JPWO2012105474A1 - 接合面作製方法、接合基板、基板接合方法、接合面作製装置、及び基板接合体 - Google Patents
接合面作製方法、接合基板、基板接合方法、接合面作製装置、及び基板接合体 Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2012105474A1 JPWO2012105474A1 JP2012555850A JP2012555850A JPWO2012105474A1 JP WO2012105474 A1 JPWO2012105474 A1 JP WO2012105474A1 JP 2012555850 A JP2012555850 A JP 2012555850A JP 2012555850 A JP2012555850 A JP 2012555850A JP WO2012105474 A1 JPWO2012105474 A1 JP WO2012105474A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- bonding
- particles
- bonded
- metal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 660
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 208
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title description 13
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 408
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 196
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 193
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 191
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 claims abstract description 118
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims abstract description 90
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 133
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 130
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 claims description 99
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 86
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 86
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 86
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 81
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 55
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 51
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 36
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 21
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 claims description 12
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 6
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 5
- 239000011856 silicon-based particle Substances 0.000 claims description 4
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 claims description 3
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 claims description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 claims description 2
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 claims 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 35
- 239000010408 film Substances 0.000 description 31
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 30
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 30
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 27
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 25
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 24
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 22
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 18
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 15
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 12
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 11
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 11
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 10
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 8
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 8
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 7
- 239000013590 bulk material Substances 0.000 description 7
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 7
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 7
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 7
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 7
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 7
- 238000001994 activation Methods 0.000 description 6
- 230000006870 function Effects 0.000 description 6
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 6
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 6
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 5
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 5
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 5
- 241000252073 Anguilliformes Species 0.000 description 4
- 238000005430 electron energy loss spectroscopy Methods 0.000 description 4
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 4
- 238000004627 transmission electron microscopy Methods 0.000 description 4
- -1 argon ions Chemical class 0.000 description 3
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 238000012966 insertion method Methods 0.000 description 3
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000676 Si alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 2
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 239000013528 metallic particle Substances 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 2
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 2
- 238000003917 TEM image Methods 0.000 description 1
- 238000005411 Van der Waals force Methods 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000005280 amorphization Methods 0.000 description 1
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 229910001423 beryllium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- RJCRUVXAWQRZKQ-UHFFFAOYSA-N oxosilicon;silicon Chemical compound [Si].[Si]=O RJCRUVXAWQRZKQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000006335 response to radiation Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- SBEQWOXEGHQIMW-UHFFFAOYSA-N silicon Chemical compound [Si].[Si] SBEQWOXEGHQIMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B38/00—Ancillary operations in connection with laminating processes
- B32B38/08—Impregnating
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/20—Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth solid phase epitaxy
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
- B23K1/20—Preliminary treatment of work or areas to be soldered, e.g. in respect of a galvanic coating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/14—Preventing or minimising gas access, or using protective gases or vacuum during welding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/16—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating with interposition of special material to facilitate connection of the parts, e.g. material for absorbing or producing gas
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/24—Preliminary treatment
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
- B32B7/04—Interconnection of layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
- H01J37/317—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02041—Cleaning
- H01L21/02043—Cleaning before device manufacture, i.e. Begin-Of-Line process
- H01L21/02046—Dry cleaning only
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/20—Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth solid phase epitaxy
- H01L21/2003—Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth solid phase epitaxy characterised by the substrate
- H01L21/2007—Bonding of semiconductor wafers to insulating substrates or to semiconducting substrates using an intermediate insulating layer
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67092—Apparatus for mechanical treatment
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
- H01L21/67115—Apparatus for thermal treatment mainly by radiation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/76—Making of isolation regions between components
- H01L21/762—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers
- H01L21/7624—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using semiconductor on insulator [SOI] technology
- H01L21/76251—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using semiconductor on insulator [SOI] technology using bonding techniques
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/12—Mountings, e.g. non-detachable insulating substrates
- H01L23/14—Mountings, e.g. non-detachable insulating substrates characterised by the material or its electrical properties
- H01L23/15—Ceramic or glass substrates
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/52—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
- H01L23/522—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body
- H01L23/525—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body with adaptable interconnections
- H01L23/5252—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body with adaptable interconnections comprising anti-fuses, i.e. connections having their state changed from non-conductive to conductive
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
- B23K2101/36—Electric or electronic devices
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/06—Sources
- H01J2237/08—Ion sources
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/20—Positioning, supporting, modifying or maintaining the physical state of objects being observed or treated
- H01J2237/202—Movement
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/30—Electron or ion beam tubes for processing objects
- H01J2237/31—Processing objects on a macro-scale
- H01J2237/3165—Changing chemical properties
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/12—Mountings, e.g. non-detachable insulating substrates
- H01L23/14—Mountings, e.g. non-detachable insulating substrates characterised by the material or its electrical properties
- H01L23/147—Semiconductor insulating substrates
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/26—Web or sheet containing structurally defined element or component, the element or component having a specified physical dimension
- Y10T428/263—Coating layer not in excess of 5 mils thick or equivalent
- Y10T428/264—Up to 3 mils
- Y10T428/265—1 mil or less
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
- Y10T428/31678—Of metal
Abstract
Description
接合面が形成された基板(「接合基板」)を作製する接合基板作製方法であって、
基板の表面を、エネルギー粒子を含む放射粒子で照射して表面処理する表面処理ステップと、
前記表面処理された基板表面上に、シリコン薄膜を形成することにより、前記接合基板を作製するステップと、
を有する接合基板作製方法を提供する。この構成(シリコン薄膜インサート式接合基板作製法)から得られる予想外の効果は、異なるプロセス(図2)に対する接合強度比較グラフ(図4)から読み取ることができる。
好ましくは、前記表面処理ステップは、前記基板表面を、金属粒子を含む放射粒子で照射する処理を含む。この構成の予想外の効果は、当該プロセスC、E(図2)に対する接合強度C、E(図4)で実証される。
接合面が形成された基板(「接合基板」)を作製する接合基板作製装置であって、
プロセスチャンバと、
前記プロセスチャンバ(プロセス室)内に配置され、前記基板の表面を、エネルギー粒子を含む放射粒子で照射して表面処理するエネルギー粒子源と、
前記プロセスチャンバ内に配置され、前記表面処理された基板表面上に、シリコン薄膜を形成するシリコン源と、
を有する接合基板作製装置を提供する。この装置は、本発明のシリコン薄膜インサート式接合基板作製法に適用できる。
接合面が形成された基板(「接合基板」)を作製する接合基板作製装置であって、
エネルギー粒子を含む放射粒子を放射するエネルギー粒子源と、
シリコン源と、
前記エネルギー粒子源の姿勢を制御する姿勢制御装置と、
を備え、
前記姿勢制御装置は、
表面処理モードにおいて、前記エネルギー粒子源に第1の姿勢をとらせて、前記エネルギー粒子源からの放射粒子を基板表面に向け、
前記基板表面にシリコン薄膜が形成されるシリコン薄膜形成モードにおいて、前記エネルギー粒子源に第2の姿勢をとらせて、前記エネルギー粒子源からの放射粒子を前記シリコン源に向け、
前記シリコン源は、
前記シリコン薄膜形成モードにおいて、前記エネルギー粒子源からの放射粒子に応答して、前記基板表面に向けてシリコン粒子を放射する姿勢におかれる、接合基板作製装置を提供する。この構成は、スパッタベースのシリコン薄膜インサート式接合基板作製法を実施するのに好適な接合基板作製装置を提供する。エネルギー粒子源は、姿勢制御装置と協働して、2つの機能を兼ね備え、表面処理モード下では、基板に放射されるエネルギー粒子源として機能するとともに、シリコン薄膜形成モード下では、シリコン源に対するスパッタ式駆動源として機能する。
基板接合体であって、
一対の、互いに接合される基板と、
前記一対の基板の間に、シリコンを主成分とする界面層と、
を有し、
前記界面層と、前記一対の基板の少なくとも一の基板との間に金属が含まれ、
前記基板間の接合強度は、0.5J/m2以上である、
基板接合体を提供する。
以下、好ましい実施形態について本発明を詳細に説明する。しかしながら、これらの特定の実施形態は、単に例示を目的としたものであり、本発明を限定する意図でなされたものではない。本発明の諸原理、上記およびその他の目的、特徴、利点は、図面を参照してなされる以下の詳細な説明から一層明らかになろう。
図1は、基板接合システムG00の外観を示したものである。同システムG00は、典型的に、ロードロック装置G02、接合基板作製装置G01および基板接合装置G03を備える。なお、システムG00の外観自体または外観の詳細は、本発明の一部を構成しない。
従来技術において、基板接合装置G03は、真空状態の雰囲気をプロセス要件とし、接合基板同士の接合(貼り合わせ)は、所定の真空下で実施される。後述するように、本発明の一側面によれば、基板接合装置G03は、真空の雰囲気を要しない。本発明の好ましい実施形態において、接合基板作製装置G01が作製する接合基板は、真空の雰囲気下での接合を要しない。したがって、本発明の実施形態において、基板接合装置G03は、接合基板作製装置G01から分離した独立装置であってよい。
このエネルギー粒子は、不活性粒子であってよく、好ましくはアルゴンを含む。
この金属粒子は、好ましくは遷移金属であり、さらに好ましくは鉄である。
接合プロセス後、基板接合体AからEを、基板接合システムG00から大気中へ取り出し、ブレード挿入法により、各基板接合体の接合エネルギーを測定した。基板接合体AからEそれぞれについての、複数の測定による平均値を、図4に示す。
可視光はシリコン基板を透過しないが、赤外線は透過する。したがって、接合状態をしらべるために赤外線の透過を観察する手法を用いることができる。基板が密接に接合していない箇所は、空隙いわゆるボイドが形成されるので、基板が密接に接合している箇所と比べて、赤外線の光路長が異なる。基板の赤外線の透過画像をみると、基板が密接に接合しているか否かは、透過光の濃淡として表れる。
図8は、基板接合体Eの接合界面付近の透過型電子顕微鏡法による微細構造を示すものである。具体例において、基板Eは、出発材料であるシリコン基板(L10)上に、シリコン酸化膜L01の表面が形成され、工程1により照射され(L02)、その表面にシリコン薄膜(L03)が形成され、そのシリコン薄膜が工程1により照射された(L04)基板である。同様に処理した一対の基板E同士を接合することにより、それぞれの表面L04同士が接合し、基板接合体E(L10)が構成されている。
以降、実施形態に基づいた表面処理について、詳細に説明する。
実施形態によれば、接合面が形成された基板(「接合基板」)を作製する接合基板作製方法が提供される。この方法では、基板の表面を、エネルギー粒子を含む放射粒子で照射して表面処理する第1の表面処理ステップと、基板表面を、金属粒子を含む放射粒子で照射して表面処理する第2の表面処理ステップを有する。そして、これらステップの実施結果として前記接合基板が作製されるとともに、各ステップは、結合基板の表面層の母材中に金属粒子が分布するように、実施がコントロールされる。ここにおいて、第1の表面処理ステップと前記第2の表面処理ステップは同時に実施することができる。これについては、既に図3で述べたエネルギー粒子源兼金属粒子源H03について説明した。同時実施ではなく、エネルギー粒子放射を基板表面に当てた後で、金属粒子放射を基板表面に与える順次プロセスが使用できる。アプリケーションにあわせて、エネルギー粒子源兼金属粒子源H03の使用、または、エネルギー粒子源の動作に続けられる金属粒子源の動作を使用することができる。
一実施形態に基づいた表面処理は、エネルギー放射粒子で基板表面を照射するプロセスである。一般に、基板本来の固体材料の表面には、一定量の酸化物と、酸化物以外のものが形成あるいは付着している。酸化物は、基板材料が、大気中の酸素や、ウェットプロセス中の水と反応することで形成されることが多い。シリコンの場合、ほとんどがSiO2である。酸化物以外のものは、大気中の微細粒子が付着したり、種々のプロセス中の化学物質が表面に付着あるいは基板材料と反応し形成するものである。様々の形態、種類があり、本明細書では、単に「不純物」と呼ぶこととする。
例えば、本表面処理後、表面層FG04の鉄含有量5原子%の基板を、気圧を真空から大気圧にした後に、接合した場合、高い接合強度が得られた。
図4に関してシリコン薄膜挿入式の形成について説明した。特に、図4のグラフに示した例では、基板(表層部)材料は酸化シリコンであった。すなわち、出発基板の材料は、シリコンであるが、表面を熱酸化し酸化シリコンを形成しており、本願発明の構成上、基板は酸化シリコンとしての実施例である。これに対して、接合面にシリコン薄膜挿入を行わない、以下の具体例では、酸化シリコン以外の材料を基板として用いた。
本実施例では、一の基板としてシリコン基板を用い、熱酸化等のプロセスをせずに、接合表面作製を行い、他の基板として、シリコン基板を用い、シリコン基板表面に窒化シリコンを形成した後に、接合表面作製を行った。したがって、本実施例は、実質的に、シリコンと窒化シリコンとの接合表面作製、接合、および接合強度の測定結果を示すものである。
本実施例では、一の基板としてシリコン基板を用い、シリコン基板表面を熱酸化した後に、接合表面作製を行い、他の基板としてシリコン基板を用い、シリコン基板表面に窒化シリコンを形成した後に、接合表面作製を行った。したがって、本実施例は、実質的に、酸化シリコンと窒化シリコンとの接合表面作製、接合、および接合強度の測定結果を示すものである。
本実施例では、両方の基板としてシリコン基板を用い、いずれのシリコン基板表面に窒化シリコンを形成した後に、接合表面作製を行った。したがって、本実施例は、実質的に、窒化シリコンと窒化シリコンとの接合表面作製、接合、および接合強度の測定結果を示すものである。
以上の実施例のいずれにおいても、基板は、本発明に係る接合表面作製の処理が施された後に、真空中で、接合された。以下の実施例では、上記の窒化シリコン―窒化シリコンの実施例(図10のN04)と同様の接合表面作製の処理の後に、大気圧の雰囲気中で基板を接合した。
本詳細な説明の冒頭に、表面処理、接合面作製を実施し、基板同士を接合するための装置の構成の一実施例を述べた。以下、その他の装置構成の実施例について説明する。
(付記1)
接合面が形成された基板(「接合基板」)を作製する接合基板作製方法であって、
基板の表面を、エネルギー粒子を含む放射粒子で照射して表面処理する表面処理ステップと、
前記表面処理された基板表面上に、シリコン薄膜を形成することにより、前記接合基板を作製するステップと、
を有する接合基板作製方法。
(付記2)
前記形成されたシリコン薄膜の表面を、エネルギー粒子を含む放射粒子で照射して表面処理することにより前記接合基板を作製する第2の表面処理ステップをさらに有する、付記1に記載の接合基板作製方法。
(付記3)
前記表面処理ステップは、前記基板表面を、金属粒子を含む放射粒子で照射する処理を含む、付記1または2に記載の接合基板作製方法。
(付記3C)
シリコンターゲット面と金属粒子ターゲット面を備えた回転式のスパッタターゲットが用いられ、放射粒子によりシリコンターゲット面上のシリコンをスパッタして基板表面上にシリコン薄膜を形成し、放射粒子により金属粒子ターゲット面上の金属粒子をスパッタして基板表面上に金属粒子を放射する、付記3に記載の接合基板作製方法。
(付記d3)
前記表面処理ステップにおいて、前記基板表面を、前記エネルギー粒子を含む放射粒子で照射する処理と、前記基板表面を、前記金属粒子を含む放射粒子で照射する処理とは同時に実施される、付記3に記載の接合基板作製方法。
(付記d4)
前記表面処理ステップにおいて、前記基板表面を、前記エネルギー粒子を含む放射粒子で照射する処理の後、前記基板表面を、前記金属粒子を含む放射粒子で照射する処理が実施される、付記3に記載の接合基板作製方法。
(付記d5)
前記表面処理ステップにおいて、前記基板表面を、前記エネルギー粒子を含む放射粒子で照射する処理の後、前記基板表面を、前記金属粒子を含む放射粒子で照射する処理と並行して前記基板表面を、前記エネルギー粒子を含む放射粒子で照射する処理が実施される、付記3に記載の接合基板作製方法。
(付記d6)
前記形成されたシリコン薄膜の表面を、エネルギー粒子を含む放射粒子で照射して表面処理することにより前記接合基板を作製する第2の表面処理ステップをさらに有する、付記1からd5のいずれか一つに記載の接合基板作製方法。
(付記d7)
前記第2の表面処理ステップは、前記シリコン薄膜表面を、金属粒子を含む放射粒子で照射する処理を含む、付記2に記載の接合基板作製方法。
(付記d8)
前記第2の表面処理ステップにおいて、前記シリコン薄膜表面を、前記エネルギー粒子を含む放射粒子で照射する処理と、前記シリコン薄膜表面を、前記金属粒子を含む放射粒子で照射する処理とは同時に実施される、付記d7に記載の接合基板作製方法。
(付記d9)
前記表面処理ステップにおいて、前記シリコン薄膜表面を、前記エネルギー粒子を含む放射粒子で照射する処理の後、前記シリコン薄膜表面を、前記金属粒子を含む放射粒子で照射する処理が実施される、付記d7に記載の接合基板作製方法。
(付記d10)
前記表面処理ステップにおいて、前記シリコン薄膜表面を、前記エネルギー粒子を含む放射粒子で照射する処理の後、前記シリコン薄膜表面を、前記金属粒子を含む放射粒子で照射する処理と並行して前記シリコン薄膜表面を、前記エネルギー粒子を含む放射粒子で照射する処理が実施される、付記d7に記載の接合基板作製方法。
(付記4)
前記金属粒子は遷移金属である、付記3に記載の接合基板作製方法。
(付記5)
前記遷移金属は鉄である、付記4に記載の接合基板作製方法。
(付記d14)
前記エネルギー粒子は、不活性ガスイオンおよび/または中性原子であり、前記金属粒子は、金属イオン、金属中性原子および/またはクラスタである、付記3またはd7に記載の接合基板作製方法。
(付記d15)
前記第2の表面処理ステップが、エネルギー粒子を含む放射粒子でシリコン薄膜の表面を照射する処理と、金属粒子を含む放射粒子でシリコン薄膜の表面を照射する処理とを含む場合において、
前記接合基板の表面層は、主成分がシリコンであって、金属層を形成することなく、金属濃度を有し、金属が深さ方向に分散して存在する、付記d6に記載の結合基板作製方法。
(付記d16)
前記シリコン膜の形成は、スパッタ蒸着法、CVD法またはPVD法により実施される、付記1ないしd15のいずれか一つに記載の接合基板作製方法。
(付記d17)
前記エネルギー粒子を含む放射粒子は、本質的に前記エネルギー粒子のみからなる放射粒子である、付記1に記載の接合基板作製方法。
(付記d18)
前記金属性粒子を含む放射粒子は、本質的に前記金属粒子のみからなる放射粒子である、付記3に記載の接合基板作製方法。
(付記6)
付記1ないし5のいずれか一つに記載の方法により得られた接合基板を用意し、
前記接合基板同士を接合する、基板接合方法。
(付記7)
付記1ないし5のいずれか一つに記載の方法により得られた接合基板を用意し、
前記接合基板に接合すべき基板(「M基板」)を用意し、
前記接合基板と前記M基板とを接合する、基板接合方法。
(付記8)
前記基板の主材料は、ケイ素、酸化ケイ素、窒化ケイ素、サファイア、酸化アルミニウム、またはセラミックス材料である、付記5または6に記載の基板接合方法。
(付記9)
基板を接合する方法であって、
接合すべき一対の基板のうち少なくとも1つの基板には、付記1ないし5に記載の方法により接合面が形成され、
前記基板同士を10−5Pa以上の真空下または大気中で接合する、
基板接合方法。
(付記10)
接合面が形成された基板(「接合基板」)を作製する接合基板作製装置であって、
プロセスチャンバと、
前記プロセスチャンバ内に配置され、前記基板の表面を、エネルギー粒子を含む放射粒子で照射して表面処理するエネルギー粒子源と、
前記プロセスチャンバ内に配置され、前記表面処理された基板表面上に、シリコン薄膜を形成するシリコン源と、
を有する接合基板作製装置。
(付記11)
前記プロセスチャンバ内に配置され、前記基板の表面を、金属粒子を含む放射粒子で照射して表面処理する金属粒子源をさらに有する付記10に記載の接合基板作製装置。
(付記11C)
前記シリコン源と前記金属粒子源は、前記エネルギー粒子源からの放射粒子によりスパッタされるスパッタターゲットで構成され、前記スパッタターゲットは、複数の面を有する多角柱形状であって回転可能であり、少なくとも一面にはシリコンターゲットが設けられ、他の少なくとも一面には金属粒子ターゲットが設けられている、付記11に記載の接合基板作製装置。
(付記12)
前記金属粒子源は、金属体を有する、付記11に記載の接合基板作製装置。
(付記d24)
前記金属体は、コーン状の形状を有する、付記12に記載の接合基板作製装置。
(付記d25)
前記金属体は、グリッド状の形状を有する、付記12に記載の接合基板作製装置。
(付記13)
前記金属体は、前記エネルギー粒子源からの放射粒子によりスパッタされて金属放射粒子を生成する、付記12に記載の接合基板作製装置。
(付記14)
前記金属体は移動可能に構成される、付記12または13に記載の接合基板作製装置。
(付記d28)
前記金属体は、退避位置にあるとき、前記基板表面への金属放射粒子の供給を抑止する、付記14に記載の接合基板作製装置。
(付記15)
前記シリコン源は前記シリコン薄膜を形成するCVD装置である、付記10ないし14のいずれか一つに記載の接合基板作製装置。
(付記16)
前記シリコン源は前記シリコン薄膜を形成するPVD装置である、付記10ないし14のいずれか一つに記載の接合基板作製装置。
(付記17)
前記エネルギー粒子源は、ライン式イオンソースを備える、付記10ないし16のいずれか一つに記載の接合基板作製装置。
(付記18)
接合面が形成された基板(「接合基板」)を作製する接合基板作製装置であって、
エネルギー粒子を含む放射粒子を放射するエネルギー粒子源と、
シリコン源と、
前記エネルギー粒子源の姿勢を制御する姿勢制御装置と、
を備え、
前記姿勢制御装置は、
表面処理モードにおいて、前記エネルギー粒子源に第1の姿勢をとらせて、前記エネルギー粒子源からの放射粒子を基板表面に向け、
前記基板表面にシリコン薄膜が形成されるシリコン薄膜形成モードにおいて、前記エネルギー粒子源に第2の姿勢をとらせて、前記エネルギー粒子源からの放射粒子を前記シリコン源に向け、
前記シリコン源は、
前記シリコン薄膜形成モードにおいて、前記エネルギー粒子源からの放射粒子に応答して、前記基板表面に向けてシリコン粒子を放射する姿勢におかれる、
接合基板作製装置。
(付記19)
前記姿勢制御装置は、前記エネルギー粒子源を回転可能に支持する機構部品を備える、付記18に記載の接合基板作製装置。
(付記20)
前記基板の表面を、金属粒子を含む放射粒子で照射して表面処理する金属粒子源をさらに有する付記18または19に記載の接合基板作製装置。
(付記21)
前記金属粒子源は、金属体を有する、付記20に記載の接合基板作製装置。
(付記d36)
前記基板を移動可能に支持するキャリアを備える、付記18ないし20のいずれか一つに記載の接合基板作製装置。
(付記22)
基板接合体であって、
一対の、互いに接合される基板と、
前記一対の基板の間に、シリコンを主成分とする界面層と、
を有し、
前記界面層と、前記一対の基板の少なくとも一の基板との間に金属が含まれ、
前記基板間の接合強度は、0.5J/m2以上である、
基板接合体。
(付記d37)
前記基板間の接合強度は、1.0J/m2以上である、付記22に記載の基板接合体。
(付記23)
前記界面層と、前記一対の基板の各々の基板との間に金属が含まれる、付記22に記載の基板接合体。
(付記24)
前記界面層は、中央部に金属を含有する、付記22または23に記載の基板接合体。
(付記d38)
前記基板間の接合強度は、1.0J/m2以上である、付記22に記載の基板接合体。
(付記25)
前記各金属は、遷移金属である、付記22ないし24のいずれか一つに記載の基板接合体。
(付記26)
前記遷移金属は、鉄である付記25に記載の基板接合体。
(付記27)
前記界面層には、金属層は形成されず、金属濃度が分散している、付記22ないし26のいずれか一つに記載の基板接合体。
dリスト
(付記d3)
前記表面処理ステップにおいて、前記基板表面を、前記エネルギー粒子を含む放射粒子で照射する処理と、前記基板表面を、前記金属粒子を含む放射粒子で照射する処理とは同時に実施される、付記2に記載の接合基板作製方法。
(付記d4)
前記表面処理ステップにおいて、前記基板表面を、前記エネルギー粒子を含む放射粒子で照射する処理の後、前記基板表面を、前記金属粒子を含む放射粒子で照射する処理が実施される、付記2に記載の接合基板作製方法。
(付記d5)
前記表面処理ステップにおいて、前記基板表面を、前記エネルギー粒子を含む放射粒子で照射する処理の後、前記基板表面を、前記金属粒子を含む放射粒子で照射する処理と並行して前記基板表面を、前記エネルギー粒子を含む放射粒子で照射する処理が実施される、付記2に記載の接合基板作製方法。
(付記d6)
前記形成されたシリコン薄膜の表面を、エネルギー粒子を含む放射粒子で照射して表面処理することにより前記接合基板を作製する第2の表面処理ステップをさらに有する、付記1から5のいずれか一つに記載の接合基板作製方法。
(付記d7)
前記第2の表面処理ステップは、前記シリコン薄膜表面を、金属粒子を含む放射粒子で照射する処理を含む、付記6に記載の接合基板作製方法。
(付記d8)
前記第2の表面処理ステップにおいて、前記シリコン薄膜表面を、前記エネルギー粒子を含む放射粒子で照射する処理と、前記シリコン薄膜表面を、前記金属粒子を含む放射粒子で照射する処理とは同時に実施される、付記7に記載の接合基板作製方法。
(付記d9)
前記表面処理ステップにおいて、前記シリコン薄膜表面を、前記エネルギー粒子を含む放射粒子で照射する処理の後、前記シリコン薄膜表面を、前記金属粒子を含む放射粒子で照射する処理が実施される、付記7に記載の接合基板作製方法。
(付記d10)
前記表面処理ステップにおいて、前記シリコン薄膜表面を、前記エネルギー粒子を含む放射粒子で照射する処理の後、前記シリコン薄膜表面を、前記金属粒子を含む放射粒子で照射する処理と並行して前記シリコン薄膜表面を、前記エネルギー粒子を含む放射粒子で照射する処理が実施される、付記7に記載の接合基板作製方法。
(付記d14)
前記エネルギー粒子は、不活性ガスイオンおよび/または中性原子であり、前記金属粒子は、金属イオン、金属中性原子および/またはクラスタである、付記2または7に記載の接合基板作製方法。
(付記d15)
前記第2の表面処理ステップが、エネルギー粒子を含む放射粒子でシリコン薄膜の表面を照射する処理と、金属粒子を含む放射粒子でシリコン薄膜の表面を照射する処理とを含む場合において、
前記接合基板の表面層は、主成分がシリコンであって、金属層を形成することなく、金属濃度を有し、金属が深さ方向に分散して存在する、付記6に記載の結合基板作製方法。
(付記d16)
前記シリコン膜の形成は、スパッタ蒸着法、CVD法またはPVD法により実施される、付記1ないし15のいずれか一つに記載の接合基板作製方法。
(付記d17)
前記エネルギー粒子を含む放射粒子は、本質的に前記エネルギー粒子のみからなる放射粒子である、付記1に記載の接合基板作製方法。
(付記d18)
前記金属性粒子を含む放射粒子は、本質的に前記金属粒子のみからなる放射粒子である、付記2に記載の接合基板作製方法。
(付記d24)
前記金属体は、コーン状の形状を有する、付記12に記載の接合基板作製装置。
(付記d25)
前記金属体は、グリッド状の形状を有する、付記12に記載の接合基板作製装置。
(付記d28)
前記金属体は、退避位置にあるとき、前記基板表面への金属放射粒子の供給を抑止する、付記27に記載の接合基板作製装置。
(付記d36)
前記基板を移動可能に支持するキャリアを備える、付記18ないし20のいずれか一つに記載の接合基板作製装置。
(付記d38)
前記基板間の接合強度は、1.0J/m2以上である、付記22に記載の基板接合体。
(付記d41)
前記基板間の接合強度は、1.5J/m2以上である、付記22に記載の基板接合体。
Claims (27)
- 接合面が形成された基板(「接合基板」)を作製する接合基板作製方法であって、
基板の表面を、エネルギー粒子を含む放射粒子で照射して表面処理する表面処理ステップと、
前記表面処理された基板表面上に、シリコン薄膜を形成することにより、前記接合基板を作製するステップと、
を有する接合基板作製方法。 - 前記形成されたシリコン薄膜の表面を、エネルギー粒子を含む放射粒子で照射して表面処理することにより前記接合基板を作製する第2の表面処理ステップをさらに有する、請求項1に記載の接合基板作製方法。
- 前記表面処理ステップは、前記基板表面を、金属粒子を含む放射粒子で照射する処理を含む、請求項1または2に記載の接合基板作製方法。
- 前記金属粒子は遷移金属である、請求項3に記載の接合基板作製方法。
- 前記遷移金属は鉄である、請求項4に記載の接合基板作製方法。
- 請求項1ないし5のいずれか一項に記載の方法により得られた接合基板を用意し、
前記接合基板同士を接合する、基板接合方法。 - 請求項1ないし5のいずれか一項に記載の方法により得られた接合基板を用意し、
前記接合基板に接合すべき基板(「M基板」)を用意し、
前記接合基板と前記M基板とを接合する、基板接合方法。 - 前記基板の主材料は、ケイ素、酸化ケイ素、窒化ケイ素、サファイア、酸化アルミニウム、セラミックス材料、誘電体材料、強誘電体材料、または高分子材料である、請求項5または6に記載の基板接合方法。
- 基板を接合する方法であって、
接合すべき一対の基板のうち少なくとも1つの基板には、請求項1ないし5に記載の方法により接合面が形成され、
前記基板同士を10−5Pa以上の真空下または大気中で接合する、
基板接合方法。 - 接合面が形成された基板(「接合基板」)を作製する接合基板作製装置であって、
プロセスチャンバと、
前記プロセスチャンバ内に配置され、前記基板の表面を、エネルギー粒子を含む放射粒子で照射して表面処理するエネルギー粒子源と、
前記プロセスチャンバ内に配置され、前記表面処理された基板表面上に、シリコン薄膜を形成するシリコン源と、
を有する接合基板作製装置。 - 前記プロセスチャンバ内に配置され、前記基板の表面を、金属粒子を含む放射粒子で照射して表面処理する金属粒子源をさらに有する請求項10に記載の接合基板作製装置。
- 前記金属粒子源は、金属体を有する、請求項11に記載の接合基板作製装置。
- 前記金属体は、前記エネルギー粒子源からの放射粒子によりスパッタされて金属放射粒子を生成する、請求項12に記載の接合基板作製装置。
- 前記金属体は移動可能に構成される、請求項12または13に記載の接合基板作製装置。
- 前記シリコン源は前記シリコン薄膜を形成するCVD装置である、請求項10ないし14のいずれか一項に記載の接合基板作製装置。
- 前記シリコン源は前記シリコン薄膜を形成するPVD装置である、請求項10ないし14のいずれか一項に記載の接合基板作製装置。
- 前記エネルギー粒子源は、ライン式イオンソースを備える、
請求項10ないし16のいずれか一項に記載の接合基板作製装置。 - 接合面が形成された基板(「接合基板」)を作製する接合基板作製装置であって、
エネルギー粒子を含む放射粒子を放射するエネルギー粒子源と、
シリコン源と、
前記エネルギー粒子源の姿勢を制御する姿勢制御装置と、
を備え、
前記姿勢制御装置は、
表面処理モードにおいて、前記エネルギー粒子源に第1の姿勢をとらせて、前記エネルギー粒子源からの放射粒子を基板表面に向け、
前記基板表面にシリコン薄膜が形成されるシリコン薄膜形成モードにおいて、前記エネルギー粒子源に第2の姿勢をとらせて、前記エネルギー粒子源からの放射粒子を前記シリコン源に向け、
前記シリコン源は、
前記シリコン薄膜形成モードにおいて、前記エネルギー粒子源からの放射粒子に応答して、前記基板表面に向けてシリコン粒子を放射する姿勢におかれる、
接合基板作製装置。 - 前記姿勢制御装置は、前記エネルギー粒子源を回転可能に支持する機構部品を備える、請求項18に記載の接合基板作製装置。
- 前記基板の表面を、金属粒子を含む放射粒子で照射して表面処理する金属粒子源をさらに有する請求項18または19に記載の接合基板作製装置。
- 前記金属粒子源は、金属体を有する、請求項20に記載の接合基板作製装置。
- 基板接合体であって、
一対の、互いに接合される基板と、
前記一対の基板の間に、シリコンを主成分とする界面層と、
を有し、
前記界面層と、前記一対の基板の少なくとも一の基板との間に金属が含まれ、
前記基板間の接合強度は、0.5J/m2以上である、
基板接合体。 - 前記界面層と、前記一対の基板の各々の基板との間に金属が含まれる、
請求項22に記載の基板接合体。 - 前記界面層は、中央部に金属を含有する、請求項22または23に記載の基板接合体。
- 前記各金属は、遷移金属である、
請求項22ないし24のいずれか一項に記載の基板接合体。 - 前記遷移金属は、鉄である請求項25に記載の基板接合体。
- 前記界面層には、金属層は形成されず、金属濃度が分散している、請求項22ないし26のいずれか一項に記載の基板接合体。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011019060 | 2011-01-31 | ||
JP2011019060 | 2011-01-31 | ||
PCT/JP2012/051936 WO2012105474A1 (ja) | 2011-01-31 | 2012-01-30 | 接合面作製方法、接合基板、基板接合方法、接合面作製装置、及び基板接合体 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2012105474A1 true JPWO2012105474A1 (ja) | 2014-07-03 |
JP6122297B2 JP6122297B2 (ja) | 2017-04-26 |
Family
ID=46602688
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012555850A Active JP6122297B2 (ja) | 2011-01-31 | 2012-01-30 | 接合基板作成方法、基板接合方法、及び接合基板作成装置 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10166749B2 (ja) |
EP (1) | EP2672507B1 (ja) |
JP (1) | JP6122297B2 (ja) |
KR (1) | KR101985522B1 (ja) |
CN (1) | CN103460339B (ja) |
WO (1) | WO2012105474A1 (ja) |
Families Citing this family (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102010048043A1 (de) * | 2010-10-15 | 2012-04-19 | Ev Group Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zur Prozessierung von Wafern |
EP2837490B8 (en) * | 2012-04-10 | 2018-11-21 | Tadatomo Suga | Method for bonding polymer film to polymer film or inorganic material substrate, polymer film laminate, and laminate of polymer film and inorganic material substrate |
JP6037734B2 (ja) * | 2012-09-07 | 2016-12-07 | 三菱重工工作機械株式会社 | 常温接合装置および常温接合方法 |
JP5926401B2 (ja) * | 2013-05-31 | 2016-05-25 | 京セラ株式会社 | 複合基板およびその製造方法 |
JP6489016B2 (ja) * | 2013-07-26 | 2019-03-27 | コニカミノルタ株式会社 | 電子デバイスおよびその製造方法 |
JP6292606B2 (ja) * | 2013-10-29 | 2018-03-14 | 三菱重工工作機械株式会社 | 常温接合装置及び常温接合方法 |
US9870922B2 (en) | 2014-04-25 | 2018-01-16 | Tadatomo Suga | Substrate bonding apparatus and substrate bonding method |
CN111549327A (zh) | 2014-06-24 | 2020-08-18 | Ev 集团 E·索尔纳有限责任公司 | 用于衬底的表面处理的方法和设备 |
EP3171390A4 (en) * | 2014-07-16 | 2018-03-14 | Lan Technical Service Co., Ltd. | Thin substrate, method for manufacturing same, and method for transporting substrate |
JP6165127B2 (ja) | 2014-12-22 | 2017-07-19 | 三菱重工工作機械株式会社 | 半導体装置及び半導体装置の製造方法 |
CN105161515B (zh) * | 2015-08-11 | 2018-03-23 | 京东方科技集团股份有限公司 | 有机发光二极管显示面板及其封装方法、显示装置 |
US10373830B2 (en) * | 2016-03-08 | 2019-08-06 | Ostendo Technologies, Inc. | Apparatus and methods to remove unbonded areas within bonded substrates using localized electromagnetic wave annealing |
JP6344622B2 (ja) * | 2016-07-29 | 2018-06-20 | 三菱重工工作機械株式会社 | 基材接合方法 |
TWI608573B (zh) * | 2016-10-27 | 2017-12-11 | Crystalwise Tech Inc | Composite substrate bonding method |
JP6864310B2 (ja) * | 2016-10-31 | 2021-04-28 | ボンドテック株式会社 | 基板接合方法および基板接合装置 |
JP7287772B2 (ja) * | 2018-11-26 | 2023-06-06 | ランテクニカルサービス株式会社 | 透明基板の接合方法及び積層体 |
US11355564B2 (en) | 2019-12-04 | 2022-06-07 | Arolltech Co., Ltd. | AMOLED and micro-OLED for augmented reality and autostereoscopic 3D displays |
WO2022158520A1 (ja) * | 2021-01-21 | 2022-07-28 | ボンドテック株式会社 | 接合方法、接合装置および接合システム |
US20240066624A1 (en) * | 2021-01-21 | 2024-02-29 | Tadatomo Suga | Bonding method, bonder, and bonding system |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004343359A (ja) * | 2003-05-14 | 2004-12-02 | Fujitsu Media Device Kk | 弾性表面波素子の製造方法 |
JP2007535133A (ja) * | 2003-12-23 | 2007-11-29 | コミツサリア タ レネルジー アトミーク | オーミックコンタクトを介在させて形成することによって2つのプレートをシールするための方法 |
JP2008062267A (ja) * | 2006-09-06 | 2008-03-21 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 常温接合方法及び常温接合装置 |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB8417040D0 (en) * | 1984-07-04 | 1984-08-08 | Salford University Of | Modifying properties of material |
JPH0699317A (ja) | 1992-09-08 | 1994-04-12 | Hitachi Ltd | 接合方法 |
US5650378A (en) * | 1992-10-02 | 1997-07-22 | Fujikura Ltd. | Method of making polycrystalline thin film and superconducting oxide body |
US6022458A (en) * | 1992-12-07 | 2000-02-08 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of production of a semiconductor substrate |
JPH06196673A (ja) * | 1992-12-25 | 1994-07-15 | Canon Inc | 半導体基体の形成方法 |
JP2791429B2 (ja) | 1996-09-18 | 1998-08-27 | 工業技術院長 | シリコンウェハーの常温接合法 |
JP3848989B2 (ja) * | 2003-05-15 | 2006-11-22 | 唯知 須賀 | 基板接合方法および基板接合装置 |
US20070110917A1 (en) * | 2003-12-02 | 2007-05-17 | Bondtech, Inc | Bonding method, device formed by such method, surface activating unit and bonding apparatus comprising such unit |
US7638410B2 (en) * | 2005-10-03 | 2009-12-29 | Los Alamos National Security, Llc | Method of transferring strained semiconductor structure |
US7550366B2 (en) | 2005-12-02 | 2009-06-23 | Ayumi Industry | Method for bonding substrates and device for bonding substrates |
JP4162094B2 (ja) | 2006-05-30 | 2008-10-08 | 三菱重工業株式会社 | 常温接合によるデバイス、デバイス製造方法ならびに常温接合装置 |
JP5070557B2 (ja) | 2007-02-27 | 2012-11-14 | 武仁 島津 | 常温接合方法 |
JP5108369B2 (ja) * | 2007-05-07 | 2012-12-26 | 富士フイルム株式会社 | 撮像素子の製造方法及び撮像素子の駆動方法 |
JP2009010263A (ja) | 2007-06-29 | 2009-01-15 | Eiko Engineering Co Ltd | 基板接合装置 |
JP4348454B2 (ja) * | 2007-11-08 | 2009-10-21 | 三菱重工業株式会社 | デバイスおよびデバイス製造方法 |
JP5401661B2 (ja) | 2008-08-22 | 2014-01-29 | 株式会社ムサシノエンジニアリング | 原子拡散接合方法及び前記方法により接合された構造体 |
JP2010089514A (ja) * | 2009-12-24 | 2010-04-22 | Seiko Epson Corp | 接合膜付き基材、接合方法および接合体 |
-
2012
- 2012-01-30 WO PCT/JP2012/051936 patent/WO2012105474A1/ja active Application Filing
- 2012-01-30 EP EP12741936.4A patent/EP2672507B1/en active Active
- 2012-01-30 CN CN201280017012.4A patent/CN103460339B/zh active Active
- 2012-01-30 KR KR1020137023232A patent/KR101985522B1/ko active IP Right Grant
- 2012-01-30 US US13/982,686 patent/US10166749B2/en active Active
- 2012-01-30 JP JP2012555850A patent/JP6122297B2/ja active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004343359A (ja) * | 2003-05-14 | 2004-12-02 | Fujitsu Media Device Kk | 弾性表面波素子の製造方法 |
JP2007535133A (ja) * | 2003-12-23 | 2007-11-29 | コミツサリア タ レネルジー アトミーク | オーミックコンタクトを介在させて形成することによって2つのプレートをシールするための方法 |
JP2008062267A (ja) * | 2006-09-06 | 2008-03-21 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 常温接合方法及び常温接合装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR101985522B1 (ko) | 2019-06-03 |
US20140037945A1 (en) | 2014-02-06 |
JP6122297B2 (ja) | 2017-04-26 |
CN103460339B (zh) | 2017-05-31 |
WO2012105474A1 (ja) | 2012-08-09 |
CN103460339A (zh) | 2013-12-18 |
EP2672507B1 (en) | 2020-12-30 |
EP2672507A1 (en) | 2013-12-11 |
EP2672507A4 (en) | 2015-03-18 |
US10166749B2 (en) | 2019-01-01 |
KR20140053842A (ko) | 2014-05-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6122297B2 (ja) | 接合基板作成方法、基板接合方法、及び接合基板作成装置 | |
JP6163689B2 (ja) | 接合基板作製方法、基板接合方法、及び接合基板作製装置 | |
JP6617227B2 (ja) | 基板接合装置および基板接合方法 | |
US9962908B2 (en) | Method for bonding polymer film and polymer film, method for bonding polymer film and inorganic material substrate, polymer film laminate, and laminate of polymer film and inorganic material substrate | |
WO2016103846A1 (ja) | 半導体装置及び半導体装置の製造方法 | |
JP5392105B2 (ja) | 接合装置、接合方法および半導体装置 | |
JP3124508B2 (ja) | 窒化物表面の改質方法及びその方法により表面改質された窒化物 | |
JP6436455B2 (ja) | 基板表面処理装置及び方法 | |
JP6864310B2 (ja) | 基板接合方法および基板接合装置 | |
JP5649441B2 (ja) | 金属膜を埋め込む工程を有する電子部品の製造方法 | |
TW201409737A (zh) | 太陽電池之製造方法及電漿處理裝置 | |
JP4312069B2 (ja) | セラミックスヒーターの製造方法 | |
Aristov et al. | Microfabrication of ultrathin free-standing platinum foils | |
JP3957810B2 (ja) | 銅薄膜形成方法 | |
CN112981332A (zh) | 成膜方法及成膜装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
AA64 | Notification of invalidation of claim of internal priority (with term) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A241764 Effective date: 20131008 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20131016 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20141222 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150129 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150129 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160510 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160708 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20161220 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170213 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170307 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170331 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6122297 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117 |
|
R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
|
R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
|
R371 | Transfer withdrawn |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |