서 반드시 그런 것은 아니다.

Claims (20)

  1. 제1 기판 상에 배치된 반도체 디바이스 다이의 제2 기판으로의 직접 이송(direct transfer)을 실행하기 위한 장치로서,
    상기 제1 기판의 일차 위치 조정들을 수행하기 위해 2개의 축으로 이동가능한 기판 운반 메커니즘(substrate conveyance mechanism);
    상기 기판 운반 메커니즘과 결합된 미세-조정 메커니즘 - 상기 미세-조정 메커니즘은 상기 제1 기판을 유지하도록 그리고 상기 기판 운반 메커니즘에 의해 야기된 상기 일차 위치 조정들보다 작은 스케일로 이차 위치 조정들을 수행하도록 구성되고, 상기 미세-조정 메커니즘은,
    이동가능한 원위 단부를 갖는 미세-조정 액추에이터, 및
    상기 제1 기판을 고정시키도록 구성된 기판 홀더 프레임을 포함하며, 상기 기판 홀더 프레임은 상기 미세-조정 액추에이터의 상기 원위 단부의 작동을 통해 이동가능함 -;
    상기 제2 기판의 이송 표면이 상기 제1 기판 상에 배치된 상기 반도체 디바이스 다이에 대면하여 배치되게 상기 제2 기판을 고정시키도록 구성된 기판 프레임; 및
    상기 제1 기판을 가압하고 상기 반도체 디바이스 다이를 상기 제2 기판으로 이송하도록 구성된 이송 메커니즘을 포함하는, 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 미세-조정 메커니즘은,
    상기 기판 홀더 프레임을 고정시키기 위한 웨이퍼 지지부, 및
    중립 위치에서 상기 기판 홀더 프레임을 리셋하기 위한 복귀 부재를 추가로 포함하며,
    상기 미세-조정 액추에이터의 상기 원위 단부는 상기 웨이퍼 지지부에 근접하게 배치되는, 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 미세-조정 액추에이터는 제1 미세-조정 액추에이터이고,
    상기 미세-조정 메커니즘은 상기 기판 홀더 프레임의 위치를 조정하도록 위치된 원위 단부를 갖는 제2 미세-조정 액추에이터를 추가로 포함하고,
    상기 제1 미세-조정 액추에이터의 상기 원위 단부는 상기 제2 미세-조정 액추에이터의 상기 원위 단부에 대해 약 90도만큼 변위된 위치에서 상기 기판 홀더 프레임의 상기 위치를 조정하도록 위치되는, 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 미세-조정 메커니즘은 2-축 레일 운반 메커니즘인, 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 미세-조정 메커니즘은 상기 기판 운반 메커니즘에 부착된 서브스테이지 플레이트(substage plate)를 추가로 포함하는, 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 미세-조정 메커니즘은,
    상기 서브스테이지 플레이트에 부착된 제1 쌍의 평행 레일들 - 상기 제1 쌍의 평행 레일들은 제1 방향으로 연장됨 -,
    제2 측면의 반대편에 있는 제1 측면을 갖는 제1 축 슬라이드 플레이트 - 상기 제1 축 슬라이드 플레이트는 상기 제1 축 슬라이드 플레이트의 상기 제1 측면 상의 상기 제1 쌍의 평행 레일들을 통해 상기 서브스테이지에 간접적으로 연결됨 -,
    상기 제1 축 슬라이드 플레이트의 상기 제2 측면에 부착된 제2 쌍의 평행 레일들 - 상기 제2 쌍의 평행 레일들은 상기 제1 방향에 대해 횡방향인 제2 방향으로 연장됨 -, 및
    상기 제2 쌍의 평행 레일들을 통해 상기 제1 축 슬라이드 플레이트에 간접적으로 연결된 제2 축 슬라이드 플레이트 - 상기 제2 축 슬라이드 플레이트는 상기 기판 홀더 프레임을 지지함 - 를 추가로 포함하는, 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 미세-조정 액추에이터의 상기 이동가능한 원위 단부는 상기 제1 축 슬라이드 플레이트의 에지와 접촉하도록 배치되는, 장치.
  8. 제1 기판 상에 배치된 반도체 디바이스 다이의 제2 기판으로의 직접 이송을 실행하기 위한 장치로서,
    상기 제1 기판의 매크로 위치 조정들을 수행하기 위한 기판 운반 메커니즘;
    상기 기판 운반 메커니즘과 결합된 미세-조정 메커니즘 - 상기 미세-조정 메커니즘은 상기 제1 기판을 유지하도록 그리고 상기 제1 기판의 미세 위치 조정들을 수행하도록 구성되고, 상기 미세-조정 메커니즘은,
    이동가능한 원위 단부를 갖는 미세-조정 액추에이터, 및
    상기 제1 기판을 고정시키도록 구성된 기판 홀더 프레임을 포함하며, 상기 기판 홀더 프레임은 상기 미세-조정 액추에이터의 상기 원위 단부와의 접촉을 통해 이동가능한 슬라이드 플레이트에 고정됨 -;
    상기 제2 기판의 이송 표면이 상기 제1 기판 상에 배치된 상기 반도체 디바이스 다이에 대면하여 배치되게 상기 제2 기판을 고정시키도록 구성된 기판 프레임; 및
    상기 제1 기판을 가압하고 상기 반도체 디바이스 다이를 상기 제2 기판으로 이송하도록 구성된 이송 메커니즘을 포함하는, 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 미세-조정 액추에이터는 제1 미세-조정 액추에이터이고,
    상기 슬라이드 플레이트는 상기 미세-조정 메커니즘의 제1 슬라이드 플레이트이고, 제1 방향으로 위치적으로 조정가능하고,
    상기 미세-조정 메커니즘은,
    상기 제1 방향에 대해 횡방향인 제2 방향으로 위치적으로 조정가능한 제2 슬라이드 플레이트, 및
    상기 제2 슬라이드 플레이트와 접촉하고 상기 제2 슬라이드 플레이트의 위치를 조정하도록 배치되는 이동가능한 원위 단부를 갖는 제2 미세-조정 액추에이터를 추가로 포함하는, 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제1 슬라이드 플레이트 및 상기 제2 슬라이드 플레이트는, 상기 제2 슬라이드 플레이트가 상기 제1 슬라이드 플레이트에 대해 선형 방향으로 이동가능하도록, 한 쌍의 평행 레일들에 의해 상호연결되는, 장치.
  11. 제9항에 있어서, 상기 미세-조정 메커니즘은,
    상기 제1 미세-조정 액추에이터의 작동 후 상기 제1 슬라이드 플레이트를 정지시키기 위해 상기 제1 미세-조정 액추에이터의 반대편에 있는 상기 제1 슬라이드 플레이트의 측면 상에 배치된 제1 압축 범퍼, 및
    상기 제2 미세-조정 액추에이터의 작동 후 상기 제2 슬라이드 플레이트를 정지시키기 위해 상기 제2 미세-조정 액추에이터의 반대편에 있는 상기 제2 슬라이드 플레이트의 측면 상에 배치된 제2 압축 범퍼를 추가로 포함하는, 장치.
  12. 제8항에 있어서, 상기 기판 운반 메커니즘은 적어도 2개의 방향으로 이동가능한 장치.
  13. 제8항에 있어서, 상기 미세-조정 액추에이터는 0.5 마이크로미터 내지 5000 마이크로미터 범위의 위치 조정들을 수행하도록 구성되는, 장치.
  14. 제8항에 있어서, 상기 미세-조정 액추에이터는 1 마이크로미터 내지 1000 마이크로미터 범위의 위치 조정들을 수행하도록 구성되는, 장치.
  15. 제8항에 있어서, 상기 미세-조정 액추에이터는 5 마이크로미터 내지 50 마이크로미터 범위의 위치 조정들을 수행하도록 구성되는, 장치.
  16. 제1 기판 상에 배치된 반도체 디바이스 다이의 제2 기판으로의 직접 이송을 실행하기 위한 장치로서,
    매크로 위치 조정들로 상기 제1 기판을 운반하기 위해 하나 이상의 방향들로 이동하도록 구성된 기판 운반 메커니즘;
    상기 기판 운반 메커니즘과 결합된 미세-조정 메커니즘 - 상기 미세-조정 메커니즘은 상기 기판 운반 메커니즘에 대한 미세 위치 조정들로 상기 제1 기판을 추가로 운반하도록 구성되고, 상기 미세-조정 메커니즘은,
    이동가능한 원위 단부를 갖는 하나 이상의 미세-조정 액추에이터들, 및
    상기 하나 이상의 미세-조정 액추에이터들의 작동을 통해 이동가능하도록 상기 제1 기판을 고정시키도록 구성된 기판 홀더 프레임을 포함함 -;
    상기 제2 기판의 이송 표면이 상기 제1 기판 상에 배치된 상기 반도체 디바이스 다이에 대면하여 배치되게 상기 제2 기판을 고정시키도록 구성된 기판 프레임; 및
    상기 제1 기판을 가압하고 상기 반도체 디바이스 다이를 상기 제2 기판으로 이송하도록 작동가능한 이송 부재를 포함하는, 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 하나 이상의 미세-조정 액추에이터들은 상기 매크로 위치 조정들의 위치 부정확성을 상쇄시키도록 제어되는, 장치.
  18. 제16항에 있어서, 상기 미세-조정 메커니즘은 상기 기판 운반 메커니즘이 모션 중인 동안 상기 기판 운반 메커니즘에 대한 상기 제1 기판의 위치를 조정하도록 구성되는, 장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 기판 운반 메커니즘의 상기 모션은 매크로 위치 조정 후 상기 기판 운반 메커니즘이 정지할 때 생성된 진동 모션인, 장치.
  20. 제18항에 있어서, 상기 기판 운반 메커니즘의 상기 모션은 상기 매크로 위치 조정들 동안 상기 기판 운반 메커니즘이 연속적으로 이동할 때 생성된 모션인, 장치.
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