TWI438822B - 常溫接合裝置及常溫接合方法 - Google Patents

Description

常溫接合裝置及常溫接合方法

本發明係關於一種常溫接合裝置及常溫接合方法，尤其係關於一種對腔室內部之壓力進行控制而進行常溫接合時所使用之常溫接合裝置及常溫接合方法。

使微小之電氣零件或機械零件經積體化而成之MEMS(Micro Electro Mechanical Systems，微機電系統)廣為人知。作為該MEMS可例示微機器、壓力感測器、微電機等。該MEMS係將所例示之振動構造密封於懸臂而形成。業者期望將此種MEMS製造成振動構造有多種振動衰減率。眾所周知的是，該振動構造之振動衰減率會因密封該振動構造之環境中所填充之氣體的壓力而產生變化。該壓力與基板常溫接合於MEMS時之環境之壓力大致一致。因此，業者期望以更廣範圍且更高精度對生成常溫接合之環境的腔室內部之壓力進行控制。

日本專利特開2006-134900號公報中揭示了一種接合方法，於接合前形成適於接合部彼此牢固接合之淨化狀態，能夠容易地進行常溫接合。該接合方法之特徵在於係當於基材表面上使具有接合部之被接合物彼此接合時，於減壓狀態下利用能波對上述接合部表面進行清洗之後使接合部彼此接合者，在適於清洗之特定真空度中進行清洗之後，進而提高真空度而使接合部彼此接合。

日本專利特開平09-158833號公報中揭示了一種真空排氣裝置，其可形成10^-4 Pa以上之真空容器內壓力，此外亦可於10^-5 Pa~10^-2 Pa之廣範圍內調整壓力，還可對真空容器內之壓力進行測定並高精度地進行控制。該真空排氣裝置包括：真空容器，其內部供樣品安裝；第1真空泵，其經由閘閥而與該真空容器連接且將該真空容器內排氣為真空；質量流量控制器，其將來自氣體供給源之氣體導入至該真空容器內；中間室，其位於該質量流量控制器與上述真空容器之間，利用獨立於上述第1真空泵之第2真空泵將內部排氣為真空；以及第1可變流導閥，其位於上述真空容器與上述中間室之間，可調整流導。

日本專利特開昭60-025232號公報中揭示了一種半導體製造裝置，其並未利用可變流導閥之開閉動作來調整真空室內之壓力，藉此可縮短壓力調整時間並提高產量。該半導體製造裝置係如下者，其包括：對晶圓進行加工處理之真空室；將該真空室排氣為真空之排氣機構；以及將上述晶圓之加工處理所必需之氣體供給至上述真空室內之供氣機構；其特徵在於，定期藉由上述排氣機構將上述真空室排氣為真空，並且對自上述供氣機構供給至真空室之氣體量進行控制而調整空室內之壓力。

日本專利特開2007-47910號公報中揭示了一種壓力‧流量控制系統，其由於可併用控制電路或放大電路等電路群故而能夠實現精簡化，且利於經濟方面。該壓力‧流量控制系統包括可對壓力‧流量進行計測之感測器、對壓力‧流量進行控制之機構、以及顯示壓力‧流量值之機構。

本發明之課題在於提供一種更高精度地控制腔室內部之壓力之常溫接合裝置及常溫接合方法。

本發明之另一課題在於提供一種為了腔室內部之壓力更穩定而控制該壓力之常溫接合裝置及常溫接合方法。

本發明之又一課題在於提供一種所控制之壓力範圍更廣之常溫接合裝置及常溫接合方法。

本發明之另外其他課題在於提供一種更快速且更高精度地控制腔室內部之壓力之常溫接合裝置及常溫接合方法。

本發明之另外其他課題在於提供一能更高精度地控制由常溫接合所密封之環境之壓力的常溫接合裝置及常溫接合方法。

本發明之另外其他課題在於提供一種更確實地常溫接合，且更高精度地控制由該常溫接合所密封之環境之壓力之常溫接合裝置及常溫接合方法。

本發明之常溫接合裝置包括排氣裝置、氣體供給裝置、壓力計、淨化裝置、壓力控制器及壓接機構。該排氣裝置自腔室內部排出氣體。該氣體供給裝置將導入氣體供給至該腔室內部。該壓力計測定該腔室內部之壓力。該淨化裝置於該測定出之壓力處於特定真空度時，於該腔室內部淨化第1基板與第2基板。該壓力控制器控制該排氣裝置與該氣體供給裝置兩方，以便該測定出之壓力與目標壓力一致。該壓接機構於該測定出之壓力為該目標壓力時，於該腔室內部壓接該第1基板與第2基板。此時，常溫接合裝置較之僅控制氣體供給裝置或者排氣裝置中之一方之情形，可更廣範圍且更高精度地控制腔室內部之壓力，此結果，可更高精度地控制由該常溫接合所密封之環境之壓力。

壓力控制器係根據該目標壓力而控制排氣裝置自腔室內部排出氣體之排氣速度，且根據壓力控制氣體供給裝置將導入氣體供給至腔室內部之供給流量，以便該壓力與該目標壓力一致。此時，常溫接合裝置較之控制排氣裝置之情形，可更快速地控制腔室內部之壓力，以便腔室內部之壓力更穩定。

較好的是排氣裝置包括閥門，其係變更將腔室之內部連接於真空泵之流路的開度。此時，壓力控制器藉由控制該開度而控制該排氣速度。

較好的是排氣裝置包括複數個閥門，其等係分別開閉並排地將腔室內部連接於真空泵之複數個流路。此時，壓力控制器藉由控制複數個閥門之開閉而控制該排氣速度。較好的是氣體供給裝置包括流量調整閥，其係變更流經將導入氣體供給源連接於腔室內部之供給側流路的氣體之流量。此時，壓力控制器藉由控制流量調整閥而控制供給流量。

較好的是氣體供給裝置包括：第1流量調整閥，其係變更流經將導入氣體供給源連接於腔室內部之第1供給側流路的氣體之流量；以及第2流量調整閥，其係變更流經將導入氣體供給源連接於腔室內部之第2供給側流路的氣體之流量。此時，壓力控制器藉由控制第1流量調整閥與第2流量調整閥兩方而控制供給流量。

本發明之常溫接合裝置更包括自腔室內部排出氣體之粗抽排氣裝置。本發明之常溫接合裝置於腔室內部之壓力為無法藉由排氣裝置而進行排氣之壓力時，使用粗抽排氣裝置進行排氣，藉此可更快速地控制腔室內部之壓力。

本發明之常溫接合方法包括以下步驟：測定腔室內部之壓力；於該壓力處於特定真空度時，在該腔室內部淨化第1基板與第2基板；根據目標壓力控制自腔室內部排出氣體之排氣裝置；根據壓力控制將導入氣體供給至該腔室內部之供給裝置，以便該壓力與該目標壓力一致；及於該壓力與該目標壓力一致時，在該腔室內部常溫接合第1基板與第2基板。如此之常溫接合方法較之僅控制氣體供給裝置或者排氣裝置中之一方之情形，可更廣範圍且更高精度地控制腔室內部之壓力，以便腔室內部之壓力更穩定，可更高精度地控制由該常溫接合所密封之環境之壓力。

控制該供給流量之動作，係於自該腔室內部排出該氣體之排氣速度未一定時而執行。如此之常溫接合方法較之根據該測定出之壓力而變更排氣速度之控制，可更快速地控制腔室內部之壓力，以便腔室內部之壓力更穩定。

該氣體供給裝置包括第1流量調整閥及第2流量調整閥，該第1流量調整閥係變更流經將氣體供給源連接於腔室內部之第1供給側流路的氣體之第1流量，該第2流量調整閥係較該第1流量調整閥更高精度地變更流經將導入氣體供給源連接於腔室內部之第2供給側流路的氣體之第2流量。此時，該氣體供給裝置於目標壓力低於特定壓力時，於使用第1流量調整閥關閉第1供給側流路的狀態下，根據該壓力控制上述第2流量調整閥，而於目標壓力高於特定壓力時，於使用第2流量調整閥關閉第2供給側流路的狀態下，根據該壓力控制該第1流量調整閥。藉由此種控制，可更高精度地控制腔室內部之壓力。

該氣體供給裝置被控制成於目標壓力高於特定壓力(例如排氣裝置之上限壓力)時，於不使用排氣裝置自腔室內部排出氣體之狀態下，於其壓力達到目標壓力之時點，導入氣體之供給停止。

該氣體供給裝置包括第1流量調整閥及第2流量調整閥，該第1流量調整閥係變更流經將導入氣體供給源連接於腔室內部之第1供給側流路的氣體之第1流量，該第2流量調整閥係較該第1流量調整閥更高精度地變更流經將導入氣體供給源連接於腔室內部之第2供給側流路的氣體之第2流量。此時，該氣體供給裝置被控制成使用第1流量調整閥關閉第1供給側流路之後，因使用第2流量調整閥而第2供給側流路關閉。藉由此種控制，可快速且高精度地將腔室內部之壓力控制為目標壓力。

較好的是本發明之常溫接合方法更包括如下步驟：於壓力高於排氣裝置之上限壓力時，使用獨立於排氣裝置之粗抽排氣裝置自腔室內部排出氣體。此時，排氣裝置於壓力低於排氣裝置之上限壓力之後自腔室內部排出氣體。根據如此之常溫接合方法，可無關於其上限壓力而廣範圍地控制腔室內部之壓力。

控制該氣體供給裝置之步驟係與下述動作並行執行：淨化上述第1基板與上述第2基板之後，使上述第1基板與上述第2基板對準。根據如此之常溫接合方法，可縮短淨化基板之後至常溫接合該基板為止之時間，其結果，可更確實地常溫接合該基板，且可更高精度地控制由該常溫接合所密封之環境之壓力。

參照圖式，對本發明之常溫接合裝置之實施形態加以記述。如圖1所示，該常溫接合裝置1包括接合腔室2及加載互鎖腔室3。接合腔室2及加載互鎖腔室3係將內部密閉以與環境隔絕之容器。常溫接合裝置1更包括閘閥5。閘閥5插入設置於接合腔室2與加載互鎖腔室3之間，以使連接著接合腔室2內部與加載互鎖腔室3內部之閘關閉或者打開。

加載互鎖腔室3包括未圖示之蓋子及真空泵。該蓋子使連接著加載互鎖腔室3之外部及內部之閘關閉或者打開。該真空度泵自加載互鎖腔室3之內部排出氣體。作為該真空泵，可例示渦輪分子泵、冷凍泵、油擴散泵。

加載互鎖腔室3進而於內部包括搬送裝置6。搬送裝置6用來經由閘閥5將配置於加載互鎖腔室3內部之基板搬送至接合腔室2中，或者經由閘閥5將配置於接合腔室2中之基板搬送至加載互鎖腔室3內部。

接合腔室2包括上側載物台7、下側載物台8、壓接機構11及對準機構12。下側載物台8配置於接合腔室2之內部，由接合腔室2以能夠沿水平方向平行移動、且能夠以與鉛直方向平行之旋轉軸為中心而旋轉移動的方式支撐著。對準機構12驅動下側載物台8，以使受到下側載物台8支撐之基板沿水平方向平行移動、或者以與鉛直方向平行之旋轉軸為中心而旋轉移動。上側載物台7配置於接合腔室2之內部，且可沿鉛直方向平行移動地受到接合腔室2支撐。上側載物台7之下端具有介電層，對該介電層與基板之間施加電壓，則於靜電力之作用下將基板吸附於該介電層上。壓接機構11驅動上側載物台7，以使受到上側載物台7支撐之基板沿鉛直方向平行移動。

接合腔室2更包括離子槍14。離子槍14加速發射氬離子。離子槍14於由上側載物台7支撐之基板與由下側載物台8支撐之基板分開時，朝向由上側載物台7支撐之基板與由下側載物台8支撐之基板之間的空間，並朝向接合腔室2之內側表面。亦即，離子槍14之照射方向係通過由上側載物台7支撐之基板與由下側載物台8支撐之基板之間而與接合腔室2之內側表面交叉。再者，離子槍14亦可替換為對基板表面進行淨化之其他淨化裝置。作為該淨化裝置，可例示電漿槍、高速原子束源等。

常溫接合裝置1更包括壓力控制裝置。如圖2所示，該壓力控制裝置21包括壓力控制器22、壓力計23、排氣裝置24、導入氣體供給裝置25及粗抽排氣裝置26。

壓力控制器22為計算機，且包括未圖示之CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)、記憶裝置及輸入裝置。該CPU執行安裝於壓力控制器22中之計算機程式，以對該記憶裝置、輸入裝置、壓力計23、排氣裝置24、導入氣體供給裝置25及粗抽排氣裝置26進行控制。該記憶裝置記錄該計算機程式，並暫時記錄由該CPU生成之資訊。該輸入裝置藉由使用者進行操作而生成資訊，並將該資訊輸出至該CPU。作為該輸入裝置可例示鍵盤。

壓力計23對接合腔室2內部之壓力進行測定，並將該壓力輸出至壓力控制器22中。

排氣裝置24包括蝶形閥31、真空泵32及輔助泵33。蝶形閥31配置於將接合腔室2連接於真空泵32之流路之中途，且於主體內具有可旋轉之圓盤。蝶形閥31由壓力控制器22所控制，且藉由該圓盤旋轉而使開度發生變化。真空度泵32由壓力控制器22所控制，且經由蝶形閥31而自接合腔室2內部排出氣體。作為真空泵32，可例示渦輪分子泵、冷凍泵、油擴散泵。輔助泵33由壓力控制器22所控制，且經由蝶形閥31而自接合腔室2內部排出氣體。作為輔助泵33，可例示旋轉泵、乾式泵。

導入氣體供給裝置25包括氣體供給源35及流量調整閥36。氣體供給源35由儲存高壓之氬氣體之儲氣瓶形成，且由壓力控制器22所控制，將該氬氣體以固定壓力供給至流量調整閥36。流量調整閥36配置於將氣體供給源35連接於接合腔室2之流路之中途，且由變更該流路之開度的質量流量控制器而形成。流量調整閥36由壓力控制器22所控制，將特定流量之氬氣體供給至接合腔室2內。作為流量調整閥36，應用較之蝶形閥31對開度變更之響應更敏捷者。

粗抽排氣裝置26包括粗抽閥38及輔助泵39。粗抽閥38配置於將接合腔室2連接於輔助泵39之流路之中途，由壓力控制器22所控制，且使該流路打開或者關閉。輔助泵39由壓力控制器22所控制，當粗抽閥38使該流路打開時，經由粗抽閥38而自接合腔室2內部排出氣體。作為輔助泵39可例示旋轉泵、乾式泵。

壓力控制器22根據經由輸入裝置而輸入之目標壓力對蝶形閥31之開度進行控制，藉此對排氣裝置24自接合腔室2內部排出氣體之排氣速度進行控制。壓力控制器22進而於該排氣速度大致固定時，利用壓力計23對接合腔室2之內部壓力進行測定，並根據該測定出之壓力對流量調整閥36之開度進行反饋控制，藉此對氣體供給裝置25向接合腔室2內部供給導入氣體之供給流量進行控制，以使接合腔室2內部之壓力與該目標壓力相一致。

圖3表示輸入至壓力控制器22之目標壓力與蝶形閥31之開度的對應關係。作為蝶形閥31之開度包含四個狀態，即全開、中開、小開及關閉。該全開係表示蝶形閥31之開度之最大值。該中開係表示較該全開所示之開度小之開度。該小開係表示較該中開所示之開度小之開度。該關閉係表示蝶形閥31之開度之最小值，且表示使將接合腔室2連接於真空泵32之流路關閉之狀態。

該目標壓力之範圍包括第1高真空區域、第2高真空區域、中真空區域及低真空區域，該第1高真空區域表示自可由排氣裝置24生成之最低壓力至特定壓力為止之連續區間。該第2高真空區域表示自該第1高真空區域中之某一壓力至較該第1高真空區域之壓力高之壓力為止的連續區間。該中真空區域表示自該第2高真空區域中之某一壓力至較該第2高真空區域之壓力高之壓力為止的連續區間。該中真空區域之上限值等於可藉由排氣裝置24進行排氣之上限壓力，或者低於該上限壓力。該低真空區域表示自該中真空區域中之某一壓力至可由氣體供給裝置25生成之最高壓力為止之範圍。該低真空區域之下限值等於可藉由排氣裝置24而進行排氣之上限壓力，或者低於該上限壓力。如此般之第1高真空區域、第2高真空區域、中真空區域及低真空區域可藉由使用者進行設計。

亦即，壓力控制器22於該目標壓力處在第1高真空區域中時，對蝶形閥31進行控制以使開度為全開；於該目標壓力處在第2高真空區域中時，對蝶形閥31進行控制以使開度為中開；於該目標壓力處在中真空區域中時，對蝶形閥31進行控制以使開度為小開；於該目標壓力處在低真空區域中時，對蝶形閥31進行控制以使開度成為關閉。

圖3係進一步表示輸入至壓力控制器22之目標壓力與蝶形閥31之開度的組合對應於流量調整閥36之流量的關係。接合腔室2內部之壓力p，通常係使用排氣裝置24之排氣速度S與氣體供給裝置25之供給流量Q，以下式而表示：

P=Q/S。

該目標壓力與蝶形閥31開度之對應關係，係根據預先對蝶形閥31之開度與排氣裝置24之排氣速度S之關係進行測定所得之測定結果，以該目標壓力與蝶形閥31開度之組合可對應於流量調整閥36之流量產生變化的範圍(例如，0sccm~200sccm)的方式而計算出。

本發明之常溫接合方法之實施形態係由常溫接合裝置1而執行。如圖4所示，使用者首先將表示藉由常溫接合而密封之環境之壓力的目標壓力輸入至壓力控制器22中。使用者接著將閘閥5關閉並利用排氣裝置24於接合腔室2內部生成真空環境，且於加載互鎖腔室3內部生成大氣壓環境。使用者打開加載互鎖腔室3之蓋子而將複數個基板配置於加載互鎖腔室3之內部。之後使用者蓋上加載互鎖腔室3之蓋子，並利用真空泵而於加載互鎖腔室3內部生成真空環境。

使用者於打開閘閥5之後，利用搬送裝置6將配置於加載互鎖腔室3內部之一片基板配置於上側載物台7上，並將配置於加載互鎖腔室3內部之另一片基板配置於下側載物台8上(步驟S1)。使用者關閉閘閥5，利用排氣裝置24於接合腔室2內部生成真空環境(步驟S2)。

使用者於搭載於上側載物台7上之基板與搭載於下側載物台8上之基板分開之狀態下，使離子槍14朝向搭載於上側載物台7上之基板與搭載於下側載物台8上之基板之間發射粒子。該粒子對該基板進行照射而將形成於該基板表面上之氧化物等除去，並將附著於該基板之表面上之雜質除去(步驟S3)。

使用者對壓接機構11進行操作，以使上側載物台7沿鉛直方向下降而使搭載於上側載物台7上之基板與搭載於下側載物台8上之基板靠近。使用者操作對準機構12，以如下方式移動搭載於下側載物台8上之基板之位置，即，使搭載於上側載物台7上之基板與搭載於下側載物台8上之基板於水平面內之相對位置按照設計而進行接合。此時，壓力控制器22於正在對基板進行對準時，對壓力計23、排氣裝置24、及導入氣體供給裝置25進行控制，以使接合腔室2內部之壓力達到目標壓力(步驟S4)。

使用者於基板已對準、且接合腔室2內部之壓力穩定於目標壓力時，對壓接機構11進行操作，使上側載物台7沿鉛直下方向下降而使搭載於上側載物台7上之基板與搭載於下側載物台8上之基板接觸。搭載於上側載物台7上之基板與搭載於下側載物台8上之基板藉由該接觸而相接合，從而生成一片接合基板(步驟S5)。

壓力控制器22於對基板進行了常溫接合之後，使用壓力計23對接合腔室2內部之壓力進行測定(步驟S6)。壓力控制器22於接合腔室2內部之壓力高於可藉由排氣裝置24進行排氣之上限壓力時(步驟S6，NO(否))，利用粗抽排氣裝置26自接合腔室2內部排出氣體以降低接合腔室2內部之壓力(步驟S7)。壓力控制器22於接合腔室2內部之壓力低於所述上限壓力時，利用排氣裝置24於接合腔室2內部生成真空環境(步驟S8)。

使用者於接合腔室2內部生成真空環境之後，利用壓接機構11使上側載物台7沿鉛直上方向上升，並打開閘閥5。使用者使用搬送裝置6，將搭載於下側載物台8上之接合基板搬送至加載互鎖腔室3之內部(步驟S9)。步驟S1~步驟S9之動作重複執行直至最初裝填於加載互鎖腔室3內部之基板均實施了常溫接合為止。

使用者於最初裝填於加載互鎖腔室3內部之基板均實施了常溫接合之後，將閘閥5關閉而於加載互鎖腔室3內部生成大氣壓環境。使用者掀開加載互鎖腔室3之蓋子，將經常溫接合之複數個接合基板自加載互鎖腔室3中取出。

圖5表示步驟S4中藉由壓力控制器22而執行之壓力控制方法。壓力控制器22，首先根據由使用者輸入之目標壓力而對排氣裝置24進行控制(步驟S11)。亦即，壓力控制器22於該目標壓力處在第1高真空區域時，對蝶形閥31進行控制以使開度為全開；於該目標壓力處在第2高真空區域時，對蝶形閥31進行控制以使開度為中開；於該目標壓力處在中真空區域時，對蝶形閥31進行控制以使開度為小開；於該目標壓力處在低真空域時，對蝶形閥31進行控制以使開度為關閉。

壓力控制器22利用壓力計23對接合腔室2內部之壓力進行測定(步驟S12)。壓力控制器22於該目標壓力處在第1高真空區域或者第2高真空區域或者中真空區域時，根據該測定出之壓力對氣體供給裝置25進行反饋控制，以使接合腔室2內部之壓力成為該目標壓力(步驟S13)。作為該反饋控制，可例示PI(Proportional-Integral，比例-積分)控制、PID(Proportional-Integral-Derivative，比例-積分-微分)控制。亦即，壓力控制器22以特定之取樣週期而重複執行步驟S12~步驟S13之動作。

壓力控制器22於該目標壓力處在低真空區域時，對氣體供給裝置25進行控制，以於推測出該經測定之壓力與該目標壓力相一致之時點停止氬氣體之供給(步驟S13)。

根據如此般之壓力控制方法，該目標壓力可設定於自能藉由排氣裝置24而生成之最低壓力直至能藉由氣體供給裝置25而生成之最高壓力為止的廣闊範圍內。進而於接合腔室2可承受大氣壓以上之壓力環境之情形時，於氣體供給源35所供給之氬氣體之供給壓力高於大氣壓時，該目標壓力亦可設定成高於大氣壓之值。

接合腔室2內部之壓力於上述排氣速度大致固定時，相對於導入氣體之流量而成為一階延遲系統。因此，根據如此般之反饋控制，壓力控制裝置21可更高精度地對該壓力進行控制，以使接合腔室2內部之壓力達到充分穩定。

根據應用如此般之壓力控制方法之常溫接合方法，可將藉由常溫接合而密封之環境之壓力設定於廣闊範圍內，且可將藉由常溫接合而密封之環境之壓力控制於該範圍中之任意值。根據如此般之常溫接合方法，進而，可使基板進行常溫接合之瞬時壓力充分達到穩定，從而可更高精度地對藉由常溫接合而密封之環境之壓力進行控制。

根據如此般之常溫接合方法，即便於接合腔室2內部之壓力高於排氣裝置24之上限壓力時，亦無須使排氣裝置24之真空泵32停止，且無須使排氣裝置24之輔助泵33作動，而是利用粗抽排氣裝置26將接合腔室2內部之壓力降低至低於該上限壓力。因此，可更快速地將接合腔室2內部之壓力控制為真空環境，從而可減少每進行一次常溫接合所需之時間。

再者，使用者亦可於正在藉由壓力控制裝置21而對接合腔室2內部之壓力進行控制時，操作常溫接合裝置1以對基板進行常溫接合。根據如此般之動作，可使基板進行常溫接合之瞬時壓力更加穩定，從而可更高精度地對藉由常溫接合而密封之環境之壓力進行控制。

再者，亦可將自氣體供給裝置25供給至接合腔室2內部之氬氣體，替換為與氬不同之其他導入氣體。作為該導入氣體，可例示氮氣、氙氣、空氣。根據如此般之替換，該MEMS之設計自由度得到提高，且可使用各種導入氣體，因此可應用於各種用途。將振動構造加以密封而形成之MEMS，會因該密封之環境中所填充之氣體之黏度而使得該環境中所配置的振動構造之振動衰減率有所不同。例如，該MEMS可藉由使用各種導入氣體而具有振動衰減率不同之振動構造。

本發明之常溫接合裝置之另一實施形態中，將上述實施形態中之氣體供給裝置25替換為其他氣體供給裝置。如圖6所示，該氣體供給裝置41包括氣體供給源42、流路43、流路44、第1流量調整閥45及第2流量調整閥46。流路43將氣體供給源42連接於接合腔室2。流路44與流路43分開，且與流路43並排地將氣體供給源42連接於接合腔室2。氣體供給裝置41由壓力控制器22所控制，經由流路43與流路44將氬氣體以固定的壓力供給至接合腔室2中。流量調整閥45配置於流路43之中途，於壓力控制器22之控制下對氬氣體通過流路43之流量進行控制。流量調整閥46配置於流路44之中途，於壓力控制器22之控制下對氬氣體通過流路44之流量進行控制。流量調整閥46較之流量調整閥45，能夠使最大流量較小且更高精度地對該流量進行控制。

藉由如此般之壓力控制裝置而執行之壓力控制方法中，將上述實施形態中之壓力控制方法之步驟S13替換為其他處理。該處理中，壓力控制器22於該目標壓力處在第1高真空區域時，使用流量調整閥45使流路43關閉，且根據該測定出之壓力對流量調整閥46進行反饋控制，以使接合腔室2內部之壓力為該目標壓力。壓力控制器22於該目標壓力處在第2高真空區域或者中真空區域時，利用流量調整閥46使流路44關閉，且根據該測定出之壓力對流量調整閥45進行反饋控制，以使接合腔室2內部之壓力為該目標壓力。壓力控制器22於該目標壓力處在低真空區域時，當該測定出之壓力與該目標壓力之差達到特定值時，使用流量調整閥45使流路43關閉，於推測出該經測定之壓力與該目標壓力相一致之時點，利用流量調整閥46使流路44關閉。

根據上述動作，如此般之壓力控制裝置，能夠以與上述實施形態中之壓力控制裝置21相同之方式，於廣闊範圍內設定目標壓力，且能夠高精度地對該壓力進行控制，以使接合腔室2內部之壓力充分地達到穩定。根據上述動作，如此般之壓力控制裝置於該目標壓力處在第1高真空區域時，進而較之上述實施形態中之壓力控制裝置21，可更高精度地對該壓力進行控制。根據上述動作，如此般之壓力控制裝置於該目標壓力處在低真空區域時，進而較之上述實施形態中之壓力控制裝置21，可更快速地將氬氣體供給至接合腔室2之內部，從而可更快速地將該壓力控制為目標壓力。

根據應用如此般之壓力控制方法之常溫接合方法，能夠以與上述實施形態中之常溫接合裝置1相同的方式，將藉由常溫接合而密封之環境之壓力設定於廣闊範圍內，且可使基板進行常溫接合之瞬時之壓力充分達到穩定，從而可高精度地將藉由常溫接合而密封之環境之壓力控制為該範圍中之任意值。根據如此般之常溫接合方法，進而可更快速地將該壓力控制為目標壓力。

本發明之常溫接合裝置之其他實施形態中，將上述實施形態中之蝶形閥31替換為其他排氣速度調整裝置。如圖7所示，該排氣速度調整裝置50，包括複數個流路51、52、53、複數個孔口54、55、56、及複數個閥門57、58、59。流路51將接合腔室2連接於真空泵32。流路52與流路51分開，且與流路51並排地將接合腔室2連接於真空泵32。流路53與流路51、流路52分開，且與流路51、流路52並排地將接合腔室2連接於真空泵32。孔口54配置於流路51之中途。孔口55配置於流路52之中途，且形成為通過流路52之氣體之流量小於通過流路51之氣體之流量。孔口56配置於流路53之中途，且形成為通過流路53之氣體之流量小於通過流路52之氣體之流量。閥57配置於流路51之中途，且於壓力控制器22之控制下使流路51打開或者關閉。閥58配置於流路52之中途，且於壓力控制器22之控制下，使流路52打開或者關閉。閥59配置於流路53之中途，且於壓力控制器22之控制下使流路53打開或者關閉。

藉由如此般之壓力控制裝置而執行之壓力控制方法中，將上述實施形態中之壓力控制方法之步驟S11替換為其他處理。該處理中，壓力控制器22於該目標壓力處在第1高真空區域時，對閥57~59進行控制，以僅使流路51~53中之流路51打開；於該目標壓力處在第2高真空區域時，對閥57~59進行控制，以僅使流路51~53中之流路51打開；於該目標壓力處在中真空區域時，對閥57~59進行控制，以僅使流路51~53中之流路51打開；於該目標壓力處在低真空區域時，對閥57~59進行控制，以使流路51~53全部關閉。

排氣速度調整裝置50較之上述實施形態中之蝶形閥31，控制起來更簡單且可更低價地進行製造，故而較佳。進而根據上述動作，如此般之壓力控制裝置能夠以與上述實施形態中之壓力控制裝置21相同之方式，於廣闊範圍內設定目標壓力，且可高精度地對該壓力進行控制，以使接合腔室2內部之壓力充分達到穩定。再者，亦可進行控制以使流路51~53中被打開之流路之個數產生變化。藉由上述之動作而亦可同樣地於廣闊範圍內設定目標壓力，且亦可高精度地對該壓力進行控制，以使接合腔室2內部之壓力充分達到穩定。

根據應用如此般之壓力控制方法之常溫接合方法，可與上述實施形態中之常溫接合裝置1相同之方式，將藉由常溫接合而密封之環境之壓力設定於廣闊範圍內，可使基板進行常溫接合之瞬時之壓力充分穩定，且可高精度地將藉由常溫接合而密封之環境之壓力控制為該範圍中之任意值。

再者，亦可藉由對真空泵32進行控制而使排氣裝置24之排氣速度改變。例如，壓力控制器22於真空泵32為渦輪分子泵時，亦可藉由變更轉速而對排氣裝置24之排氣速度進行控制。如此般之控制較之上述實施形態中之壓力控制方法，雖然響應變得遲鈍，但能夠以與上述實施形態中之壓力控制方法相同地於廣闊範圍內設定目標壓力，且可高精度地對該壓力進行控制，以使接合腔室2內部之壓力達到充分穩定。

1．．．常溫接合裝置

2．．．接合腔室

3．．．加載互鎖腔室

7．．．上側載物台

5．．．閘閥

6．．．搬送裝置

8．．．下側載物台

11．．．壓接機構

12．．．對準機構

14．．．離子槍

21．．．壓力控制裝置

22．．．壓力控制器

23．．．壓力計

24．．．排氣裝置

25．．．導入氣體供給裝置

26．．．粗抽排氣裝置

31．．．蝶形閥

32．．．真空泵

33．．．輔助泵

35,42．．．氣體供給源

36．．．流量調整閥

38．．．粗抽閥

39．．．輔助泵

41．．．氣體供給裝置

43,44,51,52,53．．．流路

45．．．第1流量調整閥

46．．．第2流量調整閥

50．．．排氣速度調整裝置

54,55,56．．．孔口

57,58,59．．．閥門

圖1係表示本發明之常溫接合裝置之實施形態之剖面圖。

圖2係表示壓力控制裝置之電路圖。

圖3係表示目標壓力與蝶形閥之開度之關係，且係表示目標壓力與流量調整閥之流量之關係的圖表。

圖4係表示本發明之常溫接合方法之實施形態之流程圖。

圖5係表示壓力控制方法之流程圖。

圖6係表示另一導入氣體供給裝置之電路圖。

圖7係表示另一排氣裝置之電路圖。

2．．．接合腔室

21．．．壓力控制裝置

22．．．壓力控制器

23．．．壓力計

24．．．排氣裝置

25．．．導入氣體供給裝置

26．．．粗抽排氣裝置

31．．．蝶形閥

33．．．輔助泵

35．．．氣體供給源

36．．．流量調整閥

38．．．粗抽閥

39．．．輔助泵

Claims (7)

1. 一種常溫接合裝置，其包括：排氣裝置，其係自腔室內部排出氣體；氣體供給裝置，其係將導入氣體供給至上述腔室之內部；壓力計，其係測定上述腔室內部之壓力；淨化裝置，其係於上述壓力處於特定真空度時，於上述腔室內部淨化第1基板與第2基板；壓力控制器，其係控制上述排氣裝置與上述氣體供給裝置兩方，使上述壓力與目標壓力成為一致；及壓接機構，其係於上述壓力為上述目標壓力時，於上述腔室內部壓接上述第1基板與上述第2基板；及粗抽排氣裝置，其係自上述腔室內部排出氣體且獨立於上述排氣裝置；上述排氣裝置包括：流路，其係將上述腔室內部連接於真空泵；及閥門，其係變更上述流路之開度；上述氣體供給裝置包括至少一個流量調整閥，其係變更流經將導入氣體供給源連接於上述腔室內部之供給側流路的氣體之流量；上述壓力控制器根據上述目標壓力控制上述開度而控制上述排氣裝置自上述腔室內部排出氣體之排氣速度，且根據上述壓力控制上述流量調整閥而控制上述氣體供給裝置將導入氣體供給至上述腔室內部之供給流量，以 使上述壓力與上述目標壓力成為一致；上述氣體供給裝置被控制成於上述目標壓力高於上述排氣裝置之上限壓力時，於未使用上述排氣裝置自上述腔室內部排出氣體之狀態下，於上述壓力達到上述目標壓力之時點，停止供給上述導入氣體；上述第1基板與上述第2基板被壓接後，於上述壓力高於上述排氣裝置之上限壓力時，上述粗抽排氣裝置自上述腔室內部排出氣體；上述排氣裝置於藉由上述粗抽排氣裝置自上述腔室內部排出氣體使上述壓力低於上述上限壓力之後，自上述腔室內部排出氣體。
2. 如請求項1之常溫接合裝置，其中上述至少一個流量調整閥包括：第1流量調整閥，其係變更流經將上述導入氣體供給源連接於上述腔室內部之第1供給側流路的氣體之第1流量；及第2流量調整閥，其係較上述第1流量調整閥更高精度地變更流經將上述導入氣體供給源連接於上述腔室內部之第2供給側流路的氣體之第2流量；且上述壓力控制器係當上述目標壓力低於特定壓力時，於使用上述第1流量調整閥關閉上述第1供給側流路之狀態下，根據上述壓力控制上述第2流量調整閥；當上述目標壓力高於上述特定壓力時，於使用上述第 2流量調整閥關閉上述第2供給側流路之狀態下，根據上述壓力控制上述第1流量調整閥。
3. 如請求項1或2之常溫接合裝置，其中藉由上述氣體供給裝置使上述壓力朝向上述目標壓力之控制，係與淨化上述第1基板與上述第2基板之後，使上述第1基板與上述第2基板進行對準之動作同時執行。
4. 如請求項1或2之常溫接合裝置，其中上述排氣裝置包括複數個閥門，其等係分別開閉並排地連接上述腔室內部與真空泵之複數個流路；上述壓力控制器藉由控制上述複數個閥門而控制上述排氣速度。
5. 一種常溫接合方法，其包括以下步驟：測定腔室內部之壓力之步驟；於上述壓力處於特定真空度時，於上述腔室內部淨化第1基板與第2基板之步驟；根據目標壓力而控制自腔室內部排出氣體之排氣裝置之步驟；根據上述壓力而控制將導入氣體供給至上述腔室內部之氣體供給裝置，使上述壓力與上述目標壓力成為一致之步驟；及於上述壓力與上述目標壓力一致時，於上述腔室內部常溫接合基板之步驟；上述排氣裝置包括：流路，其係將上述腔室內部連接於真空泵；及 閥門，其係變更上述流路之開度；上述氣體供給裝置包括至少一個流量調整閥，其係變更流經將導入氣體供給源連接於上述腔室內部之供給側流路的氣體之流量；上述排氣裝置自上述腔室內部排出氣體之排氣速度的控制係藉由控制上述開度而進行；上述氣體供給裝置將導入氣體供給至上述腔室內部之供給流量的控制係藉由控制上述流量調整閥而進行；於上述目標壓力高於上述排氣裝置之上限壓力時，上述氣體供給裝置被控制成於未使用上述排氣裝置自上述腔室內部排出氣體之狀態下，於上述腔室內部之上述壓力成為上述目標壓力之時點，停止供給上述導入氣體；上述第1基板與上述第2基板被壓接後，藉由獨立於上述排氣裝置而設置之粗抽排氣裝置自上述腔室內部排出氣體，於藉由上述粗抽排氣裝置自上述腔室內部排出氣體使上述壓力低於上述上限壓力之後，藉由上述排氣裝置自上述腔室內部排出氣體。
6. 如請求項5之常溫接合方法，其中上述至少一個流量調整閥包括：第1流量調整閥，其係變更流經將導入氣體供給源連接於上述腔室內部之第1供給側流路的氣體之第1流量；及第2流量調整閥，其係較上述第1流量調整閥更高精度地變更流經將上述導入氣體供給源連接於上述腔室內 部之第2供給側流路的氣體之第2流量；且當上述目標壓力低於特定壓力時，於使用上述第1流量調整閥關閉上述第1供給側流路之狀態下，根據上述壓力控制上述第2流量調整閥；當上述目標壓力高於上述特定壓力時，於使用上述第2流量調整閥關閉上述第2供給側流路之狀態下，根據上述壓力控制上述第1流量調整閥。
7. 如請求項5或6之常溫接合方法，其中控制上述氣體供給裝置之步驟，係與淨化上述第1基板與上述第2基板之後，使上述第1基板與上述第2基板進行對準之動作同時執行。