(57)【要約】【課題】貼り合せに必要な箇所における接合阻害物質を除去し、貼り合せに不必要な部分が熱や加圧やエネルギー波により損傷しないように部品を貼り合せることが可能な部品貼り合せ装置及び部品貼り合せ方法を提供すること。【解決手段】載置ステージ２によって第１の部品１１が載置され、保持ツール３によって第２の部品１２が保持される。Ｚ移動機構３０１は、保持ツール３を移動可能であり、これにより第１の部品１１と第２の部品１２との貼り合せ方向に関する相対位置を変化させる。除去制御部４３は、第１のプローブ４ａによって第１の部品１１に配置された第１の間隔形成部材１３１の接合阻害物質を選択的に除去するとともに、第２のプローブ４ｂによって第２の部品１２に配置された第２の間隔形成部材１３２の接合阻害物質を選択的に除去する。【選択図】図１
2006196666.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の部品を載置する載置部と、
前記載置部に対向して配置され、第２の部品を保持する保持部と、
前記載置部又は前記保持部の少なくとも一方を移動させて、前記第１の部品と前記第２の部品との貼り合せ方向に関する相対位置を変化させる駆動部と、
前記第１の部品と前記第２の部品の貼り合せ箇所の表面において接合の妨げとなる接合阻害物質を選択的に除去する選択的除去部と、
を具備することを特徴とする部品貼り合せ装置。
【請求項２】
前記貼り合せ箇所の配置情報に基づき前記選択的除去部の動作を制御する除去制御部を更に具備することを特徴とする請求項１に記載の部品貼り合せ装置。
【請求項３】
前記選択的除去部は、
前記貼り合せ箇所の間に電圧を印加することで前記接合阻害物質を電界蒸発により選択的に除去する少なくとも１つのプローブと、
前記プローブと前記貼り合せ箇所との間に電圧を印加するための電源装置と、
を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の部品貼り合せ装置。
【請求項４】
前記選択的除去部は、
エネルギービームを選択的に照射することで前記接合阻害物質を選択的に除去するプローブと、
前記プローブから前記エネルギービームを照射させるための電圧を印加する電源装置と、
前記プローブから前記エネルギービームを照射させるためのガスを供給するガス源と、
を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の部品貼り合せ装置。
【請求項５】
前記プローブを前記貼り合せ箇所の表面に沿って移動させるプローブ移動機構を更に具備することを特徴とする請求項３又は４に記載の部品貼り合せ装置。
【請求項６】
前記プローブは、複数のプローブから構成されてなることを特徴とする請求項３乃至５の何れか１つに記載の部品貼り合せ装置。
【請求項７】
前記プローブは、１つのプローブから構成されてなり、
前記プローブの向きを反転させるプローブ反転機構を更に具備することを特徴とする請求項３乃至５の何れか１つに記載の部品貼り合せ装置。
【請求項８】
前記第２の部品の向きを反転させる部品反転機構を更に具備することを特徴とする請求項３乃至５の何れか１つに記載の部品貼り合せ装置。
【請求項９】
２つの部品の水平方向の相対位置を合せる部品位置決め工程と、
前記２つの部品のそれぞれの貼り合せ箇所とプローブとの相対位置を合せるプローブ位置決め工程と、
前記２つの部品のそれぞれの貼り合せ箇所において接合の妨げとなる接合阻害物質を選択的に除去する接合阻害物質選択的除去工程と、
前記２つの部品のそれぞれの貼り合せ箇所同士を接触させて部品を貼り合せる貼り合せ工程と、
を有することを特徴とする部品貼り合せ方法。
【請求項１０】
前記プローブ位置決め工程は、
前記２つの部品のうちの一方の部品の貼り合せ箇所とプローブとの相対位置を合せる第１のプローブ位置決め工程と、
前記２つの部品のうちの他方の部品の貼り合せ箇所とプローブとの相対位置を合せる第２のプローブ位置決め工程と、
を含み、
前記選択的除去工程は、
前記一方の部品の貼り合せ箇所における接合阻害物質を選択的に除去する第１の接合阻害物質選択的除去工程と、
前記他方の部品の貼り合せ箇所における接合阻害物質を選択的に除去する第２の接合阻害物質選択的除去工程と、
を含み、
前記プローブの向きを反転させるプローブ反転工程をさらに有することを特徴とする請求項９に記載の部品貼り合せ方法。
【請求項１１】
前記プローブ位置決め工程は、
前記２つの部品のうちの一方の部品の貼り合せ箇所とプローブとの相対位置を合せる第１のプローブ位置決め工程と、
前記２つの部品のうちの他方の部品の貼り合せ箇所とプローブとの相対位置を合せる第２のプローブ位置決め工程と、
を含み、
前記選択的除去工程は、
前記２つの部品のうちの一方の部品の貼り合せ箇所における接合阻害物質を選択的に除去する第１の接合阻害物質選択的除去工程と、
前記２つの部品のうちの他方の部品の貼り合せ箇所における接合阻害物質を選択的に除去する第２の接合阻害物質選択的除去工程と、
を含み、
前記２つの部品のうちの何れか一方の向きを反転させる部品反転工程をさらに有することを特徴とする請求項９に記載の部品貼り合せ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つの部品を貼り合せる部品貼り合せ装置及び部品貼り合せ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
２つの部品を貼り合せる部品貼り合せ技術において、２つの部品を常温でも貼り合せ可能とした技術として、例えば特許文献１で示されている手法がある。この特許文献１の手法では、それぞれの部品の表面にエネルギー波を照射して部品の表面を洗浄し、洗浄された２つの部品を洗浄用のチャンバとは別のチャンバに搬送し、搬送されたそれぞれの部品の洗浄された表面同士を常温で貼り合せすることにより、部品を短時間でかつ常温で貼り合せすることが可能である。
【０００３】
また、部品の表面に付着した汚染物質を部分的に除去する技術としては、例えば特許文献２において提案されている手法がある。この特許文献２の手法では、導体基板の露出部の汚染物質を、ジェットプラズマを吹き付けることにより除去するので、導体基板の露出部への金属めっきを、その品質を保ったまま効率良く行うことが可能である。
【０００４】
更に、部分的に薄膜を除去する技術としては、特許文献３において提案されている手法がある。この特許文献３の手法では、トンネル電流により選択膜を部分的にエッチングした領域に微細半導体構造を成長させることで、微細構造を作製することが可能である。
【特許文献１】特開２００１−３５１８９２号公報
【特許文献２】特開２００２−３６８３８９号公報
【特許文献３】特許第３４０２４２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、前記特許文献１の手法では、エネルギー波を照射して部品の表面を洗浄した後に部品の貼り合せを行うので、部品を熱や加圧により損傷することなく、低温かつ無加圧で部品を貼り合せることが可能である。しかしながら、特許文献１の手法では、貼り合せに必要な箇所以外にもエネルギー波が照射されるため、貼り合せが必要な箇所以外の部分がエネルギー波により損傷する可能性がある。
【０００６】
また、前記特許文献２の手法では、ジェットプラズマを吹き付けることで、導体基板の露出部周辺の汚染物質を除去可能であるが、貼り合せに必要な箇所を洗浄して接合阻害物質を除去し、２つの部品を熱や加圧やエネルギー波により損傷することなく貼り合せることについては特に考慮されていない。
【０００７】
更に、前記特許文献３の手法では、トンネル電流により、選択膜を部分的にエッチングすることは可能であるが、貼り合せに必要な箇所を洗浄して接合阻害物質を除去し、２つの部品を熱や加圧やエネルギー波により損傷することなく貼り合せることについては特に考慮されていない。
【０００８】
即ち、前記した特許文献１〜３の手法では、貼り合せに必要な箇所のみを洗浄して接合阻害物質を除去することにより、貼り合せに必要な箇所以外の箇所が熱や加圧やエネルギー波により損傷しないように部品を貼り合せることは困難である。
【０００９】
そこで、本発明はこの点に着目し、貼り合せに必要な箇所における接合阻害物質を除去し、貼り合せに不必要な部分が熱や加圧やエネルギー波により損傷しないように部品を貼り合せることが可能な部品貼り合せ装置及び部品貼り合せ方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、本発明の第１の態様の部品貼り合せ装置は、第１の部品を載置する載置部と、前記載置部に対向して配置され、第２の部品を保持する保持部と、前記載置部又は前記保持部の少なくとも一方を移動させて、前記第１の部品と前記第２の部品との貼り合せ方向に関する相対位置を変化させる駆動部と、前記第１の部品と前記第２の部品の貼り合せ箇所の表面において接合の妨げとなる接合阻害物質を選択的に除去する選択的除去部とを具備することを特徴とする。
【００１１】
また、上記の課題を解決するために、本発明の第２の態様の部品貼り合せ方法は、２つの部品の水平方向の相対位置を合せる部品位置決め工程と、前記２つの部品のそれぞれの貼り合せ箇所とプローブとの相対位置を合せるプローブ位置決め工程と、前記２つの部品のそれぞれの貼り合せ箇所において接合の妨げとなる接合阻害物質を選択的に除去する接合阻害物質選択的除去工程と、前記２つの部品のそれぞれの貼り合せ箇所同士を接触させて部品を貼り合せる貼り合せ工程とを有することを特徴とする。
【００１２】
これら第１及び第２の態様によれば、選択的除去部によって第１の部品と第２の部品の貼り合せに必要な箇所における接合阻害物質のみを選択的に除去できるので、貼り合せに不必要な部分が熱や加圧やエネルギー波により損傷することがない。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、貼り合せに必要な箇所における接合阻害物質を除去し、貼り合せに不必要な部分が熱や加圧やエネルギー波により損傷しないように部品を貼り合せることが可能な部品貼り合せ装置及び部品貼り合せ方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。  
［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態における部品貼り合せ装置の構成を示す正面図である。  
図１において、第１の部品１１は、載置部としての載置ステージ２に載置され、真空吸着等の手法により固定されている。また、第１の部品の貼り合せ対象である第２の部品１２は第１の部品１１に対向するように配置され、保持部としての保持ツール３によって真空吸着等の手法により保持されている。
【００１５】
ここで、これら第１の部品１１と第２の部品１２とは、間隔形成部材１３を介して貼り合せ固定される。間隔形成部材１３は、第１の部品１１と第２の部品１２とを所定の間隔に保って接合固定するためのものであり、貼り合せ時には間隔形成部材１３の表面が貼り合せ箇所となる。この間隔形成部材１３は、第１の部品１１の側に配される第１の間隔形成部材１３１と第２の部品１２の側に配される第２の間隔形成部材１３２とから構成される。これら間隔形成部材には、例えばはんだやＡｕ、樹脂等が用いられる。
【００１６】
また、図１に示すように、保持ツール３は、駆動部としてのＺ移動機構３０１に取り付けられており、Ｚ移動機構３０１により載置ステージ２との対向方向（図示矢印で示すＺ方向  以下貼り合せ方向と称する）に移動自在に支持されている。Ｚ移動機構３０１は、図示しないモータとボールネジとにより保持ツール３を、前記貼り合せ方向に移動させることができるように構成されている。
【００１７】
更に、図１に示すように、載置ステージ２は、傾き機構２０１上に固定されている。この傾き機構２０１はＸＹ移動機構２０２上に固定されており、ＸＹ移動機構２０２は回転機構２０３上に固定されている。
【００１８】
傾き機構２０１は、図示しないモータと送りネジとにより、載置ステージ２の保持ツール３に対する傾きを変化させる。また、ＸＹ移動機構２０２は、図示しないモータとボールネジとにより、載置ステージ２の保持ツール３に対するＸＹ方向（図面水平方向）の位置を変化させる。また、回転機構２０３は、図示しないモータとギヤとにより、載置ステージ２の保持ツール３に対するＸＹ平面内の回転方向の位置を変化させる。
【００１９】
更に、図１に示すように、回転機構２０３に隣接して、第２のＸＹ移動機構４０２が設置されている。この第２のＸＹ移動機構４０２には第２のＸＹ移動テーブル４０２１が設けられている。この第２のＸＹ移動テーブル４０２１上には第２のＺ移動機構４０１が固定されている。更に、第２のＺ移動機構４０１には第２のＺ移動テーブル４０１１が設けられており、この第２のＺ移動テーブル４０１１には、プローブ４が固定されている。このような構成によりプローブ移動機構が構成される。
【００２０】
第２のＸＹ移動機構４０２は、図示しないモータとボールネジとにより、プローブ４の載置ステージ２に対するＸＹ方向の位置を変化させる。第２のＺ移動機構４０１は、図示しないモータとボールネジと圧電素子とにより、プローブ４の載置ステージ２に対するＺ方向の位置を変化させる。
【００２１】
ここで、プローブ４は、第１のプローブ４ａと第２のプローブ４ｂの２つのプローブから構成されており、それぞれのプローブには、先端が原子レベルまで鋭利に形成された２つの探針４１ａ、４１ｂが設けられている。即ち、探針４１ａは、第１の部品１１上の第１の間隔形成部材１３１と対向するようにして第１のプローブ４ａに設置されている。一方、探針４１ｂは、第２の部品１２上の第２の間隔形成部材１３２と対向するようにして第２のプローブ４ｂに設置されている。
【００２２】
また、図１に示すように、第１のプローブ４ａ及び第２のプローブ４ｂと、載置ステージ２と、保持ツール３とは、電源装置４２に接続されている。電源装置４２は、第１のプローブ４ａと載置ステージ２との間に印加する電圧、第２のプローブ４ｂと保持ツール３との間に印加する電圧をそれぞれ変更できるように構成された電源装置である。このような、第１のプローブ４ａ及び第２のプローブ４ｂと電源装置４２とにより選択的除去部が構成されている。
【００２３】
更に、電源装置４２と、第２のＺ移動機構４０１と、第２のＸＹ移動機構４０２とは、除去制御部４３に接続されている。ここで、除去制御部４３には、第１の間隔形成部材１３１の配置情報テーブルが記憶されている。除去制御部４３は、第１の間隔形成部材１３１の配置情報テーブルに基づき、第２のＺ移動機構４０１の移動位置及び第２のＸＹ移動機構４０２の移動位置と、第１のプローブ４ａと載置ステージ２との間に印加する電圧、第２のプローブ４ｂと保持ツール３との間に印加する電圧を制御する。
【００２４】
次に、第１の実施形態の部品貼り合せ装置の作用について説明する。図２は第１の実施形態における部品貼り合せ装置を利用した部品貼り合せ方法の手順について示すフローチャートである。
【００２５】
図２において、まず第１の部品１１と第２の部品１２との水平方向（ＸＹ方向）の相対位置を所定値に合せる（ステップＳ１１  部品位置決め工程）。
【００２６】
この部品位置決め工程においては、まず載置ステージ２に第１の部品１１を載置し、真空吸着等の手法を用いて載置ステージ２に第１の部品１１を保持させる。次に、真空吸着等などの手法を用いて保持ツール３に第２の部品１２を保持させる。この状態で、ＸＹ移動機構２０２及び回転機構２０３を駆動して載置ステージ２を移動させ、第１の部品１１と第２の部品１２の水平方向の相対位置と回転方向の相対位置を所定値に合せる。
【００２７】
次に、第１の部品１１と第１のプローブ４ａとの相対位置合せ及び第２の部品１２と第２のプローブ４ｂとの相対位置合せを行う（ステップＳ１２  プローブ位置決め工程）。
【００２８】
このプローブ位置決め工程においては、まず除去制御部４３は、第１の間隔形成部材１３１の配置情報テーブルに基づき、第２のＺ移動機構４０１及び第２のＸＹ移動機構４０２を制御して、第１のプローブ４ａを第１の間隔形成部材１３１の貼り合せ面に近づける。その後、電源装置４２により第１のプローブ４ａと載置ステージ２との間に所定の電圧を印加する。この状態で第１のプローブ４ａを第１の間隔形成部材１３１の貼り合せ面にさらに近づける。ここで、第１のプローブ４ａと第１の間隔形成部材１３１の貼り合せ面との距離が一定の距離以下になると電流（トンネル電流）が流れる。このトンネル電流を電源装置４２で検出することで、第１のプローブ４ａと第１の間隔形成部材１３１との距離を検出しながら第１のプローブ４ａと第１の間隔形成部材１３１の貼り合せ面との距離を所定の距離に合せる。
【００２９】
同様にして除去制御部４３は、第１の間隔形成部材１３１の配置情報テーブルに基づき、Ｚ移動機構１０１を駆動して、第２の間隔形成部材１３２の貼り合せ面を第２のプローブ４ｂに近づける。その後、電源装置４２により、第２のプローブ４ｂと保持ツール３との間に所定の電圧を印加する。この状態で第２の間隔形成部材１３２の貼り合せ面を第２のプローブ４ｂにさらに近づける。ここで、第２のプローブ４ｂと第２の間隔形成部材１３２の貼り合せ面との距離が一定の距離以下になると電流（トンネル電流）が流れる。このトンネル電流を電源装置４２で検出することで、第２のプローブ４ｂと第２の間隔形成部材１３２との距離を検出しながら第２のプローブ４ｂと第２の間隔形成部材１３２の貼り合せ面との距離を所定の距離に合せる。
【００３０】
次に、第１の部品１１と第２の部品１２の貼り合せ面における接合の妨げとなる接合阻害物質を選択的に除去する（ステップＳ１３  接合阻害物質選択的除去工程）。
【００３１】
この接合阻害物質選択的除去工程においては、まず除去制御部４３は、電源装置４２により、第１のプローブ４ａと載置ステージ２との間に印加する電圧、及び第２のプローブ４ｂと保持ツール３との間に印加する電圧をそれぞれ高くする。次に、第２のＸＹ移動機構４０２により、第１のプローブ４ａを第１の間隔形成部材１３１の貼り合せ面に沿って走査駆動させると共に、第２のプローブ４ｂを第２の間隔形成部材１３２の貼り合せ面に沿って走査駆動させる。
【００３２】
これにより、電界蒸発によって第１の間隔形成部材１３１の貼り合せ面と第２の間隔形成部材１３２の貼り合せ面とにおける接合阻害物質（汚れ、酸化物、吸着物など）が選択的に除去され、第１の間隔形成部材１３１の貼り合せ面と第２の間隔形成部材１３２の貼り合せ面とに、接合の妨げとなる接合阻害物質がない素材面が露出する。 
このとき、第１のプローブ４ａと第２のプローブ４ｂとはそれぞれ、第１の間隔形成部材１３１の貼り合せ面と第２の間隔形成部材１３２の貼り合せ面の範囲のみを走査駆動させることができるため、貼り合せ面以外の部分が損傷することなく、第１の間隔形成部材１３１の貼り合せ面の接合阻害物質を選択的に除去することができる。
【００３３】
さらにこのとき、除去制御部４３に記憶されている第１の間隔形成部材１３１の配置情報テーブルに基づき、第２のＸＹ移動機構４０２の移動位置、第２のＺ移動機構４０１の移動位置、第１のプローブ４ａと載置ステージ２の間に印加する電圧、及び第２のプローブ４ｂと保持ツール３の間に印加する電圧を制御しているため、貼り合せ面の近くに損傷し易い構造が高密度に配置されているような部品でも、貼り合せ面以外の部分を損傷することなく、第１の間隔形成部材１３１及び第２の間隔形成部材１３２の貼り合せ面の接合阻害物質を選択的に除去することができる。
【００３４】
またこのとき、先端が原子レベルまで鋭利に形成された探針４１ａを持つ第１のプローブ４ａと載置ステージ２との間に印加した電圧による電界蒸発により、第１の間隔形成部材１３１の貼り合せ面の接合阻害物質を除去しているため、接合阻害物質のみを微小量選択的に除去することができる。同様に、先端が原子レベルまで鋭利に形成された探針４１ｂを持つ第２のプローブ４ｂと保持ツール３との間に印加した電圧による電界蒸発により、第２の間隔形成部材１３２の貼り合せ面の接合阻害物質を除去しているため、接合阻害物質のみを微小量選択的に除去することができる。
【００３５】
このようにして接合阻害物質を除去した後、第２のＸＹ移動機構４０２により、第１のプローブ４ａと第２のプローブ４ｂを、第１の部品１１と第２の部品１２との間から退避させる。
【００３６】
次に、第１の部品１１に配置された第１の間隔形成部材１３１の貼り合せ面と第２の部品１２に配置された第２の間隔形成部材１３２の貼り合せ面とを接触させて両部品を貼り合せる（ステップＳ１４  貼り合せ工程）。
【００３７】
この貼り合せ工程においては、まずＺ移動機構３０１を駆動して、第１の部品１１を下降させ、第１の間隔形成部材１３１の貼り合せ面と第２の間隔形成部材１３２の貼り合せ面とを接触させる。
【００３８】
このとき、除去制御部４３に記憶されている第１の間隔形成部材１３１の配置情報テーブルに基づき、第２のＸＹ移動機構４０２の移動位置、第２のＺ移動機構４０１の移動位置、第１のプローブ４ａと載置ステージ２との間に印加する電圧、第２のプローブ４ｂと保持ツール３との間に印加する電圧を制御して、第１の間隔形成部材１３１の貼り合せ面及び第２の間隔形成部材１３２の貼り合せ面の接合阻害物質のみを選択的に除去しているので、第１の間隔形成部材１３１と第２の間隔形成部材１３２のそれぞれの貼り合わせ面は、接合の妨げとなる接合阻害物質がない素材面が露出した状態である。これにより、部品の貼り合せ時には、原子間の結合力により第１の間隔形成部材１３１と第２の間隔形成部材１３２とが一体化し、貼り合せ面以外の部分を熱や加圧やエネルギー波により損傷することなく、第１の部品１１と第２の部品１２を貼り合せることができる。
【００３９】
以上説明したように、第１の実施形態においては、第１の間隔形成部材１３１の貼り合せ面と第２の間隔形成部材１３２の貼り合せ面の接合阻害物質を同時に除去することが可能であるため、短時間で接合阻害物質を選択的に除去することができる。
【００４０】
なお、第１の実施形態において、Ｚ移動機構３０１は保持ツール３に取り付けられているが、載置ステージ２の側に取り付けるようにしても良い。
【００４１】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図３は第２の実施形態における部品貼り合せ装置の構成を示す正面図である。ここで、図３において、第１の実施形態と同様の部分については説明を省略する。
【００４２】
図３に示すように、第２の実施形態は第１の実施形態の構成に第２の回転機構４０３を加え、プローブを１つ（プローブ４）にした点のみが異なる。これらの構成によりプローブ反転機構が構成されている。
【００４３】
図３に示すように、第２のＺ移動機構４０１の第２のＺ移動テーブル４０１１には、第２の回転機構４０３を介してプローブ４が固定されている。第２の回転機構４０３は、図示しないベアリングとモータとで構成され、プローブ４の先端に設けられた探針４１を、第１の部品１１上の第１の間隔形成部材１３１と対向する向きと、第２の部品１２上の第２の間隔形成部材１３２と対向する向きとに反転させる。
【００４４】
次に、第２の実施形態の部品貼り合せ装置の作用を説明する。図４は第２の実施形態における部品貼り合せ装置を利用した部品貼り合せ方法の手順について示すフローチャートである。
【００４５】
ステップＳ２１の部品位置決め工程は、図２のステップＳ１１の部品位置決め工程と同様の処理である。
【００４６】
ステップＳ２１の部品位置決め工程の後、１回目のプローブ４の位置決めとして、第１の部品１１に配された第１の間隔形成部材１３１とプローブ４との相対位置合せを行う（ステップＳ２２  第１のプローブ位置決め工程）。
【００４７】
この第１のプローブ位置決め工程においては、第２の回転機構４０３により、プローブ４の探針４１を、第１の部品１１上の第１の間隔形成部材１３１と対向する向きにする。そして、第２のＺ移動機構４０１、第２のＸＹ移動機構４０２により、プローブ４を第１の間隔形成部材１３１の貼り合せ面に近づける。次に、電源装置４２により、プローブ４と載置ステージ２との間に所定の電圧を印加して、プローブ４を第１の間隔形成部材１３１の貼り合せ面にさらに近づける。
【００４８】
ここで、プローブ４と第１の間隔形成部材１３１の貼り合せ面との距離が一定の距離以下になると電流（トンネル電流）が流れる。このトンネル電流を電源装置４２により検出することで、プローブ４と第１の間隔形成部材１３１の貼り合せ面との距離を所定の距離に合せる。
【００４９】
次に、第１の部品１１上の第１の間隔形成部材１３１の貼り合せ箇所における接合阻害物質を選択的に除去する（ステップＳ２３  第１の接合阻害物質選択的除去工程）。
【００５０】
この第１の接合阻害物質選択的除去工程においては、まず除去制御部４３は、電源装置４２により、プローブ４と載置ステージ２との間に印加する電圧を高くする。次に、除去制御部４３に記憶されている第１の間隔形成部材１３１の配置情報テーブルに基づき、第２のＸＹ移動機構４０２により、プローブ４を第１の間隔形成部材１３１の貼り合せ面に沿って走査駆動する。
【００５１】
これにより、電界蒸発によって第１の間隔形成部材１３１の貼り合せ面における接合阻害物質が選択的に除去され、第１の間隔形成部材１３１の貼り合せ面に接合の妨げとなる接合阻害物質がない素材面が露出する。
【００５２】
このとき、除去制御部４３に記憶されている第１の間隔形成部材１３１の配置情報テーブルに基づき、第２のＸＹ移動機構４０２の移動位置、第２のＺ移動機構４０１の移動位置、プローブ４と載置ステージ２の間に印加する電圧が制御された状態で、プローブ４は、第１の間隔形成部材１３１の貼り合せ面の範囲のみを走査駆動するため、貼り合せ面以外の部分が損傷することなく、第１の間隔形成部材１３１の貼り合せ面における接合阻害物質を選択的に除去することができる。
【００５３】
第１の接合阻害物質選択的除去工程の後、プローブ４の向きを反転させる（ステップＳ２４  プローブ反転工程）。
【００５４】
このプローブ反転工程においては、第２の回転機構４０３により、プローブ４を反転し、探針４１を第２の間隔形成部材１３２の貼り合せ面と対向する向きにする。
【００５５】
次に、２回目のプローブ４の位置決めとして、第２の部品１２に配された第２の間隔形成部材１３２とプローブ４との相対位置合せを行う（ステップＳ２５  第２のプローブ位置決め工程）。
【００５６】
この第２のプローブ位置決め工程においては、前述のステップＳ２２の第１のプローブ位置決め工程と同様に、トンネル電流を電源装置４２によって検出しながら、プローブ４と第２の間隔形成部材１３２の貼り合せ面との距離を所定の距離に合せる。
【００５７】
次に、第２の部品１２上の第２の間隔形成部材１３２の貼り合せ箇所における接合阻害物質を選択的に除去する（ステップＳ２６  第２の接合阻害物質選択的除去工程）。
【００５８】
この第２の接合阻害物質選択的除去工程においては、前述のステップＳ２３の第１の接合阻害物質選択的除去工程と同様に、プローブ４と保持ツール３との間に高い電圧を印加しながら、プローブ４を第２の間隔形成部材１３２の貼り合せ面に沿って走査駆動し、第２の間隔形成部材１３２の貼り合せ面の接合阻害物質を選択的に除去し、接合の妨げとなる接合阻害物質がない素材面を露出させる。
【００５９】
このとき、除去制御部４３に記憶されている第１の間隔形成部材１３１の配置情報テーブルに基づき、第２のＸＹ移動機構４０２の移動位置、第２のＺ移動機構４０１の移動位置、プローブ４と保持ツール３との間に印加する電圧が制御された状態で、プローブ４は第２の部品１２上の第２の間隔形成部材１３２の貼り合せ面の範囲のみを走査駆動するため、貼り合せ面以外の部分が損傷することなく、第２の間隔形成部材１３２の貼り合せ面における接合阻害物質を選択的に除去することができる。
【００６０】
次に、第１の部品１１に配置された第１の間隔形成部材１３１の貼り合せ面と第２の部品１２に配置された第２の間隔形成部材１３２の貼り合せ面とを接触させて両部品を貼り合せる（ステップＳ２７  貼り合せ工程）。
【００６１】
この貼り合せ工程においては、第２のＸＹ移動機構４０２により、プローブ４を第１の部品１１と第２の部品１２の間から退避させた後、第１の実施形態で説明した貼り合せ工程と同様に、第１の部品１１と第２の部品１２を貼り合せる。
【００６２】
このとき、除去制御部４３に記憶されている第１の間隔形成部材１３１の配置情報テーブルに基づき、第２のＸＹ移動機構４０２の移動位置、第２のＺ移動機構４０１の移動位置、第１のプローブ４ａと載置ステージ２の間に印加する電圧、第２のプローブ４ｂと保持ツール３の間に印加する電圧を制御しながら、第１の間隔形成部材１３１の貼り合せ面と第２の間隔形成部材１３２の貼り合せ面の接合阻害物質を選択的に除去しているので、両間隔形成部材の貼り合せ面は、接合の妨げとなる接合阻害物質がない素材面が露出した状態である。これにより部品の貼り合せ時には、原子間の結合力により第１の間隔形成部材１３１と第２の間隔形成部材１３２とが一体化し、貼り合せ面以外の部分を熱や加圧やエネルギー波により損傷することなく、第１の部品１１と第２の部品１２とを貼り合せることができる。
【００６３】
以上説明したように、第２の実施形態では、容易かつ廉価に機構が実現できる第２の回転機構４０３を用いることで、高価な部品であるプローブ４を１本用いるだけで、第１の間隔形成部材１３１の貼り合せ面と第２の間隔形成部材１３２の貼り合せ面の接合阻害物質をそれぞれ選択的に除去することができるため、最も廉価な貼り合せ装置で、接合阻害物質を選択的に除去することができる。
【００６４】
［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。図５は第３の実施形態における部品貼り合せ装置の構成を示す正面図である。ここで、図５において、第１又は第２の実施形態と同様の部分については説明を省略する。
【００６５】
図５に示すように、第３の実施形態は、第２の実施形態と同様に、プローブが１つである。更に、第３の実施形態においては、第３のＺ移動機構５０１、第３のＸＹ移動機構５０２、第３の回転機構５０３、アーム５が追加されている点が第１及び第２の実施形態と異なる。このような構成により部品反転機構が構成されている。
【００６６】
図５に示すように、第２のＺ移動機構４０１の第２のＺ移動テーブル４０１１には、プローブ４が固定されている。
【００６７】
また、図５に示すように、回転機構２０３に隣接して、第３のＸＹ移動機構５０２が設置されている。この第３のＸＹ移動機構５０２には第３のＸＹ移動テーブル５０２１が設けられており、この第３のＸＹ移動テーブル５０２１上に第３のＺ移動機構５０１が固定されている。さらに、第３のＺ移動機構５０１には第３のＺ移動テーブル５０１１が設けられている。この第３のＺ移動テーブル５０１１には、第３の回転機構５０３を介してアーム５が固定されている。このアーム５の先端には第２の保持ツール５３が設けられている。この第２の保持ツール５３は、真空吸着等により、第１の部品１１及び第２の部品１２を保持する。
【００６８】
また、第３のＸＹ移動機構５０２は、図示しないモータとボールネジとにより、第２の保持ツール５３の載置ステージ２に対するＸＹ方向（図面水平方向）の位置を変化させる。
【００６９】
また、第３の回転機構５０３は、図示しないベアリングとモータとで構成され、第２の保持ツール５３を、第１の部品１１上の第１の間隔形成部材１３１と対向する向きと第２の部品１２上の第２の間隔形成部材１３２と対向する向きとに反転させることにより、部品の反転を行う。
【００７０】
次に、第３の実施形態の部品貼り合せ装置の作用を説明する。図６は第３の実施形態における部品貼り合せ装置を利用した部品貼り合せ方法の手順について示すフローチャートである。
【００７１】
まず、第２の部品１２の第２の間隔形成部材１３２が配置された面をプローブ４に対向させた状態で、第２の部品１２を真空吸着等により載置ステージ２に載置固定する（ステップＳ３１  部品供給工程）。
【００７２】
次に、第２の部品１２に対して、第１のプローブ位置決め工程及び第１の接合阻害物質選択的除去工程の処理を行う（ステップＳ３２、ステップＳ３３）。
【００７３】
即ち、第２のＸＹ移動機構４０２、第２のＺ移動機構４０１により、プローブ４と第２の間隔形成部材１３２の貼り合せ面との距離を所定の距離に合せた状態で、第２のＸＹ移動機構４０２により、プローブ４を第２の間隔形成部材１３２の貼り合せ面に沿って走査駆動し、電界蒸発により、第２の間隔形成部材１３２の貼り合せ面の接合阻害物質を選択的に除去する。これにより、第２の間隔形成部材１３２の貼り合せ面に接合の妨げとなる接合阻害物質がない素材面を露出させる。
【００７４】
このとき、除去制御部４３に記憶されている第１の間隔形成部材１３１の配置情報テーブルに基づき、第２のＸＹ移動機構４０２の移動位置、第２のＺ移動機構４０１の移動位置、プローブ４と載置ステージ２の間に印加する電圧が制御された状態で、プローブ４は、第２の部品１２の第２の間隔形成部材１３２の貼り合せ面の範囲のみを走査駆動するため、貼り合せ面以外の部分を損傷することなく、第２の間隔形成部材１３２の貼り合せ面の接合阻害物質を選択的に除去することができる。
【００７５】
次に、第２の部品１２の向きを反転させる（ステップＳ３４  部品反転工程）。
【００７６】
この部品反転工程においては、第２のＸＹ移動機構４０２により、プローブ４を載置ステージ２と保持ツール３の間から退避させる。次に、第３のＸＹ移動機構５０２及び第３のＺ移動機構５０１により、第２の保持ツール５３と第２の部品１２の位置合せを行い、第２の保持ツール５３で第２の部品１２を真空吸着などの手法にて保持する。その後、第３の回転機構５０３を駆動して、第２の間隔形成部材１３２が設けられた面が載置ステージ２と対向するように第２の部品１２を反転させる。そして、第２の部品１２を真空吸着などの手法により保持ツール３に保持させる。
【００７７】
次に、第１の部品１１に対して、第２のプローブ位置決め工程及び第２の接合阻害物質選択的除去工程と同様の処理を行う（ステップＳ３５、ステップＳ３６）。
【００７８】
即ち、第１の部品１１を真空吸着等の手法により載置ステージ２に載置固定する。そして、プローブ４を、第１の間隔形成部材１３１の貼り合せ面に沿って走査駆動しながら、電界蒸発により、第１の間隔形成部材１３１の貼り合せ面の接合阻害物質を選択的に除去する。これにより、第１の間隔形成部材１３１の貼り合せ面の接合の妨げとなる接合阻害物質がない素材面を露出させる。
【００７９】
次に、第１の部品１１と第２の部品１２の水平方向の位置と回転方向の相対位置を所定値に合せる（ステップＳ３７  部品位置決め工程）。
【００８０】
次に、第１の部品１１に配置された第１の間隔形成部材１３１の貼り合せ面と第２の部品１２に配置された第２の間隔形成部材１３２の貼り合せ面とを接触させて両部品を貼り合せる（ステップＳ３８  貼り合せ工程）。
【００８１】
この貼り合せ工程においては、除去制御部４３に記憶されている第１の間隔形成部材１３１の配置情報テーブルに基づき、第２のＸＹ移動機構４０２の移動位置、第２のＺ移動機構４０１の移動位置、プローブ４と載置ステージ２との間に印加する電圧を制御しながら、第１の間隔形成部材１３１の貼り合せ面と第２の間隔形成部材１３２の貼り合せ面の接合阻害物質を選択的に除去している。このため、接合の妨げとなる接合阻害物質がない素材面が露出した状態で両部品を接合できるので、原子間の結合力により第１の間隔形成部材１３１と第２の間隔形成部材１３２とが一体化し、貼り合せ面以外の部分を熱や加圧やエネルギー波により損傷することなく、第１の部品１１と第２の部品１２とを貼り合せることができる。
【００８２】
以上説明したように、第３の実施形態では、第１の部品１１及び第２の部品１２を真空吸着などの手法により載置ステージ２に載置固定した最も安定した状態で、第１の間隔形成部材１３１の貼り合せ面と第２の間隔形成部材１３２の貼り合せ面の接合阻害物質を選択的に除去することができる。これにより、第１の間隔形成部材１３１の貼り合せ面と第２の間隔形成部材１３２の貼り合せ面の接合阻害物質を、最も選択性良く除去することができる。
【００８３】
［第４の実施形態］
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。図７は第４の実施形態における部品貼り合せ装置の構成を示す正面図である。ここで、図７において、第１〜第３の実施形態と同様の部分については説明を省略する。
【００８４】
図７に示すように、第４の実施形態は第３の実施形態に対してプローブの構成が異なっており、またガス源４４が追加されている点が異なる。
【００８５】
図７に示すように、第２のＺ移動機構４０１の第２のＺ移動テーブル４０１１には、プローブ４ｃが固定されている。このプローブ４ｃの先端は電極ノズル４１ｃとなっている。この電極ノズル４１ｃは電源装置４２に接続されている。
【００８６】
また、電極ノズル４１ｃは、ガス源４４にも接続されている。ガス源４４は除去制御部４３に接続されている。
【００８７】
このような構成において、電源装置４２により電極ノズル４１ｃに所定の電圧をかけた状態で、ガス源４４からのガスを吹き出すことにより、電極ノズル４１ｃからプラズマ化ガス（エネルギービーム）が照射されるようになっている。
【００８８】
ここで、除去制御部４３には、第１の間隔形成部材１３１の配置情報テーブルが記憶されている。除去制御部４３は、第１の間隔形成部材１３１の配置情報テーブルに基づきガス源４４のガスの圧力と流量とを制御する。
【００８９】
次に、第４の実施形態の部品貼り合せ装置の作用を説明する。図８は第４の実施形態における部品貼り合せ装置を利用した部品貼り合せ方法の手順について示すフローチャートである。
【００９０】
まず、第３の実施形態のステップＳ３１及びステップＳ３２と同様の部品供給工程及び第１のプローブ位置決め工程の処理を行う（ステップ４１、ステップＳ４２）。
【００９１】
次に、除去制御部４３は、第１の間隔形成部材１３１の配置情報テーブルに基づき、ガス源４４の圧力と流量とを制御する（ステップＳ４３  第１のガス制御工程）。この状態で第３の実施形態のステップＳ３３と同様の第１の接合阻害物質選択的除去工程の処理を行って第２の間隔形成部材１３２の貼り合せ面の接合阻害物質を選択的に除去する（ステップＳ４４）。
【００９２】
次に、第３の実施形態のステップＳ３４の部品反転工程と同様の手法により第２の部品１２の向きを反転させる（ステップＳ４５）。以後は、ステップＳ４２〜ステップＳ４４の処理と同様に、第１の部品１１とプローブ４ｃとの相対位置を所定値に合せた後、除去制御部４３に記憶されている第１の間隔形成部材１３１の配置情報テーブルに基づき、第２のＸＹ移動機構４０２の移動位置、第２のＺ移動機構４０１の移動位置、電極ノズル４１ｃに印加する電圧、ガス源４４のガスの圧力と流量を制御しながら第１の間隔形成部材１３１の貼り合せ面の接合阻害物質を選択的に除去する（ステップＳ４６、ステップＳ４７、ステップＳ４８）。
【００９３】
以後は、第３の実施形態のステップＳ３７の部品位置決め工程及びステップＳ３８の貼り合せ工程と同様の処理を行う（ステップＳ４９、ステップＳ５０）。
【００９４】
以上説明したように、第４の実施形態では、除去制御部４３に記憶されている第１の間隔形成部材１３１の配置情報テーブルに基づき、第２のＸＹ移動機構４０２の移動位置、第２のＺ移動機構４０１の移動位置、電極ノズル４１ｃに印加する電圧、ガス源４４のガスの圧力と流量を制御しながら、第１の間隔形成部材１３１の貼り合せ面と、第２の間隔形成部材１３２の貼り合せ面の接合阻害物質を選択的に除去している。このため、両部品の貼り合せ時には、接合の妨げとなる接合阻害物質がない素材面が露出した状態であり、原子間の結合力により第１の間隔形成部材１３１と第２の間隔形成部材１３２とが一体化し、貼り合せ面以外の部分を熱や加圧やエネルギー波により損傷することなく、第１の部品１１と第２の部品１２とを貼り合せることができる。
【００９５】
また、第４の実施形態では、電界蒸発を用いる場合と比較して、プローブと貼り合せ面との距離を精密に設定する必要がないため、部品貼り合せ装置のセッティングを容易に行って、接合阻害物質を選択的に除去することができる。
【００９６】
ここで、第４の実施形態では、電極ノズル４１ｃを有するプローブを１つのみ設けているが、第１の実施形態と同様にプローブを２つ設けるようにしても良い。この場合には、ステップＳ４５において部品を反転させる必要がなくなる。また、第２の実施形態と同様に、プローブ４ｃを反転できるようにしても良い。
【００９７】
以上実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。
【００９８】
さらに、上記した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の第１の実施形態における部品貼り合せ装置の構成を示す正面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における部品貼り合せ装置を利用した部品貼り合せ方法の手順について示すフローチャートである。
【図３】本発明の第２の実施形態における部品貼り合せ装置の構成を示す正面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態における部品貼り合せ装置を利用した部品貼り合せ方法の手順について示すフローチャートである。
【図５】本発明の第３の実施形態における部品貼り合せ装置の構成を示す正面図である。
【図６】本発明の第３の実施形態における部品貼り合せ装置を利用した部品貼り合せ方法の手順について示すフローチャートである。
【図７】本発明の第４の実施形態における部品貼り合せ装置の構成を示す正面図である。
【図８】本発明の第４の実施形態における部品貼り合せ装置を利用した部品貼り合せ方法の手順について示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１００】
２…載置ステージ、３…保持ツール、４，４ｃ…プローブ、４ａ…第１のプローブ、４ｂ…第２のプローブ、５…アーム、１１…第１の部品、１２…第２の部品、４１，４１ａ，４１ｂ…探針、４１ｃ…電極ノズル、４２…電源装置、４３…除去制御部、４４…ガス源、５３…第２の保持ツール、１０１…Ｚ移動機構、１３１…第１の間隔形成部材、１３２…第２の間隔形成部材、２０１…傾き機構、２０２…ＸＹ移動機構、２０３…回転機構、３０１…Ｚ移動機構、４０１…第２のＺ移動機構、４０２…第２のＸＹ移動機構、４０３…第２の回転機構、５０１…第３のＺ移動機構、５０２…第３のＸＹ移動機構、５０３…第３の回転機構、４０１１…第２のＺ移動テーブル、４０２１…第２のＸＹ移動テーブル、５０１１…第３のＺ移動テーブル、５０２１…第３のＸＹ移動テーブル
【図１】
2006196666.tif 000003
【図２】
2006196666.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2006196666.tif 000008
【図７】
2006196666.tif 000009
【図８】
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