本发明专利技术公开了一种用于执行将半导体器件管芯从第一衬底直接转移到第二衬底的装置。所述装置包括能够在两个轴上移动的第一衬底传送机构。微调节机构与所述第一衬底传送机构联接并且被构造成保持所述第一衬底并进行位置调节，所述位置调节的尺度小于由所述第一衬底传送机构引起的位置调节。所述微调节机构包括：微调节致动器，所述微调节致动器具有远侧端部；以及第一衬底保持器框架，所述第一衬底保持器框架能够经由与所述微调节致动器的所述远侧端部接触而移动。第二框架被构造成固定所述第二衬底，使得转移表面被设置成面向设置在所述第一衬底的表面上的所述半导体器件管芯。转移机构被构造成压住所述半导体器件管芯使其与所述衬底的所述转移表面接触。使其与所述衬底的所述转移表面接触。使其与所述衬底的所述转移表面接触。
【技术实现步骤摘要】
通过微调节提高半导体器件转移速度的方法和装置
[0001]相关专利申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2018年10月1日提交的标题为“Method and Apparatus to Increase Transfer Speed of Semiconductor Devices with Micro
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Adjustment”的美国专利申请16/147,456的优先权，并且该美国专利申请全文以引用方式并入本文。本申请以引用方式将以下专利申请并入：于2014年11月12日提交的标题为“Apparatus for Transfer of Semiconductor Devices”的美国专利申请14/939,896，该专利现在被公开为美国专利9,633,883；于2016年11月3日提交的标题为“Compliant Needle for Direct Transfer of Semiconductor Devices”的美国专利申请15/343,055；于2016年11月23日提交的标题为“Top
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Side Laser for Direct Transfer of Semiconductor Devices”的美国专利申请15/360,471；于2016年11月23日提交的标题为“Pattern Array Direct Transfer Apparatus and Method Therefor”的美国专利申请15/360,645；于2017年1月18日提交的标题为“Flexible Support Substrate for Transfer of Semiconductor Devices”的美国专利申请15/409,409；以及于2018年5月12日提交的标题为“Method and Apparatus for Multiple Direct Transfers of Semiconductor Devices”的美国专利申请15/987,094。
技术介绍
[0003]半导体器件是利用半导体材料诸如硅、锗、砷化镓等的电子部件。半导体器件通常被制造为单个分立器件或集成电路(IC)。单个分立器件的示例包括可电致动元件，诸如发光二极管(LED)、二极管、晶体管、电阻器、电容器、保险丝等。
[0004]半导体器件的制造通常涉及具有大量步骤的复杂制造过程。制造的最终产品是“封装”半导体器件。“封装”修饰语是指外壳和最终产品中内置的受保护特征部以及使得封装中的器件能够结合到最终电路中的接口。
[0005]半导体器件的常规制造工艺始于处理半导体晶圆。晶圆被切成许多“未封装”半导体器件。“未封装”修饰语是指没有受保护特征部的未封闭半导体器件。在此，未封装半导体器件可以称为半导体器件管芯，或者为了简单起见仅称为“管芯”。可以将单个半导体晶圆切成小块以产生各种尺寸的管芯，以便从半导体晶圆中形成超过10万个甚至100万个管芯(取决于半导体的初始尺寸)，并且每个管芯都具有一定的质量。然后，经由下文简要讨论的常规制造工艺来“封装”未封装管芯。晶圆处理与封装之间的动作可以称为“管芯制备”。
[0006]在一些情况下，管芯制备可以包括经由“拾取和放置过程”对管芯进行分类，由此将切块的管芯单独拾取并分类到箱中。可以基于管芯的正向电压容量、管芯的平均功率和/或管芯的波长进行分类。
[0007]通常，封装涉及将管芯安装到塑料或陶瓷封装(例如，模具或外壳)中。封装还包括将管芯触点连接到管脚/线材，以与最终电路对接/互连。通常通过密封管芯来完成半导体器件的封装以保护管芯免受环境(例如，灰尘)的影响。
[0008]然后，产品制造商将封装半导体器件放置在产品电路中。由于封装，器件可以随时“插入”正在制造的产品的电路组件中。此外，虽然器件的封装可以保护器件免受可能劣化
或破坏器件的元素的影响，但封装器件固然比封装内存在的管芯更大(例如，在某些情况下，封装器件厚度大约是管芯的10倍，面积是其10倍，因此体积是其100倍)。因此，所得电路组件不能比半导体器件的封装更薄。
[0009]如前所述，可以将单个半导体晶圆切成小块以从该半导体晶圆中产生超过10万个甚至100万个管芯。因此，在转移成千上万甚至数百万的管芯时，首要考虑的问题是效率。在转移这些管芯时，通常存在管芯转移参数，出于效率和/或速度的考虑，制造商可能无法控制这些参数。例如，如果管芯以相对较高的速度转移，则高速转移过程可能导致振动传播到整个半导体衬底。在其他方面，即使当被配置为执行高速转输时，就效率而言，启动和停止定位管芯以进行转移的传送机构也可能是昂贵的。常规转移机构和方法无法在不降低转移过程效率的情况下控制和/或改善这些参数和其他参数。
附图说明
[0010]具体实施方式参考附图进行阐述。在附图中，附图标记的最左边的数字标识该附图标记首次出现的附图。在不同附图中使用相同的附图标记表示相似或相同的项目。此外，附图可以被认为是提供了各个附图中各个部件的相对尺寸的近似描绘。但是，附图不是按比例绘制的，并且在各个附图之内以及在不同附图之间的各个部件的相对尺寸可能与所描绘的有所不同。具体地，为了清楚起见，一些附图可以将部件描绘为一定的尺寸或形状，而其他附图可以将相同的部件描绘为更大的比例或不同的形状。
[0011]图1示出了直接转移装置的实施方案的等距视图。
[0012]图2A表示处于预转移位置的直接转移装置的实施方案的示意图。
[0013]图2B表示处于转移位置的直接转移装置的实施方案的示意图。
[0014]图3示出了直接转移机构的顶针端部的形状轮廓的实施方案。
[0015]图4示出了顶针致动行程曲线的实施方案。
[0016]图5示出了其上具有电路迹线的支撑衬底的实施方案的平面图。
[0017]图6示出了直接管芯转移系统的元件的实施方案的示意图。
[0018]图7示出了直接管芯转移系统的机器硬件与控制器之间的电路路径的实施方案的示意图。
[0019]图8示出了根据本申请的实施方案的直接管芯转移过程的方法。
[0020]图9示出了根据本申请的实施方案的直接管芯转移操作的方法。
[0021]图10示出了实施传送机系统的直接转移装置和过程的实施方案。
[0022]图11A示出了处于预转移位置的直接转移装置的另一个实施方案的示意图。
[0023]图11B示出了图11A中的实施方案的转移操作后的支撑衬底传送机构的示意性俯视图。
[0024]图12示出了处于预转移位置的直接转移装置的另一个实施方案的示意图。
[0025]图13示出了处于预转移位置的直接转移装置的另一个实施方案的示意图。
[0026]图14示出了处于预转移位置的直接转移装置的实施方案的示意图，该直接转移装置具有根据本公开的实施方案实现的微调节组件。
[0027]图15A示出了根据本公开的实施方案的微调节组件的等距视图。
[0028]图15本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种方法，包括：确定将设置在第一衬底上的半导体器件管芯转移到第二衬底的转移位置；至少部分地基于所述转移位置确定第一衬底和第二衬底的对准位置；至少部分地基于所述对准位置，将第一衬底或第二衬底中的至少一个经由第一传送机构移动一主要距离，所述第一传送机构配置为实施主要移动；确定与在所述对准位置对准第一衬底和第二衬底相关联的一个或多个微位置调节；至少部分地基于所述一个或多个微位置调节，将第一衬底或第二衬底中的至少一个经由第二传送机构移动到所述对准位置，所述第二传送机构配置为实施次要移动；以及将半导体器件管芯从第一衬底转移到第二衬底，其中所述次要移动为比所述主要移动更小尺度的移动。2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括，在第一情况下，确定所述第二传送机构的中间位置，以及其中确定所述一个或多个微位置调节至少部分地基于所述中间位置。3.根据权利要求2所述的方法，进一步包括，在所述第一情况之后的第二情况下并且至少部分地基于转移所述半导体器件管芯，将所述第二传送机构移动到所述中间位置。4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括，至少部分地基于根据所述一个或多个微位置调节移动第一衬底或第二衬底中的至少一个，确定第一衬底和第二衬底被对准，且其中，将半导体器件管芯从第一衬底转移到第二衬底至少部分地基于第一衬底和第二衬底被对准。5.根据权利要求1所述的方法，其中，确定一个或多个微位置调节包括：确定沿第一轴线的第一微位置调节；以及确定沿第二轴线的第二微位置调节。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述对准位置为第一对准位置；其中，所述一个或多个微位置调节为一个或多个第一微位置调节；且其中，所述方法进一步包括：确定将设置在第一衬底上的第二半导体器件管芯转移到第二衬底的第二转移位置，至少部分地基于所述第二转移位置确定第一衬底和第二衬底的第二对准位置，确定所述第二对准位置在第二传送机构的一个或多个第二微位置调节内，至少部分地基于所述一个或多个第二微位置调节，将第一衬底或第二衬底中的至少一个经由第二传送机构移动到所述第二对准位置；以及将所述第二半导体器件管芯从第一衬底转移到第二衬底。7.根据权利要求1所述的方法，其中，将半导体器件管芯从第一衬底转移到第二衬底包括在第一衬底或第二衬底中的至少一个通过所述第一传送机构的主要移动期间将所述半导体器件管芯从所述第一衬底转移到所述第二衬底。8.一种方法，包括：确定与将半导体器件管芯从第一衬底转移到第二衬底相关联的转移位置；至少部分地基于所述转移位置，确定第一衬底、第二衬底和将半导体器件管芯从第一衬底转移到第二衬底的转移机构的对准位置；至少部分地基于所述对准位置，经由第一机构移动第一衬底、第二衬底或转移机构中
的至少一个，所述第一机构配置为进行主要移动；确定对第一衬底、第二衬底或转移机构中的至少一个的一个或多个微位置调节，所述一个或多个微位置调节与将第一衬底、第二衬底和转移机构对准至对准位置相关联；至少部分地基于所述一个或多个微位置调节，经由第二机构移动第一衬底、第二衬底或转移机构中的至少一个，所述第二机构配置为进行小于主要移动的次要移动；以及将半导体器件管芯从第一衬底转移到第二衬底。9.根据权利要求8所述的方法，其中：经由第一机构移动第一衬底、第二衬底或转移机构中的至少一个包括将第一衬底、第二衬底或转移机构中的至少一个移动第一量；以及经由第二机构移动第一衬底、第二衬底或转移机构中的至少一个包括将第一衬底、第二衬底或转移机构中的至少一个移动小于第一量的第二量。10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述一个或多个微位置调节范围在约0.5微米至约5000微米...
【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：罗茵尼公司，
类型：发明
国别省市：
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