[发明专利]用于转移半导体器件的多轴移动

说明书

一种用于执行半导体器件管芯从第一基板到第二基板上的转移位置的直接转移的方法。该方法包括：确定设置在转移头上的冲击丝、半导体器件管芯以及转移位置的位置；确定是否存在使冲击丝、半导体器件管芯和转移位置在阈值公差内对准的至少两个位置；以及通过冲击丝转移半导体器件管芯，使得该半导体器件管芯从第一基板分离并且附接到第二基板上的转移位置。该转移至少部分地基于确定冲击丝、半导体器件管芯以及电路迹线在阈值公差内对准来完成。

相关专利申请的交叉引用

本PCT国际专利申请要求于2019年3月6日递交的申请号为16/294,756、名称为“Multi-Axis Movement for Transfer of Semiconductor Devices(用于转移半导体器件的多轴移动)”的美国专利申请的优先权的权益。下列专利申请的全部内容通过引用结合在本申请中：于2015年11月12日递交的申请号为14/939,896、名称为“Apparatus forTransfer of Semiconductor Devices(用于转移半导体器件的装置)”、现已发布为美国专利号9,633,883的美国专利申请和于2018年5月12日递交的申请号为15/978,094、名称为“Method and Apparatus for Multiple Direct Transfers of Semiconductor Devices(用于直接转移多个半导体器件的方法和装置)”的美国专利申请。

背景技术

半导体器件是利用半导体材料(例如，硅、锗、砷化镓等)的电气部件。半导体器件通常被制造成单个分立器件或集成电路(IC)。单个分立器件的示例包括电可致动元件，例如，发光二极管(LED)、二极管、晶体管、电阻器、电容器、熔断器等。

半导体器件的制造通常涉及包含众多步骤的复杂制造流程。制造的成品是“封装的”半导体器件。此处修饰语“封装的”是指成品中内置的封闭和保护特征以及使包装中的器件能够结合到最终电路中的接口。

半导体器件的常规制造流程始于处理半导体晶圆。晶圆被切割成许多“未封装的”半导体器件。此处修饰语“未封装的”是指没有保护特征的未封闭半导体器件。在本申请中，未封装的半导体器件可以称之为半导体器件管芯，或简称为“管芯”。可以将单个半导体晶圆切割成各种大小的管芯，以便从半导体晶圆形成多达100,000多个、甚至1,000,000多个管芯(取决于半导体的初始大小)，并且每个管芯都具有一定质量。然后经由下面简要论述的常规制造流程来“封装”未封装的管芯。晶圆处理与封装之间的操作可以被称为“管芯制备”。

在一些情况下，管芯制备可以包括经由“拾取和放置过程”对管芯进行分选，由此切割的管芯被单独拾取并被分选到各个料箱中。分选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。

通常，封装涉及将管芯安装到塑料或陶瓷包装(例如，模具或封壳)中。封装还包括将管芯触点连接到引脚/导线，以与最终电路对接/互连。通常通过密封管芯以保护其免受环境(例如，灰尘)的影响来完成半导体器件的封装。

然后，产品制造商将封装的半导体器件放入产品电路中。由于封装的原因，器件已准备好被“插入”到在制产品的电路组件中。此外，虽然对器件的封装能保护其免受可能损坏或破坏器件的元件的影响，但封装的器件本质上比在包装内发现的管芯更大(例如，在一些情况下，其厚度和面积约为管芯的10倍，从而导致体积大100倍)。因此，所形成的电路组件不能比半导体器件的封装更薄。

如前所述，可以切割单个半导体晶圆，以从该半导体晶圆创建超过100,000或1,000,000个管芯。因此，在转移半导体管芯时所使用的这些机器要求极高的精度。所以，在建造转移机构时，常常会考虑特定的设计目的，并且具有严格的约束条件以确保精度和准确性。然而，这些转移机构常常缺乏针对不同应用或制造目的的可变性和适应性。例如，转移机构将用于转移特定产品的管芯，然后可以重新配置或调整以转移另一产品的管芯。重新配置可能是耗时的、效率低下的，并且有时需要拆除和重建机器上的部件。

附图说明