(57)【要約】【課題】  端部の断面形状を、従来のものに比べ、欠け、特に、接合面における欠け、剥れが発生しづらい形状にした、ウエハ同士の接合部材あるいはウエハと他の素材との接合部材を提供する。同時に、このような、接合部材の作製方法を提供する。【解決手段】  その外側の端部は、接合する側の各ウエハの面同士は互いに合わさり接合されており、前記外側の端部の断面形状において、外周が、直線、円弧、あるいはこれらの組み合わせ形状で、接合部が最も外側で、且つ、外側に凸状である。更に、その端面の断面形状は、Ｒ型、あるいはＴ型である。【選択図】  図１
2006278807.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエハ同士を接合した接合部材であって、その外側の端部は、接合する側の各ウエハの面同士は互いに合わさり接合されており、前記外側の端部の断面形状において、外周が、直線、円弧、あるいはこれらの組み合わせ形状で、両ウエハの接合部が側面側に最も外側で、且つ、外側に凸状であることを特徴とする接合部材。
【請求項２】
請求項１に記載の接合部材であって、その端面の断面形状は、Ｒ型、あるいはＴ型であることを特徴とする接合部材。
【請求項３】
第１の素材であるウエハを、ウエハあるいはウエハとは別素材からなる第２の素材の一面に接合した接合部材であって、前記第２の素材一面に、前記第１の素材であるウエハの端部を位置させるもので、前記第１の素材であるウエハの外側の端部の断面形状において、外周が、直線、円弧、あるいはこれらの組み合わせ形状で、第２の素材との接合部が側面側に最も外側で、且つ、外側に凸状であることを特徴とする接合部材。
【請求項４】
請求項３に記載の接合部材であって、前記第１の素材であるウエハは、薄膜構造体を有するものであり、前記第２の素材は、ウエハとは別素材からなり、第１の素材を支持するためのフレームとの接合体であることを特徴とする接合部材。
【請求項５】
ウエハ同士を接合した接合部材で、その外側の端部は、接合する側の各ウエハの面同士は互いに合わさり接合されており、前記外側の端部の断面形状において、外周が、直線、円弧、あるいはこれらの組み合わせ形状で、両ウエハの接合部が側面側に最も外側で、且つ、外側に凸状である接合部材を、作製する、接合部材の作製方法であって、接合対象となる両方のウエハの端部を所定の形状に加工した後に、ウエハ同士を接合することを特徴とする接合部材の作製方法。
【請求項６】
ウエハ同士を接合した接合部材で、その外側の端部は、接合する側の各ウエハの面同士は互いに合わさり接合されており、前記外側の端部の断面形状において、外周が、直線、円弧、あるいはこれらの組み合わせ形状で、両ウエハの接合部が側面側に最も外側で、且つ、外側に凸状である接合部材を作製する、接合部材の作製方法であって、ウエハ同士を接合した後に、接合した両方のウエハの端部を所定の形状にベベリングすることを特徴とする接合部材の作製方法。
【請求項７】
第１の素材であるウエハを、ウエハあるいはウエハとは別素材からなる第２の素材の一面に接合した接合部材で、前記第２の素材一面に、前記第１の素材であるウエハの端部を位置させ、前記第１の素材であるウエハの外側の端部の断面形状において、外周が直線、円弧、あるいはこれらの組み合わせ形状で、第２の素材との接合部が側面側に最も外側で、且つ、外側に凸状である接合部材を、作製する、接合部材の作製方法であって、接合対象となる前記第１の素材であるウエハの端部を所定の形状に加工した後に、両素材を接合することを特徴とする接合部材の作製方法。
【請求項８】
第１の素材であるウエハを、ウエハとは別素材からなる第２の素材の一面に接合した接合部材で、前記第２の素材一面に、前記第１の素材であるウエハの端部を位置させ、前記第１の素材であるウエハの外側の端部の断面形状において、外周が直線形状で、第２の素材との接合部が側面側に最も外側で、且つ、外側に凸状である接合部材を、作製する、接合部材の作製方法であって、ウエハを、第２の素材の一面に接合した後に、ウエハの端部を、ＯＨ基を含有したアルカリ水溶液によりエッチングして加工して形成することを特徴とする接合部材の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエハ同士の接合部材、あるいは、ウエハとウエハとは別の素材との接合部材と、それらの作製方法に関する。
特に、マスクの分野や微小電気機械システム（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ、以下、ＭＥＭＳとも言う）の分野に関する。
マスクとしては、荷電粒子線転写用マスク、Ｘ線転写マスク等、ウエハを用いた構造体が挙げられ、また、ＭＥＭＳとしては、ウエハ上に形成された、ダイヤフラム構造、梁構造、メンブレン構造を有する素子や構造体が挙げられる。
尚、荷電粒子線転写用マスクの主な例としては、イオンビーム用転写マスクの他に、電子線投影リソグラフィ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ  Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ（以下、ＥＰＬとも言う）マスク、低速電子線近接投影リソグラフィ（Ｌｏｗ−Ｅｎｅｒｇｙ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ−ｂｅａｍ  Ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ−ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ  Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ（以下、ＬＥＥＰＬとも言う、尚、ＬＥＥＰＬは登録商標である）マスク等の電子線転写用マスクがある。
尚、ここでは、ウエハとは、未処理のウエハ、処理済みのウエハを含むもので、処理済みのウエハとして、上記の各ウエハ構造体を含む。
【背景技術】
【０００２】
近年の微細加工技術の進展に伴い、例えば、ＥＰＬ、ＬＥＥＰＬ等の電子線マスクの開発や、ＭＥＭＳ等の開発に伴い、ウエハ同士を接合、あるいは、ウエハとフレーム等のウエハとは同素材または異素材からなる材料との接合することがある。
ここでは、ウエハの接合としては、ウエハ同士あるいはウエハとは別の素材を何らかの方法により可逆的、あるいは不可逆的に接着することを意味するが、ここでは「不可逆的」（つまり二度と剥れないこと）な接合を目標としている。
接合方法として、代表的には、（１）フュージョン接合１（直接接合）、（２）フュージョン接合２（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ接合）、（３）陽極接合、（４）金属接合、（５）接着剤による接合が挙げられるが、これらについて、以下、簡単に説明しておく。
＜（１）フュージョン接合１（直接接合）＞
Ｓｉ表面をプラズマなどで処理し、平坦面同士を直接接合させるもので、ウエハ同士の接合の場合、プラズマ処理によりＳｉのダングリングボンドを露出させ、その状態で、ウエハ同士を接触させ、必要に応じて圧力と熱を印加すると、Ｓｉのダングリングボンド同士が接合される、とされている。
この接合は、低温でのプロセスが可能であり、表面処理や、熱、圧力の印加がなされる。
ＭＥＭＳ等の作製において用いられている。
【特許文献１】特許  ＷＯ９９１０９２７号                  （ＵＳ１９９７００５７４１３（優先権主張））  ＜（２）フュージョン接合２（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ接合）＞  Ｓｉ表面に、ＳｉＯ2 を、片側あるいは両側に形成し、親水性処理を施した上で密着させ、加熱することで、親水基（ＯＨ基）を反応させ、これにより、余分なＨ２Ｏを排し、ＳｉとＯによる結合によってウエハを接合させるものである。  低温でも接合が可能であるが、十分な接合力を得ようとする場合には、一般に１０００℃以上の温度が必要であり、他にも表面処理や、圧力の印加がなされる場合がある。  ウエハ製造（Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）、ＭＥＭＳの作製に用いられている。
【非特許文献１】応用物理  第６３巻  第１１号  １９９４          「ＵＬＳＩのための貼り合わせＳＯＩ技術」＜（３）陽極接合＞  可動イオン（主としてナトリウム）を含むガラスとシリコンウエハを密着する方法である。  接合時は上述のガラスとウエハを重ね合わせて加熱することで、ガラス側を軟化させると同時に、シリコン側を陽極として両者の間に高電圧を印加する。  これによって、静電引力による接合力が得られる。  この静電引力は、電圧を切り、温度を戻すことで電気的な二重層が固定されるため、結合力が維持される。
【非特許文献２】半導体製造装置用語辞典    第５版             (社）日本半導体製造装置協会  編    日刊工業新聞社＜（４）金属接合＞  対向する接合面の両側、あるいは片側に金属膜を形成し、密着状態にしたうえで、金属が溶融して溶け合うか、あるいは、対面させた基材と共晶化する加熱、加圧条件にて、加熱、加圧して、場合によっては、超音波振動を加えて接合を行うものである。  Ｓｉを接合させるものとしては、ＡｕまたはＡｕを含むはんだ材がよく適用されている。  接合条件となる温度、圧力に到達して溶融、あるいは基材との共晶化する前は、金属と基材との密着性（濡れ性）が芳しくなく、剥がれを起こす可能性がある場合が存在するが、その際には基材と金属との間に密着性向上層（ｗｅｔｔｉｎｇ  ｌａｙｅｒとも言う）を入れることもある。  ＭＥＭＳの作製に用いられている。
【非特許文献３】ＬＯＷ  ＴＥＭＰＥＲＲＡＴＵＲＥ  ＥＵＴＥＣＴＩＣ  ＢＯＮＤＩＮＧ  ＦＯＲ  ＩＮ−ＰＬＡＮＥ  ＴＹＰＥ  ＭＩＣＲＯ  ＴＨＥＲＭＯＥＬＥＣＴＲＩＣ  ＣＯＯＬＥＲ  Ｄａ−Ｊｅｎｇ  ＹＡＯ，Ｇａｎｇ  ＣＨＥＮ，ａｎｄ  Ｃｈａｎｇ−Ｊｉｎ”ＣＪ”  ＫＩＭ  Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ２００１  ＡＳＭＥ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｃｏｎｇｒｅｓｓ  ａｎｄ  Ｅｘｐｏｓｉｔｉｏｎ    Ｎｏｖｅｍｂｅｒ  １１−１６、２００１、Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ、ＮＹ＜（５）接着剤による接合＞  エポキシなどの樹脂で接着させるもので、接着剤と圧力と熱等により接合強度が決まり、ＭＥＭＳの作製に用いられている。
【非特許文献４】ＶＯＩＤ−ＦＲＥＥ  ＦＵＬＬ  ＷＡＦＥＲ  ＡＤＨＥＳＩＶＥ  ＢＯＮＤＥＩＮＧ  Ｆｒａｎｋ  Ｎｉｋｌａｕｓ、Ｐｅｔｅｒ  Ｅｎｏｋｓｓｏｎ、Ｅｄｖａｒｄ  Ｋ．Ｉｖｅｓｔｅｎ  ａｎｄ  Ｇ．ｒａｎ  Ｓｔｅｍｍｅ  Ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ  ａｔ  ｔｈｅ  １３ｔｈ  ＩＥＥＥ  Ｉｎｔ．  Ｃｏｎｆｅｒｎｃｅ  ｏｎ  Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ（ＭＥＭＳ’００）Ｍｉｙａｚａｋｉ  Ｊａｐａｎ，Ｊａｎｕａｒｙ  ２３−２７，ｐｐ．２４７−２５１
【０００３】
接合するウエハの端面形状として、代表的には、図９（ｂ）に示すＲ型、図９（ｃ）に示すＴ型の２種類がある。
尚、図９（ｂ）、図９（ｃ）は、図９（ａ）に示すウエハ１１０の外周の端部を跨ぐＧ１−Ｇ２における断面図形状を示したものである。
これらの形状は、一般には、ブレード方式あるいはテープ研磨方式のベベリングと呼ばれる面取り加工によって形成される。（非特許文献２参照）
ブレード方式は、図１０（ａ）にその平面図を示し、図１０（ｃ）に図１０（ａ）のＨ１−Ｈ２断面の一部を示すように、ウエハ１１０の端部を所望の端面形状に合わせた形状のブレード１２０に押し当てて研磨するものである。
尚、研磨時は、図１０（ｂ）に示すように、ウエハをスピンナー１４０に固定、回転しながら行う。
テープ研磨方式は、端面をテープ研磨するもので、例えば、図１１（ａ）にその平面図を示し、図１１（ｃ）に図１１（ａ）のＩ１−Ｉ２断面の一部を示すように、テープ研磨ユニット１３０を用い、ローラ１３２で研磨テープ１３１を送り出して、ウエハ１１０の端面を研磨するものである。
尚、研磨時は、図１１（ｂ）に示すように、ウエハをスピンナー１４０に固定、回転しながら行う。
【０００４】
このような端面形状を有するＲ型同士のウエハ、Ｔ型同士のウエハ、Ｒ型ウエハとＴ型ウエハを用いて、ウエハ同士を接合した場合、接合後の端面形状は、それぞれ、図１２（ａ）〜図１２（ｃ）のようになる。
これらの場合、接合面に対して垂直な力に対しては強いが、端面（境界）に対する力には弱い。
図１３（ａ）の矢印に示すような引っ張り力に対して接合面１１４ａは強固で、過度の引っ張り力では、図１３（ａ１）に示すように、接合面以外で剥れが発生する。
また、図１３（ｂ）に示すような側面からの力を与えると、簡単に、図１３（ｂ１）に示すように接合面１１４ｂにおいて剥れてしまう。
エッジ（端部）はハンドリングの際や装置内で保持する際に接触する可能性が高く、図１４に示すように、さまざまな方向から外力が加わる可能性があり、外力が加わった場合、エッジ（端部）において、この外力により欠け、剥れが発生することがある。
尚、引っ張り力は、例えば、図８に示ようにして、破壊する引っ張り力を測定する。
この方法の場合、引っ張り冶具上部８１に接合部材５０の上面を接着材７０により固定し、引っ張り冶具下部８２に接合部材５０の下面を接着材７０により固定し、矢印の方向に引っ張り力をかけて、接合部材が破壊する引っ張り力を測定する。
【０００５】
また、ウエハ接合は、その処理方法にもよるが、周縁部付近、接合するウエハ間に微細な空隙（ボイドとも言う）が発生やすく、周縁部付近の接合状態が、中心付近に比較して悪くなる場合がある。
微細な空隙部においてはウエハの接合が未接合である。
尚、図１５に示すように、ウエハ同士の接合部材２１０に対し、赤外光２２０を一面から照射し、Ｓｉを通過する赤外光により、前記一面の反対面側にて、赤外線検出カメラ２３０で接合部材２１０を撮影し、接合するウエハ２１１、２１２間に発生する空隙を検出することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のように、近年、微細加工技術の進展に伴い、ウエハ同士を接合、あるいは、ウエハと異素材とを、不可逆的な接合を目標として接合することがあるが、ウエハ同士を接合した端面の形状が、接合面に対して垂直な力に対しては強いが、端面（境界）に対する力には弱い形状で、エッジが、ハンドリングの際や、装置内で保持する際に、接触する可能性が高く、さまざまな方向から外力が加わる可能性があり、このため、この部分は、外力により、欠陥の原因となる欠けが発生することもあり、また接合面において剥れが発生することがあり、この対応が求められていた。
本発明はこれに対応するもので、端部の断面形状を、従来のものに比べ、欠け、特に、接合面における欠け、剥れが発生しづらい形状にした、ウエハ同士の接合部材あるいはウエハと他の素材との接合部材を提供しようとするものである。
同時に、このような、接合部材の作製方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の接合部材は、ウエハ同士を接合した接合部材であって、その外側の端部は、接合する側の各ウエハの面同士は互いに合わさり接合されており、前記外側の端部の断面形状において、外周が、直線、円弧、あるいはこれらの組み合わせ形状で、両ウエハの接合部が側面側に最も外側で、且つ、外側に凸状であることを特徴とするものである。
そして、上記の接合部材であって、その端面の断面形状は、Ｒ型、あるいはＴ型であることを特徴とするものである。
また、本発明の接合部材は、第１の素材であるウエハを、ウエハあるいはウエハとは別素材からなる第２の素材の一面に接合した接合部材であって、前記第２の素材一面に、前記第１の素材であるウエハの端部を位置させるもので、前記第１の素材であるウエハの外側の端部の断面形状において、外周が、直線、円弧、あるいはこれらの組み合わせ形状で、第２の素材との接合部が側面側に最も外側で、且つ、外側に凸状であることを特徴とするものである。
そして、上記の接合部材であって、前記第１の素材であるウエハは、薄膜構造体を有するものであり、前記第２の素材は、ウエハとは別素材からなり、第１の素材を支持するためのフレームとの接合体であることを特徴とするものである。
尚、ここでは、ウエハとは、未処理のウエハ、処理済みのウエハを含むもので、処理済みのウエハとして、薄膜構造を有するマスクを形成するウエハや、ダイヤフラム構造、梁構造、メンブレン構造を有する素子や構造体のＭＥＭＳを形成するウエハを含む。
また、「外側に凸状である」とは、断面形状において、外周が、連続的に接合部材の内側から外側にいくにつれて接合面側に近づく形状であることを意味しており、ここでは、接合部材を形成するウエハ同士あるいはウエハと他の素材の、一方もしくは両方の断面形状の外周が、接合部の最も外側位置において接合面に直交している場合も含む。
【０００８】
本発明の接合部材の作製方法は、ウエハ同士を接合した接合部材で、その外側の端部は、接合する側の各ウエハの面同士は互いに合わさり接合されており、前記外側の端部の断面形状において、外周が、直線、円弧、あるいはこれらの組み合わせ形状で、両ウエハの接合部が側面側に最も外側で、且つ、外側に凸状である接合部材を、作製する、接合部材の作製方法であって、接合対象となる両方のウエハの端部を所定の形状に加工した後に、ウエハ同士を接合することを特徴とするものである。
あるいは、本発明の接合部材の作製方法は、ウエハ同士を接合した接合部材で、その外側の端部は、接合する側の各ウエハの面同士は互いに合わさり接合されており、前記外側の端部の断面形状において、外周が、直線、円弧、あるいはこれらの組み合わせ形状で、両ウエハの接合部が側面側に最も外側で、且つ、外側に凸状である接合部材を、作製する、接合部材の作製方法であって、ウエハ同士を接合した後に、接合した両方のウエハの端部を所定の形状にベベリングすることを特徴とするものである。
また、本発明の接合部材の作製方法は、第１の素材であるウエハを、ウエハあるいはウエハとは別素材からなる第２の素材の一面に接合した接合部材で、前記第２の素材一面に、前記第１の素材であるウエハの端部を位置させ、前記第１の素材であるウエハの外側の端部の断面形状において、外周が直線、円弧、あるいはこれらの組み合わせ形状で、第２の素材との接合部が側面側に最も外側で、且つ、外側に凸状である接合部材を、作製する、接合部材の作製方法であって、接合対象となる前記第１の素材であるウエハの端部を所定の形状に加工した後に、両素材を接合することを特徴とするものである。
また、本発明の接合部材の作製方法は、第１の素材であるウエハを、ウエハとは別素材からなる第２の素材の一面に接合した接合部材で、前記第２の素材一面に、前記第１の素材であるウエハの端部を位置させ、前記第１の素材であるウエハの外側の端部の断面形状において、外周が直線形状で、第２の素材との接合部が側面側に最も外側で、且つ、外側に凸状である接合部材を、作製する、接合部材の作製方法であって、ウエハを、第２の素材の一面に接合した後に、ウエハの端部を、ＯＨ基を含有したアルカリ水溶液によりエッチングして加工して形成することを特徴とするものである。
【０００９】
（作用）
請求項１の発明の接合部材は、このような構成にすることにより、端部の断面形状を、従来のものに比べ、欠け、特に、接合面における、欠け、剥れが発生しづらい形状にした、ウエハ同士の接合部材の提供を可能としている。
即ち、接合部材の接合部に隙間は無く、従来の接合部材に比べ、接合部材の接合面に直交する引っ張り力にも、これと直交する側からの外力にも、接合面における欠け、剥れが発生し難い構造となっている。
具体的には、ウエハ同士を接合した接合部材であって、その外側の端部は、接合する側の各ウエハの面同士は互いに合わさり接合されており、前記外側の端部の断面形状において、外周が、直線、円弧、あるいはこれらの組み合わせ形状で、両ウエハの接合部が側面側に最も外側で、且つ、外側に凸状であることによりこれを達成している。
特に、端面の断面形状は、Ｒ型、あるいはＴ型である場合には、欠け発生の面からは好ましい。
請求項３の発明の接合部材は、このような構成にすることにより、端部の断面形状を、第１の素材であるウエハの欠け、特に、接合面における、欠け、剥れが発生しづらい形状にした、第１の素材であるウエハと、第２の素材との接合部材の提供を可能としている。  このような接合部材としては、第１の素材であるウエハは、薄膜構造体を有するもので、第２の素材は、ウエハとは別素材からなるものが挙げられる、具体的には、ＬＥＥＰＬ用のマスク等のマスク構造体がこれに相当する。
【００１０】
請求項５あるいは請求項６の発明の接合部材の作製方法は、このような構成にすることにより、端部の断面形状を、従来のものに比べ、欠け、特に、接合面における、欠け、剥れが発生しづらい形状にした、ウエハ同士の接合部材を、作製する接合部材の作製方法の提供を可能としている。
【００１１】
請求項７の発明の接合部材の作製方法は、このような構成にすることにより、第１の素材の端部の断面形状を、欠け、特に、接合面における、欠け、剥れが発生しづらい形状にした、ウエハ同士の接合部材、あるいは第１の素材をウエハとし第２の素材をこれとは別の素材とする接合部材を、作製する接合部材の作製方法の提供を可能としている。
【００１２】
請求項８の発明の接合部材の作製方法は、このような構成にすることにより、接合後にウエハの端部を、ＯＨ基を含有したアルカリ水溶液により、例えば、水酸化カリウム水溶液によりエッチングして加工することにより、従来のブレードや研磨テープによらず、第１の素材の端部の断面形状を、欠け、特に、接合面における、欠け、剥れが発生しづらい形状に、容易にできるものとしている。
これは、ウエハのエッチング速度が結晶の面方位により異なる性質を利用するもので、この場合、第２の素材としてはＯＨ基を含有したアルカリ水溶液によりエッチングが入らない、もしくは、エッチング速度が、第１の素材に比べ極めて小さいことが前提となる
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、上記のように、従来のものに比べ、欠け、特に、接合面における、欠け、剥れが発生しづらい、接合部材の提供を可能とした。
同時に、そのような接合部材の作製方法の提供を可能とした。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１（ａ）は本発明の接合部材の実施の形態の第１の例の１平面図で、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ１−Ａ２における断面図で、図２（ａ）、図２（ｂ）、図２（ｃ）は、それぞれ、図１に示す第１の例の変形例の端部を示した図で、図３（ａ）、図３（ｂ）はそれぞれ、図１に示す第１の例の接合部材の作製方法を説明するための図で、図４（ａ）は本発明の接合部材の実施の形態の第２の例の１断面図で、図４（ｂ）は図４（ａ）のＣ０側からみた平面図で、図５は従来のＬＥＥＰＬ用のマスク接合部材の断面図で、図６（ａ）は接合の強度を接着の強さで評価する場合の試験方法の概略図で、図６（ｂ）は、図６（ａ）の試験に用いられる刃部の外形寸法を示した斜視図で、図７は接合の強度を接着の強さで評価する場合の試験方法を示した概略図で、図８は引っ張り試験方法を説明するための概略図である。
尚、図１中の点線部Ａ３、図２中の点線部Ａ３１、Ａ３２、Ａ３３、図４中の点線部Ｃ１、図５中の点線部Ｄ１は、それぞれ、接合部材の外側の端部を示している。
また、図６（ｂ）は図６（ａ）のＥ１部を拡大して示した図である。
図１〜図８中、１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１Ａ、１Ｂは接合部材、２、２ａ、２ｂ、２ｃ、２Ａ、２Ｂはウエハ、３、３ａ、３ｂ、３ｃ、３Ａ、３Ｂはウエハ、４、４ａ、４ｂ、４ｃ、４Ａ、４Ｂは接合面、５、５ａ、５ｂ、５ｃ、５Ａ、５Ｂは外周、６、６ａ、６ｂ、６ｃ、６Ａ、６Ｂは（外周の）接合部、１０はウエハ構造体（単にウエハあるいはマスクとも言う）、１１はＳｉウエハ、１２はＳｉＯ2 層、１３はＳｉ薄膜、１４は露光領域（パターン領域とも言う）、１５は穴部、１８は研磨面、１８ＡはＲ型の研磨面、２０はフレーム、３０は接合面、５０は接合部材、５１、５１ａ、５２、５２ａはウエハ、５３、５３ａは接合面、６０は刃部、７０は接着材、８１は引っ張り冶具上部、８２は引っ張り冶具下部である。
【００１５】
はじめに、本発明の接合部材の実施の形態の第１の例を図１に基づいて説明する。
第１の例の接合部材１は、８インチサイズ、厚さ０．７２５ｍｍのＳｉウエハ同士２、３を先に述べたフュージョン接合１（直接接合）により接合した接合部材である。
そして、図１（ｂ）に示すように、その外側の端部は、接合する側の各ウエハ２、３の面同士は互いに合わさり接合されており、外側の端部の断面において、各ウエハ２、３の断面外周は、円弧形状であり、また、断面形状の接合部材１の側面側の外周５は、両ウエハ２、３の接合部６が最も外側で、且つ、外側に凸状である。
本例の場合、その外側端部の断面外周の形状は、図９に示すＲ型と同じ形状で、この場合もＲ型と言う。
このようにすることにより、接合部材１の外側の端部の断面形状を、従来のものに比べ、欠け、特に、接合面における、欠け、剥れが発生しづらいものとしている。
接合部材１の接合部６に隙間は無く、従来の接合部材に比べ、接合部材の接合面に直交する引っ張り力にも、これと直交する側からの外力にも、接合面における欠け、剥れが発生し難い構造となっている。
【００１６】
本例の接合部材１の作製方法としては、図３（ａ）にその概容を示す示す第１の作製方法や、図３（ｂ）にその概容を示す示す第２の作製方法がある。
第１の作製方法は、接合対象となる両方のウエハ２Ａ、２Ｂの端部を所定の形状にベベリング加工した後に、ウエハ同士２Ａ、２Ｂをフュージョン接合１（直接接合）により接合するものである。
また、第２の作製方法は、接合対象となる両方のウエハ同士２Ａ、２Ｂを接合した後に、接合した両方のウエハ２Ａ、２Ｂの端部を所定の形状にベベリングするものである。
尚、ベベリング加工は、先にも述べたが、図１０に示すようにブレードを用いて行うか、図１１に示すようにテープ研磨ユニットを用いて行う。
上記の第１の作製方法により接合された接合部材は、ウエハ２Ａと２Ｂの重ね合わせズレにより、厳密に言うと、前述の断面形状（以下、理想形状と言う。）を実現できていない。
しかし、そのズレの大きさが百マイクロメータ程度より小さいときには、外力に対する接合部材の性能は、理想形状の接合部材の性能と同等である。
【００１７】
本例の変形例の接合部材としては、ウエハ同士を接合した接合部材の外側の端部の形状が、図２（ａ）、図２（ｂ）、図２（ｃ）に示す断面をもつものが挙げられる。
これらは、いずれも、接合する側の各ウエハの面同士は互いに合わさり接合されており、外側の端部の断面形状において、外周が、直線の組み合わせ形状であり、また、両ウエハの接合部が側面側に最も外側で、且つ、外側に凸状である。
図２（ａ）に示す断面の場合、その外側端部の断面外周の形状は、図９に示すＴ型と同じ形状で、この場合もＴ型と言う。
欠けの面からは、図１に示す本例の接合部材１の端部の断面形状がＲ型で最も好ましいが、図２（ａ）に示すＴ型も欠け発生し難い構造と言える。
【００１８】
次いで、本発明の接合部材の実施の形態の第２の例を図４に基づいて説明する。
第２の例の接合部材は、８インチサイズ、厚さ０．７２５ｍｍのＳｉウエハを加工して６インチサイズのほぼ角形に外形加工したＬＥＥＰＬ用のマスク（ウエハ構造体）１０を、Ｓｉウエハ１１側で６インチ角型形状のＳｉからなる四角枠状のフレーム２０にフュージョン接合１（直接接合）により接合した接合部材で、フレーム２０の一面に、ウエハ構造体１０の端部を位置させるものである。
尚、ウエハ構造体１０を単にウエハあるいはマスクとも言う。
図４（ａ）に示すように、ウエハ構造体１０の断面外周は直線形状で、その外側の断面形状の側面側の外周は、前記一方のウエハとの接合部が最も外側で、且つ、外側に凸状である。
これにより、ウエハ構造体１０の欠け、特に、接合面３０における、欠け、剥れが発生しづらいものとしている。
尚、従来は、ＬＥＥＰＬ用のマスク（ウエハ構造体）１０をフレーム２０に接合した接合部材は、図５に示すような断面で、ウエハ構造体１０の外側の端部の断面外周の形状はＲ型で、この外周形状のままフレームに接合されており、露光処理や洗浄等のプロセス処理において、ウエハ構造体１０に欠け、特に、接合面３０における、欠け、剥れが発生し、問題になっていた。
【００１９】
第２の例の接合部材の作製方法としては、通常、接合対象となるウエハ構造体１０の端部を所定の形状にベベリング加工した後に、ウエハ構造体１０をフレーム２０の一面にフュージョン接合１（直接接合）により接合する方法が採られる。
【００２０】
第２の変形例としては、第２の例のフレーム２０をＳｉではなく、ＯＨ基を含有したアルカリ水溶液に耐エッチング性のある材質のものを用いる場合も挙げられる。
この場合の作製方法としては、上記の第２の例の接合部材の作製方法のように、研磨してベベリング加工した後に、ウエハ構造体をフレームの一面にフュージョン接合１（直接接合）により接合する第１の方法の他に、ウエハ構造体１０を、フレーム２０にフュージョン接合１（直接接合）により接合した後に、ウエハ構造体１０の端部を、ＯＨ基を含有したアルカリ水溶液、例えば水酸化カリウム水溶液によりエッチングして加工して形成し、図４に示すような、研磨面１８に相当する断面形状として作製する第２の方法がある。  第２の方法は、ウエハのエッチング速度が結晶の面方位により異なる性質を利用するものである。
例えば、ウエハの（１００）面側から水酸化カリウム水溶液によりエッチング加工を行うと、（１１１）面が露出するようにエッチングが進行する。
【００２１】
上記、第１の例の接合部材、第２の例の接合部材は１例で、本発明はこれらに限定はされない。
上記、第１の例の接合部材、第２の例の接合部材の場合は、フュージョン接合１（直接接合）にて接合されているが、先に述べた、フュージョン接合２（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ接合）、陽極接合や、金属接合、接着剤による接合にて、接合した形態も挙げることができる。  また、第２の例の接合部材のウエハ構造体１０は、ＬＥＥＰＬ用のマスクであるが、これ以外の、荷電粒子線転写用マスク、Ｘ線転写マスク等のウエハを用いた構造体が挙げられ、また、ウエハ上に形成された、ダイヤフラム構造、梁構造、メンブレン構造を有する素子や構造体が挙げられる。
【００２２】
ここで、本発明の接合部材の接着強度について、図６、図７、図８を参照にして簡単に説明しておく。
図６（ａ）は、図２（ｂ）に示す形態の端部の断面形状を有するＳｉウエハ同士（５１、５２）をフュージョン接合１（直接接合）にて接合した、サイズ１５ｍｍ□の試験片からなる接合部材の、側面側から刃部６０を外力ｆにより押し当てて、破壊に至った外力ｆ１を測定したものである。
尚、Ｓｉウエハ５１の端部面（側面のこと）は水酸化カリウム水溶液でエッチングして形成したもので、ウエハ５２の端部面（側面のこと）はダイシングによる形成した面である。
刃部６０の形状寸法は、図６（ｂ）に示す通りである。
この場合、結果は表１のようになった。    
【表１】
2006278807.tif 000003
尚、表１で測定不能は、刃部６０の先端が入らなかったものである。
また、ＭＰａはメガパスカルを表す。
試験片Ｎｏ３については、ｆが５３．９ＭＰａで、接合面５３に剥れが発生した。
これより、ｆ１は５３．９ＭＰａと判断された。
また、図７（ａ）は、それぞれ、Ｒ型の形態の端部断面を有するＳｉウエハ同士（５１、５２）を接合した、サイズ１５ｍｍ□の試験片からなる接合部材の、側面側から刃部６０を外力ｆにより押し当てて、破壊に至った外力ｆ２を測定したものである。
図６（ｂ）に示す刃部と同じ形状サイズの刃部を用いた。
この場合、結果は表２のようになった。
【表２】
2006278807.tif 000004
上記のように、図６に示す本発明の接合部材におけるｆ１は５３．９ＭＰａで、図７に示す従来の、接合部材におけるｆ２は０．６ＭＰａ〜４．７ＭＰａの範囲にわたり、接合の強度の比較を示す指標としてｆ１とｆ２の比ｆ１／ｆ２をとってみると、ｆ１／ｆ２は、１２〜８９となった。
これより、図６に示す本発明の接合部材の方が、図７に示す従来の接合部材よりも接合面の接合強度が１桁以上大きいことが分かる。
尚、図６に示す接合部材以外の端部の断面を有する本発明の接合部材についても、その構造から、基本的には、同様な接合の強度が期待できる。
【００２３】
尚、参考までに、図６に示す接合部材について、図８に示す引っ張り試験方法により、破壊する引っ張り力ｆ０を測定したが、表３のようになった。
【表３】
2006278807.tif 000005
このように、図６に示す接合部材については、破壊する引っ張り力ｆ０は、ｆ１と同程度の大きさで、図６に示す接合部材の接合強度が端面側（側面側）からの力に対しても十分強いことが分かる。
尚、図８に示す引っぱり試験方法は、引っ張り冶具上部８１に接合部材５０の上面を接着材７０により固定し、引っ張り冶具下部８２に接合部材５０の下面を接着材７０により固定し、矢印の方向に引っ張り力をかけて、接合部材が破壊する引っ張り力を測定する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１（ａ）は本発明の接合部材の実施の形態の第１の例の１平面図で、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ１−Ａ２における断面図である。
【図２】図２（ａ）、図２（ｂ）、図２（ｃ）は、それぞれ、図１に示す第１の例の変形例の端部を示した図である。
【図３】図３（ａ）、図３（ｂ）はそれぞれ、図１に示す第１の例の接合部材の作製方法を説明するための図である。
【図４】図４（ａ）は本発明の接合部材の実施の形態の第２の例の１断面図で、図４（ｂ）は図４（ａ）のＣ０側からみた平面図である。
【図５】図５は従来のＬＥＥＰＬ用のマスク接合部材の断面図である。
【図６】図６（ａ）は接合の強度を接着の強さで評価する場合の試験方法の概略図で、図６（ｂ）は、図６（ａ）の試験に用いられる刃部の外形寸法を示した斜視図である。
【図７】接合の強度を接着の強さで評価する場合の試験方法を示した概略図である。
【図８】引っ張り試験方法を説明するための概略図である。
【図９】従来のウエハの外側の端部の断面形状を説明するための図である。
【図１０】ブレードによるベベリングを説明するための図である。
【図１１】テープ研磨によるベベリングを説明するための図である。
【図１２】従来のウエハ同士を接合した接合部材の外側の端部の断面形状を説明するための図である。
【図１３】従来のＲ型のウエハ同士を接合した接合部材の引っ張り力、側面からの外力による破壊、剥れを説明するための図である。
【図１４】従来の接合部材における欠けを説明するための図である。
【図１５】接合部材の接着における空隙を撮像するための撮影方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００２５】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１Ａ、１Ｂ    接合部材
２、２ａ、２ｂ、２ｃ、２Ａ、２Ｂ    ウエハ
３、３ａ、３ｂ、３ｃ、３Ａ、３Ｂ    ウエハ
４、４ａ、４ｂ、４ｃ、４Ａ、４Ｂ    接合面
５、５ａ、５ｂ、５ｃ、５Ａ、５Ｂ    外周
６、６ａ、６ｂ、６ｃ、６Ａ、６Ｂ  （外周の）接合部
１０              ウエハ構造体（単にウエハあるいはマスクとも言う）
１１              Ｓｉウエハ
１２              ＳｉＯ2 層
１３              Ｓｉ薄膜
１４              露光領域（パターン領域とも言う）
１５              穴部
１８              研磨面
１８Ａ            Ｒ型の研磨面
２０              フレーム
３０              接合面
５０              接合部材
５１、５１ａ、５２、５２ａ    ウエハ
５３、５３ａ      接合面
６０              刃部
７０              接着材
８１              引っ張り冶具上部
８２              引っ張り冶具下部
１１０            ウエハ
１１０ａ          端部
１１１〜１１６    ウエハ
１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ  ウエハ
１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ  ウエハ
１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃ  接合面
１２０            ブレード
１３０            テープユニット
１３１            研磨テープ
１３２            ローラ
１４０            スピンナー
２１０            接合部材
２１１、２１２    ウエハ
２２０            赤外光
２３０            赤外線検出カメラ
【図１】
2006278807.tif 000006
【図２】
2006278807.tif 000007
【図３】
2006278807.tif 000008
【図４】
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【図５】
2006278807.tif 000010
【図６】
2006278807.tif 000011
【図７】
2006278807.tif 000012
【図８】
2006278807.tif 000013
【図９】
2006278807.tif 000014
【図１０】
2006278807.tif 000015
【図１１】
2006278807.tif 000016
【図１２】
2006278807.tif 000017
【図１３】
2006278807.tif 000018
【図１４】
2006278807.tif 000019
【図１５】
2006278807.tif 000020