JP4885235B2 - 接合装置および接合装置メンテナンス方法 - Google Patents

Description

本発明は、接合装置および接合装置メンテナンス方法に関し、特に、真空チャンバの内部に粒子を放出する接合装置およびその接合装置をメンテナンスする接合装置メンテナンス方法に関する。

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。このようなＭＥＭＳを常温接合により作製する常温接合装置が知られている。その常温接合装置は、真空チャンバーとイオンガンとを備え、真空チャンバー内でイオンビームが照射された基板を接合することにより、そのＭＥＭＳを作製する。このような常温接合装置は、照射対象に粒子をより確実に照射することができ、かつ、真空チャンバの内部を昇圧させることなく、ガンをより速くメンテナンスすることが望まれている。

特開昭６１−２７２３７５号公報には、真空容器をサンプル交換等のために開いてもイオン源を大気にさらすことによる耐電圧性能の劣化を起こせず、構造が簡単で、信頼性の高い薄膜形成装置が開示されている。その薄膜形成装置は、イオン源と、真空容器とからなる薄膜形成装置において、前記イオン源と前記真空容器の間に、パッキンをイオン源側にそしてシートを真空容器側にした構造のゲート・バルブを設けたことを特徴としている。

特公平０７−０７２３４０号公報には、信頼性が高く、長寿命で安定した成膜が可能な真空蒸着装置が開示されている。その真空蒸着装置は、排気可能な内部空間、該内部空間内に配置された荷電粒子ビーム発生源、及び荷電粒子ビームを放射する放射孔を有する荷電粒子ビーム供給手段と、前記荷電粒子ビーム供給手段より放射する荷電粒子ビームを導入する開孔部を有し、前記荷電粒子ビーム供給手段の内部空間と独立に排気可能な内部空間を有する真空容器と、前記真空容器の内部空間内に配置され、前記荷電粒子ビーム発生源に対し所定の電位差を与えることにより前記荷電粒子ビームが衝突する蒸発源と、前記蒸発源からの蒸発成分が付着するように配置された試料保持手段と、前記開孔部と前記放射孔とを気密を保って連接する開閉可能なバルブ手段であって、前記バルブ手段を開状態とするときには前記真空容器の内部空間と前記荷電粒子ビーム供給手段の内部空間とを連通させ、閉状態とするときには前記真空容器の内部空間と前記荷電粒子ビーム供給手段の内部空間とを遮断分離し、遮断分離した状態では、前記真空容器の内部空間の真空状態を保持したまま前記荷電粒子ビーム供給手段を前記バルブ手段から取り外すことができる前記バルブ手段とを有している。

本発明の課題は、照射対象に粒子をより確実に照射することができ、かつ、より速くメンテナンスすることができる接合装置を提供することにある。
本発明の他の課題は、照射対象に粒子をより確実に照射することができる接合装置をより速くメンテナンスすることができ接合装置メンテナンス方法を提供することにある。

本発明による接合装置は、粒子を放出するガンと、その粒子が放出される雰囲気が内部に生成される真空チャンバと、引出し機構チャンバと、その真空チャンバとその引出し機構チャンバとの間を開閉するゲートバルブとを備えている。そのガンは、そのゲートバルブを通って移動可能に支持される。このような接合装置は、そのゲートバルブを通ってその引出し機構チャンバの内部から真空チャンバの内部に配置される照射対象の近傍にガンを移動させることができる。このような接合装置は、ガンをその引出し機構チャンバの内部に移動させた後に、そのゲートバルブを閉鎖することにより、その真空チャンバの内部を昇圧させることなく、ガンを真空チャンバの外部に取り出すことができる。このため、接合装置は、照射対象に粒子をより確実に照射することができ、かつ、真空チャンバの内部を昇圧させることなく、ガンをより速くメンテナンスすることができる。

本発明による接合装置は、そのガンがその真空チャンバーの内部に配置されているときにその真空チャンバーを密封する蓋をさらに備えている。そのガンは、その蓋に固定されている。このような接合装置は、そのガンがその真空チャンバーの内部に配置されているときに、蓋によりその真空チャンバーを密封することにより、その真空チャンバの内部を昇圧させることなく、引出し機構チャンバの内部を昇圧させることができる。このような接合装置は、さらに、そのガンがその真空チャンバーの内部に配置されているときに、その真空チャンバの内部を昇圧させることなく、その真空チャンバーからゲートバルブを取り外すことができ、または、そのゲートバルブからその引出し機構チャンバを取り外すことができる。

本発明による接合装置は、その真空チャンバの内部に生成される雰囲気に粒子を放出する他のガンと、他の引出し機構チャンバと、その真空チャンバとその他の引出し機構チャンバとの間を開閉する他のゲートバルブとをさらに備えている。その他のガンは、その他の引出し機構チャンバの内部に配置されるように、その他のゲートバルブを通って移動可能に支持される。すなわち、接合装置は、移動可能である複数のガンがそれぞれ配置される複数の引出し機構チャンバと、真空チャンバとその複数の引出し機構チャンバとの間をそれぞれ開閉する複数のゲートバルブとを備えている。このような接合装置によれば、その複数のガンは、その複数の引出し機構チャンバの内部にそれぞれ移動した後に、複数のゲートバルブを閉鎖することにより、その真空チャンバの内部を昇圧させることなく、より速くメンテナンスされることができる。

本発明による接合装置は、その真空チャンバの内部に生成される雰囲気に粒子を放出する他のガンをさらに備えている。その他のガンは、その引出し機構チャンバの内部に配置されるように、そのゲートバルブを通って移動可能に支持される。すなわち、接合装置は、１つの引出し機構チャンバに配置され得る複数のガンを備えている。このような接合装置によれば、その複数のガンは、その引出し機構チャンバの内部にそれぞれ移動した後に、ゲートバルブを閉鎖することにより、その真空チャンバの内部を昇圧させることなく、より速くメンテナンスされることができる。

その他のガンは、そのガンにその粒子を供給するホローカソードであることが好ましい。

その引出し機構チャンバは、その真空チャンバに固定される固定部分と、その固定部分に対して移動可能である可動部分と、その固定部分とその可動部分との間に配置されるベローズを備えている。そのガンは、その可動部分に固定されていることが好ましい。

本発明による接合装置メンテナンス方法は、粒子を放出するガンを真空チャンバから引出し機構チャンバに移動するステップと、そのガンがその引出し機構チャンバの内部に配置されるときに、その真空チャンバとその引出し機構チャンバとの間に配置されるゲートバルブを閉鎖するステップとを備えている。このような接合装置メンテナンス方法によれば、真空チャンバの内部に配置される照射対象の近傍に配置されるガンは、その真空チャンバの内部を昇圧させることなく、真空チャンバの外部に取り出されることができる。このため、このような接合装置メンテナンス方法によれば、真空チャンバの内部を昇圧させることなく、照射対象に粒子をより確実に照射することができるガンをより速くメンテナンスすることができる。

本発明による接合装置メンテナンス方法は、その真空チャンバを密閉する蓋を介してそのガンがその真空チャンバの内部に支持されているときに、その引出し機構チャンバの内部を減圧してゲートバルブを開放するステップをさらに備えている。そのガンは、その蓋とともにその真空チャンバからその引出し機構チャンバーに移動される。このとき、その引出し機構チャンバーは、その蓋がその真空チャンバを密閉しているときに、その引出し機構チャンバの内部を減圧する必要がなく、好ましい。

本発明による接合装置メンテナンス方法は、その引出し機構チャンバをそのゲートバルブに取り付けるステップをさらに備えている。すなわち、その引出し機構チャンバーと真空チャンバーとを備えている接合装置は、このステップの前に、その引出し機構チャンバが取り付けられていない。このとき、接合装置が配置される床面積は、その引出し機構チャンバーの分だけ低減されることができる。

本発明による接合装置メンテナンス方法は、その引出し機構チャンバとそのゲートバルブとをその真空チャンバに取り付けるステップをさらに備えている。すなわち、その引出し機構チャンバーと真空チャンバーとを備えている接合装置は、このステップの前に、その引出し機構チャンバとそのゲートバルブとが取り付けられていない。このとき、接合装置が配置される床面積は、その引出し機構チャンバーとそのゲートバルブとの分だけ、低減されることができる。

本発明による接合装置メンテナンス方法は、そのゲートバルブを開放したまま、そのガンを用いてその粒子を放出するステップをさらに備えていることが好ましい。

本発明による接合装置メンテナンス用治具は、粒子を放出するガンと、その粒子が放出される雰囲気が内部に生成される真空チャンバと、そのガンがその真空チャンバの内部に配置されているときにその真空チャンバを密封する蓋とを備えている。そのガンは、その蓋に固定されている接合装置に取り付けられる。本発明による接合装置メンテナンス用治具は、引出し機構チャンバと、その真空チャンバとその引出し機構チャンバとの間を開閉するゲートバルブと、そのゲートバルブを通るように移動可能にそのガンを支持する可動部分とを備えている。このような接合装置は、真空チャンバの内部に配置される照射対象の近傍にガンを配置させることができる。このような接合装置メンテナンス用治具は、接合装置に取り付けられることにより、ガンをその引出し機構チャンバの内部に移動させた後に、そのゲートバルブを閉鎖することにより、その真空チャンバの内部を昇圧させることなく、ガンを真空チャンバの外部に取り出すことができる。このため、接合装置は、照射対象に粒子をより確実に照射することができ、かつ、真空チャンバの内部を昇圧させることなく、ガンをより速くメンテナンスすることができる。

本発明による接合装置メンテナンス用治具は、粒子を放出するガンと、その粒子が放出される雰囲気が内部に生成される真空チャンバと、そのガンがその真空チャンバの内部に配置されているときにその真空チャンバを密封する蓋と、ゲートバルブとを備えている。そのガンは、その蓋に固定されている接合装置に取り付けられる。本発明による接合装置メンテナンス用治具は、引出し機構チャンバと、そのゲートバルブを通るように移動可能にそのガンを支持する可動部分とを備えている。そのゲートバルブは、その真空チャンバとその引出し機構チャンバとの間を開閉する。このような接合装置は、真空チャンバの内部に配置される照射対象の近傍にガンを配置させることができる。このような接合装置メンテナンス用治具は、接合装置に取り付けられることにより、ガンをその引出し機構チャンバの内部に移動させた後に、そのゲートバルブを閉鎖することにより、その真空チャンバの内部を昇圧させることなく、ガンを真空チャンバの外部に取り出すことができる。このため、接合装置は、照射対象に粒子をより確実に照射することができ、かつ、真空チャンバの内部を昇圧させることなく、ガンをより速くメンテナンスすることができる。

本発明による接合装置は、照射対象に粒子をより確実に照射することができ、かつ、その粒子を放出するガンをより速くメンテナンスすることができる。
本発明による接合装置メンテナンス方法によれば、照射対象に粒子をより確実に照射することができる接合装置は、その粒子を放出するガンをより速くメンテナンスすることができる。

図１は、本発明による接合装置の実施の形態を示す断面図である。 図２は、イオンガンをメンテナンスするときの接合装置を示す断面図である。 図３は、本発明による接合装置メンテナンス方法の実施の形態を示すフローチャートである。 図４は、本発明による接合装置の実施の他の形態を示す断面図である。 図５は、常温接合するときの引出し機構を示す断面図である。 図６は、イオンガンをメンテナンスするときの引出し機構を示す断面図である。 図７は、本発明による接合装置メンテナンス方法の実施の他の形態を示すフローチャートである。 図８は、本発明による接合装置の実施のさらに他の形態を示す断面図である。

図面を参照して、本発明による接合装置の実施の形態を記載する。その接合装置１は、図１に示されているように、接合チャンバー２とゲートバルブ３とパージ用バルブ５と真空ポンプ６とイオンガン７とホローカソード８とを備えている。接合チャンバー２は、内部を環境から隔離する容器である。接合チャンバー２は、図示されていない上側ステージと下側ステージと圧接機構とを備えている。その下側ステージと下側ステージとは、それぞれ、接合チャンバー２の内部に配置され、基板を保持する。その圧接機構は、その上側ステージにより保持される基板とその下側ステージにより保持される基板とが圧接されるように、その下側ステージと下側ステージとを駆動する。

ゲートバルブ３は、接合チャンバー２と図示されていないロードロックチャンバーとの間に介設され、接合チャンバー２の内部とそのロードロックチャンバーの内部とを接続するゲートを閉鎖し、または、開放する。そのロードロックチャンバーは、図示されていない蓋と真空ポンプと搬送装置とを備えている。その蓋は、そのロードロックチャンバーの外部と内部とを接続するゲートを閉鎖し、または、開放する。その真空ポンプは、そのロードロックチャンバーの内部から気体を排気し、そのロードロックチャンバーの内部に真空雰囲気を生成する。その真空雰囲気としては、１×１０^−５Ｐａの雰囲気が例示される。その搬送装置は、そのロードロックチャンバーの内部に配置されている。その搬送装置は、その上側ステージまたは下側ステージに基板が保持されるように、ゲートバルブ３を介してそのロードロックチャンバーの内部に配置された基板を接合チャンバー２の内部に搬送する。その搬送装置は、ゲートバルブ３を介して、その上側ステージまたは下側ステージに保持される基板をそのロードロックチャンバーの内部に搬送する。

パージ用バルブ５は、窒素ガスを貯蔵するガス供給源を接合チャンバー２に接続する流路の途中に配置され、その流路を開閉する。パージ用バルブ５は、その流路を開放することにより窒素ガスをガス供給源から接合チャンバー２に供給する。なお、パージ用バルブ５は、接合装置１が配置される環境を接合チャンバー２の内部に接続する流路の途中に配置されることもできる。このとき、パージ用バルブ５は、その流路を開放することにより大気を接合チャンバー２に供給する。真空ポンプ６は、接合チャンバー２の内部から気体を排気して、接合チャンバー２の内部に真空雰囲気を生成する。

ホローカソード８は、外部から供給される電力を用いて、電子を加速して放出する。イオンガン７は、外部から供給されるアルゴンガスとホローカソード８により放出される電子とを用いて、アルゴンイオンを生成し、そのアルゴンイオンを加速してアルゴンイオンビーム放出する。このようなアルゴンイオンビームは、所定の広がり角を有している。イオンガン７は、その上側ステージに支持される基板とその下側ステージに支持される基板との両方にそのアルゴンイオンビームが同時に照射されるように、その上側ステージと下側ステージとに十分に近い位置に配置されている。

接合チャンバー２は、引出し機構１１と引出し機構１２とを備えている。引出し機構１１は、引出し機構チャンバ１４とゲートバルブ１５と吸気弁１６と排気弁１７と圧力ゲージ１８とを備えている。引出し機構チャンバ１４は、内部を環境から隔離する容器である。ゲートバルブ１５は、接合チャンバ２と引出し機構チャンバ１４との間に介設され、接合チャンバー２の内部と引出し機構チャンバ１４の内部とを接続するゲートを閉鎖し、または、開放する。吸気弁１６は、環境を引出し機構チャンバ１４に接続する流路の途中に配置され、その流路の開度が変更されて大気を引出し機構チャンバ１４に供給する。排気弁１７は、図示されていない真空ポンプを引出し機構チャンバ１４に接続する流路の途中に配置され、その流路の開度が変更されて引出し機構チャンバ１４の内部に真空雰囲気を生成する。圧力ゲージ１８は、引出し機構チャンバ１４の内部の圧力を測定する。

引出し機構チャンバ１４は、固定部分２１と可動部分２２とベローズ２３とを備えている。固定部分２１は、引出し機構チャンバ１４の隔壁の一部を形成し、ゲートバルブ１５に固定されている。可動部分２２は、引出し機構チャンバ１４の隔壁の一部を形成し、固定部分２１に対して平行移動可能に支持されている。可動部分２２は、さらに、イオンガン７を支持している。ベローズ２３は、引出し機構チャンバ１４の隔壁の一部を形成し、固定部分２１と可動部分２２とに接合されている。ベローズ２３は、可動部分２２が平行移動したときに、変形することにより引出し機構チャンバ１４の内部を環境から隔離する。

引出し機構１１は、さらに、ストッパ２４を備えている。ストッパ２４は、接合チャンバー２に固定され、衝突面が形成されている。ストッパ２４は、ゲートバルブ１５が開放され、かつ、接合チャンバ２の内部の圧力が大気圧より低いときに、その衝突面が可動部分２２に衝突して、大気圧によりイオンガン７が接合チャンバ２の内部の方向にさらに平行移動しないように、可動部分２２の移動範囲を制限している。すなわち、ストッパ２４は、ゲートバルブ１５が開放され、かつ、接合チャンバ２の内部の圧力が大気圧より低いときに、イオンガン７が所定の位置に配置されるように、可動部分２２を固定する。

引出し機構１２は、引出し機構チャンバ３１とゲートバルブ３２と吸気弁３３と排気弁３４と圧力ゲージ３５とを備えている。引出し機構チャンバ３１は、内部を環境から隔離する容器である。ゲートバルブ３２は、接合チャンバ２と引出し機構チャンバ３１との間に介設され、接合チャンバー２の内部と引出し機構チャンバ３１の内部とを接続するゲートを閉鎖し、または、開放する。吸気弁３３は、環境を引出し機構チャンバ３１に接続する流路の途中に配置され、その流路の開度が変更されて大気を引出し機構チャンバ３１に供給する。排気弁３４は、図示されていない真空ポンプを引出し機構チャンバ３１に接続する流路の途中に配置され、その流路の開度が変更されて引出し機構チャンバ３１の内部に真空雰囲気を生成する。圧力ゲージ３５は、引出し機構チャンバ３１の内部の圧力を測定する。

引出し機構チャンバ３１は、固定部分３６と可動部分３７とベローズ３８とを備えている。固定部分３６は、引出し機構チャンバ３１の隔壁の一部を形成し、ゲートバルブ３２に固定されている。可動部分３７は、引出し機構チャンバ３１の隔壁の一部を形成し、固定部分３６に対して平行移動可能に支持されている。可動部分３７は、さらに、ホローカソード８を支持している。ベローズ３８は、引出し機構チャンバ３１の隔壁の一部を形成し、固定部分３６と可動部分３７とに接合されている。ベローズ３８は、可動部分３７が平行移動したときに、変形することにより引出し機構チャンバ３１の内部を環境から隔離する。

引出し機構１２は、引出し機構１１と同様にして、さらに、図示されていないストッパを備えている。そのストッパは、接合チャンバー２に固定され、衝突面が形成されている。そのストッパは、ゲートバルブ３２が開放され、かつ、接合チャンバ２の内部の圧力が大気圧より低いときに、その衝突面が可動部分２２に衝突して、大気圧によりホローカソード８が接合チャンバ２の内部の方向にさらに平行移動しないように、可動部分３７の移動範囲を制限している。すなわち、そのストッパは、ゲートバルブ３２が開放され、かつ、接合チャンバ２の内部の圧力が大気圧より低いときに、ホローカソード８が所定の位置に配置されるように、可動部分３７を固定する。

引出し機構１１の可動部分２２は、図２に示されているように、イオンガン７の全体が引出し機構チャンバ１４の内部に配置されるように、移動させることができる。このとき、ゲートバルブ１５は、接合チャンバ２の内部と引出し機構チャンバ１４の内部とが隔離するように、閉鎖されることができる。すなわち、接合装置１は、イオンガン７が接合チャンバ２から引出し機構チャンバ１４に移動されたときに、接合チャンバ２を昇圧することなく、引出し機構チャンバ１４の内部を昇圧することができ、イオンガン７を接合チャンバ２から環境に取り出すことができる。

引出し機構１２の可動部分３７は、引出し機構１１の可動部分２２と同様にして、ホローカソード８の全体が引出し機構チャンバ３１の内部に配置されるように、移動させることができる。このとき、ゲートバルブ３２は、接合チャンバ２の内部と引出し機構チャンバ３１の内部とが隔離するように、閉鎖されることができる。すなわち、接合装置１は、ホローカソード８が接合チャンバ２から引出し機構チャンバ３１に移動されたときに、接合チャンバ２を昇圧することなく、引出し機構チャンバ３１の内部を昇圧することができ、ホローカソード８を接合チャンバ２から環境に取り出すことができる。

接合装置１は、図１の状態で、ユーザに操作されて、基板を常温接合する常温接合方法を実行する。すなわち、接合装置１は、ゲートバルブ５が開放された状態で、基板を常温接合する。ユーザは、まず、ゲートバルブ３を閉鎖して、真空ポンプ６を用いて接合チャンバー２の内部に所定圧力の真空雰囲気を生成し、そのロードロックチャンバーの内部に大気圧雰囲気を生成する。ユーザは、そのロードロックチャンバーの蓋を開けて、複数の基板をそのロードロックチャンバーの内部に配置する。ユーザは、そのロードロックチャンバーの蓋を閉めて、真空ポンプを用いてそのロードロックチャンバーの内部に真空雰囲気を生成する。

ユーザは、ゲートバルブ３を開放した後に、搬送装置を用いて、そのロードロックチャンバーの内部に配置された基板の１枚を接合チャンバー２の内部の上側ステージに配置し、そのロードロックチャンバーの内部に配置された基板の他の１枚をその下側ステージに配置する。ユーザは、ゲートバルブ３を閉鎖して、真空ポンプ６を用いて接合チャンバー２の内部に真空雰囲気を生成する。

ユーザは、その上側ステージに搭載された基板とその下側ステージに搭載された基板とが離れた状態で、その上側ステージに搭載された基板とその下側ステージに搭載された基板との間にイオンガン７を向けて粒子を放出する。その粒子は、その基板に照射され、その基板の表面に形成される酸化物等を除去し、その基板の表面に付着している不純物を除去する。

ユーザは、接合チャンバー２の圧接機構を操作して、その上側ステージに搭載された基板をその下側ステージに搭載された基板に接触させる。その上側ステージに搭載された基板とその下側ステージに搭載された基板とは、その接触により接合され、１枚の接合基板が生成される。

ユーザは、接合基板が生成された後に、ゲートバルブ３を開放する。ユーザは、その搬送装置を用いて、その下側ステージに搭載されている接合基板をそのロードロックチャンバーの内部に搬送する。この一連の動作は、そのロードロックチャンバーの内部に初期的に装填された基板がすべて常温接合されるまで繰り返し実行される。

ユーザは、そのロードロックチャンバーの内部に初期的に装填された基板がすべて常温接合されると、ゲートバルブ３を閉鎖して、そのロードロックチャンバーの内部に大気圧雰囲気を生成する。ユーザは、そのロードロックチャンバーの蓋を開けて、常温接合された複数の接合基板をそのロードロックチャンバーから取り出す。

イオンビームは、電荷を帯びているために、一般に、広がりながら放出される。このため、対向する２枚の基板のうちの対向する２つの表面にイオンビームを照射するためには、その２枚の基板の近傍からその２つの表面にむけてイオンビームを照射する必要がある。接合装置１は、基板の比較的近傍にイオンガン７が配置されていることから、基板にアルゴンイオンビームをより確実に照射することができ、基板をより確実に常温接合することができる。

図３は、本発明による接合装置メンテナンス方法の実施の形態を示している。その接合装置メンテナンス方法は、常温接合方法が完了した後に実行される。ユーザは、まず、イオンガン７の全体が引出し機構チャンバ１４の内部に配置されるように、引出し機構１１の可動部分２２を移動させる（ステップＳ１）。ユーザは、イオンガン７の全体が引出し機構チャンバ１４の内部に配置された後に、ゲートバルブ１５を閉鎖する（ステップＳ２）。ユーザは、ゲートバルブ１５を閉鎖した後に、引出し機構チャンバ１４の内部に大気または窒素ガスを導入し、引出し機構チャンバ１４を大気開放する（ステップＳ３）。ユーザは、引出し機構チャンバ１４を大気開放した後に、引出し機構チャンバ１４の固定部分２１からベローズ２３をはずして、引出し機構チャンバ１４の内部から環境にイオンガン７を取り出す。ユーザは、その取り外したイオンガン７をメンテナンスする（ステップＳ４）。そのメンテナンスとしては、イオンガン７が備える電極を他の電極に交換すること、イオンガン７が備えるガスディストリビュータのオリフィスを他のオリフィスに交換することが例示される。

ユーザは、メンテナンスされたイオンガン７を引出し機構チャンバ１４の可動部分２２に固定し、ベローズ２３を固定部分２１に取り付ける。ユーザは、引出し機構チャンバ１４の内部を排気し、引出し機構チャンバ１４の内部に真空雰囲気を生成する（ステップＳ５）。ユーザは、ゲートバルブ１５を開放し、引出し機構１１の可動部分２２を移動させることにより、イオンガン７を接合チャンバ２に移動させる。ユーザは、さらに、イオンガン７が接合チャンバ２の所定の位置に配置されるように、ストッパ２４を用いて可動部分２２を固定部分２１に固定する（ステップＳ６）。

ホローカソード８は、イオンガン７と同様にして、メンテナンスされる。すなわち、ユーザは、常温接合方法が完了した後に、まず、ホローカソード８の全体が引出し機構チャンバ３１の内部に配置されるように、引出し機構１２の可動部分３７を移動させる。ユーザは、ホローカソード８の全体が引出し機構チャンバ３１の内部に配置された後に、ゲートバルブ３２を閉鎖する。ユーザは、ゲートバルブ３２を閉鎖した後に、引出し機構チャンバ３１の内部に大気または窒素ガスを導入し、引出し機構チャンバ３１を大気開放する。ユーザは、引出し機構チャンバ３１を大気開放した後に、引出し機構チャンバ３１の固定部分３６からベローズ３８をはずして、引出し機構チャンバ３１の内部から環境にホローカソード８を取り出す。ユーザは、その取り外したホローカソード８をメンテナンスする。そのメンテナンスとしては、ホローカソード８が備える電極を他の電極に交換することが例示される。

ユーザは、メンテナンスされたホローカソード８を引出し機構チャンバ３１の可動部分３７に固定し、ベローズ３８を固定部分３６に取り付ける。ユーザは、引出し機構チャンバ３１の内部を排気し、引出し機構チャンバ３１の内部に真空雰囲気を生成する。ユーザは、ゲートバルブ３２を開放し、引出し機構１２の可動部分３７を移動させることにより、ホローカソード８を接合チャンバ２に移動させる。ユーザは、さらに、ホローカソード８が接合チャンバ２の所定の位置に配置されるように、図示されていないストッパを用いて可動部分３７を固定部分３６に固定する。

接合チャンバ２は、大気開放すると内壁に水分・油分が付着するために、大気開放した後に再度内部に真空雰囲気を生成するときに長時間（たとえば、１週間〜２週間）排気する必要がある。このような接合装置メンテナンス方法によれば、接合装置１は、接合チャンバ２の内部を昇圧させることなく、イオンガン７またはホローカソード８をメンテナンスするときのダウンタイムを低減することができ、イオンガン７またはホローカソード８をより速くメンテナンスすることができる。

本発明による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接合装置１の引出し機構１１が他の引出し機構に置換されている。その引出し機構４１は、図４に示されているように、本体部分４２と接合装置メンテナンス用治具４３とを備えている。本体部分４２は、フランジ４５と蓋４６とイオンガン用コネクタ４７とホローカソード用コネクタ４８とを備えている。フランジ４５は、接合チャンバ２形成された開口部に接合されており、シール面が形成されている。蓋４６は、板状に形成され、シール面が形成されている。接合チャンバ２は、蓋４６のシール面がフランジ４５のシール面に密着することにより、内部が環境から隔離される。蓋４６は、さらに、イオンガン７とホローカソード８とに固定されている。イオンガン用コネクタ４７は、蓋４６に配置され、接合チャンバ２の内部を環境と隔離したまま、環境に配置された外部装置とイオンガン７とを配管と配線とにより接続するときに利用される。ホローカソード用コネクタ４８は、蓋４６に配置され、接合チャンバ２の内部を環境と隔離したまま、環境に配置された外部装置とホローカソード８とを配管と配線とにより接続するときに利用される。

接合装置メンテナンス用治具４３は、引出し機構チャンバ５１とゲートバルブ５２とボール螺子５３とを備えている。引出し機構チャンバ５１は、内部を環境から隔離する容器である。引出し機構チャンバ５１は、固定部分５５と可動部分５６とベローズ５７とロッド５８とを備えている。固定部分５５は、引出し機構チャンバ５１の隔壁の一部を形成し、ゲートバルブ５２に固定されている。可動部分５６は、引出し機構チャンバ５１の隔壁の一部を形成し、固定部分５５に対して平行移動可能に支持されている。可動部分５６は、さらに、イオンガン７を支持している。ベローズ５７は、引出し機構チャンバ５１の隔壁の一部を形成し、固定部分５５と可動部分５６とに接合されている。ベローズ５７は、可動部分５６が平行移動したときに、変形することにより引出し機構チャンバ５１の内部を環境から隔離する。ロッド５８は、可動部分５６に固定され、蓋４６に固定されている。

引出し機構チャンバ５１は、さらに、開口５４を備えている。開口５４は、吸気弁と排気弁と圧力ゲージとを備えている。その吸気弁は、環境を引出し機構チャンバ５１に接続する流路の途中に配置され、その流路の開度が変更されて大気を引出し機構チャンバ５１に供給する。その排気弁は、真空ポンプを引出し機構チャンバ５１に接続する流路の途中に配置され、その流路の開度が変更されて引出し機構チャンバ５１の内部に真空雰囲気を生成する。その圧力ゲージは、引出し機構チャンバ５１の内部の圧力を測定する。

ゲートバルブ５２は、シール面が形成されている。ゲートバルブ５２は、そのシール面がフランジ４５のシール面に密着するように、フランジ４５に固定されている。ゲートバルブ５２は、さらに、他のシール面が形成されている。ゲートバルブ５２は、そのシール面が固定部分５５に形成されるシール面に密着するように、固定部分５５に固定されている。すなわち、ゲートバルブ５２は、接合チャンバ２と引出し機構チャンバ５１との間に介設されている。ゲートバルブ５２は、接合チャンバー２の内部と引出し機構チャンバ５１の内部とを接続するゲートを閉鎖し、または、開放する。

ボール螺子５３は、ガイド６１と案内軸受け６２と螺子軸６５とハンドル６３とナット６４とを備えている。ガイド６１は、直線状のレールに形成され、引出し機構チャンバ５１の固定部分５５に固定されている。案内軸受け６２は、引出し機構チャンバ５１の可動部分５６に固定され、直線上を平行移動可能にガイド６１に支持されている。螺子軸６５は、雄ねじが形成され、ガイド６１に平行になるように配置され、その雄ねじの軸を中心に回転可能に引出し機構チャンバ５１の固定部分５５に支持されている。ハンドル６３は、ユーザが手で握って扱う部分であり、ユーザが螺子軸６５を回転させるときに利用される。ナット６４は、雌ねじが形成され、引出し機構チャンバ５１の可動部分５６に固定されている。ナット６４は、その雌ねじが螺子軸６５の雄ねじにはめられ、螺子軸６５の回転を案内軸受け６２の平行移動に変換する。すなわち、ボール螺子５３は、ユーザによりハンドル６３が回転されることにより、引出し機構チャンバ５１の可動部分５６を平行移動させる。

接合装置メンテナンス用治具４３は、図４の状態から本体部分４２から取り外すことができる。すなわち、ゲートバルブ５２は、フランジ４５から取り外すことができ、ロッド５８は、蓋４６から取り外すことができる。このとき、本体部分４２は、図５に示されているように、固定ボルト４９を備えている。固定ボルト４９は、雄ねじが形成され、フランジ４５に形成されている雌ねじに嵌め合わされることにより、蓋４６を接合チャンバ２に固定し、接合チャンバ２を環境から隔離する。

このような接合装置は、接合装置メンテナンス用治具４３が本体部分４２から取り外された図５の状態で、既述の実施の形態における接合装置１と同様にして、常温接合方法が実行される。このような接合装置は、接合装置１と同様にして、基板にアルゴンイオンビームをより確実に照射することができ、基板をより確実に常温接合することができる。

接合装置メンテナンス用治具４３は、さらに、図６に示されているように、イオンガン７とホローカソード８との両方が引出し機構チャンバ５１の内部に配置されるように、引出し機構チャンバ５１の可動部分５６を移動することができる。このとき、ゲートバルブ５２は、閉鎖することができ、接合チャンバ２を引出し機構チャンバ５１から隔離することができる。

本発明による接合装置メンテナンス方法の実施の他の形態は、引出し機構４１を備えた接合装置を用いて実行される。その接合装置は、ユーザは、図７に示されているように、その接合装置による常温接合方法が完了した後に、まず、図４の状態の接合装置から固定ボルト４９を取り外す（ステップＳ１１）。このとき、蓋４６は、大気圧によりシール面がフランジ４５のシール面に押し付けられ、接合チャンバ２は、内部が真空雰囲気に維持される。

ユーザは、次いで、接合装置メンテナンス用治具４３を本体部分４２に取り付ける。すなわち、ユーザは、まず、ゲートバルブ５２のシール面が本体部分４２のフランジ４５のシール面に密着するように、ゲートバルブ５２をフランジ４５に固定する（ステップＳ１２）。ユーザは、さらに、ゲートバルブ５２を開放し、ロッド５８を蓋４６に固定する。ユーザは、ゲートバルブ５２のシール面が引出し機構チャンバー５１の固定部分４２のシール面に密着するように、固定部分４２をゲートバルブ５２に固定する（ステップＳ１３）。

ユーザは、接合装置メンテナンス用治具４３を本体部分４２に取り付けた後に、引出し機構チャンバー５１の内部を排気し、引出し機構チャンバー５１の内部に真空雰囲気を生成する（ステップＳ１４）。ユーザは、引出し機構チャンバー５１の内部に真空雰囲気を生成した後に、ボール螺子５３を用いて、可動部分５６を移動させ、イオンガン７とホローカソード８とを引出し機構チャンバー５１の内部に配置する（ステップＳ１５）。ユーザは、イオンガン７とホローカソード８とを引出し機構チャンバー５１の内部に配置した後に、ゲートバルブ５２を閉鎖する（ステップＳ１６）。ユーザは、ゲートバルブ５２を閉鎖した後に、引出し機構チャンバー５１の内部に大気または窒素ガスを導入し、引出し機構チャンバー５１を大気開放する（ステップＳ１７）。

ユーザは、引出し機構チャンバー５１が大気開放された後に、たとえば、ベローズ５７を固定部分５５から取り外して、蓋４６からイオンガン７とホローカソード８とを取り外し、引出し機構チャンバー５１の内部から環境にイオンガン７とホローカソード８とを取り出す。ユーザは、その取り出されたイオンガン７とホローカソード８とをメンテナンスする（ステップＳ１８）。そのメンテナンスとしては、イオンガン７が備える電極を他の電極に交換すること、イオンガン７が備えるガスディストリビュータのオリフィスを他のオリフィスに交換すること、そのメンテナンスとしては、ホローカソード８が備える電極を他の電極に交換することが例示される。

ユーザは、メンテナンスされたイオンガン７とホローカソード８とを蓋４６に取り付け、ベローズ５７を固定部分５５に取り付けて、引出し機構チャンバ５１を組み立てなおす。ユーザは、引出し機構チャンバ５１を組み立てた後に、引出し機構チャンバ５１の内部を排気し、引出し機構チャンバ５１の内部に真空雰囲気を生成する（ステップＳ１９）。ユーザは、引出し機構チャンバ５１の内部に真空雰囲気が生成された後に、ゲートバルブ５２を開放する（ステップＳ２０）。ユーザは、ゲートバルブ５２が開放された後に、蓋４６のシール面がフランジ４５のシール面に密着するように、ボール螺子５３を用いて可動部分５６を移動させる（ステップＳ２１）。このとき、イオンガン７とホローカソード８とは、蓋４６とともに移動して、接合チャンバー２の所定の位置に配置される。

ユーザは、接合チャンバ２が蓋４６で密閉された後に、引出し機構チャンバー５１の内部に大気または窒素ガスを導入し、引出し機構チャンバー５１を大気開放する（ステップＳ２２）。ユーザは、引出し機構チャンバー５１が大気開放された後に、接合装置メンテナンス用治具４３を本体部分４２から取り外す（ステップＳ２３）。すなわち、ユーザは、固定部分４２をゲートバルブ５２から取り外し、ロッド５８を蓋４６から取り外し、ゲートバルブ５２をフランジ４５から取り外す。

ユーザは、接合装置メンテナンス用治具４３が本体部分４２から取り外された後に、固定ボルト４９を用いて、蓋４６をフランジ４５に固定する（ステップＳ２４）。

このような接合装置メンテナンス方法によれば、接合装置は、接合チャンバ２の内部を昇圧させることなく、イオンガン７またはホローカソード８をより速くメンテナンスすることができる。このような接合装置メンテナンス方法によれば、さらに、接合装置が配置される床面積は、接合装置が常温接合方法を実行しているときに、接合装置メンテナンス用治具４３の分だけ低減されることができる。このような接合装置メンテナンス方法によれば、さらに、１つの接合装置メンテナンス用治具４３に対して、複数の接合装置１の本体部分を作製することができる。このとき、その複数の接合装置１は、１つの接合装置メンテナンス用治具４３を使い回して、イオンガン７をメンテナンスすることができ、装置の製造コストを低減することができる。

本発明による接合装置の実施にさらに他の形態は、既述の実施の形態における引出し機構４１が他の引出し機構に置換されている。その引出し機構７１は、図８に示されているように、引出し機構チャンバ７２とゲートバルブ７３と空圧シリンダ７４とを備えている。引出し機構チャンバ７２は、内部を環境から隔離する容器である。引出し機構チャンバ７２は、固定部分７５と可動部分７６とベローズ７７とを備えている。固定部分７５は、引出し機構チャンバ７２の隔壁の一部を形成し、ゲートバルブ７３に固定されている。可動部分７６は、引出し機構チャンバ７２の隔壁の一部を形成し、固定部分７５に対して平行移動可能に支持されている。可動部分７６は、さらに、イオンガン７を支持している。ベローズ７７は、引出し機構チャンバ７２の隔壁の一部を形成し、固定部分７５と可動部分７６とに接合されている。ベローズ７７は、可動部分７６が平行移動したときに、変形することにより引出し機構チャンバ７２の内部を環境から隔離する。

引出し機構チャンバ７２は、さらに、イオンガン用コネクタ７８とホローカソード用コネクタ７９とを備えている。イオンガン用コネクタ７８は、蓋４６に配置され、接合チャンバ２の内部を環境と隔離したまま、環境に配置された外部装置とイオンガン７とを配管と配線とにより接続するときに利用される。ホローカソード用コネクタ７９は、蓋４６に配置され、接合チャンバ２の内部を環境と隔離したまま、環境に配置された外部装置とホローカソード８とを配管と配線とにより接続するときに利用される。

引出し機構チャンバ７２は、さらに、図示されていない吸気弁と排気弁と圧力ゲージとを備えている。その吸気弁は、環境を引出し機構チャンバ７２に接続する流路の途中に配置され、その流路の開度が変更されて大気を引出し機構チャンバ７２に供給する。その排気弁は、真空ポンプを引出し機構チャンバ７２に接続する流路の途中に配置され、その流路の開度が変更されて引出し機構チャンバ７２の内部に真空雰囲気を生成する。その圧力ゲージは、引出し機構チャンバ７２の内部の圧力を測定する。

ゲートバルブ７３は、接合チャンバ２と引出し機構チャンバ７２との間に介設されている。ゲートバルブ７３は、接合チャンバー２の内部と引出し機構チャンバ７２の内部とを接続するゲートを閉鎖し、または、開放する。

空圧シリンダ７４は、ガイド８１と本体部分８２とロッド８３とを備えている。ガイド８１は、直線状のレールに形成され、引出し機構チャンバ７２の固定部分７５に固定されている。ガイド８１は、引出し機構チャンバ７２の可動部分７６を平行移動可能にガイド８１に支持している。本体部分８２は、ガイド８１に固定され、引出し機構チャンバ７２の固定部分７５に固定されている。本体部分８２は、供給される空圧を用いて、ガイド８１に対してロッド８３を駆動する。ロッド８３は、引出し機構チャンバ７２の可動部分７６に固定されている。すなわち、空圧シリンダ７４は、ユーザにより、引出し機構チャンバ７２の可動部分７６を平行移動させる。

引出し機構７１は、イオンガン７とホローカソード８との両方が引出し機構チャンバ７２の内部に配置されるように、引出し機構チャンバ７２の可動部分７６を移動することができる。このとき、ゲートバルブ７３は、閉鎖することができ、接合チャンバ２を引出し機構チャンバ７２から隔離することができる。

このような接合装置は、図８の状態で、既述の実施の形態における接合装置１と同様にして、常温接合方法が実行される。すなわち、このような接合装置は、接合装置１と同様にして、基板にアルゴンイオンビームをより確実に照射することができ、基板をより確実に常温接合することができる。

このような接合装置は、既述の実施の形態における接合装置１と同様にして、イオンガン７とホローカソード８とがメンテナンスされる。すなわち、ユーザは、常温接合方法が完了した後に、まず、イオンガン７とホローカソード８との全体が引出し機構チャンバ７２の内部に配置されるように、空圧シリンダ７４を用いて可動部分７６を移動させる。ユーザは、イオンガン７とホローカソード８との全体が引出し機構チャンバ７２の内部に配置された後に、ゲートバルブ７３を閉鎖する。ユーザは、ゲートバルブ７３を閉鎖した後に、引出し機構チャンバ７２の内部に大気または窒素ガスを導入し、引出し機構チャンバ７２を大気開放する。ユーザは、引出し機構チャンバ７２を大気開放した後に、引出し機構チャンバ７２の固定部分７５からベローズ７７をはずして、引出し機構チャンバ７２の内部から環境にイオンガン７とホローカソード８とを取り出す。ユーザは、その取り外したイオンガン７とホローカソード８とをメンテナンスする。

ユーザは、メンテナンスされたイオンガン７とホローカソード８とを引出し機構チャンバ７２の可動部分７６に固定し、ベローズ７７を固定部分７５に取り付ける。ユーザは、引出し機構チャンバ７２の内部を排気し、引出し機構チャンバ７２の内部に真空雰囲気を生成する。ユーザは、ゲートバルブ７３を開放し、空圧シリンダ７４を用いて引出し機構７１の可動部分７６を移動させることにより、イオンガン７とホローカソード８とを接合チャンバ２に移動させる。ユーザは、さらに、イオンガン７とホローカソード８とが接合チャンバ２の所定の位置に配置されるように、可動部分７６を固定部分７５に固定する。

このような接合装置メンテナンス方法によれば、引出し機構７１を備えた接合装置は、既述の実施の形態における接合装置１と同様にして、接合チャンバ２の内部を昇圧させることなく、イオンガン７とホローカソード８とをより速くメンテナンスすることができる。

なお、引出し機構チャンバは、イオンガン７とホローカソード８とが通過可能であるハッチを備えることもできる。このとき、引出し機構チャンバは、イオンガン７とホローカソード８とを引出し機構チャンバから取り出すときに分解される必要がなく、イオンガン７とホローカソード８とをより容易に取り出すことができる。

本発明による接合装置は、照射対象に粒子をより確実に照射することができ、かつ、その粒子を放出するガンをより速くメンテナンスすることができる。
本発明による接合装置メンテナンス方法によれば、照射対象に粒子をより確実に照射することができる接合装置は、その粒子を放出するガンをより速くメンテナンスすることができる。

Claims (13)

1. 粒子を放出するガンと、
   前記粒子が放出される雰囲気が内部に生成される真空チャンバーと、
   内部に真空雰囲気が生成されたり、内部が大気解放されたりすることができる引出し機構チャンバーと、
   前記真空チャンバーと前記引出し機構チャンバーとの間を開閉するゲートバルブとを具備し、
   前記引出し機構チャンバーは、
   前記真空チャンバーに固定される固定部分と、
   前記固定部分に対して移動可能である可動部分とを備え、
   前記ガンは、前記可動部分に固定され、前記ゲートバルブが閉鎖されることができるように前記引出し機構チャンバーの内部に配置されたり、前記真空チャンバーの内部に配置されたりすることができるように、移動可能に支持される
   接合装置。
2. 請求項１において、
   前記ガンが前記真空チャンバーの内部に配置されているときに前記真空チャンバーを密封する蓋を更に具備し、
   前記ガンは、前記蓋に固定されている
   接合装置。
3. 請求項１または請求項２のいずれかにおいて、
   前記真空チャンバーの内部に生成される雰囲気に粒子を放出する他のガンと、
   他の引出し機構チャンバーと、
   前記真空チャンバーと前記他の引出し機構チャンバーとの間を開閉する他のゲートバルブとを更に具備し、
   前記他のガンは、前記他の引出し機構チャンバーの内部に配置されるように、前記他のゲートバルブを通って移動可能に支持される
   接合装置。
4. 請求項１または請求項２のいずれかにおいて、
   前記真空チャンバーの内部に生成される雰囲気に粒子を放出する他のガンを更に具備し、
   前記他のガンは、前記引出し機構チャンバーの内部に配置されるように、前記ゲートバルブを通って移動可能に支持される
   接合装置。
5. 請求項３または請求項４のいずれかにおいて、
   前記他のガンは、前記ガンに前記粒子を供給するホローカソードである
   接合装置。
6. 請求項１〜請求項５のいずれかにおいて、
   前記引出し機構チャンバーは、前記固定部分と前記可動部分との間に配置されるベローズを備える
   接合装置。
7. 粒子を放出するガンを真空チャンバーから引出し機構チャンバーに移動するステップと、
   前記ガンが前記引出し機構チャンバーの内部に配置されるときに、前記真空チャンバーと前記引出し機構チャンバーとの間に配置されるゲートバルブを閉鎖するステップと、
   前記ゲートバルブが閉鎖された後に、前記引出し機構チャンバーの内部を大気開放するステップと、
   前記引出し機構チャンバーの内部が大気開放された後に、前記ガンをメンテナンスするステップと、
   メンテナンスされたメンテナンス済みガンが前記引出し機構チャンバーの内部に配置されているときに、前記引出し機構チャンバーの内部に真空雰囲気を生成するステップと、
   前記引出し機構チャンバーの内部に真空雰囲気が生成された後に、前記ゲートバルブを開放するステップと、
   前記ゲートバルブが開放された後に、前記メンテナンス済みガンを前記真空チャンバーの内部に移動するステップ
   とを具備する接合装置メンテナンス方法。
8. 請求項７において、
   前記真空チャンバーを密閉する蓋を介して前記ガンが前記真空チャンバーの内部に支持されているときに、前記引出し機構チャンバーの内部を減圧してゲートバルブを開放するステップを更に具備し、
   前記ガンは、前記蓋とともに前記真空チャンバーから前記引出し機構チャンバーに移動される
   接合装置メンテナンス方法。
9. 請求項７において、
   前記引出し機構チャンバーを前記ゲートバルブに取り付けるステップ
   を更に具備する接合装置メンテナンス方法。
10. 請求項７において、
    前記引出し機構チャンバーと前記ゲートバルブとを前記真空チャンバーに取り付けるステップ
    を更に具備する接合装置メンテナンス方法。
11. 請求項７において、
    前記ゲートバルブを開放したまま、前記ガンを用いて前記粒子を放出するステップ
    を更に具備する接合装置メンテナンス方法。
12. 粒子を放出するガンと、
    前記粒子が放出される雰囲気が内部に生成される真空チャンバーと、
    前記ガンが前記真空チャンバーの内部に配置されているときに前記真空チャンバーを密封する蓋とを具備し、
    前記ガンは、前記蓋に固定されている
    接合装置
    に取り付けられる接合装置メンテナンス用治具であり、
    内部に真空雰囲気が生成されたり、内部が大気解放されたりすることができる引出し機構チャンバーと、
    前記真空チャンバーと前記引出し機構チャンバーとの間を開閉するゲートバルブと、
    前記真空チャンバーに対して移動可能である可動部分とを具備し、
    前記ガンは、前記可動部分に固定され、前記ゲートバルブが閉鎖されることができるように前記引出し機構チャンバーの内部に配置されたり、前記真空チャンバーの内部に配置されたりすることができるように、移動可能に支持される
    接合装置メンテナンス用治具。
13. 粒子を放出するガンと、
    前記粒子が放出される雰囲気が内部に生成される真空チャンバーと、
    前記ガンが前記真空チャンバーの内部に配置されているときに前記真空チャンバーを密封する蓋と、
    ゲートバルブとを具備し、
    前記ガンは、前記蓋に固定されている
    接合装置
    に取り付けられる接合装置メンテナンス用治具であり、
    内部に真空雰囲気が生成されたり、内部が大気解放されたりすることができる引出し機構チャンバーと、
    前記真空チャンバーに対して移動可能である可動部分とを具備し、
    前記ゲートバルブは、前記真空チャンバーと前記引出し機構チャンバーとの間を開閉し、
    前記ガンは、前記可動部分に固定され、前記ゲートバルブが閉鎖されることができるように前記引出し機構チャンバーの内部に配置されたり、前記真空チャンバーの内部に配置されたりすることができるように、移動可能に支持される
    接合装置メンテナンス用治具。

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