特許 6043939 基板上への対象物の位置決め方法及び装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6043939

(24)【登録日】2016年11月25日

(45)【発行日】2016年12月14日

(54)【発明の名称】基板上への対象物の位置決め方法及び装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/68 20060101AFI20161206BHJP

   H01L 21/677 20060101ALI20161206BHJP

   H01L 21/60 20060101ALI20161206BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/68 F

   H01L21/68 A

   H01L21/60 311Q

【請求項の数】13

【全頁数】28

(21)【出願番号】特願2012-185463(P2012-185463)

(22)【出願日】2012年8月24日

(65)【公開番号】特開2014-45013(P2014-45013A)

(43)【公開日】2014年3月13日

【審査請求日】2015年5月18日

(73)【特許権者】

【識別番号】304019355

【氏名又は名称】ボンドテック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100109726

【弁理士】

【氏名又は名称】園田 吉隆

(74)【代理人】

【識別番号】100101199

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 義教

(72)【発明者】

【氏名】山内 朗

【審査官】 鈴木 和樹

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−０６４０４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１３８４２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１０２３９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−１６３６３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００９／０６９７８３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００２−１５８２３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−２８３２６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２４５４５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−３３２６５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１３２７２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３５１８７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−３０６０３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−３２３４６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表平０６−５０３６８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５５９０４５６（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／６８

Ｈ０１Ｌ ２１／６０

Ｈ０１Ｌ ２１／６７７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板上に対象物を位置決めする方法であって、
基板を支持する基板支持面を有し、当該基板支持面上に基板支持体側マークが附された基板支持体を準備する工程と、
対象物側マークが附されたマーク領域を有する対象物を準備する工程と、
基板支持体の基板支持面上にマークが附されていない透明な基板を取り付ける工程と、
基板支持体の基板支持面に垂直方向に、基板を透過する光を用いて、基板支持体側マークと対象物側マークとを画像認識して対象物と基板との間の相対位置誤差を測定し補正することにより、基板上に対象物を位置決めする工程と、
を備える、方法。

【請求項2】

基板支持体は、前記光の少なくとも一部が透過することができるように構成される、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

基板支持体は、基板支持面を有し且つ基板支持体側マークが附された第一支持板を第二支持板に着脱可能に取り付けられてなる、請求項１または請求項２に記載の方法。

【請求項4】

電気回路を有する複数のチップを電気配線を有する最終基板に一括して接合する方法であって、
仮基板を支持する基板支持面を有し、当該基板支持面上に複数の基板支持体側マークが附された基板支持体を準備する工程と、
電極を有する電極面を有し、チップ側マークが附された複数のチップを準備する工程と、
基板支持体の基板支持面上にマークが附されていない透明な仮基板を取り付ける工程と、
基板支持体の基板支持面に垂直方向に、基板を透過する光を用いて、基板支持体側マークとチップ側マークとを画像認識して各チップと基板との間の相対位置誤差を測定し補正することにより、基板上にチップを位置決めする工程と、
前記各チップの電極面と反対側の面が仮基板に接するように、仮基板上に前記各チップを順次取り付けていく工程と、
前記複数のチップが取り付けられた仮基板と最終基板とを、チップの電極と、当該チップの電極に対応する最終基板の電気配線とが接触するように貼り合わせる工程と、
最終基板に接合された前記複数のチップから仮基板を分離する工程と、
を備える、方法。

【請求項5】

基板支持面上に透明な仮基板を取り付ける工程の前に、前記基板支持体の基板支持面上に前記光に対して透明な樹脂層を形成する工程を更に備える、請求項４に記載の方法。

【請求項6】

前記樹脂は、熱可塑性樹脂であり、
前記各チップを仮基板に取り付ける工程では、前記熱可塑性樹脂を、加熱により軟化させ、チップの仮基板への取付けの後に当該加熱を停止して冷却することで硬化させる、請求項５に記載の方法。

【請求項7】

前記樹脂は、光硬化性樹脂であり、
前記各チップを仮基板に取り付ける工程の後に、前記光と異なる波長の光を用いて当該光硬化性樹脂を硬化させる、請求項５に記載の方法。

【請求項8】

前記樹脂は、熱硬化性樹脂であり、
前記各チップを仮基板に取り付ける工程の後に、熱硬化性樹脂を加熱により硬化させる、請求項５に記載の方法。

【請求項9】

電気回路を有する複数のチップを、最終基板上に積層して接合する方法であって、
仮基板を支持する基板支持面を有し、当該基板支持面上に複数の基板支持体側マークが附された基板支持体を準備する工程と、
電極を有する電極面を有し、チップ側マークが附された複数のチップを準備する工程と、
基板支持体の基板支持面上にマークが附されていない透明な仮基板を取り付ける工程と、
基板支持体の基板支持面に垂直方向に、基板を透過する光を用いて、基板支持体側マークとチップ側マークとを画像認識して各チップと基板との間の相対位置誤差を測定し補正することにより、仮基板上に各チップを位置決めする工程と、
前記各チップを、前記各チップの電極面と反対側の面が仮基板に接するように、順次取り付けていく工程と、
複数のチップが取り付けられた仮基板と既に他のチップが取り付けられた最終基板とを、対応する電極同士が接触するように貼り合わせる工程と、
最終基板に接合された前記複数のチップから仮基板を分離する工程と
を備える、方法。

【請求項10】

仮基板を支持する基板支持面を有し、当該基板支持面上に複数の基板支持体側マークが附された基板支持体を準備する工程と、
電極を有する電極面を有し、チップ側マークが附された複数のチップを準備する工程と、
基板支持体の基板支持面上にマークが附されていない透明な仮基板を取り付ける工程と、
基板支持面に垂直方向に、仮基板を透過する光を用いて、基板支持体側マークとチップ側マークとを画像認識して各チップと仮基板との間の相対位置誤差を測定し補正することにより、仮基板上に各チップを位置決めする工程と、
前記各チップの電極を仮基板の接合面に向けて、仮基板上に前記各チップを順次取り付けていく工程と、
仮基板上に取り付けられた複数のチップを樹脂で固定する工程と、
仮基板を、前記複数のチップから分離する工程と、
前記複数のチップの電極の内の所定の電極を接続するように、金属配線を形成する工程と、
を備える、チップ埋め込み型の実装方法。

【請求項11】

基板上に樹脂を成形する金型成形方法であって、
基板を支持する基板支持面を有し、当該基板支持面上に基板支持体側マークが附された基板支持体を準備する工程と、
金型側マークが附された金型側マーク部を有する金型を準備する工程と、
基板支持体の基板支持面上にマークが附されていない透明な基板を取り付ける工程と、
基板上に樹脂を塗布する工程と、
基板支持体の基板支持面に垂直方向に、基板を透過する光を用いて、基板支持体側マークと金型側マークとを画像認識して金型と基板との間の相対位置誤差を測定し補正することにより、基板上に金型を位置決めする工程と、
塗布された基板上の樹脂上に金型を押し付けて金型成形を行う工程と、
を備える、方法。

【請求項12】

基板を支持する基板支持面を有し、当該基板支持面上に基板支持体側マークが附された基板支持体を準備する工程と、
金型側マークが附された金型側マーク部を有する金型を準備する工程と、
前記基板支持体の前記基板支持面上にマークが附されていない透明な基板を取り付ける工程と、
基板上に樹脂を塗布する工程と、
基板支持体の基板支持面に垂直方向に、基板を透過する光を用いて、基板支持体側マークと金型側マークとを画像認識して金型と基板との間の相対位置誤差を測定し補正することにより、基板上に金型を位置決めする工程と、
塗布された基板上の樹脂上に金型を押し付けて樹脂を成形することで、基板と成形された樹脂とからなる仮金型を成形する工程と、
仮金型が形成された前記基板の面上に、最終金型を形成する材料を塗布する工程と、
仮金型を形成された最終金型から分離する工程と、
を備える、金型成形方法。

【請求項13】

基板支持面上に基板支持体側マークが附された基板支持体と、
対象物側マークが附されたマーク領域を有する対象物を、基板支持面の基板支持面上に、画像認識により位置決めするための光学システムであって、
基板支持面に対して垂直方向に、基板支持体が支持するマークが附されていない基板における基板支持体側マークと重なる領域を光が透過するように構成された発光装置と透過した光を受光する受光装置と、
基板支持体側マークの位置と対象物側マークの位置とを画像認識することにより対象物と基板との間の相対位置誤差を測定する画像認識装置とを有する光学システムと、
測定された対象物と基板との間の相対位置誤差に基づいて、対象物と基板との相対的な位置を修正する位置決め機構と、
を備える、位置決め装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板上へ対象物を位置決めする技術に関する。

【背景技術】

【0002】

電子部品実装の分野では、多数個のチップなどの電子部品を基板上に接合し実装する工程があるが、チップを一個ずつ基板上に取り付けるのには時間が掛かる。そこで、まず、基板上に複数のチップを接合する際に、仮基板上に当該複数のチップを取り付け（仮接合し）ておいて、チップが接合された仮基板を上記基板に対して接合することで、複数のチップを同時に基板に接合できるので、接合効率が向上する。

【0003】

この場合、最終的な基板とチップとの接合精度は、仮基板上のチップの位置決め精度に依存する。そこで、仮基板上へのチップの取り付けの際の位置決め精度を上げることが必要である。

【0004】

チップオンウェハ（ＣＯＷ）実装技術において、チップと基板との互いに一致させるべき箇所にマークを施し、基板に対してほぼ垂直に光を透過させる光学システムと画像認識を用いて、対応するチップのマークと基板のマークの間の相対的位置を測定して、理想的位置からのずれ（誤差）を計算し、その分を補正するようにチップと基板とを相対的に移動させることで、チップウェハ間の位置決め精度を高くする技術が開発されている。したがって、この技術を用いることで、上記仮基板にマークを施すことで、仮接合時のチップの仮基板に対する位置決め精度を高くすることができる。

【0005】

しかしながら、マークを基板上のどのような位置に施すかは、チップの構造や最終的なチップと基板の配置関係に応じて、決められる。すなわち、最終製品の構造や部品配置に応じた、所定のマークを有する仮基板を準備する必要がある。したがって、事実上各プロセスに応じた所定のマークを有する仮基板を多数枚作成しなければいけないので、コストが上がるという問題がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上記課題を解決するために、本発明は、マークの画像認識による位置決めを採用しつつも、マークが施されていない仮基板に、位置決め精度良く、チップを基板に取り付けるための方法及び装置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】

【0007】

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上に対象物を位置決めする方法は、基板を支持する基板支持面を有し、当該基板支持面上に基板支持体側マークが附された基板支持体を準備する工程と、対象物側マークが附されたマーク領域を有する対象物を準備する工程と、基板支持体の基板支持面上に透明な基板を取り付ける工程と、基板支持体の基板支持面にほぼ垂直方向に、基板を透過する光を用いて、基板支持体側マークと対象物側マークとを画像認識して対象物と基板との間の相対位置誤差を測定し補正することにより、基板上に対象物を位置決めする工程と、を備えるようにしたものである。本願発明によれば、基板にマークを設ける必要がないので、基板にマークを附するコストを削減しつつ、基板上の所定位置に精度良く対象物を位置決めすることができる。また、基板にマークがあってはならない処理の場合にも、マークのない基板上の所定位置に精度良く、対象物を位置決めすることができる。

【0008】

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。

【0009】

本願発明において、後述される「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、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。

【0010】

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。

【0011】

本願発明において、「透明」とは、使用される光が画像認識のために少なくとも基板を十分に透過できる程度に「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、この光が透過する部材の光学特性とは、互いに相対的な関係により定められる。たとえば、上記光が透過する部材がケイ素（Ｓｉ）で形成されている場合は、使用される光として赤外光が使用されることが好ましい。

【0012】

上記基板上に対象物を位置決めする方法において、基板支持体は、光の少なくとも一部が透過することができるように構成されるようにしてもよい。これにより、発光装置及び受光装置をそれぞれ、基板支持体に対して相対する両側にそれぞれ配置することができる。したがって、対象物を保持し位置決めをする機構が配置される側に発光装置及び受光装置の両方を配置する場合に比べ、光学システムの配置設計の自由度が上がる。

【0013】

上記基板上に対象物を位置決めする方法において、基板支持体は、基板支持面を有し且つ基板支持体側マークが附された第一支持板を第二支持板に着脱可能に取り付けられてなるようにしてもよい。これにより、種々のプロセスに応じたマークの数、大きさ、密度、及び空間配置パターンなどにより規定されるマークが附された第一基板支持体を予め各種用意しておき、その中から、行うべきプロセスに適した第一基板支持体を選択して、これを第二基板支持体上に設置することができる。その結果、基板支持体全体を取り替える場合より、効率的に多品種のプロセスを一つの位置合わせ装置で行うことが可能になる。

【0014】

本願発明に係る、電気回路を有する複数のチップを電気配線を有する最終基板に一括して接合する方法は、仮基板を支持する基板支持面を有し、当該基板支持面上に複数の基板支持体側マークが附された基板支持体を準備する工程と、電極を有する電極面を有し、チップ側マークが附された複数のチップを準備する工程と、基板支持体の基板支持面上に透明な仮基板を取り付ける工程と、基板支持体の基板支持面にほぼ垂直方向に、基板を透過する光を用いて、基板支持体側マークとチップ側マークとを画像認識して各チップと基板との間の相対位置誤差を測定し補正することにより、基板上にチップを位置決めする工程と、各チップの電極面と反対側の面が仮基板に接するように、仮基板上に各チップを順次取り付けていく工程と、複数のチップが取り付けられた仮基板と最終基板とを、チップの電極と、当該チップの電極に対応する最終基板の電気配線とが接触するように貼り合わせる工程と、最終基板に接合された複数のチップから仮基板を分離する工程と、を備えるようにしたものである。これにより、仮基板にマークを設ける必要がないので、マークを附していない仮基板を用いて、低コストで、効率よく、複数のチップを一括して最終基板に接合することができる。

【0015】

上記電気回路を有する複数のチップを電気配線を有する最終基板に一括して接合する方法において、基板支持面上に透明な仮基板を取り付ける工程の前に、基板支持体の基板支持面上に光に対して透明な樹脂層を形成する工程を更に備えるようにしてもよい。これにより、簡便に、適切な剥離特性を有する樹脂を用いて、仮基板に複数のチップを仮固定し、最終基板に複数のチップを接合した後に、当該仮基板を剥がすことが可能になる。

【0016】

上記電気回路を有する複数のチップを電気配線を有する最終基板に一括して接合する方法において、樹脂は、熱可塑性樹脂であり、各チップを仮基板に取り付ける工程では、熱可塑性樹脂を、加熱により軟化させ、チップの仮基板への取付けの後に当該加熱を停止して冷却することで硬化させるようにしてもよい。

【0017】

上記電気回路を有する複数のチップを電気配線を有する最終基板に一括して接合する方法において、樹脂は、光硬化性樹脂であり、各チップを仮基板に取り付ける工程の後に、光と異なる波長の光を用いて当該光硬化性樹脂を硬化させるようにしてもよい。

【0018】

上記電気回路を有する複数のチップを電気配線を有する最終基板に一括して接合する方法において、樹脂は、熱硬化性樹脂であり、各チップを仮基板に取り付ける工程の後に、熱硬化性樹脂を加熱により硬化させるようにしてもよい。

【0019】

本願発明に係る、電気回路を有する複数のチップを、最終基板上に積層して接合する方法は、仮基板を支持する基板支持面を有し、当該基板支持面上に複数の基板支持体側マークが附された基板支持体を準備する工程と、電極を有する電極面を有し、チップ側マークが附された複数のチップを準備する工程と、基板支持体の基板支持面上に透明な仮基板を取り付ける工程と、基板支持体の基板支持面にほぼ垂直方向に、基板を透過する光を用いて、基板支持体側マークとチップ側マークとを画像認識して各チップと基板との間の相対位置誤差を測定し補正することにより、仮基板上に各チップを位置決めする工程と、各チップを、各チップの電極を仮基板の接合面に向けて、仮基板上に各チップを順次取り付けていく工程と、複数のチップが取り付けられた仮基板と既に他のチップが取り付けられた最終基板とを、対応するチップ同士が接触するように貼り合わせる工程と、最終基板に接合された複数のチップから仮基板を分離する工程とを備えるようにしたものである。本願発明によれば、仮基板にマークを設ける必要がないので、仮基板にマークを附するコストを削減しつつ、仮基板上の所定位置に精度良く複数のチップを位置決めすることができる。また、仮基板にマークがあってはならない処理の場合にも、マークのない仮基板上の所定位置に精度良く、複数のチップを位置決めすることができる。そして、一括してこれらの複数のチップを最終基板に接合することができる。その結果、多数のチップを基板上に実装する際のコストが削減され、実装技術が効率化される。

【0020】

本願発明に係る、チップ埋め込み型の実装方法は、仮基板を支持する基板支持面を有し、当該基板支持面上に複数の基板支持体側マークが附された基板支持体を準備する工程と、金型側マークが附された金型を準備する工程と、電極を有する電極面を有し、チップ側マークが附された複数のチップを準備する工程と、基板支持体の基板支持面上に透明な仮基板を取り付ける工程と、基板支持面にほぼ垂直方向に、仮基板を透過する光を用いて、基板支持体側マークとチップ側マークとを画像認識して各チップと仮基板との間の相対位置誤差を測定し補正することにより、仮基板上に各チップを位置決めする工程と、各チップの電極が樹脂層に接触するように、仮基板上に各チップを順次取り付けていく工程と、仮基板上に取り付けられた複数のチップを樹脂で固定する工程と、仮基板を、複数のチップから分離する工程と、複数のチップの電極の内の所定の電極を接続するように、金属配線を形成する工程と、を備えるようにしたものである。本願発明によれば、仮基板にマークを設ける必要がないので、仮基板にマークを附するコストを削減しつつ、仮基板上の所定位置に精度良く複数のチップを位置決めすることができる。また、仮基板にマークがあってはならない処理の場合にも、マークのない仮基板上の所定位置に精度良く、同種異種の複数のチップを位置決めすることができる。そして、一括してこれらの複数のチップの間で電気的最配線をすることが可能になる。その結果、多数又は多種のチップをウエハに埋め込んで実装するチップ埋め込み型の実装のコストが削減され、実装技術が効率化される。

【0021】

本願発明に係る、基板上に樹脂を成形する金型成形方法は、基板を支持する基板支持面を有し、当該基板支持面上に基板支持体側マークが附された基板支持体を準備する工程と、金型側マークが附された金型側マーク部を有する金型を準備する工程と、基板支持体の基板支持面上に透明な基板を取り付ける工程と、基板上に樹脂を塗布する工程と、基板支持体の基板支持面にほぼ垂直方向に、基板を透過する光を用いて、基板支持体側マークと金型側マークとを画像認識して金型と基板との間の相対位置誤差を測定し補正することにより、基板上に金型を位置決めする工程と、塗布された基板上の樹脂上に金型を押し付けて金型成形を行う工程と、を備えるようにしたものである。本願発明によれば、基板にマークを設けなくても、所謂ナノインプリントの技術により、ナノレンズなどの最終製品の特性を低下させるマークがあってはならないデバイスを、ステップアンドリピート方式により精度良く形成することができる。

【0022】

本願発明に係る金型成形方法は、基板を支持する基板支持面を有し、当該基板支持面上に基板支持体側マークが附された基板支持体を準備する工程と、金型側マークが附された金型側マーク部を有する金型を準備する工程と、基板支持体の基板支持面上に透明な基板を取り付ける工程と、基板上に樹脂を塗布する工程と基板支持体の基板支持面にほぼ垂直方向に、基板を透過する光を用いて、基板支持体側マークと金型側マークとを画像認識して金型と基板との間の相対位置誤差を測定し補正することにより、基板上に金型を位置決めする工程と、塗布された基板上の樹脂上に金型を押し付けて樹脂を成形することで、基板と成形された樹脂とからなる仮金型を成形する工程と、仮金型が形成された基板の面上に、最終金型を形成する材料を塗布する工程と、仮金型を最終金型から分離する工程と、を備えるようにしたものである。本願発明によれば、基板にマークを設けずに、ステップアンドリピート方式により、正確な三次元構造の二次元的に配置を有する金型を、効率よく製造し、かつ基板にマークを附するコストを削減することができる。

【0023】

本願発明に係る位置決め装置は、基板支持面上の所定位置に基板支持体側マークが附された基板支持体と、対象物側マークが附されたマーク領域を有する対象物を、基板支持面上に、画像認識により位置決めするための光学システムであって、基板支持面に対してほぼ垂直方向に、基板支持体が支持する基板を光が透過するように構成された発光装置と受光装置と、基板支持体側マークの位置と対象物側マークの位置とを認識することにより対象物と基板との間の相対位置誤差を測定する画像認識装置とを有する光学システムと、上記測定された対象物と基板との間の相対位置誤差に基づいて、対象物と基板との相対的な位置を修正する位置決め機構と、を備えるようにしたものである。

【発明の効果】

【0024】

本願発明によれば、基板にマークを設ける必要がないので、基板にマークを附するコストを削減しつつ、基板上の所定位置に精度良く対象物を位置決めすることができる。また、基板にマークがあってはならない処理の場合にも、マークのない基板上の所定位置に精度良く、対象物を位置決めすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本発明の第一実施形態に係る基板上にチップを位置決めする方法の一例を示すフローチャートである。

【図2】本発明の第一実施形態に係る基板上にチップを位置決めする方法を実施するための位置決め装置を模式的に示す正面図である。

【図3】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4】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5】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6】基板支持体の変形例を示す正面図である。

【図7】本発明の第二実施形態に係る複数のチップを一括して最終基板に接合する方法一例を示すフローチャートである。

【図8】本発明の第二実施形態に係る複数のチップを一括して最終基板に接合する方法一例を示す正面図である。

【図9】本発明の第三実施形態に係る複数のチップの電極間に電気的接続を確立するチップの埋め込み型実装方法の一例を示すフローチャートである。

【図10】本発明の第三実施形態に係る複数のチップの電極間に電気的接続を確立するエンベデッドウエハレベルパッケージ方法を示す正面図である。

【図11】本発明の第四実施形態に係る基板上に樹脂を成形する金型成形方法を示す正面図である。

【図12】本発明の第四実施形態に係る基板上に樹脂を成形する金型成形方法を示す正面図である。

【図13】本発明の第四実施形態の第一変形例を示す正面図である。

【図14】本発明の第四実施形態の第二変形例を示す正面図である。

【図15】本発明の一般的な実施形態に係る位置決め方法を示すフローチャートである。

【図16】本発明の光学システムの変形例を示す正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本発明は、一般的に基板に対象物を位置決めする技術に関するものであるが、以下の各実施形態では、本発明に含まれる具体例を説明する。第一実施形態は、対象物としてチップを基板に位置決めする方法に関する。第二実施形態は、第一実施形態に係る位置決め方法を応用して、複数のチップを一括して最終基板に接合する方法に関する。第三実施形態は、第一実施形態に係る位置決め方法を応用して、複数のチップを埋め込み型実装する方法に関する。第四実施形態は、基板上に樹脂を成形する金型成形方法に関する。そして、最後に、本発明の一般的な基板への対象物の位置決め方法について説明する。

【0027】

＜１． 第一実施形態＞
本実施形態に係るチップの仮基板への位置決め方法は、図１に示すように、仮基板を支持する基板支持面を有し、当該基板支持面上の複数の所定位置に基板支持体側マークが附された基板支持体を準備する工程Ｓ１１と、電極を有する電極面を有するチップであって、上記基板支持体側マークに対応するチップ側マークが附された複数のチップを準備する工程Ｓ１２と、基板支持体の基板支持面上に透明な仮基板を取り付ける工程Ｓ１３と、基板支持体の基板支持面にほぼ垂直方向に、少なくとも基板を透過する光を用いて、基板支持体側マークとチップ側マークとを画像認識して各チップと基板との間の相対位置誤差を測定し補正することにより、基板上にチップを位置決めする工程Ｓ１４と、を備えている。

【0028】

図１に示す位置決め方法を具体的に実施する位置決め装置１００の一例を、図２を参照しつつ説明する。図２に示す位置決め装置１００は、仮基板ＷＴを支持する基板支持面１１を有する基板支持体１０と、対象物であるチップＣＰに附された対象物側マーク（チップ側マーク）ＭＣ１と、基板支持体１０に附された基板側マークＭＣ２とを画像認識により位置決めするための光学システム２０と、光学システム２０からのマークの位置に関する情報を受けて対象物であるチップＣＰと仮基板ＷＴとの間の相対位置誤差を補正するように対象物と基板とを相対的に移動させる位置決め手段３０（図示せず）とを有して構成されている。

【0029】

＜基板支持体＞
基板支持体１０には、仮基板ＷＴを支持する基板支持面１１に基板側マークＭＣ２が附されている。マークの形成方法については後述する。基板支持体１０は、仮基板ＷＴを基板支持面１１上に固定する手段を有していることが好ましい。仮基板ＷＴを基板支持面１１に十分な強度で固定することで、仮基板ＷＴが基板支持面１１上で滑るなどして位置ずれを起こすことを防ぐとともに、仮基板ＷＴと基板支持面１１との間の不要な隙間の形成を防ぐことで、チップＣＰの仮基板ＷＴ上へのＸＹ方向（基板支持体の基板支持面内方向）及びＺ方向（基板支持体の基板支持面に垂直方向）の位置決め並びに取り付け精度を上げることができる。

【0030】

仮基板ＷＴを基板支持面１１上に固定する手段の一例として、図２では、基板支持体１０は、基板支持面１１に開口部を有して当該基板支持体１０を貫通する基板吸着孔（真空吸着孔）１２を有している。他方の開口部に真空装置（図示されず）を接続し、基板吸着孔１２を真空引きすることで、仮基板ＷＴは基板支持面１１に十分強固に固定することができる。基板吸着孔１２は、使用される光の光路Ｌを妨害しない程度に、複数個設けられるのが好ましい。

【0031】

また、図２では、基板吸着孔（真空吸着孔）１２は、基板支持体１０を基板支持面１１に対して垂直方向に貫通するように構成されているが、この構成に限られない。たとえば、貫通孔は、基板支持面１１に一方の開口部を有し、他の開口部を基板支持体１０の側部に有するように構成されてもよい。これにより、基板吸着孔（真空吸着孔）１２に接続される真空システム（図示せず）を基板支持体１０の側部に配置することが容易となる。これにより、基板支持体１０の下側の空間において、種々の部品の配置などの設計の自由度をより高くすることができる。

【0032】

仮基板ＷＴを基板支持面１１上に固定する手段は、真空吸着によるものに限られず、他の手段が用いられてもよい。例えば、基板支持体１０に静電チャック（図示せず）が設けられても良い。すなわち、基板支持体１０は、静電容量層と、基板と静電容量層を絶縁する誘電体層とにより構成されてもよい（図示せず）。

【0033】

電極への電圧の印加により静電容量層に蓄積された電荷が、シリコン（Ｓｉ）などで形成された仮基板ＷＴの基板支持体１０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仮基板ＷＴは基板支持体１０に吸着される。すなわち、基板支持体１０は、静電気により仮基板ＷＴ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。

【0034】

静電容量層は、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、使用する光が基板支持体を透過する構成をとる場合には、静電容量層は、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必要である。例えば、金属により形成される場合は、１００μｍ程度以下の厚さであれば、光として使用する可視光又は赤外光の強度を調節することにより、十分な画像認識を行うことができる。

【0035】

＜光学システム＞
光学システム２０は、少なくとも基板支持体１０の基板支持面１１上に支持された仮基板ＷＴと対象物（チップＣＰ）のマーク領域とを光が透過するように構成された発光装置２１と透過して両マークに関する情報を含む光を受光するように構成された受光装置２２と、受光装置２２からの画像データを受けて基板支持体側マークＭＣ２の位置と対象物側マークＭＣ１の位置とを画像認識することにより対象物と基板との間の相対位置誤差を測定する画像認識装置（位置認識部とも称する）２３とを有して構成されている。

【0036】

＜発光装置及び受光装置＞
図２では、発光装置２１は、少なくとも仮基板ＷＴと対象物（チップＣＰ）のマーク領域とを透過又は通過できる光を、基板支持面１１にほぼ垂直な方向に発するように構成されている。発光装置２１の発する光の波長と強度は、少なくとも仮基板ＷＴと対象物（チップＣＰ）のマーク領域とを透過又は通過できるものであることが必要である。たとえば、当該光は、基板がケイ素（Ｓｉ）を主成分として形成されている場合には、ケイ素を透過する赤外光であることが好ましい。また、基板も対象物も可視光を透過させるものであれば、当該光は可視光であってもよい。

【0037】

受光装置２２は、発光装置２１から発せられた後に、対象物のマークＭＣ１と基板のマークＭＣ２の情報を含んで入射される光を受光する。受光装置２２は、使用される光の波長と強度に対して、マークＭＣ１，ＭＣ２を認識できるような感度特性を有している必要がある。たとえば、光として赤外光が使用されるならば、赤外線カメラを用いるのが好ましい。

【0038】

図２に示す装置では、チップＣＰが、チップＣＰを保持するとともに基板に取り付けるように構成された、ボンディング部４１のボンディングヘッド４２にて吸着されて、接合されるべき仮基板ＷＴの所定位置またはその十分近傍に搬送される。しかし、この時点では、十分な位置決め精度は得られていない可能性がある。ボンディングヘッド４２は、使用される光を十分に透過することができる材料と形状を有して形成されている。また、ボンディング部４１は、基板支持面１１に対してほぼ垂直方向に、光が十分に通過できる中空部４３を有して構成されている。基板支持面に対してほぼ垂直方向に伝播する光の光路上に受光装置２２である撮像部が配置されている。図２では、一例として、ミラー２４により光路Ｌはほぼ基板支持面１１に対してほぼ水平方向に変更され、変更された後の光路Ｌ上に撮像部２２が配置されているが、撮像部２２の配置の態様はこれに限られない。

【0039】

図２では、基板支持体１０は、使用される光が十分透過できる程度に透明であるように、すなわち使用される光の少なくとも一部が透過することができるように構成されており、発光装置２１である光源は、基板支持体１０の下側（基板支持体の基板支持面から見て反対側）に配置されている。この場合、光源２１からほぼ基板支持面１１に垂直方向に発せられた光は、基板支持体１０と仮基板ＷＴとチップＣＰを透過し、ボンディングヘッド４２及びボンディング部４１を透過又は通過して、撮像部２２に入射される。撮像部２２に入射された光は、基板支持体１０とチップＣＰを透過する際に、それぞれに附されたマークＭＣ１，ＭＣ２の情報を含んでいる。

【0040】

発光装置である光源２１と受光装置である撮像部２２が配置される位置は、図２で示される位置に限定されない。たとえば、光源２１と撮像部２２の位置を入れ替えてもよい。

【0041】

＜位置決め用マークＭＣ＞
チップＣＰ及び仮基板ＷＴには、チップＣＰの仮基板ＷＴに対する位置決め又は位置調整用のアライメントマークとして、それぞれ対象物側マーク及び基板支持体側マークとして、マークＭＣ１，ＭＣ２が附される。チップ側マークは、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。

【0042】

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３）、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４）。また、チップＣＰにおけるマークＭＣ１の付与部分（チップ側マーク領域）、および基板におけるマークＭＣ２の付与部分（基板側マーク領域）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。

【0043】

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３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４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。

【0044】

これらのマークＭＣ１，ＭＣ２は、金属の蒸着により形成すされることができる。基板支持体１０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、仮基板ＷＴなどの基板支持面１１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、撮像部２２で受光された画像の中でマークに対応する部分において、光の強度が低下する。したがって、マークＭＣ１，ＭＣ２は、撮像部２２で撮像する明視野像の中で暗く現れる。

【0045】

あるいは、上記マークは、仮基板ＷＴ又はチップＣＰ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２２で撮像する明視野像の中で暗く現れる。

【0046】

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３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３では右方奥側）に設けられる。また、マークＭＣ２ａは、仮基板ＷＴ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。

【0047】

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（電極）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。基板支持体側マークＭＣ２は、基板支持体１０の基板支持面１１上に附する方が、基板支持体１０の基板支持面１１と反対側の面にマークを附するより、金型側マークＭＣ５に近くなるので、一般的に位置決め精度が高くなる。

【0048】

ただし、これに限定されず、所定位置決め精度が得られる場合には、マークＭＣ１ａ，ＭＣ１ｂは、フェイスダウン状態のチップＣＰの上側の面（金属バンプ（電極）が形成されている面と反対側の面）、又は基板支持体１０の基板支持面１１と反対側の面に附されてもよい。あるいはまた、マークＭＣ１ａ，ＭＣ１ｂは、チップＣＰの内部に埋め込まれて設けられても良い。

【0049】

＜位置決め工程＞
次に、マークを画像認識することにより、チップ（対象物）を基板上へ位置決めする工程について説明する。

【0050】

＜相対位置誤差の測定＞
光学システムは、上述のように、撮像部２２と接続された画像認識部である位置認識部２３を備えている。位置認識部２３は、撮像部２２からの画像データを受けて、各チップＣＰと仮基板ＷＴとに付された２組のマーク（ＭＣ１ａ，ＭＣ２ａ）及び（ＭＣ１ｂ，ＭＣ２ｂ）の位置を認識し、当該マークＭＣ１ａ，ＭＣ２ａの相互間のＸＹ方向の位置ずれ量（Δｘａ，Δｙａ）とマークＭＣ１ｂ，ＭＣ２ｂの相互間のＸＹ方向の位置ずれ量（Δｘｂ，Δｙｂ）とを求める。これにより、位置認識部２３は、基板支持体の基板支持面内方向（ＸＹを張る面）におけるチップＣＰと基板ＷＡとのＸ方向，Ｙ方向，及びθ方向の相対位置を計算する。位置認識部２３は、さらに、当該位置ずれ量をゼロ又は所定の許容範囲内となるように、相対位置誤差を補正するように、位置決め手段に信号又は指令を出すことができるように構成されていることが好ましい。

【0051】

図２においては、Ｘ及びＹ方向の相対位置関係は、基板支持体１０をＸ及びＹ方向に移動させることにより補正され、θ方向の相対位置関係は、ボンディング部の中心軸ＢＸ周りに、ボンディング部が回転することにより補正される。

【0052】

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２３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。

【0053】

図２に示すように、位置認識部２３は、ヘッド部（ボンディングヘッド）４２によって保持された各チップＣＰが仮基板ＷＴに対向する状態において、光源（発光装置）２１から出射され、マークＭＣ１及びＭＣ２の両方の情報を含む透過光に関する画像データを用いて、仮基板ＷＴにおけるチップＣＰの位置を認識する。

【0054】

図５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。

【0055】

図５に示すように、光源２１から出射された光は、基板支持体１０と透明な仮基板ＷＴのマークを含む領域とを透過した後、チップＣＰとシリコン（Ｓｉ）製のボンディング部４１のヘッド部４２を透過し、ボンディング部４１の中空部４３を通過し、撮像部２２ａ，２２ｂの撮像素子で受光される。これにより、基板支持体１０と各チップＣＰとのマーク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２３は、当該撮影画像Ｇａに基づいて各チップＣＰと基板支持体１０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。

【0056】

位置認識部２３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と基板支持体１０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方向におけるチップＣＰと基板支持体１０との間の相対的な位置ずれであり、値ΔｙはＹ方向におけるチップＣＰと基板支持体１０との間の相対的な位置ずれである。また、値Δθはθ方向（回転方向）におけるチップＣＰと基板支持体１０との間の相対的な位置ずれ（相対姿勢誤差とも称される）である。チップＣＰと基板支持体１０との間の相対的位置ずれ量（Δｘ，Δｙ，Δθ）は、チップＣＰと基板支持体１０との間の相対位置誤差であるとも表現される。

【0057】

仮基板ＷＴは、基板支持体１０上に固定され、各チップの基板への位置決めや取り付けの工程において基板支持体１０に対して静止しているといえる。さらに、光の光路Ｌは、仮基板ＷＴが取り付けられる基板支持体１０の基板支持面１１に対して垂直である。したがって、チップＣＰと基板支持体１０との間の相対的位置ずれ量（Δｘ，Δｙ，Δθ）は、チップＣＰと仮基板ＷＴとの間の相対的位置ずれ量（Δｘ，Δｙ，Δθ）と等しい。すなわち、チップＣＰと仮基板ＷＴとの間の相対的位置ずれ量は、マークの画像認識により測定された、チップＣＰと基板支持体１０との間の相対的位置ずれ量（Δｘ，Δｙ，Δθ）として計算される。

【0058】

＜位置決め＞
光学システムからの画像データに基づき位置認識部２３で計算された、チップＣＰと基板支持体１０との間、すなわちチップＣＰと仮基板ＷＴとの間の相対的位置ずれ量（Δｘ，Δｙ，Δθ）に関するデータ又は信号は、位置決め機構（位置決め手段）（図示せず）に送信される。位置決め機構は、チップＣＰと基板支持体１０のいずれか一方又は双方を、全体で（-Δｘ，-Δｙ，-Δθ）となるように移動させる。測定により得られた（Δｘ，Δｙ，Δθ）と全く同量分、チップＣＰ又は基板支持体１０を移動させることが困難な場合がある。この場合には、所定の許容誤差範囲（α，β，γ）を設定し、相対的位置ずれ量が０である理想的な相対位置から、この所定の許容誤差範囲（α，β，γ）になったときに、位置決め機構を用い、位置決めが完了したとみなして、チップＣＰ又は基板支持体１０の移動を終了してもよい。

【0059】

位置決め機構（位置決め手段）は、チップＣＰと基板支持体１０のいずれか一方又は双方を移動させる、Ｘ方向駆動部（Ｘ方向駆動機構）、Ｙ方向駆動部（Ｙ方向駆動機構）及びθ方向回動部（θ方向駆動機構）とを有して構成される。

【0060】

例えば、Ｘ方向駆動部（Ｘ方向駆動機構）及びＹ方向駆動部（Ｙ方向駆動機構）は、基板支持体１０を固定して支持する部位（ステージ）（図示せず）に設けられ、このステージをＸ及びＹ方向に移動させる、ステージの支持機構、ステージのステッピングモータなどを有して構成されてもよい（図２参照）。また、θ方向回動部（θ方向駆動機構）は、ボンディング部４１の中心軸ＢＸを回転軸とし、ボンディング部４１を基板支持体１０を固定して支持するステージに対して、ボンディング部４１を回転させる、回転機構とステッピングモータなどを有して構成されてもよい（図２参照）。

【0061】

しかしながら、位置決め機構はこれに限定されない。たとえば、Ｘ方向駆動部（Ｘ方向駆動機構）とＹ方向駆動部（Ｙ方向駆動機構）とθ方向回動部が、すべて基板支持体を支持する部位（ステージ）に設けられてもよい。

【0062】

＜第一実施形態の基板支持体の変形例＞
図６に示すように、上記基板支持体１０は、上記第一実施形態に示す一変形例として、基板支持面１１を有し且つ基板支持体側マークＭＣ２が附された第一支持板１３と、当該第一支持板１３が基板支持面１１と反対側の面を介して着脱可能に取り付けられる第二支持板１４とを有するように構成されてもよい。すなわち、図６に示す基板支持体１０は、基板支持面１１を有し且つ基板支持体側マークＭＣ２が附された第一支持板１３を第二支持板１４に着脱可能に取り付けられて構成されている。

【0063】

この場合、たとえば、第二支持板１４は、基板支持体１０を移動させ位置決めする位置決め機構又はステージ（図示せず）に固定されてもよい。

【0064】

第一支持板１３を第二支持板１４に着脱可能に取り付けるために、図６に示すように、第二支持板１４を貫通する第一支持板真空吸着孔１５が設けられてもよい。第一支持板１３を、第二支持板１４上に第一支持板真空吸着孔１５の開口部を覆うように取り付けて、第一支持板真空吸着孔１５を真空引きすることで、第一支持板１３を第二支持板１４上に十分な強度で固定することができる。

【0065】

第二支持板１４上に着脱可能に取り付けられた第一支持板１３の基板支持面１１上に仮基板ＷＴを取り付けるために、図６に示すように、第一支持板１３と第二支持板１４とを通して貫通する第一基板吸着孔１６及び第二基板吸着孔１７が、それぞれ設けられてもよい。第一基板吸着孔１６及び第二基板吸着孔１７とは、第一支持板１３が第二支持板１４上に取り付けられたときに、流体連通する貫通孔が形成するように、第一支持板１３と第二支持板１４とに設けられている。第二支持板１４に開けられた第二基板吸着孔１７は、上記の第一支持板真空吸着孔１５とは別に設けられていることが好ましい。

【0066】

したがって、取付け手順としては、まず、第一基板吸着孔１６及び第二基板吸着孔１７が貫通孔を形成するように、第二支持板１４上に所定のマークが附された第一支持板１３を真空吸着により固定する。次に、仮基板ＷＴを、第一支持板１３の基板支持面１１上に、第一基板吸着孔１６の開口部を覆うように取り付けて、第一基板吸着孔１６及び第二基板吸着孔１７を真空引きすることで、仮基板ＷＴを第一支持板１３の基板支持面１１上に十分な強度で固定することができる。

【0067】

ただし、上述の又は図６に示す、第一支持板１３の第二支持板１４上への着脱可能な取り付け方や、第二支持板１４上に着脱可能に取り付けられた第一支持板１３の基板支持面１１上への仮基板ＷＴの取り付け方は、一例にすぎず、上記の取り付け方に限定されるものではなく、他の取り付け方が採用されてもよい。

【0068】

また、第一支持板１３は、第二支持板１４上へ所定位置関係となるように位置決めされて取り付けられるように構成されてもよい。たとえば、第一支持板と第二支持板とに位置合わせ用のマークを附して、これらのマークの間の相対的な位置ずれ量を画像認識により測定し補正するように、第一支持板を第二支持板上に位置決めをしてから接触させて取り付ける工程を設けてもよい。

【0069】

本実施例によれば、基板支持側マークＭＣ２の形態に応じた、種々の第一支持板１３を用意し、第二支持板がステージ等（図示せず）が固定されたまま、各プロセスに応じて所定の第一支持板１３を取り付けることができる。これにより、多品種生産を効率よく行うことができる。

【0070】

図６に示す第一支持板１３においては、基板支持体側マークＭＣ２は、基板支持面１１上に附されているが、基板支持側マークＭＣ２が附される位置はこれに限られない。たとえば、基板支持側マークＭＣ２は、第一支持板１３の第二支持板１４に向かい合う面に附されてもよく、第一支持板１３の内部に埋め込まれて形成されてもよい。基板支持体側マークＭＣ２は、対象物であるチップＣＰの位置決めの際の画像認識に使用される光の光路Ｌ上にある必要がある。

【0071】

第一支持板１３と第二支持板１４との双方を、使用される光が十分透過できる程度に透明であるように、すなわち使用される光の少なくとも一部が透過することができるように構成されることが好ましい。この場合は、発光装置である光源２１が、基板支持体１０の下側（基板支持体１０の基板支持面１１から見て反対側）に配置され、受光装置である撮像部２２が、基板支持体１０の上側（基板支持体１０の基板支持面１１側）に配置されることができる。光源２１からほぼ基板支持面１１に垂直方向に発せられた光は、第一支持板１３と第二支持板１４とを有する基板支持体１０と仮基板ＷＴとチップＣＰを透過し、ボンディング部４１を透過又は通過して、撮像部２２に入射される。撮像部２２に入射された光は、基板支持体１０とチップＣＰを透過する際に、それぞれに附されたマークＭＣ１，ＭＣ２の情報を含んでいる。

【0072】

基板支持体側マークＭＣ２を第一支持板１３の基板支持面１１上に附して、光源（発光装置）２１と撮像部（受光装置）２２を基板支持面１１の上側（基板支持体の基板支持面側）に配置する場合、第一支持板１３は、使用される光に対して透明である必要はない。

【0073】

基板支持体側マークＭＣ２を第一支持板１３の第二支持板１４に向かい合う面に附し、又は第一支持板１３の内部に埋め込むように附して、光源（発光装置）２１と撮像部（受光装置）２２とを基板支持体１０の上側（基板支持体１０の基板支持面１１側）に配置する場合、第一支持板１３は、使用される光に対して透明であるように構成される。

【0074】

＜２． 第二実施形態＞
次に、図７及び図８を参照しつつ、第一実施形態に係る位置決め方法を利用して複数のチップを一括して最終基板に接合する方法について説明する。

【0075】

本実施形態に係る、チップを基板に接合する方法は、複数のチップＣＰを基板ＷＡに一括して接合する方法であって、仮基板ＷＴを支持する基板支持面１１を有し、当該基板支持面１１上の複数の所定位置に基板支持体側マークＭＣ２が附された基板支持体１０を準備する工程Ｓ２１と、電極ＢＵを有する電極面を有するチップであって、基板支持体側マークＭＣ２に対応するチップ側マークＭＣ１が附された複数のチップＣＰを準備する工程Ｓ２２と、基板支持面１１上に透明な仮基板ＷＴを取り付ける工程Ｓ２３と、基板支持面１１にほぼ垂直方向に、仮基板ＷＴとチップ側マーク領域とを透過する光を用いて、基板支持体側マークＭＣ２とチップ側マークＭＣ１とを画像認識して各チップＣＰと仮基板ＷＴとの間の相対位置誤差を測定し補正することにより、仮基板ＷＴ上の各所定位置に対してチップＣＰを位置決めする工程Ｓ２４（図８（ａ））と、各チップＣＰが位置決めされた仮基板ＷＴ上の各所定位置に、各チップＣＰを、各チップＣＰの電極面と反対側の面が仮基板ＷＴに接するように、順次取り付けていく工程Ｓ２５（図８（ａ））と、複数のチップＣＰが取り付けられた仮基板ＷＴと最終基板ＷＡとを貼り合わせる工程Ｓ２６（図８（ｂ））と、最終基板ＷＡに接合された複数のチップＣＰから仮基板ＷＴを分離する工程Ｓ２７（図８（ｃ））と、を備える。

【0076】

本実施形態では、第一実施形態において基板支持体に支持される「基板」を、当該実施形態では「仮基板」と称し、「仮基板」上に取り付けられた複数のチップが一括して接合される対象である基板を「最終基板」と称する。しかし、「仮基板」及び「最終基板」の「仮」及び「最終」は、これら二つの「基板」を区別するために用いられる用語であって、辞書などで定義される又は一般的に用いられる「仮」及び「最終」の意味に限定して解釈されるべきではない。たとえば、「最終基板」に複数のチップが接合された後に、これらのチップや「最終基板」に係るプロセスにおいて、他の基板が使用される場合もあり、このような場合が排他的に解釈されるものではない。

【0077】

また、本実施形態では、「チップ」は、電気回路を有し、さらには電気回路と接続された電極をその表面（電極面）に有していることが好ましい。さらに、チップが接合される「最終基板」は、電極面の電極と接合される電気配線Ｍ１を有していることが好ましい。そして、チップの電極と、当該チップの電極と対応する最終基板の電気配線Ｍ１とが接触するように接合されることが好ましい。これにより、チップの電気回路と最終基板との間、又は最終基板を介して当該チップと他のチップとの間の電気信号又は電流の授受が可能になる。

【0078】

本実施形態では、仮基板ＷＴは、チップＣＰの平面的な位置合わせ、及び最終基板ＷＡにチップＣＰが接合される際にチップＣＰの支持基板として機能しつつ、最終基板ＷＴ上には残らない。このような仮基板ＷＴは、次のプロセス又は他のプロセスにリサイクルされ、若しくは一回だけ用いられて廃棄される場合がある。このような用途には、マークを附すことにより生じうる仮基板ＷＴのコストの上昇を抑制することができる。

【0079】

仮基板ＷＴと最終基板ＷＡとの貼り合わせる工程Ｓ２６の後に、仮基板ＷＴを最終基板ＷＡ上に接合されたチップＣＰから分離することができるようにするために、チップＣＰを取り付ける前に仮基板ＷＴ上に樹脂からなる層（樹脂層）ＲＳを形成しておくことが好ましい。この樹脂層ＲＳにより、取り付けられたチップＣＰを仮基板ＷＴ上に、最終基板ＷＡ上へ接合するまでは固定（仮固定）するとともに、最終基板ＷＡ上への接合後に、樹脂層ＲＳを含んだ仮基板ＷＴをチップＣＰから取り外すことが可能になる。

【0080】

樹脂層ＲＳは、スピンコート法などで形成されてもよく、また樹脂シートを仮基板ＷＴ上に貼り付けることで形成されてもよい。

【0081】

たとえば、上記樹脂層ＲＳの樹脂は熱可塑性樹脂であることが好ましい。一般に、熱可塑性樹脂は、加熱により軟化し流動性を増加させる。特にガラス転移温度以上では、流動性が顕著になる。したがって、当該熱可塑性樹脂を、そのガラス転移温度未満であって十分に軟化する温度まで加熱させてから、熱可塑性樹脂からなる樹脂層ＲＳ上にチップＣＰを取り付ける。例えば、樹脂層ＲＳを形成する熱可塑性樹脂のガラス転移温度が２００℃である場合には、これを１５０℃程度に加熱することで軟化させることができる。その後、加熱を停止して熱可塑性樹脂の温度が低下することで再び樹脂が硬化することで、チップは熱可塑性樹脂の樹脂層ＲＳを介して仮基板ＷＴ上に固定（仮固定）されることになる。仮基板ＷＴを分離する工程は、熱可塑性樹脂を、加熱して軟化させることで行われる。この加熱で到達する温度は、流動性が顕著になるガラス転移温度以上とする必要はない。たとえば、例えば、樹脂層ＲＳを形成する熱可塑性樹脂のガラス転移温度が２００℃である場合には、これを１５０℃から１８０℃程度の温度で加熱することで軟化させて、上記分離工程を行ことが好ましい。上記の加熱温度は、いずれも、チップＣＰや最終基板ＷＡが有する電気回路、電極や電気配線などの金属部の融点を超えないことが好ましい。

【0082】

またたとえば、上記樹脂層ＲＳの樹脂は熱硬化性樹脂であってもよい。この場合、チップを取り付ける前に、仮基板ＷＴ上に熱硬化性樹脂の樹脂層ＲＳを形成することができる。当該熱硬化性樹脂が未硬化の状態で、チップを取り付け、チップの取り付け後に、当該熱硬化性樹脂をその硬化温度以上に加熱することで硬化させる。これにより、チップＣＰは、仮基板ＷＴ上に固定（仮固定）される。仮基板ＷＴを分離する工程は、硬化した熱硬化性樹脂に対してレーザアブレーションを行うことにより行われてもよい。強度の強いレーザ光を硬化した熱硬化性樹脂の樹脂層ＲＳに対して照射することにより、当該樹脂層ＲＳ内に気泡を発生させることができる。この気泡により、樹脂層ＲＳの機械的強度が低くなるので、仮基板ＷＴをチップＣＰから比較的容易に分離させることが可能になる。

【0083】

またたとえば、上記樹脂層ＲＳの樹脂は光硬化性樹脂であってもよい。この場合、チップＣＰを取り付ける前に、仮基板ＷＴ上に熱硬化性樹脂の樹脂層ＲＳを形成することができる。当該熱硬化性樹脂が未硬化の状態で、チップＣＰを取り付け、チップＣＰの取り付け後に、当該光硬化性樹脂に樹脂を硬化させる波長の光を照射することにより硬化させることができる。たとえば、光硬化性樹脂は紫外線硬化樹脂であることが好ましい。紫外線硬化樹脂は、紫外線の照射により硬化する。これにより、チップＣＰは、仮基板ＷＴ上に固定（仮固定）される。仮基板ＷＴを分離する工程は、硬化した熱硬化性樹脂に対してレーザアブレーションを行うことにより行われてもよい。

【0084】

樹脂層ＲＳは、上記熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂及び光硬化性樹脂の例を挙げたが、これに限定されない。チップＣＰの仮基板ＷＴ上への取り付けの際に、チップＣＰを十分な強度で仮基板ＷＴ上に固定（仮固定）することができ、仮基板ＷＴの最終基板ＷＡ上への接合後に、仮基板ＷＴをチップＣＰから分離することができる特性を有する樹脂であれば、これを用いて樹脂層ＲＳを形成することができる。

【0085】

図８では、樹脂層ＲＳは、仮基板ＷＴ上に形成されているが、これに限られない。たとえば、樹脂層ＲＳは、チップＣＰの仮基板ＷＴに取り付けられる面、すなわちチップＣＰの電極面と反対側の面上に形成されてもよい。

【0086】

最終基板ＷＡ上に接合されたチップＣＰから仮基板ＷＴを分離することができるようにするために、チップＣＰを取り付ける前に仮基板ＷＴ上に樹脂からなる層（樹脂層）ＲＳを形成しておく例を示したが、これに限られない。たとえば、樹脂を使わずとも、仮固定をチップＣＰ又は仮基板ＷＴの表面に水の層を形成し、水の力（ファンデルワールス力又は表面張力）でチップＣＰを仮基板ＷＴに仮固定してもよい。その後、上記水の力によるチップＣＰと仮基板ＷＴとの仮固定の力より強い接合力で、チップＣＰを最終基板ＷＡ上に接合し、当該接合の後に仮基板ＷＴをチップＣＰから剥がすことができる。チップＣＰの最終基板ＷＡへの接合は、たとえば、真空中で、チップＣＰ及び最終基板ＷＡの接合面をエネルギー粒子で照射して活性化させた後、常温で接触さらには必要に応じて加圧することで行われてもよい。この接合方法は、常温接合法とも称される。

【0087】

仮基板ＷＴと最終基板ＷＡの接合の際に、仮基板ＷＴと最終基板ＷＡに予め附しておいたマークを用いて、両基板間の位置合わせを行ってもよい。たとえば、仮基板ＷＴと最終基板ＷＡとにそれぞれ、仮基板側マークＭＣ３と最終基板側マークＭＣ４とを設けてもよい。仮基板側マークＭＣ３及び最終基板側マークＭＣ４は、チップ側マークＭＣ１と基板支持体側マークＭＣ２と同様な手法により仮基板ＷＴ及び最終基板ＷＡに附することで形成されうる。

【0088】

仮基板ＷＴと最終基板ＷＡの位置合わせは、上記のチップＣＰと基板支持体１０との間の位置合わせと同様に、画像認識により、仮基板側マークＭＣ３及び最終基板側マークＭＣ４との間の相対位置誤差を測定し、これを補正するように、仮基板ＷＴと最終基板ＷＡとの間の相対的位置を移動させることにより行われることが好ましい。相対的位置が補正された後に、仮基板ＷＴと最終基板ＷＡとは互いに接合される（図８（ｂ））。

【0089】

仮基板ＷＴの分離後には、最終基板ＷＡ上に接合された複数のチップＣＰにより第１層のチップＣＰ１が形成される（図８（ｃ））。この第１層のチップＣＰ１と最終基板ＷＴとを、あらたな最終基板として、本実施形態により、さらに複数のチップを一括して接合してもよい。すなわち、本実施形態により、第二の仮基板ＷＴ２上に第２層用のチップを取付け、この第２層用のチップを、最終基板ＷＡ上にすでに接合された第１層のチップＣＰ１上に、接合する。その結果、２層の複数のチップＣＰが最終基板ＷＡ上に積層されて実装される（図８（ｄ））。この際、チップＣＰ１の電極面と反対側の面には他の電極（図示せず）が設けられているのが好ましい。これにより、チップＣＰ１の電極ＢＵとチップＣＰ２の上記他の電極とが接合して、接合されたチップＣＰ１，ＣＰ２間での電気的接続が確立される。仮基板ＷＴ上に取り付けられた第２層のチップＣＰ２と、最終基板ＷＡ上に接合された第１層のチップＣＰ１との間の位置決めは、第二仮基板ＷＴ２上に附された仮基板側マークＭＣ３と最終基板側マークＭＣ４とを画像認識することにより行ってもよく、また、第１層のチップに附されたチップ側マークＭＣ１と、第２層のチップＣＰ２に附されたチップ側マークＭＣ２とを画像認識することにより行ってもよい。この方法を繰り返して、合計Ｎ層（Ｎは３以上）のチップＣＰを最終基板ＷＡ上に積層することができる。

【0090】

＜３． 第三実施形態＞
次に、図９及び図１０を参照しつつ、第一実施形態に係る位置決め方法を利用して複数のチップの電極間に電気的接続を確立するエンベデッドウエハレベルパッケージ方法（埋め込み型ウエハレベル実装方法、ｅＷＬＰ）について説明する。

【0091】

図２及び図８（ａ）に示す位置決め装置１００及び２００においては、ボンディング部４１のボンディングヘッド４２が、チップＣＰの電極ＢＵを有する電極面を吸着して、電極面が基板ＷＴと反対方向に向くようにチップＣＰを保持することができるように構成されているが、図１０（ａ）に示すチップ位置決め装置３００においては、ボンディング部４１のボンディングヘッド４２がチップＣＰの電極ＢＵを有する電極面と反対側の面を吸着して、電極面が基板ＷＴに向うようにチップＣＰを保持することができるように構成されている。

【0092】

本実施形態に係る、チップの埋め込み型ウエハレベル実装方法は、仮基板ＷＴを支持する基板支持面１１を有し、当該基板支持面１１上の複数の所定位置に基板支持体側マークＭＣ２が附された基板支持体１０を準備する工程Ｓ３１と、電極ＢＵを有する電極面を有するチップであって、基板支持体側マークＭＣ２に対応するチップ側マークＭＣ１が附された複数のチップＣＰを準備する工程Ｓ３２と、基板支持体１０の基板支持面１１上に透明な仮基板ＷＴを取り付ける工程Ｓ３３と、当該透明な仮基板ＷＴの接合面上に透明な樹脂層ＲＳを形成する工程Ｓ３４と、仮基板ＷＴと各チップＣＰとを基板支持面１１にほぼ垂直方向に透過する光を用いて、基板支持体側マークＭＣ２とチップ側マークＭＣ１とを画像認識して各チップＣＰと仮基板ＷＴとの間の相対位置誤差を測定し補正することにより、仮基板ＷＴ上の各所定位置に対して各チップＣＰを位置決めする工程Ｓ３５（図１０（ａ））と、各チップＣＰが位置決めされた仮基板ＷＴ上の各所定位置に、各チップＣＰを、各チップＣＰの電極ＢＵが樹脂層ＲＳに接触するように順次取り付けていく工程Ｓ３６（図１０（ａ））と、仮基板ＷＴ上に取り付けられた複数のチップＣＰの配置関係を維持するように、仮基板ＷＴ上に取り付けられた複数のチップＣＰを第二樹脂ＲＳ２で固定する工程Ｓ３７（図１０（ｂ））と、仮基板ＷＴと樹脂層ＲＳとを、複数のチップＣＰから分離する工程Ｓ３８（図１０（ｃ））と、複数のチップの電極の内の所定の電極を接続するように、金属配線Ｍを形成する工程Ｓ３９（図１０（ｄ））と、を備える。

【0093】

仮基板ＷＴ上に取り付けられた複数のチップＣＰを第二樹脂ＲＳ２で固定する工程Ｓ３７は、仮基板ＷＴ上に取り付けられた複数のチップＣＰの配置関係を維持するように、当該複数のチップＣＰをその一部又は全体を樹脂（第二樹脂ＲＳ２）で埋め込んで固定することが好ましい（図１０（ｂ））。しかし、複数のチップの配置関係の維持の手法は、樹脂の埋め込みで行うことに限られず、他の手法でもよい。例えば、仮基板ＷＴ上に取り付けられた複数のチップＣＰに接触及び接着するような基板を、当該複数のチップＣＰの電極面と反対側から接着させることで、これらの複数のチップＣＰの配置関係を維持するようにしてもよい。

【0094】

仮基板ＷＴと樹脂層ＲＳとを、複数のチップＣＰから分離する工程Ｓ３８では、樹脂層ＲＳが仮基板ＷＴと一緒に複数のチップＣＰから分離されるのが好ましい。この分離には、上記第二実施形態で説明した分離の方法を採用することができる。樹脂層ＲＳの全体が、仮基板ＷＴと一緒に分離されるのが好ましいが、樹脂層ＲＳの一部が複数のチップＣＰ上に残存する場合もある。この場合は、研磨やエッチング処理などを用いて、残存する樹脂層ＲＳを除去することが好ましい。

【0095】

仮基板ＷＴと樹脂層ＲＳが分離された後は、チップの電極ＢＵが、埋め込み樹脂の最表面から露出している。この埋め込み樹脂ＲＳ２の最表面から、チップＣＰの電極ＢＵが十分に露出していない場合には、当該チップＣＰの電極ＢＵがある埋め込み樹脂ＲＳ２の最表面を、研磨やエッチング処理などを用いて、チップＣＰの電極ＢＵを十分に露出させることが好ましい。

【0096】

このように、埋め込み樹脂ＲＳ２から露出した複数のチップＣＰの電極ＢＵの内の所定の電極を接続するように、パターニングと金属蒸着により金属配線Ｍ２が形成される（図１０（ｄ））。すなわち、チップ間の再配線が行われる。

【0097】

複数のチップＣＰの電極ＢＵの内の所定の電極ＢＵの接続のための金属配線Ｍ２の形成手法は、パターニングと金属蒸着による手法に限定されない。たとえば、所定の金属配線Ｍ２を表面に有する基板（金属配線基板）を、当該金属配線Ｍとこれに対応するチップＣＰの電極ＢＵが接続されるように、複数のチップＣＰに対して貼り付けることで行われてもよい。この場合、仮基板ＷＴに取り付けられた複数のチップＣＰは、樹脂の埋め込みにより固定されている必要はない。この方法によれば、たとえば、上述した、複数のチップＣＰの配置関係を維持するように、仮基板ＷＴ上に取り付けられた複数のチップＣＰが、当該複数のチップＣＰの電極面と反対側から接触及び接着するような基板により固定されている状態でも、金属配線Ｍ２を形成することができる。

【0098】

金属配線を形成する工程Ｓ３９の後に、さらに、当該金属配線の表面を被覆するように樹脂等による層を形成して、金属配線（再配線）をも埋め込む構造を形成することもできる（図示せず）。

【0099】

図１０では、チップＣＰの基板支持面１１に垂直方向の寸法（高さ）は一定に描かれているが、これに限らない。仮基板ＷＴに取り付けられるチップＣＰの高さは、様々であってもよい。多種のチップＣＰを仮基板ＷＴに取り付けた後に、これらのチップＣＰすべてが埋まるように樹脂で埋め込んで固定することで、高さの異なる複数の種類のチップを、ウエハレベルで埋め込み（エンベッドし）、これらのチップ間で電気的接続を行う実装が可能になる。本実施形態によれば、さらに、仮基板ＷＴにマークを附さないことにより、仮基板ＷＴのコストを抑制し、より安価にかつ効率よく、エンベデッドウエハレベルパッケージを実現することができる。

【0100】

＜４． 第四実施形態＞
次に、図１１及び図１２を参照しつつ、基板上に樹脂を成形する金型成形方法にいて説明する。

【0101】

本実施形態に係る、基板上に樹脂を成形する金型成形方法は、基板ＷＴを支持する基板支持面１１有し、当該基板支持面１１上の所定位置に基板支持体側マークＭＣ２が附された基板支持体１０を準備する工程Ｓ４１と、金型側マーク部に基板支持体側マークに対応する金型側マークＭＣ５が附された金型を準備する工程Ｓ４２と、基板支持体１０の基板支持面１１上に透明な基板を取り付ける工程Ｓ４３と、基板上の金型が押し付けられる位置に樹脂ＲＳ３を塗布（分注）する工程Ｓ４４と、金型側マークＭＣ５が附された金型側マーク部を有する金型（金型押圧部）４４を用いて、基板支持体１０と基板ＷＴと金型側マーク部とを基板支持面にほぼ垂直方向に透過する光を用いて、基板支持体側マークＭＣ２と金型側マークＭＣ５とを画像認識して金型４４と基板ＷＴとの間の相対位置誤差を測定し補正することにより、基板ＷＴ上の所定位置に位置決めする工程Ｓ４５と、塗布（分注）された樹脂ＲＳ３上に金型４４を押し付けて金型成形を行う工程Ｓ４６と、を備える。

【0102】

金型側マークＭＣ５が附される金型側マーク部は、画像認識に使用される光を十分に透過させる程度に透明であることが必要である。

【0103】

また、金型又は金型押圧部４４を構成する材料は、金属に限られず、たとえば樹脂であってもよい。

【0104】

図１２は、本実施形態に係る基板上に樹脂を成形する金型成形方法を実施するための装置の一例として、ナノインプリントを行うための金型成形装置５００の概略構成を示す側面図である。この金型成形装置５００は、マークが附された基板支持体１０と、第一実施形態のボンディングヘッド４２に替わる金型押圧部４４と、基板支持体１０の基板支持面１１に対してほぼ垂直方向に伝播する光を発する発光装置（光源）２１と受光装置（撮像装置）２２とを備えている。図１２では、ナノインプリントによりガラス基板ＷＴ上に樹脂ＲＳ３を用いて、三次元構造であるレンズ５４を作成する金型成形装置５００（ナノインプリント装置）を示しているが、本実施形態はこれに限定されない。本実施形態の金型成形方法及び金型成形装置５００は、たとえば、数十ナノメートルからサブミクロンメートルの寸法で規定される微細構造の種々のナノインプリント技術に適用されうる。

【0105】

金型押圧部４４には、基板支持体１０の基板支持体側マークＭＣ２と対応するマーク（金型側マーク）ＭＣ５が附されており、基板支持体側マークＭＣ２と金型側マークＭＣ５とを画像認識して金型押圧部４４と基板ＷＴとの間の相対位置誤差を測定し補正することにより、金型押圧部４４と基板ＷＴとの位置決めが行われる。

【0106】

上記成形は、基板ＷＴ上に所定の樹脂ＲＳ３を塗布し、この樹脂ＲＳ３に金型押圧部４４を押し付けることで金型押圧部４４の金型形状を樹脂ＲＳ３に転写することで行うことができる。このように、本願発明に係る位置決め工程を行いつつ、ステップアンドリピート方式を行うことで、すなわち、ある位置でマークを画像認識により金型の基板に対する位置決めをして金型を押し付けることを、所定の複数の位置に対して順次行うことで、大型の金型を使用せずに、広い面積を有する金型を、高速にかつ正確に成形することができる。

【0107】

金型成形装置５００は、さらに、樹脂ＲＳ３を基板ＷＴ上に分注するディスペンサ５１を有して構成されていてもよい（図１２）。ディスペンサ５１は、後に金型押圧部４４が押し付けられる位置にＲＳ３を適正量分注する。このＲＳ３を分注する基板上の位置の精度は、金型押圧部４４と基板支持体１０の位置決め精度に比べて低くても構わない場合もある。

【0108】

金型成形装置５００は、さらに、成形された樹脂ＲＳ３を硬化させる樹脂硬化手段５２を有して構成されていてもよい。樹脂ＲＳ３として紫外線（紫外光）硬化樹脂を用いる場合には、樹脂硬化手段５２として紫外光（ＵＶ）照射装置を配置することが好ましい（図１２）。樹脂硬化手段である紫外光（ＵＶ）照射装置５２は基板ＷＴで金型成形された樹脂ＲＳ３の部位に対して、所定の波長と強度の紫外線５３を所定の時間に亘り照射する。これにより、金型成形により形成された樹脂ＲＳ３は硬化し、その形状が固定される。

【0109】

ディスペンサ５１と樹脂硬化手段５２とは、ボンディング部４１に取り付けられた金型押圧部４４に対して所定の間隔で配置され、基板ＷＴを支持する基板支持体１０を移動させるように攻勢されることが好ましい。これにより、ディスペンサ５１による樹脂ＲＳ３の基板ＷＴ上への分注と、金型押圧部４４の押し付けによる樹脂ＲＳ３の金型成形と、成形された樹脂ＲＳ３の硬化とを、順次、ステップアンドリピート方式で行うことができ、広い面積に亘り金型成形を効率よく行うことができる。

【0110】

また、樹脂ＲＳ３の分注は上記のディスペンサ５１による分注に限られない。たとえば、樹脂の分注と成形は、射出成形により、金型押圧部４４の内部形状と基板ＷＴとで定義される空間内に樹脂ＲＳ３を射出して成形することで行われてもよい。この場合、凹形状の金型の表面のある位置に、射出口（図示せず）を設け、当該射出口から樹脂を射出できるように、金型押圧部が構成されることが好ましい。

【0111】

さらにまた、図１２では、樹脂ＲＳ３は分注される場合を示したが、これに限られない。たとえば、樹脂ＲＳ３は、基板の表面を覆うように、又はコーティングするように塗布されてもよい。樹脂ＲＳ３は基板の表面全体をコーティングするように塗布されてもよい。

【0112】

＜第一変形例＞
図１２では、板状の基板ＷＴの一方の表面上にレンズ５４が形成される実施例が示されているが、レンズ５４の形成態様はこれに限らない。本実施形態の第一変形例として、図１３に示すように、レンズ５４は基板ＷＴの両面に形成されてもよい。図１３では、基板ＷＴの所定位置の両面にレンズ５４ａ，５４ｂを設けることで、同じ金型押圧部４４と同じ樹脂ＲＳ３を用いて成形することで同じ特性のレンズを形成する場合でも、図１２に示す場合と異なる光学特性を有するレンズを形成することができる。また、基板ＷＴの一方の面と他方の面とにおいて、異なる金型押圧部４４を用いてレンズ５４ａ，５４ｂを成形してもよい。

【0113】

基板の両側にレンズを形成するためには、最初にレンズ５４が形成された面を基板支持体１０に十分な強度で固定するために、最初に形成されたレンズ５４の三次元構造を吸収する構造が基板支持体１０に設けられていることが好ましい。

【0114】

たとえば、基板支持体１０の表面に、形成されたレンズ５４を収納できる凹部１８が設けられてもよい（図１３（ａ））。

【0115】

あるいは、レンズを収納できる凹部又は孔が設けられ、基板支持体１０の表面に吸着により固定することができるスペーサ１９を用いてもよい（図１３（ｂ））。マークの画像認識のために、このスペーサ１９は透明である必要がある。また、スペーサ１９は、少なくとも基板支持体１０に装着されたときに、基板支持面１１に対して平行となるように、両面の平行度の高い板状に形成されていることが好ましい。

【0116】

これにより、基板ＷＴの第一の面上へのレンズの形成が完了した後に、第二の面上へレンズを形成する場合に、既に形成されたレンズを当該凹部等に収容することで、当該第一の面上に形成されたレンズ５４ａを変形又は損傷させることなく、基板ＷＴを基板支持体１０に対して密着して取り付けることができるので、第二の面上へのレンズ５４ｂの成形を正確に行うことができる。

【0117】

数十ｎｍから数μｍの凹凸を形成するナノインプリント技術の問題の一つは、パターンを形成する場所に金型を位置合わせすることが困難なことである。基板に対する金型の位置合わせ精度を上げるために基板にマークのような構造を設けることも考えられるが、最終製品の特性に影響を与える構造が基板上に存在することは好ましくない。例えばレンズのような光学デバイスがナノインプリントで形成させる基板上にマークが残ることは、完成した光学デバイスの光学特性において好ましくない。しかし、本願発明に係る金型成形を適用すれば、最終製品に必要でなく、工程上必要な位置合わせのためのマークなどを基板に附す必要はなくなる。したがって、高速で正確な位置決めを達成するとともに、最終製品の特性を劣化させること無く、ナノインプリントを行うことが可能になる。

【0118】

＜第二変形例＞
さらには、本実施形態の第二変形例として、上記実施形態により作成された基板上の三次元構造は、当該基板と同じ面積を有する金型を作成するための金型としても使用されうる。すなわち、上記実施携帯により作成された金型を仮金型又は中間金型として、この仮金型をさらに用いて最終金型５５を成形することができる。この最終金型の成形方法は、形成された樹脂を有する基板の面上に、硬化性（熱可塑性、熱硬化性、光硬化性など）の流体材料を塗布する工程（図１４（ａ））と、当該基板上に塗布された流体材料を熱処理又は光照射などで硬化させて最終金型５５を形成する工程（図１４（ａ））と、形成された樹脂５４と基板ＷＴとからなる仮金型を最終金型５５から分離する工程（図１４（ｂ））とを、さらに備えてもよい。

【0119】

本実施形態により作成されたレンズ５４などの三次元構造を有する基板ＷＴ（仮金型）上に、ニッケルなどの金属を堆積させ（図１４（ａ））、堆積された金属を残して上記仮金型を取り外すことで、広い面積を有する最終金型５５を作成することができる（図１４（ｂ））。上記金属の堆積は、電気鋳造（電鋳）、スパッタ法などによる蒸着により行われてもよい。

【0120】

金型を作成するための金型は、通常、１回程度用いられて廃棄される場合がある。このような用途には、マークを附すことにより生じうる基板のコストの上昇を回避することができる。

【0121】

＜５． 他の実施形態＞
なお、上記実施形態では、基板に位置決めする対象物として、チップや金型などが一例として用いられたが、対象物はこれらに限られない。

【0122】

本発明は、図１５に示すように、より一般に、基板上に対象物を位置決めする方法であって、基板を支持する基板支持面を有し、当該基板支持面上の所定位置に基板支持体側マークが附された基板支持体を準備する工程とＳ１、対象物側マークが附されたマーク領域を有する対象物を準備する工程Ｓ２と、基板支持体の基板支持面上に透明な基板を取り付ける工程Ｓ３と、基板支持体の基板支持面にほぼ垂直方向に、少なくとも基板を透過する光を用いて、基板支持体側マークと対象物側マークとを画像認識して対象物と基板との間の相対位置誤差を測定し補正することにより、基板上に対象物を位置決めする工程Ｓ３と、を備える方法を含む。

【0123】

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。

【0124】

たとえば、図面及び明細書では、Ｓ１１とＳ１２、Ｓ２１とＳ２２、Ｓ３１とＳ３２、Ｓ４１とＳ４２、Ｓ１とＳ２とはそれぞれこの順番で行うように記載したが、逆に行われても並行して行われてもよい。Ｓ１１、Ｓ２１、Ｓ３１、Ｓ４１及びＳ１は、それぞれＳ１３、Ｓ２３、Ｓ３３、Ｓ４３及びＳ３の前に行われていればよい。また、Ｓ１２、Ｓ２２、Ｓ３２、Ｓ４２及びＳ２は、それぞれＳ１４、Ｓ２４、Ｓ３４、Ｓ４４及びＳ４の前に行われていればよい。

【0125】

図２、図８、図１０、図１２、図１３、及びこれに対応する明細書の記載において、発光装置である光源２１と受光装置である撮像部２２とが、基板支持体及び基板を挟むように配置され、使用される光が、光源２１と撮像部２２との間の光路Ｌにあるすべての部位を透過又は通過する例が示されている。すなわち、上記各図に示す例においては、少なくとも基板ＷＴと基板支持体１０とチップＣＰは、使用される光に対して透明である必要があるが、本発明はこれに限られない。以下、例示的に、図１６を参照しつつ、幾つかの光学システムの変形例を説明する。

【0126】

図１６（ａ）に示す変形例のように、光源２１は、基板支持体１０の上側（基板支持体１０の基板支持面１１と同じ側）に配置され、撮像部２２に入射する光と同軸の光路Ｌに光を発するように配置されてもよい。この場合、基板支持体１０が、使用される光に対して透明である必要はない。撮像部２２と実質的に同じ箇所から発せられた光は、対象物ＣＰを透過して、対象物側マークＭＣ１が附されている対象物ＣＰのマーク領域と基板ＷＴを透過し、基板支持面１１で反射される。基板支持面１１で反射される際に、基板側マークＭＣ２の情報が伝播する光に含まれることになる。基板支持面１１で反射された光は、再び、基板ＷＴと対象物ＣＰのマーク領域とを透過して撮像部２２に入射される。

【0127】

図１６（ｂ）に示す変形例のように、同軸光学系を有する光源２１と撮像部２２が、基板支持体１０の下側、すなわち基板支持体１０に対して基板ＷＴの反対側に配置されてもよい。この場合、使用される光に対して、対象物ＣＰが透明である必要はなく、基板ＷＴと基板支持体１０とが透明である必要がある。撮像部２２と実質的に同じ箇所から発せられた光は、基板支持体１０を透過して、基板側マークＭＣ２の情報を含み、基板ＷＴを透過した後、対象物ＣＰの表面で反射される。対象物側マークＭＣ１が対象物ＣＰの基板ＷＴに対向する表面に附されていれば、上記反射の際に、対象物側マークＭＣ１の情報が伝播する光に含まれる。対象物ＣＰで反射された光は、再び基板ＷＴと対象物ＣＰのマーク領域を透過して撮像部２２に入射される。

【0128】

図１６（ｃ）に示す変形例のように、対象物ＣＰと基板ＷＴの間から基板支持面１１に対して垂直方向に光路Ｌａ，Ｌｂに光を伝播させる２視野光学系を用いることもできる。この光学系は、一対の光源２１と撮像部２２、すなわち光源２１ａと撮像部２２ａ及び光源２１ｂと撮像部２２ｂにより、それぞれ光路Ｌａ，Ｌｂをなす光が伝播するように構成されている。光路Ｌａ及び光路Ｌｂは、プリズムＰを介して、基板支持面１１に対してほぼ垂直方向に伝播することにより、それぞれ対象物ＣＰのマークＭＣ１と基板支持体１０のマークＭＣ２の情報を含むことになる。撮像部２２ａ及び２２ｂで撮像されたマークＭＣ１及びＭＣ２の画像データによって、対象物ＣＰと基板支持体１０との相対位置関係を把握することができる。位置決めの終了後、この光学系は、対象物ＣＰと基板ＷＴとの間の空間から取り除かれ、その後、対象物ＣＰを基板ＷＴに近づけることができる。

【符号の説明】

【0129】

１００，２００ 位置決め装置
１０ 基板支持体
１１ 基板支持面
１２ 基板吸着孔（真空吸着孔）
１３ 第一支持板
１４ 第二支持板
２０ 光学システム
２１ 発光装置（光源）
２２ 受光装置（撮像部）
２３ 画像認識装置（位置認識部）２３
３０ 位置決め手段
４１ ボンディング部
４２ ボンディングヘッド（ヘッド部）
５００ 金型成形装置
５１ ディスペンサ
５２ 樹脂硬化手段
５４ レンズ
５５ 最終金型
ＣＰ チップ
ＷＴ，ＷＡ 基板
ＭＣ１ 対象物側マーク（チップ側マーク）
ＭＣ２ 基板側マーク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】