JPH0897110A - 接着装置 - Google Patents
接着装置Info
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- JPH0897110A JPH0897110A JP22947194A JP22947194A JPH0897110A JP H0897110 A JPH0897110 A JP H0897110A JP 22947194 A JP22947194 A JP 22947194A JP 22947194 A JP22947194 A JP 22947194A JP H0897110 A JPH0897110 A JP H0897110A
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- Japan
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- substrate
- bonding
- pressure
- membrane
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 接着面の全面に渡って一様な応力で接着し、
平板同士の接着を全面に渡って可能にする。 【構成】 基板１が載置される可撓性膜７と、該可撓性
膜７に流体圧力を作用させる手段とを備え、該可撓性膜
に生じた圧力で該基板１と接着すべき他の基板４とを加
圧することによって、基板１，４同士を接着させてなる
接着装置。
平板同士の接着を全面に渡って可能にする。 【構成】 基板１が載置される可撓性膜７と、該可撓性
膜７に流体圧力を作用させる手段とを備え、該可撓性膜
に生じた圧力で該基板１と接着すべき他の基板４とを加
圧することによって、基板１，４同士を接着させてなる
接着装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は接着装置に係わり、特に
基板同士の接着に関する接着装置である。
基板同士の接着に関する接着装置である。
【０００２】
【従来の技術】表面同士の突き合せによる固相間接合は
寸法精度の高い接合法としてマイクロマシン作製に不可
欠な技術である。固相間接合は文献（日本金属学会誌第
４６巻第９号，１９８２，ｐ．９３５）に見られるよう
に、一方の接合材料を半球面状に、他方の接合材料を平
面状にそれぞれ加工し、かつ、接合表面を清浄化後、接
合荷重を印加することによって接合していた。
寸法精度の高い接合法としてマイクロマシン作製に不可
欠な技術である。固相間接合は文献（日本金属学会誌第
４６巻第９号，１９８２，ｐ．９３５）に見られるよう
に、一方の接合材料を半球面状に、他方の接合材料を平
面状にそれぞれ加工し、かつ、接合表面を清浄化後、接
合荷重を印加することによって接合していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では一方の接合面の形状を半球面状に加工する必要
があるため次の様な課題があった。 （１）接合面の半球面状の加工が必要となる。 （２）平面と半球面は点接触で始まり、さらに接触面積
すなわち接合面積を広げて行くために、印加荷重を増加
することによって接合材料の塑性変形量を大きくしてい
かなければならない。したがって、塑性変形をしない材
料同士の接合は困難である。 （３）平面基板間の接合が困難である。
来例では一方の接合面の形状を半球面状に加工する必要
があるため次の様な課題があった。 （１）接合面の半球面状の加工が必要となる。 （２）平面と半球面は点接触で始まり、さらに接触面積
すなわち接合面積を広げて行くために、印加荷重を増加
することによって接合材料の塑性変形量を大きくしてい
かなければならない。したがって、塑性変形をしない材
料同士の接合は困難である。 （３）平面基板間の接合が困難である。
【０００４】一方、平板被接着物を静電吸引あるいは真
空チャックによって、予め球面加工した部材におしつけ
た状態で、すなわち片方の被接着面を半球面状にした状
態で接着する場合においても同様であり、応力集中を生
じやすく、接着面の全面に渡って一様な応力を与えるこ
とは困難である。さらに、部材を球面状に加工すること
は難しいという課題があった。
空チャックによって、予め球面加工した部材におしつけ
た状態で、すなわち片方の被接着面を半球面状にした状
態で接着する場合においても同様であり、応力集中を生
じやすく、接着面の全面に渡って一様な応力を与えるこ
とは困難である。さらに、部材を球面状に加工すること
は難しいという課題があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の接着装置は、基
板が載置される可撓性膜と、該可撓性膜に流体圧力を作
用させる手段とを備え、該可撓性膜に生じた圧力で該基
板と接着すべき他の基板とを加圧することによって、基
板同士を接着させてなるものである。
板が載置される可撓性膜と、該可撓性膜に流体圧力を作
用させる手段とを備え、該可撓性膜に生じた圧力で該基
板と接着すべき他の基板とを加圧することによって、基
板同士を接着させてなるものである。
【０００６】上記本発明の接着装置は、接着面の全面に
渡って流体圧力で接着し、応力集中を生ずることなく、
接着面の全面に渡って一様な応力で接着することを可能
とし、平板同士の接着を全面に渡って可能にするもので
ある。以下、本発明の接着装置の構成について図面を用
いて説明する。
渡って流体圧力で接着し、応力集中を生ずることなく、
接着面の全面に渡って一様な応力で接着することを可能
とし、平板同士の接着を全面に渡って可能にするもので
ある。以下、本発明の接着装置の構成について図面を用
いて説明する。
【０００７】図１は本発明の接着装置の概略図である。
この装置は第１の基板４を平坦に保持し、流体導入孔２
３から加圧された流体（液体、気体のどちらでも良い）
を導入し、この流体圧を第２の基板１の裏面に印加しな
がら２枚の基板を近接させるものである。図１の装置で
は流体圧は薄いメンブレン７に加えられ、このメンブレ
ンが半球面状にたわむため、それに接する第２基板１も
半球面状にたわむ。流体圧を次第に増して行くに従っ
て、第２基板１がさらにたわんで行くことから、２枚の
基板はそれぞれ中央部から接着して行く。この接着方法
では接着過程で雰囲気ガスが周辺部に追い出されるた
め、大気中においても、基板間にガスが残留することが
ない。もちろん、２枚の基板を真空中で接着させても良
い。流体圧は３ｋｇ／ｃｍ2 以上あれば十分効果があ
る。
この装置は第１の基板４を平坦に保持し、流体導入孔２
３から加圧された流体（液体、気体のどちらでも良い）
を導入し、この流体圧を第２の基板１の裏面に印加しな
がら２枚の基板を近接させるものである。図１の装置で
は流体圧は薄いメンブレン７に加えられ、このメンブレ
ンが半球面状にたわむため、それに接する第２基板１も
半球面状にたわむ。流体圧を次第に増して行くに従っ
て、第２基板１がさらにたわんで行くことから、２枚の
基板はそれぞれ中央部から接着して行く。この接着方法
では接着過程で雰囲気ガスが周辺部に追い出されるた
め、大気中においても、基板間にガスが残留することが
ない。もちろん、２枚の基板を真空中で接着させても良
い。流体圧は３ｋｇ／ｃｍ2 以上あれば十分効果があ
る。
【０００８】表面を清浄化したＳｉ基板同士の常温接着
の場合、ハンドリング工程においても、十分な接着強度
を示し、互いにズレることはなかった。さらに６００℃
の温度で、常温接着後のサンプルを２時間大気中で加熱
したところ、赤外線カメラによる界面観察から、全面で
接着していることを確認した。尚、この時の強度はＳｉ
基板のバルク強度と同等であった。
の場合、ハンドリング工程においても、十分な接着強度
を示し、互いにズレることはなかった。さらに６００℃
の温度で、常温接着後のサンプルを２時間大気中で加熱
したところ、赤外線カメラによる界面観察から、全面で
接着していることを確認した。尚、この時の強度はＳｉ
基板のバルク強度と同等であった。
【０００９】尚、本装置が適応可能な基板は平板状であ
れば、円形、多角形等の形状に依存せず、又固相接着で
あるため材料種に依存しない。
れば、円形、多角形等の形状に依存せず、又固相接着で
あるため材料種に依存しない。
【００１０】本実験において、Ｓｉ／Ｓｉの組合せによ
る接着例であったが、この他にも例えば、Ｓｉ／ガラ
ス、ガラス／ガラス等の組合せも可能である。すなわち
剛性を有する平板状基板であれば、メタル、半導体、絶
縁体（例えば；セラミックス、ガラス、酸化膜、窒化
膜）の各々組合せによる接着も又可能である。
る接着例であったが、この他にも例えば、Ｓｉ／ガラ
ス、ガラス／ガラス等の組合せも可能である。すなわち
剛性を有する平板状基板であれば、メタル、半導体、絶
縁体（例えば；セラミックス、ガラス、酸化膜、窒化
膜）の各々組合せによる接着も又可能である。
【００１１】一方、メンブレンの材質は、薄くて可撓性
を有し、かつ弾性範囲の大きいものが望ましい。例え
ば、高分子材料（例えば；テフロン、ポリエチレン、ポ
リイミド）から成る膜等がある。
を有し、かつ弾性範囲の大きいものが望ましい。例え
ば、高分子材料（例えば；テフロン、ポリエチレン、ポ
リイミド）から成る膜等がある。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
詳細に説明する。 〔実施例１〕図１、図２は本発明の第１の実施例を示
し、図１は本発明の接着装置の断面図、図２は図１のＡ
−Ａの矢印方向から見た平面図である。
詳細に説明する。 〔実施例１〕図１、図２は本発明の第１の実施例を示
し、図１は本発明の接着装置の断面図、図２は図１のＡ
−Ａの矢印方向から見た平面図である。
【００１３】図１，２において、１は接着用のＳｉ基
板、４はもう一方の接着用の表面に熱酸化膜を形成した
Ｓｉ基板、７は接着時にＳｉ基板１をＳｉ基板４に押し
付けるためのテフロン膜から成るメンブレン（加圧用
膜）、１４はＳｉ基板１を搭載し、かつ接着時に接着圧
力を受けるための下部台座、１５はＳｉ基板４を搭載
し、かつ接着時に接着圧力を受けるための上部台座、１
６は加圧用膜７を下部台座１４に取り付けかつ気密を可
能にするための加圧用膜固定フランジ、２１はＳｉ基板
１を取り付けるための下部Ｓｉ基板ホルダ、２２は下部
Ｓｉ基板ホルダ２１を下部台座１４に取り付けるための
基板ホルダ取付ネジ、２３は接着時加圧用膜７に圧力を
印加するために流体圧力を導入するための流体導入孔、
３０は流体導入孔２３に連結している流体導入ポート、
３７は流体導入ポート３０に連結している流体導入管、
４４はメンブレン７に圧力を印加したり、あるいは停止
したりするための流体導入バルブ（尚、この流体導入バ
ルブの先は図示していないが、圧力調整弁を通って窒素
貯蔵圧力ボンベに通じている。）、５１はＳｉ基板４を
上部台座１５に真空吸着によって取り付けるための真空
排気孔、５２は真空排気孔５１に連結している真空排気
ポート、５３は真空排気ポート５２に連結している真空
排気管、５４はＳｉ基板４を上部台座１５に脱着するた
めの真空排気バルブ（尚、この真空排気バルブの先は図
示していないが、真空ポンプに通じている。）、５５は
Ｓｉ基板４を上部台座１５に取り付ける時、上部台座１
５を回転開閉する時の上部台座回転軸、５６はＳｉ基板
４を上部台座１５に取り付け後、下部台座１４に上部台
座１５を連結するための上部台座固定ネジである。
板、４はもう一方の接着用の表面に熱酸化膜を形成した
Ｓｉ基板、７は接着時にＳｉ基板１をＳｉ基板４に押し
付けるためのテフロン膜から成るメンブレン（加圧用
膜）、１４はＳｉ基板１を搭載し、かつ接着時に接着圧
力を受けるための下部台座、１５はＳｉ基板４を搭載
し、かつ接着時に接着圧力を受けるための上部台座、１
６は加圧用膜７を下部台座１４に取り付けかつ気密を可
能にするための加圧用膜固定フランジ、２１はＳｉ基板
１を取り付けるための下部Ｓｉ基板ホルダ、２２は下部
Ｓｉ基板ホルダ２１を下部台座１４に取り付けるための
基板ホルダ取付ネジ、２３は接着時加圧用膜７に圧力を
印加するために流体圧力を導入するための流体導入孔、
３０は流体導入孔２３に連結している流体導入ポート、
３７は流体導入ポート３０に連結している流体導入管、
４４はメンブレン７に圧力を印加したり、あるいは停止
したりするための流体導入バルブ（尚、この流体導入バ
ルブの先は図示していないが、圧力調整弁を通って窒素
貯蔵圧力ボンベに通じている。）、５１はＳｉ基板４を
上部台座１５に真空吸着によって取り付けるための真空
排気孔、５２は真空排気孔５１に連結している真空排気
ポート、５３は真空排気ポート５２に連結している真空
排気管、５４はＳｉ基板４を上部台座１５に脱着するた
めの真空排気バルブ（尚、この真空排気バルブの先は図
示していないが、真空ポンプに通じている。）、５５は
Ｓｉ基板４を上部台座１５に取り付ける時、上部台座１
５を回転開閉する時の上部台座回転軸、５６はＳｉ基板
４を上部台座１５に取り付け後、下部台座１４に上部台
座１５を連結するための上部台座固定ネジである。
【００１４】つぎに上記構成の接着装置の動作について
説明する。まずＳｉ基板１及び４を希フッ酸および塩
酸、過酸化水素水溶液で洗浄し、さらに純水でリンスし
た後、接着面に塵が付着していないことを確認してか
ら、上部台座固定ネジ５６を外し、上部台座１５を上部
台座回転軸５５の回りに回転させながら開く。そして、
基板ホルダ取付ネジ２２を外し、さらに下部Ｓｉ基板ホ
ルダ２１を取り外し、この下部Ｓｉ基板ホルダ２１に接
着用Ｓｉ基板１を取り付け（図１に見る様に、下部Ｓｉ
基板ホルダ２１の溝に接着用Ｓｉ基板１をセットし、そ
の後、該接着用Ｓｉ基板１の非接着面を利用して粘着テ
ープで該接着用Ｓｉ基板１を下部Ｓｉ基板ホルダ２１に
固定する。図示なし。）、その後基板ホルダ取付ネジ２
２で下部Ｓｉ基板ホルダ２１を下部台座１４に固定す
る。さらに、前記開放中の上部台座１５に接着用Ｓｉ基
板４をセットし、その後真空排気バルブ５４を開にして
Ｓｉ基板４を上部台座１５に固定する。そして上部台座
１５を閉じ、図１に見る様に上部台座１５を下部台座１
４に上部台座固定ネジ５６で固定する。この時、Ｓｉ基
板１とＳｉ基板４との間は約５０μｍになる様に保たれ
ている。次に、流体導入バルブ４４を開にして流体導入
孔２３を通して窒素ガスを導入し、メンブレン７を脹ま
せる。メンブレン７の脹みによって、Ｓｉ基板１とＳｉ
基板４とが互いに接近し、接触し始める。そして、さら
に圧力調整弁（図示なし）を用いて窒素ガスの圧力を高
めて行き、５ｋｇ／ｃｍ2 に設定した時、Ｓｉ基板１と
Ｓｉ基板４は全面に渡って互いに一様な押圧力を受け、
接着し始める。この方法によって、Ｓｉ基板１，４は互
いに中心部から半径方向の外周部に沿って接着し、結果
として、気泡の発生のない全面に渡っての接着が可能と
なった。さらに、上記接着したＳｉ基板を取り外し、該
接着したＳｉ基板を３００℃〜８５０℃（２ｈｒ．大気
中）の温度範囲で加熱したところ加熱温度７５０℃で界
面破壊剪断応力５０ｋｇ／ｃｍ2 以上を得た（図２
５）。
説明する。まずＳｉ基板１及び４を希フッ酸および塩
酸、過酸化水素水溶液で洗浄し、さらに純水でリンスし
た後、接着面に塵が付着していないことを確認してか
ら、上部台座固定ネジ５６を外し、上部台座１５を上部
台座回転軸５５の回りに回転させながら開く。そして、
基板ホルダ取付ネジ２２を外し、さらに下部Ｓｉ基板ホ
ルダ２１を取り外し、この下部Ｓｉ基板ホルダ２１に接
着用Ｓｉ基板１を取り付け（図１に見る様に、下部Ｓｉ
基板ホルダ２１の溝に接着用Ｓｉ基板１をセットし、そ
の後、該接着用Ｓｉ基板１の非接着面を利用して粘着テ
ープで該接着用Ｓｉ基板１を下部Ｓｉ基板ホルダ２１に
固定する。図示なし。）、その後基板ホルダ取付ネジ２
２で下部Ｓｉ基板ホルダ２１を下部台座１４に固定す
る。さらに、前記開放中の上部台座１５に接着用Ｓｉ基
板４をセットし、その後真空排気バルブ５４を開にして
Ｓｉ基板４を上部台座１５に固定する。そして上部台座
１５を閉じ、図１に見る様に上部台座１５を下部台座１
４に上部台座固定ネジ５６で固定する。この時、Ｓｉ基
板１とＳｉ基板４との間は約５０μｍになる様に保たれ
ている。次に、流体導入バルブ４４を開にして流体導入
孔２３を通して窒素ガスを導入し、メンブレン７を脹ま
せる。メンブレン７の脹みによって、Ｓｉ基板１とＳｉ
基板４とが互いに接近し、接触し始める。そして、さら
に圧力調整弁（図示なし）を用いて窒素ガスの圧力を高
めて行き、５ｋｇ／ｃｍ2 に設定した時、Ｓｉ基板１と
Ｓｉ基板４は全面に渡って互いに一様な押圧力を受け、
接着し始める。この方法によって、Ｓｉ基板１，４は互
いに中心部から半径方向の外周部に沿って接着し、結果
として、気泡の発生のない全面に渡っての接着が可能と
なった。さらに、上記接着したＳｉ基板を取り外し、該
接着したＳｉ基板を３００℃〜８５０℃（２ｈｒ．大気
中）の温度範囲で加熱したところ加熱温度７５０℃で界
面破壊剪断応力５０ｋｇ／ｃｍ2 以上を得た（図２
５）。
【００１５】この実験において、接着界面でのすべりに
よるズレは観測されなかった。すなわち、Ｓｉ基板１，
４は、あたかも一体のバルク材の様に強固に接着してい
た。
よるズレは観測されなかった。すなわち、Ｓｉ基板１，
４は、あたかも一体のバルク材の様に強固に接着してい
た。
【００１６】本発明において、被接着材料間に作用させ
る接着圧力が接着面全面に渡って一様で、かつできるだ
け大きな値であることが望ましい。従ってメンブレン７
はできるだけ可撓性に富み、できるだけ薄い膜が望まし
く、かつ流体導入によって加圧して行った時、メンブレ
ンの破裂を防止するために、下部台座と上部台座の外周
部で生ずる隙間をできるだけ小さくすることが望まし
い。
る接着圧力が接着面全面に渡って一様で、かつできるだ
け大きな値であることが望ましい。従ってメンブレン７
はできるだけ可撓性に富み、できるだけ薄い膜が望まし
く、かつ流体導入によって加圧して行った時、メンブレ
ンの破裂を防止するために、下部台座と上部台座の外周
部で生ずる隙間をできるだけ小さくすることが望まし
い。
【００１７】該隙間を次第に小さくして行くに従って、
メンブレン７に作用させる流体の圧力をできるだけ大き
くすることが可能となり、このことは被接着間の距離を
原子間引力の作用する距離にまで到達させる上で望まし
い。
メンブレン７に作用させる流体の圧力をできるだけ大き
くすることが可能となり、このことは被接着間の距離を
原子間引力の作用する距離にまで到達させる上で望まし
い。
【００１８】尚、本実験においては、メンブレンにテフ
ロン膜を用いたが、テフロン膜の代りにポリイミド、あ
るいはポリエチレン膜であっても可能であり、本発明の
意図することは何ら変わるものではない。 〔実施例２〕図３、図４、図５、図６、図７、図８、図
９は本発明の第２の実施例を示し、図３は本発明の接着
装置の断面図及び基板観測部の概略図、図４は図３のＢ
−Ｂの矢印方向から見た平面図、図５は図３のＣ−Ｃの
矢印方向から見た平面図、図６〜図９は接着の順序にお
ける装置の形態を示す断面図である。
ロン膜を用いたが、テフロン膜の代りにポリイミド、あ
るいはポリエチレン膜であっても可能であり、本発明の
意図することは何ら変わるものではない。 〔実施例２〕図３、図４、図５、図６、図７、図８、図
９は本発明の第２の実施例を示し、図３は本発明の接着
装置の断面図及び基板観測部の概略図、図４は図３のＢ
−Ｂの矢印方向から見た平面図、図５は図３のＣ−Ｃの
矢印方向から見た平面図、図６〜図９は接着の順序にお
ける装置の形態を示す断面図である。
【００１９】図１〜図９において、１は接着用のＳｉ基
板、４はもう一方の接着用のＳｉ基板、７，８，９，１
０はそれぞれ接着時にＳｉ基板１をＳｉ基板４に押し付
けるためのテフロン膜から成るメンブレン、１４はＳｉ
基板１を搭載し、かつ接着時に接着圧力を受けるための
下部台座、１５はＳｉ基板４を搭載し、かつ接着時に接
着圧力を受けるための上部台座、１６，１７，１８，１
９はそれぞれメンブレン７，８，９，１０を下部台座１
４に取り付け、かつ気密を可能にするためのメンブレン
固定フランジ、２０はメンブレン固定フランジ１６，１
７，１８，１９を下部台座１４に固定するためのメンブ
レン固定フランジ止めネジ、２３，２４，２５，２６は
接着時に、それぞれメンブレン７，８，９，１０に圧力
を印加するために流体圧力を導入するための流体導入
孔、３０，３１，３２，３３はそれぞれ流体導入孔２
３，２４，２５，２６に連結している流体導入ポート、
３７，３８，３９，４０はそれぞれ流体導入ポート３
０，３１，３２，３３に連結している流体導入管、４
４，４５，４６，４７はそれぞれメンブレン７，８，
９，１０に圧力を印加したり、あるいは停止したりする
ための流体導入バルブ（尚、これらの流体導入バルブの
先は図示していないが、圧力調整弁を通って窒素貯蔵圧
力ボンベに通じている。）、５１はＳｉ基板４を上部台
座１５に真空吸着によって取り付けるための真空排気
孔、５２は真空排気孔５１に連結している真空排気ポー
ト、５３は真空排気ポート５２に連結している真空排気
管、５４はＳｉ基板４を上部台座１５に脱着するための
真空排気バルブ（尚、この真空排気バルブの先は図示し
ていないが、真空ポンプに通じている。）、５５はＳｉ
基板４を上部台座１５に取り付ける時、上部台座１５を
回転開閉する時の上部台座回転軸、５６はＳｉ基板４を
上部台座１５に取り付け後、下部台座１４に上部台座１
５を連結するための上部台座固定ネジ、５７は常温圧接
時Ｓｉ基板１及びＳｉ基板４が互いに接着しているかど
うかを調べるための赤外光、５８は下部台座１４及びメ
ンブレン７，８，９，１０及びＳｉ基板１，４及び上部
台座１５を透過して来た赤外光５７を受像するＩＲカメ
ラ、５９はＩＲカメラ５８で得た像をモニタするテレ
ビ、６０はＩＲカメラ５８とテレビ５９との間を電気的
に連結するケーブルである。
板、４はもう一方の接着用のＳｉ基板、７，８，９，１
０はそれぞれ接着時にＳｉ基板１をＳｉ基板４に押し付
けるためのテフロン膜から成るメンブレン、１４はＳｉ
基板１を搭載し、かつ接着時に接着圧力を受けるための
下部台座、１５はＳｉ基板４を搭載し、かつ接着時に接
着圧力を受けるための上部台座、１６，１７，１８，１
９はそれぞれメンブレン７，８，９，１０を下部台座１
４に取り付け、かつ気密を可能にするためのメンブレン
固定フランジ、２０はメンブレン固定フランジ１６，１
７，１８，１９を下部台座１４に固定するためのメンブ
レン固定フランジ止めネジ、２３，２４，２５，２６は
接着時に、それぞれメンブレン７，８，９，１０に圧力
を印加するために流体圧力を導入するための流体導入
孔、３０，３１，３２，３３はそれぞれ流体導入孔２
３，２４，２５，２６に連結している流体導入ポート、
３７，３８，３９，４０はそれぞれ流体導入ポート３
０，３１，３２，３３に連結している流体導入管、４
４，４５，４６，４７はそれぞれメンブレン７，８，
９，１０に圧力を印加したり、あるいは停止したりする
ための流体導入バルブ（尚、これらの流体導入バルブの
先は図示していないが、圧力調整弁を通って窒素貯蔵圧
力ボンベに通じている。）、５１はＳｉ基板４を上部台
座１５に真空吸着によって取り付けるための真空排気
孔、５２は真空排気孔５１に連結している真空排気ポー
ト、５３は真空排気ポート５２に連結している真空排気
管、５４はＳｉ基板４を上部台座１５に脱着するための
真空排気バルブ（尚、この真空排気バルブの先は図示し
ていないが、真空ポンプに通じている。）、５５はＳｉ
基板４を上部台座１５に取り付ける時、上部台座１５を
回転開閉する時の上部台座回転軸、５６はＳｉ基板４を
上部台座１５に取り付け後、下部台座１４に上部台座１
５を連結するための上部台座固定ネジ、５７は常温圧接
時Ｓｉ基板１及びＳｉ基板４が互いに接着しているかど
うかを調べるための赤外光、５８は下部台座１４及びメ
ンブレン７，８，９，１０及びＳｉ基板１，４及び上部
台座１５を透過して来た赤外光５７を受像するＩＲカメ
ラ、５９はＩＲカメラ５８で得た像をモニタするテレ
ビ、６０はＩＲカメラ５８とテレビ５９との間を電気的
に連結するケーブルである。
【００２０】つぎに上記構成の接着装置の動作について
説明する。まずＳｉ基板１及びＳｉ基板４を実施例１と
同様に洗浄し、さらに純水でリンスした後、接着面に塵
が付着していないことを確認してから、上部台座固定ネ
ジ５６を外し、上部台座１５を上部台座回転軸５５の回
りに回転させながら開く。そして、接着用Ｓｉ基板１を
図３に見る様に下部台座１４の上方にセットし、一方の
接着用Ｓｉ基板４を上部台座１５にセットした後真空排
気バルブ５４を開にして真空吸着によってＳｉ基板４を
上部台座１５に固定する。そして上部台座１５を閉じ、
図３に見る様に上部台座１５を下部台座１４に上部台座
固定ネジ５６で固定する。この時点でＳｉ基板１とＳｉ
基板４との間の隙間は約５０μｍになる様に保たれてい
る。次に流体導入バルブ４４を開にして流体導入孔２３
を通して窒素ガスを導入し、メンブレン７を脹ませる。
このメンブレン７は図５に見る様に接着用Ｓｉ基板１の
中心部に位置しているため、該メンブレン７の脹みによ
って図６に見る様に接着用Ｓｉ基板１及びＳｉ基板４は
互いに接近し中心でまず接触し始める。そして、さらに
圧力調整弁（図示なし）を用いて窒素ガスの圧力を高め
て行き、５ｋｇ／ｃｍ2 に設定した時、Ｓｉ基板１とＳ
ｉ基板４は互いに中心部で押圧力を受け、接着し始め
る。次に流体導入バルブ４５を開にして流体導入孔２４
を通して窒素ガスを導入し、メンブレン８を脹ませる。
このメンブレン８は図５に見る様に接着用Ｓｉ基板１の
中心部に対して同心円のドーナツ状であるため、該メン
ブレン８の脹みによって図７に見る様に接着用Ｓｉ基板
１及びＳｉ基板４は、該メンブレン８の脹み部で押圧力
を受け、そして上記と同様に、窒素ガス圧力５ｋｇ／ｃ
ｍ 2 で接着し始めた。しかし、まだ窒素ガス導入をして
いないメンブレン９，１０に位置しているＳｉ基板１及
び４の界面では接着は十分に生じていない。さらに次に
流体導入バルブ４６を開にして流体導入孔２５を通して
窒素ガスを導入し、メンブレン９を脹ませる。このメン
ブレン９は図５に見る様に接着用Ｓｉ基板１の中心部に
対して同心円のドーナツ状であるため、該メンブレン９
の脹みによって図８に見る様に接着用Ｓｉ基板１及びＳ
ｉ基板４は、該メンブレン９の脹み部で押圧力を受け、
そして上記と同様に、窒素ガス圧力５ｋｇ／ｃｍ2 で接
着し始めた。
説明する。まずＳｉ基板１及びＳｉ基板４を実施例１と
同様に洗浄し、さらに純水でリンスした後、接着面に塵
が付着していないことを確認してから、上部台座固定ネ
ジ５６を外し、上部台座１５を上部台座回転軸５５の回
りに回転させながら開く。そして、接着用Ｓｉ基板１を
図３に見る様に下部台座１４の上方にセットし、一方の
接着用Ｓｉ基板４を上部台座１５にセットした後真空排
気バルブ５４を開にして真空吸着によってＳｉ基板４を
上部台座１５に固定する。そして上部台座１５を閉じ、
図３に見る様に上部台座１５を下部台座１４に上部台座
固定ネジ５６で固定する。この時点でＳｉ基板１とＳｉ
基板４との間の隙間は約５０μｍになる様に保たれてい
る。次に流体導入バルブ４４を開にして流体導入孔２３
を通して窒素ガスを導入し、メンブレン７を脹ませる。
このメンブレン７は図５に見る様に接着用Ｓｉ基板１の
中心部に位置しているため、該メンブレン７の脹みによ
って図６に見る様に接着用Ｓｉ基板１及びＳｉ基板４は
互いに接近し中心でまず接触し始める。そして、さらに
圧力調整弁（図示なし）を用いて窒素ガスの圧力を高め
て行き、５ｋｇ／ｃｍ2 に設定した時、Ｓｉ基板１とＳ
ｉ基板４は互いに中心部で押圧力を受け、接着し始め
る。次に流体導入バルブ４５を開にして流体導入孔２４
を通して窒素ガスを導入し、メンブレン８を脹ませる。
このメンブレン８は図５に見る様に接着用Ｓｉ基板１の
中心部に対して同心円のドーナツ状であるため、該メン
ブレン８の脹みによって図７に見る様に接着用Ｓｉ基板
１及びＳｉ基板４は、該メンブレン８の脹み部で押圧力
を受け、そして上記と同様に、窒素ガス圧力５ｋｇ／ｃ
ｍ 2 で接着し始めた。しかし、まだ窒素ガス導入をして
いないメンブレン９，１０に位置しているＳｉ基板１及
び４の界面では接着は十分に生じていない。さらに次に
流体導入バルブ４６を開にして流体導入孔２５を通して
窒素ガスを導入し、メンブレン９を脹ませる。このメン
ブレン９は図５に見る様に接着用Ｓｉ基板１の中心部に
対して同心円のドーナツ状であるため、該メンブレン９
の脹みによって図８に見る様に接着用Ｓｉ基板１及びＳ
ｉ基板４は、該メンブレン９の脹み部で押圧力を受け、
そして上記と同様に、窒素ガス圧力５ｋｇ／ｃｍ2 で接
着し始めた。
【００２１】しかし、まだ窒素ガス導入をしていないメ
ンブレン１０に位置しているＳｉ基板１及び４の界面で
は接着は十分に生じていない。そして次に流体導入バル
ブ４７を開にして流体導入孔２６を通して窒素ガスを導
入し、メンブレン１０を脹ませる。このメンブレン１０
は図５に見る様に接着用Ｓｉ基板１の中心部に対して同
心円のドーナツ状であるため、該メンブレン１０の脹み
によって図９に見る様に接着用Ｓｉ基板１及びＳｉ基板
４は、該メンブレン１０の脹み部で押圧力を受け、上記
と同様に窒素ガス圧力５ｋｇ／ｃｍ2 で接着し始めた。
ンブレン１０に位置しているＳｉ基板１及び４の界面で
は接着は十分に生じていない。そして次に流体導入バル
ブ４７を開にして流体導入孔２６を通して窒素ガスを導
入し、メンブレン１０を脹ませる。このメンブレン１０
は図５に見る様に接着用Ｓｉ基板１の中心部に対して同
心円のドーナツ状であるため、該メンブレン１０の脹み
によって図９に見る様に接着用Ｓｉ基板１及びＳｉ基板
４は、該メンブレン１０の脹み部で押圧力を受け、上記
と同様に窒素ガス圧力５ｋｇ／ｃｍ2 で接着し始めた。
【００２２】尚、この接着過程において、Ｓｉ基板１及
び４の接着が中心部から生じて、次第に半径方向、すな
わち円周方向に生じて行く様に、モニタテレビ５９を見
ながらそれぞれ流体導入バルブ４４，４５，４６，４７
を順次開いて行った。しかし、もし、圧力導入バルブを
開いた時、メンブレンの脹みが生じた場合においても該
メンブレンの部分でＳｉ基板１及び４が互いに接着して
いないことが、モニタテレビ５９で示した場合、さらに
大きな圧力になる様に該メンブレンに通じている圧力調
整弁（図示なし）を調整する。この様な手法で、全面に
渡って接着していることを確認した後、温度３００℃〜
８５０℃（２ｈｒ．、大気中）で熱処理したところ、Ｓ
ｉバルク材と同様な破断強度を得た。 （実施例３〕図１０、図１１、図１２、図１３、図１
４、図１５、図１６、図１７、図１８、図１９は本発明
の第３の実施例を示し、図１０は本発明の接着装置の断
面図及び基板観測部の概略図、図１１は図１０のＤ−Ｄ
の矢印方向から見た平面図、図１２は図１０のＥ−Ｅの
矢印方向から見た平面図である。図１３〜図１９は接着
の順序における装置の形態を示す断面図である。
び４の接着が中心部から生じて、次第に半径方向、すな
わち円周方向に生じて行く様に、モニタテレビ５９を見
ながらそれぞれ流体導入バルブ４４，４５，４６，４７
を順次開いて行った。しかし、もし、圧力導入バルブを
開いた時、メンブレンの脹みが生じた場合においても該
メンブレンの部分でＳｉ基板１及び４が互いに接着して
いないことが、モニタテレビ５９で示した場合、さらに
大きな圧力になる様に該メンブレンに通じている圧力調
整弁（図示なし）を調整する。この様な手法で、全面に
渡って接着していることを確認した後、温度３００℃〜
８５０℃（２ｈｒ．、大気中）で熱処理したところ、Ｓ
ｉバルク材と同様な破断強度を得た。 （実施例３〕図１０、図１１、図１２、図１３、図１
４、図１５、図１６、図１７、図１８、図１９は本発明
の第３の実施例を示し、図１０は本発明の接着装置の断
面図及び基板観測部の概略図、図１１は図１０のＤ−Ｄ
の矢印方向から見た平面図、図１２は図１０のＥ−Ｅの
矢印方向から見た平面図である。図１３〜図１９は接着
の順序における装置の形態を示す断面図である。
【００２３】図１０〜図１９において、１は接着用Ｓｉ
基板、４はもう一方の接着用のＳｉ基板、７，８，９，
１０，１１，１２，１３はそれぞれ接着時にＳｉ基板１
をＳｉ基板４に押し付けるためのテフロン膜から成るメ
ンブレン、１４はＳｉ基板１を搭載し、かつ接着時に接
着圧力を受けるための下部台座、１５はＳｉ基板４を搭
載し、かつ接着時に接着圧力を受けるための上部台座、
１６は加圧用膜７，８，９，１０，１１，１２，１３を
下部台座１４に取り付け、かつ気密を可能にするための
メンブレン固定フランジ、２０はメンブレン固定フラン
ジ１６を下部台座１４に固定するためのメンブレン固定
フランジ止めネジ、２３，２４，２５，２６，２７，２
８，２９は接着時に、それぞれメンブレン７，８，９，
１０，１１，１２，１３に圧力を印加するために流体圧
力を導入するための流体導入孔、３０，３１，３２，３
３，３４，３５，３６はそれぞれ流体導入孔２３，２
４，２５，２６，２７，２８，２９に連結している流体
導入ポート、３７，３８，３９，４０，４１，４２，４
３はそれぞれ流体導入ポート３０，３１，３２，３３，
３４，３５，３６に連結している流体導入管、４４，４
５，４６，４７，４８，４９，５０はそれぞれメンブレ
ン７，８，９，１０，１１，１２，１３に圧力を印加し
たり、あるいは停止したりするための流体導入バルブ
（尚、これらの流体導入バルブの先は図示していない
が、圧力調整弁を通って窒素貯蔵圧力ボンベに通じてい
る。）、５１はＳｉ基板４を上部台座１５に真空吸着に
よって取り付けるための真空排気孔、５２は真空排気孔
５１に連結している真空排気ポート、５３は真空排気ポ
ート５２に連結している真空排気管、５４はＳｉ基板４
を上部台座１５に脱着するための真空排気バルブ（尚、
この真空排気バルブの先は図示していないが、真空ポン
プに通じている。）、５５はＳｉ基板４を上部台座１５
に取り付ける時、上部台座１５を回転開閉する時の上部
台座回転軸、５６はＳｉ基板４を上部台座１５に取り付
け後、下部台座１４に上部台座１５を連結するための上
部台座固定ネジ、５７は常温圧接時、Ｓｉ基板１及びＳ
ｉ基板４が互いに接着しているかどうかを調べるための
赤外光、５８は下部台座１４及び加圧膜７，８，９，１
０，１１，１２，１３及びＳｉ基板１，４及び上部台座
１５を透過して来た赤外光５７を受像するＩＲカメラ、
５９はＩＲカメラ５８で得た像をモニタするテレビ、６
０はＩＲカメラ５８とテレビ５９との間を電気的に連結
するケーブルである。
基板、４はもう一方の接着用のＳｉ基板、７，８，９，
１０，１１，１２，１３はそれぞれ接着時にＳｉ基板１
をＳｉ基板４に押し付けるためのテフロン膜から成るメ
ンブレン、１４はＳｉ基板１を搭載し、かつ接着時に接
着圧力を受けるための下部台座、１５はＳｉ基板４を搭
載し、かつ接着時に接着圧力を受けるための上部台座、
１６は加圧用膜７，８，９，１０，１１，１２，１３を
下部台座１４に取り付け、かつ気密を可能にするための
メンブレン固定フランジ、２０はメンブレン固定フラン
ジ１６を下部台座１４に固定するためのメンブレン固定
フランジ止めネジ、２３，２４，２５，２６，２７，２
８，２９は接着時に、それぞれメンブレン７，８，９，
１０，１１，１２，１３に圧力を印加するために流体圧
力を導入するための流体導入孔、３０，３１，３２，３
３，３４，３５，３６はそれぞれ流体導入孔２３，２
４，２５，２６，２７，２８，２９に連結している流体
導入ポート、３７，３８，３９，４０，４１，４２，４
３はそれぞれ流体導入ポート３０，３１，３２，３３，
３４，３５，３６に連結している流体導入管、４４，４
５，４６，４７，４８，４９，５０はそれぞれメンブレ
ン７，８，９，１０，１１，１２，１３に圧力を印加し
たり、あるいは停止したりするための流体導入バルブ
（尚、これらの流体導入バルブの先は図示していない
が、圧力調整弁を通って窒素貯蔵圧力ボンベに通じてい
る。）、５１はＳｉ基板４を上部台座１５に真空吸着に
よって取り付けるための真空排気孔、５２は真空排気孔
５１に連結している真空排気ポート、５３は真空排気ポ
ート５２に連結している真空排気管、５４はＳｉ基板４
を上部台座１５に脱着するための真空排気バルブ（尚、
この真空排気バルブの先は図示していないが、真空ポン
プに通じている。）、５５はＳｉ基板４を上部台座１５
に取り付ける時、上部台座１５を回転開閉する時の上部
台座回転軸、５６はＳｉ基板４を上部台座１５に取り付
け後、下部台座１４に上部台座１５を連結するための上
部台座固定ネジ、５７は常温圧接時、Ｓｉ基板１及びＳ
ｉ基板４が互いに接着しているかどうかを調べるための
赤外光、５８は下部台座１４及び加圧膜７，８，９，１
０，１１，１２，１３及びＳｉ基板１，４及び上部台座
１５を透過して来た赤外光５７を受像するＩＲカメラ、
５９はＩＲカメラ５８で得た像をモニタするテレビ、６
０はＩＲカメラ５８とテレビ５９との間を電気的に連結
するケーブルである。
【００２４】つぎに上記構成の接着装置の動作について
説明する。まずＳｉ基板１（長方形の形状のＳｉ基板）
及びＳｉ基板４（長方形の形状のＳｉ基板）を洗浄し、
さらに純水でリンスした後、接着面に塵が付着していな
いことを確認してから、上部台座固定ネジ５６を外し、
上部台座１５を上部台座回転軸５５の回りに回転させな
がら開く。そして、接着用Ｓｉ基板１を図１０に見る様
に下部台座１４の上方にセットし、一方の接着用Ｓｉ基
板４を上部台座１５にセットした後、真空排気バルブ５
４を開にして真空吸着によってＳｉ基板４を上部台座１
５に固定する。そして上部台座１５を閉じ、図１０に見
る様に上部台座１５を下部台座１４に上部台座固定ネジ
５６で固定する。この時点でＳｉ基板１とＳｉ基板４と
の間の隙間は約５０μｍになる様に保たれている。
説明する。まずＳｉ基板１（長方形の形状のＳｉ基板）
及びＳｉ基板４（長方形の形状のＳｉ基板）を洗浄し、
さらに純水でリンスした後、接着面に塵が付着していな
いことを確認してから、上部台座固定ネジ５６を外し、
上部台座１５を上部台座回転軸５５の回りに回転させな
がら開く。そして、接着用Ｓｉ基板１を図１０に見る様
に下部台座１４の上方にセットし、一方の接着用Ｓｉ基
板４を上部台座１５にセットした後、真空排気バルブ５
４を開にして真空吸着によってＳｉ基板４を上部台座１
５に固定する。そして上部台座１５を閉じ、図１０に見
る様に上部台座１５を下部台座１４に上部台座固定ネジ
５６で固定する。この時点でＳｉ基板１とＳｉ基板４と
の間の隙間は約５０μｍになる様に保たれている。
【００２５】次に流体導入バルブ４４を開にして流体導
入孔２３を通して窒素ガスを導入し、メンブレン７を脹
ませる。このメンブレン７は図１３に見る様に接着用Ｓ
ｉ基板１の端部に位置しているため、該メンブレン７の
脹みによって図１３に見る様に接着用Ｓｉ基板１及びＳ
ｉ基板４は互いに接近し、端部でまず接触し始める。そ
して、さらに圧力調整弁（図示なし）を用いて窒素ガス
の圧力を高めて行き、５ｋｇ／ｃｍ2 に設定した時、Ｓ
ｉ基板１とＳｉ基板４は互いに端部で押圧力を受け、接
着し始める。次に流体導入バルブ４５を開にして流体導
入孔２４を通して窒素ガスを導入し、メンブレン８を脹
ませる。このメンブレン８は図１２に見る様に接着用Ｓ
ｉ基板１の端部から２番目のところに位置しているた
め、該メンブレン８の脹みによって図１４に見る様に接
着用Ｓｉ基板１及びＳｉ基板４は、該メンブレン８の脹
み部で押圧力を受け、上記と同様に、窒素ガス圧力５ｋ
ｇ／ｃｍ2 で接着し始めた。しかし、まだ窒素ガス導入
をしていないメンブレン９，１０，１１，１２，１３に
位置しているＳｉ基板１及び４の界面では接着が生じて
いない。さらに上記と同様にして流体導入バルブ４６，
４７，４８，４９，５０を順次開にして行った場合、Ｓ
ｉ基板１とＳｉ基板４は順次に加圧用膜９，１０，１
１，１２，１３の脹みによって押圧力を受け、そして順
次に図１５、図１６、図１７、図１８、図１９に見る様
に、一方の端部から他方の端部へと接着が進行し、そし
て全面で接着していることをモニタテレビ５９で確認し
た。この常温圧接後、温度３００℃〜８５０℃の範囲に
渡って加熱（２ｈｒ．、大気中）したサンプルの破断強
度試験をしたところ、バルクのＳｉウェーハと同等の強
度を得ることができた。尚、本実験に用いたＳｉ基板は
予め表面を清浄化されたものである。 〔実施例４〕図２０、図２１、図２２は本発明の第４の
実施例を示し、図２０は本発明の接着装置を示す部分断
面図であり、図２１は図２０のＦ−Ｆの矢印方向から見
た平面図であり、図２２は図２０のＧ−Ｇの矢印方向か
ら見た平面図である。
入孔２３を通して窒素ガスを導入し、メンブレン７を脹
ませる。このメンブレン７は図１３に見る様に接着用Ｓ
ｉ基板１の端部に位置しているため、該メンブレン７の
脹みによって図１３に見る様に接着用Ｓｉ基板１及びＳ
ｉ基板４は互いに接近し、端部でまず接触し始める。そ
して、さらに圧力調整弁（図示なし）を用いて窒素ガス
の圧力を高めて行き、５ｋｇ／ｃｍ2 に設定した時、Ｓ
ｉ基板１とＳｉ基板４は互いに端部で押圧力を受け、接
着し始める。次に流体導入バルブ４５を開にして流体導
入孔２４を通して窒素ガスを導入し、メンブレン８を脹
ませる。このメンブレン８は図１２に見る様に接着用Ｓ
ｉ基板１の端部から２番目のところに位置しているた
め、該メンブレン８の脹みによって図１４に見る様に接
着用Ｓｉ基板１及びＳｉ基板４は、該メンブレン８の脹
み部で押圧力を受け、上記と同様に、窒素ガス圧力５ｋ
ｇ／ｃｍ2 で接着し始めた。しかし、まだ窒素ガス導入
をしていないメンブレン９，１０，１１，１２，１３に
位置しているＳｉ基板１及び４の界面では接着が生じて
いない。さらに上記と同様にして流体導入バルブ４６，
４７，４８，４９，５０を順次開にして行った場合、Ｓ
ｉ基板１とＳｉ基板４は順次に加圧用膜９，１０，１
１，１２，１３の脹みによって押圧力を受け、そして順
次に図１５、図１６、図１７、図１８、図１９に見る様
に、一方の端部から他方の端部へと接着が進行し、そし
て全面で接着していることをモニタテレビ５９で確認し
た。この常温圧接後、温度３００℃〜８５０℃の範囲に
渡って加熱（２ｈｒ．、大気中）したサンプルの破断強
度試験をしたところ、バルクのＳｉウェーハと同等の強
度を得ることができた。尚、本実験に用いたＳｉ基板は
予め表面を清浄化されたものである。 〔実施例４〕図２０、図２１、図２２は本発明の第４の
実施例を示し、図２０は本発明の接着装置を示す部分断
面図であり、図２１は図２０のＦ−Ｆの矢印方向から見
た平面図であり、図２２は図２０のＧ−Ｇの矢印方向か
ら見た平面図である。
【００２６】図２０〜図２２において、１は接着用Ｓｉ
基板、２及び３はＳｉ基板１に異方性エッチィングによ
って作製した薄膜から成る溝、４はもう一方の接着用Ｓ
ｉ基板、５及び６はＳｉ基板４に異方性エッチィングに
よって作製した薄膜から成る溝、７，８，９，１０，１
１はそれぞれ接着時にＳｉ基板１をＳｉ基板４に押し付
けるためのテフロン膜から成るメンブレン、１４はＳｉ
基板１を搭載し、かつ接着時に接着圧力を受けるための
上部台座、１５はＳｉ基板４を搭載し、かつ接着時に接
着圧力を受けるための上部台座、１６はメンブレン７，
８，９，１０，１１を下部台座１４に取り付け、かつ気
密を可能にするためのメンブレン固定フランジ、２０は
加圧用固定フランジ１６を下部台座１４に固定するため
のメンブレン固定フランジ止めネジ、２３，２４，２
５，２６は実施例２，３と同様な流体導入孔であり、こ
れらの流体導入孔の通じている先はそれぞれ流体導入バ
ルブ及び圧力調整弁を通って窒素貯蔵圧力ボンベ（いず
れも図示なし）に通じている。
基板、２及び３はＳｉ基板１に異方性エッチィングによ
って作製した薄膜から成る溝、４はもう一方の接着用Ｓ
ｉ基板、５及び６はＳｉ基板４に異方性エッチィングに
よって作製した薄膜から成る溝、７，８，９，１０，１
１はそれぞれ接着時にＳｉ基板１をＳｉ基板４に押し付
けるためのテフロン膜から成るメンブレン、１４はＳｉ
基板１を搭載し、かつ接着時に接着圧力を受けるための
上部台座、１５はＳｉ基板４を搭載し、かつ接着時に接
着圧力を受けるための上部台座、１６はメンブレン７，
８，９，１０，１１を下部台座１４に取り付け、かつ気
密を可能にするためのメンブレン固定フランジ、２０は
加圧用固定フランジ１６を下部台座１４に固定するため
のメンブレン固定フランジ止めネジ、２３，２４，２
５，２６は実施例２，３と同様な流体導入孔であり、こ
れらの流体導入孔の通じている先はそれぞれ流体導入バ
ルブ及び圧力調整弁を通って窒素貯蔵圧力ボンベ（いず
れも図示なし）に通じている。
【００２７】つぎに上記構成の接着装置の動作について
説明する。まずＳｉ基板１及びＳｉ基板４を実施例１と
同様に洗浄し、さらに純水でリンスした後、接着面に塵
が付着していないことを確認してからそれぞれ下部台座
１４及び上部台座１５に取り付ける（実施例２，３と同
様）。次に押圧段階においては、溝２，３を構成してい
る薄膜を破壊しない様にメンブレン８及び１０を脹ませ
ず、図２０に見る様に順次、加圧膜７，９，１１を脹ら
ませる（実施例２，３と同様な手法を用いる。）。尚、
図示していないが、実施例２，３と同様に赤外光の透過
光をＩＲカメラで撮像したものをモニタテレビで観察し
ながらメンブレン７，９，１１に圧力を印加したもので
ある。上記接着後、接着したサンプルを温度３００℃〜
８５０℃の範囲で加熱（２ｈｒ．）したところ、Ｓｉウ
ェーハと同等の破断強度を得ることができた。尚、本実
施例の場合、Ｓｉ基板１，４を装置にセットした後、装
置全体を１０-1Ｔｏｒｒ．に減圧して行ったものであ
る。
説明する。まずＳｉ基板１及びＳｉ基板４を実施例１と
同様に洗浄し、さらに純水でリンスした後、接着面に塵
が付着していないことを確認してからそれぞれ下部台座
１４及び上部台座１５に取り付ける（実施例２，３と同
様）。次に押圧段階においては、溝２，３を構成してい
る薄膜を破壊しない様にメンブレン８及び１０を脹ませ
ず、図２０に見る様に順次、加圧膜７，９，１１を脹ら
ませる（実施例２，３と同様な手法を用いる。）。尚、
図示していないが、実施例２，３と同様に赤外光の透過
光をＩＲカメラで撮像したものをモニタテレビで観察し
ながらメンブレン７，９，１１に圧力を印加したもので
ある。上記接着後、接着したサンプルを温度３００℃〜
８５０℃の範囲で加熱（２ｈｒ．）したところ、Ｓｉウ
ェーハと同等の破断強度を得ることができた。尚、本実
施例の場合、Ｓｉ基板１，４を装置にセットした後、装
置全体を１０-1Ｔｏｒｒ．に減圧して行ったものであ
る。
【００２８】上記実施例において、気密状のカプセルを
容易に作製することが可能になった。
容易に作製することが可能になった。
【００２９】尚、図２３に見る様にメンブレン７，８，
９の材料をガラスにし、かつ下部台座１４をＳｉ基板に
した場合にも、上記と同様な接着が可能であった。この
場合、Ｓｉ基板から成る下部台座１４はエッチィングに
よって図２３に見る断面を形成し、そしてその後、該下
部台座１４とガラスから成るメンブレン７，８，９を陽
極接合によって互いに接合したものである。
９の材料をガラスにし、かつ下部台座１４をＳｉ基板に
した場合にも、上記と同様な接着が可能であった。この
場合、Ｓｉ基板から成る下部台座１４はエッチィングに
よって図２３に見る断面を形成し、そしてその後、該下
部台座１４とガラスから成るメンブレン７，８，９を陽
極接合によって互いに接合したものである。
【００３０】又、さらに、一方、図２４の断面図に見る
様に、エッチィングによってメンブレン７，８，９を形
成したＳｉ基板を、ガラス材料から成る下部台座１４に
陽極接合で互いに接合した接着装置の場合においても、
上記と同様な接着が可能であった。
様に、エッチィングによってメンブレン７，８，９を形
成したＳｉ基板を、ガラス材料から成る下部台座１４に
陽極接合で互いに接合した接着装置の場合においても、
上記と同様な接着が可能であった。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の接着装置
は従来に比べ、応力集中を生ずることなく、接着面の全
面に渡って一様な応力で接着することを可能とし、平板
同士のＳｉ基板の接着を可能とした。本装置を使用する
ことにより接着する際のアライメントを容易にし、かつ
素子形成後のＳｉ基板同士も接合することができ、かつ
選択接着を可能にすることから、マイクロマシン等の立
体構造の形成に有効な手段を提供するものである。
は従来に比べ、応力集中を生ずることなく、接着面の全
面に渡って一様な応力で接着することを可能とし、平板
同士のＳｉ基板の接着を可能とした。本装置を使用する
ことにより接着する際のアライメントを容易にし、かつ
素子形成後のＳｉ基板同士も接合することができ、かつ
選択接着を可能にすることから、マイクロマシン等の立
体構造の形成に有効な手段を提供するものである。
【図１】本発明の第１の実施例の接着装置の断面図であ
る。
る。
【図２】図１のＡ−Ａの矢印方向から見た平面図であ
る。
る。
【図３】本発明の第２の実施例の接着装置の断面図及び
基板観測部の概略図である。
基板観測部の概略図である。
【図４】図３のＢ−Ｂの矢印方向から見た平面図であ
る。
る。
【図５】図３のＣ−Ｃの矢印方向から見た平面図であ
る。
る。
【図６】本発明の第２の実施例の接着の順序における形
態を示す断面図である。
態を示す断面図である。
【図７】本発明の第２の実施例の接着の順序における形
態を示す断面図である。
態を示す断面図である。
【図８】本発明の第２の実施例の接着の順序における形
態を示す断面図である。
態を示す断面図である。
【図９】本発明の第２の実施例の接着の順序における形
態を示す断面図である。
態を示す断面図である。
【図１０】本発明の第３の実施例の接着装置の断面図及
び基板観測部の概略図である。
び基板観測部の概略図である。
【図１１】図１０のＤ−Ｄの矢印方向から見た平面図で
ある。
ある。
【図１２】図１０のＥ−Ｅの矢印方向から見た平面図で
ある。
ある。
【図１３】本発明の第３の実施例の接着の順序における
形態を示す断面図である。
形態を示す断面図である。
【図１４】本発明の第３の実施例の接着の順序における
形態を示す断面図である。
形態を示す断面図である。
【図１５】本発明の第３の実施例の接着の順序における
形態を示す断面図である。
形態を示す断面図である。
【図１６】本発明の第３の実施例の接着の順序における
形態を示す断面図である。
形態を示す断面図である。
【図１７】本発明の第３の実施例の接着の順序における
形態を示す断面図である。
形態を示す断面図である。
【図１８】本発明の第３の実施例の接着の順序における
形態を示す断面図である。
形態を示す断面図である。
【図１９】本発明の第３の実施例の接着の順序における
形態を示す断面図である。
形態を示す断面図である。
【図２０】本発明の第４の実施例の接着装置を示す部分
断面図である。
断面図である。
【図２１】図２０のＦ−Ｆの矢印方向から見た平面図で
ある。
ある。
【図２２】図２０のＧ−Ｇの矢印方向から見た平面図で
ある。
ある。
【図２３】メンブレンの形態を示す断面図である。
【図２４】メンブレンの形態を示す断面図である。
【図２５】曲げ強度より算出した破壊時の界面剪断応力
図である。
図である。
１ Ｓｉ基板 ２ 溝 ３ 溝 ４ Ｓｉ基板 ５ 溝 ６ 溝 ７〜１３ メンブレン（加圧用膜） １４ 下部台座 １５ 上部台座 １６〜１９ メンブレン固定フランジ ２０ メンブレン固定フランジ止めネジ ２１ 下部Ｓｉ基板ホルダ ２２ 基板ホルダ取付ネジ ２３〜２９ 流体導入孔 ３０〜３６ 流体導入ポート ３７〜４３ 流体導入管 ４４〜５０ 流体導入バルブ ５１ 真空排気孔 ５２ 真空排気ポート ５３ 真空排気管 ５４ 真空排気バルブ ５５ 上部台座回転軸 ５６ 上部台座固定ネジ ５７ 赤外光 ５８ ＩＲカメラ ５９ テレビ ６０ ケーブル
Claims (10)
- 【請求項１】 基板が載置される可撓性膜と、該可撓性
膜に流体圧力を作用させる手段とを備え、該可撓性膜に
生じた圧力で該基板と接着すべき他の基板とを加圧する
ことによって、基板同士を接着させてなる接着装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の接着装置において、一
つの基板に対して複数の可撓性膜を設けたことを特徴と
する接着装置。 - 【請求項３】 請求項２に記載の接着装置において、前
記可撓性膜は並列あるいはマトリックス状に配列されて
いることを特徴とする接着装置。 - 【請求項４】 請求項２に記載の接着装置において、前
記複数の可撓性膜のそれぞれに対して、前記可撓性膜に
流体圧力を作用させる手段を設けたことを特徴とする接
着装置。 - 【請求項５】 請求項４に記載の接着装置において、前
記可撓性膜に流体圧力を作用させる手段は、前記可撓性
膜に接着圧力を生じさせるために作用する流体の流路
と、各流路をそれぞれ個別に開閉する手段とを備え、該
開閉手段によって各可撓性膜に加わる圧力を制御するこ
とを特徴とする接着装置。 - 【請求項６】 請求項４に記載の接着装置において、基
板の所望の接着すべき個所に対応する、前記可撓性膜に
流体圧力を作用させる手段だけを動作させたことを特徴
とする接着装置。 - 【請求項７】 請求項１〜請求項６のいずれかの請求項
に記載の接着装置において、前記可撓性膜は赤外光に対
して透過性のある材料から成ることを特徴とする接着装
置。 - 【請求項８】 請求項７に記載の接着装置において、前
記可撓性膜に流体圧力を作用させる手段による接着圧力
を反力として受ける支持体は赤外光に対して透過性のあ
る材料から成ることを特徴とする接着装置。 - 【請求項９】 請求項７又は請求項８に記載の接着装置
において、接着を行う基板に赤外光を照射する照射手段
と、該基板を透過して来た赤外光に基づいて接着状態を
検知し、この接着状態により流体圧力を制御する手段
と、を備えた接着装置。 - 【請求項１０】 請求項７又は請求項８に記載の接着装
置において、接着を行う基板に赤外光を照射する照射手
段と、該基板を透過して来た赤外光に基づいて、接着前
の基板間の位置合わせを行う手段と、を備えた接着装
置。
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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| JP22947194A Expired - Fee Related JP3327698B2 (ja) | 1994-09-26 | 1994-09-26 | 接着装置 |
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1994
- 1994-09-26 JP JP22947194A patent/JP3327698B2/ja not_active Expired - Fee Related
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