JPH07320996A - 静電接合方法及び静電接合用治具 - Google Patents
静電接合方法及び静電接合用治具Info
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- JPH07320996A JPH07320996A JP10937394A JP10937394A JPH07320996A JP H07320996 A JPH07320996 A JP H07320996A JP 10937394 A JP10937394 A JP 10937394A JP 10937394 A JP10937394 A JP 10937394A JP H07320996 A JPH07320996 A JP H07320996A
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- Japan
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- insulating substrate
- electrostatic bonding
- substrate wafer
- silicon wafer
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 生産効率の高い静電接合方法を提供すること
を目的とする。 【構成】 シリコンウエハー上に絶縁基板ウエハーを重
ね、金属製加熱プレート上に載置する。ウエハー移動用
チャックに絶縁基板ウエハーを吸着させ、顕微鏡で確認
しながら位置合わせを行う。金属製加熱プレートを４０
０〜５００℃に保ち、電圧印加用電極棒３６を用いて絶
縁基板ウエハーに−４００〜−６００Ｖの電圧を印加し
て、例えば、２０〜３０分程度保持する。上記工程を繰
り返して得た複数の仮接着ウエハー１１を金属ケース１
３の収容部１２に収容する。金属ケースを恒温槽に入
れ、４００〜５００℃に保つ。同時に各収容部に設けら
れた電圧印加用電極棒１４を用いて各仮接着ウエハーに
−４００〜−６００Ｖの電圧を印加し、４〜５時間保持
する。
を目的とする。 【構成】 シリコンウエハー上に絶縁基板ウエハーを重
ね、金属製加熱プレート上に載置する。ウエハー移動用
チャックに絶縁基板ウエハーを吸着させ、顕微鏡で確認
しながら位置合わせを行う。金属製加熱プレートを４０
０〜５００℃に保ち、電圧印加用電極棒３６を用いて絶
縁基板ウエハーに−４００〜−６００Ｖの電圧を印加し
て、例えば、２０〜３０分程度保持する。上記工程を繰
り返して得た複数の仮接着ウエハー１１を金属ケース１
３の収容部１２に収容する。金属ケースを恒温槽に入
れ、４００〜５００℃に保つ。同時に各収容部に設けら
れた電圧印加用電極棒１４を用いて各仮接着ウエハーに
−４００〜−６００Ｖの電圧を印加し、４〜５時間保持
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は静電接合方法に関し、特
に、圧力検知や加速度検知に使用される半導体センサの
製造に用いられる静電接合方法に関する。
に、圧力検知や加速度検知に使用される半導体センサの
製造に用いられる静電接合方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、産業機械、自動車、或いは、各
種家電製品等に使用され、圧力検知や加速度検知を行う
半導体圧力センサや加速度センサが知られている。この
ような半導体圧力センサ及び半導体加速度センサは、そ
れぞれ図３（ａ）及び（ｂ）に示すような構造となって
いる。即ち、可動電極としてダイヤフラム部３１ａ（３
１ｂ）が形成されたシリコン基板３２ａ（３２ｂ）と、
固定電極部３３ａ（３３ｂ）を形成した絶縁基板３４ａ
（３４ｂ）とを互いに接着してセンサを構成している。
ここで、絶縁基板３４ａ（３４ｂ）としては、一般に、
ソーダガラスが用いられる。
種家電製品等に使用され、圧力検知や加速度検知を行う
半導体圧力センサや加速度センサが知られている。この
ような半導体圧力センサ及び半導体加速度センサは、そ
れぞれ図３（ａ）及び（ｂ）に示すような構造となって
いる。即ち、可動電極としてダイヤフラム部３１ａ（３
１ｂ）が形成されたシリコン基板３２ａ（３２ｂ）と、
固定電極部３３ａ（３３ｂ）を形成した絶縁基板３４ａ
（３４ｂ）とを互いに接着してセンサを構成している。
ここで、絶縁基板３４ａ（３４ｂ）としては、一般に、
ソーダガラスが用いられる。
【０００３】圧力センサでは、図３（ａ）に示すように
絶縁基板３４ａに貫通孔３５が設けられており、この貫
通孔３５に加えられる圧力（比較圧力）Ｐ0 と、外部か
ら加えられる圧力Ｐ1 との差によってダイヤフラム部３
１ａが変形し、ダイヤフラム部３１ａと固定電極部３３
ａとの距離が変化して静電容量が変化する。この静電容
量の変化によって圧力Ｐ1 を検出することができる。
絶縁基板３４ａに貫通孔３５が設けられており、この貫
通孔３５に加えられる圧力（比較圧力）Ｐ0 と、外部か
ら加えられる圧力Ｐ1 との差によってダイヤフラム部３
１ａが変形し、ダイヤフラム部３１ａと固定電極部３３
ａとの距離が変化して静電容量が変化する。この静電容
量の変化によって圧力Ｐ1 を検出することができる。
【０００４】また、加速度センサでは、図３（ｂ）に示
すようにダイヤフラム部におもり３６が設けられてお
り、加速度が加えられたとき、おもり３６によって発生
する力がダイヤフラム部３１ｂを変形させる。
すようにダイヤフラム部におもり３６が設けられてお
り、加速度が加えられたとき、おもり３６によって発生
する力がダイヤフラム部３１ｂを変形させる。
【０００５】従来、シリコン基板３２ａ（３２ｂ）と絶
縁基板３３ａ（３３ｂ）とを接着する方法として、静電
接合の手法が採用されている。この方法は、図４に示す
ように、まず、シリコン基板パターンが形成されたシリ
コンウエハー４１と、絶縁基板パターンが形成された絶
縁基板ウエハー４２とを重ねて金属製加熱プレート４３
上に置く。次に、ウエハー移動用チャック４４に絶縁基
板ウエハー４２を吸着させる。そして、顕微鏡４５など
の光学系を用いてシリコン基板パターンと絶縁基板パタ
ーンと位置関係を確認しながら、ウエハー移動用チャッ
ク４４を微調移動させて、シリコンウエハー４１と絶縁
基板ウエハー４２の相互位置の調節を行う。なお、絶縁
基板ウエハー４２は、シリコン基板ウエハー４１とほぼ
同じ熱膨脹係数を有する石英ガラス、ソーダガラス、パ
イレックスガラス等が使用されている。
縁基板３３ａ（３３ｂ）とを接着する方法として、静電
接合の手法が採用されている。この方法は、図４に示す
ように、まず、シリコン基板パターンが形成されたシリ
コンウエハー４１と、絶縁基板パターンが形成された絶
縁基板ウエハー４２とを重ねて金属製加熱プレート４３
上に置く。次に、ウエハー移動用チャック４４に絶縁基
板ウエハー４２を吸着させる。そして、顕微鏡４５など
の光学系を用いてシリコン基板パターンと絶縁基板パタ
ーンと位置関係を確認しながら、ウエハー移動用チャッ
ク４４を微調移動させて、シリコンウエハー４１と絶縁
基板ウエハー４２の相互位置の調節を行う。なお、絶縁
基板ウエハー４２は、シリコン基板ウエハー４１とほぼ
同じ熱膨脹係数を有する石英ガラス、ソーダガラス、パ
イレックスガラス等が使用されている。
【０００６】次に、電圧印加電極棒４６を絶縁基板ウエ
ハー４２の上面の中央近傍に接触させ、金属製加熱プレ
ート４３（シリコンウエハー４１）をアースとして、絶
縁基板ウエハー４２にマイナスの高電圧（−４００〜６
００Ｖ）を印加する。そして、金属加熱プレート４３の
温度を予備加熱状態（１００℃前後）から、４００〜５
００℃に上昇させて、約４〜５時間、その温度を保持す
る。すると、始め電界強度の強い中央部から徐々に周辺
部へと、シリコンウエハー４１と絶縁基板ウエハー４２
とが静電接着され、４〜５時間後には全面に渡って接着
される。
ハー４２の上面の中央近傍に接触させ、金属製加熱プレ
ート４３（シリコンウエハー４１）をアースとして、絶
縁基板ウエハー４２にマイナスの高電圧（−４００〜６
００Ｖ）を印加する。そして、金属加熱プレート４３の
温度を予備加熱状態（１００℃前後）から、４００〜５
００℃に上昇させて、約４〜５時間、その温度を保持す
る。すると、始め電界強度の強い中央部から徐々に周辺
部へと、シリコンウエハー４１と絶縁基板ウエハー４２
とが静電接着され、４〜５時間後には全面に渡って接着
される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来の静電接合方法で
は、一組のシリコンウエハーと絶縁基板ウエハーとの接
合に４〜５時間かかる。しかも、シリコンウエハーと絶
縁基板ウエハーとのパターン合わせは一組ずつ行なわな
ければならず、また、パターン合わせの工程と静電接合
工程とは連続して行わなければならないので、結果とし
て４〜５時間で１組しか処理することができない。即
ち、従来の静電接合方法は、非常に生産効率が悪いとい
う問題点がある。
は、一組のシリコンウエハーと絶縁基板ウエハーとの接
合に４〜５時間かかる。しかも、シリコンウエハーと絶
縁基板ウエハーとのパターン合わせは一組ずつ行なわな
ければならず、また、パターン合わせの工程と静電接合
工程とは連続して行わなければならないので、結果とし
て４〜５時間で１組しか処理することができない。即
ち、従来の静電接合方法は、非常に生産効率が悪いとい
う問題点がある。
【０００８】本発明は、生産効率の高い静電接合方法を
提供することを目的とする。
提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、シリコ
ンウエハーと絶縁基板ウエハーとを重ね合わせ、相互位
置の調整を行った後、前記シリコンウエハー及び前記絶
縁基板ウエハーを加熱しながら、前記シリコンウエハー
をアースとして前記絶縁基板ウエハーに負の高電圧を第
１の所定時間印加して、前記シリコンウエハーと前記絶
縁基板ウエハーとを局部的に接着して仮接着ウエハーと
する第１の工程と、該第１の工程を繰り返して、複数の
仮接着ウエハーを得る第２の工程と、前記複数の仮接着
ウエハーを同時に加熱すると共に、該複数の仮接着ウエ
ハーの各々について前記シリコンウエハーをアースとし
て前記絶縁基板ウエハーに負の高電圧を前記第１の所定
時間よりも長い第２の所定時間印加して前記シリコンウ
エハーと前記絶縁基板ウエハーとを全面に渡って接着す
る第３の工程を含むことを特徴とする静電接合方法が得
られる。
ンウエハーと絶縁基板ウエハーとを重ね合わせ、相互位
置の調整を行った後、前記シリコンウエハー及び前記絶
縁基板ウエハーを加熱しながら、前記シリコンウエハー
をアースとして前記絶縁基板ウエハーに負の高電圧を第
１の所定時間印加して、前記シリコンウエハーと前記絶
縁基板ウエハーとを局部的に接着して仮接着ウエハーと
する第１の工程と、該第１の工程を繰り返して、複数の
仮接着ウエハーを得る第２の工程と、前記複数の仮接着
ウエハーを同時に加熱すると共に、該複数の仮接着ウエ
ハーの各々について前記シリコンウエハーをアースとし
て前記絶縁基板ウエハーに負の高電圧を前記第１の所定
時間よりも長い第２の所定時間印加して前記シリコンウ
エハーと前記絶縁基板ウエハーとを全面に渡って接着す
る第３の工程を含むことを特徴とする静電接合方法が得
られる。
【００１０】また、本発明によれば、所定形状のウエハ
ーを収容するための収容部が複数形成された金属製ケー
スと、前記収容部にそれぞれ配設され、該収容部に前記
ウエハーが収容されたとき該ウエハーに接触する電圧印
加用電極棒とを有することを特徴とする静電接合用治具
が得られる。
ーを収容するための収容部が複数形成された金属製ケー
スと、前記収容部にそれぞれ配設され、該収容部に前記
ウエハーが収容されたとき該ウエハーに接触する電圧印
加用電極棒とを有することを特徴とする静電接合用治具
が得られる。
【００１１】
【実施例】以下に、図面を参照して本発明の実施例を説
明する。本実施例の静電接合方法では、まず、仮接着工
程が実施される。この工程は、図１（ａ）に示すよう
に、従来の静電接合方法による接着工程と同じ工程であ
る。ただし、シリコンウエハー４１をアースとして絶縁
基板ウエハー４２に負の高電圧を印加する時間は、従来
の工程に比べて短い。その時間は、シリコンウエハー４
１と絶縁基板ウエハー４２との中央部（電界の集中する
電圧印加電極棒の周辺）が互いに接着されるに必要な時
間（例えば、２０〜３０分）とする。この仮接着工程に
より、シリコンウエハー４１と絶縁基板ウエハー４２と
は互いに中央部が接着され一体的に（仮接着ウエハー１
１として）取り扱えるようになる。したがって、この仮
接着ウエハー１１を接合用治具から取り外すことが可能
となり、別のシリコンウエハーと絶縁基板ウエハーとを
処理することが可能となる。
明する。本実施例の静電接合方法では、まず、仮接着工
程が実施される。この工程は、図１（ａ）に示すよう
に、従来の静電接合方法による接着工程と同じ工程であ
る。ただし、シリコンウエハー４１をアースとして絶縁
基板ウエハー４２に負の高電圧を印加する時間は、従来
の工程に比べて短い。その時間は、シリコンウエハー４
１と絶縁基板ウエハー４２との中央部（電界の集中する
電圧印加電極棒の周辺）が互いに接着されるに必要な時
間（例えば、２０〜３０分）とする。この仮接着工程に
より、シリコンウエハー４１と絶縁基板ウエハー４２と
は互いに中央部が接着され一体的に（仮接着ウエハー１
１として）取り扱えるようになる。したがって、この仮
接着ウエハー１１を接合用治具から取り外すことが可能
となり、別のシリコンウエハーと絶縁基板ウエハーとを
処理することが可能となる。
【００１２】上記仮接着工程を繰り返し実行し、所定数
の仮接着ウエハーが得られたら、全面接着工程に入る。
全面接着工程では、図１（ｂ）に示すような接合治具を
使用する。この接合治具は、仮接着ウエハー１１を収容
するための収容部１２が複数（本実施例では４つ）形成
された金属ケース１３と、各収容部１２に配設された電
圧印加用電極棒１４を有している。
の仮接着ウエハーが得られたら、全面接着工程に入る。
全面接着工程では、図１（ｂ）に示すような接合治具を
使用する。この接合治具は、仮接着ウエハー１１を収容
するための収容部１２が複数（本実施例では４つ）形成
された金属ケース１３と、各収容部１２に配設された電
圧印加用電極棒１４を有している。
【００１３】仮接着ウエハー１１は、シリコンウエハー
を下側にして（金属ケース１３に接触する用にして）金
属ケース１３の収容部１２に収容される。電圧印加用電
極棒１４は、このとき、絶縁基板ウエハーのほぼ中央に
接触する用に、収容部１２の上部に取り付けられてい
る。
を下側にして（金属ケース１３に接触する用にして）金
属ケース１３の収容部１２に収容される。電圧印加用電
極棒１４は、このとき、絶縁基板ウエハーのほぼ中央に
接触する用に、収容部１２の上部に取り付けられてい
る。
【００１４】全面接着工程は、仮接着ウエハー１１を収
容部１２に収容した金属ケース１３を図示しない恒温槽
に入れて行う。恒温槽内を４００〜５００℃に保ち、金
属ケースをアースとして電極印加用電極棒に−４００〜
−６００Ｖの電圧を印加して４〜５時間維持すれば、す
べての仮接着ウエハー１１のシリコンウエハーと絶縁基
板ウエハーとを全面に渡って接着することができる。
容部１２に収容した金属ケース１３を図示しない恒温槽
に入れて行う。恒温槽内を４００〜５００℃に保ち、金
属ケースをアースとして電極印加用電極棒に−４００〜
−６００Ｖの電圧を印加して４〜５時間維持すれば、す
べての仮接着ウエハー１１のシリコンウエハーと絶縁基
板ウエハーとを全面に渡って接着することができる。
【００１５】１個の仮接着ウエハーを製作するのに要す
る時間をＴ１［時間］、全面接着工程で１度に処理でき
る枚数をＮ［枚］、全面接着ウエハーを製作するのに要
する時間をＴ２［時間］とすると、本実施例を用いてＮ
［枚］のシリコンウエハーと絶縁基板ウエハーとの全面
接着ウエハーを作成するのに要する時間は，Ｔ１×Ｎ＋
Ｔ２、となる。従来の方法では、Ｔ２×Ｎ時間必要だっ
たので、本実施例によれば、処理時間を（Ｔ１×Ｎ＋Ｔ
２）／（Ｔ２×Ｎ）＝Ｔ１／Ｔ２＋１／Ｎに短縮するこ
とができる。例えば、Ｔ１＝０．５、Ｔ２＝４、Ｎ＝４
の場合、従来の１／２以下に短縮することができる。
る時間をＴ１［時間］、全面接着工程で１度に処理でき
る枚数をＮ［枚］、全面接着ウエハーを製作するのに要
する時間をＴ２［時間］とすると、本実施例を用いてＮ
［枚］のシリコンウエハーと絶縁基板ウエハーとの全面
接着ウエハーを作成するのに要する時間は，Ｔ１×Ｎ＋
Ｔ２、となる。従来の方法では、Ｔ２×Ｎ時間必要だっ
たので、本実施例によれば、処理時間を（Ｔ１×Ｎ＋Ｔ
２）／（Ｔ２×Ｎ）＝Ｔ１／Ｔ２＋１／Ｎに短縮するこ
とができる。例えば、Ｔ１＝０．５、Ｔ２＝４、Ｎ＝４
の場合、従来の１／２以下に短縮することができる。
【００１６】なお、上記実施例では、金属ケースを用い
て全面接着工程を行ったが、図２に示すように仮接着ウ
エハー１１を複数載置できる金属製加熱プレート２１を
用いて行ってもよい。この場合、電圧印加用電極棒２２
は、金属製加熱プレート２１表面の仮接着ウエハー１１
が載置される位置に対向して設けられる。
て全面接着工程を行ったが、図２に示すように仮接着ウ
エハー１１を複数載置できる金属製加熱プレート２１を
用いて行ってもよい。この場合、電圧印加用電極棒２２
は、金属製加熱プレート２１表面の仮接着ウエハー１１
が載置される位置に対向して設けられる。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、シリコンウエハーと絶
縁基板ウエハーとの接着を、仮接着工程と全面接着工程
とに分け、まず、仮接着工程によって複数の仮接着ウエ
ハーを個々に作成した後、これら複数の仮接着ウエハー
に対して全面接着工程を一度に行うようにしたことで、
製造時間を大幅に短縮することができる。
縁基板ウエハーとの接着を、仮接着工程と全面接着工程
とに分け、まず、仮接着工程によって複数の仮接着ウエ
ハーを個々に作成した後、これら複数の仮接着ウエハー
に対して全面接着工程を一度に行うようにしたことで、
製造時間を大幅に短縮することができる。
【００１８】また、本発明の接合用治具を用いれば、複
数の仮接合ウエハーを同時に全面接合することができ
る。
数の仮接合ウエハーを同時に全面接合することができ
る。
【図１】本発明の一実施例に使用される接合用治具の一
例の斜視図である。
例の斜視図である。
【図２】本発明の一実施例に使用される接合用治具の他
の例の斜視図である。
の例の斜視図である。
【図３】（ａ）半導体圧力センサおよび（ｂ）加速度セ
ンサの断面図である。
ンサの断面図である。
【図４】従来の静電接合方法を説明するための図であ
る。
る。
１１ 仮接着ウエハー １２ 収容部 １３ 金属ケース １４ 電圧印加用電極棒 ２１ 金属製加熱プレート ２２ 電圧印加用電極棒 ３１ａ，３１ｂ ダイヤフラム部 ３２ａ，３２ｂ シリコン基板 ３３ａ，３３ｂ 固定電極部 ３４ａ，３４ｂ 絶縁基板 ３５ 貫通孔 ３６ おもり ４１ シリコンウエハー ４２ 絶縁基板ウエハー ４３ 金属製加熱プレート ４４ ウエハー移動用チャック ４５ 顕微鏡 ４６ 電圧印加電極棒
Claims (4)
- 【請求項１】 シリコンウエハーと絶縁基板ウエハーと
を重ね合わせ、相互位置の調整を行った後、前記シリコ
ンウエハー及び前記絶縁基板ウエハーを加熱しながら、
前記シリコンウエハーをアースとして前記絶縁基板ウエ
ハーに負の高電圧を第１の所定時間印加して、前記シリ
コンウエハーと前記絶縁基板ウエハーとを局部的に接着
して仮接着ウエハーとする第１の工程と、該第１の工程
を繰り返して、複数の仮接着ウエハーを得る第２の工程
と、前記複数の仮接着ウエハーを同時に加熱すると共
に、該複数の仮接着ウエハーの各々について前記シリコ
ンウエハーをアースとして前記絶縁基板ウエハーに負の
高電圧を前記第１の所定時間よりも長い第２の所定時間
印加して前記シリコンウエハーと前記絶縁基板ウエハー
とを全面に渡って接着する第３の工程を含むことを特徴
とする静電接合方法。 - 【請求項２】 前記絶縁基板ウエハーとして、ソーダガ
ラス、石英ガラス、または、パイレックスガラスが用い
られることを特徴とする請求項１の静電接合方法。 - 【請求項３】 所定形状のウエハーを収容するための収
容部が複数形成された金属製ケースと、前記収容部にそ
れぞれ配設され、該収容部に前記ウエハーが収容された
とき該ウエハーに接触する電圧印加用電極棒とを有する
ことを特徴とする静電接合用治具。 - 【請求項４】 所定形状のウエハーを複数載置可能な表
面を有する金属製加熱プレートと、前記表面に対向配置
され、該表面の所定位置に前記ウエハーを載置したとき
該ウエハーに接触する複数の電圧印加用電極棒を有する
ことを特徴とする静電接合用治具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10937394A JPH07320996A (ja) | 1994-05-24 | 1994-05-24 | 静電接合方法及び静電接合用治具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10937394A JPH07320996A (ja) | 1994-05-24 | 1994-05-24 | 静電接合方法及び静電接合用治具 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07320996A true JPH07320996A (ja) | 1995-12-08 |
Family
ID=14508598
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10937394A Withdrawn JPH07320996A (ja) | 1994-05-24 | 1994-05-24 | 静電接合方法及び静電接合用治具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07320996A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US6852167B2 (en) | 2001-03-01 | 2005-02-08 | Micron Technology, Inc. | Methods, systems, and apparatus for uniform chemical-vapor depositions |
| US7160577B2 (en) | 2002-05-02 | 2007-01-09 | Micron Technology, Inc. | Methods for atomic-layer deposition of aluminum oxides in integrated circuits |
| US7560793B2 (en) | 2002-05-02 | 2009-07-14 | Micron Technology, Inc. | Atomic layer deposition and conversion |
| WO2009125763A1 (ja) * | 2008-04-08 | 2009-10-15 | 株式会社島津製作所 | 接着剤注入装置 |
| US7927975B2 (en) | 2009-02-04 | 2011-04-19 | Micron Technology, Inc. | Semiconductor material manufacture |
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| CN115611231A (zh) * | 2022-10-31 | 2023-01-17 | 华东光电集成器件研究所 | 一种soi硅片与玻璃的晶圆级键合方法 |
-
1994
- 1994-05-24 JP JP10937394A patent/JPH07320996A/ja not_active Withdrawn
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