(57)【要約】【課題】被加工物の表面層だけを除去しやすい被加工物の常温接合方法を提供することである。【解決手段】サファイヤ板の常温接合方法において、フェムト秒レーザーを用い、このレーザー光４の波長を調整することによって、レーザー光４が、サファイヤ板５の表面５ａを透過しサファイヤ板５の裏面５ｂで集光する。このように、超短パルスのレーザー光４をサファイヤ板５の裏面５ｂに集光させることにより、裏面に存在する、吸着層や酸化層等の表面層５ｃを除去することができる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物の常温接合方法において、
フェムト秒レーザーを用い、前記被加工物の接合面にレーザー光を集光させ、前記被加工物の表面層を除去した後、前記被加工物を貼り合わせて接合することを特徴とするフェムト秒レーザーによる被加工物の常温接合方法。
【請求項２】
前記被加工物が透明体であって、
前記レーザー光が前記透明体の表面を透過し前記透明体の裏面で集光し、前記裏面の表面層を除去する工程を含むことを特徴とする請求項１記載のフェムト秒レーザーによる被加工物の常温接合方法。
【請求項３】
透明体の常温接合方法において、
フェムト秒レーザーを用い、
レーザー光の出射側を接合面とする第１透明体の該接合面に、前記レーザー光を集光させ、前記接合面の表面層を除去する工程と、
前記レーザー光の出射側を非接合面とする第２透明体に対して、前記レーザー光を、該非接合面を透過させ、前記第２透明体の接合面で集光させ、前記第２透明体の接合面の表面層を除去する工程と、
を含むことを特徴とするフェムト秒レーザーによる透明体の常温接合方法。
【請求項４】
前記被加工物又は前記透明体は、サファイヤであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のフェムト秒レーザーによる常温接合方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被加工物の常温接合方法に関し、特に、フェムト秒レーザーによるアブレーションを利用した被加工物の常温接合方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、シリコンウェハーとシリコンウェハーとを接合する方法であって、両方のシリコンフェハーの接合面を接合に先立って室温の真空中での不活性ガスイオンビームまたは不活性ガス高速原子イオンビームで１０秒から１８００秒照射してスパッタエッチングする方法が知られている（特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−９２７０２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１の常温接合方法では、不活性ガスイオンビームまたは不活性ガス高速原子ビームを被加工物の表面に照射するため、被加工物の表面層だけを除去することが難しいという問題点がある。
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、被加工物の表面層だけを除去しやすい被加工物の常温接合方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、被加工物の常温接合方法において、フェムト秒レーザーを用い、前記被加工物の接合面にレーザー光を集光させ、前記被加工物の表面層を除去した後、前記被加工物を貼り合わせて接合することを特徴とするフェムト秒レーザーによる被加工物の常温接合方法である。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の構成に加えて、前記被加工物が透明体であって、前記レーザー光が前記透明体の表面を透過し前記透明体の裏面で集光し、前記裏面の表面層を除去する工程を含むことを特徴とするフェムト秒レーザーによる被加工物の常温接合方法である。
【０００８】
請求項３記載の発明は、透明体の常温接合方法において、フェムト秒レーザーを用い、レーザー光の出射側を接合面とする第１透明体の該接合面に、前記レーザー光を集光させ、前記接合面の表面層を除去する工程と、前記レーザー光の出射側を非接合面とする第２透明体に対して、前記レーザー光を、該非接合面を透過させ、前記第２透明体の接合面で集光させ、前記第２透明体の接合面の表面層を除去する工程と、を含むことを特徴とするフェムト秒レーザーによる透明体の常温接合方法である。
【０００９】
請求項４記載の発明は、前記被加工物又は前記透明体が、サファイヤであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のフェムト秒レーザーによる常温接合方法である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本実施形態に係る被加工物の常温接合方法について説明する。本実施形態では、被加工物として、透明体であるサファイヤ板を接合する場合を例に説明する。
【００１１】
サファイヤ板の接合面を拡大してみると、図１に示すように、サファイヤ母体１の外側に酸化層又は吸着層である、表面層１ａが存在する。サファイヤ板同士を接合するためには、この表面層１ａを除去し、むき出しになったサファイヤ母体１の表面同士を貼りあわせる必要がある。
【００１２】
常温で真空の接合室内で、図２（ａ）に示すように、フェムト秒レーザーの超短パルスのレーザー光２が第１サファイヤ板３の接合面３ａで集光するように、レーザー光２の波長を調整し、第１サファイヤ板３の接合面３ａに向けて照射する。レーザー光２がサファイヤ板３の接合面３ａに集光すると、図２（ｂ）に示すように、接合面３ａの表面層３ｂである、酸化層又は吸着層が除去される。この酸化層又は吸着層は、レーザー光２の照射により短時間内に高エネルギーを与えられるため、伝熱が起こる前に表面層３ｂの原子あるいはイオンの結合が切断され、融解するというよりも昇華に近い状態で除去される。
【００１３】
図２では、レーザー光２の出射側から見てサファイヤ板３の表面に照射する場合を説明したが、図３では、レーザー光４の出射側から見てサファイヤ板５の裏面５ｂに照射する場合を説明する。
【００１４】
図３（ａ）に示すように、フェムト秒レーザーの超短パルスのレーザー光４が第２サファイヤ板５の非接合面（表面）５ａを透過し、接合面（裏面）５ｂで集光するように、レーザー光４の波長を調整し、第２サファイヤ板５の接合面５ｂに向けて照射する。レーザー光４がサファイヤ板５の接合面５ｂに集光すると、図３（ｂ）に示すように、接合面の表面層５ｃである、酸化層又は吸着層が除去される。
【００１５】
以上のように、第１サファイヤ板３の接合面３ａと第２サファイヤ板５の接合面５ｂから表面層３ｂ、５ｃを除去した後、図４に示すように、第１サファイヤ板３と第２サファイヤ板５を貼りあわせて、接合する。
【００１６】
【発明の効果】
本発明は、フェムト秒レーザーの超短パルスレーザー光の波長を調整することにより被加工物の表面層を除去しているため、被加工物の表面層だけを除去しやすいという効果を奏する。
【００１７】
また、超短パルスレーザー光の波長を調整することにより、透明体の表面を透過し、裏面で集光するため、被加工物の裏面の表面層を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】サファイヤ板の表面層を拡大した概念図である。
【図２】サファイヤ板の表面にレーザー光を照射する工程を説明する概念図である。
【図３】サファイヤ板の裏面にレーザー光を照射する工程を説明する概念図である。
【図４】表面層が除去され、むき出しになったサファイヤ母体を貼り合わせる工程を説明する概念図である。
【符号の説明】
１  サファイヤ母体
１ａ  表面層
２、４  レーザー光
３  第１サファイヤ板
３ａ  接合面（表面）
３ｂ  表面層
５  第２サファイヤ板
５ａ  非接合面（表面）
５ｂ  接合面（裏面）
５ｃ  表面層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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