接合装置的制作方法

本发明涉及使用激光的接合技术。

背景技术：

1、作为半导体器件(mems等)的制造技术之一，存在利用两种金属的共晶反应接合两片晶圆的技术。具体而言，该技术分别在两片晶圆的接合面形成作为主要成分包含产生共晶反应的两种金属中的一种金属的金属层、与作为主要成分包含另一种金属的金属层，利用通过这些金属层的接触以及加热而产生的共晶反应接合两片晶圆。作为一例，该技术用于将传感器(陀螺仪传感器、生物传感器等)或波导等密封在器件内。

2、在利用这种共晶反应的接合技术中，在使两个金属层无间隙地接触的状态下，需要对这些金属层的接触部位加热至产生共晶反应的温度。而且以往在夹压两片晶圆的状态下，与密封的传感器等一并对该两片晶圆整体进行加热(例如，参照专利文献1)。

3、现有技术文献

4、专利文献

5、专利文献1：日本特开平11-220141号公报

6、专利文献2：中国实用新型第210223961号说明书

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题

2、然而，在上述的以往的接合技术中，由于连密封的传感器也被加热，因此该传感器有可能由于热而破损。因此，在该技术中可密封在器件内的传感器限制为具备高耐热性的传感器。

3、因此，近年来，提出了一种使用激光，进行以两个金属层的接触部位为目标的局部的加热的技术(参照专利文献2)。具体而言，该技术用石英板对载置于接合台的上下两片晶圆进行加压(即，通过接合台与石英板来夹压两片晶圆)，在该状态下，通过经由石英板对两个金属层的接触部位照射激光，从而在该接触部位产生共晶反应。

4、根据使用这种激光的接合技术，由于两个金属层的接触部位局部地被加热，因此对传感器的热影响减少，其结果是，能够将耐热性低的传感器密封在器件内。另外，由于能够用激光集中地对两个金属层的接合部位进行加热，因此能够使该接合部位的温度快速地上升至产生共晶反应的温度，其结果是，能够缩短接合处理所需的时间。另外，使用上述激光的接合技术不局限于利用共晶反应的接合(共晶接合)，在焊锡接合和熔接接合等、需要局部的加热的各种接合中有效。

5、另一方面，在用两个冲压平面(接合台的表面与石英板的表面)夹压两片晶圆而进行加压的情况下，为了使两个金属层无间隙地接触，需要通过压扁该两个金属层(特别是，其中柔软侧的金属层)使其塑性成形来填埋间隙，需要较大的压力。因此，为了在晶圆的整个区域填埋两个金属层之间的间隙而需要较大的载荷，例如，在直径200mm的晶圆的情况下需要3～6吨的载荷。因此，石英板需要设计得较厚以达到可耐受接合时的加压的强度(即，以防止在加压时破裂)。

6、因此本发明的目的在于，在使用激光的接合技术中，降低用于使两种金属无间隙地接触所需的压力。

7、用于解决技术问题的技术手段

8、本发明的接合装置是通过使用激光的接合使分别形成在两个接合对象的接合面的第一金属层以及第二金属层结合，从而将该两个接合对象的接合面彼此接合的的装置，具备工作台、加压机构、发出激光的激光光源以及控制部。在此，工作台具有相对于激光的透过性，两个接合对象以使第一金属层与第二金属层相对置的状态载置于该工作台。加压机构是具有隔膜(diaphragm)，且能够从与工作台相反侧用该隔膜对接合对象的背面施加压力的机构。而且，控制部在两个接合对象载置于工作台的状态下，通过用隔膜对该接合对象的背面施加压力，使第一金属层与第二金属层接触，进一步维持该状态并经由工作台向第一金属层与第二金属层的接触部位照射激光。

9、在上述接合装置中，隔膜在对接合对象的背面施加了压力时，能够根据该背面的形状灵活地变化，因此能够紧贴在接合对象的背面施加均等的压力，能够通过该压力来使接合对象变形。另外，隔膜能够通过跟随伴随接合对象的变形的背面的形状变化，持续对该背面施加均等的压力。因此，通过用隔膜对接合对象的背面施加均等的压力，即使该压力比较小，也能够使接合对象变形，使得第一金属层与第二金属层之间的间隙消失，并维持该状态。因此，即使是比较小的压力，也能够使第一金属层与第二金属层在宽范围内无间隙地接触。而且，通过在该状态下向第一金属层与第二金属层的接触部位照射激光，从而能够在宽范围内，通过使用激光的接合使第一金属层与第二金属层结合。

10、发明效果

11、根据本发明，在使用激光的接合技术中，能够降低用于使两种金属无间隙地接触所需的压力。

技术特征：

1.一种接合装置，通过使用激光的接合使分别形成在两个接合对象的接合面的第一金属层以及第二金属层结合，从而将所述两个接合对象的接合面彼此接合，所述接合装置具备：

2.根据权利要求1所述的接合装置，其中，

3.根据权利要求2所述的接合装置，其中，

4.根据权利要求2或3所述的接合装置，其中，

5.一种接合装置，通过使用激光的接合使分别形成在两个接合对象的接合面的第一金属层以及第二金属层结合，从而将所述两个接合对象的接合面彼此接合，所述接合装置具备：

6.根据权利要求5所述的接合装置，其中，

7.一种接合装置，通过使用激光的接合使分别形成在两个接合对象的接合面的第一金属层以及第二金属层结合，从而将所述两个接合对象的接合面彼此接合，所述接合装置具备：

技术总结
接合装置具备工作台、加压机构、发出激光的激光光源以及控制部。在此，工作台具有相对于激光的透过性，在该工作台上，以使第一金属层与第二金属层相对置的状态载置两个接合对象。加压机构是具有隔膜，且能够从与工作台相反侧用该隔膜对接合对象的背面施加压力的机构。而且，控制部在两个接合对象载置于工作台的状态下，通过用隔膜对该接合对象的背面施加压力，来使第一金属层与第二金属层接触，进一步维持该状态并经由工作台向第一金属层与第二金属层的接触部位照射激光。

技术研发人员：五十川良则
受保护的技术使用者：龙云株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13