常温接合装置及常温接合方法

专利名称：常温接合装置及常温接合方法
技术领域：
本发明涉及常温接合装置及常温接合方法，特别涉及在将多个基板接合时利用的常温接合装置及常温接合方法。
背景技术：
目前，已知有将微小的电气零件及机械零件集成化而成的MEMS (Micro ElectroMechanical Systems)。作为该MEMS,例示微型机械、压力传感器、超小型电动机等。使在真空气氛中已活化的晶片表面彼此接触，然后将其晶片接合的常温接合是众所周知的。这种常温接合优选制作MEMS。通过将波纹度大的晶片接合而形成的MEMS往往成为不良品。期望更稳定地制作质量优良的器件。 (日本)特开2003- 318219号公报公开的是如下的安装方法，即，利用能量波或能量粒子，能够高效且均匀地清洗接合面，另外，在室内清洗时，也能够回避对向的腔室壁面蚀刻而造成的杂质附着的问题。该安装方法的特征为，由一个照射单元向形成于对向的两被接合物间的间隙内照射能量波或能量粒子，实质上同时对两被接合物的接合面进行清洗，并且在清洗中，至少使一方的被接合物旋转，在将清洗后的被接合物间的相对位置对准之后，再将被接合物彼此接合。(日本)特开2006- 73780号公报公开的是能够不翘曲地进行接合的常温接合方法。该常温接合方法是在利用原子束、离子束或等离子体即能量波对被接合物彼此的接合面进行表面活化处理之后再进行接合的方法中，分为在常温下进行暂时接合的工序和施以加热进行正式接合的工序的方法。专利文献I :(日本)特开2003 - 318219号公报专利文献2 :(日本)特开2006 - 73780号公报

发明内容
本发明的目的在于，提供一种提高通过将接合对象接合来制作的产品的质量的常温接合装置及常温接合方法。本发明的另一目的在于，提供一种利用将接合对象接合来更稳定地制作产品的常温接合装置及常温接合方法。本发明的再另一目的在于，提供一种利用将接合对象接合来更高速地制作产品的常温接合装置及常温接合方法。本发明的常温接合装置具备通过将使两个基板被活化而制成的两个活化基板接合来制作接合基板的接合室，将接合基板退火以使接合基板的残余应力降低的加热室。根据这种常温接合装置，能够降低接合基板的残余应力，能够进一步提高质量。本发明的常温接合装置还具备控制装置。加热室具备对接合基板加压的加压机构。控制装置在接合基板退火时，对加压机构进行控制，以使其对接合基板加压。根据这种常温接合装置，能够将接合基板形成为规定的形状。
本发明的常温接合装置还具备传感器，所述传感器测定在接合基板退火时对接合基板施加的压力。控制装置对加压机构进行控制，以使所述压力不达到规定的压力以上。这种常温接合装置能够防止因施加于接合基板的载荷增大而接合基板开裂。本发明的常温接合装置还具备在将这两个基板活化之前使吸附物质脱离这两个基板的脱离室。根 据这种常温接合方法，在接合基板退火时，能够防止在接合基板的接合面上发生孔隙，能够提高接合基板的接合强度。本发明的常温接合装置还具备冷却装置，所述冷却装置在使吸附物质脱离了这两个基板之后，对这两个基板进行冷却。控制装置对接合室进行控制，以使这两个基板冷却之后进行活化。加热室兼用于在将两个基板活化之前使吸附物质脱离这两个基板的脱离室。这种常温接合装置与将接合基板退火的装置和使吸附物质脱离这两个基板的装置分体的其他常温接合装置相比，更小型，是优选的。加热室具备对两个基板中的第一基板进行保持的第一保持装置、对两个基板中的第二基板进行保持的第二保持装置、在第一保持装置保持着第一基板时使吸附物质脱离第一基板的第一加热器、在第二保持装置保持着第二基板时使吸附物质脱离第二基板的第二加热器。在利用第一加热器对接合基板进行退火时，控制装置对加压机构进行控制，以通过将接合基板夹在第一保持装置和第二保持装置之间而对其进行加压。本发明的常温接合方法具备通过将两个基板活化来制作两个活化基板的步骤、通过将这两个活化基板接合来制作接合基板的步骤、将接合基板退火以使接合基板的残余应力降低的步骤。根据这种常温接合方法，能够降低接合基板的残余应力，能够进一步提高质量。本发明的常温接合方法还具备在将接合基板退火时对接合基板加压的步骤。根据这种常温接合方法，能够将接合基板形成为规定的形状。本发明的常温接合方法还具备在接合基板退火时测定对接合基板施加的压力的步骤、对所述压力进行控制以使所述压力不达到规定压力以上的步骤。根据这种常温接合方法，能够防止因施加于接合基板的载荷增大而接合基板开裂。本发明的常温接合方法还具备在将这两个基板活化之前使吸附物质脱离这两个基板的步骤。根据这种常温接合方法，在接合基板退火时，能够防止在接合基板的接合面上发生孔隙，能够提高接合基板的接合强度。本发明的常温接合方法还具备在使吸附物质脱离了两个基板之后对这两个基板进行冷却的步骤。这两个基板在冷却之后进行活化。根据这种常温接合方法，能够更高速地制作产品，能够提高生产率。接合基板利用用于使吸附物质脱离这两个基板的加热室进行退火。执行这种常温接合方法的常温接合装置主体与将接合基板退火的装置和使吸附物质脱离这两个基板的装置分体的其他常温接合装置主体相比，更小型，是优选的。加热室具备对两个基板中的第一基板进行保持的第一保持装置、对两个基板中的第二基板进行保持的第二保持装置、在第一保持装置保持着第一基板时使吸附物质脱离第一基板的第一加热器、在第二保持装置保持着第二基板时使吸附物质脱离第二基板的第二加热器。通过将接合基板夹在第一保持装置和第二保持装置之间而对其进行加压，通过第一加热器对其进行退火。本发明的常温接合装置及常温接合方法能够降低通过将接合对象接合来制作的广品的残余应力，能够提闻其广品的质量。


图I是表示常温接合装置主体的剖面图；图2是表示接合室的剖面图；图3是表示加热室的剖面图； 图4是表示上收纳盒的平面图；图5是表示上收纳盒的剖面图；图6是表示下收纳盒的平面图；图7是表示下收纳盒的剖面图；图8是表示常温接合装置控制装置的方框图；图9是表示本发明的常温接合方法的方框图；图10是表示另一加热室的剖面图；图11是表示再另一加热室的剖面图；图12是表示再另一加热室的剖面图；图13是表示另一常温接合装置主体的剖面图；图14是表示再另一常温接合装置主体的剖面具体实施例方式下面，参照附图对本发明的常温接合装置的实施方式进行说明。常温接合装置具备常温接合装置主体和常温接合装置控制装置。如图I所示，常温接合装置主体具备装载锁定室I、接合室2、加热室3。装载锁定室I、接合室2和加热室3分别是将内部相对于外部环境密闭的容器。常温接合装置主体还具备闸阀5和闸阀6。闸阀5设于装载锁定室I和接合室2之间，形成将接合室2的内部和装载锁定室I的内部连接的第一闸道。闸阀5通过由接合装置控制装置来控制，将第一闸道闭锁，或者将第一闸道敞开。闸阀6设于装载锁定室I和加热室3之间，形成将加热室3的内部和装载锁定室I的内部连接的第二闸道。闸阀6通过由接合装置控制装置来控制，将第二闸道闭锁，或者将第二闸道敞开。装载锁定室I具备未图示的盖。该盖使将外部环境和装载锁定室I的内部连接的闸道闭锁，或者，使闸道敞开。装载锁定室I具备未图示的真空泵。真空泵在盖、闸阀5、闸阀6闭锁时，通过由接合装置控制装置来控制，从装载锁定室I的内部排气。作为真空泵，例示涡轮分子泵、低温泵、油扩散泵。装载锁定室I还将多个搁板7和搬运机器人8装设于内部。在多个搁板7上摆放多个收纳盒。搬运机器人8在闸阀5敞开时，通过由接合装置控制装置来控制，将配置于多个搁板7的收纳盒搬运到接合室2，或者，将配置于接合室2的收纳盒搬运到多个搁板7。另外，搬运机器人8在闸阀6敞开时，通过由接合装置控制装置来控制，将配置于多个搁板7的收纳盒搬运到加热室3，或者将配置于加热室3的收纳盒搬运到多个搁板7。接合室2具备真空泵10。真空泵10在闸阀5闭锁时，通过由接合装置控制装置来控制，从接合室2的内部排气。作为真空泵10，例示涡轮分子泵、低温泵、油扩散泵。加热室3具备未图示的真空泵。真空泵在闸阀6闭锁时，通过由接合装置控制装置来控制，从加热室3的内部排气。作为真空泵，例示涡轮分子泵、低温泵、油扩散泵。如图2所示，接合室2还具备定位阶梯载置台11和对位机构12。定位阶梯载置台11形成为板状。定位阶梯载置台11配置于接合室2的内部，可沿水平方向平行移动，且以平行于垂直方向的旋转轴为中心可旋转移动地被支承。利用定位阶梯载置台11保持收纳盒。对位机构12通过由接合装置控制装置来控制，使定位阶梯载置台11移动，以使定位阶梯载置台11沿水平方向平行移动，或者，使定位阶梯载置台11以平行于垂直方向的旋转轴为中心旋转移动。接合室2还具备压接轴14、静电卡盘15、压接机构16、载荷计17。压接轴14相对于接合室2可沿垂直方向平行移动地被支承。静电卡盘15配置于压接轴14的下端。静电卡盘15由在内部配置有内部电极的介电层形成。介电层由氧化铝基陶瓷形成，下端形成为平坦面。静电卡盘15通过由接合装置控制装置来控制，对内部电极施加规定的电压。静电卡盘15通过对内部电极施加规定的电压，利用静电力保持配置于介电层的平坦面附近的晶片。压接机构16通过由接合装置控制装置来控制，使压接轴14相对于接合室2沿垂直方向平行移动。压接机构16还对配置静电卡盘15的位置进行测定，且将位置输出到接合装置控制装置。载荷计17通过对施加于压接轴14的载荷进行测定，来测定施加于由静电 卡盘15保持的晶片的载荷，且将该载荷输出到接合装置控制装置。接合室2还具备离子枪18和电子源19。离子枪18通过由接合装置控制装置来控制，发射加速后的氩离子。离子枪18固定于接合室2，以向定位阶梯载置台11和静电卡盘15之间的空间发射氩离子，S卩，向保持于定位阶梯载置台11的晶片和保持于静电卡盘15的晶片照射氩离子。通过由接合装置控制装置来控制电子源19，发射加速后的电子。电子源19固定于接合室2，以向对位机构12和静电卡盘15之间的空间发射电子，即，向保持于定位阶梯载置台11的晶片和保持于静电卡盘15的晶片照射电子。离子枪18还具备未图示的金属靶。该金属靶由多种金属形成，配置于照射氩离子的位置。金属靶在被照射氩离子时，将多种金属的原子发射到接合室2的内部气氛中。另夕卜，金属靶也可替换为金属网。金属网是具有开口的金属部件，配置于离子枪18的出射端。金属网与金属靶同样，通过被氩离子照射，向接合室2的内部气氛发射多种金属的原子。另夕卜，在不需要使金属原子附着于晶片的接合面时，也可省略金属靶。图3表示的是加热室3。加热室3具备底座21、散热器22、隔热部件23、试样台24、加热器25。底座21形成加热室3的一部分，是支承散热器22、隔热部件23、试样台24、加热器25的基础。散热器22固定于底座21。隔热部件23由石英形成，经由散热器22固定于底座21。另外，隔热部件23可由与石英不同的耐热冲击性高的其他隔热材料形成。作为隔热材料，例示石英玻璃。隔热部件23具备流路26。流路26构成气体氮流动的通道。气体氮由未图示的冷却装置从加热室3的外部供给。试样台24由氮化铝AlN形成，经由隔热部件23固定于底座21。另外，试样台24也可由与氮化铝AlN不同的导热率优异的其他材料形成。作为其材料，例示碳化硅SiC。试样台24在与隔热部件23接合一侧的相反侧形成有保持面27。保持面27以将收纳盒保持于试样台24的方式形成。加热器25配置于试样台24的内部。加热器25通过被常温接合装置控制装置控制而发热，对摆放于收纳盒的晶片进行加热。此时，散热器22从加热室3的外部始终供给冷却后的制冷剂，在加热器25发热时， 防止加热室3被加热。加热室3还具备基板压板31、散热器32、角度调节机构33、负载传感器34、加压机构35。基板压板31由石英形成。基板压板31在与试样台24对向的一侧形成有按压面36。按压面36平坦地形成。基板压板31的形成有按压面36的一侧的相反侧与散热器32接合。散热器32的与基板压板31接合的一侧的相反侧与角度调节机构33接合。角度调节机构33与负载传感器34接合。负载传感器34以相对于底座21的上面可沿垂直方向移动的方式被支承。此时，散热器32从加热室3的外部始终供给冷却后的制冷剂，在基板压板31被加热时，防止角度调节机构33和负载传感器34被加热。加压机构35通过由常温接合装置控制装置来控制，使角度调节机构33相对于底座21的上面沿垂直方向移动，即，使基板压板31相对于底座21的上面沿垂直方向移动。负载传感器34具备压电元件，对施加于按压面36的载荷进行测定，然后对施加于基板压板31的载荷的偏度进行测定。负载传感器34将载荷和其偏度输出到常温接合装置控制装置。角度调节机构33通过由常温接合装置控制装置来控制，可改变按压面36的朝向。负载传感器34往往因压电元件被加热而测定值的误差变大。负载传感器34通过由散热器32防止加热，能够更高精度地测定载荷和其偏度。摆放于多个搁板7的多个收纳盒包含上收纳盒和下收纳盒。图4表示的是上收纳盒。上收纳盒41由铝或不锈钢或氮化铝形成，形成为大致圆盘状。上收纳盒41在圆盘的上侧的面上形成有多个岛部分42 — I 42 — 4。多个岛部分42 — I 42 — 4形成为从圆盘的上侧的面突出的突起，以上端沿着一个平面的方式形成。如图5所示，上收纳盒41形成有凸缘部分44和主体部分45。主体部分45圆柱状地形成。凸缘部分44以从主体部分45的圆柱的侧面伸出的方式形成，形成为圆盘状。SP，上收纳盒41通过被抓住凸缘部分44，被搬运机器人8把持。上收纳盒41用于将上晶片46摆放于多个岛部分42 — I 42 — 4上。S卩，多个岛部分42 — I 42 — 4以沿着上晶片46的外周的方式形成。上收纳盒41在上晶片46摆放于多个岛部分42 — I 42 — 4时，形成为上晶片46的下侧的面不与上收纳盒41接触，且上晶片46的下侧的面不会被上收纳盒41污染。上收纳盒41还以在上晶片46摆放于多个岛部分42 — I 42 — 4时上收纳盒41和上晶片46之间的空间形成通向外部的流路的方式形成有多个岛部分42 — I 42 — 4。S卩，多个岛部分42 — I 42 — 4相互不相连。图6表示的是下收纳盒51。下收纳盒51由铝或不锈钢或氮化铝形成，形成为大致圆盘状，用于摆放下晶片。下收纳盒51还在圆盘的上侧的面上形成有岛部分52。岛部分52形成为从圆盘的上侧的面突出的突起，且形成为与摆放于下收纳盒51的下晶片的形状大致相等的形状，形成为上端沿着一个平面。岛部分52在上端形成有槽53。槽53在上端形成为格子状。槽53还形成为与岛部分52的侧面连接。如图7所示，下收纳盒51形成有凸缘部分54和主体部分55。主体部分55圆柱状地形成。凸缘部分54以从主体部分55的圆柱的侧面伸出的方式形成，形成为圆盘状。SP，下收纳盒51通过被抓住凸缘部分54，被搬运机器人8把持。下收纳盒51用于将下晶片56摆放于岛部分52上。S卩，岛部分52以沿着下晶片56的外周的方式形成。下收纳盒51还以在下晶片56摆放于岛部分52时下收纳盒51和下晶片56之间的空间形成通向外部的流路的方式形成有岛部分52。S卩，岛部分52相互不相连。图8表示的是常温接合装置控制装置61。常温接合装置控制装置61为计算机，具备未图示的CPU、存储装置、闪存驱动器、通信装置、输入装置、输出装置、接口。CPU执行安装于常温接合装置控制装置61的计算机程序，对存储装置、闪存驱动器、通信装置、输入装置、输出装置、接口进行控制。存储装置记录计算机程序。存储装置还记录CPU利用的信息。闪存驱动器用于在记录有计算机程序的记录介质插入时，将计算机程序安装于常温接合装置控制装置61。通信装置用于在从经由通信网络与常温接合装置控制装置61连接的其他计算机，将计算机程序下载到常温接合装置控制装置61时，将计算机程序安装于常温接合装置控制装置61。输入装置将通过用户操作而生成的信息输出到CPU。作为输入装置，例示键盘、鼠标。输出装置以用户可识别由CPU生成的信息的方式输出。作为输出装置，例示对由CPU生成的图像进行显示的显示器。 接口将由与常温接合装置控制装置61连接的外部设备生成的信息输出到CPU，且将由CPU生成的信息输出到外部设备。外部设备包含闸阀5、闸阀6、搬运机器人8、从装载锁定室I排气的真空泵、从加热室3排气的真空泵、真空泵10、对位机构12、静电卡盘15、压接机构16、载荷计17、离子枪18、电子源19、加热器25、向流路26供给制冷剂的冷却装置、加热器25、角度调节机构33、负载传感器34、加压机构35。安装于常温接合装置控制装置61的计算机程序由用于使常温接合装置控制装置61分别实现多个功能的多个计算机程序形成。多个功能包含搬运部62、接合前加热部63、接合部64、接合后加热部65。 搬运部62还在闸阀5和闸阀6闭锁时，对装载锁定室I的真空泵进行控制，以在装载锁定室I的内部生成规定真空度的预备气氛，或者，在装载锁定室I的内部生成大气压气氛。搬运部62在装载锁定室I的内部生成有预备气氛时，控制闸阀5，以使闸阀5开闭，且控制闸阀6，以使闸阀6开闭。搬运部62在闸阀5敞开时，对搬运机器人8进行控制，将配置于多个搁板7的上收纳盒41或下收纳盒51搬运到接合室2的定位阶梯载置台11，或者，将保持于定位阶梯载置台11的上收纳盒41或下收纳盒51搬运到装载锁定室I的多个搁板7。搬运部62在闸阀6敞开时，对搬运机器人8进行控制，将配置于多个搁板7的上收纳盒41或下收纳盒51搬运到加热室3的试样台24，或者，将保持于加热室3的试样台24的上收纳盒41或下收纳盒51搬运到装载锁定室I的多个搁板7。接合前加热部63在闸阀6闭锁时，对加热室3的真空泵进行控制，以在加热室3的内部生成规定真空度的脱离气氛。接合前加热部63在加热室3的内部生成有脱离气氛的情况下，在加热室3的试样台24上保持有上收纳盒41时，对加热器25进行控制，以规定的脱离温度对摆放于上收纳盒41的上晶片46进行加热，S卩，使吸附物质脱离上晶片46。吸附物质是吸附于上晶片46的物质，例示水或大气成分。作为脱离温度，例示200°C。接合前加热部63对加热器25进行控制，以在上晶片46被加热了规定时间之后，即，在吸附物质充分地脱离了上晶片46之后，不对上晶片46进行加热，然后对加热室3的冷却装置进行控制，以使气体氮流向流路26，即，使上晶片46冷却到接合温度。接合温度设定为包含在由上晶片46制作的产品的使用温度范围内。
接合前加热部63在加热室3的内部生成有脱离气氛的情况下，在加热室3的试样台24上保持有下收纳盒51时，对加热器25进行控制，以规定的脱离温度对摆放于下收纳盒51的下晶片56进行加热，S卩，使吸附物质脱离下晶片56。接合前加热部63对加热器25进行控制，在下晶片56被加热了规定时间之后，S卩，在吸附物质充分脱离了下晶片56之后，不对下晶片56进行加热，然后对加热室3的冷却装置进行控制，使气体氮流向流路26，即，使下晶片56冷却到接合温度。
接合部64在上收纳盒41摆放于定位阶梯载置台11时，对压接机构16进行控制，使静电卡盘15下降。接合部64在静电卡盘15下降时，对载荷计17进行控制，测定施加于静电卡盘15的载荷。接合部64计算出载荷达到规定的接触载荷的定时，即，基于载荷，计算出摆放于上收纳盒41的上晶片46与静电卡盘15接触的定时。接合部64对压接机构16进行控制，以使静电卡盘15在该定时停止。接合部64在静电卡盘15与摆放于上收纳盒41的上晶片46接触时，对静电卡盘15进行控制，以使静电卡盘15保持上晶片46。接合部64在将摆放于上收纳盒41的上晶片46已保持于静电卡盘15时，对压接机构16进行控制，以使静电卡盘15上升。接合部64在闸阀5闭锁时，对真空泵10进行控制，在接合室2的内部生成规定真空度的接合气氛。接合部64还在接合室2的内部生成有接合气氛时，对离子枪18进行控制，向上晶片46和下晶片56照射氩离子。接合部64还对电子源19进行控制，以在发射氩离子的过程中发射电子。接合部64还在静电卡盘15保持有上晶片46的情况下，在下收纳盒51摆放于定位阶梯载置台11时，对压接机构16进行控制，使摆放于下收纳盒51的下晶片56和上晶片46接近到规定的对位距离。接合部64还在上晶片46和下晶片56离开对位距离时，控制对位机构12，使下晶片56相对于上晶片46配置于规定的对位位置。该对位位置设定为在静电卡盘15下降时，上晶片46和下晶片56如设计那样进行接合。接合部64还在下晶片56配置于该对位位置时，控制压接机构16，使静电卡盘15下降。接合部64在静电卡盘15下降时，控制载荷计17，以测定施加于静电卡盘15的载荷。接合部64计算出该载荷达到规定的接合载荷的定时。接合部64对压接机构16进行控制，使静电卡盘15在该定时停止，即，对上晶片46和下晶片56施加接合载荷。接合部64在对上晶片46和下晶片56以规定的接合时间施加有接合载荷之后，对静电卡盘15进行控制，使由上晶片46和下晶片56制成的接合晶片脱离静电卡盘15。接合部64在接合晶片脱离静电卡盘15之后，对压接机构16进行控制，使静电卡盘15上升。接合后加热部65在加热室3的试样台24上保持有下收纳盒51时，控制加压机构35，使基板压板31下降。接合后加热部65在基板压板31下降时，对负载传感器34进行控制，以测定施加于基板压板31的载荷，且，测定施加于基板压板31的载荷的偏度。接合后加热部65对加压机构35进行控制，以对接合晶片施加规定的按压载荷。接合后加热部65对角度调节机构33进行控制，以基于载荷偏度，使基板压板31的按压面36与接合晶片的上侧的面平行，即，对接合制品均匀地施加按压载荷。接合后加热部65在对接合晶片施加有规定的按压载荷时，对加热器25进行控制，以规定的退火温度对接合晶片进行加热，即，使接合晶片退火。作为退火温度，例示480°C。接合后加热部65对加热器25进行控制，在对接合晶片加热了规定时间之后，即，在接合晶片退火之后，不对下收纳盒51进行加热，然后对加热室3的冷却装置进行控制，使气体氮流向流路26，即，使下收纳盒51冷却到可搬温度。接合后加热部65在接合晶片退火之后，进一步对加压机构35进行控制，以使基板压板31上升。图9表示的是本发明的常温接合方法的实施方式。常温接合方法利用本发明的常温接合装置来执行。常温接合装置控制装置61首先对闸阀5进行控制，将装载锁定室I的内部和接合室2的内部连接的第一闸道闭锁，然后对闸阀6进行控制，将装载锁定室I的内部和加热室3的内部连接的第二闸道闭锁。常温接合装置控制装置61在闸阀5和闸阀6闭锁时，对装载锁定室I的真空泵进行控制，以在装载锁定室I的内部生成大气压气氛，然 后对真空泵10进行控制，以在接合室2的内部生成接合气氛，最后对加热室3的真空泵进行控制，以在加热室3的内部生成脱离气氛。用户在装载锁定室I的内部生成有大气压气氛时，打开装载锁定室I的盖，在多个搁板7上配置多个收纳盒。多个收纳盒包含多个上收纳盒41和多个下收纳盒51。在上收纳盒41上摆放有上晶片46。在下收纳盒51上摆放有下晶片56。用户在多个搁板7上配置有多个收纳盒之后，将装载锁定室I的盖闭锁。常温接合装置控制装置61在装载锁定室I的盖闭锁时，对装载锁定室I的真空泵进行控制，在装载锁定室I的内部生成预备气氛(步骤 SI)。常温接合装置控制装置61在装载锁定室I的内部生成有预备气氛时，对闸阀6进行控制，使闸阀6敞开。常温接合装置控制装置61在闸阀6敞开时，对搬运机器人8进行控制，以将配置于多个搁板7的多个收纳盒中的一个上收纳盒41搬运到加热室3的试样台24 (步骤 S2)。常温接合装置控制装置61在加热室3的试样台24上保持有上收纳盒41之后，对闸阀6进行控制，使闸阀6闭锁。常温接合装置控制装置61在闸阀6闭锁时，对加热室3的真空泵进行控制，在加热室3的内部生成脱离气氛。常温接合装置控制装置61在加热室3的内部生成有脱离气氛时，对加热器25进行控制，以规定的脱离温度对摆放于上收纳盒41的上晶片46进行加热，S卩，使吸附物质脱离上晶片46 (步骤S3)。常温接合装置控制装置61对加热器25进行控制，在对上晶片46加热了规定的时间之后，即，在吸附物质充分地脱离了上晶片46之后，不对上晶片46进行加热，然后对加热室3的冷却装置进行控制，使气体氮流向流路26，即，使上晶片46冷却到接合温度。常温接合装置控制装置61在吸附物质充分地脱离了上晶片46之后，对闸阀6进行控制，使闸阀6敞开。常温接合装置控制装置61在上晶片46冷却到接合温度之后，对搬运机器人8进行控制，将上收纳盒41从加热室3的试样台24搬运到多个搁板7。接下来，常温接合装置控制装置61在上收纳盒41从加热室3的试样台24被搬运之后，对搬运机器人8进行控制，将配置于多个搁板7的多个收纳盒中的一个下收纳盒51搬运到加热室3的试样台24 (步骤S2)。常温接合装置控制装置61在加热室3的试样台24上保持有下收纳盒51之后，对闸阀6进行控制，使闸阀6闭锁。常温接合装置控制装置61在闸阀6闭锁时，对加热室3的真空泵进行控制，在加热室3的内部生成脱离气氛。常温接合装置控制装置61在加热室3的内部生成有脱离气氛时，对加热器25进行控制，以规定的脱离温度对摆放于下收纳盒51的下晶片56进行加热，即，使吸附物质脱离下晶片56 (步骤S3)。常温接合装置控制装置61对加热器25进行控制，在对下晶片56加热了规定时间之后，即，在吸附物质充分地脱离了下晶片56之后，不对下晶片56进行加热，然后对加热室3的冷却装置进行控制，使气体氮流向流路26，即，使下晶片56冷却到接合温度。常温接合装置控制装置61在吸附物质充分脱离了下晶片56之后，对闸阀6进行控制，使闸阀6敞开。常温接合装置控制装置61在下晶片56冷却到接合温度之后，对搬运机器人8进行控制，将下收纳盒51从加热室3的试样台24搬运到多个搁板7。常温接合装置控制装置61在吸附物质充分脱离了上晶片46和下晶片56之后，对闸阀5进行控制，使闸阀5敞开。常温接合装置控制装置61对搬运机器人8进行控制，将摆放有吸附物质脱离后的上晶片46的上收纳盒41从多个搁板7搬运到接合室2的定位阶梯载置台11。接下来，常温接合装置控制装置61对压接机构16进行控制，以使静电卡盘15下降。常温接合装置控制装置61在静电卡盘15下降时，对载荷计17进 行控制，测定施加于静电卡盘15的载荷。常温接合装置控制装置61计算出其载荷达到规定的接触载荷的定时，g卩，基于该载荷，计算出摆放于上收纳盒41的上晶片46与静电卡盘15接触的定时。常温接合装置控制装置61对压接机构16进行控制，以使静电卡盘15在该定时停止。常温接合装置控制装置61在静电卡盘15与摆放于上收纳盒41的上晶片46接触时，对静电卡盘15进行控制，使静电卡盘15保持上晶片46。常温接合装置控制装置61在静电卡盘15保持着摆放于上收纳盒41的上晶片46时，对压接机构16进行控制，使静电卡盘15上升。常温接合装置控制装置61在静电卡盘15上升到规定的活化位置之后，对搬运机器人8进行控制，将未摆放有上晶片46的上收纳盒41从定位阶梯载置台11搬运到多个搁板7。常温接合装置控制装置61在上收纳盒41被搬运到多个搁板7之后，对搬运机器人8进行控制，将摆放有吸附物质脱离后的下晶片56的下收纳盒51从多个搁板7搬运到定位阶梯载置台U。常温接合装置控制装置61在下收纳盒51保持于定位阶梯载置台11之后，对闸阀5进行控制，以使闸阀5闭锁(步骤S4)。常温接合装置控制装置61在闸阀5闭锁时，对真空泵10进行控制，以在接合室2的内部生成接合气氛。常温接合装置控制装置61还在接合室2的内部生成有接合气氛时，对离子枪18进行控制，向上晶片46和下晶片56照射氩离子。常温接合装置控制装置61还在发射氩离子的过程中，对电子源19进行控制，以使其发射电子(步骤S5)。常温接合装置控制装置61对压接机构16进行控制，使下晶片56和上晶片46接近到规定的对位距离。常温接合装置控制装置61还在上晶片46和下晶片56离开对位距离时，控制对位机构12，使下晶片56相对于上晶片46配置于规定的对位位置。常温接合装置控制装置61还在下晶片56配置于其对位位置之后，对压接机构16进行控制，使静电卡盘15下降。常温接合装置控制装置61在静电卡盘15下降时，对载荷计17进行控制，使其测定施加于静电卡盘15的载荷。常温接合装置控制装置61计算出该载荷达到规定的接合载荷的定时。常温接合装置控制装置61对压接机构16进行控制，以使静电卡盘15在该定时停止，即，对上晶片46和下晶片56施加接合载荷(步骤S6)。下晶片56和上晶片46通过施加接合载荷，进行接合，形成为一枚接合晶片。常温接合装置控制装置61在对接合晶片以规定的接合时间施加有接合载荷之后，对静电卡盘15进行控制，以使接合晶片脱离静电卡盘15。常温接合装置控制装置61在接合晶片脱离了静电卡盘15之后，对压接机构16进行控制，以使静电卡盘15上升。
常温接合装置控制装置61在静电卡盘15充分地上升之后，对闸阀5进行控制，使闸阀5敞开。常温接合装置控制装置61在闸阀5敞开时，对搬运机器人8进行控制，将摆放有接合晶片的下收纳盒51从定位阶梯载置台11搬运到装载锁定室I。常温接合装置控制装置61在装载锁定室I的内部生成有预备气氛时，对闸阀6进行控制，使闸阀6敞开。常温接合装置控制装置61在闸阀6敞开时，对搬运机器人8进行控制，将摆放有接合晶片的下收纳盒51从装载锁定室I搬运到加热室3的试样台24(步骤S7)。常温接合装置控制装置61在加热室3的试样台24上保持有下收纳盒51时，对加压机构35进行控制，使基板压板31下降。常温接合装置控制装置61在基板压板31下降时，对负载传感器34进行控制，以使其测定施加于基板压板31的载荷，且测定施加于基板压板31的载荷的偏度。常温接合装置控制装置61以规定的取样周期对加压机构35进行控制，以对接合晶片施加规定的按压载荷。常温接合装置控制装置61以规定的取样周期对角度调节机构33进行控制，基于载荷偏度，使基板压板31的按压面36与接合晶片的上侧的面平行，即，对接合晶片均匀地施加按压载荷。常温接合装置控制装置61在对接合晶片施加有按压载荷时，以规定的取样周期对加热器25进行控制，以规定的退火温度对接合晶片进行加热，即，使接合晶片退火(步骤S8)。通过以规定的退火时间对接合晶片进行加热来退火，残余应力下降。作为退火时间，例示数分钟。常温接合装置控制装置61在接合晶片退火之后，对加热器25进行控制，不对下收纳盒51进行加热，然后对加热室3的冷却装置进行控制，使气体氮流向流路26，即，使下收纳盒51冷却到可搬温度。作为可搬温度，例示室温。常温接合装置控制装置61在接合晶片退火之后，进一步对加压机构35进行控制，使基板压板31上升。常温接合装置控制装置61在基板压板31充分上升之后，对搬运机器人8进行控制，将摆放有退火后的接·合晶片的下收纳盒51从定位阶梯载置台11搬运到多个搁板7 (步骤S9)。常温接合装置控制装置61在摆放有上晶片46的上收纳盒41和摆放有下晶片56的下收纳盒51配置于多个搁板7时(步骤S10，YES)，再次重复执行步骤S2 步骤S9的动作。常温接合装置控制装置61在预定要接合的晶片未配置于多个搁板7时(步骤S10，NO)，对闸阀5进行控制，使闸阀5闭锁，然后对闸阀6进行控制，使闸阀6闭锁。常温接合装置控制装置61在闸阀5和闸阀6闭锁之后，对装载锁定室I的真空泵进行控制，以在装载锁定室I的内部生成大气压气氛。用户在装载锁定室I的内部生成有大气压气氛之后，打开装载锁定室I的盖，从多个搁板7取出多个收纳盒。多个收纳盒包含多个上收纳盒41和多个下收纳盒51。在下收纳盒51上摆放有接合晶片。用户在要进一步对上晶片46和下晶片56进行常温接合时，在将摆放有上晶片46的上收纳盒41和摆放有下晶片56的下收纳盒51配置于多个搁板7之后，再次执行这种常温接合方法。上晶片46和下晶片56在波纹度大时，常温接合后的接合面的接触面积会变小，往往得不到充分的接合强度。上晶片46和下晶片56在波纹度大的情况下，在边施加充分大的载荷边进行接合时，会以充分的接合强度进行接合。上晶片46和下晶片56在波纹度大的情况下，在边施加充分大的载荷边进行接合时，往往产生残余应力。这种残余应力往往会给由上晶片46和下晶片56制作的产品带来不良影响。作为该不良影响，例示功能上的缺陷、动作不良。根据这种常温接合方法，即使在上晶片46和下晶片56接合而成的接合晶片上产生残余应力，也能够降低该残余应力，能够更稳定地制作质量优良的产品。吸附有吸附物质的两枚晶片进行了常温接合而成的接合晶片通过退火，由吸附物质生成的孔隙会发生在接合面，接合强度往往会下降。这种常温接合方法通过使吸附物质脱离上晶片46和下晶片56的动作(步骤S2 S3)，能够降低接合晶片的残留于接合面的吸附物质，其结果是，能够防止孔隙发生在接合面，能够使接合强度提高。另外，本发明的常温接合方法在吸附于上晶片46和下晶片56的吸附物质充分少量时，可省略使吸附物质脱离上晶片46和下晶片56的动作(步骤S2 S3)。这种常温接合方法也与上述的实施方式的常温接合方法同样，能够更稳定地制作质量优良的产品。
由接合晶片制作的产品往往要求形成为规定的形状。即使在退火前的接合晶片的波纹度大的情况下，也能够通过边施加按压载荷边进行退火，来平坦地形成接合晶片，也能够应用于这种产品。另外，本发明的常温接合方法在退火前的接合晶片充分平坦时，S卩，在接合晶片能够以充分平坦的方式进行常温接合时，在退火时，可省略施加按压载荷的动作。这种常温接合方法也与上述的实施方式的常温接合方法同样，能够更稳定地制作质量优良的产品。施加于接合晶片的载荷在接合晶片退火时，往往因接合晶片及对接合晶片进行处理的装置热膨胀而增大。接合晶片在所要施加的载荷充分大时，往往会开裂。根据本发明的常温接合方法，施加于接合晶片的载荷可控制到按压载荷，因此能够防止接合晶片开裂，能够更稳定地制作质量优良的产品。另外，本发明的常温接合方法在因对接合晶片进行处理的装置弹性变形而施加于接合晶片的载荷不大于规定的载荷时，也可省略在施加于接合晶片的载荷暂时控制到按压载荷之后，再以该载荷达到按压载荷的方式进行反馈控制的动作。本发明的常温接合装置的另一实施方式是将上述的实施方式的加热室3替换为另一加热室。如图10所示，加热室70与上述实施方式的加热室3同样，具备底座21、散热器22、隔热部件23、试样台24、加热器25。加热室70还具备静电卡盘71、隔热部件72、散热器73、角度调节机构74、负载传感器75、加压机构76、加热器77。静电卡盘71在与试样台24对向的一侧形成有保持面78。保持面78平坦地形成。静电卡盘71的形成有保持面78的侧的相反侧与隔热部件72接合。静电卡盘71通过由常温接合装置控制装置61来控制，利用静电力对配置于保持面78附近的晶片进行保持。隔热部件72由石英形成，与散热器73接合。隔热部件72具备流路79。流路79形成有气体氮流动的管道。气体氮由未图示的冷却装置从加热室70的外部供给。散热器73的与静电卡盘71接合一侧的相反侧与角度调节机构74接合。角度调节机构74与负载传感器75接合。负载传感器75以相对于底座21的上面可沿垂直方向移动的方式被支承。此时，散热器73从加热室70的外部始终供给冷却后的制冷剂，在静电卡盘71被加热时，防止角度调节机构74和负载传感器75被加热。加压机构76通过由常温接合装置控制装置来控制，使角度调节机构74相对于底座21的上面沿垂直方向移动，S卩，使静电卡盘71相对于底座21的上面沿垂直方向移动。负载传感器75具备压电元件，对施加于保持面78的载荷进行测定，且对施加于静电卡盘71的载荷的偏度进行测定。负载传感器75将载荷和其偏度输出到常温接合装置控制装置。角度调节机构74通过由常温接合装置控制装置来控制，可改变保持面78的朝向。负载传感器75往往因压电元件被加热而测定值的误差变大。负载传感器75通过利用散热器73来防止加热，能够更高精度地测定其载荷和其偏度。加热器77配置于静电卡盘71的内部。加热器77通过被常温接合装置控制装置61控制，进行发热，对保持于静电卡盘71的晶片进行加热。此时，散热器73从加热室70的外部始终供给冷却后的制冷剂。在加热器77发热时，防止负载传感器75被加热。本发明的常温接合方法的另一实施方式利用使用加热室70的常温接合装置主体来执行，上述的实施方式的步骤S2 S3替换为另外的动作。在该动作中，常温接合装置控制装置61在装载锁定室I的内部生成有预备气氛时，对闸阀6进行控制，使闸阀6敞开。常温接合装置控制装置61在闸阀6敞开时，对搬运机器人8进行控制，将配置于多个搁板 7的多个收纳盒中的一个上收纳盒41搬运到加热室70的试样台24。常温接合装置控制装置61在加热室70的试样台24上保持有上收纳盒41之后，对加压机构76进行控制，静电卡盘71下降。常温接合装置控制装置61在静电卡盘71下降时，对负载传感器75进行控制，使其测定施加于静电卡盘71的载荷。常温接合装置控制装置61计算出其载荷达到规定的接触载荷的定时，S卩，基于其载荷，计算出摆放于上收纳盒41的上晶片46与静电卡盘71接触的定时。常温接合装置控制装置61对加压机构76进行控制，使静电卡盘71在该定时停止。常温接合装置控制装置61在静电卡盘71与摆放于上收纳盒41的上晶片46接触时，对静电卡盘71进行控制，使静电卡盘71保持上晶片46。常温接合装置控制装置61在静电卡盘71保持着摆放于上收纳盒41的上晶片46时，对加压机构76进行控制，使静电卡盘71上升。常温接合装置控制装置61在静电卡盘71上升到规定的位置之后，对搬运机器人8进行控制，将未摆放有上晶片46的上收纳盒41从试样台24搬运到多个搁板7。常温接合装置控制装置61在上收纳盒41被搬运到多个搁板7之后，对搬运机器人8进行控制，将摆放有下晶片56的下收纳盒51从多个搁板7搬运到试样台24。常温接合装置控制装置61在下收纳盒51保持于试样台24之后，对闸阀6进行控制，使闸阀6闭锁。常温接合装置控制装置61在闸阀6闭锁时，对加热室70的真空泵进行控制，在加热室70的内部生成脱离气氛。常温接合装置控制装置61在加热室70的内部生成有脱离气氛时，对加热器77进行控制，以规定的脱离温度对保持于静电卡盘71的上晶片46进行加热，然后对加热器25进行控制，以脱离温度对摆放于下收纳盒51的下晶片56进行加热。常温接合装置控制装置61在对上晶片46加热了规定的时间之后，对加热器77进行控制，使其不对上晶片46进行加热，然后对加热室70的冷却装置进行控制，使气体氮流向流路79，即，使上晶片46冷却到接合温度。常温接合装置控制装置61在对下晶片56加热了规定的时间之后，对加热器25进行控制，使其不对下晶片56进行加热，然后对加热室70的冷却装置进行控制，使气体氮流向流路26，即，使下晶片56冷却到接合温度。常温接合装置控制装置61在吸附物质充分地脱离了上晶片46和下晶片56之后，对闸阀6进行控制，使闸阀6敞开。常温接合装置控制装置61在下晶片56冷却到接合温度之后，对搬运机器人8进行控制，将下收纳盒51从加热室70的试样台24搬运到多个搁板7。常温接合装置控制装置61在下收纳盒51从加热室70的试样台24被搬运之后，对搬运机器人8进行控制，将未摆放有晶片的上收纳盒41搬运到加热室70的试样台24。常温接合装置控制装置61在加热室70的试样台24上保持有上收纳盒41之后，对加压机构76进行控制，使静电卡盘71下降。常温接合装置控制装置61在静电卡盘71下降时，对负载传感器75进行控制，使其测定施加于静电卡盘71的载荷。常温接合装置控制装置61计算出其载荷达到规定的接触载荷的定时，即，基于其载荷，计算出保持于静电卡盘71的上晶片46与上收纳盒41接触的定时。常温接合装置控制装置61对加压机构76进行控制，以使静电卡盘71在该定时停止。常温接合装置控制装置61在静电卡盘71与摆放于上收纳盒41的上晶片46接触 时，对静电卡盘71进行控制，使上晶片46脱离静电卡盘71。常温接合装置控制装置61在上晶片46脱离了静电卡盘71之后，对加压机构76进行控制，使静电卡盘71上升。常温接合装置控制装置61在静电卡盘71上升到规定的位置之后，对搬运机器人8进行控制，将摆放有上晶片46的上收纳盒41从试样台24搬运到多个搁板7。应用这种动作的常温接合方法与上述实施方式的常温接合方法同样，能够更稳定地制作质量优良的产品。另外，这种动作与上述实施方式的步骤S2 S3的动作相比，能够在更短的时间内执行。因此，根据应用这种动作的常温接合方法，能够更高速地制作接合晶片。图11表示的是再另一加热室。加热室80与上述实施方式的加热室3同样，具备底座21、散热器22、隔热部件23、试样台24、加热器25。加热室80还具备基板压板81、角度调节机构82、负载传感器83、加压机构84、冷却机构85。基板压板81由石英形成。基板压板81在与试样台24对向的一侧形成有按压面。按压面平坦地形成。基板压板81的形成有按压面一侧的相反侧与角度调节机构82接合。角度调节机构82与负载传感器83接合。负载传感器83以相对于底座21的上面可沿垂直方向移动的方式被支承。加压机构84通过由常温接合装置控制装置61来控制，使角度调节机构82相对于底座21的上面沿垂直方向移动，即，使基板压板81相对于底座21的上面沿垂直方向移动。负载传感器83具备压电元件，对施加于按压面的载荷进行测定，且对施加于基板压板81的载荷的偏度进行测定。负载传感器83将载荷和其偏度输出到常温接合装置控制装置。角度调节机构82通过由常温接合装置控制装置来控制，可改变按压面的朝向。冷却机构85从加热室80的外部始终供给冷却后的制冷剂，在对基板压板81进行加热时，防止对负载传感器83进行加热。负载传感器83往往因其压电元件被加热而测定值的误差变大。负载传感器83通过利用散热器32来防止加热，能够更高精度地测定其载荷和其偏度。应用加热室80的常温接合装置主体可与应用上述实施方式的加热室3的常温接合装置主体同样地被利用。因此，本发明的常温接合方法在利用使用加热室80的常温接合装置主体来执行的情况下，也与上述实施方式的常温接合方法同样，能够更稳定地制作质量优良的产品。另外，加热室80与上述实施方式的加热室3相比，可从更附近的地方对负载传感器83进行冷却，因此能够更可靠地冷却负载传感器83。因此，负载传感器83能够更高精度地测定其载荷和其偏度，能够进一步提高控制加压机构84的控制性以使其对接合晶片施加按压载荷，能够进一步提高控制角度调节机构82的控制性以使其对接合制品均匀地施加按压载荷。图12表示的是再另一加热室。加热室90具备底座91、隔热部件92、试样台93、加热器94。底座91形成加热室90的一部分，是支承隔热部件92、试样台93、加热器94的基础。隔热部件92由石英形成，固定于底座91。隔热部件92具备流路95。流路95形成气体氮流动的管道。其气体氮由未图示的冷却装置从加热室90的外部供给。试样台93由氮化铝AlN形成，经由隔热部件92固定于底座91。试样台93在与隔热 部件92接合的侧的相反侧形成有保持面96。保持面96形成为将收纳盒保持于试样台93。加热器94配置于试样台93的内部。加热器94通过被常温接合装置控制装置61控制，进行发热，对摆放于其收纳盒的晶片进行加热。加热室90还具备基板压板101、角度调节机构102、负载传感器103、加压机构104、冷却机构105。基板压板101由石英形成。基板压板101在与试样台93对向的一侧形成有按压面。按压面平坦地形成。基板压板101的形成有按压面的侧的相反侧与角度调节机构102接合。角度调节机构102与负载传感器103接合。负载传感器103以相对于底座21的上面可沿垂直方向移动的方式被支承。加压机构104通过由常温接合装置控制装置61来控制，使角度调节机构102相对于底座21的上面沿垂直方向移动，即，使基板压板101相对于底座21的上面沿垂直方向移动。负载传感器103具备压电元件，对施加于按压面的载荷进行测定，且对施加于基板压板101的载荷的偏度进行测定。负载传感器103将载荷和其偏度输出到常温接合装置控制装置61。角度调节机构102通过由常温接合装置控制装置61来控制，可改变按压面的朝向。冷却机构105从加热室90的外部始终供给冷却后的制冷剂，对加热室90进行冷却，防止负载传感器103被加热。负载传感器103通过利用散热器32来防止加热，能够更高精度地测定载荷和其偏度。应用加热室90的常温接合装置主体可与应用上述的实施方式的加热室3的常温接合装置主体同样地被利用。因此，本发明的常温接合方法在利用使用加热室90的常温接合装置主体来执行的情况下，也与上述的实施方式的常温接合方法同样，能够更稳定地制作质量优良的产品。另外，加热室90与上述的实施方式的加热室3相比，能够简单到去掉散热器22和散热器32程度地形成加热室90的内部，能够小型化。本发明的常温接合装置的再另一实施方式如图13所示，上述的实施方式的常温接合装置主体还具备另一加热室110。加热室110是将内部相对于外部环境密闭的容器。常温接合装置主体还具备闸阀111。闸阀111设于装载锁定室I和加热室110之间，形成将加热室110的内部和装载锁定室I的内部连接的闸道。闸阀111通过由常温接合装置控制装置61来控制，将闸道闭锁，或者，将闸道敞开。加热室110与上述的实施方式的加热室3同样，具备底座21、散热器22、隔热部件23、试样台24、加热器25，还具备基板压板31、散热器32、角度调节机构33、负载传感器34、加压机构35。本发明的常温接合方法的再另一实施方式利用追加有加热室110的常温接合装置主体来执行，上述的实施方式的步骤S2 S3替换为其他动作。
在该动作中，常温接合装置控制装置61在装载锁定室I的内部生成有预备气氛时，对闸阀6进行控制，使闸阀6敞开。常温接合装置控制装置61在闸阀6敞开时，对搬运机器人8进行控制，将配置于多个搁板7的多个收纳盒中的一个上收纳盒41搬运到加热室3的试样台24。常温接合装置控制装置61接着对搬运机器人8进行控制，将配置于多个搁板7的多个收纳盒中的一个下收纳盒51搬运到加热室110的试样台24。常温接合装置控制装置61在加热室3的试样台24上保持有上收纳盒41之后，对闸阀6进行控制，使闸阀6闭锁。常温接合装置控制装置61在闸阀6闭锁时，对加热室3的真空泵进行控制，以在加热室3的内部生成脱离气氛。常温接合装置控制装置61在加热室3的内部生成有脱离气氛时，对加热器25进行控制，以规定的脱离温度对摆放于上收纳盒41的上晶片46进行加热，S卩，使吸附物质脱离上晶片46。常温接合装置控制装置61在对上晶片46加热了规定的时间之后，即，在吸附物质充分地脱离了上晶片46之后，对加热器25进行控制，使其不对上晶片46进行加热，然后对加热室3的冷却装置进行控制，使气
体氮流向流路26，S卩，使上晶片46冷却到接合温度。常温接合装置控制装置61在吸附物质充分地脱离了上晶片46之后，对闸阀6进行控制，使闸阀6敞开。常温接合装置控制装置61在加热室110的试样台24上保持有下收纳盒51之后，对闸阀111进行控制，使闸阀111闭锁。常温接合装置控制装置61在闸阀111闭锁时，对加热室110的真空泵进行控制，使其在加热室110的内部生成脱离气氛。常温接合装置控制装置61在加热室110的内部生成有脱离气氛时，对加热器25进行控制，使其以规定的脱离温度对摆放于下收纳盒51的下晶片56进行加热，即，使吸附物质脱离下晶片56。常温接合装置控制装置61在对下晶片56加热了规定的时间之后，即，在使吸附物质充分地脱离了下晶片56之后，对加热器25进行控制，使其不对下晶片56进行加热，然后对加热室110的冷却装置进行控制，使气体氮流向流路26，即，使下晶片56冷却到接合温度。接下来，常温接合装置控制装置61在吸附物质充分地脱离了下晶片56之后，对闸阀111进行控制，使闸阀111敞开。使吸附物质脱离下晶片56的动作与使吸附物质脱离上晶片46的动作平行地执行。常温接合装置控制装置61在上晶片46冷却到接合温度之后，对搬运机器人8进行控制，将上收纳盒41从加热室3的试样台24搬运到多个搁板7。接下来，常温接合装置控制装置61在下晶片56冷却到接合温度之后，对搬运机器人8进行控制，将下收纳盒51从加热室110的试样台24搬运到多个搁板7。应用这种动作的常温接合方法与上述的实施方式的常温接合方法同样，能够更稳定地制作质量优良的产品。这种动作与上述的实施方式的步骤S2 S3的动作相比，能够在更短的时间内执行。因此，根据应用这种动作的常温接合方法，能够更高速地制作接合晶片。另外，加热室110也可用于将接合晶片退火的动作(步骤S7 S8)。另外，加热室110在不用于将接合晶片退火的动作时，可替换为省略了基板压板31、散热器32、角度调节机构33、负载传感器34、加压机构35的另一加热室。应用这种加热室的常温接合装置主体与应用加热室110的常温接合装置主体相比，更简单，制造成本更低，优选。本发明的常温接合装置的再另一实施方式如图14所示，上述的实施方式的常温接合装置主体的装载锁定室I替换为传送室120和装载锁定室121，加热室3替换为多个加热室122 — I 122 - 4。传送室120、装载锁定室121、多个加热室122 — I 122 — 4分别是将内部相对于外部环境的容器。常温接合装置主体还具备闸道123、闸阀124 — I 124 - 4。闸道123设于传送室120和装载锁定室121之间，将传送室120的内部和装载锁定室121的内部连接。闸阀124 — i (i = 1，2，3，4)设于传送室120和加热室122 — i之间，形成将传送室120的内部和加热室122-i的内部连接的闸道。闸阀124-i通过由常温接合装置控制装置61来控制，将闸道闭锁，或者，将闸道敞开。装载锁定室121具备未图示的盖。该盖使将外部环境和装载锁定室121的内部连接的闸道闭锁，或者，使该闸道敞开。装载锁定室121具备未图示的真空泵。真空泵在盖和闸阀121闭锁时，通过由常温接合装置控制装置61来控制，从装载锁定室121的内部排气。装载锁定室121还与装载锁定室I同样，将多个搁板7装设于内部。
传送室120在内部装设有搬运机器人8。搬运机器人8在闸阀5敞开时，通过由常温接合装置控制装置61来控制，将配置于多个搁板7的收纳盒搬运到接合室2，或者，将配置于接合室2的收纳盒搬运到多个搁板7。搬运机器人8还在闸阀124 - i敞开时，通过由常温接合装置控制装置61来控制，将配置于多个搁板7的收纳盒搬运到加热室122 -i，或者，将配置于加热室122 - i的收纳盒搬运到多个搁板7。本发明的常温接合方法的再另一实施方式利用这种常温接合装置主体来执行。常温接合方法的上述实施方式的步骤S2 S3替换为其他动作。在该动作中，常温接合装置控制装置61利用加热室122 — I,使吸附物质脱离上晶片46，利用加热室122 — 2，使吸附物质脱离下晶片56。另外，常温接合装置控制装置61在利用加热室122 - 1,122 一 2进行脱离动作的过程中，利用加热室122 - 3，使吸附物质脱离另一上晶片46，利用加热室122 —4，使吸附物质脱离另一下晶片56。另外，常温接合方法的步骤S4 S6替换为其他动作。在该动作中，常温接合装置控制装置61对利用加热室122 — I使吸附物质已脱离的上晶片46和利用加热室122 — 2使吸附物质已脱离的下晶片56进行常温接合而制作接合晶片。常温接合装置控制装置61在制作接合晶片的过程中，利用加热室122 - 1，使吸附物质脱离再另一上晶片46，利用加热室122 - 2，使吸附物质脱离再另一下晶片56。另外，常温接合方法的步骤S7 S8替换为其他动作。在该动作中，常温接合装置控制装置61利用加热室122 - 1，将接合晶片退火。常温接合装置控制装置61在由加热室122 — I进行退火的过程中，对利用加热室122 — 3使吸附物质已脱离的上晶片46和利用加热室122 - 4使吸附物质已脱离的下晶片56进行常温接合而制作另一接合晶片。根据应用这种动作的常温接合方法，与上述的实施方式的常温接合方法同样，能够更稳定地制作质量优良的产品。根据应用这种动作的常温接合方法，与上述实施方式的常温接合方法相比，能够在规定期间内更多地制作接合晶片。另外，本申请主张以2010年9月28日申请的日本专利申请2010 — 217441号为基础的优先权，在此将其公开的全部内容通过引用而编入。
权利要求
1.一种常温接合装置，具备 通过将使两个基板被活化而制成的两个活化基板接合来制作接合基板的接合室， 将所述接合基板退火以使所述接合基板的残余应力降低的加热室。
2.如权利要求I所述的常温接合装置， 还具备控制装置， 所述加热室具备对所述接合基板加压的加压机构， 所述控制装置在所述接合基板退火时，对所述加压机构进行控制，以使其对所述接合基板加压。
3.如权利要求2所述的常温接合装置， 还具备传感器，所述传感器测定在所述接合基板退火时对所述接合基板施加的压力， 所述控制装置对所述加压机构进行控制，以使所述压力不达到规定压力以上。
4.如权利要求3所述的常温接合装置， 还具备在将所述两个基板活化之前使吸附物质脱离所述两个基板的脱离室。
5.如权利要求4所述的常温接合装置， 还具备冷却装置，所述冷却装置在使所述吸附物质脱离了所述两个基板之后，对所述两个基板进行冷却， 所述控制装置对所述接合室进行控制，以使所述两个基板在冷却之后进行活化。
6.如权利要求5所述的常温接合装置，其中， 所述加热室兼用于所述脱离室。
7.如权利要求6所述的常温接合装置，其中， 所述加热室具备 对所述两个基板中的第一基板进行保持的第一保持装置、 对所述两个基板中的第二基板进行保持的第二保持装置、 在所述第一保持装置保持着所述第一基板时使所述吸附物质脱离所述第一基板的第一加热器、 在所述第二保持装置保持着所述第二基板时使所述吸附物质脱离所述第二基板的第二加热器， 所述控制装置在利用所述第一加热器对所述接合基板进行退火时，对所述加压机构进行控制，以通过将所述接合基板夹在所述第一保持装置和所述第二保持装置之间而对其进行加压。
8.—种常温接合方法，具备 通过将两个基板活化来制作两个活化基板的步骤、 通过将所述两个活化基板接合来制作接合基板的步骤、 将所述接合基板退火以使所述接合基板的残余应力降低的步骤。
9.如权利要求8所述的常温接合方法， 还具备在将所述接合基板退火时对所述接合基板加压的步骤。
10.如权利要求9所述的常温接合方法，还具备 在所述接合基板退火时测定对所述接合基板施加的压力的步骤、 对所述压力进行控制以使所述压力不达到规定压力以上的步骤。
11.如权利要求10所述的常温接合方法， 还具备在将所述两个基板活化之前使吸附物质脱离所述两个基板的步骤。
12.如权利要求11所述的常温接合方法， 还具备在使所述吸附物质脱离了所述两个基板之后对所述两个基板进行冷却的步骤， 所述两个基板在冷却之后进行活化。
13.如权利要求12所述的常温接合方法，其中， 利用用于使吸附物质脱离所述两个基板的加热室对所述接合基板进行退火。
14.如权利要求13所述的常温接合方法，其中， 所述加热室具备 对所述两个基板中的第一基板进行保持的第一保持装置、 对所述两个基板中的第二基板进行保持的第二保持装置、 在所述第一保持装置保持着所述第一基板时使所述吸附物质脱离所述第一基板的第一加热器、 在所述第二保持装置保持着所述第二基板时使所述吸附物质脱离所述第二基板的第二加热器， 通过将所述接合基板夹在所述第一保持装置和所述第二保持装置之间而对其进行加压，通过所述第一加热器对其进行退火。
全文摘要
本发明提供一种常温接合方法，本发明的常温接合方法具备通过将两个基板活化来制作两个活化基板的步骤、通过将两个活化基板接合来制作接合基板的步骤、将接合基板退火以使接合基板的残余应力降低的步骤。根据这种常温接合方法，能够降低接合基板的残余应力，能够进一步提高质量。
文档编号H01L21/02GK102934198SQ20118002698
公开日2013年2月13日 申请日期2011年7月29日 优先权日2010年9月28日
发明者津野武志, 后藤崇之, 木内雅人, 井手健介 申请人:三菱重工业株式会社