(57)【要約】【課題】基板の表面をより均一に活性化することにより、複数の基板をより適切に接合すること。【解決手段】第１基板の第１活性化表面に照射される複数の第１活性化ビームをそれぞれ出射する複数の第１ビーム源１７−１〜１７−２と、第２基板のその第２活性化表面に照射される複数の第２活性化ビームをそれぞれ出射する複数の第２ビーム源１８−１〜１８−２と、その第１活性化表面とその第２活性化表面とが照射された後に、その第１活性化表面とその第２活性化表面とを接触させることにより、その第１基板とその第２基板とを接合する圧接機構１５とを備えている。このような常温接合装置は、その第１活性化表面とその第２活性化表面とをそれぞれ１つのビーム源を用いて照射する他の常温接合装置に比較して、その第１活性化表面とその第２活性化表面とをより均一に照射することができ、その第１基板とその第２基板とをより適切に接合することができる。【選択図】図２
2013098186.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板の第１活性化表面に照射される複数の第１活性化ビームをそれぞれ出射する複数の第１ビーム源と、
第２基板の第２活性化表面に照射される複数の第２活性化ビームをそれぞれ出射する複数の第２ビーム源と、
前記第１活性化表面と前記第２活性化表面とが照射された後に、前記第１活性化表面と前記第２活性化表面とを接触させることにより、前記第１基板と前記第２基板とを接合する圧接機構
とを具備する常温接合装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記複数の第１ビーム源と前記複数の第２ビーム源とに対応する複数の取付位置調整機構をさらに具備し、
前記複数の取付位置調整機構のうちの任意のビーム源に対応する取付位置調整機構は、複数の取付位置のうちの任意の取付位置に前記任意のビーム源を固定する
常温接合装置。
【請求項３】
請求項１〜請求項２のいずれか一項において、
前記第１活性化表面が前記複数の第１活性化ビームにより照射されるときに、前記第１基板を保持する第１保持装置と、
前記第２活性化表面が前記複数の第２活性化ビームにより照射されるときに、前記第２基板を保持する第２保持装置とをさらに具備し、
前記複数の第１ビーム源は、第１回転軸に対して回転対称になるように、配置され、
前記第１回転軸は、前記第１活性化表面が前記複数の第１活性化ビームにより照射されるときに、前記第１活性化表面に垂直であり、
前記複数の第２ビーム源は、第２回転軸に対して回転対称になるように、配置され、
前記第２回転軸は、前記第２活性化表面が前記複数の第２活性化ビームにより照射されるときに、前記第２活性化表面に垂直である
常温接合装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか一項において、
前記複数の第１活性化ビームと前記複数の第２活性化ビームとのうちの任意の活性化ビームが前記複数の第１活性化ビームと前記複数の第２活性化ビームとのうちの前記任意の活性化ビームと異なる他の活性化ビームと異なるように、前記複数の第１ビーム源と前記複数の第２ビーム源とを制御する制御装置
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、
チャンバーの内部を排気することにより、前記複数の第１活性化ビームと前記複数の第２活性化ビームとが出射される真空雰囲気を前記チャンバーの内部に生成する排気装置をさらに具備し、
前記制御装置は、前記複数の第１活性化ビームと前記複数の第２活性化ビームとのうちの任意の活性化ビームが出射されている期間に、前記複数の第１活性化ビームと前記複数の第２活性化ビームとのうちの前記任意の活性化ビームと異なる他の活性化ビームが出射されないように、前記複数の第１ビーム源と前記複数の第２ビーム源とを制御する
常温接合装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれか一項において、
前記複数の第１ビーム源と前記複数の第２ビーム源とに対応する複数のガス種切替機構をさらに具備し、
前記複数のガス種切替機構のうちの任意のビーム源に対応するガス種切替機構は、複数のガスのうちの任意のガスを前記任意のビーム源に供給し、
前記任意のビーム源は、前記任意のガスから活性化ビームを生成する
常温接合装置。
【請求項７】
第１基板の第１活性化表面を活性化させる複数の第１活性化ビームをそれぞれ出射する複数の第１ビーム源と、
第２基板の第２活性化表面を活性化させる複数の第２活性化ビームをそれぞれ出射する複数の第２ビーム源と、
前記第１活性化表面と前記第２活性化表面とが照射された後に、前記第１活性化表面と前記第２活性化表面とを接触させることにより、前記第１基板と前記第２基板とを接合する圧接機構と、
前記複数の第１ビーム源と前記複数の第２ビーム源とに対応する複数の取付位置調整機構とを具備し、
前記複数の取付位置調整機構のうちの任意のビーム源に対応する取付位置調整機構は、複数の取付位置のうちの任意の取付位置に前記任意のビーム源を固定する
常温接合装置
を用いて実行されるビーム源取付位置調整方法であり、
前記複数の第１ビーム源からそれぞれ出射される複数の第１エッチングレート測定用活性化ビームをエッチングレート測定用第１基板の第１表面に照射し、前記複数の第２ビーム源からそれぞれ出射される複数の第２エッチングレート測定用活性化ビームをエッチングレート測定用第２基板の第２表面に照射するステップと、
前記第１表面が前記複数の第１エッチングレート測定用活性化ビームに照射されることより、前記第１表面のうちの複数の第１領域がそれぞれエッチングされる複数の第１エッチングレートを測定し、前記第２表面が前記複数の第２エッチングレート測定用活性化ビームに照射されることより、前記第２表面のうちの複数の第２領域がそれぞれエッチングされる複数の第２エッチングレートを測定するステップと、
前記複数の第１エッチングレートに基づいて算出された複数の第１位置に前記複数の第１ビーム源がそれぞれ配置されるように、かつ、前記複数の第２エッチングレートに基づいて算出された複数の第２位置に前記複数の第２ビーム源がそれぞれ配置されるように、前記複数の取付位置調整機構を調整するステップ
とを具備するビーム源取付位置調整方法。
【請求項８】
請求項７において、
前記エッチングレート測定用第１基板は、前記複数の第１領域が前記複数の第１エッチングレート測定用活性化ビームに照射されるように、前記第１表面が保護膜により被覆され、
前記複数の第１エッチングレートのうちの任意の第１領域に対応する第１エッチングレートは、前記第１表面が前記複数の第１エッチングレート測定用活性化ビームに照射されることにより、前記任意の第１領域がエッチングされた深さに基づいて算出され、
前記エッチングレート測定用第２基板は、前記複数の第２領域が前記複数の第２エッチングレート測定用活性化ビームに照射されるように、前記第２表面が保護膜により被覆され、
前記複数の第２エッチングレートのうちの任意の第２領域に対応する第２エッチングレートは、前記第２表面が前記複数の第２エッチングレート測定用活性化ビームに照射されることにより、前記任意の第２領域がエッチングされた深さに基づいて算出される
ビーム源取付位置調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、常温接合装置に関し、特に、真空雰囲気で活性化された表面を接触させることにより複数の基板を接合する常温接合装置に関する。
【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、超小型モーターなどが例示される。半導体ウェハ上に形成されたＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）が積層されることにより作製される半導体デバイスが知られている。このような半導体デバイスは、リーク電流の増大や配線における信号遅延などを低減することができる。
【０００３】
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り、半導体デバイスを作製することに好適である。そのＭＥＭＳとその半導体デバイスとは、生産性の増大、低価格化が望まれ、大口径の半導体ウェハから作製されることが望まれている。このため、大口径の半導体ウェハをより適切に常温接合することができる常温接合装置が望まれている。
【０００４】
より大径の基板を常温接合することができる常温接合装置は、大型化する傾向がある。大径の基板を常温接合することができ、かつ、よりコンパクトである常温接合装置が望まれている。
【０００５】
特許第２７９１４２９号公報には、大きな接合強度を持ち、かつ荷重による押し付けや加熱処理を必要としないシリコンウェハーの接合方法が開示されている。そのシリコンウェハーの常温接合方法は、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、両方のシリコンウェハーの接合面を接合に先立って室温の真空中で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で照射してスパッタエッチングすることを特徴としている。
【０００６】
特開２００９−４９０８１号公報には、電極表面酸化を防止し安定した常温接合装置接合装置が開示されている。その接合装置は、２体のウェハにそれぞれ形成された複数の電極面を接合する接合装置であって、前記電極面を平坦化する平坦化装置と、前記平坦化された前記電極面を活性化する活性化装置と、前記電極面同士の位置合わせを行うアライメント装置と、前記位置合わせされた電極面同士を重ね合わせる重ね合わせ装置と、重ね合わせた前記２体のウェハを加圧する加圧装置と、前記平坦化装置、前記活性化装置、前記アライメント装置、前記重ね合わせ装置、及び前記加圧装置の間の少なくとも１つに前記ウェハを搬送する搬送装置とを有することを特徴としている。
【０００７】
特許第３９７０３０４号公報には、常温接合する常温接合装置が開示されている。その常温接合装置は、上側基板と下側基板とを常温接合するための真空雰囲気を生成する接合チャンバーと、前記接合チャンバーの内部に設置され、前記上側基板を前記真空雰囲気に支持する上側ステージと、前記接合チャンバーの内部に設置され、前記下側基板を前記真空雰囲気に支持するキャリッジと、前記キャリッジに同体に接合される弾性案内と、前記接合チャンバーの内部に設置され、水平方向に移動可能に前記弾性案内を支持する位置決めステージと、前記弾性案内を駆動して前記水平方向に前記キャリッジを移動する第１機構と、前記水平方向に垂直である上下方向に前記上側ステージを移動する第２機構と、前記接合チャンバーの内部に設置され、前記下側基板と前記上側基板とが圧接されるときに、前記上側ステージが移動する方向に前記キャリッジを支持するキャリッジ支持台とを備えている。前記弾性案内は、前記下側基板と前記上側基板とが接触しないときに前記キャリッジが前記キャリッジ支持台に接触しないように前記キャリッジを支持し、前記下側基板と前記上側基板とが圧接されるときに前記キャリッジが前記キャリッジ支持台に接触するように弾性変形する。
【０００８】
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、中間材を介して複数の基板を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】
【０００９】
【特許文献１】特許第２７９１４２９号公報
【特許文献２】特開２００９−４９０８１号公報
【特許文献３】特許第３９７０３０４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】
【００１０】
本発明の課題は、複数の基板をより適切に接合する常温接合装置を提供することにある。
本発明の他の課題は、よりコンパクトである常温接合装置を提供することにある。
本発明のさらに他の課題は、複数の基板を接合する常温接合装置をよりコンパクトにする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】
【００１１】
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。
【００１２】
本発明による常温接合装置は、第１基板（４２）（８５）（９３）の第１活性化表面（４０）に照射される複数の第１活性化ビーム（４１−１〜４１−２）（８４−１〜８４−４）（９２−１〜９２−２）をそれぞれ出射する複数の第１ビーム源（１７−１〜１７−２）（８２−１〜８２−４）（９１−１〜９１−２）と、第２基板（５２）（８８）の第２活性化表面（５０）に照射される複数の第２活性化ビーム（５１−１〜５１−２）（８７−１〜８７−４）をそれぞれ出射する複数の第２ビーム源（１８−１〜１８−２）（８３−１〜８３−４）と、第１活性化表面（４０）と第２活性化表面（５０）とが照射された後に、第１活性化表面（４０）と第２活性化表面（５０）とを接触させることにより、第１基板（４２）（８５）（９３）と第２基板（５２）（８８）とを接合する圧接機構（１５）とを備えている。このような常温接合装置は、第１活性化表面（４０）と第２活性化表面（５０）とをそれぞれ１つのビーム源を用いて照射する他の常温接合装置に比較して、第１活性化表面（４０）と第２活性化表面（５０）とをより均一に照射することができ、第１基板（４２）（８５）（９３）と第２基板（５２）（８８）とをより適切に接合することができる。
【００１３】
本発明による常温接合装置は、複数の第１ビーム源（１７−１〜１７−２）（８２−１〜８２−４）（９１−１〜９１−２）と複数の第２ビーム源（１８−１〜１８−２）（８３−１〜８３−４）とに対応する複数の取付位置調整機構（１９）をさらに備えている。複数の取付位置調整機構（１９）のうちの任意のビーム源に対応する取付位置調整機構は、複数の取付位置のうちの任意の取付位置にその任意のビーム源を固定する。第１活性化表面（４０）と第２活性化表面（５０）とは、複数の第１ビーム源（１７−１〜１７−２）（８２−１〜８２−４）（９１−１〜９１−２）と複数の第２ビーム源（１８−１〜１８−２）（８３−１〜８３−４）とが適切に製造されていないときに、所定の程度より均一に照射されないことがある。このとき、このような常温接合装置は、複数の第１ビーム源（１７−１〜１７−２）（８２−１〜８２−４）（９１−１〜９１−２）と複数の第２ビーム源（１８−１〜１８−２）（８３−１〜８３−４）とのうちのいくつかのビーム源が配置される位置を変更することにより、第１活性化表面（４０）と第２活性化表面（５０）とをより均一に照射することができ、第１基板（４２）（８５）（９３）と第２基板（５２）（８８）とをより適切に接合することができる。
【００１４】
本発明による常温接合装置は、第１活性化表面（４０）が複数の第１活性化ビーム（４１−１〜４１−２）（８４−１〜８４−４）（９２−１〜９２−２）により照射されるときに、第１基板（４２）（８５）（９３）を保持する第１保持装置（１１）と、第２活性化表面（５０）が複数の第２活性化ビーム（５１−１〜５１−２）（８７−１〜８７−４）により照射されるときに、第２基板（５２）（８８）を保持する第２保持装置（１４）とをさらに備えている。複数の第１ビーム源（１７−１〜１７−２）（８２−１〜８２−４）（９１−１〜９１−２）は、第１回転軸（４６）に対して回転対称になるように、配置される。第１回転軸（４６）は、第１活性化表面（４０）が複数の第１活性化ビーム（４１−１〜４１−２）（８４−１〜８４−４）（９２−１〜９２−２）により照射されるときに、第１活性化表面（４０）に垂直である。複数の第２ビーム源（１８−１〜１８−２）（８３−１〜８３−４）は、第２回転軸（５６）に対して回転対称になるように、配置される。第２回転軸（５６）は、第２活性化表面（５０）が複数の第２活性化ビーム（５１−１〜５１−２）（８７−１〜８７−４）により照射されるときに、第２活性化表面（５０）に垂直である。このような常温接合装置は、複数の第１ビーム源（１７−１〜１７−２）（８２−１〜８２−４）（９１−１〜９１−２）と複数の第２ビーム源（１８−１〜１８−２）（８３−１〜８３−４）とが回転対称に配置されていない他の常温接合装置に比較して、第１活性化表面（４０）と第２活性化表面（５０）とをより均一に活性化させることができ、第１基板（４２）（８５）（９３）と第２基板（５２）（８８）とをより適切に接合することができる。
【００１５】
本発明による常温接合装置は、複数の第１活性化ビーム（４１−１〜４１−２）（８４−１〜８４−４）（９２−１〜９２−２）と複数の第２活性化ビーム（５１−１〜５１−２）（８７−１〜８７−４）とのうちの任意の活性化ビームが複数の第１活性化ビーム（４１−１〜４１−２）（８４−１〜８４−４）（９２−１〜９２−２）と複数の第２活性化ビーム（５１−１〜５１−２）（８７−１〜８７−４）とのうちのその任意の活性化ビームと異なる他の活性化ビームと異なるように、複数の第１ビーム源（１７−１〜１７−２）（８２−１〜８２−４）（９１−１〜９１−２）と複数の第２ビーム源（１８−１〜１８−２）（８３−１〜８３−４）とを制御する制御装置（７１）をさらに備えている。このような常温接合装置は、複数の第１ビーム源（１７−１〜１７−２）（８２−１〜８２−４）（９１−１〜９１−２）と複数の第２ビーム源（１８−１〜１８−２）（８３−１〜８３−４）とが同様に制御される他の常温接合装置に比較して、第１活性化表面（４０）と第２活性化表面（５０）とをより適切に活性化させることができ、第１基板（４２）（８５）（９３）と第２基板（５２）（８８）とをより適切に接合することができる。
【００１６】
本発明による常温接合装置は、チャンバー（３）の内部を排気することにより、複数の第１活性化ビーム（４１−１〜４１−２）（８４−１〜８４−４）（９２−１〜９２−２）と複数の第２活性化ビーム（５１−１〜５１−２）（８７−１〜８７−４）とが出射される真空雰囲気をチャンバー（３）の内部に生成する排気装置（１０）をさらに備えている。制御装置（７１）は、複数の第１活性化ビーム（４１−１〜４１−２）（８４−１〜８４−４）（９２−１〜９２−２）と複数の第２活性化ビーム（５１−１〜５１−２）（８７−１〜８７−４）とのうちの任意の活性化ビームが出射されている期間に、複数の第１活性化ビーム（４１−１〜４１−２）（８４−１〜８４−４）（９２−１〜９２−２）と複数の第２活性化ビーム（５１−１〜５１−２）（８７−１〜８７−４）とのうちのその任意の活性化ビームと異なる他の活性化ビームが出射されないように、複数の第１ビーム源（１７−１〜１７−２）（８２−１〜８２−４）（９１−１〜９１−２）と複数の第２ビーム源（１８−１〜１８−２）（８３−１〜８３−４）とを制御する。
【００１７】
このような常温接合装置は、複数の第１活性化ビーム（４１−１〜４１−２）（８４−１〜８４−４）（９２−１〜９２−２）と複数の第２活性化ビーム（５１−１〜５１−２）（８７−１〜８７−４）とが一斉に出射されるときに必要である最大排気速度でチャンバー（３）の内部を排気する必要がなく、複数の第１活性化ビーム（４１−１〜４１−２）（８４−１〜８４−４）（９２−１〜９２−２）と複数の第２活性化ビーム（５１−１〜５１−２）（８７−１〜８７−４）とのうちの一部の活性化ビームだけが出射されるときに必要である最小排気速度以上の排気速度で排気することにより、チャンバー（３）の内部に真空雰囲気を継続して生成することができる。このような常温接合装置は、その最大排気速度で排気することができないで、かつ、その排気速度で排気することができる小型の真空排気装置が真空排気装置（１０）として適用されることができる。このような常温接合装置は、このような小型の真空排気装置を適用することにより、その最大排気速度で排気することができる大型の真空排気装置が適用された他の常温接合装置に比較して、よりコンパクトに、より安価に作製されることができる。
【００１８】
本発明による常温接合装置は、複数の第１ビーム源（１７−１〜１７−２）（８２−１〜８２−４）（９１−１〜９１−２）と複数の第２ビーム源（１８−１〜１８−２）（８３−１〜８３−４）とに対応する複数のガス種切替機構をさらに備えている。その複数のガス種切替機構のうちの任意のビーム源に対応するガス種切替機構（６１）は、複数のガスのうちの任意のガスをその任意のビーム源に供給する。その任意のビーム源は、その任意のガスから活性化ビームを生成する。
【００１９】
本発明によるビーム源取付位置調整方法は、第１基板（４２）（８５）（９３）の第１活性化表面（４０）を活性化させる複数の第１活性化ビーム（４１−１〜４１−２）（８４−１〜８４−４）（９２−１〜９２−２）をそれぞれ出射する複数の第１ビーム源（１７−１〜１７−２）（８２−１〜８２−４）（９１−１〜９１−２）と、第２基板（５２）（８８）の第２活性化表面（５０）を活性化させる複数の第２活性化ビーム（５１−１〜５１−２）（８７−１〜８７−４）をそれぞれ出射する複数の第２ビーム源（１８−１〜１８−２）（８３−１〜８３−４）と、第１活性化表面（４０）と第２活性化表面（５０）とが照射された後に、第１活性化表面（４０）と第２活性化表面（５０）とを接触させることにより、第１基板（４２）（８５）（９３）と第２基板（５２）（８８）とを接合する圧接機構（１５）と、複数の第１ビーム源（１７−１〜１７−２）（８２−１〜８２−４）（９１−１〜９１−２）と複数の第２ビーム源（１８−１〜１８−２）（８３−１〜８３−４）とに対応する複数の取付位置調整機構（１９）とを備えている。複数の取付位置調整機構（１９）のうちの任意のビーム源に対応する取付位置調整機構は、複数の取付位置のうちの任意の取付位置にその任意のビーム源を固定する常温接合装置を用いて実行される。
【００２０】
本発明によるビーム源取付位置調整方法は、複数の第１ビーム源（１７−１〜１７−２）（８２−１〜８２−４）（９１−１〜９１−２）からそれぞれ出射される複数の第１エッチングレート測定用活性化ビームをエッチングレート測定用第１基板の第１表面に照射し、複数の第２ビーム源（１８−１〜１８−２）（８３−１〜８３−４）からそれぞれ出射される複数の第２エッチングレート測定用活性化ビームをエッチングレート測定用第２基板の第２表面に照射するステップ（Ｓ２１）と、その第１表面がその複数の第１エッチングレート測定用活性化ビームに照射されることより、その第１表面のうちの複数の第１領域がそれぞれエッチングされる複数の第１エッチングレートを測定し、その第２表面がその複数の第２エッチングレート測定用活性化ビームに照射されることより、その第２表面のうちの複数の第２領域がそれぞれエッチングされる複数の第２エッチングレートを測定するステップ（Ｓ２２）と、その複数の第１エッチングレートに基づいて算出された複数の第１位置に複数の第１ビーム源（１７−１〜１７−２）（８２−１〜８２−４）（９１−１〜９１−２）がそれぞれ配置されるように、かつ、その複数の第２エッチングレートに基づいて算出された複数の第２位置に複数の第２ビーム源（１８−１〜１８−２）（８３−１〜８３−４）がそれぞれ配置されるように、その複数の取付位置調整機構を調整するステップ（Ｓ２４）とを備えている。第１活性化表面（４０）と第２活性化表面（５０）とは、複数の第１ビーム源（１７−１〜１７−２）（８２−１〜８２−４）（９１−１〜９１−２）と複数の第２ビーム源（１８−１〜１８−２）（８３−１〜８３−４）とが適切に製造されていないときに、所定の程度より均一に照射されないことがある。このとき、その常温接合装置は、このようなビーム源取付位置調整方法が実行されることにより、複数の第１ビーム源（１７−１〜１７−２）（８２−１〜８２−４）（９１−１〜９１−２）と複数の第２ビーム源（１８−１〜１８−２）（８３−１〜８３−４）とが適切な位置に配置され、第１活性化表面（４０）と第２活性化表面（５０）とをより均一に照射することができ、第１基板（４２）（８５）（９３）と第２基板（５２）（８８）とをより適切に接合することができる。
【００２１】
そのエッチングレート測定用第１基板は、その複数の第１領域がその複数の第１エッチングレート測定用活性化ビームに照射されるように、その第１表面が保護膜により被覆される。その複数の第１エッチングレートのうちの任意の第１領域に対応する第１エッチングレートは、その第１表面がその複数の第１エッチングレート測定用活性化ビームに照射されることにより、その任意の第１領域がエッチングされた深さに基づいて算出される。そのエッチングレート測定用第２基板は、その複数の第２領域がその複数の第２エッチングレート測定用活性化ビームに照射されるように、その第２表面が保護膜により被覆される。その複数の第２エッチングレートのうちの任意の第２領域に対応する第２エッチングレートは、その第２表面がその複数の第２エッチングレート測定用活性化ビームに照射されることにより、その任意の第２領域がエッチングされた深さに基づいて算出される。
【発明の効果】
【００２２】
本発明による常温接合装置は、１つの基板の表面に対して複数のビーム源を備えることにより、１つの基板の表面を１つのビーム源を用いて照射する他の常温接合装置に比較して、その表面をより均一に照射することができ、２つの基板をより適切に接合することができる。
【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、ガス種切替機構を示すブロック図である。
【図４】図４は、活性化装置を示す斜視図である。
【図５】図５は、取付位置調整機構を示す側面図である。
【図６】図６は、複数の下側ビーム源を示す斜視図である。
【図７】図７は、複数の上側ビーム源を示す斜視図である。
【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、常温接合方法を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、活性化シーケンスを示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、本発明によるガン取付位置調整方法を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、他の活性化装置を示す斜視図である。
【図１３】図１３は、さらに他の活性化装置を示す斜視図である。
【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１は、図１に示されているように、ロードロックチャンバー２と接合チャンバー３とを備えている。ロードロックチャンバー２は、環境から内部を密閉する容器に形成されている。接合チャンバー３は、環境から内部を密閉する容器に形成されている。常温接合装置本体１は、さらに、ゲート５とゲートバルブ６とを備えている。ゲート５は、ロードロックチャンバー２と接合チャンバー３との間に介設され、接合チャンバー３の内部とロードロックチャンバー２の内部とを接続している。ゲートバルブ６は、その常温接合装置制御装置に制御されることにより、ゲート５を閉鎖し、または、ゲート５を開放する。
【００２５】
ロードロックチャンバー２は、図示されていない蓋と真空排気装置とを備えている。その蓋は、ユーザに操作されることにより、環境とロードロックチャンバー２の内部とを接続する開口部を閉鎖し、または、その開口部を開放する。その真空排気装置は、その開口部とゲート５とが閉鎖されているときに、その常温接合装置制御装置に制御されることにより、ロードロックチャンバー２の内部から気体を排気する。その真空排気装置としては、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２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。その複数のカートリッジの各々のカートリッジは、概ね円盤状に形成されている。そのカートリッジが形成される材料としては、アルミニウム、ステンレス鋼、窒化アルミニウム、シリコン、石英、グラッシーカーボンが例示される。そのカートリッジは、そのカートリッジの上にウェハが載せられて利用される。搬送ロボット８は、ゲート５が開放されているときに、その常温接合装置制御装置に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３の内部に搬送し、または、接合チャンバー３の内部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３は、真空排気装置１０を備えている。真空排気装置１０は、ゲート５が閉鎖されているときに、その常温接合装置制御装置に制御されることにより、接合チャンバー３の内部から気体を排気する。真空排気装置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】
接合チャンバー３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３の内部に配置され、鉛直方向に垂直である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、ウェハが載せられたカートリッジを保持することにより、そのウェハを保持する。位置合わせ機構１２は、その常温接合装置制御装置に制御されることにより、位置決めステージキャリッジ１１が水平方向に平行な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を移動させる。
【００２９】
接合チャンバー３は、さらに、静電チャック１４と圧接機構１５とを備えている。静電チャック１４は、接合チャンバー３の内部に配置され、位置決めステージキャリッジ１１の鉛直上方に配置されている。静電チャック１４は、鉛直方向に平行移動可能に接合チャンバー３に支持されている。静電チャック１４は、アルミナ系セラミックに例示される絶縁体から形成されている誘電層から形成されている。静電チャック１４は、鉛直方向に概ね垂直に配置される平坦な面が下端に形成されている。静電チャック１４は、さらに、その誘電層の内部に配置される内部電極を備えている。静電チャック１４は、その常温接合装置制御装置に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１４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または基板を静電力によって保持する。
【００３０】
圧接機構１５は、その常温接合装置制御装置に制御されることにより、接合チャンバー３に対して鉛直方向に静電チャック１４を平行移動させる。たとえば、圧接機構１５は、その常温接合装置制御装置に制御されることにより、複数の位置のうちの１つの位置に静電チャック１４を配置する。その複数の位置は、アライメント位置とホーム位置と活性化位置とを含んでいる。そのアライメント位置は、下側ウェハが位置決めステージキャリッジ１１に保持されている場合で、上側ウェハが静電チャック１４に保持されているときに、その下側ウェハと上側ウェハとが所定の距離（たとえば、１ｍｍ）だけ離れるように、設計される。そのホーム位置は、そのアライメント位置よりさらに鉛直上方である。その活性化位置は、そのホーム位置よりさらに鉛直上方である。
【００３１】
圧接機構１５は、さらに、その常温接合装置制御装置に制御されることにより、静電チャック１４が配置される位置を測定し、その位置をその常温接合装置制御装置に出力する。圧接機構１５は、さらに、その常温接合装置制御装置に制御されることにより、静電チャック１４により保持されたウェハに印加される荷重を測定し、その荷重をその常温接合装置制御装置に出力する。
【００３２】
接合チャンバー３は、さらに、活性化装置１６を備えている。活性化装置１６は、複数の下側原子ビーム源１７−１〜１７−２と複数の上側原子ビーム源１８−１〜１８−２とを備えている。複数の下側原子ビーム源１７−１〜１７−２は、接合チャンバー３の内部に配置されている。複数の上側原子ビーム源１８−１〜１８−２は、接合チャンバー３の内部に配置されている。
【００３３】
常温接合装置本体１は、さらに、複数の下側原子ビーム源１７−１〜１７−２と複数の上側原子ビーム源１８−１〜１８−２とに対応する複数のガス種切替機構を備えている。その複数のガス種切替機構のうちの下側原子ビーム源１７−ｉ（ｉ＝１，２）に対応するガス種切替機構は、その常温接合装置制御装置に制御されることにより、所定のガスを下側原子ビーム源１７−ｉに供給する。すなわち、そのガス種切替機構６１は、図３に示されているように、複数のガス供給装置６２−１〜６２−４と複数のバルブ６３−１〜６３−４と管路６４とを備えている。複数のガス供給装置６２−１〜６２−４は、接合チャンバー３の外部に配置されている。複数のガス供給装置６２−１〜６２−４は、たとえば、複数のボンベから形成され、互いに異なる複数種の気体をそれぞれ放出する。たとえば、ガス供給装置６２−１は、アルゴンガスＡｒを放出する。ガス供給装置６２−２は、ネオンガスＮｅを放出する。ガス供給装置６２−３は、クリプトンガスＫｒを放出する。ガス供給装置６２−４は、キセノンガスＸｅを放出する。複数のバルブ６３−１〜６３−４は、接合チャンバー３の外部に配置されている。複数のバルブ６３−１〜６３−４のうちの任意のバルブ６３−ｋ（ｋ＝１，２，３，４）は、その常温接合装置制御装置に制御されることにより、複数のガス供給装置６２−ｋから放出される気体を管路６４に供給し、または、その気体が管路６４に供給されることを停止する。管路６４は、複数のバルブ６３−１〜６３−４から管路６４に供給される気体を下側原子ビーム源１７−ｉに供給されるように、複数のバルブ６３−１〜６３−４を下側原子ビーム源１７−ｉに接続している。このとき、下側原子ビーム源１７−ｉは、その常温接合装置制御装置に制御されることにより、ガス種切替機構６１から供給される気体を用いて生成される高速原子ビームを出射する。
【００３４】
上側原子ビーム源１８−ｉは、下側原子ビーム源１７−ｉと同様にして、他のガス種切替機構を備えている。そのガス種切替機構は、ガス種切替機構６１と同様にして、構成され、その常温接合装置制御装置に制御されることにより、所定のガスを上側原子ビーム源１８−ｉに供給する。このとき、上側原子ビーム源１８−ｉは、その常温接合装置制御装置に制御されることにより、そのガス種切替機構から供給される気体を用いて生成される高速原子ビームを出射する。
【００３５】
接合チャンバー３は、さらに、図４に示されているように、複数の下側原子ビーム源１７−１〜１７−２と複数の上側原子ビーム源１８−１〜１８−２とに対応する複数の取付位置調整機構１９を備えている。複数の取付位置調整機構１９は、接合チャンバー３の内部に配置されている。
【００３６】
複数の取付位置調整機構１９のうちの下側原子ビーム源１７−ｉに対応する下側取付位置調整機構は、図５に示されているように、角度調整フレーム２１と距離調整フレーム２２と固定フレーム２３と角度調整用第１締結部材２４と角度調整用第２締結部材２５と距離調整用第１締結部材２６と距離調整用第２締結部材２７とを備えている。角度調整フレーム２１は、接合チャンバー３に固定されている。角度調整フレーム２１は、複数の角度調整用穴２８が形成されている。複数の角度調整用穴２８は、円弧２９に沿って配置されている。距離調整フレーム２２は、固定用第１穴３０と固定用第２穴３１と複数の距離調整用第１穴３２と複数の距離調整用第２穴３３とが形成されている。複数の距離調整用第１穴３２は、直線３４に沿って配置されている。複数の距離調整用第２穴３３は、直線３５に沿って配置されている。直線３５は、直線３４に平行である。固定フレーム２３は、下側原子ビーム源１７−ｉに固定されている。固定フレーム２３は、さらに、固定用第３穴３６と固定用第４穴３７とが形成されている。
【００３７】
角度調整用第１締結部材２４と角度調整用第２締結部材２５と距離調整用第１締結部材２６と距離調整用第２締結部材２７とは、それぞれ、２つの部品にそれぞれ形成される２つの穴に挿入されて締結されることにより、その２つの部品を固定するジグから形成され、たとえば、ボルトとナットとから形成されている。
【００３８】
距離調整フレーム２２は、角度調整用第１締結部材２４が複数の角度調整用穴２８のうちの１つの穴と固定用第１穴３０とに挿入されて締結され、角度調整用第２締結部材２５が複数の角度調整用穴２８のうちの他の１つの穴と固定用第２穴３１とに挿入されて締結されることにより、角度調整フレーム２１に固定されている。固定フレーム２３は、距離調整用第１締結部材２６が複数の距離調整用第１穴３２のうちの１つの穴と固定用第３穴３６とに挿入されて締結され、距離調整用第２締結部材２７が複数の距離調整用第２穴３３のうちの１つの穴と固定用第４穴３７とに挿入されて締結されることにより、距離調整フレーム２２に固定されている。
【００３９】
複数の取付位置調整機構１９のうちの上側原子ビーム源１８−ｉに対応する上側取付位置調整機構は、その下側取付位置調整機構と同様にして、形成され、上側原子ビーム源１８−ｉを接合チャンバー３に固定している。
【００４０】
図６は、複数の下側原子ビーム源１７−１〜１７−２を示している。複数の下側原子ビーム源１７−１〜１７−２のうちの任意の下側原子ビーム源１７−ｉは、その常温接合装置制御装置に制御されることにより、ガス種切替機構６１から供給されるガスから形成される高速原子ビーム（ＦＡＢ：ＦＡＳＴ  ＡＴＯＭ  ＢＥＡＭ）を生成し、照射軸４１−ｉに沿ってその高速原子ビームを出射する。照射軸４１−ｉは、下側原子ビーム源１７−ｉの照射孔の概ね中心を通り、下側原子ビーム源１７−ｉの照射孔面に概ね垂直である。その高速原子ビームは、照射軸４１−ｉに垂直である平坦な表面にその高速原子ビームが照射されるときに、その表面のうちのある微小領域が照射軸４１−ｉから遠いほど、その微小領域がその高速原子ビームによりエッチングされるエッチングレートが小さくなるような特性を有している。複数の下側原子ビーム源１７−１〜１７−２は、さらに、下側原子ビーム源１７−１から出射される第１高速原子ビームが下側原子ビーム源１７−２から出射される第２高速原子ビームと異なるように、互いに独立にその常温接合装置制御装置に制御されることもできる。
【００４１】
位置決めステージキャリッジ１１は、下側ウェハ４２が載せられているカートリッジを保持することにより、下側ウェハ４２の活性化表面４０が鉛直上方を向くように、接合チャンバー３の内部に下側ウェハ４２を保持する。下側ウェハ４２は、シリコンやサファイアの単結晶などから形成され、円板状に形成されている。下側ウェハ４２は、活性化表面４０に複数のパターンが形成されている。なお、下側ウェハ４２は、円板状に形成されていない基板に置換されることができる。その基板としては、矩形の板に形成されたものが例示される。下側原子ビーム源１７−ｉは、下側ウェハ４２が位置決めステージキャリッジ１１に保持されているときに、照射軸４１−ｉが活性化表面４０のうちの交点４３−ｉで交差するように、接合チャンバー３に固定されている。
【００４２】
複数の下側原子ビーム源１７−１〜１７−２は、交点４３−１と交点４３−２とが一致しないように、かつ、交点４３−１と交点４３−２との中点が活性化表面４０の中心４４に一致するように、配置されている。複数の下側原子ビーム源１７−１〜１７−２は、さらに、交点４３−１と交点４３−２とを通る直線４５が照射軸４１−１に垂直であるように、かつ、直線４５が照射軸４１−２に垂直であるように、配置されている。複数の下側原子ビーム源１７−１〜１７−２は、さらに、下側原子ビーム源１７−１の照射孔から交点４３−１までの距離が下側原子ビーム源１７−２の照射孔から交点４３−２までの距離に等しくなるように、配置されている。すなわち、複数の下側原子ビーム源１７−１〜１７−２は、さらに、主回転軸４６に関して２回回転対称になるように、配置されている。主回転軸４６は、中心４４を通り、活性化表面４０に垂直である。すなわち、複数の下側原子ビーム源１７−１〜１７−２は、主回転軸４６を中心に下側原子ビーム源１７−１を１８０度（１／２回転）だけ回転させたときに、下側原子ビーム源１７−２に重なるように、配置されている。
【００４３】
このとき、その下側取付位置調整機構の角度調整フレーム２１は、直線４５に垂直である平面に円弧２９が沿うように、かつ、直線４５を軸とする円柱の側面に円弧２９が沿うように、配置されている。距離調整フレーム２２は、固定フレーム２３が距離調整フレーム２２に固定されたときに、直線３４と直線３５とが照射軸４１−ｉに平行になるように、形成されている。下側原子ビーム源１７−ｉは、その下側取付位置調整機構がこのように形成されることにより、複数の角度調整用穴２８のうちの任意の角度調整用穴を用いて距離調整フレーム２２が固定された場合でも、複数の距離調整用第１穴３２のうちの任意の距離調整用穴を用いて固定フレーム２３が固定された場合でも、照射軸４１−ｉが交点４３−ｉに常に交差するように、配置される。
【００４４】
活性化装置１６は、複数の下側原子ビーム源１７−１〜１７−２が主回転軸４６に対して回転対称に配置されることにより、複数の下側原子ビーム源１７−１〜１７−２が同様の条件で高速原子ビームを出射したときに、複数の下側原子ビーム源１７−１〜１７−２が非対称に配置された他の活性化装置に比較して、活性化表面４０に高速原子ビームをより均一に照射することができ、活性化表面４０をより均一にエッチングすることができる。
【００４５】
図７は、複数の上側原子ビーム源１８−１〜１８−２を示している。複数の上側原子ビーム源１８−１〜１８−２のうちの任意の上側原子ビーム源１８−ｉは、その常温接合装置制御装置に制御されることにより、ガス種切替機構６１から供給されるガスから形成される高速原子ビームを生成し、照射軸５１−ｉに沿ってその高速原子ビームを出射する。照射軸５１−ｉは、上側原子ビーム源１８−ｉの照射孔の概ね中心を通り、上側原子ビーム源１８−ｉの照射孔面に概ね垂直である。その高速原子ビームは、照射軸５１−ｉに垂直である平坦な表面にその高速原子ビームが照射されるときに、その表面のうちのある微小領域が照射軸５１−ｉから遠いほど、その微小領域がその高速原子ビームによりエッチングされるエッチングレートが小さくなるような特性を有している。複数の上側原子ビーム源１８−１〜１８−２は、さらに、上側原子ビーム源１８−１から出射される第１高速原子ビームが上側原子ビーム源１８−２から出射される第２高速原子ビームと異なるように、互いに独立にその常温接合装置制御装置に制御されることもできる。
【００４６】
静電チャック１４は、上側ウェハ５２の活性化表面５０が鉛直下方を向くように、接合チャンバー３の内部に上側ウェハ５２を保持する。上側ウェハ５２は、シリコンやサファイアの単結晶などから形成され、円板状に形成されている。上側ウェハ５２は、活性化表面５０に複数のパターンが形成されている。上側原子ビーム源１８−ｉは、上側ウェハ５２が静電チャック１４に保持されている場合で、静電チャック１４がその活性化位置に配置されているときに、照射軸５１−ｉが活性化表面５０のうちの交点５３−ｉで交差するように、接合チャンバー３に固定されている。
【００４７】
複数の上側原子ビーム源１８−１〜１８−２は、交点５３−１と交点５３−２との中点が活性化表面５０の中心５４に一致するように、配置されている。複数の上側原子ビーム源１８−１〜１８−２は、さらに、交点５３−１と交点５３−２とを通る直線５５が照射軸５１−１に垂直であるように、かつ、直線５５が照射軸５１−２に垂直であるように、配置されている。複数の上側原子ビーム源１８−１〜１８−２は、さらに、上側原子ビーム源１８−１の照射孔から交点５３−１までの距離が上側原子ビーム源１８−２の照射孔から交点５３−２までの距離に等しくなるように、配置されている。すなわち、複数の上側原子ビーム源１８−１〜１８−２は、主回転軸５６に関して２回回転対称になるように、配置されている。主回転軸５６は、中心５４を通り、活性化表面５０に垂直であり、主回転軸４６に一致している。すなわち、複数の上側原子ビーム源１８−１〜１８−２は、主回転軸５６を中心に上側原子ビーム源１８−１を１８０度（１／２回転）だけ回転させたときに、上側原子ビーム源１８−２に重なるように、配置されている。
【００４８】
このとき、その上側取付位置調整機構の角度調整フレーム２１は、直線５５に垂直である平面に円弧２９が沿うように、かつ、直線５５を軸とする円柱の側面に円弧２９が沿うように、配置されている。距離調整フレーム２２は、固定フレーム２３が距離調整フレーム２２に固定されたときに、直線３４と直線３５とが照射軸５１−ｉに平行になるように、形成されている。上側原子ビーム源１８−ｉは、その上側取付位置調整機構がこのように形成されることにより、複数の角度調整用穴２８のうちの任意の角度調整用穴を用いて距離調整フレーム２２が固定された場合でも、複数の距離調整用第１穴３２のうちの任意の距離調整用穴を用いて固定フレーム２３が固定された場合でも、照射軸５１−ｉが交点５３−ｉに常に交差するように、配置される。
【００４９】
活性化装置１６は、複数の上側原子ビーム源１８−１〜１８−２が主回転軸５６に対して回転対称に配置されることにより、複数の上側原子ビーム源１８−１〜１８−２が同様の条件で高速原子ビームを出射したときに、複数の上側原子ビーム源１８−１〜１８−２が非対称に配置された他の活性化装置に比較して、活性化表面５０に高速原子ビームをより均一に照射することができ、活性化表面５０をより均一にエッチングすることができる。
【００５０】
このとき、常温接合装置本体１は、複数の下側原子ビーム源１７−１〜１７−２と複数の上側原子ビーム源１８−１〜１８−２とを備えることにより、固定された１つの下側原子ビーム源と１つの上側原子ビーム源とを備える他の常温接合装置に比較して、より広い領域をより均一に照射することができる。このため、常温接合装置本体１は、より大型の基板の表面の全体を活性化することができ、その大型の基板をより適切に接合することができる。
【００５１】
図８は、常温接合装置制御装置７１を示している。常温接合装置制御装置７１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７１にインストールされているコンピュータプログラムを実行することにより、その記憶装置とその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し、そのＣＰＵにより作成される情報を一時的に記録する。
【００５２】
そのインターフェースは、常温接合装置制御装置７１に接続されている複数の外部機器により作成される情報をそのＣＰＵに出力したり、そのＣＰＵにより作成された情報をその複数の外部機器に出力したりする。その複数の外部機器としては、入力装置、出力装置、通信装置、リムーバルメモリドライブが例示される。その入力装置は、ユーザに操作されることにより情報を作成し、その情報をそのＣＰＵに出力する。その入力装置としては、キーボード、ポインティングデバイス、タッチパネルが例示される。その出力装置は、そのＣＰＵにより作成される情報をユーザに認識可能に出力する。その出力装置としては、ディスプレイ、音響装置、タッチパネルが例示される。その通信装置は、常温接合装置制御装置７１が通信ネットワークに接続されているときに、その通信ネットワークを介してそのＣＰＵにより作成された情報を他のコンピュータに送信し、その通信ネットワークを介して他のコンピュータから受信された情報をそのＣＰＵに出力する。その通信装置は、さらに、常温接合装置制御装置７１にインストールされるコンピュータプログラムを他のコンピュータからダウンロードすることに利用される。そのリムーバルメモリドライブは、記録媒体が挿入されたときに、その記録媒体に記録されているデータを読み出すことに利用される。そのリムーバルメモリドライブは、さらに、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７１にインストールするときに利用される。その記録媒体としては、磁気ディスク（フレキシブルディスク、ハードディスク）、光ディスク（ＣＤ、ＤＶＤ）、光磁気ディスク、フラッシュメモリが例示される。
【００５３】
そのインターフェースは、さらに、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２から排気する真空排気装置と真空排気装置１０と位置合わせ機構１２と静電チャック１４と圧接機構１５と複数の下側原子ビーム源１７−１〜１７−２と複数の上側原子ビーム源１８−１〜１８−２と複数のバルブ６３−１〜６３−４とを常温接合装置制御装置７１に接続している。
【００５４】
常温接合装置制御装置７１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７１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７２と活性化部７３と接合部７４とを含んでいる。
【００５５】
搬送部７２は、ゲート５が閉鎖されているときに、ロードロックチャンバー２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２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２の真空排気装置を制御する。搬送部７２は、ロードロックチャンバー２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５が開閉するようにゲートバルブ６を制御する。
【００５６】
搬送部７２は、ゲート５が開放されているときに、複数の棚７に配置されているカートリッジが接合チャンバー３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に保持されているカートリッジがロードロックチャンバー２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。
【００５７】
搬送部７２は、静電チャック１４にウェハが保持されていない場合で、上側ウェハ５２が載せられているカートリッジが位置決めステージキャリッジ１１に保持されているときに、上側ウェハ５２が静電チャック１４に保持されるように、常温接合装置本体１を制御する。すなわち、搬送部７２は、静電チャック１４にウェハが保持されていない場合で、上側ウェハ５２が載せられているカートリッジが位置決めステージキャリッジ１１に保持されているときに、静電チャック１４が下降するように、圧接機構１５を制御する。搬送部７２は、静電チャック１４が下降しているときに、静電チャック１４に印加される荷重が測定されるように、圧接機構１５を制御する。搬送部７２は、そのカートリッジに載っている上側ウェハ５２が静電チャック１４に接触するタイミングをその荷重に基づいて算出する。搬送部７２は、そのタイミングで静電チャック１４が停止するように、圧接機構１５を制御する。搬送部７２は、上側ウェハ５２が静電チャック１４に接触しているときに、静電チャック１４に上側ウェハ５２が保持されるように、静電チャック１４を制御する。搬送部７２は、上側ウェハ５２が静電チャック１４に保持されているときに、静電チャック１４が上昇するように、圧接機構１５を制御する。
【００５８】
活性化部７３は、複数の下側原子ビーム源１７−１〜１７−２と複数の上側原子ビーム源１８−１〜１８−２とに所定のガスが供給されるように、その複数のガス種切替機構を制御する。このとき、活性化部７３は、複数の下側原子ビーム源１７−１〜１７−２と複数の上側原子ビーム源１８−１〜１８−２とのうちのある２つの原子ビーム源にそれぞれ供給される２つのガスの種類が異なるように、その複数のガス種切替機構を制御することもできる。活性化部７３は、ゲート５が閉鎖されているときに、接合チャンバー３の内部に所定の真空度の活性化雰囲気が生成されるように、かつ、接合チャンバー３の内部から気体が所定の排気速度で排気されるように、真空排気装置１０を制御する。その所定の排気速度は、複数の下側原子ビーム源１７−１〜１７−２と複数の上側原子ビーム源１８−１〜１８−２とのうちの１つのビーム源だけが高速原子ビームを出射するときに必要である最小排気速度より大きく、複数の下側原子ビーム源１７−１〜１７−２と複数の上側原子ビーム源１８−１〜１８−２とが一斉に高速原子ビームを出射するときに必要である最大排気速度より小さい。活性化部７３は、静電チャック１４に上側ウェハ５２が保持されている場合で、下側ウェハ４２が載せられているカートリッジが位置決めステージキャリッジ１１に保持されているときに、静電チャック１４がその活性化位置に配置されるように、圧接機構１５を制御する。
【００５９】
活性化部７３は、静電チャック１４がその活性化位置に配置されている場合で、真空排気装置１０により接合チャンバー３の内部から気体が所定の排気速度で排気されているときに、下側ウェハ４２の活性化表面４０と上側ウェハ５２の活性化表面５０との全部が活性化されるように、かつ、下側ウェハ４２の活性化表面４０と上側ウェハ５２の活性化表面５０との全部が一斉に活性化されないように、活性化装置１６を制御する。すなわち、活性化部７３は、任意の時刻に複数の下側原子ビーム源１７−１〜１７−２と複数の上側原子ビーム源１８−１〜１８−２とのうちの１つのビーム源だけが高速原子ビームを出射するように、複数の下側原子ビーム源１７−１〜１７−２と複数の上側原子ビーム源１８−１〜１８−２とのうちのその１つのビーム源を除く他のビーム源が高速原子ビームを出射しないように、複数の下側原子ビーム源１７−１〜１７−２と複数の上側原子ビーム源１８−１〜１８−２とを制御する。
【００６０】
接合部７４は、静電チャック１４に上側ウェハ５２が保持されている場合で、位置決めステージキャリッジ１１に下側ウェハ４２が保持されているときに、静電チャック１４がそのアライメント位置に配置されるように、圧接機構１５を制御する。接合部７４は、静電チャック１４がそのアライメント位置に配置されているときに、上側ウェハ５２に対して下側ウェハ４２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１４が下降したときに、上側ウェハ５２と下側ウェハ４２とが設計通りに接合されるように、設定される。
【００６１】
接合部７４は、さらに、下側ウェハ４２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１４が下降するように、圧接機構１５を制御する。接合部７４は、静電チャック１４が下降しているときに、静電チャック１４に印加される荷重が測定されるように、圧接機構１５を制御する。接合部７４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７４は、そのタイミングで静電チャック１４が停止するように、すなわち、上側ウェハ５２と下側ウェハ４２とにその接合荷重が印加されるように、圧接機構１５を制御する。
【００６２】
接合部７４は、上側ウェハ５２と下側ウェハ４２とにその接合荷重が所定の接合時間印加された後に、上側ウェハ５２と下側ウェハ４２とから作製された接合ウェハが静電チャック１４から離脱されるように、静電チャック１４を制御する。接合部７４は、その接合ウェハが静電チャック１４から離脱された後に、静電チャック１４が上昇するように、圧接機構１５を制御する。
【００６３】
図９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方法を示している。常温接合装置制御装置７１は、まず、ゲートバルブ６を制御することにより、ゲート５を閉鎖する。常温接合装置制御装置７１は、ゲート５が閉鎖されているときに、ロードロックチャンバー２の真空排気装置を制御することにより、ロードロックチャンバー２の内部に大気圧雰囲気を生成し、真空排気装置１０を制御することにより、接合チャンバー３の内部に接合雰囲気を生成する。
【００６４】
ユーザは、複数の下側ウェハと複数の上側ウェハと複数の下側カートリッジと複数の上側カートリッジとを準備する。その複数の下側ウェハは、下側ウェハ４２を含んでいる。その複数の上側ウェハは、上側ウェハ５２を含んでいる。その複数の下側カートリッジは、その複数の下側ウェハに対応している。その複数の上側カートリッジとその複数の上側ウェハに対応している。ユーザは、次いで、ロードロックチャンバー２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２の蓋を開けて、複数の棚７にその複数の下側カートリッジとその複数の上側カートリッジとを配置する。その複数の下側カートリッジのうちの下側ウェハ４２に対応する下側カートリッジには、活性化表面４０の裏がその下側カートリッジに対向するように、下側ウェハ４２が載せられている。その複数の上側カートリッジのうちの上側ウェハ５２に対応する上側カートリッジには、活性化表面５０がその上側カートリッジに対向するように、上側ウェハ５２が載せられている。
【００６５】
ユーザは、複数の棚７にその複数の下側カートリッジとその複数の上側カートリッジとが配置された後に、ロードロックチャンバー２の蓋を閉鎖する。常温接合装置制御装置７１は、ロードロックチャンバー２の蓋が閉鎖されているときに、ロードロックチャンバー２の真空排気装置を制御することにより、ロードロックチャンバー２の内部に予備雰囲気を生成する（ステップＳ１）。
【００６６】
常温接合装置制御装置７１は、ロードロックチャンバー２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６を制御することにより、ゲート５を開放する。常温接合装置制御装置７１は、ゲート５が開放しているときに、搬送ロボット８を制御することにより、上側ウェハ５２が接合チャンバー３の位置決めステージキャリッジ１１に保持されるように、その上側カートリッジを複数の棚７から位置決めステージキャリッジ１１に搬送する。常温接合装置制御装置７１は、上側ウェハ５２が位置決めステージキャリッジ１１に保持されているときに、圧接機構１５を制御することにより、静電チャック１４を下降させる。常温接合装置制御装置７１は、静電チャック１４が下降しているときに、圧接機構１５を制御することにより、静電チャック１４に印加される荷重を測定する。常温接合装置制御装置７１は、その荷重が所定の接触荷重に到達するタイミングをその荷重の変化に基づいて算出し、すなわち、その上側カートリッジに載っている上側ウェハ５２が静電チャック１４に接触するタイミングをその荷重の変化に基づいて算出する。常温接合装置制御装置７１は、圧接機構１５を制御することにより、そのタイミングで静電チャック１４の下降を停止させる。
【００６７】
常温接合装置制御装置７１は、上側ウェハ５２に静電チャック１４が接触しているときに、静電チャック１４を制御することにより、静電チャック１４に上側ウェハ５２を保持させる。常温接合装置制御装置７１は、上側ウェハ５２が静電チャック１４に保持されているときに、圧接機構１５を制御することにより、静電チャック１４がそのホーム位置に配置されるまで静電チャック１４を上昇させる。常温接合装置制御装置７１は、静電チャック１４がホーム位置に配置された後に、搬送ロボット８を制御することにより、その上側カートリッジを位置決めステージキャリッジ１１から複数の棚７に搬送する。
【００６８】
常温接合装置制御装置７１は、その上側カートリッジが複数の棚７に搬送された後に、搬送ロボット８を制御することにより、下側ウェハ４２が接合チャンバー３の位置決めステージキャリッジ１１に保持されるように、その下側カートリッジを複数の棚７から位置決めステージキャリッジ１１に搬送する。常温接合装置制御装置７１は、その下側カートリッジ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６を制御することにより、ゲート５を閉鎖する（ステップＳ２）。
【００６９】
常温接合装置制御装置７１は、ゲート５が閉鎖されているときに、圧接機構１５を制御することにより、静電チャック１４がその活性化位置に配置されるまで静電チャック１４を上昇させ、真空排気装置１０を制御することにより、接合チャンバー３の内部にその活性化雰囲気を生成する（ステップＳ３）。常温接合装置制御装置７１は、さらに、接合チャンバー３の内部にその活性化雰囲気が生成されているときに、活性化装置１６を制御することにより、下側ウェハ４２の活性化表面４０の全部と上側ウェハ５２の活性化表面５０全部とを活性化させる（ステップＳ４）。
【００７０】
常温接合装置制御装置７１は、下側ウェハ４２の活性化表面４０と上側ウェハ５２の活性化表面５０とが活性化された後に、圧接機構１５を制御することにより、静電チャック１４を下降させ、静電チャック１４をそのアライメント位置に配置する。常温接合装置制御装置７１は、上側ウェハ５２と下側ウェハ４２とがその位置合わせ距離だけ離れているときに、位置合わせ機構１２を制御することにより、下側ウェハ４２を上側ウェハ５２に対して所定の位置合わせ位置に配置する（ステップＳ５）。
【００７１】
常温接合装置制御装置７１は、下側ウェハ４２がその位置合わせ位置に配置された後に、圧接機構１５を制御することにより、静電チャック１４を下降させる。常温接合装置制御装置７１は、静電チャック１４が下降しているときに、圧接機構１５を制御することにより、静電チャック１４に印加される荷重を測定する。常温接合装置制御装置７１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７１は、圧接機構１５を制御することにより、そのタイミングで静電チャック１４の下降を停止させ、すなわち、上側ウェハ５２と下側ウェハ４２とにその接合荷重を印加する（ステップＳ６）。下側ウェハ４２と上側ウェハ５２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。
【００７２】
常温接合装置制御装置７１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、静電チャック１４を制御することにより、その接合ウェハを静電チャック１４から離脱させる。常温接合装置制御装置７１は、その接合ウェハが静電チャック１４から離脱された後に、圧接機構１５を制御することにより、静電チャック１４を上昇させる。常温接合装置制御装置７１は、静電チャック１４が十分に上昇した後に、ゲートバルブ６を制御することにより、ゲート５を開放する。常温接合装置制御装置７１は、ゲート５が開放されているときに、搬送ロボット８を制御することにより、その接合ウェハがロードロックチャンバー２に搬送されるように、その下側カートリッジを位置決めステージキャリッジ１１から複数の棚７に搬送する（ステップＳ７）。
【００７３】
常温接合装置制御装置７１は、その複数の下側カートリッジのうちの下側ウェハが載せられている他の下側カートリッジとその複数の上側カートリッジのうちの上側ウェハが載せられている他の上側カートリッジとが複数の棚７に配置されているときに（ステップＳ８、ＹＥＳ）、ステップＳ２〜ステップＳ７の動作を再度繰り返して実行する。
【００７４】
常温接合装置制御装置７１は、接合することが予定されている下側ウェハと上側ウェハとが複数の棚７に配置されていないときに（ステップＳ８、ＮＯ）、ゲートバルブ６を制御することにより、ゲート５を閉鎖する。常温接合装置制御装置７１は、ゲート５が閉鎖された後に、ロードロックチャンバー２の真空排気装置を制御することにより、ロードロックチャンバー２の内部に大気圧雰囲気を生成する（ステップＳ９）。ユーザは、ロードロックチャンバー２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２の蓋を開けて、その複数の下側カートリッジとその複数の上側カートリッジとを複数の棚７から取り出すことにより、その接合ウェハを含む複数の接合ウェハをロードロックチャンバー２から取り出す。
【００７５】
ユーザは、さらに他の複数の下側ウェハと他の複数の上側ウェハとをさらに常温接合したいときに、その複数の下側ウェハに対応する複数の下側カートリッジとその複数の上側ウェハに対応する複数の上側カートリッジとを準備し、このような常温接合方法を再度実行する。
【００７６】
図１０は、ステップＳ４の処理を示し、下側ウェハ４２の活性化表面４０と上側ウェハ５２の活性化表面５０とを活性化させる活性化シーケンスを示している。常温接合装置制御装置７１は、真空排気装置１０を制御することにより、接合チャンバー３の内部から気体を所定の排気速度で排気する。その所定の排気速度は、複数の下側原子ビーム源１７−１〜１７−２と複数の上側原子ビーム源１８−１〜１８−２とのうちの１つのビーム源だけが高速原子ビームを出射するときに必要である最小排気速度より大きく、かつ、複数の下側原子ビーム源１７−１〜１７−２と複数の上側原子ビーム源１８−１〜１８−２とが一斉に高速原子ビームを出射するときに必要である最大排気速度より小さい。
【００７７】
常温接合装置制御装置７１は、接合チャンバー３の内部にその活性化雰囲気が生成されているときに、その複数のガス種切替機構を制御することにより、所定のガス（たとえば、アルゴンガス）を複数の下側原子ビーム源１７−１〜１７−２と複数の上側原子ビーム源１８−１〜１８−２とに供給する。常温接合装置制御装置７１は、常温接合装置制御装置７１は、静電チャック１４がその活性化位置に配置されている場合で、接合チャンバー３の内部から気体がその所定の排気速度で排気されている最中に、活性化装置１６を制御することにより、複数の下側原子ビーム源１７−１〜１７−２と複数の上側原子ビーム源１８−１〜１８−２とに１つずつ高速原子ビームを出射させる。すなわち、複数の下側原子ビーム源１７−１〜１７−２と複数の上側原子ビーム源１８−１〜１８−２とは、順番に対応づけられている。常温接合装置制御装置７１は、まず、１番に対応づけられているビーム源を制御することにより、所定の時間だけそのビーム源から高速原子ビームを出射させる。常温接合装置制御装置７１は、ｊ番（ｊは、自然数。）に対応づけられているビーム源による高速原子ビームの出射が停止した後に、（ｊ＋１）番に対応づけられているビーム源を制御することにより、所定の時間だけそのビーム源から高速原子ビームを出射させる（ステップＳ１１）。
【００７８】
常温接合装置制御装置７１は、最後の順番に対応づけられているビーム源による高速原子ビームの出射が停止した後に、下側ウェハ４２の活性化表面４０と上側ウェハ５２の活性化表面５０とが所定のエッチング積算時間だけ高速原子ビームに照射されたかどうかを判別する（ステップＳ１２）。たとえば、常温接合装置制御装置７１は、ステップＳ１１がｔ回（ｔは、自然数）実行されたときに、その所定の時間のｔ倍の時間がそのエッチング積算時間より大きいかどうかを判別する。
【００７９】
常温接合装置制御装置７１は、下側ウェハ４２の活性化表面４０と上側ウェハ５２の活性化表面５０とが高速原子ビームに照射された時間がそのエッチング積算時間より小さいときに（ステップＳ１２、ＮＯ）、再度ステップＳ１１を実行し、活性化装置１６を制御することにより、下側ウェハ４２の活性化表面４０と上側ウェハ５２の活性化表面５０とに所定のエッチング積算時間だけ高速原子ビームを照射する。
【００８０】
接合チャンバー３の内部は、複数の下側原子ビーム源１７−１〜１７−２と複数の上側原子ビーム源１８−１〜１８−２とにより高速原子ビームが出射されることにより、その高速原子ビームを構成するガスが供給される。このため、真空排気装置１０は、その高速原子ビームが出射される最中にも、接合チャンバー３の内部から気体を排気する必要がある。下側ウェハ４２の活性化表面４０と上側ウェハ５２の活性化表面５０とが活性化されている最中に必要である排気速度は、活性化表面４０と活性化表面５０とのうちの活性化装置１６により同時に活性化される領域の面積が大きいほど大きく、すなわち、複数の下側原子ビーム源１７−１〜１７−２と複数の上側原子ビーム源１８−１〜１８−２とのうちの高速原子ビームを同時に出射しているビーム源の個数が多いほど大きい。
【００８１】
このような活性化シーケンスによれば、活性化表面４０と活性化表面５０とは、複数の下側原子ビーム源１７−１〜１７−２と複数の上側原子ビーム源１８−１〜１８−２とのうちの１つの原子ビーム源が高速度原子ビームを出射するときに必要である最小排気速度より大きい排気速度で真空排気装置１０が接合チャンバー３の内部を排気することにより、適切に活性化される。このような活性化シーケンスによれば、真空排気装置１０は、その活性化シーケンスが実行されている最中に、複数の下側原子ビーム源１７−１〜１７−２と複数の上側原子ビーム源１８−１〜１８−２との全部が一斉に高速度原子ビームを出射するときに必要である最大排気速度より大きい排気速度で接合チャンバー３の内部を排気する必要がない。このため、本発明による常温接合装置は、その最大排気速度より大きい排気速度で排気することができないで、かつ、その最小排気速度より大きい排気速度で排気することができる小型の真空排気装置が真空排気装置１０として適用されることができる。本発明による常温接合装置は、このような小型の真空排気装置が真空排気装置１０として適用されることにより、その最大排気速度より大きい排気速度で排気することができる大型の真空排気装置が適用された他の常温接合装置に比較して、よりコンパクトに、より安価に作製されることができる。
【００８２】
なお、ステップＳ１１で同時に高速原子ビームを出射する原子ビーム源の個数は、１個と異なるｋ個（ｋは、複数の下側原子ビーム源１７−１〜１７−２と複数の上側原子ビーム源１８−１〜１８−２との総数より小さい自然数。）に置換することができる。このとき、その最小排気速度は、下側原子ビーム源１７−１〜１７−４と複数の上側原子ビーム源１８−１〜１８−２とのうちのｋ個のビーム源だけが高速原子ビームを出射するときに必要である排気速度を示している。この場合も、本発明による常温接合装置は、その最大排気速度より大きい排気速度で排気することができないで、かつ、その最小排気速度より大きい排気速度で排気することができる小型の真空排気装置が真空排気装置１０として適用されることができ、このような小型の真空排気装置が真空排気装置１０として適用されることにより、コンパクトに、安価に作製されることができる。
【００８３】
図１１は、本発明によるビーム源取付位置調整方法の実施の形態を示している。そのビーム源取付位置調整方法は、本発明による常温接合装置を用いて実行される。ユーザは、まず、エッチングレート測定用下側ウェハとエッチングレート測定用上側ウェハと下側カートリッジと上側カートリッジとを準備する。そのエッチングレート測定用下側ウェハは、シリコンやサファイアの単結晶などから形成され、円板状に形成されている。そのエッチングレート測定用下側ウェハは、さらに、活性化表面が形成され、その活性化表面に分散されて配置される複数の領域だけが露出するように、その活性化表面が粘着テープにより被覆されている。そのエッチングレート測定用上側ウェハは、シリコンやサファイアの単結晶などから形成され、円板状に形成されている。そのエッチングレート測定用上側ウェハは、さらに、活性化表面が形成され、その活性化表面に分散されて配置される複数の領域だけが露出するように、その活性化表面が粘着テープにより被覆されている。
【００８４】
常温接合装置制御装置７１は、ゲートバルブ６を制御することにより、ゲート５を閉鎖する。常温接合装置制御装置７１は、ゲート５が閉鎖されているときに、ロードロックチャンバー２の真空排気装置を制御することにより、ロードロックチャンバー２の内部に大気圧雰囲気を生成し、真空排気装置１０を制御することにより、接合チャンバー３の内部に接合雰囲気を生成する。
【００８５】
ユーザは、ロードロックチャンバー２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２の蓋を開けて、複数の棚７にその下側カートリッジとその上側カートリッジとを配置する。その下側カートリッジには、その活性化表面の裏側がその下側カートリッジに対向するように、そのエッチングレート測定用下側ウェハが載せられている。その上側カートリッジには、その活性化表面がその上側カートリッジに対向するように、そのエッチングレート測定用上側ウェハが載せられている。ユーザは、複数の棚７にその下側カートリッジとその上側カートリッジとが配置された後に、ロードロックチャンバー２の蓋を閉鎖する。常温接合装置制御装置７１は、ロードロックチャンバー２の蓋が閉鎖されているときに、ロードロックチャンバー２の真空排気装置を制御することにより、ロードロックチャンバー２の内部に予備雰囲気を生成する。
【００８６】
常温接合装置制御装置７１は、ロードロックチャンバー２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を制御することにより、ゲート５を開放する。常温接合装置制御装置７１は、ゲート５が開放しているときに、搬送ロボット８を制御することにより、そのエッチングレート測定用上側ウェハが接合チャンバー３の位置決めステージキャリッジ１１に保持されるように、その上側カートリッジを複数の棚７から位置決めステージキャリッジ１１に搬送する。常温接合装置制御装置７１は、そのエッチングレート測定用上側ウェハが位置決めステージキャリッジ１１に保持されているときに、圧接機構１５を制御することにより、静電チャック１４を下降させる。常温接合装置制御装置７１は、静電チャック１４が下降しているときに、圧接機構１５を制御することにより、静電チャック１４に印加される荷重を測定する。常温接合装置制御装置７１は、その荷重が所定の接触荷重に到達するタイミングをその荷重の変化に基づいて算出し、すなわち、その上側カートリッジに載っているそのエッチングレート測定用上側ウェハが静電チャック１４に接触するタイミングをその荷重の変化に基づいて算出する。常温接合装置制御装置７１は、圧接機構１５を制御することにより、そのタイミングで静電チャック１４の下降を停止させる。
【００８７】
常温接合装置制御装置７１は、そのエッチングレート測定用上側ウェハに静電チャック１４が接触しているときに、静電チャック１４を制御することにより、静電チャック１４にそのエッチングレート測定用上側ウェハを保持させる。常温接合装置制御装置７１は、そのエッチングレート測定用上側ウェハが静電チャック１４に保持されているときに、圧接機構１５を制御することにより、静電チャック１４がそのホーム位置に配置されるまで静電チャック１４を上昇させる。常温接合装置制御装置７１は、静電チャック１４がそのホーム位置に配置された後に、搬送ロボット８を制御することにより、その上側カートリッジを位置決めステージキャリッジ１１から複数の棚７に搬送する。
【００８８】
常温接合装置制御装置７１は、その上側カートリッジが複数の棚７に搬送された後に、搬送ロボット８を制御することにより、そのエッチングレート測定用下側ウェハが接合チャンバー３の位置決めステージキャリッジ１１に保持されるように、その下側カートリッジを複数の棚７から位置決めステージキャリッジ１１に搬送する。常温接合装置制御装置７１は、その下側カートリッジ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６を制御することにより、ゲート５を閉鎖する。
【００８９】
常温接合装置制御装置７１は、ゲート５が閉鎖されているときに、圧接機構１５を制御することにより、静電チャック１４がその活性化位置に配置されるまで静電チャック１４を上昇させ、真空排気装置１０を制御することにより、接合チャンバー３の内部に活性化雰囲気を生成する。常温接合装置制御装置７１は、さらに、接合チャンバー３の内部にその活性化雰囲気が生成されているときに、既述のステップＳ４と同様にして、活性化装置１６を制御することにより、そのエッチングレート測定用上側ウェハの活性化表面とそのエッチングレート測定用下側ウェハの活性化表面とを活性化させる（ステップＳ２１）。
【００９０】
常温接合装置制御装置７１は、そのエッチングレート測定用上側ウェハの活性化表面とそのエッチングレート測定用下側ウェハの活性化表面とが活性化された後に、ゲートバルブ６を制御することにより、ゲート５を開放する。常温接合装置制御装置７１は、ゲート５が開放されているときに、搬送ロボット８を制御することにより、その下側カートリッジを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２に搬送することにより、そのエッチングレート測定用下側ウェハを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２に搬送する。
【００９１】
常温接合装置制御装置７１は、そのエッチングレート測定用下側ウェハがロードロックチャンバー２に搬送された後に、搬送ロボット８を制御することにより、その上側カートリッジを複数の棚７から位置決めステージキャリッジ１１に搬送する。常温接合装置制御装置７１は、その上側カートリッジが位置決めステージキャリッジ１１に保持されているときに、圧接機構１５を制御することにより、静電チャック１４を下降させる。常温接合装置制御装置７１は、静電チャック１４が下降しているときに、圧接機構１５を制御することにより、静電チャック１４に印加される荷重を測定する。常温接合装置制御装置７１は、その荷重が所定の接触荷重に到達するタイミングをその荷重の変化に基づいて算出し、すなわち、静電チャック１４に保持されているエッチングレート測定用上側ウェハがその上側カートリッジに接触するタイミングをその荷重の変化に基づいて算出する。常温接合装置制御装置７１は、圧接機構１５を制御することにより、そのタイミングで静電チャック１４の下降を停止させる。
【００９２】
常温接合装置制御装置７１は、そのエッチングレート測定用上側ウェハがその上側カートリッジに接触しているときに、静電チャック１４を制御することにより、そのエッチングレート測定用上側ウェハを静電チャック１４から離脱させる。常温接合装置制御装置７１は、そのエッチングレート測定用上側ウェハが静電チャック１４から離脱された後に、圧接機構１５を制御することにより、静電チャック１４を上昇させる。
【００９３】
常温接合装置制御装置７１は、静電チャック１４が十分に上昇した後に、搬送ロボット８を制御することにより、その上側カートリッジを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２に搬送することにより、そのエッチングレート測定用上側ウェハを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２に搬送する。
【００９４】
常温接合装置制御装置７１は、そのエッチングレート測定用下側ウェハとそのエッチングレート測定用上側ウェハとが複数の棚７に配置された後に、ゲートバルブ６を制御することにより、ゲート５を閉鎖する。常温接合装置制御装置７１は、ゲート５が閉鎖された後に、ロードロックチャンバー２の真空排気装置を制御することにより、ロードロックチャンバー２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２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２の蓋を開けて、その下側カートリッジとその上側カートリッジとを複数の棚７から取り出すことにより、そのエッチングレート測定用下側ウェハとそのエッチングレート測定用上側ウェハとをロードロックチャンバー２から取り出す。
【００９５】
ユーザは、そのエッチングレート測定用下側ウェハからその粘着テープを剥がす。ユーザは、そのエッチングレート測定用下側ウェハの活性化表面のうちのその粘着テープに被覆されていなかった複数の領域に対応する複数のエッチング深さを測定する。その複数のエッチング深さのうちのある領域に対応するエッチング深さは、ステップＳ２１が実行されることによりその領域がエッチングされた深さを示している。ユーザは、さらに、その複数のエッチング深さに基づいて、その複数の領域に対応する複数の下側エッチングレートを算出する。その複数の下側エッチングレートのうちのある領域に対応する下側エッチングレートは、ステップＳ２１が実行されることによりその領域が単位時間当たりにエッチングされたエッチングレートを示している。
【００９６】
ユーザは、さらに、そのエッチングレート測定用上側ウェハからその粘着テープを剥がす。ユーザは、そのエッチングレート測定用上側ウェハの活性化表面のうちのその粘着テープに被覆されていなかった複数の領域に対応する複数のエッチング深さを測定する。その複数のエッチング深さのうちのある領域に対応するエッチング深さは、ステップＳ２１が実行されることによりその領域がエッチングされた深さを示している。ユーザは、さらに、その複数のエッチング深さに基づいて、その複数の領域に対応する複数の上側エッチングレートを算出する。その複数の上側エッチングレートのうちのある領域に対応する上側エッチングレートは、ステップＳ２１が実行されることによりその領域が単位時間当たりにエッチングされたエッチングレートを示している（ステップＳ２２）。
【００９７】
ユーザは、さらに、その複数の下側エッチングレートに基づいて、下側ばらつきを算出する（ステップＳ２３）。その下側ばらつきは、その複数の下側エッチングレートの標準偏差を示し、または、その複数の下側エッチングレートの最大値と最小値との差を示している。ユーザは、その下側ばらつきが所定の値より大きいときに（ステップＳ２３、ＮＯ）、その複数の下側エッチングレートに基づいて、複数の下側原子ビーム源１７−１〜１７−２に対応する複数の下側最適取付位置を算出する。その複数の下側最適取付位置は、複数の下側原子ビーム源１７−１〜１７−２がその複数の下側最適取付位置にそれぞれ配置されたときに、その下側ばらつきが低減するように、算出される。その複数の下側最適取付位置は、さらに、複数の下側原子ビーム源１７−１〜１７−２がその複数の下側最適取付位置にそれぞれ配置されたときに、複数の下側原子ビーム源１７−１〜１７−２が主回転軸４６に関して回転対称にならないように、算出されることもある。
【００９８】
ユーザは、さらに、その複数の上側エッチングレートに基づいて、上側ばらつきを算出する（ステップＳ２３）。その上側ばらつきは、その複数の上側エッチングレートの標準偏差を示し、または、その複数の上側エッチングレートの最大値と最小値との差を示している。ユーザは、その上側ばらつきが所定の値より大きいときに（ステップＳ２３、ＮＯ）、その複数の上側エッチングレートに基づいて、複数の上側原子ビーム源１８−１〜１８−２に対応する複数の上側最適取付位置を算出する。その複数の上側最適取付位置は、複数の上側原子ビーム源１８−１〜１８−２がその複数の上側最適取付位置にそれぞれ配置されたときに、その上側ばらつきが低減するように、算出される。その複数の上側最適取付位置は、さらに、複数の上側原子ビーム源１８−１〜１８−２がその複数の上側最適取付位置にそれぞれ配置されたときに、複数の上側原子ビーム源１８−１〜１８−２が主回転軸５６に関して回転対称にならないように、算出されることもある。
【００９９】
ユーザは、接合チャンバー３の内部が大気に解放されたときに、複数の取付位置調整機構１９のうちの下側原子ビーム源１７−ｉに対応する取付位置調整機構を調整することにより、その複数の下側最適取付位置のうちの下側原子ビーム源１７−ｉに対応する下側最適取付位置に下側原子ビーム源１７−ｉを配置する。ユーザは、接合チャンバー３の内部が大気に解放されたときに、さらに、複数の取付位置調整機構１９のうちの上側原子ビーム源１８−ｉに対応する取付位置調整機構を調整することにより、その複数の下側最適取付位置のうちの上側原子ビーム源１８−ｉに対応する上側最適取付位置に上側原子ビーム源１８−ｉを配置する（ステップＳ２４）。ユーザは、複数の下側原子ビーム源１７−１〜１７−２と複数の上側原子ビーム源１８−１〜１８−２との位置を調整した後に、その下側ばらつきとその上側ばらつきとが所定の値より小さくなるまで、ステップＳ２１〜Ｓ２３の処理を繰り返して実行する。
【０１００】
その複数の下側エッチングレートのばらつきは、接合チャンバー３を構成する複数の部品の製造誤差が大きいときに、複数の下側原子ビーム源１７−１〜１７−２が主回転軸４６に関して回転対称に配置されている場合でも、所定の値より大きくなることがある。その複数の上側エッチングレートのばらつきは、接合チャンバー３を構成する複数の部品の製造誤差が大きいときに、複数の上側原子ビーム源１８−１〜１８−２が主回転軸５６に関して回転対称に配置されている場合でも、所定の値より大きくなることがある。このようなビーム源取付位置調整方法によれば、その製造誤差が大きい場合でも、その複数の下側エッチングレートのばらつきを低減することができ、その複数の上側エッチングレートのばらつきを低減することができる。このため、このようなビーム源取付位置調整方法によれば、本発明による常温接合装置は、その常温接合方法を実行したときに、下側ウェハ４２の活性化表面４０と上側ウェハ５２の活性化表面５０とをより均一に活性化させることができ、下側ウェハ４２と上側ウェハ５２とをより適切に常温接合することができる。
【０１０１】
なお、その粘着テープは、その高速原子ビームからウェハの表面を保護する保護膜に置換されることができる。その保護膜としては、樹脂から形成される膜、金属から形成される膜が例示される。このような保護膜が適用されたビーム源取付位置調整方法は、既述の実施の形態におけるビーム源取付位置調整方法と同様にして、実行されることができ、下側ウェハ４２の活性化表面４０と上側ウェハ５２の活性化表面５０とをより均一に活性化させることができ、下側ウェハ４２と上側ウェハ５２とをより適切に常温接合することができる。
【０１０２】
なお、そのエッチングレート測定用下側ウェハとそのエッチングレート測定用上側ウェハとは、他のエッチングレート測定用下側ウェハとエッチングレート測定用上側ウェハとに置換されることができる。そのエッチングレート測定用下側ウェハとそのエッチングレート測定用上側ウェハとは、シリコン酸化物から形成されているシリコン酸化物膜が活性化表面に成膜されている。そのシリコン酸化物膜は、厚さが位置に関して一様であり、厚さが所定の厚さに形成される。
【０１０３】
このとき、ステップＳ２２では、ユーザは、そのエッチングレート測定用下側ウェハのその活性化表面に分散して配置される複数の領域に対応する複数の下側膜厚を測定する。その複数の下側膜厚のうちのある領域に対応する下側膜厚は、その領域のシリコン酸化物膜の厚さを示している。ユーザは、さらに、その複数の下側膜厚に基づいて、その複数の領域に対応する複数の下側エッチングレートを算出する。
【０１０４】
ユーザは、さらに、そのエッチングレート測定用上側ウェハのその活性化表面に分散して配置される複数の領域に対応する複数の上側膜厚を測定する。その複数の上側膜厚のうちのある領域に対応する上側膜厚は、その領域のシリコン酸化物膜の厚さを示している。ユーザは、さらに、その複数の上側膜厚に基づいて、その複数の領域に対応する複数の上側エッチングレートを算出する。
【０１０５】
このとき、その複数の下側最適取付位置は、その複数の下側エッチングレートに基づいて算出される。その複数の上側最適取付位置は、その複数の上側エッチングレートに基づいて算出される。本発明による常温接合装置は、このようなビーム源取付位置調整方法を実行することにより、既述の実施の形態におけるビーム源取付位置調整方法実行すること同様にして、下側ウェハ４２の活性化表面４０と上側ウェハ５２の活性化表面５０とをより均一に活性化させることができ、下側ウェハ４２と上側ウェハ５２とをより適切に常温接合することができる。
【０１０６】
なお、複数の下側原子ビーム源１７−１〜１７−２の個数と複数の上側原子ビーム源１８−１〜１８−２の個数とは、２個と異なるｎ個（ｎは、１と異なる自然数。）に置換することができる。すなわち、複数の下側原子ビーム源１７−１〜１７−２は、ｎ個の下側原子ビーム源に置換されることができる。そのｎ個の下側原子ビーム源は、主回転軸に関してｎ回回転対称になるように、配置されている。その主回転軸は、活性化の対象であるウェハの中心を通り、そのウェハの活性化表面に垂直である。すなわち、そのｎ個の下側原子ビーム源は、その主回転軸を中心にそのｎ個の下側原子ビーム源を（３６０／ｎ）度（１／ｎ回転）だけ回転させたときに、そのｎ個の下側原子ビーム源に重なるように、配置されている。複数の上側原子ビーム源１８−１〜１８−２は、ｎ個の上側原子ビーム源に置換されることができる。そのｎ個の上側原子ビーム源は、主回転軸に関してｎ回回転対称になるように、配置されている。その主回転軸は、活性化の対象であるウェハの中心を通り、そのウェハの活性化表面に垂直である。すなわち、そのｎ個の上側原子ビーム源は、その主回転軸を中心にそのｎ個の上側原子ビーム源を（３６０／ｎ）度（１／ｎ回転）だけ回転させたときに、そのｎ個の上側原子ビーム源に重なるように、配置されている。
【０１０７】
そのｎ個の下側原子ビーム源とそのｎ個の上側原子ビーム源とが適用された常温接合装置は、既述の実施の形態における常温接合装置と同様にして、その常温接合方法が実行されることにより、下側ウェハ４２の活性化表面４０と上側ウェハ５２の活性化表面５０とをより均一に活性化させることができ、下側ウェハ４２と上側ウェハ５２とをより適切に常温接合することができる。
【０１０８】
なお、複数の取付位置調整機構１９のうちの下側原子ビーム源１７−ｉに対応する下側取付位置調整機構は、ユーザにより設定された任意の交点で下側ウェハ４２の活性化表面４０に照射軸４１−ｉが交差するように、下側原子ビーム源１７−ｉを接合チャンバー３に固定することができる他の下側取付位置調整機構に置換されることもできる。複数の取付位置調整機構１９のうちの上側原子ビーム源１８−ｉに対応する上側取付位置調整機構は、ユーザにより設定された任意の交点で上側ウェハ５２の活性化表面５０に照射軸５１−ｉが交差するように、上側原子ビーム源１８−ｉを接合チャンバー３に固定することができる他の上側取付位置調整機構に置換されることもできる。
【０１０９】
このような取付位置調整機構によれば、複数の下側原子ビーム源１７−１〜１７−２と複数の上側原子ビーム源１８−１〜１８−２とが配置される位置の自由度がより向上する。このため、このような取付位置調整機構が適用された常温接合装置は、本発明によるビーム源取付位置調整方法が実行されることにより、既述の実施の形態における常温接合装置に比較して、その複数の下側エッチングレートのばらつきをより低減することができ、その複数の上側エッチングレートのばらつきをより低減することができる。その結果、その常温接合装置は、その常温接合方法を実行したときに、下側ウェハ４２の活性化表面４０と上側ウェハ５２の活性化表面５０とをより均一に活性化させることができ、下側ウェハ４２と上側ウェハ５２とをより適切に常温接合することができる。
【０１１０】
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活性化装置１６が他の活性化装置に置換されている。たとえば、その活性化装置８１は、図１２に示されているように、複数の下側原子ビーム源８２−１〜８２−４と複数の上側原子ビーム源８３−１〜８３−４とを備えている。複数の下側原子ビーム源８２−１〜８２−４のうちの任意の下側原子ビーム源８２−ｘ（ｘ＝１，２，３，４）は、既述の実施の形態における下側原子ビーム源１７−ｉと同様にして、常温接合装置制御装置７１に制御されることにより、照射軸８４−ｘに沿って高速原子ビームを出射する。照射軸８４−ｘは、位置決めステージキャリッジ１１に保持される下側ウェハ８５の活性化表面に交点８６−ｘに交差している。
【０１１１】
複数の下側原子ビーム源８２−１〜８２−４は、さらに、ある主回転軸に関して２回回転対称になるように、配置されている。その主回転軸は、下側ウェハ８５の活性化表面の中心を通り、その活性化表面に垂直である。
【０１１２】
複数の上側原子ビーム源８３−１〜８３−４のうちの任意の上側原子ビーム源８３−ｘは、既述の実施の形態における上側原子ビーム源１８−ｉと同様にして、常温接合装置制御装置７１に制御されることにより、照射軸８７−ｘに沿って高速原子ビームを出射する。照射軸８７−ｘは、静電チャック１４がその活性化位置に配置されているときに、静電チャック１４に保持される上側ウェハ８８の活性化表面に交点８９−ｘに交差している。
【０１１３】
複数の上側原子ビーム源８３−１〜８３−４は、さらに、ある主回転軸に関して２回回転対称になるように、配置されている。その主回転軸は、上側ウェハ８８の活性化表面の中心を通り、その活性化表面に垂直であり、複数の下側原子ビーム源８２−１〜８２−４の主回転軸に一致している。
【０１１４】
その常温接合装置は、さらに、複数の下側原子ビーム源８２−１〜８２−４と複数の上側原子ビーム源８３−１〜８３−４とに対応する複数の取付位置調整機構（図示されていない）を備えている。その複数の取付位置調整機構は、既述の実施の形態における複数の取付位置調整機構１９と同様にして、形成され、複数の下側原子ビーム源８２−１〜８２−４と複数の上側原子ビーム源８３−１〜８３−４とがそれぞれ配置される複数の位置を変更可能に、複数の下側原子ビーム源８２−１〜８２−４と複数の上側原子ビーム源８３−１〜８３−４とを接合チャンバー３に固定している。
【０１１５】
活性化装置８１が適用された常温接合装置は、固定された４個以下の下側原子ビーム源と４個以下の上側原子ビーム源とを備える他の常温接合装置に比較して、より広い領域を高速原子ビームでより均一に照射することができる。このため、このような常温接合装置は、より大型の基板の表面の全体を活性化することができ、その大型の基板をより適切に接合することができる。
【０１１６】
このような常温接合装置は、さらに、既述の実施の形態における常温接合装置と同様にして、その常温接合方法を実行することができる。このような常温接合装置は、その常温接合方法が実行されることにより、既述の実施の形態における常温接合装置と同様にして、小型の真空排気装置が真空排気装置１０として適用されることができ、よりコンパクトに、より安価に作製されることができる。
【０１１７】
このような常温接合装置は、さらに、既述の実施の形態における常温接合装置と同様にして、本発明によるビーム源取付位置調整方法を実行することができる。このような常温接合装置は、本発明によるビーム源取付位置調整方法が実行されることにより、既述の実施の形態における常温接合装置と同様にして、下側ウェハ８５の活性化表面と上側ウェハ８８の活性化表面とをより均一に活性化させることができ、下側ウェハ８５と上側ウェハ８８とをより適切に常温接合することができる。
【０１１８】
なお、複数の下側原子ビーム源８２−１〜８２−４の個数と複数の上側原子ビーム源８３−１〜８３−４の個数とは、４個と異なるｍ個（ｍは、素数と異なる自然数。）に置換することができる。すなわち、複数の下側原子ビーム源８２−１〜８２−４は、ｍ個の下側原子ビーム源に置換されることができる。そのｍ個の下側原子ビーム源は、主回転軸に関してｋ回回転対称（ｋは、ｍの約数のうちの１と異なる自然数）になるように、配置されている。その主回転軸は、活性化の対象であるウェハの中心を通り、そのウェハの活性化表面に垂直である。すなわち、そのｍ個の下側原子ビーム源は、その主回転軸を中心にそのｍ個の下側原子ビーム源を（３６０／ｋ）度（１／ｋ回転）だけ回転させたときに、そのｍ個の下側原子ビーム源に重なるように、配置されている。複数の上側原子ビーム源８３−１〜８３−４は、ｍ個の上側原子ビーム源に置換されることができる。そのｍ個の上側原子ビーム源は、主回転軸に関してｋ回回転対称になるように、配置されている。その主回転軸は、活性化の対象であるウェハの中心を通り、そのウェハの活性化表面に垂直である。すなわち、そのｍ個の上側原子ビーム源は、その主回転軸を中心にそのｍ個の上側原子ビーム源を（３６０／ｋ）度（１／ｋ回転）だけ回転させたときに、そのｍ個の上側原子ビーム源に重なるように、配置されている。
【０１１９】
そのｍ個の下側原子ビーム源とそのｍ個の上側原子ビーム源とが適用された常温接合装置は、既述の実施の形態における常温接合装置と同様にして、より広い領域を高速原子ビームでより均一に照射することができる。このため、このような常温接合装置は、より大型の基板の表面の全体を活性化することができ、その大型の基板をより適切に接合することができる。さらに、ｋが２を示すことは、接合チャンバー３が直方体の内部を形成するときに、その活性化装置を接合チャンバー３の内部に効率よく配置しやすい点で好ましい。
【０１２０】
このような常温接合装置は、さらに、既述の実施の形態における常温接合装置と同様にして、その常温接合方法を実行することができる。このような常温接合装置は、その常温接合方法が実行されることにより、既述の実施の形態における常温接合装置と同様にして、小型の真空排気装置が真空排気装置１０として適用されることができ、よりコンパクトに、より安価に作製されることができる。
【０１２１】
このような常温接合装置は、さらに、既述の実施の形態における常温接合装置と同様にして、本発明によるビーム源取付位置調整方法を実行することができる。このような常温接合装置は、本発明によるビーム源取付位置調整方法が実行されることにより、既述の実施の形態における常温接合装置と同様にして、下側ウェハ８５の活性化表面と上側ウェハ８８の活性化表面とをより均一に活性化させることができ、下側ウェハ８５と上側ウェハ８８とをより適切に常温接合することができる。
【０１２２】
本発明による常温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活性化装置１６が他の活性化装置に置換されている。その活性化装置は、図１３に示されているように、複数の下側原子ビーム源９１−１〜９１−２を備えている。複数の下側原子ビーム源９１−１〜９１−２のうちの任意の下側原子ビーム源９１−ｉは、既述の実施の形態における下側原子ビーム源１７−ｉと同様にして、常温接合装置制御装置７１に制御されることにより、照射軸９２−ｉに沿って高速原子ビームを出射する。照射軸９２−ｉは、位置決めステージキャリッジ１１に保持される下側ウェハ９３の活性化表面に交点９４−ｉに交差している。複数の下側原子ビーム源９１−１〜９１−２は、さらに、照射軸９２−２が照射軸９２−１に概ね平行になるように、配置されている。
【０１２３】
その常温接合装置は、さらに、複数の下側原子ビーム源９１−１〜９１−２に対応する複数の取付位置調整機構（図示されていない）を備えている。その複数の取付位置調整機構は、既述の実施の形態における複数の取付位置調整機構１９と同様にして、形成され、複数の下側原子ビーム源９１−１〜９１−２がそれぞれ配置される複数の位置を変更可能に、複数の下側原子ビーム源９１−１〜９１−２を接合チャンバー３に固定している。
【０１２４】
その活性化装置は、さらに、図示されていない複数の上側原子ビーム源を備えている。その複数の上側原子ビーム源は、複数の下側原子ビーム源９１−１〜９１−２と同様にして、それぞれ２つの高速原子ビームを上側ウェハに向けて出射するように、かつ、平行である２つの照射軸に沿ってその２つの高速原子ビームが出射されるように、配置されている。
【０１２５】
このような活性化装置が適用された常温接合装置は、１つの下側原子ビーム源を備える他の常温接合装置に比較して、下側ウェハのより広い領域を高速原子ビームでより均一に照射することができる。このため、このような常温接合装置は、より大型の基板の表面の全体を活性化することができ、その大型の基板をより適切に接合することができる。
【０１２６】
このような常温接合装置は、さらに、既述の実施の形態における常温接合装置と同様にして、その常温接合方法を実行することができる。このような常温接合装置は、その常温接合方法が実行されることにより、既述の実施の形態における常温接合装置と同様にして、小型の真空排気装置が真空排気装置１０として適用されることができ、よりコンパクトに、より安価に作製されることができる。
【０１２７】
このような常温接合装置は、さらに、既述の実施の形態における常温接合装置と同様にして、本発明によるビーム源取付位置調整方法を実行することができる。このような常温接合装置は、本発明によるビーム源取付位置調整方法が実行されることにより、既述の実施の形態における常温接合装置と同様にして、下側ウェハ９３の活性化表面と上側ウェハ８８の活性化表面とをより均一に活性化させることができ、下側ウェハ９３と上側ウェハ８８とをより適切に常温接合することができる。
【０１２８】
なお、複数の下側原子ビーム源９１−１〜９１−２は、互いに固定されることもできる。この場合も、このような常温接合装置は、既述の実施の形態における常温接合装置と同様にして、その常温接合方法が実行されることにより、小型の真空排気装置が真空排気装置１０として適用されることができ、本発明によるビーム源取付位置調整方法が実行されることにより、下側ウェハの活性化表面をより均一に活性化させることができる。
【０１２９】
このような活性化装置が適用された常温接合装置は、その活性化表面でのエッチングレートの分布がウェハの中心に対して対称にならないことがあり、その活性化表面でのエッチングレートの分布のばらつきが所定の値より大きくなることがある。既述の実施の形態における活性化装置１６、８１は、このような活性化装置に比較して、そのエッチングレートの分布をウェハの中心に対して対称にすることができ、より大型の基板の表面の全体をより均一に活性化することができ、その大型の基板をより適切に接合することができる。
【０１３０】
なお、複数の下側原子ビーム源１７−１〜１７−２と複数の上側原子ビーム源１８−１〜１８−２と複数の下側原子ビーム源８２−１〜８２−４と複数の上側原子ビーム源８３−１〜８３−４と複数の下側原子ビーム源９１−１〜９１−２とは、接合チャンバー３に固定されることもできる。このような常温接合装置も、既述の実施の形態における常温接合装置と同様にして、ウェハの活性化表面をより均一にエッチングすることができ、その常温接合方法を実行することにより、よりコンパクトに作製されることができる。
【０１３１】
なお、複数の下側原子ビーム源１７−１〜１７−２と複数の上側原子ビーム源１８−１〜１８−２と複数の下側原子ビーム源８２−１〜８２−４と複数の上側原子ビーム源８３−１〜８３−４と複数の下側原子ビーム源９１−１〜９１−２とは、それぞれ、高速原子ビームと異なる活性化ビームを出射する他のビーム源に置換されることができる。そのビーム源としては、イオンガン、プラズマガンが例示される。このようなビーム源が適用された常温接合装置は、既述の実施の形態における常温接合装置と同様にして、その常温接合方法を実行することができる。このような常温接合装置は、その常温接合方法が実行されることにより、既述の実施の形態における常温接合装置と同様にして、小型の真空排気装置が真空排気装置１０として適用されることができ、よりコンパクトに、より安価に作製されることができる。
【０１３２】
このような常温接合装置は、さらに、既述の実施の形態における常温接合装置と同様にして、本発明によるビーム源取付位置調整方法を実行することができる。このような常温接合装置は、本発明によるビーム源取付位置調整方法が実行されることにより、既述の実施の形態における常温接合装置と同様にして、下側ウェハの活性化表面と上側ウェハの活性化表面とをより均一に活性化させることができ、その下側ウェハと上側ウェハとをより適切に常温接合することができる。
【０１３３】
なお、ステップＳ４の活性化シーケンスは、他の活性化シーケンスに置換されることができる。その活性化シーケンスでは、本発明による常温接合装置は、真空排気装置１０が排気している最中に、活性化装置が備える複数の活性化ビームの全部が一斉に活性化ビームを出射することにより、下側ウェハと上側ウェハとを活性化させる。
【０１３４】
このような活性化シーケンスが適用された常温接合方法は、その複数の活性化ビームの全部が一斉に活性化ビームを出射するときに必要である最大排気速度で真空排気装置１０が排気することができるときに、実行されることができる。本発明による常温接合装置は、このような常温接合方法に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装置と同様にして、下側ウェハの活性化表面と上側ウェハの活性化表面とをより均一に活性化させることができ、その下側ウェハと上側ウェハとをより適切に常温接合することができる。
【０１３５】
なお、本発明によるビーム源取付位置調整方法では、その複数の下側エッチングレートのばらつきが低減しないように、または、その複数の上側エッチングレートのばらつきが低減しないように、その複数の下側最適取付位置とその複数の上側最適取付位置とを算出することもできる。たとえば、その複数の下側最適取付位置とその複数の上側最適取付位置とは、下側ウェハの活性化表面の一部が他部に比較してよりエッチングされるように、または、上側ウェハの活性化表面の一部が他部に比較してよりエッチングされるように、算出される。このようなビーム源取付位置調整方法によれば、様々な常温接合を実行することができる。
【０１３６】
なお、本発明による常温接合装置は、既述の実施の形態における活性化シーケンスにおいて、その複数の下側原子ビーム源と複数の上側原子ビーム源とのうちのある２つの原子ビーム源からそれぞれ出射される２つのビームが異なるように、その複数の下側原子ビーム源と複数の上側原子ビーム源とを制御することもできる。たとえば、その複数の下側原子ビーム源と複数の上側原子ビーム源とは、その２つのビームの密度が異なり、または、その２つのビームの速さが異なっている。その常温接合装置は、その複数の下側原子ビーム源と複数の上側原子ビーム源とのうちのある２つの原子ビーム源にそれぞれ供給される２つのガスの種類が異なるように、その複数のガス種切替機構を制御することもできる。このとき、その常温接合装置は、下側ウェハの活性化表面の一部と他部とのエッチングレートが異なるように、または、上側ウェハの活性化表面の一部と他部とのエッチングレートが異なるように、表面を活性化して接合する常温接合を含む様々な常温接合を実行することができる。
【０１３７】
なお、本発明による常温接合装置は、その複数のガス種切替機構を省略することもできる。この場合も、その常温接合装置は、既述の実施の形態と同様にして、下側ウェハと上側ウェハをより均一に活性化させることができ、その下側ウェハと上側ウェハをより適切に常温接合することができる。
【符号の説明】
【０１３８】
１  ：常温接合装置本体
２  ：ロードロックチャンバー
３  ：接合チャンバー
５  ：ゲート
６  ：ゲートバルブ
７  ：複数の棚
８  ：搬送ロボット
１０：真空排気装置
１１：位置決めステージキャリッジ
１２：位置合わせ機構
１４：静電チャック
１５：圧接機構
１６：活性化装置
１７−１〜１７−２：下側原子ビーム源
１８−１〜１８−２：上側原子ビーム源
１９：複数の取付位置調整機構
２１：角度調整フレーム
２２：距離調整フレーム
２３：固定フレーム
２４：角度調整用第１締結部材
２５：角度調整用第２締結部材
２６：距離調整用第１締結部材
２７：距離調整用第２締結部材
２８：複数の角度調整用穴
２９：円弧
３０：固定用第１穴
３１：固定用第２穴
３２：複数の距離調整用第１穴
３３：複数の距離調整用第２穴
３４：直線
３５：直線
３６：固定用第３穴
３７：固定用第４穴
４０：活性化表面
４１−１〜４１−２：照射軸
４２：下側ウェハ
４３−１〜４３−２：交点
４４：中心
４５：直線
４６：主回転軸
５０：活性化表面
５１−１〜５１−２：照射軸
５２：上側ウェハ
５３−１〜５３−２：交点
５４：中心
５５：直線
５６：主回転軸
６１：ガス種切替機構
６２−１〜６２−４：ガス供給装置
６３−１〜６３−４：バルブ
６４：管路
７１：常温接合装置制御装置
７２：搬送部
７３：活性化部
７４：接合部
８１：活性化装置
８２−１〜８２−４：下側原子ビーム源
８３−１〜８３−４：上側原子ビーム源
９１−１〜９１−２：下側原子ビーム源
９２−１〜９２−２：照射軸
９３：下側ウェハ
９４−１〜９４−２：交点
【図１】
2013098186.tif 000003
【図２】
2013098186.tif 000004
【図３】
2013098186.tif 000005
【図４】
2013098186.tif 000006
【図５】
2013098186.tif 000007
【図６】
2013098186.tif 000008
【図７】
2013098186.tif 000009
【図８】
2013098186.tif 000010
【図９】
2013098186.tif 000011
【図１０】
2013098186.tif 000012
【図１１】
2013098186.tif 000013
【図１２】
2013098186.tif 000014
【図１３】
2013098186.tif 000015