TWI495019B - 常溫接合裝置及常溫接合方法 - Google Patents

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Takeshi Tsuno
Takayuki Goto
Masato Kinouchi
Kensuke Ide
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Mitsubishi Heavy Ind Ltd
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    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
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Description

常溫接合裝置及常溫接合方法
本發明是關於一種常溫接合裝置及常溫接合方法，尤其是，有關於一種被利用於接合複數基板時的常溫接合裝置及常溫接合方法。
眾所周知，有將微細的電性零件或機械零件積體化的MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)。作為該MEMS，例示有微型機器、壓力感測器、超小型馬達等。眾所周知，將在真空氣氛中被活性化的晶圓表面彼此間予以接觸，並將該晶圓予以接合的常溫接合。此種常溫接合，是最合適於製作該MEMS。接合彎曲大之晶圓所形成的MEMS，是有成為不良品的情形。期盼有更穩定來製作品質優異的裝置。
在日本特開2003-318219號公報，揭示有一種作成藉由能量波或是能源粒子有效率地且均勻地可洗淨接合面，又，在處理室內進行洗淨時，也可作成可避免依對向處理室壁面蝕刻所成之不純物附著的問題的安裝方法。該安裝方法，是在被形成於對向之兩被接合物間的間隙內，藉由一照射手段，將能量波或是能量粒子予以照射並實質上同時地洗淨兩被接合物之接合面，而且在洗淨中旋轉至少一方的被接合物，並對準經洗淨的被接合物間之相對位置之後，接合被接合物彼此間，為該特徵者。
在日本特開2006-73780號公報，揭示著一種不會彎曲地可接合的常溫接合方法。該常溫接合方法，是將處理被接合物彼此間之接合面藉由原子束、離子束或是電漿的能源波，經表面活性化處理之後，在欲接合之方法中，有分離在常溫下施以暫時接合的手續，及施以加熱進行正式接合的手續的方法。
專利文獻1：日本特開2003-318219號公報
專利文獻2：日本特開2006-73780號公報
本發明的課題，是在於提供一種提昇將接合對象予以接合所製作的製品之品質的常溫接合裝置及常溫接合方法。
本發明的另一課題，是在於提供一種利用將接合對象予以接合的情形，更穩定地製作製品的常溫接合裝置及常溫接合方法。
本發明的另一課題，是在於提供一種利用將接合對象予以接合的情形，更快速地製作製品的常溫接合裝置及常溫接合方法。
依本發明的一種常溫接合裝置，具備：接合處理室及加熱處理室；該接合處理室，是將藉由兩片基板被活性化所製作的兩片活性化基板予以接合來製作接合基板，該加熱處理室，是將該接合基板予以退火，以使該接合基板的殘餘應力減低。依照此種常溫接合裝置，可減低該接合基板的殘餘應力，並可更提昇品質。
依本發明的一種常溫接合裝置，是更具備：控制裝置。該加熱處理室，是具備：將該接合基板予以加壓的加壓機構。該控制裝置，是在該接合基板被退火時，使該接合基板被加壓的方式來控制該加壓機構。依照此種常溫接合裝置，可將該接合基板形成在預定形狀。
依本發明的一種常溫接合裝置，是更具備：感測器；該感測器，是在該接合基板正被退火時，用以測定加壓該接合基板的壓力。該控制裝置，是以使該壓力不會成為預定壓力以上，來控制該加壓機構。此種常溫接合裝置，是藉由被施加於該接合基板的負載，可防止該接合基板破裂。
依本發明的一種常溫接合裝置，是更具備：在活性化該兩片基板之前，使吸附物質從該兩片基板脫離的處理室。依照此種常溫接合裝置，在接合基板被退火時，可防止在接合基板的接合面發生空隙，且可提昇接合基板的接合強度。
依本發明的一種常溫接合裝置，是更具備：使該吸附物質從該兩片基板脫離之後用以予以冷卻該兩片基板的冷卻裝置。該控制裝置，是用以控制接合處理室，使兩片基板冷卻之後可被活性化。
該加熱處理室，是被兼用在將該兩片基板予以活性化之前由兩片基板脫離吸附物質的處理室。此種常溫接合裝置，是對將該接合基板予以退火的裝置與由該兩片基板脫離吸附物質的裝置為另外之其他的常溫接合裝置相比較，更小巧精緻，而較佳。
該加熱處理室，是具備：第1保持裝置、第2保持裝置、第1加熱器、以及第2加熱器；該第1保持裝置，是保持該兩片基板中的第1基板，該第2保持裝置，是保持該兩片基板中的第2基板，該第1加熱器，是在該第1保持裝置正保持著該第1基板時，使該吸附物質由該第1基板脫離，該第2加熱器，是在該第2保持裝置正保持著該第2基板時，使該吸附物質由該第2基板脫離。該控制裝置，是在該接合基板藉由該第1加熱器被退火時，用以控制該加壓機構，使該接合基板藉由被夾持在該第1保持裝置與該第2保持裝置而被加壓。
依本發明的一種常溫接合方法，具備：藉由將兩片基板活性化來製作兩片活性化基板的步驟；及藉由將該兩片活性化基板接合來製作接合基板的步驟；以及用以降低該接合基板的殘餘應力，而將該接合基板退火的步驟。依照此種常溫接合方法，可減低該接合基板的殘餘應力，並可更提昇品質。
依本發明的一種常溫接合方法，更具備：在將該接合基板退火時，加壓該接合基板的步驟。依照此種常溫接合方法，可將該接合基板形成在預定形狀。
依本發明的一種常溫接合方法，更具備：在該接合基板被退火時，測量加壓該接合基板之壓力的步驟；及控制該壓力，以使該壓力不會成為預定壓力以上的步驟。依照此種常溫接合方法，是藉由被施加於該接合基板的負載，可防止該接合基板破裂。
依本發明的一種常溫接合方法，更具備：在將該兩片基板予以活性化之前，使吸附物質由該兩片基板脫離的步驟。依照此種常溫接合方法，在接合基板被退火時，可防止在接合基板的接合面發生空隙，且可提昇接合基板的接合強度。
依本發明的一種常溫接合方法，更具備：在使該吸附物質由上述兩片基板脫離之後，冷卻上述兩片基板的步驟。該兩片基板，是在被冷卻之後被活性化。依照此種常溫接合方法，可更高速地製作產品，且可提昇產量。
該接合基板，是使用用以使吸附物質從上述兩片基板脫離的加熱處理室來進行退火。實行此種常溫接合方法的常溫接合裝置本體，是對將該接合基板予以退火的裝置與由該兩片基板脫離吸附物質的裝置為另外之其他的常溫接合裝置本體相比較，更小巧精緻，而較佳。
該加熱處理室，是具備：第1保持裝置、第2保持裝置、第1加熱器、以及第2加熱器；該第1保持裝置，是保持該兩片基板中的第1基板，該第2保持裝置，是保持該兩片基板中的第2基板，該第1加熱器，是在該第1保持裝置正保持著該第1基板時，使該吸附物質由該第1基板脫離，該第2加熱器，是在該第2保持裝置正保持著該第2基板時，使該吸附物質由該第2基板脫離。該接合基板，是藉由被夾持在該第1保持裝置與該第2保持裝置而被加壓，並藉由該第1加熱器來進行退火。
依本發明的常溫接合裝置及常溫接合方法，是可減低藉由將接合對象予以接合所製作的產品的殘餘應力，且可更提昇該產品品質。
參照圖式，記載依本發明的常溫接合裝置的實施形態。該常溫接合裝置，是具備：常溫接合裝置本體與常溫接合裝置控制裝置。如第1圖所示地，該常溫接合裝置本體，是具備：真空隔絕室1、及接合處理室2、以及加熱處理室3。真空隔絕室1，及接合處理室2，以及加熱處理室3，是分別由環境來密閉內部的容器。該常溫接合裝置本體，是更具備：閘閥5與閘閥6。閘閥5，是被介設於真空隔絕室1與接合處理室2之間，而形成連接接合處理室2之內部與真空隔絕室1之內部的第1閘。閘閥5，是藉由依該接合裝置控制裝置被控制，俾閉鎖該第1閘，或是開放第1閘。閘閥6，是被介設於真空隔絕室1與加熱處理室3之間，而形成連接加熱處理室3之內部與真空隔絕室1之內部的第2閘。閘閥6，是藉由依該接合裝置控制裝置被控制，俾閉鎖該第2閘，或是開放第2閘。
真空隔絕室1，是具備：未予圖示之蓋。該蓋，是閉鎖連接環境與真空隔絕室1之內部的閘，或是開放該閘。真空隔絕室1，是具備：未予圖示之真空泵。該真空泵，是在該蓋與閘閥5與閘閥6被閉鎖時，藉由依該接合裝置控制裝置被控制，俾由真空隔絕室1之內部排出氣體。作為該真空泵，例示有渦輪分子泵、低溫泵、油擴散泵。
真空隔絕室1，是將複數置放架7與搬運機器人8更具備於內部。在複數置放架7，裝載有複數儲存匣。搬運機器人8，是在閘閥5被開放時，藉由該接合裝置控制裝置被控制，俾將配置於複數置放架7的儲存匣搬運至的接合處理室2，或是將配置於接合處理室2的儲存匣搬運至複數置放架7。搬運機器人8，是在閘閥6被開放時，藉由該接合裝置控制裝置被控制，俾將配置於複數置放架7的儲存匣搬運至的加熱處理室3，或是將配置於加熱處理室3的儲存匣搬運至複數置放架7。
接合處理室2，是具備：真空泵10。該真空泵10，是在該閘閥5被閉鎖時，藉由依該接合裝置控制裝置被控制，俾由接合處理室2之內部排出氣體。作為該真空泵10，例示有渦輪分子泵、低溫泵、油擴散泵。
加熱處理室3，是具備：未圖示的真空泵。該真空泵，是在閘閥6被閉鎖時，藉由依該接合裝置控制裝置被控制，俾由加熱處理室3之內部排出氣體。作為該真空泵，例示有渦輪分子泵、低溫泵、油擴散泵。
如第2圖所示地，接合處理室2，是更具備：定位平台托架11與對位機構12。定位平台托架11，是被形成板狀。定位平台托架11，是被配置於接合處理室2之內部，可朝向水平方向平行移動，且可旋轉移動地被支承在以平行於垂直方向的旋轉軸作為中心。定位平台托架11，是被利用用以保持儲存匣。定位機構12，是藉由依該接合裝置控制裝置被控制，使定位平台托架11朝向水平方向平行移動的方式，或是使定位平台托架11，為旋轉移動在以平行於垂直方向的旋轉軸為中心的方式，進行移動定位平台托架11。
接合處理室2，是更具備：壓接軸14；及靜電吸盤15；及壓接機構16；以及負載計17。壓接軸14，是對於接合處理室2可朝向垂直方向平行移動地被支承。靜電吸盤15，是被配置於壓接軸14之下端。靜電吸盤15，是在內部配置有內部電極的介質層所形成。該介質層，是由氧化鋁系陶瓷所形成，且在下端形成有平坦面。靜電吸盤15，是藉由依該接合裝置控制裝置被控制，而在該內部電極施加有預定之施加電壓。靜電吸盤15，是藉由在該內部電極施加有預定之施加電壓，將配置於該介質層的平坦面之近旁的晶圓藉由靜電力加以保持。壓接機構16，是藉由該接合裝置控制裝置被控制，而是對於接合處理室2朝向垂直方向平行移動壓接軸14。壓接機構16，是更測定靜電吸盤15所配置的位置，並將該位置輸出至接合裝置控制裝置。負載計17，是藉由測定被施加於壓接軸14的負載，來測定被施加於藉由靜電吸盤15所保持的晶圓的負載，並將該負載輸出至該接合裝置控制裝置。
接合處理室2，是更具備：離子槍18與電子源19。離子槍18，是藉由該接合裝置控制裝置被控制，俾放出被加速的氬離子。離子槍18，是在定位平台托架11與靜電吸盤15之間的空間放出該氬離子的方式，亦即，被保持在定位平台托架11的晶圓與被保持在靜電吸盤15的晶圓，被照射著該氬離子的方式，被固定在接合處理室2。電子源19，是藉由該接合裝置控制裝置被控制，俾放出被加速的電子。電子源19，是在對位機構12與靜電吸盤15之間的空間放出該電子的方式，亦即，被保持在定位平台托架11的晶圓與被保持在靜電吸盤15的晶圓被照射著該電子的方式，被固定在接合處理室2。
離子槍18，是更具備：未予圖示之金屬靶材。該金屬靶材，是由複數金屬所形成，被配置於該氬離子被照射的位置。該金屬靶材，是在該氬離子被照射時，將該複數金屬原子放出至接合處理室2的內部之氣氛。又，該金屬靶材，是也可被置換成金屬格子。該金屬格子，是具有開口的金屬構件，被配置於離子槍18的出射端。該金屬格子，是作成與該金屬靶材同樣，藉由被照射該氬離子，在接合處理室2的內部之氣氛放出該複數金屬原子。又，該金屬靶材，是不必在晶圓的接合面附著金屬原子時，也可加以省略。
第3圖，是表示加熱處理室3。加熱處理室3，是具備：處理室底座21、及散熱片22、及隔熱構件23、及樣品台24、以及加熱器25。處理室底座21，是形成加熱處理室3的一部分，且支承散熱片22、及隔熱構件23、及樣品台24、以及加熱器25的基礎。散熱片22是被固定於處理室底座21。隔熱構件23，是由石英所形成，經由散熱片22被固定於處理室底座21。又，隔熱構件23，是也可以由與石英不同的高熱衝擊性的其他隔熱材料所形成。作為該隔熱材料，例示有石英玻璃。隔熱構件23，是具備：流路26。流路26，是形成流著氣體氮的管路。該氣體氮，是藉由未被圖示的冷卻裝置而由加熱處理室3的外部被供應。樣品台24，是由氮化鋁AlN所形成，經由隔熱構件23被固定於處理室底座21。又，樣品台24，是也可以由與氮化鋁AlN不同的導熱率優異的其他材料所形成。作為該材料，例示有碳化矽SiC。樣品台24，是在被接合於隔熱構件23的一側的相反側形成有保持面27。保持面27，是該儲存匣被保持於樣品台24的方式所形成。加熱器25，係配置於樣品台24的內部。加熱器25，是藉由被控制於該常溫接合裝置控制裝置，經發熱，來加熱被裝載於該儲存匣的晶圓。這時候，散熱片22，是被冷卻的冷媒由加熱處理室3的外部經常被供應，在加熱器25有發熱時，防止加熱處理室3被加熱的情形。
加熱處理室3，是更具備：基板推壓具31；及散熱片32；及角度調整機構33；及負載傳感器34；以及加壓機構35。基板推壓具31，是由石英所形成。基板推壓具31，是對向於樣品台24的一側形成有推壓面36。推壓面36，是平坦地所形成。基板推壓具31，是使形成有推壓面36的一側的相反側被接合於散熱片32。散熱片32，是被接合於基板推壓具31的一側的相反側被接合於角度調整機構33。角度調整機構33，是被接合於負載傳感器34。負載傳感器34，是對於處理室底座21之上面可朝向垂直方向移動的方式被支承。這時候，散熱片32，是被冷卻的冷媒從加熱處理室3的外部經常地被供應，而在基板推壓具31被加熱時，防止角度調整機構33與負載傳感器34被加熱的情形。
加壓機構35，是藉由依該常溫接合裝置控制裝置被控制，對於處理室底座21之上面朝向垂直方向移動角度調整機構33，亦即，對於處理室底座21之上面朝向垂直方向移動基板推壓具31。負載傳感器34，是具備：壓電元件，測定被施加於推壓面36的負載，並測定被施加於基板推壓具31的負載的偏差。負載傳感器34，是將該負載與該偏差輸出至該常溫接合裝置控制裝置。角度調整機構33，是藉由依該常溫接合裝置控制裝置被控制，俾變更推壓面36所面對的方向。
負載傳感器34，是藉由依該壓電元件被加熱，測定值的誤差會變大。負載傳感器34，是藉由依散熱片32被防止加熱，可更高精度地測定該負載與該偏差。
被載置於複數置放架7的複數儲存匣，是包括：上儲存匣與下儲存匣。第4圖是表示該上儲存匣。上儲存匣41，是由鋁或不鏽鋼或是氮化鋁所形成，大致形成呈圓盤狀。上儲存匣41，是在該圓盤上側的單面，形成有複數的島部分42-1～42-4。複數的島部分42-1～42-4，是形成在由該圓盤之上側的一面所突出的突起，上端按照一個平面的方式所形成。
如第5圖所示地，上儲存匣41，是形成有凸緣部分44與本體部分45。本體部分45，是被圓柱狀地形成。凸緣部分44，是由本體部分45的圓柱側面鼓出的方式所形成，被圓盤狀地形成。亦即，上儲存匣41，是藉由掬取凸緣部分44，被把持在搬運機器人8。
上儲存匣41，是上晶圓46被載置於複數的島部分42-1～42-4上而被利用。亦即，複數的島部分42-1～42-4，是按照上晶圓46的外周的方式所形成。上儲存匣41，是上晶圓46被載置於複數的島部分42-1～42-4時，上晶圓46的下側的一面不會接觸於上儲存匣41的方式，又上晶圓46的下側的單面藉由上儲存匣41不會受到污染的方式所形成。上儲存匣41，是上晶圓46再被載置於複數的島部分42-1～42-4時，被夾持在上儲存匣41與上晶圓46的空間形成有通過外部的流路的方式，形成有複數的島部分42-1～42-4。亦即，複數的島部分42-1～42-4，是不會連續的方式所形成。
第6圖是表示該是表示該下儲存匣51。下儲存匣51，是由鋁或不鏽鋼或是氮化鋁所形成，大致形成呈圓盤狀，利用來載置下晶圓。下儲存匣51，是又在該圓盤上側的單面，形成有島部分52。島部分52，是形成在由該圓盤之上側的單面所突出的突起，與被載置於下儲存匣51的下晶圓的形狀大致相等的形狀，其上端為沿著一個平面的方式所形成。島部分52，於上端形成有溝53。溝53於上端形成為格子狀。溝53，是相連於島部分52的側面的方式所形成。
如第7圖所示地，下儲存匣51，是形成有凸緣部分54與本體部分55。本體部分55，是被圓柱狀地形成。凸緣部分54，是由本體部分55的圓柱側面鼓出的方式所形成，被圓盤狀地形成。亦即，下儲存匣51，是藉由掬取凸緣部分54，被把持在搬運機器人8。
下儲存匣51，是下晶圓56被載置於島部分52上而被利用。亦即，島部分52，是沿著下晶圓56的外周的方式所形成。又，下儲存匣51，是下晶圓56被載置於島部分52時，被夾在下儲存匣51與下晶圓56的空間形成有通過外部的流路的方式，形成有島部分52。亦即，島部分52，是不會連續的方式所形成。
第8圖是表示常溫接合裝置控制裝置61。常溫接合裝置控制裝置61，是電腦，具備：未予圖示的CPU，及記憶裝置，及可拆存儲驅動器，及通信裝置，及輸入裝置，及輸出裝置，以及介面。該CPU，是實行裝配於常溫接合裝置控制裝置61的電腦程式，且控制該記憶裝置，及可拆存儲驅動器，及通信裝置，及輸入裝置，及輸出裝置，以及介面。該記憶裝置，是記錄該電腦程式。該記憶裝置，是又記錄該CPU被利用的資訊。該可拆存儲驅動器，是在記錄有電腦程式的記錄媒體被***時，則被利用在將該電腦程式裝配於常溫接合裝置控制裝置61。該通信裝置，是從經由通信回線網被連接於常溫接合裝置控制裝置61的其他電腦，將電腦程式輸入於常溫接合裝置控制裝置61，且在該電腦程式裝配於常溫接合裝置控制裝置61時被利用。該輸入裝置，是將藉由用戶操作所生成的資訊輸出至該CPU。作為該輸入裝置，例示有鍵盤、滑鼠。該輸出裝置，是將該CPU所生成的資訊輸出成用戶可認識。作為該輸出裝置，例示有顯示藉由該CPU所生成的影像的顯示器。
該介面，是將藉由被連接於常溫接合裝置控制裝置61的外部機器所生成的資訊輸出至該CPU，且將藉由該CPU所生成的資訊輸出至該外部機器。該外部機器，是包括：由閘閥5與閘閥6與搬運機器人8與真空隔絕室1所排出的真空泵與由加熱處理室3所排出的真空泵與真空泵10與對位機構12與靜電吸盤15與壓接機構16與負載計17與離子槍18與電子源19與加熱器25與在流路26供應冷媒的冷卻裝置與加熱器25與角度調整機構33與負載傳感器34與加壓機構35。
被裝配於常溫接合裝置控制裝置61的電腦程式，是由在常溫接合裝置控制裝置61分別實現複數功能所用的複數電腦程式所形成。該複數功能，是包括：搬運部62與接合前加熱部63與接合部64與接合後加熱部65。
又，搬運部62，是在閉鎖著閘閥5與閘閥6時，有預定真空度的預備氣氛生成於真空隔絕室1的內部的方式，或是有大氣壓氣氛生成於真空隔絕室1的內部的方式，來控制真空隔絕室1的真空泵。搬運部62，是有該預備氣氛生成於真空隔絕室1的內部時，開閉著閘閥5的方式，來控制閘閥5，並開閉著閘閥6的方式，來控制閘閥6。
搬運部62，是在開放著閘閥5時，被配置於複數置放架7的上儲存匣41或是下儲存匣51被搬運至定位平台托架11的方式，或是被保持於定位平台托架11的上儲存匣41或是下儲存匣51被搬運至真空隔絕室1的複數置放架7的方式，來控制搬運機器人8。搬運部62，是在閘閥6被開放時，被配置於複數置放架7的上儲存匣41或是下儲存匣51被搬運至加熱處理室3的樣品台24的方式，或是被保持於加熱處理室3的樣品台24的上儲存匣41或是下儲存匣51被搬運至真空隔絕室1的複數置放架7的方式，來控制搬運機器人8。
接合前加熱部63，是在閘閥6被閉鎖時，有預定真空度的脫離氣氛生成於加熱處理室3的內部的方式，控制加熱處理室3的真空泵。接合前加熱部63，是在有該脫離氣氛生成在加熱處理室3的內部的情形，而在加熱處理室3的樣品台24保持著上儲存匣41時，被載置於上儲存匣41的上晶圓46以預定的脫離溫度被加熱的方式，亦即，吸附物質由上晶圓46脫離的方式，來控制加熱器25。該吸附物質，是被吸附在上晶圓46的物質，例示有水或大氣成分。作為該脫離溫度，例示著200℃。接合前加熱部63，是在上晶圓46加熱預定時間之後，亦即，由上晶圓46充分地脫離該吸附物質之後，不會把上晶圓46被加熱的方式，來控制加熱器25，使氣體氮流在流路26的方式，亦即，上晶圓46被冷卻至接合溫度為止的方式，來控制加熱處理室3的冷卻裝置。該接合溫度，是被設定包括於由上晶圓46所製作的產品被使用的溫度範圍。
接合前加熱部63，是在有脫離氣氛生成於加熱處理室3的內部的情形，則在加熱處理室3的樣品台24保持著下儲存匣51時，被載置於下儲存匣51的下晶圓56以預定的脫離溫度被加熱的方式，亦即，由下晶圓56脫離吸附物質的方式，來控制加熱器25。接合前加熱部63，是在下晶圓56被加熱預定時間之後，亦即，由下晶圓56充分地脫離該吸附物質之後，不會把下晶圓56被加熱的方式，來控制加熱器25，使氣體氮流通在流路26的方式，亦即，把下晶圓56冷卻至接合溫度為止的方式，來控制加熱處理室3的冷卻裝置。
接合部64，是在上儲存匣41被載置於定位平台托架11時，使靜電吸盤15下降的方式，來控制壓接機構16。接合部64，是在靜電吸盤15下降時，被施加於靜電吸盤15的負載被測定的方式，來控制負載計17。接合部64，是在算出該負載到達至預定接觸負載的定時，亦即，根據該負載來算出被載置於上儲存匣41的上晶圓46接觸於靜電吸盤15的定時。接合部64，是在該定時停止靜電吸盤15的方式，來控制壓接機構16。接合部64，是在被載置於上儲存匣41的上晶圓46有靜電吸盤15接觸於上晶圓46時，使靜電吸盤15保持上晶圓46的方式，來控制靜電吸盤15。接合部64，是在有靜電吸盤15保持被載置於上儲存匣41的上晶圓46時，使靜電吸盤15上昇的方式，來控制壓接機構16。
接合部64，是在閘閥5被閉鎖時，有預定真空度的接合氣氛生成在接合處理室2的內部的方式，來控制真空泵10。又，接合部64，是有該接合氣氛生成在接合處理室2的內部時，有氬離子照射在上晶圓46與下晶圓56的方式，來控制離子槍18。又，接合部64，是正在該氬離子被放出的時候，電子被放出的方式，來控制電子源19。
又，接合部64，是靜電吸盤15保持上晶圓46時，下儲存匣51被載置於定位平台托架11時，被載置於下儲存匣51的下晶圓56與上晶圓46接近至預定定位距離為止的方式，來控制壓接機構16。又，接合部64，是在上晶圓46與下晶圓56僅隔開該對位距離時，對於上晶圓46的下晶圓56配置於預定之對位的位置的方式，來控制對位機構12。該對位的位置，是在靜電吸盤15下降時，上晶圓46與下晶圓56如設計地被接合的方式，被設定。
又，接合部64，是在下晶圓56配置於該對位的位置時，使靜電吸盤15下降的方式，來控制壓接機構16。接合部64，是在靜電吸盤15下降時，被施加於靜電吸盤15的負載被測定的方式，來控制負載計17。接合部64，是算出該負載到達至預定接合負載的定時。接合部64，是以該定時使靜電吸盤15停止的方式，亦即，有該接合負載被施加於上晶圓46與下晶圓56的方式，來控制壓接機構16。
接合部64，是有該接合負載施加預定接合時間於在上晶圓46與下晶圓56之後，由上晶圓46與下晶圓56所製作的接合晶圓為由該靜電吸盤15脫離的方式，來控制靜電吸盤15。接合部64，是在有該接合晶圓由靜電吸盤15脫離之後，使靜電吸盤15上昇的方式，來控制壓接機構16。
接合後加熱部65，是在加熱處理室3的樣品台24保持著下儲存匣51時，使基板推壓具31下降的方式，來控制加壓機構35。接合後加熱部65，是在使基板推壓具31下降時，可測定被施加於基板推壓具31的負載的方式，且可測定被施加於基板推壓具31的負載的偏差的方式，來控制負載傳感器34。接合後加熱部65，是在有預定摧壓負載被施加於該接合晶圓的方式，來控制加壓機構35。接合後加熱部65，是在根據該偏差面使基板推壓具31的推壓面36平行於該接合晶圓的上側的單面的方式，亦即，有該推壓負載均勻地被施加於該接合晶圓的方式，來控制角度調整機構33。
接合後加熱部65，是在有預定推壓負載被施加於該接合晶圓時，該接合晶圓以預定退火溫度被加熱的方式，亦即，該接合晶圓被退火的方式，來控制加熱器25。作為該退火溫度，例示有480℃。接合後加熱部65，是在該接合晶圓被加熱預定時間之後，亦即，在該接合晶圓被退火之後，使下插存匣51未被加熱的方式，來控制加熱器25，而有氣體氮流通在流路26的方式，亦即，使下儲存匣51被冷卻至可搬溫度為止的方式，來控制加熱處理室3的冷卻裝置。接合後加熱部65，是在該接合晶圓被退火之後，使基板推壓具31上昇之後，來控制加壓機構35。
第9圖是表示依本發明的常溫接合方法之實施形態。該常溫接合方法，是使用依本發明的常溫接合裝置被實行。首先，常溫接合裝置控制裝置61，是連接真空隔絕室1的內部與接合處理室2之內部被閉鎖的第1閘的方式，來控制閘閥5，且連接真空隔絕室1的內部與加熱處理室3之內部被閉鎖的第2閘的方式，來控制閘閥6。常溫接合裝置控制裝置61，是閘閥5與閘閥6被閉鎖時，有大氣壓氣氛生成在真空隔絕室1的內部的方式，來控制真空隔絕室1的真空泵，且有接合氣氛生成在接合處理室2的內部的方式，來控制真空泵10，並有脫離氣氛生成於加熱處理室3的內部的方式，來控制加熱處理室3的真空泵。
用戶，是在有大氣壓氣氛生成於真空隔絕室1的內部時，則打開真空隔絕室1的蓋，且在複數置放架7配置複數儲存匣。複數儲存匣，是包括：複數上儲存匣41與複數下儲存匣51。在上儲存匣41載置有上晶圓46。在下儲存匣51載置有下晶圓56。用戶，是在配置該複數置放架7配置該複數儲存匣之後，閉鎖真空隔絕室1的蓋。常溫接合裝置控制裝置61，是在閉鎖真空隔絕室1的蓋時，有預備氣氛生成於真空隔絕室1的內部的方式，來控制真空隔絕室1的真空泵(步驟S1)。
常溫接合裝置控制裝置61，是在有預備氣氛生成在真空隔絕室1的內部時，閘閥6被開放的方式，來控制閘閥6。常溫接合裝置控制裝置61，是閘閥6被開放時，配置於複數置放架7的複數儲存匣中之一個上儲存匣41被搬運至加熱處理室3的樣品台24的方式，來控制搬運機器人8(步驟S2)。
常溫接合裝置控制裝置61，是在有上儲存匣41被保持於加熱處理室3之樣品台24之後，閉鎖住閘閥6的方式，來控制閘閥6。常溫接合裝置控制裝置61，是在閘閥6被閉鎖時，有脫離氣氛生成在加熱處理室3的內部的方式，來控制加熱處理室3的真空泵。常溫接合裝置控制裝置61，是有該脫離氣氛生成在加熱處理室3的內部時，使被載置於上儲存匣41的上晶圓46以預定脫離溫度被加熱的方式，亦即，有吸附物質由上晶圓46被脫離的方式，來控制加熱器25(步驟S3)。常溫接合裝置控制裝置61，是在上晶圓46被加熱預定時間之後，亦即，在該吸附物質由上晶圓46充分地被脫離之後，亦即，使上晶圓46不會被加熱的方式，來控制加熱器25，而有氣體氮流通在流路26的方式，亦即，使上晶圓46被冷卻至接合溫度為止的方式，來控制加熱處理室3的冷卻裝置。
常溫接合裝置控制裝置61，是在該吸附物質由上晶圓46充分地被脫離之後，使閘閥6被開放的方式，來控制閘閥6。常溫接合裝置控制裝置61，是在使上晶圓46被冷卻至接合溫度為止之後，把上儲存匣41由加熱處理室3之樣品台24被搬運至複數置放架7的方式，來控制搬運機器人8。
又，常溫接合裝置控制裝置61，是在上儲存匣41由加熱處理室3的樣品台24被搬運之後，被配置於複數置放架7的複數儲存匣中的一個下儲存匣51被搬運至加熱處理室3的樣品台24的方式，來控制搬運機器人8(步驟S2)。常溫接合裝置控制裝置61，是在有下儲存匣51被保持於加熱處理室3之樣品台24之後，閉鎖住閘閥6的方式，來控制閘閥6。常溫接合裝置控制裝置61，是在閘閥6被閉鎖時，有脫離氣氛生成於加熱處理室3的內部的方式，來控制加熱處理室3的真空泵。常溫接合裝置控制裝置61，是有該脫離氣氛生成在加熱處理室3的內部時，使載置於下儲存匣51的下晶圓56以預定脫離溫度被加熱的方式，亦即，有吸附物質由下晶圓56被脫離的方式，來控制加熱器25(步驟S3)。常溫接合裝置控制裝置61，是在下晶圓56被加熱預定時間之後，亦即，在該吸附物質由下晶圓56充分地被脫離之後，使下晶圓56不會被加熱的方式，來控制加熱器25，而有氣體氮流通在流路26的方式，亦即，使下晶圓56被冷卻至接合溫度為止的方式，來控制加熱處理室3的冷卻裝置。
常溫接合裝置控制裝置61，是在該吸附物質由下晶圓56充分地被脫離之後，使閘閥6被開放的方式，來控制閘閥6。常溫接合裝置控制裝置61，是在使下晶圓56被冷卻至接合溫度為止之後，使下儲存匣51由加熱處理室3之樣品台24被搬運至複數置放架7的方式，來控制搬運機器人8。
常溫接合裝置控制裝置61，是在該吸附物質由上晶圓46與下晶圓56充分地被脫離之後，使閘閥5被開放的方式，來控制閘閥5。常溫接合裝置控制裝置61，是載置有該被脫離的上晶圓46的上儲存匣41由複數置放架7被搬運至接合處理室2之定位平台托架11的方式，來控制搬運機器人8。又，常溫接合裝置控制裝置61，是使靜電吸盤15下降的方式，來控制壓接機構16。常溫接合裝置控制裝置61，是在使靜電吸盤15下降時，被施加於靜電吸盤15的負載被測定的方式，來控制負載計17。常溫接合裝置控制裝置61，是在算出該負載到達至預定接觸負載的定時，亦即，根據該負載算出被載置於上儲存匣41的上晶圓46接觸於靜電吸盤15的定時。常溫接合裝置控制裝置61，是以該定時停止靜電吸盤15的方式，來控制壓接機構16。
常溫接合裝置控制裝置61，是在有靜電吸盤15接觸於被載置於上儲存匣41的上晶圓46時，使靜電吸盤15保持上晶圓46的方式，來控制靜電吸盤15。常溫接合裝置控制裝置61，是在有靜電吸盤15保持於被載置於上儲存匣41的上晶圓46時，則使靜電吸盤15上昇的方式，來控制壓接機構16。常溫接合裝置控制裝置61，是在靜電吸盤15上昇至預定活性化位置為止之後，未載置有上晶圓46的上儲存匣41由定位平台托架11被搬運至複數置放架7的方式，來控制搬運機器人8。
常溫接合裝置控制裝置61，是在上儲存匣41被搬運至複數置放架7之後，載置有該被脫離的下晶圓56的下儲存匣51由複數置放架7被搬運至定位平台托架11的方式，來控制搬運機器人8。常溫接合裝置控制裝置61，是在下儲存匣51被保持於定位平台托架11之後，使閘閥5被閉鎖的方式，來控制閘閥5(步驟S4)。
常溫接合裝置控制裝置61，是在閘閥5被閉鎖時，有接合氣氛被生成於接合處理室2的內部的方式，來控制真空泵10。又，常溫接合裝置控制裝置61，是在有該接合氣氛生成於接合處理室2的內部時，有氬離子被照射於上晶圓46與下晶圓56的方式，來控制離子槍18。又，常溫接合裝置控制裝置61，是正當該氬離子被放出時，使電子被放出的方式，來控制電子源19(步驟S5)。
常溫接合裝置控制裝置61，是在使下晶圓56與上晶圓46接近至預定對位距離為止的方式，來控制壓接機構16。又，常溫接合裝置控制裝置61，是在使上晶圓46與下晶圓56僅隔著該對位距離時，對於上晶圓46之下晶圓56僅隔著預定對位距離的方式，來控制對位機構12。
又，常溫接合裝置控制裝置61，是下晶圓56被配置於該對位位置之後，使靜電吸盤15下降的方式，來控制壓接機構16。常溫接合裝置控制裝置61，是當靜電吸盤15下降時，可測定被施加於靜電吸盤15的負載的方式，來控制負載計17。常溫接合裝置控制裝置61，是算出該負載到達至預定接合負載的定時。常溫接合裝置控制裝置61，是以該定時使靜電吸盤15停止的方式，亦即，有該接合負載被施加於上晶圓46與下晶圓56的方式，來控制壓接機構16(步驟S6)。下晶圓56與上晶圓46，是藉由被施加於該接合負載而被接合，被形成於一片接合晶圓。
常溫接合裝置控制裝置61，是在有該接合負載被施加預定接合時間於該接合晶圓之後，有該接合晶圓由靜電吸盤15脫離的方式，進行控制靜電吸盤15。常溫接合裝置控制裝置61，是在有該接合晶圓由靜電吸盤15脫離之後，使靜電吸盤15上昇的方式，來控制壓接機構16。
常溫接合裝置控制裝置61，是在靜電吸盤15充分地上昇之後，使閘閥5被開放的方式，來控制閘閥5。常溫接合裝置控制裝置61，是在閘閥5被開放時，載置有該接合晶圓的下儲存匣51由定位平台托架11被搬運至真空隔絕室1的方式，來控制搬運機器人8。
常溫接合裝置控制裝置61，是有預備氣氛被生成在真空隔絕室1的內部時，則使閘閥6被開放的方式，來控制閘閥6。常溫接合裝置控制裝置61，是在閘閥6被開放時，則載置有該接合晶圓的下儲存匣51由真空隔絕室1被搬運至加熱處理室3的樣品台24的方式，來控制搬運機器人8(步驟S7)。
常溫接合裝置控制裝置61，是在有下儲存匣51被保持於加熱處理室3的樣品台24時，則使基板推壓具31下降的方式，來控制加壓機構35。常溫接合裝置控制裝置61，是在當基板推壓具31下降時，則使被施加於基板推壓具31的負載被測定的方式，且使被施加於基板推壓具31的負載的偏差被測定的方式，來控制負載傳感器34。常溫接合裝置控制裝置61，是有預定推壓負載被施加於該接合晶圓的方式，在預定的抽樣周期來控制加壓機構35。常溫接合裝置控制裝置61，是根據該偏差而使基板推壓具31的推壓面36成為平行於該接合晶圓的上側的單面的方式，亦即，有該推壓負載均勻地被施加於該接合晶圓的方式，在預定的抽樣周期來控制角度調整機構33。常溫接合裝置控制裝置61，是在有該推壓負載被施加於該接合晶圓時，則使該接合晶圓以預定退火溫度被加熱的方式，亦即，有該接合晶圓被退火的方式，在預定的抽樣周期來控制加熱器25(步驟S8)。
該接合晶圓，是藉由被加熱預定退火時間，被退火，俾減低殘餘應力。作為該退火時間，例示有數分鐘。常溫接合裝置控制裝置61，是在該接合晶圓被退火之後，不會使下儲存匣51被加熱的方式，來控制加熱器25，而有氣體氮流通在流路26的方式，亦即，使下儲存匣51被冷卻至可搬溫度為止的方式，來控制加熱處理室3的冷卻裝置。作為該可搬溫度，例示有室溫。常溫接合裝置控制裝置61，是在該接合晶圓被退火之後，再使基板推壓具31被上昇的方式，來控制加壓機構35。常溫接合裝置控制裝置61，是在使基板推壓具31充分地上昇之後，使載置有經該退火的接合晶圓的下儲存匣51由定位平台托架11被搬運至複數置放架7的方式，來控制搬運機器人8(步驟S9)。
常溫接合裝置控制裝置61，是在使載置有上晶圓46的上儲存匣41與載置有下晶圓56的下儲存匣51被配置於複數置放架7時(步驟S10、是)。再重複實行步驟S2～步驟S9的動作。
常溫接合裝置控制裝置61，是在須接合的晶圓未配置於複數置放架7時(步驟S10、否)，使閘閥5被閉鎖的方式，來控制閘閥5，且使閘閥6被閉鎖的方式，來控制閘閥6。常溫接合裝置控制裝置61，是在閘閥5與閘閥6被閉鎖之後，有大氣壓氣氛生成在真空隔絕室1的內部的方式，來控制真空隔絕室1的真空泵。用戶，是在有大氣壓氣氛生成於真空隔絕室1的內部之後，打開真空隔絕室1的蓋，而由複數置放架7取出配置複數儲存匣。該複數儲存匣，是包括：複數上儲存匣41與複數下儲存匣51。在下儲存匣51載置有該接合晶圓。
用戶，是在再欲常溫接合上晶圓46與下晶圓56時，將載置有上晶圓46的上儲存匣41與載置有下晶圓56的下儲存匣51配置於複數置放架7之後，再實行此種常溫接合方法。
上晶圓46與下晶圓56，是在彎曲大時，被常溫接合的接合面的接觸面積會變小，而有無法得到充分的接合強度的情形。上晶圓46與下晶圓56，是在彎曲大的情形，一面施加充分大的負載一面被接合時，以充分的接合強度被接合。上晶圓46與下晶圓56，是在彎曲大的情形，一面施加充分大之負載一面被接合時，有發生殘餘應力的情形。此些殘餘應力，是對由上晶圓46與下晶圓56所製作的產品有不良影響。作為該不良影響，例示有功能上的缺陷、動作不良。
依照此種常溫接合方法，即使有殘餘應力發生在上晶圓46與下晶圓56被接合的接合晶圓的情形，也可以減低該殘餘應力，而更穩定地可製作品質優異的產品。
吸附有吸附物質的兩片晶圓被常溫接合的接合晶圓，是藉由被退火，而由該吸附物質所生成的空隙發生於接合面，就有減低接合強度的情形。此些常溫接合方法，是利用由上晶圓46與下晶圓56脫離吸附物質的動作(步驟S2～步驟S3)，就可減低殘餘在接合晶圓的接合面的殘餘物質，結果，可防止空隙發生於接合面，且可提高接合強度。
又，依本發明所成之常溫接合方法，是在被吸附於上晶圓46與下晶圓56的吸附物質充分地少量時，則可省略由上晶圓46與下晶圓56脫離吸附物質的動作(步驟S2～步驟S3)。此些常溫接合方法，也與前文所述的實施形態的常溫接合方法作成同樣，更穩定地可製作品質優異的產品。
由接合晶圓所製作的產品，是被要求形成於預定形狀的情形。該接合晶圓是被退火之前的接合晶圓之彎曲較大時，則也藉由一面施加該推壓負載一面被退火，更平坦地可形成，且可被適用於此些產品。
又，依本發明所成的常溫接合方法，是被退火之前的接合晶圓是具充分地平坦時，亦即，接合晶圓作成充分地平坦的方式，可進行常溫接合時，則可省略在退火時施加該推壓負載的情形。此些常溫接合方法，也與前文所述的實施形態的常溫接合方法作成同樣，更穩定地可製作品質優異的產品。
被施加於該接合晶圓的負載，是在該接合晶圓被退火時，則藉由該接合晶圓或是操作該接合晶圓的裝置被熱脹，而有被增加情形。該接合晶圓，是被施加的負載充分地大時，則有破碎的情形。依照依本發明所成的常溫接合方法，是為了被施加於該接合晶圓的負載被控制在推壓負載，可防止接合晶圓被破碎的情形，更穩定地可製作品質優異的產品。又，依本發明所成的常溫接合方法，是藉由操作該接合晶圓的裝置進行彈性變形，使被施加於該接合晶圓的負載不會比預定負載還要大時，則使被施加於該接合晶圓的負載一旦控制成推壓負載之後，使該負載成為推壓負載的方式，也可以省略反饋控制的動作。
依本發明所成的常溫接合裝置的實施其他形態，是前文所述的其他實施形態的加熱處理室3被置換成其他的加熱處理室。如第10圖所示地該加熱處理室70，是與前文所述的實施形態的加熱處理室3同樣，具備：處理室底座21與加熱處理室22與隔熱構件23與樣品台24與加熱器25。
加熱處理室70，是更具備：靜電吸盤71、及隔熱構件72、及散熱片73、及角度調整機構74、及負載傳感器75、及加壓機構76、以及加熱器77。靜電吸盤71，是在對向於樣品台24的一側形成有保持面78。保持面78是被形成平坦。靜電吸盤71，是被形成有保持面78的單側的相反側被接合於隔熱構件72。靜電吸盤71，是藉由利用常溫接合裝置控制裝置61被控制，並藉由靜電進行保持被配置於保持面78近旁的晶圓。隔熱構件72，是由石英所形成，且被接合於散熱片73。隔熱構件72，是具備流路79。流路79是形成氣體氮所流通的管路。該氣體氮，是利用未圖示的冷卻裝置由加熱器70的外部所供應。散熱片73，是被接合於靜電吸盤71的單側的相反側被接合於角度調整機構74。角度調整機構74，是被接合於負載傳感器75。負載傳感器75，是對於處理室底座21上面可朝向垂直方向移動的方式，被支承著。這時候，散熱片73，是由加熱處理室70的外部經常地供應有被冷卻的冷媒，在靜電吸盤71被加熱時，則可防止角度調整機構74與負載傳感器75被加熱。
加壓機構76，是藉由該常溫接合裝置控制裝置被控制，對於處理室底座21的上面朝向垂直方向移動角度調整機構74，亦即，對於處理室底座21的上面朝向垂直方向移動靜電吸盤71。負載傳感器75，是具備壓電元件，俾測定被施加於保持面78的負載，並測定被施加於靜電吸盤71的負載偏差。負載傳感器75，是將該負載與該偏差輸出至該常溫接合裝置控制裝置。角度調整機構74，是藉由利用該常溫接合裝置控制裝置被控制，俾變更保持面78所朝的方向。
負載傳感器75，是藉由該壓電元件被加熱，會使測定值的誤差變大。負載傳感器75，是藉由利用散熱片73來防止加熱，可更高精度地測定該負載與該偏差。
加熱器77，是被配置於靜電吸盤71的內部。加熱器77，是藉由被控制於常溫接合裝置控制裝置61，進行發熱，並加熱被保持於靜電吸盤71的晶圓。這時候，散熱片73，是由加熱處理室70的外部經常地供應著被冷卻的冷媒，而在加熱器77進行發熱時，可防止負載傳感器75被加熱的情形。
依本發明所成的常溫接合裝置的實施其他形態，是使用加熱處理室70所適用的常溫接合裝置本體被實行，使前文所述的實施形態的步驟S2～S3被置換成其他的動作。在該動作中，常溫接合裝置控制裝置61，是有預備氣氛生成在真空隔絕室1的內部時，閘閥6被開放的方式，來控制閘閥6。常溫接合裝置控制裝置61，是閘閥6被開放時，配置於複數置放架7的複數儲存匣中之一個上儲存匣41被搬運至加熱處理室70的樣品台24的方式，來控制搬運機器人8。
常溫接合裝置控制裝置61，是在有上儲存匣41被保持於加熱處理室70之樣品台24之後，使靜電吸盤71下降的方式，來控制加壓機構76。常溫接合裝置控制裝置61，是在使靜電吸盤71下降時，被施加於靜電吸盤71的負載被測定的方式，來控制負載傳感器75。常溫接合裝置控制裝置61，是在算出該負載到達至預定接觸負載的定時，亦即，根據該負載算出被載置於上儲存匣41的上晶圓46接觸於靜電吸盤71的定時。常溫接合裝置控制裝置61，是以該定時停止靜電吸盤71的方式，來控制加壓機構76。
常溫接合裝置控制裝置61，是在有靜電吸盤71接觸於被載置於上儲存匣41的上晶圓46時，使靜電吸盤71保持上晶圓46的方式，來控制靜電吸盤71。常溫接合裝置控制裝置61，是在有靜電吸盤71保持於被載置於上儲存匣41的上晶圓46時，使靜電吸盤71上昇的方式，來控制加壓機構76。常溫接合裝置控制裝置61，是在靜電吸盤71上昇至預定位置為止之後，未載置有上晶圓46的上儲存匣41由樣品台24被搬運至複數置放架7的方式，來控制搬運機器人8。
常溫接合裝置控制裝置61，是在上儲存匣41被搬運至複數置放架7之後，載置有下晶圓56的下儲存匣51由複數置放架7被搬運至樣品台24的方式，來控制搬運機器人8。常溫接合裝置控制裝置61，是在下儲存匣51被保持於樣品台24之後，閉鎖閘閥6的方式，來控制閘閥6。
常溫接合裝置控制裝置61，是在閘閥6被閉鎖時，有脫離氣氛生成在加熱處理室70的內部的方式，來控制加熱處理室70的真空泵。常溫接合裝置控制裝置61，是在有該脫離氣氛生成在加熱處理室70的內部時，使被保持於靜電吸盤71的上晶圓46以預定脫離溫度被加熱的方式，來控制加熱器77，且被載置於下儲存匣51的下晶圓56以該脫離溫度被加熱的方式，來控制加熱器25。
常溫接合裝置控制裝置61，是上晶圓46以預定時間被加熱之後，不會使上晶圓46加熱的方式，來控制加熱器77，有氣體氮流通在流路79的方式，亦即，有上晶圓46冷卻至接合溫度為止的方式，來控制加熱處理室70的冷卻裝置。常溫接合裝置控制裝置61，是下晶圓56以預定時間被加熱之後，不會使下晶圓56加熱的方式，來控制加熱器25，有氣體氮流通在流路26的方式，亦即，有下晶圓56冷卻至接合溫度為止的方式，來控制加熱處理室70的冷卻裝置。
常溫接合裝置控制裝置61，是在該吸附物質由上晶圓46與下晶圓56充分地被脫離之後，使閘閥6被開放的方式，來控制閘閥6。常溫接合裝置控制裝置61，是在使下晶圓56被冷卻至接合溫度為止之後，把下儲存匣51由加熱處理室70之樣品台24被搬運至複數置放架7的方式，來控制搬運機器人8。
常溫接合裝置控制裝置61，係在下儲存匣51由加熱處理室70的樣品台24被搬運之後，以使沒有載置晶圓的上儲存匣41被搬運到加熱處理室70的樣品台24之方式，來控制搬運機器人8。常溫接合裝置控制裝置61，是在有上儲存匣41被保持於加熱處理室70之樣品台24之後，使靜電吸盤71下降的方式，來控制加壓機構76。常溫接合裝置控制裝置61，是在使靜電吸盤71下降時，則有被施加於靜電吸盤71的負載被測定的方式，來控制負載傳感器75。常溫接合裝置控制裝置61，是在算出該負載到達至預定接觸負載的定時，亦即，根據該負載算出被保持於靜電吸盤71的上晶圓46接觸於上儲存匣41的定時。常溫接合裝置控制裝置61，是以該定時停止靜電吸盤71的方式，來控制加壓機構76。
常溫接合裝置控制裝置61，是在有靜電吸盤71接觸於被載置於上儲存匣41的上晶圓46時，由靜電吸盤71脫離上晶圓46的方式，來控制靜電吸盤71。常溫接合裝置控制裝置61，是在上晶圓46由靜電吸盤71脫離之後，使靜電吸盤71上昇的方式，來控制加壓機構76。常溫接合裝置控制裝置61，是在使靜電吸盤71上昇至預定位置為止之後，載置有上晶圓46的上儲存匣41由樣品台24被搬運至複數置放架7的方式，來控制搬運機器人8。
此些動作所適用的常溫接合方法，是作成與前文所述的實施形態的常溫接合方法同樣，更穩定可製作品質優異的產品。又，此些動作與前文所述的實施形態的步驟S2～S3的動作相比較，在更短時間內就可實行。正因為如此，依照此些動作所適用的常溫接合方法，更快速地可製作接合晶圓。
第11圖是表示另一加熱處理室。該加熱處理室80，是作成與前文所述的實施形態的加熱處理室3同樣，具備：處理室底座21；及散熱片22；及隔熱構件23；及樣品台24；以及加熱器25。加熱處理室80，是更具備：基板推壓具81；及角度調整機構82；及負載傳感器83；及加壓機構84；以及冷卻機構85。基板推壓具81，是由石英所形成。基板推壓具81，是對向於樣品台24的單側形成有推壓面。該推壓面，是平坦地所形成。基板推壓具81，是使形成有該推壓面的單側的相反側被接合於角度調整機構82。角度調整機構82，是被接合於負載傳感器83。負載傳感器83，是對於處理室底座21之上面可朝向垂直方向移動的方式被支承。
加壓機構84，是藉由依該常溫接合裝置控制裝置被控制，對於處理室底座21之上面朝向垂直方向移動角度調整機構82，亦即，對於處理室底座21之上面朝向垂直方向移動基板推壓具81。負載傳感器83，是具備壓電元件，測定被施加於該推壓面的負載，並測定被施加於基板推壓具81的負載的偏差。負載傳感器83，是將該負載與該偏差輸出至該常溫接合裝置控制裝置。角度調整機構82，是藉由依該常溫接合裝置控制裝置被控制，俾變更該推壓面所面對的方向。
冷卻機構85，是由加熱處理室80的外部經常地供應被冷卻的冷媒，而在基板推壓具81被加熱時，則防止負載傳感器83被加熱的情形。負載傳感器83，是藉由該壓電元件被加熱，有測定值之誤差變大的情形。負載傳感器83，是藉由散熱片32以防止被加熱，藉由此，更高精度地可測定該負荷與該偏差。
加熱器80所適用的常溫接合裝置本體，是與前文所述的實施形態的加熱處理室3所適用的常溫接合裝置本體可同樣地被利用。所以，依本發明的常溫接合方法，是即使使用加熱處理室80所適用的常溫接合裝置本體被實行的情形，也作成與前文所述的實施形態的常溫接合方法同樣，更穩定地可製作品質優異的產品。又，加熱器80，是與前文所述的實施形態的加熱處理室3相比較，為了由更近旁進行冷卻負載傳感器83，更確實地可冷卻負載傳感器83。所以，負載傳感器83，是更高精度地可測定該負載與該偏差，而推壓負載被施加於該接合晶圓的方式，可更提昇控制加壓機構84的控制性，且該推壓負載均勻地被施加於該接合晶圓的方式，可更提昇控制角度調整機構82的控制性。
第12圖是表示又一加熱處理室。該加熱處理室90，是具備：處理室底座91、及隔熱構件92、及樣品台93、以及加熱器94。處理室底座91，是形成加熱處理室90的一部分，支承隔熱構件92及樣品台93及加熱器94的基礎。隔熱構件92，是由石英所形成，並被固定於處理室底座91。隔熱構件92，是具備流路95。流路95是形成氣體氮所流通的管路。該氣體氮，是利用未圖示的冷卻裝置由加熱器90的外部所供應。樣品台93，是由氮化鋁AlN所形成，經由隔熱構件92被固定於處理室底座91。又，樣品台93，是在被接合於隔熱構件92的單側的相反側形成有保持面96。保持面96，是該儲存匣被保持於樣品台93的方式所形成。加熱器94，是被配置於樣品台93之內部。加熱器94，是藉由被控制於該常溫接合裝置控制裝置61，經發熱，來加熱被裝載於該儲存匣的晶圓。
加熱處理室90，是更具備：基板推壓具101、及角度調整機構102、及負載傳感器103、及加壓機構104、以及冷卻機構105。基板推壓具101，是由石英所形成。基板推壓具101，是對向於樣品台93的單側形成有推壓面。該推壓面36，是平坦地所形成。基板推壓具101，是使形成有該推壓面的單側的相反側被接合於角度調整機構102。角度調整機構102，是被接合於負載傳感器103。負載傳感器103，是對於處理室底座91之上面可朝向垂直方向移動的方式被支承。
加壓機構104，是藉由依該常溫接合裝置控制裝置61被控制，對於處理室底座91之上面朝向垂直方向移動角度調整機構102，亦即，對於處理室底座91之上面朝向垂直方向移動基板推壓具101。負載傳感器103，是具備壓電元件，測定被施加於該推壓面的負載，並測定被施加於基板推壓具101的負載的偏差。負載傳感器103，是將該負載與該偏差輸出至該常溫接合裝置控制裝置61。角度調整機構102，是藉由依該常溫接合裝置控制裝置61被控制，俾變更該推壓面所面對的方向。
冷卻機構105，是由加熱處理室90的外部經常地供應被冷卻的冷媒，來冷卻加熱處理室90，並防止負載傳感器103被加熱。負載傳感器103，是藉由散熱片32以防止被加熱，藉由此，更高精度地可測定該負荷與該偏差。
加熱處理室90所適用的常溫接合裝置本體，是與前文所述的實施形態的加熱處理室3所適用的常溫接合裝置本體同樣地可被利用。所以，依本發明所成的常溫接合方法，是即使使用加熱處理室90所適用的常溫接合裝置本體被實行的情形，也作成與前文所述的實施形態的常溫接合方法同樣，更穩定地可製作品質優異的產品。又，加熱處理室90，是與前文所述的實施形態的加熱處理室3相比較，散熱片22與散熱片32的分量，簡單地可形成加熱處理室90的內部，並可作成小型化。
依本發明的常溫接合裝置的實施另一形態，是如第13圖所示地，前文所述的實施形態的常溫接合裝置本體更具備其他的加熱處理室110。加熱處理室110，是由環境來密閉內部的容器。該常溫接合裝置本體，是更具備閘閥111。閘閥111，是被介設於真空隔絕室1與加熱處理室110之間，形成連接加熱處理室110之內部與真空隔絕室1之內部的閘。閘閥111，是藉由常溫接合裝置控制裝置61被控制，藉由此，閉鎖該閘，或是開放該閘。
加熱處理室110，是作成與前文所述的實施形態的加熱處理室3同樣，具備：處理室底座21、及散熱片22、及隔熱構件23、及樣品台24、以及加熱器25，更具備：基板推壓具31、及散熱片32、及角度調整機構33、及負載傳感器34、以及加壓機構35。
依本發明的常溫接合方法的實施另一形態，是使用追加有加熱處理室110的常溫接合裝置本體被實行，前文所述的實施形態的步驟S2～S3被置換成其他的動作。
在該動作中，常溫接合裝置控制裝置61，是在有預備氣氛生成在真空隔絕室1的內部時，閘閥6被開放的方式，來控制閘閥6。常溫接合裝置控制裝置61，是在閘閥6被開放時，被配置於複數置放架7的複數儲存匣中的一個上儲存匣41被搬運至加熱處理室3的樣品台24的方式，來控制搬運機器人8。之後，常溫接合裝置控制裝置61，是在被配置於複數置放架7的複數儲存匣中的一個下儲存匣51被搬運至加熱處理室110的樣品台24的方式，來控制搬運機器人8。
常溫接合裝置控制裝置61，是在上儲存匣41被保持於加熱處理室3的樣品台24之後，閘閥6被閉鎖的方式，來控制閘閥6。常溫接合裝置控制裝置61，是在閘閥6被閉鎖時，有脫離氣氛生成在加熱處理室3的內部的方式，來控制加熱處理室3的真空泵。常溫接合裝置控制裝置61，是在有該脫離氣氛生成在加熱處理室3的內部時，被載置於上儲存匣41的上晶圓46以預定脫離溫度被加熱的方式，亦即，吸附物質由上晶圓46脫離的方式，來控制加熱器25。常溫接合裝置控制裝置61，是在上晶圓46被加熱預定時間之後，亦即，在該吸附物質由上晶圓46充分地被脫離之後，不會使上晶圓46被加熱的方式，來控制加熱器25，並有氣體氮流通在流路26的方式，亦即，使上晶圓46被冷卻至接合溫度為止的方式，來控制加熱處理室3的冷卻裝置。常溫接合裝置控制裝置61，是在該吸附物質由上晶圓46充分地被脫離之後，閘閥6被開放的方式，來控制閘閥6。
常溫接合裝置控制裝置61，是有下儲存匣51被保持在加熱處理室110的樣品台24之後，閘閥111被閉鎖的方式，來控制閘閥111。常溫接合裝置控制裝置61，是在閘閥111被閉鎖時，有脫離氣氛生成在加熱處理室110的內部的方式，來控制加熱處理室110的真空泵。常溫接合裝置控制裝置61，是在有該脫離氣氛生成在加熱處理室110的內部時，被載置於下儲存匣51的下晶圓56以預定脫離溫度被加熱的方式，亦即，吸附物質由下晶圓56脫離的方式，來控制加熱器25。常溫接合裝置控制裝置61，是在下晶圓56被加熱預定時間之後，亦即，在該吸附物質由下晶圓56充分地被脫離之後，不會使下晶圓56被加熱的方式，來控制加熱器25，並有氣體氮流通在流路26的方式，亦即，使下晶圓56被冷卻至接合溫度為止的方式，來控制加熱處理室110的冷卻裝置。之後，常溫接合裝置控制裝置61，是在該吸附物質由下晶圓56充分地被脫離之後，閘閥111被開放的方式，來控制閘閥111。
吸附物質由下晶圓56脫離的動作，是與吸附物質由上晶圓46脫離的動作並行地被實行。
常溫接合裝置控制裝置61，是在使上晶圓46被冷卻至接合溫度為止之後，上儲存匣41由加熱處理室110的樣品台24被搬運至複數置放架7的方式，來控制搬運機器人8。之後，常溫接合裝置控制裝置61，是在使下晶圓56被冷卻至接合溫度為止之後，下儲存匣51由加熱處理室110的樣品台24被搬運至複數置放架7的方式，來控制搬運機器人8。
此些動作所適用的常溫接合方法，是作成與前文所述的實施形態的常溫接合方法同樣，更穩定可製作品質優異的產品。又，此些動作與前文所述的實施形態的步驟S2～S3的動作相比較，在更短時間內就可實行。正因為如此，依照此些動作所適用的常溫接合方法，更快速地可製作接合晶圓。
又，加熱處理室110，是也可被利用於使接合晶圓退火的動作(步驟S7～S8)。又，加熱處理室110，是未被利用於使接合晶圓退火的動作時，可被置換成基板推壓具31及散熱片32及角度調整機構33及負載傳感器34及加壓機構35被省略的其他加熱處理室。此些加熱處理室被適用的常溫接合裝置本體，是與加熱處理室110被適用的常溫接合裝置本體相比較，更簡單，製造成本更低而較理想。
依本發明的常溫接合裝置的實施另一形態，是如第14圖所示地，前文所述的實施形態的常溫接合裝置本體的真空隔絕室1被置換成傳送處理室120與真空隔絕室121，而加熱處理室3，是被置換成複數加熱處理室122-1～122-4。傳送處理室120與真空隔絕室121與複數加熱處理室122-1～122-4，是分別由環境來密閉內部的容器。該常溫接合裝置本體，是更具備：閘123與閘閥124-1～124-4。閘123，是被介設於傳送處理室120與真空隔絕室121之間，連接傳送處理室120之內部與真空隔絕室121之內部。閘閥124-i(i=1、2、3、4)，是被介設於傳送處理室120與加熱處理室122-i之間，形成連接傳送處理室120之內部與加熱處理室122-i之內部的閘。閘閥124-i，是藉由常溫接合裝置控制裝置61被控制，藉由此，閉鎖該閘，或是開放該閘。
真空隔絕室121，是具備未予圖示之蓋。該蓋，是使連接環境與真空隔絕室121的內部的閘閉鎖，或是使該閘開放。真空隔絕室121，是具備未予圖示之真空泵。該真空泵，是當該蓋與閘閥5被閉鎖時，藉由常溫接合裝置控制裝置61被控制，藉由此，從真空隔絕室121的內部排出氣體。又，真空隔絕室121，是作成與真空隔絕室1同樣，在內部具備複數置放架7。
傳送處理室120，是在內部具備搬運機器人8。搬運機器人8，是在閘閥5被開放時，則藉由常溫接合裝置控制裝置61被控制，藉由此，將被配置於複數置放架7的儲存匣搬運至接合處理室2，或是，將被配置於接合處理室2的儲存匣搬運複數置放架7。又，搬運機器人8，是在閘閥124-i被開放時，藉由常溫接合裝置控制裝置61被控制，藉由此，將被配置於複數置放架7的儲存匣搬運至加熱處理室122-i，或是，將被配置於加熱處理室122-i的儲存匣搬運複數置放架7。
依本發明的常溫接合裝置的實施另一形態，是使用此些常溫接合裝置本體被實行。其常溫接合方法，是前文所述的實施形態的步驟S2～S3被置換成其他的動作。在該動作中，常溫接合裝置控制裝置61，是使用加熱處理室122-1由上晶圓46脫離吸附物質，並使用加熱處理室122-2由下晶圓56脫離吸附物質。又，常溫接合裝置控制裝置61，是正在使用加熱處理室122-1、122-2作脫離動作時，使用加熱處理室122-3由其他的上晶圓46脫離吸附物質，並使用加熱處理室122-4由其他的下晶圓56脫離吸附物質。
又，該常溫接合方法，是步驟S4～S6被置換成其他的動作。在該動作中，常溫接合裝置控制裝置61，是常溫接合使用加熱處理室122-1使吸附物質脫離的上晶圓46與使用加熱處理室122-2使吸附物質脫離的下晶圓56來製作接合晶圓。常溫接合裝置控制裝置61，是正在製作該接合晶圓時，使用加熱處理室122-1又由其他的上晶圓46脫離吸附物質，並使用加熱處理室122-2又由其他的下晶圓56脫離吸附物質。
又，該常溫接合方法，是步驟S7～S8被置換成其他的動作。在該動作中，常溫接合裝置控制裝置61，是使用加熱處理室122-1來退火該接合晶圓。常溫接合裝置控制裝置61，是正在加熱處理室122-1被退火時，常溫接合使用加熱處理室122-3使吸附物質被脫離的上晶圓46與使用加熱處理室122-4使吸附物質被脫離的下晶圓56來製作其他的接合晶圓。
依照此些動作所適用的常溫接合方法，作成與前文所述的實施形態的常溫接合方法同樣，更穩定地可製作品質優異的產品。又，依照此些動作所適用的常溫接合方法，與前文所述的實施形態的常溫接合方法相比較，在預定期間內可製作更多的接合晶圓。
又，本申請專利案，是主張以2010年9月28日所申請的日本申請專利2010-217441號作為基礎的優先權，利用該揭示全部納入於此。
1．．．真空隔絕室
2．．．接合處理室
3．．．加熱處理室
5、6．．．閘閥
7．．．置放架
8．．．搬運機器人
11．．．定位平台托架
14．．．壓接軸
15．．．靜電吸盤
16．．．壓接機構
17．．．負載計
18．．．離子槍
19．．．電子源
21．．．處理室底座
22．．．散熱片
23．．．隔熱構件
24．．．樣品台
25．．．加熱器
26．．．流路
27．．．保持面
31．．．基板推壓具
32．．．散熱片
33．．．角度調整機構
34．．．負載傳感器
35．．．加壓機構
36．．．推壓面
41．．．上儲存匣
42-1～42-4．．．複數島部分
44．．．凸緣部分
45、55．．．本體部分
46．．．上晶圓
51．．．下儲存匣
52．．．島部分
53．．．溝
54．．．凸緣部分
56．．．下晶圓
61．．．常溫接合裝置控制裝置
62．．．搬運部
63．．．接合前加熱部
64．．．接合部
65．．．接合後加熱部
70．．．加熱處理室
71．．．靜電吸盤
72．．．隔熱構件
73．．．散熱片
74．．．角度調整機構
75．．．負載傳感器
76．．．加壓機構
77．．．加熱器
78．．．保持面
80．．．加熱處理室
81．．．基板推壓具
82．．．角度調整機構
83．．．負載傳感器
84．．．加壓機構
85．．．冷卻機構
90．．．加熱處理室
91．．．處理室底座
92．．．隔熱構件
93．．．樣品台
94．．．加熱器
101．．．基板推壓具
102．．．角度調整機構
103．．．負載傳感器
104．．．加壓機構
105．．．冷卻機構
110．．．加熱處理室
111．．．閘閥
120．．．傳送處理室
121．．．真空隔絕室
122-1～122-4．．．複數加熱處理室
123．．．閘
124-1～124-4．．．閘閥
第1圖是表示常溫接合裝置本體的斷面圖。
第2圖是表示接合處理室的斷面圖。
第3圖是表示加熱處理室的斷面圖。
第4圖是表示上儲存匣的俯視圖。
第5圖是表示上儲存匣的斷面圖。
第6圖是表示下儲存匣的俯視圖。
第7圖是表示下儲存匣的斷面圖。
第8圖是表示常溫接合裝置控制裝置的方塊圖。
第9圖是表示依本發明所成的常溫接合方法的流程圖。
第10圖是表示其他加熱處理室的斷面圖。
第11圖是表示另一加熱處理室的斷面圖。
第12圖是表示另一加熱處理室的斷面圖。
第13圖是表示其他常溫接合裝置本體的斷面圖。
第14圖是表示另一常溫接合裝置本體的斷面圖。

Claims (11)

  1. 一種常溫接合裝置，該特徵為：具備：接合處理室及加熱處理室；該接合處理室，是將藉由兩片基板被活性化所製作的兩片活性化基板予以接合來製作接合基板；該加熱處理室，是將上述接合基板予以退火，以使上述接合基板的殘餘應力減低；上述加熱處理室，在構成上，是藉由將上述兩片基板加熱至脫離溫度，以在活性化上述兩片基板之前，使吸附物質從上述兩片基板脫離之方式地構成，且是藉由將上述接合基板加熱至退火溫度，以將上述接合基板予以退火之方式來使上述接合基板的殘餘應力減低地構成；上述接合處理室，係與加熱處理室為不同的處理室。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的常溫接合裝置，其中，更具備：控制裝置，上述加熱處理室，是具備：將上述接合基板予以加壓的加壓機構，上述控制裝置，是在上述接合基板被退火時，使上述接合基板被加壓的方式來控制上述加壓機構。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的常溫接合裝置，其中，更具備：感測器；該感測器，是在上述接合基板正被退火時，用以測定加壓上述接合基板的壓力， 上述控制裝置，是以使上述壓力不會成為預定壓力以上的方式，來控制上述加壓機構。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的常溫接合裝置，其中，更具備：配置在加熱處理室內的加熱器、搬運裝置、以及控制裝置；上述搬運裝置，是以將活性化之前的上述兩片基板，從上述加熱處理室搬運至上述接合處理室之方式而構成，並且，以將上述接合基板從上述接合處理室搬運至上述加熱處理室之方式而構成；上述控制裝置，係具備：接合前加熱部、以及接合後加熱部；上述接合前加熱部，係控制上述加熱器以使上述吸附物質從活性化之前的上述兩片基板脫離；上述接合後加熱部，係控制上述加熱器以將上述接合基板退火。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的常溫接合裝置，其中，更具備：使上述吸附物質從上述兩片基板脫離之後用以予以冷卻上述兩片基板的冷卻裝置、以及用以控制上述接合處理室，使上述兩片基板冷卻之後可被活性化的控制裝置。
  6. 如申請專利範圍第2項所述的常溫接合裝置，其中，上述加熱處理室，是具備：第1保持裝置、第2保持裝置、第1加熱器、以及第2加熱器；該第1保持裝置，是保持上述兩片基板中的第1基板，該第2保持裝置，是保持上述兩片基板中的第2基板，該第1加熱器，是在上述第1保持裝置正保持著上述第1基板時，使上述吸附物質由上述第1基板脫離，該第2加熱器，是在上述第2保持裝置正保持著上述第2基板時，使上述吸附物質由上述第2基板脫離，上述控制裝置，是在上述接合基板藉由上述第1加熱器被退火時，用以控制上述加壓機構，使上述接合基板藉由被夾持在上述第1保持裝置與上述第2保持裝置而被加壓。
  7. 一種常溫接合方法，其特徵為：具備：在加熱處理室內，藉由將兩片基板加熱至脫離溫度，使吸附物質從上述兩片基板脫離的步驟；將兩片基板從上述加熱處理室搬運至接合處理室的步驟；在上述接合處理室內，藉由將兩片基板活性化來製作兩片活性化基板的步驟； 在上述接合處理室內，藉由將上述兩片活性化基板接合來製作接合基板的步驟；將上述接合基板從上述接合處理室搬運至上述加熱處理室的步驟；以及在上述加熱處理室內，藉由將上述接合基板加熱至退火溫度，以降低上述接合基板的殘餘應力，而將上述接合基板退火的步驟。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的常溫接合方法，其中，更具備：在將上述接合基板加熱來進行退火時，加壓上述接合基板的步驟。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的常溫接合方法，其中，更具備：在上述接合基板被加熱來進行退火時，測量加壓上述接合基板之壓力的步驟；及控制上述壓力，以使上述壓力不會成為預定壓力以上的步驟。
  10. 如申請專利範圍第7項所述的常溫接合方法，其中，更具備：在使上述吸附物質由上述兩片基板脫離之後，冷卻上述兩片基板的步驟，上述兩片基板，是在被冷卻之後被活性化。
  11. 如申請專利範圍第7項所述的常溫接合方法，其 中，上述加熱處理室，是具備：第1保持裝置、第2保持裝置、第1加熱器、以及第2加熱器；該第1保持裝置，是保持上述兩片基板中的第1基板，該第2保持裝置，是保持上述兩片基板中的第2基板，該第1加熱器，是在上述第1保持裝置正保持著上述第1基板時，使上述吸附物質由上述第1基板脫離，該第2加熱器，是在上述第2保持裝置正保持著上述第2基板時，使上述吸附物質由上述第2基板脫離，上述接合基板，是藉由被夾持在上述第1保持裝置與上述第2保持裝置而被加壓，並藉由上述第1加熱器來進行退火。
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