JP2023179882A - 接合装置 - Google Patents

Abstract

【課題】レーザ光を用いた接合技術において接合対象の破損を防止する。【解決手段】接合装置は、レーザ光を用いて第１接合対象と第２接合対象とを接合する装置であり、第１ステージと、加圧機構と、第２ステージと、レーザ光源と、を備える。第１ステージは、レーザ光に対する透過性を持ったステージであり、第１接合対象の背面側に位置する。加圧機構は、第１接合対象の背面に圧力を加える機構である。第２ステージは、加圧機構の圧力を第２接合対象の背面側で受け止める受圧面を有する。レーザ光源は、第１接合対象と第２接合対象との接合箇所に第１ステージを介してレーザ光を照射する。そして、加圧機構は、圧力の伝達媒体が気体又は液体で構成された機構であり、その伝達媒体を第１接合対象の背面に接触させた状態で当該背面に圧力を加える。【選択図】図３

Description

本発明は、レーザ光を用いた接合技術に関する。

半導体デバイス（ＭＥＭＳなど）の製造技術の１つとして、２種類の金属の共晶反応を利用して２枚のウェハを接合する技術が存在する。この技術では、共晶反応を生じる２種類の金属（例えば、アルミニウム（Ａｌ）とゲルマニウム（Ｇｅ））のうちの一方の金属を主成分として含む金属層と、もう一方の金属を主成分として含む金属層とが、２枚のウェハの接合面にそれぞれ形成される。そして、それらの金属層の接触箇所にて共晶反応を生じさせることにより、２枚のウェハが接合される。一例として、この技術は、センサ（ジャイロセンサ、バイオセンサなど）や導波路などをデバイス内に封止するために用いられる。

このような接合技術において共晶反応を生じさせるためには、２つの金属層を隙間なく接触させることが必要であり、また、それらの金属層の接触箇所を、共晶反応が生じる温度まで加熱することが必要である。そして従来は、２枚のウェハを挟圧することで２つの金属層を接触させ、また、封止するセンサなどと共に当該２枚のウェハ全体を加熱することで２つの金属層の接触箇所を加熱していた（例えば、特許文献１参照）。

特開平１１－２２０１４１号公報 中国実用新案第２１０２２３９６１号明細書

しかし、上述した従来の接合技術では、封止するセンサまでもが加熱されてしまうため、当該センサが熱で破損するおそれがあった。このため、デバイス内に封止できるセンサは、高い耐熱性を持ったものに制限されていた。また、接合箇所の昇温（共晶反応が生じる温度までの昇温）には長い時間が必要であり、更に、接合後においては、ウェハの熱ストレスを徐々に緩和させる必要があるため、降温にも長い時間が必要であった。このため、１回の接合処理に要する時間が長くなるという問題があった。

その他の問題として、上述した２種類の金属が線膨張係数の値が異なるものであった場合、２つの金属層の接合箇所には、昇温時（加熱時）や降温時（冷却時）に歪みが生じるおそれがあった。このため、上述した従来の接合技術では、そのような歪みの発生を抑制するべく、２種類の金属を選定する際には、線膨張係数の値が近いのものを選定する必要があり、選定の自由度が著しく制限されていた。

そこで、近年、レーザ光を用いて、２つの金属層の接触箇所をターゲットにした局所的な加熱を行う技術が提案されている（特許文献２参照）。具体的には、レーザ光に対する透過性を持った石英板と別の部材（チャックなど）とで２枚のウェハを挟圧し、その状態で２つの金属層の接触箇所に石英板を介してレーザ光を照射する。

このようなレーザ光を用いた接合技術によれば、２つの金属層の接触箇所が局所的に加熱されるため、センサへの熱影響が低減され、その結果として、耐熱性の低いセンサをデバイス内に封止することが可能になる。また、２つの金属層の接合箇所をレーザ光で集中的に加熱できるため、当該接合箇所の温度を、共晶反応が生じる温度まで速く上昇させることができ、その結果として、接合処理に要する時間を短縮することが可能になる。このようなレーザ光を用いた接合技術は、共晶反応を利用した接合（共晶接合）に限らず、はんだ接合や溶接接合など、局所的な加熱を必要とする様々な接合において有効である。

更に、上述した２種類の金属が線膨張係数の値が異なったものであって、昇温時（加熱時）や降温時（冷却時）に歪みが生じたとしても、その歪みは、レーザ光が照射される局所的な部分でしか生じないため、著しく小さなものになり、その結果として、２つの金属層の接合箇所への歪みの影響は著しく小さなものになる。このため、２種類の金属を選定する際には、線膨張係数の値が異なるものを選定することが可能になり、選定の自由度が増すことになる。

その一方で、レーザ光を用いた接合技術においては、接合対象であるウェハが、上述した挟圧と加熱とによって石英板に貼り付いてしまい、当該石英板からの剥離が難しくなるという問題がある。そのようにウェハが石英板に貼り付いてしまうと、当該石英板からの剥離の際にウェハが破損するおそれがある。

そこで本発明の目的は、レーザ光を用いた接合技術において接合対象の破損を防止することである。

本発明に係る接合装置は、レーザ光を用いて第１接合対象と第２接合対象とを接合する装置であり、第１ステージと、加圧機構と、第２ステージと、レーザ光源と、を備える。第１ステージは、レーザ光に対する透過性を持ったステージであり、第１接合対象の背面側に位置する。加圧機構は、第１接合対象の背面に圧力を加える機構である。第２ステージは、加圧機構の圧力を第２接合対象の背面側で受け止める受圧面を有する。レーザ光源は、第１接合対象と第２接合対象との接合箇所に第１ステージを介してレーザ光を照射する。そして、加圧機構は、圧力の伝達媒体が気体又は液体で構成された機構であり、その伝達媒体を第１接合対象の背面に接触させた状態で当該背面に圧力を加える。

上記接合装置によれば、圧力の伝達媒体（気体又は液体）による第１接合対象の背面への直接加圧が可能となり、その結果として、第１ステージと非接触な状態で第１接合対象の背面を加圧することが可能になる。従って、レーザ光の照射であっても、第１接合対象が第１ステージに貼り付くといった事態が回避される。

本発明によれば、レーザ光を用いた接合技術において接合対象の破損が防止される。

接合装置で接合される２つの接合対象を例示した概念図である。 第１金属層及び第２金属層のパターン形状の一例を示した（Ａ）断面図及び（Ｂ）平面図である。 第１実施形態に係る接合装置を示した概念図であり、（Ａ）第２ステージを上昇させた状態、及び（Ｂ）第２ステージを降下させた状態をそれぞれ示す。 第２実施形態に係る接合装置を示した概念図である。

［１］接合対象
図１は、後述する接合装置で接合される２つの接合対象１０１及び１０２を例示した概念図である。接合対象１０１及び１０２は、例えば半導体ウェハであり、それらの接合面１０１ａ及び１０２ａには、第１金属層２０１及び第２金属層２０２がそれぞれ形成されている。ここで、第１金属層２０１は、共晶反応を生じる２種類の金属のうちの一方の金属を主成分として含んだ層であり、第２金属層２０２は、もう一方の金属を主成分として含んだ層である。２種類の金属の組合せとして、例えば、アルミニウム（Ａｌ）とゲルマニウム（Ｇｅ）の組合せ、銅（Ｃｕ）とスズ（Ｓｎ）の組合せ、銀（Ａｇ）とスズ（Ｓｎ）の組合せ、インジウム（Ｉｎ）とスズ（Ｓｎ）の組合せなどが挙げられる。また、これらの層は、特に限定されるものではないが、接合面１０１ａ及び１０２ａへの金属の真空成膜（スパッタ、蒸着を含む）や塗布によって形成される。

図１には、模式的に、接合面１０１ａの全域に第１金属層２０１が形成され、接合面１０２ａの全域に第２金属層２０２が形成された場合が示されているが、実際の半導体デバイス（ＭＥＭＳなど）の製造プロセスでは、第１金属層２０１及び第２金属層２０２は、デバイスの形状や用途などに応じて様々な形状にパターニングされる。図２（Ａ）及び（Ｂ）は、第１金属層２０１及び第２金属層２０２のパターン形状の一例を示した断面図及び平面図である。尚、図２（Ｂ）は、第１金属層２０１及び第２金属層２０２のうちの第２金属層２０２のみを平面視した図である。この例では、第１金属層２０１及び第２金属層２０２は、各センサ１０３をデバイス内に封止することが可能となるように、各センサ１０３を包囲する四角形の枠状に形成されている。尚、第１金属層２０１及び第２金属層２０２のパターン形状は、四角形の枠状に限らず、デバイスの形状や用途などに応じて適宜変更できる。

そして、以下に説明する接合装置は、第１金属層２０１と第２金属層２０２との接触箇所（接合対象１０１と接合対象１０２との接合箇所）をレーザ光で加熱することによって生じる共晶反応（即ち、レーザ光を用いた共晶接合）を利用してそれらの金属層を結合させ、それにより２つの接合対象１０１及び１０２の接合面１０１ａ及び１０２ａどうしを接合する装置である。

［２］接合装置
［２－１］第１実施形態
図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、第１実施形態に係る接合装置を示した概念図である。これらの図に示されるように、本実施形態の接合装置は、チャンバ機構１と、シール機構２と、加圧機構３と、レーザ光源４と、制御部５と、を備える。以下、各部の構成について具体的に説明する。

＜チャンバ機構１＞
チャンバ機構１は、第１チャンバ構成部１１と、第２チャンバ構成部１２と、これらの少なくとも何れか一方を駆動する駆動部１３と、を有する。

第１チャンバ構成部１１及び第２チャンバ構成部１２は、接合処理を行うための密閉空間（以下、「チャンバ１０」と称す）を構成する部分であり、鉛直方向において相対的に近接離間することでチャンバ１０の形成と開放とを選択的に実現できるように構成されている。より具体的には、以下のとおりである。

第１チャンバ構成部１１は、第１円筒部１１１と、当該第１円筒部１１１の内側に隙間なく支持された第１ステージ１１２と、で構成されている。そして、第１円筒部１１１は、その中心軸方向を鉛直方向に一致させた状態で配置されており、第１ステージ１１２は、第１円筒部１１１によって水平に支持されている。ここで、第１ステージ１１２は、レーザ光に対する透過性を持ったステージであり、例えば石英で形成されたものである。

第２チャンバ構成部１２は、第１円筒部１１１の上方にて当該第１円筒部１１１と同軸に配された第２円筒部１２１と、当該第２円筒部１２１の内側に隙間なく且つ上下動可能に支持された第２ステージ１２２と、当該第２ステージ１２２を上下動させる駆動部１２３と、で構成されている。そして、第１円筒部１１１の上端と第２円筒部１２１の下端とが隙間なく接触することで、第１ステージ１１２と第２ステージ１２２との間にチャンバ１０が形成される。尚、図３（Ａ）では、第２ステージ１２２を上昇させた状態が示され、図３（Ｂ）では、第２ステージ１２２を降下させた状態が示されている。

このように、チャンバ機構１は、第１ステージ１１２と第２ステージ１２２との間にチャンバ１０を形成することが可能な機構である。

また、第２ステージ１２２は、接合対象をチャックする機能を持ったステージである。具体的には、第２ステージ１２２は、接合対象１０１の背面１０１ｂ又は接合対象１０２の背面１０２ｂを吸着する吸着面１２２ａを持ったステージである。一例として、吸着面１２２ａは、真空吸引などで内圧を低下させることが可能な吸着溝が全域に形成された平坦面によって構成される。

本実施形態では、２つの接合対象１０１及び１０２は、仮接合された状態で、そのうちの何れか一方の接合対象の背面を吸着面１２２ａに吸着させることで、第２ステージ１２２によってチャックされる。本実施形態において、以下では、第２ステージ１２２にチャックされた接合対象１０１及び１０２のうち、第２ステージ１２２から遠い方の接合対象を「第１接合対象」と呼び、第２ステージ１２２に近い方の接合対象を「第２接合対象」と呼ぶ。図３（Ａ）及び図３（Ｂ）の例では、接合対象１０１及び１０２は、接合対象１０２を下にして第２ステージ１２２にチャックされているので、接合対象１０２が「第１接合対象」に相当し、接合対象１０１が「第２接合対象」に相当する。従って、第１接合対象の背面側に第１ステージ１１２が位置し、第２接合対象の背面側に第２ステージ１２２が位置する。

更に、第２ステージ１２２は、後述する加圧機構３によって第１接合対象の背面（図３（Ａ）及び図３（Ｂ）の例では、接合対象１０２の背面１０２ｂ）に圧力が加えられたときに、その圧力を、第２接合対象の背面（図３（Ａ）及び図３（Ｂ）の例では、接合対象１０１の背面１０１ｂ）側で受け止める。具体的には、第２ステージ１２２の吸着面１２２ａが、加圧機構３の圧力を受け止めるための受圧面としても機能する。

駆動部１３は、第１チャンバ構成部１１及び第２チャンバ構成部１２の少なくとも何れか一方を鉛直方向において移動させることにより、それらの構成部を相対的に近接離間させる部分である。

＜シール機構２＞
シール機構２は、チャンバ１０内の空間を複数の領域に仕切ると共に隣接する領域間をシールする機構である（図３（Ｂ）参照）。具体的には、シール機構２は、チャンバ１０内の空間を、接合対象１０２の背面１０２ｂ（第１接合対象の背面）と対向する第１領域Ｒ１と、当該第１領域Ｒ１に隣接する第２領域Ｒ２とに仕切ると共に、これらの領域間をシールする。より具体的には、以下のとおりである。

シール機構２は、鍔部２１と、シール部２２と、で構成されている。ここで、鍔部２１は、第１円筒部１１１の内面のうちの第１ステージ１１２よりも上側の位置（即ち、第２円筒部１２１に近い位置）から第１円筒部１１１の中心軸の方へ向けて突出した環状の部分であり、鉛直下方から見たときに、第２ステージ１２２にチャックされた接合対象１０１及び１０２の周縁部と重なる位置まで延びている。そして、シール部２２は、環状を呈したシール部材（Ｏリングなど）であり、鍔部２１の先端部の上面に、第２ステージ１２２にチャックされた接合対象１０１及び１０２の周縁部と全周に亘って対向するように設置されている。

このようなシール機構２によれば、シール部２２は、第２ステージ１２２が下げられたときに、当該第２ステージ１２２にチャックされている接合対象１０１及び１０２の周縁部に、全周に亘って下方から当接する。これにより、接合対象１０１及び１０２の周縁部が、全周に亘って、第２ステージ１２２の吸着面１２２ａ（受圧面）とシール部２２との間に挟まれる。その結果として、接合対象１０２の背面１０２ｂ（第１接合対象の背面）と第１ステージ１１２との間の空間を第１領域Ｒ１として、当該第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２との間が、シール機構２によってシールされる。

そして本実施形態では、第１領域Ｒ１の鉛直方向の幅（即ち、接合対象１０２の背面１０２ｂ（第１接合対象の背面）と第１ステージ１１２との間の幅）の大きさは、接合に使用するレーザ光の波長より大きく設定されており、好ましくは、その波長の約１０倍以上に設定される。尚、このように設定する理由については後述する。

＜加圧機構３＞
加圧機構３は、第１接合対象の背面（図３（Ａ）及び図３（Ｂ）の例では、接合対象１０２の背面１０２ｂ）に圧力を加える機構である。具体的には、加圧機構３は、圧力の伝達媒体３１が気体又は液体で構成された機構であり、その伝達媒体３１を第１接合対象の背面に接触させた状態で当該背面に圧力を加える。より具体的には、以下のとおりである。

加圧機構３は、シール機構２でチャンバ１０内を仕切ることによって形成された領域ごとに内圧を調整することが可能であり、各領域内を減圧することができ、更に第１領域Ｒ１に対しては伝達媒体３１によって加圧することが可能である。第１領域Ｒ１に対する加圧は、例えば圧縮ポンプによって第１領域Ｒ１へ伝達媒体３１（気体又は液体）を供給することにより実現される。そして、加圧機構３は、第１領域Ｒ１の内圧を第２領域Ｒ２の内圧より高くすることにより、それらの差を利用して第１接合対象の背面に圧力を加える。

＜レーザ光源４＞
レーザ光源４は、レーザ光を発する部分であり、レーザ光に対する透過性を持った第１ステージ１１２の下方に配されている。また、レーザ光源４は、第１ステージ１１２の上方にて第１領域Ｒ１を隔てて保持された接合対象１０１及び１０２へ向けて、当該第１ステージ１１２を介してレーザ光を照射しつつ、第１金属層２０１及び第２金属層２０２のパターン形状に沿ってレーザ光を水平面内で走査することが可能である。更に、レーザ光源４は、第１金属層２０１と第２金属層２０２との接触箇所（接合対象１０１と接合対象１０２との接合箇所）にレーザ光の焦点を合わせることができる。

＜制御部５＞
制御部５は、ＣＰＵやマイクロコンピュータなどの処理装置で構成されており、接合装置が備える様々な動作部（チャンバ機構１、加圧機構３、レーザ光源４など）を制御する。具体的には、以下のとおりである。

接合処理の実行時において、制御部５は、先ず、第１チャンバ構成部１１及び第２チャンバ構成部１２を離間させてチャンバ１０を開放した状態で、仮接合された接合対象１０１及び１０２を第２ステージ１２２の吸着面１２２ａにチャックする。その後、制御部５は、第１チャンバ構成部１１及び第２チャンバ構成部１２を近接させて合体させることでチャンバ１０を形成する（図３（Ａ）参照）。このとき、制御部５は、接合対象１０１及び１０２がシール部２２から離間した状態（即ち、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２との間のシールが解除された状態）となるように、第２ステージ１２２を上昇させる。

次に、制御部５は、加圧機構３を制御することにより、チャンバ１０内が真空状態となるまで当該チャンバ１０全体の内圧を低下させる。このとき、接合対象１０１及び接合対象１０２の周縁部が、第２ステージ１２２の吸着面１２２ａ（受圧面）とシール部２２との間に挟まれずに開放されているため（即ち、シールから開放されているため）、その周縁部にて接合対象１０１及び１０２の間を通る気体の流れが遮断されることがなく、従って、接合対象１０１と接合対象１０２との間に隙間が存在していたとすると、その隙間の内圧を低下させることができる。一方、接合対象１０１及び接合対象１０２の周縁部が、第２ステージ１２２の吸着面１２２ａ（受圧面）とシール部２２との間に挟まれていた（即ち、シールされていた）とすると、そこで気体の流れが遮断されるため、接合対象１０１と接合対象１０２との間に隙間が存在していたとしても、その隙間の内圧を低下させることが難しくなる。

その後、制御部５は、第２ステージ１２２を降下させることにより、当該第２ステージ１２２にチャックされている接合対象１０１及び１０２の周縁部に、全周に亘って、下方からシール部２２を当接させる（図３（Ｂ）参照）。これにより、接合対象１０１及び１０２の周縁部が、全周に亘って、第２ステージ１２２の吸着面１２２ａ（受圧面）とシール部２２との間に挟まれる。その結果として、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２とが形成されると共に、それらの間がシールされる。

この状態で、制御部５は、加圧機構３を制御することにより、第２領域Ｒ２を真空状態に保ったまま、第１領域Ｒ１の内圧を上昇させる。これにより、第１領域Ｒ１の内圧が第２領域Ｒ２の内圧より高くなり、それらの差に応じた圧力が接合対象１０２の背面１０２ｂ（第１接合対象の背面）に加わる。このとき、第１領域Ｒ１の内圧を変化させることで、接合対象１０２の背面１０２ｂに加える圧力を所望の値へ変化させることができる。尚、第１領域Ｒ１の内圧は、第２領域Ｒ２の内圧より高い値であれば、大気圧より低い値に設定されてもよいし、大気圧と同程度の値に設定されてもよいし、大気圧より高い値に設定されてもよい。

加圧機構３による接合対象１０２の背面１０２ｂ（第１接合対象の背面）への加圧の後、制御部５は、その状態を維持しつつ、レーザ光源４を制御することにより、第１金属層２０１と第２金属層２０２との接触箇所（接合対象１０１と接合対象１０２との接合箇所）に第１ステージ１１２を介してレーザ光を照射する。また、制御部５は、第１金属層２０１及び第２金属層２０２のパターン形状に沿ってレーザ光を水平面内で走査する。これにより、接合対象１０１及び１０２の全域において、第１金属層２０１と第２金属層２０２とを共晶接合で結合させることができる。このようにして、２つの接合対象１０１及び１０２の接合面１０１ａ及び１０２ａどうしが接合される。

このような接合装置では、第１領域Ｒ１は、圧力の伝達媒体３１（気体又は液体）で充たされる領域であり、且つ、その第１領域Ｒ１には、接合対象１０２の背面１０２ｂ（第１接合対象の背面）が露出している。このため、接合対象１０２の背面１０２ｂ（第１接合対象の背面）は、直接、圧力の伝達媒体３１（気体又は液体）に接触し、それが故に、加圧時には当該伝達媒体３１によって直接押されることになる。このように、上述した接合装置によれば、圧力の伝達媒体３１（気体又は液体）による接合対象１０２の背面１０２ｂ（第１接合対象の背面）への直接加圧が可能となり、その結果として、第１ステージ１１２と非接触な状態で接合対象１０２の背面１０２ｂ（第１接合対象の背面）を加圧することが可能になる。従って、レーザ光の照射後であっても、接合対象１０２（第１接合対象）が第１ステージ１１２に貼り付くといった事態が回避される。よって、レーザ光を用いた接合技術において接合対象の破損が防止されることになる。

また、圧力の伝達媒体３１（気体又は液体）による直接加圧によれば、接合対象１０２の背面１０２ｂ（第１接合対象の背面）に常に均一な圧力をかけることができる。従って、その圧力が比較的小さくても、第１金属層２０１と第２金属層２０２との間に隙間がなくなるように接合対象１０２（第１接合対象）を変形させつつ、その状態を維持することができる。よって、比較的小さな圧力でも、第１金属層２０１と第２金属層２０２とを広い範囲で隙間なく接触させることができる。また、このように接合に必要な圧力が小さくなることで、それに応じて第１ステージ１１２に必要な強度（接合時の加圧に耐え得る強度）も小さくなり、その結果として、第１ステージ１１２の厚さを比較的小さくすることが可能になる。

更に、伝達媒体３１として液体を用い、その液体で第１領域Ｒ１を充たした場合には、接合処理（レーザ光の照射）時に生じる熱を当該液体で除去したり、第１ステージ１１２と第１領域Ｒ１との屈折率の差を小さくしてレーザ光のエネルギ損失を低減したりすることが可能になる。

また本実施形態では、上述したように、第１領域Ｒ１の鉛直方向の幅（即ち、接合対象１０２の背面１０２ｂ（第１接合対象の背面）と第１ステージ１１２との間の、伝達媒体３１が介在する空間の幅）の大きさが、接合に使用するレーザ光の波長より大きく設定されている。従って、接合対象１０２の背面１０２ｂ（第１接合対象の背面）と第１ステージ１１２との間に異物が存在し、その異物の大きさがレーザ光の波長と同程度又はそれ以下であったとしても、接合対象１０２の背面１０２ｂと第１ステージ１１２との間には、第１領域Ｒ１の鉛直方向の幅分の隙間（即ち、接合に使用するレーザ光の波長より幅の大きな隙間）が確保される。よって、レーザ光の照射時において、異物を原因とするレーザ光の干渉縞の発生や接合対象１０２（第１接合対象）の変形が防止されることになる。

尚、上述した接合装置は、第２ステージ１２２にチャックされた接合対象１０１及び１０２の位置を調整するアライメント機構（不図示）を更に備えていてもよい。一例として、アライメント機構は、第１チャンバ構成部１１及び第２チャンバ構成部１２の少なくとも何れか一方の位置を水平面内で調整することにより、第２ステージ１２２の位置を調整することができる。

上述した接合装置において、第１ステージ１１２と第２ステージ１２２との位置関係は、上下が逆の位置関係に適宜変更されてもよく、それに伴って他の部分（加圧機構３やレーザ光源４など）の位置も適宜変更されてもよい。

また、圧力差を利用して接合対象１０２の背面１０２ｂ（第１接合対象の背面）に圧力を加える構成は、接合対象１０１と接合対象１０２との接合箇所をレーザ光で加熱する場合に限らず、当該接合箇所を別の加熱手段で加熱する場合（例えば、接合対象１０１及び１０２の全体を加熱する場合）にも適用することができる。よって、本実施形態からは、圧力差を利用する上記の構成を、発明として抽出することができる。

上述した接合装置において、加圧機構３は、気体又は液体（圧力の伝達媒体３１）を第１接合対象の背面に接触させた状態で当該背面に圧力を加える機構に限らず、レーザ光に対する透過性を持ったダイアフラムで第１接合対象の背面に圧力を加えるものに適宜変更されてもよい。

また、上述した接合装置は、第１金属層２０１と第２金属層２０２との接触箇所の全てをレーザ光で接合する本接合に限らず、第１金属層２０１と第２金属層２０２との接触箇所のうちの数箇所だけをレーザ光で接合する仮接合に用いられてもよい。ここで、仮接合は、アライメント機構（不図示）で調整された接合対象１０１及び１０２の位置関係を、搬送時に生じる振動などで崩れることがないように維持するために施される接合処理である。

［２－２］第２実施形態
図４は、第２実施形態に係る接合装置を示した概念図である。本実施形態の接合装置は、第１実施形態の接合装置においてチャンバ機構１及びレーザ光源４の構成が以下のように変形されたものである。

チャンバ機構１では、第１チャンバ構成部１１は第１ステージ１１２を備えておらず、代わりに、第１円筒部１１１が有底筒状に形成されている。そして本実施形態では、接合対象１０２の背面１０２ｂ（第１接合対象の背面）と第１円筒部１１１の底部１１１ａとの間の空間が第１領域Ｒ１として用いられる。

また、レーザ光源４は、第１領域Ｒ１内に設けられている。このため、本実施形態では、石英板などのステージを介さずに、レーザ光を、接合対象１０１及び１０２の接合箇所に直接照射することができる。従って、本実施形態では、エネルギ損失を低減させることができる。

上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。更に、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

例えば、上述した接合装置は、共晶反応を利用した接合（共晶接合）に限らず、はんだ接合や溶接接合、更には拡散接合など、局所的な加熱を必要とする様々な接合に適用することができる。

また、上述の実施形態からは、発明の対象として、上述した接合装置に限らず、その接合装置の構成の一部や、当該接合装置を用いて行われる接合方法などが抽出されてもよい。

１ チャンバ機構
２ シール機構
３ 加圧機構
４ レーザ光源
５ 制御部
１０ チャンバ
１１ 第１チャンバ構成部
１２ 第２チャンバ構成部
１３ 駆動部
２１ 鍔部
２２ シール部
３１ 伝達媒体
Ｒ１ 第１領域
Ｒ２ 第２領域
１０１、１０２ 接合対象
１０１ａ、１０２ａ 接合面
１０１ｂ、１０２ｂ 背面
１０３ センサ
１１１ 第１円筒部
１１１ａ 底部
１１２ 第１ステージ
１２１ 第２円筒部
１２２ 第２ステージ
１２２ａ 吸着面（受圧面）
１２３ 駆動部
２０１ 第１金属層
２０２ 第２金属層

Claims (3)

1. レーザ光を用いて第１接合対象と第２接合対象とを接合する装置であって、
   前記レーザ光に対する透過性を持ったステージであり、前記第１接合対象の背面側に位置する第１ステージと、
   前記第１接合対象の背面に圧力を加える加圧機構と、
   前記加圧機構の圧力を前記第２接合対象の背面側で受け止める受圧面を有する第２ステージと、
   前記第１接合対象と前記第２接合対象との接合箇所に前記第１ステージを介して前記レーザ光を照射するレーザ光源と、
   を備え、
   前記加圧機構は、圧力の伝達媒体が気体又は液体で構成された機構であり、その伝達媒体を前記第１接合対象の背面に接触させた状態で当該背面に圧力を加える、接合装置。
2. 前記第１ステージと前記第２ステージとの間にチャンバを形成することが可能なチャンバ機構と、
   前記チャンバ内の空間を複数の領域に仕切ると共に隣接する領域間をシールするシール機構と、
   を更に備え、
   前記複数の領域には、前記第１接合対象の背面と対向する第１領域と、当該第１領域に隣接する第２領域と、が含まれており、
   前記シール機構は、前記第１領域と前記第２領域との間をシールすることが可能なシール部を有しており、当該シール部によって前記第１接合対象及び前記第２接合対象の周縁部を前記第２ステージの受圧面との間に挟むことにより、前記第１接合対象の背面と前記第１ステージとの間の空間を前記第１領域として、当該第１領域と前記第２領域との間をシールし、
   前記加圧機構は、前記領域ごとに内圧を調整することが可能であり、前記第１領域の内圧を前記第２領域の内圧より高くすることにより、それらの差を利用して前記第１接合対象の背面に圧力を加える、請求項１に記載の接合装置。
3. 制御部を更に備え、
   前記制御部は、
   前記第１領域と前記第２領域との間をシールする前に、前記チャンバの内圧を低下させ、
   その後、前記シール機構を制御することにより、前記第１領域と前記第２領域との間をシールし、
   その後、前記加圧機構を制御することにより、前記第１領域の内圧を上昇させる、請求項２に記載の接合装置。

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