(57)【要約】【課題】簡単な構成で物体を保持し離脱することができる接着デバイスと、これを利用した移載技術を提供する。【解決手段】接着デバイスは、少なくとも一つの開口を有する支持体と、前記支持体の第１の主面の側に配置される高分子材料層と、を有し、外力の印加の下で、前記支持体の前記第１の主面と反対側の第２の主面における接着力が変化する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの開口を有する支持体と、
前記支持体の第１の主面の側に配置される高分子材料層と、
を有し、
外力の印加の下で、前記支持体の前記第１の主面と反対側の第２の主面における接着力が変化することを特徴とする接着デバイス。
【請求項２】
前記高分子材料層は接着性の高分子層であり、
前記外力の印加の下で、前記第２の主面に接着体が現れることを特徴とする請求項１に記載の接着デバイス。
【請求項３】
前記接着体は、前記外力の印加がオフのときは前記第２の主面から前記第１の主面の方向に後退することを特徴とする請求項２に記載の接着デバイス。
【請求項４】
前記高分子材料層は接着性の高分子層であり、
前記外力の印加が無い状態で前記第２の主面に接着体が形成されており、
前記外力の印加により前記接着体が前記第２の主面から前記第１の主面の側へ後退することを特徴とする請求項１に記載の接着デバイス。
【請求項５】
前記支持体は接着性の支持体であり、前記高分子材料層は前記支持体よりも接着性が小さいか、または接着性を有しない高分子層であり、
前記外力の印加により、前記第２の主面に高分子の突起が現れることを特徴とする請求項１に記載の接着デバイス。
【請求項６】
前記開口の周囲に配置される導電膜、
をさらに有し、
前記導電膜を介した前記高分子材料層への電圧の印加により、前記第２の主面に前記接着体が可逆的に現れることを特徴とする請求項２または３に記載の接着デバイス。
【請求項７】
前記支持体は導電材料で形成されており、
前記支持体を介した前記高分子材料層への電圧の印加により、前記第２の主面に前記接着体が可逆的に現れることを特徴とする請求項２または３に記載の接着デバイス。
【請求項８】
前記接着体の粘着力は、印加電圧により可変であることを特徴とする請求項６または７に記載の接着デバイス。
【請求項９】
前記開口の周囲に配置される熱伝導層、
をさらに有し、
前記熱伝導層を介した前記高分子材料層への熱の印加により、前記第２の主面に前記接着体が可逆的に現れることを特徴とする請求項２または３に記載の接着デバイス。
【請求項１０】
前記支持体は熱伝導材料で形成されており、
前記支持体を介した前記高分子材料層への熱の印加により、前記第２の主面に前記接着体が可逆的に現れることを特徴とする請求項２または３に記載の接着デバイス。
【請求項１１】
前記高分子材料層を加圧または減圧する圧力制御手段、
をさらに有し、
前記高分子材料層への圧力の印加により、前記支持体の前記第２の主面に前記接着体が可逆的に現れることを特徴とする請求項２または３に記載の接着デバイス。
【請求項１２】
前記支持体は、複数の前記開口を有しており、
前記外力の印加は、前記開口ごとに独立して制御可能であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の接着デバイス。
【請求項１３】
少なくとも一つの開口を有する支持体と、前記支持体の第１の主面の側に配置される高分子材料層とを有し、外力の印加の下で前記支持体の前記第１の主面と反対側の第２の主面における接着力が変化する接着デバイスと、
前記接着デバイスを第１の位置と第２の位置の間で移動する駆動手段と、
前記外力の印加のタイミングを制御する制御手段と、
を有し、
前記制御手段は、前記第１の位置と前記第２の位置の間で前記第２の主面における前記接着力を変化させて前記第１の位置と前記第２の位置の間で物体を搬送する
ことを特徴とする移載装置。
【請求項１４】
前記接着デバイスは、前記外力の印加の下で前記支持体の前記第２の主面に現れる接着体を有し、
前記制御手段は、前記第１の位置で前記外力を印加して前記接着体で前記物体を保持し、前記第２の位置で前記外力の印加をオフにして前記物体を離す、
ことを特徴とする請求項１３に記載の移載装置。
【請求項１５】
前記制御手段は、前記第１の位置で前記第２の主面に複数の前記接着体を出現させて複数の前記物体を保持し、
前記第２の位置で、複数の接着体のうちの第１グループの接着体への前記外力の印加をオフにして第１グループの物体を離し、
前記第１グループの接着体と独立して第２グループの接着体への前記外力の印加をオフにし、前記第１グループの物体と異なる配置位置に第２グループの物体を離す、
ことを特徴とする請求項１４に記載の移載装置。
【請求項１６】
前記外力は電圧であり、前記接着体の粘着力は、前記電圧のレベルに応じて可変であることを特徴とする請求項１４または１５に記載の移載装置。
【請求項１７】
少なくとも一つの開口を有する支持体と、前記支持体の第１の主面の側に配置される高分子材料層とを有し、外力の印加の下で前記支持体の前記第１の主面と反対側の第２の主面における接着力が変化する接着デバイスを用いて、
第１の位置と第２の位置で前記第２の主面における前記接着力を変化させ、
前記接着力の変化により前記第１の位置と前記第２の位置の間で物体を搬送する、
ことを特徴とする移載方法。
【請求項１８】
前記第１の位置で、前記接着デバイスに前記外力を印加して、前記第２の主面に接着体を出現させ、
前記接着体で前記物体を保持して、前記物体を前記第１の位置から前記第２の位置へ搬送し、
前記第２の位置で前記外力の印加をオフにして前記物体を離す、
ことを特徴とする請求項１７に記載の移載方法。
【請求項１９】
前記第１の位置で前記第２の主面に複数の前記接着体を出現させ、
前記複数の前記接着体で複数の物体を保持して前記複数の物体を前記第２の位置に搬送し、
前記第２の位置で、前記複数の接着体のうち第１グループの接着体への前記外力の印加をオフにして第１グループの物体を離し、
前記第１グループの接着体と独立して第２グループの接着体への前記外力の印加をオフにし、前記第１グループの物体と異なる配置位置に第２グループの物体を離す、
ことを特徴とする請求項１８に記載の移載方法。
【請求項２０】
前記外力として電圧を印加し、
前記電圧のレベルを制御することで、前記接着体の粘着力を変える、
ことを特徴とする請求項１８または１９に記載の移載方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接着デバイス、これを用いた移載装置、及び移載方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光素子等の半導体チップをウエハから切り出した後に、個々のチップを所定の配列で回路基板に実装することで、表示装置等の電子機器が製造される。ウエハから切り出される状態のチップの配列ピッチと、回路基板上の実装位置での配列ピッチは一般的に異なるため、切り出されたチップを一つひとつピックアップして、回路基板上の所定の箇所に実装している。
【０００３】
チップを一つひとつ搬送して実装するのは煩雑なので、一度に複数のチップをピックアップして所望の位置に移載する構成がいくつか提案されている。
【０００４】
第１基板上に第１のピッチで配列された複数の素子を粘着シートで接着保持し、第２基板上で、紫外線を照射して素子を離脱させる構成が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。この手法では、第２のピッチで形成された開口を有するマスクを用いて、粘着シートの裏側からマスク越しに紫外線を照射して素子を離脱させる。
【０００５】
また、静電転写ヘッドのアレイを用いて、キャリア基板上に接着層を介して配列されている複数のマイクロデバイスをピックアップし、転写先の基板に搭載する方法が知られている（たとえば特許文献２参照）。この方法では、マイクロデバイスのピックアップ時にキャリア基板の接着層を固相から液相に転移させるとともに、転写ヘッドに電圧を印加してグリップ力を発生させてマイクロデバイスをピックアップする。転写先の基板上で転写ヘッドのグリップ力を選択的に解放することで、マイクロデバイスを転写基板に搭載する。
【０００６】
さらに、複数の半導体チップをキャリア基板ごと粘着シートに接着し、キャリア基板を除去した後に粘着シートを加熱して粘着力を低減し、真空吸着ヘッドでシートから半導体チップをピックアップする構成が知られている（たとえば、特許文献３参照）。ピックアップされた半導体チップは、真空吸着をオフにすることで回路基板に搭載される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４０００８５６号
【特許文献２】特許第５７８３４８１号
【特許文献３】特開２０１８−３２７４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１の方法は、素子を粘着シートから離脱するときに、粘着シートの粘着面と反対側の面にマスクを配置する工程と、レーザ照射する工程が必要である。また、第２基板上への素子の配置はマスクの開口パターンで決まり、硬直的である。
【０００９】
特許文献２の方法は、転写ヘッドに多数のメサ型構造体が作り込まれており、転写ヘッドの構成が複雑である。また、搬送されるマイクロチップに接着層が残る。
【００１０】
特許文献３の方法は、静電転写ヘッドでピックアップした半導体チップの温度を制御するためのヒータをヘッドの中に内蔵し、ヘッドの構成が複雑になる。また、半導体チップ上に接着層が残る。
【００１１】
本発明は、簡単な構成で物体を保持し離脱することのできる接着デバイスと、これを利用した移載技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の態様では、接着デバイスは、
少なくとも一つの開口を有する支持体と、
前記支持体の第１の主面の側に配置される高分子材料層と、
を有し、
外力の印加の下で、前記支持体の前記第１の主面と反対側の第２の主面における接着力が変化する。
【００１３】
本発明の第２の態様では、移載装置は、
少なくとも一つの開口を有する支持体と、前記支持体の第１の主面の側に配置される高分子材料層とを有し、外力の印加の下で前記支持体の前記第１の主面と反対側の第２の主面における接着力が変化する接着デバイスと、
前記接着デバイスを第１の位置と第２の位置の間で移動する駆動手段と、
前記外力の印加のタイミングを制御する制御手段と、
を有し、
前記制御手段は、前記第１の位置と前記第２の位置の間で前記第２の主面における前記接着力を変化させて前記第１の位置と前記第２の位置の間で物体を搬送する。
【発明の効果】
【００１４】
上記の構成の接着デバイスにより、簡単な構成で物体を保持し離脱することができる。この接着デバイスを利用した移載装置は、簡単な制御で所望の物体をピックアップして所望の位置に移動し、配置することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態の接着デバイスの基本構成を説明する図である。
【図２】外力の印加がないときの高分子材料層の状態を例示する図である。
【図３】外力の印加の下での高分子材料層の変位を例示する図である。
【図４】電圧印加による接着デバイスの駆動例を説明する図である。
【図５】電圧印加による接着デバイスの変形例を示す図である。
【図６】熱の印加による接着デバイスの駆動例を説明する図である。
【図７】圧力の印加による接着デバイスの駆動例を説明する図である。
【図８】外力の印加により支持体表面の接着力を変化させる別の例を示す図である。
【図９】外力の印加により支持体表面の接着力を変化させる別の例を示す図である。
【図１０】実施形態の接着デバイスを用いた移載装置の模式図である。
【図１１】移載装置による物品の移動を説明する図である。
【図１２】複数の接着体のアレイを有する接着デバイスの一例を示す図である。
【図１３】複数の接着体のアレイを有する接着デバイスの一例を示す図である。
【図１４】接着デバイスの電圧制御を示す図である。
【図１５】支持体に形成される配線の一例を示す図である。
【図１６】電圧印加による高分子材料層の変位を示す図である。
【図１７】接着デバイスの加熱制御の例を示す図である。
【図１８】接着デバイスの加圧制御を示す図である。
【図１９】マイクロＬＥＤの転写プロセスへの適用例を示す図である。
【図２０】移載装置によるＬＥＴチップの搬送例を示す図である。
【図２１】移載装置による物体の搬送例を示す図である。
【図２２】接着デバイスの粘着力を評価する試験装置の模式図である。
【図２３】接着デバイスの粘着力の評価手順を説明する図である。
【図２４】試験装置を用いた測定結果を示す図である。
【図２５】印加電圧と粘着力の関係を示す図である。
【図２６】接着体の突出量と粘着力の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、実施形態の接着デバイス１０の基本構成を説明する図である。実施形態では、外力の印加により変形または変位が可能な高分子材料層を用い、支持体表面の接着力を変化させることで、物体に対する接着力または保持力を制御する。
【００１７】
接着デバイス１０は、１以上の開口１４を有する支持体１３と、支持体１３の第１の主面１６ａ側に配置される高分子材料層１１と、を有する。外力の印加により、第１の主面１６ａと反対側の第２の主面１６ｂでの接着力を変化させる。
【００１８】
外力の印加による接着力の変化は、
（ａ）第２の主面１６ｂで接着力がゼロから増加する場合、
（ｂ）第２の主面１６ｂで接着力が弱い状態から強い状態に変化する場合、
（ｃ）第２の主面１６ｂで接着力が強い状態から弱い状態に変化する場合、及び
（ｄ）第２の主面１６ｂで接着力が低減してゼロになる場合、
のいずれをも含む。
【００１９】
図１の例は、外力の印加により、支持体１３の第２の主面１６ｂでの接着力がゼロから増大する態様（ａ）を示しているが、後述するように、開口１４を有する支持体１３と高分子材料層１１を用いることで、４つの変化の態様（ａ）〜（ｄ）のいずれも実現可能である。
【００２０】
図１の（Ａ）は、外力の印加が無い状態を示す。外力の印加がない場合、高分子材料層１１は支持体１３の第１の主面１６ａの側にある。高分子材料層１１は、外力の印加により変位が可能な接着性のポリマーである。支持体１３は、接着性のない材料で形成されている。
【００２１】
図１の（Ｂ）で、外力が印加されると、高分子材料層１１は支持体１３の第２の主面１６ｂの表面位置（図中、「主面位置」と表記されている）を超えて突出し、第２の主面１６ｂに接着体１５が形成される。外力は、電圧、熱、圧力等であり、印加される外力の程度によって、接着体１５の高さは調整可能である。
【００２２】
図１では、接着力のない支持体１３と接着力のある高分子材料層１１を用いているが、高分子材料層１１よりも接着力の小さい支持体１３を用いてもよい。この場合は、第２の主面１６ｂでの接着力が弱い状態から強い状態に変化する態様（ｂ）になる。
【００２３】
詳細は後述するが、支持体１３と高分子材料層１１の性質を変える、初期状態を変える等することで、上記の態様（ｃ）と（ｄ）も実現可能である。
【００２４】
支持体１３に形成される開口１４の形状は、円、楕円、多角形等、目的に応じて決定される。開口１４のサイズは、保持対象となる物体のサイズに応じて設計される。１０μｍ×１０μｍサイズで高さが数μｍ程度の半導体チップをピックアップする場合は、開口１４の径を１０〜１５μｍ程度に設計して、第２の主面１６ｂに接着体１５を可逆的に形成する。
【００２５】
接着デバイス１０は、半導体チップのピックアップだけではなく、医療用のマイクロピンセット、精密光学部品の組み立て等にも適用可能である。開口１４のサイズと形状は、用途に応じて、あるいは把持対象の物体の大きさ、重さ等に応じて設計可能であり、好ましくは数μｍ〜数百μｍの径を有する。開口１４の径をこの範囲に設定することで、外力の印加の下で高分子材料層１１のポリマーゲルを効果的に変形させ、第２の主面１６ｂに接着体１５を形成することができる。
【００２６】
高分子材料層１１は、ゲル状の高分子材料をキャスト法等によって塗布することで形成される。高分子材料として、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ：polyvinyl chloride）、ポリメタクリル酸メチル、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリアクリロニトリル、シリコーンゴム等を用いることができる。
【００２７】
高分子材料層１１の上に、開口１４のパターンが形成された支持体１３を配置することで、接着デバイス１０は作製される。高分子材料が溶媒を含む場合は、塗布後に自然乾燥で溶媒を蒸発させた後に、支持体１３を配置してもよい。高分子材料層１１は、ゲル状または粘弾性を有する半固体なので、高分子材料層１１の上に支持体１３を置くだけで積層構造が得られる。
【００２８】
高分子材料層１１の厚さは、支持体１３の厚さ、質量、開口１４のサイズ、形成したい接着体１５の高さ等に応じて適宜決定される。一例として、１ｍｍ以下であり、好ましくは０．１ｍｍ〜０．５ｍｍである。０．１ｍｍ〜０．５ｍｍの厚さの高分子材料層１１はハンドリングが容易であるが、支持体１３の開口サイズとの兼ね合いで、高分子材料層１１の厚さが０．１ｍｍ以下になる場合もあり得る。たとえば、支持体１３の第２の主面１６ｂに、多数の微細な接着体１５のアレイを形成する場合は、高分子材料層１１の厚さを０．１ｍｍ以下に設定してもよい。
【００２９】
図２は、外力の印加がないときの第１の主面１６ａ側での高分子材料層１１の状態を示す。外力の印加がないときに、高分子材料層１１は、必ずしも図１（Ａ）のように、第１の主面１６ａの高さ位置で水平面を維持している必要はない。
【００３０】
図２（Ａ）のように、開口１４の内壁に沿って高分子材料層１１が引き上げられていてもよいし、図２（Ｂ）のように、第２の主面１６ｂの近くまで、開口１４内に入り込んでいてもよい。図２（Ａ）、及び図２（Ｂ）の状態で、高分子材料層１１の接着力は、支持体１３の第２の主面１６ｂの接着力に影響しない。
【００３１】
図３は、外力が印加されたときの第２の主面１６ｂでの接着体１５の状態を示す。第２の主面１６ｂに形成される接着体１５は、必ずしも図１（Ｂ）のような凸形状である必要はない。第２の主面１６ｂの接着力を変化させることができればよいので、図３（Ａ）のように、接着体１５の頂点部分が平坦、または多少くぼんでいてもよい。あるいは、図３（Ｂ）のように、開口１４の周に沿って第２の主面１６ｂよりも高い位置まで接着体１５が突出し、開口１４の中央部で第２の主面１６ｂの表面よりも低い位置までくぼんでいてもよい。ここで、「高い」、「低い」というときは、高分子材料層１１と支持体１３の積層方向で見たときの高さ位置をいう。
【００３２】
＜電圧印加の構成例＞
図４は、外力として電圧を印加する場合の接着デバイス１０Ａの構成例である。電圧の印加により高分子材料層１１を変位させ、支持体１３Ａの第２の主面１６ｂに、可逆的に接着体１５を形成する。
【００３３】
接着デバイス１０Ａでは、導電膜１２と、高分子材料層１１と、開口１４を有する支持体１３Ａがこの順で積層されている。導電膜１２は下部電極として機能する。支持体１３Ａは導電材料で形成され、上部電極として機能する。
【００３４】
高分子材料層１１として、電圧印加により変位可能な、すなわち誘電分極を生じるポリマーゲルを用いる。電場の作用による変位が大きく、取扱いが容易なＰＶＣを用いてもよいし、ポリメタクリル酸メチル、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリアクリロニトリル、シリコーンゴム等の、その他のポリマー材料を用いてもよい。
【００３５】
ポリマーゲルに、所定の重量割合でイオン液体を添加してもよい。所定量のイオン液体を添加することで、印加電圧を低くして変形効率を向上することができる。たとえば、重量割合が０．２ wt%以上、１．５ wt%以下、より好ましくは、０．３ wt%以上、１．０ wt%以下のイオン液体を添加することで、高分子材料層１１の駆動電圧を低減することができる。
【００３６】
イオン液体として、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム＝テトラフルオロボラート（ＥＭＩ-ＢＦ4）、１−オクチル−３−メチルイミダゾリウム＝テトラフルオロボラート（ＯＭＩ-ＢＦ4）、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム＝ジシアナミド（ＥＭＩ-ＤＣＡ）、テトラブチルホスホニウム=テトラフルオロボラート（ＴＢＰ−ＢＦ4）を用いることができる。
【００３７】
ポリマーゲルに適切な可塑剤を添加してもよいし、溶媒に溶解させてもよい。可塑剤を用いる場合は、アジピン酸ジブチル（ＤＢＡ：dibutyl adipate）、アジピン酸ジエチル（ＤＥＡ：diethyl adipate）、セバシン酸ジエチル（ＤＥＳ：diethyl sebacate）、フタル酸ジオクチル（ＤＯＰ：dioctyl phthalate）、フタル酸ジエチル（ＤＥＰ：diethyl phthalate）等を用いることができる。溶媒としては、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）等のエーテル系の溶媒を用いることができる。
【００３８】
導電膜１２と支持体１３の材料は、導電性を有するものであれば、特に制限はない。導電膜１２と支持体１３の少なくとも一方を金属で形成する場合は、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、インジウム（Ｉｎ）、パラジウム（Ｐｄ）、リチウム（Ｌｉ）、ニオブ（Ｎｂ）、これらの合金などを用いることができる。導電膜１２と支持体１３の少なくとも一方に、導電性ポリマー、導電性カーボン等を用いてもよい。図４の例では、導電膜１２は陰極、支持体１３は陽極となる。
【００３９】
図４（Ａ）は、電圧が印加されていない状態を示す。導電膜１２と支持体１３は、高分子材料層１１と面接触している。高分子材料層１１は、支持体１３の第２の主面１６ｂを超えない状態にあり、必ずしも開口１４内で表面がフラットな状態でなくてもよい。
【００４０】
図４（Ｂ）で、導電膜１２と支持体１３の間に電圧が印加されると、陰極である導電膜１２から高分子材料層１１に電子が注入される。一方、陽極となる支持体１３の開口１４の内壁は、プラスに帯電する。電子を含む高分子材料層１１は支持体１３の開口１４の端面に引き付けられる。
【００４１】
高分子材料層１１にイオン液体が添加されているときは、イオン液体中に所定の輸率を示すアニオン（負イオン）が存在することで、高分子材料層１１は、より効率的に開口１４の端面に引き付けられる。ゲルの弾性により、微細な開口１４で圧縮された分の高分子材料層１１が開口１４の中に押し上げられ、支持体１３の第２の主面１６ｂから突出して接着体１５を形成する。高分子材料層１１のこの変形は、電圧応答特性に基づくものであり、ゲルの弾性を利用している。第２の主面１６ｂに接着体１５が出現することで、第２の主面１６ｂに接着力が付与される。
【００４２】
高分子材料層１１の変形は可逆的であり、電圧の印加を停止することで、図４（Ａ）の初期状態に戻すことができる。接着体１５は支持体１３の第１の主面１６ａ側に後退し、第２の主面１６ｂの接着力が解消または低減する。これにより、第２の主面１６ｂで物体を着脱可能に保持することができる。物体の表面に接着剤が残ることもない。
【００４３】
図５は、電圧印加による接着力変化の変形例として、接着デバイス１０Ｂを示す。接着デバイス１０Ｂでは、支持体１３Ｂは、絶縁シート１８と、絶縁シート１８の両面、及び開口１４の内壁を覆う導電膜１７で形成されている。
【００４４】
この例では、絶縁シート１８の全面に導電膜１７が形成されているが、絶縁シート１８の第１の主面１６ａと第２の主面１６ｂは、必ずしも全面が導電膜１７で覆われる必要はなく、少なくとも開口１４の周囲が導電膜１７で覆われていればよい。第２の主面１６ｂでの導電膜１７の面積よりも、第１の主面１６ａでの導電膜１７の面積を広く形成してもよい。これにより、高分子材料層１１の誘電分極を促進することができる。
【００４５】
支持体１３Ｂに形成された導電膜１７を陽極として用い、電圧の印加により、第２の主面１６ｂに接着体１５を形成することができる。電圧の印加をオフにすることで、接着体１５は第１の主面１６ａ側に後退する。第２の主面１６ｂの接着力が変化し、物体をリリースすることができる。
【００４６】
＜熱印加の構成例＞
図６は、外力として熱を印加する場合の接着デバイスの構成例である。熱の印加により高分子材料層１１を変位させ、支持体１３Ｃの第２の主面１６ｂに、可逆的に接着体１５を形成する。
【００４７】
図６（Ａ）で、接着デバイス１０Ｃでは、高分子材料層１１と、開口１４を有する支持体１３Ｃがこの順で積層されている。支持体１３Ｃは熱伝導性の材料で形成され、電流の注入により発熱する。熱伝導性の材料として金属を用いる場合は、支持体１３Ｃに直接電流を注入して、抵抗加熱することができる。この場合、金属発熱体として、Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｗ、Ｐｔ等を用いることができる。
【００４８】
非金属の発熱体を用いる場合は、カーボンブラック、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、モリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ2）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）、ランタンクロマイ（ＬａＣｒＯ3）、グラファイトと銅（Ｃｕ）とアルミ（Ａｌ）の複合体、等を用いることができる。非金属の発熱体の場合、支持体１３Ｃの表面に電流注入用の電極を設けてもよい。
【００４９】
高分子材料層１１として、加熱により流動性が高くなるポリマーゲルを用いる。例えば熱可塑性樹脂であるポリメタクリル酸メチル、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリアクリロニトリル、シリコーンゴム等の、その他のポリマー材料を用いてもよい。
【００５０】
支持体１３Ｃからの熱の印加により、高分子材料層１１が変形して、第２の主面１６ｂに接着体１５が形成される。これにより、第２の主面１６ｂの接着力が増大する。電流をオフにすることで加熱が停止され、接着体１５は開口１４の内部に後退する。第２の主面１６ｂの接着力は減少、またはゼロになる。
【００５１】
図６（Ｂ）は、変形例の接着デバイス１０Ｄを示す。接着デバイス１０Ｄでは、支持体１３Ｄ上で、少なくとも開口１４の周囲に熱伝導層１９が形成されている。支持体１３Ｄの本体１３３は、高熱伝導性かつ電気絶縁性の樹脂材料で形成されている。支持体１３Ｄの第１の主面１６ａでの熱伝導層１９の面積を、第２の主面１６ｂでの熱伝導層１９の面積よりも大きくしてもよい。
【００５２】
熱伝導層１９は、たとえばＮｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｗ、Ｐｔ等で形成される。高分子材料層１１の加熱をオン・オフすることで、支持体１３Ｄの第２の主面１６ｂに接着体１５を出現または後退させて、第２の主面１６ｂの接着力を変化させることができる。
【００５３】
＜圧力印加の構成例＞
図７は、外力として圧力を印加する場合の接着デバイス１０Ｅの構成例である。圧力の印加により高分子材料層１１を変位させ、支持体１３Ｅの第２の主面１６ｂに、可逆的に接着体１５を形成する。
【００５４】
図７（Ａ）で、接着デバイス１０Ｅは、開口１４を有する支持体１３Ｅと、支持体１３Ｅの第１の主面１６ａの側に配置される高分子材料層１１と、圧力印加手段としてのピストン２１を有する。支持体１３Ｅの第１の主面１６ａでは、開口１４に沿ってシリンダシェル１３５が形成されている。シリンダシェル１３５は円筒形上に限定されず、開口１４の形状に応じた角柱シェルであってもよい。
【００５５】
図７（Ｂ）で、ピストン２１が上昇することでシリンダシェル１３５の内部の高分子材料層１１に圧力が印加される。圧力の印加により、第２の主面１６ｂに接着体１５が形成され、第２の主面１６ｂの接着力が増大する。ピストン２１は、加圧／減圧ポンプ、エアコンプレッサ／レギュレータ等に接続されていてもよいし、機械的な駆動機構に接続されていてもよい。
【００５６】
ピストン２１を降下してシリンダシェル１３５内の圧力を減圧すると、接着体１５は開口１４の内部に後退する。これにより、第２の主面１６ｂでの接着力が低減する。
【００５７】
＜第２の主面における接着力の変化＞
上述した構成例では、高分子材料層１１が積層方向で第２の主面１６ｂよりも低い位置にある状態を初期状態とし、外力を印加することで第２の主面１６ｂに接着体１５を形成して、第２の主面１６ｂの接着力を増大させていた。本発明では、接着力の大きい状態を初期状態として、外力の印加により第２の主面１６ｂの接着力を低減させる構成も可能である。
【００５８】
図８は、接着力の大きい状態を初期状態とする接着デバイス８０の構成例である。接着デバイスは、開口８４を有する支持体８３と、支持体８３の第１の主面８６ａの側に配置される高分子材料層８１と、支持体８３の第２の主面８６ｂの接着力を変化させる接着体８５を有する。高分子材料層８１は、接着力を有し、かつ、外力の印加により変位可能なポリマーゲルである。
【００５９】
図８（Ａ）の初期状態で、支持体８３の第２の主面１６ｂに接着体８５が存在し、第２の主面８６ｂの接着力は強い。支持体８３は接着力を有しないか、または高分子材料層８１と比較して接着力の小さい材料で形成されている。接着デバイス８０は、初期状態で、接着体８５により物体を保持することができる。
【００６０】
図８（Ｂ）で、外力が印加されると、高分子材料層８１が収縮し、接着体８５は開口８４の内部、あるいは第１の主面８６ａの方向に後退する。これにより、第２の主面８６ｂの接着力は低減する。
【００６１】
図８の構成を用いる場合、初期状態で接着体８５を用いて物体を接着保持し、所望の位置で外力を印加して接着体８５を後退させ、物体をリリースすることができる。外力は、電圧、熱、圧力のいずれでもよく、印加する外力によって図４〜図７の構成を用いることができる。
【００６２】
たとえば、電圧印加型の場合は、高分子材料層８１を挟んで支持体８３と対向する導電膜を形成し、支持体８３を陰極、導電膜を陽極として用いる。電圧を印加することで、高分子材料層８１中に発生した、もしくは高分子材料層８１中に含まれているアニオン（負イオン）が導電膜に引き付けられることで接着体８５は高分子材料層８１に引っ張られ、開口８４の内側に後退する。
【００６３】
熱印加型の場合は、熱の印加により収縮する高分子材料を用いることで、接着体８５を初期状態から第１の主面８６ａの方向に後退させることができる。圧力印加型の場合は、真空吸引することで、初期状態から接着体８５を第１の主面８６ａの方向へ後退させることができる。
【００６４】
図８では、接着力のある高分子材料と、接着力がないか、または接着力の小さい支持体を用いていた。これに替えて、接着力のある支持体と、接着力のない、または接着力の小さい高分子材料を用いて第２の主面の接着力を変化させてもよい。
【００６５】
図９は、接着デバイス９０の模式図である。接着デバイス９０は、開口９４を有する支持体９３と、支持体９３の第１の主面９６ａの側に配置される高分子材料層９１と、支持体９３の第２の主面９６ｂの接着力を変化させる突起９５を有する。
【００６６】
支持体９３は、接着力のある材料で形成されているか、少なくとも第２の主面９６ｂに接着力が付与されている。一例として、半導体、金属等に対する接着力が付与された材料または膜が用いられる。
【００６７】
高分子材料層９１は、接着力がないか、または非常に小さく、かつ、外力の印加により変位可能なポリマーゲルである。高分子材料層９１として、例えばポリメタクリル酸メチル、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリアクリロニトリル、シリコーンゴム等の、その他のポリマー材料を用いてもよい。
【００６８】
図９（Ａ）の初期状態では、支持体９３の第２の主面９６ｂの接着性が支配的であり、開口９４よりも大きいサイズの物体を第２の主面９６ｂで保持することができる。
【００６９】
図９（Ｂ）で、外力を印加することで、第２の主面９６ｂにポリマーゲルの突起９５が形成される。突起９５の形成により、第２の主面９６ｂに保持されていた物体が押し出され、第２の主面９６ｂから離脱する。
【００７０】
図９の接着デバイス９０を用いると、支持体９３の第２の主面９６ｂで物体を保持し、所望の位置で外力を印加して突起９５を出現させ、物体を第２の主面９６ｂからリリースすることができる。外力は、電圧、熱、圧力のいずれでもよい。
【００７１】
＜移載装置への適用＞
図１０は、実施形態の接着デバイスを用いた移載装置５０の模式図である。移載装置５０は、接着デバイス１０と、接着デバイス１０への外力の印加タイミングを制御する制御装置５１と、接着デバイス１０を移動する駆動機構５３とを有する。制御装置５１で駆動機構５３の動作を制御してもよい。
【００７２】
図１０では、接着デバイス１０を用いて、外力の印加により支持体１３の第２の主面１６ｂで接着力を増大させているが、図８の接着デバイス８０、または図９の接着デバイス９０を用いてもよい。接着デバイス１０は、第２の主面１６ｂを除いて、全体がケーシング内に収容されていてもよい。
【００７３】
移載装置５０は、たとえば、ステージ６１の上に配置されている物体６２を接着デバイス１０で保持して搬送して、所定の位置で物体６２を離す。接着デバイス１０が電圧印加型の場合、制御装置５１は接着デバイス１０に印加する電圧のオン・オフのタイミングを制御し、第２の主面１６ｂに接着体１５を形成又は後退させて、第２の主面１６ｂの接着力を変化させる。接着デバイス１０が熱印加型の場合、制御装置５１は接着デバイス１０の加熱のタイミングを制御して、第２の主面１６ｂの接着力を変化させる。接着デバイスが圧力印加型の場合、制御装置５１接着デバイス１０への加圧のタイミングを制御して、第２の主面１６ｂの接着力を変化させる。
【００７４】
図１１は、物体６２の移載手順を示す。図１１（Ａ）で、接着デバイス１０の開口１４を物体６２に対して相対的に位置合わせし、接着デバイス１０に外力を印加する。支持体１３の第２の主面１６ｂに接着体１５が形成され、接着体１５がステージ６１の上の物体６２と接触する。
【００７５】
図１１（Ｂ）で、物体６２を接着体１５で保持して、移動先の基板６６の上方に搬送する。図１１（Ｃ）で、基板６６の所定の箇所で外力の印加をリリースして接着体１５を第１の主面１６ａ側に後退させ、物体６２を基板６６上の所定箇所に配置する。物体６２を基板６６に固定したい場合は、あらかじめ基板６６の表面に接着層が形成されていてもよい。
【００７６】
移載装置５０は、半導体、金属、絶縁体等の無機物質の搬送に限定されない。生体組織または疑似生体組織を生体内または生体外の所定の箇所に配置する場合にも使用可能である。第２の主面１６ｂに多数の接着体１５のアレイを形成する場合は、多数の微細な物質を一度に搬送することができる。
【００７７】
＜アレイ構造への拡張＞
図１２は、多数の接着体１５のアレイを有する接着デバイス１００の模式図である。接着デバイス１００は、複数の開口１４が形成された支持体１３と、支持体１３の第１の主面１６ａ側に配置される高分子材料層１１を有し、外力の印加により、支持体１３の第２の主面１６ｂに複数の接着体１５が形成される。
【００７８】
図１２のように、外力として電圧を用いる場合は、高分子材料層１１は、支持体１３と導電膜１２の間に挟まれる。支持体１３の少なくとも開口１４の周囲に導体が設けられ、支持体１３の導体部分と導電膜１２の間に電圧が印加される。支持体１３の全体が導体で形成される場合は、接着体１５のアレイが一括して形成されるが、開口１４ごとに導体を設けて電圧の印加を個別に制御することも可能である。
【００７９】
図１３は、外力印加の個別制御の例を示す図である。接着デバイス２００は、たとえば電圧印加型であり、支持体１３と導電膜１１２の間に高分子材料層１１が挟まれている。支持体１３は絶縁性の本体１３３を有し、本体１３３に多数の開口１４−１〜１４−ｎ（図１３では便宜上、開口１４−１〜１４−３だけを図示）が形成されている。開口１４−１〜１４−３の外周と内壁が導電膜１７−１〜１７−３によって覆われている。導電膜１７−１〜１７−３は互いに電気的に絶縁されており、個別にスイッチ（ＳＷ）２０１と接続されている。導電膜１７−１〜１７−３はそれぞれが電極として機能し、下部の導電膜１１２は共通電極として機能する。
【００８０】
スイッチ２０１によって駆動すべき開口１４を選択することで、所望の開口１４に接着体１５を形成することができる。図１３の例では、スイッチ２０１によって開口１４−１が選択され、導電膜１７−１に電圧が印加されて第２の主面１６ｂに接着体１５−１が形成されている。
【００８１】
開口１４−２、１４−３にそれぞれ設けられる導電膜１７−２、１７−３には電圧が印加されず、高分子材料層１１は支持体３の第１の主面１６ａ側に後退している。電圧が印加される開口１４−１の周囲でのみ第２の主面１６ｂの接着力が変化する。
【００８２】
図１４は、接着デバイス２００Ａの電圧制御を示す。接着デバイス２００Ａでは、支持体１３に、導電膜１７とスイッチ２０１の間を接続する配線２０７が形成されている。図示を簡単にするため、３×３個の開口１４が所定のピッチＰで配列され、中央の列の３つの開口がスイッチ２０１に接続されているが、すべての開口１４が個別にスイッチ２０１と接続されていてもよい。あるいは、列ごとにスイッチ２０１が設けられてもよい。
【００８３】
スイッチ２０１のオン・オフを制御することで、選択された開口１４に電圧を印加して接着体１５を形成することができる。
【００８４】
図１５は、支持体１３に形成される配線の一例を示す図である。図１５の（Ａ）は実際に形成した配線パターンの画像、図１５（Ｂ）は支持体１３の断面模式図である。支持体１３として膜厚ｔが２５μｍのポリイミドを用い、直径ｄが１００μｍの開口１４を形成する。開口１４の内壁と開口１４の周囲の領域を連続的に覆って、導電膜１７が形成されている。導電膜１７の厚さは、たとえば６〜１２μｍ程度である。
【００８５】
導電膜１７は、支持体１３の第１の主面１６ａで開口１４の周囲を取り囲む導電領域１７ａと、第２の主面１６ｂで開口１４の周囲を取り囲む導電領域１７ｂを含む。導電領域１７ｂから配線２０７が引き出されている。
【００８６】
この例では、第１の主面１６ａの導電領域１７ａの幅ｗ１が、第２の主面１６ｂの導電領域１７ｂの幅ｗ２よりも大きく設定されているが、これに限定されない。選択された開口１４の近傍の高分子材料層１１に十分な誘電分極を生じさせることができる範囲で、導電膜１７のパターンは任意である。
【００８７】
図１６は、電圧印加による高分子材料層１１の変位を示す図である。図の縦軸はポリマーゲルの変位量（μｍ）であり、マイナス符号が開口１４の深さ方向の値、ゼロ値は支持体１３の第２の主面１６ｂの位置に対応する。印加電圧をＶ１からＶ３へ上昇させると、高分子材料層１１が変位して、第２の主面１６ｂを超えて隆起する。この隆起部分が接着体１５となる。印加する電圧レベル変えて、第２の主面１６ｂから突出する接着体１５の高さと体積を制御することができ、接着力を変えることができる。
【００８８】
図１７は、接着デバイス２００Ｂの加熱制御を示す。接着デバイス２００Ｂでは、ヒータ２１１とスイッチ２０１を用いて開口ごとに加熱を制御する。図示の便宜上、３×３個の開口パターンのうち中央の３つの開口がスイッチ２０１を介してヒータ２１１に接続されているが、各開口がヒータ２１１に接続されてもよい。加熱手段としてのヒータ２１１は、個別の発熱素子２１１ａ〜２１１ｃを有し、各素子がサーモスタット２１２を介して電流源２１３に接続されているが、この例に限定されない。開口１４ごとに個別に加熱のオン・オフを制御できる任意の構成を採用可能である。
【００８９】
図１８は、接着デバイス２００Ｃの加圧制御を示す。接着デバイス２００Ｃでは、圧力制御手段を用いて開口１４ごとに印加圧力を制御する。圧力制御手段は、一例として、開口１４ごとに設けられるピストン２１−１〜２１−４と、ピストン２１−１〜２１−４を個別に駆動する駆動手段２２５を含む。駆動手段２２５は、ピストン２１−１〜２１−４を個別に駆動できる任意の駆動手段であり、エアコンプレッサ、加圧／減圧ポンプ等を用いることができる。
【００９０】
支持体１３の開口１４ごとに圧力のオン・オフを制御することで、開口１４毎に高分子材料層１１を変位させて、支持体１３の第２の主面１６ｂに接着体１５を形成することができる。たとえば、ピストン２１−１と２１−４を駆動して開口１４−１と１４−４に圧力を印加し、第２の主面１６ｂに接着体１５−１と１５−４を形成する。このとき、開口１４−２と１４−３では、高分子材料層１１は、第１の主面１６ａ側に後退している。
【００９１】
上述した接着体アレイの個別制御の構成は、複数の物体を搬送する移載装置に適用可能である。移載装置に適用する際には、高分子材料層１１を接着性のポリマーで形成して接着体１５で物体を保持する構成にしてもよい。あるいは、高分子材料層１１を接着性の少ないポリマーで形成して、外力の印加により第２の主面１６ｂに突起を形成して物体をリリースする構成にしてもよい。
【００９２】
図１９は、マイクロＬＥＤの転写プロセスへの接着デバイス２００の適用例を示す。図１９（Ａ）において、半導体ウエハ７０の素子領域に、「マイクロＬＥＤ」と呼ばれる多数の発光素子７１が形成されている。マイクロＬＥＤは、数十μｍ角の微細な素子であり、一つ一つが独立した発光素子７１として、ディスプレイのサブピクセルを構成する。
【００９３】
半導体ウエハ７０のスクライブラインに沿って各発光素子７１が切り出されて、チップ化される。チップ化は、ステルスダイシング、ブレードダイシング、異方性エッチング等その手法を問わないが、一枚のウエハからなるべく多くのチップを切り出す観点からは、ステルスダイシングが望ましい。個々の発光素子７１のサイズは、たとえば、１００μｍ×２００μｍである。半導体ウエハ７０は、各チップが散乱しないように、あらかじめダイシングテープ１０３等によって平坦面の上に固定されており、ダイシング後も所定ピッチでの配列状態が維持されている。
【００９４】
図１９（Ｂ）で、ステージ６１上に移載装置１５０を位置決めする。移載装置１５０は、ステージ６１と対向する面に接着デバイス２００を有し、第２の主面１６ｂでの接着力が開口１４ごとに制御される。接着デバイス２００は、上述した接着デバイス２００Ａ〜２００Ｃのいずれであってもよい。また、外力の印加により接着体１５が形成される構成だけではなく、図８及び図９のように、外力の印加により接着力を低減させる構成であってもよい。いずれの場合も、発光素子７１をステージ６１からピックアップするための接着デバイス２００の粘着力（タック力）は、発光素子７１をステージ６１に保持するダイシングテープ１０３の粘着力よりも大きい。ウエハの切断後、かつ、移載装置１５０によるピックアップ前に、ダイシングテープに熱、光（紫外光など）などを印加して、粘着力を低減、またはゼロにして、ダイシングテープからのピックアップを容易にしてもよい。
【００９５】
ステージ６１上でダイシングされた発光素子７１を直接ピックアップする替わりに、発光素子７１の配列ピッチを変えて別のステージ上に再配列した後に、移載装置１５０で所望の発光素子７１をピックアップしてもよい。
【００９６】
図１９（Ｃ）で、所望の発光素子７１が接着デバイス２００によってピックアップされる。発光素子７１が、接着デバイス２００の開口１４（図１３参照）のピッチに合わせて再配列されている場合は、すべての開口１４に接着体１５を形成して、一括して発光素子７１をピックアップすることができる。
【００９７】
あるいは、特定の発光素子７１と対向する開口１４に外力を印加して、特定箇所で接着体１５を形成することで、所望の発光素子７１をピックアップしてもよい。図１９（Ｃ）は、後者の例を示している。
【００９８】
発光素子７１が半導体ウエハ７０からダイシングされたピッチのままステージ６１上に配列されているときは、開口１４への外力の印加を個別に制御しながら、接着デバイス２００とステージ６１をＸ−Ｙ面内で相対的に移動して、発光素子７１を一つずつピックアップしてもよい。
【００９９】
図２０は、移載装置１５０による発光素子７１の移動を示す。図２０（Ａ）で、接着デバイス２００の支持体１３の第２の主面１６ｂに接着体１５を形成して、ステージ６１から発光素子７１を一括してピックアップする。
【０１００】
図２０（Ｂ）で、発光素子７１を保持して第１基板７６−１の上方に搬送し、所定の開口１４への外力の印加をオフにして、第１グループの発光素子７１（たとえば発光素子７１−１と７１−４）を、第１基板７６−１の所定の箇所に配置する。第１グループの発光素子７１の配置ピッチは、切り出された発光素子７１のサイズにもよるが、たとえば、０．５ｍｍ〜２．０ｍｍである。
【０１０１】
図２０（Ｃ）で、残りの発光素子７１を第２基板７６−２の上方に搬送し、所定の開口１４への外力の印加をオフにして、第２グループの発光素子（たとえば発光素子７１−２、７１−３、７１−５、及び７１−６）を第２基板７６−２の所定の箇所に配置する。開口１４のピッチと、第２基板７６−２の素子配置ピッチが異なる場合は、第２基板７６−２と接着デバイス２００を面内方向に相対移動して、各発光素子７１のリリース位置を調整してから各開口１４への外力の印加を個別にオフにしてもよい。
【０１０２】
図２１は、移載装置１５０による発光素子７１の移動の別の例を示す。図２１（Ａ）でステージ６１上に配置された発光素子７１のうち、所望の発光素子７１を接着体１５でピックアップする。選択された開口１４に外力が印加されて、支持体１３の第２の主面１６ｂの所定の箇所に接着体１５が形成され、発光素子７１−２、７１−３、７１−５、７１−６がピックアップされる。
【０１０３】
図２１（Ｂ）で、ピックアップされた発光素子７１−２、７１−３、７１−５、７１−６は転写先の基板７６の上方まで搬送され、基板７６上の所定の位置で外力の印加がオフにされる。接着体１５が第２の主面１６ｂから後退して、発光素子７１−２、７１−３、７１−５、７１−６がリリースされ、基板７６上に配置される。基板７６の表面にあらかじめ接着層７７が形成されていてもよい。
【０１０４】
移載装置１５０を用いると、接着デバイス２００の開口ごとに簡単に接着力を増減できるので、簡単な構成で効率良く物体を移載することができる。また、物体に接着剤が付着することもない。
【０１０５】
図２２は、接着デバイス２００の粘着力を評価する試験装置の模式図である。接着デバイス２００をサンプルステージ１１０の上に設置する。開口が形成された金属の支持体１３と導電膜１１２の間に、高分子材料層１１が配置されている。支持体１３と導電膜１１２の間に電圧を印加して、支持体１３の表面に接着体１５の配列を出現させる。
【０１０６】
サイズ５ｍｍ×５ｍｍのシリコンチップ１３０を、接着剤１３１などで、試験装置の端子１４１の先端に固定する。端子１４１の位置は、上下方向、すなわち、接着デバイス２００の接着体１１５が形成される面に対して垂直な方向に制御可能である。シリコンチップ１３０を接着デバイス２００に押し当て、その後、引き上げることで、接着デバイス２００の粘着力を評価する。
【０１０７】
図２３は、粘着力の評価手順を示す。図２３の（Ａ）で、シリコンチップ１３０を接着デバイス２００の表面に押し当てる。接着デバイス２００に所定の荷重をかけることで、支持体１１３の表面に形成されていた接着体１１５は、支持体１１３の開口の中に押し込まれる。この状態で、シリコンチップ１３０は、高分子材料層１１に接着している。
【０１０８】
図２３の（Ｂ）で、押し込まれていたシリコンチップ１３０の荷重(圧縮応力)を解放する。その際、荷重 0N直後から高分子材料層１１にかかっていた圧縮応力は、高分子材料層１１の粘着性により、一定の引っ張り応力に転じ、シリコンチップ１３０と高分子材料１１１との間に粘着力が発生する。
【０１０９】
図２３の（Ｃ）で、引っ張り応力の限界を超えると、シリコンチップ１３０は高分子材料層１１から引き離される。最大の引っ張り応力と、応力解放（ゼロ荷重）との差が、接着デバイス２００の粘着力である。
【０１１０】
図２４は、試験装置を用いた接着デバイス２００の粘着力の測定結果を示す。接着デバイス２００の支持体１３の表面に形成される接着体１５の直径は１００μｍである。試験装置として、株式会社レスカ製のタッキング試験機（ＪＩＳ  Ｚ３２８４準拠）を用いる。横軸は時間（秒）、縦軸は、シリコンチップ１３０から接着デバイス２００にかかる荷重（Ｎ）である。荷重は端子１４１によって測定される。
【０１１１】
区間（Ａ）は、図２３の（Ａ）に対応し、接着デバイス２００に係る荷重は、指定荷重まで増大する。
【０１１２】
区間（Ｂ）で、押し込まれていたシリコンチップ１３０が接着デバイス２００の表面から荷重が解放される。区間（Ａ）の頂点から急激に荷重が減少する区間は、圧縮応力が解放される区間である。その後、時間ｔが１０秒を超えるまで荷重は穏やかに減少し、マイナスの値になる。シリコンチップ１３０に接着体１５の粘着力により、引張応力に転じた状態である。
【０１１３】
区間（Ｃ）で、シリコンチップ１３０は接着体１５から引き離されて、いっきに荷重がゼロに戻る。荷重の最小値とゼロとの差を、粘着力、またはタック力として記録する。
【０１１４】
図２５は、印加電圧と粘着力の関係を示す。横軸は印加電圧、縦軸は、粘着力を荷重として表している。上述したタッキング試験機を用い、低重合度ポリマーと高重合度ポリマーのそれぞれで粘着力を測定する。低重合度ポリマーは、分子量８０，０００のＰＶＣゲルである。高重合度ポリマーは、分子量２３０，０００のＰＶＣゲルである。いずれも、可塑剤として、８３wt%のＤＢＡが添加されている。
【０１１５】
印加電圧を０Ｖ〜６００Ｖまで変化させると、重合度にかかわらず、電圧の増加にしたがって粘着力が増加する。高重合度のポリマーと低重合度のポリマーを比較すると、低重合度のポリマーのほうが、同じ印加電圧で粘着力が高い。重合度が高くなると高分子鎖が絡まりにくい状態となり、低重合度ポリマーと比較して、シリコンチップに対する接着性が劣ると考えられる。
【０１１６】
接着デバイスに印加される外力として電圧を用いる場合、電圧を制御することで、接着デバイスの粘着力を制御可能である。接着デバイスを移載装置１５０に適用する場合、搬送する物体の大きさ、重さ、形状などに応じて、接着デバイスに適切な粘着力を付与することが可能である。接着デバイスの接着力は、用いる高分子材料がもつ粘着性にも依存するので、高分子材料と印加電圧の組み合わせを適切に設計することで、搬送される物体に応じて、最適な粘着力を設定することができる。
【０１１７】
図２６は、直径１００μｍの開口における接着体１５の突出量と粘着力の関係を示す。接着体１５の突出量は、印加電圧に依存するほか、支持体１３に形成される開口１４のサイズ、高分子材料の弾性率にも依存する。接着体１５の突出量が多いほど、粘着力は高くなる。高分子材料と印加電圧に加えて、支持体１３の開口１４のサイズを最適に設計することで、より正確に物体の移載を制御することができる。
【０１１８】
具体例として、Ｓｉウエハをダイシングテープで固定し、５ｍｍ×５ｍｍのチップに切断する。ダイシングテープとして、日東電工株式会社製のバックグラインドテープを用いる。バックグラインドテープの幅は、ＪＩＳ規格で規定されている２０ｍｍである。
【０１１９】
チップへの切断後、ダイシングテープを１００〜１２０℃で１分間加熱して、粘着力を低減する。この加熱によって、ダイシングテープの粘着力は、０．２Ｎ／２０ｍｍ未満に減少する。シリコンチップのサイズに換算すると、約０．０４Ｎ／５ｍｍ未満になる。
【０１２０】
接着デバイス２００で、このシリコンチップをダイシングテープから剥離してピックアップするには、接着体１５が０．０４Ｎ以上の粘着力を持てばよい。図２５の低重合度ポリマーを用いる場合、１００Ｖの電圧印加でシリコンチップをピックアップすることができる。高重合度ポリマーを用いる場合は、２５０Ｖの電圧を印加して、同じシリコンチップをピックアップすることができる。
【０１２１】
図２６から、接着体１５を支持体１３の表面に１μｍ程度突出させることで、ダイシングテープからシリコンチップをピックアップできる。高重合度ポリマーは、低重合度ポリマーと比較して、同じ突出量を達成するのに必要な印加電圧が高くなる。用いる高分子材料と、支持体１３の開口１４のサイズを適切に選択することで、必要な粘着力を与えるための電圧を最小限にすることができる。
【０１２２】
実施形態の接着デバイスは、選択的に物体を保持、またはリリースすることができ、かつ繰り返し使用可能である。保持対象の物体の種類、性質を問わず、物体上に接着剤が残存しない。開口ごとの個別制御型にする場合は、所望の領域でだけ接着力を変化させることができる。これにより、効率的な移載が実現される。
【符号の説明】
【０１２３】
１０、１０Ａ〜１０Ｅ、８０、９０  接着デバイス
１１、８１、９１  高分子材料層
１２、１１２  導電膜
１３、８３、９３  支持体
１４、８４、９４  開口
１５、８５  接着体
９５  突起
１６ａ  第１の主面
１６ｂ  第２の主面
５０  移載装置
１００、２００、２００Ａ〜２００Ｃ  アレイ型の接着デバイス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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