WO2015151135A1 - 半導体装置の製造装置及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】短時間で光源ユニットを基板の所定位置に正確に接続することができる半導体装置の製造方法及び半導体装置の製造装置を提供する。 【解決手段】光源部１６から光を発する光源ユニット１２と、光源ユニット１２から放射された光が導入される導波路２６を有する基板１８とを接合する半導体装置の製造方法において、第１検出部５２が基板１８を撮像して検出した基板１８の位置に基づいて、光源部１６と導波路２６とを対向させる第１の位置合わせを行った後、光源ユニット１２を発光させながら光源ユニット１２と基板１８とを相対的に移動させて導波路２６から出力された光を、第１の位置合わせにおいて基板１８を撮像した第１検出部５２で撮像して該光の強度を測定し、測定された光の強度が最も高くなる位置に光源ユニット１２と基板１８を相対的に移動させて第２の位置合わせを行う。

Description

半導体装置の製造装置及び半導体装置の製造方法

　本発明は、半導体装置の製造装置及び半導体装置の製造方法に関する。

　従来より、半導体装置の製造では、光源部から光を発する半導体レーザ等を有する光源ユニットと、光源ユニットから放射された光が導入される導波路を有する基板とを接合するダイボンディングが行なわれることがある。このようなダイボンディングでは、光源部の発光中心を基板に設けられた導波路の入射中心の位置に正確に合わせる必要がある。

　ところで、近年、磁気ディスク装置の記録密度を向上させる技術の一つとして、熱アシスト磁気記録ヘッドと呼ばれる半導体装置を用いて光記録と磁気記録を融合した光・磁気ハイブリッド記録（熱アシスト磁気記録）方式が提案されている。

　熱アシスト磁気記録ヘッドは、光によって磁気記録媒体を加熱するために、レーザ等の光源部から光を発光する光源ユニットが、光源ユニットの光を受けて記録に適した大きさと形状の近接場光を発する近接場光発生素子と光源ユニットの光を近接場光発生素子へ導く導波路を設けたスライダに接続されている。

　このような熱アシスト磁気記録ヘッドの製造においても、光源ユニットを基板に接合する際に光源部の発光中心を基板に設けられた導波路の入射中心の位置に正確に合わせる必要がある。

　そこで、光源ユニットに電圧を印加して光源部を発光させて導波路から出力される光を検出しながら光源ユニットを移動させ、検出される光の強度が最も高くなる位置で光源ユニットを基板に接続することで、光源部の発光中心と導波路の入射中心の位置を合わせる方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９－２６６３６５号公報

　しかしながら、導波路から出力される光は、出力が弱く、しかも、スポット径も小さいため、光の強度が最も高くなる位置を検出することが困難となり、位置合わせに多大な時間を要する問題がある。

　本発明は、上記の問題を考慮してなされたものであり、短時間で光源ユニットを導波路が設けられた基板の所定位置に正確に接続することができる半導体装置の製造方法及び半導体装置の製造装置を提供することを目的とする。

　本発明の半導体装置の製造方法は、光源部から光を発する光源ユニットと、前記光源ユニットから放射された光が導入される導波路を有する基板とを接合する半導体装置の製造方法において、前記基板を第１検出部で撮像して前記基板の位置を検出し、検出した前記基板の位置に基づいて、前記光源部と前記導波路とが対向する位置に前記光源ユニットと前記基板を相対的に移動させる第１の位置合わせを行い、前記第１の位置合わせの終了後、前記光源ユニットを発光させながら前記光源ユニットと前記基板とを相対的に移動させて前記導波路から出力された光を、前記第１の位置合わせにおいて前記基板を撮像した前記第１検出部で撮像して該光の強度を測定し、測定された光の強度が最も高くなる位置に前記光源ユニットと前記基板を相対的に移動させる第２の位置合わせを行い、前記第２の位置合わせの終了後、前記光源ユニットと前記基板とを相対的に近接移動させて前記光源ユニットと前記基板とを接合する。

　また、本発明の半導体装置の製造装置は、光源部から光を発する光源ユニットと、前記光源ユニットから放射された光が導入される導波路を有する基板とを接合する半導体装置の製造装置において、前記基板を撮像して前記基板の位置を検出し、かつ、前記導波路から出力された光を撮像して該光の強度を測定する第１検出部と、前記光源ユニットと前記基板とを相対的に移動させる移動機構と、前記光源ユニットに電圧を印加して前記光源ユニットを発光させる電源部と、前記第１検出部、前記移動機構、及び前記電源部を制御する制御部を備え、前記制御部は、前記第１検出部で検出した前記基板の位置に基づいて、前記光源部と前記導波路とが対向する位置に前記光源ユニットと前記基板を相対的に移動させる第１の位置合わせを行い、前記第１の位置合わせの終了後、前記光源ユニットを発光させながら前記光源ユニットと前記基板とを相対的に移動させて前記導波路から出力された光の強度を、前記第１の位置合わせにおいて前記基板を撮像した前記第１検出部で測定し、測定された光の強度が最も高くなる位置に前記光源ユニットと前記基板を相対的に移動させる第２の位置合わせを行い、前記第２の位置合わせの終了後、前記光源ユニットと前記基板とを相対的に近接移動させて前記光源ユニットと前記基板とを接合する。

　本発明によれば、光源ユニットを基板の所定位置に短時間で正確に接続することができ、高品質な半導体装置を短時間で製造することができる。

本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造装置で製造される半導体装置の一例を示す熱アシスト磁気記録ヘッドの断面を模式的に示す図である。 本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造装置を模式的に示す側面図である。 図２の要部拡大図である。 ステージを分解して示す断面図である。 図２の製造装置の要部を模式的に示す平面図である。 第１検出部及び第２検出部の構成を模式的に示す図である。 図２の製造装置の制御構成を示すブロック図である。 図２の製造装置において光源ユニットとスライダとをハンダを介して当接させた状態を模式的に示す側面図である。 図２の製造装置の要部を模式的に示す正面図である。 図２の製造装置の動作を示す図である。 図２の製造装置の動作を示すフロー図である。

　以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。

　本実施形態では、光源ユニット１２をスライダ（基板）１８の所定位置にハンダ３０で接合して熱アシスト磁気記録ヘッド１０と呼ばれる半導体装置を製造する装置について説明するが、本発明は、熱アシスト磁気記録ヘッド以外に、光源部の発光中心を基板に設けられた導波路の入射中心の位置に合わせて光源ユニットを基板に接合する半導体装置の製造に適用することができる。

　本実施形態に係る半導体装置の製造装置４０において製造する熱アシスト磁気記録ヘッド１０は、図１に示すように、基板１４に半導体レーザ等の光源部１６が実装された光源ユニット１２と、磁気記録媒体Ｍに対向配置されるスライダ１８と、光源ユニット１２をスライダ１８に固定するハンダ３０とを備える。

　スライダ１８は、スライダ基板２０と、スライダ基板２０における磁気記録媒体Ｍとの対向面（ＡＢＳ：Air Bearing Surface）２０ａに設けられた近接場光発生素子２２及び磁気記録検出素子２４と、スライダ基板２０に設けられた孔状の導波路２６を備える。

　光源ユニット１２は、基板１４に半導体レーザ等の光源部１６が実装されており、外部の電源に接続された電極端子１３から光源部１６に所定の電圧が印加されることで光源部１６からレーザ光が放射される。基板１４は、直方体状をなしており、光源部１６が設けられた実装面１４ｄに垂直な面１４ｃが、ハンダ３０を介してスライダ１８と接合される接合面をなしている。

　スライダ基板２０の対向面２０ａの反対側の面（図１の上面）は、光源ユニット１２の基板１４を接合する搭載面２０ｂをなしている。スライダ基板２０には、搭載面２０ｂから対向面２０ａに直線状に延びる導波路２６が設けられている。導波路２６の対向面２０ａ側には近接場光発生素子２２が設けられている。

　光源ユニット１２は、光源部１６の発光中心１６ａが搭載面２０ｂに開口する導波路２６の開口端２６ａに対向するように配置され、光源ユニット１２の基板１４に設けられた接合面１４ｃが、ハンダ３０を介してスライダ基板２０の搭載面２０ｂに設けられた接合面２０ｂ－１に接続される。

　このようにスライダ基板２０に接続された光源ユニット１２は、光源部１６から放射された光が、導波路２６の開口端２６ａから導波路２６に取り込まれ、導波路２６によって近接場光発生素子２２へ導かれる。近接場光発生素子２２では、光源部１６から放射された光が導波路２６を介して導入されると、導波路２６の対向面２０ａ側の開口端２６ｂより磁気記録媒体Ｍに向けて近接場光を出力する。

　上記した熱アシスト磁気記録ヘッド１０を製造する製造装置４０は、図２～図６に示すように、光源ユニット１２の光源部１６の発光中心１６ａが導波路２６の開口端２６ａに対向するように、光源ユニット１２の基板１４をスライダ基板２０の搭載面２０ｂにハンダ３０を介して接続する装置である。なお、光源ユニット１２及びスライダ１８は一辺の長さが例えば１００～５００μｍ程度の部材であり、ステージ４２の大きさや加熱レーザ６８からステージ４２までの距離に比べて小さい部材であるが、説明をわかりやすくするため、図中において光源ユニット１２及びスライダ１８を拡大して示している。

　この製造装置４０は、光源ユニット１２が載置されるステージ４２と、光源ユニット１２及びスライダ１８を吸着する搬送ツール４６と、ステージ４２と搬送ツール４６とを相対的に移動させる移動機構４８と、ステージ４２に載置された光源ユニット１２において互いに対向する面を挟持して光源ユニット１２の位置合わせを行うセンタリングユニット４９と、光源部１６に電圧を印加する電源部５０と、搬送ツール４６に吸着されたスライダ１８及び近接場光発生素子２２から出力された近接場光を撮像する第１検出部５２と、ステージ４２に載置された光源ユニット１２及び搬送ツール４６に吸着されたスライダ１８を撮像する第２検出部５４と、光源ユニット１２とスライダ１８との間に配されたハンダ３０を加熱するための加熱レーザ６８と、加熱レーザ６８から出射したレーザ光をステージ１２に照射することでステージ１２に映し出された像を撮像する撮像部５７と、製造装置４０全体を制御する制御部５６とを備える。

　ステージ４２は、図３に示すように、その上面がスライダ１８と対向する対向面４２ａをなしており、対向面４２ａの前縁部に下方へ陥没する段部４３を備える。また、ステージ４２は、段部４３に開口する吸着孔４４と、吸着孔４４と不図示の真空発生器とを連結する真空経路４５とを備える。ステージ４２は、搬送ツール４６によって外部より搬送された光源ユニット１２が段部４３に載置され、真空経路４５を介して真空発生器に接続された吸着孔４４によって段部４３に載置された光源ユニット１２を吸着保持する。

　具体的には、光源ユニット１２は、基板１４の接合面１４ｃに対向する底面１４ａと、基板１４の実装面１４ｄに対向するとともに接合面１４ｃに垂直な垂直面１４ｂとを有している。この光源ユニット１２は、基板１４の底面１４ａを段部４３の水平支持面４３ａに面接触するように沿わせ、基板１４の垂直面１４ｂを段部４３の垂直支持面４３ｂに面接触するように沿わせて配置されている。これにより、発光ユニット１２は、光源部１６の発光中心１６ａが上方を向き、光源ユニット１２の電極端子１３が前方を向けた状態で、基板１４の底面１４ａ及び垂直面１４ｂがステージ４２の段部４３に吸着保持される。

　段部４３に吸着保持された光源ユニット１２は、少なくとも基板１４の接合面１４ｃ（図中の上面）がステージ４２の上面より僅かに（例えば、５～１００μｍ程度）上方へ突出しており、段部４３の垂直支持面４３ｂと同一平面内に光源ユニット１２の基板１４に設けられた接合面１４ｃの一端１４ｃ－１が位置している。

　ステージ４２は、図４に示すように、加熱レーザ６８から出射されたレーザ光を透過する透明材料（例えば、石英ガラス等）から形成された複数個（この例では５個）のブロック４６を接着して形成されたものである。各ブロック４６の接着面には溝４７が設けられており、各ブロック４６を接着すると各ブロック４６に設けられた溝４７が連結され、段部４３に開口する吸着孔４４と、この吸着孔４４に繋がる真空経路４５がステージ４２内部に形成される。

　ステージ４２に設けられた真空経路４５のうち、段部４３の垂直支持面４３ｂの後方に位置する真空経路４５は、真空経路４５を区画する壁面（この例では、ブロック４６に設けられた溝４７の溝底面）が、磨りガラス状に粗面化されており、加熱レーザ６８から照射されたレーザ光を乱反射して遮光あるいは減光する遮光部６１をなしている。

　この遮光部６１は、ステージ４２の対向面４２ａから下方に離れた位置に配置され、段部４３の垂直支持面４３ｂの下部を後方から覆っている。対向面４２ａと遮光部６１との間（この例では、遮光部６１の上方位置）には、加熱レーザ６８のレーザ光を透過する透光部６２が設けられている。これにより、加熱レーザ６８のレーザ光は、透光部６２を通って垂直支持面４３ｂの上部から前方へ出射されるが、遮光部６１において遮光されるため垂直支持面４３ｂの下部から前方へほとんど出射されないようになっている。

　なお、切削加工などによってブロック４６に真空経路４５となる溝４７を形成する際に溝４７の溝底面が磨りガラス状に粗面化されるため、溝４７の形成と同時に遮光部６１も形成することができる。

　搬送ツール４６は、不図示の真空発生器が接続された吸着孔が下端面に開口しており、発光部１６の発光中心１６ａを上方に向けた状態で光源ユニット１２の基板１４を真空吸着したり、あるいは、スライダ基板２０の対向面２０ａを上方に向け搭載面２０ｂを下方に向けた状態でスライダ１８を真空吸着する。

　移動機構４８は、ステージ４２を移動させるステージ駆動部６４と、搬送ツール４６を移動させるツール駆動部６６とを備える。ステージ駆動部６４は、水平面内のＸ軸方向（例えば前後方向）と、水平面内のＸ軸方向に直交するＹ軸方向（例えば左右方向）と、鉛直軸周りのθ方向にステージ４２を移動させる。ツール駆動部６６は、Ｙ軸方向と、上下方向に相当するＺ軸方向に搬送ツール４６を移動させる。

　移動機構４８は、ステージ駆動部６４とツール駆動部６６とが協働することで、複数の光源ユニット１２及び複数のスライダ１８が載置された不図示の供給ステージから１の光源ユニット１２あるいはスライダ１８をステージ４２へ搬送する。

　具体的には、移動機構４８は、供給ステージから１の光源ユニット１２を搬送ツール４６で真空吸着した後、ステージ４２と光源ユニット１２を吸着保持した搬送ツール４６とを相対的に移動させて、光源ユニット１２を供給ステージからステージ４２の段部４３に載置する。また、移動装置４８は、供給ステージから１のスライダ１８を搬送ツール４６で真空吸着した後、ステージ４２と搬送ツール４６とを相対的に移動させて、ステージ４２の段部４３に載置された光源ユニット１２の上方（位置合わせポジション）へスライダ１８を移動させる。

　センタリングユニット４９は、図５に示すように、光源ユニット１２の基板１４を挟んでＹ軸方向（つまり、光源ユニット１２の基板１４の底面１４ａ及び垂直面１４ｂに平行な方向）の両側に設けられた挟持爪４９ａと、挟持爪４９ａをＹ軸方向に移動させて基板１４に近接離隔移動させる駆動部４９ｂとを備える。センタリング機構４９は、ステージ４２の段部４３に載置された光源ユニット１２の基板１４をＹ軸方向から挟んで、ステージ４２に対する光源ユニット１２の位置合わせを行う。

　電源部５０は、光源ユニット１２の電極端子１３に接触するプローブ５１と、電極端子１３に接触する位置と離間する位置との間でプローブ５１を移動させるプローブ駆動部５３とを備える。プローブ５１は、ステージ４２の段部４３に吸着保持された光源ユニット１２の電極端子１３に接触して光源部１６に所定の電圧を印加することで光源部１６からレーザ光を放射させる。

　この電源部５０は、ステージ駆動部６４により、ステージ４２とともにＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びθ方向に移動するようになっている。これにより、光源ユニット１２は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びθ方向に移動しながらプローブ５１が電極端子１３に接触して光源ユニット１２の光源部１６に電圧が印加されレーザ光を放射することができる。

　図６に示すように、第１検出部５２は、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子５２ａ及びレンズ５２ｂを備えたカメラである。第１検出部５２は、上記の位置合わせポジションに配置されたスライダ１８を上方から撮像して搬送ツール４６が吸着するスライダ１８の位置を検出するとともに、近接場光発生素子２２が設けられた導波路２６の開口端２６ｂから出力される近接場光を撮像して近接場光の光強度を検出する。

　第２検出部５４は、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子５４ａ及びレンズ５４ｂを備えたカメラであり、第１検出部より光学倍率が低く設定されている。第２検出部５４は、搬送ツール４６及びスライダ１８が位置合わせポジションに存在しない状態で光源ユニット１２を上方から撮像してステージ４２の段部４３に載置された光源ユニット１２の位置を検出するとともに、位置合わせポジションに配置されたスライダ１８を上方から撮像して搬送ツール４６が吸着するスライダ１８の位置を検出する。

　本実施形態では、図６に示すように、第１検出部５２と第２検出部５４には、ステージ４２の上方に配置された対物レンズ５８から入射した光が透過ミラー５９を介してそれぞれ入射する。つまり、対物レンズ５８から鏡筒６０に入射した光は、透過ミラー５９を透過して透過ミラー５９の上方に配置された第１検出部５２に取り込まれるとともに、透過ミラー５９で反射して透過ミラー５９の側方に配置された第２検出部５４に取り込まれる。

　加熱レーザ６８は、図７及び図８に示すように、スライダ１８のスライダ基板２０に設けられた接合面２０ｂ－１と光源ユニット１２が有する基板１４の接合面１４ｃとの間でハンダ３０を挟んだ状態で、ステージ４２の対向面４２ａと遮光部６１との間に形成された透光部６２に向けてレーザ光を照射する。これにより、加熱レーザ６８から出射されたレーザ光が、透光部６２を通って光源ユニット１２の基板１４に照射され、光源ユニット１２の基板１４とともにハンダ３０を加熱してハンダ３０を溶融する。

　詳細には、加熱レーザ６８は、ステージ４２の後方に設けられ、レーザ光の光軸Ｌと対向面４２ａとの間の角度φが小さくなるように対向面４２ａに沿わせてレーザ光をステージ４２内に入射する。加熱レーザ６８のレーザ光の光軸Ｌとステージ４２の対向面４２ａとの角度φは、ステージ４２を構成する材料と空気の絶対屈折率から算出される臨界角より小さい角度、つまり、レーザ光がステージ４２の対向面４２ａにおいて全反射する角度に設定することが好ましい。この例では、ステージ４２の対向面４２ａに対するレーザ光の光軸Ｌの角度φが、５～２０°に設定されている。

　ステージ４２に入射したレーザ光は、透光部６２を通って垂直支持面４３ｂの上部から前方へ出射され、光源ユニット１２の基板１４の上部に照射される。なお、図８において符号Ｓは、透光部６２を通って垂直支持面４３ｂからレーザ光が出射される領域を例示する。

　加熱レーザ６８から出射されるレーザ光には、スポットサイズにある程度の広がりが存在するため、ステージ４２内に入射したレーザ光が、透光部６２以外にもステージ４２の対向面４２ａや遮光部６１に到達する。

　しかし、遮光部６１に到達したレーザ光は、遮光部６１によって減光あるいは遮光されるため、遮光部６１の前方に位置する垂直支持面４３ｂの下部から前方へほとんど出射されない。そのため、加熱レーザ６８から出射されたレーザ光は、光源ユニット１２の基板１４の下部にほとんど照射されず、ハンダ３０から離れた位置に相当する基板１４の下部がレーザ光によって加熱されることがほとんどない。

　また、対向面４２ａに到達したレーザ光は、対向面４２ａとの間の角度φを小さく（つまり、入射角を大きく）することで、対向面４２ａにおいて垂直支持面４３ｂへ反射され、対向面４２ａからステージ４２の上方へ向けてレーザ光がほとんど出射されない。そのため、ステージ４２の上方に存在するスライダ１８がレーザ光によって加熱されることがほとんどない。

　撮像部５７は、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子及びレンズを備えたカメラであり、ステージ４２を挟んで加熱レーザ６８の反対側、つまり、ステージ４２の前方に配置されている。撮像部５７は、ステージ１２に設けられた段部４３の垂直支持面４３ｂに加熱レーザ６８から出射したレーザ光を照射することで垂直支持面４３ｂに映し出された像をステージ４２の前方より撮像する。

　制御部５６は、図７に示すように、第１検出部５２、第２検出部５４、及び撮像部５７からの検出信号の入力と、あらかじめメモリに記憶した制御プログラムに基づいて、移動機構４８、センタリングユニット４９、電源部５０、及び加熱レーザ６８の制御を行う。

　次に図１０及び図１１に基づいて上記した製造装置４０の動作について説明する。

　製造装置４０では、光源ユニット１２がステージ４２の段部４３に載置されていない状態で、加熱レーザ６８からステージ４２の透光部６２を通して垂直支持面４３ｂの上部に向けてレーザ光を照射する。垂直支持面４３ｂの上部に加熱レーザ６８のレーザ光が照射されると、垂直支持面４３ｂには、垂直支持面４３ｂの位置におけるレーザ光のスポット形状を示す像が現れ、この像を撮像部５７が撮像する。そして、制御部５６は、撮像部５７で撮像される像が、所定形状及び所定大きさのスポット（例えば、１００～２００μｍの円形）になるように加熱レーザ６８の焦点位置を調整する。

　なお、上記した加熱レーザ６８の調整は、光源ユニット１２をスライダ１８に接合するごとに行う必要は無く、例えば、製造装置４０の稼働積算時間が所定時間を経過するごとに行ったり、熱アシスト磁気記録ヘッドを所定個数製造するごとに行ったり、停止状態の製造装置４０を起動する時に行ったりすることができる。

　そして、加熱レーザ６８の調整が完了すると、まず、供給ステージに載置された光源ユニット１２を搬送ツール４６が真空吸着して、ステージ４２の段部４３に光源ユニット１２を載置する。ステージ４２に載置された光源ユニット１２は、吸着孔４４に吸着されステージ４２に支持される。光源ユニット１２を段部４３に載置した搬送ツール４６は上方へ移動した位置に待機する（図１０（Ａ）、図１１のステップ１）。

　次いで、センタリングユニット４９の挟持爪４９ａが、段部４３に載置された光源ユニット１２の基板１４をＹ軸方向から挟持してステージ４２に対する光源ユニット１２の位置合わせを行う（図１０（Ｂ）、図１１のステップ２）。

　次いで、センタリングユニット４９が挟持爪４９ａを光源ユニット１２から離隔させて光源ユニット１２の挟持を解除した後、光源ユニット１２の上方に待機する搬送ツール４６を降下させ、搬送ツール４６で光源ユニット１２を上方からステージ４２の段部４３に押さえつける（図１０（Ｃ）、図１１のステップ３）。

　このように光源ユニット１２を上方からステージ４２の段部４３に押さえつけることで、センタリングユニット４９の挟持爪４９ａで光源ユニット１２を挟持した時に光源ユニット１２にＸ軸の周りに回転して光源ユニット１２が傾くことがあってもその傾きを修正することができる。

　次いて、搬送ツール４６が光源ユニット１２をステージ４２の段部４３に押さえつけた状態において、電源部５０のプローブ５１が光源ユニット１２の電源端子１３に接触（コンタクト）する（図１０（Ｄ）、図１１のステップ４）。

　このように搬送ツール４６が光源ユニット１２をステージ４２の段部４３に押さえつけて光源ユニット１２を固定しているため、電源部５０のプローブ５１が光源ユニット１２の電源端子１３に接触する際に光源ユニット１２が移動することがなく、プローブ５１を電極端子１３に安定して接触させることができる。

　次いで、搬送ツール４６は、上方へ移動した後、供給ステージへ移動して供給ステージに載置されたスライダ１８を搬送ツール４６で真空吸着する。また、搬送ツール４６が、供給ステージに移動しておりステージ４２に載置された光源ユニット１２の上方に存在しない状態で、第２検出部５４がステージ４２に載置された光源ユニット１２を撮像して光源ユニット１２の位置を検出する。検出された光源部１６の位置情報は制御部５６に記憶される（図１０（Ｅ）、図１１のステップ５）。

　次いで、搬送ツール４６が吸着保持するスライダ１８をステージ４２に載置された光源ユニット１２の上方（位置合わせポジション）へ移動させた後、第２検出部５４が、位置合わせポジションに配置されたスライダ１８を撮像して、スライダ１８の位置を検出する。検出されたスライダ１８の位置情報は制御部５６に記憶される。そして、制御部５６は、第２検出部５４で検出した光源部１６の位置情報とスライダ１８の位置情報に基づいて、光源部１６の発光中心１６ａとスライダ１８に設けられた導波路２６の開口端２６ａとがＺ軸方向（上下方向）に間隔をあけて対向するように移動機構４８を駆動させて粗位置合わせ（第３の位置合わせ）を行う（図１０（Ｆ）、図１１のステップ６）。

　次いで、第１検出部５２は、粗位置合わせが終了したスライダ１８を撮像して、スライダ１８の位置を検出する。第１検出部５２で検出されたスライダ１８の位置情報は制御部５６に記憶される。そして、制御部５６は、第２検出部５４で検出した光源部１６の位置情報と、第１検出部５２で検出したスライダ１８の位置情報に基づいて、光源部１６の発光中心１６ａがスライダ１８に設けられた導波路２６の開口端２６ａとがＺ軸方向に間隔をあけて対向するように移動機構４８を駆動させて精密位置合わせ（第１の位置合わせ）を行う（図１０（Ｇ）、図１１のステップ７）。

　次いで、精密位置合わせが終了すると、移動機構４８を停止させ光源ユニット１２及びスライダ１８を停止させた状態で、電源部５０は、プローブ５１から電極端子１３を介して光源ユニット１２の光源部１６に電圧を印加して光源部１６を発光させ、上方に配置されたスライダ１８の搭載面２０ｂに設けられた導波路２６の開口部２６ａに向けてレザー光を放射させる。併せて、第１検出部５２が、導波路２６に導入された光源ユニット１２からレーザ光によって導波路２６の開口端２６ｂから出力される近接場光の光強度を検出する。第１検出部５２で検出された近接場光の光強度は制御部５６に記憶される。そして、制御部５６は、第１検出部５２で検出した近接場光の光強度が、所定の基準値より小さければステップ７に戻って第１検出部５２でスライダ１８の位置を検出して再度第１の位置合わせを行い、基準値以上であれば次のステップ９に進んでアクティブアライメント（第２の位置合わせ）を行う（図１０（Ｈ）、図１１のステップ８）。

　なお、精密位置合わせの終了後に光源ユニット１２を発光させてスライダ１８に設けられた近接場光発生素子２２から出力される近接場光の光強度を測定することで、ステップ７で行った精密位置合わせによって、光源ユニット１２の光源部１６の発光中心１６ａとスライダ１８に設けられた導波路２６の開口端２６ａとが上下方向に対向しているか否か確認することができる。

　次いで、ステップ９では、電源部５０が、プローブ５１から電極端子１３を介して光源ユニット１２の光源部１６に電圧を印加して光源部１６を発光させ、上方に配置されたスライダ１８の搭載面２０ｂに設けられた導波路２６の開口部２６ａに向けてレザー光を放射させる。これと併せて、移動機構４８を駆動してステージ４２の段部４３に載置された光源ユニット１２と搬送ツール４６に吸着保持されたスライダ１８とを水平面内で相対的に移動させる。光源ユニット１２とスライダ１８との相対的な移動に合わせて、第１検出部５２が、スライダ１８に設けられた近接場光発生素子２２から出力される近接場光の光強度を逐次検出し、スライダ１８に対する光源ユニット１２の位置と、その位置で検出された近接場光の光強度とを関連付けて制御部５６が記憶する。そして、制御部５６は、ステップ１２で検出したスライダ１８に対する光源ユニット１２の位置とその位置で検出された近接場光発生素子２２から出力された近接場光の光強度に関する情報に基づいて、スライダ１８に対する光源ユニット１２の位置が、近接場光発生素子２２から出力される近接場光の光強度が最も高くなる位置にくるように移動機構４８を駆動してアクティブアライメント（第２の位置合わせ）を行う（図１０（Ｉ）、図１１のステップ９）。

　なお、ステップ９において近接場光発生素子２２から出力される近接場光の光強度を測定する際に、ツール駆動部６６を停止し搬送ツール４６に吸着保持されたスライダ１８を位置合わせポジションで停止させ、ステージ駆動部６４のみを駆動してステージ４２に載置された光源ユニット１２のみをＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びθ方向に移動させることが好ましい。

　アクティブアライメントが終了すると、光源ユニット１２の光源部１６の発光中心１６ａが、スライダ１８の搭載面２０ｂに開口する導波路２６の開口端２６ａに対向するように配置され、位置合わせが完了したとして、スライダ１８を吸着保持した搬送ツール４６を移動機構４８が降下させて、スライダ１８の接合面２０ｂ－１に設けられたハンダ３０に光源ユニット１２の基板１４の接合面１４ｃを接触させる（図１０（Ｊ）、図１１のステップ１０）。

　次いで、光源ユニット１２とスライダ１８との間でハンダ３０を挟んだ状態で、電源部５０は、プローブ５１から電極端子１３を介して光源ユニット１２の光源部１６に電圧を印加して光源部１６を発光させ、スライダ１８の搭載面２０ｂに設けられた導波路２６の開口部２６ａに向けてレザー光を放射させる。併せて、第１検出部５２が、導波路２６に導入された光源ユニット１２からレーザ光によって近接場光発生素子２２から出力される近接場光の光強度を検出する。第１検出部５２で検出された近接場光の光強度は制御部５６に記憶される。そして、制御部５６は、第１検出部５４で検出した近接場光の光強度が、所定の基準値より小さければ搬送ツール４６を上昇させた後（図１１のステップ１２）、ステップ９に戻って再度アクティブアライメントを行い、基準値以上であれば次のステップ１３に進む（図１０（Ｋ）、図１１のステップ１１）。

　そして、ステップ１３では、加熱レーザ６８が、スライダ１８の接合面２０ｂ－１と光源ユニット１２の接合面１４ｃとの間でハンダ３０を挟んだ状態で、ステージ４２の対向面４２ａと遮光部６１との間に形成された透光部６２に向けてレーザ光を照射する。これにより、加熱レーザ６８から出射されたレーザ光が、透光部６２を通って光源ユニット１２の基板１４に照射され、光源ユニット１２の基板１４とともにハンダ３０を加熱してハンダ３０を溶融し、光源ユニット１２とスライダ１８とを接合する（図１０（Ｌ）、図１１のステップ１３）。

　以上のように本実施形態では、精密位置合わせ（第１の位置合わせ）においてスライダ１８の位置検出と、アクティブアライメント（第２の位置合わせ）においてスライダ１８の導波路２６に設けられた近接場光発生素子２２から出力される近接場光の光強度の検出とを同一の第１検出部５２によって行うため、光源ユニット１２を発光させながら光源ユニット１２とスライダ１８とを相対的に移動させる範囲を小さく設定することができ、アクティブアライメントに要する時間を大幅に短縮することができる。つまり、スライダ１８の位置を検出する検出部と、スライダ１８の近接場光発生素子２２から出力される近接場光の光強度の検出する検出部とが異なっていると、検出部の切替時に検出位置のズレが生じるため、このズレより十分に広い範囲について光源ユニット１２を発光させながら光源ユニット１２とスライダ１８とを相対的に移動させる必要があるが、本実施形態では、同一の第１検出部５２によってスライダ１８の位置検出と近接場光の光強度の検出とを行うため、光源ユニット１２とスライダ１８とを相対的に移動させる範囲を小さく設定することができる。

　また、本実施形態では、精密位置合わせ（第１の位置合わせ）の終了後であってアクティブアライメント（第２の位置合わせ）の前に、光源ユニット１２を発光させてスライダ１８に設けられた近接場光発生素子２２から出力される近接場光の光強度を測定することで、ステップ７で行った精密位置合わせによって、正しく位置合わせができているか否か、つまり、光源ユニット１２の光源部１６の発光中心１６ａとスライダ１８に設けられた導波路２６の開口端２６ａとが上下方向に対向しているか否か確認することができる。導波路２６がスライダ基板２０の先端部近傍に設けられている場合、光源ユニット１２の光源部１６から放射したレーザ光は、導波路２６を通ってスライダ基板２０の対向面２０ａ側まで到達するだけでなく、スライダ基板２０の先端を回り込んでスライダ基板２０の対向面２０ａ側まで到達する。光源ユニット１２の光源部１６の発光中心１６ａとスライダ１８に設けられた導波路２６の開口端２６ａとが上下方向に対向していない状態でアクティブアライメントを実行すると、スライダ基板２０の先端を回り込んだ光の光強度を検出して正確な位置合わせができなおそれがあるが、本実施形態では、そのようなおそれがないため高精度な位置合わせが可能となる。

　本実施形態では、アクティブアライメント（第２の位置合わせ）の終了後であって光源ユニット１２とスライダ１８とを接合する前に（つまり、ハンダ付けする前に）、光源ユニット１２とスライダ１８との間でハンダ３０を挟んだ状態で光源ユニット１２を発光させてスライダ１８に設けられた近接場光発生素子２２から出力される近接場光の光強度を測定するため、アクティブアライメントの終了後にスライダ１８を降下させる際に生じた位置ズレを検出することができ、光源ユニット１２とスライダ１８とを精度良く接合することができる。

　本実施形態では、ステージ４２が段部４３において光源ユニット１２の基板１４の底面１４ａ及び垂直面１４ｂを吸着保持した状態で光源ユニット１２の上方からスライダ１８を接合するため、スライダ１８に比べて小さい光源ユニット１２を安定して保持した状態で光源ユニット１２とスライダ１８とを接合することができ、光源ユニット１２がスライダ１８に対してずれた位置に接合されにくくなる。

　本実施形態では、センタリングユニット４９の挟持爪４９ａが、光源ユニット１２の基板１４の底面１４ａ及び垂直面１４ｂに平行な方向（Ｙ軸方向）から基板１４を挟んで、ステージ４２の段部４３に載置された光源ユニット１２の位置合わせを行う。そのため、光源ユニット１２は、ステージ４２の段部４３によって上下方向（Ｚ軸方向）及び前後方向（X軸方向）の位置が定まり、センタリングユニット４９によってＹ軸方向の位置が定まり、ステージ４２に対する光源ユニット１２の位置決めを簡単に完了することができる。

　しかも、センタリングユニット４９で光源ユニット１２の基板１４を挟持してＹ軸方向の位置合わせを行った後、センタリングユニット４９による光源ユニット１２の挟持を解除した状態で、搬送ツール４６が光源ユニット１２を上方からステージ４２へ押圧するため、センタリングユニット４９が光源ユニット１２を挟持した時に前後方向の軸回りに光源ユニット１２が傾くことがあったとしても、この傾きを修正することができる。

　本実施形態では、搬送ツール４６が光源ユニット１２をステージ４２の段部４３に押さえつけた状態で電源部５０のプローブ５１が光源ユニット１２の電源端子１３に接触するため、プローブ５１が電源端子１３に接触する際に光源ユニット１２の位置ズレを防ぐことができる。

　本実施形態では、第１検出部５２より光学倍率の低い第２検出部５４で検出した光源ユニット１２及びスライダ１８の位置に基づいて粗位置合わせ（第３の位置合わせ）を行ってから、第１検出部５２で検出したスライダ１８の位置に基づいて精密位置合わせ（第１の位置合わせ）を行うため、精密位置合わせを精度良く短時間で終了させることができる。

　なお、本実施形態では、第２検出部５４で検出した光源ユニット１２の位置と第１検出５２で検出したスライダ１８の位置に基づいて精密位置合わせ（第１の位置合わせ）を行う場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、第２検出部５４を用いることなく、第１検出部５２で検出した光源ユニット１２及びスライダ１８の位置に基づいて精密位置合わせを行っても良い。

　また、本実施形態では、同一の搬送ツール４６で光源ユニット１２及びスライダ１８を供給ステージからステージ４２へ搬送する場合について説明したが、光源ユニット１２及びスライダ１８を別個のツールで供給ステージからステージ４２へ搬送してもよい。

　また、本実施形態では、粗位置合わせ（第３の位置合わせ）を行うために、第１検出部５２より光学倍率の低い第２検出部５４を、ステージ４２の上方に配置する場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば、第２検出部５４は、供給ステージの上方に配置され、供給ステージに載置された光源ユニット１２を撮影するカメラであってもよい。この場合、供給ステージに載置された光源ユニット１２を吸着するために第２検出部５４で検出した供給ステージ上の光源ユニット１２の位置情報を利用して粗位置合わせを行うことができるため、粗位置合わせだけのために光源ユニットの位置情報を検出する検出部を設ける必要がなくなる。

　また、本実施形態において、精密位置合わせ（第１の位置合わせ）とアクティブアライメントに用いる第１検出部５２として、ＣＭＯＳのような１画素（単位セル）ごとに光電変換により得られる電気信号を読み出せる撮像素子５２ａを備えたカメラを用いる場合、精密位置合わせでは、撮像素子５２ａの全ての画素から得られる電気信号を用いてスライダ１８の位置を検出し、アクティブアライメントでは、撮像素子５２ａの一部の画素から得られる電気信号を用いて近接場光発生素子２２から出力される近接場光の光強度を検出してもよい。つまり、精密位置合わせ及びアクティブアライメントにおいて同一の検出部を利用するが、アクティブアライメントでは、精密位置合わせに比べて狭い領域を撮像素子５２ａの検出対象としてもよい。このようにアクティブアライメントにおいて近接場光の光強度を検出する領域を制限することで、アクティブアライメントに要する時間を短縮することができる。

１０…熱アシスト磁気記録ヘッド、１２…光源ユニット、１３…電極端子、１４…基板、１４ａ…底面、１４ｂ…垂直面、１４ｃ…接合面、１６…光源部、１８…スライダ、２０…スライダ基板、２０ａ…対向面、２０ｂ…載置面、２２…近接場光発生素子、２４…磁気記録検出素子、２６…導波路、３０…ハンダ、４０…製造装置、４２…ステージ、４３…段部、４３ａ…水平支持面、４３ｂ…垂直支持面、４６…搬送ツール、４８…移動機構、４９…センタリングユニット、４９ａ…挟持爪、４９ｂ…駆動部、５０…電源部、５１…プローブ、５２…第１検出部、５２ａ…撮像素子、５２ｂ…レンズ、５４…第２検出部、５４ａ…撮像素子、５４ｂ…レンズ、５６…制御部、５８…対物レンズ、５９…透過ミラー、６１…遮光部、６２…透光部、６８…加熱レーザ

Claims (10)

1. 　光源部から光を発する光源ユニットと、前記光源ユニットから放射された光が導入される導波路を有する基板とを接合する半導体装置の製造方法において、
   　前記基板を第１検出部で撮像して前記基板の位置を検出し、検出した前記基板の位置に基づいて、前記光源部と前記導波路とが対向する位置に前記光源ユニットと前記基板を相対的に移動させる第１の位置合わせを行い、
   　前記第１の位置合わせの終了後、前記光源ユニットを発光させながら前記光源ユニットと前記基板とを相対的に移動させて前記導波路から出力された光を、前記第１の位置合わせにおいて前記基板を撮像した前記第１検出部で撮像して該光の強度を測定し、測定された光の強度が最も高くなる位置に前記光源ユニットと前記基板を相対的に移動させる第２の位置合わせを行い、
   　前記第２の位置合わせの終了後、前記光源ユニットと前記基板とを相対的に近接移動させて前記光源ユニットと前記基板とを接合する半導体装置の製造方法。
2. 　前記第１の位置合わせの終了後であって前記第２の位置合わせの前に、前記光源ユニット及び前記基板を停止させた状態で前記光源ユニットを発光させて前記導波路から出力される光の強度を前記第１検出部で測定し、測定された光の強度が基準値以上の場合に前記第２の位置合わせを行い、測定された光の強度が基準値より小さい場合に再度第１の位置合わせを行う請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
3. 　前記第２の位置合わせの終了後であって前記光源ユニットと前記基板とを接合する前に、前記光源ユニットと前記基板との間でハンダを挟んだ状態で前記光源ユニットを発光させて前記導波路から出力される光の強度を前記第１検出部で測定し、測定された光の強度が基準値以上の場合に前記ハンダを溶融して前記光源ユニットと前記基板とを接合し、測定された光の強度が基準値より小さい場合に再度第２の位置合わせを行う請求項１又は２に記載の半導体装置の製造方法。
4. 　前記光源ユニットの底面と該底面に垂直な垂直面とを前記ステージで吸着保持し、前記ステージに吸着保持された前記光源ユニットの上方に前記基板を配置した状態で前記第１の位置合わせ及び第２の位置合わせを行う請求項１～３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
5. 　前記光源ユニットの前記底面及び前記垂直面を前記ステージで吸着保持した後であって前記光源ユニットの上方に前記基板を配置する前に、前記光源ユニットの前記底面及び前記垂直面に平行な方向から前記光源ユニットをセンタリングユニットで挟んで前記ステージに対する光源ユニットの位置合わせを行い、前記センタリングユニットによって前記光源ユニットの挟持を解除した後、前記光源ユニットを上方から前記ステージへ押圧する請求項４に記載の半導体装置の製造方法。
6. 　前記光源ユニットを上方から前記ステージへ押圧した状態で前記光源ユニットに設けられた電極にプローブを接触させ後、前記光源ユニットに対する押圧を解除する請求項５に記載の半導体装置の製造方法。
7. 　前記第１の位置合わせの前に、前記第１検出部より光学倍率の低い第２検出部で前記基板を撮像して前記基板の位置を検出し、前記第２検出部で検出した前記基板の位置に基づいて、前記光源部と前記導波路とが対向する位置に前記光源ユニットと前記基板を相対的に移動させる第３の位置合わせを行った後、前記第１の位置合わせを行う請求項１～６のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
8. 　光源部から光を発する光源ユニットと、前記光源ユニットから放射された光が導入される導波路を有する基板とを接合する半導体装置の製造装置において、
   　前記基板を撮像して前記基板の位置を検出し、かつ、前記導波路から出力された光を撮像して該光の強度を測定する第１検出部と、
   　前記光源ユニットと前記基板とを相対的に移動させる移動機構と、
   　前記光源ユニットに電圧を印加して前記光源ユニットを発光させる電源部と、
   　前記第１検出部、前記移動機構、及び前記電源部を制御する制御部を備え、
   　前記制御部は、
   　前記第１検出部で検出した前記基板の位置に基づいて、前記光源部と前記導波路とが対向する位置に前記光源ユニットと前記基板を相対的に移動させる第１の位置合わせを行い、
   　前記第１の位置合わせの終了後、前記光源ユニットを発光させながら前記光源ユニットと前記基板とを相対的に移動させて前記導波路から出力された光の強度を、前記第１の位置合わせにおいて前記基板を撮像した前記第１検出部で測定し、測定された光の強度が最も高くなる位置に前記光源ユニットと前記基板を相対的に移動させる第２の位置合わせを行い、
   　前記第２の位置合わせの終了後、前記光源ユニットと前記基板とを相対的に近接移動させて前記光源ユニットと前記基板とを接合する半導体装置の製造装置。
9. 　前記第１検出部より光学倍率が低く、前記基板を撮像して前記基板の位置を検出する第２検出部を備え、
   　前記制御部は、前記第１の位置合わせの前に、前記第２検出部で前記基板の位置を検出し、前記第２検出部で検出した前記基板の位置に基づいて、前記光源部と前記導波路とが対向する位置に前記光源ユニットと前記基板を相対的に移動させる第３の位置合わせを行った後、前記第１の位置合わせを行う請求項８に記載の半導体装置の製造装置。
10. 　前記光源ユニットの底面と該底面に垂直な垂直面とを吸着保持するステージを備え、
    　前記移動機構が前記ステージに吸着保持された前記光源ユニットの上方に前記基板を配置した状態で前記第１の位置合わせを行う請求項８又は９に記載の半導体装置の製造装置。

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