(57)【要約】      （修正有）【課題】チップの基板に対する位置決めに用いられる光の光路を妨害せずに、基板を支持して加熱できる基板支持体を備える基板支持システムを提供する。【解決手段】チップを基板WA上の所定の位置に画像認識により位置決めするための光学システムと、基板を基板支持面５０１上に支持して加熱する基板側加熱手段とを有する基板支持システムにおいて、光学システムが、基板支持面に対してほぼ垂直方向に、少なくとも基板側加熱手段を光が透過し、光が伝播するように構成された発光装置と受光装置と、チップに附されたチップ側マークと基板に附された基板側マークとを認識することによりチップと基板との間の相対位置誤差を測定する画像認識装置を有し、基板側加熱手段が、基板支持面とヒータ面５０２とを表裏に有する第一透明絶縁層５０４と、第一透明絶縁層のヒータ面上に設けられ、通電により発熱する透明導電層５０３とを備える。【選択図】図１３
2014045011.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チップを基板上の所定の位置に画像認識により位置決めするための光学システムと、基板支持面を有し、当該基板支持面上に基板を支持して加熱する基板側加熱手段とを有する基板支持システムであって、
前記光学システムは、前記基板支持面に対してほぼ垂直方向に、少なくとも前記基板側加熱手段を光が透過し、光が伝播するように構成された発光装置と受光装置と、チップに附されたチップ側マークと基板に附された基板側マークとを認識することによりチップと基板との間の相対位置誤差を測定する画像認識装置を有し、
前記基板側加熱手段は、
基板支持面とヒータ面とを表裏に有する第一透明絶縁層と、
前記第一透明絶縁層の前記ヒータ面上に設けられ、通電により発熱する透明導電層と、
を備える、基板支持システム。
【請求項２】
前記透明導電層に電流を流すための、互いに平行に設けられた一対の電極を更に有する、請求項１に記載の基板支持システム。
【請求項３】
透明導電層と第一透明絶縁層とを貫通する基板吸着孔を備える、請求項１又は２に記載の基板支持システム。
【請求項４】
前記透明導電層を前記第一透明絶縁層と挟み込むように配置された第二透明絶縁層を更に備える、請求項１又は２に記載の基板支持システム。
【請求項５】
前記第一透明絶縁層の前記基板支持面上に開けられた透孔と、前記第一透明絶縁層の側面に開けられた透孔とを連結する貫通孔が設けられた、請求項４に記載の基板支持システム。
【請求項６】
前記第一透明絶縁層の前記基板支持面上に設けられた静電容量層と、
当該静電容量層上に設けられ、基板を接触して支持する第三透明絶縁層と、
を更に有する、請求項１、２及び４のいずれか一項に記載の基板支持システム。
【請求項７】
前記第一透明絶縁層の基板支持面側に配置され、チップを保持し、基板側加熱手段に支持された基板面上に取り付けるボンディングヘッドであって、前記基板支持面に対してほぼ垂直方向に光を伝播させるための光ガイドを有するボンディングヘッドを更に有する、請求項１から６のいずれか一項に記載の基板支持システム。
【請求項８】
前記第一透明絶縁層の基板支持面側に配置され、チップを保持し、基板側加熱手段に支持された基板面上に取り付けるボンディングヘッドであって、前記ボンディングヘッドは、保持されたチップを加熱するように構成された、請求項１から７のいずれか一項に記載の基板支持システム。
【請求項９】
チップと基板とを相対的に移動させて、前記光学システムにおいて認識されるチップに附されたチップ側マークと基板に附された基板側マークとの間の前記相対位置誤差を補正する位置決め機構を更に備える、請求項７又は８に記載の基板支持システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、チップを基板上の所定の位置に画像認識により位置決めするための光学システムと、基板を支持して加熱する基板側加熱手段とを有する基板支持システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
チップオンウェハ（ウェハ上に多数のチップを接合する技術）では、チップを保持するボンディング部が、個々のチップをウェハ上の所定の接合位置に対して位置決めし接合する。チップのバンプ（金属突起）とこれに対応するウェハの金属部とが接合されて電気的導電性が確立されることにより、チップとウェハとの間で電気信号の授受が可能になる。この接合において、チップのバンプ（金属突起）を加熱して、チップとウェハの金属部の原子を十分に拡散させることで、チップとウェハ間での電気的導電性を十分に確保することが必要である。
【０００３】
従来、チップと基板両サイドに金属ヒータを設けて加熱するため、（先行文献１）チップと基板の位置合わせのための画像認識手段はチップと基板の間に挿入して位置合わせ後、退避して接合する方法がとられていた。しかし、本方式ではアライメント時にチップと基板との間に２視野カメラが挿入されうるだけの距離が必要となり、１チップあたりの接合に時間が長くなるため生産性が落ち、かつ、アライメント位置から接合位置までの間にZ軸（ウェハの接合面に対して垂直方向）の位置ずれが起きやすく精度上も不利であった。
【０００４】
そのため、先行文献２に示すような、赤外線を透過しながら、接合時の位置決めの高精度化をはかる方法が提案された。しかし、従来、バンプの加熱は、ボンディング部内に設けたヒータなどにより、チップを加熱することで行われている。しかし、この場合においてウェハが加熱されていないことから問題が生じる場合がある。たとえば、チップのバンプは十分な温度に到達していてもウェハの金属部は室温近傍にあるので、接触時にはチップのバンプとウェハの金属部との間には温度差が生じている。接触後、チップのバンプから熱が流れることにより、ウェハの金属部の温度は上昇するが、熱はウェハの他の部分へも拡散するので、金属部の原子を十分に拡散させるほど上がらないという問題がある。またさらには、加熱されたチップが次々にウェハに接触することで、ウェハを支持する基板支持体が蓄熱し、徐々にその温度が上昇するという経時変化が起きる。これにより、同じウェハに接合されるチップ間でも、たとえば最初に接合されたチップと最後に接合されたチップとの間で、接合により形成された界面の接合強度や電気的導電性に不均一性が生じるという問題がある。
【０００５】
ウェハを加熱するためには、ウェハの支持体に電気ヒータを組み込むことが考えられるが、この際にも問題が生じる場合がある。すなわち、チップオンウェハで各チップをウェハ上の所定の位置に位置決めしなければならないが、この位置決めには、ウェハの支持体に設けられた電気ヒータが邪魔になる場合がある。例えば、チップのウェハに対する位置決めは、チップ、ウェハ及びウェハの支持体をウェハ面に対して垂直方向に透過する光を用いて、予めチップとウェハに設けられたマークを画像認識してチップとウェハの位置を測定し、これらマーク同士の相対位置を補正するようにチップのウェハに対する位置を決めることで行われる。この場合、光はウェハを垂直方向に透過しなければならないが、ウェハの支持体に組み込まれた電気ヒータはこの光の光路を妨害するという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許公開２００４−２２９４９
【特許文献２】特許公開２０１２−１３８４２３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記課題を解決するために、本願発明は、チップの基板に対する位置決めに用いられる光の光路を妨害せずに、基板を加熱できる基板支持体を備える基板支持システム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】
【０００８】
上記の技術的課題を解決するために、本願発明に係る基板支持システムは、チップを基板上の所定の位置に画像認識により位置決めするための光学システムと、基板支持面を有し、当該基板支持面上に基板を支持して加熱する基板側加熱手段とを有し、光学システムは、基板支持面に対してほぼ垂直方向に、少なくとも基板側加熱手段を光が透過し、光が伝播するように構成された発光装置と受光装置と、チップに附されたチップ側マークと基板に附された基板側マークとを認識することによりチップと基板との間の相対位置誤差を測定する画像認識装置を有し、基板側加熱手段は、基板支持面とヒータ面とを表裏に有する第一透明絶縁層と、第一透明絶縁層のヒータ面上に設けられ、通電により発熱する透明導電層と、を備えるようにしたものである。本願発明によれば、基板を支持し加熱する基板側加熱手段（基板支持体）をほぼ垂直方向に透過する光を用いてチップを基板に対して精度良く位置決めすることができるとともに、ヒータである透明導電層の通電による発熱により基板を加熱することでチップと基板との良好な接合を効率よく得ることができる。
【０００９】
本願発明において、「基板」（ウェハとも称する。）は、板状の半導体を含むが、これに限定されず、半導体以外にも、ガラス、セラミックス、金属、プラスチックなどの材料、又はこれらの複合材料により形成されていてもよく、円形、長方形等の種々の形状に形成される。
【００１０】
本願発明において、「チップ」とは、半導体部品を含む成型加工半導体の板状部品、パッケージされた半導体集積回路（ＩＣ）などの電子部品等を示す広い概念の用語として与えられる。「チップ」には、一般に「ダイ」と呼ばれる部品や、基板よりも寸法が小さくて、複数個を当該基板に接合できるほどの大きさを有する部品又は小型の基板も含まれる。また、基板とチップが同サイズでも構わない。例えばチップも基板もウェハであり、ウェハとウェハとを接合する際の互いに対する位置決めも本発明に含まれる。また、電子部品以外に、光部品、光電子部品、機械部品も含まれる。さらにまた、「チップ」とは半導体チップに限らず、ガラスやレンズであったり、小片状の部材をいう。基板とは回路基板に限らず、チップ（小片状の部材）を搭載するベース部材をいう。
【００１１】
本願発明において、「チップ」と「基板」は入れ替わってもよい。例えば、これらは、第一対象物、第二対象物として表されてもよい。
【００１２】
本願発明において、透明絶縁層と透明導電層の「透明」とは、使用される光が上記画像認識のために十分に当該透明絶縁層と当該透明導電層さらにはチップを透過できる程度に「透明」であるという意味である。
【００１３】
本願発明において、「光」とは、透明絶縁層と透明導電層を形成する材料を透過できる波長を有する電磁波を意味するものであり、可視光や赤外光を含む。光の波長や強度は、透明絶縁層と透明導電層などの使用される光が透過する部位の光学特性に応じて選択される。
【００１４】
上記基板支持システムにおいて、透明導電層に電流を流すための、互いに平行に設けられた一対の電極を更に有するようにしてもよい。これにより、基板を均等に加熱し、基板表面に亘り均一な温度に保つことができる。
【００１５】
上記基板支持システムにおいて、透明導電層と第一透明絶縁層とを貫通する基板吸着孔を備えるようにしてもよい。これにより、真空吸着により基板を基板支持表面に密着性高く固定することができる。その結果、基板側加熱手段から基板への熱の伝導効率が上がるとともに、熱の伝導が基板表面に亘りより均一になる。また、接合時の基板の基板支持面上での位置ずれを防ぐこともできるので、高精度な位置決めを維持して接合することが可能となる。
【００１６】
上記基板支持システムにおいて、透明導電層を第一透明絶縁層と挟み込むように配置された第二透明絶縁層を更に備えるようにしてもよい。これにより、基板側加熱手段の強度を上げ又は維持することができるので、第一透明基板を比較的薄くすることができる。その結果、熱源である透明導電層と支持される基板との間の距離を小さくすることができ、基板を効率よく加熱するとともに、基板の温度の制御性を高めることができる。
【００１７】
上記基板支持システムにおいて、第一透明絶縁層の基板支持面上に開けられた透孔と、第一透明絶縁層の側面に開けられた透孔とを連結する貫通孔が設けられてよい。これにより、第二透明絶縁層を支持する構造や位置決めに用いられる光の光路と干渉しないように、側面に基板吸着を行う真空システムなどの構成を配置することができる。
【００１８】
上記基板支持システムにおいて、第一透明絶縁層の基板支持面上に設けられた静電容量層と、当該静電容量層上に設けられた第三透明絶縁層と、を更に有するようにしてもよい。第三透明絶縁層は、直接基板に接して、当該基板を支持する。これにより、静電容量層を帯電させて静電チャック作用により基板を吸着することができる。また、貫通孔（吸着孔）が不要になるので、基板の全面に亘り、チップの位置決めに用いられる光を透過させることが可能になる。また、貫通孔が不要になるので、静電容量層を貫通する穴に起因する電流の不均一な流れがなくなるので、第一透明絶縁層を全面に亘り均一に加熱することが可能となる。
【００１９】
上記基板支持システムにおいて、第一透明絶縁層の基板支持面側に配置され、チップを保持し、基板側加熱手段に支持された基板面上に取り付けるボンディングヘッドであって、基板支持面に対してほぼ垂直方向に光を伝播させるための光ガイドを有するボンディングヘッドを更に有するようにしてもよい。これにより、チップを基板（ウェハ）上の所定の位置に正確に位置決めした上で、チップウェハ間の電気的接続を確実に確立することができる。
【００２０】
上記基板支持システムにおいて、ボンディングヘッドは、保持されたチップを加熱するように構成されてもよい。これにより、チップと基板との接合部をチップ側と基板側との両方から加熱できるので、接合部での機械的強度や電気伝導度をさらに上げることができる。
【００２１】
上記基板支持システムが、チップと基板とを相対的に移動させて、光学システムにおいて認識されるチップに附されたチップ側マークと基板に附された基板側マークとの間の相対位置誤差を補正する位置決めする位置決め機構を更に備えるようにしてもよい。これにより、基板側加熱手段（基板支持体）上に支持された基板面上の所定の位置に精度良くチップを位置決めすることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本願発明によれば、基板側加熱手段（基板支持体）をほぼ垂直方向に透過する光を用いてチップを基板に対して高速に、かつ、精度良く位置決めすることができるとともに、基板を加熱することでチップと基板との良好な接合を効率よく得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】チップ実装システムの構成を示す平面図である。
【図２】チップ供給装置を示す正面図である。
【図３】ボンディング装置の構成を示す正面図である。
【図４】ヘッド部の詳細構成を示す図である。
【図５】チップ上のマークとヘッド部の中空部との位置関係を示す図である。
【図６】図３におけるＩＩ−ＩＩ断面を示す断面図である。
【図７】図３におけるＩ−Ｉ断面を示す断面図である。
【図８】他のチップ上のマークとヘッド部の中空部との位置関係を示す図である。
【図９】ＣＯＷボンディング装置におけるステージ付近の構成を示す平面図である。
【図１０】チップに設けられたチップ位置調整用マークを示す図である。
【図１１】基板に設けられたチップ位置調整用マークを示す図である。
【図１２】両チップ位置調整用マークの相対的な位置ずれを示す図である。
【図１３】第一実施形態に係る基板側加熱手段の正面図である。
【図１４】第一実施形態に係る基板側加熱手段の平面図である。
【図１５】基板支持システムの模式図である。
【図１６】基板支持システムの模式図である。
【図１７】第二実施形態に係る基板側加熱手段の正面図である。
【図１８】第三実施形態に係る基板側加熱手段の正面図である。
【図１９】第三実施形態に係る基板側加熱手段の平面図である。
【図２０】第三実施形態の変形例に係る基板側加熱手段の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、添付の図面を参照して本願発明に係る基板支持システムの実施形態を説明するが、まず、基板支持システムが使用されるチップ実装システム（電子部品実装システム）について説明する。このチップ実装システム１は、基板（チップ実装対象の基板）の複数の平面位置において単層又は多層のチップを積層して実装するシステムである。
【００２５】
＜１．チップ実装システムの説明＞
図１は、チップ実装システム１の概略構成を示す平面図である。なお、図１等においては、便宜上、ＸＹＺ直交座標系を用いて方向等を示している。
【００２６】
図１に示すチップ実装システム１は、基板に取り付け又は接合される各チップＣＰを個別に供給するチップ供給装置１０と、チップ供給装置１０から供給された各チップＣＰを基板に取り付け又は接合するＣＯＷ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｗａｆｅｒ）ボンディング装置３０と、基板に取り付けられたチップＣＰを一回の接合で他の基板に接合するＷＯＷ（Ｗａｆｅｒ  Ｏｎ  Ｗａｆｅｒ）ボンディング装置５０と、チップや基板あるいはチップが接合された基板などを外部からチップ実装システム内部へ搬入し、内部から外部へ搬出する搬出入部９０と、ＣＯＷボンディング装置３０、ＷＯＷ（Ｗａｆｅｒ  Ｏｎ  Ｗａｆｅｒ）ボンディング装置５０、搬出入部９０との間でチップや基板等を搬送する搬送部７０を有して構成されている。
【００２７】
たとえば、このチップ実装システム１は、対象の基板ＷＡ上に第１層の複数のチップＣＰ１を接合することができる。また、チップ実装システム１は、基板ＷＡ上に配置された第１層の複数のチップＣＰ１上に第２層の複数のチップＣＰ２等をさらに積層して接合することも可能である。
【００２８】
以下、チップ実装システム１が有する、チップ供給装置１０、ＣＯＷボンディング装置３０、ＷＯＷボンディング装置５０、搬送部７０及び搬出入部９０の各々についてより詳しく説明する。
【００２９】
＜２．チップ供給装置１０＞
図２に示すチップ供給装置１０は、ダイシングされたウェハから各チップＣＰを突き上げて取り出す突上部１１と、取り出されたチップの向きを一旦保持しその向きを変える反転機構を有するダイピッカ１３１、ダイピッカ１３１からチップを受け取りＣＯＷボンディング装置３０からチップ供給装置１０内に延びるチップ搬送部３９にチップを載置するチップ移載装置１３を有して構成されている。
【００３０】
具体的には、突上部（突上ニードル）１１による突き上げ動作を伴ってダイピッカ１３１に保持されたチップＣＰ（フェイスアップ状態）が、反転機構を有するダイピッカ１３１によって上下反転されて、チップ供給機１３５に受け渡されフェイスダウン状態で保持される。チップＣＰは、フェイスダウン状態でチップ搬送部３９によって位置ＰＧ３で受け取られる。
【００３１】
また、上記各実施形態では、チップ供給装置１０において、フェイスアップ状態の各チップＣＰを有するチップ基板ＷＣから当該各チップが切り出され、各チップがそのままフェイスアップ状態で基板ＷＡ上に供給される場合が例示されているが、これに限定されない。
【００３２】
たとえば、「フェイスダウン状態」の各チップＣＰを有するチップ基板ＷＣから当該各チップＣＰが切り出されて供給されるようにしてもよい。この場合、チップ供給装置１０において、フェイスダウン状態で切り出された各チップＣＰの上下を反転させてフェイスアップ状態で各チップＣＰをＣＯＷボンディング装置３０に供給するようにしてもよい。あるいは、各チップＣＰは、フェイスダウン状態のままでＣＯＷボンディング装置３０に供給されるようにしてもよい。
【００３３】
＜３．ＣＯＷボンディング装置３０＞
図２に示すＣＯＷボンディング装置３０は、基板が載置され位置決め機構を有するステージ３１と、チップＣＰを基板ＷＡ上に取り付けるヘッド３３Ｈを有するボンディング部３３と、チップ供給装置１０から供給されるチップＣＰをボンディング部３３まで搬送する回転式のチップ搬送部３９と、発光装置である光源４７と、受光装置である撮像部（或いはカメラ）３５と画像認識装置（位置認識部）４６（図１５又は図１６を参照）とを有する光学システムと、を有して構成されている。
【００３４】
ＣＯＷボンディング装置３０は、チップ供給装置１０から供給された複数のチップＣＰの各々を基板ＷＡ上に位置決めして配置する装置（アライメント装置とも称される）である。たとえば、ＣＯＷボンディング装置３０は、基板ＷＡ上に、複数のチップ（電子部品）ＣＰをその接合面が下側を向いた状態（フェイスダウン状態）で平面的に配置（平面配置）する。
【００３５】
図２に示すように、フェイスアップ状態のチップＣＰが、反転機構を有するダイピッカ１３１によって上下反転されて、フェイスダウン状態でＣＯＷボンディング装置３０に供給されるようにしてもよい。
【００３６】
＜３−１．チップ搬送部３９＞
チップ搬送部３９は、チップ搬送装置１３から受渡位置ＰＧ３でチップＣＰを受け取り、中心軸ＡＸ周りの回転動作によって当該チップＣＰをボンディング部３３のヘッド部３３Ｈの直下位置ＰＧ５にまで搬送する。チップＣＰは、このような搬送動作を経て、フェイスダウン状態で受渡位置ＰＧ５に到達する。
【００３７】
＜３−２．ボンディング部３３＞
ボンディング部３３は、チップＣＰを基板ＷＡ上に載置する部分であり、チップマウンタとも称される。
【００３８】
図３に示すように、ボンディング部３３は、Ｚ軸方向移動部材３３１と上側円盤部材３３２とピエゾアクチュエータ３３３と下側円盤部材３３４とミラー固定用部材３３６とミラー（光路変更部材）３３７とヘッド部（ボンディングヘッドとも称する）３３Ｈとを有して構成され、更にＺ方向駆動部３４（不図示）、θ方向回動部３６、θ方向駆動部３７、ベアリング３８等をも有する。
【００３９】
Ｚ軸方向移動部材３３１の下端には、上側円盤部材３３２が固定されている。また、上側円盤部材３３２の下側には、下側円盤部材３３４が配置されている。上側円盤部材３３２と下側円盤部材３３４とは、３本のピエゾアクチュエータ３３３を介して接続されている。さらに、下側円盤部材３３４の下面側には、ヘッド部３３Ｈが固定されている。このように、Ｚ軸方向移動部材３３１は、上側円盤部材３３２、ピエゾアクチュエータ３３３、および下側円盤部材３３４等を介して、ヘッド部３３Ｈに接続されている。
【００４０】
＜ヘッド部３３Ｈ＞
ヘッド部３３Ｈは、チップＣＰを吸着して保持する保持部材であり、チップ保持部材（電子部品保持部材）とも称される。
【００４１】
ヘッド部３３Ｈは、チップＣＰを保持するために、真空吸着機構を備えていてもよい。たとえば、ヘッド部３３ＨのチップＣＰに接する部位に真空吸着孔（図示せず）を設け、当該真空吸着孔を真空引きするように、ヘッド部３３Ｈが構成されうる。これにより、ヘッド部３３Ｈは、チップ供給装置１０においてチップＣＰを受け取るときには真空引きされた真空吸着孔によりチップＣＰを保持することができる。したがって、ヘッド部３３Ｈは、チップＣＰを十分な力で吸着した状態で、チップ供給装置１０からＣＯＷボンディング装置３０へ搬送することができる。そして、チップＣＰを基板ＷＡに取り付けるときには、当該真空引きを解除し真空吸着孔内の圧力を大気圧と同等または大気圧より高くすることで、ヘッド部３３ＨはチップＣＰを離すことができる。
【００４２】
ヘッド部３３Ｈは、図４にも示すように、チップツール４１１とヘッド本体部４１３とを有している。チップツール４１１は、撮影光（赤外光等）を透過する部材（シリコン（Ｓｉ）等）で形成される。また、ヘッド本体部４１３は、例えばセラミックヒータ等を内蔵して形成される。なお、セラミックヒータは、（コイルヒータ等に比べて）急速な加熱処理を施すことが可能である。また、ヘッド本体部４１３は、撮影光を透過（通過）させるための中空部（孔部）４１５，４１６を有している。各中空部４１５，４１６は、撮影光を透過する透過部分（スリット部分とも称される）であり、ヘッド本体部４１３を鉛直方向に貫通するように設けられている。詳細には、各中空部４１５，４１６は、上面視において楕円形状を有している。２つの中空部４１５，４１６は、上面視略正方形形状を有するヘッド本体部４１３の対角部分において、軸ＢＸを中心に点対称に配置されている（図５も参照）。なお、撮影光を透過させるため、下側円盤部材３３４の対応部分等にも孔部（中空部）が設けられている。
【００４３】
３本のピエゾアクチュエータ３３３（図３）のそれぞれのＺ方向における伸縮の程度を制御することによって、水平面に対する下側円盤部材３３４（ひいてはヘッド部３３Ｈ）の傾き角度が調整される。たとえば、地平面に対する下側円盤部材３３４（およびヘッド部３３Ｈ）の平行調整動作を行うことが可能である。なお、３本のピエゾアクチュエータ３３３は、撮像部３５に入射される光の光路を遮らない位置（平面位置）に配置されている（図６も参照）。
【００４４】
また、上側円盤部材３３２（図３）にはミラー（光路変更部材）３３７が設けられている。詳細には、ミラー３３７は、ミラー固定用部材３３６を介して上側円盤部材３３２に固定され、上側円盤部材３３２と下側円盤部材３３４との間の空隙に配置されている。このように、ミラー３３７は、Ｚ軸方向移動部材３３１に接続されて設けられている。また、ミラー３３７は、斜め下方向き４５度の傾斜角度を有する傾斜平面を２つ有している。ミラー３３７は、これらの傾斜平面を用いて、撮像部３５に入射される光の光路の向きを変更する光路変更部材である。
【００４５】
＜Ｚ方向駆動部３４＞
Ｚ方向駆動部（Ｚ方向駆動機構とも称する）３４は、サーボモータおよびボールネジ等を有している。Ｚ方向駆動部３４は、θ方向回動部３６（回動部材３６１（後述））の上端側に設けられ、ボンディング部３３（詳細にはＺ軸方向移動部材３３１）をＺ方向（鉛直方向）に駆動する。Ｚ方向駆動部３４によってＺ軸方向移動部材３３１がＺ方向に移動されると、当該移動動作に伴って、ボンディング部３３の下端側のヘッド部３３ＨもＺ方向に移動する。すなわち、ヘッド部３３Ｈは、Ｚ方向駆動部３４によってＺ方向（基板に対するチップの積層方向などとも称される）において駆動される。
【００４６】
＜θ方向回動部３６＞
θ方向回動部３６は、略円筒形状の回動部材３６１を有している。回動部材３６１は、ＣＯＷボンディング装置３０の本体上部において、鉛直方向（Ｚ方向）には固定され且つ回転軸ＢＸ周りには回転可能となるように設置されている。回動部材３６１は、ＣＯＷボンディング装置３０の上部側の筐体部分に設けられたθ方向駆動部３７によって、回転軸ＢＸを中心に回転される。θ方向駆動部（θ方向駆動機構とも称する）３７は、サーボモータおよびギア機構等を有している。
【００４７】
また、略円筒形状の回動部材３６１の内部空間には、ベアリング３８を介して、ボンディング部３３のＺ軸方向移動部材３３１が配置されている。
【００４８】
図７は、図３のＩ−Ｉ断面における断面図である。図７にも示すように、Ｚ軸方向移動部材３３１は、略八角形の断面を有する棒状部材（略八角柱形状部材）である。また、略円筒状の外周面を有する回動部材３６１は、その内周側においては略八角柱形状の孔（空隙）を有している。そして、当該孔にはＺ軸方向移動部材３３１が挿入されて配置されている。また、回動部材３６１の内周面とＺ軸方向移動部材３３１との間には、ベアリング３８が設けられている。詳細には、Ｚ軸方向移動部材３３１の８つの側面のうち、１つおきの４つの側面にそれぞれベアリング３８が設けられている。各ベアリング３８は、Ｚ方向に伸延されて配置されている。このような構成により、Ｚ軸方向移動部材３３１は、回動部材３６１の内周面に対して鉛直方向（Ｚ方向）においては滑らかに摺動することが可能である。
【００４９】
また、略八角柱形状部材のＺ軸方向移動部材３３１は、上記４つの側面でベアリング３８を介して回動部材３６１の内側面に対して接触しており、水平方向においては回動部材３６１に対して相対移動しない。したがって、Ｚ軸方向移動部材３３１は、回動部材３６１の回転軸ＢＸを中心とする回転動作に伴って、回動部材３６１とともに回転する。すなわち、Ｚ軸方向移動部材３３１と回動部材３６１とは同期して回転軸ＢＸを中心として回転する。ひいては、ボンディング部３３とθ方向回動部３６とは同期して回転軸ＢＸ周りに回転する。
【００５０】
＜３−３．光源４７＞
図２においては、発光装置である光源４７は、ステージ３１の下側、すなわちステージ３１に関してボンディング部３３と反対側に配置されている。取り付けられるチップＣＰを保持するボンディング部３３が取り付け位置に十分に近づくと、光源４７から発せられた光が、基板ＷＡとチップＣＰとヘッド部３３Ｈのチップツール４１１を透過して、ボンディング部の中空部（孔部）４１５，４１６を通過して、撮像部３５ａ，３５ｂで受光される。
【００５１】
光源４７は、その発する光の光軸がステージ３１の基板ＷＡを支持する面（後述の基板支持面５０１）に垂直方向になるように配置されるのが好ましい。あるいは、上記光軸が、少なくともチップが取り付けられようとする基板ＷＡの基板支持面５０１の面方向に対して垂直方向となるように、光源４７が配置されることが好ましい。これにより、基板ＷＡ側のマークとチップＣＰ側のマークとの間の、基板支持面５０１に平行方向の相対位置誤差の測定精度を上げることができる。
【００５２】
光源４７の光軸は、基板ＷＡの基板支持面５０１に対して所定の角度を持つように設定されてもよい。たとえば、複数のチップについて、光軸が基板支持面に対して同じ角度をなすように光源４７を配置することで、基板ＷＡ側のマークＭＣ２とチップＣＰ側のマークＭＣ１との間の、基板支持面５０１に平行方向の相対位置誤差の測定精度を上げるようにしてもよい。
【００５３】
光源４７の発する光として、例えば、可視光や赤外光を用いることができる。チップＣＰのマークＭＣ１等の目印が形成されている部位がケイ素（Ｓｉ）などの可視光の透過を制限する材料で形成されている場合には、赤外光を上記光として使用することが好ましい。
【００５４】
使用される光が可視光又は赤外光の場合には、上記透明絶縁層は、ガラスで形成されてもよい。たとえば、透明絶縁層は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を主成分とするガラスで形成されてもよい。しかし、透明絶縁層の材料はガラスに限定されない。透明絶縁層の材料と厚さなどの特性は、適宜選択されうる。たとえば、材料として、樹脂やプラスチックなどを採用することもでき、厚さとして、一般的に薄膜とよばれるような形状に透明絶縁層が形成されてもよい。
【００５５】
＜３−４．撮像部３５＞
θ方向回動部３６の回動部材３６１には、２つの撮像部３５（３５ａ，３５ｂ）が接続されている。詳細には、撮像部３５ａは、カメラＺ方向駆動部３６３およびカメラＦ方向駆動部３６５等を介して回動部材３６１に接続されており、撮像部３５ｂは、カメラＺ方向駆動部３６３およびカメラＦ方向駆動部３６５等を介して回動部材３６１に接続されている。
【００５６】
撮像部３５（詳細には３５ａ，３５ｂ）は、マークＭＣ１，ＭＣ２（後述）に関する光像を画像データとして取得する。画像認識装置（位置認識部）４６は、撮像部３５による撮影画像に基づいて、各チップＣＰの基板ＷＡ上での位置を認識する。詳細には、位置認識部４６は、マークＭＣ１，ＭＣ２とを用いて、基板ＷＡの基板平面に平行な方向における各チップの位置（基板ＷＡに平行な面内における各チップＣＰと基板ＷＡとの相対位置関係）を認識する。
【００５７】
各撮像部３５ａ，３５ｂは、それぞれ、撮像センサ３５１とレンズ部３５２とを有している。これにより、ヘッド部３３Ｈに保持されたチップＣＰ内に配置されるマークＭＣ１（ＭＣ１ａ，ＭＣ１ｂ）と、当該チップＣＰに対向配置された基板ＷＡ内に配置されるマークＭＣ２（ＭＣ２ａ，ＭＣ２ｂ）とを含む画像データが取得される。より詳細には、撮像部３５ａは、マークＭＣ１ａとマークＭＣ２ａとを含む画像データを取得し、撮像部３５ｂは、マークＭＣ１ｂとマークＭＣ２ｂとを含む画像データを取得する。撮像部３５ａ，３５ｂは、それぞれ取得した画像データを位置認識部４６に送信する。
【００５８】
なお、この実施形態においては、透過光による画像データが取得される場合が例示されているが、これに限定されず、反射光による画像データが取得されるようにしてもよい。たとえば、各撮像部３５ａ，３５ｂは、同軸照明系を有するように構成されてもよい。当該同軸照明系の光源（出射部とも称される）から出射された照明光（例えば赤外光）の反射光に関する画像データを取得する。なお、各撮像部３５ａ，３５ｂの各同軸照明系から水平方向に出射された照明光は、ミラー（光路変更部材）３３７（図３）で反射されて、その進行方向が鉛直下向きに変更される。そして、当該光は、ヘッド部３３Ｈに保持されたチップＣＰと当該チップＣＰに対向配置された基板ＷＡとを含む撮影対象部分に向けて進行し、当該撮影対象部分（基板表面又は基板側支持面）で反射される。また、当該撮影対象部分からの反射光は、上方に向けて進行した後、ミラー（光路変更部材）３３７で再び反射されて、その進行方向が水平方向に変更されて、各撮像部３５ａ，３５ｂへと到達する。
【００５９】
＜Ｚ方向同期移動およびフォーカス調整＞
撮像部３５ａ，３５ｂは、それぞれ、カメラＦ方向駆動部３６５（図３）によってフォーカス方向に駆動されることによって、各撮像部３５ａ，３５ｂによる各撮影画像の合焦状態がそれぞれ調整される。
【００６０】
また、撮像部３５ａ，３５ｂは、それぞれ、カメラＺ方向駆動部３６３（図３）によってＺ方向（鉛直方向）に駆動される。
【００６１】
基本的には、撮像部３５ａ，３５ｂは、それぞれ、Ｚ軸方向移動部材３３１のＺ方向移動量と撮像部３５ａ，３５ｂの各Ｚ方向移動量とが同一となるように、Ｚ軸方向移動部材３３１のＺ方向の移動に同期して、各カメラＺ方向駆動部３６３によってＺ方向に移動される。これによれば、Ｚ軸方向移動部材３３１（ひいてはヘッド部３３Ｈ）がＺ方向に移動しても、撮像部３５ａ，３５ｂの撮影対象範囲は、それぞれ、移動の前後で不変である。
【００６２】
＜Ｚ方向非同期移動（撮影範囲変更）＞
ただし、撮像部３５ａ，３５ｂの各Ｚ方向移動量がＺ軸方向移動部材３３１のＺ方向移動量と異なるように、撮像部３５ａ，３５ｂは各カメラＺ方向駆動部３６３によってＺ方向に移動されることもある。これによれば、各撮像部３５ａ，３５ｂとミラー３３７とのＺ方向における相対位置がそれぞれ変化し、各撮像部３５ａ，３５ｂによる撮影対象範囲がそれぞれ変更される。
【００６３】
＜θ方向同期回転＞
また、撮像部３５ａ，３５ｂは、回動部材３６１（図３）に接続されており、回動部材３６１と共に回転する。
【００６４】
上述のように、回動部材３６１とＺ軸方向移動部材３３１とは同期して回転する。さらに、各撮像部３５ａ，３５ｂは回動部材３６１に接続（θ方向には固定）され、ミラー３３７はＺ軸方向移動部材３３１に接続（固定）されている。したがって、２つの撮像部３５ａ，３５ｂとミラー３３７とは共に回動部材３６１に同期して回転する。その結果、回転動作の前後において、水平面に平行な面内での２つの撮像部３５ａ，３５ｂとミラー３３７との相対的な位置関係は不変である。したがって、回動部材３６１の回転動作の前後のいずれにおいても、ミラー３３７による光路変更を伴う画像（ミラー直下位置付近の画像）を撮像部３５ａ，３５ｂに導くことができる。
【００６５】
また、ヘッド部３３Ｈの中空部（透過部分）４１５，４１６も、回動部材３６１の回転に同期して軸ＢＸ周りに回転する。これによれば、チップの形状等に応じて、各撮像部３５ａ，３５ｂの撮影範囲を柔軟に変更することが可能である。
【００６６】
たとえば、図５に示すように、略正方形形状を有するチップＣＰ（且つその対角部分にマークＭＣ１ａ，ＭＣ１ｂを有する）に対しては、各撮像部３５ａ，３５ｂが当該チップの対角線上に配置されればよい。より詳細には、各撮像部３５ａ，３５ｂの共通の光軸ＣＸ（図４も参照）が矩形状チップＣＰの或る一辺に対して約４５度傾斜する位置にまで、回動部材３６１をθ方向に回動する。これによって、中空部４１５，４１６を通過する撮影光を用いて、マークＭＣ１ａ，ＭＣ１ｂ（およびＭＣ２ａ，ＭＣ２ｂ）を含む画像を撮影することができる。なお、撮影画像内において中空部４１５，４１６に対応する部分は、有効な撮影部分であるとも表現される。一方、中空部４１５，４１６以外に対応する部分（撮影光が透過できない部分）は、無効な撮影部分であるとも表現される。
【００６７】
また、図８に示すように、横長の矩形形状を有するチップＣＰ（且つその対角部分にマークＭＣ１ａ，ＭＣ１ｂを有する）に対しては、各撮像部３５ａ，３５ｂの共通の光軸ＣＸが矩形状チップＣＰの横方向の辺に対して４５度よりも浅い角度（例えば約２５度）傾斜する位置にまで、回動部材３６１をθ方向に回動する。これによって、中空部（透過部分）４１５，４１６を透過する撮影光を用いて、マークＭＣ１ａ，ＭＣ１ｂ（およびＭＣ２ａ，ＭＣ２ｂ）を含む画像を撮影することができる。図８における回動部材３６１の回転角度θと図５における回動部材３６１の回転角度θとは、角度α異なる。
【００６８】
このように、チップ上のマーク位置に応じて、回動部材３６１のθ方向の回転角度を変更することによって、より適切に各マークを撮影することが可能である。
【００６９】
なお、ヘッド部３３Ｈを回動部材３６１とは独立してθ方向に回転させることも考えられる。ただし、その場合には、中空部４１５，４１６以外の部分で撮影光が遮光されてしまうことがある。すなわち、有効な撮影部分内にチップ上の各マークを収めることが困難である。一方、上述のように、ヘッド部３３Ｈの中空部（透過部分）４１５，４１６が、回動部材３６１の回転に同期して、撮像部３５ａ，３５ｂおよびミラー３３７と共に軸ＢＸ周りに回転することによれば、有効な撮影部分の面積を維持しつつ、チップ上の様々な位置に設けられたマークに比較的容易に対応することが可能である。
【００７０】
＜３−５．ステージ３１＞
図９にも示すように、ステージ３１は、位置決め機構として、Ｘ方向移動部３１１とＹ方向移動部３１３と基板支持体３１５とＸ方向駆動部（Ｘ方向駆動機構）３２１とＹ方向駆動部（Ｙ方向駆動機構）３２３とを備えている。
【００７１】
ステージ３１は、ＸＹ方向駆動機構により、Ｘ方向およびＹ方向に移動可能である。これにより、ボンディング部３３とステージ３１との相対位置関係を変更することが可能であり、ひいては基板ＷＡ上における各チップＣＰｉの位置を調整することが可能である。
【００７２】
ＣＯＷボンディング装置３０のベース部材３０１（図示せず）上には、Ｘ方向駆動部（Ｘ方向駆動機構）３２１を介してＸ方向移動部３１１が配置されている。Ｘ方向駆動部３２１は、リニアモータおよびスライドレール等を有しており、Ｘ方向移動部３１１をベース部材３０１に対してＸ方向に駆動する。図９においては、それぞれＸ方向に伸びる２つのＸ方向駆動部３２１がＹ方向に所定距離離間して設けられている。
【００７３】
Ｘ方向移動部３１１上には、Ｙ方向駆動部（Ｙ方向駆動機構）３２３を介してＹ方向移動部３１３が配置されている。Ｙ方向駆動部３２３は、リニアモータおよびスライドレール等を有しており、Ｙ方向移動部３１３をＸ方向移動部３１１に対してＹ方向に駆動する。図９においては、それぞれＹ方向に伸びる２つのＹ方向駆動部３２３がＸ方向に所定距離離間して設けられている。
【００７４】
Ｙ方向移動部３１３には基板支持体３１５が固定されている。基板支持体３１５は、Ｘ方向駆動部３２１およびＹ方向駆動部３２３の駆動に応じて、Ｘ方向およびＹ方向に駆動される。
【００７５】
また、Ｘ方向移動部３１１の中央部分には矩形状の中空部（孔部）３１２が設けられてもよい。同様に、Ｙ方向移動部３１３の中央部分には矩形状の中空部（孔部）３１４が設けられてもよい。さらに、基板支持体３１５の中央部分には円形状の中空部（孔部）３１６が設けられてもよい。そして、基板支持体３１５はガラスなどの使用される光に対して透明な材料により形成されることが好ましい。これにより、チップＣＰの基板ＷＡに対する位置あわせの際に、基板支持体３１５を基板支持面に垂直方向に透過する光を使用することができる。
【００７６】
＜３−６．チップ位置調整用マークＭＣ＞
アライメントマークＭＣ１，ＭＣ２は、チップＣＰ（電子部品）の位置を調整するためのマークであり、チップ位置調整用マーク（あるいは部品位置調整用マーク）とも称される。ここでは、１つのチップＣＰの位置合わせのために、各チップに２つのマークＭＣ１ａ，ＭＣ１ｂがマークＭＣ１として設けられ（図１０）、基板ＷＡ上に２つのマークＭＣ２ａ，ＭＣ２ｂがマークＭＣ２として設けられる（図１０）。また、チップＣＰにおけるマークＭＣ１の付与部分、および基板におけるマークＭＣ２の付与部分は、撮影光（例えば可視光、赤外光等）を透過する材料で構成される。
【００７７】
この２種類のマークＭＣ１，ＭＣ２は、互いに異なる形状（より詳細には、互いに重複しない形状）を有している。たとえば、図１０に示すように、マークＭＣ１（詳細にはマークＭＣ１ａ，ＭＣ１ｂ）としては、比較的小さな径を有する円形状のものが用いられる。一方、図１１に示すように、マークＭＣ２（詳細にはマークＭＣ２ａ，ＭＣ２ｂ）としては、比較的大きな径を有する円形状のものが用いられる。
【００７８】
これらのマークは、金属の蒸着により形成されてもよい。基板ＷＡ上に蒸着された金属の厚さは、数十μｍ程度の厚さであれば、基板ＷＡの基板支持面上への吸着に問題は生じない。蒸着された金属が光を吸収するので、光路に沿って伝播する光の強度は低下する。したがって、マークは撮像部３５で撮像する明視野像の中では暗く現れる。
【００７９】
あるいは、上記マークは、基板ＷＡ又はチップの表面へのエッチングにより形成されてもよい。エッチングにより生じた段差では、光が乱反射し、光路に沿って伝播する光の強度は低下する。したがって、上記段差に対応するマークの輪郭が撮像部３５で撮像する明視野像の中では暗く現れる。
【００８０】
マークＭＣ１ａは、各チップＣＰにおける第１の基準位置（平面位置）（図１０では左方手前側）に設けられ、マークＭＣ１ｂは、各チップＣＰにおける第２の基準位置（平面位置）（図１０では右方奥側）に設けられる。また、マークＭＣ２ａは、基板ＷＡにおいて、各チップＣＰの第１の基準位置に対応する正規の位置（平面位置）に設けられ、マークＭＣ２ｂは、基板ＷＡにおいて各チップＣＰの第２の基準位置に対応する正規の位置（平面位置）に設けられる。端的に言えば、マークＭＣ２ａはマークＭＣ１ａの対応位置に設けられ、マークＭＣ２ｂはマークＭＣ１ｂの対応位置に設けられる。なお、各チップＣＰと基板ＷＡとの相対角度を良好に調整するため、マークＭＣ１ａ，ＭＣ１ｂは、各チップＣＰにおいて、互いに離間した位置（たとえば、チップＣＰの両端部付近）に設けられることが好ましい。マークＭＣ２ａ，ＭＣ２ｂも同様である。
【００８１】
また、マークＭＣ１ａ，ＭＣ１ｂは、それぞれ、フェイスダウン状態のチップＣＰの下側の面（金属バンプが形成されている面、あるいは基板ＷＡに対向する面）上に設けられている。ただし、これに限定されず、マークＭＣ１ａ，ＭＣ１ｂは、それぞれ、フェイスダウン状態のチップＣＰの上側の面（金属バンプが形成されている面と反対側の面）上に設けられても良く、あるいは、チップＣＰの内部に埋め込まれて設けられても良い。
【００８２】
＜各実施形態の説明＞
以降、基板支持体３１５の他に光学システムと基板を加熱する手段（ヒータ）とを有する基板支持システムの各実施形態について説明する。
【００８３】
＜４．第一実施形態＞
図１３を参照して、本願発明の第一実施形態に係る基板支持システムに用いられる基板側加熱手段（基板支持体）３１５（５００）について説明する。図１３は、平面図である図１４（後述）のＡ−Ａにおける断面図を示す。
【００８４】
本願発明の第一実施形態に係る基板支持システムに用いられる基板支持体５００は、基板ＷＡを支持する基板支持面５０１と透明導電層５０３が設けられるヒータ面５０２とを有する透明絶縁層５０４と、ヒータとして当該ヒータ面５０２に配置される透明導電層５０３とを有して構成される。すなわち、基板支持体（基板側加熱手段）５００は、ヒータである透明導電層５０３と、当該透明導電層と支持される基板との間に透明絶縁層５０４とを有して構成される。
【００８５】
透明導電層５０３に電流が流れる際に生じるジュール熱は、基板支持体５００を介し、基板支持体５００に接触する基板ＷＡに伝わる。これにより、基板ＷＡは加熱される。
【００８６】
透明絶縁層５０４は、基板支持面５０１とヒータ面５０２とがほぼ平行である板状に構成されることが好ましい。これにより、透明絶縁層５０４の表面に亘り基板支持面５０１とヒータ面５０２との間の距離がほぼ等しいので、透明導電層５０３で発生した熱を基板支持面５０１に均等に伝導させることができる。その結果、基板ＷＡを均等に加熱することができる。
【００８７】
チップＣＰの基板ＷＡ上への位置決めは、基板支持体５００の基板支持面５０１又はヒータ面５０２にほぼ垂直方向に光を透過させることで行われる。したがって、上記光は、所定の基板支持体に対して、チップＣＰの位置決めのためにマーク等の目印を画像認識するために十分な波長と強度を有していることが必要である。また、透明絶縁層５０１と透明導電層５０３の「透明」とは、使用される光が上記画像認識のために十分に当該透明絶縁層５０１と当該透明導電層５０３さらにはチップＣＰを透過できる程度に「透明」であるという意味である。すなわち、使用される光の特性と、透明絶縁層５０１及び透明導電層５０３の光学特性とは、互いに相対的な関係により定められる。
【００８８】
図１３に示す板状の透明絶縁層５０４は、所定の機械的強度を有して、基板支持体５０４の基板支持システムへの取付けや取外し、基板ＷＡの基板支持体５０４への取付け取外しなどの一般的な工程において、変形や破損などの問題が起きない程度の、十分な機械的強度を有するように形成されてもよい。例えば、透明絶縁層５０４がガラスで形成され、平面方向の寸法が数百ｍｍである場合には、厚さが２０ｍｍ程度とすることができる。
【００８９】
板状の透明絶縁層５０４は、基板ＷＡを支持する基板支持面５０１とは反対側の面であって、電極５０３が形成されるヒータ面５０２を有して構成されている。当該ヒータ面５０２には、透明導電層５０３が形成される。当該透明導電層５０３は、種々の透明導電膜又は透明導電酸化膜（ＴＣＯ、Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｏｘｉｄｅ）から適宜選択される材料により構成されることができる。例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ（酸化インジウムスズ、又はスズドープ酸化インジウム））や酸化スズが採用されることが好ましい。
【００９０】
透明導電層５０３は、スパッタリング、真空蒸着、ゾルゲル法、クラスタービーム蒸着、パルスレーザ堆積（ＰＬＤ）など種々の手法を用いて、種々の加熱や雰囲気条件で形成されうる。
【００９１】
透明導電層５０３の厚さは、例えば数十ｎｍから数μｍであることが好ましいが、これに限られない。透明導電層５０３の厚さは、基板支持体の目的とする加熱温度、印加される電流電圧値、使用される材料の抵抗率、面積、透明絶縁層その他の部材の熱特性などの条件に応じて相対的に定められる。厚さに応じて、シート抵抗率は、例えば、数Ω／ｓｑから１００Ω／ｓｑを超える値になりえる。
【００９２】
図１４は、図１３で示す基板支持体３１５（５００）の平面図を示している。ここでは、透明導電層５０３は、透明絶縁層５０４のヒータ面５０２上に、基板ＷＡが取り付けられるより十分に広い領域に亘って形成されている。さらに、ほぼ長方形又は正方形の透明絶縁層５０４が用いられ、透明導電層５０３は当該透明絶縁層５０４のヒータ面５０２（図１４においては裏面）のほぼ全面に亘って形成されている。すなわち、当該透明導電層５０３は、ほぼ長方形又は正方形の平面形状に形成されている。
【００９３】
図１４に示すように、一対の電極５０５，５０６が、当該透明導電層５０３の対向する一対の辺にそれぞれ形成される。すなわち、線状に形成された電極５０５，５０６は平行又は距離が一定となるように形成される。
【００９４】
これらの電極５０５，５０６には、透明導電層５０３に電力を提供する電源（図示せず）が接続される。電源は、直流電源でも交流電源でもよい。この電源は、基板支持面５０１や基板ＷＡの測定された温度に基づいて、電極５０５，５０６に印加する電圧とこれに流す電流を調節できるように構成されていることが好ましい。これにより、透明導電層５０３の発熱量が調節されて、基板支持面５０１又は基板ＷＡが所定の温度となるように加熱され、あるいはその温度が維持される。
【００９５】
透明導電層５０３の対向辺上に、一対の互いに平行な電極を設けることにより、当該一対の電極５０５，５０６間の電位がほぼ一定となり、流れる電流の電流密度が透明導電層５０３のほぼ全面にわたり一定となる。その結果、透明導電層５０３の単位面積当たりの発熱量が、透明導電層５０３面上の場所によらずほぼ一定となるので、透明絶縁層５０４および基板ＷＡを均一に加熱することができる。
【００９６】
図１３又は図１４においては、電極５０５，５０６は、透明導電層５０３の対向辺上に、一対の互いに平行な電極として形成されたが、これに限られない。透明導電層５０３がほぼ同一の電気的性質の物質により、ほぼ同じ厚さで形成されている場合は、透明導電層５０３の各箇所でほぼ同一の電流密度で電流が流れるように、電極を形成されればよい。あるいは、透明導電層５０３の各箇所でほぼ同じ熱量が単位時間内に発生するように電極が形成されればよい。
【００９７】
また、図１３及び図１４に示すように、基板支持体５００には透明絶縁層５０４と透明導電層５０３とを貫通する貫通孔５０７が開けられ、基板支持面５０１上にこれらの貫通孔５０７を繋ぐ溝５０８が円形に掘られている。この貫通孔５０７を介して、基板支持体５００のヒータ面５０２側に真空システム（図示せず）を設けて、基板ＷＡを透明絶縁層５０４の基板支持面５０１上に真空吸着により固定することができる。例えば、機械加工やエッチング法などを用いて、貫通孔５０７は直径が１ｍｍ程度の円筒の形状に形成され、溝５０８は幅１ｍｍ程度で０．５ｍｍから１ｍｍ程度の深さで円状に形成されている。この貫通孔５０７、溝５０８、及び貫通孔に連結される真空システムは、チップＣＰを基板ＷＡに取り付ける工程において、マークの位置を画像認識する際に、光路の妨げとならない位置に設けられるのが好ましい。上記貫通孔５０７や溝５０８は、例えばチップＣＰが取り付けられない基板ＷＡのエッジ（縁）に近い領域に対応する、基板支持面５０１上の位置に設けられるのが好ましい。
【００９８】
真空吸着孔である上記貫通孔５０７は、複数個、基板支持面上に均等に配置されることが好ましい。これにより、基板ＷＡを均等な力で基板支持面５０１上に真空吸着により固定することができる。
【００９９】
真空吸着孔（貫通孔５０７）や溝５０８の形状、寸法及び配置は、図１４に示す配置に限定されず、他の配置が適宜採用されてもよい。
【０１００】
図１５は、図１３及び図１４に示す基板支持体５００と、チップＣＰを基板ＷＡ上の所定の位置に画像認識により位置決めするための光学システムと、チップＣＰを搬送し加熱しつつ基板ＷＡ上に取り付けることができるように構成されたボンディング部３３とを有する基板支持システムを模式的に示す側面図である。図１５において、光学システムは、発光装置である光源４７と、ミラー３３７と、受光装置である撮像部３５ａ，３５ｂと、当該撮像部３５ａ，３５ｂに接続された位置認識部（画像認識装置）４６とを有して構成されている。
【０１０１】
ボンディング部３３の先端にあるヘッド部３３Ｈには、ヒータ（例えばセラミックヒータ）が内蔵されているのが好ましい。これによりボンディング部３３がチップＣＰを保持している間に、チップＣＰを加熱することができる。例えば、チップ供給装置１０からチップＣＰを受け取り、基板ＷＡ上部まで搬送する間に、チップＣＰを加熱することができる。チップの加熱により、基板ＷＡとの接合に寄与するチップＣＰの金属バンプ部の温度を上げることができる。
【０１０２】
金属バンプ部がスズ―銀系のハンダ材料で形成されている場合には、ヒータにより金属バンプ部の温度が摂氏２１５度（２１５℃）程度の溶融温度付近の温度となるように加熱するのが好ましい。
【０１０３】
本願発明においては、透明導電層５０３からの発熱により、基板支持体５００を介して、チップＣＰが取り付けられる基板ＷＡの表面を適切な温度に加熱することができる。例えば、基板ＷＡの表面に形成された金属バンプ部がスズ―銀系のハンダ材料で形成されている場合には、摂氏２１５度（２１５℃）程度の温度に加熱し維持することが好ましい。
【０１０４】
金属バンプ部の加熱がヘッド部３３Ｈの加熱にのみより行われる場合と異なり、基板ＷＡ側をも加熱することが可能になるので、互いに接合される金属バンプ部と基板の接合部との両方を接触前に適切な温度に加熱し、当該加熱された金属バンプ部と基板の接合部とを接触させることで、良好な電気伝導度を有する接合界面を形成することができる。
【０１０５】
本願発明に係る基板支持システムを使用することにより、例えば、基板ＷＡが厚さ５００μｍのシリコン（Ｓｉ）基板、透明絶縁層５０４の材料の厚さが２０ｍｍ、透明導電層５０３の材料がＩＴＯ、厚さが約２００ｎｍであるときに、約５分程度で、基板ＷＡ表面の温度は２１５℃に到達することができる。また、基板支持体５００の表面の温度を測定しつつフィードバック制御を行うことで、基板ＷＡ表面の温度を±０．５℃程度の範囲内に保つことができる。さらにまた、透明導電層５０３に電流を供給する電極５０５，５０６は互いに平行に設けられているので、基板ＷＡの表面の温度のばらつき（不均一性）を±０．５℃程度の範囲内に保つことができる。
【０１０６】
＜ＣＯＷ工程＞
ＣＯＷボンディング装置３０は、上述のように、撮像部３５と接続された位置認識部４６を備えている。位置認識部４６は、水平方向におけるチップＣＰと基板ＷＡとの相対位置（詳細にはＸ，Ｙ，θ）を認識する処理部である。
【０１０７】
各チップＣＰと基板ＷＡとの位置合わせ動作（アライメント動作）は、位置認識部４６により、各チップＣＰと基板ＷＡとに付された２組のマーク（ＭＣ１ａ，ＭＣ２ａ）及び（ＭＣ１ｂ，ＭＣ２ｂ）の位置を認識することによって実行される。このアライメント動作は、下降期間の一部の期間等において実行される。特に、チップＣＰと基板ＷＡとの両者が非常に近接した状態（当該両者間の距離が例えば数十マイクロメートル〜数マイクロメートル程度）で、アライメント動作が実行されることが好ましい。
【０１０８】
図１５に示すように、位置認識部４６は、ヘッド部３３Ｈによって保持された各チップＣＰ（ＣＰ１）が基板ＷＡに対向する状態において、光源（発光装置とも称される）４７から出射された光（例えば可視光、赤外光）の透過光に関する画像データを用いて、基板ＷＡにおけるチップＣＰの位置を認識する。なお、図１５においては、撮像部３５ａ，３５ｂが基板ＷＡの上側においてチップＣＰよりもさらに上方にから当該チップと基板に附されたマーク等を撮影している様子、が概念的に示されている。
【０１０９】
図１５に示すように、光源４７から出射された光は、透明導電層５０３、透明絶縁層５０４のマークを含む領域、基板ＷＡを透過した後、チップＣＰとシリコン（Ｓｉ）製のボンディング部３３のヘッド部３３Ｈを透過し、ボンディング部３３の中空部４１５を通過し、撮像部３５ａ，３５ｂの撮像素子で受光される。これにより、各チップと基板ＷＡとに関する光像を含む画像が画像データＧａとして取得される。すなわち、２種類のマークＭＣ１ａ，ＭＣ２ａを同時に読み取った撮影画像Ｇａが取得される。位置認識部４６は、当該撮影画像Ｇａに基づいて各チップと基板ＷＡとに付された或るマーク（ＭＣ１ａ，ＭＣ２ａ）の位置とマーク（ＭＣ１ｂ，ＭＣ２ｂ）の位置とを認識するとともに、当該マークＭＣ１ａ，ＭＣ２ａの相互間の位置ずれ量（Δｘａ，Δｙａ）とマークＭＣ１ｂ，ＭＣ２ｂの相互間の位置ずれ量（Δｘｂ，Δｙｂ）とを求める（図１２参照）。
【０１１０】
位置認識部４６は、これら２組のマークの位置ずれ量（Δｘａ，Δｙａ），（Δｘｂ，Δｙｂ）に基づいて、水平方向（Ｘ方向、Ｙ方向およびθ方向）における各チップＣＰと基板ＷＡとの相対的位置ずれ量（Δｘ，Δｙ，Δθ）を算出する。ここで、値ΔｘはＸ方向における両者ＣＰ，ＷＡの相対的な位置ずれであり、値ΔｙはＹ方向における両者ＣＰ，ＷＡの相対的な位置ずれである。また、値Δθはθ方向（回転方向）における両者ＣＰ，ＷＡの相対的な位置ずれ（相対姿勢誤差とも称される）である。両者ＣＰ，ＷＡの相対的位置ずれ量（Δｘ，Δｙ，Δθ）は、当該両者ＣＰ，ＷＡの相対位置誤差であるとも表現される。
【０１１１】
そして、位置認識部４６により認識された当該相対的ずれ量が低減されるように、ステージ３１が２つの並進方向（Ｘ方向およびＹ方向）に駆動（並進駆動）されるとともに、θ方向回動部３６およびボンディング部３３がθ方向に駆動（回転駆動）される。これにより、基板ＷＡ上とチップＣＰとが相対的に移動され、上記の位置ずれ量が補正される。
【０１１２】
このようにして、（Ｘ方向、Ｙ方向およびθ方向に関する）チップＣＰのアライメント動作が実行される。
【０１１３】
その後、チップＣＰを保持したヘッド部３３Ｈがさらに下降し、当該チップＣＰが基板ＷＡ上の所定の水平位置に載置される（図１５）。
【０１１４】
このようにして、チップＣＰおよび基板ＷＡに関する、位置認識動作（位置ずれ計測動作）と位置合わせ用の駆動動作（位置ずれの補正動作）とが実行され、チップＣＰが基板ＷＡに対して位置決めされて載置又は取り付けられる。
【０１１５】
さらに、２つ目以降のチップの載置動作も同様にして実行される。これにより、図１５に示すように、複数のチップＣＰが基板ＷＡ上の所定の平面位置に位置決めされて載置される。このように、２種類のマークＭＣ１，ＭＣ２を用いることによって、複数のチップＣＰのそれぞれが基板ＷＡの基板平面（主平面）に平行な方向（Ｘ，Ｙ，θ）において位置決めされ、複数のチップＣＰのそれぞれが基板に載置される。
【０１１６】
上記の実施例では、基板ＷＡ上に１層のチップＣＰが取り付けられたが、さらに、当該第１層のチップＣＰ上に、第２層のチップＣＰを積層して取り付けることや、さらに当該第２層のチップＣＰ上に第３層、第４層等のチップＣＰを積層を取り付けることが可能である（図１６）。
【０１１７】
図１６に示すように、例えば、画像認識により、基板ＷＡのマークと基板ＷＡに既に取り付けられているチップＣＰのマークに対して、取り付けられるチップＣＰのマークを位置決めすることで、取り付けられるチップＣＰの所定の位置への位置決めを行うことができる。
【０１１８】
透明導電層５０３の通電加熱により、一旦取り付けられたチップＣＰは、取り付けられた時の温度をほぼ保持することができる。さらに、ヘッド部３３Ｈにより、取り付けられるチップＣＰを取付け前に加熱しておくことで、既に取り付けられたチップＣＰの接合面と新しく取り付けられるチップＣＰの金属バンプ部とが適切な温度である状態で、チップの基板上への取り付け又は載置を行うことが可能になる。これにより、積層されるチップＣＰの層の数を増やしても、良好なチップの実装が可能になる。
【０１１９】
また、上記実施形態においては、チップＣＰが基板ＷＡの表面上の所定のボンディング位置（Ｘ、Ｙ）に配置された状態（詳細には、ほぼ正規のボンディング位置に配置された状態）で、位置計測動作が行われる。これによれば、位置計測後のＸＹ方向における移動量が微小（ゼロに近い値）であるため、正確なアライメント動作（位置合わせ動作）を行うことが可能である。特に、チップＣＰが所定のボンディング位置から大きく離れた状態で当該チップＣＰの位置が計測され、その位置計測結果に基づいて、チップＣＰがボンディング位置へ移動した後にチップ位置と基板位置との微調整が行われる場合に比べて、正確なアライメント動作を行うことが可能である。
【０１２０】
両対象物ＣＰ，ＷＡが近接した状態で当該両対象物に付されたマークＭＣ１ａ，ＭＣ２ａを１つの撮像部３５ａで同時に撮像した画像Ｇａが取得されてもよい。この場合、両対象物の相対位置を非常に正確に求めることが可能である。画像Ｇｂについても同様である。
【０１２１】
また、２つの撮像部３５ａ，３５ｂを用いて、２つの撮影画像Ｇａ，Ｇｂが同時に撮像されてもよい。この場合、１つの撮像部を移動して２つの撮影画像Ｇａ，Ｇｂを撮像する場合に比べて、２つの撮影画像Ｇａ，Ｇｂを高速に撮像することが可能である。したがって、アライメント動作の高速化を図ることができる。
【０１２２】
＜５．第二実施形態＞
図１７は、本願発明の第二実施形態に係る基板支持システムに用いられる基板支持体５００ｂの側面図である。図１７に示すように、透明導電層５０３は、基板ＷＡを支持する透明絶縁層（第一透明絶縁層５０４）と、第二透明絶縁層５０９とにより、これらの透明絶縁層の間に挟み込まれるように配置されている。
【０１２３】
本実施形態において、透明導電層５０３は、第二透明絶縁層５０９上に形成することが好ましい。この場合、比較的厚い第二透明絶縁層５０９上に透明導電層５０３を形成し、透明導電層５０３上に、比較的薄い第一透明絶縁層５０４を形成することができる。しかし、透明導電層５０３の形成方法は、これに限られない。透明導電層５０３は、第一透明絶縁層５０４と第二透明絶縁層５０９の間に配置されていればよい。
【０１２４】
これにより、透明導電層５０３が、第二透明絶縁層５０９により、雰囲気との接触による汚染や酸化などから保護されるとともに、他の部品との誤った接触による機械的損傷からも保護される。
【０１２５】
さらにまた、第一実施形態における一枚の透明絶縁層によって与えられる基板支持体と同等の機械的強度を保ちつつ、基板の加熱特性を向上させることができる。すなわち、第二透明絶縁層５０９を比較的厚くし、第一透明絶縁層５０４を比較的薄くして、基板支持体５００ｂの総合的な厚さを保つことで、基板支持体５００ｂ全体の機械的強度を保つことができる。あるいは、複合材料構造であるので、厚さを保ちつつ機械的強度を上げることも可能である。またさらには、これらの厚さを調節することで、基板支持体５００ｂの全体の機械的強度を適切な値に設定することもできる。
【０１２６】
さらには、機械的強度による厚さの制限を緩和することで、第一透明絶縁層５０４を薄くすることができる。したがって、熱を発する透明導電層５０３と加熱される基板ＷＡとの物理的距離を短くすることができる。その結果、加熱レスポンス（加熱応答）を向上することができる。さらには、第二透明絶縁層５０９をガラス等の比較的熱伝導性の低い材料で形成することで、透明導電層５０３により発生した熱の雰囲気などの外部への損失量を低減することができる。これにより、効率的に基板ＷＡを加熱することが可能になる。
【０１２７】
本願発明に係る基板支持システムを使用することにより、例えば、基板ＷＡが厚さ５００μｍのシリコン基板、第一透明絶縁層５０４の材料がガラス、厚さが０．５ｍｍ、第二透明絶縁層５０４の材料がガラス、厚さが２０ｍｍ、透明導電層５０３の材料がＩＴＯ、厚さが２００ｎｍであるときには、数秒以下の時間内に、基板ＷＡをその表面の温度が２１５℃に到達するように加熱することができる。所定の基板の種類について、基板支持体５００ｂの表面の温度を測定しつつフィードバック制御を行うことで、基板支持面５０１の温度を±０．５℃程度の範囲に保つことができる。さらにまた、透明導電層５０３に電流を供給する電極は互いに平行に設けられているので、透明絶縁層上の温度のばらつきを±０．５℃程度の範囲内に保つことができる
【０１２８】
本実施形態により、図１７に示すように、基板を真空吸着するための貫通孔５０７を、第一透明絶縁層５０１の基板支持面５０１から、第一透明絶縁層５０１の中を貫通して、第一透明絶縁層５０１の側部へと貫通するように設けてもよい。これにより、基板支持システムにおける基板支持体５００ｂの下部の空間の設計の自由度が上がる。例えば、真空システム（図示せず）を基板支持体５００ｂの側部に配置することで、光学システムの発光装置（光源）又は受光装置（撮像装置、カメラ）などの配置を比較的自由に行うことができる。
【０１２９】
＜６．第三実施形態＞
図１８は、本願発明の第三実施形態に係る基板支持システムに用いられる基板支持体５００ｃの側面図である。基板支持体５００ｃは、その内部に電極５１０を有して構成されている。図１８に示すように、第一透明絶縁層５０４の基板支持面５０１上に静電容量層５１０が形成され、この静電容量層５１０を挟み込むように、誘電体の透明絶縁層（第三透明絶縁層５１２）が取り付けられている。
【０１３０】
本実施形態において、静電容量層５１０は、第一透明絶縁層５０９上に形成することが好ましい。しかし、静電容量層５１０の形成方法は、これに限られない。静電容量層５１は、第一透明絶縁層５０４と第三透明絶縁層５０９の間に配置されていればよい。
【０１３１】
静電容量層５１０は、画像認識のために光が十分に透過できる程度に透明であることが必要である。
【０１３２】
電極５１１への電圧の印加により静電容量層５１０に蓄積された電荷が、シリコン（Ｓｉ）などで形成された基板ＷＡの基板支持体側の表面に反対電荷を出現させ、これらの電荷の対が引き合うことで基板は基板支持体に吸着される。すなわち、基板支持体５００ｃは、静電気により基板を支持する機構（静電チャック）として機能することができる。
【０１３３】
図１９は、図１８で示す基板支持体の平面図を示している。静電容量層５１０は、透明絶縁層の面積全体に亘って形成される必要はなく、図１９に示すように、基板が取り付けられる領域に対応する箇所に設けられていればよい。図１８及び図１９では、２つの電極からなる静電容量層５１０が示されている。２つの電極に、それぞれに対して反対の電圧を掛けることで、互いに異なる電荷が蓄積される。しかし、静電容量層５１０の形状は、図１８及び図１９に示した形状に限定されない。例えば、静電容量層５１０は、基板ＷＡが取り付けられる領域に対応する箇所に、１つの電極からなるように構成されてもよい。
【０１３４】
静電容量層５１０は、金属により形成されてもよいが、他の導電性を有する材料を使用して形成されてもよい。また、静電容量層５１０は、画像認識に使用される光が十分透過することができる光学特性を有していることが好ましい。例えば、ＩＴＯや酸化スズなどからなる金属を、薄膜として形成することで、十分な画像認識を行うことができる。
【０１３５】
本実施形態によれば、基板支持体に基板吸着孔などの貫通孔を設けることなく、基板を基板支持体に固定しつつ加熱することが可能になる。
【０１３６】
他の実施例として、図２０に示すように第二実施形態と同様に、透明導電層５０３は、基板ＷＡを支持する透明絶縁層（第一透明絶縁層５０４）と、第二透明絶縁層５０９とにより、これらの透明絶縁層の間に挟み込まれるように配置されてもよい。これにより、第二実施形態と同様に、透明導電層５０３を第二透明絶縁層５０９により保護し、効率的に基板を加熱することが可能になる。
【０１３７】
例えば、第一透明絶縁層５０４、第二透明絶縁層５０９及び第三透明絶縁層５１２をガラスで形成し、第二透明絶縁層５０９の厚さを２０ｍｍとし、第一透明絶縁層５０４及び第三透明絶縁層５１２の厚さを０．５ｍｍとすることができる。
【０１３８】
第三透明絶縁層５１２の厚さを薄くすることで、静電気による基板の基板支持体への吸着力を大きくすることができる。
【０１３９】
図１７に示されている基板支持体５００ｃや図１９に示されている基板支持体５００ｄにおいては、静電容量層５１０と透明導電層５０３とは、基板支持面５０１から下方向、すなわち基板ＷＡから遠ざかる方向に、静電容量層５１０、透明導電層５０３の順に配置されている。これは、静電気力は比較的近距離でのみ高い力を及ぼすことから、静電容量層５１０はなるべく基板ＷＡ又は基板支持面５０１に近い位置に配置することが好ましいからである。しかしながら、静電容量層５１０、透明導電層５０３の配置関係は、上記実施例に限定されない。十分な静電気力により基板ＷＡを基板支持体５００ｃ又は５００ｄに吸着することができるのであれば、基板支持面５０１から下方向、すなわち基板ＷＡから遠ざかる方向に、透明導電層５０３、静電容量層５１０の順に配置されてもよい。
【０１４０】
以上、本願発明の幾つかの実施形態及び実施例について説明したが、これらの実施形態及び実施例は、本願発明を例示的に説明するものである。特許請求の範囲は、本願発明の技術的思想から逸脱することのない範囲で、実施の形態に対する多数の変形形態を包括するものである。したがって、本明細書に開示された実施形態及び実施例は、例示のために示されたものであり、本願発明の範囲を限定するものと考えるべきではない。
【符号の説明】
【０１４１】
１      チップ実装システム１
１０    チップ供給装置
３０    ＣＯＷボンディング装置
３１    ステージ
３３    ボンディング部
３３Ｈ  ヘッド部（ボンディングヘッド）
３５ａ，３５ｂ  撮像部（受光装置）
３９    チップ搬送部
４６    位置認識部（画像認識装置）
４７    光源（発光装置）
５０    ＷＯＷボンディング装置
７０    搬送部
７１    搬送ロボット
９０    搬出入部
１３１  ダイピッカ
１３５  チップ供給機
３１５，５００  基板支持体（基板側加熱手段）
３３７  ミラー（光路変更部材）
４１３  ヘッド本体部
４１５，４１６  中空部（孔部）
５０１  基板支持面
５０２  ヒータ面
５０３  透明導電層（ヒータ）
５０４  透明絶縁層
５０５，５０６  電極
５０７  貫通孔（基板吸着孔）
５０８  溝
５０９  第二透明絶縁層
５１０  静電容量層
５１１  電極
５１２  第三透明絶縁層
ＭＣ１，ＭＣ２  マーク
【図１】
2014045011.tif 000003
【図２】
2014045011.tif 000004
【図３】
2014045011.tif 000005
【図４】
2014045011.tif 000006
【図５】
2014045011.tif 000007
【図６】
2014045011.tif 000008
【図７】
2014045011.tif 000009
【図８】
2014045011.tif 000010
【図９】
2014045011.tif 000011
【図１０】
2014045011.tif 000012
【図１１】
2014045011.tif 000013
【図１２】
2014045011.tif 000014
【図１３】
2014045011.tif 000015
【図１４】
2014045011.tif 000016
【図１５】
2014045011.tif 000017
【図１６】
2014045011.tif 000018
【図１７】
2014045011.tif 000019
【図１８】
2014045011.tif 000020
【図１９】
2014045011.tif 000021
【図２０】
2014045011.tif 000022