JP4822577B2 - 実装方法および装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウエハー等からなる複数の被接合物同士を接合する実装方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ウエハーやチップ、基板等からなる複数の被接合物同士を接合するに際しては、接合直前や接合時に、接合すべき両被接合物間に高精度の平行度が要求されるが、その精度要求が近年益々高まっており、サブミクロン単位の高精度が要求されるようになってきた。従来から、高精度のアライメントを達成するために、各種の方法が提案されているが、その大半は、接合直前に被接合物間の平行度を所定精度内に納めようとするものであり、接合中に高精度の平行度への調整や修正を行うものは見当たらない。
【０００３】
一方、被接合物同士の接合方法として、特許第２７９１４２９号公報には、両シリコンウエ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、シリコンウエハーの常温接合法が開示されている。この常温接合法では、シリコンウエハーの接合面における酸化物や有機物等が上記のビームで飛ばされて活性化されたシリコンの原子で表面が形成され、その表面同士が、原子間の高い結合力によって接合される。したがって、この方法では、基本的に、接合のための加熱を不要化でき、活性化された表面同士を単に接触させるだけで、常温での接合が可能になる。
【０００４】
しかしこの常温接合法においても、接合すべき被接合物間の平行度を所定精度内に納めることは必要である。また、上記の如く、活性化された表面同士を単に接触させるだけで常温接合が可能であるが、被接合物の表面に微細な凹凸が存在する場合、とくに凹部同士が重ねられた場合、原子間の高い結合力の作用範囲外となって局部的な微細間隙が生じるおそれがある。このような微細間隙の存在は、接合の信頼性を損なうおそれがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明の課題は、最終的に極めて高精度で信頼性の高い接合状態を得ることができ、とくに、前記公報に記載の優れた常温接合法に好適に適用できる、実装方法および装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る実装方法は、複数の被接合物同士を接合する実装方法であって、第１の被接合物と、第２の被接合物およびその保持手段と、位置決め基準面を有するバックアップ部材とをこの順に互いに離間させて配置し、前記バックアップ部材の位置決め基準面に付された認識マークを認識手段により読み取るとともに、前記第２の被接合物またはその保持手段に付された認識マークを認識手段により読み取り、読み取り結果に基づいて第２の被接合物またはその保持手段のバックアップ部材の位置決め基準面に対する平行度を調整するとともに、前記第１の被接合物またはその保持手段に付された認識マークを認識手段により読み取り、読み取り結果に基づいて第１の被接合物またはその保持手段の第２の被接合物またはその保持手段に対する平行度を調整し、第１の被接合物を第２の被接合物に接触させて両被接合物を仮接合した後、第２の被接合物の保持手段をバックアップ部材の位置決め基準面に接触させ、両被接合物を加圧して本接合することを特徴とする方法からなる。
【０００７】
すなわち、本発明に係る実装方法においては、予め設定されたバックアップ部材の位置決め基準面が平行度調整のための絶対基準面とされ、その位置決め基準面に対して第２の被接合物またはその保持手段の平行度が調整され、その第２の被接合物またはその保持手段に対して第１の被接合物またはその保持手段の平行度が調整される。したがってまず、第１の被接合物、第２の被接合物、バックアップ部材の位置決め基準面のそれぞれの間が、目標とする高精度の範囲内の平行度に調整される。この状態で最初に、第１の被接合物と第２の被接合物が接触されて仮接合される。仮接合の段階では、第１の被接合物と第２の被接合物が、とくに第２の被接合物の保持手段が、バックアップ部材の位置決め基準面に対しては未だ浮いた状態（離間している状態）にあり、仮接合後に、仮接合された第１の被接合物と第２の被接合物が位置決め基準面方向に、第２の被接合物の保持手段がバックアップ部材の位置決め基準面に接触するまで移動される。そして、第２の被接合物の保持手段を位置決め基準面に接触させた状態で、仮接合状態にあった第１の被接合物と第２の被接合物が加圧により本接合される。このバックアップ部材の位置決め基準面は平行度調整のための絶対基準面として設定されているから、上記加圧段階では、第１の被接合物と第２の被接合物間の平行度はこの絶対基準面に沿ったより高精度の平行度に強制的に修正されることになる。同時に、仮接合状態にあった第１の被接合物と第２の被接合物間に、たとえ表面の微細凹凸に起因する微細間隙が存在していたとしても、その微細間隙は適切な加圧によって埋められることになり、実質的に微細間隙の全く存在しない、極めて信頼性の高い接合状態が得られることになる。
【０００８】
上記本発明に係る実装方法においては、平行度調整後の第２の被接合物の保持手段とバックアップ部材の位置決め基準面との隙間は、たとえば２〜１５μｍ程度の範囲に調整されることが好ましく、平行度調整後仮接合前の第１の被接合物と第２の被接合物との隙間は、たとえば１〜１０μｍ程度の範囲に調整されることが好ましい。
【０００９】
また、本発明においては、平行度調整のためのアライメント方法として、バックアップ部材の位置決め基準面に付された認識マークを認識手段により読み取るとともに、第２の被接合物またはその保持手段に付された認識マークを認識手段により読み取り、読み取り結果に基づいて第２の被接合物またはその保持手段のバックアップ部材の位置決め基準面に対する平行度を調整し、第１の被接合物またはその保持手段に付された認識マークを認識手段により読み取り、読み取り結果に基づいて第１の被接合物またはその保持手段の第２の被接合物またはその保持手段に対する平行度を調整する方法を採用している。認識手段としては特に限定されないが、たとえば、認識手段による認識マーク読み取り用測定波として赤外線を用いることができる。
【００１０】
また、前記仮接合および本接合は、大気圧中で行うことも可能であり、減圧ガス雰囲気中で行うこともできる。さらに、仮接合および本接合を特殊ガス雰囲気中で行うこともできる。本発明における特殊ガスとは、たとえば、アルゴンガス等の不活性ガスや、窒素ガス等の被接合物と反応しないガス、被接合物の表面において表面酸化物をフッ素基等に置換可能なガス、水素を含み被接合物の表面において還元反応が可能なガス、酸素を含み被接合物の表面において炭素（有機成分）等を除去可能なガス、等を言う。このような特殊ガス雰囲気中で仮接合および本接合を行えば、被接合物の接合部の酸化等を抑制することが可能となる。
【００１１】
上記のような本発明に係る実装方法は、前述した常温接合法に対しても、好適に適用できる。すなわち、接合すべき両被接合物の表面を、エネルギー波ないしエネルギー粒子を照射することにより洗浄した後、洗浄した両被接合物の表面同士を上記方法で常温接合することができる。使用するエネルギー波ないしエネルギー粒子としては、たとえば、プラズマ（大気圧プラズマを含む。）、イオンビーム、原子ビーム、ラジカルビーム、レーザのいずれかを用いることができる。このように常温接合法に適用する場合には、上記洗浄を減圧ガス雰囲気中で行い、洗浄の効果を高めることもできる。ただし、大気圧下での洗浄で十分な場合には、減圧は不要である。
【００１２】
このような本発明に係る実装方法は、複数の被接合物の少なくとも一つがウエハーである場合、とくにウエハー同士の接合の場合に有効であるが、その他のチップや基板等、あらゆる形態の被接合物同士の接合、あらゆる形態の被接合物の組み合わせの接合の場合にも適用できることは言うまでもない。さらに、被接合物同士を接合した後に、その上に順次さらに被接合物を積層接合していく場合にも適用でき、その場合には、上述した工程を繰り返せばよい。
【００１３】
本発明に係る実装装置は、複数の被接合物同士を接合する実装装置であって、第１の被接合物を保持する手段と、該第１の被接合物と離間可能に第２の被接合物を保持する手段と、該第２の被接合物の保持手段と離間可能な位置決め基準面を有するバックアップ部材とをこの順に設け、かつ、第２の被接合物またはその保持手段のバックアップ部材の位置決め基準面に対する平行度および、第１の被接合物またはその保持手段の第２の被接合物またはその保持手段に対する平行度を調整する平行度調整手段と、第１の被接合物を第２の被接合物に接触させて両被接合物を仮接合し、続いて第２の被接合物の保持手段をバックアップ部材の位置決め基準面に接触させ、両被接合物を本接合する加圧手段を設け、前記平行度調整手段が、第１の被接合物またはその保持手段、第２の被接合物またはその保持手段、バックアップ部材の位置決め基準面に付された認識マークを読み取る認識手段を有することを特徴とするものからなる。
【００１４】
上記本発明に係る実装装置においては、認識手段としては、２視野カメラを備えたもの、赤外線カメラを備えたもの等に構成できる。
【００１５】
前記バックアップ部材として、認識マーク読み取り用測定波を透過する材料で構成すれば、認識手段をバックアップ部材の外側に設けることが可能になる。このような構成は、とくに接合が減圧ガス雰囲気中や不活性ガス等の特殊ガス雰囲気中で行われる場合に有効である。外部に設置する認識手段としては、前述の赤外線カメラが好ましい。もちろん、認識手段として、接合前の被接合物間に進退可能に設けられた手段、たとえば２視野カメラを使用することも可能である。また、第１の被接合物側と第２の被接合物側をそれぞれ別々に認識する手段を使用することも可能である。
【００１６】
また、上記実装装置においては、少なくとも、第１の被接合物の保持手段、第２の被接合物の保持手段、バックアップ部材の位置決め基準面が、密閉可能な接合チャンバー内に設けられている構成を採用することもできる。この場合、接合チャンバーに、該チャンバー内を減圧する真空ポンプを付設したり、該チャンバー内を特殊ガス雰囲気、たとえば不活性ガス雰囲気または被接合物と反応しないガス雰囲気にするガス置換手段を付設したりすることもできる。
【００１７】
さらに、上記実装装置には、接合すべき両被接合物の表面に洗浄のためのエネルギー波ないしエネルギー粒子を照射する手段を備えた洗浄チャンバーを設けてもよい。このようにすれば、前述の常温接合が可能になる。また、常温接合が要求されない場合にあっても、エネルギー波ないしエネルギー粒子の照射により被接合物の表面から酸化物や有機物を飛ばすことが可能になるので、接合前の被接合物の表面を清浄な状態に保つことが可能になり、より信頼性の高い接合が可能になる。使用するエネルギー波ないしエネルギー粒子としては、たとえば、プラズマ、イオンビーム、原子ビーム、ラジカルビーム、レーザのいずれかを用いることができる。この洗浄チャンバーに対しても、該チャンバー内を減圧する真空ポンプを付設することができ、減圧下での洗浄により、一層効果的な洗浄が可能になる。また、洗浄チャンバーに、該チャンバー内を特殊ガス雰囲気にするガス置換手段、たとえば不活性ガス雰囲気にする不活性ガス置換手段を付設し、そのガス雰囲気下での洗浄も可能である。洗浄チャンバーと接合チャンバーを設ける場合には、両チャンバーの間に開閉可能なシャッター手段を設けておくことが好ましい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施態様に係る実装装置を示している。図１において、１は実装装置全体を示しており、被接合物としてのウエハー同士を接合する場合を示している。本実施態様では、実装装置１は、接合すべき被接合物としてのウエハー２の表面を洗浄するために、その表面にエネルギー波３を照射するエネルギー波照射手段４（またはエネルギー粒子の照射手段）を備えた洗浄チャンバー５と、第１の被接合物２ａと第２の被接合物２ｂとを接合するための接合チャンバー６と、洗浄された第１の被接合物２ａまたは、第１の被接合物２ａおよび第２の被接合物２ｂを洗浄チャンバー５内から接合チャンバー６内へと搬送する搬送ロボット７を備えた搬送路８または搬送チャンバーを有している。
【００１９】
上記エネルギー波ないしエネルギー粒子３としては、前述の如く、プラズマ、イオンビーム、原子ビーム、ラジカルビーム、レーザのいずれかが用いられる。本実施態様では、エネルギー波ないしエネルギー粒子３による洗浄をより効果的に行うために、洗浄チャンバー５内を所定の真空度に減圧するために真空ポンプ９が付設されている。真空ポンプ９の代わりに、あるいは真空ポンプ９とともに、洗浄チャンバー５内を不活性ガス（たとえば、アルゴンガス）雰囲気にする不活性ガス置換手段が設けられていてもよい（図示略）。このようなエネルギー波ないしエネルギー粒子照射による被接合物の表面洗浄により、前述したような常温接合まで可能となる。
【００２０】
本実施態様では、接合チャンバー６にも真空ポンプ１０が付設されており、接合チャンバー６内を所定の真空度に減圧できるようになっている。この真空ポンプ１０の代わりに、あるいは真空ポンプ１０とともに、接合チャンバー６内を不活性ガス雰囲気または被接合物と反応しないガス（たとえば、窒素ガス）雰囲気にするガス置換手段が設けられていてもよい（図示略）。減圧下での被接合物同士の接合、とくに不活性ガス雰囲気中での接合により、接合されるまでの被接合物の被接合部の酸化を効果的に防止でき、より信頼性の高い接合状態を得ることができる。
【００２１】
洗浄チャンバー５と接合チャンバー６との間には、本実施態様では、洗浄チャンバー５と搬送路８との間および搬送路８と接合チャンバー６との間に、両者間を連通および連通遮断できる、開閉可能なシャッター手段１１、１２が設けられている。搬送ロボット７により搬送時のみにシャッター手段１１または１２を開き、その他の時には閉じておくことにより、洗浄チャンバー５および接合チャンバー６内を迅速に所望のガス雰囲気に形成できるとともに、それぞれの処理時に所定のガス雰囲気に保つことができる。
【００２２】
接合チャンバー６を含む、被接合物同士の接合部は、次のように構成されている。
第１の被接合物２ａを直接的に保持する手段は、静電チャック２１から構成されており、静電チャック２１は昇降可能なヘッド２２の下端に取り付けられている。ヘッド２２の下部には、複数の伸縮制御可能な支柱２３が配設されており、各支柱２３の伸縮量を制御することにより、静電チャック２１の下部側静電チャック２４に対する平行度、ひいては、上部側静電チャック２１に保持されている第１の被接合物２ａの下部側静電チャック２４に保持されている第２の被接合物２ｂに対する平行度を調整できるようになっている。伸縮制御可能な支柱２３は、たとえば圧電素子を組み込んだものからなる。
【００２３】
また、ヘッド２２の下部には、後述の赤外線カメラの方向に向けて照射される光を導くライトガイド２５が設けられている。ライトガイド２５は、光源（図示略）から光ファイバー等を介して導光されてきた光を、垂直下方に向けて照射するようになっている。ライトガイド２５からの光が透過される、静電チャック２１、２４の部位は、光透過が可能な透明体から構成されているか、光透過用の穴が開けられている。
【００２４】
ヘッド２２の上方には、昇降機構２６が設けられており、その上方に、エアシリンダ等の加圧シリンダ２７を有する加圧手段２８が設けられている。加圧シリンダ２７には、下方に向かう加圧力をコントロールするための加圧ポート２９と、加圧力を制御するとともに上方への移動力を生じさせるバランスポート３０が設けられている。昇降機構２６は、ヘッド２２、静電チャック２１に保持されている第１の被接合物２ａを下方に移動させるとともに、移動および平行度調整後に、第１の被接合物２ａを第２の被接合物２ｂに接触させて仮接合することができる。また、加圧手段２８は、仮接合時に昇降機構２６を介して押圧力を加えることができるとともに、仮接合後に、さらに下降された第１の被接合物２ａを第２の被接合物２ｂにさらに押圧して、加圧により本接合することができるようになっている。
【００２５】
第２の被接合物２ｂは、下部側の静電チャック２４上に保持されている。静電チャック２４は、ステージ３１上に設けられており、ステージ３１は、位置調整手段としての位置調整テーブル３２上に、スプリング手段３３を介して保持されている。スプリング手段３３は、上方から加圧力が作用しない時には、一定長を呈する手段からなる。位置調整テーブル３２は、水平面に対し、ステージ３１およびその上に保持された静電チャック２４の平行度と高さ方向の位置を調整できるようになっており、それによって静電チャック２４上に保持された第２の被接合物２ｂの第１の被接合物２ａに対する平行度および高さ方向位置を調整できるようになっている。
【００２６】
静電チャック２４の下方には、バックアップ部材としての、後述の赤外線カメラ用の測定波を透過するガラスからなるバックアップガラス部材３４が設けられている。バックアップガラス部材３４の上面は、静電チャック２４の下面に対向しており、このバックアップガラス部材３４の上面は、本発明で言う位置決め基準面３４ａを構成している。前述のスプリング手段３３を介して浮動支持された静電チャック２４は、上方からの加圧によりこの位置決め基準面３４ａまで平行移動されるようになっている。
【００２７】
バックアップガラス部材３４の下方には、接合チャンバー６外の位置に、認識手段としての赤外線カメラ４１が設けられている。赤外線カメラ４１は、プリズム装置４２を介して、ライトガイド２５からの照射光を用いて、第１の被接合物２ａまたは静電チャック２１に付されたアライメント用の認識マーク、および、第２の被接合物２ｂまたは静電チャック２４に付された認識マーク、および、バックアップガラス部材３４の位置決め基準面３４ａに付された認識マークを、それぞれ読み取ることができるようになっている。この赤外線カメラ４１およびプリズム装置４２の位置も、位置調整手段４３を介して調整、制御できるようになっている。
【００２８】
上記のように構成された実装装置１を用いて、本発明に係る実装方法は次のように実施される。
洗浄チャンバー５内で表面洗浄された第１の被接合物２ａが、場合によっては第２の被接合物２ｂも、搬送ロボット７により接合チャンバー６内に搬送され、第１の被接合物２ａは反転された後静電チャック２１の下面に保持され、第２の被接合物２ｂは静電チャック２４の上面に保持される。シャッター手段１２が閉じられ、接合チャンバー６内が真空ポンプ１０によって所定の真空度とされる。
【００２９】
静電チャック２４の下面とバックアップガラス部材３４の位置決め基準面３４ａとの間の平行度が位置調整手段３２によって調整され、両者間の隙間が２〜１５μｍの範囲に調整される。次に、調整された第２の被接合物２ｂに対する、第１の被接合物２ａの平行度が各支柱２３の伸縮制御によって調整され、両者間の隙間が１〜１０μｍの範囲に調整される。
【００３０】
これら平行度の調整においては、まず最初に、バックアップガラス部材３４の位置決め基準面３４ａに付された認識マークの位置が赤外線カメラ４１で読み取られ、続いて静電チャック２４の下面に付された認識マーク（場合によっては第２の被接合物２ｂに付された認識マーク）が同様に読み取られ、位置決め基準面３４ａに対する静電チャック２４およびそれに保持された第２の被接合物２ｂの位置が所定の位置に合わされるとともに両者間の平行度が調整される。次に、第１の被接合物２ａあるいは静電チャック２１に付された認識マークが読み取られ、調整された第２の被接合物２ｂあるいは静電チャック２４に対する第１の被接合物２ａあるいは静電チャック２１の平行度が調整されるとともに位置合わせが行われる。上記各認識マークを読み取る際には、周知のオートフォーカス機能を利用することができ、赤外線カメラ４１も位置調整手段４３を介して適宜移動させればよい。
【００３１】
上記平行度調整後、図２に示すように、加圧手段２８を作動させてヘッド２２を下降させ、第１の被接合物２ａを第２の被接合物２ｂに接触させて両被接合物を仮接合する。この仮接合の段階では、第２の被接合物２ｂを保持している静電チャック２４の下面とバックアップガラス部材３４の位置決め基準面３４ａとの間には、前述の如き隙間が存在する状態にあり、静電チャック２４は浮いた状態にある。また、接合される第１の被接合物２ａと第２の被接合物２ｂとの間には、図４に示すように、接合表面にたとえば微細な凹凸が存在しているような場合、両被接合物間には接合されない微細な間隙５１が生じることになる。前述の如く、エネルギー波ないしエネルギー粒子を照射することによる洗浄により基本的には、両表面間は接触させるだけで常温接合が可能な状態となっているが、原子間結合力が及ばない程度の間隙５１が生じると、その間隙部分では常温接合は達成されないことになる。たとえば約１０ｎｍあるいはそれ以上の間隙５１が生じると、このようなおそれが生じる。
【００３２】
しかし本発明に係る方法においては、仮接合後の本接合によって、上記のような間隙５１は実質的に完全に埋められる。上記仮接合の後、図３に示すように、加圧手段２８を作動させてヘッド２２がさらに下降され、仮接合状態にある第１の被接合物２ａと第２の被接合物２ｂが、スプリング手段３３により弾性浮動支持されているステージ３１および下部側の静電チャック２４とともに、下方に押圧され、静電チャック２４の下面がバックアップガラス部材３４の位置決め基準面３４ａに当接する。この状態で、加圧手段２８により、第１の被接合物２ａと第２の被接合物２ｂの接合面が所定の加圧力をもって加圧される。適当な加圧力を加えることにより、図４に示したような間隙５１は完全に埋められ、第１の被接合物２ａと第２の被接合物２ｂは、望ましい形態で、つまり極めて信頼性の高い形態で互いに本接合されることになる。
【００３３】
上記仮接合においては、その直前に既に第１の被接合物２ａと第２の被接合物２ｂ間の平行度は高精度に調整されているから、精度の高い仮接合が行われることになり、上記本接合に際しては、高精度で仮接合された両被接合物がそのまま平行移動されるだけであり、かつ、静電チャック２４と位置決め基準面３４ａ間の平行度も既に高精度に調整されているから、加圧による本接合も高精度の平行度をもって行われることになる。しかも、このバックアップガラス部材３４の位置決め基準面３４ａは、初期設定により、位置決め用の絶対基準面として設定されているものであり、かつ、静電チャック２４の下面が強制的にこの位置決め基準面３４ａに沿うように（密着するように）押圧されるのであるから、最終的に、位置決め基準面３４ａに対し極めて高精度の平行度をもって本接合されることになる。高精度の本接合により、極めて信頼性の高い接合状態が達成される。
【００３４】
通常のアライメントテーブル上で被接合物が加圧を受けると、たとえばボール摺動ガイド部等に撓みが生じるため、十分な剛性をもって所定の位置精度を保ちながら支えることが困難であるが、本発明におけるような位置決め基準面３４ａを有するバックアップガラス部材３４を分離された部材として構成し、それに十分に高い剛性を持たせることにより、撓み等の生じない高精度の位置決め基準面３４ａが、バックアップ位置決め基準面として維持、形成されることになり、極めて高精度の接合が可能になる。
【００３５】
なお、上記実施態様では、アライメントとともに平行度調整に、赤外線カメラを用いるようにしたが、平行度調整には可視光線を用いることもできるので、通常の可視光カメラを用いてもよい。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の実装方法および装置によれば、平行度を調整した状態で仮接合を行い、続いてバックアップ部材の位置決め基準面に対し仮接合した両被接合物を加圧して本接合を行うことにより、最終的に極めて高精度で信頼性の高い接合状態を達成できる。また、この実装方法および装置は、事前にエネルギー波ないしエネルギー粒子を照射することによる洗浄を行う常温接合法に対しても好適に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施態様に係る実装装置の全体構成図である。
【図２】図１の装置における仮接合を示す拡大部分側面図である。
【図３】図１の装置における本接合を示す拡大部分側面図である。
【図４】仮接合の段階で生じるおそれのある被接合物間の間隙を示す拡大部分断面図である。
【符号の説明】
１ 実装装置
２ 被接合物
２ａ 第１の被接合物
２ｂ 第２の被接合物
３ エネルギー波ないしエネルギー粒子
４ エネルギー波照射手段またはエネルギー粒子照射手段
５ 洗浄チャンバー
６ 接合チャンバー
７ 搬送ロボット
８ 搬送路
９、１０ 真空ポンプ
１１、１２ シャッター手段
２１、２４ 静電チャック
２２ ヘッド
２３ 伸縮支柱
２５ ライトガイド
２６ 昇降機構
２７ 加圧シリンダ
２８ 加圧手段
２９ 加圧ポート
３０ バランスポート
３１ ステージ
３２ 位置調整手段（位置調整テーブル）
３３ スプリング手段
３４ バックアップ部材としてのバックアップガラス部材
３４ａ 位置決め基準面
４１ 認識手段としての赤外線カメラ
４２ プリズム装置
４３ 位置調整手段
５１ 仮接合された被接合物間の間隙

Claims (22)

1. 複数の被接合物同士を接合する実装方法であって、第１の被接合物と、第２の被接合物およびその保持手段と、位置決め基準面を有するバックアップ部材とをこの順に互いに離間させて配置し、前記バックアップ部材の位置決め基準面に付された認識マークを認識手段により読み取るとともに、前記第２の被接合物またはその保持手段に付された認識マークを認識手段により読み取り、読み取り結果に基づいて第２の被接合物またはその保持手段のバックアップ部材の位置決め基準面に対する平行度を調整するとともに、前記第１の被接合物またはその保持手段に付された認識マークを認識手段により読み取り、読み取り結果に基づいて第１の被接合物またはその保持手段の第２の被接合物またはその保持手段に対する平行度を調整し、第１の被接合物を第２の被接合物に接触させて両被接合物を仮接合した後、第２の被接合物の保持手段をバックアップ部材の位置決め基準面に接触させ、両被接合物を加圧して本接合することを特徴とする実装方法。
2. 前記平行度調整後の第２の被接合物の保持手段とバックアップ部材の位置決め基準面との隙間を２〜１５μｍの範囲に調整し、前記平行度調整後仮接合前の第１の被接合物と第２の被接合物との隙間を１〜１０μｍの範囲に調整する、請求項１の実装方法。
3. 前記認識手段による認識マーク読み取り用測定波として赤外線を用いる、請求項１または２の実装方法。
4. 前記仮接合および本接合を減圧ガス雰囲気中で行う、請求項１ないし３のいずれかに記載の実装方法。
5. 前記仮接合および本接合を特殊ガス雰囲気中で行う、請求項１ないし４のいずれかに記載の実装方法。
6. 接合すべき両被接合物の表面を、エネルギー波ないしエネルギー粒子により洗浄した後、洗浄した両被接合物の表面同士を常温接合する、請求項１ないし５のいずれかに記載の実装方法。
7. 前記エネルギー波ないしエネルギー粒子として、プラズマ、イオンビーム、原子ビーム、ラジカルビーム、レーザのいずれかを用いる、請求項６の実装方法。
8. 前記洗浄を減圧ガス雰囲気中で行う、請求項６または７の実装方法。
9. 前記複数の被接合物の少なくとも一つがウエハーである、請求項１ないし８のいずれかに記載の実装方法。
10. 複数の被接合物同士を接合する実装装置であって、第１の被接合物を保持する手段と、該第１の被接合物と離間可能に第２の被接合物を保持する手段と、該第２の被接合物の保持手段と離間可能な位置決め基準面を有するバックアップ部材とをこの順に設け、かつ、第２の被接合物またはその保持手段のバックアップ部材の位置決め基準面に対する平行度および、第１の被接合物またはその保持手段の第２の被接合物またはその保持手段に対する平行度を調整する平行度調整手段と、第１の被接合物を第２の被接合物に接触させて両被接合物を仮接合し、続いて第２の被接合物の保持手段をバックアップ部材の位置決め基準面に接触させ、両被接合物を本接合する加圧手段を設け、前記平行度調整手段が、第１の被接合物またはその保持手段、第２の被接合物またはその保持手段、バックアップ部材の位置決め基準面に付された認識マークを読み取る認識手段を有することを特徴とする実装装置。
11. 前記認識手段が赤外線カメラを有する、請求項１０の実装装置。
12. 前記バックアップ部材が、前記認識マーク読み取り用測定波を透過する材料で構成されており、前記認識手段がバックアップ部材の外側に設けられている、請求項１０または１１の実装装置。
13. 前記認識手段が、接合前の被接合物間に進退可能に設けられている、請求項１０の実装装置。
14. 少なくとも、前記第１の被接合物の保持手段、第２の被接合物の保持手段、バックアップ部材の位置決め基準面が、密閉可能な接合チャンバー内に設けられている、請求項１０ないし１３のいずれかに記載の実装装置。
15. 前記接合チャンバーに、該チャンバー内を減圧する真空ポンプが付設されている、請求項１４の実装装置。
16. 前記接合チャンバーに、該チャンバー内を特殊ガス雰囲気にするガス置換手段が付設されている、請求項１４または１５の実装装置。
17. 接合すべき両被接合物の表面に洗浄のためのエネルギー波ないしエネルギー粒子を照射する手段を備えた洗浄チャンバーを有する、請求項１０ないし１６のいずれかに記載の実装装置。
18. 前記エネルギー波ないしエネルギー粒子として、プラズマ、イオンビーム、原子ビーム、ラジカルビーム、レーザのいずれかを用いる、請求項１７の実装装置。
19. 前記洗浄チャンバーに、該チャンバー内を減圧する真空ポンプが付設されている、請求項１７または１８の実装装置。
20. 前記洗浄チャンバーに、該チャンバー内を特殊ガス雰囲気にするガス置換手段が付設されている、請求項１７ないし１９のいずれかに記載の実装装置。
21. 前記洗浄チャンバーと前記接合チャンバーの間に開閉可能なシャッター手段が設けられている、請求項１７ないし２０のいずれかに記載の実装装置。
22. 前記複数の被接合物の少なくとも一つがウエハーである、請求項１０ないし２１のいずれかに記載の実装装置。

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