(57)【要約】【課題】接合対象をより確実に保持すること。【解決手段】静電チャック１８と活性化装置とを備えている。静電チャック１８は、端子２３−１〜２３−２を介して内部電極２２−１〜２２−２に電圧が印加されることにより接合対象７を保持する。その活性化装置は、静電チャック１８に保持される接合対象７の表面に粒子を照射する。端子２３−１〜２３−２は、静電チャック１８の表面のうちのその粒子が照射されない領域に配置されている。このような接合装置は、その粒子の長時間照射により形成される導体の薄膜が端子２３−１〜２３−２の近傍に形成されることを防止することができ、内部電極２２−１〜２２−２に印加される電圧による火花放電が発生することを防止し、静電チャック１８が接合対象７をより確実に保持することができる。【選択図】図２
2011071445.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電チャックと、
前記静電チャックの内部に形成された内部電極に電気的に接続されている端子と、
前記端子を介して前記内部電極に電圧が印加されることにより前記静電チャックに保持される接合対象の表面に粒子を照射する活性化装置と、
前記接合対象を接合する接合雰囲気を形成する接合チャンバーとを具備し、
前記端子は、前記静電チャックの表面のうちの前記粒子が照射されない領域に配置される
接合装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記端子は、前記静電チャックの表面のうちの前記接合対象を保持する面の反対側に配置される
接合装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記静電チャックを支持する圧接軸をさらに具備し、
前記端子は、前記圧接軸に形成される穴の内部に配置される
接合装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記端子を被覆する被覆体
をさらに具備する接合装置。
【請求項５】
請求項３または請求項４のいずれかにおいて、
前記穴の内壁を被覆する絶縁体
をさらに具備する接合装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項３のいずれかにおいて、
前記端子を前記粒子から遮蔽する遮蔽体
をさらに具備する接合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接合装置に関し、特に、接合対象を接合するときに利用される接合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
微細な電気部品や機械部品を集積化したＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）が知られている。そのＭＥＭＳとしては、マイクロマシン、圧力センサ、超小型モータなどが例示される。複数のパターンが形成された２枚のウェハを１枚の接合ウェハに接合することにより、このようなデバイスをその接合ウェハに複数形成する接合方法が知られている。その接合方法は、その２枚のウェハの表面に粒子を照射する工程と、その粒子により活性化された表面同士を圧接する工程とを備えている。このような接合方法を実行する接合装置は、量産性・信頼性の向上が望まれ、そのウェハをより確実に保持することが望まれている。
【０００３】
特開２００７−２８１２０３号公報には、ウェハなどの被接合物の接合面の材質に関わらず大きな接合強度が得られる接合方法が開示されている。その接合方法は、２つの被接合物を互いに接合する接合方法であって、室温の真空中で両方の被接合物の接合面にイオンビームまたは原子ビームを照射してスパッタエッチングすると同時に、そのイオンビームまたは原子ビームによって接合用の成膜材料をスパッタして少なくとも一方の被接合物の接合面に薄膜を形成し、その後に接合面どうしを重ね合わせることを特徴としている。
【０００４】
特開平０６−９９３１７号公報には、被接合材に大きな圧力を加えることなく、かつ低い温度で接合するための接合方法が開示されている。その接合方法は、超高純度雰囲気内で二つの接合面を粒子ビームで照射した後、再度、前記粒子ビームでいずれか前記一方の接合面をスパッタリングして前記他方の接合面へ超微粒子膜を形成し、前記両接合面を重ね合わせてわずかに加圧して接合することを特徴としている。
【０００５】
特許第３８４８９８９号公報には、表面活性化接合が難しかったイオン性結晶等からなる基板同士を低温度での処理により接合することができる基板接合方法が開示されている。その基板接合方法は、複数の基板同士を接合する基板接合方法であって、真空中で各基板の接合面へ、不活性ガスイオンビームまたは不活性ガス中性原子ビームと、金属イオンビームまたは金属中性原子ビームとを同時に照射して、前記不活性ガスイオンビームまたは不活性ガス中性原子ビームによって前記基板表面が削り取られる作用と前記金属イオンビームまたは金属中性原子ビームによって金属原子が堆積する作用との均衡により、各基板の接合面上に１ｎｍ〜１０ｎｍの膜厚の金属薄膜を形成する段階と、各基板の接合面同士を重ね合わせることによって前記金属薄膜を媒体として前記基板同士を表面活性化接合する段階と、を有することを特徴としている。
【０００６】
特許第４１７２８０６号公報には、基板面に中間材を均一に形成し、接合時の加熱が不要で常温にて接合しても十分な接合強度が得られる常温接合方法が開示されている。その常温接合方法は、複数の基板を中間材を介して常温で接合する方法において、複数のターゲットを物理スパッタリングすることによって、前記基板の被接合面上に前記中間材を形成する工程と、前記基板の被接合面を物理スパッタリングにより活性化する工程と、を含むことを特徴としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−２８１２０３号公報
【特許文献２】特開平０６−９９３１７号公報
【特許文献３】特許第３８４８９８９号公報
【特許文献４】特許第４１７２８０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、接合対象をより確実に保持する接合装置を提供することにある。
本発明の他の課題は、接合対象をより確実に保持し、かつ、よりコンパクトである接合装置を提供することにある。
本発明の他の課題は、接合対象をより確実に保持し、かつ、その接合対象を保持するチャックの剛性を確保する接合装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下に、発明を実施するための形態・実施例で使用される符号を括弧付きで用いて、課題を解決するための手段を記載する。この符号は、特許請求の範囲の記載と発明を実施するための形態・実施例の記載との対応を明らかにするために付加されたものであり、特許請求の範囲に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００１０】
本発明による接合装置（１）は、静電チャック（１８）（３０）（４０）（５０）（７０）と端子（２３−１〜２３−２）（３３−１〜３３−２）（４３−１〜４３−２）（５３−１〜５３−２）（７３−１〜７３−２）と活性化装置（１４）と接合チャンバー（２）とを備えている。端子（２３−１〜２３−２）（３３−１〜３３−２）（４３−１〜４３−２）（５３−１〜５３−２）（７３−１〜７３−２）は、静電チャック（１８）（３０）（４０）（５０）（７０）の内部に形成された内部電極（２２−１〜２２−２）（３２−１〜３２−２）（４２−１〜４２−２）（５２−１〜５２−２）（７２−１〜７２−２）に電気的に接続されている。静電チャック（１８）（３０）（４０）（５０）（７０）は、端子（２３−１〜２３−２）（３３−１〜３３−２）（４３−１〜４３−２）（５３−１〜５３−２）（７３−１〜７３−２）を介して内部電極（２２−１〜２２−２）（３２−１〜３２−２）（４２−１〜４２−２）（５２−１〜５２−２）（７２−１〜７２−２）に電圧が印加されることにより接合対象（７）を保持する。活性化装置（１４）は、静電チャック（１８）（３０）（４０）（５０）（７０）に保持される接合対象（７）の表面に粒子を照射する。接合チャンバー（２）は、接合対象（７）を接合する接合雰囲気を形成する。このとき、端子（２３−１〜２３−２）（３３−１〜３３−２）（４３−１〜４３−２）（５３−１〜５３−２）（７３−１〜７３−２）は、静電チャック（１８）（３０）（４０）（５０）（７０）の表面のうちのその粒子が照射されない領域に配置される。このような接合装置（１）は、その粒子が長時間照射された表面に導体の薄膜が形成されることがある。このような接合装置（１）は、このような薄膜が端子（２３−１〜２３−２）（３３−１〜３３−２）（４３−１〜４３−２）（５３−１〜５３−２）（７３−１〜７３−２）の近傍に形成されることを防止することができ、端子（２３−１〜２３−２）（３３−１〜３３−２）（４３−１〜４３−２）（５３−１〜５３−２）（７３−１〜７３−２）を介して内部電極（２２−１〜２２−２）（３２−１〜３２−２）（４２−１〜４２−２）（５２−１〜５２−２）（７２−１〜７２−２）に印加される電圧による火花放電が発生することを防止し、静電チャック（１８）（３０）（４０）（５０）（７０）が接合対象（７）をより確実に保持することができる。
【００１１】
端子（２３−１〜２３−２）（４３−１〜４３−２）（５３−１〜５３−２）（７３−１〜７３−２）は、静電チャック（１８）（４０）（５０）（７０）の表面のうちの接合対象（７）を保持する面の反対側に配置される。このような接合装置（１）は、その火花放電が発生することをより確実に防止し、静電チャック（１８）（４０）（５０）（７０）が接合対象（７）をより確実に保持することができる。
【００１２】
本発明による接合装置は、静電チャック（５０）（７０）を支持する圧接軸（６０）（８０）をさらに備えている。端子（５３−１〜５３−２）（７３−１〜７３−２）は、圧接軸（６０）（８０）に形成される穴（６１−１〜６１−２）（８１−１〜８１−２）の内部に配置される。このような接合装置は、さらに、静電チャック（１８）（３０）（４０）（５０）（７０）の剛性を確保することができ、かつ、コンパクトである。
【００１３】
本発明による接合装置は、端子（５３−１〜５３−２）を被覆する被覆体（５４−１〜５４−２）をさらに備えている。このような接合装置は、端子（５３−１〜５３−２）と圧接軸（６０）との間に火花放電が発生することをより確実に防止し、静電チャック（５０）が接合対象（７）をより確実に保持することができる。
【００１４】
本発明による接合装置は、穴（８１−１〜８１−２）の内壁を被覆する絶縁体（８２−１〜８２−２）をさらに備えている。このような接合装置は、端子（７３−１〜７３−２）と圧接軸（８０）との間に火花放電が発生することをより確実に防止し、静電チャック（７０）が接合対象（７）をより確実に保持することができる。
【００１５】
本発明による接合装置は、端子（２３−１〜２３−２）（３３−１〜３３−２）（４３−１〜４３−２）（５３−１〜５３−２）（７３−１〜７３−２）をその粒子から遮蔽する遮蔽体（３４−１〜３４−２）（４４−１〜４４−２）（６０）（８０）をさらに備えている。このような接合装置（１）は、このような薄膜が端子（２３−１〜２３−２）（３３−１〜３３−２）（４３−１〜４３−２）（５３−１〜５３−２）（７３−１〜７３−２）の近傍に形成されることをより確実に防止することができ、端子（２３−１〜２３−２）（３３−１〜３３−２）（４３−１〜４３−２）（５３−１〜５３−２）（７３−１〜７３−２）を介して内部電極（２２−１〜２２−２）（３２−１〜３２−２）（４２−１〜４２−２）（５２−１〜５２−２）（７２−１〜７２−２）に印加される電圧による火花放電が発生することを防止し、静電チャック（３０）（４０）（５０）（７０）が接合対象（７）をより確実に保持することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明による接合装置は、導体の薄膜が端子の近傍に形成されることを防止することができ、接合対象を保持するための電圧による火花放電が発生することを防止し、そのチャックが接合対象をより確実に保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、接合システムの実施の形態を示すブロック図である。
【図２】図２は、静電チャックを示す断面図である。
【図３】図３は、ガス圧と電極間隔の積と火花電圧の関係を示すグラフである。
【図４】図４は、他の静電チャックを示す断面図である。
【図５】図５は、さらに他の静電チャックを示す断面図である。
【図６】図６は、さらに他の静電チャックを示す断面図である。
【図７】図７は、さらに他の静電チャックを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図面を参照して、本発明による接合装置の実施の形態を記載する。その接合装置１は、図１に示されているように、接合システムに適用されている。すなわち、その接合システムは、接合装置制御装置１０と接合装置１とを備えている。接合装置１は、接合チャンバー２とロードロックチャンバー３とを備えている。接合チャンバー２とロードロックチャンバー３とは、内部を環境から密閉する容器である。接合装置１は、さらに、ゲートバルブ５を備えている。ゲートバルブ５は、接合チャンバー２とロードロックチャンバー３との間に介設されている。ゲートバルブ５は、接合装置制御装置１０により制御されることにより、接合チャンバー２の内部とロードロックチャンバー３の内部とを接続するゲートを閉鎖し、または、そのゲートを開放する。ロードロックチャンバー３は、図示されていない蓋を備えている。その蓋は、ロードロックチャンバー３の外部と内部とを接続するゲートを閉鎖し、または、そのゲートを開放する。
【００１９】
ロードロックチャンバー３は、真空ポンプ４を備えている。真空ポンプ４は、接合装置制御装置１０により制御されることにより、ロードロックチャンバー３の内部から気体を排気する。真空ポンプ４としては、ターボ分子ポンプ、クライオポンプ、油拡散ポンプが例示される。ロードロックチャンバー３は、さらに、搬送機構６を内部に備えている。搬送機構６は、接合装置制御装置１０により制御されることにより、ゲートバルブ５を介してロードロックチャンバー３の内部に配置されたウェハを接合チャンバー２に搬送し、または、ゲートバルブ５を介して接合チャンバー２に配置されたウェハをロードロックチャンバー３の内部に搬送する。
【００２０】
接合チャンバー２は、真空ポンプ９を備えている。真空ポンプ９は、接合装置制御装置１０により制御されることにより、接合チャンバー２の内部から気体を排気する。真空ポンプ９としては、ターボ分子ポンプ、クライオポンプ、油拡散ポンプが例示される。
【００２１】
接合チャンバー２は、さらに、位置合わせ機構１２を備えている。位置合わせ機構１２は、接合チャンバー２の内部でカートリッジ１６を保持し、水平方向に平行移動可能に、かつ、鉛直方向に平行である回転軸を中心に回転移動可能にカートリッジ１６を支持する。カートリッジ１６は、概ね円盤状に形成され、上ウェハ７または下ウェハ８を載せるために利用される。位置合わせ機構１２は、さらに、接合装置制御装置１０により制御されることにより、カートリッジ１６が水平方向に平行移動し、または、カートリッジ１６が鉛直方向に平行である回転軸を中心に回転移動するように、カートリッジ１６を駆動する。
【００２２】
接合チャンバー２は、さらに、圧接機構１１と圧接軸１７と静電チャック１８と荷重計１９とを備えている。圧接軸１７は、接合チャンバー２に対して鉛直方向に平行移動可能に支持されている。静電チャック１８は、圧接軸１７の下端に配置され、位置合わせ機構１２に対向する面に誘電層を備えている。静電チャック１８は、接合装置制御装置１０により制御されることにより、静電力によって上ウェハ７を保持する。圧接機構１１は、接合装置制御装置１０により制御されることにより、接合チャンバー２に対して鉛直方向に圧接軸１７を平行移動させる。圧接機構１１は、さらに、静電チャック１８が配置される位置を測定し、その位置を接合装置制御装置１０に出力する。荷重計１９は、圧接軸１７に印加される荷重を測定することにより、静電チャック１８により保持されたウェハに印加される荷重を測定し、その荷重を接合装置制御装置１０に出力する。
【００２３】
接合チャンバー２は、さらに、イオンガン１４と電子源１５とを備えている。イオンガン１４は、静電チャック１８が上方に配置されているときに、位置合わせ機構１２と静電チャック１８との間の空間に向くように配置されている。イオンガン１４は、接合装置制御装置１０により制御されることにより、位置合わせ機構１２と静電チャック１８との間の空間を通り、接合チャンバー２の内側表面に交差する照射軸に沿って、アルゴンイオンを加速して放出する。イオンガン１４は、さらに、図示されていない金属ターゲットを備えている。その金属ターゲットは、そのアルゴンイオンが照射される位置に配置されている。電子源１５は、イオンガン１４と同様にして、位置合わせ機構１２と静電チャック１８との間の空間に向くように配置されている。電子源１５は、接合装置制御装置１０により制御されることにより、位置合わせ機構１２と静電チャック１８との間の空間を通り、接合チャンバー２の内側表面に交差する他の照射軸に沿って、電子を加速して放出する。
【００２４】
上ウェハ７は、互いに形状が合同である複数の矩形領域が形成されている。下ウェハ８は、上ウェハ７に形成される複数の矩形領域に対応する複数の矩形領域が形成されている。下ウェハ８の複数の矩形領域は、上ウェハ７と下ウェハ８とが設計通りに接合されたときに、上ウェハ７の複数の矩形領域にそれぞれ接合されるように、形成されている。下ウェハ８は、上ウェハ７と設計通りに接合された後に、その複数の矩形領域ごとに切断されることにより、複数のデバイスにそれぞれ形成されるように形成されている。
【００２５】
その複数のデバイスは、それぞれ、気密封止された空間が形成され、その空間の圧力に所定の真空度が要求されている。このようなデバイスとしては、マイクロマシン、圧力センサ、超小型モータなどが例示される。たとえば、下ウェハ８は、その複数の矩形領域の各々に隔壁部分とカンチレバー部分とが形成されている。その隔壁部分は、下ウェハ８がそのデバイスに形成されたときに、上ウェハ７の一部に接合され、その一部とともにその気密封止された空間を環境から隔離する隔壁の一部を形成している。そのカンチレバー部分は、下ウェハ８がそのデバイスに形成されたときに、その気密封止された空間に配置されるように、かつ、その空間で振動することができるように、形成されている。
【００２６】
図２は、静電チャック１８を示している。静電チャック１８は、本体部分２１と複数の内部電極２２−１〜２２−２と複数の端子２３−１〜２３−２と配線２５と電源装置２６とを備えている。本体部分２１は、セラミックから形成され、上ウェハ７を保持する平坦な面が形成されている。複数の内部電極２２−１〜２２−２は、導体から形成され、本体部分２１の内部に配置されている。複数の端子２３−１〜２３−２は、それぞれ、導体から形成されている。複数の端子２３−１〜２３−２は、それぞれ、一部が本体部分２１の内部に配置され、他の一部が本体部分２１の表面のうちのイオンガン１４から放出されるアルゴンイオンに直接に照射されない領域から露出するように配置されている。すなわち、複数の端子２３−１〜２３−２は、それぞれ、一部が本体部分２１の上ウェハ７を保持する面の反対側の面から露出するように配置されている。複数の端子２３−１〜２３−２の各端子２３−ｉ（ｉ＝１，２）は、さらに、内部電極２２−ｉに電気的に接続されている。配線２５は、複数の端子２３−１〜２３−２を電源装置２６に電気的に接続している。電源装置２６は、接合チャンバー２の外側に配置されている。電源装置２６は、接合装置制御装置１０に制御されることにより、複数の端子２３−１〜２３−２と配線２５とを介して複数の内部電極２２−１〜２２−２に所定の電圧を印加する。
【００２７】
接合装置制御装置１０は、まず、ゲートバルブ５を閉鎖した後に、真空ポンプ９を用いて接合チャンバー２の内部に真空雰囲気を生成し、ロードロックチャンバー３の内部に大気圧雰囲気を生成する。ユーザは、ロードロックチャンバー３の蓋を開放し、２つのカートリッジ１６をロードロックチャンバー３の内部に配置し、ロードロックチャンバー３の蓋を閉鎖する。その２つのカートリッジ１６のうちの一方のカートリッジ１６は、上ウェハ７が載せられ、その２つのカートリッジ１６のうちの他方のカートリッジ１６は、下ウェハ８が載せられている。接合装置制御装置１０は、ロードロックチャンバー３の蓋が閉鎖された後に、ロードロックチャンバー３の内部に真空雰囲気が生成するように真空ポンプ４を制御する。
【００２８】
接合装置制御装置１０は、ロードロックチャンバー３の内部に真空雰囲気が生成された後に、ゲートバルブ５を開放し、搬送機構６を用いて上ウェハ７が載っているカートリッジ１６を位置合わせ機構１２に配置する。接合装置制御装置１０は、カートリッジ１６が位置合わせ機構１２に配置された後に、静電チャック１８が上ウェハ７を保持するように、電源装置２６を制御する。
【００２９】
接合装置制御装置１０は、上ウェハ７が静電チャック１８に保持された後に、上ウェハ７を静電チャック１８に受け渡す役目を終えたカートリッジ１６を、搬送機構６を用いてロードロックチャンバー３に回収する。接合装置制御装置１０は、そのカートリッジ１６がロードロックチャンバー３に回収された後に、搬送機構６を用いて下ウェハ８が載っているカートリッジ１６を位置合わせ機構１２に配置する。接合装置制御装置１０は、カートリッジ１６が位置合わせ機構１２に配置された後に、ゲートバルブ５を閉鎖して、真空ポンプ９を用いて接合チャンバー２の内部に所定の真空度の接合雰囲気を生成する。
【００３０】
接合装置制御装置１０は、その接合雰囲気が生成された後に、イオンガン１４を用いて上ウェハ７と下ウェハ８との間に向けてアルゴンイオンを所定の活性化時間だけ放出する。そのアルゴンイオンは、上ウェハ７のうちの下ウェハ８に対向する表面に照射され、下ウェハ８のうちの上ウェハ７に対向する表面に照射される。このとき、そのアルゴンイオンは、上ウェハ７の表面に形成される酸化物等を除去し、上ウェハ７の表面に付着している不純物を除去し、上ウェハ７のうちの下ウェハ８に対向する表面を活性化する。そのアルゴンイオンは、さらに、下ウェハ８の表面に形成される酸化物等を除去し、下ウェハ８の表面に付着している不純物を除去し、下ウェハ８のうちの上ウェハ７に対向する表面を活性化する。
【００３１】
そのアルゴンイオンは、さらに、イオンガン１４が備える金属ターゲットに照射され、接合チャンバー２の内部に金属粒子を放出させる。その金属粒子は、上ウェハ７のうちの下ウェハ８に対向する表面に薄膜を形成し、下ウェハ８のうちの上ウェハ７に対向する表面に薄膜を形成する。その薄膜は、金属ターゲットを形成する元素から形成され、下ウェハ８と上ウェハ７との接合を強固にする。その金属粒子は、そのアルゴンイオンが長期にわたって放出されことにより、さらに、接合チャンバー２の内部に配置される物体の表面に導体の薄膜を形成し、特に、その表面のうちのそのアルゴンイオンが照射される領域にその導体の薄膜を形成する。なお、その金属ターゲットは、金属グリッドに置換されることもできる。その金属グリッドは、開口を有する金属部材であり、イオンガン１４の出射端に配置されている。その金属グリッドは、その金属ターゲットと同様にして、そのアルゴンイオンに照射されることにより、接合チャンバー２の内部に金属粒子を放出する。
【００３２】
接合装置制御装置１０は、そのアルゴンイオンが放出されている最中に、電子源１５を用いて上ウェハ７と下ウェハ８との間に向けて電子を放出する。その電子は、上ウェハ７と下ウェハ８とに照射される。上ウェハ７と下ウェハ８とは、そのアルゴンイオンの照射により、チャージアップされ、すなわち、正電荷に帯電する。その電子は、そのアルゴンイオンの照射によりチャージアップされた上ウェハ７の電荷を中和し、下ウェハ８の電荷を中和する。
【００３３】
接合装置制御装置１０は、上ウェハ７と下ウェハ８とにアルゴンイオンが照射された後に、上ウェハ７と下ウェハ８とが所定の距離だけ離れる所定の位置まで静電チャック１８が下降するように、圧接機構１１を制御する。接合装置制御装置１０は、静電チャック１８が所定の位置まで下降した後に、上ウェハ７と下ウェハ８との水平面内の相対位置が設計通りに接合されるように、位置合わせ機構１２を用いて下ウェハ８を駆動する。
【００３４】
接合装置制御装置１０は、上ウェハ７と下ウェハ８とが位置合わせされた後に、静電チャック１８が下降するように、圧接機構１１を制御する。接合装置制御装置１０は、静電チャック１８が下降している最中に、荷重計１９を用いて静電チャック１８に印加される荷重を測定する。接合装置制御装置１０は、その荷重が接合荷重に到達する接合タイミングを算出し、その接合タイミングで静電チャック１８の下降が停止するように圧接機構１１を制御する。接合装置制御装置１０は、静電チャック１８の下降が停止してから所定の接合時間が経過した後に、静電チャック１８がその接合ウェハを解放するように静電チャック１８を制御し、静電チャック１８が上昇するように圧接機構１１を制御する。接合装置制御装置１０は、さらに、その接合ウェハと静電チャック１８とが所定の距離だけ離れる所定の位置まで静電チャック１８が上昇するように、圧接機構１１を制御する。上ウェハ７と下ウェハ８とは、このような動作により接合され、１枚の接合ウェハに形成される。
【００３５】
接合装置制御装置１０は、その接合ウェハが形成された後に、ゲートバルブ５を開放し、搬送機構６を用いてその接合ウェハが載っているカートリッジ１６をロードロックチャンバー３の内部に搬送する。接合装置制御装置１０は、カートリッジ１６がロードロックチャンバー３に搬送された後に、ゲートバルブ５を閉鎖する。
【００３６】
接合装置制御装置１０は、ゲートバルブ５が閉鎖された後に、ロードロックチャンバー３の内部に大気圧雰囲気を生成する。ユーザは、ロードロックチャンバー３の内部に大気圧雰囲気が生成された後に、ロードロックチャンバー３の蓋を開放し、その接合ウェハをロードロックチャンバー３から取り出す。ユーザは、その接合ウェハを上ウェハ７と下ウェハ８に形成される複数の矩形領域ごと切断することにより、その接合ウェハから複数のデバイスを作製する。
【００３７】
図３は、ガス圧と電極間隔の積と火花電圧の関係を示している。その関係は、平行な電極間で火花放電の生じる電圧がガス圧と電極の間隔との積の関数であることを示している。その関係は、さらに、その電圧がその関数より小さいときに、その火花放電が生じないことを示している。その関係は、さらに、その火花放電が生じる電圧が印加されている場合で、その電極間隔が所定の間隔より大きいときに、その火花放電が生じないことを示している。
【００３８】
接合装置１は、このような動作を実行することにより、接合チャンバー２の内部に配置される物体の表面に薄膜が形成され、特に、その表面のうちのそのアルゴンイオンが照射される領域にその薄膜が形成される。その薄膜は、導体であり、複数の端子２３−１〜２３−２に電気的に接続された電極に形成されることがある。このような電極は、内部電極２２−１〜２２−２に電圧が印加されたときに、火花放電を発生させる可能性がある。このような火花放電は、内部電極２２−１〜２２−２に印加される電圧を低減させ、静電チャック１８が上ウェハ７を保持する能力を低減させることがある。接合装置１は、複数の端子２３−１〜２３−２が静電チャック１８のアルゴンイオンが照射されない領域に配置されており、その薄膜が複数の端子２３−１〜２３−２に電気的に接続されることが防止されている。このため、接合装置１は、その薄膜を電極とする火花放電が接合チャンバー２の内部に発生することを防止し、静電チャック１８に上ウェハ７をより確実に保持させることができ、さらに、接合チャンバー２の内側をメンテナンスする間隔を延長することができる。その薄膜は、さらに、端子２３−ｉに電気的に接触し、かつ、端子２３−ｉの電位と異なる他の電位に保持されるべき部位（たとえば、端子２３−ｊ（ｊ＝１、２；ｊ≠ｉ）、圧接軸１７、接合チャンバー２の内壁）へ到達することにより、端子２３−ｉとその部位とを短絡させる可能性がある。このような短絡は、内部電極２２−１〜２２−２に印加される電圧を低減させ、静電チャック１８が上ウェハ７を保持する能力を低減させることがある。接合装置１は、その薄膜と複数の端子２３−１〜２３−２との電気的接続が防止されることにより、さらに、このような短絡を防止することができ、その結果、静電チャック１８に上ウェハ７をより確実に保持させることができ、接合チャンバー２の内側をメンテナンスする間隔を延長することができる。
【００３９】
本発明による接合装置の実施の他の形態は、既述の実施の形態における静電チャック１８が他の静電チャックに置換されている。その静電チャック３０は、図４に示されているように、静電チャック３０は、本体部分３１と複数の内部電極３２−１〜３２−２と複数の端子３３−１〜３３−２と複数の遮蔽体３４−１〜３４−２と配線２５と電源装置２６とを備えている。本体部分３１は、セラミックから形成され、上ウェハ７を保持する平坦な面が形成されている。複数の内部電極３２−１〜３２−２は、導体から形成され、本体部分３１の内部に配置されている。複数の端子３３−１〜３３−２は、それぞれ、導体から形成されている。複数の端子３３−１〜３３−２は、それぞれ、一部が本体部分３１の内部に配置され、他の一部が本体部分３１の上ウェハ７を保持する面と異なる領域から露出するように配置されている。複数の端子３３−１〜３３−２の各端子３３−ｉは、さらに、内部電極３２−ｉに電気的に接続されている。複数の遮蔽体３４−１〜３４−２は、それぞれ、セラミックに例示される絶縁体から形成され、管状に形成されている。遮蔽体３４−ｉは、その管の内側に端子３３−ｉが配置されるように配置され、イオンガン１４から放出されるアルゴンイオンが端子３３−ｉに照射されないように、そのアルゴンイオンから端子３３−ｉを遮蔽している。配線２５は、複数の端子３３−１〜３３−２を電源装置２６に電気的に接続している。電源装置２６は、接合チャンバー２の外側に配置されている。電源装置２６は、接合装置制御装置１０に制御されることにより、複数の端子３３−１〜３３−２と配線２５とを介して複数の内部電極３２−１〜３２−２に所定の電圧を印加する。
【００４０】
静電チャック３０は、既述の実施の形態における静電チャック１８と同様にして、接合チャンバー２の内部に形成される導体の薄膜が複数の端子３３−１〜３３−２に電気的に接続されることが防止される。このため、静電チャック３０が適用される接合装置は、既述の実施の形態における接合装置１と同様にして、その薄膜を電極とする火花放電が接合チャンバー２の内部に発生することを防止し、静電チャック３０に上ウェハ７をより確実に保持させることができ、さらに、接合チャンバー２の内側をメンテナンスする間隔を延長することができる。
【００４１】
本発明による接合装置の実施のさらに他の形態は、既述の実施の形態における静電チャック１８がさらに他の静電チャックに置換されている。その静電チャック４０は、図５に示されているように、静電チャック４０は、本体部分４１と複数の内部電極４２−１〜４２−２と複数の端子４３−１〜４３−２と複数の遮蔽体４４−１〜４４−２と配線２５と電源装置２６とを備えている。本体部分４１は、セラミックから形成され、上ウェハ７を保持する平坦な面が形成されている。複数の内部電極４２−１〜４２−２は、導体から形成され、本体部分４１の内部に配置されている。複数の端子４３−１〜４３−２は、それぞれ、導体から形成されている。複数の端子４３−１〜４３−２は、それぞれ、一部が本体部分４１の内部に配置され、他の一部が本体部分４１の上ウェハ７を保持する面の反対側の面から露出するように配置されている。複数の端子４３−１〜４３−２の各端子４３−ｉは、さらに、内部電極４２−ｉに電気的に接続されている。複数の遮蔽体４４−１〜４４−２は、それぞれ、セラミックに例示される絶縁体から形成され、管状に形成されている。遮蔽体４４−ｉは、その管の内側に端子４３−ｉが配置されるように配置され、イオンガン１４から放出されるアルゴンイオンが端子４３−ｉに照射されないように、そのアルゴンイオンから端子４３−ｉを遮蔽している。配線２５は、複数の端子４３−１〜４３−２を電源装置２６に電気的に接続している。電源装置２６は、接合チャンバー２の外側に配置されている。電源装置２６は、接合装置制御装置１０に制御されることにより、複数の端子４３−１〜４３−２と配線２５とを介して複数の内部電極４２−１〜４２−２に所定の電圧を印加する。
【００４２】
静電チャック４０は、アルゴンイオンが端子４３−ｉに照射されない領域に複数の端子４３−１〜４３−２が配置されているために、既述の実施の形態における静電チャック３０と比較して、接合チャンバー２の内部に形成される導体の薄膜が複数の端子４３−１〜４３−２に電気的に接続されることがより確実に防止される。このため、静電チャック４０が適用された接合装置は、既述の実施の形態における接合装置１と同様にして、その薄膜を電極とする火花放電が接合チャンバー２の内部に発生することを防止し、静電チャック４０に上ウェハ７をより確実に保持させることができ、さらに、接合チャンバー２の内側をメンテナンスする間隔を延長することができる。
【００４３】
本発明による接合装置の実施のさらに他の形態は、既述の実施の形態における静電チャック１８がさらに他の静電チャックに置換されている。圧接軸１７が他の圧接軸に置換されている。その静電チャック５０は、図６に示されているように、静電チャック５０は、本体部分５１と複数の内部電極５２−１〜５２−２と複数の端子５３−１〜５３−２と複数の被覆体５４−１〜５４−２と配線２５と電源装置２６とを備えている。本体部分５１は、セラミックから形成され、上ウェハ７を保持する平坦な面が形成されている。複数の内部電極５２−１〜５２−２は、導体から形成され、本体部分５１の内部に配置されている。複数の端子５３−１〜５３−２は、それぞれ、導体から形成されている。複数の端子５３−１〜５３−２は、それぞれ、一部が本体部分５１の内部に配置され、他の一部が本体部分５１の上ウェハ７を保持する面の反対側の面から露出するように配置されている。複数の端子５３−１〜５３−２の各端子５３−ｉは、さらに、内部電極５２−ｉに電気的に接続されている。複数の被覆体５４−１〜５４−２は、それぞれ、樹脂に例示される絶縁体から形成されている。被覆体５４−ｉは、端子５３−ｉが接合チャンバー２の内部の雰囲気に暴露させないように、端子５３−ｉを被覆している。配線２５は、複数の端子５３−１〜５３−２を電源装置２６に電気的に接続している。電源装置２６は、接合チャンバー２の外側に配置されている。電源装置２６は、接合装置制御装置１０に制御されることにより、複数の端子５３−１〜５３−２と配線２５とを介して複数の内部電極５２−１〜５２−２に所定の電圧を印加する。
【００４４】
その圧接軸６０は、複数の穴６１−１〜６１−２が形成されている。圧接軸６０は、穴６１−ｉの内部に端子５３−ｉが配置されるように、本体部分５１の上ウェハ７を保持する面の反対側の面に接合されている。
【００４５】
静電チャック５０は、既述の実施の形態における静電チャック４０と比較して、接合チャンバー２の内部に形成される導体の薄膜が複数の端子５３−１〜５３−２に電気的に接続されることがより確実に防止される。このため、静電チャック５０が適用された接合装置は、既述の実施の形態における接合装置１と同様にして、その薄膜を電極とする火花放電が接合チャンバー２の内部に発生することを防止し、静電チャック５０に上ウェハ７をより確実に保持させることができ、さらに、接合チャンバー２の内側をメンテナンスする間隔を延長することができる。
【００４６】
圧接軸６０は、既述の実施の形態における圧接軸１７に比較して、複数の端子５３−１〜５３−２が本体部分５１の上ウェハ７を保持する面の反対側の面に配置されているときに、その反対側の面のうちのより大きい領域に接合されることができる。このため、圧接軸６０が適用される接合装置は、既述の実施の形態における圧接軸１７が適用される接合装置に比較して、静電チャック５０の剛性をより確実に確保することができ、上ウェハ７と下ウェハ８とを接合するときに、より大きな荷重を上ウェハ７と下ウェハ８とに印加することができる。
【００４７】
なお、複数の被覆体５４−１〜５４−２は、複数の遮蔽体に置換されることもできる。その複数の遮蔽体は、既述の実施の形態における複数の遮蔽体４４−１〜４４−２と同様にして、絶縁体から形成され、管状に形成されている。その遮蔽体の各々は、その管の内側に端子５３−ｉが配置されるように配置され、圧接軸６０の穴６１−ｉの内部に配置される。すなわち、その複数の遮蔽体は、イオンガン１４から放出されるアルゴンイオンが端子５３−ｉに照射されないように、そのアルゴンイオンから端子４３−ｉを遮蔽している。このような接合装置は、既述の実施の形態における圧接軸６０と同様にして、静電チャック５０の剛性をより確実に確保することができ、上ウェハ７と下ウェハ８とを接合するときに、より大きな荷重を上ウェハ７と下ウェハ８とに印加することができる。
【００４８】
本発明による接合装置の実施のさらに他の形態は、既述の実施の形態における静電チャック１８がさらに他の静電チャックに置換されている。圧接軸１７が他の圧接軸に置換されている。その静電チャック７０は、図７に示されているように、静電チャック７０は、本体部分７１と複数の内部電極７２−１〜７２−２と複数の端子７３−１〜７３−２と配線２５と電源装置２６とを備えている。本体部分７１は、セラミックから形成され、上ウェハ７を保持する平坦な面が形成されている。複数の内部電極７２−１〜７２−２は、導体から形成され、本体部分７１の内部に配置されている。複数の端子７３−１〜７３−２は、それぞれ、導体から形成されている。複数の端子７３−１〜７３−２は、それぞれ、一部が本体部分７１の内部に配置され、他の一部が本体部分７１の上ウェハ７を保持する面の反対側の面から露出するように配置されている。複数の端子７３−１〜７３−２の各端子７３−ｉは、さらに、内部電極７２−ｉに電気的に接続されている。配線２５は、複数の端子７３−１〜７３−２を電源装置２６に電気的に接続している。電源装置２６は、接合チャンバー２の外側に配置されている。電源装置２６は、接合装置制御装置１０に制御されることにより、複数の端子７３−１〜７３−２と配線２５とを介して複数の内部電極７２−１〜７２−２に所定の電圧を印加する。
【００４９】
その圧接軸８０は、複数の穴８１−１〜８１−２が形成されている。圧接軸８０は、複数の被覆体８２−１〜８２−２を備えている。複数の被覆体８２−１〜８２−２は、それぞれ、樹脂に例示される絶縁体から形成されている。被覆体８２−ｉは、穴８１−ｉの内壁を被覆している。圧接軸８０は、穴８１−ｉの内部に端子７３−ｉが配置されるように、本体部分７１の上ウェハ７を保持する面の反対側の面に接合されている。
【００５０】
静電チャック７０は、既述の実施の形態における静電チャック４０と比較して、接合チャンバー２の内部に形成される導体の薄膜が複数の端子７３−１〜７３−２に電気的に接続されることがより確実に防止される。このため、静電チャック７０が適用された接合装置は、既述の実施の形態における接合装置１と同様にして、その薄膜を電極とする火花放電が接合チャンバー２の内部に発生することを防止し、静電チャック７０に上ウェハ７をより確実に保持させることができ、さらに、接合チャンバー２の内側をメンテナンスする間隔を延長することができる。
【００５１】
圧接軸８０は、既述の実施の形態における圧接軸１７に比較して、複数の端子７３−１〜７３−２が本体部分７１の上ウェハ７を保持する面の反対側の面に配置されているときに、その反対側の面のうちのより大きい領域に接合されることができる。このため、圧接軸８０が適用される接合装置は、既述の実施の形態における圧接軸１７が適用される接合装置に比較して、静電チャック７０の剛性をより確実に確保することができ、上ウェハ７と下ウェハ８とを接合するときに、より大きな荷重を上ウェハ７と下ウェハ８とに印加することができる。
【００５２】
なお、静電チャック７０は、複数の端子７３−１〜７３−２を被覆する被覆体をさらに備えることもできる。このような静電チャックは、静電チャック７０に比較して、薄膜が複数の端子７３−１〜７３−２に電気的に接続されることをより確実に防止することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１  ：接合装置
２  ：接合チャンバー
３  ：ロードロックチャンバー
４  ：真空ポンプ
５  ：ゲートバルブ
６  ：搬送機構
７  ：上ウェハ
８  ：下ウェハ
９  ：真空ポンプ
１０：接合装置制御装置
１１：圧接機構
１２：位置合わせ機構
１４：イオンガン
１５：電子源
１６：カートリッジ
１７：圧接軸
１８：静電チャック
１９：荷重計
２１：本体部分
２２−１〜２２−２：複数の内部電極
２３−１〜２３−２：複数の端子
２５：配線
２６：電源装置
３０：静電チャック
３１：本体部分
３２−１〜３２−２：複数の内部電極
３３−１〜３３−２：複数の端子
３４−１〜３４−２：複数の遮蔽体
４０：静電チャック
４１：本体部分
４２−１〜４２−２：複数の内部電極
４３−１〜４３−２：複数の端子
４４−１〜４４−２：複数の遮蔽体
５０：静電チャック
５１：本体部分
５２−１〜５２−２：複数の内部電極
５３−１〜５３−２：複数の端子
５４−１〜５４−２：複数の被覆体
６０：圧接軸
６１−１〜６１−２：複数の穴
７０：静電チャック
７１：本体部分
７２−１〜７２−２：複数の内部電極
７３−１〜７３−２：複数の端子
８０：圧接軸
８１−１〜８１−２：複数の穴
８２−１〜８２−２：複数の被覆体
【図１】
2011071445.tif 000003
【図２】
2011071445.tif 000004
【図３】
2011071445.tif 000005
【図４】
2011071445.tif 000006
【図５】
2011071445.tif 000007
【図６】
2011071445.tif 000008
【図７】
2011071445.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成22年11月12日(2010.11.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電チャックと、
前記静電チャックの内部に形成された内部電極に電気的に接続されている端子と、
前記端子を介して前記内部電極に電圧が印加されることにより前記静電チャックに保持される接合対象の表面に粒子を照射する活性化装置と、
前記接合対象を接合する接合雰囲気を形成する接合チャンバーとを具備し、
前記端子は、前記静電チャックの表面のうちの前記接合対象を保持する面の反対側に配置される
接合装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記静電チャックを支持する圧接軸をさらに具備し、
前記端子は、前記圧接軸に形成される穴の内部に配置される
接合装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記端子を被覆する被覆体
をさらに具備する接合装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３のいずれかにおいて、
前記穴の内壁を被覆する絶縁体
をさらに具備する接合装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項２のいずれかにおいて、
前記端子を前記粒子から遮蔽する遮蔽体
をさらに具備する接合装置。