(57)【要約】【課題】  位置決め過程においてダスト等を発生させることなく、複数の半導体回路部材を高精度で位置決めできる位置決め方法とその装置、並びに当該位置決め方法と装置を用いた半導体装置の製造方法と製造装置を提供する。【解決手段】  位置決め用基板２に設けられた複数の位置決めストッパー３それぞれに、気流発生装置４と傾斜手段５とセンサー７とが設けられた位置決め装置１を用いることにより、複数の半導体回路部材１０の位置を各々のセンサー７によって検知でき、制御手段８がその検知結果に応じて各気流発生装置４を個々に制御でき、位置決めされた半導体回路部材１０から位置決め用基板２に一時固定する。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の物品を、位置決め用基板上に設けられた複数の位置決め部にそれぞれ位置決めする物品の位置決め方法であって、
上記物品を、上記位置決め用基板の表面に対して非接触状態で移動させるとともに、上記位置決め部に対する上記物品の位置を各々検知することによって、上記複数の物品のうち、位置決めされた物品を上記位置決め用基板に一時固定するとともに、位置決めされなかった物品を、再度、上記非接触状態で移動させて位置決めすることを特徴とする位置決め方法。
【請求項２】
複数の物品を、位置決め用基板上に設けられた複数の位置決め部にそれぞれ位置決めする物品の位置決め方法であって、
上記物品を、上記位置決め用基板の表面に対して非接触状態で移動させる移動工程と、
上記位置決め部に対する上記物品の位置を検知する検知工程と、
上記検知工程によって上記位置決め部に位置決めされたことが検知された上記物品を、上記位置決め用基板に一時固定する固定工程とを含んでおり、
上記複数の物品それぞれに対して互いに独立して上記移動工程と検知工程と固定工程とが実行され、
上記位置決め部に位置決めされなかったことが上記検知工程によって検知された上記物品に対しては、再度、上記移動工程および検知工程が実行されることを特徴とする物品の位置決め方法。
【請求項３】
上記物品を、上記位置決め用基板の表面から排出する気体の圧力を用いて上記非接触状態にさせるとともに、当該位置決め用基板を傾斜させることによって当該物品の自重を用いて移動させることを特徴とする請求項１または２に記載の位置決め方法。
【請求項４】
上記物品と上記位置決め用基板との間に斥力を形成することによって上記非接触状態にさせるとともに、当該位置決め用基板を傾斜させることによって当該物品の自重を用いて移動させることを特徴とする請求項１または２に記載の位置決め方法。
【請求項５】
上記位置決め部に対する上記物品の位置の検知は、上記位置決め用基板の表面に沿った二次元方向、および当該位置決め用基板の表面に対して垂直方向の位置が検知されることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の位置決め方法。
【請求項６】
上記二次元方向における上記物品の位置の検知は、撮像部を備えた画像表示手段を用いて上記物品と上記位置決め部とを撮像することによって行なうことを特徴とする請求項５に記載の位置決め方法。
【請求項７】
上記二次元方向における上記物品の位置の検知は、レーザー光を用いて行なうことを特徴とする請求項５に記載の位置決め方法。
【請求項８】
上記位置決め用基板の上に一時固定した複数の上記物品を、接合基板に一括して接合する工程を含むことを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載の位置決め方法。
【請求項９】
請求項１から８の何れか１項に記載の位置決め方法を用いることを特徴とする位置決め装置。
【請求項１０】
請求項１から８の何れか１項に記載の位置決め方法を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
請求項１から８の何れか１項に記載の位置決め方法を用いることを特徴とする半導体装置の製造装置。
【請求項１２】
複数の物品を基板上に位置決めする位置決め装置であって、
複数の位置決め部が設けられた位置決め用基板と、
上記物品を移動させるとともに、当該物品を当該位置決め用基板に一時固定するように構成された操作手段と、
上記位置決め部に対する上記物品の位置を検知する検知手段と、
上記操作手段を制御する制御手段とを備えており、
上記操作手段および検知手段は、上記複数の位置決め部それぞれに対応するように設けられており、
上記制御手段は、各上記位置決め部に対応する各上記検知手段の検知結果に基づいて、上記複数の物品のうち、上記位置決め部に位置決めされた物品を上記位置決め用基板に一時固定するように、かつ上記位置決め部に位置決めされなかった物品を再度移動させて当該位置決め部に位置決めするように、各々の位置決め部に対応する上記操作手段を制御することを特徴とする位置決め装置。
【請求項１３】
上記操作手段は、上記位置決め用基板の表面に対して上記物品を非接触状態で移動させるように構成されていることを特徴とする請求項１２に記載の位置決め装置。
【請求項１４】
上記検知手段は、上記位置決め用基板の表面に沿った二次元方向における上記物品の位置を検知する第１検知部および、上記位置決め用基板の表面に対して垂直方向における上記物品の位置を検知する第２検知部を有していることを特徴とする請求項１２または１３に記載の位置決め装置。
【請求項１５】
上記位置決め用基板には、貫通穴が設けられており、
上記操作手段は、上記貫通穴を通じて上記位置決め用基板の表面に、気体を排出または吸引するように構成されていることを特徴とする請求項１２から１４の何れか１項に記載の位置決め装置。
【請求項１６】
上記物品には、当該物品が上記位置決め用基板に一時固定された際、上記位置決め用基板と上記位置決め部とに当接する当接部材が設けられていることを特徴とする請求項１２から１５の何れか１項に記載の位置決め装置。
【請求項１７】
上記物品には、第１磁性体が形成されており、
上記操作手段には、上記第１磁性体に対して吸引力および斥力を有する第２磁性体が設けられていることを特徴とする請求項１２から１４の何れか１項に記載の位置決め装置。
【請求項１８】
上記第１検知部には、撮像部を備えた画像表示手段が設けられていることを特徴とする請求項１４に記載の位置決め装置。
【請求項１９】
上記第１検知部は、レーザー変位計であることを特徴とする請求項１４に記載の位置決め装置。
【請求項２０】
請求項１２から１９の何れか１項に記載の位置決め装置を備えていることを特徴とする半導体装置の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物品の位置決め方法および位置決め装置、並びに半導体装置の製造方法および半導体装置の製造装置に関し、詳細には、高い位置決め精度を有するとともに、位置決め過程においてダストやチッピングを発生させることなく、複数の物品を一括して位置決めすることができる物品の位置決め方法および位置決め装置、並びに半導体装置の製造方法および半導体装置の製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、一枚のパネル上に様々な機能を有する回路を形成するシステムオンパネル（以下、「ＳＯＰ」と略す。）の開発が進められている。例えば、移動度が比較的高い多結晶シリコンを用いて、ガラス等の透明絶縁基板上に画像を表示する表示部の薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor、以下「ＴＦＴ」と略す。）と、表示部を駆動するドライバ回路部のＴＦＴとを同時に形成するドライバモノリシック型の表示パネルの開発もその一例である。
【０００３】
しかしながら、現状では、多結晶シリコンでは単結晶シリコンと同等な性能のドライバ回路を作製するのは極めて困難であり、モノリシックに作ることができるのは、アナログドライバや低ビット・デジタルドライバ等に留まっている。すなわち、より一層の高速動作を必要とする線順次駆動のデジタルドライバ回路、または発振回路やＣＰＵ等の回路は、多結晶シリコンでモノリシックに形成することができない。そのため、別途これらの回路が形成された単結晶シリコンウェハを切り出したＩＣ（Integrated Circuit）チップやＬＳＩ（Large Size Integrated Circuit）チップを、チップオンガラス（Chip On Glass、以下「ＣＯＧ」と略す。）技術や、チップオンフィルム（Chip On Film、以下「ＣＯＦ」と略す。）技術により液晶パネルと外部接続することによって、パネルに回路を組み込んでいる。このＣＯＧ技術は、パネルの端部付近にＩＣチップを接合するスペースと接続用の配線パターンとを設け、そこにシリコンウェハから切り出したＩＣチップを異方性導電膜（Anisotropic Conducting Film、以下「ＡＣＦ」と略す。）という接着剤を用いて圧着させて、パネルにＩＣチップを直接貼り合わせる手法である。
【０００４】
ところが、従来のＣＯＧ技術は、１枚の液晶パネルに対して、ＩＣチップを１個ずつ位置決めして貼り合せていく手法であるため、スループットが良くないという問題点があった。
【０００５】
そこで、特許文献１および特許文献２に、基板上で複数の電子部品を一括して位置決めし、一括して貼り合せる手法が開示されている。この手法により、スループットの向上を図ることが可能となっている。特許文献１に開示された手法としては、基板上に複数の電子部品を載置した後、基板に振動を印加して、基板上の所望の位置に設けられた複数の凹部に、複数の電子部品を同時に落とし込むことによって位置決めを行なう方法が開示されている。また、特許文献２には、基板上の所望の位置に磁気パターンが設けられており、一方、半導体チップには裏面に磁化された磁気層が各々設けられており、この磁気パターンと磁気層との磁気的な引力で半導体チップの位置決めを行なう方法が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−２０９１２９号公報（２００３年７月２５日公開）
【特許文献２】特開平０３−８４９９９号公報（１９９１年４月１０日公開）
【特許文献３】特開平０２−９２４７５号公報（１９９０年４月３日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１および特許文献２に開示された方法では、以下のような問題点がある。
【０００７】
すなわち、特許文献１では、
（１）基板全体に振動を与えて、複数の電子部品を同時に滑らせるので、位置決め途中で動かなくなったり、凹部に落ち込む時に引っかかったり、凹部を乗り越えたりして、位置決めできなくなった電子部品が発生した場合に、その電子部品のみを動かして位置を修正することが困難である。
（２）基板全体に振動を与えて、複数の電子部品を一括して位置決めするので、全ての電子部品が正しい位置に位置決めされるまでの間、基板全体に振動を与え続ける必要がある。したがって、早い段階で正しく位置決めされた電子部品であっても、振動を受け続けているうちに正しい位置からずれたり、位置決め部の段差（凹部）から外れたりすることから、位置決めの精度や、スループットが低下する。
（３）最初に位置決めが完了した電子部品は、全ての電子部品が位置決めされるまでの間、凹部の側壁に接した状態で振動を受けることになるので、こすれや衝突によるダストやチッピングが発生して、後工程の貼り合わせ精度や歩留まりを低下させる。
という問題がある。
【０００８】
なお、特許文献１には、
（４）基板の中央と端で振動の振幅が異なるために、電子部品の個数が増えて基板サイズが大きくなる程、全ての電子部品に最適な振動を与え一括して位置決めすることが難しくなる。
という問題もある。
【０００９】
また、特許文献２においても、
（５）エキスパンドフィルム全体に熱を与えて、全ての半導体チップを同時にエキスパンドフィルムから剥離し磁力によって位置決めさせるので、うまく位置決めされなかった半導体チップが発生した場合に、その半導体チップのみを動かして位置を修正することが困難である。
という問題がある。
【００１０】
そこで本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、位置決め過程においてダストやチッピングを発生させることなく、高い位置決め精度で複数の半導体回路部材を一括して位置決めすることができる半導体回路部材の位置決め方法および位置決め装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る位置決め方法は、上述した課題を解決するために、複数の物品を、位置決め用基板上に設けられた複数の位置決め部にそれぞれ位置決めする物品の位置決め方法であって、上記物品を、上記位置決め用基板の表面に対して非接触状態で移動させるとともに、上記位置決め部に対する上記物品の位置を各々検知することによって、上記複数の物品のうち、位置決めされた物品を上記位置決め用基板に一時固定するとともに、位置決めされなかった物品を、再度、上記非接触状態で移動させて位置決めすることを特徴としている。
【００１２】
同じく、本発明に係る位置決め方法は、上述した課題を解決するために、複数の物品を、位置決め用基板上に設けられた複数の位置決め部にそれぞれ位置決めする物品の位置決め方法であって、上記物品を、上記位置決め用基板の表面に対して非接触状態で移動させる移動工程と、上記位置決め部に対する上記物品の位置を検知する検知工程と、上記検知工程によって上記位置決め部に位置決めされたことが検知された上記物品を、上記位置決め用基板に一時固定する固定工程とを含んでおり、上記複数の物品それぞれに対して互いに独立して上記移動工程と検知工程と固定工程とが実行され、上記位置決め部に位置決めされなかったことが上記検知工程によって検知された上記物品に対しては、再度、上記移動工程および検知工程が実行されることを特徴としている。
【００１３】
上記の構成によれば、位置決め部に位置決めされている物品と、位置決め部に位置決めされていない物品とに対する対応を変えることができるため、精度よく、かつ良好で迅速な位置決めを行なうことが可能となる。
【００１４】
すなわち、本発明の位置決め方法によれば、複数の物品のうち、位置決め部に位置決めされなかった物品を再度位置決めすることができる。そのため、複数の物品を位置決めする場合であっても、位置決めを正確に行なうことができる。
【００１５】
また、複数の物品のうち、位置決め部に位置決めされたものから順次基板に一時固定されるため、位置決め部に位置決めされなかった物品を再度位置決めする際、既に位置決め部に位置決めされている上記物品は移動しない。言い換えれば、複数の物品のうち、位置決め部に位置決めされなかった物品に対してのみ、再度位置決めを行なうことができる。
【００１６】
これにより、位置決め部に位置決めされなかった物品を再度位置決めする間に、既に位置決め部に位置決めされた物品が位置決め部からずれたり、外れたりすることがなく、位置決めされた物品を再び位置決めし直すことがない。したがって、本発明の方法によれば、複数の物品を位置決めする場合であっても、迅速、かつ正確に位置決めを行なうことができる。
【００１７】
また、既に位置決め部に位置決めされた物品は一時固定されているので、当該物品が、位置決めされていない物品を再度位置決めするための操作によって、位置決め部などの他の部材とこすれる可能性を著しく低減させることができる。
【００１８】
これにより、こすれによる物品の破損や、ダストの発生を回避することが可能となり、複数の物品を全て良好に位置決めすることができる。
【００１９】
さらに、上記の構成によれば、全ての物品は、位置決め用基板の表面に対して非接触状態で移動するため、移動中に物品が振動して位置決め用基板や位置決め部に衝突する虞はなく、物品の破損や、ダストの発生をなくすことが可能となる。
【００２０】
したがって、本発明の方法によれば、複数の物品を、精度よく、かつ良好で迅速に位置決めをすることが可能となる。
【００２１】
なお、ここで「一時固定」とは、物品が位置決め用基板表面に半永久的に固定するのではなく、物品を後の工程で基板から離脱させることを前提として、一時的に位置決め用基板に固定することをいう。すなわち、通常、本発明の位置決め装置および位置決め方法は、上記物品が半導体回路部材である場合、複数の半導体回路部材を他の部材（例えば接合基板）に配置する場合に半導体回路部材を予め配列しておくために用いられる。そのため、物品は基板に半永久的に固定するのではなく、一時的に固定する必要がある。
【００２２】
また、本発明に係る位置決め方法は、上記物品を、上記位置決め用基板の表面から排出する気体の圧力を用いて上記非接触状態にさせるとともに、当該位置決め用基板を傾斜させることによって当該物品の自重を用いて移動させることが好ましい。
【００２３】
また、本発明に係る位置決め方法は、上記物品と上記位置決め用基板との間に斥力を形成することによって上記非接触状態にさせるとともに、当該位置決め用基板を傾斜させることによって当該物品の自重を用いて移動させることが好ましい。
【００２４】
上記の構成とすれば、物品を位置決め用基板の表面に対して非接触状態で移動させることから、全ての物品を、物品の破損や、ダストの発生なく良好に位置決めを行なうことができる。
【００２５】
また、流体力を用いて物品を移動させるため、従来技術において電子部品の移動に用いられていた振動の場合のような共振現象による周波数や振幅の変動が起こらない。そのため、位置決め用基板上の面内に渡って、物品を安定して移動させることが可能であり、よって、物品の個数が増えて基板サイズが大きくなった場合であっても、これらを一括して位置決めしやすい。
【００２６】
また、本発明に係る位置決め方法では、上記位置決め部に対する上記物品の位置の検知は、上記位置決め用基板の表面に沿った二次元方向、および当該位置決め用基板の表面に対して垂直方向の位置が検知されることが好ましい。
【００２７】
上記の構成とすれば、高精度で物品の位置決めを実行することが可能となる。
【００２８】
具体的には、本発明の位置決め方法は、上記位置決め用基板の表面に沿った二次元方向の検知と、上記位置決め用基板の表面に対して垂直方向の検知との２種類の検知を行ない、これらの検知結果に基づいて、位置決め用基板への物品の一時固定、あるいは再度位置決めが行なわれる。これにより、本発明の位置決め方法によれば、特に上記二次元方向において、数〜１０μｍ程度の位置決め精度を得ることが可能となる。
【００２９】
したがって、本発明の位置決め方法によれば、例えば回路等が形成された接合基板に、半導体回路部材である半導体チップを貼り合わせ、電気的に接続するような場合の、当該半導体チップの位置決めであっても、正確、かつ高精度で実行することが可能である。
【００３０】
また、本発明に係る位置決め方法は、上記二次元方向における上記物品の位置の検知は、撮像部を備えた画像表示手段を用いて上記物品と上記位置決め部とを撮像することによって行なうことができる。
【００３１】
例えばＣＣＤ（charge coupled device:電荷結合素子）カメラのような画像表示手段を用いて、基板上の位置決め部および物品の位置を上方から撮影するというような構成によって上記の構成を実現することができる。
【００３２】
また、本発明に係る位置決め方法は、上記二次元方向における上記物品の位置の検知は、レーザー光を用いて行なうことができる。
【００３３】
例えば、レーザー光を用いてその変位を計測するようなレーザー変位計を用いることができる。
【００３４】
また、本発明に係る位置決め方法は、上記位置決め用基板の上に一時固定した複数の上記物品を、接合基板に一括して接合する工程を含むことができる。
【００３５】
上記の構成とすれば、例えば上記物品として半導体回路部材を用いた場合、上記の工程によって接合基板に一括して接合された半導体回路部材は、上述したように、精度よく、かつ良好に位置決めされる。よって、本発明に係る位置決め方法を用いることにより、例えば半導体回路部材として半導体チップを用いて、これを回路等が形成された接合基板に接合した場合であっても精度よく接合することができる。そのため、接合基板と半導体チップとを電気的に接続して半導体装置を製造する場合に、高精度の半導体装置を提供することができる。
【００３６】
また、本発明の位置決め装置は、上記した位置決め方法を用いることを特徴としている。
【００３７】
これにより、位置決め部に位置決めされている物品と、位置決め部に位置決めされていない物品とに対する対応を変えることができるため、精度よく、かつ良好で迅速な位置決めを行なう位置決め装置を提供することができる。
【００３８】
また、本発明の半導体装置の製造方法は、上記した位置決め方法を用いて半導体装置を製造することを特徴としている。
【００３９】
これにより、高精度の半導体装置を製造することができるとともに、そのスループットを従来と比較して向上させることが可能となる。
【００４０】
また、本発明に係る半導体装置の製造装置は、上記した位置決め方法を用いることを特徴としている。
【００４１】
これにより、高精度の半導体装置を製造することができるとともに、そのスループットを従来と比較して向上させた半導体装置の製造装置を提供することができる。
【００４２】
また、本発明に係る位置決め装置は、上述した課題を解決するために、複数の物品を位置決め用基板上に位置決めする位置決め装置であって、複数の位置決め部が設けられた位置決め用基板と、上記物品を移動させるとともに、当該物品を当該位置決め用基板に一時固定するように構成された操作手段と、上記位置決め部に対する上記物品の位置を検知する検知手段と、上記操作手段を制御する制御手段とを備えており、上記操作手段および検知手段は、上記複数の位置決め部それぞれに対応するように設けられており、上記制御手段は、各上記位置決め部に対応する各上記検知手段の検知結果に基づいて、上記複数の物品のうち、上記位置決め部に位置決めされた物品を上記位置決め用基板に一時固定するように、かつ上記位置決め部に位置決めされなかった物品を再度移動させて当該位置決め部に位置決めするように、各々の位置決め部に対応する上記操作手段を制御することを特徴としている。
【００４３】
上記の構成によれば、上記操作手段および検知手段が、位置決め部の数設けられており、各位置決め部に対応するように設けられている。さらに、上記制御手段は、上記検知手段によって上記位置決め部に位置決めされたことが検知された上記半導体回路部材を上記位置決め用基板上に一時固定するように、反対に位置決め部に位置決めされなかったことが検知された上記半導体回路部材を再度移動させて、当該位置決め部に位置決めするように上記操作手段を制御することができることから、位置決め部に位置決めされている半導体回路部材と、位置決め部に位置決めされていない半導体回路部材とに対する対応を変えることができるため、精度よく、かつ良好で迅速な位置決めを行なうことが可能となる。
【００４４】
すなわち、本発明の位置決め装置によれば、複数の物品のうち、位置決め部に位置決めされなかった物品を再度位置決めすることができる。そのため、複数の物品を位置決めする場合であっても、位置決めを高精度で行なうことができる。
【００４５】
また、複数の物品のうち、位置決め部に位置決めされたものから順次位置決め用基板に一時固定されるため、位置決め部に位置決めされなかった物品を再度位置決めする際、既に位置決め部に位置決めされている上記物品は移動しない。言い換えれば、複数の物品のうち、位置決め部に位置決めされなかった物品に対してのみを位置決めを再度行なうことができる。
【００４６】
これにより、既に位置決め部に位置決めされて位置決め用基板に一時固定された物品が、位置決め部に位置決めされなかった物品を再度位置決めする間に位置決め部からずれたり、外れたりしてしまうことはない。したがって、複数の物品を位置決めする場合であっても、迅速に位置決めを行なうことができる。
【００４７】
また、上記の構成とすることにより、既に位置決め部に位置決めされた物品が、位置決めされていない物品を再度位置決めするための操作によって、位置決め部などの他の部材とこすれる可能性を著しく低減させることができる。
【００４８】
これにより、こすれによる物品の破損や、ダストの発生を回避することが可能となり、複数の物品を全て良好に位置決めすることができる。
【００４９】
したがって、上記の構成とすることにより、複数の物品を、精度よく、かつ迅速に位置決めを行なうことが可能である位置決め装置を提供することができる。
【００５０】
また、本発明に係る位置決め装置は、上記操作手段は、上記位置決め用基板の表面に対して上記物品を非接触状態で移動させるように構成されていることが好ましい。
【００５１】
上記の構成によれば、物品が移動中に位置決め用基板と接触および衝突することがなく、物品の破損や、ダストの発生をなくすことが可能となる。
【００５２】
また、本発明に係る位置決め装置は、上記検知手段が、上記位置決め用基板の表面に沿った二次元方向における上記物品の位置を検知する第１検知部および、上記位置決め用基板の表面に対して垂直方向における上記物品の位置を検知する第２検知部を有していることが好ましい。
【００５３】
上記の構成とすれば、検知手段が、上記二次元方向における上記物品の位置を検知する第１検知部および、上記垂直方向における上記物品の位置を検知する第２検知部を構成していることから、高精度で位置決めを実行することが可能となる。具体的には、本発明の位置決め装置は、第１検知部および第２検知部によって物品の位置を検知し、その双方の検知結果に基づいて、操作手段が制御される。これにより、特に上記第１検知部を用いることによって、位置決め部と物品との間の隙間を数〜１０μｍ程度の高い精度で制御することができる。
【００５４】
したがって、本発明の位置決め方法によれば、例えば回路等が形成された接合基板に、物品である半導体チップを貼り合わせ、電気的に接続するような場合の当該半導体チップの位置決めであっても、正確に位置決めを実行することが可能である。
【００５５】
また、本発明に係る位置決め装置は、上記位置決め用基板に貫通穴が設けられており、上記操作手段は、上記貫通穴を通じて上記位置決め用基板の表面に、気体を排出または吸引するように構成されていることが好ましい。
【００５６】
上記の構成とすれば、物品は、位置決め用基板の表面に設けられた貫通穴から排出された気体によって当該位置決め用基板の表面に対して非接触状態となる。非接触状態となったところで、例えば位置決め用基板を傾斜するような手段を操作手段に備えることによって、位置決め用基板を傾斜すれば、物品は自重で位置決め用基板の表面を移動することができる。
【００５７】
したがって、上記の構成とすれば、全ての物品を、物品の破損や、ダストの発生なく良好に位置決めを行なうことができる。
【００５８】
また、流体力を用いて物品を移動させるため、従来技術において電子部品の移動に用いられていた振動の場合のような共振現象による周波数や振幅の変動が起こらない。そのため、位置決め用基板上の面内に渡って、物品を安定して移動させることが可能であり、よって、物品の個数が増えて位置決め用基板サイズが大きくなった場合であっても、これらを一括して位置決めしやすい。
【００５９】
また、本発明に係る位置決め装置は、上記物品には、当該物品が上記位置決め用基板に一時固定された際、上記位置決め用基板と上記位置決め部とに当接する当接部材が設けられていることが好ましい。
【００６０】
上記の構成とすれば、上記位置決め用基板と上記位置決め部とに当接する当接部材が物品に設けられているため、特に、物品が、位置決め部に位置決めされたことが検知されて位置決め用基板に一時固定される際、位置決め用基板および位置決め部に接触することがない。
【００６１】
これにより、物品を破損させることなく位置決めを行なうことができる。
【００６２】
また、本発明に係る位置決め装置は、上記物品には、第１磁性体が形成されており、上記操作手段には、上記第１磁性体に対して引力および斥力を有する第２磁性体が設けられていることが好ましい。
【００６３】
上記の構成とすれば、当接部材が設けられた物品と、位置決め用基板とを引力および斥力によって操作することができる。すなわち、したがって、第２磁性体が設けられた操作手段によって、当接部材に設けられた第１磁性体との間に斥力を形成することによって、物品と位置決め用基板との間を非接触状態にすることができる。上記物品と位置決め用基板とが非接触状態となったところで、例えば位置決め用基板を傾斜するような手段を操作手段に備えることによって、位置決め用基板を傾斜すれば、物品は自重で位置決め用基板の表面を移動することができる。一方、第２磁性体が設けられた操作手段によって、当接部材に設けられた第１磁性体との間に引力を形成することによって、物品を位置決め用基板に一時固定することができる。
【００６４】
このように、第１磁性体および第２磁性体を設けることによって、全ての物品を、破損やダストの発生なく位置決めを良好に行なうことができる。
【００６５】
また、磁力を用いて物品を移動させるため、従来技術において電子部品の移動に用いられていた振動の場合のような共振現象による周波数や振幅の変動が起こらない。そのため、位置決め用基板上の面内に渡って、物品を安定して移動させることが可能であり、よって、物品の個数が増えて位置決め用基板サイズが大きくなった場合であっても、これらを一括して位置決めしやすい。
【００６６】
なお、物品自体に上記第１磁性体に相当する部材が設けられている場合は、上記当接部材を備えることなく、当該物品と位置決め用基板とを磁力を用いて移動および一時固定することが可能である。
【００６７】
また、本発明に係る位置決め装置は、上記第１検知部には、撮像部を備えた画像表示手段を備えることができる。
【００６８】
上記画像表示手段として例えばＣＣＤカメラを用いて、位置決め用基板上の位置決め部と物品の位置を上方から撮影するというような構成とすることによって、上記位置決め用基板の表面に沿った二次元方向の物品の位置を検知することが可能となる。
【００６９】
上記物品としてシリコンチップが用いられた場合、鏡面研磨されたシリコンチップ表面の反射率は高い一方、金属やガラスからなる位置決め用基板表面の反射率は低いため、シリコンチップと位置決め部との間に隙間があれば、隙間の部分はモニタ画像上では暗く映ることになり、チップが正しく位置決めできていないと検知することができる。反対に、シリコンチップと位置決め部との間に隙間がなければ（すなわち、位置決め部にシリコンチップがきちんと接して位置決めされていれば）モニタ画面上ではシリコンチップ表面の明るい画像が映ることになり、シリコンチップが正しく位置決めされていると検知することができる。
【００７０】
また、上記画像表示手段は、物品の状態を検知した後、その検知結果を操作手段に送り、正しく位置決めできた物品における気体の排出（もしくは斥力の形成）を止め、当該物品を真空吸着によって（引力によって）、位置決め用基板に一時固定させることができる。なお、この時、上記第２検知部は、位置決め用基板の表面と物品（または当接部材）の裏面との距離を検知して気体の排出量（もしくは斥力）を調節し、物品がゆっくりと非接触状態から接触状態に移行するように働くことができる。
【００７１】
また、本発明に係る位置決め装置は、上記第１検知部をレーザー変位計とすることができる。
【００７２】
上記レーザー変位計として、位置決め用基板の表面に対して垂直方向の変位を検出できるように構成されたものを用いることによって、位置決め用基板面の高さ（仮にゼロと設定）を検出すれば、所定の位置に物品が配置されていないことを意味し、物品が正しく位置決めできていないと検知できる。一方、物品の高さ（半導体回路部材の厚みに相当）を検出すれば、所定の位置に物品があることを意味し、物品が正しく位置決めされていると検知することができる。
【００７３】
また、本発明に係る半導体装置の製造装置は、上記した特徴を有する位置決め装置を備えていることを特徴としている。
【００７４】
上記の構成とすれば、半導体回路部材は、上記位置決め用基板上に精度よく、かつ良好に位置決めされていることから、続いて回路等が形成された接合基板上に一括して接合し、半導体回路部材と接合基板とを電気的に接続して半導体装置を製造する場合に、高精度の半導体装置を製造できる。
【００７５】
これにより、高精度の半導体装置を製造することができるとともに、そのスループットを従来と比較して向上させた半導体装置の製造装置を提供することできる。
【発明の効果】
【００７６】
本発明に係る位置決め方法は、以上のように、複数の物品を、位置決め用基板上に設けられた複数の位置決め部にそれぞれ位置決めする物品の位置決め方法であって、上記物品を、上記位置決め用基板の表面に対して非接触状態で移動させるとともに、上記位置決め用基板上における上記物品の位置を各々検知することによって、上記複数の物品のうち、位置決めされた物品を上記位置決め用基板に一時固定するとともに、位置決めされなかった物品を、再度、上記非接触状態で移動させて位置決めすることを特徴としている。
【００７７】
また同じく、本発明に係る位置決め方法は、上述した課題を解決するために、複数の物品を、位置決め用基板上に設けられた複数の位置決め部にそれぞれ位置決めする物品の位置決め方法であって、上記物品を、上記位置決め用基板の表面に対して非接触状態で移動させる移動工程と、上記位置決め用基板上における上記物品の位置を検知する検知工程と、上記検知工程によって上記位置決め部に位置決めされたことが検知された上記物品を、上記位置決め用基板に一時固定する固定工程とを含んでおり、上記複数の物品それぞれに対して互いに独立して上記移動工程と検知工程と固定工程とが実行され、上記位置決め部に位置決めされなかったことが上記検知工程によって検知された上記物品に対しては、再度、上記移動工程および検知工程が実行されることを特徴としている。
【００７８】
さらに、本発明に係る位置決め装置は、以上のように、複数の物品を位置決め用基板上に位置決めする位置決め装置であって、複数の位置決め部が設けられた位置決め用基板と、上記物品を移動させるとともに、当該物品を当該位置決め用基板に一時固定するように構成された操作手段と、上記位置決め用基板上における上記物品の位置を検知する検知手段と、上記操作手段を制御する制御手段とを備えており、上記操作手段および検知手段は、上記複数の位置決め部それぞれに対応するように設けられており、上記制御手段は、各上記位置決め部に対応する各上記検知手段の検知結果に基づいて、上記複数の物品のうち、上記位置決め部に位置決めされた物品を上記位置決め用基板に一時固定するように、かつ上記位置決め部に位置決めされなかった物品を再度移動させて当該位置決め部に位置決めするように、各々の位置決め部に対応する上記操作手段を制御することを特徴としている。
【００７９】
以上の構成により、本発明によれば、位置決め部に位置決めされている半導体回路部材と、位置決め部に位置決めされていない半導体回路部材とに対する対応を変えることができるため、精度よく、かつ迅速に位置決めを行なうことが可能となる。
【００８０】
また、本発明によれば、半導体回路部材を位置決め用基板の表面に対して非接触状態で移動させるため、半導体回路部材が位置決め用基板や位置決め部と衝突することがなく、半導体回路部材の破損や、ダストの発生をなくすことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００８１】
〔実施の形態１〕
本発明に係る位置決め方法および位置決め装置、並びに当該位置決め方法および位置決め装置を用いた半導体装置の製造方法および半導体装置の製造装置についての一実施形態を説明する。
【００８２】
なお、以下の説明では、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲が、以下の実施形態および図面に限定されるものではない。
【００８３】
また、以下の説明では、半導体回路部品の位置決め方法および位置決め装置について説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、半導体回路部品以外にも、センサー等の電子部品や、機械部品、バイオチップ等の生物化学部品などに本発明を適用することが可能である。
【００８４】
まず、図１ないし図１３に基づいて本発明に係る位置決め方法および位置決め装置について以下に説明する。
【００８５】
図１は、本発明の一実施形態である位置決め装置１の構成を示した断面図である。図１に示す位置決め装置１は、例えば後述するような半導体装置の製造において半導体チップを予め位置決めし、その後、接合基板上の所定の位置に半導体チップを配置する場合に、その位置決めを行なうために用いることができる。そのため、本発明の一実施形態である位置決め装置１は、図１に示すように位置決め用基板２と、位置決めストッパー（位置決め部）３と、気流発生装置４および傾斜手段５からなる操作手段６と、第１センサー部７ａおよび第２センサー部７ｂからなるセンサー（検知手段）７と、制御手段８とを備えている。
【００８６】
上記位置決め用基板２の表面に複数の上記位置決めストッパー３が設けられており、上記の気流発生装置４とセンサー７とは、各位置決めストッパー３に対応するように配設されている。また、上記の気流発生装置４と、操作手段６と、センサー７とは制御手段８に接続されている。
【００８７】
なお、図１に示す本実施形態の位置決め装置１では、位置決め用基板２上に２つの位置決めストッパー３が配設された構成となっており、２つの半導体回路部材を位置決めできるように構成されている。しかしながら、本発明では、位置決めストッパー３の数はこれに限定されるものではなく、３つ以上の位置決めストッパー３を有した位置決め用基板２であってもよいことは言うまでもない。
【００８８】
上記位置決め用基板２は、位置決めの対象となる図示しない複数の半導体回路部材（物品）を載置できるとともに、当該半導体回路部材を移動させて、位置決めストッパー３に位置決めさせた半導体回路部材を一時固定することができる。位置決め用基板２としては、ガラス、窒化珪素、コバール、インバーと言った材料を用いて構成することができる。
【００８９】
上記位置決め用基板２には複数の貫通穴９が設けられている。上記貫通穴９は、その一端が、半導体回路部材を一時固定する側にて開口しており、他端は気流発生装置４に接続されており、後述するように、気流発生装置４によって貫通穴９の内部を気体が流れるように構成されている。
【００９０】
なお、上記位置決め用基板２には、後の工程で例えば接合基板と半導体回路部材とを貼り付けることを想定して、図１に示すように位置合わせ用マーカー３０・３０が設けられていてもよい。
【００９１】
また、本実施形態の位置決め装置１では、３つの貫通穴９が１つの気流発生装置４に接続されているが、本発明はその数に限定されるものではない。
【００９２】
上記位置決めストッパー３は、半導体回路部材を位置決めする際の基準となり、上記位置決め用基板２上に配設されている。後述するように、半導体回路部材は、この位置決めストッパー３で止まり、そこで一時固定される。図２に位置決め用基板２、貫通穴９、位置決めストッパー３、第２センサー部７ｂの具体的な配置位置を示す。
【００９３】
図２に示すように、貫通穴９は位置決め用基板２表面の全面に形成されている。また、位置決めストッパー３は、図２に示すようにＬ字型に構成されている。この位置決めストッパー３には、後述するように半導体回路部材がその隣接する２辺をＬ字型に当接させて止まる。
【００９４】
なお、上記位置決めストッパー３の形状や位置決め用基板２表面からの高さ（すなわち、位置決めストッパー３の厚み）は、半導体回路部材を止めることができれば特に限定されるものではなく、形状に関しては、例えば図３に示すように、Ｌ字型の角部がない形状の位置決めストッパー３ａ（図３（ａ））や、半円型の位置決めストッパー３ｂ（図３（ｂ））などであってもよく、半導体回路部材の形状や大きさに応じて適宜設定することができる。
【００９５】
上記操作手段６は、位置決め用基板２上に載置された複数の半導体回路部材を各位置決めストッパー３まで移動させるとともに、各位置決めストッパー３にて位置決めされた半導体回路部材を位置決め用基板２に一時固定できるように構成されている。
【００９６】
具体的には、操作手段６は、図１に示すように気流発生装置４および傾斜手段５から構成されている。
【００９７】
上記気流発生装置４は、貫通穴９の一端に接続されており、位置決め用基板２の半導体回路部材載置側に向けて気体を排出（排気）でき、かつ同じ側から外気を吸入（吸気）できる。これにより、詳細は後述するが、排気によって、位置決め用基板２に載置された半導体回路部材を位置決め用基板２表面に対して非接触状態にすることができる。また、吸気によって、非接触状態であった半導体回路部材を位置決め用基板２表面に対して吸着させることができる。吸着させることができることによって、各位置決めストッパー３に位置決めされた各半導体回路部材を位置決め用基板２上に一時固定することができる。
【００９８】
なお、ここで「一時固定」とは、半導体回路部材が位置決め用基板２表面に半永久的に固定するのではなく、半導体回路部材を後の工程で位置決め用基板２から離脱することを前提として、一時的に位置決め用基板２に固定することをいう。すなわち、通常、本実施形態の位置決め装置および位置決め方法は、複数の半導体回路部材を、他の部材（例えば接合基板）に配置する場合に半導体回路部材を予め配列しておくために用いられる。そのため、半導体回路部材は位置決め用基板２に半永久的に固定するのではなく、一時的に固定する必要がある。
【００９９】
また、上記気流発生装置４それぞれは、図１に示すように制御手段８に接続されており、詳細は後述するが制御手段８の制御を受ける。上記気流発生装置４としては、例えばコンバム、あるいは窒素配管と真空配管を組み合わせたものを用いることができる。
【０１００】
上記傾斜手段５は、位置決め用基板２を傾斜させるために設けられている。上記傾斜手段５は、図１に示すように位置決め用基板２における半導体回路部材を載置する側とは反対側に設けられている。上記傾斜手段５は制御手段８に接続されており、詳細は後述するが制御手段８の制御を受ける。上記傾斜手段５としては、例えば傾斜ステージ、昇降ステージ等を用いることができる。
【０１０１】
上記センサー７は、位置決め用基板２上における半導体回路部材の位置を検知するために設けられており、第１センサー部７ａおよび第２センサー部７ｂから構成されている。以下に、第１センサー部７ａおよび第２センサー部７ｂについて詳述する。
【０１０２】
上記第１センサー部７ａは、位置決め用基板２の表面に沿った方向（以下、これを二次元方向と呼ぶ）における半導体回路部材の位置を検知できる。
【０１０３】
上記第１センサー部７ａには、撮像部および表示部を備えた画像表示手段を用いることができる他、実施の形態２において説明するようにレーザー変位計を用いることも可能である。本実施形態では、図１に示すように撮像部７ａ−１および表示部７ａ−２を備えた画像表示手段（以下、第１センサー部７ａと呼ぶ）を用いている。特に、半導体回路部材が単結晶シリコンチップである場合は、単結晶シリコンチップ表面の反射率は、位置決め用基板２表面の反射率に比べて著しく高いため、上記画像表示手段が好適である。
【０１０４】
以下に、本実施形態の第１センサー部７ａの検知原理を図４（ａ）・（ｂ）に基づいて説明する。図４（ａ）・（ｂ）は、撮像部７ａ−１で撮像され、表示部７ａ−２に表示された半導体回路部材１０の撮像画像を示した図である。
【０１０５】
半導体回路部材１０として単結晶シリコンチップ（以下、半導体回路部材と呼ぶ）を用いる場合、上記したように、半導体回路部材１０と位置決め用基板２との反射率の差を利用することができ、撮像画像でみると半導体回路部材１０が位置決め用基板２に比べて明るく表示される。これにより、半導体回路部材１０の位置を検知することができる。具体的には、図４（ａ）に示すように、位置決めストッパー３と半導体回路部材１０との間に暗く表示された領域Ｄが確認できれば、半導体回路部材１０と位置決めストッパー３との間に隙間があることを示し、よって、半導体回路部材１０が正確に位置決めされていないと判断することができる。一方、図４（ｂ）では、位置決めストッパー３と半導体回路部材１０との間に領域Ｄが確認できない。すなわち、半導体回路部材１０が位置決めストッパー３に正確に位置決めされていると判断することができる。
【０１０６】
次に、図１および図２に示す上記第２センサー部７ｂは、位置決め用基板２の表面に対して垂直方向の半導体回路部材の位置を検知するために設けられている。すなわち、第２センサー部７ｂは、位置決め用基板２と半導体回路部材との距離を検知することができる。上記第２センサー部７ｂは、図１および図２に示すように、Ｌ字型の位置決めストッパー３の角部に近接した位置決め用基板２上にその検知する面が設けられるように配設されている。
【０１０７】
上記第２センサー部７ｂとしては、距離測定センサーやレーザー変位計を用いることができるが、これに限定されるものではない。
【０１０８】
図１に示す上記制御手段８は、半導体回路部材の位置に関する信号を第１センサー部７ａおよび第２センサー部７ｂから受け、図１に示す各気流発生装置４と各傾斜手段５を制御することができるように構成されている。
【０１０９】
上記制御手段８の具体的な機能については、以下に説明する本実施の形態の位置決め方法とともに説明する。
【０１１０】
図５（ａ）〜（ｅ）は、本実施の形態の位置決め方法を説明するための説明図である。なお、図５（ａ）〜（ｅ）には一部、部材間を接続する配線を省略している箇所がある。
【０１１１】
まず、半導体回路部材１０を位置決め用基板２上に載置して、気流発生装置４から位置決め用基板２表面に向けて排気する（気流を図中に矢印で示す）ことにより、図５（ａ）に示すように、半導体回路部材１０が位置決め用基板２の表面に対して非接触状態となる。この状態で、傾斜手段５を用いて位置決め用基板２を傾斜させことによって、図５（ｂ）に示すように、複数の半導体回路部材１０を各々の自重で移動させることができる（移動工程）。なお、上記した気流発生装置４および傾斜手段５は制御手段によって制御されている。
【０１１２】
移動中の各半導体回路部材１０の位置は、図５（ｂ）に示すように、各位置決めストッパー３に設けられている第１センサー部７ａおよび第２センサー部７ｂを用いて検知することができる（検知工程）。具体的には、位置決め用基板２の表面に沿った二次元方向における半導体回路部材１０の位置を第１センサー部７ａで検知し、かつ位置決め用基板２の表面に対して垂直方向における半導体回路部材１０の位置を第２センサー部７ｂで検知する。
【０１１３】
各半導体回路部材１０の第１センサー部７ａおよび第２センサー部７ｂによる検知信号は、それぞれ上記制御手段８に送られる。
【０１１４】
次に、制御手段８が各第１センサー部７ａおよび各第２センサー部７ｂから受けた検知信号に基づいて、複数の半導体回路部材１０のうち、図５（ｂ）の左側に示すように位置決めストッパー３に正確に位置決めされていると判断すると、位置決めされた半導体回路部材１０に対応する気流発生装置４を制御して、その気流発生装置４に吸気を行なわせる。これにより、位置決めストッパー３に正確に位置決めされた半導体回路部材１０は、位置決め用基板２に一時固定される。続いて、制御手段８が位置決め用基板２を水平に戻すように傾斜手段５を制御する。こうして、図５（ｃ）の左側に示すように、位置決めストッパー３に正確に位置決めされた半導体回路部材１０は、位置決め用基板２に一時固定される（固定工程）。
【０１１５】
一方、図５（ｃ）の時点で、制御手段８によって位置決めストッパー３に位置決めされていないと判断された半導体回路部材１０（図５（ｂ）（ｃ）の右側）に対しては、制御手段８は、この半導体回路部材１０に対応する気流発生装置４に再度排気させるように制御して、この半導体回路部材１０を再度非接触状態にするとともに、図５（ｄ）に示すように、再度位置決め用基板２が傾斜するように傾斜手段５を制御して、この半導体回路部材１０の位置決めを再度行なう。
【０１１６】
再度位置決めを行なった結果、対応する第１センサー部７ａおよび第２センサー部７ｂの検知結果に基づいて、制御手段８が、その半導体回路部材１０が位置決めストッパー３に正確に位置決めされていると判断すると、図５（ｂ）〜（ｄ）の左側の半導体回路部材１０と同様の工程を経て、位置決め用基板２に一時固定することができる。
【０１１７】
また、制御手段８では、第２センサー部７ｂの検知結果に基づいて、排気している途中の気流発生装置４を制御し、その排気量を調整することができる。これにより、排気から吸気への切替えを段階的に行なうことができる。そのため、急激な切替えによる位置決めストッパー３や位置決め用基板２への半導体回路部材１０の衝突、および衝突による破損を回避することができる。
【０１１８】
以上のように、本実施形態の位置決め方法によれば、複数の半導体回路部材１０のうち、位置決めストッパー３に位置決めされなかった半導体回路部材１０を再度位置決めすることができる。そのため、複数の半導体回路部材１０を位置決めする場合であっても、位置決めを正確に行なうことができる。
【０１１９】
また、複数の半導体回路部材１０のうち、位置決めストッパー３に位置決めされたものから順次位置決め用基板２に一時固定されるため、位置決めストッパー３に位置決めされなかった半導体回路部材１０を再度位置決めする際、既に位置決めストッパー３に位置決めされている半導体回路部材１０は、図５（ｃ）〜（ｅ）の左側に示すように一時固定して、移動できない構成となっている。言い換えれば、複数の半導体回路部材１０のうち、位置決めストッパー３に位置決めされなかった半導体回路部材１０に対してのみ、位置決めを行なうことができる。
【０１２０】
これにより、位置決めストッパー３に位置決めされなかった半導体回路部材１０を再度位置決めする間に、既に位置決めされた半導体回路部材１０が、対応する位置決めストッパー３からずれたり、外れたりすることがなく、位置決めされていた半導体回路部材１０を再び位置決めし直すことがない。したがって、本実施形態の位置決め方法によれば、複数の半導体回路部材１０を位置決めする場合であっても、迅速、かつ正確に位置決めを行なうことができる。
【０１２１】
また、既に位置決めされている半導体回路部材１０は一時固定されていることから、この半導体回路部材１０が位置決めされていない半導体回路部材１０を再度位置決めするための操作によって、位置決めストッパー３などの他の部材と半導体回路部材１０がこすれる可能性を著しく低減させることができる。
【０１２２】
これにより、こすれによる半導体回路部材１０の破損や、ダストの発生を回避することが可能となり、複数の半導体回路部材１０を全て良好な状態で位置決めすることができる。
【０１２３】
さらに、上記の構成によれば、全ての半導体回路部材１０は、位置決め用基板２の表面に対して非接触状態で移動するため、移動中に半導体回路部材１０が位置決め用基板２や位置決めストッパー３に衝突する虞はなく、半導体回路部材１０の破損や、ダストの発生をなくすことが可能となる。
【０１２４】
また、上記した位置決め方法では、位置決め用基板２の表面に沿った二次元方向の検知と、位置決め用基板２の表面に対して垂直方向の検知との２種類の検知を行ない、これらの検知結果に基づいて、位置決め用基板２への半導体回路部材１０の一時固定が行なわれるか、再び位置決めが行なわれるか判断される。特に、二次元方向の検知を行なうことによって、本発明の位置決め方法によれば、二次元方向において数〜１０μｍ程度の位置決め精度を得ることができる。
【０１２５】
例えば、二次元方向の検知およびその検知結果に応じて位置決めを判断する本発明の工程がなく、位置決め用基板に設けた突起部と、位置決め対象である部材に設けた溝部との整合によってのみ位置決めが行なわれる場合では、上記二次元方向の精度は、溝部と突起部とのクリアランスを約０．１ｍｍ以上とるため、数百μｍ程度である。
【０１２６】
したがって、本実施形態の位置決め方法によれば、二次元方向の検知を行ない、かつその検知結果がフィードバックされるため、高い位置決め精度を得ることができる。
【０１２７】
よって、例えば回路等が形成された接合基板に、半導体回路部材である半導体チップを貼り合わせ、電気的に接続するような場合の半導体チップの位置決めであっても正確、かつ高精度で実行することができる。
【０１２８】
以上のように、上記の方法によれば、複数の半導体回路部材１０を、精度よく、かつ良好で迅速に位置決めをすることが可能となる。
【０１２９】
なお、図５（ａ）〜（ｅ）では、２つの半導体回路部材１０を位置決めする方法について説明したが、本発明の位置決め装置および位置決め方法はこの数に限定されるものではない。
【０１３０】
本実施形態のように流体力を用いて半導体回路部材１０を移動させることによって、振動によって電子部品の移動を行なっていた従来技術の場合のような共振現象による周波数や振幅の変動が起こらない。流体力を用いることによって、位置決め用基板２上の面内に渡って、半導体回路部材１０を安定して移動させることが可能であり、よって、半導体回路部材１０の個数が増えて位置決め用基板２のサイズが大きくなった場合であっても、これらを一括して位置決めしやすい。
【０１３１】
また、図５（ａ）〜（ｅ）に基づいて説明した本実施形態の位置決め方法では、図５（ｂ）・（ｃ）の右側に示した位置決めされていない半導体回路部材１０は、図５（ｄ）（ｅ）を経て位置決めストッパー３に位置決めを完了することができたが、本発明はこれに限定されるものではなく、図５（ｄ）・（ｅ）を経ても位置決めストッパー３に位置決めを行なうことができない場合は、位置決めできるまで図５（ｄ）・（ｅ）に示す操作を繰り返すことができる。
【０１３２】
なお、本実施形態では、センサー７として第１センサー部７ａおよび第２センサー部７ｂの２つの部材を設けているが、上記した効果を奏することができれば、１つのセンサー部によって実施することも可能である。
【０１３３】
次に、上記で説明した本実施形態の位置決め方法および位置決め装置を用いて位置決めされる半導体回路部材について説明する。
【０１３４】
図４（ａ）・（ｂ）に基づいて説明したように、本実施形態の位置決め方法および位置決め装置では、第１センサー部７ａとして画像表示手段を用いることができる。そこで、以下では、単結晶シリコンチップを半導体回路部材１０として用いた場合の半導体回路部材１０の構成について説明する。
【０１３５】
（半導体回路部材）
図６は、半導体回路部材１０の構成を示す断面図である。図６に示す半導体回路部材１０には、表面にソース・ドレイン部不純物注入部１１が形成された単結晶シリコン（Ｓｉ）基板（以下、「単結晶Ｓｉ基板」という）１２の上にゲート酸化膜１３が形成され、その上に、ゲート電極１４が形成され、さらにその上に、このゲート電極１４等を覆うために層間絶縁膜１５が形成されている。また、単結晶Ｓｉ基板１２におけるソース・ドレイン部不純物注入部１１の所定の深さには、水素イオン注入層１６が形成されている。上記工程は、例えば０．５μｍ程度の微細加工プロセスにより行われている。この半導体回路部材１０は、例えば、１０ｍｍ程度×１０ｍｍ程度の大きさである。
【０１３６】
次に半導体回路部材１０の作製方法について、図７（ａ）〜（ｃ）に基づいて説明する。
【０１３７】
図７（ａ）に示すように、直径６インチ（約１５ｃｍ）又は８インチ（約２０ｃｍ）程度の単結晶シリコンウェハ１２ａの状態から、一般的なＩＣプロセスに従って、必要があればロコス（ＬＯＣＯＳ（Local Oxidation of Silicon：選択酸化法））酸化分離（Isolation）処理や場合によってはシャロー・トレンチ・アイソレーション処理をして分離を行ない、図６に示したように、ゲート酸化膜１３の熱酸化、ゲート電極１４の形成およびパターニング、ソース・ドレイン部不純物注入部１１への不純物の注入、不純物活性化、層間絶縁膜１５の形成、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing:化学的機械研磨）による層間絶縁膜１５の平坦化、水素イオン注入層１６への水素イオン注入のプロセスを経る。水素イオン注入の際に、水素元素と他の元素（例えば、Ｈｅ元素）をｃｏ−ｉｍｐｌａｎｔしても良い。
【０１３８】
なお、上記のプロセスにおいて、層間絶縁膜１５を成膜後、図示しないコンタクトホール開口、ソース・ドレインメタル成膜、そのパターニング、パッシベーション膜成膜、そのＣＭＰによる平坦化した後、上記水素イオン注入層１６への水素イオン注入というように、工程を進めておいても良い。
【０１３９】
上記の工程を進めることにより、図７（ｂ）に示すように、区切られたそれぞれの領域に単結晶Ｓｉトランジスタからなる半導体回路がそれぞれ形成された単結晶シリコンウェハ１０ａが完成する。次に、図６に示すように、保護膜１７を塗布する。
【０１４０】
最後に、図７（ｃ）に示すように、単結晶シリコンウェハ１０ａを、通常のブレードダイシング装置またはレーザーダインシング法等で、チップ状の半導体回路部材１０に分断する。以上の方法によって半導体回路部材１０を作製することができる。
【０１４１】
なお、さらに望ましくは、この半導体回路部材１０に、当接部材が設けられていてもよい。すなわち、図２１（ａ）に示すように、図６で説明した半導体回路部材１０の構成に加えて、半導体基板の表面に当接部材４５が設けられた半導体回路部材１０-（１）であってもよい。
【０１４２】
上記当接部材４５は、例えばレジストやドライフィルムレジストといった感光性樹脂から構成することができる。
【０１４３】
上記当接部材４５を設けることによって、半導体回路部材１０-（１）が、位置決めストッパー３に位置決めされたことが検知されて位置決め用基板２に一時固定される際、半導体回路部材１０-（１）における当接部材４５以外の部分を位置決め用基板２および位置決めストッパー３に接触させないようにすることができる。これにより、半導体回路部材１０-（１）の当接部材４５以外の部分を破損させることなく位置決めを行なうことができる。
【０１４４】
以下に、当接部材４５が形成された半導体回路部材１０-（１）を作製する方法を説明する。なお、説明の便宜上、以下の説明では先に述べた半導体回路部材１０と同一の作製工程は省略する。
【０１４５】
まず、図２２（ａ）に示すように、先に述べた半導体回路部材１０の作製方法と同様の方法で、区切られたそれぞれの領域に単結晶Ｓｉトランジスタからなる半導体回路がそれぞれ形成された単結晶シリコンウェハ１０ａを作成する。
【０１４６】
次に、上記単結晶シリコンウェハ１０ａの表面に、図６に示すような保護膜１７を形成した後、その上に感光性樹脂を塗布又はラミネートする。保護膜１７としては、感光性のない樹脂や金属薄膜を用いる。感光性樹脂としては、例えば、フォトレジストやドライフィルムレジストを用いる。
【０１４７】
分断後の半導体回路部材１０-（１）が高精度に位置決めできるように、単結晶シリコンウェハ１０ａの表側に形成した半導体回路デバイスの位置を基準として、感光性樹脂をフォトリソグラフィにより、露光、及び現像して、当接部材４５を形成する（図２２（ｂ））。上記当接部材４５の高さとしては、半導体回路部材１０-（１）が位置決め用基板２上に形成した位置決めストッパー３に引っかかる程度の段差があれば良いが、位置決めストッパー３の高さよりも高くしておくことが好ましい。具体的には、１〜５０μｍ程度の段差を設けることができる。
【０１４８】
続いて、図２２（ｃ）に示すように、表面に当接部材４５が形成された単結晶シリコンウェハ１０ａを、通常のブレードダイシング装置或いはレーザーダインシング法等で、チップ状の半導体回路部材１０-（１）に分断する。一般的に、ブレードダンシング装置によるチップの外形加工精度は、±１０μｍ程度であり、精度は良くない。また、ＹＡＧレーザー等を用いたレーザーダイシングはチッピングが発生し易く加工精度はよくない。しかし、本実施の形態においては、半導体回路部材１０-（１）の表面に塗布又はラミネートされた感光性樹脂をフォトリソグラフィすることにより、半導体回路部材１０の表面にある半導体回路デバイスの位置に対して高精度に位置合わせ（フォトリソグラフィ精度：±０．２６μｍ程度）及び加工（加工精度：±０．３μｍ程度）された当接部材４５（フォトリソグラフィ精度と加工精度との２乗和：±０．４μｍ程度）が形成されているため、例え分断時の半導体回路部材１０-（１）の外形加工精度が悪くても半導体回路部材１０-（１）の位置決めには全く影響を及ぼさない。従って、当接部材を設けない外形合わせの場合に比べて、より高精度に半導体回路部材を位置決めすることが出来る。
【０１４９】
このように作製された半導体回路部材１０（又は１０-（１））は、上記した位置決め方法および位置決め装置によって位置決め用基板２に位置決めした後、回路等が形成された接合基板に貼り付けて半導体装置を製造する。以下に、この接合基板について説明する。
【０１５０】
（接合基板）
図８（ａ）〜（ｄ）は、接合基板の作製工程を説明した図である。接合基板１８ａは、図８（ｄ）に示すように、マザーガラス１９と、このマザーガラス１９上に形成された二酸化ケイ素系絶縁膜２０と、さらにその上に形成された複数のパネルに含まれる多結晶シリコンデバイス２１とからなっており、複数のパネル１８ｂを含んでいる。
【０１５１】
上記接合基板１８ａを作製するときには、図８（ａ）に示すように、まず、マザーガラス１９上に、プラズマＣＶＤ法によりＴＥＯＳ膜を５０〜２００ｎｍ程度デポジションし、二酸化ケイ素系絶縁膜２０を形成する。
【０１５２】
次いで、プラズマＣＶＤ法により非晶質シリコン膜２２を３０〜２００ｎｍ程度形成し、非晶質シリコン膜２２中の水素を離脱させるため、４５０〜６００℃程度の熱で３０〜６０分熱処理（アニール）する。この熱処理により、非晶質シリコン膜２２中の水素含有量を１×１０１９ｃｍ−３以下にすることができる。なお、固相結晶成長も兼ねても良い。
【０１５３】
次に、図８（ｂ）に示すように、上記半導体回路部材１０を接合する箇所のみ、上記非晶質シリコン膜２２をパターニング・エッチングして除去しておく。このパターニング除去を行なうことにより、マザーガラス１９に、逐次、エキシマレーザ（λ＝３０８ｎｍ）照射して非晶質シリコンを多結晶化させても、接合を行なう箇所はレーザー光が透過するので、マザーガラス１９の表面が非晶質シリコンの融点付近にまで温度上昇することはなく、熱的ダメージを受けずに済む。
【０１５４】
非晶質シリコンをレーザー照射により多結晶化した後は、フォトリソグラフィ及びドライエッチング法により、多結晶シリコン膜２３をトランジスタ形状にパターニングする。
【０１５５】
次いで、図８（ｃ）に示すように、プラズマＣＶＤ法によりＴＥＯＳ膜を１００ｎｍ程度デポジションし、ゲート絶縁膜２４を形成する。さらに、ゲート電極材料を形成し、フォトリソグラフィによりパターニングを行ってゲート電極３４を形成する。ゲート電極材料としては、例えばＷ／ＴｉＴａの２層構造を用いる。
【０１５６】
次いで、図８（ｄ）に示すように、多結晶シリコンのソース・ドレイン部へイオンドーピング法等により不純物注入を行った後、プラズマＣＶＤ法によりＴＥＯＳ膜を１００〜４００ｎｍ程度デポジションし、絶縁膜２５を形成する。さらに、位置決め用基板２との位置合わせ用アライメントマーカー２６・２６を形成することにより、接合基板１８ａが完成する。
【０１５７】
次に、上記した作製方法によって作製した半導体回路部材１０（又は１０-（１））と接合基板１８ａとの貼り付け方法を説明する。
【０１５８】
まず、図６に示した半導体回路部材１０（又は１０-（１））の裏面側（単結晶Ｓｉ基板１２側）が第１センサー部７ａの撮像部に撮像されるように上向きに、トランジスタが形成されている表面側が位置決め用基板２と接するよう下向きに配置されている場合について述べる。ここで、接合基板１８ａには、半導体回路部材１０のトランジスタ形成面側が貼りつけられるため、本実施形態の位置決め方法を用いた場合は、位置決め用基板２に位置決めされた半導体回路部材１０（又は１０-（１））を別の基板（以下、これを補助基板と呼ぶ）にトランスファ固定する必要がある。
【０１５９】
そこで、以下に補助基板の構成と、位置決めされた半導体回路部材１０（又は１０-（１））の補助基板へのトランスファ固定と、半導体回路部材１０（又は１０-（１））と接合基板１８ａとの貼り付けについて説明する。
【０１６０】
（補助基板へのトランスファ固定）
本実施の形態に用いることができる補助基板の一例を図９（ａ）〜（ｃ）に基づいて説明する。なお、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１６１】
図９（ａ）〜（ｃ）に示すように、補助基板２７は、真空吸着により半導体回路部材１０（又は１０-（１））を吸着できるように構成されている。この構成以外にも、例えば補助基板２７の表面に接着剤を塗布又はラミネートして、半導体回路部材１０（又は１０-（1））を接着するような構成であってもよい。接着剤としては、熱剥離性樹脂または光剥離性樹脂を用いることができる。なお、図９に示すように、補助基板２７上には深さ１００〜３００ｎｍ程度の溝状の位置合わせ用マーク２８・２８が形成されている。
【０１６２】
図９（ａ）に示すように、位置決め用基板２上に位置決めされた複数の半導体回路部材１０（又は１０-（１））が、その相対位置を保ったまま一括して補助基板２７へ移し替えることができるように、補助基板２７の位置合わせ用マーク２８・２８と位置決め用基板２の位置合わせ用マーク３０・３０を用いて、位置決め用基板２と補助基板２７との位置合わせを行なう。なお、この位置決め用基板２と補助基板２７とのアライメントは必ずしも必要ではなく省くことも可能である。これは、位置決め用基板２上で位置決めした半導体回路部材１０（又は１０-（１））の相対位置だけが補助基板２７へきちんとトランスファされていれば、接合基板１８ａとの最終貼り付け工程において、ある半導体回路部材１０（又は１０-（１））の表面側にあるアライメントマーカーと、接合基板１８ａのアライメントマーカー同士をアライメントすることによって、他の半導体回路部材１０の貼り付け位置は必然的に決まるためである。この場合、このように補助基板２７を介した貼り付け方法を用いた場合であっても、時間のかかるアライメント合わせが１回で済むので、スループットが低下することはない。
【０１６３】
次いで、図９（ｂ）に示すように、位置決め用基板２と補助基板２７とを密着させ、位置決め用基板２上の半導体回路部材１０（又は１０-（１））を補助基板２７に真空吸着させた後、位置決め用基板２の真空チャックを切り離すことによって、半導体回路部材１０（又は１０-（１））を補助基板２７に一括して移し替える。
【０１６４】
次いで、図９（ｃ）に示すように、補助基板２７を反転させ、補助基板２７毎、剥離洗浄処理することによって複数の半導体回路部材１０の表面にある保護膜１７を一括して除去する。なお、この保護膜１７が薄い金属膜等で形成されている場合は、酸系のエッチング液等に浸すことによって保護膜１７を溶かす。なお、当接部材が形成された半導体回路部材１０-（１）の場合は、補助基板２７毎、アッシング処理をして当接部材を一括除去し、続いて剥離洗浄処理することによって保護膜１７を一括除去する。あるいは、酸系のエッチング液等により金属膜からなる保護膜１７を溶かすことで、その上に形成された当接部材４５も一緒にリフトオフさせて一括除去する。
【０１６５】
このようにして、複数の半導体回路部材１０（又は１０-（１））が、その表面が出た状態で、補助基板２７にトランスファ固定された（移し替えられた）状態が得られる。
【０１６６】
一方、図６に示した半導体回路部材１０の表面側（トランジスタが形成されている面側）が第１センサー部７ａの撮像部に撮像されるように上向きに、裏面側（単結晶Ｓｉ基板側）が位置決め用基板２と接するよう下向きに配置されている場合は、半導体表面側が上を向いているので、補助基板へトランスファ固定する工程は必要なくなり、位置決め基板上で位置決めされた半導体回路部材１０の表面の保護膜１７を剥離洗浄処理等により除去してやれば、直接、接合基板に貼り合せることが出来、工程を簡略化することが出来る。
【０１６７】
この場合も、先に述べた場合と同様に、半導体回路部材１０の裏面側にさらに当接部材が設けられていてもよい。例えば、図２１（ｂ）に示すように、図６で説明した半導体回路部材１０の構成に加えて、半導体基板の裏面に当接部材４５が設けられた半導体回路部材１０-（２）としてもよい。このような構造とすることで、当接部材を設けていない場合の位置決めに比べて、より高精度に半導体回路部材１０-（２）を位置決めすることができる。
【０１６８】
（接合基板への貼り付け）
図１０（ａ）（ｂ）に示すように、補助基板２７上に接着された半導体回路部材１０の絶縁膜１５の表面、および接合基板１８ａの絶縁膜２５の表面とを、それぞれアンモニア水と過酸化水素水と純水との混合液（ＳＣ１液）で洗浄する。この処理によって絶縁膜１５および絶縁膜２５の表面にＯＨ基が付着し、接合するのに活性な状態となる。なお、必ずしもこれに限らず、例えば、ＳＣ１洗浄による表面活性化の代わりに、酸素プラズマ中に曝して、表面を活性化しても良い。
【０１６９】
次いで、図１１（ａ）に示すように、補助基板２７上にトランスファ固定された複数の半導体回路部材１０が、その相対位置を保ったまま一括して接合基板１８ａに貼り付けられるように、位置合わせ用マーク２８・２８および位置合わせ用マーク２６・２６を用いて、補助基板２７と、接合基板１８ａとの位置合わせを行なう。
【０１７０】
次いで、補助基板２７上の半導体回路部材１０を接合基板１８ａに接触させ、僅かな力で押す。表面処理の結果生じる自己接合力によって接合が進行して行き、半導体回路部材１０は接合基板１８ａへ接合（ボンディング）される。
【０１７１】
次いで、図１１（ｂ）に示すように、補助基板２７を真空吸着から排気に切替えて、半導体回路部材１０を補助基板２７からリリースする。
【０１７２】
半導体回路部材１０の表面側（トランジスタが形成されている面側）が上向きに、裏面側（単結晶Ｓｉ基板側）が位置決め用基板２と接するよう下向きに配置されている場合は、上記接合基板の貼り付け工程（図１０〜図１１）において、位置決め用基板２が上記補助基板２７に相当すると考えて同様の処理（ＳＣ１処理〜接合〜真空吸着解除）を行えば良い。
【０１７３】
次いで、図１２に示すように、半導体回路部材１０がボンディングされた接合基板１８ａに、プラズマＣＶＤ法でＴＥＯＳ膜を２００〜６００ｎｍ程度デポジションし、段差低減のための層間絶縁膜３２を形成する。
【０１７４】
次いで、図１３に示すように、半導体回路部材１０がボンディングされた接合基板１８ａに、６００℃程度の熱処理を行なうことにより、半導体回路部材１０の水素イオン注入層１６から単結晶Ｓｉ基板１２の剥離を行なう。これにより、デバイスが形成された半導体回路部材１０の表側部分は接合基板１８ａに転写され、一方、剥離した半導体回路部材１０の裏側部分は不要部分１０ａとして除外される。なお、本実施例では、半導体回路部材１０が接合基板１８ａに転写された後も、接合基板１８ａのことを接合基板と呼ぶ。
【０１７５】
最後に、半導体回路部材１０が、多結晶Ｓｉデバイスを有する接合基板１８ａに転写された後の工程について述べる。
【０１７６】
図１４（ａ）に示すように、接合基板１８ａ全面をドライエッチングして、転写した半導体回路部材１０を１００〜２００ｎｍ程度まで薄膜化する。次に、接合基板１８ａに、ドーピングした不純物の活性化と、転写したシリコンデバイスの欠陥回復を目的として、６００〜６５０℃、４ｈ程度の熱処理を行なう。さらに、図１４（ｂ）に示すように、プラズマＣＶＤ法により、層間絶縁膜３６として、ＳｉＮｘ膜を１００〜３００ｎｍ程度、ＴＥＯＳ膜６３を４００〜１０００ｎｍ程度デポする。
【０１７７】
次いで、図１５（ａ）に示すように、フォトリソグラフィにより、単結晶Ｓｉデバイス及び多結晶Ｓｉデバイスの配線箇所のコンタクトホール３７を開口する。続いて、メタル膜をスパッタ・パターニングし、メタル配線３８を形成する。これにより、転写した半導体回路部材１０からなる単結晶Ｓｉデバイスと、接合基板１８ａ上の多結晶Ｓｉデバイスとが電気的に接続された状態となり、混載デバイスが完成する。
【０１７８】
その後、図１５（ｂ）に示すように、接合基板１８ａと対向基板９０を貼り合せた後、その間に液晶１００を注入した後、接合基板１８ａを複数のパネル４０ｂに分断することによって、例えば、１つの液晶ディスプレイパネルに、画素のスイッチングのための多結晶シリコンデバイスと、走査信号線駆動回路及びデータ信号線駆動回路のドライバＩＣとなる単結晶Ｓｉデバイスとを備えた半導体装置５０が完成する。
【０１７９】
以上のような工程を経て、半導体装置５０を製造することができる。すなわち、半導体装置５０の製造方法は上記した位置決め方法を用いて位置決めされた半導体回路部材１０を貼り付けて製造されるため、高精度の半導体装置５０を製造することができる。また、従来技術と比較して半導体回路部材１０の位置決め方法が迅速に行なうことができるため、本実施形態の半導体装置５０の製造方法を用いることにより、そのスループットを向上させることができる。
【０１８０】
〔実施の形態２〕
本発明にかかる他の実施の形態について、図１６ないし図２２に基づいて説明すれば以下の通りである。本実施の形態では、上記実施の形態１との相違点について説明するため、説明の便宜上、実施の形態１で説明した部材と同一の機能を有する部材には同一の部材番号を付し、その説明を省略する。
【０１８１】
図１６は、本実施形態の位置決め装置１’の構成を示す断面図である。図１６に示す位置決め装置１’は、上記実施の形態１にて説明した位置決め装置１に備えられた貫通穴９、気流発生装置４に代えて、第２磁性体４０、調整手段４１を備えている。さらに、上記実施の形態１にて説明した位置決め装置１に備えられた第１センサー部７ａに代えて、本実施の形態ではレーザー変位計を第１センサー部７ａ’として用いている。
【０１８２】
また本実施の形態では、上記実施の形態１にて説明した半導体回路部材１０の構成に加えて、図１７（ａ）に示すように上記第２磁性体４０に対応する第１磁性体４２が必要である。
【０１８３】
上記位置決め装置１’に設けられた第２磁性体４０は、半導体回路部材の第１磁性体４２との間に引力を形成することによって、半導体回路部材を位置決め用基板２’に対して非接触状態にすることができ、反対に、斥力を形成することによって、位置決めストッパー３に位置決めされた半導体回路部材を位置決め用基板２’に一時固定することができる。
【０１８４】
上記第２磁性体４０は、例えば磁性薄膜や磁性フィルムから構成することができる。また、第２磁性体４０は、上記調整手段４１に接続している。
【０１８５】
上記調整手段４１は、第２磁性体４０と第１磁性体４２との間に形成される引力または斥力の切替える（調整）ために設けられており、具体的には、第２磁性体４０を調整することによって切替えを行なうように構成されている。調整手段４１は、制御手段８に接続されており、当該制御手段８の制御を受けるように構成されている。なお、調整手段４１による第２磁性体４０の調整、および制御手段８による調整手段４１の制御については後述する。
【０１８６】
上記第１センサー部７ａ’は、位置決め用基板２’の表面に沿った二次元方向において半導体回路部材の位置を検知することができるように構成されている。本実施形態では、第１センサー部７ａ’としてレーザー変位計（以下、第１センサー部７ａ’と呼ぶ）を用いた場合について説明する。
【０１８７】
上記第１センサー部７ａ’は、レーザー光源と受光手段とから構成されており、図１６に示すように、位置決めストッパー３それぞれに対応するように設けられている。また、第１センサー部７ａ’は、半導体回路部材１０’の位置を検知した検知信号を制御手段８に伝えることができるように制御手段８に接続されている。
【０１８８】
以下に、これら第１センサー部７ａ’の具体的な配置位置および第１センサー部７ａ’の原理を図１８（ａ）・（ｂ）に基づいて説明すれば以下の通りである。
【０１８９】
図１８（ａ）・（ｂ）は、位置決め用基板２’上に設けられた位置決めストッパー３、および位置決めの対象である半導体回路部材を示すとともに、第１センサー部７ａ’の配設位置を示した説明図である。なお、図１８（ａ）・（ｂ）には説明の便宜上、位置決め用基板２’、位置決めストッパー３、半導体回路部材１０’、第１センサー部７ａ’のみを示す。
【０１９０】
図１８（ａ）に示すように、半導体回路部材１０’が位置決めストッパー３に正確に位置決めされていない場合、第１センサー部７ａ’は、当該第１センサー部７ａ’から位置決め用基板２’の表面までの高さｈ０（仮にゼロと設定）を検出する。一方、図１８（ｂ）に示すように、半導体回路部材が位置決めストッパー３に正確に位置決めされている場合、第１センサー部７ａ’は半導体回路部材の高さｈ１（半導体回路部材１０’の厚みに相当）を検出する。
【０１９１】
以上のような原理の第１センサー部７ａ’を各位置決めストッパー３それぞれに対応するように備えることによって、半導体回路部材１０’の二次元方向の位置を検知することができる。
【０１９２】
本実施形態では、第１センサー部７ａ’は、各位置決めストッパー３に対して３つ設けられており、図１８（ａ）・（ｂ）に示したように、位置決め用基板２’の表面における、Ｌ字型の位置決めストッパー３の角部および両端部に近接した領域にレーザー光が照射するように構成されている。この配置によって、二次元方向の半導体回路部材１０’の位置を効率的かつ正確に検知することができる。しかしながら、本発明はこの数に限定されるものではなく、位置決めストッパー３の形状に応じて適宜設定すればよい。
【０１９３】
次に、本実施の形態で用いる第１磁性体４２が設けられた半導体回路部材１０’について説明する。
【０１９４】
（半導体回路部材）
図１７（ａ）は、本実施形態の半導体回路部材１０’の構成を示した断面図である。半導体回路部材１０’には、上記実施の形態１にて説明した半導体回路部材１０の構成に加えて第１磁性体４２が設けられている。なお、以下の説明では第１磁性体４２が形成されていない時点での半導体回路部材も半導体回路部材と呼ぶ。
【０１９５】
上記第１磁性体４２を備えた半導体回路部材１０’の作製方法は、上記実施の形態１にて説明した半導体回路部材１０の作製方法に基づいて作製することができる。まず、図１９（ａ）に示すように、直径６インチ（約１５ｃｍ）又は８インチ（約２０ｃｍ）程度の単結晶シリコンウェハに、ゲート酸化膜１３、ゲート電極１４、層間絶縁膜１５、水素イオン注入層１６を形成し、単結晶シリコンウェハ１０ａ’を作製する。ゲート酸化膜１３を始めとする各膜の作製方法は、上記実施の形態１で既に説明しているため、ここでは省略する。続いて、図１９（ｂ）に示すように、上記単結晶シリコンウェハ１０ａ’の表面側（トランジスタ形成面側）に、スパッタ法あるいはレーザーアブレーション法を用いてＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系やＲ−Ｆｅ−Ｂ系の磁性薄膜を成膜して第1磁性体４２を形成する。さらに、第1磁性体４２の上に保護膜１７を塗布して形成してもよい。
【０１９６】
最後に、図１９（ｃ）に示すように、上記実施の形態１と同様に単結晶シリコンウェハ１０ａ’を分断し、チップ状の半導体回路部材１０’が作製される。
【０１９７】
さらに望ましくは、この半導体回路部材１０’に、当接部材が設けられていてもよい。具体的には、図２３（ａ）に示すように、図１７（ａ）で説明した半導体回路部材１０’の構成に加えて、半導体基板の表面に当接部材４５’が設けられた半導体回路部材１０’-（１）であってもよい。
【０１９８】
上記当接部材４５’は、例えばレジストやドライフィルムレジストといった感光性樹脂から構成することができる。あるいは、磁性体を含んだ感光性樹脂から構成してもよい。
【０１９９】
上記当接部材４５’を設けることによって、半導体回路部材１０’-（１）が、位置決めストッパー３に位置決めされたことが検知されて位置決め用基板２に一時固定される際、半導体回路部材１０’-（１）における当接部材４５’以外の部分を位置決め用基板２および位置決めストッパー３に接触させないようにすることができる。これにより、半導体回路部材１０’-（１）の当接部材４５’以外の部分を半導体回路部材１０’を破損させることなく位置決めを行なうことができる。
【０２００】
当接部材４５が形成された半導体回路部材１０’-（１）を作製する方法としては、上記実施の形態１で既に述べた方法と同様に、図１９（ｂ）の工程の後に、感光性樹脂を塗布又はラミネートし、分断後の半導体回路部材１０’が高精度に位置決めできるように単結晶シリコンウェハ１０ａ’の表側に形成した半導体回路デバイスの位置を基準として、感光性樹脂をフォトリソグラフィにより、露光、及び現像して、当接部材４５を形成する（図２４（ａ））。最後に、図２４（ｂ）に示すように、単結晶シリコンウェハ１０ａ’を分断し、チップ状の半導体回路部材１０’-（１）が形成される。
【０２０１】
次に、本実施形態における位置決め方法について説明する。図２０（ａ）〜（ｅ）は、本実施の形態の位置決め方法を説明するための説明図である。なお、図２０（ａ）〜（ｅ）には一部、部材間を接続する配線を省略している部分がある。
【０２０２】
まず、半導体回路部材１０’を位置決め用基板２上に載置して、位置決め用基板２の第２磁性体４０と半導体回路部材１０’の第１磁性体４２との間に斥力が形成されるように、調整手段４１によって第２磁性体４０を調整する。これにより、図２０（ａ）に示すように、半導体回路部材１０’が位置決め用基板２’の表面に対して非接触状態となる。この状態で、傾斜手段５を用いて位置決め用基板２を傾斜させことによって、図２０（ｂ）に示すように、複数の半導体回路部材１０’を各々の自重で移動させるができる（移動工程）。なお、上記した気流発生装置４および傾斜手段５は制御手段によって制御されている。
【０２０３】
移動中の各半導体回路部材１０’の位置は、図２０（ｂ）に示すように、各位置決めストッパー３に設けられている第１センサー部７ａ’および第２センサー部７ｂによって検知することができる（検知工程）。第１センサー部７ａ’では、上述した方法によって、位置決め用基板２’の表面に沿った二次元方向における半導体回路部材１０’の位置を検知でき、第２センサー部７ｂは、位置決め用基板２’の表面に対して垂直方向における半導体回路部材１０’の位置を検知できる。
【０２０４】
各半導体回路部材１０’の第１センサー部７ａ’および第２センサー部７ｂによる検知信号は、それぞれ上記制御手段８に送られる。
【０２０５】
各半導体回路部材１０に対応するように設けられた第１センサー部７ａ’および第２センサー部７ｂによって、複数ある半導体回路部材１０’のうち、図２０（ｂ）の左側に示すように位置決めストッパー３に正確に位置決めされていると検知した検知信号が制御手段８に送られると、制御手段８は、調整手段４１を制御して、位置決めされた半導体回路部材１０’に対応する第２磁性体４０を、第１磁性体４２との間に引力を形成するように制御する。さらに、制御手段８は、位置決め用基板２’を水平に戻すように傾斜手段を制御する。
【０２０６】
これにより、位置決めストッパー３に正確に位置決めされた半導体回路部材１０’は、図２０（ｃ）の左側に示すように、位置決め用基板２に一時固定される（固定工程）。
【０２０７】
一方、位置決め用基板２を水平に戻した状態（図２０（ｃ））において、位置決めストッパー３に位置決めされていないと検知された半導体回路部材１０’（図２０（ｂ）（ｃ）の右側）に対しては、制御手段８は、この半導体回路部材１０’に対応する調整手段４１を再度制御して、第２磁性体４０が第１磁性体４２との間に斥力が形成されるように調整し、この半導体回路部材１０’を位置決め用基板２’の表面に対して再度非接触状態にする。そして制御手段８は、図５（ｄ）に示すように、傾斜手段５を制御して再度位置決め用基板２’を傾斜させ、この半導体回路部材１０’の位置決めを試みる。
【０２０８】
この半導体回路部材１０’が、これに対応する第１センサー部７ａ’および第２センサー部７ｂによって、位置決めストッパー３に正確に位置決めされていることが検知されると、図２０（ｂ）〜（ｄ）の左側の半導体回路部材１０と同様の工程を経て、位置決め用基板２に一時固定することができる。
【０２０９】
また、第２センサー部７ｂの検知結果に基づいて、制御手段８では、斥力を形成している途中の調整手段４１を制御し、その磁力を調整することができる。これにより、斥力から引力への切替えを段階的に行なうことができる。そのため、急激な切替えによる位置決めストッパー３や位置決め用基板２’への半導体回路部材１０’の衝突、および衝突による破損を回避することができる
以上のように、本実施形態の位置決め方法によれば、半導体回路部材１０’を第２磁性体４０が第１磁性体４２との間で引力および斥力を形成することによって、位置決め用基板２’上で操作するとともに、一時固定することができる。
【０２１０】
このように、半導体回路部材１０’を非接触状態で位置決め用基板２’上で位置決めさせることができるため、全ての半導体回路部材を、破損やダストの発生なく良好に位置決めを行なうことができる。
【０２１１】
また、本実施形態では磁力（引力および斥力）を用いて半導体回路部材１０’を移動させるため、従来技術において電子部品の移動に用いられていた振動の場合のような共振現象による周波数や振幅の変動が起こらない。そのため、位置決め用基板２’上の面内に渡って、半導体回路部材１０’を安定して移動させることが可能であり、よって、半導体回路部材１０’の個数が増えて位置決め用基板２’サイズが大きくなった場合であっても、これらを一括して位置決めしやすい。
【０２１２】
上記した位置決め方法および位置決め装置によって位置決め用基板２’に位置決めされた半導体回路部材１０’は、以下の工程によって回路等が形成された接合基板に貼り付けて半導体装置を製造する。
【０２１３】
次に、上記した作製方法によって作製した半導体回路部材１０’（又は１０’-（１））と接合基板１８ａとの貼り付け方法を説明する。
【０２１４】
図１７（ａ）（又は図２３（ａ））に示すような半導体回路部材１０’（又は１０’-（１））は、その裏面側（単結晶Ｓｉ基板１２側）が第１センサー部７ａ’の撮像部に撮像されるよう上向きに、トランジスタと第１磁性体４２が形成されている表面側が位置決め用基板２と接するよう下向きに配置される。従って、接合基板１８ａには、半導体回路部材１０のトランジスタ形成面側が貼りつけられるため、本実施形態の位置決め方法を用いた場合は、上記の実施の形態１で述べた方法と同様な方法で、位置決め用基板２に位置決めされた半導体回路部材１０’（又は１０’-（１））を補助基板にトランスファ固定する必要がある。すなわち、図９（ａ）〜（ｃ）の工程において、真空吸着を用いた位置決め装置１の部分が、磁力を用いた位置決め装置１’に置き換わるだけで、後は同様の考え方で処理することで、補助基板２７に一括して移し替えられる。
【０２１５】
補助基板２７に一括して移し替えた後、当接部材４５’が設けられている場合（１０’-（１））は、アルカリ系の剥離液に浸すことによって当接部材４５を一括して除去する。続いて補助基板２７毎、アッシング処理及び剥離洗浄処理することによって、半導体回路部材１０’（又は１０’-（１））表面の保護膜１７を一括して除去する。なお、この保護膜１７が薄い金属膜等で形成されている場合は、酸系のエッチング液等に浸すことによって保護膜１７を溶かし、当接部材４５をリフトオフさせて同時に除去してもよい。この方法は、当接部材４５を同時に除去することができるので、当接部材４５の材料選定の自由度が広がったり、工程が簡略化できたりするメリットがある。
【０２１６】
最後に、第１磁性体４２を、反応性エッチングやウェットエッチング等で除去する。このようにして、複数の半導体回路部材１０’（又は１０’-（１））が、その表面が出た状態で、補助基板２７にトランスファ固定された（移し替えられた）状態が得られる。これ以降の貼り付け方法は上記実施の形態１と同じであるため、説明を省略する。
なお、本実施形態では、図１７（ａ）に示したように第１磁性体４２を半導体回路部材１０’の表面側（トランジスタ形成面側）に形成しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、第１磁性体４２を、図１７（ｂ）に示したように半導体回路部材の裏面側（単結晶Ｓｉ基板側）に形成することも可能である。この場合は、半導体回路部材１０’の表面側（トランジスタが形成面側）が第１センサー部７ａの撮像部に撮像されるように上向きに、裏面側（単結晶Ｓｉ基板側）が位置決め用基板２と接するよう下向きに配置される。従って、半導体表面側が上を向いているので、補助基板へトランスファ固定する工程は必要なくなり、位置決め基板上で位置決めされた半導体回路部材１０’の表面の保護膜１７を剥離洗浄処理で除去してやれば、直接、接合基板に貼り合せることができ、工程を簡略化することが出来る。
【０２１７】
半導体回路部材１０’の裏面側に残った第１磁性体４２は、接合基板に貼りあわせた後に反応性エッチングやウェットエッチング等により除去される。あるいは、貼りあわせ後にエッチングで除去しなくても、接合後の熱処理によって半導体回路部材１０’の水素イオン注入層１６から単結晶Ｓｉ基板１２が剥離されるので、一緒にリフトオフして除去される。
【０２１８】
図１７（ｂ）に示す半導体回路部材１０’の場合でも、先に述べた場合と同様に、さらに望ましくは、図２３（ｂ）に示すように、半導体回路部材１０の裏面側にさらに当接部材４５が設けられていてもよい。このような構造とすることで、当接部材を設けない位置合わせの場合と比べて、より高精度に半導体回路部材１０’-（２）を位置決めすることができる。この場合、表面側の保護膜１７を剥離液等で除去し接合基板と接合させた後、接合基板毎一括して半導体回路部材裏面側の当接部材４５を酸素プラズマ等のアッシング処理で除去し、第1磁性体４２を反応性エッチングやウェットエッチング等で除去すればよい。しかし、接合後の熱処理で、第1磁性体４２が形成された単結晶Ｓｉ裏面側は水素イオン注入層１６から単結晶Ｓｉ基板１２が剥離されるので、必ずしも第1磁性体４２を事前に除去する必要はない。
【０２１９】
これ以降の工程は上記実施の形態１と同じであるため、説明を省略する。
【０２２０】
なお、本発明は上述した各実施の形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【０２２１】
なお、本発明は以下のように換言することもできる。具体的には、複数の半導体部品を基板上の所定の位置に一括して位置決めする装置において、半導体部品の位置を感知するセンサーと、該センサーの結果に基づき任意の場所の半導体部品のみを浮上もしくは移動もしくは下降させる制御機構とを有し、任意の場所の半導体部品の位置決めを修正することができることを特徴とする半導体部品の位置決め、検査、修正装置であると換言することができる。
【０２２２】
また、上記において、上記半導体部品の浮上もしくは移動もしくは下降を、流体力もしくは磁力によって行なうことを特徴とする請求項1に記載の位置決め、検査、修正装置であると換言することができる。
【産業上の利用可能性】
【０２２３】
本発明の位置決め方法および位置決め装置は、複数の半導体回路部材の位置を検知するとともに、各検知結果に応じて、位置決めされた半導体回路部材と位置決めされていない半導体回路部材との対応を変え、位置決めされた半導体回路部材は基板に一時固定しておき、その間に位置決めされていない半導体回路部材を再度位置決めさせることができる。さらに、位置決めに際して、半導体回路部材は基板に対して非接触状態であるため、半導体回路部材の破損やダスト発生を著しく低減することができる。
【０２２４】
したがって、半導体装置に用いられる半導体チップの一括位置決めを、高精度、かつ迅速に行なうことができる。本発明の位置決め方法および位置決め装置は、半導体チップの一括位置決め以外にも、電子部品やバイオチップの整列、位置決め、一括動作処理にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０２２５】
【図１】本発明の一実施形態に係る位置決め装置の構成を示す断面図である。
【図２】図１に示した位置決め装置における位置決め用基板の上の構成について示した斜視図である。
【図３】図１に示した位置決め装置に設けられた位置決めストッパーの他の構造を示した斜視図である。
【図４】（ａ）および（ｂ）は、図１に示した位置決め装置に設けられた第１センサー部の検知原理を説明した図である。
【図５】（ａ）〜（ｅ）は図１に示した位置決め装置を用いて半導体回路部材を位置決めする過程をそれぞれ示した断面図である。
【図６】図１に示した位置決め装置によって位置決めされる半導体回路部材の構成を示した断面図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、図６に示した半導体回路部材の製造過程を示した斜視図である。
【図８】本発明に係る半導体装置の製造方法において用いることができる接合基板の製造過程を示した断面図である。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は、本発明に係る半導体装置の製造方法において、位置決め装置によって位置決めされた半導体回路部材を補助基板にトランスファ固定する過程を示した断面図である。
【図１０】（ａ）は補助基板に固定された半導体回路部材の表面を活性化する工程を示す断面図であり、（ｂ）は接合基板の表面を活性化する工程を示す断面図である。
【図１１】（ａ）は補助基板に固定された半導体回路部材を接合基板に接合する工程を示す断面図であり、（ｂ）は接合基板に接合された半導体回路部材から補助基板を剥離する工程を示す断面図である。
【図１２】半導体回路部材を接合した後の、多結晶シリコンデバイスを搭載した接合基板の構成を示す断面図である。
【図１３】図１２に示した工程において、接合基板に接合した半導体回路部材を熱処理によって単結晶シリコン膜を剥離させる工程を示す断面図である。
【図１４】（ａ）および（ｂ）は、半導体装置の製造方法において、半導体回路部材が搭載された接合基板に配線パターンを形成する工程を示す断面図である。
【図１５】（ａ）および（ｂ）は、図１４（ｂ）の続きの工程を示す断面図である。
【図１６】本発明の他の実施形態に係る位置決め装置の構成を示した断面図である。
【図１７】（ａ）および（ｂ）は、図１６に示した位置決め装置によって位置決めされる半導体回路部材の構成を示した断面図である。
【図１８】（ａ）および（ｂ）は、図１６に示した位置決め装置に設けられた第１センサー部の検知原理を説明した図である。
【図１９】（ａ）〜（ｃ）は、図１７（ａ）に示した半導体回路部材の製造過程を示した斜視図である。
【図２０】（ａ）〜（ｅ）は図１６に示した位置決め装置を用いて半導体回路部材を位置決めする過程をそれぞれ示した断面図である。
【図２１】（ａ）および（ｂ）は、図１に示した位置決め装置によって位置決めされる半導体回路部材の他の構成を示した断面図である。
【図２２】（ａ）〜（ｃ）は、図２１（ａ）に示した半導体回路部材の製造過程を示した斜視図である。
【図２３】（ａ）および（ｂ）は、図１６に示した位置決め装置によって位置決めされる半導体回路部材の他の構成を示した断面図である。
【図２４】（ａ）および（ｂ）は、図２３（ａ）に示した半導体回路部材の製造過程を示した斜視図である。
【符号の説明】
【０２２６】
１、１’      位置決め装置
２、２’      位置決め用基板（基板）
３          位置決めストッパー（位置決め部）
４          気流発生装置（操作手段）
５          傾斜手段（操作手段）
６          操作手段
７          センサー（検知手段）
７ａ、７ａ’      第１センサー部（第１検知部）
７ａ−１    撮像部
７ａ−２    表示部
７ｂ      第２センサー部（第２検知部）
８          制御手段
９          貫通穴
１０、１０−（１）、１０−（２）          半導体回路部材（物品）
１０’、１０’−（１）、１０’−（２）          半導体回路部材（物品）
４０          第２磁性体（操作手段）
４１          調整手段（操作手段）
４２          第１磁性体（操作手段）
４５、４５’    当接部材
５０          半導体装置
【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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