TW202414643A - 包括複數頭的裝置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

一裝置可包括一支撐結構及一連接站，其中該裝置係組態成相對於該支撐結構而移動該連接站。該裝置可進一步包括在複數頭之中的一頭。該裝置亦可進一步包括組態成將該頭耦合至該支撐結構且將該頭解耦自該支撐結構之一第一耦合器、及組態成將該頭耦合至該連接站且將該頭解耦自該連接站之一第二耦合器。一種使用該裝置之方法可包括將該頭耦合至該連接站及將該第一頭解耦自該支撐結構。該方法可進一步包括沿著該支撐結構而移動該連接站。該方法亦包括將該頭耦合至該支撐結構及將該頭解耦自該連接站。

Description

包括複數頭的裝置及其使用方法

本揭露係關於包括複數頭的裝置及使用該等裝置的方法。

先進封裝科技要求晶片之高生產量及精確布局。混合接合可隨著小失準容許度而係特別有挑戰性的。單晶片轉移技術可達成高精確度但具有低生產量。多晶片轉移技術可達成高生產量，但晶片之精確布局可係困難的。存在針對布局高生產量而同時仍滿足晶片布局之規格的需求。

在一態樣中，一種裝置可包括一支撐結構；一連接站，其中該裝置係組態成相對於該支撐結構而移動該連接站；在複數頭之中的一頭，其中該頭具有一晶片保留區；一第一耦合器，其組態成將該頭耦合至該支撐結構及將該頭解耦自該支撐結構；及一第二耦合器，其組態成將該頭耦合至該連接站及將該頭解耦自該連接站。

在一實施例中，該頭進一步包括一本體及一晶片夾具，其中該頭係組態成容許該晶片夾具相對於該支撐結構之移動。

在另一實施例中，該第二耦合器係組態以使得該連接站不接觸該晶片保留區。

在進一步實施例中，該晶片保留區佔據背對該支撐結構之一表面的一中心部分，且該頭具有一第一耦合區，其係配置在該頭的一第一周邊側與該晶片保留區之間。

在特定實施例中，該第一耦合區係沿著該頭之一第一主要側，且該頭具有沿著該頭之一第二主要側的一第二耦合區，其中該第二主要側係與該第一主要側相反。

在另一特定實施例中，該晶片保留區係凹陷入該頭中。

在另一實施例中，該第一耦合器、該第二耦合器、或該第一耦合器及該第二耦合器之各者包括一基於區的真空夾具，其係該支撐結構之部分或耦合至該支撐結構。

在仍另一實施例中，該裝置係組態成容許該頭被移動更接近於及遠離該支撐結構。

在又另一實施例中，該裝置進一步包括一控制器，其組態成傳輸一信號以將該頭之該本體從該支撐結構上之一第一位置移動至該支撐結構上之一第二位置。

在進一步實施例中，該裝置進一步包括一定位台，其係耦合至該連接站且組態成相對於該支撐結構而移動該連接站。

在特定實施例中，該裝置進一步包括耦合至該定位台之一目的地夾具。

在更特定實施例中，該裝置進一步包括隔離自該支撐結構之一基座，其中該定位台係耦合至該基座；及耦合至該支撐結構之一來源基材，其中該支撐結構包括一橋。

在一甚至更特定的實施例中，該等複數頭係複數接合頭，且該裝置進一步包括耦合至該基座之一拾取頭台及耦合至該拾取頭台之複數拾取頭。

在另一態樣中，一種方法可包括藉由啟動與一連接站相關聯的一第一耦合器來將一第一頭耦合至該連接站，其中複數頭包括該第一頭，且該第一頭具有一晶片保留區；藉由停用與一支撐結構相關聯的一第二耦合器來將該第一頭解耦自該支撐結構；及將該連接站從沿著該支撐結構之一第一位置移動至沿著該支撐結構之一第二位置；藉由啟動一第三耦合器來將該第一頭耦合至該支撐結構；及藉由停用該第一耦合器來將該第一頭解耦自該連接站。

在一實施例中，該方法進一步包括藉由啟動與該連接站相關聯的一第四耦合器來將一第二頭耦合至該連接站，其中該等複數頭包括該第二頭，且該第二頭具有一晶片保留區；以及藉由停用與該支撐結構相關聯的一第五耦合器來將該第二頭解耦自該支撐結構。該方法可進一步包括將該連接站從沿著該支撐結構之一第三位置移動至沿著該支撐結構之一第四位置；藉由啟動該第六耦合器來將該第二頭耦合至該支撐結構；及藉由停用該第四耦合器來將該第二頭解耦自該連接站。

在特定實施例中，該等複數頭具有在將該連接站從該第一位置移動至該第二位置之前以及將該連接站從該第三位置移動至該第四位置之前的一第一節距；且該等複數頭具有在將該連接站從該第一位置移動至該第二位置之後以及將該連接站從該第三位置移動至該第四位置之後的一第二節距，其中該第二節距係不同於該第一節距。

在一更特定實施例中，該方法進一步包括將一目的地基材安裝至耦合至該定位台之一目的地夾具上，其中該目的地基材具有在一目的地節距處之複數目的地接合位點，其中相比於該第一節距該目的地節距更接近於該第二節距。

在另一實施例中，移動該連接站被履行在一對轉移操作之間，該等複數頭包括一第二頭，且該第二頭具有一晶片保留區，以及該第二頭係耦合至該支撐結構且不在該對轉移操作之間移動。

在仍另一實施例中，該第一頭具有相鄰於該支撐結構之一第一側及相鄰於該連接站之一第二側，且該晶片保留區係沿著該第二側。將該第一頭耦合至該連接站被履行以使得沿著該第二側之該第一頭的一部分接觸(1)該連接站，且該晶片保留區不接觸該連接站；或(2)接觸耦合至該連接站之一組件，且該晶片保留區不接觸耦合至該連接站之該組件。

在又另一實施例中，該等複數頭係複數接合頭。

在進一步實施例中，該方法進一步包括利用複數拾取頭以從一來源基材拾取一組晶片，其中當拾取該組晶片時該等複數拾取頭係在一來源匹配節距處；調整該等複數拾取頭，其將該組晶片固持至一接合頭匹配節距；將該組晶片從該等複數拾取頭轉移至該等複數接合頭，其中該等複數接合頭包括該第一頭，其中轉移被履行在該第一頭係使用該連接站而被移動之後。該方法進一步包括測量由該等複數接合頭所固持之該等晶片的對準誤差；基於該等對準誤差來調整相對於在一目的地夾具上之一目的地基材的由該等複數接合頭之一接合頭所固持的該等晶片之至少一者的位置；及利用該等複數接合頭來將該組晶片接合至該目的地基材。

結合圖之以下描述被提供以協助瞭解文中所揭露的教導。以下討論將聚焦在特定實施方式及教導之實施方式。此聚焦被提供以協助描述教導，且不應被解讀為對教導之範圍或可應用性的限制。

除非另有定義，文中所使用的所有技術及科學用詞具有如由本發明所屬技術領域中具有通常知識者所共同瞭解的相同意義。材料、方法、及範例僅係說明性的且不意欲為限制性的。至文中未描述之程度，有關特定材料及處理動作的許多細節係習知的，且可在本技術領域中之教科書及其他來源中發現。

裝置可包括可移動接合頭之連接站，其中該連接站容許接合頭之極精確及準確的布局。該裝置可包括橋及連接站，其中該裝置係組態成相對於橋而移動連接站。該裝置可進一步包括在複數頭之中的一頭，其中該頭具有一晶片保留區。該裝置可進一步包括組態成將頭耦合至橋且將頭解耦自橋之橋側耦合器、及組態成將頭耦合至連接站且將頭解耦自連接站之連接側耦合器。在一實施例中，該連接站可被耦合至一目的地台，其容許該連接站相關於沿著該橋之相應位置的精確及準確定位。因此，現存的配備可針對連接站而被修改以容許接合頭之位置針對不同目的地基材設計而改變。

改變接合頭陣列之接合頭節距被較不頻繁地履行，如相較於改變拾取頭陣列之拾取頭節距。針對接合頭陣列之較少節距改變容許對穩定性而非動態/快速性能的更多聚焦，動態/快速性能更為拾取頭陣列所聚焦。該裝置及使用該裝置之方法係配合相應圖之以下描述而被更佳地瞭解。雖然許多描述探討重新定位接合頭，但如文中所述之概念可被用以重新定位拾取頭。

圖1包括裝置100之概念圖，該裝置可被用以將耦合至來源夾具122之複數晶片132轉移至耦合至目的地夾具148之目的地基材158。裝置100包括橋120、基座140、及控制器160，其係耦合至橋120、基座140、或者耦合至橋120或基座140之一或多個組件。橋120及基座140之各者可係支撐結構。橋120可係耦合至來源夾具122或接合頭陣列124。基座140可係耦合至拾取頭台142及目的地台146。圖1之裝置100可包括登記、對準、及度量硬體、韌體、軟體或其組合；然而，此類登記、對準、及度量硬體、韌體、軟體或其組合未被繪示在圖1中以簡化裝置之瞭解。

在圖1及其他圖中，橋120、基座140、及實體上耦合至橋120或基座140之組件可沿著X方向、Y方向、Z方向、或其組合來組織。關於橫斷面或側視圖，X方向係介於圖形的左手側與右手側之間，Z方向係介於圖形的頂部與底部之間，而Y方向係入及出圖紙之方向。除非明確地反言之，否則旋轉係沿著由X方向及Y方向所界定之XY平面發生。

裝置100內之組件通常將以來自複數晶片132之一組晶片所將從來源夾具122被轉移至目的地基材158的順序來描述。由於操作之類似性，拾取頭台142及目的地台146被描述在本說明書之稍後的相同段落中。

術語「轉移操作」及「轉移循環」被提出以輔助瞭解如文中所述之實施例。轉移操作在不晚於從來源夾具122拾取複數晶片132內之一組晶片開始，且以轉移至目的地基材158之最後組晶片結束。轉移循環在不晚於從來源夾具122拾取一特定組晶片開始，直到該相同特定組晶片被轉移至目的地基材158為止。轉移操作可包括一或多個轉移循環。

來源夾具122可係真空夾具、管腳類型夾具、凹槽類型夾具、靜電夾具、電磁夾具，等等。來源夾具122可藉由係直接地裝附至橋而耦合至橋120，或者可經由台(未繪示)而耦合至橋。來源夾具122具有面對基座140或耦合至基座140之組件的來源固持表面。

複數晶片132可被裝附至來源基材(未分離地繪示)，其係耦合至來源夾具122，其係耦合至橋120。可固持複數晶片132(該等複數之全部或僅一部分)的來源基材將被轉移至目的地基材。來源基材可係初始基材或中間基材。來源基材可係呈帶框或帶捲軸之形式的黏著劑帶、具有其界定可固持複數晶片132之區的矩陣之晶格的容器，等等。

晶片複數132內之晶片可包括微處理器、微控制器、圖形處理單元、數位信號處理器、記憶體晶片(例如，第2階或第3階快取、快閃記憶體，等等)、功率電晶體晶片、功率電路晶片，等等。晶片具有一設備側，其具有晶片之大部分或所有電路元件、及與該設備側相反之一背側。在如圖1中所繪示之實施例中，在複數晶片132內之晶片的背側被配置在來源夾具122與晶片的設備側之間。在另一實施例中，在複數晶片132內之晶片的設備側被配置在來源夾具122與晶片的背側之間。面對基座140或耦合至該基座之晶片的側被啟動用於混合接合至目的地基材158。在一實施例中，晶片之設備側可包括複數晶片接合位點，其將由裝置100所接合至相應的目的地基材接合位點，以形成介於晶片接合位點與目的地基材接合位點之間的電連接。晶片具有與設備側相反的背側，該背側亦可包括背側接合位點，其可作用為將在稍後時刻使用之未來目的地基材接合位點。

拾取頭台142及目的地台146係定位台並耦合至基座140，且可提供在X方向、Y方向、或Z方向上沿著基座140之平移移動；或者圍繞一或多個軸之旋轉移動，諸如圍繞Z軸且沿著X方向及Y方向之平面的旋轉。拾取頭台142及目的地台146可被一起移動或者相對於彼此獨立地移動。拾取頭台142及目的地台146可係相同類型或不同類型的台。

拾取頭陣列144係耦合至拾取頭台142，且具有面對橋120或耦合至橋120之組件的拾取表面。在一實施例中，拾取頭可藉由晶片夾具來留置，該晶片夾具係真空夾具、管腳類型夾具、凹槽類型夾具、靜電夾具、或電磁夾具。

拾取頭陣列144可組態為一向量(一列或一行拾取頭)或者為一矩陣(至少兩列及至少兩行拾取頭)。有關矩陣，在拾取頭陣列144內的接合頭之數目可在列之間、在行之間、或在列與行之間不同。一些陣列組態可係3x1、6x1、2x2、2x3、2x4、4x2、10x10、或其他矩形形狀，其中第一數字相應於沿著一列或行的拾取頭之數目，而第二數字相應於沿著該列或行之另一者的拾取頭之數目。理論上，來自整個來源晶圓之晶片可被同時地轉移。針對此一組態，如相較於最接近於陣列之中心的列或列對(pair of rows)，在沿著較接近於陣列之頂部或底部的列處拾取頭陣列144將具有較少的拾取頭；而如相較於最接近於陣列之中心的行或行對(pair of columns)，在沿著較接近於陣列之左側或右側的行處拾取頭陣列144將具有較少的拾取頭。在研讀本說明書之後，熟悉本技術領域人士將能夠判定其滿足特定應用之需求或期望的拾取頭陣列144的陣列組態。

拾取頭陣列144可組態成具有可調整節距，其可在來源匹配節距與接合頭匹配節距之間被可反轉地改變。拾取頭陣列144或拾取頭台142可包括馬達、電氣組件等等，其可被啟動以移動拾取頭來獲得所欲節距。裝置100可組態成容許每轉移循環至少一個節距改變。平均上，拾取頭陣列144之節距可在轉移循環期間改變兩次。如文中所使用，節距係特徵之寬度或長度以及介於該特徵與緊鄰特徵之間的間隔之總和。特徵可係來源基材上之晶片、拾取頭陣列144內之拾取頭、接合頭陣列124內之接合頭、或目的地基材158之目的地接合位點。沿著X方向之節距可相同或不同於Y方向上之節距。

在一實施例中，拾取頭陣列144可在來源匹配節距處(當從來源夾具122拾取一組晶片時)以及在接合頭匹配節距處(當轉移該等晶片至接合頭陣列124時)。在該等晶片被轉移至接合頭陣列124之後，拾取頭陣列144之節距可被改變回到來源匹配節距，在拾取下一轉移循環之下一組晶片之前。

接合頭陣列124係耦合至橋120。在接合頭陣列124內之接合頭的各者具有橋側主要表面及與橋側主要表面相反之連接側主要表面。如圖1之實施例中所繪示，接合頭係沿著橋側主要表面而耦合至橋120。連接側主要表面被隔離自連接站150。在用以將接合頭重組態至不同接合頭節距之一操作期間，連接側主要表面將變為耦合至連接站150。

類似於拾取頭陣列144，接合頭陣列124可組態為一向量(一列或一行接合頭124)或者為一矩陣(至少兩列及至少兩行接合頭124)。有關矩陣，在接合頭陣列124內的接合頭之數目可在列之間、在行之間、或在列與行之間不同。一些陣列組態可係3x1、6x1、2x2、2x3、2x4、4x2、10x10、或其他矩形形狀，其中第一數字相應於沿著一列或行的接合頭之數目，而第二數字相應於沿著該列或行之另一者的接合頭之數目。理論上，來自整個晶圓之晶片可被同時地轉移。針對此一組態，如相較於最接近於陣列之中心的列或列對(pair of rows)，在沿著較接近於陣列之頂部或底部的列處接合頭陣列124將具有較少的接合頭；而如相較於最接近於陣列之中心的行或行對(pair of columns)，在沿著較接近於陣列之左側或右側的行處接合頭陣列124將具有較少的接合頭。在研讀本說明書之後，熟悉本技術領域人士將能夠判定其滿足特定應用之需求或期望的接合頭陣列124的陣列組態。在一實施例中，接合頭陣列124具有如相較於拾取頭陣列144之相同數目的列及行。

在接合頭陣列124內之接合頭的各者可包括晶片夾具及配置於晶片夾具與橋120之間的本體。接合頭可被組態以使得晶片夾具具有相對於其相應本體之有限範圍的移動，以在當晶片從接合頭陣列124被轉移至目的地基材158(當耦合至目的地夾具148時)時提供較佳的定位。

晶片之較佳的定位可藉由測量對準誤差為相對於接合頭上之晶片的理想位置的各接合頭上之各晶片的位置來完成。控制器160或本地控制器可使用對準誤差且判定晶片之定位的量，使得晶片將被更接近地對準至目的地基材158之其相應的目的地接合位點。晶片係由接合頭之晶片夾具所固持。控制器160或本地控制器可傳輸一信號，使得各晶片之位置係藉由使用晶片夾具相對於其相應本體之有限範圍的移動以移動接合頭之晶片夾具而被調整。因此，在一實施例中，移動晶片夾具容許晶片之位置相對於其由目的地夾具148所固持之目的地基材158而被調整。假如晶片係在失準容許度內，則並非所有晶片可能需被定位。

晶片夾具之位置所被調整的量係小於接合頭使用連接站150所被移動的量。在一實施例中，位置所被調整的量係小於接合頭使用連接站150所被移動的量達至少一數量級。用於測量對準誤差之系統係本技術領域中眾所周知的且可包括以下之一或多個：相機、干涉儀、參考標記，等等，其被用於測量接合頭陣列124上之晶片的對準誤差。各接合頭可包括定位台，其在本技術領域中係眾所周知的且可被用於基於經測量對準誤差以調整相對於目的地夾具上之目的地基材的各接合頭上之各晶片的位置。

圖2包括根據實施例之可在複數接合頭124內之範例接合頭244的側視圖。接合頭244包括本體2442及晶片夾具2444。當接合頭244被耦合至橋120時，本體2442被配置在橋120與晶片夾具2444之間。接合頭244具有面對基座140或耦合至基座140之組件(如圖1中所繪示)的晶片保留區2446。因此，圖2中之接合頭244被翻轉倒置，如相較於圖1中所繪示之接合頭。晶片將接觸凹部2447內之晶片保留區2446內的晶片夾具2444。假如晶片太薄且將不另延伸至凹部2447外部，則一支撐板將被裝附至晶片。支撐板將接觸晶片夾具2444，且晶片之表面將延伸至凹部2447外部。晶片夾具2444之部分2448界定晶片保留區2446之周邊。部分2448係耦合區且容許實體接觸至連接站150或組件(未繪示)，其中該組件係耦合至連接站150。因此，接合頭244可使用連接站150來移動而不接觸晶片保留區2446內之表面。

圖2中之接合頭244係一非限制性實施例，且其他設計係可能的。在其他設計中，凹部2447可不存在，且晶片保留區2446可與晶片夾具2444之部分2448共面。連接站150可被設計以接觸晶片保留區2446之外部的晶片夾具2444。在相同或另一實施例中，組件可被使用在連接站150與晶片夾具2444之間。例如，該組件可類似於襯墊或具有彈性體材料(例如，矽膠、聚丁烯材料、或橡膠材料)，其具有相應於晶片保留區2446之開口。在閱讀本說明書之後，熟悉本技術領域人士將能夠判定用於接合頭陣列124內之接合頭及連接站150的設計，以容許移動接合頭而減少了介於晶片保留區2446與連接站150或耦合至連接站150的組件之間的接觸之風險。感測器可被感測在當接合頭係位於或接近於連接站150及橋120處時。感測器可係連接至連接站150、橋120、接合頭、或其組合。

參考圖1，目的地夾具148可係耦合至目的地台146，其係耦合至橋120。在一實施例中，目的地夾具148係附接至目的地台146。目的地夾具148可固持具有目的地接合位點之目的地基材158。目的地夾具148可係真空夾具、管腳類型夾具、凹槽類型夾具、靜電夾具、電磁夾具，等等。目的地夾具148可被加熱、冷卻、或加熱並冷卻兩者。目的地夾具148可包括加熱器。在相同或不同實施例中，流體(未繪示)可流經目的地夾具148以增加或減少目的地夾具148之溫度。

目的地基材158係耦合至目的地夾具148且具有來自複數晶片132之晶片所將被接合至之目的地接合位點(未分離地繪示)。目的地基材158可係中間基材或最終產品基材。目的地基材158可包括相關於來源基材所描述之任何基材，且亦可包括半導體晶圓、封裝基材、印刷佈線板、電路板、中介層，等等。微電子設備可係目的地基材158之部分，諸如半導體晶圓。封裝基材、印刷佈線板、電路板、或中介層可或可不具有已安裝晶片。目的地基材158之側邊的部分或全部可被啟動以用於混合接合。可小心以避免或至少減少接觸已啟動表面之可能性。

裝置100可使用以下來操作：與橋120通連之控制器160、耦合至橋120之任何組件、基座140、耦合至基座140之任何組件、或其任何組合。控制器160可使用電腦可讀取程式來操作，該程式係選擇性地儲存在記憶體162中。控制器160可包括處理器(例如，微處理器或微控制器之中央處理單元)、場可編程閘極陣列(FPGA)、特定應用積體電路(ASIC)，等等。控制器160可在裝置100內。在另一實施方式(未繪示)中，控制器160可係在裝置100之外的電腦之至少部分，其中此電腦係雙向地耦合至裝置100。記憶體162可包括非暫態電腦可讀取媒體，其包括用以執行與轉移操作相關聯的或介於轉移操作之間的動作之指令。在另一實施例中，橋120、耦合至橋120之組件、基座140、或耦合至基座140之組件可包括本地控制器，其提供否則將由控制器160所提供之一些功能。

連接站150可係耦合至及解耦自接合頭陣列124內之接合頭。連接站150係耦合至目的地台146，其容許連接站150在X方向、Y方向、或兩方向上被平移。該裝置100可組態成容許頭被移動遠離或接近橋，在連接站150在X方向、Y方向、或兩方向上被平移之前。如相較於拾取頭陣列144，連接站150及目的地台146容許接合頭被更精確地且準確地置放。用以改變接合頭陣列124之配置所需的時間比改變拾取頭陣列144之節距更長；然而改變接合頭陣列124之配置可較不頻繁地發生。例如，接合頭陣列124之配置可被改變在轉移操作之間(例如，在一對目的地基材之間)而不被改變在轉移操作期間。

耦合器可被用以將接合頭陣列124耦合至橋120以及至連接站150。耦合器可係基於真空的、電磁的、機械的，等等。耦合器可係部分地或完全地在橋120、連接站150、接合頭陣列124內之接合頭、或其組合內。沿著橋，不同的位置可使用相同的耦合器或不同的耦合器。

針對範例基於真空的耦合器，參考圖1及3，橋120可包括真空通道320，其協助將接合頭324耦合至橋120。圖3僅繪示接合頭324之本體的一部分。真空通道可藉由由控制器160或橋120內之本地控制器所控制的致動器而被耦合。真空致動器可係閥、調節器，等等。真空來源可在裝置100內或在裝置100之外。來自真空之吸力將接合頭保持定位。因此，耦合可藉由啟動真空致動器而發生，且解耦可藉由停用相應於真空區之真空致動器而發生。用於連接站150之基於真空的耦合器可被組態且實質上操作如相關於橋120之基於真空的耦合器所述。在一替代實施例中，接合頭324具有真空通道，且真空被供應自接合頭中之真空來源或來自連接站150、基座140、橋120等之一或多者的來源。

針對電磁耦合器，電路可在橋120或接合頭內，且接合頭或橋120內之電磁材料可被啟動在當電路被開啟時而被停用在當電路被關閉時。在圖4中，橋120可包括電路420，而接合頭424可包括電磁材料4242及本體4244。圖4僅繪示本體4244之一部分。在另一實施例中，電磁材料4242可在橋120中，而電路420可在接合頭424中。來自電磁材料4242之磁力足以將接合頭固持定位。因此，耦合可藉由啟動電路420而發生，且解耦可藉由停用其由控制器160或本地控制器所控制之電路而發生。用於連接站150之基於電磁的耦合器可被組態且實質上操作如相關於橋120之基於電磁的耦合器所述。

針對機械耦合器，勾子、夾子、一對突起等等可被用以將接合頭固持定位。在圖5中，接合頭524具有肩部522，其可容許夾子526將接合頭524相對於橋120而固持定位。圖5僅繪示接合頭524之本體的一部分。機械耦合器可被手動地設定或者藉由在橋120或接合頭內之電路而被啟動。針對電路，耦合可藉由啟動電路而發生，且解耦可藉由停用電路而發生，而此類啟動/停用可由控制器160或本地控制器所控制。用於連接站150之機械耦合器可被組態且實質上操作如相關於橋120之機械耦合器所述。

在探討該方法之前，先探討相關於接合頭之所示的耦合慣例。圖7包括接合頭陣列124，其具有在接合頭1242、1244、及1246之相反端上的耦合區。陰影耦合區被用以指定一耦合器被啟動(耦合)，而清晰(無陰影)耦合區被用以指定一耦合器被停用(解耦)。在圖7中，橋側耦合器被啟動，而連接側耦合器被停用。相同慣例被使用在其他圖中。

注意力被引導至使用裝置100之方法，當移動接合頭陣列124內之接合頭時。圖6包括其相關於圖7至20所描述之方法的程序流程圖。圖1中所繪示之裝置100的一些部分未被繪示在圖7至20中，以簡化方法之瞭解。圖7至20並未繪示上覆目的地夾具148之目的地基材158(在圖1中)。在該方法期間，目的地夾具148可具有經暴露上表面，或者目的地基材158或虛擬基材(例如，裸矽晶圓、玻璃板，等等)可上覆目的地夾具148以在下述方法期間保護目的地夾具148。

在開始相應於圖6之方法的描述前，一些動作已被或可被履行。接合頭陣列124之配置相應於先前目的地基材之目的地接合位點，其中晶片已被接合至該先前目的地基材之目的地接合位點。因此，轉移操作已被完成。在下一轉移操作開始於下一目的地基材之前，接合頭陣列124被調整於下一目的地基材之目的地接合位點的位置及目的地節距。相應於圖6之方法被履行在緊接依序轉移操作之間。

該方法可包括移動連接站至待移動接合頭，在圖6中之方塊622。圖7包括該裝置之一部分的橫斷面視圖，且該部分包括橋120、包括接合頭1242、1244、和1246之接合頭陣列124、基座140、目的地台146、目的地夾具148、及連接站150。接合頭陣列124可包括更多或更少的接合頭，如相較於圖1中所繪示之實施例。接合頭1242、1244、及1246之橋側耦合區係有陰影的，因為接合頭1242、1244、及1246係耦合至橋120。參考圖7及8，控制器160或本地控制器可傳輸一信號，其讓目的地台146移動，使得連接站150係在接合頭1242下方。

該方法可進一步包括耦合接合頭至連接站，在圖6中之方塊632。參考圖9，連接站150被延伸以接觸接合頭1242。替代地，橋120、基座140、或目的地台146可被移動，使得連接站150接觸接合頭1242。來自感測器之資料可將連接站150與接合頭1242係彼此在或接近之資訊提供至控制器160或本地控制器。控制器160或本地控制器可傳輸一信號，其讓連接側耦合器待啟動接合頭1242，且耦合接合頭1242至連接站150。

該方法可包括自橋解耦接合頭，在圖6中之方塊634。控制器160或本地控制器可傳送一信號，其讓橋側耦合器停用接合頭1242，且自圖10中之橋120解耦接合頭1242。

該方法可進一步包括將連接站從第一位置移動至第二位置，在圖6中之方塊642。參考圖10及11，控制器160或本地控制器可傳輸一信號，其讓目的地台146移動，使得接合頭1242係在沿著橋120之所欲位置下方。接合頭1242可被移動遠離橋120，在目的地台146沿著X-Y平面而移動之前；且接合頭1242可被移動更接近於橋120，在目的地台146沿著X-Y平面而移動之後。在圖11中，接合頭1242之所欲位置係接近於橋120之右手側。

該方法可進一步包括耦合接合頭至橋，在圖6中之方塊652。參考圖12，來自感測器之資料可將連接站150與接合頭1242係彼此在或接近之資訊提供至控制器160或本地控制器。控制器160或本地控制器可傳輸一信號，其讓橋側耦合器待啟動接合頭1242，且耦合接合頭1242至橋120。

該方法可包括自連接站解耦接合頭，在圖6中之方塊654。控制器160或本地控制器可傳送一信號，其讓連接側耦合器停用接合頭1242，且自圖13中之連接站150解耦接合頭1242。連接站150可被移動遠離接合頭1242。在程序中之此點處，接合頭1242係在相應於下一目的地基材之目的地接合位點的所欲位置處。

判定是否有任何更多接合頭需被移動，在圖6中之決定菱形662處。假如無進一步接合頭需被移動(「否」分支)，則方法結束。假如有另一接合頭需被移動(「是」分支)，則相應於方塊622、632、634、642、652、及654之動作被重複於另一接合頭。在圖13所示之實施例中，接合頭1244需被移動至相應於下一目的地基材之另一目的地接合位點的其所欲位置。

該方法可包括移動連接站至待移動接合頭，在圖6中之方塊622。參考圖13及14，控制器160或本地控制器可傳輸一信號，其讓目的地台146移動，使得連接站150係在接合頭1244下方。

該方法可進一步包括耦合接合頭至連接站，在圖6中之方塊632。參考圖15，連接站150被延伸以接觸接合頭1244。替代地，橋120、基座140、或目的地台146可被移動，使得連接站150接觸接合頭1242。控制器160或本地控制器可傳送一信號，其讓連接側耦合器待啟動接合頭1244，且耦合接合頭1244至連接站150。

該方法可包括自橋解耦接合頭，在圖6中之方塊634。控制器160或本地控制器可傳送一信號，其讓橋側耦合器停用接合頭1244，且自圖16中之橋120解耦接合頭1244。

該方法可進一步包括將連接站從第一位置移動至第二位置，在圖6中之方塊642。參考圖16及17，控制器160或本地控制器可傳輸一信號，其讓目的地台146移動，使得接合頭1244係在沿著橋120之所欲位置下方。接合頭1244可被移動遠離橋120，在目的地台146沿著X-Y平面而移動之前；且接合頭1244可被移動更接近於橋120，在目的地台146沿著X-Y平面而移動之後。在圖17中，接合頭1244之所欲位置係在介於接合頭1242與1246之間的中間。

該方法可進一步包括耦合接合頭至橋，在圖6中之方塊652。參考圖18，來自感測器之資料可將連接站150與接合頭1242係彼此接近之資訊提供至控制器160或本地控制器。控制器160或本地控制器可傳輸一信號，其讓橋側耦合器待啟動接合頭1244，且耦合接合頭1244至橋120。

該方法可包括自連接站解耦接合頭，在圖6中之方塊654。控制器160或本地控制器可傳送一信號，其讓連接側耦合器停用接合頭1244，且自圖19中之連接站150解耦接合頭1244。連接站150可被移動遠離圖12中之接合頭1244。在程序中之此點處，接合頭1244係在相應於下一目的地基材之目的地接合位點的所欲位置處。

判定是否有任何更多接合頭需被移動，在圖6中之決定菱形662處。假如無進一步接合頭需被移動(「否」分支)，則方法結束。假如有另一接合頭需被移動(「是」分支)，則相應於方塊622、632、634、642、652、及654之動作被重複於另一接合頭。無進一步接合頭需被移動，所以方法可結束。在圖20所示的實施例中，接合頭1246不被移動在相應於圖6之方法期間。因此，並非所有接合頭需被移動在一對緊接依序轉移操作之間。

上述方法可被用以一次移動一個頭。在另一實施例中，一組頭可被同時地移動。例如，接合頭1242或1244可係沿著Y方向上之一行的接合頭，且沿著該行之所有接合頭可被同時地移動。在另一範例中，一組頭可係沿著不同的列或行。在閱讀本說明書之後，熟悉本技術領域人士將能夠判定有多少以及哪些接合頭應同時地移動。

在相應於圖6之方法被完成後，下一目的地基材可被耦合至目的地夾具148(假如此尚未發生的話)。假如虛擬基材被置於目的地夾具148上，則該虛擬基材可被移除，在該方法被完成之後以及在下一目的地基材被耦合至目的地夾具148之前。假如先前目的地基材與下一目的地基材具有相同設計(例如，相同部件數)，則接合頭陣列124可無需在針對先前目的地基材的轉移操作與針對下一目的地基材的下一轉移操作之間被重新定位。下一目的地基材158至接合頭之微量重新對準可被履行，因為先前基材與下一基材可能未被置於目的地夾具148上方之相同確實位置上。

當比較圖7與圖20時，接合頭陣列124之接合頭節距係不同。圖7中之接合頭陣列124的接合頭節距小於圖20中之接合頭陣列124的接合頭節距。在相同或不同實施例中，X方向接合頭節距可被改變，而Y方向接合頭節距可保持相同，或反之亦然。在進一步實施例中，接合頭節距可被減少而非增加，如圖7及20中所繪示。

如文中所述之實施例容許接合頭之精確及準確的布局。連接站可被使用在接合頭之移動及布局期間。連接站可被耦合至一目的地台，其容許該連接站相關於沿著橋之相應位置的精確及準確定位。因此，現存的配備可針對連接站而被修改容許接合頭針對不同目的地基材設計而改變。

改變接合頭陣列之接合頭節距被較不頻繁地履行，如相較於改變拾取頭陣列之拾取頭節距。針對接合頭陣列之較少節距改變容許對穩定性而非動態/快速性能的更多聚焦，動態/快速性能係當改變接合頭陣列之拾取頭節距時所更為聚焦。

注意：在一般性描述或範例中並非上述所有動作均需要；特定動作之部分可能不需要；以及除了所述之那些以外可履行一或多個進一步動作。再者，所列出之動作的順序不一定是其被履行的順序。

利益、其他優點、及對問題之解決方案已相關於特定實施方式而被描述於上。然而，其可造成任何利益、優點、或解決方案發生或變為更顯著的利益、優點、對問題之解決方案、及任何特徵不應被理解為任何或所有申請專利範圍的關鍵、必要、或基本特徵。

文中所述之實施方式的具體指明及闡明係意欲提供各個實施方式之結構的一般性瞭解。該具體指明及闡明非意欲作用為其使用文中所述之結構或方法的裝置及系統的所有元件和特徵的窮舉且全面的描述。分離的實施方式亦可被提供在單一實施方式之組合中；且反之，在單一實施方式之背景中所描述(為了簡潔)的各個特徵亦可被分離地或以任何子組合方式提供。此外，對範圍中所陳述之值包括在該範圍內之各及每一值。僅在閱讀本說明書之後，許多其他實施方式對熟悉本技術領域人士可係清楚明白的。其他實施方式可被使用且衍生自本揭露，使得可做出結構式取代、邏輯取代、或其他改變而不背離本揭露之範圍。因此，本揭露應被視為說明性而非限制性。

100:裝置 120:橋 122:來源夾具 124:接合頭陣列 132:晶片 140:基座 142:拾取頭台 146:目的地台 148:目的地夾具 150:連接站 158:目的地基材 160:控制器 162:記憶體 244:接合頭 320:真空通道 324:接合頭 420:電路 424:接合頭 522:肩部 524:接合頭 526:夾子 1242,1244,1246:接合頭 2442:本體 2444:晶片夾具 2446:晶片保留區 2447:凹部 2448:部分 4242:電磁材料 4244:本體

實施方式係藉由範例來闡明且不限於附圖。

[圖1]包括可被使用在將晶片從來源基材轉移至目的地基材中之裝置的概念視圖。

[圖2]包括依據一實施例之接合頭的側視圖之繪示。

[圖3]包括使用基於真空的耦合器以將橋與接合頭耦合在一起之該橋及該接合頭的部分之橫斷面視圖的繪示。

[圖4]包括使用電磁耦合器以將橋與接合頭耦合在一起之該橋及該接合頭的部分之橫斷面視圖的繪示。

[圖5]包括使用機械耦合器以將橋與接合頭耦合在一起之該橋及該接合頭的部分之橫斷面視圖的繪示。

[圖6]包括針對一種在晶片轉移操作之間定位複數接合頭的方法之程序流程圖。

[圖7]包括在移動接合頭之前的圖1之裝置的一部分之橫斷面視圖的繪示。

[圖8]包括在將連接站移動至接合頭之位置中之後的圖7之裝置的該部分之橫斷面視圖的繪示。

[圖9]包括在啟動連接側耦合器以將接合頭與連接站耦合在一起之後的圖8之裝置的該部分之橫斷面視圖的繪示。

[圖10]包括在停用橋側耦合器以將接合頭與橋彼此解耦之後的圖9之裝置的該部分之橫斷面視圖的繪示。

[圖11]包括在將接合頭移動至其所欲位置中之後的圖10之裝置的該部分之橫斷面視圖的繪示。

[圖12]包括在啟動橋側耦合器以將接合頭與橋耦合在一起之後的圖11之裝置的該部分之橫斷面視圖的繪示。

[圖13]包括在停用連接側耦合器以將接合頭與連接站彼此解耦之後的圖12之裝置的該部分之橫斷面視圖的繪示。

[圖14]包括在將連接站移動至另一接合頭之位置中之後的圖13之裝置的該部分之橫斷面視圖的繪示。

[圖15]包括在啟動連接側耦合器以將其他接合頭與連接站耦合在一起之後的圖14之裝置的該部分之橫斷面視圖的繪示。

[圖16]包括在停用橋側耦合器以將其他接合頭與橋彼此解耦之後的圖15之裝置的該部分之橫斷面視圖的繪示。

[圖17]包括在將其他接合頭移動至其所欲位置中之後的圖16之裝置的該部分之橫斷面視圖的繪示。

[圖18]包括在啟動橋側耦合器以將其他接合頭與橋耦合在一起之後的圖17之裝置的該部分之橫斷面視圖的繪示。

[圖19]包括在停用連接側耦合器以將其他接合頭與連接站彼此解耦之後的圖18之裝置的該部分之橫斷面視圖的繪示。

[圖20]包括在將連接站移動遠離其他接合頭之後的圖19之裝置的該部分之橫斷面視圖的繪示。

熟悉本技術領域人士理解：圖中之元件係為了簡單及清晰而繪示，且不一定依比例繪製。舉例而言，圖中之一些元件的尺寸可相對於其他元件而被誇大，以協助增進本發明之實施方式的瞭解。

100:裝置

120:橋

122:來源夾具

124:接合頭陣列

132:晶片

140:基座

142:拾取頭台

144:拾取頭陣列

146:目的地台

148:目的地夾具

150:連接站

158:目的地基材

160:控制器

162:記憶體

Claims (21)

1. 一種裝置，包含： 一支撐結構； 一連接站，其中該裝置係組態成相對於該支撐結構而移動該連接站； 在複數頭之中的一頭，其中該頭具有一晶片保留區； 一第一耦合器，其組態成將該頭耦合至該支撐結構及將該頭解耦自該支撐結構；及 一第二耦合器，其組態成將該頭耦合至該連接站及將該頭解耦自該連接站。
2. 如請求項1之裝置，其中該頭進一步包含一本體及一晶片夾具，其中該頭係組態成容許該晶片夾具相對於該支撐結構之移動。
3. 如請求項1之裝置，進一步包含一控制器，其組態成傳輸一信號以將該頭之一本體從該支撐結構上之一第一位置移動至該支撐結構上之一第二位置。
4. 如請求項1之裝置，其中該第二耦合器係組態以使得該連接站不接觸該晶片保留區。
5. 如請求項1之裝置，其中： 該晶片保留區佔據背對該支撐結構之一表面的一中心部分，且 該頭具有一第一耦合區，其係配置在該頭的一第一周邊側與該晶片保留區之間。
6. 如請求項5之裝置，其中該第一耦合區係沿著該頭之一第一主要側，且該頭具有沿著該頭之一第二主要側的一第二耦合區，其中該第二主要側係與該第一主要側相反。
7. 如請求項5之裝置，其中該晶片保留區係凹陷入該頭中。
8. 如請求項1之裝置，該第一耦合器、該第二耦合器、或該第一耦合器及該第二耦合器之各者包括一基於區的真空夾具，其係該支撐結構之部分或耦合至該支撐結構。
9. 如請求項1之裝置，其中該裝置係組態成容許該頭被移動更接近於及遠離該支撐結構。
10. 如請求項1之裝置，進一步包含一定位台，其係耦合至該連接站且組態成相對於該支撐結構而移動該連接站。
11. 如請求項10之裝置，進一步包含耦合至該定位台之一目的地夾具。
12. 如請求項11之裝置，進一步包含： 隔離自該支撐結構之一基座，其中該定位台係耦合至該基座；及 耦合至該支撐結構之一來源基材，其中該支撐結構包括一橋。
13. 如請求項12之裝置，其中該等複數頭係複數接合頭，且該裝置進一步包含： 耦合至該基座之一拾取頭台；及 耦合至該拾取頭台之複數拾取頭。
14. 一種方法，包含： 藉由啟動與一連接站相關聯的一第一耦合器來將一第一頭耦合至該連接站，其中複數頭包括該第一頭，且該第一頭具有一晶片保留區； 藉由停用與一支撐結構相關聯的一第二耦合器來將該第一頭解耦自該支撐結構； 將該連接站從沿著該支撐結構之一第一位置移動至沿著該支撐結構之一第二位置； 藉由啟動一第三耦合器來將該第一頭耦合至該支撐結構；及 藉由停用該第一耦合器來將該第一頭解耦自該連接站。
15. 如請求項14之方法，進一步包含： 藉由啟動與該連接站相關聯的一第四耦合器來將一第二頭耦合至該連接站，其中該等複數頭包括該第二頭，且該第二頭具有一晶片保留區； 藉由停用與該支撐結構相關聯的一第五耦合器來將該第二頭解耦自該支撐結構； 將該連接站從沿著該支撐結構之一第三位置移動至沿著該支撐結構之一第四位置； 藉由啟動一第六耦合器來將該第二頭耦合至該支撐結構；及 藉由停用該第四耦合器來將該第二頭解耦自該連接站。
16. 如請求項15之方法，其中： 該等複數頭具有在將該連接站從該第一位置移動至該第二位置之前以及將該連接站從該第三位置移動至該第四位置之前的一第一節距；且 該等複數頭具有在將該連接站從該第一位置移動至該第二位置之後以及將該連接站從該第三位置移動至該第四位置之後的一第二節距，其中該第二節距係不同於該第一節距。
17. 如請求項16之方法，進一步包含： 將一目的地基材安裝至耦合至一定位台之一目的地夾具上，其中該目的地基材具有在一目的地節距處之複數目的地接合位點，其中相比於該第一節距該目的地節距更接近於該第二節距。
18. 如請求項14之方法，其中： 移動該連接站被履行在一對轉移操作之間， 該等複數頭包括一第二頭，且該第二頭具有一晶片保留區，以及 該第二頭係耦合至該支撐結構且不在該對轉移操作之間移動。
19. 如請求項14之方法，其中： 該第一頭具有相鄰於該支撐結構之一第一側及相鄰於該連接站之一第二側， 該晶片保留區係沿著該第二側，以及 將該第一頭耦合至該連接站被履行以使得沿著該第二側之該第一頭的一部分接觸： (1) 該連接站，且該晶片保留區不接觸該連接站、或 (2) 耦合至該連接站之一組件，且該晶片保留區不接觸耦合至該連接站之該組件。
20. 如請求項14之方法，其中該等複數頭係複數接合頭。
21. 如請求項20之方法，進一步包含： 利用複數拾取頭以從一來源基材拾取一組晶片，其中當拾取該組晶片時該等複數拾取頭係在一來源匹配節距處； 調整該等複數拾取頭，其將該組晶片固持至一接合頭匹配節距； 將該組晶片從該等複數拾取頭轉移至該等複數接合頭，其中該等複數接合頭包括該第一頭，其中轉移被履行在該第一頭係使用該連接站而被移動之後； 測量由該等複數接合頭所固持之該等晶片的對準誤差； 基於該等對準誤差來調整相對於在一目的地夾具上之一目的地基材的由該等複數接合頭之一接合頭所固持的該等晶片之至少一者的位置；及 利用該等複數接合頭來將該組晶片接合至該目的地基材。

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