(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
活性化された２つの基板を常温で接合することにより接合基板を作製する接合チャンバーと、
前記接合基板の残留応力が低減するように前記接合基板を焼きなましするヒートチャンバーと、
前記接合チャンバーと前記ヒートチャンバーとの間に接続され、内部環境を密閉するロードロックチャンバー
とを具備する常温接合装置。
【請求項２】
請求項１において、
制御装置をさらに具備し、
前記ヒートチャンバーは、前記接合基板を加圧する加圧機構を備え、
前記制御装置は、前記接合基板が焼きなましされているときに前記接合基板が加圧されるように前記加圧機構を制御する
常温接合装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記接合基板が焼きなましされているときに前記接合基板を加圧する圧力を測定するセンサをさらに具備し、
前記制御装置は、前記圧力が所定の圧力以上にならないように前記加圧機構を制御する
常温接合装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかにおいて、
前記２つの基板を活性化する前に前記２つの基板から吸着物質を脱離させるチャンバー
をさらに具備する常温接合装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記２つの基板から前記吸着物質を脱離させた後に前記２つの基板を冷却する冷却装置をさらに具備し、
前記制御装置は、前記２つの基板が冷却された後に活性化されるように、前記接合チャンバーを制御する
常温接合装置。
【請求項６】
請求項４〜請求項５のいずれかにおいて、
前記ヒートチャンバーは、前記チャンバーに兼用される
常温接合装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記ヒートチャンバーは、
前記２つの基板のうちの第１基板を保持する第１保持装置と、
前記２つの基板のうちの第２基板を保持する第２保持装置と、
前記第１保持装置が前記第１基板を保持しているときに、前記第１基板から前記吸着物質を脱離させる第１ヒータと、
前記第２保持装置が前記第２基板を保持しているときに、前記第２基板から前記吸着物質を脱離させる第２ヒータとを備え、
前記制御装置は、前記接合基板が前記第１ヒータにより焼きなましされるときに、前記接合基板が前記第１保持装置と前記第２保持装置とに挟まれることにより加圧されるように、前記加圧機構を制御する
常温接合装置。
【請求項８】
２つの基板を活性化することにより２つの活性化基板を作製するステップと、
前記２つの活性化基板を常温で接合することにより接合基板を作製するステップと、
前記接合基板の残留応力が低減するように前記接合基板を焼きなましするステップとを具備し、
前記２つの活性化基板を接合する接合チャンバーと前記接合基板を焼きなましするヒートチャンバーとの間に接続されるロードロックチャンバーが内部環境を密閉する
常温接合方法。
【請求項９】
請求項８において、
前記接合基板を焼きなまししているときに前記接合基板を加圧するステップ
をさらに具備する常温接合方法。
【請求項１０】
請求項９において、
前記接合基板が焼きなましされているときに前記接合基板を加圧する圧力を測定するステップと、
前記圧力が所定の圧力以上にならないように前記圧力を制御するステップ
とをさらに具備する常温接合方法。
【請求項１１】
請求項８〜請求項１０のいずれかにおいて、
前記２つの基板を活性化する前に前記２つの基板から吸着物質を脱離させるステップ
をさらに具備する常温接合方法。
【請求項１２】
請求項１１において、
前記２つの基板から前記吸着物質を脱離させた後に前記２つの基板を冷却するステップをさらに具備し、
前記２つの基板は、冷却された後に活性化される
常温接合方法。
【請求項１３】
請求項１１〜請求項１２のいずれかにおいて、
前記接合基板は、前記２つの基板から吸着物質を脱離させるためのヒートチャンバーを用いて焼きなましされる
常温接合方法。
【請求項１４】
請求項１３において、
前記ヒートチャンバーは、
前記２つの基板のうちの第１基板を保持する第１保持装置と、
前記２つの基板のうちの第２基板を保持する第２保持装置と、
前記第１保持装置が前記第１基板を保持しているときに、前記第１基板から前記吸着物質を脱離させる第１ヒータと、
前記第２保持装置が前記第２基板を保持しているときに、前記第２基板から前記吸着物質を脱離させる第２ヒータとを備え、
前記接合基板は、前記第１保持装置と前記第２保持装置とに挟まれることにより加圧され、前記第１ヒータにより焼きなましされる
常温接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、常温接合装置および常温接合方法に関し、特に、複数の基板を接合するときに利用される常温接合装置および常温接合方法に関する。
【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、超小型モーターなどが例示される。真空雰囲気で活性化されたウェハ表面同士を接触させ、そのウェハを接合する常温接合が知られている。このような常温接合は、そのＭＥＭＳを作製することに好適である。うねりが大きいウェハを接合することにより形成されたＭＥＭＳは、不良品となることがある。品質が良いデバイスをより安定して作製することが望まれている。
【０００３】
特開２００３−３１８２１９号公報には、エネルギー波もしくはエネルギー粒子により効率よくかつ均一に接合面を洗浄できるようにし、また、チャンバー内で洗浄する際にも、対向チャンバー壁面エッチングによる不純物付着の問題を回避できるようにした実装方法が開示されている。その実装方法は、対向する両被接合物間に形成される間隙内に、一つの照射手段によりエネルギー波もしくはエネルギー粒子を照射して両被接合物の接合面を実質的に同時洗浄するとともに、洗浄中に少なくとも一方の被接合物を回転させ、洗浄された被接合物間の相対位置をアライメント後、被接合物同士を接合することを特徴としている。
【０００４】
特開２００６−７３７８０号公報には、そりなく接合することができる常温接合方法が開示されている。その常温接合方法は、被接合物同士の接合面を原子ビーム、イオンビームまたはプラズマであるエネルギー波により表面活性化処理した後、接合する方法において、常温のもと仮接合する工程と、加熱を加えて本接合する工程を分離する方法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３１８２１９号公報
【特許文献２】特開２００６−７３７８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、接合対象を接合することにより作製される製品の品質を向上させる常温接合装置および常温接合方法を提供することにある。
本発明のさらに他の課題は、接合対象を接合することを利用して製品をより安定して作製する常温接合装置および常温接合方法を提供することにある。
本発明のさらに他の課題は、接合対象を接合することを利用して製品をより高速に作製する常温接合装置および常温接合方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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。
【０００８】
本発明による常温接合装置は、活性化された２つの活性化基板（４６，５６）を接合することにより接合基板を作製する接合チャンバー（２）と、その接合基板の残留応力が低減するようにその接合基板を焼きなましするヒートチャンバー（３）（７０）（８０）（９０）（１２２−１〜１２２−４）とを備えている。このような常温接合装置によれば、その接合基板の残留応力を低減することができ、品質をより向上させることができる。
【０００９】
本発明による常温接合装置は、制御装置（６１）をさらに備えている。ヒートチャンバー（３）（７０）（８０）（９０）（１２２−１〜１２２−４）は、その接合基板を加圧する加圧機構（３５）（７６）（８４）（１０４）を備えている。制御装置（６１）は、その接合基板が焼きなましされているときにその接合基板が加圧されるように加圧機構（３５）（７６）（８４）（１０４）を制御する。このような常温接合装置によれば、その接合基板を所定の形状に形成することができる。
【００１０】
本発明による常温接合装置は、その接合基板が焼きなましされているときにその接合基板を加圧する圧力を測定するセンサ（３４）（７５）（８３）（１０３）をさらに備えている。制御装置（６１）は、その圧力が所定の圧力以上にならないように加圧機構（３５）（７６）（８４）（１０４）を制御する。このような常温接合装置は、その接合基板に印加される荷重が増加することによりその接合基板が割れることを防止することができる。
【００１１】
本発明による常温接合装置は、その２つの基板を活性化する前にその２つの基板から吸着物質を脱離させるチャンバー（３）（７０）（８０）（９０）（１１０）（１２２−１〜１２２−４）をさらに備えている。このような常温接合方法によれば、接合基板が焼きなましされているときに接合基板の接合面にボイドが発生することを防止することができ、接合基板の接合強度を向上させることができる。
【００１２】
本発明による常温接合装置は、その２つの基板からその吸着物質を脱離させた後にその２つの基板を冷却する冷却装置（２６）（２６，７９）（９５）をさらに備えている。制御装置（６１）は、その２つの基板が冷却された後に活性化されるように、接合チャンバー（２）を制御する。
【００１３】
ヒートチャンバー（３）（７０）（８０）（９０）（１２２−１〜１２２−４）は、その２つの基板を活性化する前にその２つの基板から吸着物質を脱離させるチャンバーに兼用される。このような常温接合装置は、その接合基板を焼きなましする装置とその２つの基板から吸着物質を脱離させる装置とが別個である他の常温接合装置に比較して、よりコンパクトであり、好ましい。
【００１４】
ヒートチャンバー（７０）は、その２つの基板のうちの第１基板（４６）を保持する第１保持装置（７１）と、その２つの基板のうちの第２基板（５６）を保持する第２保持装置（２４）と、第１保持装置（７１）が第１基板（４６）を保持しているときに、第１基板（４６）からその吸着物質を脱離させる第１ヒータ（７７）と、第２保持装置（２４）が第２基板（５６）を保持しているときに、第２基板（５６）からその吸着物質を脱離させる第２ヒータ（２５）とを備えている。制御装置（６１）は、その接合基板が第１ヒータ（７７）により焼きなましされるときに、その接合基板が第１保持装置（７１）と第２保持装置（２４）とに挟まれることにより加圧されるように、加圧機構（７６）を制御する。
【００１５】
本発明による常温接合方法は、２つの基板を活性化することにより２つの活性化基板（４６，５６）を作製するステップと、その２つの活性化基板（４６，５６）を接合することにより接合基板を作製するステップと、その接合基板の残留応力が低減するようにその接合基板を焼きなましするステップとを備えている。このような常温接合方法によれば、その接合基板の残留応力を低減することができ、品質をより向上させることができる。
【００１６】
本発明による常温接合方法は、その接合基板を焼きなまししているときにその接合基板を加圧するステップをさらに備えている。このような常温接合方法によれば、その接合基板を所定の形状に形成することができる。
【００１７】
本発明による常温接合方法は、その接合基板が焼きなましされているときにその接合基板を加圧する圧力を測定するステップと、その圧力が所定の圧力以上にならないようにその圧力を制御するステップとをさらに備えている。このような常温接合方法によれば、その接合基板に印加される荷重が増加することによりその接合基板が割れることを防止することができる。
【００１８】
本発明による常温接合方法は、その２つの基板を活性化する前にその２つの基板から吸着物質を脱離させるステップをさらに備えている。このような常温接合方法によれば、接合基板が焼きなましされているときに接合基板の接合面にボイドが発生することを防止することができ、接合基板の接合強度を向上させることができる。
【００１９】
本発明による常温接合方法は、その２つの基板からその吸着物質を脱離させた後にその２つの基板を冷却するステップをさらに備えている。その２つの基板は、冷却された後に活性化される。このような常温接合方法によれば、製品をより高速に作成することができ、スループットを向上させることができる。
【００２０】
その接合基板は、その２つの基板から吸着物質を脱離させるためのヒートチャンバー（３）（７０）（８０）（９０）（１１０）（１２２−１〜１２２−４）を用いて焼きなましされる。このような常温接合方法を実行する常温接合装置本体は、その接合基板を焼きなましする装置とは、その２つの基板から吸着物質を脱離させる装置とが別個である他の常温接合装置本体に比較して、よりコンパクトであり、好ましい。
【００２１】
ヒートチャンバー（７０）は、その２つの基板のうちの第１基板（４６）を保持する第１保持装置（７１）と、その２つの基板のうちの第２基板（５６）を保持する第２保持装置（２４）と、第１保持装置（７１）が第１基板（４６）を保持しているときに、第１基板（４６）からその吸着物質を脱離させる第１ヒータ（７７）と、第２保持装置（２４）が第２基板（５６）を保持しているときに、第２基板（５６）からその吸着物質を脱離させる第２ヒータ（２５）とを備えている。その接合基板は、第１保持装置（７１）と第２保持装置（２４）とに挟まれることにより加圧され、第１ヒータ（７７）により焼きなましされる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明による常温接合装置および常温接合方法は、接合対象を接合することにより作製される製品の残留応力を低減することができ、その製品の品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、常温接合装置本体を示す断面図である。
【図２】図２は、接合チャンバーを示す断面図である。
【図３】図３は、ヒートチャンバーを示す断面図である。
【図４】図４は、上カートリッジを示す平面図である。
【図５】図５は、上カートリッジを示す断面図である。
【図６】図６は、下カートリッジを示す平面図である。
【図７】図７は、下カートリッジを示す断面図である。
【図８】図８は、常温接合装置制御装置を示すブロック図である。
【図９】図９は、本発明による常温接合方法を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、他のヒートチャンバーを示す断面図である。
【図１１】図１１は、さらに他のヒートチャンバーを示す断面図である。
【図１２】図１２は、さらに他のヒートチャンバーを示す断面図である。
【図１３】図１３は、他の常温接合装置本体を示す断面図である。
【図１４】図１４は、さらに他の常温接合装置本体を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図面を参照して、本発明による常温接合装置の実施の形態を記載する。その常温接合装置は、常温接合装置本体と常温接合装置制御装置とを備えている。その常温接合装置本体は、図１に示されているように、ロードロックチャンバー１と接合チャンバー２とヒートチャンバー３とを備えている。ロードロックチャンバー１と接合チャンバー２とヒートチャンバー３とは、それぞれ、内部を環境から密閉する容器である。その常温接合装置本体は、さらに、ゲートバルブ５とゲートバルブ６とを備えている。ゲートバルブ５は、ロードロックチャンバー１と接合チャンバー２との間に介設され、接合チャンバー２の内部とロードロックチャンバー１の内部とを接続する第１ゲートを形成している。ゲートバルブ５は、その接合装置制御装置により制御されることにより、その第１ゲートを閉鎖し、または、その第１ゲートを開放する。ゲートバルブ６は、ロードロックチャンバー１とヒートチャンバー３との間に介設され、ヒートチャンバー３の内部とロードロックチャンバー１の内部とを接続する第２ゲートを形成している。ゲートバルブ６は、その接合装置制御装置により制御されることにより、その第２ゲートを閉鎖し、または、その第２ゲートを開放する。
【００２５】
ロードロックチャンバー１は、図示されていない蓋を備えている。その蓋は、環境とロードロックチャンバー１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１は、図示されていない真空ポンプを備えている。その真空ポンプは、その蓋とゲートバルブ５とゲートバルブ６とが閉鎖されているときに、その接合装置制御装置により制御されることにより、ロードロックチャンバー１の内部から気体を排気する。その真空ポンプとしては、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。
【００２６】
ロードロックチャンバー１は、さらに、複数の棚７と搬送ロボット８とを内部に備えている。複数の棚７には、複数のカートリッジが載せられる。搬送ロボット８は、ゲートバルブ５が開放されているときに、その接合装置制御装置により制御されることにより、複数の棚７に配置されたカートリッジを接合チャンバー２に搬送し、または、接合チャンバー２に配置されたカートリッジを複数の棚７に搬送する。搬送ロボット８は、さらに、ゲートバルブ６が開放されているときに、その接合装置制御装置により制御されることにより、複数の棚７に配置されたカートリッジをヒートチャンバー３に搬送し、または、ヒートチャンバー３に配置されたカートリッジを複数の棚７に搬送する。
【００２７】
接合チャンバー２は、真空ポンプ１０を備えている。真空ポンプ１０は、ゲートバルブ５が閉鎖されているときに、その接合装置制御装置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１０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。
【００２８】
ヒートチャンバー３は、図示されていない真空ポンプを備えている。その真空ポンプは、ゲートバルブ６が閉鎖されているときに、その接合装置制御装置により制御されることにより、ヒートチャンバー３の内部から気体を排気する。その真空ポンプとしては、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。
【００２９】
接合チャンバー２は、図２に示されているように、さらに、位置決めステージキャリッジ１１と位置合わせ機構１２とを備えている。位置決めステージキャリッジ１１は、板状に形成されている。位置決めステージキャリッジ１１は、接合チャンバー２の内部に配置され、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支持されている。位置決めステージキャリッジ１１は、カートリッジを保持するために利用される。位置合わせ機構１２は、その接合装置制御装置により制御されることにより、位置決めステージキャリッジ１１が水平方向に平行移動するように、または、位置決めステージキャリッジ１１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、位置決めステージキャリッジ１１を移動する。
【００３０】
接合チャンバー２は、さらに、圧接軸１４と静電チャック１５と圧接機構１６と荷重計１７とを備えている。圧接軸１４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１５は、圧接軸１４の下端に配置されている。静電チャック１５は、内部に内部電極が配置されている誘電層から形成されている。その誘電層は、アルミナ系セラミックから形成され、下端に平坦な面が形成されている。静電チャック１５は、その接合装置制御装置により制御されることにより、その内部電極に所定の印加電圧が印加される。静電チャック１５は、その内部電極に所定の印加電圧が印加されることにより、その誘電層の平坦な面の近傍に配置されるウェハを静電力によって保持する。圧接機構１６は、その接合装置制御装置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１４を平行移動させる。圧接機構１６は、さらに、静電チャック１５が配置される位置を測定し、その位置をその接合装置制御装置に出力する。荷重計１７は、圧接軸１４に印加される荷重を測定することにより、静電チャック１５により保持されたウェハに印加される荷重を測定し、その荷重をその接合装置制御装置に出力する。
【００３１】
接合チャンバー２は、さらに、イオンガン１８と電子源１９とを備えている。イオンガン１８は、その接合装置制御装置により制御されることにより、加速されたアルゴンイオンを放出する。イオンガン１８は、位置決めステージキャリッジ１１と静電チャック１５との間の空間にそのアルゴンイオンを放出するように、すなわち、位置決めステージキャリッジ１１に保持されるウェハと静電チャック１５に保持されるウェハとにそのアルゴンイオンが照射されるように、接合チャンバー２に固定されている。電子源１９は、その接合装置制御装置により制御されることにより、加速された電子を放出する。電子源１９は、位置合わせ機構１２と静電チャック１５との間の空間にその電子が放出されるように、すなわち、位置決めステージキャリッジ１１に保持されるウェハと静電チャック１５に保持されるウェハとにその電子が照射されるように、接合チャンバー２に固定されている。
【００３２】
イオンガン１８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、複数の金属から形成され、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。その金属ターゲットは、そのアルゴンイオンが照射されたときに、その複数の金属の原子を接合チャンバー２の内部の雰囲気に放出する。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１８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の内部の雰囲気にその複数の金属の原子を放出する。なお、その金属ターゲットは、ウェハの接合面に金属の原子を付着させることが不要であるときに、省略することもできる。
【００３３】
図３は、ヒートチャンバー３を示している。ヒートチャンバー３は、チャンバーベース２１とヒートシンク２２と断熱部材２３と試料台２４とヒータ２５とを備えている。チャンバーベース２１は、ヒートチャンバー３の一部を形成し、ヒートシンク２２と断熱部材２３と試料台２４とヒータ２５とを支持する基礎である。ヒートシンク２２は、チャンバーベース２１に固定されている。断熱部材２３は、石英から形成され、ヒートシンク２２を介してチャンバーベース２１に固定されている。なお、断熱部材２３は、石英と異なる熱衝撃性が高い他の断熱材から形成されることもできる。その断熱材としては、石英ガラスが例示される。断熱部材２３は、流路２６を備えている。流路２６は、気体窒素が流れる管路を形成している。その気体窒素は、図示されていない冷却装置によりヒートチャンバー３の外部から供給される。試料台２４は、窒化アルミニウムＡｌＮから形成され、断熱部材２３を介してチャンバーベース２１に固定されている。なお、試料台２４は、窒化アルミニウムＡｌＮと異なる熱伝導率が優れた他の材料から形成されることもできる。その材料としては、炭化珪素ＳｉＣが例示される。試料台２４は、断熱部材２３に接合されている側の反対側に保持面２７が形成されている。保持面２７は、そのカートリッジが試料台２４に保持されるように、形成されている。ヒータ２５は、試料台２４の内部に配置されている。ヒータ２５は、その常温接合装置制御装置に制御されることにより、発熱し、そのカートリッジに載せられているウェハを加熱する。このとき、ヒートシンク２２は、冷却された冷媒がヒートチャンバー３の外部から常時供給され、ヒータ２５が発熱しているときに、ヒートチャンバー３が加熱されることを防止する。
【００３４】
ヒートチャンバー３は、さらに、基板押さえ３１とヒートシンク３２と角度調整機構３３とロードセル３４と加圧機構３５とを備えている。基板押さえ３１は、石英から形成されている。基板押さえ３１は、試料台２４に対向する側に押さえ面３６が形成されている。押さえ面３６は、平坦に形成されている。基板押さえ３１は、押さえ面３６が形成されている側の反対側がヒートシンク３２に接合されている。ヒートシンク３２は、基板押さえ３１に接合されている側の反対側が角度調整機構３３に接合されている。角度調整機構３３は、ロードセル３４に接合されている。ロードセル３４は、チャンバーベース２１の上面に対して垂直方向に移動することができるように、支持されている。このとき、ヒートシンク３２は、冷却された冷媒がヒートチャンバー３の外部から常時供給され、基板押さえ３１が加熱されているときに、角度調整機構３３とロードセル３４とが加熱されることを防止する。
【００３５】
加圧機構３５は、その常温接合装置制御装置により制御されることにより、チャンバーベース２１の上面に対して角度調整機構３３を垂直方向に移動させ、すなわち、チャンバーベース２１の上面に対して基板押さえ３１を垂直方向に移動させる。ロードセル３４は、圧電素子を備え、押さえ面３６に印加される荷重を測定し、基板押さえ３１に印加される荷重の偏りを測定する。ロードセル３４は、その荷重とその偏りとをその常温接合装置制御装置に出力する。角度調整機構３３は、その常温接合装置制御装置により制御されることにより、押さえ面３６が向いている向きを変える。
【００３６】
ロードセル３４は、その圧電素子が加熱されることにより、測定値の誤差が大きくなることがある。ロードセル３４は、ヒートシンク３２により加熱が防止されることにより、その荷重とその偏りとをより高精度に測定することができる。
【００３７】
複数の棚７に載せられる複数のカートリッジは、上カートリッジと下カートリッジとを含んでいる。図４は、その上カートリッジを示している。上カートリッジ４１は、アルミニウムまたはステンレス鋼または窒化アルミニウムから形成され、概ね円盤状に形成されている。上カートリッジ４１は、その円盤の上側の面に、複数の島部分４２−１〜４２−４が形成されている。複数の島部分４２−１〜４２−４は、その円盤の上側の面から突出する突起に形成され、上端が１つの平面に沿うように形成されている。
【００３８】
上カートリッジ４１は、図５に示されているように、フランジ部分４４と本体部分４５とが形成されている。本体部分４５は、円柱状に形成されている。フランジ部分４４は、本体部分４５の円柱の側面から張り出すように形成され、円盤状に形成されている。すなわち、上カートリッジ４１は、フランジ部分４４を掬われることにより、搬送ロボット８に把持される。
【００３９】
上カートリッジ４１は、上ウェハ４６が複数の島部分４２−１〜４２−４の上に載せられて利用される。すなわち、複数の島部分４２−１〜４２−４は、上ウェハ４６の外周に沿うように形成されている。上カートリッジ４１は、上ウェハ４６が複数の島部分４２−１〜４２−４に載せられたときに、上ウェハ４６の下側の面が上カートリッジ４１に接触しないように、上ウェハ４６の下側の面が上カートリッジ４１により汚染されないように、形成されている。上カートリッジ４１は、さらに、上ウェハ４６が複数の島部分４２−１〜４２−４に載せられたときに、上カートリッジ４１と上ウェハ４６とに挟まれる空間が外部に通じる流路が形成されるように、複数の島部分４２−１〜４２−４が形成されている。すなわち、複数の島部分４２−１〜４２−４は、互いに、連ならないように形成されている。
【００４０】
図６は、その下カートリッジ５１を示している。下カートリッジ５１は、アルミニウムまたはステンレス鋼または窒化アルミニウムから形成され、概ね円盤状に形成され、下ウェハを載せるために利用される。下カートリッジ５１は、さらに、その円盤の上側の面に、島部分５２が形成されている。島部分５２は、その円盤の上側の面から突出する突起に形成され、下カートリッジ５１に載せられる下ウェハの形状と概ね等しい形状に形成され、上端が１つの平面に沿うように形成されている。島部分５２は、上端に溝５３が形成されている。溝５３は、上端に格子状に形成されている。溝５３は、さらに、島部分５２の側面に繋がるように、形成されている。
【００４１】
下カートリッジ５１は、図７に示されているように、フランジ部分５４と本体部分５５とが形成されている。本体部分５５は、円柱状に形成されている。フランジ部分５４は、本体部分５５の円柱の側面から張り出すように形成され、円盤状に形成されている。すなわち、下カートリッジ５１は、フランジ部分５４を掬われることにより、搬送ロボット８に把持される。
【００４２】
下カートリッジ５１は、下ウェハ５６が島部分５２の上に載せられて利用される。すなわち、島部分５２は、下ウェハ５６の外周に沿うように形成されている。下カートリッジ５１は、さらに、下ウェハ５６が島部分５２に載せられたときに、下カートリッジ５１と下ウェハ５６とに挟まれる空間が外部に通じる流路が形成されるように、島部分５２が形成されている。すなわち、島部分５２は、互いに、連ならないように形成されている。
【００４３】
図８は、常温接合装置制御装置６１を示している。常温接合装置制御装置６１は、コンピュータであり、図示されていないＣＰＵと記憶装置とリムーバルメモリドライブと通信装置と入力装置と出力装置とインターフェースとを備えている。そのＣＰＵは、常温接合装置制御装置６１にインストールされるコンピュータプログラムを実行して、その記憶装置とリムーバルメモリドライブと通信装置と入力装置と出力装置とインターフェースとを制御する。その記憶装置は、そのコンピュータプログラムを記録する。その記憶装置は、さらに、そのＣＰＵにより利用される情報を記録する。そのリムーバルメモリドライブは、コンピュータプログラムが記録されている記録媒体が挿入されたときに、そのコンピュータプログラムを常温接合装置制御装置６１にインストールするときに利用される。その通信装置は、通信回線網を介して常温接合装置制御装置６１に接続される他のコンピュータからコンピュータプログラムを常温接合装置制御装置６１にダウンロードし、そのコンピュータプログラムを常温接合装置制御装置６１にインストールするときに利用される。その入力装置は、ユーザに操作されることにより生成される情報をそのＣＰＵに出力する。その入力装置としては、キーボード、マウスが例示される。その出力装置は、そのＣＰＵにより生成された情報をユーザに認識されることができるように出力する。その出力装置としては、そのＣＰＵにより生成された画像を表示するディスプレイが例示される。
【００４４】
そのインターフェースは、常温接合装置制御装置６１に接続される外部機器により生成される情報をそのＣＰＵに出力し、そのＣＰＵにより生成された情報をその外部機器に出力する。その外部機器は、ゲートバルブ５とゲートバルブ６と搬送ロボット８とロードロックチャンバー１から排気する真空ポンプとヒートチャンバー３から排気する真空ポンプと真空ポンプ１０と位置合わせ機構１２と静電チャック１５と圧接機構１６と荷重計１７とイオンガン１８と電子源１９とヒータ２５と流路２６に冷媒を供給する冷却装置とヒータ２５と角度調整機構３３とロードセル３４と加圧機構３５とを含んでいる。
【００４５】
常温接合装置制御装置６１にインストールされるコンピュータプログラムは、常温接合装置制御装置６１に複数の機能をそれぞれ実現させるための複数のコンピュータプログラムから形成されている。その複数の機能は、搬送部６２と接合前加熱部６３と接合部６４と接合後加熱部６５とを含んでいる。
【００４６】
搬送部６２は、さらに、ゲートバルブ５とゲートバルブ６とが閉鎖されているときに、ロードロックチャンバー１の内部に所定の真空度の予備雰囲気が生成されるように、または、ロードロックチャンバー１の内部に大気圧雰囲気が生成されるように、ロードロックチャンバー１の真空ポンプを制御する。搬送部６２は、ロードロックチャンバー１の内部にその予備雰囲気が生成されているときに、ゲートバルブ５が開閉するようにゲートバルブ５を制御し、ゲートバルブ６が開閉するようにゲートバルブ６を制御する。
【００４７】
搬送部６２は、ゲートバルブ５が開放されているときに、複数の棚７に配置されている上カートリッジ４１または下カートリッジ５１が接合チャンバー２の位置決めステージキャリッジ１１に搬送されるように、または、位置決めステージキャリッジ１１に保持されている上カートリッジ４１または下カートリッジ５１がロードロックチャンバー１の複数の棚７に搬送されるように、搬送ロボット８を制御する。搬送部６２は、ゲートバルブ６が開放されているときに、複数の棚７に配置されている上カートリッジ４１または下カートリッジ５１がヒートチャンバー３の試料台２４に搬送されるように、または、ヒートチャンバー３の試料台２４に保持されている上カートリッジ４１または下カートリッジ５１がロードロックチャンバー１の複数の棚７に搬送されるように、搬送ロボット８を制御する。
【００４８】
接合前加熱部６３は、ゲートバルブ６が閉鎖されているときに、ヒートチャンバー３の内部に所定の真空度の脱離雰囲気が生成されるように、ヒートチャンバー３の真空ポンプを制御する。接合前加熱部６３は、ヒートチャンバー３の内部にその脱離雰囲気が生成されている場合で、ヒートチャンバー３の試料台２４に上カートリッジ４１が保持されているときに、上カートリッジ４１に載せられている上ウェハ４６が所定の脱離温度で加熱されるように、すなわち、上ウェハ４６から吸着物質が脱離するように、ヒータ２５を制御する。その吸着物質は、上ウェハ４６に吸着されている物質であり、水や大気成分が例示される。その脱離温度としては、２００℃が例示される。接合前加熱部６３は、上ウェハ４６が所定の時間加熱された後に、すなわち、上ウェハ４６からその吸着物質が十分に脱離された後に、上ウェハ４６が加熱されないように、ヒータ２５を制御し、流路２６に気体窒素が流れるように、すなわち、上ウェハ４６が接合温度まで冷却されるように、ヒートチャンバー３の冷却装置を制御する。その接合温度は、上ウェハ４６から作製される製品が使用される温度範囲に含まれるように設定される。
【００４９】
接合前加熱部６３は、ヒートチャンバー３の内部にその脱離雰囲気が生成されている場合で、ヒートチャンバー３の試料台２４に下カートリッジ５１が保持されているときに、下カートリッジ５１に載せられている下ウェハ５６が所定の脱離温度で加熱されるように、すなわち、下ウェハ５６から吸着物質が脱離するように、ヒータ２５を制御する。接合前加熱部６３は、下ウェハ５６が所定の時間加熱された後に、すなわち、下ウェハ５６からその吸着物質が十分に脱離された後に、下ウェハ５６が加熱されないように、ヒータ２５を制御し、流路２６に気体窒素が流れるように、すなわち、下ウェハ５６が接合温度まで冷却されるように、ヒートチャンバー３の冷却装置を制御する。
【００５０】
接合部６４は、上カートリッジ４１が位置決めステージキャリッジ１１に載っているときに、静電チャック１５が下降するように、圧接機構１６を制御する。接合部６４は、静電チャック１５が下降しているときに、静電チャック１５に印加される荷重が測定されるように、荷重計１７を制御する。接合部６４は、その荷重が所定の接触荷重に到達するタイミングを算出し、すなわち、上カートリッジ４１に載っている上ウェハ４６が静電チャック１５に接触するタイミングをその荷重に基づいて算出する。接合部６４は、そのタイミングで静電チャック１５が停止するように、圧接機構１６を制御する。接合部６４は、上カートリッジ４１に載っている上ウェハ４６に静電チャック１５が接触しているときに、静電チャック１５が上ウェハ４６を保持するように、静電チャック１５を制御する。接合部６４は、上カートリッジ４１に載っている上ウェハ４６を静電チャック１５が保持しているときに、静電チャック１５が上昇するように、圧接機構１６を制御する。
【００５１】
接合部６４は、ゲートバルブ５が閉鎖されているときに、接合チャンバー２の内部に所定の真空度の接合雰囲気が生成されるように、真空ポンプ１０を制御する。接合部６４は、さらに、接合チャンバー２の内部にその接合雰囲気が生成されているときに、上ウェハ４６と下ウェハ５６とにアルゴンイオンが照射されるように、イオンガン１８を制御する。接合部６４は、さらに、そのアルゴンイオンが放出されている最中に、電子が放出されるように、電子源１９を制御する。
【００５２】
接合部６４は、さらに、静電チャック１５が上ウェハ４６を保持している場合で、下カートリッジ５１が位置決めステージキャリッジ１１に載っているときに、下カートリッジ５１に載っている下ウェハ５６と上ウェハ４６とが所定の位置合わせ距離まで接近するように圧接機構１６を制御する。接合部６４は、さらに、上ウェハ４６と下ウェハ５６とがその位置合わせ距離だけ離れているときに、上ウェハ４６に対して下ウェハ５６が所定の位置合わせ位置に配置されるように、位置合わせ機構１２を制御する。その位置合わせ位置は、静電チャック１５が下降したときに、上ウェハ４６と下ウェハ５６とが設計通りに接合されるように、設定される。
【００５３】
接合部６４は、さらに、下ウェハ５６がその位置合わせ位置に配置されているときに、静電チャック１５が下降するように、圧接機構１６を制御する。接合部６４は、静電チャック１５が下降しているときに、静電チャック１５に印加される荷重が測定されるように、荷重計１７を制御する。接合部６４は、その荷重が所定の接合荷重に到達するタイミングを算出する。接合部６４は、そのタイミングで静電チャック１５が停止するように、すなわち、上ウェハ４６と下ウェハ５６とにその接合荷重が印加されるように、圧接機構１６を制御する。
【００５４】
接合部６４は、上ウェハ４６と下ウェハ５６とにその接合荷重が所定の接合時間印加された後に、上ウェハ４６と下ウェハ５６とから作製された接合ウェハが静電チャック１５からデチャックされるように、静電チャック１５を制御する。接合部６４は、その接合ウェハが静電チャック１５からデチャックされた後に、静電チャック１５が上昇するように、圧接機構１６を制御する。
【００５５】
接合後加熱部６５は、ヒートチャンバー３の試料台２４に下カートリッジ５１が保持されているときに、基板押さえ３１が下降するように、加圧機構３５を制御する。接合後加熱部６５は、基板押さえ３１が下降しているときに、基板押さえ３１に印加される荷重が測定されるように、かつ、基板押さえ３１に印加される荷重の偏りが測定されるように、ロードセル３４を制御する。接合後加熱部６５は、その接合ウェハに所定の押さえ荷重が印加されるように、加圧機構３５を制御する。接合後加熱部６５は、その偏りに基づいて基板押さえ３１の押さえ面３６がその接合ウェハの上側の面に平行になるように、すなわち、その接合ウェアにその押さえ荷重が均一に印加されるように、角度調整機構３３を制御する。
【００５６】
接合後加熱部６５は、その接合ウェハに所定の押さえ荷重が印加されているときに、その接合ウェハが所定の焼きなまし温度で加熱されるように、すなわち、その接合ウェハが焼きなましされるように、ヒータ２５を制御する。その焼きなまし温度としては、４８０℃が例示される。接合後加熱部６５は、その接合ウェハが所定の時間加熱された後に、すなわち、その接合ウェハが焼きなましされた後に、下カートリッジ５１が加熱されないように、ヒータ２５を制御し、流路２６に気体窒素が流れるように、すなわち、下カートリッジ５１が可搬温度まで冷却されるように、ヒートチャンバー３の冷却装置を制御する。接合後加熱部６５は、その接合ウェハが焼きなましされた後に、さらに、基板押さえ３１が上昇するように、加圧機構３５を制御する。
【００５７】
図９は、本発明による常温接合方法の実施の形態を示している。その常温接合方法は、本発明による常温接合装置を用いて実行される。常温接合装置制御装置６１は、まず、ロードロックチャンバー１の内部と接合チャンバー２の内部とを接続する第１ゲートが閉鎖されるように、ゲートバルブ５を制御し、ロードロックチャンバー１の内部とヒートチャンバー３の内部とを接続する第２ゲートが閉鎖されるように、ゲートバルブ６を制御する。常温接合装置制御装置６１は、ゲートバルブ５とゲートバルブ６とが閉鎖されているときに、ロードロックチャンバー１の内部に大気圧雰囲気が生成されるようにロードロックチャンバー１の真空ポンプを制御し、接合チャンバー２の内部に接合雰囲気が生成されるように真空ポンプ１０を制御し、ヒートチャンバー３の内部に脱離雰囲気が生成されるようにヒートチャンバー３の真空ポンプを制御する。
【００５８】
ユーザは、ロードロックチャンバー１の内部に大気圧雰囲気が生成されているときに、ロードロックチャンバー１の蓋を開けて、複数の棚７に複数のカートリッジを配置する。複数のカートリッジは、複数の上カートリッジ４１と複数の下カートリッジ５１とを含んでいる。上カートリッジ４１には、上ウェハ４６が載せられている。下カートリッジ５１には、下ウェハ５６が載せられている。ユーザは、複数の棚７にその複数のカートリッジを配置した後に、ロードロックチャンバー１の蓋を閉鎖する。常温接合装置制御装置６１は、ロードロックチャンバー１の蓋が閉鎖されているときに、ロードロックチャンバー１の内部に予備雰囲気が生成されるようにロードロックチャンバー１の真空ポンプを制御する（ステップＳ１）。
【００５９】
常温接合装置制御装置６１は、ロードロックチャンバー１の内部に予備雰囲気が生成されているときに、ゲートバルブ６が開放されるようにゲートバルブ６を制御する。常温接合装置制御装置６１は、ゲートバルブ６が開放されているときに、複数の棚７に配置されている複数のカートリッジのうちの１つの上カートリッジ４１がヒートチャンバー３の試料台２４に搬送されるように、搬送ロボット８を制御する（ステップＳ２）。
【００６０】
常温接合装置制御装置６１は、ヒートチャンバー３の試料台２４に上カートリッジ４１が保持された後に、ゲートバルブ６が閉鎖されるようにゲートバルブ６を制御する。常温接合装置制御装置６１は、ゲートバルブ６が閉鎖されているときに、ヒートチャンバー３の内部に脱離雰囲気が生成されるようにヒートチャンバー３の真空ポンプを制御する。常温接合装置制御装置６１は、ヒートチャンバー３の内部にその脱離雰囲気が生成されているときに、上カートリッジ４１に載せられている上ウェハ４６が所定の脱離温度で加熱されるように、すなわち、上ウェハ４６から吸着物質が脱離するように、ヒータ２５を制御する（ステップＳ３）。常温接合装置制御装置６１は、上ウェハ４６が所定の時間加熱された後に、すなわち、上ウェハ４６からその吸着物質が十分に脱離された後に、上ウェハ４６が加熱されないように、ヒータ２５を制御し、流路２６に気体窒素が流れるように、すなわち、上ウェハ４６が接合温度まで冷却されるように、ヒートチャンバー３の冷却装置を制御する。
【００６１】
常温接合装置制御装置６１は、上ウェハ４６からその吸着物質が十分に脱離された後に、ゲートバルブ６が開放されるようにゲートバルブ６を制御する。常温接合装置制御装置６１は、上ウェハ４６が接合温度まで冷却された後に、上カートリッジ４１がヒートチャンバー３の試料台２４から複数の棚７に搬送されるように、搬送ロボット８を制御する。
【００６２】
常温接合装置制御装置６１は、次いで、上カートリッジ４１がヒートチャンバー３の試料台２４から搬送された後に、複数の棚７に配置されている複数のカートリッジのうちの１つの下カートリッジ５１がヒートチャンバー３の試料台２４に搬送されるように、搬送ロボット８を制御する（ステップＳ２）。常温接合装置制御装置６１は、ヒートチャンバー３の試料台２４に下カートリッジ５１が保持された後に、ゲートバルブ６が閉鎖されるようにゲートバルブ６を制御する。常温接合装置制御装置６１は、ゲートバルブ６が閉鎖されているときに、ヒートチャンバー３の内部に脱離雰囲気が生成されるようにヒートチャンバー３の真空ポンプを制御する。常温接合装置制御装置６１は、ヒートチャンバー３の内部にその脱離雰囲気が生成されているときに、下カートリッジ５１に載せられている下ウェハ５６が所定の脱離温度で加熱されるように、すなわち、下ウェハ５６から吸着物質が脱離するように、ヒータ２５を制御する（ステップＳ３）。常温接合装置制御装置６１は、下ウェハ５６が所定の時間加熱された後に、すなわち、下ウェハ５６からその吸着物質が十分に脱離された後に、下ウェハ５６が加熱されないように、ヒータ２５を制御し、流路２６に気体窒素が流れるように、すなわち、下ウェハ５６が接合温度まで冷却されるように、ヒートチャンバー３の冷却装置を制御する。
【００６３】
常温接合装置制御装置６１は、下ウェハ５６からその吸着物質が十分に脱離された後に、ゲートバルブ６が開放されるようにゲートバルブ６を制御する。常温接合装置制御装置６１は、下ウェハ５６が接合温度まで冷却された後に、下カートリッジ５１がヒートチャンバー３の試料台２４から複数の棚７に搬送されるように、搬送ロボット８を制御する。
【００６４】
常温接合装置制御装置６１は、上ウェハ４６と下ウェハ５６とからその吸着物質が十分に脱離された後に、ゲートバルブ５が開放されるようにゲートバルブ５を制御する。常温接合装置制御装置６１は、その脱離された上ウェハ４６が載っている上カートリッジ４１が複数の棚７から接合チャンバー２の位置決めステージキャリッジ１１に搬送されるように、搬送ロボット８を制御する。常温接合装置制御装置６１は、次いで、静電チャック１５が下降するように、圧接機構１６を制御する。常温接合装置制御装置６１は、静電チャック１５が下降しているときに、静電チャック１５に印加される荷重が測定されるように、荷重計１７を制御する。常温接合装置制御装置６１は、その荷重が所定の接触荷重に到達するタイミングを算出し、すなわち、上カートリッジ４１に載っている上ウェハ４６が静電チャック１５に接触するタイミングをその荷重に基づいて算出する。常温接合装置制御装置６１は、そのタイミングで静電チャック１５が停止するように、圧接機構１６を制御する。
【００６５】
常温接合装置制御装置６１は、上カートリッジ４１に載っている上ウェハ４６に静電チャック１５が接触しているときに、静電チャック１５が上ウェハ４６を保持するように、静電チャック１５を制御する。常温接合装置制御装置６１は、上カートリッジ４１に載っている上ウェハ４６を静電チャック１５が保持しているときに、静電チャック１５が上昇するように、圧接機構１６を制御する。常温接合装置制御装置６１は、静電チャック１５が所定の活性化位置まで上昇した後に、上ウェハ４６が載っていない上カートリッジ４１が位置決めステージキャリッジ１１から複数の棚７に搬送されるように、搬送ロボット８を制御する。
【００６６】
常温接合装置制御装置６１は、上カートリッジ４１が複数の棚７に搬送された後に、その脱離された下ウェハ５６が載っている下カートリッジ５１が複数の棚７から位置決めステージキャリッジ１１に搬送されるように、搬送ロボット８を制御する。常温接合装置制御装置６１は、下カートリッジ５１が位置決めステージキャリッジ１１に保持された後に、ゲートバルブ５が閉鎖されるようにゲートバルブ５を制御する（ステップＳ４）。
【００６７】
常温接合装置制御装置６１は、ゲートバルブ５が閉鎖されているときに、接合チャンバー２の内部に接合雰囲気が生成されるように、真空ポンプ１０を制御する。常温接合装置制御装置６１は、さらに、接合チャンバー２の内部にその接合雰囲気が生成されているときに、上ウェハ４６と下ウェハ５６とにアルゴンイオンが照射されるように、イオンガン１８を制御する。常温接合装置制御装置６１は、さらに、そのアルゴンイオンが放出されている最中に、電子が放出されるように、電子源１９を制御する（ステップＳ５）。
【００６８】
常温接合装置制御装置６１は、下ウェハ５６と上ウェハ４６とが所定の位置合わせ距離まで接近するように圧接機構１６を制御する。常温接合装置制御装置６１は、さらに、上ウェハ４６と下ウェハ５６とがその位置合わせ距離だけ離れているときに、上ウェハ４６に対して下ウェハ５６が所定の位置合わせ位置に配置されるように、位置合わせ機構１２を制御する。
【００６９】
常温接合装置制御装置６１は、さらに、下ウェハ５６がその位置合わせ位置に配置された後に、静電チャック１５が下降するように、圧接機構１６を制御する。常温接合装置制御装置６１は、静電チャック１５が下降しているときに、静電チャック１５に印加される荷重が測定されるように、荷重計１７を制御する。常温接合装置制御装置６１は、その荷重が所定の接合荷重に到達するタイミングを算出する。常温接合装置制御装置６１は、そのタイミングで静電チャック１５が停止するように、すなわち、上ウェハ４６と下ウェハ５６とにその接合荷重が印加されるように、圧接機構１６を制御する（ステップＳ６）。下ウェハ５６と上ウェハ４６とは、その接合荷重が印加されることにより、接合され、１枚の接合ウェハに形成される。
【００７０】
常温接合装置制御装置６１は、その接合ウェハにその接合荷重が所定の接合時間印加された後に、その接合ウェハが静電チャック１５からデチャックされるように、静電チャック１５を制御する。常温接合装置制御装置６１は、その接合ウェハが静電チャック１５からデチャックされた後に、静電チャック１５が上昇するように、圧接機構１６を制御する。
【００７１】
常温接合装置制御装置６１は、静電チャック１５が十分に上昇した後に、ゲートバルブ５が開放されるようにゲートバルブ５を制御する。常温接合装置制御装置６１は、ゲートバルブ５が開放されているときに、その接合ウェハが載せられている下カートリッジ５１が位置決めステージキャリッジ１１からロードロックチャンバー１に搬送されるように、搬送ロボット８を制御する。
【００７２】
常温接合装置制御装置６１は、ロードロックチャンバー１の内部に予備雰囲気が生成されているときに、ゲートバルブ６が開放されるようにゲートバルブ６を制御する。常温接合装置制御装置６１は、ゲートバルブ６が開放されているときに、その接合ウェハが載せられている下カートリッジ５１がロードロックチャンバー１からヒートチャンバー３の試料台２４に搬送されるように、搬送ロボット８を制御する（ステップＳ７）。
【００７３】
常温接合装置制御装置６１は、ヒートチャンバー３の試料台２４に下カートリッジ５１が保持されているときに、基板押さえ３１が下降するように、加圧機構３５を制御する。常温接合装置制御装置６１は、基板押さえ３１が下降しているときに、基板押さえ３１に印加される荷重が測定されるように、かつ、基板押さえ３１に印加される荷重の偏りが測定されるように、ロードセル３４を制御する。常温接合装置制御装置６１は、その接合ウェハに所定の押さえ荷重が印加されるように、所定のサンプリング周期で加圧機構３５を制御する。常温接合装置制御装置６１は、その偏りに基づいて基板押さえ３１の押さえ面３６がその接合ウェハの上側の面に平行になるように、すなわち、その接合ウェアにその押さえ荷重が均一に印加されるように、所定のサンプリング周期で角度調整機構３３を制御する。常温接合装置制御装置６１は、その接合ウェハにその押さえ荷重が印加されているときに、その接合ウェハが所定の焼きなまし温度で加熱されるように、すなわち、その接合ウェハが焼きなましされるように、所定のサンプリング周期でヒータ２５を制御する（ステップＳ８）。
【００７４】
その接合ウェハは、所定の焼きなまし時間加熱されることにより、焼きなましされ、残留応力が低減する。その焼きなまし時間としては、数分が例示される。常温接合装置制御装置６１は、その接合ウェハが焼きなましされた後に、下カートリッジ５１が加熱されないように、ヒータ２５を制御し、流路２６に気体窒素が流れるように、すなわち、下カートリッジ５１が可搬温度まで冷却されるように、ヒートチャンバー３の冷却装置を制御する。その可搬温度としては、室温が例示される。常温接合装置制御装置６１は、その接合ウェハが焼きなましされた後に、さらに、基板押さえ３１が上昇するように、加圧機構３５を制御する。常温接合装置制御装置６１は、基板押さえ３１が十分に上昇した後に、その焼きなましされた接合ウェハが載せられている下カートリッジ５１が位置決めステージキャリッジ１１から複数の棚７に搬送されるように、搬送ロボット８を制御する（ステップＳ９）。
【００７５】
常温接合装置制御装置６１は、上ウェハ４６が載せられている上カートリッジ４１と下ウェハ５６が載せられている下カートリッジ５１とが複数の棚７に配置されているときに（ステップＳ１０、ＹＥＳ）、ステップＳ２〜ステップＳ９の動作を再度繰り返して実行する。
【００７６】
常温接合装置制御装置６１は、接合することが予定されているウェハが複数の棚７に配置されていないときに（ステップＳ１０、ＮＯ）、ゲートバルブ５が閉鎖されるようにゲートバルブ５を制御し、ゲートバルブ６が閉鎖されるように、ゲートバルブ６を制御する。常温接合装置制御装置６１は、ゲートバルブ５とゲートバルブ６とが閉鎖された後に、ロードロックチャンバー１の内部に大気圧雰囲気が生成されるようにロードロックチャンバー１の真空ポンプを制御する。ユーザは、ロードロックチャンバー１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１の蓋を開けて、複数の棚７から複数のカートリッジを取り出す。その複数のカートリッジは、複数の上カートリッジ４１と複数の下カートリッジ５１とを含んでいる。下カートリッジ５１には、その接合ウェハが載せられている。
【００７７】
ユーザは、さらに上ウェハ４６と下ウェハ５６とを常温接合したいときに、上ウェハ４６が載せられている上カートリッジ４１と下ウェハ５６が載せられている下カートリッジ５１とを複数の棚７に配置した後に、このような常温接合方法を再度実行する。
【００７８】
上ウェハ４６と下ウェハ５６とは、うねりが大きいときに、常温接合された接合面の接触面積が小さくなり、十分な接合強度が得られないことがある。上ウェハ４６と下ウェハ５６とは、うねりが大きい場合で、十分に大きい荷重を印加しながら接合されたときに、十分な接合強度で接合される。上ウェハ４６と下ウェハ５６とは、うねりが大きい場合で、十分に大きい荷重が印加されながら接合されたときに、残留応力が生じることがある。このような残留応力は、上ウェハ４６と下ウェハ５６とから作製される製品に悪影響を及ぼすことがある。その悪影響としては、機能上の欠陥、動作不良が例示される。
【００７９】
このような常温接合方法によれば、上ウェハ４６と下ウェハ５６とが接合された接合ウェハに残留応力が生じた場合であっても、その残留応力を低減することができ、品質が良い製品をより安定して作製することができる。
【００８０】
吸着物質が吸着された２枚のウェハが常温接合された接合ウェハは、焼きなましされることにより、その吸着物質から生成されるボイドが接合面に発生し、接合強度が低減することがある。このような常温接合方法は、上ウェハ４６と下ウェハ５６とから吸着物質を脱離する動作（ステップＳ２〜Ｓ３）により、接合ウェハの接合面に残留する吸着物質を低減することができ、その結果、ボイドが接合面に発生することを防止し、接合強度を向上させることができる。
【００８１】
なお、本発明による常温接合方法は、上ウェハ４６と下ウェハ５６とに吸着されている吸着物質が十分に少量であるときに、上ウェハ４６と下ウェハ５６とから吸着物質を脱離する動作（ステップＳ２〜Ｓ３）を省略することができる。このような常温接合方法も、既述の実施の形態における常温接合方法と同様にして、品質が良い製品をより安定して作製することができる。
【００８２】
接合ウェハから作製される製品は、所定の形状に形成されていることが要求されることがある。その接合ウェハは、焼きなましされる前の接合ウェハのうねりが大きい場合でも、その押さえ荷重が印加されながら焼きなましされることにより、より平坦に形成されることができ、このような製品に適用されることができる。
【００８３】
なお、本発明による常温接合方法は、焼きなましされる前の接合ウェハが十分に平坦であるときに、すなわち、接合ウェハが十分に平坦になるように常温接合することができるときに、焼きなましするときにその押さえ荷重を印加することを省略することができる。このような常温接合方法も、既述の実施の形態における常温接合方法と同様にして、品質が良い製品をより安定して作製することができる。
【００８４】
その接合ウェハに印加される荷重は、その接合ウェハが焼きなましされているときに、その接合ウェハやその接合ウェハを取り扱う装置が熱膨張することにより、増加することがある。その接合ウェハは、印加される荷重が十分に大きいときに、割れることがある。本発明による常温接合方法によれば、その接合ウェハに印加される荷重が押さえ荷重に制御されているために、接合ウェハが割れることを防止することができ、品質が良い製品をより安定して作製することができる。なお、本発明による常温接合方法は、その接合ウェハを取り扱う装置が弾性変形することによりその接合ウェハに印加される荷重が所定の荷重より大きくならないときに、その接合ウェハに印加される荷重が押さえ荷重に一旦制御した後にその荷重が押さえ荷重になるようにフィードバック制御する動作を省略することもできる。
【００８５】
本発明による常温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ヒートチャンバー３が他のヒートチャンバーに置換されている。そのヒートチャンバー７０は、図１０に示されているように、既述の実施の形態におけるヒートチャンバー３と同様にして、チャンバーベース２１とヒートシンク２２と断熱部材２３と試料台２４とヒータ２５とを備えている。
【００８６】
ヒートチャンバー７０は、さらに、静電チャック７１と断熱部材７２とヒートシンク７３と角度調整機構７４とロードセル７５と加圧機構７６とヒータ７７とを備えている。静電チャック７１は、試料台２４に対向する側に保持面７８が形成されている。保持面７８は、平坦に形成されている。静電チャック７１は、保持面７８が形成されている側の反対側が断熱部材７２に接合されている。静電チャック７１は、常温接合装置制御装置６１により制御されることにより、保持面７８の近傍に配置されるウェハを静電力によって保持する。断熱部材７２は、石英から形成され、ヒートシンク７３に接合されている。断熱部材７２は、流路７９を備えている。流路７９は、気体窒素が流れる管路を形成している。その気体窒素は、図示されていない冷却装置によりヒートチャンバー７０の外部から供給される。ヒートシンク７３は、静電チャック７１に接合されている側の反対側が角度調整機構７４に接合されている。角度調整機構７４は、ロードセル７５に接合されている。ロードセル７５は、チャンバーベース２１の上面に対して垂直方向に移動することができるように、支持されている。このとき、ヒートシンク７３は、冷却された冷媒がヒートチャンバー７０の外部から常時供給され、静電チャック７１が加熱されているときに、角度調整機構７４とロードセル７５とが加熱されることを防止する。
【００８７】
加圧機構７６は、その常温接合装置制御装置により制御されることにより、チャンバーベース２１の上面に対して角度調整機構７４を垂直方向に移動させ、すなわち、チャンバーベース２１の上面に対して静電チャック７１を垂直方向に移動させる。ロードセル７５は、圧電素子を備え、保持面７８に印加される荷重を測定し、静電チャック７１に印加される荷重の偏りを測定する。ロードセル７５は、その荷重とその偏りとをその常温接合装置制御装置に出力する。角度調整機構７４は、その常温接合装置制御装置により制御されることにより、保持面７８が向いている向きを変える。
【００８８】
ロードセル７５は、その圧電素子が加熱されることにより、測定値の誤差が大きくなることがある。ロードセル７５は、ヒートシンク７３により加熱が防止されることにより、その荷重とその偏りとをより高精度に測定することができる。
【００８９】
ヒータ７７は、静電チャック７１の内部に配置されている。ヒータ７７は、常温接合装置制御装置６１に制御されることにより、発熱し、静電チャック７１に保持されているウェハを加熱する。このとき、ヒートシンク７３は、冷却された冷媒がヒートチャンバー７０の外部から常時供給され、ヒータ７７が発熱しているときに、ロードセル７５が加熱されることを防止する。
【００９０】
本発明による常温接合方法の実施の他の形態は、ヒートチャンバー７０が適用された常温接合装置本体を用いて実行され、既述の実施の形態におけるステップＳ２〜Ｓ３が他の動作に置換されている。その動作では、常温接合装置制御装置６１は、ロードロックチャンバー１の内部に予備雰囲気が生成されているときに、ゲートバルブ６が開放されるようにゲートバルブ６を制御する。常温接合装置制御装置６１は、ゲートバルブ６が開放されているときに、複数の棚７に配置されている複数のカートリッジのうちの１つの上カートリッジ４１がヒートチャンバー７０の試料台２４に搬送されるように、搬送ロボット８を制御する。
【００９１】
常温接合装置制御装置６１は、ヒートチャンバー７０の試料台２４に上カートリッジ４１が保持された後に、静電チャック７１が下降するように、加圧機構７６を制御する。常温接合装置制御装置６１は、静電チャック７１が下降しているときに、静電チャック７１に印加される荷重が測定されるように、ロードセル７５を制御する。常温接合装置制御装置６１は、その荷重が所定の接触荷重に到達するタイミングを算出し、すなわち、上カートリッジ４１に載っている上ウェハ４６が静電チャック７１に接触するタイミングをその荷重に基づいて算出する。常温接合装置制御装置６１は、そのタイミングで静電チャック７１が停止するように、加圧機構７６を制御する。
【００９２】
常温接合装置制御装置６１は、上カートリッジ４１に載っている上ウェハ４６に静電チャック７１が接触しているときに、静電チャック７１が上ウェハ４６を保持するように、静電チャック７１を制御する。常温接合装置制御装置６１は、上カートリッジ４１に載っている上ウェハ４６を静電チャック７１が保持しているときに、静電チャック７１が上昇するように、加圧機構７６を制御する。常温接合装置制御装置６１は、静電チャック７１が所定の位置まで上昇した後に、上ウェハ４６が載っていない上カートリッジ４１が試料台２４から複数の棚７に搬送されるように、搬送ロボット８を制御する。
【００９３】
常温接合装置制御装置６１は、上カートリッジ４１が複数の棚７に搬送された後に、下ウェハ５６が載っている下カートリッジ５１が複数の棚７から試料台２４に搬送されるように、搬送ロボット８を制御する。常温接合装置制御装置６１は、下カートリッジ５１が試料台２４に保持された後に、ゲートバルブ６が閉鎖されるようにゲートバルブ６を制御する。
【００９４】
常温接合装置制御装置６１は、ゲートバルブ６が閉鎖されているときに、ヒートチャンバー７０の内部に脱離雰囲気が生成されるようにヒートチャンバー７０の真空ポンプを制御する。常温接合装置制御装置６１は、ヒートチャンバー７０の内部にその脱離雰囲気が生成されているときに、静電チャック７１に保持されている上ウェハ４６が所定の脱離温度で加熱されるように、ヒータ７７を制御し、下カートリッジ５１に載せられている下ウェハ５６がその脱離温度で加熱されるように、ヒータ２５を制御する。
【００９５】
常温接合装置制御装置６１は、上ウェハ４６が所定の時間加熱された後に、上ウェハ４６が加熱されないように、ヒータ７７を制御し、流路７９に気体窒素が流れるように、すなわち、上ウェハ４６が接合温度まで冷却されるように、ヒートチャンバー７０の冷却装置を制御する。常温接合装置制御装置６１は、下ウェハ５６が所定の時間加熱された後に下ウェハ５６が加熱されないように、ヒータ２５を制御し、流路２６に気体窒素が流れるように、すなわち、下ウェハ５６が接合温度まで冷却されるように、ヒートチャンバー７０の冷却装置を制御する。
【００９６】
常温接合装置制御装置６１は、上ウェハ４６と下ウェハ５６とからその吸着物質が十分に脱離された後に、ゲートバルブ６が開放されるようにゲートバルブ６を制御する。常温接合装置制御装置６１は、下ウェハ５６が接合温度まで冷却された後に、下カートリッジ５１がヒートチャンバー７０の試料台２４から複数の棚７に搬送されるように、搬送ロボット８を制御する。
【００９７】
常温接合装置制御装置６１は、下カートリッジ５１がヒートチャンバー７０の試料台２４から搬送された後に、ウェハが載っていない上カートリッジ４１がヒートチャンバー７０の試料台２４に搬送されるように、搬送ロボット８を制御する。常温接合装置制御装置６１は、ヒートチャンバー７０の試料台２４に上カートリッジ４１が保持された後に、静電チャック７１が下降するように、加圧機構７６を制御する。常温接合装置制御装置６１は、静電チャック７１が下降しているときに、静電チャック７１に印加される荷重が測定されるように、ロードセル７５を制御する。常温接合装置制御装置６１は、その荷重が所定の接触荷重に到達するタイミングを算出し、すなわち、静電チャック７１に保持されている上ウェハ４６が上カートリッジ４１に接触するタイミングをその荷重に基づいて算出する。常温接合装置制御装置６１は、そのタイミングで静電チャック７１が停止するように、加圧機構７６を制御する。
【００９８】
常温接合装置制御装置６１は、上カートリッジ４１に載っている上ウェハ４６に静電チャック７１が接触しているときに、静電チャック７１が上ウェハ４６をデチャックするように、静電チャック７１を制御する。常温接合装置制御装置６１は、上ウェハ４６を静電チャック７１がデチャックした後に、静電チャック７１が上昇するように、加圧機構７６を制御する。常温接合装置制御装置６１は、静電チャック７１が所定の位置まで上昇した後に、上ウェハ４６が載っている上カートリッジ４１が試料台２４から複数の棚７に搬送されるように、搬送ロボット８を制御する。
【００９９】
このような動作が適用された常温接合方法は、既述の実施の形態おける常温接合方法と同様にして、品質が良い製品をより安定して作製することができる。このような動作は、さらに、既述の実施の形態おけるステップＳ２〜Ｓ３の動作に比較して、より短時間に実行されることができる。このため、このような動作が適用された常温接合方法によれば、より高速に接合ウェハを作製することができる。
【０１００】
図１１は、さらに他のヒートチャンバーを示している。そのヒートチャンバー８０は、既述の実施の形態におけるヒートチャンバー３と同様にして、チャンバーベース２１とヒートシンク２２と断熱部材２３と試料台２４とヒータ２５とを備えている。ヒートチャンバー８０は、さらに、基板押さえ８１と角度調整機構８２とロードセル８３と加圧機構８４と冷却機構８５とを備えている。基板押さえ８１は、石英から形成されている。基板押さえ８１は、試料台２４に対向する側に押さえ面が形成されている。その押さえ面は、平坦に形成されている。基板押さえ８１は、その押さえ面が形成されている側の反対側が角度調整機構８２に接合されている。角度調整機構８２は、ロードセル８３に接合されている。ロードセル８３は、チャンバーベース２１の上面に対して垂直方向に移動することができるように、支持されている。
【０１０１】
加圧機構８４は、常温接合装置制御装置６１により制御されることにより、チャンバーベース２１の上面に対して角度調整機構８２を垂直方向に移動させ、すなわち、チャンバーベース２１の上面に対して基板押さえ８１を垂直方向に移動させる。ロードセル８３は、圧電素子を備え、その押さえ面に印加される荷重を測定し、基板押さえ８１に印加される荷重の偏りを測定する。ロードセル８３は、その荷重とその偏りとをその常温接合装置制御装置に出力する。角度調整機構８２は、その常温接合装置制御装置により制御されることにより、その押さえ面が向いている向きを変える。
【０１０２】
冷却機構８５は、冷却された冷媒がヒートチャンバー８０の外部から常時供給され、基板押さえ８１が加熱されているときに、ロードセル８３が加熱されることを防止する。ロードセル８３は、その圧電素子が加熱されることにより、測定値の誤差が大きくなることがある。ロードセル８３は、ヒートシンク３２により加熱が防止されることにより、その荷重とその偏りとをより高精度に測定することができる。
【０１０３】
ヒートチャンバー８０が適用された常温接合装置本体は、既述の実施の形態におけるヒートチャンバー３が適用された常温接合装置本体と同様に利用されることができる。このため、本発明による常温接合方法は、ヒートチャンバー８０が適用された常温接合装置本体用いて実行された場合でも、既述の実施の形態における常温接合方法と同様にして、品質が良い製品をより安定して作製することができる。ヒートチャンバー８０は、さらに、既述の実施の形態におけるヒートチャンバー３に比較して、より近傍からロードセル８３を冷却しているために、ロードセル８３をより確実に冷却することができる。このため、ロードセル８３は、その荷重とその偏りとをより高精度に測定することができ、その接合ウェハに押さえ荷重が印加されるように加圧機構８４を制御する制御性をより向上させることができ、その接合ウェアにその押さえ荷重が均一に印加されるように角度調整機構８２を制御する制御性をより向上させることができる。
【０１０４】
図１２は、さらに他のヒートチャンバーを示している。そのヒートチャンバー９０は、チャンバーベース９１と断熱部材９２と試料台９３とヒータ９４とを備えている。チャンバーベース９１は、ヒートチャンバー９０の一部を形成し、断熱部材９２と試料台９３とヒータ９４とを支持する基礎である。断熱部材９２は、石英から形成され、チャンバーベース９１に固定されている。断熱部材９２は、流路９５を備えている。流路９５は、気体窒素が流れる管路を形成している。その気体窒素は、図示されていない冷却装置によりヒートチャンバー９０の外部から供給される。試料台９３は、窒化アルミニウムＡｌＮから形成され、断熱部材９２を介してチャンバーベース９１に固定されている。試料台９３は、断熱部材９２に接合されている側の反対側に保持面９６が形成されている。保持面９６は、そのカートリッジが試料台９３に保持されるように、形成されている。ヒータ９４は、試料台９３の内部に配置されている。ヒータ９４は、常温接合装置制御装置６１に制御されることにより、発熱し、そのカートリッジに載せられているウェハを加熱する。
【０１０５】
ヒートチャンバー９０は、さらに、基板押さえ１０１と角度調整機構１０２とロードセル１０３と加圧機構１０４と冷却機構１０５とを備えている。基板押さえ１０１は、石英から形成されている。基板押さえ１０１は、試料台９３に対向する側に押さえ面が形成されている。その押さえ面は、平坦に形成されている。基板押さえ１０１は、その押さえ面が形成されている側の反対側が角度調整機構１０２に接合されている。角度調整機構１０２は、ロードセル１０３に接合されている。ロードセル１０３は、チャンバーベース２１の上面に対して垂直方向に移動することができるように、支持されている。
【０１０６】
加圧機構１０４は、常温接合装置制御装置６１により制御されることにより、チャンバーベース２１の上面に対して角度調整機構１０２を垂直方向に移動させ、すなわち、チャンバーベース２１の上面に対して基板押さえ１０１を垂直方向に移動させる。ロードセル１０３は、圧電素子を備え、その押さえ面に印加される荷重を測定し、基板押さえ１０１に印加される荷重の偏りを測定する。ロードセル１０３は、その荷重とその偏りとを常温接合装置制御装置６１に出力する。角度調整機構１０２は、常温接合装置制御装置６１により制御されることにより、その押さえ面が向いている向きを変える。
【０１０７】
冷却機構１０５は、冷却された冷媒がヒートチャンバー９０の外部から常時供給され、ヒートチャンバー９０を冷却し、ロードセル１０３が加熱されることを防止する。ロードセル１０３は、ヒートシンク３２により加熱が防止されることにより、その荷重とその偏りとをより高精度に測定することができる。
【０１０８】
ヒートチャンバー９０が適用された常温接合装置本体は、既述の実施の形態におけるヒートチャンバー３が適用された常温接合装置本体と同様に利用されることができる。このため、本発明による常温接合方法は、ヒートチャンバー９０が適用された常温接合装置本体用いて実行された場合でも、既述の実施の形態における常温接合方法と同様にして、品質が良い製品をより安定して作製することができる。ヒートチャンバー９０は、さらに、既述の実施の形態におけるヒートチャンバー３に比較して、ヒートシンク２２とヒートシンク３２との分、ヒートチャンバー９０の内部をシンプルに形成することができ、小型化することができる。
【０１０９】
本発明による常温接合装置の実施のさらに他の形態は、図１３に示されているように、既述の実施の形態における常温接合装置本体が他のヒートチャンバー１１０をさらに備えている。ヒートチャンバー１１０は、内部を環境から密閉する容器である。その常温接合装置本体は、さらに、ゲートバルブ１１１を備えている。ゲートバルブ１１１は、ロードロックチャンバー１とヒートチャンバー１１０との間に介設され、ヒートチャンバー１１０の内部とロードロックチャンバー１の内部とを接続するゲートを形成している。ゲートバルブ１１１は、常温接合装置制御装置６１により制御されることにより、そのゲートを閉鎖し、または、そのゲートを開放する。
【０１１０】
ヒートチャンバー１１０は、既述の実施の形態におけるヒートチャンバー３と同様にして、チャンバーベース２１とヒートシンク２２と断熱部材２３と試料台２４とヒータ２５とを備え、さらに、基板押さえ３１とヒートシンク３２と角度調整機構３３とロードセル３４と加圧機構３５とを備えている。
【０１１１】
本発明による常温接合方法の実施のさらに他の形態は、ヒートチャンバー１１０が追加された常温接合装置本体を用いて実行され、既述の実施の形態におけるステップＳ２〜Ｓ３が他の動作に置換されている。
【０１１２】
その動作では、常温接合装置制御装置６１は、ロードロックチャンバー１の内部に予備雰囲気が生成されているときに、ゲートバルブ６が開放されるようにゲートバルブ６を制御する。常温接合装置制御装置６１は、ゲートバルブ６が開放されているときに、複数の棚７に配置されている複数のカートリッジのうちの１つの上カートリッジ４１がヒートチャンバー３の試料台２４に搬送されるように、搬送ロボット８を制御する。常温接合装置制御装置６１は、次いで、複数の棚７に配置されている複数のカートリッジのうちの１つの下カートリッジ５１がヒートチャンバー１１０の試料台２４に搬送されるように、搬送ロボット８を制御する。
【０１１３】
常温接合装置制御装置６１は、ヒートチャンバー３の試料台２４に上カートリッジ４１が保持された後に、ゲートバルブ６が閉鎖されるようにゲートバルブ６を制御する。常温接合装置制御装置６１は、ゲートバルブ６が閉鎖されているときに、ヒートチャンバー３の内部に脱離雰囲気が生成されるようにヒートチャンバー３の真空ポンプを制御する。常温接合装置制御装置６１は、ヒートチャンバー３の内部にその脱離雰囲気が生成されているときに、上カートリッジ４１に載せられている上ウェハ４６が所定の脱離温度で加熱されるように、すなわち、上ウェハ４６から吸着物質が脱離するように、ヒータ２５を制御する。常温接合装置制御装置６１は、上ウェハ４６が所定の時間加熱された後に、すなわち、上ウェハ４６からその吸着物質が十分に脱離された後に、上ウェハ４６が加熱されないように、ヒータ２５を制御し、流路２６に気体窒素が流れるように、すなわち、上ウェハ４６が接合温度まで冷却されるように、ヒートチャンバー３の冷却装置を制御する。常温接合装置制御装置６１は、上ウェハ４６からその吸着物質が十分に脱離された後に、ゲートバルブ６が開放されるようにゲートバルブ６を制御する。
【０１１４】
常温接合装置制御装置６１は、ヒートチャンバー１１０の試料台２４に下カートリッジ５１が保持された後に、ゲートバルブ１１１が閉鎖されるようにゲートバルブ１１１を制御する。常温接合装置制御装置６１は、ゲートバルブ１１１が閉鎖されているときに、ヒートチャンバー１１０の内部に脱離雰囲気が生成されるようにヒートチャンバー１１０の真空ポンプを制御する。常温接合装置制御装置６１は、ヒートチャンバー１１０の内部にその脱離雰囲気が生成されているときに、下カートリッジ５１に載せられている下ウェハ５６が所定の脱離温度で加熱されるように、すなわち、下ウェハ５６から吸着物質が脱離するように、ヒータ２５を制御する。常温接合装置制御装置６１は、下ウェハ５６が所定の時間加熱された後に、すなわち、下ウェハ５６からその吸着物質が十分に脱離された後に、下ウェハ５６が加熱されないように、ヒータ２５を制御し、流路２６に気体窒素が流れるように、すなわち、下ウェハ５６が接合温度まで冷却されるように、ヒートチャンバー１１０の冷却装置を制御する。常温接合装置制御装置６１は、次いで、下ウェハ５６からその吸着物質が十分に脱離された後に、ゲートバルブ１１１が開放されるようにゲートバルブ１１１を制御する。
【０１１５】
下ウェハ５６から吸着物質が脱離する動作は、上ウェハ４６から吸着物質が脱離する動作と平行して実行される。
【０１１６】
常温接合装置制御装置６１は、上ウェハ４６が接合温度まで冷却された後に、上カートリッジ４１がヒートチャンバー３の試料台２４から複数の棚７に搬送されるように、搬送ロボット８を制御する。常温接合装置制御装置６１は、次いで、下ウェハ５６が接合温度まで冷却された後に、下カートリッジ５１がヒートチャンバー１１０の試料台２４から複数の棚７に搬送されるように、搬送ロボット８を制御する。
【０１１７】
このような動作が適用された常温接合方法は、既述の実施の形態おける常温接合方法と同様にして、品質が良い製品をより安定して作製することができる。このような動作は、既述の実施の形態おけるステップＳ２〜Ｓ３の動作に比較して、より短時間に実行されることができる。このため、このような動作が適用された常温接合方法によれば、より高速に接合ウェハを作製することができる。
【０１１８】
なお、ヒートチャンバー１１０は、接合ウェハを焼きなましする動作（ステップＳ７〜Ｓ８）に利用されることもできる。なお、ヒートチャンバー１１０は、接合ウェハを焼きなましする動作に利用されないときに、基板押さえ３１とヒートシンク３２と角度調整機構３３とロードセル３４と加圧機構３５とを省略された他のヒートチャンバーに置換されることができる。このようなヒートチャンバーが適用された常温接合装置本体は、ヒートチャンバー１１０が適用された常温接合装置本体に比較して、よりシンプルであり、製造コストがより低く、好ましい。
【０１１９】
本発明による常温接合装置の実施のさらに他の形態は、図１４に示されているように、既述の実施の形態における常温接合装置本体のロードロックチャンバー１がトランスファチャンバー１２０とロードロックチャンバー１２１とに置換され、ヒートチャンバー３が複数のヒートチャンバー１２２−１〜１２２−４に置換されている。トランスファチャンバー１２０とロードロックチャンバー１２１と複数のヒートチャンバー１２２−１〜１２２−４とは、それぞれ、内部を環境から密閉する容器である。その常温接合装置本体は、さらに、ゲート１２３とゲートバルブ１２４−１〜１２４−４とを備えている。ゲート１２３は、トランスファチャンバー１２０とロードロックチャンバー１２１との間に介設され、トランスファチャンバー１２０の内部とロードロックチャンバー１２１の内部とを接続している。ゲートバルブ１２４−ｉ（ｉ＝１，２，３，４）は、トランスファチャンバー１２０とヒートチャンバー１２２−ｉとの間に介設され、トランスファチャンバー１２０の内部とヒートチャンバー１２２−ｉの内部とを接続するゲートを形成している。ゲートバルブ１２４−ｉは、常温接合装置制御装置６１により制御されることにより、そのゲートを閉鎖し、または、そのゲートを開放する。
【０１２０】
ロードロックチャンバー１２１は、図示されていない蓋を備えている。その蓋は、環境とロードロックチャンバー１２１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１２１は、図示されていない真空ポンプを備えている。その真空ポンプは、その蓋とゲートバルブ１２１が閉鎖されているときに、常温接合装置制御装置６１により制御されることにより、ロードロックチャンバー１２１の内部から気体を排気する。ロードロックチャンバー１２１は、さらに、ロードロックチャンバー１と同様にして、複数の棚７を内部に備えている。
【０１２１】
トランスファチャンバー１２０は、搬送ロボット８を内部に備えている。搬送ロボット８は、ゲートバルブ５が開放されているときに、常温接合装置制御装置６１により制御されることにより、複数の棚７に配置されたカートリッジを接合チャンバー２に搬送し、または、接合チャンバー２に配置されたカートリッジを複数の棚７に搬送する。搬送ロボット８は、さらに、ゲートバルブ１２４−ｉが開放されているときに、常温接合装置制御装置６１により制御されることにより、複数の棚７に配置されたカートリッジをヒートチャンバー１２２−ｉに搬送し、または、ヒートチャンバー１２２−ｉに配置されたカートリッジを複数の棚７に搬送する。
【０１２２】
本発明による常温接合方法の実施のさらに他の形態は、このような常温接合装置本体を用いて実行される。その常温接合方法は、既述の実施の形態におけるステップＳ２〜Ｓ３が他の動作に置換されている。その動作では、常温接合装置制御装置６１は、ヒートチャンバー１２２−１を用いて上ウェハ４６から吸着物質を脱離し、ヒートチャンバー１２２−２を用いて下ウェハ５６から吸着物質を脱離する。常温接合装置制御装置６１は、さらに、ヒートチャンバー１２２−１、１２２−２を用いて脱離の動作をしている最中に、ヒートチャンバー１２２−３を用いて他の上ウェハ４６から吸着物質を脱離し、ヒートチャンバー１２２−４を用いて他の下ウェハ５６から吸着物質を脱離する。
【０１２３】
その常温接合方法は、さらに、ステップＳ４〜Ｓ６が他の動作に置換されている。その動作では、常温接合装置制御装置６１は、ヒートチャンバー１２２−１を用いて吸着物質が脱離された上ウェハ４６とヒートチャンバー１２２−２を用いて吸着物質が脱離された下ウェハ５６とを常温接合して接合ウェハを作製する。常温接合装置制御装置６１は、その接合ウェハを作製している最中に、ヒートチャンバー１２２−１を用いてさらに他の上ウェハ４６から吸着物質を脱離し、ヒートチャンバー１２２−２を用いてさらに他の下ウェハ５６から吸着物質を脱離する。
【０１２４】
その常温接合方法は、さらに、ステップＳ７〜Ｓ８が他の動作に置換されている。その動作では、常温接合装置制御装置６１は、ヒートチャンバー１２２−１を用いてその接合ウェハを焼きなましする。常温接合装置制御装置６１は、ヒートチャンバー１２２−１で焼きなましされている最中に、ヒートチャンバー１２２−３を用いて吸着物質が脱離された上ウェハ４６とヒートチャンバー１２２−４を用いて吸着物質が脱離された下ウェハ５６とを常温接合して他の接合ウェハを作製する。
【０１２５】
このような動作が適用された常温接合方法によれば、既述の実施の形態における常温接合方法と同様にして、品質が良い製品をより安定して作製することができる。このような動作が適用された常温接合方法によれば、既述の実施の形態における常温接合方法に比較して、所定期間内に接合ウェハをより多く作製することができる。
【符号の説明】
【０１２６】
１  ：ロードロックチャンバー
２  ：接合チャンバー
３  ：ヒートチャンバー
５  ：ゲートバルブ
６  ：ゲートバルブ
７  ：複数の棚
８  ：搬送ロボット
１０：真空ポンプ
１１：位置決めステージキャリッジ
１２：位置合わせ機構
１４：圧接軸
１５：静電チャック
１６：圧接機構
１７：荷重計
１８：イオンガン
１９：電子源
２１：チャンバーベース
２２：ヒートシンク
２３：断熱部材
２４：試料台
２５：ヒータ
２６：流路
２７：保持面
３１：基板押さえ
３２：ヒートシンク
３３：角度調整機構
３４：ロードセル
３５：加圧機構
３６：押さえ面
４１：上カートリッジ
４２−１〜４２−４：複数の島部分
４４：フランジ部分
４５：本体部分
４６：上ウェハ
５１：下カートリッジ
５２：島部分
５３：溝
５４：フランジ部分
５５：本体部分
５６：下ウェハ
６１：接合装置制御装置
６２：搬送部
６３：接合前加熱部
６４：接合部
６５：接合後加熱部
７０：ヒートチャンバー
７１：静電チャック
７２：断熱部材
７３：ヒートシンク
７４：角度調整機構
７５：ロードセル
７６：加圧機構
７７：ヒータ
７８：保持面
７９：流路
８０：ヒートチャンバー
８１：基板押さえ
８２：角度調整機構
８３：ロードセル
８４：加圧機構
８５：冷却機構
９０：ヒートチャンバー
９１：チャンバーベース
９２：断熱部材
９３：試料台
９４：ヒータ
９５：流路
９６：保持面
１０１：基板押さえ
１０２：角度調整機構
１０３：ロードセル
１０４：加圧機構
１０５：冷却機構
１１０：ヒートチャンバー
１１１：ゲートバルブ
１２０：トランスファチャンバー
１２１：ロードロックチャンバー
１２２−１〜１２２−４：複数のヒートチャンバー
１２３：ゲートバルブ
１２４−１〜１２４−４：複数のゲートバルブ
【要約】
【課題】接合対象を接合することにより作製される製品の品質を向上させること。
【解決手段】２つの基板を活性化することにより２つの活性化基板を作製するステップ（Ｓ８）と、その２つの活性化基板を接合することにより接合基板を作製するステップ（Ｓ６）と、その接合基板の残留応力が低減するようにその接合基板を焼きなましするステップ（Ｓ８）とを備えている。このような常温接合方法によれば、その接合基板の残留応力を低減することができ、品質をより向上させることができる。
【選択図】図９【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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