傾き調整方法および傾き調整装置並びにその傾き調整方法において調整されるデバイス
【課題】対向配置された対象物同士の相対的な傾きをを高精度にかつ容易に調整することができる傾き調整の技術を提供することを目的とする。
【解決手段】基板５５には第１検出部である電極が形成され、基板５６には第２検出部である電極が基板５５の電極と対を構成する位置に形成されている。そして、基板５５および基板５６をステージ部１５の保持部２９およびヘッド部３９の保持部４４にそれぞれ保持し、基板５５および基板５６の電極の対の間の静電容量を検出部５０により検出する。そして、検出された静電容量が所定の値になるように、Ｘ−Ｙテーブル制御部５２によってＸ−Ｙステージ機構１１を移動させ、基板５５および基板５６の相対的な傾きを調整する。
【解決手段】基板５５には第１検出部である電極が形成され、基板５６には第２検出部である電極が基板５５の電極と対を構成する位置に形成されている。そして、基板５５および基板５６をステージ部１５の保持部２９およびヘッド部３９の保持部４４にそれぞれ保持し、基板５５および基板５６の電極の対の間の静電容量を検出部５０により検出する。そして、検出された静電容量が所定の値になるように、Ｘ−Ｙテーブル制御部５２によってＸ−Ｙステージ機構１１を移動させ、基板５５および基板５６の相対的な傾きを調整する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対向配置された一方および他方の対象物を所定の傾きに調整する傾き調整の技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、デバイスの小型化、高密度化が進み、微細な回路パターンの所定の位置にチップを搭載したり、ウエハや基板に微小なチップを高密度に搭載することとなったため、デバイスを形成するための実装装置、接合装置、露光装置等には、基板等の対象物同士の位置を精度よく合わせるために、デバイス形成前に対象物の傾きを調整する傾き調整が行われている。
【０００３】
一般的には、個々の対象物ごとの平面状態の違いは無視できるものとして、対象物を保持するステージとヘッドの保持面を接触して倣い調整を行ったり、ステージとヘッドを所定の間隔に設定してステージとヘッドの保持面の傾きを非接触で検出し、傾き調整が行われている。一方、デバイスがより小型化すると、個々の対象物ごとの平面状態を無視することができなくなり、対象物ごとに傾きを検出してこれを調整する必要がある。
【０００４】
個々の対象物ごとに傾き調整を行う技術としては、アライメントマークが形成された両対象物同士をステージおよびヘッドに保持して対向配置した後、両対象物の間にセンサーを備えた検出手段を導入し、一方の対象物に形成されたアライメントマークと他方の対象物に形成された対応するアライメントマークをそれぞれ検出し、両対象物の傾きを調整して、両対象物同士を所定の傾きに調整することが行われている。
【０００５】
例えば、特許文献１に記載の露光装置にはウエハとマスクの位置調整を行う位置制御装置が組み込まれ、露光動作をする前のウエハ（ワーク）とマスクをそれぞれウエハホルダーおよびマスクホルダーにより保持して対向配置し、ウエハとマスクの間にキャリブレーション装置を挿入している。
【０００６】
キャリブレーション装置は、下面にレーザー発光素子と分割受光素子からなるセンサーを複数個備えている。そして、キャリブレーション装置の上面をマスクホルダーの下面に当接し、キャリブレーション装置の下面に配置されたセンサーにより、マスクに対して対向配置されたウエハの傾きを検出する。その後、ウエハホルダーの底面を支持する駆動シリンダーを制御してウエハホルダーの傾きを調整し、ウエハとマスクの傾き調整を行う構成となっている。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−１７３９０７号公報（段落０００７、０００８、００１２、００１９、００２８〜００３０、図１２〜図１６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
通常、対象物同士の傾き調整をするときには、対象物同士をできるだけ接近して調整すると精度よく位置を合わせることができる。ところが、特許文献１に記載の発明では、上記したように、ウエハとマスクとの間にセンサーを備えたキャリブレーション装置を導入して調整するため、ウエハとマスクとの間には、少なくともキャリブレーション装置を導入するための一定間隔が必要であり、ウエハとマスクをより近接して位置合わせをすることが難しいという問題があった。そのため、例えば、ウエハホルダーやマスクホルダーを上下方向に移動する位置制御装置の稼動軸の方向が正確な鉛直方向ではなく歪みや偏心がある場合には、傾き調整後にキャリブレーション装置を退避してウエハとマスクを接触させたときにウエハとマスクの傾きがずれるおそれがあった。特に対象物を接合する場合には、接合部であるパッドのサイズおよびパッド間の間隔が数十μｍ、バンプの高さが数μｍ〜数十μｍにまで微細化されてきたことにより、正確な鉛直方向からのわずかな歪みや偏心が、歩留まりに無視できない影響を及ぼすおそれがでてきている。しかも、従来の技術では、傾き調整後にウエハとマスクとの間からキャリブレーション装置を退避するため、装置の動作が複雑化するという問題もあった。
【０００９】
そこで、本発明は、対向配置された対象物を所定の傾きに高精度にかつ容易に調整することができる傾き調整の技術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】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明にかかる傾き調整方法は、対向配置されたほぼ板状の第１および第２の対象物同士の相対的な傾きを、前記第１の対象物に複数形成された第１検出部それぞれと前記第２の対象物に複数形成された第２検出部それぞれとの対により構成された複数の検出手段により検出する検出工程と、前記第１および第２の対象物の一方を基準としたときの他方の傾きを傾き調整手段によって変更して、前記検出工程で検出した前記第１および第２の対象物同士の相対的な傾きを所定の傾きに調整する傾き調整工程とを含むことを特徴としている（請求項１）。
【００１１】
また、本発明にかかる傾き調整方法は、前記第１および第２の対象物が、互いに接合される接合物であることを特徴としている（請求項２）。
【００１２】
また、本発明にかかる傾き調整方法は、前記検出工程において、前記検出手段が、前記第１および第２の対象物を近接して対向配置した状態で、前記第１検出部と前記第２検出部の対の間の静電容量をそれぞれ検出する静電容量式であって、前記各検出手段による前記静電容量の値から非接触で前記第１および第２の対象物同士の相対的な傾きを検出することを特徴としている（請求項３）。
【００１３】
また、本発明にかかる傾き調整方法は、前記検出工程において、前記検出手段が、前記第１および第２の対象物を近接して対向配置した状態で、前記第１検出部および前記第２検出部のいずれか一方から他方に磁界を印加したときの前記第１検出部と前記第２検出部の対の間の磁界の変化による渦電流をそれぞれ検出する渦電流式であって、前記各検出手段による前記渦電流の値から非接触で前記第１および第２の対象物同士の相対的な傾きを検出することを特徴としている（請求項４）。
【００１４】
また、本発明にかかる傾き調整方法は、前記検出工程において、前記検出手段が、前記第１および第２の対象物を近接して対向配置した状態で、前記第１検出部および前記第２検出部のいずれか一方から他方に照射した光の前記第１検出部と前記第２検出部の対の間の光路時間をそれぞれ検出する光学センサ式であって、前記各検出手段による前記光路時間の値から非接触で前記第１および第２の対象物同士の相対的な傾きを検出することを特徴としている（請求項５）。
【００１５】
また、本発明にかかる傾き調整方法は、前記検出工程において、前記検出手段が、前記第１および第２の対象物を接触した状態で、前記第１検出部および前記第２検出部に作用する荷重をそれぞれ検出する歪みセンサ式であって、前記各検出手段による前記荷重の値から前記第１および第２の対象物同士の相対的な傾きを検出することを特徴としている（請求項６）。
【００１６】
上記課題を解決するために、本発明にかかる傾き調整装置は、前記第１の対象物に複数形成された第１検出部と、前記第２の対象物に複数形成された第２検出部と、前記各第１検出部それぞれと前記各第２検出部それぞれとの対により構成され、前記第１および第２の対象物同士の相対的な傾きを検出する複数の検出手段と、前記第１の対象物を保持する第１保持手段と、前記第２の対象物を保持する第２保持手段と、前記第１保持手段および前記第２保持手段の少なくともいずれかに配設され、前記第１および第２の対象物の一方を基準としたときの他方の傾きを調整する傾き調整手段と、前記傾き調整手段を制御して、前記各検出手段により検出した前記第１および第２の対象物同士の相対的な傾きを所定の傾きに調整する制御手段とを備えることを特徴としている（請求項７）。
【００１７】
また、本発明にかかる傾き調整装置は、前記第１および第２の対象物が、互いに接合される接合物であることを特徴としている（請求項８）。
【００１８】
また、上記課題を解決するために、本発明にかかるデバイスは、前記第１の対象物および前記第２の対象物を備えることを特徴としている（請求項９）。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１、７の発明によれば、第１の対象物に複数形成された第１検出部それぞれと第２の対象物に複数形成された第２検出部それぞれとの対により複数の検出手段が構成されるので、第１および第２の対象物を保持するステージとヘッドの傾きを検出する等の間接的な傾き検出ではなく、第１および第２の対象物自体の相対的な傾きを検出することができる。したがって、対象物個々の平面性等の傾きのバラツキがあっても、両対象物の傾きを高精度に調整することができる。また、両対象物の間に別途検出手段を挿入して傾き検出する必要がないので、両対象物を近接して相対的な傾きを検出することができる。したがって、第１および第２の対象物を所定の傾きに精度よく調整することが可能である。
【００２０】
このとき、第１および第２の対象物に形成された複数の検出手段により両対象物の相対的な傾きを検出するので、基板が細長い形状である場合には、例えば、２個の検出手段を形成することにより、効率よく第１および第２の対象物の傾きを調整することができる。また、基板の大きさや形状に合わせた個数の検出手段を形成すればよい。したがって、第１および第２の対象物の形状や大きさに合わせて検出手段を複数形成することにより、両対象物の傾きを精度よく調整することができる。
【００２１】
請求項２、８の発明によれば、第１および第２の対象物が互いに接合される接合物であるので、接合物同士である第１および第２の対象物の傾きを調整して精度よく接合した接合物を提供することができる。これにより、接合部であるパッドのサイズおよびパッド間の間隔が数十μｍ、バンプの高さが数μｍ〜数十μｍ、あるいはそれ以下にまで微細化された場合にも、高い歩留まりを維持することが可能となる。
【００２２】
請求項３の発明によれば、第１および第２の対象物を対向配置して非接触で両対象物の相対的な傾きを検出するので、対象物の表面状態が柔らかい場合や対象物が傷などのダメージを受け易い場合であっても、対象物にダメージを与えることなく両対象物の相対的な傾きを検出して調整することができる。また、両対象物の傾き調整後に両対象物を所定の間隔に保持して露光などの作業を行う場合は、両対象物を予めその作業時の間隔に保持して傾き調整することが可能である。
【００２３】
また、第１検出部および第２検出部の対の間の静電容量の変化から第１および第２の対象物の相対的な傾きを検出するので、特に両対象物を近接したときに両対象物の傾きを感度よく検出することができ、両対象物を近接した状態でより精度よく傾き調整することが可能である。
【００２４】
請求項４の発明によれば、第１検出部および第２検出部の対の間の磁界の変化による渦電流から第１および第２の対象物の相対的な傾きを検出するので、特に両対象物を近接したときに両対象物の傾きを感度よく検出することができ、両対象物を近接した状態でより精度よく所定の傾きに調整することができる。また、磁界の変化による渦電流を利用した方法であるため、上記した静電容量式に対し、対象物の材質が有機物等の非金属であっても対象物の材質に起因した静電容量変化の影響を受けることがないので、非金属の対象物の傾き調整を行うときには特に有効である。
【００２５】
また、請求項５の発明によれば、第１検出部および第２検出部のいずれか一方から他方に光を照射して、光の光路時間から第１および第２の対象物の相対的な傾きを検出するので、検出時間が早く、また、対象物の材質に関わらず、精度よく両対象物の傾きを調整することができる。
【００２６】
請求項６の発明によれば、第１検出部と第２検出部を接触したときの、第１検出部及び第２検出部に作用する荷重から第１および第２の対象物の相対的な傾きを検出するので、傾き調整後に両対象物を接触して接合などの作業を行う場合は、両対象物を予め接触した状態で傾き調整することができるため、両対象物の傾きをより精度よく簡便に調整することが可能である。
【００２７】
請求項９の発明によれば、デバイスが備える第１および第２の対象物自体の相対的な傾きを精度よく調整することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
（第１実施形態）
本発明の一実施形態として、本発明にかかる傾き調整装置を組み込んだ超音波振動接合装置について図１ないし図８を参照して説明する。なお、図１は本発明の一実施形態における超音波振動接合装置の概略構成図、図２は対象物を搭載する搭載手段の動作を示す概略構成図、図３は搭載手段の斜視図、図４および図５は対象物である基板の概略構成図、図６は対象物を搭載したステージ部およびヘッド部の部分概略構成図、図７は傾き調整の動作手順を示すフローチャート、図８は基準体を搭載したステージ部およびヘッド部の部分概略構成図、図９は基板を搭載したステージ部および基板の平面図である。
【００２９】
１．装置構成
本実施形態における接合装置は、図１に示すように、本発明にかかるデバイスが備える対象物を保持するための搭載手段１と、加圧手段２と、装置全体の動作の監視および制御を行う制御装置３とを備えている。
【００３０】
搭載手段１は、本発明における「傾き調整手段」に相当し、図１ないし４に示すように、基台１０上にＸ−Ｙテーブル機構１１と、支柱１２と、支持台１３とを備え、ローラー１４ａ、１４ｂ、１４ｃと、ステージ部１５、連結機構１６によって構成されている。なお、基台１０、支柱１２および支持台１３は固着されている。
【００３１】
Ｘ−Ｙテーブル機構１１は、サーボモーターからなる駆動モーター２０ａ、２０ｂとボールねじ（図示せず）と、それぞれＸ方向、Ｙ方向に移動可能に構成される水平移動テーブル１１ａ、１１ｂとにより構成されている。上記水平移動テーブル１１ａ、１１ｂでは、駆動モーター２０ａ、２０ｂを励磁して動作させると、駆動モーター２０ａ、２０ｂの回転がボールねじに伝達されてボールねじが回転し、両テーブル１１ａ、１１ｂがボールねじに沿ってそれぞれＸ方向、Ｙ方向に移動する。また、駆動モーター２０ａ、２０ｂに流す電流を逆にすることにより、駆動モーター２０ａ、２０ｂの回転が逆回転となり、両テーブル１１ａ、１１ｂはそれぞれＸ方向、Ｙ方向へ逆方向に移動する。
【００３２】
また、駆動モーター２０ａ、２０ｂの励磁を解除した場合には、両テーブル１１ａ、１１ｂは駆動モーター２０ａ、２０ｂの動作とは関係なく自由に移動し、駆動モーター２０ａ、２０ｂを励磁して回転のためのサーボ制御信号を与えた状態では、両テーブル１１ａ、１１ｂは駆動モーター２０ａ、２０ｂの回転に連動して移動する。また、駆動モーター２０ａ、２０ｂを励磁した状態で停止すると、両テーブル１１ａ、１１ｂは所定の位置に固定された状態となる。
【００３３】
ステージ部１５は、円柱の下周面が球面状に加工されて下面に球面を有する球面状基部２５と、平面視が球面状基部２５と同じ形状を成し上面に対象物を保持するステージ基準部２６によって構成される。ステージ基準部２６は、球面状基部２５の上面に、断熱部２７およびヒーター部２８を介して対象物を保持する保持部２９が順次積層されて形成されている。また、ステージ基準部２６は、球面状基部２５の下面の球面の曲率中心Ｐ（ここで、図１以下の点Ｐが曲率中心に相当）の位置に、ステージ基準部２６の上面の中心がほぼ一致するように配置されている。このように配置することにより、ステージ基準部２６の上面の中心を基準に傾き調整を行うと、精度よく傾き調整することができる。また、対象物を上記したステージ基準部２６の上面の中心を含む位置に保持することにより、安定した傾き調整を行うことができる。
【００３４】
また、対象物を保持する保持部２９には、対象物を真空吸着により保持するための吸着機構（図示せず）、および、対象物に当接する信号検出用のプローブ（図示せず）が配設されている。なお、対象物の保持方法は前記した真空吸着法に限らず、その他の方法でもよい。また、ステージ基準部２６は、本実施形態のように対象物を加熱するためのヒーター部２８を必ずしも備えている必要はない。
【００３５】
そして、球面状基部２５は連結機構１６を介してＸ−Ｙテーブル機構１１に連結されている。連結機構１６は、図１および図２に示すように、上端が球面状基部２５の下面中央に配設された丸棒状の軸体および該軸体の下端に一体形成された球体からなる軸部３０と、軸部３０の軸体に外嵌され軸部３０を軸方向および軸周り方向に摺動自在に支持する円筒部３１と、上側の水平移動テーブル１１ａの上面に固着され上面に軸部３０の球体を摺動自在に保持する球面凹部を有する受部３２とを備えている。
【００３６】
ここで、軸部３０の軸体は、ステージ部１５の球面状基部２５の球面の曲率中心Ｐを通る線上に配設されている。
【００３７】
このような構成により、図２に示すように、Ｘ−Ｙテーブル機構１１の両テーブル１１ａ、１１ｂの動作に対応してステージ部１５の傾きを自在に変えることができる。つまり、Ｘ−Ｙテーブル機構１１の移動により、連結機構１６の軸部３０の球体と受部３２は摺動し、軸部３０は連結機構１６の円筒部３１に対して軸部３０の軸方向および軸周り方向に摺動して、ステージ部１５とＸ−Ｙテーブル機構１１との間の距離変動が吸収調整されるため、ステージ部１５のステージ基準部２６の上面の傾き角度を可変できるようになっている。
【００３８】
また、図３に示すように、支持台１３の上面には、正三角形の各頂点に相当する位置にそれぞれ配設された３個のローラー１４ａ、１４ｂ、１４ｃを介して、ステージ部１５が支持されている。また、各ローラー１４ａ、１４ｂ、１４ｃに対し、次のような構成により、球面状基部２５の球面が摺動可能に支持されている。
【００３９】
各ローラー１４ａ、１４ｂ、１４ｃは、それぞれ水平方向に配設された軸３３と軸３３に外嵌されたストローク部３４によって構成され、ストローク部３４は軸３３の軸方向に所定量移動可能で、かつ軸３３の周りを自由に回転可能に設けられている。したがって、各ローラー１４ａ、１４ｂ、１４ｃの動作により、ステージ部１５のステージ基準部２６の上面の傾き角度を可変でき、ステージ部１５を基準体（図１中の符号４５）に対し安定して倣い移動させることができる。
【００４０】
そして、Ｘ−Ｙテーブル機構１１の駆動モーター２０ａ、２０ｂの励磁を解除した状態では、ステージ基準部２６の上面が所定の傾きに加圧されると、Ｘ−Ｙテーブル機構１１はステージ部１５の傾きに連動して移動する。また、Ｘ−Ｙテーブル機構１１の駆動モーター２０ａ、２０ｂを励磁した状態でＸ−Ｙテーブル機構１１が所定の位置に停止すると、Ｘ−Ｙテーブル機構１１が固定された状態となり、ステージ部１５の傾きも固定される。
【００４１】
加圧手段２は、対象物が保持されるヘッド部３９と、対象物を第１の対象物に当接するための上下駆動機構４０によって構成されている。
【００４２】
ヘッド部３９は、図１に示すように、振動子４１を有する共振器４２を備えている。また、共振器４２は最小振動振幅点の位置を共振器支持部４３により支持されてヘッド部３９に配設されている。そして、共振器４２の最大振動振幅点の位置に相当する共振器の中央部分には、下面に第２の対象物を保持するための保持部４４が配設されている。対象物の保持方法には、真空吸着法が用いられ、保持部４４には吸着機構（図示せず）が配設されている。また、保持部４４には、対象物に当接する信号検出用のプローブ（図示せず）が配設されている。
【００４３】
なお、対象物の保持方法は、真空吸着法に限らず、機械的に保持する方法などでもよい。また、保持部４４は、共振器４２の両端に位置する最大振動振幅点のいずれかの位置や、その他の位置に形成されるとしてもよい。また、対象物同士の接合が加熱により行われる場合には、ヘッド部３９にヒーターなどの加熱機構を備えるとしてもよい。
【００４４】
また、保持部４４は対象物を保持するだけでなく、後述するように第１および第２の対象物をステージ部１５の保持部２９とヘッド部３９の保持部４４に保持する前に、保持部２９および保持部４４の傾き調整を行うときに傾き調整のための基準面を有する基準体４５を保持し、この基準面を基準として傾き調整を行う。なお、保持部２９および保持部４４の傾き調整を行うときには、基準体４５を保持する代わりに、保持部４４の下面自体を倣い基準面としてもよい。なお、搭載手段１および加圧手段２の一方が本発明における「第１保持手段」、他方が「第２保持手段」に相当する。
【００４５】
制御装置３は、本発明における「制御手段」に相当し、検出部５０、制御部５１、Ｘ−Ｙテーブル制御部５２、超音波振動制御部５３を備えている。検出部５０は、後述する第１および第２の対象物に第１検出部および第２検出部として形成された複数の電極の対の間の静電容量を検出するための高周波ベクトルネットワークアナライザを備えている。そして、検出部５０で検出された各電極の対の間の静電容量が所定の値となるように、制御部５１およびＸ−Ｙテーブル制御部５２によって、ステージ部１５の傾き調整が行われる構成となっている。
【００４６】
また、超音波振動制御部５３では、振動子４１の振動の制御が行われ、接合時に対象物に印加される超音波振動の制御が行われる。なお、検出部５０は、高周波ベクトルネットワークアナライザに限らず、Ｑメーター、ＬＣＲメーター、インピーダンスアナライザ等であってもよい。
【００４７】
２．デバイス構成
次に、本実施形態におけるデバイスの構成について説明する。本実施形態におけるデバイスは、第１の対象物である基板５５および第２の対象物である基板５６を備えている。図４に、基板５５および基板５６の平面図を示す。
【００４８】
基板５５は、図４（ａ）に示すように、平面形状が１５．０ｍｍ×１５．０ｍｍの正方形を有する石英ガラスを基材としている。そして、第１検出部として、Ａｌ−Ｓｉ系合金からなり、平面形状がそれぞれ２．０ｍｍ×２．０ｍｍの正方形を有する電極５７ａ、５７ｂ、５７ｃ、５７ｄが、正方形形状の４隅に配置されるように基板の４箇所に形成されている。
【００４９】
また、基板５５の周縁部には、ステージ部１５の保持部２９に配設された信号検出用のプローブ（図示せず）を当接するための、外部端子５８ａ、５８ｂ、５８ｃ、５８ｄが形成されている。外部端子５８ａ、５８ｂ、５８ｃ、５８ｄは、それぞれ平面形状が１．５ｍｍ×０．７ｍｍの長方形を有し、Ａｌ−Ｓｉ系合金により形成されている。さらに、電極５７ａ、５７ｂ、５７ｃ、５７ｄと外部端子５８ａ、５８ｂ、５８ｃ、５８ｄとの間には、引出配線部５９ａ、５９ｂ、５９ｃ、５９ｄが形成され、各電極５７ａ、５７ｂ、５７ｃ、５７ｄと各外部端子５８ａ、５８ｂ、５８ｃ、５８ｄとがそれぞれ接続されている。
【００５０】
また、基板５５には、基板５５および基板５６を接合するための接合部であるパッド６０が形成されている。パッド６０は、Ａｌ−Ｓｉ系合金により形成され、それぞれ平面形状が４０μｍ×４０μｍの正方形を有し、隣り合うパッド間の間隔を５０μｍとして、基板５５の電極５７ａ、５７ｂ、５７ｃ、５７ｄを囲むように、平面形状が正方形となるように形成されている。
【００５１】
また、基板５６は、図４（ｂ）に示すように、平面形状が７．４ｍｍ×７．４ｍｍの正方形を有する石英ガラスを基材としたガラスチップである。そして、第２検出部として、Ａｌ−Ｓｉ系合金からなり、平面形状がそれぞれ２．０ｍｍ×２．０ｍｍの正方形を有する電極６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄが、基板５６の各コーナー近傍の４箇所に形成されている。
【００５２】
なお、図５は、図４（ａ）、（ｂ）に示した基板５５および基板５６のＡＡ線およびＢＢ線の矢視断面図である。同図に示すように、基板５６の電極６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄは、基板５５の電極５７ａ、５７ｂ、５７ｃ、５７ｄとそれぞれ対向する位置に形成され、電極５７ａと電極６２ａ、電極５７ｂと電極６２ｂ、電極５７ｃと電極６２ｃ、電極５７ｄと電極６２ｄがそれぞれ対となって検出手段として構成されている。
【００５３】
また、基板５６には、ヘッド部３９の保持部４４に配設された信号検出用のプローブ（図示せず）を当接するための、外部端子６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄが形成されている。外部端子６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄは、それぞれ平面形状が４０μｍ×４０μｍの正方形を有し、Ａｌ−Ｓｉ系合金により形成されている。さらに、電極６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄと外部端子６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄとの間には、引出配線部６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄが形成され、各電極６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄと各外部端子６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄとが接続されている。
【００５４】
また、基板５６には、基板５５および基板５６を接合するための接合部であるパッド６５が形成されている。パッド６５は、Ａｌ−Ｓｉ系合金により形成され、それぞれ平面形状が４０μｍ×４０μｍの正方形を有し、隣り合うパッド間の間隔を５０μｍとして、電極６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄを囲むように、基板５６の周縁付近の基板５５のパッド６０と対応する位置に、平面形状が正方形となるように形成されている。
【００５５】
そして、図６に示すように、基板５５および基板５６は、それぞれステージ部１５の保持部２９およびヘッド部３９の保持部４４に保持され、保持部２９および保持部４４に配置された信号検出用のプローブ（図示せず）が基板５５の外部端子５８ａ、５８ｂ、５８ｃ、５８ｄおよび基板５６の外部端子６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄに当接されて、上記した４対の電極間の静電容量が制御装置３の検出部５０により検出される構成となっている。なお、上記した４対の各電極の面積は等しいので、各検出手段の電極間の距離が等しいときには、各電極間の静電容量は全て等しい値が検出される。
【００５６】
なお、基板５５が球面状基部２５の下面の球面の曲率中心Ｐを含む位置に保持されることにより、安定した傾き調整を行うことができる。また、基板５５および基板５６に形成された電極５７ａ、５７ｂ、５７ｃ、５７ｄおよび電極６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄにより構成された正方形の重心位置が、球面状基部２５の球面の曲率中心Ｐを通る垂直方向の線上に位置するように基板５５および５６が保持されると、より安定した傾き調整を行うことができる。
【００５７】
また、基板５５および基板５６の各電極、各外部端子、各引出配線部の形成方法は、例えば基板に形成されるその他の回路パターンとともに基板表面にパターン形成する方法や、基板に埋設する方法等どのような形成方法であってもよい。
【００５８】
３．傾き調整の動作手順
次に傾き調整の動作手順について説明する。図７に、傾き調整の動作手順を示すフローチャートを示す。
【００５９】
はじめに、対象物を保持する第１および第２保持手段であるステージ部１５とヘッド部３９の傾きを調整する。図８に示すように、ステージ部１５とヘッド部３９の傾き調整は、第１および第２の対象物を保持しない状態で、保持部２９の上面中心にヘッド部３９の基準体４５の倣い基準面が当接された状態で行われる。
【００６０】
まず、ステージ部１５のステージ基準部２６の上面を加圧したときにＸ−Ｙテーブル機構１１が自在に移動するように、Ｘ−Ｙテーブル機構１１の駆動モーター２０ａ、２０ｂの励磁が解除された状態にされる。そして、ステージ基準部２６の上面の中心を含む所定位置にヘッド部３９の保持部４４に保持された基準体４５の倣い基準面が当接するように、上下駆動機構４０によりヘッド部３９が下降される。
【００６１】
基準体４５の倣い基準面がステージ基準部２６の上面に当接した状態で、制御部５１により所定圧力が加えられると、ステージ基準部２６の上面は基準体４５の倣い基準面の傾きに従って所定の傾きに倣い調整される。このとき、ステージ部１５の球面状基部２５の球面は各ローラー１４ａ、１４ｂ、１４ｃを摺動し、前記球面の曲率中心Ｐを中心にして回転移動する。
【００６２】
各ローラー１４ａ、１４ｂ、１４ｃは、球面状基部２５の球面の摺動に伴い、各ローラー１４ａ、１４ｂ、１４ｃのストローク部３４が軸３３の軸方向および軸周りにそれぞれ移動するため、ステージ基準部２６の上面が倣い基準面に一致するように、ステージ部１５が倣い調整される。このとき、ステージ部１５が球面状基部２５の球面の曲率中心Ｐを中心にして倣い調整されるため、球面状基部２５の下面に配設された連結機構１６も前記曲率中心Ｐを通る線、つまり軸部３０の軸周りに回転するとともに、ステージ部１５の上下方向への移動があれば連結機構１６の円筒部３１が軸部３０の方向に摺動する。
【００６３】
そして、Ｘ−Ｙテーブル機構１１の駆動モーター２０ａ、２０ｂの励磁が解除されて両テーブル１１ａ、１１ｂが自由に動ける状態にあるため、両テーブル１１ａ、１１ｂは連結機構１６の移動に連動して所定の倣い位置に移動される。
【００６４】
そして、ステージ基準部２６の上面が基準体４５の倣い基準面に合う所定の傾きに倣ったところで、Ｘ−Ｙテーブル機構１１の駆動モーター２０ａ、２０ｂを励磁させることにより、Ｘ−Ｙテーブル機構１１の位置が固定されるため、ステージ部１５は倣い状態における所定の傾きで固定され、ステージ部１５とヘッド部３９の傾き調整が終了する（ステップＳ１０）。
【００６５】
ステージ部１５とヘッド部３９の傾き調整が終了すると、ヘッド部３９は上下駆動機構４０によって上昇され、その後、第１および第２の対象物である基板５５および基板５６がそれぞれステージ部１５の保持部２９およびヘッド部３９の保持部４４に保持される（ステップＳ１１）。なお、基板５５の外部端子５８ａ、５８ｂ、５８ｃ、５８ｄおよび基板５６の外部端子６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄには、それぞれステージ部１５およびヘッド部３９に配設された信号検出用のプローブ（図示せず）が当接される。
【００６６】
次に、基板５６が保持されたヘッド３９が上下駆動機構４０により所定の高さまで下降され、基板５６が仮調整位置に保持される（ステップＳ１２）。そして、基板５５および基板５６に形成された電極５７ａと電極６２ａ、電極５７ｂと電極６２ｂ、電極５７ｃと電極６２ｃ、電極５７ｄと電極６２ｄが対向するように、ヘッド部３９がＸ方向、Ｙ方向、θ方向に移動され、基板５５および基板５６が相対的に位置調整される（ステップＳ１３）。
【００６７】
基板５５および基板５６の位置調整後、基板５６が保持されたヘッド３９が再び上下駆動機構４０により所定の高さまでさらに下降され、基板５６が傾き調整位置に保持され、基板５６が基板５５に近接配置される（ステップＳ１４）。このときの基板５５および基板５６の間隔は、上記した仮調整位置での基板５５および基板５６の間隔よりも小さく、一例として２〜２０μｍ程度である。
【００６８】
そして、基板５５および基板５６に形成された電極５７ａと電極６２ａ、電極５７ｂと電極６２ｂ、電極５７ｃと電極６２ｃ、電極５７ｄと電極６２ｄの間の静電容量が検出される。各電極間の静電容量は、制御装置３の検出部５０に配設された高周波ベクトルネットワークアナライザにより高周波インピーダンスとしてそれぞれ計測され、静電容量が検出される（ステップＳ１５）。
【００６９】
そして、検出されたそれぞれの電極間の静電容量が所定の値となるように、Ｘ−Ｙテーブル制御部５２によりＸ−Ｙテーブル機構１１の駆動モーター２０ａ、２０ｂがフィードバック制御される。そして、両テーブル１１ａ、１１ｂがＸ方向、Ｙ方向に移動され、ステージ部１５の保持部２９の傾きが変更される（ステップＳ１６）。
【００７０】
その後、保持部２９の傾きが所定の傾きに調整されたところで、Ｘ−Ｙテーブル機構１１の駆動モータ２０ａ、２０ｂを励磁した状態のまま停止すると、保持部２９の傾きが固定され、基板５５および基板５６が所定の傾きに保持される（ステップＳ１７）。なお、基板５５と基板５６を平行に調整する場合には、検出された各電極間の静電容量が一定の値となるように、Ｘ−Ｙテーブル機構１１を移動して調整すればよい。
【００７１】
４．接合動作
次に超音波振動による接合動作について説明する。基板同士の傾き調整が終了すると、ヘッド部３９が上下駆動機構４０によって下降されて接合対象である基板５５のパッド６０および基板５６のパッド６５が接触され、所定圧力の加圧下、超音波振動が与えられて接合動作が行われる。
【００７２】
超音波振動は、制御装置３の超音波振動制御部５３によって、振動子４１に所定の電圧を印加することにより発生する。振動子４１は印加された電圧により振動を発生し、振動子４１の振動は共振器４２によってヘッド部３９の保持部４４に配設された基板５６に伝達される。そして、伝達された超音波振動により基板５６が振動し、基板５６のパッド６０と基板５５のパッド６５が摺動される。この摺動により、基板５５のパッド６０と基板５６のパッド６５の接合面では、不純物による膜や酸化膜などが除去されて新生面が露出する。そして、新生面が露出した両対象物の表面では原子同士が引き合うことによって両対象物が接合される。
【００７３】
そして、基板５５および基板５６に超音波振動を所定時間印加した後、振動子４１の振動を停止し、基板５５および基板５６の吸着が解除される。そして、上下駆動機構４０によりヘッド部３９が上昇し、接合の終了した対象物（基板５５、基板５６）が取り出されて一連の接合動作が終了する。なお、接合の終了は加圧力や超音波振動の印加時間などにより判断してもよく、接合終了時を判断するためのセンサーなどを備えてもよい。また、超音波振動接合中に対象物を加熱しながら接合を行ってもよい。
【００７４】
したがって、本実施形態によると、基板５５および基板５６に形成された電極５７ａと電極６２ａ、電極５７ｂと電極６２ｂ、電極５７ｃと電極６２ｃ、電極５７ｄと電極６２ｄがそれぞれ対になって検出手段が構成され、各電極間の静電容量を検出するので、基板５５および基板５６自体の相対的な傾きを検出することができる。したがって、基板５５および基板５６に傾きのバラツキがあっても、基板５５および基板５６の相対的な傾きを高精度に調整することができる。
【００７５】
また、基板５５および基板５６の間に検出手段を挿入する必要がないので、基板５５および基板５６を近接することができる。そして、非接触で基板５５および基板５６の相対的な傾きを検出することができるので、基板５５および基板５６に接触による傷等のダメージを与えることなく、基板５５および基板５６を所定の傾きに精度よく調整することが可能である。
【００７６】
また、基板５５および基板５６に形成された各電極の対の間の静電容量の変化から基板５５および基板５６の相対的な傾きを検出するので、特に基板５５および基板５６を近接したときに基板５５および基板５６の傾きを感度よく検出することができ、基板５５および基板５６を近接した状態でより精度よく傾き調整することが可能である。
【００７７】
なお、本実施形態では検出手段としての電極の対が４箇所に形成されているため、各電極の対を接続してブリッジ回路を構成し、ブリッジ回路の一次側（一の対角）に電圧を与えて二次側（他の対角）の電圧を測定し、ブリッジ回路が平衡状態であるかどうかを検出することとしてもよい。つまり、各電極の対の間の静電容量を直接計測しなくても、ブリッジ回路が平衡状態となれば各電極の対の間の静電容量が同一の値となるので、ブリッジ回路が平衡状態となるように傾き調整を行えば、基板同士を平行に調整することができる。このようにブリッジ回路を構成することにより、各電極の対の間の静電容量を直接計測する必要がないので、より簡便に基板同士の傾き調整をすることが可能となる。
【００７８】
また、静電容量の検出は、上記した高周波ベクトルネットワークアナライザによる高周波インピーダンス測定による検出に限らず、Ｑメーター、ＬＣＲメーター、インピーダンスアナライザ等どのような計測機器によって検出してもよい。また、静電容量の値［ｐＦ］に限らず、静電容量を電圧値［Ｖ］や電流値［Ａ］に置換したものを検出してもよい。また、上記した各電極の対に代えて、静電容量センサを基板５５や基板５６に備えることとしてもよい。
【００７９】
また、第１および第２の対象物は上記した基板に限らず、ウエハやチップなどその他のものであってもよく、材質もどのようなものであってもよい。また、第１および第２の対象物に形成された電極やパッドの形状、大きさ、材質も、上記したものに限らず適宜変更してもよい。
【００８０】
また、電極の対の数は上記した４対に限らず、どのように変更してもよい。例えば、電極を基板５５および基板５６のそれぞれ３箇所に、正三角形の各頂点位置に配置されるように形成してもよい。この場合、図９に示すように、基板５５にそれぞれ形成された３箇所の電極６７ａ、６７ｂ、６７ｃによりそれぞれ構成された正三角形の重心位置が球面状基部２５の球面の曲率中心Ｐを通る垂直方向の線上に位置するように基板５５が保持され、基板５６に形成された３箇所の電極が電極６７ａ、６７ｂ、６７ｃとそれぞれ対向するようにヘッド部３９の保持部４４に保持されると、より安定した傾き調整を行うことができる。
【００８１】
また、基板が一方向に細長い形状である場合には、電極の対は、３箇所でなくても２箇所に形成することとしてもよい。以下にその実施形態を説明する。
【００８２】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について、図１０を参照して説明する。図１０（ａ）は本実施形態におけるデバイスが備える第１の対象物の平面図、同図（ｂ）は第２の対象物の平面図である。以下に第１実施形態との相違点について説明する。
【００８３】
本実施形態が第１実施形態と異なる点は、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、第１の対象物である基板７０および第２の対象物である基板７１が一方向に細長い長方形を有し、第１検出部および第２検出部である電極が基板７０および基板７１のそれぞれ２箇所に形成されている点である。なお、同図では、第１実施形態に示した接合部としてのパッドは図示を省略している。
【００８４】
図１０（ａ）に示すように、第１の対象物である基板７０には、第１検出部としての電極７２ａ、７２ｂが基板の長辺の方向に２箇所に形成されている。また、同図（ｂ）に示すように、第２の対象物である基板７１には、第２検出部としての電極７６ａ、７６ｂが、基板７０の電極７２ａ、７２ｂとそれぞれ対向するように基板７１の長辺の方向に２箇所に形成され、電極７２ａと電極７６ａ、電極７２ｂと電極７６ｂがそれぞれ対となって検出手段として構成されている。
【００８５】
また基板７０には、ステージ１５の保持部２９に配設された信号検出用のプローブを当接するための外部端子７３ａ、７３ｂが形成されている。さらに、電極７２ａ、７２ｂと外部端子７３ａ、７３ｂとの間には引出配線部７４ａ、７４ｂが形成され、各電極７２ａ、７２ｂと各外部端子７３ａ、７３ｂとがそれぞれ接続されている。同様に、基板７１には、ヘッド部３９の保持部４４に配設された信号検出用のプローブを当接するための外部端子７７ａ、７７ｂが形成されている。さらに、電極７６ａ、７６ｂと外部端子７７ａ、７７ｂとの間には引出配線部７８ａ、７８ｂが形成され、各電極７６ａ、７６ｂと各外部端子７７ａ、７７ｂとがそれぞれ接続されている。そして、基板７０の外部端子７３ａ、７３ｂおよび基板７１の外部端子７７ａ、７７ｂからステージ部１５およびヘッド部３９を介して制御装置３の検出部５０により、電極７２ａおよび７６ａ、電極７２ｂおよび７６ｂ間の静電容量が検出される構成となっている。
【００８６】
したがって、第２実施形態によると、基板７０および基板７１が細長い形状をしている場合には、基板７０および基板７１の長辺の方向に２箇所ずつ電極を形成することにより基板の長辺の方向の傾きを簡便に調整することができる。
【００８７】
なお、２対の電極は基板の長辺の方向であればどのような位置に配置されてもよいが、２対の電極がそれぞれ基板の端に近い位置に形成されて２対の電極が離れているほうが精度よく傾き調整をすることができる。また、各電極の大きさや形状はどのように構成されてもよい。
【００８８】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について、図１１を参照して説明する。図１１は本実施形態におけるデバイスが備える第１および第２の対象物の概略構成図であり、以下に、第１実施形態との相違点について説明する。
【００８９】
本実施形態が第１実施形態と異なる点は、第１および第２の対象物である基板８０および基板８１の相対的な傾きが、磁界の変化による渦電流を検出する渦電流式により検出される点である。したがって、基板８０および基板８１に形成された第１検出部および第２検出部の構成と、図７に示した傾き調整手順のフローチャートのステップＳ１５での基板の傾きの検出方式が第１実施形態と異なる。以下に、詳細に説明する。
【００９０】
図１１に示すように、本実施形態における第１の対象物である基板８０には、第１検出部として電極８２ａ、８２ｂ、８２ｃが正三角形の各頂点位置に形成されている。なお、基板８０の電極８２ａ、８２ｂ、８２ｃの配置位置は、図９に示した基板５５の電極６７ａ、６７ｂ、６７ｃと同様であるため、基板８０の平面図は省略する。また、第２の対象物である基板８１には、第２検出部としてコイル８３ａ、８３ｂ、８３ｃが電極８２ａ、８２ｂ、８２ｃとそれぞれ対向するように正三角形の各頂点位置に形成されている。そして、電極８２ａとコイル８３ａ、電極８２ｂとコイル８３ｂ、電極８２ｃとコイル８３ｃがそれぞれ対となり検出手段が構成されている。
【００９１】
そして、第１実施形態と同様、ステージ部１５の保持部２９とヘッド部３９の保持部４４の傾き調整後（ステップＳ１０）、基板８０はステージ部１５の保持部２９に保持され、基板８１はヘッド部３９の保持部４４に保持される（ステップＳ１１）。さらに、ステップＳ１２〜ステップＳ１４の手順を経て基板８１が傾き調整位置に配置され、基板８０および基板８１が近接して対向配置される。
【００９２】
そして、ステップＳ１５の基板傾き検出では、基板８１に形成されたコイル８３ａ、８３ｂ、８３ｃに、制御装置３の制御部５１からヘッド部３９の保持部４４を介して交番電流が印加される。そして、印加された交番電流に対応して、各コイル８３ａ、８３ｂ、８３ｃには交番磁界が発生する。さらに、その交番磁界によって、基板８１に形成され各コイル８３ａ、８３ｂ、８３ｃと対を成す電極８２ａ、８２ｂ、８２ｃには渦電流が生じることとなる。
【００９３】
そして、各電極８２ａ、８２ｂ、８２ｃに生じた渦電流の値は、制御装置３の検出部５０によりそれぞれ計測され、基板８０および基板８１の相対的な傾きが検出される（ステップＳ１５）。さらに、検出された各電極８２ａ、８２ｂ、８２ｃの電流値が所定の値となるように、Ｘ−Ｙテーブル制御部５２によりＸ−Ｙテーブル機構１１の駆動モーター２０ａ、２０ｂがフィードバック制御される。そして、Ｘテーブル１１ａおよびＹテーブル１１ｂがＸ方向、Ｙ方向に移動され、ステージ部１５の保持部２９の傾きが変更されて固定される（ステップＳ１６、Ｓ１７）。
【００９４】
したがって、第３実施形態によると、基板８０および基板８１に形成された電極８２ａ、８２ｂ、８２ｃおよびコイル８３ａ、８３ｂ、８３ｃの間の磁界の変化により発生する渦電流を検出する渦電流式により基板８０および基板８１の相対的な傾きを検出するので、基板８０および基板８１自体の相対的な傾きを検出して、精度よく基板８０および基板８１の傾きを調整することができる。また、特に基板８０および基板８１を近接したときに傾きを感度よく検出することができ、基板８０および基板８１を近接した状態でより精度よく傾き調整することができる。さらに、磁界の変化による渦電流を利用した方法であるため、第３実施形態で示した静電容量式の検出方法に対し、対象物の材質が有機物等の非金属であっても対象物の材質に起因した静電容量変化の影響を受けることがないので、非金属の対象物の傾き調整を行うときには特に有効である。
【００９５】
なお、上記した渦電流の検出は、電流値［Ａ］そのものを検出してもよく、電圧値［Ｖ］等に置換したものを検出してもよい。また、基板８０および基板８１に形成された第１検出部および第２検出部は上記した電極とコイルに限らず、渦電流式センサや磁性体であってもよい。また、基板８０に形成された電極８２ａ、８２ｂ、８２ｃで生じた渦電流の検出に代えて、電極８２ａ、８２ｂ、８２ｃにより発生した渦電流によるコイル８３ａ、８３ｂ、８３ｃのインダクタンスの変化［Ｈ］を検出してもよい。また、第１および第２の対象物は上記した基板に限らず、ウエハやチップなどその他のものであってもよい。
【００９６】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について、図１２および図１３を参照して説明する。図１２および図１３は本実施形態におけるデバイスが備える第１および第２の対象物の概略構成図であり、以下に、第１実施形態との相違点について説明する。
【００９７】
本実施形態が第１実施形態と異なる点は、対象物である基板８５および基板８６の相対的な傾きがレーザー光による光センサ式で検出される点である。したがって、基板８５および基板８６に形成された第１検出部および第２検出部の構成と、図７に示した傾き調整手順のフローチャートのステップＳ１５での基板の傾きの検出方式が第１実施形態と異なる。
【００９８】
図１２に示すように、本実施形態における第１の対象物である基板８５には、第１検出部としてのセンサ部８７ａ、８７ｂ、８７ｃが正三角形の頂点位置に形成されている。各センサ部８７ａ、８７ｂ、８７ｃは発光素子であるレーザーダイオード８８ａ、８８ｂ、８８ｃと受光素子であるフォトダイオード８９ａ、８９ｂ、８９ｃとを備えている。なお、基板８５のセンサ部８７ａ、８７ｂ、８７ｃの配置位置は、図９に示した基板５５の電極６７ａ、６７ｂ、６７ｃと同様であるため、基板８５の平面図は省略する。また、第２の対象物である基板８６には、第２検出部として反射体９０ａ、９０ｂ、９０ｃがセンサ部８７ａ、８７ｂ、８７ｃと対向するように正三角形の各頂点位置に形成されている。そして、センサ部８７ａと反射体９０ａ、センサ部８７ｂと反射体９０ｂ、センサ部８７ｃと反射体９０ｃがそれぞれ対となって検出手段が構成されている。
【００９９】
そして、第１実施形態と同様、ステージ部１５の保持部２９とヘッド部３９の保持部４４の傾き調整後（ステップＳ１０）、基板８５はヘッド部３９の保持部４４に保持され、基板８６はステージ部１５の保持部２９に保持される（ステップＳ１１）。さらに、ステップＳ１２〜ステップＳ１４の手順を経て基板８５が傾き調整位置に配置され、基板８５および基板８６が近接して対向配置される。
【０１００】
そして、ステップＳ１５の基板傾き検出では、基板８５に形成された各センサ部８７ａ、８７ｂ、８７ｃのレーザーダイオード８８ａ、８８ｂ、８８ｃから基板８６の反射体９０ａ、９０ｂ、９０ｃに向かってレーザー光が照射され、各反射体９０ａ、９０ｂ、９０ｃで反射されたレーザー光が基板８５の各センサ部８７ａ、８７ｂ、８７ｃのフォトダイオード８９ａ、８９ｂ、８９ｃで受光される。
【０１０１】
そして、制御装置３の検出部５０により、レーザーダイオード８８ａ、８８ｂ、８８ｃから発光されたレーザー光とフォトダイオード８９ａ、８９ｂ、８９ｃで受光されたレーザー光の光路時間の値から、基板８５および基板８６の傾きが検出される（ステップＳ１５）。そして、各センサ部８７ａ、８７ｂ、８７ｃで検出された光路時間が所定の値となるように、Ｘ−Ｙテーブル制御部５２によりＸ−Ｙテーブル機構１１の駆動モーター２０ａ、２０ｂがフィードバック制御される。そして、Ｘテーブル１１ａおよびＹテーブル１１ｂがＸ方向、Ｙ方向に移動され、ステージ部１５の保持部２９の傾きが変更されて固定される（ステップＳ１６、Ｓ１７）。
【０１０２】
したがって、第４実施形態によると、基板８５および基板８６に形成されたセンサ部８７ａ、８７ｂ、８７ｃから反射体９０ａ、９０ｂ、９０ｃにレーザー光を照射してその光路時間から基板８５および基板８６の相対的な傾きを検出するので、基板８５および基板８６自体の相対的な傾きを検出することができる。また、光学的な方式を利用したものであるので検出時間が早く、基板の材質に関わらず精度よく基板８５および基板８６を傾き調整することができる。
【０１０３】
なお、第２の対象物である基板８６を、回路の動作面を上方に向けたフェイスアップ状態で第１の対象物である基板８５にマウントする場合には、図１３に示すように、基板８６をフェイスアップ状態でヘッド部の保持部４４に保持して基板８５と基板８６の傾き調整を行うこととしてもよい。
【０１０４】
つまり、図１３に示すように、第２の対象物である基板８６には、第２検出部としての反射体９０ａ、９０ｂ、９０ｃが基板の上面に形成されている。また、反射体９０ａ、９０ｂ、９０ｃの下方の基板８６には、貫通孔９１ａ、９１ｂ、９１ｃが形成されている。なお、反射体９０ａ、９０ｂ、９０ｃは、センサ部８７ａ、８７ｂ、８７ｃの位置と対応するように正三角形の各頂点位置に形成され、センサ部８７ａと反射体９０ａ、センサ部８７ｂと反射体９０ｂ、センサ部８７ｃと反射体９０ｃがそれぞれ対となって検出手段が構成されている。
【０１０５】
そして、基板８５に形成された各センサ部８７ａ、８７ｂ、８７ｃのレーザーダイオード８８ａ、８８ｂ、８８ｃから貫通孔９１ａ、９１ｂ、９１ｃを通して基板８６の反射体９０ａ、９０ｂ、９０ｃに向かってレーザー光が照射され、各反射体９０ａ、９０ｂ、９０ｃで反射されたレーザー光が基板８５の各センサ部８７ａ、８７ｂ、８７ｃのフォトダイオード８９ａ、８９ｂ、８９ｃで受光される構成となっている。
【０１０６】
このような構成とすることにより、基板８６を、回路の動作面を上方に向けたフェイスアップ状態で第１の対象物である基板８５にマウントする場合であっても、基板８６をフェイスアップ状態に保持して精度よく基板８５と基板８６の傾き調整を行うことができる。
【０１０７】
また、上記した実施形態では基板８５にレーザーダイオード８８ａ、８８ｂ、８８ｃおよびフォトダイオード８９ａ、８９ｂ、８９ｃの両方を備えたセンサ部８７ａ、８７ｂ、８７ｃが形成され、基板８６に反射体９０ａ、９０ｂ、９０ｃが形成された構成であるが、レーザーダイオードおよびフォトダイオードを別々の基板に備えることとしてもよい。さらに、上記した実施形態では、基板８５および基板８６自体の相対的な傾きを光路時間［ｓｅｃ］から検出するものであるが、光量から検出する構成であってもよい。また、発光素子および受光素子は、レーザーダイオードやフォトダイオードに限らず、その他の発光素子や受光素子を使用してもよい。また、第１および第２の対象物は上記した基板に限らず、ウエハやチップなどその他のものであってもよい。
【０１０８】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について、図１４ないし図１７を参照して説明する。図１４ないし１６は本実施形態におけるデバイスが備える第１および第２の対象物の概略構成図であり、以下に、第４実施形態との相違点について説明する。
【０１０９】
本実施形態が第４実施形態と異なる点は、対象物である基板９５および基板９６の相対的な傾きが、赤外光（ＩＲ光）により検出される点である。したがって、ＩＲ光発生素子であるＩＲレーザーおよびＩＲ光受光素子である高感度のフォトダイオードＡＰＤがステージ部１５の保持部２９またはヘッド部３９の保持部４４に配設される点、および、基板９５および基板９６に形成された第１検出部および第２検出部の構成が、第４実施形態と異なる。
【０１１０】
図１４に示すように、本実施形態における第１の対象物である基板９５には、第１検出部としてのハーフミラー９７ａ、９７ｂ、９７ｃが正三角形の頂点位置に形成されている。なお、基板９５のハーフミラー９７ａ、９７ｂ、９７ｃの配置位置は、図９に示した基板５５の電極６７ａ、６７ｂ、６７ｃと同様であるため、基板９５の平面図は省略する。また、第２の対象物である基板９６には、第２検出部としてミラー９８ａ、９８ｂ、９８ｃがハーフミラー９７ａ、９７ｂ、９７ｃの位置と対応するように正三角形の各頂点位置に形成されている。そして、ハーフミラー９７ａとミラー９８ａ、ハーフミラー９７ｂとミラー９８ｂ、ハーフミラー９７ｃとミラー９８ｃがそれぞれ対となって検出手段が構成されている。
【０１１１】
また、ステージ部１５にはセンサ部１００ａ、１００ｂ、１００ｃが配設され、各センサ部１００ａ、１００ｂ、１００ｃは、ＩＲ光を発生するＩＲレーザー１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃと、ＩＲ光を検出することができる高感度のフォトダイオードであるＡＰＤ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃとを備えている。なお、図１４ないし図１７では、ステージ部１５およびヘッド部３９は図示を省略し、基板９５および基板９６とセンサ部１００の配置のみを示している。
【０１１２】
そして、第４実施形態と同様、ステージ部１５の保持部２９とヘッド部３９の保持部４４の傾き調整後（ステップＳ１０）、基板９５はヘッド部３９の保持部４４に保持され、基板９６はステージ部１５の保持部２９に保持される（ステップＳ１１）。さらに、ステップＳ１２〜ステップＳ１４の手順を経て基板９５が傾き調整位置に配置され、基板９５および基板９６が近接して対向配置される。
【０１１３】
そして、ステップＳ１５の基板傾き検出では、ステージ部１５に配設されたＩＲレーザー１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃからＩＲ光が照射され、各ハーフミラー９７ａ、９７ｂ、９７ｃでＩＲ光の一部が反射される。また、透過したＩＲ光は基板９６に形成された各ミラー９８ａ、９８ｂ、９８ｃで反射され、各ハーフミラー９７ａ、９７ｂ、９７ｃおよび各ミラー９８ａ、９８ｂ、９８ｃで反射されたＩＲ光が、センサ部１００ａ、１００ｂ、１００ｃのＡＰＤ１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃにより受光される。
【０１１４】
そして、制御装置３の検出部５０により、各ハーフミラー９７ａ、９７ｂ、９７ｃおよび各ミラー９８ａ、９８ｂ、９８ｃで反射されたＩＲ光の光路時間の値が検出され、基板９５および基板９６の傾きが検出される（ステップＳ１５）。さらに、各ハーフミラー９７ａ、９７ｂ、９７ｃおよび各ミラー９８ａ、９８ｂ、９８ｃで反射されたＩＲ光の光路時間が所定の値となるように、Ｘ−Ｙテーブル制御部５２によりＸ−Ｙテーブル機構１１の駆動モーター２０ａ、２０ｂがフィードバック制御される。そして、Ｘテーブル１１ａおよびＹテーブル１１ｂがＸ方向、Ｙ方向に移動され、ステージ部１５の保持部２９の傾きが変更されて固定される（ステップＳ１６、Ｓ１７）。
【０１１５】
したがって、第５実施形態によると、ステージ部１５に配設されたＩＲレーザー１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃからＩＲ光を照射して、基板９５および基板９６に形成されたハーフミラー９７ａ、９７ｂ、９７ｃおよびミラー９８ａ、９８ｂ、９８ｃで反射したＩＲ光をＡＰＤ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃで受光し、その光路時間の値から基板９５および基板９６の相対的な傾きを検出するので、基板９５および基板９６自体の相対的な傾きを検出することができる。
【０１１６】
なお、基板９６は、図１４に示したように動作面を下方に向けて基板９５に対向した状態でなくても、図１５に示すように、動作面を上方に向けたフェイスアップ状態でヘッド部３９の保持部４４に保持してもよい。基板９６を図１５のように保持しても、本実施形態に示す傾き調整方法はＩＲ光を利用したものであるので、ＩＲ光により基板９６を透過してミラー９８ａ、９８ｂ、９８ｃで反射したＩＲ光をＡＰＤ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃで受光して、基板９５および基板９６の相対的な傾きを検出することができる。
【０１１７】
また、図１６および図１７に示すように、センサ部１００ａ、１００ｂ、１００ｃはステージ部１５側でなくてもヘッド部３９側に備えることとしてもよい。図１６は、第１の対象物である基板９５が、動作面を下方に向けて第２の対象物である基板９６と対向するようにヘッド部３９の保持部４４に保持された構成である。また、図１７は、第１の対象物である基板９５が、動作面を上方に向けてフェイスアップ状態でヘッド部３９の保持部４４に保持された構成である。このように、ＩＲレーザー１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、ＡＰＤ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、ハーフミラー９７ａ、９７ｂ、９７ｃおよびミラー９８ａ、９８ｂ、９８ｃは、どのように配置してもよい。また、第１および第２の対象物は上記した基板に限らず、ウエハやチップなどその他のものであってもよい。
【０１１８】
また、基板９５や基板９６がガラス基板等の透明な材質からなる場合には、ＩＲ光に限らず可視光により基板９５および基板９６を透過して、基板９５および基板９６の相対的な傾きを検出してもよい。
【０１１９】
（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態について、図１８を参照して説明する。図１８は本実施形態におけるデバイスが備える第１および第２の対象物の概略構成図であり、以下に、第１実施形態との相違点について説明する。
【０１２０】
本実施形態が第１実施形態と異なる点は、対象物である基板１０５および基板１０６の相対的な傾きが、ミリ波により検出される点である。したがって、基板１０５および基板１０６に形成された第１検出部および第２検出部の構成と、図７に示した傾き調整手順のフローチャートのステップＳ１５での基板の傾きの検出方式が第１実施形態と異なる。以下に、詳細に説明する。
【０１２１】
図１８に示すように、本実施形態における第１の対象物である基板１０５には、第１検出部として、ＧａＡｓにより形成されたミリ波受信機１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃが正三角形の頂点位置に形成されている。また、第２の対象物である基板１０６には、第２検出部として、Ｎ型半導体からなり３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚのミリ波を発生するガンダイオード１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃがミリ波受信機１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃと対向するように正三角形の各頂点位置に形成されている。そして、ミリ波受信機１０７ａとガンダイオード１０８ａ、ミリ波受信機１０７ｂとガンダイオード１０８ｂ、ミリ波受信機１０７ｃとガンダイオード１０８ｃがそれぞれ対となって検出手段が構成されている。なお、基板１０６のガンダイオード１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃの配置位置は、図９に示した基板５５の電極６７ａ、６７ｂ、６７ｃと同様であるため、基板１０６の平面図は省略する。
【０１２２】
そして、第１実施形態と同様、ステージ部１５の保持部２９とヘッド部３９の保持部４４の傾き調整後（ステップＳ１０）、基板１０５はヘッド部３９の保持部４４に保持され、基板１０６はステージ部１５の保持部２９に保持される（ステップＳ１１）。さらに、ステップＳ１２〜ステップＳ１４の手順を経て基板１０５が傾き調整位置に配置され、基板１０５および基板１０６が近接して対向配置される。
【０１２３】
そして、ステップＳ１５の基板傾き検出では、基板１０５に形成された各ガンダイオード１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃから発射されたミリ波が基板１０５の各ミリ波受信機１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃで検出される。
【０１２４】
そして、制御装置３の検出部５０により、各ガンダイオード１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃから発射されたミリ波が各ミリ波受信機１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃに到達する時間から、基板１０５および基板１０６の傾きが検出される（ステップＳ１５）。そして、各ミリ波受信機１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃで検出されたミリ波の到達時間が所定の値となるように、Ｘ−Ｙテーブル制御部５２によりＸ−Ｙテーブル機構１１の駆動モーター２０ａ、２０ｂがフィードバック制御される。そして、Ｘテーブル１１ａおよびＹテーブル１１ｂがＸ方向、Ｙ方向に移動され、ステージ部１５の保持部２９の傾きが変更されて固定される（ステップＳ１６、Ｓ１７）。
【０１２５】
したがって、第６実施形態によると、基板１０６に形成されたガンダイオード１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃから基板１０５に形成されたミリ波受信機１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃにミリ波を発射してその到達時間から基板１０５および基板１０６の相対的な傾きを検出するので、基板１０５および基板１０６自体の相対的な傾きを検出することができる。
【０１２６】
なお、上記した実施形態では基板１０６にはミリ波を発生するガンダイオード１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃが形成された構成であるが、ミリ波に限らずその他の周波数の高周波を発生する高周波発生装置であってもよい。また、第１および第２の対象物は上記した基板に限らず、ウエハやチップなどその他のものであってもよい。
【０１２７】
（第７実施形態）
次に、本発明の第７実施形態について、図１９を参照して説明する。図１９は本実施形態におけるデバイスが備える第１および第２の対象物の概略構成図である。本発明にかかる傾き調整装置は、対象物同士が非接触である場合に限らず、対象物同士を接触して傾き調整する場合に使用してもよい。その例について、第１実施形態との相違点を示しながら以下に説明する。
【０１２８】
本実施形態が第１実施形態と異なる点は、対象物である基板１１０および基板１１１を接触して接触面の歪みを検出し、基板１１０および基板１１１の間に作用する荷重から基板１１０および基板１１１の相対的な傾きを検出する点である。したがって、基板１１０および基板１１１に形成された第１検出部および第２検出部の構成と、図７に示した傾き調整手順のフローチャートのステップＳ１４の傾き調整位置およびステップＳ１５での基板の傾きの検出方式が第１実施形態と異なる。
【０１２９】
図１９に示すように、本実施形態における第１の対象物である基板１１０には、第１検出部として基板１１０の表面より突出した形状のバンプ電極１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃが正三角形の各頂点位置に形成されている。また、第２の対象物である基板１１１には、第２検出部として圧電素子１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃがバンプ電極１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃと対向するように正三角形の各頂点位置に形成されている。そして、バンプ電極１１２ａと圧電素子１１３ａ、バンプ電極１１２ｂと圧電素子１１３ｂ、バンプ電極１１２ｃと圧電素子１１３ｃがそれぞれ対となり検出手段が構成されている。なお、基板１１１の圧電素子１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃの配置位置は、図９に示した基板５５の電極６７ａ、６７ｂ、６７ｃと同様であるため、基板１１１の平面図は省略する。また、バンプ電極１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃは突出した形状に限らず、圧電素子１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃとそれぞれ接触する構成であればどのような形状であってもよい。また、例えば先鋭な形状に形成されてもよい。
【０１３０】
そして、第１実施形態と同様、ステージ部１５の保持部２９とヘッド部３９の保持部４４の傾き調整後（ステップＳ１０）、基板１１０はヘッド部３９の保持部４４に保持され、基板１１１はステージ部１５の保持部２９に保持される（ステップＳ１１）。さらに、ステップＳ１２〜ステップＳ１３の手順により基板１１０および基板１１１のＸ方向、Ｙ方向、θ方向の位置が調整される。
【０１３１】
基板１１０および基板１１１の位置調整後、基板１１０が保持されたヘッド３９が上下駆動機構４０により再び下降されて傾き調整位置に配置され、基板１１０に形成された各バンプ電極１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃと基板１１１に形成された各圧電素子１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃがそれぞれ接触される（ステップＳ１４）。
【０１３２】
このとき、接触された各バンプ電極１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃと各圧電素子１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃの対の間に作用する荷重により、各圧電素子１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃには歪みが生じることとなる。そして、各圧電素子１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃの歪みにより発生する電圧が、制御装置３の検出部５０で検出される（ステップＳ１５）。なお、荷重の大きさは一例として一圧電素子当たり１〜１０Ｎ程度である。
【０１３３】
さらに、検出された各圧電素子１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃの歪みによる電圧が所定の値となるように、Ｘ−Ｙテーブル制御部５２によりＸ−Ｙテーブル機構１１の駆動モーター２０ａ、２０ｂがフィードバック制御される。そして、Ｘテーブル１１ａおよびＹテーブル１１ｂがＸ方向、Ｙ方向に移動され、ステージ部１５の保持部２９の傾きが変更されて固定される（ステップＳ１６、Ｓ１７）。
【０１３４】
したがって、第７実施形態によると、基板１１０および基板１１１に形成されたバンプ電極１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃおよび圧電素子１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃの間に作用する荷重から基板１１０および基板１１１の相対的な傾きを検出するので、基板１１０および基板１１１を接触した場合でも、基板１１０および基板１１１自体の相対的な傾きを精度よく傾き調整することができる。また、傾き調整後に基板１１０および基板１１１を接触して接合などの作業を行う場合は、基板１１０および基板１１１を予め接触した状態で精度よく傾き調整することができるため、傾き調整後の接合等の作業をより精度よく簡便に行うことが可能である。
【０１３５】
なお、上記した各圧電素子１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃの歪みは、電圧値［Ｖ］に限らず電流値［Ａ］に置換したものや歪み量［μｍ］、荷重［Ｎ］等を検出してもよい。また、基板１１０および基板１１１に形成された第１検出部および第２検出部は上記したバンプ電極と圧電素子に限らず、種々の歪みセンサ等であってもよい。
【０１３６】
（第８実施形態）
次に、本発明の第８実施形態について、図２０を参照して説明する。図２０は本実施形態におけるデバイスが備える第１および第２の対象物の概略構成図である。本発明にかかる傾き調整装置は、第７実施形態と同様、対象物同士を接触して接触面の歪みを検出し、両対象物の間に作用する荷重から両対象物の相対的な傾きを検出して傾き調整する構成であるが、ラマン分光法により接触面の歪みを検出する点が第７実施形態と異なる。以下に、第７実施形態との相違点を示しながら説明する。
【０１３７】
図２０に示すように、本実施形態における第１の対象物である基板１１５には、第１検出部としてシリコン素子１１７ａ、１１７ｂ、１１７ｃが正三角形の各頂点位置に形成されている。また、第２の対象物である基板１１６には、第２検出部として接触部１１８ａ、１１８ｂ、１１８ｃがシリコン素子１１７ａ、１１７ｂ、１１７ｃと対向するように正三角形の各頂点位置に形成されている。そして、シリコン素子１１７ａと接触部１１８ａ、シリコン素子１１７ｂと接触部１１８ｂ、シリコン素子１１７ｃと接触部１１８ｃがそれぞれ対となり検出手段が構成されている。なお、基板１１６の接触部１１８ａ、１１８ｂ、１１８ｃの配置位置は、図９に示した基板５５の電極６７ａ、６７ｂ、６７ｃと同様であるため、基板１１５の平面図は省略する。また、シリコン素子１１７ａ、１１７ｂ、１１７ｃは接触部１１８ａ、１１８ｂ、１１８ｃとそれぞれ接触する構成であればどのような形状であってもよい。
【０１３８】
また、ステージ部１５の保持部２９には、ＩＲレーザー１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃおよび受光部１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃが配設されている。受光部１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃは、対向配置されたシリコン素子１１７ａ、１１７ｂ、１１７ｃと接触部１１８ａ、１１８ｂ、１１８ｃとを接触してＩＲレーザー１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃを照射したときに、ＩＲ光がシリコン素子１１７ａ、１１７ｂ、１１７ｃの歪みによりラマン散乱したときのラマン散乱光を受光する。そして、受光したラマン散乱光の波長スペクトルを制御装置３の検出部５０で検出し、接触された各シリコン素子１１７ａ、１１７ｂ、１１７ｃと各接触部１１８ａ、１１８ｂ、１１８ｃの対の間に作用する荷重による各シリコン素子１１７ａ、１１７ｂ、１１７ｃの歪みが検出される構成となっている。
【０１３９】
そして、上記した構成により各シリコン素子１１７ａ、１１７ｂ、１１７ｃの歪みから、基板１１５および基板１１６の相対的な傾きが制御装置３の検出部５０で検出される（ステップ１５）。
【０１４０】
さらに、検出部５０で検出された各シリコン素子１１７ａ、１１７ｂ、１１７ｃの歪みが所定の値となるように、Ｘ−Ｙテーブル制御部５２によりＸ−Ｙテーブル機構１１の駆動モーター２０ａ、２０ｂがフィードバック制御される。そして、Ｘテーブル１１ａおよびＹテーブル１１ｂがＸ方向、Ｙ方向に移動され、ステージ部１５の保持部２９の傾きが変更されて固定される（ステップＳ１６、Ｓ１７）。
【０１４１】
したがって、第８実施形態によると、基板１１５に形成されたシリコン素子１１７ａ、１１７ｂ、１１７ｃと基板１１６に形成された接触部１１８ａ、１１８ｂ、１１８ｃとを接触したときの各シリコン素子１１７ａ、１１７ｂ、１１７ｃの歪みから基板１１５および基板１１６の相対的な傾きを検出するので、基板１１５および基板１１６を接触した場合でも基板１１５および基板１１６自体の相対的な傾きを精度よく調整することができる。また、傾き調整後に基板１１５および基板１１６を接触して接合などの作業を行う場合は、基板１１５および基板１１６を予め接触した状態で精度よく傾き調整することができるため、傾き調整後の接合等の作業をより精度よく簡便に行うことが可能である。
【０１４２】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。
【０１４３】
一例として、上記した実施形態では、本発明にかかる傾き調整装置を超音波振動接合装置に搭載した例について記載しているが、上記した超音波振動接合装置に限らずその他の装置に本発明にかかる傾き調整装置を搭載してもよい。
【０１４４】
また、第１検出部および第２検出部は、上記した静電容量式、渦電流式、光学センサ式、歪みセンサ式に限らず、その他の方式や複数の方式を組み合わせたものであってもよい。また、第１検出部および第２検出部として形成される素子の種類、個数、配置、形成方法等はどのように変更してもよい。さらに、対象物は基板同士に限らず、例えばチップと基板等どのような組み合わせであってもよい。また、対象物の材質や大きさ、形状等も上記した実施形態に限られず、適宜変更してもよい。
【０１４５】
また、ステージ部１５およびヘッド部３９に保持される第１および第２の対象物は、各対象物の動作面を対向した状態でなくても、例えばヘッド部３９に保持する第２の対象物の動作面を上方に向けてフェイスアップの状態にして保持することとしてもよい。
【０１４６】
また、上記した各実施形態において、傾き調整手段は、Ｘ−Ｙテーブル機構１１上に受部３２が配設され、球面状基部２５に円筒部３１が配設されているが、これらの配置は逆であってもよく、その他の連結機構であってもよい。また、搭載手段は上記した各実施形態のような連結機構やローラを備える構成でなくても、搭載手段の上面の傾きを変えることができるものであれば、どのような構成であってもよい。また、ヘッド部３９に倣い機構を備える構成であってもよい。
【０１４７】
また、上記した各実施形態において、搭載手段がステージ部１５にかかる荷重を検出するための歪みセンサを備え、ステージ部１５にかかる荷重を検出して荷重が所定の値となるようにフィードバック制御してステージ部１５の傾きを変更するものであってもよい。この場合、対象物である基板５５および基板５６を保持する前に、ステージ部１５およびヘッド部３９の傾きをより精度よく調整することができる。
【０１４８】
また、上記した各実施形態では、Ｘ−Ｙテーブル機構１１の駆動モーター２０ａ、２０ｂの励磁によりＸ−Ｙテーブル機構１１の位置固定が行われているが、ブレーキ板などの固定機構を備えることにより、Ｘ−Ｙテーブル機構１１を所定の倣い位置に固定するようにしてもよい。また、Ｘ−Ｙテーブル機構１１は、シャフトモーターやその他の駆動機構を利用したものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１４９】
【図１】本発明の第１実施形態における超音波振動接合装置の概略構成図である。
【図２】図１における超音波振動接合装置の搭載手段の動作を示す概略構成図である。
【図３】図１における搭載手段の斜視図である。
【図４】第１実施形態における対象物である基板を示し、（ａ）は第１の対象物の平面図、（ｂ）は第２の対象物の平面図である。
【図５】第１実施形態における対象物である基板の概略構成図である。
【図６】基板を搭載したステージ部およびヘッド部の部分概略構成図である。
【図７】第１実施形態における傾き調整の動作手順を示すフローチャートである。
【図８】基準体を搭載したステージ部およびヘッド部の部分概略構成図である。
【図９】基板を搭載したステージ部および基板の平面図である。
【図１０】本発明の第２実施形態における基板を示し、（ａ）は第１の対象物の平面図、（ｂ）は第２の対象物の平面図である。
【図１１】本発明の第３実施形態における基板の概略構成図である。
【図１２】本発明の第４実施形態における基板の概略構成図である。
【図１３】本発明の第４実施形態における基板の概略構成図である。
【図１４】本発明の第５実施形態における基板の概略構成図である。
【図１５】本発明の第５実施形態における基板の概略構成図である。
【図１６】本発明の第５実施形態における基板の概略構成図である。
【図１７】本発明の第５実施形態における基板の概略構成図である。
【図１８】本発明の第６実施形態における基板の概略構成図である。
【図１９】本発明の第７実施形態における基板の概略構成図である。
【図２０】本発明の第８実施形態における基板の概略構成図である。
【符号の説明】
【０１５０】
１ 搭載手段（傾き調整手段、第１保持手段、第２保持手段）
２ 加圧手段（第１保持手段、第２保持手段）
３ 制御装置（制御手段）
５５、７０、８０、８５、９５、１０５、１１０、１１５ 基板（第１の対象物）
５６、７１、８１、８６、９６、１０６、１１１、１１６ 基板（第２の対象物）
５７ａ、５７ｂ、５７ｃ、５７ｄ、７２ａ、７２ｂ 電極（第１検出部）
６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ、７６ａ、７６ｂ 電極（第２検出部）
６７ａ、６７ｂ、６７ｃ 電極（第１検出部）
８２ａ、８２ｂ、８２ｃ 電極（第１検出部）
８３ａ、８３ｂ、８３ｃ コイル（第２検出部）
８７ａ、８７ｂ、８７ｃ センサ部（第１検出部）
９０ａ、９０ｂ、９０ｃ 反射体（第２検出部）
９７ａ、９７ｂ、９７ｃ、１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ ハーフミラー（第１検出部）
９８ａ、９８ｂ、９８ｃ、１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ ミラー（第２検出部）
１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃ ミリ波受信機（第１検出部）
１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃ ガンダイオード（第２検出部）
１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ バンプ電極（第１検出部）
１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ 圧電素子（第２検出部）
１１７ａ、１１７ｂ、１１７ｃ シリコン素子（第１検出部）
１１８ａ、１１８ｂ、１１８ｃ 接触部（第２検出部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対向配置された一方および他方の対象物を所定の傾きに調整する傾き調整の技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、デバイスの小型化、高密度化が進み、微細な回路パターンの所定の位置にチップを搭載したり、ウエハや基板に微小なチップを高密度に搭載することとなったため、デバイスを形成するための実装装置、接合装置、露光装置等には、基板等の対象物同士の位置を精度よく合わせるために、デバイス形成前に対象物の傾きを調整する傾き調整が行われている。
【０００３】
一般的には、個々の対象物ごとの平面状態の違いは無視できるものとして、対象物を保持するステージとヘッドの保持面を接触して倣い調整を行ったり、ステージとヘッドを所定の間隔に設定してステージとヘッドの保持面の傾きを非接触で検出し、傾き調整が行われている。一方、デバイスがより小型化すると、個々の対象物ごとの平面状態を無視することができなくなり、対象物ごとに傾きを検出してこれを調整する必要がある。
【０００４】
個々の対象物ごとに傾き調整を行う技術としては、アライメントマークが形成された両対象物同士をステージおよびヘッドに保持して対向配置した後、両対象物の間にセンサーを備えた検出手段を導入し、一方の対象物に形成されたアライメントマークと他方の対象物に形成された対応するアライメントマークをそれぞれ検出し、両対象物の傾きを調整して、両対象物同士を所定の傾きに調整することが行われている。
【０００５】
例えば、特許文献１に記載の露光装置にはウエハとマスクの位置調整を行う位置制御装置が組み込まれ、露光動作をする前のウエハ（ワーク）とマスクをそれぞれウエハホルダーおよびマスクホルダーにより保持して対向配置し、ウエハとマスクの間にキャリブレーション装置を挿入している。
【０００６】
キャリブレーション装置は、下面にレーザー発光素子と分割受光素子からなるセンサーを複数個備えている。そして、キャリブレーション装置の上面をマスクホルダーの下面に当接し、キャリブレーション装置の下面に配置されたセンサーにより、マスクに対して対向配置されたウエハの傾きを検出する。その後、ウエハホルダーの底面を支持する駆動シリンダーを制御してウエハホルダーの傾きを調整し、ウエハとマスクの傾き調整を行う構成となっている。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−１７３９０７号公報（段落０００７、０００８、００１２、００１９、００２８〜００３０、図１２〜図１６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
通常、対象物同士の傾き調整をするときには、対象物同士をできるだけ接近して調整すると精度よく位置を合わせることができる。ところが、特許文献１に記載の発明では、上記したように、ウエハとマスクとの間にセンサーを備えたキャリブレーション装置を導入して調整するため、ウエハとマスクとの間には、少なくともキャリブレーション装置を導入するための一定間隔が必要であり、ウエハとマスクをより近接して位置合わせをすることが難しいという問題があった。そのため、例えば、ウエハホルダーやマスクホルダーを上下方向に移動する位置制御装置の稼動軸の方向が正確な鉛直方向ではなく歪みや偏心がある場合には、傾き調整後にキャリブレーション装置を退避してウエハとマスクを接触させたときにウエハとマスクの傾きがずれるおそれがあった。特に対象物を接合する場合には、接合部であるパッドのサイズおよびパッド間の間隔が数十μｍ、バンプの高さが数μｍ〜数十μｍにまで微細化されてきたことにより、正確な鉛直方向からのわずかな歪みや偏心が、歩留まりに無視できない影響を及ぼすおそれがでてきている。しかも、従来の技術では、傾き調整後にウエハとマスクとの間からキャリブレーション装置を退避するため、装置の動作が複雑化するという問題もあった。
【０００９】
そこで、本発明は、対向配置された対象物を所定の傾きに高精度にかつ容易に調整することができる傾き調整の技術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】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明にかかる傾き調整方法は、対向配置されたほぼ板状の第１および第２の対象物同士の相対的な傾きを、前記第１の対象物に複数形成された第１検出部それぞれと前記第２の対象物に複数形成された第２検出部それぞれとの対により構成された複数の検出手段により検出する検出工程と、前記第１および第２の対象物の一方を基準としたときの他方の傾きを傾き調整手段によって変更して、前記検出工程で検出した前記第１および第２の対象物同士の相対的な傾きを所定の傾きに調整する傾き調整工程とを含むことを特徴としている（請求項１）。
【００１１】
また、本発明にかかる傾き調整方法は、前記第１および第２の対象物が、互いに接合される接合物であることを特徴としている（請求項２）。
【００１２】
また、本発明にかかる傾き調整方法は、前記検出工程において、前記検出手段が、前記第１および第２の対象物を近接して対向配置した状態で、前記第１検出部と前記第２検出部の対の間の静電容量をそれぞれ検出する静電容量式であって、前記各検出手段による前記静電容量の値から非接触で前記第１および第２の対象物同士の相対的な傾きを検出することを特徴としている（請求項３）。
【００１３】
また、本発明にかかる傾き調整方法は、前記検出工程において、前記検出手段が、前記第１および第２の対象物を近接して対向配置した状態で、前記第１検出部および前記第２検出部のいずれか一方から他方に磁界を印加したときの前記第１検出部と前記第２検出部の対の間の磁界の変化による渦電流をそれぞれ検出する渦電流式であって、前記各検出手段による前記渦電流の値から非接触で前記第１および第２の対象物同士の相対的な傾きを検出することを特徴としている（請求項４）。
【００１４】
また、本発明にかかる傾き調整方法は、前記検出工程において、前記検出手段が、前記第１および第２の対象物を近接して対向配置した状態で、前記第１検出部および前記第２検出部のいずれか一方から他方に照射した光の前記第１検出部と前記第２検出部の対の間の光路時間をそれぞれ検出する光学センサ式であって、前記各検出手段による前記光路時間の値から非接触で前記第１および第２の対象物同士の相対的な傾きを検出することを特徴としている（請求項５）。
【００１５】
また、本発明にかかる傾き調整方法は、前記検出工程において、前記検出手段が、前記第１および第２の対象物を接触した状態で、前記第１検出部および前記第２検出部に作用する荷重をそれぞれ検出する歪みセンサ式であって、前記各検出手段による前記荷重の値から前記第１および第２の対象物同士の相対的な傾きを検出することを特徴としている（請求項６）。
【００１６】
上記課題を解決するために、本発明にかかる傾き調整装置は、前記第１の対象物に複数形成された第１検出部と、前記第２の対象物に複数形成された第２検出部と、前記各第１検出部それぞれと前記各第２検出部それぞれとの対により構成され、前記第１および第２の対象物同士の相対的な傾きを検出する複数の検出手段と、前記第１の対象物を保持する第１保持手段と、前記第２の対象物を保持する第２保持手段と、前記第１保持手段および前記第２保持手段の少なくともいずれかに配設され、前記第１および第２の対象物の一方を基準としたときの他方の傾きを調整する傾き調整手段と、前記傾き調整手段を制御して、前記各検出手段により検出した前記第１および第２の対象物同士の相対的な傾きを所定の傾きに調整する制御手段とを備えることを特徴としている（請求項７）。
【００１７】
また、本発明にかかる傾き調整装置は、前記第１および第２の対象物が、互いに接合される接合物であることを特徴としている（請求項８）。
【００１８】
また、上記課題を解決するために、本発明にかかるデバイスは、前記第１の対象物および前記第２の対象物を備えることを特徴としている（請求項９）。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１、７の発明によれば、第１の対象物に複数形成された第１検出部それぞれと第２の対象物に複数形成された第２検出部それぞれとの対により複数の検出手段が構成されるので、第１および第２の対象物を保持するステージとヘッドの傾きを検出する等の間接的な傾き検出ではなく、第１および第２の対象物自体の相対的な傾きを検出することができる。したがって、対象物個々の平面性等の傾きのバラツキがあっても、両対象物の傾きを高精度に調整することができる。また、両対象物の間に別途検出手段を挿入して傾き検出する必要がないので、両対象物を近接して相対的な傾きを検出することができる。したがって、第１および第２の対象物を所定の傾きに精度よく調整することが可能である。
【００２０】
このとき、第１および第２の対象物に形成された複数の検出手段により両対象物の相対的な傾きを検出するので、基板が細長い形状である場合には、例えば、２個の検出手段を形成することにより、効率よく第１および第２の対象物の傾きを調整することができる。また、基板の大きさや形状に合わせた個数の検出手段を形成すればよい。したがって、第１および第２の対象物の形状や大きさに合わせて検出手段を複数形成することにより、両対象物の傾きを精度よく調整することができる。
【００２１】
請求項２、８の発明によれば、第１および第２の対象物が互いに接合される接合物であるので、接合物同士である第１および第２の対象物の傾きを調整して精度よく接合した接合物を提供することができる。これにより、接合部であるパッドのサイズおよびパッド間の間隔が数十μｍ、バンプの高さが数μｍ〜数十μｍ、あるいはそれ以下にまで微細化された場合にも、高い歩留まりを維持することが可能となる。
【００２２】
請求項３の発明によれば、第１および第２の対象物を対向配置して非接触で両対象物の相対的な傾きを検出するので、対象物の表面状態が柔らかい場合や対象物が傷などのダメージを受け易い場合であっても、対象物にダメージを与えることなく両対象物の相対的な傾きを検出して調整することができる。また、両対象物の傾き調整後に両対象物を所定の間隔に保持して露光などの作業を行う場合は、両対象物を予めその作業時の間隔に保持して傾き調整することが可能である。
【００２３】
また、第１検出部および第２検出部の対の間の静電容量の変化から第１および第２の対象物の相対的な傾きを検出するので、特に両対象物を近接したときに両対象物の傾きを感度よく検出することができ、両対象物を近接した状態でより精度よく傾き調整することが可能である。
【００２４】
請求項４の発明によれば、第１検出部および第２検出部の対の間の磁界の変化による渦電流から第１および第２の対象物の相対的な傾きを検出するので、特に両対象物を近接したときに両対象物の傾きを感度よく検出することができ、両対象物を近接した状態でより精度よく所定の傾きに調整することができる。また、磁界の変化による渦電流を利用した方法であるため、上記した静電容量式に対し、対象物の材質が有機物等の非金属であっても対象物の材質に起因した静電容量変化の影響を受けることがないので、非金属の対象物の傾き調整を行うときには特に有効である。
【００２５】
また、請求項５の発明によれば、第１検出部および第２検出部のいずれか一方から他方に光を照射して、光の光路時間から第１および第２の対象物の相対的な傾きを検出するので、検出時間が早く、また、対象物の材質に関わらず、精度よく両対象物の傾きを調整することができる。
【００２６】
請求項６の発明によれば、第１検出部と第２検出部を接触したときの、第１検出部及び第２検出部に作用する荷重から第１および第２の対象物の相対的な傾きを検出するので、傾き調整後に両対象物を接触して接合などの作業を行う場合は、両対象物を予め接触した状態で傾き調整することができるため、両対象物の傾きをより精度よく簡便に調整することが可能である。
【００２７】
請求項９の発明によれば、デバイスが備える第１および第２の対象物自体の相対的な傾きを精度よく調整することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
（第１実施形態）
本発明の一実施形態として、本発明にかかる傾き調整装置を組み込んだ超音波振動接合装置について図１ないし図８を参照して説明する。なお、図１は本発明の一実施形態における超音波振動接合装置の概略構成図、図２は対象物を搭載する搭載手段の動作を示す概略構成図、図３は搭載手段の斜視図、図４および図５は対象物である基板の概略構成図、図６は対象物を搭載したステージ部およびヘッド部の部分概略構成図、図７は傾き調整の動作手順を示すフローチャート、図８は基準体を搭載したステージ部およびヘッド部の部分概略構成図、図９は基板を搭載したステージ部および基板の平面図である。
【００２９】
１．装置構成
本実施形態における接合装置は、図１に示すように、本発明にかかるデバイスが備える対象物を保持するための搭載手段１と、加圧手段２と、装置全体の動作の監視および制御を行う制御装置３とを備えている。
【００３０】
搭載手段１は、本発明における「傾き調整手段」に相当し、図１ないし４に示すように、基台１０上にＸ−Ｙテーブル機構１１と、支柱１２と、支持台１３とを備え、ローラー１４ａ、１４ｂ、１４ｃと、ステージ部１５、連結機構１６によって構成されている。なお、基台１０、支柱１２および支持台１３は固着されている。
【００３１】
Ｘ−Ｙテーブル機構１１は、サーボモーターからなる駆動モーター２０ａ、２０ｂとボールねじ（図示せず）と、それぞれＸ方向、Ｙ方向に移動可能に構成される水平移動テーブル１１ａ、１１ｂとにより構成されている。上記水平移動テーブル１１ａ、１１ｂでは、駆動モーター２０ａ、２０ｂを励磁して動作させると、駆動モーター２０ａ、２０ｂの回転がボールねじに伝達されてボールねじが回転し、両テーブル１１ａ、１１ｂがボールねじに沿ってそれぞれＸ方向、Ｙ方向に移動する。また、駆動モーター２０ａ、２０ｂに流す電流を逆にすることにより、駆動モーター２０ａ、２０ｂの回転が逆回転となり、両テーブル１１ａ、１１ｂはそれぞれＸ方向、Ｙ方向へ逆方向に移動する。
【００３２】
また、駆動モーター２０ａ、２０ｂの励磁を解除した場合には、両テーブル１１ａ、１１ｂは駆動モーター２０ａ、２０ｂの動作とは関係なく自由に移動し、駆動モーター２０ａ、２０ｂを励磁して回転のためのサーボ制御信号を与えた状態では、両テーブル１１ａ、１１ｂは駆動モーター２０ａ、２０ｂの回転に連動して移動する。また、駆動モーター２０ａ、２０ｂを励磁した状態で停止すると、両テーブル１１ａ、１１ｂは所定の位置に固定された状態となる。
【００３３】
ステージ部１５は、円柱の下周面が球面状に加工されて下面に球面を有する球面状基部２５と、平面視が球面状基部２５と同じ形状を成し上面に対象物を保持するステージ基準部２６によって構成される。ステージ基準部２６は、球面状基部２５の上面に、断熱部２７およびヒーター部２８を介して対象物を保持する保持部２９が順次積層されて形成されている。また、ステージ基準部２６は、球面状基部２５の下面の球面の曲率中心Ｐ（ここで、図１以下の点Ｐが曲率中心に相当）の位置に、ステージ基準部２６の上面の中心がほぼ一致するように配置されている。このように配置することにより、ステージ基準部２６の上面の中心を基準に傾き調整を行うと、精度よく傾き調整することができる。また、対象物を上記したステージ基準部２６の上面の中心を含む位置に保持することにより、安定した傾き調整を行うことができる。
【００３４】
また、対象物を保持する保持部２９には、対象物を真空吸着により保持するための吸着機構（図示せず）、および、対象物に当接する信号検出用のプローブ（図示せず）が配設されている。なお、対象物の保持方法は前記した真空吸着法に限らず、その他の方法でもよい。また、ステージ基準部２６は、本実施形態のように対象物を加熱するためのヒーター部２８を必ずしも備えている必要はない。
【００３５】
そして、球面状基部２５は連結機構１６を介してＸ−Ｙテーブル機構１１に連結されている。連結機構１６は、図１および図２に示すように、上端が球面状基部２５の下面中央に配設された丸棒状の軸体および該軸体の下端に一体形成された球体からなる軸部３０と、軸部３０の軸体に外嵌され軸部３０を軸方向および軸周り方向に摺動自在に支持する円筒部３１と、上側の水平移動テーブル１１ａの上面に固着され上面に軸部３０の球体を摺動自在に保持する球面凹部を有する受部３２とを備えている。
【００３６】
ここで、軸部３０の軸体は、ステージ部１５の球面状基部２５の球面の曲率中心Ｐを通る線上に配設されている。
【００３７】
このような構成により、図２に示すように、Ｘ−Ｙテーブル機構１１の両テーブル１１ａ、１１ｂの動作に対応してステージ部１５の傾きを自在に変えることができる。つまり、Ｘ−Ｙテーブル機構１１の移動により、連結機構１６の軸部３０の球体と受部３２は摺動し、軸部３０は連結機構１６の円筒部３１に対して軸部３０の軸方向および軸周り方向に摺動して、ステージ部１５とＸ−Ｙテーブル機構１１との間の距離変動が吸収調整されるため、ステージ部１５のステージ基準部２６の上面の傾き角度を可変できるようになっている。
【００３８】
また、図３に示すように、支持台１３の上面には、正三角形の各頂点に相当する位置にそれぞれ配設された３個のローラー１４ａ、１４ｂ、１４ｃを介して、ステージ部１５が支持されている。また、各ローラー１４ａ、１４ｂ、１４ｃに対し、次のような構成により、球面状基部２５の球面が摺動可能に支持されている。
【００３９】
各ローラー１４ａ、１４ｂ、１４ｃは、それぞれ水平方向に配設された軸３３と軸３３に外嵌されたストローク部３４によって構成され、ストローク部３４は軸３３の軸方向に所定量移動可能で、かつ軸３３の周りを自由に回転可能に設けられている。したがって、各ローラー１４ａ、１４ｂ、１４ｃの動作により、ステージ部１５のステージ基準部２６の上面の傾き角度を可変でき、ステージ部１５を基準体（図１中の符号４５）に対し安定して倣い移動させることができる。
【００４０】
そして、Ｘ−Ｙテーブル機構１１の駆動モーター２０ａ、２０ｂの励磁を解除した状態では、ステージ基準部２６の上面が所定の傾きに加圧されると、Ｘ−Ｙテーブル機構１１はステージ部１５の傾きに連動して移動する。また、Ｘ−Ｙテーブル機構１１の駆動モーター２０ａ、２０ｂを励磁した状態でＸ−Ｙテーブル機構１１が所定の位置に停止すると、Ｘ−Ｙテーブル機構１１が固定された状態となり、ステージ部１５の傾きも固定される。
【００４１】
加圧手段２は、対象物が保持されるヘッド部３９と、対象物を第１の対象物に当接するための上下駆動機構４０によって構成されている。
【００４２】
ヘッド部３９は、図１に示すように、振動子４１を有する共振器４２を備えている。また、共振器４２は最小振動振幅点の位置を共振器支持部４３により支持されてヘッド部３９に配設されている。そして、共振器４２の最大振動振幅点の位置に相当する共振器の中央部分には、下面に第２の対象物を保持するための保持部４４が配設されている。対象物の保持方法には、真空吸着法が用いられ、保持部４４には吸着機構（図示せず）が配設されている。また、保持部４４には、対象物に当接する信号検出用のプローブ（図示せず）が配設されている。
【００４３】
なお、対象物の保持方法は、真空吸着法に限らず、機械的に保持する方法などでもよい。また、保持部４４は、共振器４２の両端に位置する最大振動振幅点のいずれかの位置や、その他の位置に形成されるとしてもよい。また、対象物同士の接合が加熱により行われる場合には、ヘッド部３９にヒーターなどの加熱機構を備えるとしてもよい。
【００４４】
また、保持部４４は対象物を保持するだけでなく、後述するように第１および第２の対象物をステージ部１５の保持部２９とヘッド部３９の保持部４４に保持する前に、保持部２９および保持部４４の傾き調整を行うときに傾き調整のための基準面を有する基準体４５を保持し、この基準面を基準として傾き調整を行う。なお、保持部２９および保持部４４の傾き調整を行うときには、基準体４５を保持する代わりに、保持部４４の下面自体を倣い基準面としてもよい。なお、搭載手段１および加圧手段２の一方が本発明における「第１保持手段」、他方が「第２保持手段」に相当する。
【００４５】
制御装置３は、本発明における「制御手段」に相当し、検出部５０、制御部５１、Ｘ−Ｙテーブル制御部５２、超音波振動制御部５３を備えている。検出部５０は、後述する第１および第２の対象物に第１検出部および第２検出部として形成された複数の電極の対の間の静電容量を検出するための高周波ベクトルネットワークアナライザを備えている。そして、検出部５０で検出された各電極の対の間の静電容量が所定の値となるように、制御部５１およびＸ−Ｙテーブル制御部５２によって、ステージ部１５の傾き調整が行われる構成となっている。
【００４６】
また、超音波振動制御部５３では、振動子４１の振動の制御が行われ、接合時に対象物に印加される超音波振動の制御が行われる。なお、検出部５０は、高周波ベクトルネットワークアナライザに限らず、Ｑメーター、ＬＣＲメーター、インピーダンスアナライザ等であってもよい。
【００４７】
２．デバイス構成
次に、本実施形態におけるデバイスの構成について説明する。本実施形態におけるデバイスは、第１の対象物である基板５５および第２の対象物である基板５６を備えている。図４に、基板５５および基板５６の平面図を示す。
【００４８】
基板５５は、図４（ａ）に示すように、平面形状が１５．０ｍｍ×１５．０ｍｍの正方形を有する石英ガラスを基材としている。そして、第１検出部として、Ａｌ−Ｓｉ系合金からなり、平面形状がそれぞれ２．０ｍｍ×２．０ｍｍの正方形を有する電極５７ａ、５７ｂ、５７ｃ、５７ｄが、正方形形状の４隅に配置されるように基板の４箇所に形成されている。
【００４９】
また、基板５５の周縁部には、ステージ部１５の保持部２９に配設された信号検出用のプローブ（図示せず）を当接するための、外部端子５８ａ、５８ｂ、５８ｃ、５８ｄが形成されている。外部端子５８ａ、５８ｂ、５８ｃ、５８ｄは、それぞれ平面形状が１．５ｍｍ×０．７ｍｍの長方形を有し、Ａｌ−Ｓｉ系合金により形成されている。さらに、電極５７ａ、５７ｂ、５７ｃ、５７ｄと外部端子５８ａ、５８ｂ、５８ｃ、５８ｄとの間には、引出配線部５９ａ、５９ｂ、５９ｃ、５９ｄが形成され、各電極５７ａ、５７ｂ、５７ｃ、５７ｄと各外部端子５８ａ、５８ｂ、５８ｃ、５８ｄとがそれぞれ接続されている。
【００５０】
また、基板５５には、基板５５および基板５６を接合するための接合部であるパッド６０が形成されている。パッド６０は、Ａｌ−Ｓｉ系合金により形成され、それぞれ平面形状が４０μｍ×４０μｍの正方形を有し、隣り合うパッド間の間隔を５０μｍとして、基板５５の電極５７ａ、５７ｂ、５７ｃ、５７ｄを囲むように、平面形状が正方形となるように形成されている。
【００５１】
また、基板５６は、図４（ｂ）に示すように、平面形状が７．４ｍｍ×７．４ｍｍの正方形を有する石英ガラスを基材としたガラスチップである。そして、第２検出部として、Ａｌ−Ｓｉ系合金からなり、平面形状がそれぞれ２．０ｍｍ×２．０ｍｍの正方形を有する電極６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄが、基板５６の各コーナー近傍の４箇所に形成されている。
【００５２】
なお、図５は、図４（ａ）、（ｂ）に示した基板５５および基板５６のＡＡ線およびＢＢ線の矢視断面図である。同図に示すように、基板５６の電極６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄは、基板５５の電極５７ａ、５７ｂ、５７ｃ、５７ｄとそれぞれ対向する位置に形成され、電極５７ａと電極６２ａ、電極５７ｂと電極６２ｂ、電極５７ｃと電極６２ｃ、電極５７ｄと電極６２ｄがそれぞれ対となって検出手段として構成されている。
【００５３】
また、基板５６には、ヘッド部３９の保持部４４に配設された信号検出用のプローブ（図示せず）を当接するための、外部端子６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄが形成されている。外部端子６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄは、それぞれ平面形状が４０μｍ×４０μｍの正方形を有し、Ａｌ−Ｓｉ系合金により形成されている。さらに、電極６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄと外部端子６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄとの間には、引出配線部６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄが形成され、各電極６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄと各外部端子６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄとが接続されている。
【００５４】
また、基板５６には、基板５５および基板５６を接合するための接合部であるパッド６５が形成されている。パッド６５は、Ａｌ−Ｓｉ系合金により形成され、それぞれ平面形状が４０μｍ×４０μｍの正方形を有し、隣り合うパッド間の間隔を５０μｍとして、電極６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄを囲むように、基板５６の周縁付近の基板５５のパッド６０と対応する位置に、平面形状が正方形となるように形成されている。
【００５５】
そして、図６に示すように、基板５５および基板５６は、それぞれステージ部１５の保持部２９およびヘッド部３９の保持部４４に保持され、保持部２９および保持部４４に配置された信号検出用のプローブ（図示せず）が基板５５の外部端子５８ａ、５８ｂ、５８ｃ、５８ｄおよび基板５６の外部端子６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄに当接されて、上記した４対の電極間の静電容量が制御装置３の検出部５０により検出される構成となっている。なお、上記した４対の各電極の面積は等しいので、各検出手段の電極間の距離が等しいときには、各電極間の静電容量は全て等しい値が検出される。
【００５６】
なお、基板５５が球面状基部２５の下面の球面の曲率中心Ｐを含む位置に保持されることにより、安定した傾き調整を行うことができる。また、基板５５および基板５６に形成された電極５７ａ、５７ｂ、５７ｃ、５７ｄおよび電極６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄにより構成された正方形の重心位置が、球面状基部２５の球面の曲率中心Ｐを通る垂直方向の線上に位置するように基板５５および５６が保持されると、より安定した傾き調整を行うことができる。
【００５７】
また、基板５５および基板５６の各電極、各外部端子、各引出配線部の形成方法は、例えば基板に形成されるその他の回路パターンとともに基板表面にパターン形成する方法や、基板に埋設する方法等どのような形成方法であってもよい。
【００５８】
３．傾き調整の動作手順
次に傾き調整の動作手順について説明する。図７に、傾き調整の動作手順を示すフローチャートを示す。
【００５９】
はじめに、対象物を保持する第１および第２保持手段であるステージ部１５とヘッド部３９の傾きを調整する。図８に示すように、ステージ部１５とヘッド部３９の傾き調整は、第１および第２の対象物を保持しない状態で、保持部２９の上面中心にヘッド部３９の基準体４５の倣い基準面が当接された状態で行われる。
【００６０】
まず、ステージ部１５のステージ基準部２６の上面を加圧したときにＸ−Ｙテーブル機構１１が自在に移動するように、Ｘ−Ｙテーブル機構１１の駆動モーター２０ａ、２０ｂの励磁が解除された状態にされる。そして、ステージ基準部２６の上面の中心を含む所定位置にヘッド部３９の保持部４４に保持された基準体４５の倣い基準面が当接するように、上下駆動機構４０によりヘッド部３９が下降される。
【００６１】
基準体４５の倣い基準面がステージ基準部２６の上面に当接した状態で、制御部５１により所定圧力が加えられると、ステージ基準部２６の上面は基準体４５の倣い基準面の傾きに従って所定の傾きに倣い調整される。このとき、ステージ部１５の球面状基部２５の球面は各ローラー１４ａ、１４ｂ、１４ｃを摺動し、前記球面の曲率中心Ｐを中心にして回転移動する。
【００６２】
各ローラー１４ａ、１４ｂ、１４ｃは、球面状基部２５の球面の摺動に伴い、各ローラー１４ａ、１４ｂ、１４ｃのストローク部３４が軸３３の軸方向および軸周りにそれぞれ移動するため、ステージ基準部２６の上面が倣い基準面に一致するように、ステージ部１５が倣い調整される。このとき、ステージ部１５が球面状基部２５の球面の曲率中心Ｐを中心にして倣い調整されるため、球面状基部２５の下面に配設された連結機構１６も前記曲率中心Ｐを通る線、つまり軸部３０の軸周りに回転するとともに、ステージ部１５の上下方向への移動があれば連結機構１６の円筒部３１が軸部３０の方向に摺動する。
【００６３】
そして、Ｘ−Ｙテーブル機構１１の駆動モーター２０ａ、２０ｂの励磁が解除されて両テーブル１１ａ、１１ｂが自由に動ける状態にあるため、両テーブル１１ａ、１１ｂは連結機構１６の移動に連動して所定の倣い位置に移動される。
【００６４】
そして、ステージ基準部２６の上面が基準体４５の倣い基準面に合う所定の傾きに倣ったところで、Ｘ−Ｙテーブル機構１１の駆動モーター２０ａ、２０ｂを励磁させることにより、Ｘ−Ｙテーブル機構１１の位置が固定されるため、ステージ部１５は倣い状態における所定の傾きで固定され、ステージ部１５とヘッド部３９の傾き調整が終了する（ステップＳ１０）。
【００６５】
ステージ部１５とヘッド部３９の傾き調整が終了すると、ヘッド部３９は上下駆動機構４０によって上昇され、その後、第１および第２の対象物である基板５５および基板５６がそれぞれステージ部１５の保持部２９およびヘッド部３９の保持部４４に保持される（ステップＳ１１）。なお、基板５５の外部端子５８ａ、５８ｂ、５８ｃ、５８ｄおよび基板５６の外部端子６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄには、それぞれステージ部１５およびヘッド部３９に配設された信号検出用のプローブ（図示せず）が当接される。
【００６６】
次に、基板５６が保持されたヘッド３９が上下駆動機構４０により所定の高さまで下降され、基板５６が仮調整位置に保持される（ステップＳ１２）。そして、基板５５および基板５６に形成された電極５７ａと電極６２ａ、電極５７ｂと電極６２ｂ、電極５７ｃと電極６２ｃ、電極５７ｄと電極６２ｄが対向するように、ヘッド部３９がＸ方向、Ｙ方向、θ方向に移動され、基板５５および基板５６が相対的に位置調整される（ステップＳ１３）。
【００６７】
基板５５および基板５６の位置調整後、基板５６が保持されたヘッド３９が再び上下駆動機構４０により所定の高さまでさらに下降され、基板５６が傾き調整位置に保持され、基板５６が基板５５に近接配置される（ステップＳ１４）。このときの基板５５および基板５６の間隔は、上記した仮調整位置での基板５５および基板５６の間隔よりも小さく、一例として２〜２０μｍ程度である。
【００６８】
そして、基板５５および基板５６に形成された電極５７ａと電極６２ａ、電極５７ｂと電極６２ｂ、電極５７ｃと電極６２ｃ、電極５７ｄと電極６２ｄの間の静電容量が検出される。各電極間の静電容量は、制御装置３の検出部５０に配設された高周波ベクトルネットワークアナライザにより高周波インピーダンスとしてそれぞれ計測され、静電容量が検出される（ステップＳ１５）。
【００６９】
そして、検出されたそれぞれの電極間の静電容量が所定の値となるように、Ｘ−Ｙテーブル制御部５２によりＸ−Ｙテーブル機構１１の駆動モーター２０ａ、２０ｂがフィードバック制御される。そして、両テーブル１１ａ、１１ｂがＸ方向、Ｙ方向に移動され、ステージ部１５の保持部２９の傾きが変更される（ステップＳ１６）。
【００７０】
その後、保持部２９の傾きが所定の傾きに調整されたところで、Ｘ−Ｙテーブル機構１１の駆動モータ２０ａ、２０ｂを励磁した状態のまま停止すると、保持部２９の傾きが固定され、基板５５および基板５６が所定の傾きに保持される（ステップＳ１７）。なお、基板５５と基板５６を平行に調整する場合には、検出された各電極間の静電容量が一定の値となるように、Ｘ−Ｙテーブル機構１１を移動して調整すればよい。
【００７１】
４．接合動作
次に超音波振動による接合動作について説明する。基板同士の傾き調整が終了すると、ヘッド部３９が上下駆動機構４０によって下降されて接合対象である基板５５のパッド６０および基板５６のパッド６５が接触され、所定圧力の加圧下、超音波振動が与えられて接合動作が行われる。
【００７２】
超音波振動は、制御装置３の超音波振動制御部５３によって、振動子４１に所定の電圧を印加することにより発生する。振動子４１は印加された電圧により振動を発生し、振動子４１の振動は共振器４２によってヘッド部３９の保持部４４に配設された基板５６に伝達される。そして、伝達された超音波振動により基板５６が振動し、基板５６のパッド６０と基板５５のパッド６５が摺動される。この摺動により、基板５５のパッド６０と基板５６のパッド６５の接合面では、不純物による膜や酸化膜などが除去されて新生面が露出する。そして、新生面が露出した両対象物の表面では原子同士が引き合うことによって両対象物が接合される。
【００７３】
そして、基板５５および基板５６に超音波振動を所定時間印加した後、振動子４１の振動を停止し、基板５５および基板５６の吸着が解除される。そして、上下駆動機構４０によりヘッド部３９が上昇し、接合の終了した対象物（基板５５、基板５６）が取り出されて一連の接合動作が終了する。なお、接合の終了は加圧力や超音波振動の印加時間などにより判断してもよく、接合終了時を判断するためのセンサーなどを備えてもよい。また、超音波振動接合中に対象物を加熱しながら接合を行ってもよい。
【００７４】
したがって、本実施形態によると、基板５５および基板５６に形成された電極５７ａと電極６２ａ、電極５７ｂと電極６２ｂ、電極５７ｃと電極６２ｃ、電極５７ｄと電極６２ｄがそれぞれ対になって検出手段が構成され、各電極間の静電容量を検出するので、基板５５および基板５６自体の相対的な傾きを検出することができる。したがって、基板５５および基板５６に傾きのバラツキがあっても、基板５５および基板５６の相対的な傾きを高精度に調整することができる。
【００７５】
また、基板５５および基板５６の間に検出手段を挿入する必要がないので、基板５５および基板５６を近接することができる。そして、非接触で基板５５および基板５６の相対的な傾きを検出することができるので、基板５５および基板５６に接触による傷等のダメージを与えることなく、基板５５および基板５６を所定の傾きに精度よく調整することが可能である。
【００７６】
また、基板５５および基板５６に形成された各電極の対の間の静電容量の変化から基板５５および基板５６の相対的な傾きを検出するので、特に基板５５および基板５６を近接したときに基板５５および基板５６の傾きを感度よく検出することができ、基板５５および基板５６を近接した状態でより精度よく傾き調整することが可能である。
【００７７】
なお、本実施形態では検出手段としての電極の対が４箇所に形成されているため、各電極の対を接続してブリッジ回路を構成し、ブリッジ回路の一次側（一の対角）に電圧を与えて二次側（他の対角）の電圧を測定し、ブリッジ回路が平衡状態であるかどうかを検出することとしてもよい。つまり、各電極の対の間の静電容量を直接計測しなくても、ブリッジ回路が平衡状態となれば各電極の対の間の静電容量が同一の値となるので、ブリッジ回路が平衡状態となるように傾き調整を行えば、基板同士を平行に調整することができる。このようにブリッジ回路を構成することにより、各電極の対の間の静電容量を直接計測する必要がないので、より簡便に基板同士の傾き調整をすることが可能となる。
【００７８】
また、静電容量の検出は、上記した高周波ベクトルネットワークアナライザによる高周波インピーダンス測定による検出に限らず、Ｑメーター、ＬＣＲメーター、インピーダンスアナライザ等どのような計測機器によって検出してもよい。また、静電容量の値［ｐＦ］に限らず、静電容量を電圧値［Ｖ］や電流値［Ａ］に置換したものを検出してもよい。また、上記した各電極の対に代えて、静電容量センサを基板５５や基板５６に備えることとしてもよい。
【００７９】
また、第１および第２の対象物は上記した基板に限らず、ウエハやチップなどその他のものであってもよく、材質もどのようなものであってもよい。また、第１および第２の対象物に形成された電極やパッドの形状、大きさ、材質も、上記したものに限らず適宜変更してもよい。
【００８０】
また、電極の対の数は上記した４対に限らず、どのように変更してもよい。例えば、電極を基板５５および基板５６のそれぞれ３箇所に、正三角形の各頂点位置に配置されるように形成してもよい。この場合、図９に示すように、基板５５にそれぞれ形成された３箇所の電極６７ａ、６７ｂ、６７ｃによりそれぞれ構成された正三角形の重心位置が球面状基部２５の球面の曲率中心Ｐを通る垂直方向の線上に位置するように基板５５が保持され、基板５６に形成された３箇所の電極が電極６７ａ、６７ｂ、６７ｃとそれぞれ対向するようにヘッド部３９の保持部４４に保持されると、より安定した傾き調整を行うことができる。
【００８１】
また、基板が一方向に細長い形状である場合には、電極の対は、３箇所でなくても２箇所に形成することとしてもよい。以下にその実施形態を説明する。
【００８２】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について、図１０を参照して説明する。図１０（ａ）は本実施形態におけるデバイスが備える第１の対象物の平面図、同図（ｂ）は第２の対象物の平面図である。以下に第１実施形態との相違点について説明する。
【００８３】
本実施形態が第１実施形態と異なる点は、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、第１の対象物である基板７０および第２の対象物である基板７１が一方向に細長い長方形を有し、第１検出部および第２検出部である電極が基板７０および基板７１のそれぞれ２箇所に形成されている点である。なお、同図では、第１実施形態に示した接合部としてのパッドは図示を省略している。
【００８４】
図１０（ａ）に示すように、第１の対象物である基板７０には、第１検出部としての電極７２ａ、７２ｂが基板の長辺の方向に２箇所に形成されている。また、同図（ｂ）に示すように、第２の対象物である基板７１には、第２検出部としての電極７６ａ、７６ｂが、基板７０の電極７２ａ、７２ｂとそれぞれ対向するように基板７１の長辺の方向に２箇所に形成され、電極７２ａと電極７６ａ、電極７２ｂと電極７６ｂがそれぞれ対となって検出手段として構成されている。
【００８５】
また基板７０には、ステージ１５の保持部２９に配設された信号検出用のプローブを当接するための外部端子７３ａ、７３ｂが形成されている。さらに、電極７２ａ、７２ｂと外部端子７３ａ、７３ｂとの間には引出配線部７４ａ、７４ｂが形成され、各電極７２ａ、７２ｂと各外部端子７３ａ、７３ｂとがそれぞれ接続されている。同様に、基板７１には、ヘッド部３９の保持部４４に配設された信号検出用のプローブを当接するための外部端子７７ａ、７７ｂが形成されている。さらに、電極７６ａ、７６ｂと外部端子７７ａ、７７ｂとの間には引出配線部７８ａ、７８ｂが形成され、各電極７６ａ、７６ｂと各外部端子７７ａ、７７ｂとがそれぞれ接続されている。そして、基板７０の外部端子７３ａ、７３ｂおよび基板７１の外部端子７７ａ、７７ｂからステージ部１５およびヘッド部３９を介して制御装置３の検出部５０により、電極７２ａおよび７６ａ、電極７２ｂおよび７６ｂ間の静電容量が検出される構成となっている。
【００８６】
したがって、第２実施形態によると、基板７０および基板７１が細長い形状をしている場合には、基板７０および基板７１の長辺の方向に２箇所ずつ電極を形成することにより基板の長辺の方向の傾きを簡便に調整することができる。
【００８７】
なお、２対の電極は基板の長辺の方向であればどのような位置に配置されてもよいが、２対の電極がそれぞれ基板の端に近い位置に形成されて２対の電極が離れているほうが精度よく傾き調整をすることができる。また、各電極の大きさや形状はどのように構成されてもよい。
【００８８】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について、図１１を参照して説明する。図１１は本実施形態におけるデバイスが備える第１および第２の対象物の概略構成図であり、以下に、第１実施形態との相違点について説明する。
【００８９】
本実施形態が第１実施形態と異なる点は、第１および第２の対象物である基板８０および基板８１の相対的な傾きが、磁界の変化による渦電流を検出する渦電流式により検出される点である。したがって、基板８０および基板８１に形成された第１検出部および第２検出部の構成と、図７に示した傾き調整手順のフローチャートのステップＳ１５での基板の傾きの検出方式が第１実施形態と異なる。以下に、詳細に説明する。
【００９０】
図１１に示すように、本実施形態における第１の対象物である基板８０には、第１検出部として電極８２ａ、８２ｂ、８２ｃが正三角形の各頂点位置に形成されている。なお、基板８０の電極８２ａ、８２ｂ、８２ｃの配置位置は、図９に示した基板５５の電極６７ａ、６７ｂ、６７ｃと同様であるため、基板８０の平面図は省略する。また、第２の対象物である基板８１には、第２検出部としてコイル８３ａ、８３ｂ、８３ｃが電極８２ａ、８２ｂ、８２ｃとそれぞれ対向するように正三角形の各頂点位置に形成されている。そして、電極８２ａとコイル８３ａ、電極８２ｂとコイル８３ｂ、電極８２ｃとコイル８３ｃがそれぞれ対となり検出手段が構成されている。
【００９１】
そして、第１実施形態と同様、ステージ部１５の保持部２９とヘッド部３９の保持部４４の傾き調整後（ステップＳ１０）、基板８０はステージ部１５の保持部２９に保持され、基板８１はヘッド部３９の保持部４４に保持される（ステップＳ１１）。さらに、ステップＳ１２〜ステップＳ１４の手順を経て基板８１が傾き調整位置に配置され、基板８０および基板８１が近接して対向配置される。
【００９２】
そして、ステップＳ１５の基板傾き検出では、基板８１に形成されたコイル８３ａ、８３ｂ、８３ｃに、制御装置３の制御部５１からヘッド部３９の保持部４４を介して交番電流が印加される。そして、印加された交番電流に対応して、各コイル８３ａ、８３ｂ、８３ｃには交番磁界が発生する。さらに、その交番磁界によって、基板８１に形成され各コイル８３ａ、８３ｂ、８３ｃと対を成す電極８２ａ、８２ｂ、８２ｃには渦電流が生じることとなる。
【００９３】
そして、各電極８２ａ、８２ｂ、８２ｃに生じた渦電流の値は、制御装置３の検出部５０によりそれぞれ計測され、基板８０および基板８１の相対的な傾きが検出される（ステップＳ１５）。さらに、検出された各電極８２ａ、８２ｂ、８２ｃの電流値が所定の値となるように、Ｘ−Ｙテーブル制御部５２によりＸ−Ｙテーブル機構１１の駆動モーター２０ａ、２０ｂがフィードバック制御される。そして、Ｘテーブル１１ａおよびＹテーブル１１ｂがＸ方向、Ｙ方向に移動され、ステージ部１５の保持部２９の傾きが変更されて固定される（ステップＳ１６、Ｓ１７）。
【００９４】
したがって、第３実施形態によると、基板８０および基板８１に形成された電極８２ａ、８２ｂ、８２ｃおよびコイル８３ａ、８３ｂ、８３ｃの間の磁界の変化により発生する渦電流を検出する渦電流式により基板８０および基板８１の相対的な傾きを検出するので、基板８０および基板８１自体の相対的な傾きを検出して、精度よく基板８０および基板８１の傾きを調整することができる。また、特に基板８０および基板８１を近接したときに傾きを感度よく検出することができ、基板８０および基板８１を近接した状態でより精度よく傾き調整することができる。さらに、磁界の変化による渦電流を利用した方法であるため、第３実施形態で示した静電容量式の検出方法に対し、対象物の材質が有機物等の非金属であっても対象物の材質に起因した静電容量変化の影響を受けることがないので、非金属の対象物の傾き調整を行うときには特に有効である。
【００９５】
なお、上記した渦電流の検出は、電流値［Ａ］そのものを検出してもよく、電圧値［Ｖ］等に置換したものを検出してもよい。また、基板８０および基板８１に形成された第１検出部および第２検出部は上記した電極とコイルに限らず、渦電流式センサや磁性体であってもよい。また、基板８０に形成された電極８２ａ、８２ｂ、８２ｃで生じた渦電流の検出に代えて、電極８２ａ、８２ｂ、８２ｃにより発生した渦電流によるコイル８３ａ、８３ｂ、８３ｃのインダクタンスの変化［Ｈ］を検出してもよい。また、第１および第２の対象物は上記した基板に限らず、ウエハやチップなどその他のものであってもよい。
【００９６】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について、図１２および図１３を参照して説明する。図１２および図１３は本実施形態におけるデバイスが備える第１および第２の対象物の概略構成図であり、以下に、第１実施形態との相違点について説明する。
【００９７】
本実施形態が第１実施形態と異なる点は、対象物である基板８５および基板８６の相対的な傾きがレーザー光による光センサ式で検出される点である。したがって、基板８５および基板８６に形成された第１検出部および第２検出部の構成と、図７に示した傾き調整手順のフローチャートのステップＳ１５での基板の傾きの検出方式が第１実施形態と異なる。
【００９８】
図１２に示すように、本実施形態における第１の対象物である基板８５には、第１検出部としてのセンサ部８７ａ、８７ｂ、８７ｃが正三角形の頂点位置に形成されている。各センサ部８７ａ、８７ｂ、８７ｃは発光素子であるレーザーダイオード８８ａ、８８ｂ、８８ｃと受光素子であるフォトダイオード８９ａ、８９ｂ、８９ｃとを備えている。なお、基板８５のセンサ部８７ａ、８７ｂ、８７ｃの配置位置は、図９に示した基板５５の電極６７ａ、６７ｂ、６７ｃと同様であるため、基板８５の平面図は省略する。また、第２の対象物である基板８６には、第２検出部として反射体９０ａ、９０ｂ、９０ｃがセンサ部８７ａ、８７ｂ、８７ｃと対向するように正三角形の各頂点位置に形成されている。そして、センサ部８７ａと反射体９０ａ、センサ部８７ｂと反射体９０ｂ、センサ部８７ｃと反射体９０ｃがそれぞれ対となって検出手段が構成されている。
【００９９】
そして、第１実施形態と同様、ステージ部１５の保持部２９とヘッド部３９の保持部４４の傾き調整後（ステップＳ１０）、基板８５はヘッド部３９の保持部４４に保持され、基板８６はステージ部１５の保持部２９に保持される（ステップＳ１１）。さらに、ステップＳ１２〜ステップＳ１４の手順を経て基板８５が傾き調整位置に配置され、基板８５および基板８６が近接して対向配置される。
【０１００】
そして、ステップＳ１５の基板傾き検出では、基板８５に形成された各センサ部８７ａ、８７ｂ、８７ｃのレーザーダイオード８８ａ、８８ｂ、８８ｃから基板８６の反射体９０ａ、９０ｂ、９０ｃに向かってレーザー光が照射され、各反射体９０ａ、９０ｂ、９０ｃで反射されたレーザー光が基板８５の各センサ部８７ａ、８７ｂ、８７ｃのフォトダイオード８９ａ、８９ｂ、８９ｃで受光される。
【０１０１】
そして、制御装置３の検出部５０により、レーザーダイオード８８ａ、８８ｂ、８８ｃから発光されたレーザー光とフォトダイオード８９ａ、８９ｂ、８９ｃで受光されたレーザー光の光路時間の値から、基板８５および基板８６の傾きが検出される（ステップＳ１５）。そして、各センサ部８７ａ、８７ｂ、８７ｃで検出された光路時間が所定の値となるように、Ｘ−Ｙテーブル制御部５２によりＸ−Ｙテーブル機構１１の駆動モーター２０ａ、２０ｂがフィードバック制御される。そして、Ｘテーブル１１ａおよびＹテーブル１１ｂがＸ方向、Ｙ方向に移動され、ステージ部１５の保持部２９の傾きが変更されて固定される（ステップＳ１６、Ｓ１７）。
【０１０２】
したがって、第４実施形態によると、基板８５および基板８６に形成されたセンサ部８７ａ、８７ｂ、８７ｃから反射体９０ａ、９０ｂ、９０ｃにレーザー光を照射してその光路時間から基板８５および基板８６の相対的な傾きを検出するので、基板８５および基板８６自体の相対的な傾きを検出することができる。また、光学的な方式を利用したものであるので検出時間が早く、基板の材質に関わらず精度よく基板８５および基板８６を傾き調整することができる。
【０１０３】
なお、第２の対象物である基板８６を、回路の動作面を上方に向けたフェイスアップ状態で第１の対象物である基板８５にマウントする場合には、図１３に示すように、基板８６をフェイスアップ状態でヘッド部の保持部４４に保持して基板８５と基板８６の傾き調整を行うこととしてもよい。
【０１０４】
つまり、図１３に示すように、第２の対象物である基板８６には、第２検出部としての反射体９０ａ、９０ｂ、９０ｃが基板の上面に形成されている。また、反射体９０ａ、９０ｂ、９０ｃの下方の基板８６には、貫通孔９１ａ、９１ｂ、９１ｃが形成されている。なお、反射体９０ａ、９０ｂ、９０ｃは、センサ部８７ａ、８７ｂ、８７ｃの位置と対応するように正三角形の各頂点位置に形成され、センサ部８７ａと反射体９０ａ、センサ部８７ｂと反射体９０ｂ、センサ部８７ｃと反射体９０ｃがそれぞれ対となって検出手段が構成されている。
【０１０５】
そして、基板８５に形成された各センサ部８７ａ、８７ｂ、８７ｃのレーザーダイオード８８ａ、８８ｂ、８８ｃから貫通孔９１ａ、９１ｂ、９１ｃを通して基板８６の反射体９０ａ、９０ｂ、９０ｃに向かってレーザー光が照射され、各反射体９０ａ、９０ｂ、９０ｃで反射されたレーザー光が基板８５の各センサ部８７ａ、８７ｂ、８７ｃのフォトダイオード８９ａ、８９ｂ、８９ｃで受光される構成となっている。
【０１０６】
このような構成とすることにより、基板８６を、回路の動作面を上方に向けたフェイスアップ状態で第１の対象物である基板８５にマウントする場合であっても、基板８６をフェイスアップ状態に保持して精度よく基板８５と基板８６の傾き調整を行うことができる。
【０１０７】
また、上記した実施形態では基板８５にレーザーダイオード８８ａ、８８ｂ、８８ｃおよびフォトダイオード８９ａ、８９ｂ、８９ｃの両方を備えたセンサ部８７ａ、８７ｂ、８７ｃが形成され、基板８６に反射体９０ａ、９０ｂ、９０ｃが形成された構成であるが、レーザーダイオードおよびフォトダイオードを別々の基板に備えることとしてもよい。さらに、上記した実施形態では、基板８５および基板８６自体の相対的な傾きを光路時間［ｓｅｃ］から検出するものであるが、光量から検出する構成であってもよい。また、発光素子および受光素子は、レーザーダイオードやフォトダイオードに限らず、その他の発光素子や受光素子を使用してもよい。また、第１および第２の対象物は上記した基板に限らず、ウエハやチップなどその他のものであってもよい。
【０１０８】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について、図１４ないし図１７を参照して説明する。図１４ないし１６は本実施形態におけるデバイスが備える第１および第２の対象物の概略構成図であり、以下に、第４実施形態との相違点について説明する。
【０１０９】
本実施形態が第４実施形態と異なる点は、対象物である基板９５および基板９６の相対的な傾きが、赤外光（ＩＲ光）により検出される点である。したがって、ＩＲ光発生素子であるＩＲレーザーおよびＩＲ光受光素子である高感度のフォトダイオードＡＰＤがステージ部１５の保持部２９またはヘッド部３９の保持部４４に配設される点、および、基板９５および基板９６に形成された第１検出部および第２検出部の構成が、第４実施形態と異なる。
【０１１０】
図１４に示すように、本実施形態における第１の対象物である基板９５には、第１検出部としてのハーフミラー９７ａ、９７ｂ、９７ｃが正三角形の頂点位置に形成されている。なお、基板９５のハーフミラー９７ａ、９７ｂ、９７ｃの配置位置は、図９に示した基板５５の電極６７ａ、６７ｂ、６７ｃと同様であるため、基板９５の平面図は省略する。また、第２の対象物である基板９６には、第２検出部としてミラー９８ａ、９８ｂ、９８ｃがハーフミラー９７ａ、９７ｂ、９７ｃの位置と対応するように正三角形の各頂点位置に形成されている。そして、ハーフミラー９７ａとミラー９８ａ、ハーフミラー９７ｂとミラー９８ｂ、ハーフミラー９７ｃとミラー９８ｃがそれぞれ対となって検出手段が構成されている。
【０１１１】
また、ステージ部１５にはセンサ部１００ａ、１００ｂ、１００ｃが配設され、各センサ部１００ａ、１００ｂ、１００ｃは、ＩＲ光を発生するＩＲレーザー１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃと、ＩＲ光を検出することができる高感度のフォトダイオードであるＡＰＤ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃとを備えている。なお、図１４ないし図１７では、ステージ部１５およびヘッド部３９は図示を省略し、基板９５および基板９６とセンサ部１００の配置のみを示している。
【０１１２】
そして、第４実施形態と同様、ステージ部１５の保持部２９とヘッド部３９の保持部４４の傾き調整後（ステップＳ１０）、基板９５はヘッド部３９の保持部４４に保持され、基板９６はステージ部１５の保持部２９に保持される（ステップＳ１１）。さらに、ステップＳ１２〜ステップＳ１４の手順を経て基板９５が傾き調整位置に配置され、基板９５および基板９６が近接して対向配置される。
【０１１３】
そして、ステップＳ１５の基板傾き検出では、ステージ部１５に配設されたＩＲレーザー１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃからＩＲ光が照射され、各ハーフミラー９７ａ、９７ｂ、９７ｃでＩＲ光の一部が反射される。また、透過したＩＲ光は基板９６に形成された各ミラー９８ａ、９８ｂ、９８ｃで反射され、各ハーフミラー９７ａ、９７ｂ、９７ｃおよび各ミラー９８ａ、９８ｂ、９８ｃで反射されたＩＲ光が、センサ部１００ａ、１００ｂ、１００ｃのＡＰＤ１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃにより受光される。
【０１１４】
そして、制御装置３の検出部５０により、各ハーフミラー９７ａ、９７ｂ、９７ｃおよび各ミラー９８ａ、９８ｂ、９８ｃで反射されたＩＲ光の光路時間の値が検出され、基板９５および基板９６の傾きが検出される（ステップＳ１５）。さらに、各ハーフミラー９７ａ、９７ｂ、９７ｃおよび各ミラー９８ａ、９８ｂ、９８ｃで反射されたＩＲ光の光路時間が所定の値となるように、Ｘ−Ｙテーブル制御部５２によりＸ−Ｙテーブル機構１１の駆動モーター２０ａ、２０ｂがフィードバック制御される。そして、Ｘテーブル１１ａおよびＹテーブル１１ｂがＸ方向、Ｙ方向に移動され、ステージ部１５の保持部２９の傾きが変更されて固定される（ステップＳ１６、Ｓ１７）。
【０１１５】
したがって、第５実施形態によると、ステージ部１５に配設されたＩＲレーザー１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃからＩＲ光を照射して、基板９５および基板９６に形成されたハーフミラー９７ａ、９７ｂ、９７ｃおよびミラー９８ａ、９８ｂ、９８ｃで反射したＩＲ光をＡＰＤ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃで受光し、その光路時間の値から基板９５および基板９６の相対的な傾きを検出するので、基板９５および基板９６自体の相対的な傾きを検出することができる。
【０１１６】
なお、基板９６は、図１４に示したように動作面を下方に向けて基板９５に対向した状態でなくても、図１５に示すように、動作面を上方に向けたフェイスアップ状態でヘッド部３９の保持部４４に保持してもよい。基板９６を図１５のように保持しても、本実施形態に示す傾き調整方法はＩＲ光を利用したものであるので、ＩＲ光により基板９６を透過してミラー９８ａ、９８ｂ、９８ｃで反射したＩＲ光をＡＰＤ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃで受光して、基板９５および基板９６の相対的な傾きを検出することができる。
【０１１７】
また、図１６および図１７に示すように、センサ部１００ａ、１００ｂ、１００ｃはステージ部１５側でなくてもヘッド部３９側に備えることとしてもよい。図１６は、第１の対象物である基板９５が、動作面を下方に向けて第２の対象物である基板９６と対向するようにヘッド部３９の保持部４４に保持された構成である。また、図１７は、第１の対象物である基板９５が、動作面を上方に向けてフェイスアップ状態でヘッド部３９の保持部４４に保持された構成である。このように、ＩＲレーザー１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、ＡＰＤ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、ハーフミラー９７ａ、９７ｂ、９７ｃおよびミラー９８ａ、９８ｂ、９８ｃは、どのように配置してもよい。また、第１および第２の対象物は上記した基板に限らず、ウエハやチップなどその他のものであってもよい。
【０１１８】
また、基板９５や基板９６がガラス基板等の透明な材質からなる場合には、ＩＲ光に限らず可視光により基板９５および基板９６を透過して、基板９５および基板９６の相対的な傾きを検出してもよい。
【０１１９】
（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態について、図１８を参照して説明する。図１８は本実施形態におけるデバイスが備える第１および第２の対象物の概略構成図であり、以下に、第１実施形態との相違点について説明する。
【０１２０】
本実施形態が第１実施形態と異なる点は、対象物である基板１０５および基板１０６の相対的な傾きが、ミリ波により検出される点である。したがって、基板１０５および基板１０６に形成された第１検出部および第２検出部の構成と、図７に示した傾き調整手順のフローチャートのステップＳ１５での基板の傾きの検出方式が第１実施形態と異なる。以下に、詳細に説明する。
【０１２１】
図１８に示すように、本実施形態における第１の対象物である基板１０５には、第１検出部として、ＧａＡｓにより形成されたミリ波受信機１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃが正三角形の頂点位置に形成されている。また、第２の対象物である基板１０６には、第２検出部として、Ｎ型半導体からなり３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚのミリ波を発生するガンダイオード１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃがミリ波受信機１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃと対向するように正三角形の各頂点位置に形成されている。そして、ミリ波受信機１０７ａとガンダイオード１０８ａ、ミリ波受信機１０７ｂとガンダイオード１０８ｂ、ミリ波受信機１０７ｃとガンダイオード１０８ｃがそれぞれ対となって検出手段が構成されている。なお、基板１０６のガンダイオード１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃの配置位置は、図９に示した基板５５の電極６７ａ、６７ｂ、６７ｃと同様であるため、基板１０６の平面図は省略する。
【０１２２】
そして、第１実施形態と同様、ステージ部１５の保持部２９とヘッド部３９の保持部４４の傾き調整後（ステップＳ１０）、基板１０５はヘッド部３９の保持部４４に保持され、基板１０６はステージ部１５の保持部２９に保持される（ステップＳ１１）。さらに、ステップＳ１２〜ステップＳ１４の手順を経て基板１０５が傾き調整位置に配置され、基板１０５および基板１０６が近接して対向配置される。
【０１２３】
そして、ステップＳ１５の基板傾き検出では、基板１０５に形成された各ガンダイオード１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃから発射されたミリ波が基板１０５の各ミリ波受信機１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃで検出される。
【０１２４】
そして、制御装置３の検出部５０により、各ガンダイオード１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃから発射されたミリ波が各ミリ波受信機１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃに到達する時間から、基板１０５および基板１０６の傾きが検出される（ステップＳ１５）。そして、各ミリ波受信機１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃで検出されたミリ波の到達時間が所定の値となるように、Ｘ−Ｙテーブル制御部５２によりＸ−Ｙテーブル機構１１の駆動モーター２０ａ、２０ｂがフィードバック制御される。そして、Ｘテーブル１１ａおよびＹテーブル１１ｂがＸ方向、Ｙ方向に移動され、ステージ部１５の保持部２９の傾きが変更されて固定される（ステップＳ１６、Ｓ１７）。
【０１２５】
したがって、第６実施形態によると、基板１０６に形成されたガンダイオード１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃから基板１０５に形成されたミリ波受信機１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃにミリ波を発射してその到達時間から基板１０５および基板１０６の相対的な傾きを検出するので、基板１０５および基板１０６自体の相対的な傾きを検出することができる。
【０１２６】
なお、上記した実施形態では基板１０６にはミリ波を発生するガンダイオード１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃが形成された構成であるが、ミリ波に限らずその他の周波数の高周波を発生する高周波発生装置であってもよい。また、第１および第２の対象物は上記した基板に限らず、ウエハやチップなどその他のものであってもよい。
【０１２７】
（第７実施形態）
次に、本発明の第７実施形態について、図１９を参照して説明する。図１９は本実施形態におけるデバイスが備える第１および第２の対象物の概略構成図である。本発明にかかる傾き調整装置は、対象物同士が非接触である場合に限らず、対象物同士を接触して傾き調整する場合に使用してもよい。その例について、第１実施形態との相違点を示しながら以下に説明する。
【０１２８】
本実施形態が第１実施形態と異なる点は、対象物である基板１１０および基板１１１を接触して接触面の歪みを検出し、基板１１０および基板１１１の間に作用する荷重から基板１１０および基板１１１の相対的な傾きを検出する点である。したがって、基板１１０および基板１１１に形成された第１検出部および第２検出部の構成と、図７に示した傾き調整手順のフローチャートのステップＳ１４の傾き調整位置およびステップＳ１５での基板の傾きの検出方式が第１実施形態と異なる。
【０１２９】
図１９に示すように、本実施形態における第１の対象物である基板１１０には、第１検出部として基板１１０の表面より突出した形状のバンプ電極１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃが正三角形の各頂点位置に形成されている。また、第２の対象物である基板１１１には、第２検出部として圧電素子１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃがバンプ電極１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃと対向するように正三角形の各頂点位置に形成されている。そして、バンプ電極１１２ａと圧電素子１１３ａ、バンプ電極１１２ｂと圧電素子１１３ｂ、バンプ電極１１２ｃと圧電素子１１３ｃがそれぞれ対となり検出手段が構成されている。なお、基板１１１の圧電素子１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃの配置位置は、図９に示した基板５５の電極６７ａ、６７ｂ、６７ｃと同様であるため、基板１１１の平面図は省略する。また、バンプ電極１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃは突出した形状に限らず、圧電素子１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃとそれぞれ接触する構成であればどのような形状であってもよい。また、例えば先鋭な形状に形成されてもよい。
【０１３０】
そして、第１実施形態と同様、ステージ部１５の保持部２９とヘッド部３９の保持部４４の傾き調整後（ステップＳ１０）、基板１１０はヘッド部３９の保持部４４に保持され、基板１１１はステージ部１５の保持部２９に保持される（ステップＳ１１）。さらに、ステップＳ１２〜ステップＳ１３の手順により基板１１０および基板１１１のＸ方向、Ｙ方向、θ方向の位置が調整される。
【０１３１】
基板１１０および基板１１１の位置調整後、基板１１０が保持されたヘッド３９が上下駆動機構４０により再び下降されて傾き調整位置に配置され、基板１１０に形成された各バンプ電極１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃと基板１１１に形成された各圧電素子１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃがそれぞれ接触される（ステップＳ１４）。
【０１３２】
このとき、接触された各バンプ電極１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃと各圧電素子１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃの対の間に作用する荷重により、各圧電素子１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃには歪みが生じることとなる。そして、各圧電素子１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃの歪みにより発生する電圧が、制御装置３の検出部５０で検出される（ステップＳ１５）。なお、荷重の大きさは一例として一圧電素子当たり１〜１０Ｎ程度である。
【０１３３】
さらに、検出された各圧電素子１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃの歪みによる電圧が所定の値となるように、Ｘ−Ｙテーブル制御部５２によりＸ−Ｙテーブル機構１１の駆動モーター２０ａ、２０ｂがフィードバック制御される。そして、Ｘテーブル１１ａおよびＹテーブル１１ｂがＸ方向、Ｙ方向に移動され、ステージ部１５の保持部２９の傾きが変更されて固定される（ステップＳ１６、Ｓ１７）。
【０１３４】
したがって、第７実施形態によると、基板１１０および基板１１１に形成されたバンプ電極１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃおよび圧電素子１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃの間に作用する荷重から基板１１０および基板１１１の相対的な傾きを検出するので、基板１１０および基板１１１を接触した場合でも、基板１１０および基板１１１自体の相対的な傾きを精度よく傾き調整することができる。また、傾き調整後に基板１１０および基板１１１を接触して接合などの作業を行う場合は、基板１１０および基板１１１を予め接触した状態で精度よく傾き調整することができるため、傾き調整後の接合等の作業をより精度よく簡便に行うことが可能である。
【０１３５】
なお、上記した各圧電素子１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃの歪みは、電圧値［Ｖ］に限らず電流値［Ａ］に置換したものや歪み量［μｍ］、荷重［Ｎ］等を検出してもよい。また、基板１１０および基板１１１に形成された第１検出部および第２検出部は上記したバンプ電極と圧電素子に限らず、種々の歪みセンサ等であってもよい。
【０１３６】
（第８実施形態）
次に、本発明の第８実施形態について、図２０を参照して説明する。図２０は本実施形態におけるデバイスが備える第１および第２の対象物の概略構成図である。本発明にかかる傾き調整装置は、第７実施形態と同様、対象物同士を接触して接触面の歪みを検出し、両対象物の間に作用する荷重から両対象物の相対的な傾きを検出して傾き調整する構成であるが、ラマン分光法により接触面の歪みを検出する点が第７実施形態と異なる。以下に、第７実施形態との相違点を示しながら説明する。
【０１３７】
図２０に示すように、本実施形態における第１の対象物である基板１１５には、第１検出部としてシリコン素子１１７ａ、１１７ｂ、１１７ｃが正三角形の各頂点位置に形成されている。また、第２の対象物である基板１１６には、第２検出部として接触部１１８ａ、１１８ｂ、１１８ｃがシリコン素子１１７ａ、１１７ｂ、１１７ｃと対向するように正三角形の各頂点位置に形成されている。そして、シリコン素子１１７ａと接触部１１８ａ、シリコン素子１１７ｂと接触部１１８ｂ、シリコン素子１１７ｃと接触部１１８ｃがそれぞれ対となり検出手段が構成されている。なお、基板１１６の接触部１１８ａ、１１８ｂ、１１８ｃの配置位置は、図９に示した基板５５の電極６７ａ、６７ｂ、６７ｃと同様であるため、基板１１５の平面図は省略する。また、シリコン素子１１７ａ、１１７ｂ、１１７ｃは接触部１１８ａ、１１８ｂ、１１８ｃとそれぞれ接触する構成であればどのような形状であってもよい。
【０１３８】
また、ステージ部１５の保持部２９には、ＩＲレーザー１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃおよび受光部１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃが配設されている。受光部１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃは、対向配置されたシリコン素子１１７ａ、１１７ｂ、１１７ｃと接触部１１８ａ、１１８ｂ、１１８ｃとを接触してＩＲレーザー１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃを照射したときに、ＩＲ光がシリコン素子１１７ａ、１１７ｂ、１１７ｃの歪みによりラマン散乱したときのラマン散乱光を受光する。そして、受光したラマン散乱光の波長スペクトルを制御装置３の検出部５０で検出し、接触された各シリコン素子１１７ａ、１１７ｂ、１１７ｃと各接触部１１８ａ、１１８ｂ、１１８ｃの対の間に作用する荷重による各シリコン素子１１７ａ、１１７ｂ、１１７ｃの歪みが検出される構成となっている。
【０１３９】
そして、上記した構成により各シリコン素子１１７ａ、１１７ｂ、１１７ｃの歪みから、基板１１５および基板１１６の相対的な傾きが制御装置３の検出部５０で検出される（ステップ１５）。
【０１４０】
さらに、検出部５０で検出された各シリコン素子１１７ａ、１１７ｂ、１１７ｃの歪みが所定の値となるように、Ｘ−Ｙテーブル制御部５２によりＸ−Ｙテーブル機構１１の駆動モーター２０ａ、２０ｂがフィードバック制御される。そして、Ｘテーブル１１ａおよびＹテーブル１１ｂがＸ方向、Ｙ方向に移動され、ステージ部１５の保持部２９の傾きが変更されて固定される（ステップＳ１６、Ｓ１７）。
【０１４１】
したがって、第８実施形態によると、基板１１５に形成されたシリコン素子１１７ａ、１１７ｂ、１１７ｃと基板１１６に形成された接触部１１８ａ、１１８ｂ、１１８ｃとを接触したときの各シリコン素子１１７ａ、１１７ｂ、１１７ｃの歪みから基板１１５および基板１１６の相対的な傾きを検出するので、基板１１５および基板１１６を接触した場合でも基板１１５および基板１１６自体の相対的な傾きを精度よく調整することができる。また、傾き調整後に基板１１５および基板１１６を接触して接合などの作業を行う場合は、基板１１５および基板１１６を予め接触した状態で精度よく傾き調整することができるため、傾き調整後の接合等の作業をより精度よく簡便に行うことが可能である。
【０１４２】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。
【０１４３】
一例として、上記した実施形態では、本発明にかかる傾き調整装置を超音波振動接合装置に搭載した例について記載しているが、上記した超音波振動接合装置に限らずその他の装置に本発明にかかる傾き調整装置を搭載してもよい。
【０１４４】
また、第１検出部および第２検出部は、上記した静電容量式、渦電流式、光学センサ式、歪みセンサ式に限らず、その他の方式や複数の方式を組み合わせたものであってもよい。また、第１検出部および第２検出部として形成される素子の種類、個数、配置、形成方法等はどのように変更してもよい。さらに、対象物は基板同士に限らず、例えばチップと基板等どのような組み合わせであってもよい。また、対象物の材質や大きさ、形状等も上記した実施形態に限られず、適宜変更してもよい。
【０１４５】
また、ステージ部１５およびヘッド部３９に保持される第１および第２の対象物は、各対象物の動作面を対向した状態でなくても、例えばヘッド部３９に保持する第２の対象物の動作面を上方に向けてフェイスアップの状態にして保持することとしてもよい。
【０１４６】
また、上記した各実施形態において、傾き調整手段は、Ｘ−Ｙテーブル機構１１上に受部３２が配設され、球面状基部２５に円筒部３１が配設されているが、これらの配置は逆であってもよく、その他の連結機構であってもよい。また、搭載手段は上記した各実施形態のような連結機構やローラを備える構成でなくても、搭載手段の上面の傾きを変えることができるものであれば、どのような構成であってもよい。また、ヘッド部３９に倣い機構を備える構成であってもよい。
【０１４７】
また、上記した各実施形態において、搭載手段がステージ部１５にかかる荷重を検出するための歪みセンサを備え、ステージ部１５にかかる荷重を検出して荷重が所定の値となるようにフィードバック制御してステージ部１５の傾きを変更するものであってもよい。この場合、対象物である基板５５および基板５６を保持する前に、ステージ部１５およびヘッド部３９の傾きをより精度よく調整することができる。
【０１４８】
また、上記した各実施形態では、Ｘ−Ｙテーブル機構１１の駆動モーター２０ａ、２０ｂの励磁によりＸ−Ｙテーブル機構１１の位置固定が行われているが、ブレーキ板などの固定機構を備えることにより、Ｘ−Ｙテーブル機構１１を所定の倣い位置に固定するようにしてもよい。また、Ｘ−Ｙテーブル機構１１は、シャフトモーターやその他の駆動機構を利用したものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１４９】
【図１】本発明の第１実施形態における超音波振動接合装置の概略構成図である。
【図２】図１における超音波振動接合装置の搭載手段の動作を示す概略構成図である。
【図３】図１における搭載手段の斜視図である。
【図４】第１実施形態における対象物である基板を示し、（ａ）は第１の対象物の平面図、（ｂ）は第２の対象物の平面図である。
【図５】第１実施形態における対象物である基板の概略構成図である。
【図６】基板を搭載したステージ部およびヘッド部の部分概略構成図である。
【図７】第１実施形態における傾き調整の動作手順を示すフローチャートである。
【図８】基準体を搭載したステージ部およびヘッド部の部分概略構成図である。
【図９】基板を搭載したステージ部および基板の平面図である。
【図１０】本発明の第２実施形態における基板を示し、（ａ）は第１の対象物の平面図、（ｂ）は第２の対象物の平面図である。
【図１１】本発明の第３実施形態における基板の概略構成図である。
【図１２】本発明の第４実施形態における基板の概略構成図である。
【図１３】本発明の第４実施形態における基板の概略構成図である。
【図１４】本発明の第５実施形態における基板の概略構成図である。
【図１５】本発明の第５実施形態における基板の概略構成図である。
【図１６】本発明の第５実施形態における基板の概略構成図である。
【図１７】本発明の第５実施形態における基板の概略構成図である。
【図１８】本発明の第６実施形態における基板の概略構成図である。
【図１９】本発明の第７実施形態における基板の概略構成図である。
【図２０】本発明の第８実施形態における基板の概略構成図である。
【符号の説明】
【０１５０】
１ 搭載手段（傾き調整手段、第１保持手段、第２保持手段）
２ 加圧手段（第１保持手段、第２保持手段）
３ 制御装置（制御手段）
５５、７０、８０、８５、９５、１０５、１１０、１１５ 基板（第１の対象物）
５６、７１、８１、８６、９６、１０６、１１１、１１６ 基板（第２の対象物）
５７ａ、５７ｂ、５７ｃ、５７ｄ、７２ａ、７２ｂ 電極（第１検出部）
６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ、７６ａ、７６ｂ 電極（第２検出部）
６７ａ、６７ｂ、６７ｃ 電極（第１検出部）
８２ａ、８２ｂ、８２ｃ 電極（第１検出部）
８３ａ、８３ｂ、８３ｃ コイル（第２検出部）
８７ａ、８７ｂ、８７ｃ センサ部（第１検出部）
９０ａ、９０ｂ、９０ｃ 反射体（第２検出部）
９７ａ、９７ｂ、９７ｃ、１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ ハーフミラー（第１検出部）
９８ａ、９８ｂ、９８ｃ、１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ ミラー（第２検出部）
１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃ ミリ波受信機（第１検出部）
１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃ ガンダイオード（第２検出部）
１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ バンプ電極（第１検出部）
１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ 圧電素子（第２検出部）
１１７ａ、１１７ｂ、１１７ｃ シリコン素子（第１検出部）
１１８ａ、１１８ｂ、１１８ｃ 接触部（第２検出部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向配置されたほぼ板状の第１および第２の対象物同士の相対的な傾きを、前記第１の対象物に複数形成された第１検出部それぞれと前記第２の対象物に複数形成された第２検出部それぞれとの対により構成された複数の検出手段により検出する検出工程と、
前記第１および第２の対象物の一方を基準としたときの他方の傾きを傾き調整手段によって変更して、前記検出工程で検出した前記第１および第２の対象物同士の相対的な傾きを所定の傾きに調整する傾き調整工程とを含むことを特徴とする傾き調整方法。
【請求項２】
前記第１および第２の対象物は、互いに接合される接合物であることを特徴とする請求項１に記載の傾き調整方法。
【請求項３】
前記検出工程において、前記検出手段は、前記第１および第２の対象物を近接して対向配置した状態で、前記第１検出部と前記第２検出部の対の間の静電容量をそれぞれ検出する静電容量式であって、前記各検出手段による前記静電容量の値から非接触で前記第１および第２の対象物同士の相対的な傾きを検出することを特徴とする請求項１または２に記載の傾き調整方法。
【請求項４】
前記検出工程において、前記検出手段は、前記第１および第２の対象物を近接して対向配置した状態で、前記第１検出部および前記第２検出部のいずれか一方から他方に磁界を印加したときの前記第１検出部と前記第２検出部の対の間の磁界の変化による渦電流をそれぞれ検出する渦電流式であって、前記各検出手段による前記渦電流の値から非接触で前記第１および第２の対象物同士の相対的な傾きを検出することを特徴とする請求項１または２に記載の傾き調整方法。
【請求項５】
前記検出工程において、前記検出手段は、前記第１および第２の対象物を近接して対向配置した状態で、前記第１検出部および前記第２検出部のいずれか一方から他方に照射した光の前記第１検出部と前記第２検出部の対の間の光路時間をそれぞれ検出する光学センサ式であって、前記各検出手段による前記光路時間の値から非接触で前記第１および第２の対象物同士の相対的な傾きを検出することを特徴とする請求項１または２に記載の傾き調整方法。
【請求項６】
前記検出工程において、前記検出手段は、前記第１および第２の対象物を接触した状態で、前記第１検出部および前記第２検出部に作用する荷重をそれぞれ検出する歪みセンサ式であって、前記各検出手段による前記荷重の値から前記第１および第２の対象物同士の相対的な傾きを検出することを特徴とする請求項１または２に記載の傾き調整方法。
【請求項７】
対向配置されたほぼ板状の第１および第２の対象物の傾きを調整する傾き調整装置において、
前記第１の対象物に複数形成された第１検出部と、
前記第２の対象物に複数形成された第２検出部と、
前記各第１検出部それぞれと前記各第２検出部それぞれとの対により構成され、前記第１および第２の対象物同士の相対的な傾きを検出する複数の検出手段と、
前記第１の対象物を保持する第１保持手段と、
前記第２の対象物を保持する第２保持手段と、
前記第１保持手段および前記第２保持手段の少なくともいずれかに配設され、前記第１および第２の対象物の一方を基準としたときの他方の傾きを調整する傾き調整手段と、
前記傾き調整手段を制御して、前記各検出手段により検出した前記第１および第２の対象物同士の相対的な傾きを所定の傾きに調整する制御手段とを備えることを特徴とする傾き調整装置。
【請求項８】
前記第１および第２の対象物は、互いに接合される接合物であることを特徴とする請求項７に記載の傾き調整装置。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかに記載の傾き調整方法において調整されるデバイスであって、前記第１の対象物および前記第２の対象物を備えることを特徴とするデバイス。
【請求項１】
対向配置されたほぼ板状の第１および第２の対象物同士の相対的な傾きを、前記第１の対象物に複数形成された第１検出部それぞれと前記第２の対象物に複数形成された第２検出部それぞれとの対により構成された複数の検出手段により検出する検出工程と、
前記第１および第２の対象物の一方を基準としたときの他方の傾きを傾き調整手段によって変更して、前記検出工程で検出した前記第１および第２の対象物同士の相対的な傾きを所定の傾きに調整する傾き調整工程とを含むことを特徴とする傾き調整方法。
【請求項２】
前記第１および第２の対象物は、互いに接合される接合物であることを特徴とする請求項１に記載の傾き調整方法。
【請求項３】
前記検出工程において、前記検出手段は、前記第１および第２の対象物を近接して対向配置した状態で、前記第１検出部と前記第２検出部の対の間の静電容量をそれぞれ検出する静電容量式であって、前記各検出手段による前記静電容量の値から非接触で前記第１および第２の対象物同士の相対的な傾きを検出することを特徴とする請求項１または２に記載の傾き調整方法。
【請求項４】
前記検出工程において、前記検出手段は、前記第１および第２の対象物を近接して対向配置した状態で、前記第１検出部および前記第２検出部のいずれか一方から他方に磁界を印加したときの前記第１検出部と前記第２検出部の対の間の磁界の変化による渦電流をそれぞれ検出する渦電流式であって、前記各検出手段による前記渦電流の値から非接触で前記第１および第２の対象物同士の相対的な傾きを検出することを特徴とする請求項１または２に記載の傾き調整方法。
【請求項５】
前記検出工程において、前記検出手段は、前記第１および第２の対象物を近接して対向配置した状態で、前記第１検出部および前記第２検出部のいずれか一方から他方に照射した光の前記第１検出部と前記第２検出部の対の間の光路時間をそれぞれ検出する光学センサ式であって、前記各検出手段による前記光路時間の値から非接触で前記第１および第２の対象物同士の相対的な傾きを検出することを特徴とする請求項１または２に記載の傾き調整方法。
【請求項６】
前記検出工程において、前記検出手段は、前記第１および第２の対象物を接触した状態で、前記第１検出部および前記第２検出部に作用する荷重をそれぞれ検出する歪みセンサ式であって、前記各検出手段による前記荷重の値から前記第１および第２の対象物同士の相対的な傾きを検出することを特徴とする請求項１または２に記載の傾き調整方法。
【請求項７】
対向配置されたほぼ板状の第１および第２の対象物の傾きを調整する傾き調整装置において、
前記第１の対象物に複数形成された第１検出部と、
前記第２の対象物に複数形成された第２検出部と、
前記各第１検出部それぞれと前記各第２検出部それぞれとの対により構成され、前記第１および第２の対象物同士の相対的な傾きを検出する複数の検出手段と、
前記第１の対象物を保持する第１保持手段と、
前記第２の対象物を保持する第２保持手段と、
前記第１保持手段および前記第２保持手段の少なくともいずれかに配設され、前記第１および第２の対象物の一方を基準としたときの他方の傾きを調整する傾き調整手段と、
前記傾き調整手段を制御して、前記各検出手段により検出した前記第１および第２の対象物同士の相対的な傾きを所定の傾きに調整する制御手段とを備えることを特徴とする傾き調整装置。
【請求項８】
前記第１および第２の対象物は、互いに接合される接合物であることを特徴とする請求項７に記載の傾き調整装置。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかに記載の傾き調整方法において調整されるデバイスであって、前記第１の対象物および前記第２の対象物を備えることを特徴とするデバイス。
【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】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【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】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１０−１４７０４８（Ｐ２０１０−１４７０４８Ａ）
【公開日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３１９３４０（Ｐ２００８−３１９３４０）
【出願日】平成２０年１２月１６日（２００８．１２．１６）
【出願人】（３０７０４４４９３）株式会社アドウェルズ (24)
【出願人】（５９８０１５０８４）学校法人福岡大学 (114)
【出願人】（３９１０４３３３２）財団法人福岡県産業・科学技術振興財団 (53)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月１６日（２００８．１２．１６）
【出願人】（３０７０４４４９３）株式会社アドウェルズ (24)
【出願人】（５９８０１５０８４）学校法人福岡大学 (114)
【出願人】（３９１０４３３３２）財団法人福岡県産業・科学技術振興財団 (53)
【Ｆターム（参考）】
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