特開 2024-164367 接合修復方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024164367

(43)【公開日】2024-11-27

(54)【発明の名称】接合修復方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/02 20060101AFI20241120BHJP

   B23K 26/57 20140101ALI20241120BHJP

   H01L 21/268 20060101ALI20241120BHJP

【ＦＩ】

H01L21/02 B

B23K26/57

H01L21/268 F

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023079786

(22)【出願日】2023-05-15

(71)【出願人】

【識別番号】000108753

【氏名又は名称】タツモ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000970

【氏名又は名称】弁理士法人 楓国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】五十川 良則

【テーマコード（参考）】

4E168

【Ｆターム（参考）】

4E168AE05

4E168CB07

4E168CB11

(57)【要約】

【課題】半導体ウェハなどの接合対象どうしを接合する接合プロセスにおいて未接合部が生じ得る場合であっても、当該接合対象の間に良好な接合状態を形成することを可能にする技術を提供する。
【解決手段】接合修復方法は、２つの接合対象を、それらの対向面内に設定された接合目標部にて接合する接合プロセスにおいて、当該接合目標部の少なくとも一部に未接合部が生じた場合に、その未接合部へのレーザ光の照射によって当該未接合部での接合状態を修復する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

２つの接合対象を、それらの対向面内に設定された接合目標部にて接合する接合プロセスにおいて、当該接合目標部の少なくとも一部に未接合部が生じた場合に、その未接合部へのレーザ光の照射によって当該未接合部での接合状態を修復する、接合修復方法。

【請求項2】

前記２つの接合対象を、それらの背面側から第１支持部及び第２支持部で挟み込んで支持し、このとき前記第１支持部として、レーザ光を通過させるための窓から前記未接合部の少なくとも一部を覗かせることが可能な支持部、を用いる支持ステップと、
前記支持ステップの後、前記窓を通じて前記未接合部にレーザ光を照射することにより、当該未接合部での接合状態を修復する修復ステップと、
を含む、請求項１に記載の接合修復方法。

【請求項3】

前記未接合部が前記２つの接合対象の周縁部に生じる場合、前記第１支持部として、前記背面のうちの前記周縁部より内側の中央領域に接触する本体部と、前記背面のうちの外周縁に沿った環状領域に接触する環状部と、当該環状部を前記本体部に連結する梁部と、を含み、これらで囲まれた領域が前記窓になっている支持部を用いる、請求項２に記載の接合修復方法。

【請求項4】

前記修復ステップの実行後、前記２つの接合対象を前記第１支持部に対して相対的に周方向へ回転させることにより、前記未接合部のうちの前記梁部で隠れていた部分を前記窓から覗かせた後、その部分に対して前記修復ステップを再び実行する、請求項３に記載の接合修復方法。

【請求項5】

前記２つの接合対象のうちの一方の接合対象の背面に、圧力伝達媒体である気体又は液体を直接接触させた状態で圧力を加えると共に、その圧力を、他方の接合対象の背面側で支持部によって受け止めることにより、前記２つの接合対象を挟圧する加圧ステップと、
前記加圧ステップによって前記２つの接合対象を挟圧しつつ、前記一方の接合対象の背面側から前記未接合部にレーザ光を照射することにより、当該未接合部での接合状態を修復する修復ステップと、
を含む、請求項１に記載の接合修復方法。

【請求項6】

前記加圧ステップは、前記接合プロセスにも用いられ、
前記未接合部の修復時に実行する前記加圧ステップでは、前記一方の接合対象の背面に、修復前に実行した前記加圧ステップで加えた圧力よりも大きい圧力を、圧力伝達媒体である気体又は液体によって加える、請求項５に記載の接合修復方法。

【請求項7】

前記接合プロセス後における前記接合目標部での接合状態を検査することにより、当該接合目標部に生じた前記未接合部を特定する特定ステップと、
前記特定ステップで特定した前記未接合部にレーザ光を照射することにより、当該未接合部での接合状態を修復する修復ステップと、
を含む、請求項１～６の何れかに記載の接合修復方法。

【請求項8】

前記特定ステップでは、前記未接合部を特定すると共に、その未接合部の発生原因が介在物である場合には当該介在物の位置を特定し、
前記修復ステップでは、前記特定ステップで特定した前記介在物の位置を避けてレーザ光を照射することにより、前記未接合部での接合状態を修復する、請求項７に記載の接合修復方法。

【請求項9】

前記接合プロセス後における前記接合目標部での接合状態を検査することにより、当該接合目標部に生じた前記未接合部を特定すると共に、その未接合部の発生原因が介在物である場合には当該介在物の位置を特定する特定ステップと、
前記特定ステップで特定した前記位置にある介在物にレーザ光を照射することにより、当該介在物を変形又は昇華させる前処理ステップと、
前記前処理ステップの後、前記特定ステップで特定した前記未接合部にレーザ光を照射することにより、当該未接合部での接合状態を修復する修復ステップと、
を含む、請求項１～６の何れかに記載の接合修復方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レーザ光を用いた接合技術に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体デバイスの製造技術として、２つの半導体ウェハを接合するプロセス（以下、「接合プロセス」と称す）を備えたものが存在する。例えば特許文献１には、２つの半導体ウェハを重ね合わせた状態で、一方の背面側から気体又は液体で圧力を加えると共に他方の背面側で受圧することによって当該２つの半導体ウェハを挟圧し、その状態でそれらの対向面にレーザ光を照射して半導体ウェハどうしを接合する、といった技術が記載されている。

【0003】

近年、このような接合プロセスは、半導体デバイスの製造技術において、センサ（加速度センサやジャイロセンサ等）や微小機械（アクチュエータ等）などをデバイス内に封止する場合や、チップが積層された３次元構造の半導体デバイスを製造する場合に用いられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特願２０２２－９２７７９号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

一方、上記の接合プロセスにおいては、特許文献１に記載されているように、半導体ウェハを重ね合わせた状態で挟圧する際に、当該半導体ウェハを保持しておくための保持部が必要になることがある。その場合、半導体ウェハのうちの保持部で保持された部分には、その部分での接合が必要な場合でもレーザ光を照射することができず、当該部分が未接合部になってしまう。そのような未接合部が生じると、その部分が無駄になるといった問題や、その後の工程（切断プロセスなど）において加工や装置に悪影響（半導体ウェハのバタツキや剥がれなどによる悪影響）を及ぼすといった問題が生じ得る。

【0006】

また、保持部で保持された部分に何らかの方法でレーザ光を照射できたとしても、その前の工程（半導体ウェハを挟圧する工程）において、保持部で保持された部分には適切な圧力を加えることができず、結果的にその部分が接合不良になって未接合部になってしまうといった問題が生じ得る。この問題は、半導体ウェハを挟圧した状態で全体を加熱して接合する場合にも同様に生じ得る。具体的には、上記のような保持部が必要である場合には、当該保持部で保持される部分では、その部分での接合が必要な場合でも挟圧に必要な圧力が不足することにより、同様の問題が生じ得る。

【0007】

そこで本発明の目的は、半導体ウェハなどの接合対象どうしを接合する接合プロセスにおいて未接合部が生じ得る場合であっても、当該接合対象の間に良好な接合状態を形成することを可能にする技術を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係る接合修復方法は、２つの接合対象を、それらの対向面内に設定された接合目標部にて接合する接合プロセスにおいて、当該接合目標部の少なくとも一部に未接合部が生じた場合に、その未接合部へのレーザ光の照射によって当該未接合部での接合状態を修復する。

【0009】

上記接合修復方法によれば、レーザ光を用いることによって加熱箇所を未接合部に限定することができ、その結果として、未接合部の接合状態を修復しつつ、当該未接合部以外の部分に熱や光による悪影響が及ぶことを防止することができる。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、接合プロセスにおいて未接合部が生じ得る場合であっても、当該接合対象の間に良好な接合状態を形成することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】（Ａ）接合プロセスで接合される２つの接合対象の一例を概念的に示した断面図、及び（Ｂ）当該２つの接合対象のうちの一方の接合対象を除いて示した平面図である。

【図2】接合プロセスに用いられる接合装置の一例を示した概念図であり、（Ａ）第２ステージを上昇させた状態、及び（Ｂ）第２ステージを降下させた状態をそれぞれ示す。

【図3】接合目標部に未接合部が生じた状態を示した概念図である。

【図4】（Ａ）実施形態に係る接合修復方法に用いられる接合修復装置の一例を示した概念図、（Ｂ）実施形態で用いられる第１支持部の一例を示した平面図である。

【図5】（Ａ）接合修復装置が備える支持機構への接合対象の配置状態、及び（Ｂ）接合対象を周方向へ回転させたときの当該接合対象の配置状態、をそれぞれ概念的に示した平面図である。

【図6】介在物を避けるために接合目標部として再設定された（Ａ）迂回部及び（Ｂ）線状部をそれぞれ示した概念図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

［１］接合プロセス
［１－１］接合対象
図１（Ａ）及び図１（Ｂ）は、接合プロセスで接合される２つの接合対象１０１及び１０２の一例を概念的に示した断面図及び平面図である。接合対象１０１及び１０２は、半導体ウェハなどの基板で構成された基材である。尚、図１（Ａ）は、図１（Ｂ）に示されたIA－IA線での断面図である。また、図１（Ｂ）は、２つの接合対象１０１及び１０２のうちの一方の接合対象１０２を除いて示した平面である。

【0013】

図１（Ａ）及び図１（Ｂ）の例では、接合対象１０１は、切断線Ｃｔでの切断によって個片化されるデバイス領域Ｒｄを複数含んでいる。各デバイス領域Ｒｄは、個片化されることでデバイスのベース部になる。また、各デバイス領域Ｒｄには、デバイス内のキャビティを構成するための窪み１０３が設けられている。ここで、キャビティは、デバイスの機能を担う要素１０４を封止するための密閉空間である。要素１０４は、センサ（加速度センサやジャイロセンサ等）、微小機械（アクチュエータ等）、電子回路などである。

【0014】

接合対象１０２は、接合対象１０１において各デバイス領域Ｒｄの窪み１０３内に要素１０４が設置された後に、全ての窪み１０３を塞いだ状態で接合対象１０１に接合される。これにより、各デバイス領域Ｒｄにおいてキャビティが形成されると共に、そのキャビティ内に要素１０４が封止されることになる。また、接合対象１０２は、切断線Ｃｔでの接合対象１０１の切断によって当該接合対象１０１と共に個片化されることでデバイスの蓋部になる。

【0015】

そして、このときの接合対象１０１及び１０２の接合は、図１（Ａ）に示されるように、それらの対向面１０１ａ及び１０２ａ内に設定された接合目標部Ｐｔにて行われる。図１（Ｂ）の例では、各デバイス領域Ｒｄにて窪み１０３の周りを全周に亘って接合するべく、接合目標部Ｐｔとして、窪み１０３の周りを切断線Ｃｔに沿って接合するための四角形状の線状部Ｐｔ１が設定されている。この線状部Ｐｔ１での接合は、切断線Ｃｔでの切断による個片化後であっても、その個片化で得られる各デバイスにてキャビティを密閉空間として維持するために必要な接合である。

【0016】

更に、図１（Ｂ）の例では、接合目標部Ｐｔとして、接合対象１０１及び１０２の周縁部Ｒｅにも、接合対象１０１及び１０２を全周に亘って接合するための環状の線状部Ｐｔ２が設定されている。この線状部Ｐｔ２での接合は、切断プロセス（切断線Ｃｔでの切断）にて生じ得る接合対象１０１及び１０２の周縁部Ｒｅでのバタツキを抑止するために必要な接合である。

【0017】

そして、接合プロセスでは、上記のようなパターン形状を持った接合目標部Ｐｔにて２つの接合対象１０１及び１０２を接合するべく、当該接合目標部Ｐｔへのレーザ光の照射が実行される。具体的には、以下で説明するような接合装置を用いて、接合プロセスが実行される。

【0018】

尚、接合対象１０１及び１０２の形状、並びに接合目標部Ｐｔのパターン形状は、上述したものに限らず、製造するデバイスの形状やサイズ、接合する位置、線、領域などに応じて、適宜変更することができる。また、接合対象１０１及び１０２の接合は、接合目標部Ｐｔへのレーザ光の照射によって実行されるものに限らず、接合対象１０１及び１０２に対する加圧領域を接合目標部Ｐｔとして、当該接合対象１０１及び１０２全体を加熱することによって実行されるものに適宜変更されてもよい。

【0019】

［１－２］接合装置
図２（Ａ）は、接合プロセスに用いられる接合装置の一例を示した概念図である。図２（Ａ）の例では、接合装置は、チャンバ機構１と、シール機構２と、加圧機構３と、レーザ光源４と、制御部５と、を備える。以下、各部の構成について具体的に説明する。

【0020】

＜チャンバ機構１＞
チャンバ機構１は、第１チャンバ構成部１１と、第２チャンバ構成部１２と、これらの少なくとも何れか一方を駆動する駆動部１３と、を有する。

【0021】

第１チャンバ構成部１１及び第２チャンバ構成部１２は、接合プロセスを行うための密閉空間（以下、「チャンバ１０」と称す）を構成する部分であり、鉛直方向において相対的に近接離間することでチャンバ１０の形成と開放とを選択的に実現できるように構成されている。より具体的には、以下のとおりである。

【0022】

第１チャンバ構成部１１は、第１円筒部１１１と、当該第１円筒部１１１の内側に隙間なく支持された第１ステージ１１２と、で構成されている。そして、第１円筒部１１１は、その中心軸方向の向きを鉛直方向の向きに一致させた状態で配置されており、第１ステージ１１２は、第１円筒部１１１によって水平に支持されている。ここで、第１ステージ１１２は、レーザ光に対する透過性を持ったステージであり、例えば石英で形成されたものである。

【0023】

第２チャンバ構成部１２は、第１円筒部１１１の上方にて当該第１円筒部１１１と同軸に配された第２円筒部１２１と、当該第２円筒部１２１の内側に隙間なく且つ上下動可能に支持された第２ステージ１２２と、当該第２ステージ１２２を上下動させる駆動部１２３と、で構成されている。そして、第１円筒部１１１の上端と第２円筒部１２１の下端とが隙間なく接触することで、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示されるように第１ステージ１１２と第２ステージ１２２との間にチャンバ１０が形成される。尚、図２（Ａ）では、第２ステージ１２２を上昇させた状態が示され、図２（Ｂ）では、第２ステージ１２２を降下させた状態が示されている。

【0024】

そして、図２（Ｂ）に示されるように、第２ステージ１２２を降下させて接合対象１０２の背面１０２ｂに面接触させることにより、後述する加圧機構３によって接合対象１０１の背面１０１ｂに第１ステージ１１２側（図２（Ｂ）の例では下側）から圧力が加えられたときに、その圧力を、接合対象１０２の背面１０２ｂ側（図２（Ｂ）の例では上側）で受け止めることができる。このように、この接合装置では、第２ステージ１２２を、接合対象１０２の背面１０２ｂ側で圧力を受け止める支持部として機能させることができる。

【0025】

駆動部１３は、第１チャンバ構成部１１及び第２チャンバ構成部１２の少なくとも何れか一方を鉛直方向において移動させることにより、それらの構成部を相対的に近接離間させる部分である。

【0026】

＜シール機構２＞
シール機構２は、チャンバ１０内の空間を複数の領域（以下、「チャンバ領域」と称す）に仕切ると共に隣接するチャンバ領域間をシールする機構である（図２（Ｂ）参照）。具体的には、シール機構２は、チャンバ１０内の空間を、接合対象１０１の背面１０１ｂと対向する第１チャンバ領域Ｒ１と、当該第１チャンバ領域Ｒ１に隣接する第２チャンバ領域Ｒ２とに仕切ると共に、これらのチャンバ領域間をシールする。より具体的には、以下のとおりである。

【0027】

シール機構２は、鍔部２１と、保持部２２と、で構成されている。ここで、鍔部２１は、第１円筒部１１１の内面のうちの第１ステージ１１２よりも上側の位置（即ち、第２円筒部１２１に近い位置）から第１円筒部１１１の中心軸の方へ向けて突出した環状の部分であり、チャンバ１０内に接合対象１０１及び１０２が配置されたときに当該接合対象１０１及び１０２の周縁部Ｒｅと対向できる位置まで延びている。そして、保持部２２は、環状を呈したシール部材（Ｏリングなど）で構成されており、チャンバ１０内に接合対象１０１及び１０２が配置されたときに当該接合対象１０１及び１０２の周縁部Ｒｅを全周に亘って支持できるように、鍔部２１の先端部の上面に設置されている。

【0028】

このようなシール機構２によれば、第２ステージ１２２が降下して接合対象１０２の背面１０２ｂに接触したときに、接合対象１０１及び１０２の周縁部Ｒｅが、全周に亘って、第２ステージ１２２と保持部２２との間に挟まれることになる。その結果として、図２（Ｂ）に示されるように、チャンバ１０内の空間が第１チャンバ領域Ｒ１と第２チャンバ領域Ｒ２とに仕切られると共に、それらのチャンバ領域間がシールされることになる。

【0029】

＜加圧機構３＞
加圧機構３は、第１チャンバ領域Ｒ１の内圧を高めることにより、接合対象１０１の背面１０１ｂに圧力を加える機構である。具体的には、加圧機構３は、圧力伝達媒体３０として気体又は液体を用いた機構であり、その圧力伝達媒体３０を接合対象１０１の背面１０１ｂに接触させた状態で当該背面１０１ｂに圧力を加える。より具体的には、以下のとおりである。

【0030】

加圧機構３は、シール機構２でチャンバ１０内を仕切ることによって形成されたチャンバ領域ごとに内圧を調整することが可能であり、各チャンバ領域内を減圧することができ、更に第１チャンバ領域Ｒ１に対しては圧力伝達媒体３０によって加圧することが可能である。第１チャンバ領域Ｒ１に対する加圧は、例えば圧縮ポンプによって第１チャンバ領域Ｒ１へ圧力伝達媒体３０（気体又は液体）を供給することにより実現される。そして、加圧機構３は、第１チャンバ領域Ｒ１の内圧を第２チャンバ領域Ｒ２の内圧より高くすることにより、それらの差を利用して接合対象１０１の背面１０１ｂに圧力を加える。

【0031】

＜レーザ光源４＞
レーザ光源４は、レーザ光を発する部分であり、レーザ光に対する透過性を持った第１ステージ１１２の下方に配されている。また、レーザ光源４は、第１ステージ１１２を介して接合対象１０１及び１０２にレーザ光を照射しつつ、そのレーザ光を、接合目標部Ｐｔのパターン形状に沿って水平面内で走査することが可能である。更に、レーザ光源４は、接合対象１０１と接合対象１０２との接合箇所（接合目標部Ｐｔの位置）にレーザ光の焦点を合わせることができる。

【0032】

＜制御部５＞
制御部５は、ＣＰＵやマイクロコンピュータなどの処理装置で構成されており、接合装置が備える様々な動作部（チャンバ機構１、加圧機構３、レーザ光源４など）を制御する。具体的には、以下の流れに沿って制御部５が制御を行うことにより、接合プロセスが遂行される。

【0033】

制御部５は、先ず、第１チャンバ構成部１１及び第２チャンバ構成部１２を近接させて合体させることでチャンバ１０を形成する（図２（Ａ）参照）。ここで、接合対象１０１及び１０２は、チャンバ１０の形成前に保持部２２上に配置される。

【0034】

次に、制御部５は、加圧機構３を制御することにより、チャンバ１０内が真空状態となるまで当該チャンバ１０全体の内圧を低下させる。このとき、接合対象１０１及び１０２の周縁部Ｒｅは、第２ステージ１２２と保持部２２との間に挟まれる前であるため、シールから開放された状態にある。このため、接合対象１０１及び１０２の間に存在する気体を、当該接合対象１０１及び１０２の間を通して外部（チャンバ１０内）へ流し出すことができる。従って、接合対象１０１及び１０２の間の内圧をも低下させることができる。

【0035】

その後、制御部５は、第２ステージ１２２を降下させて接合対象１０２の背面１０２ｂに接触させることにより、当該第２ステージ１２２と保持部２２との間に、接合対象１０１及び１０２の周縁部Ｒｅを全周に亘って挟み込む（図２（Ｂ）参照）。これにより、第１チャンバ領域Ｒ１と第２チャンバ領域Ｒ２とが形成されると共に、それらの間がシールされる。

【0036】

この状態で、制御部５は、加圧機構３を制御することにより、第２チャンバ領域Ｒ２を真空状態に保ったまま、第１チャンバ領域Ｒ１の内圧を上昇させる。これにより、第１チャンバ領域Ｒ１の内圧が第２チャンバ領域Ｒ２の内圧より高くなり、それらの差に応じた圧力が接合対象１０１の背面１０１ｂに加わる。これにより、接合対象１０１及び１０２が、圧力伝達媒体３０と第２ステージ１２２とによって挟圧されることになる（加圧ステップ）。このとき、第１チャンバ領域Ｒ１の内圧を変化させることで、接合対象１０１の背面１０１ｂに加える圧力を所望の値へ変化させることができる。尚、第１チャンバ領域Ｒ１の内圧は、第２チャンバ領域Ｒ２の内圧より高い値であれば、大気圧より低い値に設定されてもよいし、大気圧と同程度の値に設定されてもよいし、大気圧より高い値に設定されてもよい。

【0037】

加圧機構３による接合対象１０１の背面１０１ｂへの加圧の後、制御部５は、その状態を維持しつつ、レーザ光源４を制御することにより、接合対象１０１及び１０２の接合目標部Ｐｔにレーザ光を照射する。このとき、制御部５は、接合目標部Ｐｔのパターン形状に沿ってレーザ光を水平面内で走査する。このようにして、２つの接合対象１０１及び１０２を接合する接合プロセスが、接合装置によって実行される。

【0038】

尚、上述した接合装置は、パターン形状を持った接合目標部Ｐｔにレーザ光を照射して接合対象１０１及び１０２を接合するものに限らず、接合対象１０１及び１０２に対する加圧領域を接合目標部Ｐｔとして、当該接合対象１０１及び１０２全体を加熱することによって接合対象１０１及び１０２を接合するものに適宜変更されてもよい。

【0039】

［１－３］未接合部の発生
上述した接合装置では、接合プロセスの実行時に、接合対象１０１及び１０２の周縁部Ｒｅが、全周に亘って、第２ステージ１２２と保持部２２との間に挟まれることになる（図１（Ｂ）、図２（Ｂ）参照）。このため、図３に示されるように、接合目標部Ｐｔへのレーザ光の照射時には、保持部２２を含むシール機構２の存在により、当該接合目標部Ｐｔのうちの周縁部Ｒｅに設定されている部分（環状の線状部Ｐｔ２）にレーザ光を照射できず、その結果として、その部分が未接合部Ｐｕになってしまう。そのような未接合部Ｐｕが生じると、切断プロセス（切断線Ｃｔでの切断）にて生じ得る接合対象１０１及び１０２の周縁部Ｒｅでのバタツキを抑止できなくなってしまう。

【0040】

また、上述した接合装置を用いて接合プロセスを実行する場合に限らず、２つの接合対象１０１及び１０２を重ね合わせた状態で挟圧する際に、当該接合対象１０１及び１０２を保持しておくための保持部が必要になる場合には、当該保持部（及びそれを含む機構）によって接合目標部Ｐｔの一部が隠れてしまうことがある。その場合、接合目標部Ｐｔのうちの保持部で隠れたしまった部分にはレーザ光を照射することができず、その部分が未接合部Ｐｕになってしまう。そのような未接合部Ｐｕが生じると、上記のバタツキの問題に限らず、未接合部Ｐｕが生じた部分が無駄になるといった問題や、その後の工程において加工や装置に悪影響（剥がれなど）を及ぼすといった問題が生じ得る。

【0041】

更に、接合目標部Ｐｔのうちの保持部（及びそれを含む機構）で隠れてしまった部分に何らかの方法でレーザ光を照射できたとしても、その前の工程（接合対象１０１及び１０２を挟圧する工程）において、保持部で保持された部分には適切な圧力を加えることができず、結果的にはその部分が接合不良になって未接合部Ｐｕになってしまうといった問題が生じ得る。この問題は、接合対象１０１及び１０２を挟圧した状態で全体を加熱して接合する場合にも、上記のような保持部が必要である場合には、当該保持部で保持される部分において挟圧に必要な圧力が不足することになるため、同様に生じ得る。

【0042】

そこで、このように接合プロセスにて未接合部Ｐｕが生じ得る場合であっても、接合対象１０１及び１０２の間に良好な接合状態を形成することを可能にするべく、本発明者は、未接合部Ｐｕへのレーザ光の照射によって当該未接合部Ｐｕでの接合状態を修復する接合修復方法を提案する。以下、接合修復方法について具体的に説明する。

【0043】

尚、未接合部Ｐｕの発生理由として、上述した理由の他に、２つの接合対象１０１及び１０２の間に異物が挟まってしまい、その異物によって接合対象１０１及び１０２の密着が妨げられているといった理由や、一時的なレーザ光源４の出力不足により、接合に必要なレーザ光のパワーが不足したといった理由も考えられる。これらの理由で生じた未接合部Ｐｕの接合状態を修復する接合修復方法については、後述の第２変形例にて説明する。

【0044】

［２］接合修復方法
実施形態に係る接合修復方法は、以下のような接合修復装置を用いて実行できる。

【0045】

図４（Ａ）は、接合修復装置の一例を示した概念図である。接合修復装置は、支持機構６と、レーザ光源７と、制御部８と、を備える。

【0046】

支持機構６は、第１支持部６１、第２支持部６２、を含んだ機構であり、上述した接合ステップの実行後の接合対象１０１及び１０２を、それらの背面１０１ｂ及び１０２ｂ側から第１支持部６１及び第２支持部６２で挟み込んで支持する。支持機構６は、第１支持部６１及び第２支持部６２によって接合対象１０１及び１０２を支持しつつ、更にそれらを挟圧する加圧機能を備えていてもよい。

【0047】

本実施形態では、第１支持部６１が、接合対象１０１及び１０２に対してレーザ光の入射側（図４（Ａ）の例では接合対象１０１の背面１０１ｂ側）に位置するように配置されている。そして、第１支持部６１として、レーザ光源７からのレーザ光を通過させるための窓６１ｗが開設された支持部が用いられている。具体的に、第１支持部６１には、第２支持部６２との間に接合対象１０１及び１０２を挟み込んだときに、窓６１ｗから未接合部Ｐｕの少なくとも一部を覗かせることが可能となるように、当該窓６１ｗが形成されている。

【0048】

図４（Ｂ）は、実施形態で用いられる第１支持部６１の一例を示した平面図である。ここで図４（Ｂ）には、第１支持部６１として、図１（Ｂ）に示された接合目標部Ｐｔのうちの環状の線状部Ｐｔ２が未接合部Ｐｕになった場合（換言すれば、未接合部Ｐｕが２つの接合対象１０１及び１０２の周縁部Ｒｅに生じる場合）を対象として、その未接合部Ｐｕの接合状態の修復に使用できるものが示されている。

【0049】

具体的には、第１支持部６１は、本体部６１１と、環状部６１２と、梁部６１３と、で構成されている。ここで、本体部６１１は、接合対象１０１の背面１０１ｂのうちの周縁部Ｒｅより内側の中央領域に接触する部分である（図４（Ａ）参照）。環状部６１２は、接合対象１０１の背面１０１ｂのうちの外周縁を含んだ環状領域であって周縁部Ｒｅよりも幅が狭い環状領域に接触する部分である（図４（Ａ）参照）。梁部６１３は、環状部６１２を本体部６１１に少なくとも１箇所で連結する部分である（図４（Ｂ）参照）。そして、本体部６１１と、環状部６１２と、梁部６１３とで囲まれた領域が、第１支持部６１の窓６１ｗになっている。図４（Ｂ）の例では、第１支持部６１として、その中心点周りにおいて等間隔に配置された４つの梁部６１３により、環状部６１２が本体部６１１に４箇所で連結され、その結果として４つの窓６１ｗが形成されているものが示されている。尚、第１支持部６１の構成（窓６１ｗの形状や数など）は、図４（Ｂ）に示されたものに限らず、接合目標部Ｐｔに生じる未接合部Ｐｕの形状などに応じたものへ適宜変更することができる。

【0050】

レーザ光源７は、レーザ光を発する部分であり、支持機構６で支持された接合対象１０１及び１０２へ向けて、第１支持部６１の窓６１ｗを通じてレーザ光を照射することが可能である。具体的には、レーザ光源７は、第１支持部６１の窓６１ｗを通じて、当該窓６１ｗから覗く未接合部Ｐｕにレーザ光を照射することが可能である。また、レーザ光源７は、未接合部Ｐｕが持つパターン形状（ここでは、環状の線状部Ｐｔ２のパターン形状）に沿ってレーザ光を水平面内で走査することが可能である。更に、レーザ光源４は、接合対象１０１と接合対象１０２との接合箇所（未接合部Ｐｕの位置）にレーザ光の焦点を合わせることができる。

【0051】

制御部８は、ＣＰＵやマイクロコンピュータなどの処理装置で構成されており、接合修復装置が備える様々な動作部（支持機構６、レーザ光源７など）を制御する。具体的には、以下の流れに沿って制御部８が制御を行うことにより、接合修復方法が遂行される。

【0052】

制御部８は、先ず、支持機構６で接合対象１０１及び１０２を支持する（支持ステップ。図４（Ａ）参照）。このとき、接合対象１０１及び１０２は、図５（Ａ）に示されるように、第１支持部６１の窓６１ｗから未接合部Ｐｕの少なくとも一部が覗いた状態となるように配置される。このとき、制御部８は、支持機構６を制御することにより、第１支持部６１及び第２支持部６２によって接合対象１０１及び１０２を挟圧してもよい。

【0053】

その後、制御部８は、レーザ光源７を制御することにより、第１支持部６１の窓６１ｗを通じて、当該窓６１ｗから覗く未接合部Ｐｕにレーザ光を照射する（修復ステップ）。このとき、制御部８は、当該未接合部Ｐｕが持つパターン形状（ここでは、環状の線状部Ｐｔ２のパターン形状）に沿ってレーザ光を水平面内で走査する。これにより、未接合部Ｐｕのうちの第１支持部６１の窓６１ｗから覗いた部分の接合状態が修復されることになる。このようにして、未接合部Ｐｕの接合状態を修復する接合修復方法が、接合修復装置によって実行される。

【0054】

このような接合修復方法によれば、レーザ光を用いることによって加熱箇所を未接合部Ｐｕに限定することができ、その結果として、未接合部Ｐｕの接合状態を修復しつつ、当該未接合部Ｐｕ以外の部分に熱や光による悪影響が及ぶことを防止することができる。

【0055】

また、第１支持部６１によれば、窓６１ｗから覗いた未接合部Ｐｕの周囲を、当該窓６１ｗの縁（本体部６１１、環状部６１２、梁部６１３）によって支持することができるため、未接合部Ｐｕでの２つの接合対象１０１及び１０２の密着度を高めることができる。よって、窓６１ｗから覗いた未接合部Ｐｕへのレーザ光の照射により、当該未接合部Ｐｕの接合状態を良好なものへ修復することが可能になる。

【0056】

［３］変形例
［３－１］第１変形例
上述した接合修復方法の修復ステップでは、未接合部Ｐｕのうちの第１支持部６１の窓６１ｗから覗いた部分にはレーザ光を照射できるが、その一方で、未接合部Ｐｕのうちの梁部６１３で隠れた部分にはレーザ光を照射することができず、その部分については接合状態を修復することができない（図５（Ａ）参照）。

【0057】

そこで修復ステップの実行後、図５（Ｂ）に示されるように、未接合部Ｐｕのうちの梁部６１３で隠れていた部分が窓６１ｗから覗いた状態となるように、接合対象１０１及び１０２を周方向へ回転させることによって接合対象１０１及び１０２が配置し直されてもよい。尚、図５（Ｂ）では、未接合部Ｐｕのうちの修復済みの部分が太い実線で示されている。そして、未接合部Ｐｕのうちの梁部６１３で隠れていた部分に対して、上述した修復ステップが再び実行されてもよい。

【0058】

このような接合修復方法によれば、１回の修復ステップでは未接合部Ｐｕの全ての部分において接合状態を修復できない場合であっても、接合対象１０１及び１０２を配置し直して修復ステップを再び実行することにより、未接合部Ｐｕの全ての部分において接合状態を修復することが可能になる。また、そのような修復ステップの再実行は、未接合部Ｐｕの全ての部分において接合状態を修復できるまで、その都度、接合対象１０１及び１０２を配置し直して、繰り返すことができる。

【0059】

尚、本変形例の接合修復方法は、接合対象１０１及び１０２を周方向へ回転させて配置し直すことに代えて、接合修復装置の第１支持部６１を周方向へ回転させることにより（換言すれば、接合対象１０１及び１０２を、第１支持部６１に対して相対的に周方向へ回転させることにより）、未接合部Ｐｕのうちの梁部６１３で隠れていた部分を窓６１ｗから覗かせることができるものへ適宜変更されてもよい。

【0060】

［３－２］第２変形例
上述したように、未接合部Ｐｕの発生理由として、２つの接合対象１０１及び１０２の間に異物が挟まってしまい、その異物によって接合対象１０１及び１０２の密着が妨げられているといった理由や、一時的なレーザ光源４の出力不足により、接合に必要なレーザ光のパワーが不足したといった理由も考えられる。一方、これらの理由で発生し得る未接合部Ｐｕについては、上述した実施形態の場合（即ち、接合目標部Ｐｔのうちの保持部で保持された部分が未接合部Ｐｕになることが明らかな場合）とは異なり、接合プロセスの完了時点では、実際に未接合部Ｐｕが発生しているのかどうかが不明であり、しかも、未接合部Ｐｕが発生していたとしても当該未接合部Ｐｕがどの位置に発生しているのかが不明である。

【0061】

そこで、これらの理由で未接合部Ｐｕが生じ得る場合であっても、接合対象１０１及び１０２の間に良好な接合状態を形成することを可能にするべく、本発明者は、以下のような接合修復方法を更に提案する。

【0062】

先ず、接合プロセス後における接合目標部Ｐｔでの接合状態を検査することにより、当該接合目標部Ｐｔに生じた未接合部Ｐｕを特定する（特定ステップ）。次に、特定ステップで特定した未接合部Ｐｕにレーザ光を照射することにより、当該未接合部Ｐｕでの接合状態を修復する（修復ステップ）。

【0063】

具体例として、図２（Ａ）に示された接合装置を用いて接合プロセスを行った場合において、圧力伝達媒体３０による加圧が可能な領域（レーザ光の照射が可能な領域。換言すれば、保持部２２を含むシール機構２の存在によってレーザ光の照射が妨げられた部分以外の領域）に未接合部Ｐｕが生じた場合について考える。

【0064】

先ず、未接合部Ｐｕの発生原因がレーザ光のパワー不足であった場合を考える。この場合、特定ステップで未接合部Ｐｕを特定した後、接合プロセスで使用した接合装置（図２（Ａ）参照）を再び用いて接合対象１０１及び１０２を挟圧し（加圧ステップ）、それから修復ステップにおいて、レーザ光のパワー不足を解消した状態で未接合部Ｐｕにレーザ光を照射することにより、当該未接合部Ｐｕの接合状態を修復することができる。

【0065】

次に、未接合部Ｐｕの発生原因が接合対象１０１及び１０２の間に挟まった異物（介在物）である場合を考える。この場合、接合プロセスの実行後における接合対象１０１及び１０２においては、その介在物の位置を頂点とする膨らみが接合対象１０２の背面１０２ｂに生じることになる。そして、接合対象１０２の背面１０２ｂをカメラで観察することにより、そのような膨らみを干渉縞として観察することができる。従って、特定ステップでは、接合対象１０２の背面１０２ｂをカメラで観察することにより、接合目標部Ｐｔのうちの、カメラによって観察できた干渉縞と重なる部分を、未接合部Ｐｕとして特定することができる。また、干渉縞の中心位置を、介在物の位置として特定することができる。

【0066】

この場合も、接合プロセスで使用した接合装置（図２（Ａ）参照）を再び用いて、未接合部Ｐｕでの接合状態を修復することができる。一方で、未接合部Ｐｕの発生原因が介在物であるため、それを取り除くことはできず、従って当該介在物を頂点とする膨らみを消滅させることはできない。また、未接合部Ｐｕ上に介在物が位置している場合には、その介在物が原因で生じた未接合部Ｐｕに直接レーザ光を照射したとしても、当該未接合部Ｐｕの接合状態を改善することは難しい。

【0067】

そこで修復ステップを実行する前に、接合プロセスでの接合対象１０１及び１０２の挟圧時に接合対象１０１の背面１０１ｂに加えた圧力よりも大きい圧力を圧力伝達媒体３０によって加える（加圧ステップ）。これにより、上記膨らみをできるだけ収縮させ、介在物の周囲での接合対象１０１及び１０２の密着領域を増やすことができる。

【0068】

そして、修復ステップでは、加圧ステップによって上記膨らみをできるだけ収縮させた状態を維持しつつ、特定ステップで特定した介在物の位置を避けてレーザ光を照射することにより、未接合部Ｐｕでの接合状態を修復する。

【0069】

ここで、介在物が、未接合部Ｐｕからずれた位置にある場合には、上記加圧ステップで膨らみをできるだけ小さくして介在物の影響を小さくした上で、当該未接合部Ｐｕに直接レーザ光を照射することにより、その未接合部Ｐｕの接合状態を修復することができる。

【0070】

一方、介在物が未接合部Ｐｕ上に位置している場合には、介在物の位置を避けて未接合部Ｐｕからずれた位置にレーザ光を照射することにより、当該ずれた位置での接合によって未接合部Ｐｕでの接合状態の修復を補完する。一例として、図６（Ａ）に示されるように、介在物の位置を迂回した迂回部Ｐｔ３を接合目標部Ｐｔとして再設定し、その迂回部Ｐｔ３にレーザ光を照射することにより、未接合部Ｐｕでの接合状態の修復を補完することができる。尚、図６（Ａ）では、接合目標部Ｐｔのうちの接合が完了した部分が太い実線で示されている（図６（Ｂ）でも同様）。他の例として、図６（Ｂ）に示されるように、接合目標部Ｐｔのうちの未接合部Ｐｕを含んだ一部（既に接合が完了している部分を含む）に沿って別の線状部Ｐｔ４を接合目標部Ｐｔとして再設定し、その線状部Ｐｔ４にレーザ光を照射することにより、未接合部Ｐｕでの接合状態の修復を補完することができる（図６（Ｂ）参照）。

【0071】

そして、修復ステップで実行する未接合部Ｐｕへのレーザ光の照射には、未接合部Ｐｕに直接レーザ光を照射して当該未接合部Ｐｕの接合状態を修復する場合だけでなく、未接合部Ｐｕに直接レーザ光を照射する場合でなくても、介在物を避ける必要があり、当該介在物を避けて未接合部Ｐｕからずれた位置にレーザ光を照射することにより、未接合部Ｐｕでの接合状態の修復を補完できる場合も含まれるものとする。

【0072】

［３－３］第３変形例
未接合部Ｐｕの発生原因が接合対象１０１及び１０２の間に挟まった異物（介在物）である場合、当該未接合部Ｐｕでの接合状態を修復する方法として、上記第２変形例では、修復ステップを実行する前に加圧ステップを実行することで、介在物が原因で生じた膨らみをできるだけ収縮させ、当該介在物の周囲での接合対象１０１及び１０２の密着領域を増やしたが、加圧ステップに代えて、或いは、加圧ステップと並行して、以下のような前処理ステップを実行してもよい。

【0073】

具体的には、修復ステップを実行する前に、特定ステップで特定した位置にある介在物に、前処理用のレーザ光を照射することにより、当該介在物を加熱して変形させ、或いは、当該介在物をアブレーションなどの現象によって昇華させる（前処理ステップ）。これにより、膨らみの高さを小さくすることができ、その結果として、介在物の周囲での接合対象１０１及び１０２の密着領域を増やすことができる。

【0074】

更に、前処理ステップにて介在物をレーザ光で加熱して変形させる場合には、加圧ステップを並行して行うことにより、加熱された介在物を圧力で押し付けて効率良く変形させることができ、その結果として、膨らみの高さを小さくすることができる。

【0075】

また、前処理ステップにて介在物をレーザ光で昇華させる場合には、加圧ステップを並行して行うことにより、昇華で生じたガスを圧力でキャビティ内へ押し出すことができ、その結果として、膨らみを消滅させることが可能になる。膨らみを消滅させることができれば、修復ステップでは、介在物を避けることなく未接合部Ｐｕに直接レーザ光を照射することが可能になる。

【0076】

上述の実施形態及び変形例の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態や変形例ではなく、特許請求の範囲によって示される。更に、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

【0077】

また、上述の実施形態や変形例からは、発明の対象として、接合修復方法を構成する各ステップが個々に抽出されてもよいし、接合修復方法に用いられる接合修復装置や、当該接合修復装置の各部（第１支持部６１など）が個々に抽出されてもよい。また、それらに接合プロセスや接合装置の一部を組み合わせたものが、発明の対象として抽出されてもよい。

【符号の説明】

【0078】

１ チャンバ機構
２ シール機構
３ 加圧機構
４ レーザ光源
５ 制御部
６ 支持機構
７ レーザ光源
８ 制御部
１０ チャンバ
１１ 第１チャンバ構成部
１２ 第２チャンバ構成部
１３ 駆動部
２１ 鍔部
２２ 保持部
３０ 圧力伝達媒体
６１ 第１支持部
６１ｗ 窓
６２ 第２支持部
Ｃｔ 切断線
Ｐｔ 接合目標部
Ｐｕ 未接合部
Ｒ１ 第１チャンバ領域
Ｒ２ 第２チャンバ領域
Ｒｄ デバイス領域
Ｒｅ 周縁部
１０１、１０２ 接合対象
１０１ａ、１０２ａ 対向面
１０１ｂ、１０２ｂ 背面
１０３ 窪み
１０４ 要素
１１１ 第１円筒部
１１２ 第１ステージ
１２１ 第２円筒部
１２２ 第２ステージ
１２３ 駆動部
６１１ 本体部
６１２ 環状部
６１３ 梁部
Ｐｔ１、Ｐｔ２、Ｐｔ４ 線状部
Ｐｔ３ 迂回部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】