KR20100095001A

KR20100095001A - 상온 접합 장치 및 상온 접합 방법

Info

Publication number: KR20100095001A
Application number: KR1020107014400A
Authority: KR
Inventors: 마사또 기노우찌; 다까유끼 고또오; 사또시 다와라; 다께시 쯔노; 쥰 우쯔미; 겐스께 이데; 다께노리 스즈끼
Original assignee: 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
Priority date: 2008-01-09
Filing date: 2008-09-29
Publication date: 2010-08-27
Also published as: US8985175B2; KR101291463B1; CN101909803A; TW200935493A; TWI438822B; WO2009087796A1; CN101909803B; EP2241398A1; EP2241398A4; JP4288297B1; JP2009164457A; EP2241398B1; CA2711227A1; US20110083801A1

Abstract

상온 접합 장치는 배기 장치와 가스 공급 장치와 압력계와 청정화 장치와 압력 컨트롤러와 압접 기구를 구비하고 있다. 그 배기 장치는 챔버의 내부로부터 기체를 배기한다. 그 가스 공급 장치는 그 챔버의 내부에 도입 가스를 공급한다. 그 압력계는 그 챔버의 내부의 압력을 측정한다. 그 청정화 장치는 그 측정된 압력이 소정의 진공도에 있을 때에, 그 챔버의 내부에서 제1 기판과 제2 기판을 청정화한다. 그 압력 컨트롤러는 그 측정된 압력이 목표 압력에 일치하도록, 그 배기 장치와 그 가스 공급 장치의 양쪽을 제어한다. 그 압접 기구는 그 측정된 압력이 그 목표 압력일 때에, 그 챔버의 내부에서 그 제1 기판과 제2 기판을 압접한다.

Description

상온 접합 장치 및 상온 접합 방법 {COLD JOINTING APPARATUS, AND COLD JOINTING METHOD}

본 발명은 상온 접합 장치 및 상온 접합 방법에 관한 것으로, 특히 챔버의 내부의 압력을 제어하여 상온 접합할 때에 이용되는 상온 접합 장치 및 상온 접합 방법에 관한 것이다.

미세한 전기 부품이나 기계 부품을 집적화한 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)가 알려져 있다. 그 MEMS로서는, 마이크로 머신, 압력 센서, 초소형 모터 등이 예시된다. 그 MEMS는 캔틸레버로 예시되는 진동 구조가 밀봉되어 형성되어 있다. 이와 같은 MEMS는 그 진동 구조의 진동의 감쇠율이 다양해지도록 제조되는 것이 요망되고 있다. 그 진동 구조는 그 진동 구조가 밀봉되는 분위기로 충전되는 기체의 압력에 의해, 그 진동의 감쇠율이 변화되는 것이 알려져 있다. 그 압력은 기판이 MEMS에 상온 접합될 때의 분위기의 압력에 대략 일치하고 있다. 이로 인해, 상온 접합하는 분위기를 생성하는 챔버의 내부의 압력을 보다 광범위하고 보다 고정밀도로 제어하는 것이 기대되고 있다.

일본 특허 출원 공개 제2006-134900호 공보에는, 접합 이전에는 접합부끼리를 확실하게 접합에 적합한 청정한 상태로 하여, 용이하게 상온 접합까지를 가능하게 할 수 있는 접합 방법이 개시되어 있다. 그 접합 방법은 기재(基材)의 표면에 접합부를 갖는 피접합물끼리를 접합할 때에, 감압 하에서 상기 접합부의 표면을 에너지파에 의해 세정한 후 접합부끼리를 접합하는 접합 방법이며, 세정에 적합한 소정의 진공도로 세정을 행한 후, 진공도를 더 높인 후 접합부끼리를 접합하는 것을 특징으로 하고 있다.

일본 특허 출원 공개 평09-158833호 공보에는, 10^-4㎩ 이상이라고 하는 진공 용기 내 압력을 형성할 수 있고, 그것에 추가하여 10^-5㎩ 내지 10^-2㎩라고 하는 광범위한 압력으로도 조정을 할 수 있고, 또한 진공 용기 내의 압력을 측정하여, 고정밀도로 제어하는 것이 가능한 진공 배기 장치가 개시되어 있다. 그 진공 배기 장치는 시료를 내부에 장착하는 진공 용기와, 상기 진공 용기와 게이트 밸브를 통해 접속되어, 상기 진공 용기 내를 진공 배기하는 제1 진공 펌프와, 가스 공급원으로부터의 가스를 상기 진공 용기 내로 도입하는 질량 유량 제어기와, 상기 질량 유량 제어기와 상기 진공 용기 사이에 위치하여, 상기 제1 진공 펌프와는 독립된 제2 진공 펌프로 내부가 진공 배기되는 중간실과, 상기 진공 용기와 상기 중간실 사이에 위치하여, 컨덕턴스의 조정이 가능한 제1 가변 컨덕턴스 밸브를 구비하고 있다.

일본 특허 출원 공개 소60-025232호 공보에는, 가변 컨덕턴스 밸브의 개폐 동작에 의하지 않고 진공실 내의 압력을 조정함으로써, 압력 조정 시간을 단축할 수 있어, 처리량을 향상시킬 수 있는 반도체 제조 장치가 개시되어 있다. 그 반도체 제조 장치는 웨이퍼를 가공 처리하는 진공실과, 상기 진공실을 진공 배기하는 배기 수단과, 상기 웨이퍼의 가공 처리에 필요한 가스를 상기 진공실에 공급하는 가스 공급 수단을 갖는 반도체 제조 장치에 있어서, 상기 배기 수단에 의해 상기 진공실의 진공 배기를 정상적으로 행하면서, 상기 가스 공급 수단으로부터 진공실로 공급되는 가스량을 제어하여 진공실 내의 압력을 조정하는 것을 특징으로 하고 있다.

일본 특허 출원 공개 제2007-47910호 공보에는, 제어 회로나 증폭 회로 등의 회로군을 병용할 수 있으므로 콤팩트하게 되어, 경제적으로도 유리한 압력ㆍ유량 컨트롤 시스템이 개시되어 있다. 그 압력ㆍ유량 컨트롤 시스템은 압력ㆍ유량을 계측할 수 있는 센서와, 압력ㆍ유량을 제어하는 수단과, 압력ㆍ유량의 값을 표시하는 수단을 구비하고 있다.

본 발명의 과제는 챔버의 내부의 압력을 보다 고정밀도로 제어하는 상온 접합 장치 및 상온 접합 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 과제는 챔버의 내부의 압력이 보다 안정되도록 그 압력을 제어하는 상온 접합 장치 및 상온 접합 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 과제는 제어되는 압력의 범위가 보다 넓은 상온 접합 장치 및 상온 접합 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 과제는 챔버의 내부의 압력을 보다 빠르고 보다 고정밀도로 제어하는 상온 접합 장치 및 상온 접합 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 과제는 상온 접합에 의해 밀봉되는 분위기의 압력을 보다 고정밀도로 제어하는 상온 접합 장치 및 상온 접합 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 과제는 보다 확실하게 상온 접합하고, 또한 그 상온 접합에 의해 밀봉되는 분위기의 압력을 보다 고정밀도로 제어하는 상온 접합 장치 및 상온 접합 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명에 의한 상온 접합 장치는 배기 장치와 가스 공급 장치와 압력계와 청정화 장치와 압력 컨트롤러와 압접 기구를 구비하고 있다. 그 배기 장치는 챔버의 내부로부터 기체를 배기한다. 그 가스 공급 장치는 그 챔버의 내부에 도입 가스를 공급한다. 그 압력계는 그 챔버의 내부의 압력을 측정한다. 그 청정화 장치는 그 측정된 압력이 소정의 진공도에 있을 때에, 그 챔버의 내부에서 제1 기판과 제2 기판을 청정화한다. 그 압력 컨트롤러는 그 측정된 압력이 목표 압력에 일치하도록, 그 배기 장치와 그 가스 공급 장치의 양쪽을 제어한다. 그 압접 기구는 그 측정된 압력이 그 목표 압력일 때에, 그 챔버의 내부에서 그 제1 기판과 제2 기판을 압접한다. 이때, 상온 접합 장치는 가스 공급 장치 또는 배기 장치의 한쪽만을 제어하는 것에 비교하여, 챔버의 내부의 압력을 보다 광범위하고 또한 고정밀도로 제어할 수 있고, 이 결과, 그 상온 접합에 의해 밀봉되는 분위기의 압력을 보다 고정밀도로 제어할 수 있다.

압력 컨트롤러는 그 목표 압력에 기초하여 배기 장치가 챔버의 내부로부터 기체를 배기하는 배기 속도를 제어하고, 또한 그 압력이 그 목표 압력에 일치하도록 압력에 기초하여 가스 공급 장치가 챔버의 내부에 도입 가스를 공급하는 공급 유량을 제어한다. 이때, 상온 접합 장치는 배기 장치를 제어하는 것에 비교하여, 챔버의 내부의 압력이 보다 안정되도록 챔버의 내부의 압력을 보다 빠르게 제어할 수 있다.

배기 장치는 챔버의 내부를 진공 펌프에 접속하는 유로의 개방도를 변경하는 밸브를 구비하고 있는 것이 바람직하다. 이때, 압력 컨트롤러는 그 개방도를 제어함으로써 그 배기 속도를 제어한다.

배기 장치는 챔버의 내부를 진공 펌프에 병렬로 접속하는 복수의 유로를 각각 개폐하는 복수의 밸브를 구비하고 있는 것이 바람직하다. 이때, 압력 컨트롤러는 복수의 밸브의 개폐를 제어함으로써 그 배기 속도를 제어한다.

가스 공급 장치는 도입 가스 공급원을 챔버의 내부에 접속하는 공급측 유로를 흐르는 기체의 유량을 변경하는 유량 조정 밸브를 구비하고 있는 것이 바람직하다. 이때, 압력 컨트롤러는 유량 조정 밸브를 제어함으로써 공급 유량을 제어한다.

가스 공급 장치는 도입 가스 공급원을 챔버의 내부에 접속하는 제1 공급측 유로를 흐르는 기체의 유량을 변경하는 제1 유량 조정 밸브와, 도입 가스 공급원을 챔버의 내부에 접속하는 제2 공급측 유로를 흐르는 기체의 유량을 변경하는 제2 유량 조정 밸브를 구비하고 있는 것이 바람직하다. 이때, 압력 컨트롤러는 제1 유량 조정 밸브와 제2 유량 조정 밸브의 양쪽을 제어함으로써 공급 유량을 제어한다.

본 발명에 의한 상온 접합 장치는 챔버의 내부로부터 기체를 배기하는 초기 배기 장치를 더 구비하고 있다. 본 발명에 의한 상온 접합 장치는 챔버의 내부의 압력이 배기 장치에 의해 배기할 수 없는 압력일 때에, 초기 배기 장치를 사용하여 배기함으로써, 챔버의 내부의 압력을 보다 빠르게 제어할 수 있다.

본 발명에 의한 상온 접합 방법은 챔버의 내부의 압력을 측정하는 스텝과, 그 압력이 소정의 진공도에 있을 때에, 그 챔버의 내부에서 제1 기판과 제2 기판을 청정화하는 스텝과, 챔버의 내부로부터 기체를 배기하는 배기 장치를 목표 압력에 기초하여 제어하는 스텝과, 그 압력이 그 목표 압력에 일치하도록, 그 챔버의 내부에 도입 가스를 공급하는 공급 장치를 압력에 기초하여 제어하는 스텝과, 그 압력이 그 목표 압력에 일치할 때에 그 챔버의 내부에서 제1 기판과 제2 기판을 상온 접합하는 스텝을 구비하고 있다. 이와 같은 상온 접합 방법은 가스 공급 장치 또는 배기 장치의 한쪽만을 제어하는 것에 비교하여, 챔버의 내부의 압력이 보다 안정되도록, 챔버의 내부의 압력을 보다 광범위하고 또한 고정밀도로 제어할 수 있고, 그 상온 접합에 의해 밀봉되는 분위기의 압력을 보다 고정밀도로 제어할 수 있다.

그 공급 유량을 제어하는 동작은 그 챔버의 내부로부터 그 기체를 배기하는 배기 속도가 일정할 때에 실행된다. 이와 같은 상온 접합 방법은 그 측정된 압력에 기초하여 배기 속도를 변화시키는 제어에 비교하여, 챔버의 내부의 압력이 보다 안정되도록 챔버의 내부의 압력을 보다 빠르게 제어할 수 있다.

그 가스 공급 장치는 가스 공급원을 챔버의 내부에 접속하는 제1 공급측 유로를 흐르는 기체의 제1 유량을 변경하는 제1 유량 조정 밸브와, 도입 가스 공급원을 챔버의 내부에 접속하는 제2 공급측 유로를 흐르는 기체의 제2 유량을 그 제1 유량 조정 밸브보다 고정밀도로 변경하는 제2 유량 조정 밸브를 구비하고 있다. 이때, 그 가스 공급 장치는 목표 압력이 소정 압력보다 낮을 때에, 제1 유량 조정 밸브를 사용하여 제1 공급측 유로가 폐쇄되어 있는 상태에서, 그 압력에 기초하여 상기 제2 유량 조정 밸브가 제어되고, 목표 압력이 소정 압력보다 높을 때에, 제2 유량 조정 밸브를 사용하여 제2 공급측 유로가 폐쇄되어 있는 상태에서, 그 압력에 기초하여 그 제1 유량 조정 밸브가 제어된다. 이와 같은 제어에 따르면, 챔버의 내부의 압력이 보다 고정밀도로 제어될 수 있다.

그 가스 공급 장치는 목표 압력이 소정 압력(예를 들어, 배기 장치의 상한 압력)보다 높을 때에, 배기 장치를 사용하여 챔버의 내부로부터 기체를 배기하지 않는 상태에서, 그 압력이 목표 압력이 되는 타이밍에서 도입 가스의 공급이 정지되도록 제어된다.

그 가스 공급 장치는 도입 가스 공급원을 챔버의 내부에 접속하는 제1 공급측 유로를 흐르는 기체의 제1 유량을 변경하는 제1 유량 조정 밸브와, 도입 가스 공급원을 챔버의 내부에 접속하는 제2 공급측 유로를 흐르는 기체의 제2 유량을 그 제1 유량 조정 밸브보다 고정밀도로 변경하는 제2 유량 조정 밸브를 구비하고 있다. 이때, 그 가스 공급 장치는 제1 유량 조정 밸브를 사용하여 제1 공급측 유로가 폐쇄된 후에, 제2 유량 조정 밸브를 사용하여 제2 공급측 유로가 폐쇄되도록 제어된다. 이와 같은 제어에 따르면, 챔버의 내부의 압력이 목표 압력으로 빠르게 고정밀도로 제어될 수 있다.

본 발명에 의한 상온 접합 방법은 압력이 배기 장치의 상한 압력보다 높을 때에, 배기 장치와 별개의 초기 배기 장치를 사용하여 챔버의 내부로부터 기체를 배기하는 스텝을 더 구비하고 있는 것이 바람직하다. 이때, 배기 장치는 압력이 배기 장치의 상한 압력보다 낮아진 후에 챔버의 내부로부터 기체를 배기한다. 이와 같은 상온 접합 방법에 따르면, 챔버의 내부의 압력을 그 상한 압력에 관계없이, 광범위하게 제어할 수 있다.

그 가스 공급 장치를 제어하는 스텝은 그 제1 기판과 제2 기판을 청정화한 후에 그 제1 기판과 제2 기판을 위치 정렬하는 동작과 병행하여 실행된다. 이와 같은 상온 접합 방법에 따르면, 기판을 청정화한 후 그 기판을 상온 접합할 때까지의 시간을 저감시킬 수 있고, 그 결과, 그 기판을 보다 확실하게 상온 접합할 수 있고, 또한 그 상온 접합에 의해 밀봉되는 분위기의 압력을 보다 고정밀도로 제어할 수 있다.

본원 발명에 의하면, 챔버의 내부의 압력을 보다 고정밀도로 제어하는 상온 접합 장치 및 상온 접합 방법이 제공된다.

도 1은 본 발명에 의한 상온 접합 장치의 실시 형태를 도시하는 단면도이다.
도 2는 압력 제어 장치를 도시하는 회로도이다.
도 3은 목표 압력과 나비 밸브의 개방도의 관계를 나타내고, 목표 압력과 유량 조정 밸브의 유량의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명에 의한 상온 접합 방법의 실시 형태를 도시하는 흐름도이다.
도 5는 압력 제어 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 6은 다른 도입 가스 공급 장치를 도시하는 회로도이다.
도 7은 다른 배기 장치를 도시하는 회로도이다.

도면을 참조하여, 본 발명에 의한 상온 접합 장치의 실시 형태를 기재한다. 그 상온 접합 장치(1)는, 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 접합 챔버(2)와 로드 로크 챔버(3)를 구비하고 있다. 접합 챔버(2)와 로드 로크 챔버(3)는 내부를 환경으로부터 밀폐하는 용기이다. 상온 접합 장치(1)는 게이트 밸브(5)를 더 구비하고 있다. 게이트 밸브(5)는 접합 챔버(2)와 로드 로크 챔버(3) 사이에 개재 설치되어, 접합 챔버(2)의 내부와 로드 로크 챔버(3)의 내부를 접속하는 게이트를 폐쇄하거나, 또는 개방한다.

로드 로크 챔버(3)는 도시되어 있지 않은 덮개와 진공 펌프를 구비하고 있다. 그 덮개는 로드 로크 챔버(3)의 외부와 내부를 접속하는 게이트를 폐쇄하거나, 또는 개방한다. 그 진공 펌프는 로드 로크 챔버(3)의 내부로부터 기체를 배기한다. 그 진공 펌프로서는, 터보 분자 펌프, 크라이오 펌프, 오일 확산 펌프가 예시된다.

로드 로크 챔버(3)는 반송 장치(6)를 내부에 더 구비하고 있다. 반송 장치(6)는 게이트 밸브(5)를 통해 로드 로크 챔버(3)의 내부에 배치된 기판을 접합 챔버(2)로 반송하는 것, 또는 게이트 밸브(5)를 통해 접합 챔버(2)에 배치된 기판을 로드 로크 챔버(3)의 내부로 반송하는 데 이용된다.

접합 챔버(2)는 상측 스테이지(7)와 하측 스테이지(8)와 압접 기구(11)와 위치 정렬 기구(12)를 구비하고 있다. 하측 스테이지(8)는 접합 챔버(2)의 내부에 배치되어, 수평 방향으로 평행 이동 가능하고, 또한 연직 방향으로 평행한 회전축을 중심으로 회전 이동 가능하게 접합 챔버(2)에 지지되어 있다. 위치 정렬 기구(12)는 하측 스테이지(8)에 의해 지지되는 기판이 수평 방향으로 평행 이동, 또는 연직 방향에 평행한 회전축을 중심으로 회전 이동하도록 하측 스테이지(8)를 구동한다. 상측 스테이지(7)는 접합 챔버(2)의 내부에 배치되어, 연직 방향으로 평행 이동 가능하게 접합 챔버(2)에 지지되어 있다. 상측 스테이지(7)는 그 하단부에 유전층을 구비하고, 그 유전층과 기판 사이에 전압을 인가하여, 정전력에 의해 기판을 그 유전층에 흡착한다. 압접 기구(11)는 상측 스테이지(4)에 의해 지지되는 기판이 연직 방향으로 평행 이동하도록 상측 스테이지(4)를 구동한다.

접합 챔버(2)는 이온 건(14)을 더 구비하고 있다. 이온 건(14)은 아르곤 이온을 가속하여 방출한다. 이온 건(14)은 상측 스테이지(7)에 지지되는 기판과 하측 스테이지(8)에 지지되는 기판이 이격되어 있을 때에, 상측 스테이지(7)에 지지되는 기판과 하측 스테이지(8)에 지지되는 기판 사이의 공간을 향하고, 접합 챔버(2)의 내측 표면을 향하도록 되어 있다. 즉, 이온 건(14)의 조사 방향은 상측 스테이지(7)에 지지되는 기판과 하측 스테이지(8)에 지지되는 기판 사이를 지나, 접합 챔버(2)의 내측 표면에 교차한다. 또한, 이온 건(14)은 기판 표면을 청정화하는 다른 청정화 장치로 치환할 수 있다. 그 청정화 장치로서는, 플라즈마 건, 고속 원자 빔원 등이 예시된다.

상온 접합 장치(1)는 압력 제어 장치를 더 구비하고 있다. 그 압력 제어 장치(21)는, 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 압력 컨트롤러(22)와 압력계(23)와 배기 장치(24)와 도입 가스 공급 장치(25)와 초기 배기 장치(26)를 구비하고 있다.

압력 컨트롤러(22)는 컴퓨터이고, 도시되어 있지 않은 CPU와 기억 장치와 입력 장치를 구비하고 있다. 그 CPU는 압력 컨트롤러(22)에 인스톨되는 컴퓨터 프로그램을 실행하여, 그 기억 장치와 입력 장치와 압력계(23)와 배기 장치(24)와 도입 가스 공급 장치(25)와 초기 배기 장치(26)를 제어한다. 그 기억 장치는 그 컴퓨터 프로그램을 기록하여, 그 CPU에 의해 생성되는 정보를 일시적으로 기록한다. 그 입력 장치는 사용자에 의해 조작됨으로써 정보를 생성하여, 그 정보를 그 CPU에 출력한다. 그 입력 장치로서는, 키보드가 예시된다.

압력계(23)는 접합 챔버(2)의 내부의 압력을 측정하여, 그 압력을 압력 컨트롤러(22)에 출력한다.

배기 장치(24)는 나비 밸브(31)와 진공 펌프(32)와 보조 펌프(33)를 구비하고 있다. 나비 밸브(31)는 접합 챔버(2)를 진공 펌프(32)에 접속하는 유로의 도중에 배치되어, 보디 내에 회전 가능한 디스크를 구비하고 있다. 나비 밸브(31)는 압력 컨트롤러(22)에 의해 제어되어, 그 디스크가 회전함으로써, 개방도가 변화된다. 진공 펌프(32)는 압력 컨트롤러(22)에 의해 제어되고, 나비 밸브(31)를 통해 접합 챔버(2)의 내부로부터 기체를 배기한다. 진공 펌프(32)로서는, 터보 분자 펌프, 크라이오 펌프, 오일 확산 펌프가 예시된다. 보조 펌프(33)는 압력 컨트롤러(22)에 의해 제어되어, 나비 밸브(31)를 통해 접합 챔버(2)의 내부로부터 기체를 배기한다. 보조 펌프(33)로서는, 로터리 펌프, 드라이 펌프가 예시된다.

도입 가스 공급 장치(25)는 가스 공급원(35)과 유량 조정 밸브(36)를 구비하고 있다. 가스 공급원(35)은 고압의 아르곤 가스를 저장하는 봄베로 형성되어, 압력 컨트롤러(22)에 의해 제어되고, 그 아르곤 가스를 일정한 압력으로 유량 조정 밸브(36)에 공급한다. 유량 조정 밸브(36)는 가스 공급원(35)을 접합 챔버(2)에 접속하는 유로의 도중에 배치되어, 그 유로의 개방도를 변경하는 매스플로우 컨트롤러로 형성되어 있다. 유량 조정 밸브(36)는 압력 컨트롤러(22)에 의해 제어되어, 소정의 유량의 아르곤 가스를 접합 챔버(2)에 공급한다. 유량 조정 밸브(36)로서는, 나비 밸브(31)에 비교하여, 개방도가 변화되는 응답이 보다 빠른 것이 적용되어 있다.

초기 배기 장치(26)는 초기 배기 밸브(38)와 보조 펌프(39)를 구비하고 있다. 초기 배기 밸브(38)는 접합 챔버(2)를 보조 펌프(39)에 접속하는 유로의 도중에 배치되고, 압력 컨트롤러(22)에 의해 제어되어, 그 유로를 개방하거나, 또는 그 유로를 폐쇄한다. 보조 펌프(39)는 압력 컨트롤러(22)에 의해 제어되어, 초기 배기 밸브(38)가 그 유로를 개방하고 있을 때에, 초기 배기 밸브(38)를 통해 접합 챔버(2)의 내부로부터 기체를 배기한다. 보조 펌프(39)로서는, 로터리 펌프, 드라이 펌프가 예시된다.

압력 컨트롤러(22)는 입력 장치를 통해 입력된 목표 압력에 기초하여 나비 밸브(31)의 개방도를 제어함으로써, 배기 장치(24)가 접합 챔버(2)의 내부로부터 기체를 배기하는 배기 속도를 제어한다. 압력 컨트롤러(22)는, 또한, 그 배기 속도가 대략 일정할 때에, 압력계(23)를 사용하여 접합 챔버(2)의 내부의 압력을 측정하고, 그 측정된 압력에 기초하여 유량 조정 밸브(36)의 개방도를 피드백 제어함으로써, 접합 챔버(2)의 내부의 압력이 그 목표 압력에 일치하도록, 가스 공급 장치(25)가 접합 챔버(2)의 내부에 도입 가스를 공급하는 공급 유량을 제어한다.

도 3은 압력 컨트롤러(22)에 입력되는 목표 압력을 나비 밸브(31)의 개방도에 대응시키는 관계를 나타내고 있다. 나비 밸브(31)의 개방도로서는, 완전 개방과 중개방과 소개방과 폐쇄의 4개의 상태를 포함하고 있다. 그 완전 개방은 그 개방도의 최대치를 나타내고 있다. 그 중개방은 그 완전 개방이 나타내는 개방도보다 작은 개방도를 나타내고 있다. 그 소개방은 그 중개방이 나타내는 개방도보다 작은 개방도를 나타내고 있다. 그 폐쇄는 그 개방도의 최소치를 나타내고, 접합 챔버(2)를 진공 펌프(32)에 접속하는 유로를 폐쇄하는 것을 나타내고 있다.

그 목표 압력의 범위는 제1 고진공 영역과 제2 고진공 영역과 중진공 영역과 저진공 영역을 포함하고 있다. 그 제1 고진공 영역은 배기 장치(24)에 의해 생성될 수 있는 최저의 압력으로부터 소정의 압력까지의 연속된 구간을 나타내고 있다. 그 제2 고진공 영역은 그 제1 고진공 영역 중 어느 압력으로부터 그 제1 고진공 영역보다 높은 압력까지의 연속된 구간을 나타내고 있다. 그 중진공 영역은 그 제2 고진공 영역 중 어느 압력으로부터 그 제2 고진공 영역보다 높은 압력까지의 연속된 구간을 나타내고 있다. 그 중진공 영역의 상한은 배기 장치(24)에 의해 배기할 수 있는 상한 압력과 동등하거나, 또는 그 상한 압력보다 낮다. 그 저진공 영역은 그 중진공 영역 중 어느 압력으로부터 가스 공급 장치(25)에 의해 생성될 수 있는 최고의 압력까지의 범위를 나타내고 있다. 그 저진공 영역의 하한은 배기 장치(24)에 의해 배기할 수 있는 상한 압력과 동등하거나, 또는 그 상한 압력보다 낮다. 이와 같은 제1 고진공 영역과 제2 고진공 영역과 중진공 영역과 저진공 영역은 사용자에 의해 설계된다.

즉, 압력 컨트롤러(22)는 그 목표 압력이 제1 고진공 영역에 포함될 때에, 개방도가 완전 개방으로 되도록 나비 밸브(31)를 제어하고, 그 목표 압력이 제2 고진공 영역에 포함될 때에, 개방도가 중개방으로 되도록 나비 밸브(31)를 제어하고, 그 목표 압력이 중진공 영역에 포함될 때에, 개방도가 소개방으로 되도록 나비 밸브(31)를 제어하고, 그 목표 압력이 저진공 영역에 포함될 때에, 개방도가 폐쇄로 되도록 나비 밸브(31)를 제어한다.

도 3은, 또한, 압력 컨트롤러(22)에 입력되는 목표 압력과 나비 밸브(31)의 개방도의 조합을 유량 조정 밸브(36)의 유량에 대응시키는 관계를 나타내고 있다. 접합 챔버(2)의 내부의 압력(p)은, 일반적으로, 배기 장치(24)의 배기 속도(S)와 가스 공급 장치(25)의 공급 유량(Q)을 사용하여, 다음 식 :

p ＝ Q/S

에 의해 표현된다. 그 목표 압력을 나비 밸브(31)의 개방도에 대응시키는 관계는, 나비 밸브(31)의 개방도와 배기 장치(24)의 배기 속도(S)의 관계를 미리 측정한 측정 결과에 기초하여, 그 목표 압력과 나비 밸브(31)의 개방도의 조합이 유량 조정 밸브(36)의 유량이 변화되는 범위(예를 들어, 0sccm 내지 200sccm)에 대응시킬 수 있도록 산출된다.

본 발명에 의한 상온 접합 방법의 실시 형태는 상온 접합 장치(1)에 의해 실행된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 사용자는, 우선 상온 접합으로부터 밀봉되는 분위기의 압력을 나타내는 목표 압력을 압력 컨트롤러(22)에 입력한다. 계속해서, 사용자는 게이트 밸브(5)를 폐쇄하고, 배기 장치(24)를 사용하여 접합 챔버(2)의 내부에 진공 분위기를 생성하고, 로드 로크 챔버(3)의 내부에 대기압 분위기를 생성한다. 사용자는 로드 로크 챔버(3)의 덮개를 개방하고, 복수의 기판을 로드 로크 챔버(3)의 내부에 배치한다. 사용자는 로드 로크 챔버(3)의 덮개를 폐쇄하고, 진공 펌프를 사용하여 로드 로크 챔버(3)의 내부에 진공 분위기를 생성한다.

사용자는 게이트 밸브(5)를 개방한 후에, 반송 장치(6)를 사용하여, 로드 로크 챔버(3)의 내부에 배치된 기판의 1매를 상측 스테이지(7)에 배치하고, 로드 로크 챔버(3)의 내부에 배치된 기판의 다른 1매를 하측 스테이지(8)에 배치한다(스텝 S1). 사용자는 게이트 밸브(5)를 폐쇄하고, 배기 장치(24)를 사용하여 접합 챔버(2)의 내부에 진공 분위기를 생성한다(스텝 S2).

사용자는 상측 스테이지(7)에 탑재된 기판과 하측 스테이지(8)에 탑재된 기판이 이격된 상태에서, 상측 스테이지(7)에 탑재된 기판과 하측 스테이지(8)에 탑재된 기판 사이에 이온 건(14)을 향하게 하여 입자를 방출한다. 그 입자는 그 기판에 조사되어, 그 기판의 표면에 형성되는 산화물 등을 제거하고, 그 기판의 표면에 부착되어 있는 불순물을 제거한다(스텝 S3).

사용자는 압접 기구(11)를 조작하여, 상측 스테이지(7)를 연직 하방향으로 하강시켜, 상측 스테이지(7)에 탑재된 기판과 하측 스테이지(8)에 탑재된 기판을 근접시킨다. 사용자는 위치 정렬 기구(12)를 조작하여, 상측 스테이지(7)에 탑재된 기판과 하측 스테이지(8)에 탑재된 기판의 수평면 내의 상대 위치가 설계와 같이 접합되도록, 하측 스테이지(8)에 탑재된 기판의 위치를 이동한다. 이때, 압력 컨트롤러(22)는 한창 기판이 위치 정렬되고 있을 때에, 접합 챔버(2)의 내부의 압력이 목표 압력으로 되도록, 압력계(23)와 배기 장치(24)와 도입 가스 공급 장치(25)를 제어한다(스텝 S4).

사용자는 기판이 위치 정렬되고, 또한 접합 챔버(2)의 내부의 압력이 목표 압력으로 안정되었을 때에, 압접 기구(11)를 조작하여, 상측 스테이지(7)를 연직 하방향으로 하강시켜, 상측 스테이지(7)에 탑재된 기판을 하측 스테이지(8)에 탑재된 기판에 접촉시킨다. 상측 스테이지(7)에 탑재된 기판과 하측 스테이지(8)에 탑재된 기판은 그 접촉에 의해 접합되어 1매의 접합 기판이 생성된다(스텝 S5).

압력 컨트롤러(22)는 기판이 상온 접합된 후에, 압력계(23)를 사용하여 접합 챔버(2)의 내부의 압력을 측정한다(스텝 S6). 압력 컨트롤러(22)는 접합 챔버(2)의 내부의 압력이 배기 장치(24)에 의해 배기할 수 있는 상한 압력보다 높을 때에(스텝 S6, 아니오), 초기 배기 장치(26)를 사용하여 접합 챔버(2)의 내부로부터 기체를 배기하여, 접합 챔버(2)의 내부를 감압한다(스텝 S7). 압력 컨트롤러(22)는 접합 챔버(2)의 내부의 압력이 그 상한 압력보다 낮아졌을 때에, 배기 장치(24)를 사용하여 접합 챔버(2)의 내부에 진공 분위기를 생성한다(스텝 S8).

사용자는 접합 챔버(2)의 내부에 진공 분위기가 생성된 후에, 압접 기구(11)를 사용하여 상측 스테이지(7)를 연직 상방향으로 상승시켜, 게이트 밸브(5)를 개방한다. 사용자는 반송 장치(6)를 사용하여 하측 스테이지(8)에 탑재되어 있는 접합 기판을 로드 로크 챔버(3)의 내부로 반송한다(스텝 S9). 스텝 S1 내지 스텝 S9의 동작은 로드 로크 챔버(3)의 내부에 초기적으로 장전된 기판이 모두 상온 접합될 때까지 반복 실행된다.

사용자는 로드 로크 챔버(3)의 내부에 초기적으로 장전된 기판이 모두 상온 접합되면, 게이트 밸브(5)를 폐쇄하여, 로드 로크 챔버(3)의 내부에 대기압 분위기를 생성한다. 사용자는 로드 로크 챔버(3)의 덮개를 개방하여, 상온 접합된 복수의 접합 기판을 로드 로크 챔버(3)로부터 취출한다.

도 5는 스텝 S4에서 압력 컨트롤러(22)에 의해 실행되는 압력 제어 방법을 도시하고 있다. 압력 컨트롤러(22)는, 우선 사용자에 의해 입력된 목표 압력에 기초하여 배기 장치(24)를 제어한다(스텝 S11). 즉, 압력 컨트롤러(22)는 그 목표 압력이 제1 고진공 영역에 포함될 때에, 개방도가 완전 개방으로 되도록 나비 밸브(31)를 제어하고, 그 목표 압력이 제2 고진공 영역에 포함될 때에, 개방도가 중개방으로 되도록 나비 밸브(31)를 제어하고, 그 목표 압력이 중진공 영역에 포함될 때에, 개방도가 소개방으로 되도록 나비 밸브(31)를 제어하고, 그 목표 압력이 저진공 영역에 포함될 때에, 개방도가 폐쇄로 되도록 나비 밸브(31)를 제어한다.

압력 컨트롤러(22)는 압력계(23)를 사용하여 접합 챔버(2)의 내부의 압력을 측정한다(스텝 S12). 압력 컨트롤러(22)는 그 목표 압력이 제1 고진공 영역 또는 제2 고진공 영역 또는 중진공 영역에 포함될 때에, 접합 챔버(2)의 내부의 압력이 그 목표 압력으로 되도록, 그 측정된 압력에 기초하여 가스 공급 장치(25)를 피드백 제어한다(스텝 S13). 그 피드백 제어로서는, PI 제어, PID 제어가 예시된다. 즉, 압력 컨트롤러(22)는 스텝 S12 내지 스텝 S13의 동작을 소정의 샘플링 주기로 반복 실행한다.

압력 컨트롤러(22)는 그 목표 압력이 저진공 영역에 포함될 때에, 그 측정된 압력이 그 목표 압력에 일치한다고 추측되는 타이밍에서 아르곤 가스의 공급이 정지되도록 가스 공급 장치(25)를 제어한다(스텝 S13).

이와 같은 압력 제어 방법에 따르면, 그 목표 압력은 배기 장치(24)에 의해 생성될 수 있는 최저의 압력으로부터, 가스 공급 장치(25)에 의해 생성될 수 있는 최고의 압력까지의 넓은 범위로 설정할 수 있다. 그 목표 압력은, 또한, 접합 챔버(2)가 대기압 이상의 압력의 분위기에 내구할 수 있는 경우에, 가스 공급원(35)이 공급하는 아르곤 가스의 공급 압력이 대기압보다 높을 때에, 대기압보다 높은 값을 설정할 수도 있다.

접합 챔버(2)의 내부의 압력은 그 배기 속도가 대략 일정할 때에, 도입 가스의 유량에 관하여 1차 지연계이다. 이로 인해, 이와 같은 피드백 제어에 따르면, 압력 제어 장치(21)는 접합 챔버(2)의 내부의 압력이 충분히 안정되도록, 그 압력을 보다 고정밀도로 제어할 수 있다.

이와 같은 압력 제어 방법이 적용된 상온 접합 방법에 따르면, 상온 접합에 의해 밀봉되는 분위기의 압력을 넓은 범위로 설정할 수 있고, 상온 접합에 의해 밀봉되는 분위기의 압력을 그 범위 중 임의의 값으로 제어할 수 있다. 이와 같은 상온 접합 방법에 따르면, 또한, 기판이 상온 접합되는 순간의 압력을 충분히 안정시킬 수 있고, 상온 접합에 의해 밀봉되는 분위기의 압력을 고정밀도로 제어할 수 있다.

이와 같은 상온 접합 방법에 따르면, 접합 챔버(2)의 내부의 압력이 배기 장치(24)의 상한 압력보다 높을 때라도, 배기 장치(24)의 진공 펌프(32)를 정지시키지 않고, 배기 장치(24)의 보조 펌프(33)가 작동하는 일 없이, 초기 배기 장치(26)를 사용하여 접합 챔버(2)의 내부의 압력을 그 상한 압력보다 낮게 감압할 수 있다. 이로 인해, 접합 챔버(2)의 내부의 압력을 보다 빠르게 진공 분위기로 제어할 수 있어, 상온 접합 1회당의 소요 시간을 저감시킬 수 있다.

또한, 사용자는 접합 챔버(2)의 내부의 압력이 압력 제어 장치(21)에 의해 한창 압력 제어되고 있을 때에, 기판을 상온 접합하도록 상온 접합 장치(1)를 조작할 수도 있다. 이와 같은 동작에 따르면, 기판이 상온 접합되는 순간의 압력을 보다 안정시킬 수 있어, 상온 접합에 의해 밀봉되는 분위기의 압력을 보다 고정밀도로 제어할 수 있다.

또한, 가스 공급 장치(25)로부터 접합 챔버(2)의 내부로 공급되는 아르곤 가스는 아르곤과 다른 그 밖의 도입 가스로 치환될 수도 있다. 그 도입 가스로서는, 질소, 크세논, 공기가 예시된다. 이와 같은 치환에 따르면, 그 MEMS는 설계의 자유도가 증가하여, 다양한 도입 가스가 사용됨으로써, 다양한 용도에 적용될 수 있다. 진동 구조가 밀봉되어 형성되어 있는 MEMS는, 그 밀봉되어 있는 분위기로 충전되어 있는 기체의 점도에 의해, 그 분위기에 배치되는 진동 구조의 진동의 감쇠율이 다르다. 예를 들어, 그 MEMS는 다양한 도입 가스가 사용됨으로써, 그 진동의 감쇠율이 다른 진동 구조를 구비할 수 있다.

본 발명에 의한 상온 접합 장치의 실시의 다른 형태는, 상술한 실시 형태에 있어서의 가스 공급 장치(25)가 다른 가스 공급 장치로 치환되어 있다. 그 가스 공급 장치(41)는, 도 6에 도시되어 있는 바와 같이 가스 공급원(42)과 유로(43)와 유로(44)와 제1 유량 조정 밸브(45)와 제2 유량 조정 밸브(46)를 구비하고 있다. 유로(43)는 가스 공급원(42)을 접합 챔버(2)에 접속하고 있다. 유로(44)는 유로(43)와 별개이고, 유로(43)와 병렬로 가스 공급원(42)을 접합 챔버(2)에 접속하고 있다. 가스 공급 장치(41)는 압력 컨트롤러(22)에 의해 제어되어, 유로(43)와 유로(44)를 통해 아르곤 가스를 일정한 압력으로 접합 챔버(2)에 공급한다. 유량 조정 밸브(45)는 유로(43)의 도중에 배치되어, 압력 컨트롤러(22)에 의해 제어되어, 아르곤 가스가 유로(43)를 통과하는 유량을 제어한다. 유량 조정 밸브(46)는 유로(44)의 도중에 배치되어, 압력 컨트롤러(22)에 의해 제어되어, 아르곤 가스가 유로(44)를 통과하는 유량을 제어한다. 유량 조정 밸브(46)는 유량 조정 밸브(45)에 비교하여, 최대의 유량이 작고, 보다 고정밀도로 그 유량을 제어할 수 있다.

이와 같은 압력 제어 장치에 의해 실행되는 압력 제어 방법은 상술한 실시 형태에 있어서의 압력 제어 방법의 스텝 S13이 다른 처리로 치환되어 있다. 그 처리에서는, 압력 컨트롤러(22)는 그 목표 압력이 제1 고진공 영역에 포함될 때에, 유량 조정 밸브(45)를 사용하여 유로(43)를 폐쇄하고, 접합 챔버(2)의 내부의 압력이 그 목표 압력으로 되도록, 그 측정된 압력에 기초하여 유량 조정 밸브(46)를 피드백 제어한다. 압력 컨트롤러(22)는 그 목표 압력이 제2 고진공 영역 또는 중진공 영역에 포함될 때에, 유량 조정 밸브(46)를 사용하여 유로(44)를 폐쇄하여, 접합 챔버(2)의 내부의 압력이 그 목표 압력으로 되도록, 그 측정된 압력에 기초하여 유량 조정 밸브(45)를 피드백 제어한다. 압력 컨트롤러(22)는 그 목표 압력이 저진공 영역에 포함될 때에, 그 측정된 압력과 그 목표 압력의 차가 소정의 값에 도달했을 때에, 유량 조정 밸브(45)를 사용하여 유로(43)를 폐쇄하고, 그 측정된 압력과 그 목표 압력에 일치한다고 추측되는 타이밍에서 유량 조정 밸브(46)를 사용하여 유로(44)를 폐쇄한다.

이와 같은 동작에 따르면, 이와 같은 압력 제어 장치는 상술한 실시 형태에 있어서의 압력 제어 장치(21)와 마찬가지로 하여, 목표 압력을 넓은 범위로 설정할 수 있고, 접합 챔버(2)의 내부의 압력이 충분히 안정되도록 그 압력을 고정밀도로 제어할 수 있다. 이와 같은 동작에 따르면, 이와 같은 압력 제어 장치는 그 목표 압력이 제1 고진공 영역에 포함될 때에, 또한 상술한 실시 형태에 있어서의 압력 제어 장치(21)에 비교하여, 그 압력을 보다 고정밀도로 제어할 수 있다. 이와 같은 동작에 따르면, 이와 같은 압력 제어 장치는 그 목표 압력이 저진공 영역에 포함될 때에, 상술한 실시 형태에 있어서의 압력 제어 장치(21)에 비교하여, 보다 빠르게 아르곤 가스를 접합 챔버(2)의 내부에 공급할 수 있고, 그 압력을 보다 빠르게 목표 압력으로 제어할 수 있다.

이와 같은 압력 제어 방법이 적용된 상온 접합 방법에 따르면, 상술한 실시 형태에 있어서의 상온 접합 장치(1)와 마찬가지로 하여, 상온 접합에 의해 밀봉되는 분위기의 압력을 넓은 범위로 설정할 수 있고, 기판이 상온 접합되는 순간의 압력을 충분히 안정시킬 수 있고, 상온 접합에 의해 밀봉되는 분위기의 압력을 그 범위 중 임의의 값으로 고정밀도로 제어할 수 있다. 이와 같은 상온 접합 방법에 따르면, 또한, 그 압력을 보다 빠르게 목표 압력으로 제어할 수 있다.

본 발명에 의한 상온 접합 장치의 실시의 다른 형태는, 상술한 실시 형태에 있어서의 나비 밸브(31)가 다른 배기 속도 조정 장치로 치환되어 있다. 그 배기 속도 조정 장치(50)는, 도 7에 도시되어 있는 바와 같이 복수의 유로(51, 52, 53)와 복수의 오리피스(54, 55, 56)와 복수의 밸브(57, 58, 59)를 구비하고 있다. 유로(51)는 접합 챔버(2)를 진공 펌프(32)에 접속하고 있다. 유로(52)는 유로(51)와 별개이고, 유로(51)와 병렬로 접합 챔버(2)를 진공 펌프(32)에 접속하고 있다. 유로(53)는 유로(51)와 유로(52)와 별개이고, 유로(51)와 유로(52)와 병렬로 접합 챔버(2)를 진공 펌프(32)에 접속하고 있다. 오리피스(54)는 유로(51)의 도중에 배치되어 있다. 오리피스(55)는 유로(52)의 도중에 배치되어, 유로(52)를 통과하는 기체의 유량이 유로(51)를 통과하는 기체의 유량보다 작아지도록 형성되어 있다. 오리피스(56)는 유로(53)의 도중에 배치되어, 유로(53)를 통과하는 기체의 유량이 유로(52)를 통과하는 기체의 유량보다 작아지도록 형성되어 있다. 밸브(57)는 유로(51)의 도중에 배치되어, 압력 컨트롤러(22)에 의해 제어되어, 유로(51)를 개방하거나, 또는 유로(51)를 폐쇄한다. 밸브(58)는 유로(52)의 도중에 배치되어, 압력 컨트롤러(22)에 의해 제어되어, 유로(52)를 개방하거나, 또는 유로(52)를 폐쇄한다. 밸브(59)는 유로(53)의 도중에 배치되어, 압력 컨트롤러(22)에 의해 제어되어, 유로(53)를 개방하거나, 또는 유로(53)를 폐쇄한다.

이와 같은 압력 제어 장치에 의해 실행되는 압력 제어 방법은 상술한 실시 형태에 있어서의 압력 제어 방법의 스텝 S11이 다른 처리로 치환되어 있다. 그 처리에서는, 압력 컨트롤러(22)는 그 목표 압력이 제1 고진공 영역에 포함될 때에, 유로(51 내지 53) 중 유로(51)만이 개방되도록 밸브(57 내지 59)를 제어하고, 그 목표 압력이 제2 고진공 영역에 포함될 때에, 유로(51 내지 53) 중 유로(51)만이 개방되도록 밸브(57 내지 59)를 제어하고, 그 목표 압력이 중진공 영역에 포함될 때에, 유로(51 내지 53) 중 유로(51)만이 개방되도록 밸브(57 내지 59)를 제어하고, 그 목표 압력이 저진공 영역에 포함될 때에, 유로(51 내지 53)의 전부가 폐쇄되도록 밸브(57 내지 59)를 제어한다.

배기 속도 조정 장치(50)는 상술한 실시 형태에 있어서의 나비 밸브(31)에 비교하여, 제어가 보다 간단하고, 보다 저렴하게 제조할 수 있어, 바람직하다. 또한, 이와 같은 동작에 따르면, 이와 같은 압력 제어 장치는, 상술한 실시 형태에 있어서의 압력 제어 장치(21)와 마찬가지로 하여, 목표 압력을 넓은 범위로 설정할 수 있고, 접합 챔버(2)의 내부의 압력이 충분히 안정되도록 그 압력을 고정밀도로 제어할 수 있다. 또한, 유로(51 내지 53) 중 개방되는 유로의 개수가 변화되도록 제어할 수도 있다. 이와 같은 동작에서도, 마찬가지로 하여 목표 압력을 넓은 범위로 설정할 수 있고, 접합 챔버(2)의 내부의 압력이 충분히 안정되도록 그 압력을 고정밀도로 제어할 수 있다.

이와 같은 압력 제어 방법이 적용된 상온 접합 방법에 따르면, 상술한 실시 형태에 있어서의 상온 접합 장치(1)와 마찬가지로 하여, 상온 접합에 의해 밀봉되는 분위기의 압력을 넓은 범위로 설정할 수 있고, 기판이 상온 접합되는 순간의 압력을 충분히 안정시킬 수 있고, 상온 접합에 의해 밀봉되는 분위기의 압력을 그 범위 중 임의의 값으로 고정밀도로 제어할 수 있다.

또한, 배기 장치(24)는 진공 펌프(32)를 제어함으로써, 배기 속도를 변화시킬 수도 있다. 예를 들어, 압력 컨트롤러(22)는 진공 펌프(32)가 터보 분자 펌프일 때에, 회전수를 변경함으로써, 배기 장치(24)의 배기 속도를 제어할 수도 있다. 이와 같은 제어는 상술한 실시 형태에 있어서의 압력 제어 방법에 비교하여, 응답이 지연되지만, 상술한 실시 형태에 있어서의 압력 제어 방법과 마찬가지로 하여, 목표 압력을 넓은 범위로 설정할 수 있고, 접합 챔버(2)의 내부의 압력이 충분히 안정되도록 그 압력을 고정밀도로 제어할 수 있다.

본 출원은 2008년 1월 9일에 출원된 일본 특허 출원 2008-002102를 기초로 하는 우선권을 주장하여, 그 개시의 전체를 여기에 도입한다.

Claims

챔버의 내부로부터 기체를 배기하는 배기 장치와,
상기 챔버의 내부에 도입 가스를 공급하는 가스 공급 장치와,
상기 챔버의 내부의 압력을 측정하는 압력계와,
상기 압력이 소정의 진공도에 있을 때에, 상기 챔버의 내부에서 제1 기판과 제2 기판을 청정화하는 청정화 장치와,
목표 압력에 상기 압력이 일치하도록 상기 배기 장치와 상기 가스 공급 장치의 양쪽을 제어하는 압력 컨트롤러와,
상기 압력이 상기 목표 압력일 때에, 상기 챔버의 내부에서 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 압접하는 압접 기구를 구비하는, 상온 접합 장치.
제1항에 있어서, 상기 압력 컨트롤러는 상기 목표 압력에 기초하여 상기 배기 장치가 상기 챔버의 내부로부터 기체를 배기하는 배기 속도를 제어하고, 또한 상기 압력이 상기 목표 압력에 일치하도록 상기 압력에 기초하여 상기 가스 공급 장치가 상기 챔버의 내부에 도입 가스를 공급하는 공급 유량을 제어하는, 상온 접합 장치.
제2항에 있어서, 상기 배기 장치는,
상기 챔버의 내부를 진공 펌프에 접속하는 유로와,
상기 유로의 개방도를 변경하는 밸브를 구비하고,
상기 압력 컨트롤러는 상기 개방도를 제어함으로써 상기 배기 속도를 제어하는, 상온 접합 장치.
제2항에 있어서, 상기 배기 장치는 상기 챔버의 내부를 진공 펌프에 병렬로 접속하는 복수의 유로를 각각 개폐하는 복수의 밸브를 구비하고,
상기 압력 컨트롤러는 상기 복수의 밸브를 제어함으로써 상기 배기 속도를 제어하는, 상온 접합 장치.
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가스 공급 장치는 도입 가스 공급원을 상기 챔버의 내부에 접속하는 공급측 유로를 흐르는 기체의 유량을 변경하는 유량 조정 밸브를 구비하고,
상기 압력 컨트롤러는 상기 유량 조정 밸브를 제어함으로써 상기 공급 유량을 제어하는, 상온 접합 장치.
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가스 공급 장치는,
도입 가스 공급원을 상기 챔버의 내부에 접속하는 제1 공급측 유로를 흐르는 기체의 유량을 변경하는 제1 유량 조정 밸브와,
상기 도입 가스 공급원을 상기 챔버의 내부에 접속하는 제2 공급측 유로를 흐르는 기체의 유량을 변경하는 제2 유량 조정 밸브를 구비하고,
상기 압력 컨트롤러는 상기 제1 유량 조정 밸브와 상기 제2 유량 조정 밸브의 양쪽을 제어함으로써 상기 공급 유량을 제어하는, 상온 접합 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 챔버의 내부로부터 기체를 배기하는 상기 배기 장치와 별개의 초기 배기 장치를 더 구비하는, 상온 접합 장치.
챔버의 내부의 압력을 측정하는 스텝과,
상기 압력이 소정의 진공도에 있을 때에, 상기 챔버의 내부에서 제1 기판과 제2 기판을 청정화하는 스텝과,
챔버의 내부로부터 기체를 배기하는 배기 장치를 목표 압력에 기초하여 제어하는 스텝과,
상기 압력이 상기 목표 압력에 일치하도록 상기 챔버의 내부에 도입 가스를 공급하는 가스 공급 장치를 상기 압력에 기초하여 제어하는 스텝과,
상기 압력이 상기 목표 압력에 일치할 때에 상기 챔버의 내부에서 기판을 상온 접합하는 스텝을 구비하는, 상온 접합 방법.
제8항에 있어서, 상기 가스 공급 장치를 제어하는 동작은 상기 챔버의 내부로부터 기체를 배기하는 배기 속도가 일정할 때에 실행되는, 상온 접합 방법.
제9항에 있어서, 상기 가스 공급 장치는,
도입 가스 공급원을 상기 챔버의 내부에 접속하는 제1 공급측 유로를 흐르는 기체의 제1 유량을 변경하는 제1 유량 조정 밸브와,
상기 도입 가스 공급원을 상기 챔버의 내부에 접속하는 제2 공급측 유로를 흐르는 기체의 제2 유량을 상기 제1 유량 조정 밸브보다 고정밀도로 변경하는 제2 유량 조정 밸브를 구비하고,
상기 가스 공급 장치는,
상기 목표 압력이 소정 압력보다 낮을 때에, 상기 제1 유량 조정 밸브를 사용하여 상기 제1 공급측 유로가 폐쇄되어 있는 상태에서, 상기 압력에 기초하여 상기 제2 유량 조정 밸브가 제어되고,
상기 목표 압력이 상기 소정 압력보다 높을 때에, 상기 제2 유량 조정 밸브를 사용하여 상기 제2 공급측 유로가 폐쇄되어 있는 상태에서, 상기 압력에 기초하여 상기 제1 유량 조정 밸브가 제어되는, 상온 접합 방법.
제9항에 있어서, 상기 가스 공급 장치는 상기 목표 압력이 상기 배기 장치의 상한 압력보다 높을 때에, 상기 배기 장치를 사용하여 상기 챔버의 내부로부터 기체를 배기하지 않은 상태에서, 상기 압력이 상기 목표 압력이 되는 타이밍에서 상기 도입 가스의 공급이 정지하도록 제어되는, 상온 접합 방법.
제11항에 있어서, 상기 가스 공급 장치는,
도입 가스 공급원을 상기 챔버의 내부에 접속하는 제1 공급측 유로를 흐르는 기체의 제1 유량을 변경하는 제1 유량 조정 밸브와,
상기 도입 가스 공급원을 상기 챔버의 내부에 접속하는 제2 공급측 유로를 흐르는 기체의 제2 유량을 상기 제1 유량 조정 밸브보다 고정밀도로 변경하는 제2 유량 조정 밸브를 구비하고,
상기 가스 공급 장치는 상기 제1 유량 조정 밸브를 사용하여 상기 제1 공급측 유로가 폐쇄된 후에, 상기 제2 유량 조정 밸브를 사용하여 상기 제2 공급측 유로가 폐쇄되도록 제어되는, 상온 접합 방법.
제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 압력이 상기 배기 장치의 상한 압력보다 높을 때에, 상기 배기 장치와 별개의 초기 배기 장치를 사용하여 상기 챔버의 내부로부터 기체를 배기하는 스텝을 더 구비하고,
상기 배기 장치는 상기 압력이 상기 상한 압력보다 낮아진 후에 상기 챔버의 내부로부터 기체를 배기하는, 상온 접합 방법.
제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가스 공급 장치를 제어하는 스텝은 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 청정화한 후에 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 위치 정렬하는 동작과 병행하여 실행되는, 상온 접합 방법.