JP2005229005A - 真空中での超音波接合方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
従来、超音波接合は金からなる接合突起を大気中で接合する方式しか使用できなかった。また、表面活性化接合技術では、イオンビームなどを使用した再付着を防止する高真空プロセスが必要で、高価で複雑な装置となる。また、常温であるが故、300MPaという高荷重が必須となり、量産化への妨げとなっていた。また、金属以外には適用できないという課題があった。
【解決手段】
前記被接合物の接合表面を真空チャンバー内で両接合表面を高真空を不要とするプラズマによりエッチングし、ドライ洗浄した後、両被接合物を接触加圧し、超音波振動を印加し接合する方法及び悦号装置からなる。従来常温接合で必要であった荷重を半分以下に減らし、接合が難しかったAl、Si、酸化物の接合が可能となる。表面活性化とのコンビネーションにより特に縦振動構造とでき、大面積なウエハー接合にも適用できる。
【選択図】 図1
Description
減圧手段としては、排気管15に真空ポンプ17がつながれ、排気弁16により開閉と流量調整が行われ、真空度を調整可能な構造となっている。また、吸入側は、吸気管18に吸入ガス切り替え弁20が連結され吸気弁19により開閉と流量調整が行われる。吸入ガスとしてはプラズマの反応ガスを2種類連結でき、例えばArと酸素をつなぐことができる。もう一つは大気解放用の大気または窒素がつながれる。真空度や反応ガス濃度は吸気弁19と排気弁16の開閉含めた流量調整により最適な値に調整可能となっている。また、真空圧力センサーを真空チャンバー内に設置することで自動フィードバックすることもできる。
2 Z軸昇降機構
3 θ軸回転機構
4 圧力検出手段
5 ベローズ
6 XYアライメントテーブル
7 ヘッド
8 ステージ(プラズマ電極、ヒータ、保持手段)
9 下ウエハー
10 上ウエハー
11 真空チャンバー
12 ヘッド側ウエハー認識カメラ
13 ステージ側ウエハー認識カメラ
14 ガラス窓
15 排気管
16 排気弁
17 真空ポンプ
18 吸気管
19 吸気弁
20 吸入ガス切り替え弁
21 Ar
22 O2
23 大気
24 ホーン保持部
25 ホーン(プラズマ電極、ヒータ、保持手段)
26 振動子
27 上アライメントマーク
28 下アライメントマーク
29 スライド移動手段
Claims (26)
- 複数の被接合物を接合する方法であって、減圧下の真空チャンバー内で対向配置された被接合物同士を接触加圧し、超音波振動を印加して接合する方法。
- 前記被接合物の接合表面を減圧下の真空チャンバー内で両接合表面を原子ビーム、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エッチングし、ドライ洗浄した後、両被接合物を接触加圧し、超音波振動を印加し接合する請求項1に記載の方法。
- 前記エネルギー波による洗浄工程と超音波振動による接合工程を同一チャンバーで行う請求項1または2のいずれかに記載の方法。
- 前記エネルギー波を照射しながら接触させる請求項3に記載の方法。
- 前記エネルギー波がプラズマである請求項2〜4のいずれかに記載の方法。
- 少なくとも前記一方の被接合物が半導体であり、各被接合物の接合面を+−両電界に切り替わるRFプラズマ電源またはパルス波によるプラズマ電源からなるプラズマで洗浄する請求項5に記載の方法。
- 前記RFプラズマのVdcが調整可能である、または、前記パルス波の幅が調整可能である請求項6に記載の方法。
- 前記接合時に180℃以内に加熱する請求項1〜7のいずれかに記載の方法。
- 前記超音波振動が縦振動である請求項1〜8のいずれかに記載の方法。
- 前記被接合物が複数の微少バンプを備えた半導体ウエハーまたはチップからなる請求項1〜9のいずれかに記載の方法。
- 前記超音波振動を印加して接合する接合過程において加圧力及び/又は超音波振動エネルギーを上昇するカーブで増大させる請求項1〜10のいずれかに記載の方法。
- 振幅検出手段を有し、前記超音波振動を印加して接合する接合過程において、振動物の振幅を測定し、目的値となるように超音波振動エネルギーを制御する請求項1〜11のいずれかに記載の方法。
- 前記請求項1〜12の方法で作られた被接合物が複数の微少バンプを備えた半導体ウエハーまたはチップからなる半導体装置。
- 複数の被接合物を接合する接合装置であって、真空チャンバーと、真空チャンバー内に超音波振動ヘッドとヘッド昇降軸とステージを備え、減圧下の真空チャンバー内でヘッドとステージに保持され、対向配置された被接合物同士を接触加圧し、超音波振動を印加して接合する接合装置。
- 真空チャンバー内にエネルギー波による洗浄手段を備え、前記被接合物の接合表面を減圧下の真空チャンバー内で両接合表面を原子ビーム、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エッチングし、ドライ洗浄した後、両被接合物を接触加圧し、超音波振動を印加し接合する請求項14に記載の接合装置。
- 前記エネルギー波による洗浄工程と超音波振動による接合工程が同一チャンバーで行う請求項14または15のいずれかに記載の接合装置。
- 前記エネルギー波を照射しながら接触させる請求項16に記載の接合装置。
- 前記エネルギー波がプラズマである請求項15〜17のいずれかに記載の接合装置。
- 少なくとも前記一方の被接合物が半導体であり、各被接合物の接合面を+−両電界に切り替わるRFプラズマ電源またはパルス波によるプラズマ電源からなるプラズマで洗浄する請求項18に記載の方法。
- 前記RFプラズマのVdcが調整可能である、または、前記パルス波の幅が調整可能である請求項19に記載の方法。
- 前記超音波振動ヘッドがプラズマ電極となり、被接合物を保持しながらプラズマ洗浄を行う請求項18〜20のいずれかに記載の接合装置。
- 前記超音波振動ヘッドが縦振動タイプであり、振動子がホーンの上部に位置する構造である請求項14〜21のいずれかに記載の接合装置。
- 前記接合時に180℃以内に加熱する請求項14〜22のいずれかに記載の接合装置。
- 前記超音波振動を印加して接合する接合過程において加圧力及び/又は超音波振動エネルギーを上昇するカーブで増大させる請求項14〜23のいずれかに記載の接合装置。
- 振幅検出手段を有し、前記超音波振動を印加して接合する接合過程において、振動物の振幅を測定し、目的値となるように超音波振動エネルギーを制御する請求項14〜24のいずれかに記載の接合装置。
- 前記被接合物が複数の微少バンプを備えた半導体ウエハーまたはチップからなる請求項14〜25のいずれかに記載の接合装置。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004037669A JP2005229005A (ja) | 2004-02-16 | 2004-02-16 | 真空中での超音波接合方法及び装置 |
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JP2004037669A JP2005229005A (ja) | 2004-02-16 | 2004-02-16 | 真空中での超音波接合方法及び装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2005229005A true JP2005229005A (ja) | 2005-08-25 |
Family
ID=35003455
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2004037669A Pending JP2005229005A (ja) | 2004-02-16 | 2004-02-16 | 真空中での超音波接合方法及び装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005229005A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010149180A (ja) * | 2008-12-22 | 2010-07-08 | Soi Tec Silicon On Insulator Technologies | 2つの基板を接合するための接合方法 |
KR101164613B1 (ko) * | 2010-05-06 | 2012-07-11 | (주)루멘시스 | 웨이퍼 레벨 본딩 장치 |
KR101193361B1 (ko) | 2010-05-17 | 2012-10-19 | (주)나노솔루션테크 | 웨이퍼 정렬 장치 |
CN111627797A (zh) * | 2020-06-08 | 2020-09-04 | 中国电子科技集团公司第二十四研究所 | 一种提高半导体芯片键合可靠性的处理方法 |
-
2004
- 2004-02-16 JP JP2004037669A patent/JP2005229005A/ja active Pending
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