(57)【要約】      （修正有）【課題】高い精度で位置合わせを行うことができ、かつ、適正な条件で加工を行うことができる部品加工装置を提供する。【解決手段】第１部材を着脱可能な状態で支持する第１支持台と、第２部材を着脱可能な状態で支持し、第２部材を支持する部分を含む領域が透明部材で形成され、第２部材が支持されている面とは反対側の面から透明部材を介して第２部材が視認できる第２支持台と、第１支持台と第２支持台とを相対的に移動させる移動機構と、第２支持台に支持された部品と第１支持台に支持された第２部材とを密着させた状態で加圧する加圧機構２２と、第２部材が支持されている面とは反対側の面から透明部材を介して部品を含む領域を拡大して観察する観察手段２６と、を有する。【選択図】図１
2012049511.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１部材と第２部材とを接触させることで部品を加工する部品加工装置であって、
前記第１部材を着脱可能な状態で支持する第１支持台と、
前記第２部材を着脱可能な状態で支持し、前記第２部材を支持する部分を含む領域が透明部材で形成され、前記第２部材が支持されている面とは反対側の面から前記透明部材を介して前記第２部材が視認できる第２支持台と、
前記第１支持台と前記第２支持台とを相対的に移動させる移動機構と、
前記第２支持台に支持された前記第２部材と前記第１支持台に支持された前記第１部材とを密着させた状態で加圧する加圧機構と
前記第２部材が支持されている面とは反対側の面から前記透明部材を介して前記第２部材を含む領域を拡大して観察する観察手段と、
各部の動作を制御する制御手段と、を有することを特徴とする部品加工装置。
【請求項２】
前記第２支持台は、前記透明部材の前記第２部材との接触部に吸引孔が形成されており、前記吸引孔から吸引を行うことで、前記透明部材の表面に前記第２部材を支持することを特徴とする請求項１に記載の部品加工装置。
【請求項３】
前記第２支持台は、内部に前記吸引孔と接続する空間が形成されており、かつ、
空気を吸引する吸引管と接続する流路が、前記空間の前記透明部材を介して前記第２部材が配置されている面が視認できる領域以外の領域に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の部品加工装置。
【請求項４】
前記第１支持台は、前記第１部材との接続部に吸引孔が形成されており、前記吸引孔から吸引を行うことで、表面に前記第１部材を支持することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の部品加工装置。
【請求項５】
前記第１支持台及び前記第２支持台は、前記移動機構に対して着脱可能であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の部品加工装置。
【請求項６】
前記第１支持台の近傍に配置され、前記第１部材を加熱する加熱機構をさらに有し、
前記第１部材と前記第２部材とを加熱加圧することで接合することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の部品加工装置。
【請求項７】
前記第１支持台は、前記第２支持台の鉛直方向下側に配置されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の部品加工装置。
【請求項８】
前記観察手段により拡大された前記第２部材を含む領域の画像を取得する撮影手段をさらに有することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の部品加工装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記撮影手段で撮影した画像に基づいて、前記第２部材と前記第１部材との相対位置を算出し、算出した結果に基づいて、前記移動機構で前記第１支持台と前記第２支持台とを相対移動させ、前記第１部材と前記第２部材との位置合わせを行うことを特徴とする請求項８に記載の部品加工装置。
【請求項１０】
前記観察手段は、赤外線観察が可能な鏡筒を備え、
前記制御手段は、前記観察手段により前記赤外線で観察し、前記撮影手段で撮影した画像を用いて、前記第１部材と前記第２部材との位置合わせを行うことを特徴とする請求項９に記載の部品加工装置。
【請求項１１】
前記撮影手段が取得した画像を表示させる表示手段をさらに有することを特徴とする請求項８から１０のいずれか１項に記載の部品加工装置。
【請求項１２】
前記加圧機構は、前記第１支持台と前記第２支持台との間に負荷される圧力を検出する圧力計を有し、
前記制御手段は、前記圧力計で検出した圧力に基づいて、前記第１部材と前記第２部材との間に加える圧力を調整することを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の部品加工装置。
【請求項１３】
前記第１部材は、加工対象部材であり、
前記第２部材は、金型であり、
前記加圧手段は、前記第２支持台に支持された前記金型と前記第１支持台に支持された前記加工対象部材とを密着させた状態で加圧し、前記加工対象部材に前記金型の凹凸を転写することを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の部品加工装置。
【請求項１４】
請求項１から１２のいずれか一項に記載の部品加工装置を備え、
前記第１部材は、基板であり、
前記第２部材は、部品であり、
前記加圧手段は、前記第２支持台に支持された前記部品と前記第１支持台に支持された前記基板とを密着させた状態で加圧し、前記基板に前記部品を接合することを特徴とする部品接合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部品を加工する部品加工装置および基板上に部品を接合する部品接合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板上に電子部品を配置した製品（回路基板、集積回路、チップ）としては、複数のＬＳＩチップを１つのパッケージ内に封止した半導体製品であるＳｉＰ（System  in  Package）や、半導体集積回路チップや、センサチップ、ＭＥＭＳ（Micro  Electro  Mechanical  Systems）チップを複数実装した複合実装チップ等がある。このように、複数の電子部品（チップ等）を基板上に実装、接合する製品の製造方法としては、電子部品を別々に製造し、別々に製造した電子部品を基板上に実装、接合することで製造する方法がある。
【０００３】
基板上に部品を接合する装置としては、フリップチップボンディング、ダイボンディング、超音波接合技術などを用いて基板上に部品を接合する装置がある。ここで、基板に部品を接合する場合、接合すべき部品と基板との相対位置の確認、具体的には、２つ以上の顕微鏡を用いて、接合すべき部品を支持する部材と、基板を支持する部材とのアライメントを行い、位置を調整した後、部品と基板とを接合させる。
【０００４】
ここで、部品と基板との相対位置を調整する、つまりアライメントを行う装置としては、特許文献１や、特許文献２に記載されているように、部品を支持する部材の少なくとも一部を透明にして、その透明部分から部品と基板とを観察し、アライメントを行う装置がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２９９５０１号公報
【特許文献２】特開２００８−１２４３８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、特許文献１や特許文献２に記載されている装置のように、部品を保持する手段の、部品を保持する領域を透明とし、その透明部分から部品と基板とを確認できるようにすることで、部品と基板との位置合わせをより正確に行うことが可能となる。
【０００７】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２に記載されている装置では、使用可能なボンディングの種類が限られる。また、接合可能な部品が限られるという問題がある。
【０００８】
また、２つの部材の位置合わせをした後、２つの部品を接触させて加工する他の部品加工装置でも、基板に部品を接合する部品接合装置と同様に、種々の部材同士を用いて正確な加工が必要となる。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、高い精度で位置合わせを行うことができ、かつ、適切な条件で加工を行うことができる部品加工装置および部品接合装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、第１部材と第２部材とを接触させることで部品を加工する部品加工装置であって、前記第１部材を着脱可能な状態で支持する第１支持台と、前記第２部材を着脱可能な状態で支持し、前記第２部材を支持する部分を含む領域が透明部材で形成され、前記第２部材が支持されている面とは反対側の面から前記透明部材を介して前記第２部材が視認できる第２支持台と、前記第１支持台と前記第２支持台とを相対的に移動させる移動機構と、前記第２支持台に支持された前記第２部材と前記第１支持台に支持された前記第１部材とを密着させた状態で加圧する加圧機構と、前記第２部材が支持されている面とは反対側の面から前記透明部材を介して前記第２部材を含む領域を拡大して観察する観察手段と、各部の動作を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。
【００１１】
また、前記第２支持台は、前記透明部材の前記第２部材との接触部に吸引孔が形成されており、前記吸引孔から吸引を行うことで、前記透明部材の表面に前記第２部材を支持することが好ましい。
【００１２】
また、前記第２支持台は、内部に前記吸引孔と接続する空間が形成されており、かつ、空気を吸引する吸引管と接続する流路が、前記空間の前記透明部材を介して前記第２部材が配置されている面が視認できる領域以外の領域に形成されていることが好ましい。
【００１３】
また、前記第１支持台は、前記第１部材との接続部に吸引孔が形成されており、前記吸引孔から吸引を行うことで、表面に前記第１部材を支持することが好ましい。
【００１４】
また、前記第１支持台及び前記第２支持台は、前記移動機構に対して着脱可能であることが好ましい。
【００１５】
また、前記第１支持台の近傍に配置され、前記第１部材を加熱する加熱機構をさらに有し、前記第１部材と前記第２部材とを加熱加圧することで接合することが好ましい。
【００１６】
また、前記第１支持台は、前記第２支持台の鉛直方向下側に配置されていることが好ましい。
【００１７】
また、前記観察手段により拡大された前記第２部材を含む領域の画像を取得する撮影手段をさらに有することが好ましい。
【００１８】
また、前記制御手段は、前記撮影手段で撮影した画像に基づいて、前記第２部材と前記第１部材との相対位置を算出し、算出した結果に基づいて、前記移動機構で前記第１支持台と前記第２支持台とを相対移動させ、前記第１部材と前記第２部材との位置合わせを行うことが好ましい。
【００１９】
また、前記観察手段は、赤外線観察が可能な鏡筒を備え、前記制御手段は、前記観察手段により前記赤外線で観察し、前記撮影手段で撮影した画像を用いて、前記第１部材と前記第２部材との位置合わせを行うことが好ましい。
【００２０】
また、前記撮影手段が取得した画像を表示させる表示手段をさらに有することが好ましい。
【００２１】
また、前記加圧機構は、前記第１支持台と前記第２支持台との間に負荷される圧力を検出する圧力計を有し、前記制御手段は、前記圧力計で検出した圧力に基づいて、前記第１部材と前記第２部材との間に加える圧力を調整することが好ましい。
【００２２】
また、前記第１部材は、加工対象部材であり、前記第２部材は、金型であり、前記加圧手段は、前記第２支持台に支持された前記金型と前記第１支持台に支持された前記加工対象部材とを密着させた状態で加圧し、前記加工対象部材に前記金型の凹凸を転写することが好ましい。
【００２３】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は部品接合装置であって、上記のいずれかに記載の部品加工装置を備え、前記第１部材は、基板であり、前記第２部材は、部品であり、前記加圧手段は、前記第２支持台に支持された前記部品と前記第１支持台に支持された前記基板とを密着させた状態で加圧し、前記基板に前記部品を接合することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明にかかる部品加工装置および部品接合装置は、高い精度で位置合わせを行うことができ、かつ、適正な条件で加工を行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、部品接合装置の一実施形態の概略構成を示す斜視図である。
【図２】図２は、部品加工手段の概略構成を示す正面図である。
【図３】図３は、部品加工手段の加圧機構の概略構成を示す部分断面図である。
【図４】図４は、部品加工手段の下部支持台の概略構成を示す分解斜視図である。
【図５】図５は、部品加工手段の下部支持台の概略構成を示す側面図である。
【図６】図６は、部品加工手段の上部支持台の概略構成を示す分解斜視図である。
【図７】図７は、部品加工手段の上部支持台の概略構成を示す分解側面図である。
【図８】図８は、部品接合装置の接合動作の一例を示すフロー図である。
【図９】図９は、部品接合装置の接合動作を説明するための説明図である。
【図１０】図１０は、部品接合装置の接合動作を説明するための説明図である。
【図１１】図１１は、部品加工装置の加工動作の一例を示すフロー図である。
【図１２】図１２は、部品加工装置の加工動作を説明するための説明図である。
【図１３】図１３は、部品加工装置の加工動作を説明するための説明図である。
【図１４】図１４は、部品加工装置の金型の一例の概略構成を示す斜視図である。
【図１５】図１５は、加工後の試料の一例の概略構成を示す斜視図である。
【図１６】図１６は、加工後の試料の計測結果を示すグラフである。
【図１７】図１７は、部品加工装置の加工動作時の観察経過の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の発明を実施するための形態（以下、実施形態という）により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。ここで、以下の実施形態では、部品加工装置を基板に部品を接合する部品接合装置として用いる場合で説明する。なお、本実施形態の部品接合装置は、基板に部品を接合させるが、基板、部品としては、種々の部材を用いることができる。基板としては、上述した、複数のＬＳＩチップを１つのパッケージ内に封止した半導体製品であるＳｉＰ（System  in  Package）や、半導体集積回路チップや、センサチップ、ＭＥＭＳ（Micro  Electro  Mechanical  Systems）チップを複数実装した複合実装チップの基板を用いることができる。また部品としては、ＬＳＩチップや、ＭＥＭＳなどの各種電気回路、また基板に接合する各種部品、例えば、スペーサ、絶縁カバー等を用いることができる。
【００２７】
以下に、本発明にかかる部品接合装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。図１は、部品接合装置の一実施形態の概略構成を示す斜視図である。
【００２８】
図１に示す部品接合装置（部品加工装置）１０は、土台１２と、部品接合手段（部品加工手段）１４と、観察手段１６と、表示手段１８と、制御手段２０とを有する。土台１２は、部品接合手段１４と、観察手段１６と、表示手段１８と、制御手段２０とを支持する支持部材であり、剛性の高い板状部材で構成されている。部品接合手段１４と、観察手段１６と、表示手段１８と、制御手段２０とは、土台１２により、直接または間接的に支持されている。
【００２９】
部品接合手段１４は、部品と基板とを支持し、かつ、部品と基板とを相対的に移動させ、部品と基板とを接合する機構であり、基本的に、部品と基板とを相対的に移動させる移動機構２１と、基板を部品にまたは部品を基板に所定の圧力で押しつける加圧機構２２、部品と基板とを吸着して支持する支持台ユニット２４と、支持台ユニット２４で部品と基板とを吸引する吸引力を調整する空気圧制御バルブ２５と、を有する。なお、部品接合手段１４の各部については、後ほど説明する。
【００３０】
観察手段１６は、部品と基板との相対位置や、接合動作時の状態を観察する機構であり、顕微鏡部２６と、撮像部２８と、粗動機構３０と、微動機構３２と、光源３４と、を有する。顕微鏡部２６は、基板と部品とを含む観察領域を拡大して観察可能にする顕微鏡である。なお、顕微鏡部２６は、後述する支持台ユニット２４の観察領域に対面する位置に配置されている。撮像部２８は、ＣＣＤカメラ等の撮影機構であり、顕微鏡部２６で拡大した基板と部品の画像を取得する。粗動機構３０は、顕微鏡部２６の位置（鏡筒の位置）をＺ軸方向（加圧時に圧力を負荷する方向と同じ方向、本実施形態では、鉛直方向）に移動させる移動機構であり、観察領域との距離を調整する機構である。微動機構３２は、顕微鏡部２６の位置（鏡筒の位置）をＸＹＺの３軸方向に移動させる移動機構である。なお、Ｘ軸方向とＹ軸方向は、それぞれ、Ｚ軸方向に直交する方向で、かつ、互いに直交する２つの方向である。微動機構３２は、顕微鏡部２６の観察位置を３軸方向に微調整することで、顕微鏡部２６で観察する領域を微調整する。光源３４は、顕微鏡部２６に光を供給する光源である。なお、光源３４は、可視光に加え、不可視光（本実施形態では、赤外光）も出力することができる。顕微鏡部２６は、光源３４から出力された光を観察領域に照射し、その反射光または、透過光を取得することで、観察領域の画像を取得することができる。観察手段１６は、以上のような構成であり、顕微鏡部２６により観察領域を拡大して観察可能にし、さらに、拡大した観察領域の画像を撮像部２８で撮像することで、画像データとして取得することができる。また、顕微鏡部２６で観察する観察領域は、粗動機構３０、微動機構３２により調整することができ、部品接合手段１４の所定の領域を観察することができる。これにより、基板や部品を観察することができる。
【００３１】
表示手段１８は、画像を表示させるモニターであり、観察手段１６の撮像部２８で撮影した画像を表示させる。また、表示手段１８は、必要に応じて、各種操作画面、指示入力画面等、部品接合装置１０の制御に必要な画面や、制御状態、解析結果を示す画面を表示させる。
【００３２】
制御手段２０は、部品接合手段１４、観察手段１６、表示手段１８の各部の動作を制御する制御機構である。制御手段２０は、ＣＰＵ等の演算処理部と、各種データを記憶する記憶部等で構成されている。
【００３３】
次に、図２から図７を用いて、部品接合手段１４について説明する。ここで、図２は、部品加工手段の概略構成を示す正面図である。また、図３は、部品加工手段の加圧機構の概略構成を示す部分断面図である。また、図４は、部品加工手段の下部支持台の概略構成を示す分解斜視図であり、図５は、部品加工手段の下部支持台の概略構成を示す側面図である。さらに、図６は、部品加工手段の上部支持台の概略構成を示す分解斜視図であり、図７は、部品加工手段の上部支持台の概略構成を示す分解側面図である。
【００３４】
部品接合手段１４は、図２に示すように、また、上述したように基本的に、移動機構２１と、加圧機構２２と、支持台ユニット２４と、空気圧制御バルブ２５（図１参照）を有する。また、部品接合手段１４は、上記各部に加え、さらに、冷却部５０と、ヒータ５２とを有する。なお、後ほど説明するが支持台ユニット２４は、基板を支持する下部支持台５４と、部品を支持する上部支持台５６とを有する。また、空気圧制御バルブ２５は、真空ポンプと接続しており、空気を吸引することができる。
【００３５】
まず、移動機構２１は、支持台ユニット２４の下部支持台５４と上部支持台５６とを夫々支持し、下部支持台５４と上部支持台５６とを相対的に移動させる機構である。移動機構２１は、下部土台４０と、支柱４１と、上部土台４２と、Ｘ軸ステージ４３と、Ｙ軸ステージ４４と、Ｚ軸ステージ４６と、θ軸ステージ４８と、を有する。
【００３６】
下部土台４０は、板状の部材であり、土台１２上に配置され、移動機構２１を構成する各部を直接または間接的に支持している。支柱４１は、Ｚ軸方向（土台１２及び下部土台４０の表面に直交する方向）に延在する棒状の部材であり、一方の端部が下部土台４０に固定され、他方の端部が上部土台４２に固定されている。また、支柱４１は、複数設けられており、下部土台４０の４隅に配置されている。上部土台４２は、板状の部材であり、下部土台４０の鉛直方向上側に、下部土台４０と所定の間隔、離間して配置されている。また、上部土台４２は、上部支持台５６を着脱可能な状態で支持（固定）している。また、上部土台４２は、鉛直方向上側に顕微鏡部２６が配置されている。上部土台４２は、顕微鏡部２６による観察領域に対応する領域、具体的には、顕微鏡部２６が移動して、観察領域となる顕微鏡部２６の鉛直方向下側の領域には、開口が形成されている。
【００３７】
Ｘ軸ステージ４３と、Ｙ軸ステージ４４と、Ｚ軸ステージ４６と、θ軸ステージ４８とは、下部土台４０の上にＹ軸ステージ４４、Ｘ軸ステージ４３、Ｚ軸ステージ４６、θ軸ステージ４８の順で積層されている。ここで、θ軸ステージ４８には、加圧機構２２、冷却部５０、ヒータ５２、下部支持台５４が、この順で積層されている。従って、Ｘ軸ステージ４３と、Ｙ軸ステージ４４と、Ｚ軸ステージ４６と、θ軸ステージ４８とは、加圧機構２２、冷却部５０、ヒータ５２を介して下部支持台５４と連結されている。
【００３８】
Ｘ軸ステージ４３は、Ｙ軸ステージ４４と、Ｚ軸ステージ４６とを相対的にＸ軸方向に移動させる移動機構である、Ｙ軸ステージ４４は、下部土台４０と、Ｘ軸ステージ４３とを相対的にＹ軸方向に移動させる移動機構である。Ｚ軸ステージ４６は、Ｘ軸ステージ４３と、θ軸ステージ４８とを相対的にＺ軸方向に移動させる移動機構である。θ軸ステージ４８は、Ｚ軸ステージ４６と、加圧機構２２とを相対的に、Ｚ軸回りに回転させる回転機構である。
【００３９】
移動機構２１は、以上のような構成である。上部支持台５６は、下部土台４０に対して移動しない支柱４１、上部土台４２を介して支持された状態となる。これに対して、下部支持台５４は、下部土台４０に対して、Ｘ軸ステージ４３、Ｙ軸ステージ４４、Ｚ軸ステージ４６、θ軸ステージ４８、加圧機構２２、冷却部５０、ヒータ５２を介して支持された状態となる。このため下部支持台５４は、Ｘ軸ステージ４３と、Ｙ軸ステージ４４と、Ｚ軸ステージ４６と、θ軸ステージ４８とが駆動されることにより、下部土台４０に対して移動する。これにより、Ｘ軸ステージ４３と、Ｙ軸ステージ４４と、Ｚ軸ステージ４６と、θ軸ステージ４８とは、連結している部材を相対的に各軸の方向に移動させることで、上部支持台５６と、下部支持台５４とを相対的に各軸の方向に移動させることができる。
【００４０】
次に、加圧機構２２は、移動機構２１と、冷却部５０との間に配置されており、下部支持台５４と、上部支持台５６とを相対的に近づけたり、遠ざけたりする方向に移動させることで、下部支持台５４に支持された基板と、上部支持台５６に支持された部品とに圧力を負荷する機構である。以下、図３を用いて、加圧機構２２について説明する。加圧機構２２は、下部固定板６２と、支柱６４と、上部固定板６６と、案内部６７と、下部可動板６８と、上部可動板６９、駆動素子７０と、支柱７４と、冷却部取付ユニット７６と、圧力計７８と、を有する。
【００４１】
下部固定板６２は、θ軸ステージ４８に対して固定された板状部材である。支柱６４は、一方の端部が下部固定板６２に対して固定され、他方の端部が上部固定板６６に対して固定されている。なお、支柱６４は、複数本配置されており、下部固定板６２に対して上部固定板６６を固定している。上部固定板６６は、下部固定板６２の鉛直方向上側に、下部固定板６２に対して所定の間隔、離間して配置されている。また、上述したように、上部固定板６６は、支柱６４により、下部固定板６２に対して固定されている。
【００４２】
案内部６７は、支柱６４と平行に配置されたボールスプライン等の案内機構である。案内部６７は、一方の端部が下部固定板６２に対して固定され、他方の端部が上部固定板６６に対して固定されている。
【００４３】
下部可動板６８は、支柱６４の延在方向に移動自在な状態で案内部６７に支持されている。上部可動板６９は、下部可動板６８よりも鉛直方向上側に配置され、支柱６４の延在方向に移動自在な状態で案内部６７に支持されている。駆動素子７０は、駆動制御により、長さが変化する素子、例えば、ピエゾ素子であり、下部可動板６８と、上部可動板６９との間に配置されている。駆動素子７０は、駆動されて長さを変化させることで、下部可動板６８と、上部可動板６９との距離を変化させることができる。
【００４４】
支柱７４は、一方の端部が上部可動板６９に固定され、他方の端部が冷却部取付ユニット７６に固定されている。冷却部取付ユニット７６は、冷却部５０と連結されている。また、圧力計７８は、下部可動板６８と、下部固定板６２との間に配置されており、下部可動板６８と、下部固定板６２との間に負荷される圧力を計測する。
【００４５】
加圧機構２２は、以上のような構成であり、駆動素子７０により下部可動板６８と上部可動板６９との距離を長くすることで、下部可動板６８と、冷却部取付ユニット７６との距離も長くすることができる。また、加圧機構２２は、加圧を行うとき、下部可動板６８と下部固定板６２とが圧力計７８を介して接触した状態となる。これにより、下部固定板６２と、冷却部取付ユニット７６との距離も長くすることができる。なお、加圧を行うときは、各部が密着している状態となる。このため、駆動素子７０を駆動し、下部可動板６８と上部可動板６９との距離を長くする方向に力を加えることで、後述する上部支持台５６と下部支持台５４との接触部分に圧力を負荷することができる。また、上部支持台５６と下部支持台５４との接触部分に負荷される圧力は、下部可動板６８と、下部固定板６２との間の圧力計７８にも負荷される。これにより、上部支持台５６と下部支持台５４との接触部分に負荷される圧力は、圧力計７８により計測することができる。
【００４６】
図２に戻り、部品接合手段１４の説明を続ける。冷却部５０は、下部支持台５４を冷却する冷却機構であり、加圧機構２２の冷却部取付ユニット７６に固定されている。冷却部５０として、ペルチェ素子、空冷機構、水冷機構等を用いることができる。ここで、冷却部５０は、ヒータ５２を介して下部支持台５４と接続した構成であるが、ヒータ５２を冷却することで下部支持台５４も冷却することができる。ヒータ５２は、下部支持台５４を加熱する加熱機構であり、冷却部５０と、下部支持台５４との間に配置されている。冷却部５０、ヒータ５２は、下部支持台５４を冷却、加熱することで、下部支持台５４が支持している基板や、基板と接触している部品、及び接続面を冷却、加熱することができる。
【００４７】
次に、支持台ユニット２４について説明する。支持台ユニット２４は、ヒータ５２に着脱可能な状態で支持された下部支持台５４と、上部土台４２に着脱可能な状態で支持された上部支持台５６とを有する。下部支持台５４と、上部支持台５６とは、対面する位置に配置されている。また、下部支持台５４は、基板を支持し、上部支持台５６は、部品を支持する。
【００４８】
以下、図４及び図５を用いて下部支持台５４について説明する。下部支持台５４は、下部支持台本体８０と、セット板８２と、真空配管８４とを有する。下部支持台本体８０は、ヒータ５２と連結された板状の部材であり、上部支持台５６側の面の端部に位置決め部８６が形成され、上部支持台５６側の面の中心付近に真空溝８８が形成され、側面には、取付穴８９が形成されている。位置決め部８６は、上部支持台５６側に突出した突起であり、セット板８２を所定の位置に案内する。これにより、下部支持台本体８０の所定の位置にセット板８２を配置することができる。また、真空溝８８は、真空配管８４と連結している溝部である。また、取付穴８９は、温度検出部、例えば熱電対が挿入される孔である。なお、温度検出部は、下部支持台本体８０の所定の位置の温度を計測し、計測結果を制御手段２０に送る。
【００４９】
セット板８２は、下部支持台本体８０の上部支持台５６側の面に配置される板状の部材であり、吸着孔９０が形成されている。セット板８２は、位置決め部８６により下部支持台本体８０に対して所定の位置に固定される。また、セット板８２は、真空溝８８の全面を覆い、かつ、吸着孔９０と真空溝８８とを連通させる。なお、セット板８２の部材は、特に限定されない。セット板８２としては、金属の板を用いることができる。また、真空配管８４は、一方の端部が真空溝８８と接続され、他方の端部が空気圧制御バルブ２５と接続されている。
【００５０】
下部支持台５４は、このような構成であり、真空配管８４と接続された空気圧制御バルブ２５を開状態とされ、真空溝８８の内部の空気が吸引されることで、真空溝８８の内部の気圧が低下し、吸着孔９０から空気を吸引する。これにより、下部支持台５４は、吸着孔９０を塞ぐように基板が配置されると、吸着孔９０で基板を吸着する。
【００５１】
次に、図６及び図７を用いて上部支持台５６について説明する。上部支持台５６は、固定冶具１００、１０２と、セットガラス板１０４と、上部ガラス板１０６と、真空配管１０８とを有する。まず、固定冶具１００と固定冶具１０２とは、板状の部材であり、面積の広い面同士が重ねられて、ねじ等により固定されている。固定冶具１００には、中央付近に厚み方向に貫通する開口１１２が形成されている。開口１１２は、途中で開口面積が変わる形状であり、固定冶具１０２側の開口の方が開口面積の小さい形状である。固定冶具１０２には、中央付近に厚み方向に貫通する開口１１４と、一方の端部が固定冶具１００の開口１１２と接続し、他方の端部が固定冶具１０２の側面と接続された挿入穴１１６とが形成されている。開口１１４は、開口１１２よりも開口面積が小さい開口であり、かつ、途中で開口面積が変わる形状である。開口１１４は、固定冶具１００側の開口の方が開口面積の小さい形状である。また、挿入穴１１６の側面の端部は、真空配管１０８と接続されている。
【００５２】
セットガラス板１０４は、固定冶具１００の開口１１２の開口面積が大きい側の開口に挿入されるガラス板であり、吸着孔１１０が形成されている。なお、本実施形態では、セットガラス板１０４は、外径が固定冶具１００の開口１１２の開口面積が大きい側の開口と略同一径であり、開口１１２にはめ込まれた状態である。上部ガラス板１０６は、固定冶具１０２の開口１１４の大きい側の開口に挿入されるガラス板である。開口１１４は、上部ガラス板１０６が配置されることで、固定冶具１００とは反対側の面は、密閉された状態となる。
【００５３】
上部支持台５６は、このような構成であり、開口１１２と開口１１４と挿入穴１１６とが繋がった空間となり、この空間は、吸着孔１１０と真空配管１０８以外とは、外部と連通していない状態となる。また、上部支持台５６は、真空配管１０８と接続された空気圧制御バルブ２５を開状態とされ、開口１１２と開口１１４と挿入穴１１６とが繋がった空間の内部の空気が吸引されることで、当該空間の内部の気圧が低下し、吸着孔１１０から空気を吸引する。これにより、上部支持台５６は、吸着孔１１０を塞ぐように部品が配置されると、吸着孔１１０で部品を吸着する。
【００５４】
ここで、上部支持台５６は、吸着孔１１０を含む周辺領域の鉛直方向上方には、開口とガラス板のみが配置された構成となる。なお、上部土台４２の該当する領域にも開口が形成されている。これにより、上部支持台５６は、吸着孔１１０が形成され、部品を吸着する面とは反対側の面、つまり、鉛直方向上側から、部品を観察することができる。なお、本実施形態では、上部支持台５６のセットガラス板１０４の鉛直方向上側に顕微鏡部２６が配置されている。これにより、顕微鏡部２６は、部品を吸着する面とは反対側の面から、部品を観察することができる。また、部品と対向する下部支持台５４上に配置された基板も観察することができる。
【００５５】
次に、図８から図１０を用いて、部品接合装置１０の動作について説明する。ここで、図８は、部品接合装置の接合動作の一例を示すフロー図である。図９及び図１０は、それぞれ部品接合装置の接合動作を説明するための説明図である。
【００５６】
まず、部品接合装置１０は、下部支持台５４がヒータ５２から取り外され、上部支持台５６が上部土台４２から取り外された状態となっている。この状態で、部品接合装置１０は、ステップＳ１２として、下部支持台に基板を固定する。具体的には、下部支持台５４の吸着孔９０を基板で塞いだ状態で、真空溝８８の空気を真空配管８４を経由して吸引する。部品接合装置１０は、このようにして、下部支持台５４に基板を真空チャッキングする。
【００５７】
部品接合装置１０は、ステップＳ１２で下部支持台に基板を固定したら、ステップＳ１４として、上部支持台に部品を固定する。具体的には、上部支持台５６の吸着孔１１０を部品で塞いだ状態で、上部支持台５６の内部空間の空気を真空配管１０８を経由して吸引する。部品接合装置１０は、このようにして、上部支持台５６に部品を真空チャッキングする。なお、ステップＳ１２とステップＳ１４の順番は、前後してもよい。
【００５８】
部品接合装置１０は、ステップＳ１４で上部支持台に部品を固定したら、ステップＳ１６として、各支持台を本体に固定する。つまり、下部支持台５４をヒータ５２に取り付け、上部支持台５６を上部土台４２に取り付ける。
【００５９】
部品接合装置１０は、ステップＳ１６で、各支持台を本体に固定したら、ステップＳ１８として、アライメント処理を行う。具体的には、部品接合装置１０は、上部支持台５６の部品を吸着している面とは、反対側の面から、観察手段１６で部品と基板を観察した画像を取得し、取得した画像から部品と基板との相対位置を検出する。さらに部品接合装置１０は、検出した相対位置が所定の相対位置となるように、移動機構２１により、下部支持台５４を移動させて、下部支持台５４と上部支持台５６とを相対的に移動させる。これにより、例えば、図９に示すように、下部支持台５４に支持された基板２００と上部支持台５６に支持された部品２１０との相対位置を所定の位置とする。なお、図９に示す例では、基板２００上に部品２０２、２０４が既に固定されており、部品２１０を、基板２００の部品２０２と部品２０４との間に接合する場合の例である。
【００６０】
部品接合装置１０は、ステップＳ１８でアライメント処理を行ったら、ステップＳ２０として、加熱加圧処理を行う。具体的には、部品接合装置１０は、移動機構２１により、鉛直方向における部品と基板との距離を所定の短い距離とした後、加圧機構２２の駆動素子７０を伸ばす。これにより、図１０に示すように、部品２１０と基板２００とを接触させることができる。その後、部品接合装置１０は、圧力計７８により計測される圧力値に基づいて、駆動素子７０の駆動を制御（例えば、駆動素子７０の長さを調整）して、部品２１０と基板２００との間に所定の圧力を負荷する。さらに、部品接合装置１０は、ヒータ５２により、下部支持台５４を加熱することで、基板２００と部品２１０、さらには、基板２００と部品２１０との接触部分を加熱する。これにより、部品接合装置１０は、部品２１０と基板２００とを加圧加熱し、接合することができる。なお、本実施形態では、基板２００と部品２１０との接触部分には、金の構造体を形成または金の粒子を塗布しておき、加圧加熱により、基板２００と部品２１０とを接合する。なお、接合前または接合時は、Ａｒのプラズマで表面を活性化させることが好ましい。
【００６１】
部品接合装置１０は、ステップＳ２０で加圧加熱処理を行ったら、ステップＳ２２として、冷却処理を行う。具体的には、部品接合装置１０は、冷却部５０により下部支持台５４を冷却し、接合した部品及び基板を冷却する。その後、部品接合装置１０は、上部支持台５６の吸着孔１１０からの空気の吸引を停止して、上部支持台５６によって部品２１０を支持していない状態とする。その後、下部支持台５４を移動機構２１により移動させて、下部支持台５４と、上部支持台５６とを相対的に離間させた後、下部支持台５４から、基板２００を取り外し、部品接合装置１０による処理を終了する。これにより、部品接合装置１０は、部品２１０が接合された基板２００を製造することができる。
【００６２】
このように、部品接合装置１０は、上部支持台５６の部品の支持領域周辺を透明部材として、観察可能とすることで、部品と基板との位置合わせを簡単に行うことができる。また、部品接合装置１０は、さらに、位置合わせを行った後、上部支持台５６で部品を支持した状態で、接合処理を行うことができる。このため、接合時の状態も観察でき、かつ、より正確な位置に部品を接合することができる。また、部品接合装置１０は、１つの観察機構で、部品と基板を観察することができ、かつ、アライメント時と、接合時の両方を観察することができる。これにより装置構成を簡単にすることができる。
【００６３】
また、部品接合装置１０は、接合により、部品を実装できることで、１つの基板に別々に製造した電子部品を実装できる。これにより、１つの基板上に異種材料を組み合わせて実装することができるため、材料設計の自由度を高くすることができ、個別に拡散プロセスを行うことができ、歩留まりを向上させることができ、製品を小型化することができる。また、１つの基板上に、種々の電子部品を搭載できることで、製品（チップ等）をより高機能にすることができる。
【００６４】
また、本実施形態のように、吸着孔を設け、吸引により支持台に吸着することで、支持領域周辺の形状を簡単にすることができる。また、吸引により支持する構成であるため、基板、部品として、種々の形状の部品、基板を接合することができる。
【００６５】
また、本実施形態のように、空気を吸引する真空配管と支持台との接続部を撮影領域には含まれない領域に設けることで、観察手段により観察する領域において、部品と基板とをより観察しやすくすることができる。また、基板を支持する支持台の表面は、必ずしも透明にする必要はない。また、基板を支持する下部支持台の表面は、目印、例えば、マーカやスケール等を形成することが好ましい。これにより、顕微鏡による撮影領域をよりわかりやすくすることができる。これに対して、部品を支持する上部支持台は、固定冶具も透明な部材で構成することが好ましい。これにより、部品を支持する領域の周辺のより大きい領域を観察手段により観察することができる。
【００６６】
また、本実施形態のように、支持台を本体に対して着脱可能とすることで、支持台に基板または部品を装着しやすくすることができる。また、必要に応じて交換することも可能となる。
【００６７】
なお、本実施形態では、加熱加圧により、基板と部品とを接合したが、本発明はこれに限定されない。部品接合装置は、加圧のみで基板と部品とを接合するようにしてもよい。また、加熱する場合の加熱方法として、ヒータによる加熱に加えまたは代えて、上部支持台の透明な領域から接合部分にレーザ等の加熱する光を照射し、接合部分を加熱するようにしてもよい。また、部品と基板との接合部分に光硬化樹脂等を塗布し、上部支持台の透明な領域から接合部分に、ＵＶ光や、可視光、赤外光を照射し、光硬化するようにしてもよい。
【００６８】
なお、加圧する際の圧力は、接合する対象によって変わるため、特に限定されないが、例えば、５００Ｎ以下の荷重で加圧することで、接合することができる。また、加熱加圧により接合する場合の温度としては、電子部品の故障を抑制するために、３００℃以下の
温度が例示される。
【００６９】
また、上部支持台及び下部支持台は、ともに対面する面を平面とすることが好ましい。これにより、加圧時に、支持台の一部に負荷がかかることを抑制することができ、均一に加圧することができる。また、吸着する部品や基板の自由度（大きさ、形状）をより高くすることができる。より多くの種類の部品、基板を吸着し、接合することができる。
【００７０】
なお、位置合わせ、圧力の調整等は、計測結果、撮影画像を見ながらユーザが指示を入力することで、調整するようにしてもよいが、制御手段によって自動制御で行うことが好ましい。なお、自動制御を行う場合は、目標値や条件を予め入力しておくことで、ユーザの所望の基板の位置に部品を接合することができる。
【００７１】
また、観察手段１６による観察、つまり基板と支持台との相対位置を示す画像の取得方法としては、可視光画像を取得することに限定されず、赤外光により画像を取得するようにしてもよい。この場合は、観察手段１６の顕微鏡部２６として赤外線観察が可能な鏡筒を設けることで、観察を行うことができる。なお、この場合は、制御手段２０は、観察手段１６により赤外線で観察し、撮影部２８で撮影した画像を用いて、部品と前記基板との位置合わせを行うことが好ましい。
【００７２】
また、実装が簡単となり、装置構成も簡単になるため、本実施形態のように、鉛直方向上側に部品を支持する機構及び、観察する機構を設け、鉛直方向下側に基板を支持する機構を設けることが好ましいが、逆にしてもよい。基板同士の接合または部品同士の接合であってもよい。さらに、基板と部品とが、水平方向、また斜め方向に向かい合うようにしてもよい。また、本実施形態では、吸着孔を１つとしたが、本発明は、これに限定されず、複数の吸着孔を設けてもよい。また、複数の吸着孔を設け複数の部品を吸着できる構成としてもよい。これにより、１つの基板に対して、複数の部品を同時に接合することもできる。なお、吸着孔による吸着力を維持するために、吸着孔毎に吸引する機構を設けることが好ましい。また、部品、基板の支持時は、吸着孔と連通している吸着孔は、塞がれている構成とすることが好ましい。
【００７３】
ここで、上述した部品接合装置１０は、吸着する対象の部材を変更し、加圧条件を変更することで、部品加工装置として用いることができる。以下、図１１から図１７を用いて、部品接合装置１０を部品加工装置として用いる場合について説明する。ここで、図１１から図１７に示す例は、部品加工装置が、部品に代えて金型を吸着し、基板に代えて試料（加工対象部材）を吸着し、部品と試料とを接触させて加圧し、金型の凹凸を試料に転写する例である。以下の説明では、上述した部品接合装置１０を部品加工装置として用いるため、部品加工装置１０とする。また、本実施形態の部品加工装置１０は、部品接合手段１４が、金型と試料とを支持し、かつ、金型と試料とを相対的に移動させ、金型の凹凸を試料に転写（インプリント）する、つまり、試料の表面に金型を押し付けて、試料の表面に金型の凹凸を反転させた凹凸を形成する部品加工手段１４となる。
【００７４】
図１１は、部品加工装置の加工動作の一例を示すフロー図である。図１２は、部品加工装置の加工動作を説明するための説明図である。図１３は、部品加工装置の加工動作を説明するための説明図である。
【００７５】
まず、部品加工装置１０は、下部支持台５４がヒータ５２から取り外され、上部支持台５６が上部土台４２から取り外された状態となっている。この状態で、部品加工装置１０は、ステップＳ１１２として、下部支持台に金型３１０を固定する。具体的には、下部支持台５４の吸着孔９０を金型３１０で塞いだ状態で、真空溝８８の空気を、真空配管８４を経由して吸引する。部品加工装置１０は、このようにして、下部支持台５４に金型３１０を真空チャッキングする。
【００７６】
部品加工装置１０は、ステップＳ１１２で下部支持台に金型３１０を固定したら、ステップＳ１１４として、上部支持台に試料３０４を固定する。具体的には、上部支持台５６の吸着孔１１０を試料３０４で塞いだ状態で、上部支持台５６の内部空間の空気を、真空配管１０８を経由して吸引する。部品加工装置１０は、このようにして、上部支持台５６に試料３０４を真空チャッキングする。なお、ステップＳ１１２とステップＳ１１４の順番は、前後してもよい。
【００７７】
部品加工装置１０は、ステップＳ１１４で上部支持台に試料３０４を固定したら、ステップＳ１１６として、各支持台を本体に固定する。つまり、下部支持台５４をヒータ５２に取り付け、上部支持台５６を上部土台４２に取り付ける。
【００７８】
部品加工装置１０は、ステップＳ１１６で、各支持台を本体に固定したら、ステップＳ１１８として、アライメント処理を行う。具体的には、部品加工装置１０は、上部支持台５６の試料３０４を吸着している面とは、反対側の面から、観察手段１６で試料３０４と金型３１０を観察した画像を取得し、取得した画像から試料３０４と金型３１０との相対位置を検出する。さらに部品加工装置１０は、検出した相対位置が所定の相対位置となるように、移動機構２１により、下部支持台５４を移動させて、下部支持台５４と上部支持台５６とを相対的に移動させる。これにより、例えば、図１２に示すように、下部支持台５４に支持された金型３１０と上部支持台５６に支持された試料３０４との相対位置を所定の位置とする。なお、図１２では、試料３０４が金型３１０よりも大きい板状の部材として示したが、試料３０４と金型３１０との大小関係は特に限定されない。
【００７９】
部品加工装置１０は、ステップＳ１１８でアライメント処理を行ったら、ステップＳ１２０として、加熱加圧処理を行う。具体的には、部品加工装置１０は、移動機構２１により、鉛直方向における金型３１０と試料３０４との距離を所定の短い距離とした後、加圧機構２２の駆動素子７０を伸ばす。その後、部品加工装置１０は、圧力計７８により計測される圧力値に基づいて、駆動素子７０の駆動を制御（例えば、駆動素子７０の長さを調整）して、金型３１０と試料３０４との間に所定の圧力を負荷する。さらに、部品加工装置１０は、ヒータ５２により、下部支持台５４を加熱することで、試料３０４と金型３１０、さらには、試料３０４と金型３１０との接触部分を加熱する。これにより、部品加工装置１０は、金型３１０と試料３０４とを加圧加熱する。ここで、部品加圧装置１０は、上部支持台５６と下部支持体５４との距離を試料３０４の厚みと金型３１０の厚みを合計した距離よりも短くなる位置まで、上部支持台５６と下部支持体５４とを近づけた状態で加圧加熱を行う。これにより、図１３に示すように、金型３１０の試料３０４側の一部が試料３０４に埋め込まれた状態（食い込んだ状態）となり、試料３０４の金型３１０側の面が金型３１０の形状に応じて変形する。つまり、試料３０４の表面に金型３１０の凹凸が転写（インプリント）される。
【００８０】
部品加工装置１０は、ステップＳ１２０で加圧加熱処理を行ったら、ステップＳ１２２として、冷却処理を行う。具体的には、部品加工装置１０は、冷却部５０により下部支持台５４を冷却し、接合した金型３１０及び試料３０４を冷却する。その後、部品加工装置１０は、上部支持台５６による試料３０４の吸引を停止し、上部支持台５６が試料３０４を吸着していない状態とした後、下部支持台５４を移動機構２１により移動させて、下部支持台５４と、上部支持台５６とを相対的に離間させた後、下部支持台５４から、金型３１０が密着した状態の試料３０４を取り外し、金型３１０と試料３０４を分離し、部品加工装置１０による処理を終了する。これにより、部品加工装置１０は、金型３１０の凹凸が転写された試料３０４、つまり表面に金型３１０の表面の凹凸を反転させた凹凸が形成された試料３０４を製造することができる。
【００８１】
このように、部品加工装置１０は、上部支持台５６の試料３０４の支持領域周辺を透明部材として、観察可能とすることで、金型３１０と試料３０４との位置合わせを簡単に行うことができる。また、部品加工装置１０は、さらに、位置合わせを行った後、上部支持台５６で試料３０４を支持した状態で、試料３０４と金型３１０を接触させて試料の加工（金型の凹凸の転写処理）を行うことができる。このため、加工時の状態も観察でき、かつ、より正確な位置に金型の凹凸を転写することができる。また、部品加工装置１０は、１つの観察機構で、金型と試料を観察することができ、かつ、アライメント時と、接合時の両方を観察することができる。これにより装置構成を簡単にすることができる。
【００８２】
図１４は、部品加工装置の金型の一例の概略構成を示す斜視図である。図１５は、加工後の試料の一例の概略構成を示す斜視図である。図１６は、加工後の試料の計測結果を示すグラフである。以下、図１４から図１６を用いて、部品加工装置１０で加工し、製造した試料の計測結果について説明する。本実施例では、図１４に示すように、金型３１０を複数の突起３１２が形成されたピラー型とした。金型３１０は、シリコンで製造し、突起３１２が形成されている面（試料３０４と向かい合う面）の大きさを１０ｍｍ四方の正方形とした。また、試料３０４は、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）で製造した板状の基板を用いた。また、加工条件は、以下の通りとした。加工開始時は、初期荷重３５０Ｎ、初期圧力３．５ＭＰａとした。また、初期温度を８０℃とした。次に、インプリント時（加圧加熱時）は、インプリント荷重４９５Ｎ、インプリント圧力４．９５ＭＰａとした。また、インプリント温度を１８５℃とした。また、試料３０４と金型３１０との間には、ガラス離型材を塗布した。
【００８３】
部品加工装置１０は、以上の条件で金型３１０の凹凸を試料３０４に転写する加工を行った結果、加工後の試料、図１５に示す試料３２０となる。ここで、図１５は、原子間力顕微鏡（Atomic Force Microscope；ＡＦＭ）で試料３２０を観察した結果を模式的に示す図である。試料３２０は、金型３１０の突起部３１２に対応する位置が凹部３２２となる。また、試料３２０の表面形状をＡＦＭで計測した結果は、図１６に示す形状となる。なお、図１６は、横軸が試料３２０の幅方向（金型３１０と対抗する面に平行な方向）であり、縦軸が試料３２０の深さ方向であり、また、図１６に示す深さ３３０は、１９４ｎｍであり、凹部３２２の中心から凹部３２２と隣接する凹部３２２との幅３３２は、２４０ｎｍとなる。
【００８４】
部品加工装置１０は、図１４から図１６に示すように、金型の突起３１２が小さい場合や、突起３１２と突起３１２との間が小さい場合でも、正確に位置合わせができ、かつ、加圧加熱加工時の上部支持台５６と下部支持体５４との距離も適切な距離することができる。これにより、試料３２０のように、金型３１０の凹凸形状を適切に試料（加工対象部材）に転写することができる。
【００８５】
ここで、部品加工装置１０は、金型または試料（加工対象部材）の少なくとも一方を透明（ここで、透明とは、可視光若しくは赤外光の波長域において透明であること、つまり光を透過して当該部材の先にある部材を観察可能であることを意味する。）な材料で形成することが好ましい。このように、加工対象の部材を透明な材料とすることで、加工対象の部材の接触面、つまり金型と試料との接触面を観察することができる。
【００８６】
以下、図１７を用いて具体的に説明する。図１７は、部品加工装置の加工動作時の観察経過の一例を示す説明図である。部品加工装置１０は、加工対象の部材を透明な材料とすることで、金型と試料との接触時に、透明の部材側から金型と試料との接触面を観察することができる。なお、図１７は、観察により取得した画像を模式的に示す図である。
【００８７】
ここで、金型と試料との接触面は、加工時に接触状態が徐々に変化し、接触面での反射率が変化する。具体的には、金型と試料とが接触している領域は空気が入らない状態となり、金型と試料とが接触していない領域は金型と試料との間に空気が入る状態となることで、光の反射率が変化する。図１７に示すステップＳ１５０に示す画像は、金型と試料とが接触を開始した当初の画像である。ステップＳ１５０の画像に示すように、金型と試料とが接触している接触領域３５０ａと金型と試料とが接触していない非接触領域３５２ａとの境界である境界線３４０ａを観察することができる。また、ステップＳ１５０は、接触開始当初であるため、接触領域３５０ａが小さく、非接触領域３５２ａが大きい。
【００８８】
その後、部品加工装置１０での加圧の圧力が増加すると、ステップＳ１５２に示す画像のように、接触領域３５０ｂが増加し非接触領域３５２ｂが減少する。これにより、境界線３４０ｂも移動する。その後、部品加工装置１０での加圧の圧力がさらに増加すると、ステップＳ１５４に示す画像のように、接触領域３５０ｃがさらに増加し非接触領域３５２ｃがさらに減少する。これにより、境界線３４０ｃも移動する。
【００８９】
部品加工装置１０は、試料と金型の少なくとも一方（撮影部２８が配置されている側の部材）を透明とし、部材同士の接触面を観察可能とすることで、図１７に示すように、境界線の移動を観察することができる。これにより、試料と金型とのどの部分が接触し、どの部分が接触していないかを観察することができる。これにより、境界線の有無に基づいて加工処理（インプリント処理）が完了したかを判定することができる。例えば、境界線が徐々に移動し、境界線が観察できない状態となったら、加工が終了したと判定することができる。また、加工時の圧力や、試料と部材との相対位置をより適切に調整することができる。これにより、加工時に圧力が足りずに凹凸が小さくなったり、圧力が高すぎて試料が破損したりすることを抑制することができる。
【００９０】
また、上記実施形態の部品加工装置（部品接合装置）１０は、試料（加工対象の部材）に金型の凹凸を転写するインプリント加工を行う場合、基板に部品を接合する加工を行う場合、について説明したがこれに限定されない。部品加工装置１０は、２つの部材（第１部材と第２部材と）を位置合わせさせた後、２つの部材を接触させた状態で加工を行う種々の加工に用いることができる。また、加工で実行する処理も加圧に加え、加熱以外の各種処理を行うこともできる。部品加工装置１０は、何れの加工の場合でも、上部支持台５６の第２部材の支持領域周辺を透明部材として、観察可能とすることで、第１部材と第２部材との位置合わせを簡単に行うことができる。また、部品加工装置１０は、さらに、位置合わせを行った後、上部支持台５６で第２部材を支持した状態で、第１部材と第２部材とを接触させて加工を行うことができる。このため、加工時の状態も観察でき、かつ、より正確な位置に加工を行うことができる。また、部品加工装置１０は、１つの観察機構で、第１部材と第２部材を観察することができ、かつ、アライメント時と、接合時の両方を観察することができる。これにより装置構成を簡単にすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
以上のように、本発明にかかる部品加工装置は、２つの部材を接触させて部品を加工する加工に有用であり、特に、基板上に部品を接合する部品接合装置として用いるのに有用であり、特に、電子回路基板等の製造に用いることに適している。
【符号の説明】
【００９２】
１０  部品接合装置
１２  土台
１４  部品接合手段
１６  観察手段
１８  表示手段
２０  制御手段
２１  移動機構
２２  加圧機構
２４  支持台ユニット
２５  空気圧制御バルブ
２６  顕微鏡部
２８  撮像部
３０  粗動機構
３２  微動機構
３４  光源
４０  下部土台
４１、６４、７４  支柱
４２  上部土台
４３  Ｘ軸ステージ
４４  Ｙ軸ステージ
４６  Ｚ軸ステージ
４８  θ軸ステージ
５０  冷却部
５２  ヒータ
５４  下部支持台
５６  上部支持台
６２  下部固定板
６６  上部固定板
６７  案内部
６８  下部可動板
６９  上部可動板
７０  駆動素子
７６  冷却部取付ユニット
７８  圧力計
８０  下部支持台本体
８２  セット板
８４、１０８  真空配管
８６  位置決め部
８８  真空溝
８９  取付穴
９０、１１０  吸着孔
１００、１０２  固定冶具
１０４  セットガラス板
１０６  上部ガラス板
１１２、１１４  開口
１１６  挿入穴
【図１】
2012049511.tif 000003
【図２】
2012049511.tif 000004
【図３】
2012049511.tif 000005
【図４】
2012049511.tif 000006
【図５】
2012049511.tif 000007
【図６】
2012049511.tif 000008
【図７】
2012049511.tif 000009
【図８】
2012049511.tif 000010
【図９】
2012049511.tif 000011
【図１０】
2012049511.tif 000012
【図１１】
2012049511.tif 000013
【図１２】
2012049511.tif 000014
【図１３】
2012049511.tif 000015
【図１４】
2012049511.tif 000016
【図１５】
2012049511.tif 000017
【図１６】
2012049511.tif 000018
【図１７】
2012049511.tif 000019