JP4531862B2 - 部材のマウント方法 - Google Patents

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Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、部材のマウント方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アクティブ型液晶表示素子や有機エレクトロルミネッセンス表示素子は、ガラス基板上に形成されている。基板上にマトリックス状に配置された画素は、当該画素の近傍に配置されたトランジスタによって制御される。現在の技術では、結晶半導体のトランジスタをガラス基板上に形成することができない。そのため、アモルファスシリコンやポリシリコン薄膜からなる薄膜トランジスタが、画素の制御に用いられている。薄膜トランジスタには、大面積の基板上に安価に作製できるという長所がある。しかし、結晶シリコンに比べて移動度が小さく、高速動作ができないという課題がある。この課題を解決するために、あらかじめシリコンウェハ上に多数のトランジスタを作製した後、これをウェハから切り出して基板上に配置する方法が、従来から提案されていた。
【０００３】
特許文献１では、まず、図９Ａに示すように、複数の親水性領域１０１と、これらの複数の親水性領域１０１を囲むように形成された撥水性領域１０２とを具備した基板１００を準備する。次に、図９Ｂに示すような、容器１０７に入れられた部材含有液１０６を準備する。具体的には、基板１００に配置する部材１０４を、水に実質的に溶解しない溶媒１０３に分散させることによって、部材含有液１０６を準備する。部材１０４の一つの面は親水性であって、基板１００と接合し、この接合面以外の部材１０４の面は撥水性である。
【０００４】
次に、図９Ｃに示すように、第１のスキージ１１１を用いて、複数の親水性領域１０１に水１０８を配置する。図中、１２１は、親水性領域１０１に配置された水を示している。その後、図９Ｄに示すように、第２のスキージ１１２を用いて、部材１０４を分散させた部材含有液１０６を塗布し、部材含有液１０６を親水性領域１０１に配置された水１２１と接触させる。図中、１２２は、親水性領域１０１に配置された部材含有液を示している。この過程で、部材１０４は親水性領域１０１に配置された水１２１の中に移行し、その後、水１２１と部材含有液１０６に含まれる溶媒１０３とを除去することにより、基板１００上の親水性領域１０１に部材１０４を固定する。
【先行技術文献】
【０００５】
【特許文献】
【特許文献１】
特許第４１４９５０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の方法は、部材を基板に配置する優れた方法である。しかし、この方法では、図９Ｂに示すように、部材含有液１０６を作製する過程で、マウントされる部材１０４の体積よりも微小な異物１０５（以下、単に「微小な異物」という場合がある）が部材含有液１０６に混入している場合がある。この場合、微小な異物１０５に働く界面張力の効果は、部材１０４に働く界面張力の効果よりも大きいため、部材１０４が配置される親水性領域１０１に、微小な異物１０５までもが配置されてしまう。部材１０４を配置する親水性領域１０１に配置された微小な異物１０５が障害となって、作製するデバイス特性に悪影響（電気接続不良等）を及ぼすという課題があった。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するものであって、部材を基板上にマウントする際に、前記部材を含む部材含有液に微小な異物が混入した場合でも、前記部材を正確に再現性高く所定の位置にマウントする方法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】
【０００８】
前記従来技術の課題を解決するために、本発明の部材のマウント方法は、複数個の部材を基板上にマウントする方法であって、ここで、前記基板は、複数の第１の領域、第２の領域、およびラインを具備しており、前記第２の領域は、前記複数の第１の領域および前記ラインを囲んでおり、前記ラインは、前記基板の一端側に、当該一端に沿って設けられており、かつ前記各部材の最小長よりも短い幅を有しており、前記各第１の領域は、前記部材の前記基板上にマウントされる面と同一の形状および大きさを有しており、
前記方法は、
（１ａ）第１の液体を準備する工程、
（１ｂ）前記部材および第２の液体を含有する部材含有液を準備する工程、
ここで、前記第１の液体は、前記第２の液体に溶解せず、かつ前記部材の表面、前記第１の領域、および前記ラインに対して前記第２の液体が有するぬれ性よりも高いぬれ性を有し、
（２）前記第１の領域および前記ラインに前記第１の液体を配置する工程、
（３）前記部材含有液を前記基板に対して供給するスキージを、前記ラインをまたぐように前記基板の前記一端側から他端側に向けて、前記基板に対して相対的に移動させることにより、前記第１の領域に配置された前記第１の液体に前記部材含有液を接触させる工程、
（４）前記基板上から、前記第１の液体および前記第２の液体を除去することによって、前記各部材を前記各第１の領域に配置する工程、
を包含する。
【０００９】
本明細書における用語「マウント」とは「実装」を含む用語である。本明細書における「部材」としては、例えば、電子部品を挙げることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の方法によれば、部材が分散した部材含有液に微小な異物が混入しても、微小な異物がラインにおいて除去されるため、部材がマウントされる領域である第１の領域上の微小な異物が減少する。そのため、作製するデバイス特性に悪影響（電気接続不良等）を及ぼすことがない。さらには、微小な異物を除去するための装置や操作を簡略化または省略でき、微小な異物を除去する工程も削減できるため、製造コストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１Ａおよび図１Ｂは、本発明のマウント方法における第１の領域と第２の領域とラインの例を示す斜視図である。
【図２】図２は、本発明のマウント方法における第１の領域と第２の領域とラインの例を示す断面図である。
【図３】図３は、本発明のマウント方法における部材含有液を模式的に示す断面図である。
【図４】図４Ａ、図４Ｂおよび図４Ｄは、本発明のマウント方法における第１の液体を配置する工程を模式的に示す斜視図であり、図４Ｃは、本発明のマウント方法における第１の液体を配置する工程を模式的に示す断面図である。
【図５】図５Ａおよび図５Ｄは、本発明のマウント方法における部材を配置する工程を模式的に示す斜視図であり、図５Ｂおよび図５Ｃは、本発明のマウント方法における部材を配置する工程を模式的に示す断面図である。
【図６】図６Ａ〜図６Ｄは、本発明のマウント方法における部材の最小長を説明する斜視図である。
【図７】図７は、実施例の方法で基板上に配置された酸化シリコンの顕微鏡写真である。
【図８】図８は、比較例の方法で基板上に配置された酸化シリコンの顕微鏡写真である。
【図９】図９Ａ、図９Ｃおよび図９Ｄは、特許文献１に記載されたマウント方法における各工程を模式的に示す斜視図であり、図９Ｂは、このマウント方法で用いられる部材含有液を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明のマウント方法の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。以下の説明で用いる図では、見やすいようにハッチングを省略する場合がある。また、以下の説明では、同様の部分に同一の符号を付して重複する説明を省略する場合がある。
【００１３】
図１Ａと図１Ｂは、本発明のマウント方法における第１の領域１１と第２の領域１２とライン１３の例を示す斜視図である。図２は、本発明のマウント方法における第１の領域１１と第２の領域１２とライン１３の例を示す断面図である。以下の説明では、第１の液体の具体例として、水を用いて説明する。
【００１４】
本実施の形態では、まず、図１Ａ、図１Ｂ、および図２に示すような基板１を用意する。この基板１には、第１の領域１１、第２の領域１２、およびライン１３が設けられている。第２の領域１２は、第１の領域１１とライン１３を囲んでいる。第１の領域１１およびライン１３における水に対するぬれ性は、第２の領域１２におけるそれよりも高くなるように、第１の領域１１、第２の領域１２、およびライン１３が形成されている。具体的にいえば、第１の領域１１およびライン１３は親水性であり、第２の領域１２は撥水性である。ライン１３は、基板１の一端側に、当該一端に沿って設けられている。第１の領域１１は、ライン１３に対して、基板１の他端（前記一端に対向する端）側に配置されている。
【００１５】
本実施の形態のマウント方法では、第１の液体として水を準備し（工程１ａ）、さらに部材含有液を準備する（工程１ｂ）。図３は、本実施の形態のマウント方法で用いられる部材含有液を模式的に示す断面図である。図３には、容器７に入れられた部材含有液６が示されている。部材含有液６は、第２の液体３と、第２の液体３中に分散させた部材４と、微小な異物５とを含む。第２の液体３は、水が実質的に溶解しない液体である。具体的にはヘキサンなどを挙げることができる。第２の液体３の具体例については後述する。本明細書における用語「分散」とは、部材４が第２の液体３中で凝集していない状態をいう。部材４を分散させるために部材含有液６を攪拌してもよい。
【００１６】
次に、図４Ａ〜図４Ｄを参照しながら、基板１上に水を配置する工程（工程（２））について説明する。
【００１７】
図４Ａは、一主面上に、第１の領域１１と、ライン１３と、第１の領域１１およびライン１３を囲む第２の領域１２とが設けられている、基板１の斜視図である。ライン１３は、基板１の一端（端１ａ）側に、端１ａに沿って設けられている。
【００１８】
図４Ｂは、本発明のマウント方法を実施するためのマウント装置の構成および動作の例を模式的に示した斜視図である。図４Ｂに示すように、本実施の形態で用いられるマウント装置は、水（第１の液体）２を基板１に曝すための第１のスキージ４１と、部材含有液６を基板１に曝すための第２のスキージ４２とが、所定の間隔を保った状態で配置されており、その間隔を保ったまま二つのスキージを移動させる構造になっている。スキージ４１，４２の固定手段と移動手段は図示していない。
【００１９】
本実施の形態のマウント方法では、まず、第１のスキージ４１を基板１に対して相対的に移動させることによって基板１が水２に接触し、第１の領域１１とライン１３とにのみ水が配置される。図中、２１は第１の領域１１に配置された水を示しており、２３はライン１３に配置された水を示している。なお、図中の矢印は、スキージ４１の基板１に対する相対的な移動方向を示している。本実施の形態では、図４Ｂに示すように、第１のスキージ４１により第１の領域１１とライン１３の上に水を配置させているが、水を内部に保持する容器に基板１を浸漬して引き上げることにより、第１の領域１１とライン１３の上に水を配置させてもよい。
【００２０】
図４Ｃは、第１の領域１１に配置された水２１と、ライン１３に配置された水２３を模式的に示した断面図であり、図４Ｄは、第１の領域１１に配置された水２１と、ライン１３に配置された水２３を模式的に示した斜視図である。第１の領域１１とライン１３は、水に対してぬれ性の低い第２の領域１２で囲まれているので（図４Ａ参照）、第１の領域１１に配置された水２１と、ライン１３に配置された水２３とは、第１の領域１１とライン１３からはみ出しにくい。従って、水と基板１との接触面の形状は、第１の領域１１とライン１３の形状とほぼ同じになる。
【００２１】
次に、図５Ａ〜図５Ｄを参照しながら、基板上に部材を配置する工程（工程（３）および工程（４））について説明する。
【００２２】
図５Ａに示すように、第２のスキージ４２が、基板１の一端側（図５Ａの奥側、端１ａ側）から他端側（図５Ａの手前側、端１ｂ側）に移動することによって、基板１が部材含有液６に曝される。部材含有液６は、まず先にライン１３上を通過し、その後、第１の領域１１上を通過する。水２は、部材含有液６を構成している第２の液体３に実質的に溶解しないので、第１の領域１１に配置された水２１と、ライン１３に配置された水２３とは、それぞれ、第１の領域１１とライン１３とに安定にとどまる（図４Ｃおよび図４Ｄ参照）。この過程で、図５Ｂに示すように、部材４は、部材４に働く界面張力により、第１の領域１１に配置された水２１の内部に移動する。微小な異物５は、微小な異物５に働く界面張力により、ライン１３に配置された水２３の内部に移動する。
【００２３】
次に、基板１の一主面上から、水２１，２３と部材含有液６（部材４が分散した第２の液体３）を除去する。図５Ｃと図５Ｄに示すように、部材４は第１の領域１１に配置され、微少な異物５はライン１３に配置される。
【００２４】
以上のように、第２の領域１２に囲まれた第１の領域１１とライン１３とを形成することによって、水を第１の領域１１とライン１３とに正確に配置することができる。その結果、微小な異物５をライン１３に配置することができ、部材含有液６中から微小な異物５を除去することが可能となる。すなわち、部材含有液６は、まずライン１３上の水２３に接触し、微小な異物５の多くがライン１３上の水２３に移動する。従って、微小な異物５の多くが除去された部材含有液６を、第１の領域１１上の水２１に接触させることになるので、部材４を第１の領域１１に正確に配置することができる。
【００２５】
以下、微小な異物５の除去について、図４Ａ〜図４Ｄおよび図５Ａ〜図５Ｄも参照しながら、さらに詳細に説明する。
【００２６】
本発明のマウント方法では、微小な異物５を除去することを目的として、第２の領域１２に囲まれたライン１３を基板１の一端側に設けることを特徴とする。図１Ａと図１Ｂに示すように、ライン１３の形状は、直線状でもよいし、曲線状であってもよい。ライン１３の数は、１本でもよいし、２本以上であってもよい。より効果的に微小な異物５を除去するために、ライン１３の数は１００〜１０００本が好ましい。２本以上のライン１３を設ける場合、それぞれのラインの形状は異なっていてもよい。
【００２７】
本発明のマウント方法では、ライン１３の幅を、マウントされる部材４の最小長よりも短くしておく。本発明のマウント方法では、ライン１３の幅を調整することで、ライン１３に配置される水２３の体積を調整することができる。ライン１３の幅を長くすれば、ライン１３に配置される水２３の体積は増大する。逆に、ライン１３の幅を短くすれば、ライン１３に配置される水２３の体積は減少する。ライン１３に配置される水２３の体積を調整することで、ライン１３に配置される物体の大きさを制限することができ、部材４がライン１３に配置されないようにすることが可能である。
【００２８】
ライン１３の幅をマウントする部材４の最小長よりも短くすることにより、ライン１３に配置される水２３の体積を調整する。この結果、部材含有液６に含まれている微小な異物５のみを、部材含有液６からライン１３に配置された水２３に移動させて、ライン１３に配置することができる。すなわち、ライン１３により、部材含有液６に含まれる微小な異物５を除去することが可能である。従って、本発明のマウント方法では、第１の領域１１に配置されてしまう微小な異物５の数を、ライン１３を設けていない場合と比較して、大幅に低減することができる。
【００２９】
本発明者らが実験した結果、ライン１３の幅が、マウントする部材４の最小長（部材４において、基板１上にマウントされる面を構成する辺のうち最も短い辺の長さ）よりも長いと、ライン１３に配置される水２３の体積が増大しすぎてしまい、ライン１３には、微小な異物５だけでなく、部材４までもが配置されてしまうことが見出された。
【００３０】
したがって、ライン１３の幅は、部材４の最小長よりも短いことが必要であり、部材４の最小長の２分の１の長さよりも短いことがより好ましい。
【００３１】
ここで、「マウントする部材の最小長」について、図６Ａ〜図６Ｄを用いて詳細に説明する。
【００３２】
図６Ａに示すように、部材４が、２つの面（Ｐ１）と、面積が面（Ｐ１）以上である２
つの面（Ｐ２）と、面積が面（Ｐ２）よりも大きい２つの面（Ｐ３）とを備える直方体である場合において、各辺の長さを（Ｌ１）、（Ｌ２）、および（Ｌ３）とする。第１の領域１１の形状および大きさが面（Ｐ３）の形状および大きさと同一である場合、部材４の１つの面（Ｐ３）が、基板１の第１の領域１１が設けられている面に対向するように配置される。この場合、「マウントする部材の最小長」とは、マウントされる面である面（Ｐ３）を構成する辺の長さ（Ｌ１）と辺の長さ（Ｌ２）のうち、短い辺の長さ（Ｌ１）のことをいう。なお、本明細書における「形状および大きさが同一」の意味については、後述する。
【００３３】
図６Ｂに示すように、部材４を構成する面のうち、基板１の第１の領域１１に対向して配置する面（Ｐ３）の形状が三角形の場合、「マウントする部材の最小長」とは、三角形を構成する辺（Ｌ１）、辺（Ｌ２）、辺（Ｌ３）のうち、その長さが最も短い辺の長さ（Ｌ１）のことをいう。
【００３４】
図６Ｃに示すように、部材４を構成する面のうち、基板１の第１の領域１１に対向して配置する面（Ｐ３）の形状が六角形の場合、「マウントする部材の最小長」とは、六角形を構成する辺（Ｌ１）〜辺（Ｌ６）のうち、その長さが最も短い辺の長さ（Ｌ１）のことをいう。
【００３５】
図６Ｄに示すように、部材４を構成する面のうち、基板１の第１の領域１１に対向して配置する面（Ｐ３）の形状が円形の場合、「マウントする部材の最小長」とは、面（Ｐ３）の直径の長さ（Ｌ１）のことをいう。楕円の場合には短径をいう。
【００３６】
マウントされる部材４の最小長は、１０μｍ以上であることが好ましい。また、部材４が、前記面（Ｐ１）、前記面（Ｐ２）および前記面（Ｐ３）を備えた直方体である場合、マウントされる面である面（Ｐ３）の長辺（図６Ａでは長さ（Ｌ２）の辺）は、１０００μｍ以下であることが好ましい。
【００３７】
次に、本発明のマウント方法におけるスキージの動きについて、詳細に説明する。
【００３８】
本実施の形態のマウント方法では、まず、図４Ｂに示すように、基板１に水を供給する第１のスキージ４１を、基板１上で、基板１に対して相対的に移動させ、第１の領域１１とライン１３とに水を配置する。その後、図５Ａに示すように、基板１に部材含有液６を供給する第２のスキージ４２を、基板１上の、ライン１３が形成された一端側を起点として、当該ラインをまたぐように（ラインを横切るように）、基板１の一端側（図５Ａの奥側、端１ａ側）から他端側（図５Ａの手前側、端１ｂ側）に向けて、基板１に対して相対的に移動させる。第２のスキージ４２をこのように動作させることにより、部材含有液６は、まず、ライン１３上に配置された水２３（図４Ｂ参照）に接触する。
【００３９】
この時、部材含有液６中の部材４と、部材含有液６に混入している微小な異物５とには、各々に水２３中に引き込む方向に界面張力が働く。ここで、微小な異物５は、部材４よりも体積が小さいため、微小な異物５に働く界面張力の効果は、部材４に働く界面張力の効果よりも大きい。詳しく説明すると、微小な異物５および部材４にはそれぞれ界面張力以外の他の力も作用しているが、微小な異物５は、その大きさが部材４と比較して非常に小さいため、界面張力以外の力の影響が部材４よりも小さく、結果的に界面張力の影響を大きく受ける。このため、微小な異物５のほうが、部材４よりも水２３中に移動しやすい。したがって、微小な異物５が水２３中に移動し（図５Ｂ参照）、微小な異物５は基板１上のライン１３に配置される（図５Ｃ参照）。この結果、ライン１３を通過した後の部材含有液６中に存在する微小な異物５は、ライン１３を通過する前よりも減少している。
【００４０】
さらに第２のスキージ４２を基板１の他端側へ相対的に移動させる。そして、部材含有液６は、第１の領域上に配置された水２１に接触する。部材含有液６中の部材４には、水２１中に部材４を引き込む方向に界面張力が働く。これにより、部材４は水２１中に移動する（図５Ｂ参照）。そして、部材４は、基板１上の第１の領域１１に配置される（図５Ｃ参照）。
【００４１】
本発明のマウント方法では、第２のスキージ４２を、ラインをまたぐように基板１の一端側から他端側に向けて、基板１に対して相対的に移動させる。ここで、「ラインをまたぐように基板１の一端側から他端側に向けて、基板１に対して相対的に移動させる」とは、次のようなことをいう。図４Ａと図４Ｂに示すように、基板１上の、ライン１３が形成された一端側（図４Ａの奥側、端１ａ側）の位置に、第２のスキージ４２を準備する。そして、第２のスキージ４２を、ライン１３が形成された基板１の他端側（図４Ａの手前側、端１ｂ側）に向かって、基板１上を移動させる。つまり、第２のスキージ４２を、まずライン１３上を通過するように移動させる。さらに、第２のスキージ４２を、移動方向を変えずにそのまま他端側に移動させつづけ、ライン１３が形成されていない第２の領域１２まで移動させる。第２のスキージ４２を、引き続き第１の領域１１上を通過するように、基板１の他端側まで移動させる。ここでは、スキージ４１，４２が移動し、基板１は移動しないとして説明したが、スキージ４１，４２が移動せず、基板１が移動してもよい。また、スキージ４１，４２と基板１とが、共に移動してもよい。このように、本発明のマウント方法では、スキージ４１，４２が基板１に対して相対的に移動すればよい。
【００４２】
図４Ｂと図５Ａに示すように、本実施の形態では、第１のスキージ４１と第２のスキージ４２とは所定の間隔を保った状態で配置されており、その間隔を保ったまま二つのスキージ４１，４２を移動させる構造になっている。したがって、第１のスキージ４１は、第２のスキージ４２と同じ動きをする。
【００４３】
以上述べてきたように、ライン１３の幅を部材４の最小長よりも短くし、かつ、基板１に部材含有液６を供給する第２のスキージ４２を、ライン１３をまたぐように基板１の一端側から他端側に向けて、基板１に対して相対的に移動させることにより、部材含有液６中に混入している微小な異物５は、第１の領域１１上に配置される前に、ライン１３上に配置される。この結果、部材含有液６に混入している微小な異物５は、スキージ開始時（部材含有液６がライン１３を通過する前）よりも減少する。したがって、第１の領域１１に配置される微小な異物５の数を低減することができる。
【００４４】
本実施の形態では、図４Ａに示すように、基板１において、水のぬれ性が高い第１の領域１１とライン１３とが、水のぬれ性が低い第２の領域１２に囲まれている。このようなぬれ性を示す第１の領域１１と、第２の領域１２と、ライン１３とを実現するため、第２の領域１２の表面エネルギーが、第１の領域１１とライン１３の表面エネルギーよりも低くなるように、第１の領域１１と、第２の領域１２と、ライン１３とを形成するとよい。
【００４５】
第１の領域１１と、第２の領域１２と、ライン１３とをこのように設けているので、第１の領域１１とライン１３に配置された水が、第１の領域１１とライン１３からそれぞれはみ出さずに、図４Ｄに示すように、第１の領域の部分（水２１）とラインの部分（水２３）に配置される。
【００４６】
また、より安定に水を第１の領域１１とライン１３に配置するためには、第１の領域１１およびライン１３と、第２の領域１２との間で水のぬれ性の差が大きいことが好ましい。
【００４７】
本実施の形態では、第１の領域１１の表面エネルギーと、ライン１３の表面エネルギー
とは同じとして説明している。しかしながら、第２の領域１２の表面エネルギーが、第１の領域１１とライン１３の表面エネルギーよりも低いという関係であれば、第１の領域１１の表面エネルギーと、ライン１３の表面エネルギーとは違ってもよい。
【００４８】
固体表面に対する水のぬれ性は、固体の表面エネルギーだけでなく、水の表面張力も関係するため、「親水性」および「撥水性」を示す固体の表面エネルギーの値は特に限定されないが、「親水性」の場合はその表面エネルギーが４０ｍＪ／ｍ2以上（好ましくは６０〜１０００ｍＪ／ｍ2）であることが好ましく、「撥水性」の場合はその表面エネルギーが５ｍＪ／ｍ2以上４０ｍＪ／ｍ2未満（好ましくは５〜２５ｍＪ／ｍ2の範囲）であることが好ましい。
【００４９】
第２の領域１２に囲まれた第１の領域１１とライン１３は、親水性の基板、または、あらかじめ親水性を有するように処理しておいた基板を用意し、第２の領域１２となる部分に撥水膜を形成することによって作製できる。たとえば、まず、親水性にしたい部分をレジストなどの保護膜で覆う。次に、基板全体を撥水膜で覆った後、保護膜を除去することにより第１の領域１１とライン１３に形成された撥水膜を除去すればよい。この方法は、シランカップリング剤やゾル−ゲル法を用いて形成する膜の場合に適用できる。また、撥水膜のみが特異的に付着するような表面を第２の領域１２となるべき部分に形成して、この部分のみに撥水膜を形成してもよい。例えば、撥水性にしたい箇所だけにチオールと反応する金属パターンを形成しておき、その基板をチオールが溶解した有機溶媒に浸漬することによって、金属領域のみを撥水性とすることができる。
【００５０】
また、インクジェット法、スクリーンプリント法、凸版印刷法、凹版印刷法、マイクロコンタクトプリント法等で撥水膜を所定の領域に直接形成してもよい。
【００５１】
また、親水性の第１の領域１１とライン１３は、無機材料を用いて形成してもよい。例えば、シリコン基板は、酸化シリコンに比べて撥水性が高い。従って、シリコン基板の表面に酸化シリコン膜のパターンを形成し、酸化シリコン膜の部分を第１の領域１１および／またはライン１３としてもよい。この構成では、酸化シリコン膜のパターンの部分のみに水を配置することが可能となる。酸化シリコン膜は、たとえばプラズマＣＶＤ法によって酸化シリコン膜を堆積することによって形成してもよいし、シリコン基板の表面を酸素存在の雰囲気でコロナ放電処理やプラズマ処理することで酸化して形成してもよい。
【００５２】
基板１に設けられている第１の領域１１の形状は、その第１の領域１１にマウントされる部材４の形状に応じて決定するとよい。例えば、第１の領域１１の形状は、三角形、四角形、六角形等の多角形、円形または楕円形等、マウントする部材４の所定の面（基板にマウントされた状態で基板と対向する面）の形状と同一の形状および大きさを有していることが好ましい。なお、「同一の形状」とは、第１の領域１１の形状と、マウントする部材の所定の面（基板にマウントされた状態で基板と対向する面）とが、数学的概念における合同または相似関係にあることをいう。
【００５３】
また、「同一の大きさ」とは、マウントする部材４の前記所定の面の面積をＳ１、１つの第１の領域１１の面積をＳ２とする場合、Ｓ２／Ｓ１の値が０．６４〜１．４４の範囲であることをいう。Ｓ２／Ｓ１の値が、０．６４よりも小さいと、第１の領域１１に配置される水の量が少なくなりすぎ、部材４が配置される確率が小さくなる。また、１．４４よりも大きいと、第１の領域１１に配置される水の量が多くなりすぎ、１つの第１の領域１１に部材４が複数配置されてしまう。
【００５４】
第２の領域１２を形成する方法の一例としては、第２の領域１２の少なくとも一部に、水のぬれ性が、第１の領域１１とライン１３よりも低い有機膜（以下、撥水膜という場合がある。）を基板１上に形成する方法が挙げられる。そのような有機膜としては、たとえば、フルオロアルキル鎖を有する高分子膜、フルオロアルキル鎖を有するシランカップリング剤やチオール分子によって形成される膜、および、ゾル−ゲル法で形成されたフルオロアルキル鎖を含む有機・無機ハイブリッド膜等を用いることができる。
【００５５】
フルオロアルキル鎖を有する高分子膜としては、ポリテトラフルオロエチレン、ポリジフルオロエチレンおよびそれらの誘導体が挙げられる。シランカップリング剤で撥水膜を形成する場合、フルオロアルキル鎖を有するシランカップリング剤が数ｖｏｌ％の濃度で溶解したクロロホルム、アルカン、アルコール、またはシリコーンオイルに、基板を一定時間浸漬すればよい。この場合、浸漬後に基板を溶媒で洗浄することによって、単分子膜を形成することが可能である。これらの撥水膜を形成できる基板としては、表面に活性水素が存在する基板が好ましく、例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、ステンレス、銅、ニッケルおよび表面を活性化した樹脂等からなる基板が挙げられる。
【００５６】
チオール分子を用いて撥水膜を形成する場合、フルオロアルキル鎖を有するチオール分子が数ｖｏｌ％の濃度で溶解したエタノールやプロパノール溶液に、基板を一定時間浸漬し、その後、アルコールで基板を洗えばよい。これによって、撥水性の単分子膜が形成される。これらの単分子膜を形成できる基板としては、金、銀、銅といった金属からなる基板が挙げられる。
【００５７】
また、ゾル−ゲル法で撥水膜を形成する場合、たとえば、酸化シリコンの前駆体であるテトラエトキシシラン、フルオロアルキル鎖を有するアルコキシシラン、酸触媒、水が溶解したアルコール溶液を、スピンコート法やディッピング法で基板に塗布し、１００℃以上で熱処理すればよい。この撥水膜は、ほとんどの基板に形成することが可能である。
【００５８】
前記工程（４）では、水２１，２３および第２の液体３を基板１の一主面から除去する。水２１，２３および第２の液体３を除去する順序にかかわらず、部材４は所定の位置（第１の領域１１）に配置される。
【００５９】
水２１，２３と第２の液体３を除去する方法は特に限定されず、公知の乾燥方法を用いることができる。例えば、自然乾燥、真空デシケータによる乾燥、空気またはガスを吹き付けての乾燥、加熱および／または減圧による乾燥など、公知の乾燥方法から選択できる。また、乾燥の前に洗浄を行ってもよい。
【００６０】
これまで、第１の液体２の具体例として、水を用いて説明してきたが、第１の液体２と第２の液体３は、第１の液体２と第２の液体３との間に界面に働く界面張力、および、部材４の表面に対する第１の液体２と第２の液体３に対するそれぞれのぬれ性を考慮して、適切に選択すればよい。
【００６１】
また、第１の液体２と第２の液体３を選択する場合、第１の液体２が第２の液体３に実質的に溶解しない組み合わせとする必要がある。第１の液体２が第２の液体３に実質的に溶解しない場合、第１の液体２に第２の液体３（部材含有液６）を接触させた状態でも、第１の液体２は第１の領域１１に安定にとどまり、界面張力により部材４を第１の液体２中へ移動させることができる。なお、実質的に溶解しないとは、第２の液体３に対する第１の液体２の溶解度（第２の液体１００ｍｌ中に溶解する第１の液体の重量）が１０ｇ以下、より好ましくは１ｇ以下であることをいう。
【００６２】
このような第１の液体２と第２の液体３の組み合わせとして、例えば、第１の液体２に極性が大きい液体を用い、かつ、第２の液体３に第１の液体２よりも極性の小さい液体を用いることができる。
【００６３】
第１の液体２の具体例としては、水が挙げられる。また、メタノール、エタノール、エチレングリコールおよびグリセリン等のアルコール類、あるいは、水とアルコールとの混合液等が挙げられる。なお、水は、表面張力が大きく、部材４を第１の領域１１に強固に保持することができるため、より好適である。従って、第１の液体２は水を含む液体であることが好ましい。この場合、第２の液体３は、水を含まない液体であることが好ましい。
【００６４】
第２の液体３の具体例としては、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、トリデカン、テトラデカン、ペンタデカンおよびヘキサデカン等のアルカン類、トルエン、ベンゼンおよびキシレン等の芳香族炭化水素類、クロロメタン、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、モノクロロブタン、ジクロロブタン、モノクロロペンタンおよびジクロロペンタン等の塩素系溶媒、ジエチルエーテルおよび石油エーテル等のエーテル類、酢酸エチルおよび酢酸ブチル等のエステル類、シリコーンオイル、パーフルオロオクタン、パーフルオロノナン、または、これらの混合液が挙げられる。なお、第２の液体３には、塩素系溶媒を用いることが望ましい。
【００６５】
また、例えば、第１の液体２として炭化水素鎖を含む有機溶媒を用い、かつ、第２の液体３としてフッ化炭素鎖を含む有機溶媒を用いることもできる。
【００６６】
この場合、第１の液体２の具体例としては、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、トリデカン、テトラデカン、ペンタデカンおよびヘキサデカン等のアルカン類、トルエン、ベンゼンおよびキシレン等の芳香族炭化水素類等が挙げられる。
【００６７】
また、第２の液体３の具体例としては、パーフルオロオクタンやパーフルオロノナン等が挙げられる。
【００６８】
部材４がマウントされる基板１の材質は特に限定されず、無機材料、高分子樹脂材料、または、無機材料と高分子樹脂材料との複合材料にて形成された基板を用いることができる。無機材料としては、アルミナ等のセラミックス、シリコンおよびガラス等が使用できる。高分子樹脂材料としては、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂等が使用できる。無機材料と高分子樹脂材料との複合材料としては、例えば、ガラス、セラミックスまたは金属からなるファイバーと高分子樹脂材料とが含まれる複合材料を使用できる。また、ＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板や化合物半導体基板を用いることも可能である。
【００６９】
部材４の作製方法は特に限定されず、公知の方法を適用できる。例えば、特許文献１の明細中に記載されている部材の作製方法が適用できる。工程（２）よりも前に、部材４の表面に対する第１の液体２のぬれ性が、部材４の表面に対する第２の液体３のぬれ性よりも高くなるように、部材４に対して表面処理を施す工程をさらに設けてもよい。
【００７０】
第１の液体２に水などの極性の大きい液体を用いる場合、部材４の表面エネルギーは高いほど良く、４０ｍＪ／ｍ2以上が好ましい。部材４の表面エネルギーが小さい場合、部材４の表面を処理して、その表面エネルギーを増大することが好ましい。部材４の表面にシリコンが存在する場合、オゾン雰囲気中で紫外線を照射することによって、その表面エネルギーを増大させることが可能である。この方法は、白金、金、銅、ニッケルなどの電極材料に対しても有効である。また、部材４の表面に、第１の液体２に対して親和性を有する薄膜（たとえば、第１の液体２に水を用いる場合は親水膜）を形成することによっても、部材４の表面エネルギーを増大させることが可能である。例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化チタンなどの薄膜を、真空スパッタリング法や熱ＣＶＤ法によって部材４の表面に形成してもよい。それらの薄膜を形成した後、オゾン雰囲気で紫外線を照射させることも有効である。また、末端にアミノ基、カルボキシル基または水酸基を持つシランカップリング剤で部材４の表面を修飾することによっても、その表面エネルギーを増大させることが可能である。金属のみを表面処理する場合は、末端にアミノ基、カルボキシル基または水酸基を有するチオールで表面を修飾してもよい。
【００７１】
第１の液体２が炭化水素鎖を含む有機溶液の場合、部材４の表面に炭化水素鎖を有する薄膜が形成されていることが好ましい。このような有機膜は、例えば炭化水素鎖を有するシランカップリング剤で部材４を処理することで形成できる。この結果、部材４の表面が非極性になり、炭化水素鎖を含む有機溶液にぬれやすくなり、第１の液体２に引き込まれやすくなる。
【００７２】
また、本実施の形態において、基板１の一主面上に形成されたライン１３は保持しているが、第１の液体２および第２の液体３の除去工程前、または、除去工程後に、ダイサーなどの公知の切断方法を用いて、基板１上の、ライン１３が形成されている領域を切断してもよい。
【００７３】
このように、第１の液体２に対して親和性を有さない第２の領域１２に囲まれた、第１の液体２に対して親和性を有する第１の領域１１およびライン１３を形成することによって、第１の液体２を、第１の領域１１とライン１３に正確に配置することができる。その結果、微小な異物５をライン１３に配置することができ、部材含有液６中から微小な異物５を除去することが可能となる。また、部材４を第１の領域１１に正確に配置することができる。
【実施例】
【００７４】
次に、本発明のマウント方法について、実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。
【００７５】
［実施例１］
本実施例では、本発明のマウント方法を用いて酸化シリコンを基板にマウントした。
【００７６】
＜部材をマウントする基板の作製＞
まず、実施の形態で説明した方法と同様の方法で、撥水性領域（第２の領域）に囲まれた親水性領域（第１の領域とライン）のパターンを、シリコン基板上に形成した。
【００７７】
厚さ５２５μｍのシリコン基板を酸素存在の雰囲気中でプラズマ処理をして、基板表面を酸化することにより、基板の全面を親水性とした。続いて、フォトリソグラフィー法を用いて、後述する大きさの第１の領域とラインに相当するレジストパターンを形成した。次に、乾燥雰囲気中で、１ｖｏｌ％のＣＦ3（ＣＦ2）7Ｃ2Ｈ4ＳｉＣｌ3が溶解したパーフルオロオクタン溶液中に、レジストパターンが形成された基板を２０分間浸漬した。その後、基板を純粋なパーフルオロオクタン中で洗浄した後、溶媒を除去した。さらにレジスト膜をアセトンで除去し、撥水性領域（第２の領域）に囲まれた親水性領域（第１の領域とライン）のパターンをシリコン基板上に形成した。
【００７８】
酸化シリコンを配置する基板の大きさは、縦２０ｍｍ×横６０ｍｍとした。
【００７９】
＜部材をマウントする第１の領域＞
部材をマウントする第１の領域とする親水性領域のパターンとして、縦１０μｍ、横５０μｍの長方形状の領域が、横１００μｍ、縦１００μｍの間隔で基板全体に格子状に並んだものを形成した。第１の領域は、第１の領域の長手方向と基板の長手方向とが一致するように形成した。
【００８０】
＜微小な異物を除去するライン＞
微小な異物を除去するラインとする親水性領域のパターンとして、長さ１５ｍｍ、幅５μｍのライン形状の領域が、１００μｍの間隔で、３００列が平行に並んだものを形成した。ラインは、ラインの短手方向と基板の長手方向が一致するように形成した。
【００８１】
＜部材含有液＞
マウントする部材として用いた酸化シリコンを含有した部材含有液は、実施の形態で説明した方法によって作製した。
【００８２】
まず、厚さ５２５μｍのシリコン基板に、電子ビーム蒸着法で、アルミニウム薄膜を厚さ１００ｎｍで形成した。続いて、プラズマＣＶＤ法で、酸化シリコン薄膜を厚さ２００ｎｍで形成した。この基板上に、フォトリソグラフィー法により、１０μｍ×５０μｍの矩形レジストパターンを形成した。ドライエッチングにより、レジストパターンをマスクにして、酸化シリコンの一部を除去した。酸素プラズマアッシャー処理によってレジスト膜を剥離し、縦１０μｍ×横５０μｍ×高さ０．３μｍの酸化シリコンのパターン（以下、酸化シリコンプレートと称する）を形成した。続いて、４７℃のリン酸と硝酸の混合液（以下、熱リン酸と称する）により、アルミニウム薄膜をエッチングし、酸化シリコンプレートをリフトオフした。
【００８３】
次に、熱リン酸に分散した酸化シリコンプレートをフィルターで吸引ろ過した。酸化シリコンプレートが付着したフィルターを乾燥雰囲気中で終夜乾燥した後、１ｖｏｌ％の１−クロロエチルトリクロロシランが溶解した１、４−ジクロロブタン溶液中に、フィルターを２時間浸漬した。乾燥窒素雰囲気中で吸引ろ過を行い、未反応の１−クロロエチルトリクロロシランを洗浄除去し、表面が化学修飾された酸化シリコンプレートをフィルター上に得た。このフィルターを１、４−ジクロロブタン中に浸漬し、超音波を印加して、フィルターに付着した酸化シリコンプレートを１、４−ジクロロブタン中に分散し、部材含有液を得た。
【００８４】
＜スキージ＞
第１の液体（本実施例では水を用いた。）を基板に配置するスキージ（図４Ｂに示されたスキージ４１に相当。以下、スキージ４１と記載する。）は、ＳＵＳ３０４製のスリット式とした。スキージの先端には、水を配置するための長さ２０ｍｍ、幅０．５ｍｍのスリット（溝）を設けた。また、水を安定に保持するために、スリット内部に脱脂綿をいれた。
【００８５】
第２の液体（本実施例では上述の部材含有液を用いた。）を基板に配置するスキージ（図４Ｂに示されたスキージ４２に相当。以下、スキージ４２と記載する。）は、ポリエチレンで作製したナイフ形状のものを用いた。
【００８６】
＜マウント方法＞
スキージ４１とスキージ４２は、スキージのエッジ面を基板の短手方向と平行にして、基板のラインが形成された側の端部に配置した。またスキージのエッジ面と基板との間隔を０．２ｍｍ程度開けた状態で基板上を移動できるように、各スキージ４１，４２を配置した。スキージ４１とスキージ４２との間隔は１ｍｍとした。
【００８７】
次に、スキージ４２と基板との間に、酸化シリコンプレート分散液をガラスピペットで５０μＬ程度配置し、相対速度１０ｍｍ／秒でスキージ４２を移動させた。この操作を１０回繰り返した。図７は、この操作を行った後の顕微鏡写真である。この写真に示された範囲には、親水性領域（第１の領域）が、縦７個、横６個で、格子状に４２個配置されている。白い矩形部分が親水性領域に配置された酸化シリコンプレートであり、白い円形やこれらが複数並んだ部分が微小な異物であり、黒い部分が撥水性領域（第２の領域）である。酸化シリコンプレートが基板に向きを揃えて配置されていることが分かる。
【００８８】
一方、比較例として、ラインを形成しなった以外は、上述の実施例と同様の方法を実施した。すなわち、ラインを形成しなかった基板に、酸化シリコンプレートをマウントした。図８は、この操作を行った後の顕微鏡写真である。この写真に示された範囲にも、図７に示した範囲と同様に、親水性領域（第１の領域）が、縦７個、横６個で、格子状に４２個配置されている。
【００８９】
実施例および比較例の各方法についての評価は、基板への酸化シリコンプレートと微小な異物の配置の状態を確認することによって行った。具体的には、基板上の任意の親水性領域を４２個選び、その領域中に酸化シリコンプレートが配置された親水性領域の数Ｎｐと微小な異物が配置された親水領域の数Ｎｃとをそれぞれ数え、その比Ｎｃ／Ｎｐにより評価した。Ｎｃ／Ｎｐの値が０以上０．５未満の範囲であれば極めて良好、０．５以上１．０未満の範囲であれば良好、１．０以上の場合は不良、と判断した。
【００９０】
本実施例の方法を用いた場合、１０サイクル目後、図７に示すように、４２個の親水性領域中、１５個の領域に酸化シリコンプレートが配置された。また、３個の領域に微小な異物が配置された。Ｎｃ／Ｎｐの値は０．２であり、極めて良好であった。
【００９１】
これに対して、比較例の方法を用いた場合、１０サイクル目後、図８に示すように、４２個の親水性領域中、１６個の領域に酸化シリコンプレートが配置された。また、２３個の領域に微小な異物が配置された。Ｎｃ／Ｎｐは１．４であり、不良であった。
【００９２】
以上の結果より、本発明のマウント方法は、比較例の方法に比べて、ラインにおいて、マウントする部材の体積よりも小さな異物(微小な異物)が除去されるため、微小な異物が第１の領域に配置される確率を減少させる方法として格段に優れているといえる。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明の部材のマウント方法は、電子素子を含む部材をマウントする場合や、微小な柱形状の部材をマウントする際に適用できる。この方法は、電子機器や電子素子の製造方法に適用できる。たとえば、回路基板およびそれを含む電子機器の製造方法、回路基板およびそれを含む電子機器のリペア方法に適用できる。

Claims (12)

  1. 複数個の部材を基板上にマウントする方法であって、
    ここで、前記基板は、複数の第１の領域、第２の領域、およびラインを具備しており、
    前記第２の領域は、前記複数の第１の領域および前記ラインを囲んでおり、
    前記ラインは、前記基板の一端側に、当該一端に沿って設けられており、かつ前記各部材の最小長よりも短い幅を有しており、
    前記各第１の領域は、前記部材の前記基板上にマウントされる面と同一の形状および大きさを有しており、
    前記方法は、
    （１ａ）第１の液体を準備する工程、
    （１ｂ）前記部材および第２の液体を含有する部材含有液を準備する工程、
    ここで、前記第１の液体は、前記第２の液体に溶解せず、かつ前記部材の表面、前記第１の領域、および前記ラインに対して前記第２の液体が有するぬれ性よりも高いぬれ性を有し、
    （２）前記第１の領域および前記ラインに前記第１の液体を配置する工程、
    （３）前記部材含有液を前記基板に対して供給するスキージを、前記ラインをまたぐように前記基板の前記一端側から他端側に向けて、前記基板に対して相対的に移動させることにより、前記第１の領域に配置された前記第１の液体に前記部材含有液を接触させる工程、
    （４）前記基板上から、前記第１の液体および第２の液体を除去することによって、前記各部材を前記各第１の領域に配置する工程、
    を包含する、部材のマウント方法。
  2. 前記第１の液体は水を含む液体であり、前記第２の液体は水を含まない液体である、請求項１に記載の部材のマウント方法。
  3. 前記第１の液体が水であり、前記第２の液体が有機溶媒である、請求項２に記載の部材のマウント方法。
  4. 前記有機溶媒が塩素系溶媒である、請求項３に記載の部材のマウント方法。
  5. 前記第１の領域に対する前記第１の液体のぬれ性は、前記第２の領域に対する前記第１の液体のぬれ性よりも高い、請求項１に記載の部材のマウント方法。
  6. 前記ラインに対する前記第１の液体のぬれ性は、前記第２の領域に対する前記第１の液体のぬれ性よりも高い、請求項１に記載の部材のマウント方法。
  7. 前記工程（２）よりも前に、前記部材の表面に対する前記第１の液体のぬれ性が前記部材の表面に対する前記第２の液体のぬれ性よりも高くなるように、前記部材に対して表面処理を施す工程をさらに含む、請求項１に記載の部材のマウント方法。
  8. 前記第２の液体の極性が、前記第１の液体の極性よりも小さい、請求項１に記載の部材のマウント方法。
  9. 前記第１の液体が炭化水素鎖を有する有機溶媒を含み、かつ、前記第２の液体がフッ化炭素鎖を有する有機溶媒を含む、請求項１に記載の部材のマウント方法。
  10. 前記各部材は、２つの面（Ｐ１）と、面積が面（Ｐ１）以上である２つの面（Ｐ２）と、面積が面（Ｐ２）以上である２つの面（Ｐ３）とを備える直方体形状であり、
    前記面（Ｐ３）と前記第１の領域とが同一の形状および大きさを有しており、
    前記工程（４）において、前記各部材は、前記２つの面（Ｐ３）のうちの１つの面が前記基板の前記第１の領域が設けられた面に接するように、前記第１の領域に配置される請求項１に記載の部材のマウント方法。
  11. 前記各部材の前記面（Ｐ３）の短辺の長さが１０μｍ以上であり、長辺の長さが１０００μｍ以下である、請求項１０に記載の部材のマウント方法。
  12. 前記工程（３）において、前記スキージが前記基板に対して相対的に移動するとは、前
    記スキージが移動して前記基板が移動しない、前記スキージは移動せずに前記基板が移動する、または、前記スキージおよび前記基板が共に移動する、の何れかである、請求項１に記載の部材のマウント方法。
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