(57)【要約】【課題】基板および部品の双方が接着剤に接触したことを的確に検知して部品と基板との接着作業を行うことができる半導体製造装置および其の低荷重接触検出装置と低荷重接触検知方法を提供すること。【解決手段】ステージ３の上下位置を固定とし、アクチュエータ７の駆動トルクを制限した状態でホルダ６を下降させながらホルダ６の現在位置ｚを所定周期毎に検出してホルダ６の下降速度Ｆを逐次求め、下降速度Ｆが設定値Ｆ２（駆動トルクを制限した状態で無負荷状態のホルダ６が下降するときの移動速度Ｆ０と、駆動トルクを制限した状態でホルダ６に保持した部品５の下面が接着剤２５に接触しながら下降するときのホルダ６の移動速度Ｆ１との間にある設定値）を下回った時点で、部品５が接着剤２５に接触したものと判定する。【選択図】図１
2010262983.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を載置したステージと部品を保持したホルダを相対的に接離移動させるアクチュエータを備え、前記アクチュエータを駆動制御して前記ステージと前記ホルダとを接近させることにより、前記基板と部品の間に介在する液体状の接着剤を前記基板および前記部品の双方の表面に接触させて前記基板上に前記部品を実装するようにした半導体製造装置であって、
前記ステージと前記ホルダとが接近する方向に前記アクチュエータを駆動制御する基本動作制御手段と、
前記ステージと前記ホルダとの接近過程にあって少なくとも前記基板および前記部品の一方が前記接着剤と接触しないアプローチ開始位置から前記アクチュエータの駆動出力に制限をかける駆動出力制限手段と、
前記ステージと前記ホルダとの相対位置の変化に基いて前記ステージと前記ホルダとの接近速度を逐次算出する速度検出手段と、
前記速度検出手段によって算出された接近速度の減少方向の変化に基いて前記基板および前記部品の双方が前記接着剤に接触したことを検知する接触検知手段と、
前記接触検知手段が接触を検知した時点で前記駆動出力制限手段による駆動出力の制限を解除する制限解除手段とを備えたことを特徴とする半導体製造装置。
【請求項２】
前記駆動出力制限手段は、前記液体状の接着剤を圧延できる必要最低限度の力で前記アクチュエータの駆動出力を制限し、
前記接触検知手段は、前記速度検出手段によって算出された接近速度が、前記駆動出力制限手段を作動させた状態で前記基本動作制御手段により無負荷状態にある前記アクチュエータを駆動制御したときの接近速度と前記駆動出力制限手段を作動させた状態で前記基本動作制御手段により前記基板および前記部品の双方を前記接着剤に接触させた状態にあるアクチュエータを駆動制御したときの接近速度との間にある予め決められた設定値を下回った際に、前記基板および前記部品の双方が前記接着剤に接触したことを検知するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の半導体製造装置。
【請求項３】
前記基本動作制御手段は、位置，速度，電流ループの処理を行なう数値制御装置によって構成され、
前記駆動出力制限手段は、前記数値制御装置のマイクロプロセッサからの指令を受けて電流ループの出力を制限するトルクリミット回路によって構成され、
前記速度検出手段は、前記アクチュエータの駆動源からのフィードバックパルスに基いて前記アクチュエータの現在位置を所定周期毎に更新記憶する現在位置記憶レジスタと、１周期前の現在位置記憶レジスタの値を更新記憶する過去位置記憶レジスタと、前記現在位置記憶レジスタおよび過去位置記憶レジスタの値と前記現在位置の更新周期に基いて前記接近速度を算出する前記マイクロプロセッサによって構成され、
前記接触検知手段は、前記設定値を記憶するパラメータ記憶手段と、前記速度検出手段で算出された接近速度と前記パラメータ記憶手段に記憶された設定値との大小関係を比較し、前記算出された接近速度が前記設定値を下回った際に前記基板および前記部品の双方が前記接着剤に接触したことを検知する前記マイクロプロセッサによって構成され、
前記制限解除手段は、前記トルクリミット回路に作動停止指令を出力する前記マイクロプロセッサによって構成されていることを特徴とする請求項２記載の半導体製造装置。
【請求項４】
前記駆動源からのフィードバックパルスに代え、前記ステージと前記ホルダとの離間距離を直接的に検出するリニアエンコーダによって検出される位置を前記現在位置記憶レジスタおよび前記過去位置記憶レジスタに更新記憶させるようにしたことを特徴とする請求項３記載の半導体製造装置。
【請求項５】
基板を載置したステージと部品を保持したホルダとが駆動出力を制限された状態で接近移動する際のステージとホルダとの相対位置の変化に基いて前記ステージと前記ホルダとの接近速度を逐次算出する速度検出手段と、
前記速度検出手段によって算出された接近速度の減少方向の変化に基いて前記基板と前記部品の間に介在する液体状の接着剤に前記基板および前記部品の双方が接触したことを検知する接触検知手段とを備えたことを特徴とする半導体製造装置の低荷重接触検出装置。
【請求項６】
前記接触検知手段は、前記速度検出手段によって算出された接近速度が、無負荷状態にあるステージとホルダを接近移動させたときの接近速度と前記基板および前記部品の双方を前記接着剤に接触させた状態でステージとホルダを接近移動させたときの接近速度との間にある予め決められた設定値を下回った際に、前記基板および前記部品の双方が前記接着剤に接触したことを検知するように構成されていることを特徴とする請求項５記載の半導体製造装置の低荷重接触検出装置。
【請求項７】
前記速度検出手段は、前記ホルダもしくは前記ステージを接近移動させるアクチュエータの駆動源からのフィードバックパルスに基いて前記アクチュエータの現在位置を所定周期毎に更新記憶する現在位置記憶レジスタと、１周期前の現在位置記憶レジスタの値を更新記憶する過去位置記憶レジスタと、前記現在位置記憶レジスタおよび過去位置記憶レジスタの値と前記現在位置の更新周期に基いて前記接近速度を算出するマイクロプロセッサによって構成され、
前記接触検知手段は、前記設定値を記憶するパラメータ記憶手段と、前記速度検出手段で算出された接近速度と前記パラメータ記憶手段に記憶された設定値との大小関係を比較し、前記算出された接近速度が前記設定値を下回った際に前記基板および前記部品の双方が前記接着剤に接触したことを検知する前記マイクロプロセッサによって構成されていることを特徴とする請求項６記載の半導体製造装置の低荷重接触検出装置。
【請求項８】
前記駆動源からのフィードバックパルスに代え、前記ステージと前記ホルダとの離間距離を直接的に検出するリニアエンコーダによって検出される位置を前記現在位置記憶レジスタおよび前記過去位置記憶レジスタに更新記憶させるようにしたことを特徴とする請求項７記載の半導体製造装置の低荷重接触検出装置。
【請求項９】
基板を載置したステージと部品を保持したホルダとが駆動出力を制限された状態で接近移動する際のステージとホルダの相対位置を決められたサンプリング周期毎に検出し、
各サンプリング周期毎に１周期前の相対位置および現在の相対位置と前記サンプリング周期とに基いて前記ステージと前記ホルダとの接近速度を算出し、
前記接近速度が、無負荷状態にあるステージとホルダを接近移動させたときの接近速度と前記基板および前記部品の双方を接着剤に接触させた状態でステージとホルダを接近移動させたときの接近速度との間にある予め決められた設定値を下回っているか否かを各サンプリング周期毎に判定し、
前記接近速度が、前記設定値を下回った時点で前記基板および前記部品の双方が前記接着剤に接触したことを検知することを特徴とした半導体製造装置の低荷重接触検知方法。
【請求項１０】
前記ホルダもしくは前記ステージを接近移動させるアクチュエータの駆動源からのフィードバックパルスに基いて前記ステージと前記ホルダとの相対位置を検出することを特徴とした請求項９記載の半導体製造装置の低荷重接触検知方法。
【請求項１１】
前記駆動源からのフィードバックパルスに代え、リニアエンコーダによって前記ステージと前記ホルダとの相対位置を直接的に検出することを特徴とした請求項１０記載の半導体製造装置の低荷重接触検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体状の接着剤を利用して基板上に部品を実装するようにした半導体製造装置および其の低荷重接触検出装置と低荷重接触検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
接着剤を利用した半導体接合技術としては、部品と基板との間に固体状の半田バンプからなる接着剤を配置して基板上に部品を搭載した後、部品と基板をそれぞれ加熱し、接合部の半田バンプを溶融させて接合するようにした半導体製造装置が特許文献１として提案されている。
特許文献１では、部品もしくは基板に予め半田バンプを付着させておき、部品を保持する搭載ノズルを下降させて半田バンプを部品と基板の双方に接触させてから半田バンプを加熱して溶融させるとした記述が認められるが、搭載ノズルを下降させる際の目標停止位置に関わる記載は必ずしも明確でなく、また、半田バンプが部品と基板の双方に接触したことを検知する技術手段に関しても明示されていない。
また、半田バンプを部品と基板の双方に接触させてから半田バンプを加熱して溶融する必要上、部品の搭載毎に加熱や冷却を行う必要があり、部品の搭載に要する時間が増長される不都合がある。
【０００３】
搭載ノズルのオーバートラベルによって固体状の半田バンプが圧壊されるのを防止するための技術手段としては、接触検知用のロードセルで搭載ノズルの駆動トルクの増加を検知し、搭載ノズルの送りが過剰となるのを防止するようにしたものが特許文献２として開示されている。しかしながら、このものは、専用のロードセルを必要とするために半導体製造装置の製造コストが割高となる不都合がある。
また、固体状の半田バンプに代えて液体状の接着剤、例えば、溶融状態にある半田等を使用する場合にあっては、液体状の接着剤が部品と基板の双方に接触しても搭載ノズルの駆動トルクは僅かに増大するだけであるから、ロードセルによって駆動負荷の変動を検知することが難しく、搭載ノズルのオーバートラベルによって部品や基板が破損する恐れが生じる。
しかも、これを解消するためには、著しく検出精度の高いロードセルが必要となり、製造コストが更に割高となる不都合が生じる。
【０００４】
なお、この種の目的に利用可能なロードセルとしては、例えば、特許文献３に開示されるような複雑な構造の着地センサが公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１３４５６３号公報（段落００１８−００１９）
【特許文献２】特開２００７−３３５５２７号公報（段落００４８）
【特許文献３】特開昭６２−２３０３３７号公報（第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明の目的は、格別なロードセル等を必要とせず、溶融状態にある半田等の液体状の接着剤を使用する場合であっても、部品や基板それ自体を加熱したり冷却したりする必要がなく、しかも、基板および部品の双方が接着剤に接触したことを的確に検知して部品と基板との接着作業を行うことができる半導体製造装置および其の低荷重接触検出装置と低荷重接触検知方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の半導体製造装置は、基板を載置したステージと部品を保持したホルダを相対的に接離移動させるアクチュエータを備え、前記アクチュエータを駆動制御して前記ステージと前記ホルダとを接近させることにより、前記基板と部品の間に介在する液体状の接着剤を前記基板および前記部品の双方の表面に接触させて前記基板上に前記部品を実装するようにした半導体製造装置であり、前記目的を達成するため、特に、
前記ステージと前記ホルダとが接近する方向に前記アクチュエータを駆動制御する基本動作制御手段と、
前記ステージと前記ホルダとの接近過程にあって少なくとも前記基板および前記部品の一方が前記接着剤と接触しないアプローチ開始位置から前記アクチュエータの駆動出力に制限をかける駆動出力制限手段と、
前記ステージと前記ホルダとの相対位置の変化に基いて前記ステージと前記ホルダとの接近速度を逐次算出する速度検出手段と、
前記速度検出手段によって算出された接近速度の減少方向の変化に基いて前記基板および前記部品の双方が前記接着剤に接触したことを検知する接触検知手段と、
前記接触検知手段が接触を検知した時点で前記駆動出力制限手段による駆動出力の制限を解除する制限解除手段とを備えたことを特徴とする構成を有する。
【０００８】
また、本発明における半導体製造装置の低荷重接触検出装置は、前記と同様の目的を達成するため、特に、
基板を載置したステージと部品を保持したホルダとが駆動出力を制限された状態で接近移動する際のステージとホルダとの相対位置の変化に基いて前記ステージと前記ホルダとの接近速度を逐次算出する速度検出手段と、
前記速度検出手段によって算出された接近速度の減少方向の変化に基いて前記基板と前記部品の間に介在する液体状の接着剤に前記基板および前記部品の双方が接触したことを検知する接触検知手段とを備えたことを特徴とする構成を有する。
【０００９】
また、本発明の低荷重接触検知方法は、前記と同様の目的を達成するため、特に、
基板を載置したステージと部品を保持したホルダとが駆動出力を制限された状態で接近移動する際のステージとホルダの相対位置を決められたサンプリング周期毎に検出し、
各サンプリング周期毎に１周期前の相対位置および現在の相対位置と前記サンプリング周期とに基いて前記ステージと前記ホルダとの接近速度を算出し、
前記接近速度が、無負荷状態にあるステージとホルダを接近移動させたときの接近速度と前記基板および前記部品の双方を接着剤に接触させた状態でステージとホルダを接近移動させたときの接近速度との間にある予め決められた設定値を下回っているか否かを各サンプリング周期毎に判定し、
前記接近速度が、前記設定値を下回った時点で前記基板および前記部品の双方が前記接着剤に接触したことを検知することを特徴とした構成を有する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の半導体製造装置および其の低荷重接触検出装置と低荷重接触検知方法は、基板を載置したステージと部品を保持したホルダとが駆動出力を制限された状態で接近移動する際のステージとホルダとの相対位置の変化に基いてステージとホルダとの接近速度を逐次算出し、更に、算出された接近速度の減少方向の変化に基いて基板と部品の間に介在する液体状の接着剤に基板および部品の双方が接触しているか否かを判定するようにしているので、溶融状態にある半田等の液体状の接着剤を過剰に押し潰すことなく液体状の接着剤が基板および部品の双方に接触した瞬間を的確に検知することができる。
しかも、ステージとホルダとの相対位置の変化は、半導体製造装置自体が備えるアクチュエータの駆動源からのフィードバックパルスやリニアエンコーダを利用して容易に求めることができるので、格別なロードセル等を新たに配備しなくても溶融状態にある半田等の液体状の接着剤が基板および部品の双方に接触したことを的確に検知することができ、装置の製造コストが割高となる不都合も生じない。
また、溶融状態にある半田等の液体状の接着剤を利用して部品の実装作業を行うことができるため、特に、半田を使用した実装作業に際し、部品や基板それ自体を加熱したり冷却したりする必要がなくなり、部品と基板との接着作業を短時間で行なうことが行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の低荷重接触検知方法を適用した一実施形態の低荷重接触検出装置を備えた半導体製造装置の外観を簡略化して示した立面図である。
【図２】同実施形態の半導体製造装置の構成の概略を示したブロック図である。
【図３】半導体製造装置の基本動作制御手段，速度検出手段，接触検知手段，制限解除手段として機能する同実施形態の数値制御装置におけるマイクロプロセッサの処理の概略について示したフローチャートである。
【図４】同実施形態の半導体製造装置が実行する部品実装動作のうち、アプローチ開始位置から部品実装完了位置までの区間について、基板に対するホルダの接近速度と、ホルダの位置と、ホルダに作用する負荷と、ホルダの加速度との対応関係を示したタイミングチャートである。
【図５】部品を液体状の接着剤に沈めた際の液体接触状態と液体反力の関係を示した模式図である。
【図６】本発明の低荷重接触検知方法を適用した他の一実施形態の低荷重接触検出装置を備えた半導体製造装置の外観を簡略化して示した立面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、本発明を実施するための形態について具体例を挙げ、図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
図１は本発明の低荷重接触検知方法を適用した一実施形態の低荷重接触検出装置を備えた半導体製造装置の外観を簡略化して示した立面図、図２は同実施形態の半導体製造装置の構成の概略を示したブロック図である。
【００１４】
この実施形態の半導体製造装置１は、図１に示されるように、基板２を載置するためのステージ３と、ステージ３を支えるベース４、および、各種の電子部品５を保持するためのホルダ６と、ベース４に対してホルダ６を相対的に接離移動させるためのアクチュエータ７、ならびに、ホルダ６もろともにアクチュエータ７を移動させて図示しない部品用パレットから基板２に実装する電子部品５を取り上げるための駆動ユニット８、更には、半導体製造装置１の各部を駆動制御するための数値制御装置９を備える。
【００１５】
この実施形態にあっては、ステージ３の上下位置を固定してホルダ６を図１中の上下方向に移動させることによってステージ３に対してホルダ６を相対的に接離移動させる構成としているが、ホルダ６の上下位置を固定し、ベース４とステージ３の間に介装したアクチュエータによってステージ３を図１中の上下方向に移動させてステージ３とホルダ６を相対的に接離移動させるようにしてもよい。
【００１６】
ホルダ６としては、真空引きを利用して電子部品５を吸着保持するものやマニュピレータ状の構造を有して電子部品５を把持するもの等が既に公知であり、その構成は特に問わない。駆動ユニット８として機能するハンドリング用の装置についても既に公知である。
【００１７】
ステージ３はＸ−Ｙ各軸のサーボモータＭｘ，Ｍｙによって送りを掛けられて、Ｘ−Ｙ平面内つまり水平面内で移動する。
【００１８】
ホルダ６は上下駆動用のサーボモータＭｚによって送りを掛けられ、Ｘ−Ｙ平面と直交するＺ軸の向き、つまり、図１中で上下方向に移動する。
【００１９】
数値制御装置９は、演算処理用のマイクロプロセッサ１０（以下、単にＣＰＵ１０という）と、該ＣＰＵ１０の基本プログラムを格納したリードオンリーメモリ１１（以下、単にＲＯＭ１１という）、および、実行対象プログラムや演算データの一時記憶等に利用されるランダムアクセスメモリ１２（以下、単にＲＡＭ１２という）と、各種のパラメータやデータおよび半導体製造装置１の動作制御プログラムやユーザプログラム等を格納したハードディスクドライブ１３を備える。
また、数値制御装置９は、各種のパラメータやデータおよびプログラム等を入力するためのマニュアルデータインプッタ１４（以下、単にＭＤＩ１４という）を接続する際に利用される入出力回路１５と、セルコントローラ等の周辺装置に接続するための入出力インターフェイス１６、および、各軸のサーボモータＭｘ，Ｍｙ，Ｍｚの駆動制御に用いられる軸制御回路１７を備える。
【００２０】
ステージ３を水平面内で移動させるためのサーボモータＭｘ，Ｍｙと、ホルダ６を上下移動させるアクチュエータ７の駆動源として機能するサーボモータＭｚは、軸制御回路１７と各軸のパワーアンプ１８，１９，２０を介して数値制御装置９のＣＰＵ１０によって駆動制御される。
このうち、ホルダ６を上下移動させるためのサーボモータＭｚと其のパワーアンプ２０との間には、パワーアンプ２０からの出力の上限をクランプするためのトルクリミット回路２１が設けられている。
【００２１】
また、各種の電子部品５を保持するためのホルダ６やホルダ６を図示しない部品用パレットの上に位置決めして電子部品５を取り上げるための駆動ユニット８も各々の制御回路２２，２３を介して数値制御装置９のＣＰＵ１０によって駆動制御されるようになっている。
【００２２】
ハードディスクドライブ１３には半導体製造装置１の動作制御プログラムが格納されており、半導体製造装置１および数値制御装置９に電源を投入した上でハードディスクドライブ１３から半導体製造装置１の動作制御プログラムを読み出してＲＡＭ１２に展開し、この動作制御プログラムに従ってＣＰＵ１０を作動させることにより、半導体製造装置１の各部すなわちサーボモータＭｘ，Ｍｙ，Ｍｚとホルダ６および駆動ユニット８の各々がＣＰＵ１０の監視下で駆動制御される。
【００２３】
半導体製造装置１の動作制御プログラム自体は、通常のＮＣ工作機械と同様、例えば、ＡＰＴ（Automatically Programming Tools）等のプログラミング言語で構成することができ、ホルダ６による部品５の保持や解放動作（ＯＮ／ＯＦＦ動作）はＡＰＴのＴコマンド等によって実現することができる。
【００２４】
駆動ユニット８はホルダ６とアクチュエータ７を一体的に水平面内でＸ−Ｙの各軸方向に移動させるか、もしくは、図１中の軸Ｃを中心として揺動させる機能を有する。
【００２５】
駆動ユニット８の制御プログラムは、ベース４上の機械原点（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）つまり図１に示されるホルダ６の位置にあるホルダ６を図示しない部品用パレット上に位置決めするためのホルダ６の水平移動動作と、部品用パレット内の部品５をピックするためのホルダ６の下降接近動作と、部品用パレット内の部品５を保持したホルダ６をＺ０の高さまで引き上げるための上昇退避動作と、部品５を保持したホルダ６をベース４上の機械原点（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）に位置決めするためのホルダ６の水平移動動作を１つのサイクルとして実行するように構成されている。
【００２６】
この動作は、例えば、ＮＣ工作機械を利用してプレート上に一定の間隔をおいて同一規格の孔を幾つも連続的に穿設する場合の「固定サイクル」のサブルーチンとして公知であり、駆動ユニット８の制御プログラムの内容は実質的に此れと同様である。駆動ユニット８の制御プログラムは半導体製造装置１の動作制御プログラムの一部としてハードディスクドライブ１３に格納されている。
【００２７】
また、ステージ３上の定位置に載置された基板２上の様々な位置に各種の部品５を取り付ける必要上、各種の部品５の取り付け位置となる基板２上の位置が、機械原点（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）を基準とする絶対位置として、例えば、（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１），（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２），（Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３）・・・（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉ）・・・（Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚｎ）のようにして半導体製造装置１の動作制御プログラム上に教示されている（但し、ｉ＝１〜ｎのＺｉはＺ０よりも下方の位置）。
【００２８】
従って、駆動ユニット８の制御プログラムを１サイクル実行して部品５を保持したホルダ６を機械原点（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）に位置決めする「部品取り上げ動作」と、サーボモータＭｘ，Ｍｙを直線補間で駆動制御してステージ３を機械座標系の（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｃ＝固定高さ）に位置決めする「ステージ位置決め動作」と、アクチュエータ７のサーボモータＭｚを駆動制御して部品５を保持しているホルダ６をＺ０の位置からＺｉの位置まで下降させて基板２に部品５を実装する「部品実装動作」と、ＣＰＵ１０からのＴコマンド等を受けて部品５を解放したホルダ６をＺｉの位置からＺ０の位置まで上昇させて原点復帰させる「退避動作」を、ｉ＝１，２，３・・・ｎの各位置毎に繰り返し実行することで、基板２上の様々な位置に各種の部品５を取り付けることができる。
【００２９】
半導体製造装置１の動作制御プログラムは、駆動ユニット８の制御プログラムを含めて一般的なＮＣ工作機械の加工制御プログラムと同様の形式で作成することができるので、プログラム自体の構成については特に説明しない。
【００３０】
基本動作制御手段として機能する数値制御装置９のＣＰＵ１０は、半導体製造装置１の動作制御プログラム、より具体的には、各時点での位置決め目標位置（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉ）や同制御プログラム上に設定されたステージ送り速度およびホルダ昇降速度等に基いて各軸のサーボモータＭｘ，Ｍｙ，Ｍｚに対して所定周期毎のパルス分配処理を実行し、各軸のサーボモータＭｘ，Ｍｙ，Ｍｚの位置（厳密には回転位置）および速度（厳密には回転速度）と駆動トルク（駆動電流）の制御、すなわち、位置ループ，速度ループ，電流ループの処理を実行する。
【００３１】
このうち、位置決め目標位置（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｃ＝固定高さ）から次の位置決め目標位置（Ｘｉ＋１，Ｙｉ＋１，Ｚｃ＝固定高さ）へのステージ位置決め動作はＸ−Ｙ各軸のサーボモータＭｘ，Ｍｙに対する直線補間制御によって実現され、機械原点（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）から部品実装完了位置（Ｘ０，Ｙ０，Ｚｉ＋１）へのホルダ６の下降動作である部品実装動作と、部品実装完了位置（Ｘ０，Ｙ０，Ｚｉ＋１）から機械原点（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）へのホルダ６の上昇動作である退避動作はＺ軸のサーボモータＭｚに対する直線補間制御によって実現される。
【００３２】
具体的には、基本動作制御手段として機能する数値制御装置９のＣＰＵ１０が、半導体製造装置１の動作制御プログラム上に設定されたステージ３およびホルダ６の次の位置決め目標位置（Ｘｉ＋１，Ｙｉ＋１，Ｚｉ＋１）を順に読み込み、各軸のサーボモータＭｘ，Ｍｙ，Ｍｚの現在位置（ｘ，ｙ，ｚ）と位置決め目標位置（Ｘｉ＋１，Ｙｉ＋１，Ｚｉ＋１）との間のインクリメンタル移動量を求めた後、更に、半導体製造装置１の動作制御プログラム上に設定されたステージ送り速度やホルダ昇降速度に基いて単位時間当たりの各軸の移動量、要するに、パルス分配周期の１周期分に相当する各軸の移動量を求め、この移動量を単位時間当たりの位置指令として軸制御回路１７に出力し、軸制御回路１７が位置指令に比例した速度指令を各軸のパワーアンプ１８，１９，２０に出力し、各軸のパワーアンプ１８，１９，２０が各軸の速度指令を増幅してトルク指令すなわち駆動電流として各軸のサーボモータＭｘ，Ｍｙ，Ｍｚに出力することにより各軸のサーボモータＭｘ，Ｍｙ，Ｍｚを駆動制御する一方、各軸の位置検出器として機能するパルスコーダＰｘ，Ｐｙ，Ｐｚから帰還するフィードバックパルスによって特定されるインクリメンタル移動量を当初に求めたインクリメンタル移動量から逐次減算するといったパルス分配処理を、インクリメンタル移動量の値つまり各軸の現在位置と目標位置との間の位置偏差が０となるまで繰り返し実行する。
【００３３】
この際、単位時間当たりの位置指令に同期して抵抗なく各軸のサーボモータＭｘ，Ｍｙ，Ｍｚが回転すれば各軸のサーボモータＭｘ，Ｍｙ，Ｍｚは制御プログラム上に設定されたステージ送り速度やホルダ昇降速度で駆動され、各軸のサーボモータＭｘ，Ｍｙ，Ｍｚの回転を検出するパルスコーダＰｘ，Ｐｙ，Ｐｚからのフィードバックパルスが位置指令値から逐次に減算されるので位置指令値が増大することはないが、各軸のサーボモータＭｘ，Ｍｙ，Ｍｚに負荷が作用して各軸のサーボモータＭｘ，Ｍｙ，Ｍｚの回転が鈍り或いは停止すると、位置指令値が蓄積して位置偏差（エラー値）が増大する。この結果、位置偏差に比例して出力される速度指令値が増大し、更に、負荷に応じて各軸のサーボモータＭｘ，Ｍｙ，Ｍｚの回転速度が低下して単位時間当たりに帰還するパルスコーダＰｘ，Ｐｙ，Ｐｚからのフィードバックパルスが減少して速度偏差も増大するので、最終的に、速度偏差にゲインを乗じて得られる電流指令値が増大して、各軸のサーボモータＭｘ，Ｍｙ，Ｍｚが負荷に打ち勝つべく強いトルクで駆動されることになる。
【００３４】
つまり、負荷の増大に応じて各軸のサーボモータＭｘ，Ｍｙ，Ｍｚの駆動電流つまり駆動トルクが増大することになるが、このうち、ホルダ６を上下移動させるためのサーボモータＭｚと其のパワーアンプ２０との間には駆動出力制限手段として機能するトルクリミット回路２１が設けられているので、ＣＰＵ１０からの指令によってトルクリミット回路２１にトルクリミット値を設定することにより、位置偏差や速度偏差およびパワーアンプ２０から出力される駆動電流の大きさに関わりなく、サーボモータＭｚの駆動トルクの上限をクランプすることができる。
【００３５】
ステージ３上に設置された基板２の上面に液体状の接着剤２５、例えば、溶融状態にある半田等を供給するための接着剤供給手段に関しては図１，図２においては特に図示していないが、例えば、シャットオフノズル（逆流防止弁）を備えたスラリー供給装置等が公知であり、真空引き等を利用した前述のホルダ６と同様、数値制御装置９からのＴコマンド等によって其のＯＮ／ＯＦＦを制御することができる。
【００３６】
この実施形態にあっては、数値制御装置９、特に、そのＣＰＵ１０が、ステージ３にホルダ６を接近させるアクチュエータ７の駆動源、すなわち、サーボモータＭｚを駆動制御する基本動作制御手段として機能することになる。
【００３７】
また、トルクリミット回路２１は、ステージ３とホルダ６との接近過程にあって部品５が基板２上の接着剤２５と接触しないアプローチ開始位置からアクチュエータ７のサーボモータＭｚの駆動出力つまり電流ループの出力に制限をかける駆動出力制限手段として機能する。
【００３８】
トルクリミット回路２１に設定すべきトルクリミット値は、サーボモータＭｚを駆動してホルダ６を下降させることにより、ホルダ６の先端の部品５の下面を用いて基板２上の液体状の接着剤２５を圧延しながらホルダ６を下降させることが可能な必要最低限度の力に相当するサーボモータＭｚの駆動電流である。トルクリミット値のデータは予めハードディスクドライブ１３にパラメータとして格納されており、半導体製造装置１の動作制御プログラムと共にＲＡＭ１２に読み込まれる。
なお、部品５を接着剤２５等の液体に沈めた際の液体接触状態と液体反力の関係は図５に示されるようにして模式化することが可能である。Wilhelmy法といわれる一般的な表面張力測定法を利用すると、部品５を接着剤２５等の液体に接触した時に生じる反力Ｔは、部品５の質量をｍ，重力加速度をｇ，接触長さをｊ，浮力をｆ，表面張力をｒ，接触角をθとして、Ｔ＝ｍｇ＋ｒｃｏｓθｊ−ｆで示されるので、この条件に基いて部品５を接着剤２５に接触させたときの反力Ｔを求め、これよりも僅かに大きな駆動トルクが出力されるようにトルクリミット値を設定することが望ましい。
【００３９】
サーボモータＭｚに配備されたパルスコーダＰｚは、ステージ３とホルダ６の相対位置を検出するためのもので、ホルダ６を上下動させる構成とした本実施形態にあっては、ホルダ６の現在位置ｚを検出することになる。
【００４０】
また、この実施形態では、ＲＡＭ１２の記憶領域の一部を利用してホルダ６の現在位置を記憶する現在位置記憶レジスタＲ（Ｚ）が設けられ、ホルダ６を上下動させるアクチュエータ７を駆動するサーボモータＭｚに配備されたパルスコーダＰｚからの帰還パルスに基いて現在位置記憶レジスタＲ（Ｚ）の値が逐次更新されるようになっており、現在位置記憶レジスタＲ（Ｚ）の値を参照するＣＰＵ１０によって、ホルダ６の絶対的な現在位置が常に把握されるようになっている。
【００４１】
更に、ＲＡＭ１２の内部には其の記憶領域の一部を利用して過去位置記憶レジスタＲ（Ｚ−１）が設けられており、パルス分配周期毎に現在位置記憶レジスタＲ（Ｚ）の値が過去位置記憶レジスタＲ（Ｚ−１）に移し変えられ、それよりも後、これと同じ処理周期内で現在位置記憶レジスタＲ（Ｚ）には其の時点におけるホルダ６の絶対的な現在位置ｚが改めて更新記憶される。
【００４２】
従って、現在位置記憶レジスタＲ（Ｚ）はアクチュエータ７の駆動源であるサーボモータＭｚが備えるパルスコーダＰｚからのフィードバックパルスに基いてアクチュエータ７の現在位置つまり最終的にはホルダ６の現在位置ｚを所定のサンプリング周期毎に更新記憶する現在位置記憶レジスタであり、過去位置記憶レジスタＲ（Ｚ−１）は其の１周期前のパルス分配周期におけるホルダ６の現在位置ｚを所定のサンプリング周期毎に更新記憶する過去位置記憶レジスタである。
【００４３】
パルス分配周期は既知であるから、ＣＰＵ１０は、現在位置記憶レジスタＲ（Ｚ）の値と過去位置記憶レジスタＲ（Ｚ−１）の値、より具体的には、両者間の数値の偏差とパルス分配周期つまり現在位置ｚを更新するサンプリング周期に基いて、直前の１処理周期におけるステージ３に対するホルダ６の接近速度を算出することができる。
【００４４】
つまり、この実施形態にあっては、ステージ３とホルダ６との相対位置の変化に基いてステージ３とホルダ６との接近速度を逐次算出する速度検出手段は、現在位置記憶レジスタＲ（Ｚ）および過去位置記憶レジスタＲ（Ｚ−１）とＣＰＵ１０によって構成されていることになる。
【００４５】
また、ＣＰＵ１０は、前述の速度検出手段によって算出された接近速度の減少方向の変化に基いて部品５が接着剤２５に接触したことを検知する接触検知手段の主要部としても機能する。
【００４６】
この実施形態では、前述の速度検出手段によって算出される接近速度Ｆが、トルクリミット回路２１を作動させた状態で無負荷状態にあるアクチュエータ７のサーボモータＭｚを駆動したときのステージ３に対するホルダ６の接近速度つまりホルダ６の移動速度Ｆ０と、トルクリミット回路２１を作動させホルダ６に保持した部品５の下面を基板２上の接着剤２５に接触させた状態でアクチュエータ７のサーボモータＭｚを駆動したときのホルダ６の移動速度Ｆ１との間にある予め決められた設定値Ｆ２を下回った際に、ホルダ６に保持した部品５の下面が基板２上の接着剤２５に接触したものと判定する。
【００４７】
設定値Ｆ２の値はパラメータ記憶手段として機能するハードディスクドライブ１３に格納されており、ＲＡＭ１２に半導体製造装置１の動作制御プログラムを展開する際に、設定値Ｆ２が半導体製造装置１の動作制御プログラムと共にＲＡＭ１２に読み込まれる。
【００４８】
つまり、この実施形態の場合、速度検出手段によって算出された接近速度の減少方向の変化に基いて部品５と接着剤２５の接触を検知する接触検知手段は、パラメータ記憶手段として機能するハードディスクドライブ１３およびＲＡＭ１２と、速度検出手段により求められたホルダ６の接近速度Ｆと設定値Ｆ２との大小比較により部品５と接着剤２５との接触を検知するＣＰＵ１０とで構成されていることになる。
【００４９】
また、この実施形態における制限解除手段は、駆動出力制限手段として機能するトルクリミット回路２１に作動停止指令を出力してトルクリミット回路２１におけるトルクリミットの設定を解除するＣＰＵ１０によって構成されていることになる。
【００５０】
このうち、専ら部品５の下面と基板２上の接着剤２５との接触を検知するために必要とされる構成すなわち低荷重接触検出装置は、前述の現在位置記憶レジスタＲ（Ｚ）および過去位置記憶レジスタＲ（Ｚ−１）とＣＰＵ１０からなる速度検出手段と、前述のＣＰＵ１０とハードディスクドライブ１３およびＲＡＭ１２からなる接触検知手段によって構成されていることになる。
【００５１】
図３は半導体製造装置１の動作制御プログラムのうち、ＣＰＵ１０を半導体製造装置１の基本動作制御手段，速度検出手段，接触検知手段，制限解除手段、更には、半導体製造装置１に設けられた低荷重接触検出装置の速度検出手段，接触検知手段として機能させるために必要とされる処理の概略について示したフローチャートである。また、図３の処理は、前述した「部品取り上げ動作」，「ステージ位置決め動作」，「部品実装動作」，「退避動作」のうち、「部品実装動作」と「退避動作」に相当する処理である。
【００５２】
次に、基本動作制御手段，速度検出手段，接触検知手段，制限解除手段として機能するＣＰＵ１０の処理動作と、駆動出力制限手段として機能するトルクリミット回路２１の動作、および、パラメータ記憶手段として機能するハードディスクドライブ１３とＲＡＭ１２の作用について図３を参照して詳細に説明する。
【００５３】
但し、この段階では、「部品取り上げ動作」と「ステージ位置決め動作」は既に完了しており、部品５を保持したホルダ６が図１に示されるような機械原点（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）に位置決めされ、かつ、ステージ３が機械座標系の（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｃ＝固定高さ）の位置に位置決めされて基板２上の部品取り付け位置が機械原点（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）の直下に来ているものとする。
【００５４】
「ステージ位置決め動作」が完了すると、基本動作制御手段として機能するＣＰＵ１０は、まず、ｉ番目の部品５に対応する部品実装完了位置（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉ）と其のアプローチ開始位置のデータを半導体製造装置１の動作制御プログラムから読み込む（ステップＳ１）。なお、アプローチ開始位置は、ホルダ６を上方から下方に向けて移動させた際にホルダ６によって保持されている部品５の下面が基板２上の接着剤２５に接触する直前の位置であり、ジョグ送り速度でアクチューエータ７を下降させた際のオーバートラベルや接着剤２５の厚みのバラツキを考慮して、設計上における接着剤２５の厚さよりも幾分高めの位置に設定しておくものとする。
【００５５】
次いで、基本動作制御手段として機能するＣＰＵ１０は、ホルダ６の現在位置ｚ＝Ｚ０とアプローチ開始位置との間のインクリメンタル移動量を求め、機械原点Ｚ０〜アプローチ開始位置までの区間に対応して設定されているホルダ昇降速度つまり此の場合はジョグ送り速度に基いて単位時間当たりのＺ軸の移動量、要するに、パルス分配周期の１周期分に相当するＺ軸の移動量を求め、この移動量を単位時間当たりの位置指令として軸制御回路１７に出力し、Ｚ軸のパワーアンプ２０を介してサーボモータＭｚを駆動し、アクチュータ７を作動させてジョグ送り速度でホルダ６を下降させる（ステップＳ２）。
【００５６】
次に、基本動作制御手段として機能するＣＰＵ１０は、ホルダ６の現在位置ｚを読み込み（ステップＳ３）、ホルダ６の現在位置ｚがアプローチ開始位置のインポジションに到達しているか否かを判定する（ステップＳ４）。
【００５７】
そして、ホルダ６の現在位置ｚがアプローチ開始位置のインポジションに到達していなければ、基本動作制御手段として機能するＣＰＵ１０は、前記と同様にしてステップＳ２〜ステップＳ４の処理を繰り返し実行し、ジョグ送り速度でホルダ６を下降させながらホルダ６の現在位置ｚがアプローチ開始位置のインポジションに到達するのを待つ。
【００５８】
この間、トルクリミット回路２１にトルクリミットは設定されていないので、ホルダ６は設定されたジョグ送り速度で下降し、また、何らかの外乱によってホルダ６の下降が阻害された場合には、外乱の大きさ即ち位置偏差のエラー値に応じてサーボモータＭｚが強い力で駆動されることになり、結果的に、位置と速度を優先してサーボモータＭｚが駆動制御されることになる。
【００５９】
そして、ステップＳ４の判定結果が真となってホルダ６の現在位置ｚがアプローチ開始位置のインポジションに到達したことが確認されると、基本動作制御手段として機能するＣＰＵ１０は、パラメータ記憶手段として機能するＲＡＭ１２からトルクリミット値を読み込み、その値を、駆動出力制限手段として機能するトルクリミット回路２１に設定する（ステップＳ５）。従って、これ以降、アクチュエータ７のサーボモータＭｚの駆動トルクは、ホルダ６の先端の部品５の下面を用いて基板２上の液体状の接着剤２５を圧延しながらホルダ６を下降させることが可能な必要最低限度の力に抑制される。
【００６０】
次いで、基本動作制御手段として機能するＣＰＵ１０は、ホルダ６の現在位置を記憶する現在位置記憶レジスタＲ（Ｚ）の値を更新し（ステップＳ６）、ホルダ６の現在位置ｚ＝アプローチ開始位置と部品実装完了位置Ｚｉとの間のインクリメンタル移動量を求め、アプローチ開始位置〜部品実装完了位置Ｚｉまでの区間に対応して設定されているホルダ昇降速度つまり此の場合はジョグ送り速度よりも遅い通常送り速度に基いて単位時間当たりのＺ軸の移動量、要するに、パルス分配周期の１周期分に相当するＺ軸の移動量を求め、この移動量を単位時間当たりの位置指令として軸制御回路１７に出力し、Ｚ軸のパワーアンプ２０を介して、設定済みのトルクリミットの範囲でサーボモータＭｚを駆動し、アクチュータ７を作動させて通常送り速度でホルダ６を下降させる（ステップＳ７）。
【００６１】
そして、ＣＰＵ１０は、現在位置記憶レジスタＲ（Ｚ）の値つまり当該処理周期におけるステップＳ７のパルス分配処理が行われる直前のホルダ６の位置を過去位置記憶レジスタＲ（Ｚ−１）に移し変えた後（ステップＳ８）、ホルダ６の現在位置を改めて読み込み（ステップＳ９）、この値を現在位置記憶レジスタＲ（Ｚ）に更新して記憶させる（ステップＳ１０）。
【００６２】
次いで、速度検出手段および接触検知手段として機能するＣＰＵ１０は、現在位置記憶レジスタＲ（Ｚ）の値と過去位置記憶レジスタＲ（Ｚ−１）の値との偏差つまり１回のパルス分配処理に対応するホルダ６の移動量を求め、この値をパルス分配処理の周期で除して直前の１処理周期におけるホルダ６の下降速度つまり接近速度Ｆを求め（以上、速度検出手段としての処理）、この接近速度Ｆが予め決められた設定値Ｆ２を下回っているか否かを判定するのと同等の処理を実行する（以上、接触検知手段としての処理／ステップＳ１１）。
【００６３】
なお、実際の接近速度Ｆを求めるためには現在位置記憶レジスタＲ（Ｚ）の値と過去位置記憶レジスタＲ（Ｚ−１）の値との偏差をパルス分配処理の周期で除す必要があるが、パルス分配処理の周期自体は一定であるので、ステップＳ１１の処理では、接近速度Ｆに代えて、現在位置記憶レジスタＲ（Ｚ）の値と過去位置記憶レジスタＲ（Ｚ−１）の値との偏差それ自体を接近速度Ｆに代わる値として利用している。従って、ステップＳ１１の処理で判定基準として利用される設定値の値は実際には設定値Ｆ２ではなく、設定値Ｆ２（速度）にパルス分配処理の周期（時間）を乗じた移動量である。
【００６４】
ここで、ステップＳ１１の判定結果が偽となった場合、つまり、ホルダ６の接近速度Ｆが設定値Ｆ２と同等以上であると判定された場合には、ホルダ６の下降動作を妨げる外乱が作用していないこと、言い換えれば、ホルダ６に保持された部品５の下面が接着剤２５に接触していないことを意味するので、基本動作制御手段として機能するＣＰＵ１０は、更に、ホルダ６の現在位置ｚが部品実装完了位置Ｚｉのインポジションに到達しているか否かを判定する（ステップＳ１３）。
【００６５】
この段階ではホルダ６に保持された部品５の下面は接着剤２５に接触しておらず、従って、ホルダ６が部品実装完了位置Ｚｉに到達していないことも明らかであり、必然的に、ステップＳ１３の判定結果は偽となる。
【００６６】
従って、基本動作制御手段，速度検出手段および接触検知手段として機能するＣＰＵ１０は、前記と同様にしてステップＳ７〜ステップＳ１１，ステップＳ１３の処理を繰り返し実行し、サーボモータＭｚの駆動トルクを制限した状態のまま、通常送り速度でホルダ６を下降させる。
【００６７】
このようにしてステップＳ７〜ステップＳ１１，ステップＳ１３の処理を繰り返し実行してホルダ６を下降させる間にステップＳ１１の判定結果が真となり、ホルダ６の接近速度Ｆが設定値Ｆ２を下回ったこと、つまり、ホルダ６の下降動作を妨げる外乱が生じたことが確認されると、接触検知手段として機能するＣＰＵ１０は、ホルダ６に保持された部品５の下面が此の段階で初めて接着剤２５に接触したものと見做して接触発生の判定を下す。
【００６８】
そして、制限解除手段として機能するＣＰＵ１０が、トルクリミット回路２１に作動停止指令を出力し、トルクリミット回路２１におけるトルクリミットの設定を解除する（ステップＳ１２）。
【００６９】
次いで、基本動作制御手段として機能するＣＰＵ１０は、ホルダ６の現在位置ｚが部品実装完了位置Ｚｉのインポジションに到達しているか否かを判定し（ステップＳ１３）、到達していなければ、基本動作制御手段として機能するＣＰＵ１０は、前記と同様にしてステップＳ７〜ステップＳ１３もしくはステップＳ７〜ステップＳ１１，ステップＳ１３の処理を繰り返し実行し、サーボモータＭｚの駆動トルクの制限を解除したまま、通常送り速度でホルダ６を下降させる。
【００７０】
ホルダ６に保持された部品５の下面が接着剤２５に接触することによりホルダ６の下降動作を妨げる外乱が生じることになるが、この時点では既にサーボモータＭｚの駆動トルクの制限は解除されており、また、その後のステップＳ１１の判定結果の如何に関わらず改めてトルクリミット回路２１にトルクリミット値が設定されることはないので、サーボモータＭｚは此れに作用する負荷すなわち接着剤２５の粘性抵抗等に打ち勝つべく強いトルクで駆動され、最終的に、サーボモータＭｚを駆動源とするアクチュエータ７で下方に向かう送りを掛けられるホルダ６は、部品実装完了位置Ｚｉのインポジションにまで到達することができる。
【００７１】
最終的に、ステップＳ１３の判定結果が真となってホルダ６の現在位置ｚが部品実装完了位置Ｚｉのインポジションに到達したことが確認されると、基本動作制御手段として機能するＣＰＵ１０は、部品５を保持するホルダ６の作動を停止して部品５を解放し（ステップＳ１４）、ホルダ６を部品実装完了位置ＺｉからＺ０の位置まで上昇させて原点復帰させ（ステップＳ１５）、この部品５に関わる実装作業を終える。
【００７２】
図４はＺ軸の機械原点Ｚ０から部品実装完了位置Ｚｉまでホルダ６を下降させる「部品実装動作」のうち、特に、アプローチ開始位置から部品実装完了位置Ｚｉまでの区間について、基板２に対するホルダ６の接近速度Ｆと、ホルダ６の位置と、ホルダ６に作用する負荷（反力）と、ホルダ６の加速度との対応関係を示したタイミングチャートである。
【００７３】
まず、ホルダ６が図１に示されるような機械原点Ｚ０の位置から下降を開始し、ホルダ６がアプローチ開始位置に到達した時点、すなわち、図３におけるステップＳ４の判定結果が真となった時点で、駆動出力制限手段として機能するトルクリミット回路２１にトルクリミット値が設定される。このトルクリミット値は、既に述べた通り、ホルダ６の先端の部品５の下面を用いて基板２上の液体状の接着剤２５を圧延しながらホルダ６を下降させることが可能な必要最低限度の力に相当するサーボモータＭｚの駆動電流である。この段階では未だ部品５の下面は基板２上の液体状の接着剤２５に接触していないので、ホルダ６の接近速度Ｆは、図４に示される通り、トルクリミット回路２１を作動させた状態で無負荷状態にあるアクチュエータ７のサーボモータＭｚを駆動したときのホルダ６の移動速度Ｆ０と同等の値となる。その後、部品５の下面が基板２上の液体状の接着剤２５に接触するまでは此の状況に変化はないので、ホルダ６の接近速度Ｆは移動速度Ｆ０に保持され、ホルダ６に作用する外的な負荷は実質的に０となり、ホルダ６の位置は移動速度Ｆ０の等速直線運動に従って線形的に変化し、加速度の変化は生じない（図４に示される区間Ａ−Ｂ）。
【００７４】
そして、部品５の下面が基板２上の液体状の接着剤２５に接触すると、ホルダ６ひいてはサーボモータＭｚに接着剤２５の反発力による負荷が作用し、ホルダ６の接近速度Ｆは移動速度Ｆ０から移動速度Ｆ１に変化する。移動速度Ｆ１は、既に述べた通り、トルクリミット回路２１を作動させホルダ６に保持した部品５の下面を基板２上の接着剤２５に接触させた状態でアクチュエータ７のサーボモータＭｚを駆動したときのホルダ６の移動速度である。設定値Ｆ２は移動速度Ｆ０と移動速度Ｆ１の間に設定された値であるので、部品５の下面と基板２上の液体状の接着剤２５が最初に接触した時点で直ちに図３におけるステップＳ１１の判定結果が真となり、接触検知手段として機能するＣＰＵ１０が、部品５の下面が接着剤２５と接触したことを検知する。この際、ホルダ６を下降させる駆動源として機能するサーボモータＭｚは、ホルダ６がアプローチ開始位置に到達してからホルダ６の先端の部品５が接着剤２５に接触するまでの区間において駆動トルクを制限された状態で作動しているので、サーボモータＭｚの駆動力やアクチュエータ７およびホルダ６のオーバートラベルによる慣性力が半田等を始めとする液体状の接着剤２５さらには部品５や基板２を押し潰すといった問題は発生せず、しかも、ホルダ６の接近速度Ｆが接触検知の比較対象となる設定値Ｆ２を跨ぐようにして移動速度Ｆ０から移動速度Ｆ１に急激に変化することにより、部品５が接着剤２５に接触した瞬間を的確に検知することができる。
【００７５】
このようにして部品５と接着剤２５の最初の接触が検知された後はサーボモータＭｚの駆動力を制限する必要はないので、制限解除手段として機能するＣＰＵ１０は、図３におけるステップＳ１１の判定結果が真となった段階で、トルクリミット回路２１に作動停止指令を出力し、トルクリミット回路２１におけるトルクリミットの設定を解除する（図３におけるステップＳ１２参照）。
【００７６】
その後、ホルダ６が部品実装完了位置Ｚｉに到達するまでの間、駆動トルクの制限を解除したままの状態で、サーボモータＭｚが駆動制御される。部品５の下面が接着剤２５に接触することによりホルダ６の下降動作を妨げる外乱が生じ、図４に示される通り、ホルダ６の接近速度Ｆはそれまでの移動速度Ｆ０から移動速度Ｆ１に変化し、ホルダ６が部品実装完了位置Ｚｉに接近するにつれて、ホルダ６に作用する負荷つまり接着剤２５の圧縮に伴う反力が概ね線形的に増大することになるが、サーボモータＭｚは反力の増大、言い換えれば、位置偏差の増大に応じて駆動トルクを増大させるので、ホルダ６の接近速度Ｆは移動速度Ｆ１に保持され、ホルダ６の位置は移動速度Ｆ１の等速直線運動に従って線形的に変化し、加速度の変化はない（図４に示される区間Ｂ−Ｃ）。
但し、必ずしも、部品５が接着剤２５に接触したことを検知した時点でトルク優先の制御から位置や速度を優先した制御に切り替える必要はなく、例えば、トルクリミット回路２１に設定するトルクリミット値を大き目の値に再設定するなどして、駆動トルクの制限処理を其のまま継続するようにしても構わない。また、低荷重接触検出装置に関わる構成、つまり、速度検出手段と接触検知手段とについて見れば、部品５の下面と基板２上の接着剤２５との接触を検知する目的のみが達成されればよいから、部品５と接着剤２５との接触を検知した後の処理工程は、どのようなものであっても全く構わない。
【００７７】
なお、この実施形態では、部品５の下面を基板２に圧着することを前提として、部品５と基板２が当接するときのホルダ６の位置よりも僅かに下方の位置を部品実装完了位置Ｚｉとして設定しているので、図４における圧力変化の線図に示される通り、ホルダ６が部品実装完了位置Ｚｉに到達してサーボモータＭｚが強制的に停止した後も、蓄積した位置偏差（エラー値）に応じた駆動電量でサーボモータＭｚが駆動され、或る程度の強い力で部品５が基板２に対して押し付けられることになる（図４に示されるＣ以降の区間）。
【００７８】
特に、この実施形態にあっては、ホルダ６がステージ３に接近する過程のうち、ホルダ６の初期位置Ｚ０からアプローチ開始位置までの区間ではサーボモータＭｚのトルク制限を行なわずにジョグ送り速度でホルダ６を下降させるようにしているので、部品５と接着剤２５の接触を検知するために全体的な作業時間が増長されるといった不都合を防止することができる。
【００７９】
ここでは、一例として、基板２の側に液体状の接着剤２５を供給する構成について述べたが、これとは逆に部品５の下面側に接着剤２５を供給あるいは塗布することも可能であり、既に述べたように、ホルダ６の上下位置を固定し、ベース４とステージ３の間に介装したアクチュエータによってステージ３を図１中の上下方向に移動させてステージ３とホルダ６を相対的に接離移動させるようにすることも可能である。
【００８０】
当然、接着の対象となるパーツは基板２や電気的な部品５に限らず他のどのようなものでも構わないし、液体状の接着剤２５も、溶融状態の半田のほか接着の対象となるパーツの材質や必要とされる接着機能に応じて任意に選択することができる。
【００８１】
図６は本発明の低荷重接触検知方法および低荷重接触検出装置を適用した他の一実施形態の半導体製造装置２６の外観を簡略化して示した立面図である。
【００８２】
ステージ３，ベース４，ホルダ６，アクチュエータ７，駆動ユニット８の構成に関しては図１に示した半導体製造装置１と同様であるが、アクチュエータ７の駆動源となるサーボモータＭｚに代えて通常のステッピングモータを利用している点が図１および図２に示した実施形態の半導体製造装置１とは相違し、この半導体製造装置２６にあっては、サーボモータＭｚのパルスコーダＰｚに代わる位置検出手段として、機械原点Ｚ０を基準にしてホルダ６の現在位置ｚを検出するリニアエンコーダ２４を備える。
【００８３】
半導体製造装置２６の全体的な制御系に関しては図２のものと同等の構成を適用できるが、パルスコーダＰｚに代わるリニアエンコーダ２４を利用してＺ軸すなわちホルダ６の現在位置を検出する点が前述の実施形態とは相違する。
【００８４】
半導体製造装置２６の全体的な駆動制御に関しては前述した実施形態と同様であるので、図３に示されるような内部処理を其のまま援用することが可能であり、単に、ステップＳ３，ステップＳ６，ステップＳ９における現在位置ｚの読み込み先を、パルスコーダＰｚに代わるリニアエンコーダ２４に置き換えればよい。
【００８５】
従って、この実施形態によって得られる効果も前述した実施形態の場合と同様であり、半田等を始めとする液体状の接着剤２５さらには部品５や基板２を押し潰すといった問題が解消され、しかも、部品５が接着剤２５に接触した瞬間を的確に検知することができるようになる。
【００８６】
また、リニアエンコーダ２４は半導体製造装置への後付けが容易であるから、特に、低荷重接触検出装置を備えない従来型の半導体製造装置にリニアエンコーダ２４を取り付けて、低荷重接触検出装置付きの半導体製造装置２６に改修することも容易である。
仮に、従来型の半導体製造装置が位置ループ，速度ループ，電流ループといった処理を行なわないオープンループ制御のものであったとしても、図３におけるステップＳ８〜ステップ１２までの処理は実施可能であり、また、Ｚ軸つまりホルダ６の位置情報はリニアエンコーダ２４のみで取得することが可能であるから、低荷重接触検出装置の制御部を独立した制御装置として構成し、この制御装置によってステップＳ８〜ステップ１２までの処理を実行させ、ステップＳ１１の判定結果が真となった時点でＺ軸のステッピングモータ（インダクションモータでも構わない）の駆動力を制限するようにすれば、少なくとも、低荷重接触検出装置に関する限り、最初に述べた実施形態の場合と全く同様の効果を発揮することができる。
【００８７】
前記と同様、この半導体製造装置２６においても、基板２の側に液体状の接着剤２５を供給する代わりに部品５の下面側に接着剤２５を供給あるいは塗布する構成とすること、更には、ホルダ６の上下位置を固定し、ベース４とステージ３の間に介装したアクチュエータによってステージ３を図６中の上下方向に移動させてステージ３とホルダ６を相対的に接離移動させるような構成とすることが可能である。
【００８８】
何れの実施形態であっても、特に、液体状の接着剤２５として溶融した半田を使用する場合においては、部品５や基板２それ自体を加熱したり冷却したりする必要がなくなることから、固体状の半田バンプを利用するために部品５と基板２をそれぞれ加熱して固体状の半田バンプを溶融して部品５の実装作業を行っていた従来型の半導体製造装置に比べ、部品５の実装作業を短時間で行なうことができる。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明の活用例として、チップ搭載や半田ボール搭載などの半導体製造装置が挙げられる。
【符号の説明】
【００９０】
１  半導体製造装置
２  基板
３  ステージ
４  ベース
５  電子部品
６  ホルダ
７  アクチュエータ
８  駆動ユニット
９  数値制御装置
１０  ＣＰＵ（基本動作制御手段，速度検出手段の一部，接触検知手段の主要部，低荷重接触検出装置の一部）
１１  ＲＯＭ
１２  ＲＡＭ（接触検知手段の一部，パラメータ記憶手段，低荷重接触検出装置の一部）
１３  ハードディスクドライブ（パラメータ記憶手段，接触検知手段の一部，低荷重接触検出装置の一部）
１４  ＭＤＩ
１５  入出力回路
１６  入出力インターフェイス
１７  軸制御回路
１８，１９，２０  パワーアンプ
２１  トルクリミット回路（駆動出力制限手段）
２２，２３  制御回路
２４  リニアエンコーダ
２５  接着剤
２６  半導体製造装置
Ｍｘ，Ｍｙ  サーボモータ
Ｍｚ  サーボモータ（アクチュエータの駆動源）
Ｐｘ，Ｐｙ，Ｐｚ  パルスコーダ（位置検出器）
Ｒ（Ｚ）  現在位置記憶レジスタ（速度検出手段の一部，低荷重接触検出装置の一部）
Ｒ（Ｚ−１）  過去位置記憶レジスタ（速度検出手段の一部，低荷重接触検出装置の一部）
【図１】
2010262983.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2010262983.tif 000006
【図５】
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【図６】
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