JPH07142298A - アノーディックボンディング装置 - Google Patents
アノーディックボンディング装置Info
- Publication number
- JPH07142298A JPH07142298A JP28669993A JP28669993A JPH07142298A JP H07142298 A JPH07142298 A JP H07142298A JP 28669993 A JP28669993 A JP 28669993A JP 28669993 A JP28669993 A JP 28669993A JP H07142298 A JPH07142298 A JP H07142298A
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- bonding
- wafer
- common electrode
- glass
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 接合雰囲気を真空にすることなく、良好に接
合する。 【構成】 重ねられたシリコンウエハ１１及びガラスウ
エハ１２が配される共通電極２５と、両ウエハ上にほぼ
均一に分布して対接される複数の加圧子２７と、各加圧
子２７と固定部２９との間に介在され、加圧子２７を共
通電極２５側に偏倚する複数のコイルばね３２とからな
る加圧手段を設ける。接合部２３，２４の各部はほぼ均
一に加圧されて接触間隔が狭く、かつ均一にされる。よ
って接触間隔の不均一さに基因する接合不良が解消す
る。
合する。 【構成】 重ねられたシリコンウエハ１１及びガラスウ
エハ１２が配される共通電極２５と、両ウエハ上にほぼ
均一に分布して対接される複数の加圧子２７と、各加圧
子２７と固定部２９との間に介在され、加圧子２７を共
通電極２５側に偏倚する複数のコイルばね３２とからな
る加圧手段を設ける。接合部２３，２４の各部はほぼ均
一に加圧されて接触間隔が狭く、かつ均一にされる。よ
って接触間隔の不均一さに基因する接合不良が解消す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はシリコンウエハとガラ
スウエハとを重ね、高温（３００〜４００℃）雰囲気中
において両ウエハ間に高電圧（０．５〜１．５ＫＶ）を
印加することにより、両ウエハを接合するアノーディッ
クボンディングに使用するボンディング装置に関する。
スウエハとを重ね、高温（３００〜４００℃）雰囲気中
において両ウエハ間に高電圧（０．５〜１．５ＫＶ）を
印加することにより、両ウエハを接合するアノーディッ
クボンディングに使用するボンディング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、シリコンウエハを使用して小型高
性能化を図った圧力センサや加速度センサなどが製造さ
れており、これらセンサにおいては一般にシリコンウエ
ハをエッチング加工して形成したセンサ可動部などの要
部を保護したり、あるいは可動部と協働する構造を構成
すべく、所要の形状を有するガラスウエハをシリコンウ
エハに接合して用いている。
性能化を図った圧力センサや加速度センサなどが製造さ
れており、これらセンサにおいては一般にシリコンウエ
ハをエッチング加工して形成したセンサ可動部などの要
部を保護したり、あるいは可動部と協働する構造を構成
すべく、所要の形状を有するガラスウエハをシリコンウ
エハに接合して用いている。
【０００３】シリコンウエハとガラスウエハとの接合
は、一般にアノーディックボンディング（陽極接合）に
よって行われており、従来使用されているアノーディッ
クボンディング装置は図２に示すような構成を有するも
のであった。即ち、重ねられたシリコンウエハ１１とガ
ラスウエハ１２との互いの外側面のほぼ中央部にそれぞ
れ電極１３，１４を対接させ、これら一対の電極１３，
１４間に電圧を印加して両ウエハをアノーディックボン
ディングするものであった。
は、一般にアノーディックボンディング（陽極接合）に
よって行われており、従来使用されているアノーディッ
クボンディング装置は図２に示すような構成を有するも
のであった。即ち、重ねられたシリコンウエハ１１とガ
ラスウエハ１２との互いの外側面のほぼ中央部にそれぞ
れ電極１３，１４を対接させ、これら一対の電極１３，
１４間に電圧を印加して両ウエハをアノーディックボン
ディングするものであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】図２に示したアノーデ
ィックボンディング装置によって、シリコンウエハ１１
とガラスウエハ１２とを接合する場合、両ウエハを重ね
た時点で接合部に干渉縞が観察されることがある。これ
は接合面が完全に平らではなく、例えば接合面にうねり
等があって接合部各部の接触間隔（接合部の対向間隔の
こと、基本的には接触するためこう言う。）が均一でな
いためであり、このような状態でアノーディックボンデ
ィングを開始すると、その接触間隔の狭い部分より接合
が進行する。
ィックボンディング装置によって、シリコンウエハ１１
とガラスウエハ１２とを接合する場合、両ウエハを重ね
た時点で接合部に干渉縞が観察されることがある。これ
は接合面が完全に平らではなく、例えば接合面にうねり
等があって接合部各部の接触間隔（接合部の対向間隔の
こと、基本的には接触するためこう言う。）が均一でな
いためであり、このような状態でアノーディックボンデ
ィングを開始すると、その接触間隔の狭い部分より接合
が進行する。
【０００５】接触間隔がある一定値より広い部分では静
電気力の減少によって接合が進行しにくく、例えば接触
間隔の狭い部分に囲まれた接触間隔の広い部分では空気
層が残り、その部分が静電気力によりそれ以上引きつけ
られなくなり、その結果その部分は接合されないという
状況も発生していた。図３はこの様子の一例を何も加工
していないシリコンウエハ１１とガラスウエハ１２との
接合の場合で示したものであり、図中１５（ハッチング
を付した部分）は接合が完了した箇所、１６は島状に残
った接合不良箇所を示す。なお、このような空気層残り
による接合不良に対して、従来は接合を真空中で行うこ
とによって対処していた。
電気力の減少によって接合が進行しにくく、例えば接触
間隔の狭い部分に囲まれた接触間隔の広い部分では空気
層が残り、その部分が静電気力によりそれ以上引きつけ
られなくなり、その結果その部分は接合されないという
状況も発生していた。図３はこの様子の一例を何も加工
していないシリコンウエハ１１とガラスウエハ１２との
接合の場合で示したものであり、図中１５（ハッチング
を付した部分）は接合が完了した箇所、１６は島状に残
った接合不良箇所を示す。なお、このような空気層残り
による接合不良に対して、従来は接合を真空中で行うこ
とによって対処していた。
【０００６】一方、ウエハ自体に図４Ａに示すようなそ
りが存在する場合、例えばシリコンウエハ１１とガラス
ウエハ１２とが良好な平面度を有し、何も加工されてい
ないものとすれば、静電気力が接触間隔の狭い部分に、
より強く作用してその部分が先に引きつけられ、それに
よってその周囲の間隔も狭くなるので徐々に接合が周囲
に進行していくという現象が確認されているが、図４Ｂ
に示すようにエッチング加工等で接合面に段差や穴が形
成されている場合には、静電気力による接合の進行がそ
の段差部や穴部で終了してしまい、それ以上接合できな
いという問題があった。
りが存在する場合、例えばシリコンウエハ１１とガラス
ウエハ１２とが良好な平面度を有し、何も加工されてい
ないものとすれば、静電気力が接触間隔の狭い部分に、
より強く作用してその部分が先に引きつけられ、それに
よってその周囲の間隔も狭くなるので徐々に接合が周囲
に進行していくという現象が確認されているが、図４Ｂ
に示すようにエッチング加工等で接合面に段差や穴が形
成されている場合には、静電気力による接合の進行がそ
の段差部や穴部で終了してしまい、それ以上接合できな
いという問題があった。
【０００７】この発明の目的は従来の欠点を除去し、接
合雰囲気を真空にすることなく、接合面に段差や穴が形
成されているウエハにおいても良好に接合することがで
きるアノーディックボンディング装置を提供することに
ある。
合雰囲気を真空にすることなく、接合面に段差や穴が形
成されているウエハにおいても良好に接合することがで
きるアノーディックボンディング装置を提供することに
ある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明は２枚のウエハ
状のシリコンとガラスとを接合するアノーディックボン
ディング装置に、接合部の各部をほぼ均一に加圧する加
圧手段を設けたものである。さらに、その加圧手段を２
枚の重ねられたウエハ状シリコン及びガラスが配される
共通の電極と、重ねられたウエハ状シリコン及びガラス
上にほぼ均一に分布して対接される複数の加圧子と、こ
れら各加圧子と固定部との間に介在され、加圧子を電極
側に偏倚する複数のコイルばねとにより構成したもので
ある。
状のシリコンとガラスとを接合するアノーディックボン
ディング装置に、接合部の各部をほぼ均一に加圧する加
圧手段を設けたものである。さらに、その加圧手段を２
枚の重ねられたウエハ状シリコン及びガラスが配される
共通の電極と、重ねられたウエハ状シリコン及びガラス
上にほぼ均一に分布して対接される複数の加圧子と、こ
れら各加圧子と固定部との間に介在され、加圧子を電極
側に偏倚する複数のコイルばねとにより構成したもので
ある。
【０００９】
【作用】上記のように構成されたこの発明では、加圧手
段による加圧によって、接合面のうねりやそりを矯正す
ることができ、接合部各部の接触間隔をほぼ均一にする
ことができる。
段による加圧によって、接合面のうねりやそりを矯正す
ることができ、接合部各部の接触間隔をほぼ均一にする
ことができる。
【００１０】
【実施例】この発明の一実施例を図面を参照して説明す
る。図１はこの発明によるアノーディックボンディング
装置に、接合すべきシリコンウエハ１１とガラスウエハ
１２とが取付けられた状態を示したものである。この例
ではシリコンウエハ１１及びガラスウエハ１２の各接合
面にはそれぞれ凹部２１，２２が互いに対向して複数形
成されており、これら凹部２１，２２を除く部分が接合
される。
る。図１はこの発明によるアノーディックボンディング
装置に、接合すべきシリコンウエハ１１とガラスウエハ
１２とが取付けられた状態を示したものである。この例
ではシリコンウエハ１１及びガラスウエハ１２の各接合
面にはそれぞれ凹部２１，２２が互いに対向して複数形
成されており、これら凹部２１，２２を除く部分が接合
される。
【００１１】シリコンウエハ１１とガラスウエハ１２と
は対応する接合部２３，２４が位置決めされて重ねら
れ、共通電極２５上に、シリコンウエハ１１の外側面が
共通電極２５と接して配置される。共通電極２５は
（＋）電極とされ、配線２６により電源（図示せず）の
（＋）端子と接続されている。共通電極２５は両ウエハ
の大きさより大きな板状体とされる。
は対応する接合部２３，２４が位置決めされて重ねら
れ、共通電極２５上に、シリコンウエハ１１の外側面が
共通電極２５と接して配置される。共通電極２５は
（＋）電極とされ、配線２６により電源（図示せず）の
（＋）端子と接続されている。共通電極２５は両ウエハ
の大きさより大きな板状体とされる。
【００１２】ガラスウエハ１２の外側面に、その外側面
にほぼ均一に分布されて複数の加圧子２７が対接され
る。この例では各加圧子２７は両ウエハの各接合部２
３，２４に対応する位置にそれぞれ位置決めされてほぼ
均一に分布されている。各加圧子２７のガラスウエハ１
２との対接面と反対側の面には支持軸２８がそれぞれ一
体に突設されており、これら支持軸２８の遊端側は固定
部２９に貫通形成されているガイド穴３１にそれぞれ挿
通されている。
にほぼ均一に分布されて複数の加圧子２７が対接され
る。この例では各加圧子２７は両ウエハの各接合部２
３，２４に対応する位置にそれぞれ位置決めされてほぼ
均一に分布されている。各加圧子２７のガラスウエハ１
２との対接面と反対側の面には支持軸２８がそれぞれ一
体に突設されており、これら支持軸２８の遊端側は固定
部２９に貫通形成されているガイド穴３１にそれぞれ挿
通されている。
【００１３】固定部２９は共通電極２５とほぼ平行に対
向する板状体とされ、この固定部２９と各加圧子２７と
の間にコイルばね３２がそれぞれその軸心が支持軸２８
に挿通されて介在される。各コイルばね３２は加圧子２
７をそれぞれ共通電極２５側に偏倚するように作用す
る。なお、この例は各加圧子２７が（−）電極を兼ねる
構成としたものであり、即ち複数の（−）電極がガラス
ウエハ１２の外側面にほぼ均一に分布した構造となって
いる。各加圧子２７の支持軸２８は配線３３を介して電
源の（−）端子に接続されている。
向する板状体とされ、この固定部２９と各加圧子２７と
の間にコイルばね３２がそれぞれその軸心が支持軸２８
に挿通されて介在される。各コイルばね３２は加圧子２
７をそれぞれ共通電極２５側に偏倚するように作用す
る。なお、この例は各加圧子２７が（−）電極を兼ねる
構成としたものであり、即ち複数の（−）電極がガラス
ウエハ１２の外側面にほぼ均一に分布した構造となって
いる。各加圧子２７の支持軸２８は配線３３を介して電
源の（−）端子に接続されている。
【００１４】共通電極２５と固定部２９とはその対向間
隔が調節可能とされて周縁部が互いに結合される。即
ち、図１に示すように、固定部２９及び共通電極２５に
は互いに対向する取付穴３４，３５がそれぞれ貫通形成
されており、ボルト３６を取付穴３４に絶縁スペーサ３
７を介して挿通し、さらにその先端を取付穴３５に挿通
させて、ナット３８を螺合させることにより、ボルト３
６を介して共通電極２５と固定部２９とが連結される。
ボルト３６による連結は、共通電極２５、固定部２９が
例えば円板状の場合にはその円周上９０°間隔の４点、
矩形状の場合にはその４隅とすればよい。
隔が調節可能とされて周縁部が互いに結合される。即
ち、図１に示すように、固定部２９及び共通電極２５に
は互いに対向する取付穴３４，３５がそれぞれ貫通形成
されており、ボルト３６を取付穴３４に絶縁スペーサ３
７を介して挿通し、さらにその先端を取付穴３５に挿通
させて、ナット３８を螺合させることにより、ボルト３
６を介して共通電極２５と固定部２９とが連結される。
ボルト３６による連結は、共通電極２５、固定部２９が
例えば円板状の場合にはその円周上９０°間隔の４点、
矩形状の場合にはその４隅とすればよい。
【００１５】接合すべきシリコンウエハ１１及びガラス
ウエハ１２の共通電極２５上への設置は、ナット３８の
螺合をゆるめて共通電極２５と固定部２９との間隔を広
げることによって行うことができる。両ウエハを設置し
た後、ナット３８の螺合を進めれば、共通電極２５と固
定部２９との間隔が狭くなり、コイルばね３２の弾性力
によって各加圧子２７に荷重が与えられて両ウエハが密
接され、よって接合部２３，２４各部を加圧することが
できる。
ウエハ１２の共通電極２５上への設置は、ナット３８の
螺合をゆるめて共通電極２５と固定部２９との間隔を広
げることによって行うことができる。両ウエハを設置し
た後、ナット３８の螺合を進めれば、共通電極２５と固
定部２９との間隔が狭くなり、コイルばね３２の弾性力
によって各加圧子２７に荷重が与えられて両ウエハが密
接され、よって接合部２３，２４各部を加圧することが
できる。
【００１６】接合部２３，２４各部に干渉縞が観察され
なくなるまで加圧を進めることにより、接合部２３，２
４各部の接触間隔を狭く、かつ均一にすることができ、
この状態でアノーディックボンディングを行えば全ての
接合部２３，２４が良好に接合される。なお、加圧子２
７に与える荷重は例えば２〜３Ｎとされる。
なくなるまで加圧を進めることにより、接合部２３，２
４各部の接触間隔を狭く、かつ均一にすることができ、
この状態でアノーディックボンディングを行えば全ての
接合部２３，２４が良好に接合される。なお、加圧子２
７に与える荷重は例えば２〜３Ｎとされる。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
アノーディックボンディング装置に接合部の各部をほぼ
均一に加圧する加圧手段を設けたことにより、接合部各
部のうねりやそりを矯正して接合部各部の接触間隔を狭
く、かつほぼ均一にすることができるため、接合雰囲気
を真空にすることなく、接合面に段差や穴が形成されて
いるウエハにおいても各接合部を良好に接合することが
できる。
アノーディックボンディング装置に接合部の各部をほぼ
均一に加圧する加圧手段を設けたことにより、接合部各
部のうねりやそりを矯正して接合部各部の接触間隔を狭
く、かつほぼ均一にすることができるため、接合雰囲気
を真空にすることなく、接合面に段差や穴が形成されて
いるウエハにおいても各接合部を良好に接合することが
できる。
【００１８】なお、図２に示した従来のアノーディック
ボンディング装置においては、一対の電極をウエハ中央
部に対接させるものであったため、電圧降下によってウ
エハ外周部における電界が減少するという問題があった
が、図１に示したこの発明による一実施例のように、各
加圧子が電極を兼ねるものとして、接合すべき両ウエハ
の互いの外側面の一方に複数の電極をほぼ均一に分布さ
せ、他方の外側面には他方の電極を全面対接させるよう
にすれば、各接合部におけるウエハ間の電界をほぼ均一
にすることができ、即ちウエハ外周部の電界不足を解消
することができるため、それによる接合不良を大幅に低
減することができる。
ボンディング装置においては、一対の電極をウエハ中央
部に対接させるものであったため、電圧降下によってウ
エハ外周部における電界が減少するという問題があった
が、図１に示したこの発明による一実施例のように、各
加圧子が電極を兼ねるものとして、接合すべき両ウエハ
の互いの外側面の一方に複数の電極をほぼ均一に分布さ
せ、他方の外側面には他方の電極を全面対接させるよう
にすれば、各接合部におけるウエハ間の電界をほぼ均一
にすることができ、即ちウエハ外周部の電界不足を解消
することができるため、それによる接合不良を大幅に低
減することができる。
【図１】この発明によるアノーディックボンディング装
置の一実施例を示す断面図。
置の一実施例を示す断面図。
【図２】従来のアノーディックボンディング装置の構成
を説明するための図。
を説明するための図。
【図３】従来のアノーディックボンディング装置による
接合不良を示す平面図。
接合不良を示す平面図。
【図４】Ａは接合の進行を説明するための図、Ｂは接合
の進行が停止することを説明するための図。
の進行が停止することを説明するための図。
１１ シリコンウエハ １２ ガラスウエハ ２３，２４ 接合部 ２５ 共通電極 ２７ 加圧子 ２９ 固定部 ３２ コイルばね
Claims (2)
- 【請求項１】 ２枚のウエハ状のシリコンとガラスとを
接合するアノーディックボンディング装置において、 接合部の各部をほぼ均一に加圧する加圧手段が設けられ
ているアノーディックボンディング装置。 - 【請求項２】 上記加圧手段は上記２枚の重ねられたウ
エハ状シリコン及びガラスが配される共通の電極と、上
記重ねられたウエハ状シリコン及びガラス上にほぼ均一
に分布して対接される複数の加圧子と、これら各加圧子
と固定部との間に介在され、加圧子を上記電極側に偏倚
する複数のコイルばねとからなることを特徴とする請求
項１記載のアノーディックボンディング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28669993A JP3577547B2 (ja) | 1993-11-16 | 1993-11-16 | アノーディックボンディング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28669993A JP3577547B2 (ja) | 1993-11-16 | 1993-11-16 | アノーディックボンディング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07142298A true JPH07142298A (ja) | 1995-06-02 |
| JP3577547B2 JP3577547B2 (ja) | 2004-10-13 |
Family
ID=17707845
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28669993A Expired - Fee Related JP3577547B2 (ja) | 1993-11-16 | 1993-11-16 | アノーディックボンディング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3577547B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09283392A (ja) * | 1996-04-10 | 1997-10-31 | Seiko Epson Corp | 基板の重ね合わせ方法及び装置 |
| JP2011049324A (ja) * | 2009-08-26 | 2011-03-10 | Seiko Instruments Inc | 陽極接合方法、及び圧電振動子の製造方法 |
-
1993
- 1993-11-16 JP JP28669993A patent/JP3577547B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09283392A (ja) * | 1996-04-10 | 1997-10-31 | Seiko Epson Corp | 基板の重ね合わせ方法及び装置 |
| JP2011049324A (ja) * | 2009-08-26 | 2011-03-10 | Seiko Instruments Inc | 陽極接合方法、及び圧電振動子の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3577547B2 (ja) | 2004-10-13 |
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|---|---|---|---|
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| A521 | Written amendment |
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