常温接合装置
【課題】その大きな荷重を接合面に均一に負荷すること。
【解決手段】第１基板を保持する第１試料台１３の向きを変更可能に、第１ステージ１１に第１試料台１３を支持する角度調整機構１２と、第１ステージ１１を第１方向に駆動する第１駆動装置１４と、第２基板を保持する第２試料台４６を第２方向に駆動する第２駆動装置と、その第２基板とその第１基板とが圧接されるときに、その第１方向にその第２試料台を支持するキャリッジ支持台とを備えている。角度調整機構１２は、電気信号により伸縮する複数の素子から形成されている。このとき、常温接合装置１は、第２駆動装置の耐荷重を越えた大きな荷重を第１基板と第２基板とに加えることができる。常温接合装置１は、さらに、第１基板と第２基板とが平行に接触するように、角度調整機構１２を用いて第１基板の向きを変更することができ、その大きな荷重を接合面に均一に負荷することができる。
【解決手段】第１基板を保持する第１試料台１３の向きを変更可能に、第１ステージ１１に第１試料台１３を支持する角度調整機構１２と、第１ステージ１１を第１方向に駆動する第１駆動装置１４と、第２基板を保持する第２試料台４６を第２方向に駆動する第２駆動装置と、その第２基板とその第１基板とが圧接されるときに、その第１方向にその第２試料台を支持するキャリッジ支持台とを備えている。角度調整機構１２は、電気信号により伸縮する複数の素子から形成されている。このとき、常温接合装置１は、第２駆動装置の耐荷重を越えた大きな荷重を第１基板と第２基板とに加えることができる。常温接合装置１は、さらに、第１基板と第２基板とが平行に接触するように、角度調整機構１２を用いて第１基板の向きを変更することができ、その大きな荷重を接合面に均一に負荷することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、常温接合装置に関し、特に、常温接合を用いて製品を大量に生産する常温接合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
微細な電気部品や機械部品を集積化したＭＥＭＳが知られている。そのＭＥＭＳとしては、マイクロリレー、圧力センサ、加速度センサなどが例示される。そのＭＥＭＳは、大きな接合強度を持ち、かつ荷重による押し付けや加熱処理を必要としない常温接合が用いられて製造されることが望まれている。その常温接合装置は、製品を大量に生産することに利用されることが望まれ、長寿命であることが望まれ、よりコンパクトであることが望まれている。その常温接合装置は、さらに、製品を大量に生産するときに使い勝手が良いことが望まれ、単位時間あたりの生産量が多いことが望まれている。
【０００３】
複数のパターンが形成された２つの基板を接合基板に接合することにより、その接合基板に複数のデバイスを形成する常温接合方法が知られている。このような常温接合方法では、その複数のデバイスの歩留まりを向上させることが望まれ、その接合面に荷重をより均一に負荷することが望まれている。
【０００４】
特許第２７９１４２９号公報には、大きな接合強度を持ち、かつ荷重による押し付けや加熱処理を必要としないシリコンウェハーの接合方法が開示されている。そのシリコンウェハーの常温接合法は、シリコンウェハーとシリコンウェハーとを接合する方法であって、両方のシリコンウェハーの接合面を接合に先立って室温の真空中で不活性ガスイオンビームまたは不活性ガス高速原子ビームで照射してスパッタエッチングすることを特徴とする。
【０００５】
特開２００１−３５１８９２号公報には、その接合法を大量生産が要求される現実の実装工程により便利に適合させるとともに、実装工程全体のタクトタイムの短縮をはかった実装方法が開示されている。その実装方法は、複数の被接合物同士を接合する実装方法であって、各被接合物の表面にエネルギー波を照射することにより洗浄する洗浄工程と、洗浄された被接合物を実装工程に搬送する搬送工程と、搬送された各被接合物の洗浄された表面同士を常温接合する実装工程とを有することを特徴とする。
【０００６】
特開２００３−３１８２１９号公報には、エネルギー波もしくはエネルギー粒子により効率よくかつ均一に接合面を洗浄できるようにし、また、チャンバー内で洗浄する際にも、対向チャンバー壁面エッチングによる不純物付着の問題を回避できるようにした実装方法が開示されている。その実装方法は、対向する両被接合物間に形成される間隙内に、一つの照射手段によりエネルギー波もしくはエネルギー粒子を照射して両被接合物の接合面を実質的に同時洗浄するとともに、洗浄中に少なくとも一方の被接合物を回転させ、洗浄された被接合物間の相対位置をアライメント後、被接合物同士を接合することを特徴とする。
【０００７】
特許第３９７０３０４号公報には、コンパクト化、低コスト化することができ、また、ステージ耐荷重の制約を受けなくなることで圧接荷重の上限値が広域化でき、接合時に高荷重が求められる対象へ適用する際の信頼性が増す常温接合装置が開示されている。その常温接合装置は、上側基板と下側基板とを常温接合するための真空雰囲気を生成する接合チャンバーと、前記接合チャンバーの内部に設置され、前記上側基板を前記真空雰囲気に支持する上側ステージと、前記接合チャンバーの内部に設置され、前記下側基板を前記真空雰囲気に支持するキャリッジと、前記キャリッジに同体に接合される弾性案内と、前記接合チャンバーの内部に設置され、水平方向に移動可能に前記弾性案内を支持する位置決めステージと、前記弾性案内を駆動して前記水平方向に前記キャリッジを移動する第１機構と、前記水平方向に垂直である上下方向に前記上側ステージを移動する第２機構と、前記接合チャンバーの内部に設置され、前記下側基板と前記上側基板とが圧接されるときに、前記上側ステージが移動する方向に前記キャリッジを支持するキャリッジ支持台とを具備している。前記弾性案内は、前記下側基板と前記上側基板とが接触しないときに前記キャリッジが前記キャリッジ支持台に接触しないように前記キャリッジを支持し、前記下側基板と前記上側基板とが圧接されるときに前記キャリッジが前記キャリッジ支持台に接触するように弾性変形する。
【０００８】
特開２００２−０６４０４２号公報には、最終的に極めて高精度で信頼性の高い接合状態を得ることができる実装方法が開示されている。その実装方法は、複数の被接合物同士を接合する実装方法であって、第１の被接合物と、第２の被接合物およびその保持手段と、位置決め基準面を有するバックアップ部材とをこの順に互いに離間させて配置し、第２の被接合物またはその保持手段のバックアップ部材の位置決め基準面に対する平行度を調整するとともに、第１の被接合物またはその保持手段の第２の被接合物またはその保持手段に対する平行度を調整し、第１の被接合物を第２の被接合物に接触させて両被接合物を仮接合した後、第２の被接合物の保持手段をバックアップ部材の位置決め基準面に接触させ、両被接合物を加圧して本接合することを特徴とする。
【特許文献１】特許第２７９１４２９号公報
【特許文献２】特開２００１−３５１８９２号公報
【特許文献３】特開２００３−３１８２１９号公報
【特許文献４】特許第３９７０３０４号公報
【特許文献５】特開２００２−０６４０４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は、基板をより確実に常温接合する常温接合装置を提供することにある。
本発明の他の課題は、接合される接合面に、より大きな荷重をより均一に負荷する常温接合装置を提供することにある。
本発明のさらに他の課題は、より長寿命である常温接合装置を提供することにある。
本発明のさらに他の課題は、よりコンパクトである常温接合装置を提供することにある。
本発明のさらに他の課題は、より低コストで常温接合する常温接合装置を提供することにある。
本発明のさらに他の課題は、単位時間あたりの製品の生産量をより多くする常温接合装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以下に、発明を実施するための最良の形態・実施例で使用される符号を括弧付きで用いて、課題を解決するための手段を記載する。この符号は、特許請求の範囲の記載と発明を実施するための最良の形態・実施例の記載との対応を明らかにするために付加されたものであり、特許請求の範囲に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００１１】
本発明による常温接合装置（１）（８１）は、第１基板を保持する第１試料台（１３）を第１ステージ（１１）に、第１試料台（１３）の向きを変更可能に支持する角度調整機構（１２）と、第１ステージ（１１）を第１方向に駆動する第１駆動装置（１４）と、第２基板を保持する第２試料台（４６）をその第１方向に平行でない第２方向に駆動する第２駆動装置（４４）と、その第２基板とその第１基板とが圧接されるときに、その第１方向に第２試料台（４６）を支持するキャリッジ支持台（４５）とを備えている。このとき、常温接合装置（１）（８１）は、第１基板と第２基板とを圧接するときに、第２駆動装置（４４）に加わる荷重を低減することができ、第２駆動装置（４４）の耐荷重を越えたより大きな荷重を第１基板と第２基板とに加えることができる。常温接合装置（１）（８１）は、さらに、第１基板のうちの第２基板に対向する第１表面と第２基板のうちの第１基板に対向する第２表面とが平行に接触するように、角度調整機構（１２）を用いて第１基板の向きを変更することができ、その大きな荷重を接合面に均一に負荷することができる。
【００１２】
角度調整機構（１２）は、第１試料台（１３）に固定される球フランジ（２６）と、第１ステージ（１１）に固定される球座（２８）と、球フランジ（２６）をかしめることにより球フランジ（２６）を球座（２８）に固定する固定フランジ（２７）とを備えていることが好ましい。
【００１３】
角度調整機構（１２）は、複数のシム（９１）と、その複数のシム（９１）のうちのいくつかのシム（９１）を第１ステージ（１１）と第１試料台（１３）との間に挟んで第１ステージ（１１）と第１試料台（１３）とを接合する締結部品（９２）とを備えていることが好ましい。
【００１４】
角度調整機構（１２）は、電気信号により伸び縮みする複数の素子（９５）と、複数の素子（９５）の各々の一端を第１試料台（１３）に接合し、その各々の他端を第１ステージ（１１）に接合する締結部品（９２）とを備えていることが好ましい。
【００１５】
角度調整機構（１２）は、第１試料台（１３）のうちのその第２基板に対向する表面の向きを測定するセンサ（９６）と、その測定された表面の向きに基づいて複数の素子（９５）を制御する制御装置（９７）とをさらに備えている。このとき、制御装置（９７）は、その測定された表面が基準面に平行になるように複数の素子（９５）を制御する。その基準面としては、キャリッジ支持台（４５）のうちの第２試料台に対向する面（５４）、第２試料台（４６）のうちの第２基板が保持される面、第２基板のうちの第１基板に接合される面が例示される。このとき、常温接合装置（１）（８１）は、たとえば、接合チャンバー（２）を大気開放することなしに、第１試料台（１３）の向きを補正することができ、好ましい。
【００１６】
本発明による常温接合装置（１）（８１）は、その第２基板を固定するカートリッジ（５５）を第２試料台（４６）に機械的に固定するメカニカルロック機構をさらに備えている。このとき、常温接合装置（１）（８１）は、電磁力を用いないで第２基板を保持することができ、第２基板が電磁力を嫌うときに有効である。
【００１７】
本発明による常温接合装置（１）（８１）は、その第２基板を固定するカートリッジ（１０６）を第２試料台（４６）に磁力を用いて固定するコイル（１０２）をさらに備えていることが好ましい。
【００１８】
本発明による常温接合装置（１）（８１）は、光を発する光源（７１）と、その第１基板またはその第２基板にパターンニングされたアライメントマーク（７８，７９）を反射するその光の反射光に基づいて画像を撮像するカメラ（７３）とをさらに備えている。キャリッジ支持台（４５）は、その光とその反射光とが透過する観察窓（７４）が形成される。このとき、常温接合装置（１）（８１）は、画像に基づいて第２試料台（４６）を駆動することにより、第１基板と第２基板とが設計どおりに常温接合されるように、第１基板と第２基板とを位置合わせすることができる。
【００１９】
本発明による常温接合装置（１）（８１）は、第１試料台（１３）と第２試料台（４６）とを内部に配置する接合チャンバー（２）と、接合チャンバー（２）に形成される排気口（３５）を介して接合チャンバー（２）の内部から気体を排気して接合チャンバー（２）の内部に真空雰囲気を生成する真空ポンプ（３１）と、その第１基板のうちのその第２基板に対向する第１表面とその第２基板のうちのその第１基板に対向する第２表面とが離れているときに、一箇所から放出される粒子をその真空雰囲気でその第１表面とその第２表面との間に向けて照射する表面清浄化装置（３２）とを備えている。その粒子のビームの中心線（３６）は、接合チャンバー（２）の内側表面のうちの排気口（３５）を除く領域に向いている。このような常温接合装置（１）（８１）は、真空ポンプ（３１）の汚染が防止されて、長寿命化する。
【００２０】
本発明による常温接合装置（１）（８１）は、第１試料台（１３）と第２試料台（４６）とを内部に配置する接合チャンバー（２）と、ロードロックチャンバー（３）と接合チャンバー（２）との間を開閉するゲートバルブ（５）と、ゲートバルブ（５）を介してその第１基板とその第２基板とをロードロックチャンバー（３）から接合チャンバー（２）に搬送する搬送装置（８）と、その第１表面とその第２表面とが離れているときに、一箇所から放出される粒子をその真空雰囲気でその第１表面とその第２表面との間に向けて照射する表面清浄化装置（３２）とを備えている。その粒子のビームの中心線（３６）は、接合チャンバー（２）の内側表面のうちのゲートバルブ（５）を除く領域に向いている。このような常温接合装置（１）（８１）は、ゲートバルブ（５）の汚染が防止されて、長寿命化する。
【００２１】
本発明による常温接合装置（１）（８１）は、互いに独立して減圧可能である複数のカセットチャンバー（８２−１〜８２−４）をさらに備えている。搬送装置（８）は、その第１基板をその複数のカセットチャンバー（８２−１〜８２−４）のうちの第１カセットチャンバー（８２−１〜８２−４）から接合チャンバー（２）に搬送し、その第２基板をその複数のカセットチャンバー（８２−１〜８２−４）のうちの第２カセットチャンバー（８２−１〜８２−４）から接合チャンバー（２）に搬送し、その第２基板とその第１基板とが常温接合された接合基板を接合チャンバー（２）からその複数のカセットチャンバー（８２−１〜８２−４）のうちの１つのカセットチャンバー（８２−１〜８２−４）に搬送する。このような常温接合装置（１）（８１）は、タイミングをずらして複数の基板を別々にカセットチャンバー（８２−１〜８２−４）にセットすることができる。
【００２２】
本発明による常温接合装置（１）（８１）は、その複数のカセットチャンバー（８２−１〜８２−４）の内部に出し入れ可能に配置される複数カセット（６８）をさらに備えている。その複数カセット（６８）は、それぞれ、その第２基板またはその第１基板またはその接合基板が配置される複数の棚（６９）が形成される。このような常温接合装置（１）（８１）は、その２つの基板の複数組をカセット（６８）ごとカセットチャンバー（８２−１〜８２−４）に入れることができ、その接合基板をカセット（６８）ごと次工程（ダイシングやエッチング、あるいは、さらに基板を接合接合する工程）に搬送することができる。このような常温接合装置（１）（８１）は、タクトタイムを短縮することができ、高効率であり、単位時間あたりの生産量が多く、大量生産に好適である。
【００２３】
本発明による常温接合装置（１）（８１）は、第２試料台（４６）に同体に接合される弾性案内（４７）をさらに備えている。第２駆動装置（４４）は、弾性案内（４７）を支持し、弾性案内（４７）を駆動することにより、第２試料台（４６）を駆動する。弾性案内（４７）は、その第１基板とその第２基板とが接触していないときに第２試料台（４６）がキャリッジ支持台（４５）に接触しないように、かつ、その第１基板とその第２基板とが圧接されるときに第２試料台（４６）がキャリッジ支持台（４５）に接触するように、弾性変形することが好ましい。
【００２４】
第２試料台（４６）は、第２試料台（４６）がキャリッジ支持台（４５）に摺動してその第２方向に移動することが好ましい。
【００２５】
本発明による常温接合装置（１）（８１）は、第１基板を保持する第１試料台（１３）を支持する第１ステージ（１１）を第１方向に駆動する第１駆動装置（１４）と、第２基板を保持する第２試料台（４６）をその第１方向に平行でない第２方向に駆動する第２駆動装置（４４）と、その第２基板とその第１基板とが圧接されるときに、その第１方向に第２試料台（４６）を支持するキャリッジ支持台（４５）と、その第２基板を固定するカートリッジ（５５）を第２試料台（４６）に機械的に固定するメカニカルロック機構とを備えている。このとき、常温接合装置（１）（８１）は、第１基板と第２基板とを圧接するときに、第２駆動装置（４４）に加わる荷重を低減することができ、第２駆動装置（４４）の耐荷重を越えたより大きな荷重を第１基板と第２基板とに加えることができる。常温接合装置（１）（８１）は、さらに、第２基板に電磁力を印加することなしに、第２基板を着脱可能に第２試料台（４６）に支持することができる。このため、常温接合装置（１）（８１）は、電磁力を印加することができない基板にその大きな荷重を負荷することができる。
【００２６】
本発明による常温接合装置（１）（８１）は、第１試料台（１３）と第２試料台（４６）とを内部に配置する接合チャンバー（２）と、接合チャンバー（２）に形成される排気口（３５）を介して接合チャンバー（２）の内部から気体を排気して接合チャンバー（２）の内部に真空雰囲気を生成する真空ポンプ（３１）と、ロードロックチャンバー（３）と接合チャンバー（２）との間を開閉するゲートバルブ（５）と、ゲートバルブ（５）を介してその第１基板とその第２基板とをロードロックチャンバー（３）から接合チャンバー（２）に搬送する搬送装置（８）と、その第１基板のうちのその第２基板に対向する第１表面とその第２基板のうちのその第１基板に対向する第２表面とが離れているときに、一箇所から放出される粒子をその真空雰囲気でその第１表面とその第２表面との間に向けて照射する表面清浄化装置（３２）とを備えている。その粒子のビームの中心線は、接合チャンバー（２）の内側表面のうちの排気口（３５）とゲートバルブ（５）とを除く領域に向いている。
【００２７】
本発明による常温接合装置（１）（８１）は、第１基板を保持する第１試料台（１３）を支持する第１ステージ（１１）を第１方向に駆動する第１駆動装置（１４）と、第２基板を保持する第２試料台（４６）をその第１方向に平行でない第２方向に駆動する第２駆動装置（４４）と、その第２基板とその第１基板とが圧接されるときに、その第１方向に第２試料台（４６）を支持するキャリッジ支持台（４５）と、光を発する光源（７１）と、その第１基板またはその第２基板にパターンニングされたアライメントマーク（７８，７９）を反射するその光の反射光に基づいて画像を撮像するカメラ（７３）とを備えている。キャリッジ支持台（４５）は、その光とその反射光とが透過する観察窓（７４）が形成される。このとき、常温接合装置（１）（８１）は、第１基板と第２基板とを圧接するときに、第２駆動装置（４４）に加わる荷重を低減することができ、第２駆動装置（４４）の耐荷重を越えたより大きな荷重を第１基板と第２基板とに加えることができる。常温接合装置（１）（８１）は、さらに、その画像に基づいて第２試料台（４６）を駆動することにより、第１基板と第２基板とが設計どおりに常温接合されるように、第１基板と第２基板とを位置合わせすることができる。
【００２８】
本発明による常温接合装置（１）（８１）は、第１試料台（１３）と第２試料台（４６）とを内部に配置する接合チャンバー（２）と、接合チャンバー（２）に形成される排気口（３５）を介して接合チャンバー（２）の内部から気体を排気して接合チャンバー（２）の内部に真空雰囲気を生成する真空ポンプ（３１）と、ロードロックチャンバー（３）と接合チャンバー（２）との間を開閉するゲートバルブ（５）と、ゲートバルブ（５）を介してその第１基板とその第２基板とをロードロックチャンバー（３）から接合チャンバー（２）に搬送する搬送装置（８）と、その第１基板のうちのその第２基板に対向する第１表面とその第２基板のうちのその第１基板に対向する第２表面とが離れているときに、一箇所から放出される粒子をその真空雰囲気でその第１表面とその第２表面との間に向けて照射する表面清浄化装置（３２）とを備えている。その粒子のビームの中心線は、接合チャンバー（２）の内側表面のうちの排気口（３５）とゲートバルブ（５）とを除く領域に向いている。このとき、常温接合装置（１）（８１）は、第１基板と第２基板とを圧接するときに、第２駆動装置（４４）に加わる荷重を低減することができ、第２駆動装置（４４）の耐荷重を越えたより大きな荷重を第１基板と第２基板とに加えることができる。このような常温接合装置（１）（８１）は、さらに、真空ポンプ（３１）の汚染とゲートバルブ（５）の汚染が防止されて、長寿命化する。
【発明の効果】
【００２９】
本発明による常温接合装置は、第１基板と第２基板とを圧接するときに、第２駆動装置に加わる荷重を低減することができ、第２駆動装置の耐荷重を越えたより大きな荷重を第１基板と第２基板とに加えることができる。本発明による常温接合装置は、さらに、第１基板と第２基板との接合面に、より大きな荷重をより均一に負荷することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
図面を参照して、本発明による常温接合装置の実施の形態を記載する。その常温接合装置１は、図１に示されているように、接合チャンバー２とロードロックチャンバー３とを備えている。接合チャンバー２とロードロックチャンバー３は、内部を環境から密閉する容器に形成されている。常温接合装置１は、さらに、ゲートバルブ５を備えている。ゲートバルブ５は、接合チャンバー２とロードロックチャンバー３との間に介設され、接合チャンバー２の内部とロードロックチャンバー３の内部とを接続するゲートを閉鎖し、または、開放する。
【００３１】
ロードロックチャンバー３は、第１カセット台６と第２カセット台７と搬送装置８とを内部に備えている。第１カセット台６と第２カセット台７とは、基板を載せるために利用されるカセットが配置される。なお、ロードロックチャンバー３は、このようなカセット台を３個以上設置されても構わない。
【００３２】
ロードロックチャンバー３は、さらに、図示されていない真空ポンプと蓋とを備えている。その真空ポンプは、ロードロックチャンバー３の内部から気体を排気する。その真空ポンプとしては、内部の金属製の複数の羽根が気体分子を弾き飛ばすことにより排気するターボ分子ポンプが例示される。その蓋は、ロードロックチャンバー３の外部と内部とを接続するゲートを閉鎖し、または、開放する。そのゲートの大きさは、第１カセット台６と第２カセット台７とに配置されるカセットより大きい。
【００３３】
搬送装置８は、第１アーム１５と第２アーム１６と第３アーム１７と第１節１８と第２節１９と第３節２０とを備えている。第１アーム１５と第２アーム１６と第３アーム１７とは、それぞれ、棒状に形成されている。第１節１８は、ロードロックチャンバー３の床板に支持され、回転軸２２を中心に回転可能に第１アーム１５を支持している。回転軸２２は、鉛直方向に平行である。第２節１９は、第１節１８に支持され、回転軸２３を中心に回転可能に第２アーム１６を支持している。回転軸２３は、鉛直方向に平行であり、すなわち、回転軸２２に平行である。第３節２０は、第２節１９に支持され、回転軸２４を中心に回転可能に第３アーム１７を支持している。回転軸２４は、鉛直方向に平行であり、すなわち、回転軸２３に平行である。第３アーム１７は、第３節２０に接合される端と反対側の端に、爪２１を備えている。爪２１は、第１カセット台６または第２カセット台に配置されるカセットに載せられる基板を把持するために利用される。
【００３４】
搬送装置８は、さらに、図示されていない昇降機構と伸縮機構とを備えている。その昇降機構は、ユーザの操作により、第１アーム１５を昇降させて、爪２１により把持される基板を昇降させる。その伸縮機構は、第１節１８と第２節１９と第３節２０とを制御して第３アーム１７の長手方向に平行に第３アーム１７を平行移動させる。
【００３５】
搬送装置８は、その基板をロードロックチャンバー３から接合チャンバー２にゲートバルブ５を介して搬送し、その基板を接合チャンバー２からロードロックチャンバー３にゲートバルブ５を介して搬送する。
【００３６】
接合チャンバー２は、真空ポンプ３１とイオンガン３２と電子銃３３とを備えている。接合チャンバー２は、容器を形成する壁３４の一部分に排気口３５が形成されている。真空ポンプ３１は、接合チャンバー２の外部に配置され、排気口３５を介して接合チャンバー２の内部から気体を排気する。真空ポンプ３１としては、内部の金属製の複数の羽根が気体分子を弾き飛ばすことにより排気するターボ分子ポンプが例示される。イオンガン３２は、１つの照射方向３６に向けられて配置され、照射方向３６に向けて加速された荷電粒子を放出する。その荷電粒子としては、アルゴンイオンが例示される。イオンガン３２は、その基板の表面を清浄化する他の表面清浄化装置に置換することができる。その表面清浄化装置としては、プラズマガン、高速原子ビーム源などが例示される。電子銃３３は、イオンガン３２により荷電粒子が照射される対象に向けられて配置され、その対象に向けて加速された電子を放出する。
【００３７】
壁３４は、一部分に扉３７が形成されている。扉３７は、ヒンジ３８を備えている。ヒンジ３８は、壁３４に対して回転可能に扉３７を支持している。壁３４は、さらに、一部分に窓３９が形成されている。窓３９は、気体を透過しないで可視光を透過する材料から形成されている。窓３９は、ユーザがイオンガン３２により荷電粒子が照射される対象または、接合状態を接合チャンバー２の外部から見えるように配置されていれば壁３４のどこでもかまわない。
【００３８】
接合チャンバー２は、図２に示されているように、さらに、上側基板支持部４１と下側基板支持部４２とを内部に備えている。上側基板支持部４１は、上側ステージ１１と角度調整機構１２と上側試料台１３と上側ステージ駆動装置１４とを備えている。上側ステージ１１は、接合チャンバー２に対して鉛直方向に平行移動可能に支持されている。角度調整機構１２は、向きを変更可能に、上側試料台１３を上側ステージ１１に支持している。上側試料台１３は、その下端に誘電層を備え、その誘電層と基板の間に電圧を印加し、静電力によってその基板をその誘電層に吸着する。上側ステージ駆動装置１４は、ユーザの操作により、上側ステージ１１を接合チャンバー２に対して鉛直方向に平行移動させる。下側基板支持部４２は、基板を上端に支持する。
【００３９】
イオンガン３２は、上側基板支持部４１に支持される基板と下側基板支持部４２に支持されるその基板とが離れているときに、上側基板支持部４１に支持される基板と下側基板支持部４２に支持される基板との間の空間に向けられ、接合チャンバー２の壁３４の一部の内側表面に向けられている。すなわち、イオンガン３２の照射方向３６は、上側基板支持部４１に支持される基板と下側基板支持部４２に支持される基板との間を通り、接合チャンバー２の壁３４の一部の内側表面に交差する。
【００４０】
図３は、角度調整機構１２を示している。角度調整機構１２は、球フランジ２６と固定フランジ２７と球座２８とを備えている。球フランジ２６は、支持部分とフランジ部分とから形成されている。その支持部分は、上側試料台１３に接合されている。そのフランジ部分は、点２９を中心とする球に形成されている。固定フランジ２７は、かしめ固定により、球フランジ２６のフランジ部分に接合されている。球座２８は、球フランジ２６のフランジ部分に密着する球座面が形成されている。球座２８は、さらに、上側ステージ１１に接合され、その球座面が球フランジ２６のフランジ部分に密着するように、ボルトに例示される締結具により固定フランジ２７に接合されている。
【００４１】
図４は、固定フランジ２７を示している。固定フランジ２７は、分割リング２９−１〜２９−２を備えている。分割リング２９−１〜２９−２は、それぞれ、リングの一部に形成されている。分割リング２９−１〜２９−２は、そのリングの内側が球フランジ２６のフランジ部分に接触するように配置され、図示されていないボルトにより締結されることにより、球フランジ２６のフランジ部分に接合される。
【００４２】
図５は、下側基板支持部４２を詳細に示している。下側基板支持部４２は、位置決めステージ４４とキャリッジ支持台４５と下側試料台４６と弾性案内４７とを備えている。位置決めステージ４４は、接合チャンバー２の底板４８に支持されている。キャリッジ支持台４５は、例えば、円柱状に形成され、接合チャンバー２の底板４８に支持されている。キャリッジ支持台４５は、その円柱の上端に滑らかな支持面５２を有している。支持面５２は、鉛直方向に垂直である。
【００４３】
下側試料台４６は、例えば、円柱状に形成される。下側試料台４６は、その円柱の下端に滑らかな支持面５４を有している。下側試料台４６の支持面５４の反対側の面は、支持面５４と平行になるように、高精度（たとえば、平行度が１０μｍ以内）に加工されている。弾性案内４７は、弾性体から形成され、下側試料台４６の側面に同体に接合されている。位置決めステージ４４は、下側試料台４６の支持面５４がキャリッジ支持台４５の支持面５２に接触しないように、弾性案内４７を水平方向に平行移動可能に支持している。このとき、支持面５４と支持面５２とは、１００μｍ程度離れている。弾性案内４７は、さらに、上側基板支持部４１により下側試料台４６が鉛直下方向に押されたときに、下側試料台４６の支持面５４がキャリッジ支持台４５の支持面５２に接触するように弾性変形する。位置決めステージ４４は、さらに、ユーザの操作により弾性案内４７を水平方向に平行な方向に平行移動させ、弾性案内４７を鉛直方向に平行な回転軸を中心に回転移動させる。
【００４４】
このような下側基板支持部４２は、下側試料台４６が上側基板支持部４１により鉛直下方向に押されたときに、押付け荷重が下側試料台４６を支持する弾性案内に加わることで、キャリッジ支持台４５が下側試料台４６を支持する。このため、常温接合装置１は、位置決めステージ４４に大きな荷重をかけずに上側基板支持部４１にセットされた基板と下側基板支持部４２にセットされた基板とに、位置決めステージ４４の耐荷重を越えるより大きな荷重を加えることができる。
【００４５】
なお、下側基板支持部４２は、位置決めステージ４４と弾性案内４７とを他の位置決め機構に置換することもできる。このとき、キャリッジ支持台４５は、支持面５２が下側試料台４６の支持面５４に接触して下側試料台４６を支持する。その位置決め機構は、ユーザの操作により下側試料台４６を水平方向に平行な方向に平行移動させ、下側試料台４６を鉛直方向に平行な回転軸を中心に回転移動させる。このとき、下側試料台４６は、キャリッジ支持台４５の支持面５２に摺動して移動する。
【００４６】
図６は、下側試料台４６に保持される基板を示している。その基板４３は、カートリッジ５５に接合されている。
【００４７】
図７は、カートリッジ５５を示している。カートリッジ５５は、概ね円盤状に形成され、接着面５６と複数の穴５７とが形成されている。接着面５７は、平坦に形成されている。基板４３は、図示されていないウェハテープを用いてカートリッジ５５の接着面５７に固定されている。複数の穴５７は、接着面５７の外側に形成されている。
【００４８】
図８は、下側試料台４６を示している。下側試料台４６は、メカニカルロック機構によりカートリッジ５５を保持することにより、基板４３を保持する。下側試料台４６は、概ね円盤状に形成され、複数のピン５８とカム５９とを備えている。複数のピン５８は、それぞれ、棒状に形成され、下側試料台４６の円盤の半径方向に平行移動可能に下側試料台４６に支持されている。カム５９は、下側試料台４６の円盤の中央に配置され、図示されていない回転機構（たとえば、モータ）により回転されることにより複数のピン５８を外側に向かって駆動する。すなわち、下側試料台４６は、複数のピン５８がカートリッジ５５の複数の穴５７に入るように基板４３が配置され、ユーザの操作によりカム５９が回転させられることにより、基板４３を固定する。
【００４９】
上側試料台１３に保持される基板は、基板４３と同様にして、カートリッジ５５に接合されている。さらに、上側試料台１３は、下側試料台４６と同様にして構成されている。すなわち、上側試料台１３は、概ね円盤状に形成され、複数のピンとカムとを備えている。その複数のピンは、それぞれ、棒状に形成され、上側試料台１３の円盤の半径方向に平行移動可能に上側試料台１３に支持されている。そのカムは、上側試料台１３の円盤の中央に配置され、回転することによりその複数のピンを外側に向かって駆動する。すなわち、上側試料台１３は、その複数のピンがカートリッジ５５の複数の穴５７に入るように基板４３が配置され、ユーザの操作によりそのカムが回転させられることにより、基板４３を固定する。
【００５０】
このようなメカニカルロック機構を備えた試料台は、電磁力を用いないで基板４３を保持することができ、電磁力が加わることが嫌われる基板４３を保持することに有効である。
【００５１】
常温接合装置１は、図９に示されているように、さらに、アライメント装置７０を備えている。アライメント装置７０は、赤外照明７１とレンズ７２とカメラ７３とを備えている。このとき、キャリッジ支持台４５は、透明部位７４が形成されている。透明部位７４は、赤外照明７１が照射する赤外線に対して透明な材料で形成されている。さらに、下側試料台４６は、透明部位７５が形成されている。透明部位７５は、赤外照明７１が照射する赤外線に対して透明な材料で形成され、下側試料台４６のうちの透明部位７４の近傍に配置されている。さらに、その基板がカートリッジ５５に接合されているときに、カートリッジ５５は、同様にして、透明部位が形成されている。その透明部位は、赤外照明７１が照射する赤外線に対して透明な材料で形成され、下側試料台４６のうちの透明部位７５の近傍に配置される。
【００５２】
赤外照明７１とレンズ７２とカメラ７３とは、接合チャンバー２に固定されている。赤外照明７１は、半導体を透過する赤外線を生成する。その赤外線の波長としては、１μｍ以上の波長が例示される。レンズ７２は、赤外照明７１により生成される赤外線の向きを鉛直方向に変えて、透明部位７４、７５を介して、上側基板支持部４１により保持される基板７６にその赤外線を照射し、または、下側基板支持部４２により保持される基板７７にその赤外線を照射する。レンズ７２は、さらに、基板７６を反射する赤外線の反射光をカメラ７３に透過し、基板７７を反射する赤外線の反射光をカメラ７３に透過する。カメラ７３は、レンズ７２を透過した反射光に基づいて基板７６の一部の画像を生成し、基板７７の一部の画像を生成する。
【００５３】
基板７６は、基板７７に対向する表面の一部にアライメントマーク７８が形成されている。基板７７は、基板７６に対向する表面にアライメントマーク７９が形成されている。基板７７は、アライメントマーク７９が基板７７のうちの透明部位７４、７５に配置されるように、下側試料台４６に支持される。アライメントマーク７８とアライメントマーク７９とは、基板７６と基板７７とが設計どおりに常温接合されるときに、ちょうど向かい合って配置されるように、設計されている。アライメントマーク７８は、基板７６の複数の箇所に形成され、アライメントマーク７９は、基板７７の複数の箇所に形成されている。
【００５４】
このとき、カートリッジ５５と下側試料台４６とキャリッジ支持台４５とは、アライメント装置７０により基板７７のアライメントマーク７９が撮影されるように、形成されている。すなわち、カートリッジ５５は、基板７７に接合されたときに、その複数のアライメントマーク７９が配置される複数の箇所に複数の透明部位がそれぞれ形成されている。下側試料台４６は、下側基板支持部４２が基板７７を保持したときに、その複数のアライメントマーク７９が配置される複数の箇所に複数の透明部位７５がそれぞれ形成されている。キャリッジ支持台４５は、下側基板支持部４２が基板７７を保持したときに、その複数のアライメントマーク７９が配置される複数の箇所に複数の透明部位７４がそれぞれ形成されている。
【００５５】
図１０は、ゲートバルブ５を示している。ゲートバルブ５は、ゲート６１と扉６２とを備えている。ゲート６１は、接合チャンバー２の内部とロードロックチャンバー３の内部とを接続する開口部を形成し、その開口部の周辺に封止面６３を有している。扉６２は、ユーザの操作に基づいて図示されていない機構により移動されて、封止面６３に密着してゲート６１の開口部を閉鎖し、ゲート６１の開口部から離れてゲート６１の開口部を開放する。
【００５６】
常温接合装置１は、イオンガン３２から放出される粒子に強く曝されないように、かつ、イオンガン３２から放出される粒子により壁３４の表面や内蔵物の表面、その基板の表面から弾き飛ばされた粒子に強く曝されないように、ゲートバルブ５と真空ポンプ３１とが配置されるように製造される。
【００５７】
ゲートバルブ５は、イオンガン３２から放出される粒子に強く曝され、または、イオンガン３２から放出される粒子によりその基板の表面から弾き飛ばされた粒子に強く曝されると、封止面６３周辺にその粒子による汚染膜ができる。その汚染膜が、ゲートバルブ５の開閉により剥れ、汚染物が封止面６３に入り込み、接合チャンバー２の内部とロードロックチャンバー３の内部とを密閉することができなくなる。このような常温接合装置１は、ゲートバルブ５の封止面６３の汚染を防止して、長寿命化することができる。
【００５８】
真空ポンプ３１は、排気口３５がイオンガン３２から放出される粒子に強く曝され、または、イオンガン３２から放出される粒子により壁３４の表面や内蔵物の表面、その基板の表面から弾き飛ばされた粒子に強く曝されると、内部の金属製の複数の羽根が損傷、または羽根に汚染膜ができる。その羽根の損傷・汚染膜の固化堆積により、真空ポンプ３１の排気性能の低下を引き起こす可能性がある。また、汚染膜が剥れると真空ポンプ３１がそれを吸い込んでしまい、真空ポンプ３１を壊す可能性がある。このような常温接合装置１は、真空ポンプ３１の羽根の損傷、汚染を防止して、長寿命化することができる。
【００５９】
図１１は、搬送装置８の爪２１を示している。爪２１は、支持面６４、６５と非支持面６６とが形成されている。支持面６４、６５は、同一の水平面に沿うように形成され、鉛直方向上向きに向けられている。非支持面６６は、支持面６４、６５が沿う水平面より鉛直下側に配置される他の水平面に沿うように形成され、支持面６４と支持面６５との間に配置されている。爪２１は、図１２に示されているように、基板６７が支持面６４、６５に接触し、基板６７が非支持面６６に接触しないように、基板６７を把持する。このとき、爪２１は、基板６７の常温接合装置１により常温接合される接合面が上を向いているときでも下を向いているときでも、その接合面が搬送装置８に接触しないで、その接合面が汚染されることによる接合不良の発生を防止することができる。
【００６０】
図１３は、第１カセット台６または第２カセット台７に配置されるカセットを示している。そのカセット６８は、対向する壁面に水平である複数（たとえば、２５）の棚６９がそれぞれ鉛直方向に１列に並んで配置されている。カセット６８は、図１４に示されているように、基板６７が棚６９に接触し、基板６７の接合面がカセット６８に接触しないように、基板６７を配置する。このとき、カセット６８は、基板６７の常温接合装置１により常温接合される接合面が上を向いているときでも下を向いているときでも、その接合面がカセット６８に接触しないで、その接合面が汚染されることによる接合不良の発生を防止することができる。
【００６１】
常温接合装置１を用いて常温接合するときの動作は、上側試料台の向きを補正する動作と常温接合する動作とを備えている。
【００６２】
上側試料台の向きを補正する動作は、下側基板支持部４２が下側試料台４６と弾性案内４７とを備えていない状態から実行される。作業者は、まず、上側試料台１３の向きを測定する。作業者は、上側試料台１３の基板が配置される面がキャリッジ支持台４５の支持面５２に平行でないときに、角度調整機構１２を用いて、上側試料台１３の基板が配置される面と支持面５２とが平行になるように調整する。すなわち、作業者は、上側試料台１３の基板が配置される面と支持面５２とが平行になるように、球フランジ２６を固定フランジ２７によりかしめ固定し、固定フランジ２７を球座２８に固定する。
【００６３】
作業者は、このような角度調整を実施後に、下側基板支持部４２に下側試料台４６と弾性案内４７とを取り付ける。作業者は、次いで、下側試料台４６の支持面５４がキャリッジ支持台４５の支持面５２に接触するように、上側基板支持部４１を下側基板支持部４２に押し付ける。このとき、作業者は、上側試料台１３の基板が配置される面と下側試料台４６の基板が配置される面とに印加される荷重の分布を計測し、その荷重分布が均一であることを確認する。
【００６４】
なお、上側試料台の向きを補正する動作は、下側試料台４６がキャリッジ支持台４５の支持面５２に接触して支持されているときに、他の動作に置換される。その動作では、作業者は、まず、上側試料台１３の向きを測定する。作業者は、上側試料台１３の基板が配置される面と下側試料台４６の基板が配置される面とが平行でないときに、角度調整機構１２を用いて、上側試料台１３の基板が配置される面と下側試料台４６の基板が配置される面とが平行になるように調整する。ここで、下側試料台４６が基板を保持しているときに、上側試料台１３の基板が配置される面が下側試料台４６に保持されている基板の上側試料台１３に対向する面に平行になるように、調整することもできる。すなわち、作業者は、上側試料台１３の基板が配置される面と下側試料台４６の基板が配置される面とが平行になるように、球フランジ２６を固定フランジ２７によりかしめ固定し、固定フランジ２７を球座２８に固定する。作業者は、次いで、上側基板支持部４１を下側基板支持部４２に押し付ける。このとき、作業者は、上側試料台１３の基板が配置される面と下側試料台４６の基板が配置される面とに印加される荷重の分布を計測し、その荷重分布が均一であることを確認する。
【００６５】
なお、上側試料台１３が基板を保持しているときには、上側試料台１３の向きに置換して、その基板の下側試料台４６に対向する面の向きを測定することもできる。
【００６６】
このような上側試料台の向きを補正する動作によれば、上側試料台１３の基板が下側試料台４６の基板に常温接合されるときに、上側試料台１３の基板と下側試料台４６の基板との接合面に荷重がより均一に負荷されることができる。この結果、このような動作は、その常温接合により接合基板に複数のデバイスが形成されるときに、その複数のデバイスの歩留まりを向上させ、常温接合装置１による常温接合の信頼性を向上させ、常温接合装置１をより実用的にすることができる。このような動作によれば、さらに、キャリッジ支持台４５の支持面５２と下側試料台４６の基板が配置される面とが平行になるように調整する必要がなく、その荷重分布をより容易に均一にすることができる。このとき、常温接合装置１は、キャリッジ支持台４５の支持面５２と下側試料台４６の基板が配置される面とが平行になるように調整する機構を備える必要がなく、より容易に製造されることができる。
【００６７】
図１５は、その常温接合する動作を示している。作業者は、上側試料台の向きを補正する動作が実行された後に、まず、ゲートバルブ５を閉鎖して（ステップＳ１）、真空ポンプ３１を用いて接合チャンバー２の内部に真空雰囲気を生成し、ロードロックチャンバー３の内部に大気圧雰囲気を生成する。
【００６８】
作業者は、複数の基板をカセット６８に装填する。その複数の基板は、接合面が下向きになるようにカセット６８に装填される。作業者は、さらに、その複数の基板にそれぞれ常温接合される他の複数の基板を他のカセット６８に装填する。その複数の基板は、接合面が上向きになるようにカセット６８に装填される。作業者は、ロードロックチャンバー３の蓋を開けて、接合面が下向きの基板が装填されたカセット６８を第１カセット台６に配置し、接合面が上向きの基板が装填されたカセット６８を第２カセット台７に配置する（ステップＳ２）。カセット台が３個以上ある場合は、それらも配置する。作業者は、ロードロックチャンバー３の蓋を閉めて、ロードロックチャンバー３の内部に真空雰囲気を生成し、ゲートバルブ５を開放する（ステップＳ３）。
【００６９】
作業者は、搬送装置８を用いて、第１カセット台６に配置されたカセット６８に装填された基板の１つを上側基板支持部４１にセットし、第２カセット台７に配置されたカセット６８に装填された基板の１つを下側基板支持部４２にセットする（ステップＳ４）。作業者は、ゲートバルブ５を閉鎖する（ステップＳ５）。
【００７０】
作業者は、ゲートバルブ５を閉鎖した後に、上側基板支持部４１にセットされた基板と下側基板支持部４２にセットされた基板とを常温接合する。すなわち、作業者は、上側基板支持部４１にセットされた基板と下側基板支持部４２にセットされた基板とが離れた状態で、上側基板支持部４１にセットされた基板と下側基板支持部４２にセットされた基板との間にイオンガン３２を用いて粒子を放出する。その粒子は、その基板に照射され、その基板の表面に形成される酸化物等を除去し、その基板の表面に付着している不純物を除去する。作業者は、上側基板支持部４１の上側ステージ駆動装置１４を操作して、上側試料台１３を鉛直下方向に下降させて、上側基板支持部４１にセットされた基板と下側基板支持部４２にセットされた基板とを近づける。作業者は、アライメント装置７０を用いて上側基板支持部４１にセットされた基板のアライメントマークと下側基板支持部４２にセットされた基板のアライメントマークとを画像に撮像する。作業者は、その画像に基づいて下側基板支持部４２の位置決め機構を操作して、上側基板支持部４１にセットされた基板と下側基板支持部４２にセットされた基板とが設計通りに接合されるように、下側基板支持部４２にセットされた基板の位置を移動する。作業者は、上側基板支持部４１の上側ステージ駆動装置１４を操作して、上側試料台１３を鉛直下方向に下降させて、上側基板支持部４１にセットされた基板を下側基板支持部４２にセットされた基板に接触させる。このとき、下側基板支持部４２の弾性案内４７は弾性変形し、下側基板支持部４２の下側試料台４６はキャリッジ支持台４５に接触してキャリッジ支持台４５に支持される。上側基板支持部４１にセットされた基板と下側基板支持部４２にセットされた基板とは、その接触により接合され、１枚の接合基板が生成される。
【００７１】
このような常温接合によれば、上側試料台１３の向きを補正する動作が実行された後に実行されることにより、上側基板支持部４１にセットされた基板と下側基板支持部４２にセットされた基板との接合面に荷重をより均一に負荷することができ、常温接合の歩留まりを向上させることができる。このような常温接合によれば、さらに、下側試料台４６がキャリッジ支持台４５に接触して支持されことにより、位置決めステージ４４に耐荷重を越える大きな荷重が印加されることを防止しつつ、上側基板支持部４１にセットされた基板と下側基板支持部４２にセットされた基板との接合面に、より大きな荷重をより均一に負荷することができる。
【００７２】
作業者は、上側試料台１３を鉛直上方向に上昇させて、ゲートバルブ５を開放する（ステップＳ７）。作業者は、搬送装置８を用いて、第１カセット台６に配置されたカセット６８のうちの空いている棚に、下側基板支持部４２にセットされている接合基板を搬送する（ステップＳ８）。カセット台が３個以上ある場合は、ステップＳ４〜ステップＳ８の動作は、装填された基板がすべて常温接合されるまで（ステップＳ９、ＹＥＳ）繰り返し実行される。
【００７３】
作業者は、装填された基板がすべて常温接合されると（ステップＳ９、ＹＥＳ）、ゲートバルブ５を閉鎖して（ステップＳ１０）、ロードロックチャンバー３の内部に大気を供給してロードロックチャンバー３の内部に大気圧雰囲気を生成する。作業者は、ロードロックチャンバー３の蓋を開けて、第１カセット台６、第２カセット台７から接合基板をカセット６８ごと取り出す（ステップＳ１１）。
【００７４】
このような動作によれば、その接合された全部の基板をカセット６８ごと次工程に搬送することができる。このような常温接合方法は、その接合された全部の基板を別のカセットに再装填する作業が介在しないために、タクトタイムを短縮することができ、高効率であり、単位時間あたりの生産量が多く、大量生産に好適である。
【００７５】
さらに、ステップＳ２の接合面が下向きの基板が装填されたカセット６８を第１カセット台６に配置し、接合面が上向きの基板が装填されたカセット６８を第２カセット台７に配置することによれば、搬送装置２は、接合チャンバー２またはロードロックチャンバー３の内部で基板を裏返す必要がない。このため、接合チャンバー２とロードロックチャンバー３とは、基板を裏返すための空間を内部に設ける必要がなく、よりコンパクトに形成されることができる。さらに、搬送装置８は、基板を裏返すための機構を備える必要がなく、より容易に製造されることができる。その結果、常温接合装置１は、よりコンパクトに、より低コストに製造されることができる。
【００７６】
本発明による常温接合装置の実施の他の形態は、既述の実施の形態における常温接合装置１のロードロックチャンバー３が第１カセット台６と第２カセット台７とを内部に備えないで、代わりに複数のカセットチャンバーを備えている。すなわち、その常温接合装置８１は、図１６に示されているように、その複数のカセットチャンバー８２−１〜８２−４を備えている。カセットチャンバー８２−１〜８２−４は、それぞれ、内部を環境から密閉する容器であり、一般に、ステンレス鋼により形成されている。常温接合装置８１は、さらに、複数のゲートバルブ８３−１〜８３−４を備えている。ゲートバルブ８３−ｉ（ｉ＝１、２、３、４）は、ロードロックチャンバー３とカセットチャンバー８２−ｉの間に介設され、カセットチャンバー８２−ｉの内部とロードロックチャンバー３の内部とを接続するゲートを閉鎖し、または、開放する。
【００７７】
カセットチャンバー８２−ｉは、カセット８４−ｉが配置される。カセット８４−ｉは、既述の実施の形態におけるカセット６８と同様であり、水平である２５個の棚が鉛直方向に１列に並んで配置されているケースであり、その棚に１枚ずつ基板を載せるために利用される。
【００７８】
カセットチャンバー８２−ｉは、さらに、図示されていない真空ポンプと蓋とを備えている。その真空ポンプは、カセットチャンバー８２−ｉの内部から気体を排気する。その真空ポンプとしては、内部の金属製の複数の羽根が気体分子を弾き飛ばすことにより排気するターボ分子ポンプが例示される。その蓋は、カセットチャンバー８２−ｉの外部と内部とを接続するゲートを閉鎖し、大気雰囲気にすることで開放できる。その蓋の大きさは、カセット８４−ｉより大きい。
【００７９】
常温接合装置８１は、３枚以上の基板を１つの基板に常温接合するときの動作と、２枚の基板を１つの基板に常温接合するときの動作と、これらの接合基板を連続して製造する動作を実行することができる。
【００８０】
３枚以上の基板を１つの基板に常温接合するときの動作では、複数のカセットチャンバー８２−ｉのうち、８２−１〜８２−３を用いる。作業者は、まず、ゲートバルブ５とゲートバルブ８３−１〜８３−４とを閉鎖して、真空ポンプ３１を用いて接合チャンバー２の内部に真空雰囲気を生成し、ロードロックチャンバー３の内部に真空雰囲気を生成し、カセットチャンバー８２−１〜８２−４の内部に大気圧雰囲気を生成する。作業者は、カセットチャンバー８２−１〜８２−２の蓋を開けて、２５枚の基板が装填されたカセット８４−１をカセットチャンバー８２−１に配置し、２５枚の基板が装填されたカセット８４−２をカセットチャンバー８２−２に配置する。作業者は、カセットチャンバー８２−１〜８２−２の蓋を閉めて、カセットチャンバー８２−１〜８２−２の内部に真空雰囲気を生成し、ゲートバルブ５とゲートバルブ８３−１〜８３−２とを開放する。
【００８１】
作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−１に装填された基板のうちの１枚の基板を上側基板支持部４１に搭載し、カセット８４−２に装填された基板のうちの１枚の基板を下側基板支持部４２に搭載する。作業者は、ゲートバルブ５を閉鎖して、上側基板支持部４１に搭載された基板と下側基板支持部４２に搭載された基板とを常温接合して、上側基板支持部４１を鉛直上方向に上昇させて、下側基板支持部４２に搭載された接合基板を生成する。作業者は、次いで、ゲートバルブ５を開放する。作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−１のうちの空いている棚に下側基板支持部４２に搭載されている接合基板を搬送する。このような接合動作は、カセット８４−１に装填された基板がすべて常温接合されるまで繰り返し実行される。
【００８２】
作業者は、このような接合動作が実行されている間に、カセットチャンバー８２−３の蓋を開けて、２５枚の基板が装填されたカセット８４−３をカセットチャンバー８２−３に配置する。作業者は、カセットチャンバー８２−３の蓋を閉めて、カセットチャンバー８２−３の内部に真空雰囲気を生成する。
【００８３】
作業者は、カセット８４−１に装填された基板とカセット８４−２に装填された基板との常温接合が完了し、かつ、カセットチャンバー８２−３の内部に真空雰囲気を生成された後に、カセット８４−１に装填され常温接合された接合基板とカセット８４−３に装填された基板とを常温接合する。すなわち、作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−１に装填された接合基板のうちの１枚の基板を上側基板支持部４１に搭載し、カセット８４−３に装填された基板のうちの１枚の基板を下側基板支持部４２に搭載する。作業者は、ゲートバルブ５を閉鎖して、上側基板支持部４１に搭載された基板と下側基板支持部４２に搭載された基板とを常温接合して、上側基板支持部４１を鉛直上方向に上昇させて、下側基板支持部４２に搭載された接合基板を生成する。作業者は、次いで、ゲートバルブ５を開放する。作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−１のうちの空いている棚に下側基板支持部４２に搭載されている接合基板を搬送する。このような接合動作は、カセット８４−１に装填された基板がすべて常温接合されるまで繰り返し実行される。
【００８４】
このように、常温接合装置８１を用いて３枚以上の基板を１つの基板に常温接合するときの動作では、２つの基板が常温接合されている間に、その２つの基板がそれぞれ配置される２つのカセットチャンバー以外のカセットチャンバーに次に常温接合される基板が装填されるカセットがセットされる。既述の実施の形態における常温接合装置１では、３枚以上の基板を１つの基板に常温接合するときに、２枚の基板が常温接合された接合基板が生成された後に３枚目の基板をセットするためにロードロックチャンバー３の内部を大気圧雰囲気にして再度真空雰囲気にする必要がある。常温接合装置８１は、ロードロックチャンバー３の内部を大気圧雰囲気にして再度真空雰囲気にする必要がなく、タクトタイムを短縮して、常温接合される基板の単位時間あたりの生産量を常温接合装置１より多くすることができる。
【００８５】
さらに、３枚以上の基板が常温接合される製品を連続して製造する場合において、接合前準備工程である排気待ち時間によるロスを低減して、効率良く製造する方法として、次の方法がある。この動作では、複数のカセットチャンバー８２−ｉのうち、８２−１〜８２−４を用いる。３枚の基板を１つの基板に連続して常温接合するときの動作では、図１７に示されているように、作業者は、まず、ゲートバルブ５とゲートバルブ８３−１〜８３−４とを閉鎖して、真空ポンプ３１を用いて接合チャンバー２の内部に真空雰囲気を生成し、ロードロックチャンバー３の内部に真空雰囲気を生成し、カセットチャンバー８２−１〜８２−４の内部に大気圧雰囲気を生成する。作業者は、カセットチャンバー８２−１〜８２−２の蓋を開けて、２５枚の基板が装填されたカセット８４−１をカセットチャンバー８２−１に配置し、２５枚の基板が装填されたカセット８４−２をカセットチャンバー８２−２に配置する。作業者は、カセットチャンバー８２−１〜８２−２の蓋を閉めて、カセットチャンバー８２−１〜８２−２の内部に真空雰囲気を生成し、ゲートバルブ５とゲートバルブ８３−１〜８３−２とを開放する。（ｓｔｅｐ２１）作業者は、カセットチャンバー８２−３の蓋を開けて、空のカセット８４−３をカセットチャンバー８２−３に配置する。作業者は、カセットチャンバー８２−３の蓋を閉めて、カセットチャンバー８２−３の内部に真空雰囲気を生成し、ゲートバルブ５とゲートバルブ８３−３を開放する。
【００８６】
作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−１に装填された基板のうちの１枚の基板を上側基板支持部４１に搭載し、カセット８４−２に装填された基板のうちの１枚の基板を下側基板支持部４２に搭載する。作業者は、ゲートバルブ５を閉鎖して、上側基板支持部４１に搭載された基板と下側基板支持部４２に搭載された基板とを常温接合して、上側基板支持部４１を鉛直上方向に上昇させて、下側基板支持部４２に搭載された接合基板を生成する。作業者は、次いで、ゲートバルブ５を開放する。作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−３のうちの空いている棚に下側基板支持部４２に搭載されている接合基板を搬送する。このような接合動作は、カセット８４−１に装填された基板がすべて常温接合され、カセット８４−３のすべての棚に接合基板が装填されるまで繰り返し実行される。（ｓｔｅｐ２２）
【００８７】
作業者は、このような接合動作が実行されている間に、カセットチャンバー８２−４の蓋を開けて、２５枚の基板が装填されたカセット８４−４をカセットチャンバー８２−４に配置する。作業者は、カセットチャンバー８２−４の蓋を閉めて、カセットチャンバー８２−４の内部に真空雰囲気を生成する。（ｓｔｅｐ２２）
【００８８】
作業者は、カセット８４−１に装填された基板とカセット８４−２に装填された基板との常温接合が完了し、かつ、カセットチャンバー８２−４の内部に真空雰囲気を生成された後に、カセット８４−３に装填され常温接合された接合基板とカセット８４−４に装填された基板とを常温接合する。すなわち、作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−３に装填された接合基板のうちの１枚の基板を下側基板支持部４２に搭載し、カセット８４−４に装填された基板のうちの１枚の基板を上側基板支持部４１に搭載する。作業者は、ゲートバルブ５を閉鎖して、上側基板支持部４１に搭載された基板と下側基板支持部４２に搭載された基板とを常温接合して、上側基板支持部４１を鉛直上方向に上昇させて、下側基板支持部４２に搭載された接合基板を生成する。作業者は、次いで、ゲートバルブ５を開放する。作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−４のうちの空いている棚に下側基板支持部４２に搭載されている接合基板を搬送する。このような接合動作は、カセット８４−３、８４−４に装填された基板がすべて常温接合されるまで繰り返し実行される。（ｓｔｅｐ２３）
【００８９】
作業者は、カセット８４−１に装填された基板とカセット８４−２に装填された基板との常温接合が完了し、かつ、カセットチャンバー８２−４の内部に真空雰囲気を生成された後に、さらに、カセットチャンバー８２−１〜８２−２の内部に大気圧雰囲気を生成する。作業者は、カセットチャンバー８２−１、８２−２の蓋を開けて、２５枚の基板が装填されたカセット８４−１と２５枚の基板が装填されたカセット８４−２をそれぞれ配置する。作業者は、カセットチャンバー８２−１〜８２−２の蓋を閉めて、カセットチャンバー８２−１〜８２−２の内部に真空雰囲気を生成し、ゲートバルブ５とゲートバルブ８３−１〜８３−２とを開放する。（ｓｔｅｐ２３）
【００９０】
作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−１に装填された基板のうちの１枚の基板を上側基板支持部４１に搭載し、カセット８４−２に装填された基板のうちの１枚の基板を下側基板支持部４２に搭載する。作業者は、ゲートバルブ５を閉鎖して、上側基板支持部４１に搭載された基板と下側基板支持部４２に搭載された基板とを常温接合して、上側基板支持部４１を鉛直上方向に上昇させて、下側基板支持部４２に搭載された接合基板を生成する。作業者は、次いで、ゲートバルブ５を開放する。作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−３のうちの空いている棚に下側基板支持部４２に搭載されている接合基板を搬送する。このような接合動作は、カセット８４−１に装填された基板がすべて常温接合され、カセット８４−３のすべての棚に接合基板が装填されるまで繰り返し実行される。（ｓｔｅｐ２４）
【００９１】
作業者は、このような接合動作が実行されている間に、カセットチャンバー８２−４の蓋を開けて、接合基板が装填されたカセット８４−４をカセットチャンバー８２−４から取り出し、別の２５枚の基板が装填された別のカセット８４−４をカセットチャンバー８２−４に配置する。作業者は、カセットチャンバー８２−４の蓋を閉めて、カセットチャンバー８２−４の内部に真空雰囲気を生成する。（ｓｔｅｐ２４）
【００９２】
作業者は、カセット８４−１に装填された基板とカセット８４−２に装填された基板との常温接合が完了し、かつ、カセットチャンバー８２−４の内部に真空雰囲気を生成された後に、再度、カセット８４−３に装填され常温接合された接合基板とカセット８４−４に装填された基板とを常温接合し、２５枚の基板が装填されたカセット８４−１と２５枚の基板が装填されたカセット８４−２をカセットチャンバー８２−１、８２−２にそれぞれ配置する。
【００９３】
作業者は、このような動作を繰り返して実行することにより、３枚の基板を１つの基板に連続的に常温接合することができ、かつ３枚の基板が常温接合される製品を連続して製造することができる。すなわち、このような常温接合装置は、３枚の基板が常温接合される製品を連続的に製造するときに、ロードロックチャンバー３の内部を大気圧雰囲気にして再度真空雰囲気にする必要がなく、また接合工程中に同時に、その接合中の基板がそれぞれ配置される２つのカセットチャンバー以外のカセットチャンバーに、次に常温接合される基板が装填されるカセットがセットされることで、排気待ち時間によるロスを低減し、タクトタイムを短縮して、常温接合される基板の単位時間当たりの生産量を常温接合装置１より多くすることができる。なお、ｓｔｅｐ２２において接合基板を配置するカセットチャンバーは、４つのカセットチャンバーのどの一つでも良く、この場合、次に接合する基板をセットするカセットチャンバーは、接合基板が配置されておらず、ｓｔｅｐ２１において接合する基板を搭載したカセットがセットされていないカセットチャンバーとなる。
【００９４】
Ｓｔｅｐ２３において完成した接合基板を配置するカセットチャンバーは、ｓｔｅｐ２２において基板を搭載したカセットがセットされていた二つのカセットチャンバーのうちのどちらの一方でも良い。この場合、次に新たに接合する基板をセットするカセットチャンバーは、ｓｔｅｐ２２で基板を搭載したカセットがセットされていた２つのカセットチャンバーを除く残り二つのカセットチャンバーとなる。
【００９５】
Ｓｔｅｐ２４において接合基板を配置するカセットチャンバーは、Ｓｔｅｐ２３で接合された基板が配置されているカセットチャンバーを除くカセットチャンバーのどの一つでも良く、この場合、次に接合する基板をセットするカセットチャンバーは、接合基板が配置されておらず、Ｓｔｅｐ２３において新たに接合する基板を搭載したカセットがセットされていないカセットチャンバーとなる。
【００９６】
４枚の基板を１つの基板に常温接合するときの動作では、図１８に示されるように、作業者は、まず、ゲートバルブ５とゲートバルブ８３−１〜８３−４を閉鎖して、真空ポンプ３１を用いて接合チャンバー２の内部に真空雰囲気を生成し、ロードロックチャンバー３の内部に真空雰囲気を生成し、カセットチャンバー８２−１〜８２−４の内部に大気圧雰囲気を生成する。作業者は、カセットチャンバー８２−１〜８２−２の蓋を開けて、２５枚の基板が装填されたカセット８４−１と２５枚の基板が装填されたカセット８４−２をカセットチャンバー８２−１、８２−２にそれぞれ配置する。作業者は、カセットチャンバー８２−１〜８２−２の蓋を閉めて、そのカセットチャンバー８２−１〜８２−２の内部に真空雰囲気を生成し、ゲートバルブ５とゲートバルブ８３−１〜８３−２を開放する。（ｓｔｅｐ３１）
【００９７】
作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−１に装填された基板のうちの１枚の基板を上側基板支持部４１に搭載し、カセット８４−２に装填された基板のうちの１枚の基板を下側基板支持部４２に搭載する。作業者は、ゲートバルブ５を閉鎖して、上側基板支持部４１に搭載された基板と下側基板支持部４２に搭載された基板とを常温接合して、上側基板支持部４１を鉛直上方向に上昇させて、下側基板支持部４２に搭載された接合基板を生成する。作業者は、次いで、ゲートバルブ５を開放する。作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−１のうちの空いている棚に下側基板支持部４２に搭載されている接合基板を搬送する。このような接合動作は、カセット８４−１に装填された基板がすべて常温接合され、カセット８４−１のすべての棚に接合基板が装填されるまで繰り返し実行される。（ｓｔｅｐ３２）
【００９８】
作業者は、このような接合動作が実行されている間に、カセットチャンバー８２−３の蓋を開けて、２５枚の基板が装填されたカセット８４−３をカセットチャンバー８２−３に配置する。作業者は、カセットチャンバー８２−３の蓋を閉めて、カセットチャンバー８２−３の内部に真空雰囲気を生成する。（ｓｔｅｐ３２）
【００９９】
作業者は、カセット８４−１に装填された基板とカセット８４−２に装填された基板との常温接合が完了し、かつ、カセットチャンバー８２−３の内部に真空雰囲気を生成された後に、カセット８４−１に装填され常温接合された接合基板とカセット８４−３に装填された基板とを常温接合する。すなわち、作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−１に装填された接合基板のうちの１枚の基板を下側基板支持部４２に搭載し、カセット８４−３に装填された基板のうちの１枚の基板を上側基板支持部４１に搭載する。作業者は、ゲートバルブ５を閉鎖して、上側基板支持部４１に搭載された基板と下側基板支持部４２に搭載された基板とを常温接合して、上側基板支持部４１を鉛直上方向に上昇させて、下側基板支持部４２に搭載された接合基板を生成する。作業者は、次いで、ゲートバルブ５を開放する。作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−３のうちの空いている棚に下側基板支持部４２に搭載されている接合基板を搬送する。このような接合動作は、カセット８４−１に装填された基板がすべて常温接合されるまで繰り返し実行される。（ｓｔｅｐ３３）
【０１００】
作業者は、カセット８４−１に装填された基板とカセット８４−２に装填された基板との常温接合が完了し、かつ、カセットチャンバー８２−３の内部に真空雰囲気を生成された後に、さらに、カセットチャンバー８２−４の内部に大気圧雰囲気を生成する。作業者は、カセットチャンバー８２−４の蓋を開けて、２５枚の基板が装填されたカセット８４−４をカセットチャンバー８２−４に配置する。作業者は、カセットチャンバー８２−４の蓋を閉めて、カセットチャンバー８２−４の内部に真空雰囲気を生成し、ゲートバルブ５とゲートバルブ８３−４を開放する。（ｓｔｅｐ３３）
【０１０１】
作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−３に装填された接合基板のうちの１枚の基板を下側基板支持部４２に搭載し、カセット８４−４に装填された基板のうちの１枚の基板を上側基板支持部４１に搭載する。作業者は、ゲートバルブ５を閉鎖して、上側基板支持部４１に搭載された基板と下側基板支持部４２に搭載された基板とを常温接合して、上側基板支持部４１を鉛直上方向に上昇させて、下側基板支持部４２に搭載された接合基板を生成する。作業者は、次いで、ゲートバルブ５を開放する。作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−４のうちの空いている棚に下側基板支持部４２に搭載されている接合基板を搬送する。このような接合動作は、カセット８４−３に装填された接合基板がすべて常温接合されるまで繰り返し実行される。（ｓｔｅｐ３４）
【０１０２】
作業者は、このような接合動作が実行されている間に、カセットチャンバー８２−１、８２−２の蓋を開けて、空のカセット８４−１〜８４−２をカセットチャンバー８２−１、８２−２から取り出し、別の２５枚の基板が装填された別のカセット８４−１〜８４−２をそのカセットチャンバー８２−１、８２−２に配置する。作業者は、カセットチャンバー８２−１、８２−２の蓋を閉めて、そのカセットチャンバー８２−１、８２−２の内部に真空雰囲気を生成する。（ｓｔｅｐ３４）
【０１０３】
作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−１に装填された基板のうちの１枚の基板を上側基板支持部４１に搭載し、カセット８４−２に装填された基板のうちの１枚の基板を下側基板支持部４２に搭載する。作業者は、ゲートバルブ５を閉鎖して、上側基板支持部４１に搭載された基板と下側基板支持部４２に搭載された基板とを常温接合して、上側基板支持部４１を鉛直上方向に上昇させて、下側基板支持部４２に搭載された接合基板を生成する。作業者は、次いで、ゲートバルブ５を開放する。作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−１のうちの空いている棚に下側基板支持部４２に搭載されている接合基板を搬送する。このような接合動作は、カセット８４−１に装填された基板がすべて常温接合され、カセット８４−１のすべての棚に接合基板が装填されるまで繰り返し実行される。（ｓｔｅｐ３５）
【０１０４】
作業者は、このような接合動作が実行されている間に、カセットチャンバー８２−３の蓋を開けて、２５枚の基板が装填されたカセット８４−３をカセットチャンバー８２−３に配置する。作業者は、カセットチャンバー８２−３の蓋を閉めて、カセットチャンバー８２−３の内部に真空雰囲気を生成する。作業者は、このような接合動作が実行されている間に、さらに、カセットチャンバー８２−４の蓋を開けて、接合基板が装填されたカセット８４−４をカセットチャンバー８２−４から取り出す。（ｓｔｅｐ３５）
【０１０５】
作業者は、カセット８４−１に装填された基板とカセット８４−２に装填された基板との常温接合が完了し、かつ、カセットチャンバー８２−３の内部に真空雰囲気を生成された後に、再度、カセット８４−１に装填され常温接合された接合基板とカセット８４−３に装填された基板とを常温接合し、２５枚の基板が装填されたカセット８４−４をカセットチャンバー８２−４に配置する。
【０１０６】
作業者は、このような動作を繰り返して実行することにより、４枚の基板を１つの基板に連続的に常温接合することができ、かつ４枚の基板が常温接合される製品を連続して製造することができる。すなわち、このような常温接合装置は、４枚の基板が常温接合される製品を連続的に製造するときに、ロードロックチャンバー３の内部を大気圧雰囲気にして再度真空雰囲気にする必要がなく、また接合工程中に同時に、その接合中の基板がそれぞれ配置される２つのカセットチャンバー以外のカセットチャンバーに、次に常温接合される基板が装填されるカセットがセットされることで、排気待ち時間によるロスを低減し、タクトタイムを短縮して、常温接合される基板の単位時間当たりの生産量を常温接合装置１より多くすることができる。なお、ｓｔｅｐ３２、ｓｔｅｐ３３において接合基板を配置するカセットチャンバーは、４つのカセットチャンバーのどの一つでも良く、この場合、次に接合する基板をセットするカセットチャンバーは、接合基板を配置しておらず、前のｓｔｅｐにおいて基板を搭載したカセットがセットされていないカセットチャンバーとなる。Ｓｔｅｐ３４において完成した接合基板を配置するカセットチャンバーは、ｓｔｅｐ３３において基板を搭載したカセットがセットされた二つのカセットチャンバーのうちのどちらの一方でも良い。この場合、次に新たに接合する基板をセットするカセットチャンバーは、ｓｔｅｐ３３で基板を搭載したカセットがセットされた二つのカセットチャンバーを除く残りの二つのカセットチャンバーとなる。Ｓｔｅｐ３５において接合基板を配置するカセットチャンバーは、Ｓｔｅｐ３４で接合された基板が配置されているカセットチャンバーを除くカセットチャンバーのどの一つでも良く、この場合、次に接合する基板をセットするカセットチャンバーは、接合基板を配置しておらず、Ｓｔｅｐ３４において新たに接合する基板を搭載したカセットをセットしていないカセットチャンバーとなる。
【０１０７】
このような常温接合装置は、同様にして、５枚以上の基板を１つの基板に連続的に常温接合することができる。すなわち、このような常温接合装置は、５枚以上の基板が常温接合される製品を連続的に製造するときに、ロードロックチャンバー３の内部を大気圧雰囲気にして再度真空雰囲気にする必要がなく、また接合工程中に同時に、その接合中の基板がそれぞれ配置される２つのカセットチャンバー以外のカセットチャンバーに、次に常温接合される基板が装填されるカセットがセットされることで、排気待ち時間によるロスを低減し、タクトタイムを短縮して、常温接合される基板の単位時間当たりの生産量を常温接合装置１より多くすることができる。
【０１０８】
２枚の基板を１つの基板に常温接合するときの動作では、図１９に示されるように、作業者は、まず、ゲートバルブ５とゲートバルブ８３−１〜８３−４とを閉鎖して、真空ポンプ３１を用いて接合チャンバー２の内部に真空雰囲気を生成し、ロードロックチャンバー３の内部に真空雰囲気を生成し、カセットチャンバー８２−１〜８２−４の内部に大気圧雰囲気を生成する。作業者は、カセットチャンバー８２−１〜８２−２の蓋を開けて、２５枚の基板が装填されたカセット８４−１をカセットチャンバー８２−１に配置し、２５枚の基板が装填されたカセット８４−２をカセットチャンバー８２−２に配置する。作業者は、カセットチャンバー８２−１〜８２−２の蓋を閉めて、カセットチャンバー８２−１〜８２−２の内部に真空雰囲気を生成し、ゲートバルブ５とゲートバルブ８３−１〜８３−２とを開放する。（ｓｔｅｐ４１）
【０１０９】
作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−１に装填された基板のうちの１枚の基板を上側基板支持部４１に搭載し、カセット８４−２に装填された基板のうちの１枚の基板を下側基板支持部４２に搭載する。作業者は、ゲートバルブ５を閉鎖して、上側基板支持部４１に搭載された基板と下側基板支持部４２に搭載された基板とを常温接合して、上側基板支持部４１を鉛直上方向に上昇させて、下側基板支持部４２に搭載された接合基板を生成する。作業者は、次いで、ゲートバルブ５を開放する。作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−１のうちの空いている棚に下側基板支持部４２に搭載されている接合基板を搬送する。このような接合動作は、カセット８４−１に装填された基板がすべて常温接合されるまで繰り返し実行される。（ｓｔｅｐ４２）
【０１１０】
作業者は、このような接合動作が実行されている間に、カセットチャンバー８２−３〜８２−４の蓋を開けて、２５枚の基板が装填されたカセット８４−３をカセットチャンバー８２−３に配置し、２５枚の基板が装填されたカセット８４−４をカセットチャンバー８２−４に配置する。作業者は、カセットチャンバー８２−３〜８２−４の蓋を閉めて、カセットチャンバー８２−３〜８２−４の内部に真空雰囲気を生成する。（ｓｔｅｐ４２）
【０１１１】
作業者は、カセット８４−１に装填された基板とカセット８４−２に装填された基板との常温接合が完了し、かつ、カセットチャンバー８２−３〜８２−４の内部に真空雰囲気を生成された後に、カセット８４−３に装填された基板とカセット８４−４に装填された基板とを常温接合する。すなわち、作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−３に装填された基板のうちの１枚の基板を上側基板支持部４１に搭載し、カセット８４−４に装填された基板のうちの１枚の基板を下側基板支持部４２に搭載する。作業者は、ゲートバルブ５を閉鎖して、上側基板支持部４１に搭載された基板と下側基板支持部４２に搭載された基板とを常温接合して、上側基板支持部４１を鉛直上方向に上昇させて、下側基板支持部４２に搭載された接合基板を生成する。作業者は、次いで、ゲートバルブ５を開放する。作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−３のうちの空いている棚に下側基板支持部４２に搭載されている接合基板を搬送する。このような接合動作は、カセット８４−３に装填された基板がすべて常温接合されるまで繰り返し実行される。（ｓｔｅｐ４３）
【０１１２】
作業者は、このような接合動作が実行されている間に、カセットチャンバー８２−１の蓋を開けて、接合基板が装填されたカセット８４−１をカセットチャンバー８２−１から取り出し、別の２５枚の基板が装填された別のカセット８４−１をカセットチャンバー８２−１に配置し、２５枚の基板が装填されたカセット８４−２をカセットチャンバー８２−２に配置する。作業者は、カセットチャンバー８２−１〜８２−２の蓋を閉めて、カセットチャンバー８２−１〜８２−２の内部に真空雰囲気を生成し、ゲートバルブ５とゲートバルブ８３−１〜８３−２とを開放する。（ｓｔｅｐ４３）
【０１１３】
作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−１に装填された基板のうちの１枚の基板を上側基板支持部４１に搭載し、カセット８４−２に装填された基板のうちの１枚の基板を下側基板支持部４２に搭載する。作業者は、ゲートバルブ５を閉鎖して、上側基板支持部４１に搭載された基板と下側基板支持部４２に搭載された基板とを常温接合して、上側基板支持部４１を鉛直上方向に上昇させて、下側基板支持部４２に搭載された接合基板を生成する。作業者は、次いで、ゲートバルブ５を開放する。作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−１のうちの空いている棚に下側基板支持部４２に搭載されている接合基板を搬送する。このような接合動作は、カセット８４−１に装填された基板がすべて常温接合され、カセット８４−１のすべての棚に接合基板が装填されるまで繰り返し実行される。（ｓｔｅｐ４４）
【０１１４】
作業者は、このような接合動作が実行されている間に、カセットチャンバー８２−３の蓋を開けて、接合基板が装填されたカセット８４−３をカセットチャンバー８２−３から取り出し、別の２５枚の基板が装填された別のカセット８４−３をカセットチャンバー８２−３に配置し、２５枚の基板が装填されたカセット８４−４をカセットチャンバー８２−４に配置する。作業者は、カセットチャンバー８２−３〜８２−４の蓋を閉めて、カセットチャンバー８２−３〜８２−４の内部に真空雰囲気を生成する。（ｓｔｅｐ４４）
【０１１５】
作業者は、このような動作（ｓｔｅｐ４３、４４）を繰り返して実行することにより、２枚の基板が常温接合される製品を連続して製造することができる。このように、常温接合装置８１を用いて２枚の基板を１つの基板に常温接合するときの動作では、２つの基板が常温接合されている間に、その２つの基板がそれぞれ配置される２つのカセットチャンバー以外の２つのカセットチャンバーに次に常温接合される基板が装填される２つのカセットがそれぞれセットされる。既述の実施の形態における常温接合装置１では、２枚の基板を１つの基板に常温接合するときに、２枚の基板が常温接合された接合基板が生成された後に次の基板をセットするためにロードロックチャンバー３の内部を大気圧雰囲気にして再度真空雰囲気にする必要がある。常温接合装置８１は、２枚の基板が常温接合される製品を連続的に製造するときに、ロードロックチャンバー３の内部を大気圧雰囲気にして再度真空雰囲気にする必要がなく、タクトタイムを短縮して、常温接合される基板の単位時間当たりの生産量を常温接合装置１より多くすることができる。
【０１１６】
なお、Ｓｔｅｐ４２、ｓｔｅｐ４４において完成した接合基板を配置するカセットチャンバーは、ｓｔｅｐ４１、ｓｔｅｐ４３で新たに接合する基板を搭載したカセットをセットしたカセットチャンバーのうちのどちらの一方でも良い。この場合、次に新たに接合する基板をセットするカセットチャンバーは、ｓｔｅｐ４１、ｓｔｅｐ４３で新たに接合する基板を搭載したカセットをセットしたカセットチャンバーを除くカセットチャンバーとなる。
【０１１７】
なお、このような２枚の基板を１つの基板に常温接合するときの動作は、さらに、カセットチャンバー８２−１〜８２−２が２つのカセット８４−１〜８４−２を内部に配置することができる１つの第１カセットチャンバーに置換され、カセットチャンバー８２−３〜８２−４が２つのカセット８４−３〜８４−４を内部に配置することができる１つの第２カセットチャンバーに置換されているさらに他の常温接合装置を用いても実行されることができる。このとき、その常温接合装置は、第１ゲートバルブと第２ゲートバルブとを備えている。その第１ゲートバルブは、その第１カセットチャンバーとロードロックチャンバー３との間に介設され、その第１カセットチャンバーの内部とロードロックチャンバー３の内部とを接続するゲートを閉鎖し、または、開放する。その第２ゲートバルブは、その第２カセットチャンバーとロードロックチャンバー３との間に介設され、その第２カセットチャンバーの内部とロードロックチャンバー３の内部とを接続するゲートを閉鎖し、または、開放する。このような常温接合装置は、既述の３枚以上の基板を１つの基板に常温接合するときの動作を実行することができないが、構造がさらに簡単であり、２枚連続接合動作にとって好適である。
【０１１８】
本発明による常温接合装置の実施のさらに他の形態は、既述の実施の形態における常温接合装置８１のカセットチャンバー８２−１〜８２−２が１つの連結カセットチャンバーに置換されている。その連結カセットチャンバーは、２つのカセット８４−１〜８４−２を内部に配置することができる。このとき、その常温接合装置は、連結ゲートバルブを備えている。その連結ゲートバルブは、その連結カセットチャンバーとロードロックチャンバー３との間に介設され、その連結カセットチャンバーの内部とロードロックチャンバー３の内部とを接続するゲートを閉鎖し、または、開放する。
【０１１９】
このような常温接合装置は、既述の実施の形態における常温接合装置８１と同様に、２枚の基板を１つの基板に常温接合するときの動作と、３枚以上の基板を１つの基板に常温接合するときの動作と、これらの接合基板を連続して製造する動作を実行することができる。
【０１２０】
２枚の基板を１つの基板に常温接合するときの動作では、作業者は、まず、ゲートバルブ５とゲートバルブ８３−３〜８３−４とその連結ゲートバルブとを閉鎖して、真空ポンプ３１を用いて接合チャンバー２の内部に真空雰囲気を生成し、ロードロックチャンバー３の内部に真空雰囲気を生成し、カセットチャンバー８２−３〜８２−４とその連結カセットチャンバーの内部に大気圧雰囲気を生成する。作業者は、その連結カセットチャンバーの蓋を開けて、２５枚の基板が装填されたカセット８４−１と２５枚の基板が装填されたカセット８４−２とをその連結カセットチャンバーに配置する。作業者は、その連結カセットチャンバーの蓋を閉めて、その連結カセットチャンバーの内部に真空雰囲気を生成し、ゲートバルブ５とその連結ゲートバルブとを開放する。
【０１２１】
作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−１に装填された基板のうちの１枚の基板を上側基板支持部４１に搭載し、カセット８４−２に装填された基板のうちの１枚の基板を下側基板支持部４２に搭載する。作業者は、ゲートバルブ５を閉鎖して、上側基板支持部４１に搭載された基板と下側基板支持部４２に搭載された基板とを常温接合して、上側基板支持部４１を鉛直上方向に上昇させて、下側基板支持部４２に搭載された接合基板を生成する。作業者は、次いで、ゲートバルブ５を開放する。作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−１のうちの空いている棚に下側基板支持部４２にセットされている接合基板を搬送する。このような接合動作は、カセット８４−１に装填された基板がすべて常温接合されるまで繰り返し実行される。
【０１２２】
作業者は、このような接合動作が実行されている間に、カセットチャンバー８２−３〜８２−４の蓋を開けて、２５枚の基板が装填されたカセット８４−３をカセットチャンバー８２−３に配置し、２５枚の基板が装填されたカセット８４−４をカセットチャンバー８２−４に配置する。作業者は、カセットチャンバー８２−３〜８２−４の蓋を閉めて、カセットチャンバー８２−３〜８２−４の内部に真空雰囲気を生成する。
【０１２３】
作業者は、カセット８４−１に装填された基板とカセット８４−２に装填された基板との常温接合が完了し、かつ、カセットチャンバー８２−３〜８２−４の内部に真空雰囲気を生成された後に、カセット８４−３に装填された基板とカセット８４−４に装填された基板とを常温接合する。すなわち、作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−４に装填された基板のうちの１枚の基板を上側基板支持部４１に搭載し、カセット８４−３に装填された基板のうちの１枚の基板を下側基板支持部４２に搭載する。作業者は、ゲートバルブ５を閉鎖して、上側基板支持部４１に搭載された基板と下側基板支持部４２に搭載された基板とを常温接合して、上側基板支持部４１を鉛直上方向に上昇させて、下側基板支持部４２に搭載された接合基板を生成する。作業者は、次いで、ゲートバルブ５を開放する。作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−３のうちの空いている棚に下側基板支持部４２に搭載されている接合基板を搬送する。このような接合動作は、カセット８４−３に装填された基板がすべて常温接合されるまで繰り返し実行される。
【０１２４】
作業者は、このような接合動作が実行されている間に、その連結カセットチャンバーの蓋を開けて、接合基板が装填されたカセット８４−１を連結カセットチャンバーから取り出し、別の２５枚の基板が装填された別のカセット８４−１と、２５枚の基板が装填されたカセット８４−２を連結カセットチャンバーに配置する。作業者は、連結カセットチャンバーの蓋を閉めて、その連結カセットチャンバーの内部に真空雰囲気を生成し、ゲートバルブ５とその連結ゲートバルブとを開放する。
【０１２５】
作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−１に装填された基板のうちの１枚の基板を上側基板支持部４１に搭載し、カセット８４−２に装填された基板のうちの１枚の基板を下側基板支持部４２に搭載する。作業者は、ゲートバルブ５を閉鎖して、上側基板支持部４１に搭載された基板と下側基板支持部４２に搭載された基板とを常温接合して、上側基板支持部４１を鉛直上方向に上昇させて、下側基板支持部４２に搭載された接合基板を生成する。作業者は、次いで、ゲートバルブ５を開放する。作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−１のうちの空いている棚に下側基板支持部４２に搭載されている接合基板を搬送する。このような接合動作は、カセット８４−１に装填された基板がすべて常温接合され、カセット８４−１のすべての棚に接合基板が装填されるまで繰り返し実行される。
【０１２６】
作業者は、このような接合動作が実行されている間に、カセットチャンバー８２−３の蓋を開けて、接合基板が装填されたカセット８４−３をカセットチャンバー８２−３から取り出し、別の２５枚の基板が装填された別のカセット８４−３をカセットチャンバー８２−３に配置し、２５枚の基板が装填されたカセット８４−４をカセットチャンバー８２−４に配置する。作業者は、カセットチャンバー８２−３〜８２−４の蓋を閉めて、カセットチャンバー８２−３〜８２−４の内部に真空雰囲気を生成する。
【０１２７】
作業者は、このような動作を繰り返して実行することにより、２枚の基板が常温接合される製品を連続して製造することができる。このような常温接合装置では、２つの基板が常温接合されている間に、その２つの基板がそれぞれ配置される２つのカセットチャンバー以外の２つのカセットチャンバーに次に常温接合される基板が装填される２つのカセットがそれぞれセットされる。このため、このような常温接合装置は、２枚の基板が常温接合される製品を連続的に製造するときに、ロードロックチャンバー３の内部を大気圧雰囲気にして再度真空雰囲気にする必要がなく、タクトタイムを短縮して、常温接合される基板の単位時間当たりの生産量を常温接合装置１より多くすることができる。このような常温接合装置は、さらに、常温接合装置８１より構造が簡単であり、装置設計・製造・メンテナンスコスト低減の観点から好ましい。
【０１２８】
３枚の基板を１つの基板に常温接合するときの動作では、作業者は、まず、ゲートバルブ５とゲートバルブ８３−３〜８３−４とその連結ゲートバルブとを閉鎖して、真空ポンプ３１を用いて接合チャンバー２の内部に真空雰囲気を生成し、ロードロックチャンバー３の内部に真空雰囲気を生成し、カセットチャンバー８２−３〜８２−４とその連結カセットチャンバーの内部に大気圧雰囲気を生成する。作業者は、その連結カセットチャンバーの蓋を開けて、２５枚の基板が装填されたカセット８４−１と２５枚の基板が装填されたカセット８４−２をその連結カセットチャンバーに配置する。作業者は、その連結カセットチャンバーの蓋を閉めて、その連結カセットチャンバーの内部に真空雰囲気を生成し、ゲートバルブ５とその連結ゲートバルブを開放する。作業者は、カセットチャンバー８２−３の蓋を開けて、空のカセット８４−３をカセットチャンバー８２−３に配置する。作業者は、カセットチャンバー８２−３の蓋を閉めて、カセットチャンバー８２−３の内部に真空雰囲気を生成し、ゲートバルブ５とゲートバルブ８３−３を開放する。
【０１２９】
作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−１に装填された基板のうちの１枚の基板を上側基板支持部４１に搭載し、カセット８４−２に装填された基板のうちの１枚の基板を下側基板支持部４２に搭載する。作業者は、ゲートバルブ５を閉鎖して、上側基板支持部４１に搭載された基板と下側基板支持部４２に搭載された基板とを常温接合して、上側基板支持部４１を鉛直上方向に上昇させて、下側基板支持部４２に搭載された接合基板を生成する。作業者は、次いで、ゲートバルブ５を開放する。作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−３のうちの空いている棚に下側基板支持部４２に搭載されている接合基板を搬送する。このような接合動作は、カセット８４−１に装填された基板がすべて常温接合され、カセット８４−３のすべての棚に接合基板が装填されるまで繰り返し実行される。
【０１３０】
作業者は、このような接合動作が実行されている間に、カセットチャンバー８２−４の蓋を開けて、２５枚の基板が装填されたカセット８４−４をカセットチャンバー８２−４に配置する。作業者は、カセットチャンバー８２−４の蓋を閉めて、カセットチャンバー８２−４の内部に真空雰囲気を生成する。
【０１３１】
作業者は、カセット８４−１に装填された基板とカセット８４−２に装填された基板との常温接合が完了し、かつ、カセットチャンバー８２−４の内部に真空雰囲気を生成された後に、カセット８４−３に装填され常温接合された接合基板とカセット８４−４に装填された基板とを常温接合する。すなわち、作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−３に装填された接合基板のうちの１枚の基板を下側基板支持部４２に搭載し、カセット８４−４に装填された基板のうちの１枚の基板を上側基板支持部４１に搭載する。作業者は、ゲートバルブ５を閉鎖して、上側基板支持部４１に搭載された基板と下側基板支持部４２に搭載された基板とを常温接合して、上側基板支持部４１を鉛直上方向に上昇させて、下側基板支持部４２に搭載された接合基板を生成する。作業者は、次いで、ゲートバルブ５を開放する。作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−４のうちの空いている棚に下側基板支持部４２に搭載されている接合基板を搬送する。このような接合動作は、カセット８４−３、８４−４に装填された基板がすべて常温接合されるまで繰り返し実行される。
【０１３２】
作業者は、カセット８４−１に装填された基板とカセット８４−２に装填された基板との常温接合が完了し、かつ、カセットチャンバー８２−４の内部に真空雰囲気を生成された後に、さらに、その連結カセットチャンバーの内部に大気圧雰囲気を生成する。作業者は、その連結カセットチャンバーの蓋を開けて、２５枚の基板が装填されたカセット８４−１と２５枚の基板が装填されたカセット８４−２をその連結カセットチャンバーに配置する。作業者は、その連結カセットチャンバーの蓋を閉めて、その連結カセットチャンバーの内部に真空雰囲気を生成し、ゲートバルブ５とその連結ゲートバルブを開放する。
【０１３３】
作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−１に装填された基板のうちの１枚の基板を上側基板支持部４１に搭載し、カセット８４−２に装填された基板のうちの１枚の基板を下側基板支持部４２に搭載する。作業者は、ゲートバルブ５を閉鎖して、上側基板支持部４１に搭載された基板と下側基板支持部４２に搭載された基板とを常温接合して、上側基板支持部４１を鉛直上方向に上昇させて、下側基板支持部４２に搭載された接合基板を生成する。作業者は、次いで、ゲートバルブ５を開放する。作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−３のうちの空いている棚に下側基板支持部４２に搭載されている接合基板を搬送する。このような接合動作は、カセット８４−１に装填された基板がすべて常温接合され、カセット８４−３のすべての棚に接合基板が装填されるまで繰り返し実行される。
【０１３４】
作業者は、このような接合動作が実行されている間に、カセットチャンバー８２−４の蓋を開けて、接合基板が装填されたカセット８４−４をカセットチャンバー８２−４から取り出し、別の２５枚の基板が装填された別のカセット８４−４をカセットチャンバー８２−４に配置する。作業者は、カセットチャンバー８２−４の蓋を閉めて、カセットチャンバー８２−４の内部に真空雰囲気を生成する。
【０１３５】
作業者は、カセット８４−１に装填された基板とカセット８４−２に装填された基板との常温接合が完了し、かつ、カセットチャンバー８２−４の内部に真空雰囲気を生成された後に、再度、カセット８４−３に装填され常温接合された接合基板とカセット８４−４に装填された基板とを常温接合し、２５枚の基板が装填されたカセット８４−１と２５枚の基板が装填されたカセット８４−２をその連結カセットチャンバーに配置する。
【０１３６】
作業者は、このような動作を繰り返して実行することにより、その３枚の基板を１つの基板に連続的に常温接合することができる。すなわち、このような常温接合装置は、３枚の基板が常温接合される製品を連続的に製造するときに、ロードロックチャンバー３の内部を大気圧雰囲気にして再度真空雰囲気にする必要がなく、また接合工程中に同時に、その接合中の基板がそれぞれ配置される２つのカセットチャンバー以外のカセットチャンバーに、次に常温接合される基板が装填されるカセットがセットされることで、排気待ち時間によるロスを低減し、タクトタイムを短縮して、常温接合される基板の単位時間当たりの生産量を常温接合装置１より多くすることができる。このような常温接合装置は、さらに、常温接合装置８１より構造が簡単であり、装置設計・製造・メンテナンスコスト低減の観点から好ましい。
【０１３７】
４枚の基板を１つの基板に常温接合するときの動作では、作業者は、まず、ゲートバルブ５とゲートバルブ８３−３〜８３−４とその連結ゲートバルブとを閉鎖して、真空ポンプ３１を用いて接合チャンバー２の内部に真空雰囲気を生成し、ロードロックチャンバー３の内部に真空雰囲気を生成し、カセットチャンバー８２−３〜８２−４とその連結カセットチャンバーの内部に大気圧雰囲気を生成する。作業者は、その連結カセットチャンバーの蓋を開けて、２５枚の基板が装填されたカセット８４−１と２５枚の基板が装填されたカセット８４−２をその連結カセットチャンバーに配置する。作業者は、その連結カセットチャンバーの蓋を閉めて、その連結カセットチャンバーの内部に真空雰囲気を生成し、ゲートバルブ５とその連結ゲートバルブを開放する。
【０１３８】
作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−１に装填された基板のうちの１枚の基板を上側基板支持部４１に搭載し、カセット８４−２に装填された基板のうちの１枚の基板を下側基板支持部４２に搭載する。作業者は、ゲートバルブ５を閉鎖して、上側基板支持部４１に搭載された基板と下側基板支持部４２に搭載された基板とを常温接合して、上側基板支持部４１を鉛直上方向に上昇させて、下側基板支持部４２に搭載された接合基板を生成する。作業者は、次いで、ゲートバルブ５を開放する。作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−１のうちの空いている棚に下側基板支持部４２に搭載されている接合基板を搬送する。このような接合動作は、カセット８４−１に装填された基板がすべて常温接合され、カセット８４−１のすべての棚に接合基板が装填されるまで繰り返し実行される。
【０１３９】
作業者は、このような接合動作が実行されている間に、カセットチャンバー８２−３の蓋を開けて、２５枚の基板が装填されたカセット８４−３をカセットチャンバー８２−３に配置する。作業者は、カセットチャンバー８２−３の蓋を閉めて、カセットチャンバー８２−３の内部に真空雰囲気を生成する。
【０１４０】
作業者は、カセット８４−１に装填された基板とカセット８４−２に装填された基板との常温接合が完了し、かつ、カセットチャンバー８２−３の内部に真空雰囲気を生成された後に、カセット８４−１に装填され常温接合された接合基板とカセット８４−３に装填された基板とを常温接合する。すなわち、作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−１に装填された接合基板のうちの１枚の基板を下側基板支持部４２に搭載し、カセット８４−３に装填された基板のうちの１枚の基板を上側基板支持部４１に搭載する。作業者は、ゲートバルブ５を閉鎖して、上側基板支持部４１に搭載された基板と下側基板支持部４２に搭載された基板とを常温接合して、上側基板支持部４１を鉛直上方向に上昇させて、下側基板支持部４２に搭載された接合基板を生成する。作業者は、次いで、ゲートバルブ５を開放する。作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−３のうちの空いている棚に下側基板支持部４２に搭載されている接合基板を搬送する。このような接合動作は、カセット８４−１に装填された基板がすべて常温接合されるまで繰り返し実行される。
【０１４１】
作業者は、カセット８４−１に装填された基板とカセット８４−２に装填された基板との常温接合が完了し、かつ、カセットチャンバー８２−３の内部に真空雰囲気を生成された後に、さらに、カセットチャンバー８２−４の内部に大気圧雰囲気を生成する。作業者は、カセットチャンバー８２−４の蓋を開けて、２５枚の基板が装填されたカセット８４−４をカセットチャンバー８２−４に配置する。作業者は、カセットチャンバー８２−４の蓋を閉めて、カセットチャンバー８２−４の内部に真空雰囲気を生成し、ゲートバルブ５とゲートバルブ８３−４を開放する。
【０１４２】
作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−３に装填された接合基板のうちの１枚の基板を下側基板支持部４２に搭載し、カセット８４−４に装填された基板のうちの１枚の基板を上側基板支持部４１に搭載する。作業者は、ゲートバルブ５を閉鎖して、上側基板支持部４１に搭載された基板と下側基板支持部４２に搭載された基板とを常温接合して、上側基板支持部４１を鉛直上方向に上昇させて、下側基板支持部４２に搭載された接合基板を生成する。作業者は、次いで、ゲートバルブ５を開放する。作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−４のうちの空いている棚に下側基板支持部４２に搭載されている接合基板を搬送する。このような接合動作は、カセット８４−３に装填された接合基板がすべて常温接合されるまで繰り返し実行される。
【０１４３】
作業者は、このような接合動作が実行されている間に、その連結カセットチャンバーの蓋を開けて、空のカセット８４−１〜８４−２をその連結カセットチャンバーから取り出し、別の２５枚の基板が装填された別のカセット８４−１〜８４−２をその連結カセットチャンバーに配置する。作業者は、その連結カセットチャンバーの蓋を閉めて、その連結カセットチャンバーの内部に真空雰囲気を生成する。
【０１４４】
作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−１に装填された基板のうちの１枚の基板を上側基板支持部４１に搭載し、カセット８４−２に装填された基板のうちの１枚の基板を下側基板支持部４２に搭載する。作業者は、ゲートバルブ５を閉鎖して、上側基板支持部４１に搭載された基板と下側基板支持部４２に搭載された基板とを常温接合して、上側基板支持部４１を鉛直上方向に上昇させて、下側基板支持部４２に搭載された接合基板を生成する。作業者は、次いで、ゲートバルブ５を開放する。作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−１のうちの空いている棚に下側基板支持部４２に搭載されている接合基板を搬送する。このような接合動作は、カセット８４−１に装填された基板がすべて常温接合され、カセット８４−１のすべての棚に接合基板が装填されるまで繰り返し実行される。
【０１４５】
作業者は、このような接合動作が実行されている間に、カセットチャンバー８２−３の蓋を開けて、２５枚の基板が装填されたカセット８４−３をカセットチャンバー８２−３に配置する。作業者は、カセットチャンバー８２−３の蓋を閉めて、カセットチャンバー８２−３の内部に真空雰囲気を生成する。作業者は、このような接合動作が実行されている間に、さらに、カセットチャンバー８２−４の蓋を開けて、接合基板が装填されたカセット８４−４をカセットチャンバー８２−４から取り出す。
【０１４６】
作業者は、カセット８４−１に装填された基板とカセット８４−２に装填された基板との常温接合が完了し、かつ、カセットチャンバー８２−３の内部に真空雰囲気を生成された後に、再度、カセット８４−１に装填され常温接合された接合基板とカセット８４−３に装填された基板とを常温接合し、２５枚の基板が装填されたカセット８４−４をカセットチャンバー８２−４に配置する。
【０１４７】
作業者は、このような動作を繰り返して実行することにより、４枚の基板を１つの基板に連続的に常温接合することができ、かつ４枚の基板が常温接合される製品を連続して製造することができる。すなわち、このような常温接合装置は、４枚の基板が常温接合される製品を連続的に製造するときに、ロードロックチャンバー３の内部を大気圧雰囲気にして再度真空雰囲気にする必要がなく、また接合工程中に同時に、その接合中の基板がそれぞれ配置される２つのカセットチャンバー以外のカセットチャンバーに、次に常温接合される基板が装填されるカセットがセットされることで、排気待ち時間によるロスを低減し、タクトタイムを短縮して、常温接合される基板の単位時間当たりの生産量を常温接合装置１より多くすることができる。このような常温接合装置は、さらに、常温接合装置８１より構造が簡単であり、装置設計・製造・メンテナンスコスト低減の観点から好ましい。
【０１４８】
このような常温接合装置は、同様にして、５枚以上の基板を１つの基板に連続的に常温接合することができる。すなわち、このような常温接合装置は、５枚以上の基板が常温接合される製品を連続的に製造するときに、ロードロックチャンバー３の内部を大気圧雰囲気にして再度真空雰囲気にする必要がなく、また接合工程中に同時に、その接合中の基板がそれぞれ配置される２つのカセットチャンバー以外のカセットチャンバーに、次に常温接合される基板が装填されるカセットがセットされることで、排気待ち時間によるロスを低減し、タクトタイムを短縮して、常温接合される基板の単位時間当たりの生産量を常温接合装置１より多くすることができる。このような常温接合装置は、さらに、常温接合装置８１より構造が簡単であり、装置設計・製造・メンテナンスコスト低減の観点から好ましい。
【０１４９】
なお、角度調整機構１２は、上側ステージ１１に上側試料台１３の向きを変更可能に支持する他の角度調整機構に置換することができる。
【０１５０】
図２０は、その置換される角度調整機構の例を示している。その角度調整機構は、シム９１と締結具９２とを備えている。シム９１は、上側ステージ１１の上側試料台１３に対向する面の外周域の一部に配置されている。締結具９２は、シム９１が上側ステージ１１と上側試料台１３とに挟まれた状態で、上側ステージ１１と上側試料台１３とを締結することにより上側ステージ１１と上側試料台１３とを固定する。このとき、上側試料台の向きを補正する動作では、作業者は、上側試料台１３の基板が配置される面とキャリッジ支持台４５の支持面５２（下側試料台４６がキャリッジ支持台４５に接触しているときには下側試料台４６の基板が配置される面）とが平行でないときに、厚さが異なる複数のシムのうちの適当なシム９１を上側ステージ１１の上側試料台１３に対向する面の外周域の適当な位置に配置して、締結具９２を用いて上側ステージ１１と上側試料台１３とを固定する。
【０１５１】
このような角度調整機構によれば、本発明による常温接合装置は、既述の実施の形態における角度調整機構１２と同様にして、上側試料台１３の基板が下側試料台４６の基板に常温接合されるときに、上側試料台１３の基板と下側試料台４６の基板との接合面に荷重をより均一に負荷することができる。
【０１５２】
図２１は、その置換される角度調整機構の他の例を示している。その角度調整機構は、３つの押しボルト９３と引張ばね９４とを備えている。引張ばね９４は、上側ステージ１１と上側試料台１３とが引き付き合うように、上側ステージ１１に対して上側試料台１３に弾性力を印加する。押しボルト９３は、図２２に示されているように、上側ステージ１１の上側試料台１３に対向する面の外周域の３箇所に配置されている。押しボルト９３は、それぞれ、回転されることにより、上側ステージ１１から上側試料台１３を押し込む押し込み量が変化する。このとき、上側試料台の向きを補正する動作では、作業者は、上側試料台１３の基板が配置される面とキャリッジ支持台４５の支持面５２（下側試料台４６がキャリッジ支持台４５に接触しているときには下側試料台４６の基板が配置される面）とが平行でないときに、押しボルト９３を適当に回転させることにより、上側試料台１３の基板が配置される面とキャリッジ支持台４５の支持面５２とを平行にする。
【０１５３】
このような角度調整機構によれば、本発明による常温接合装置は、既述の実施の形態における角度調整機構１２と同様にして、上側試料台１３の基板が下側試料台４６の基板に常温接合されるときに、上側試料台１３の基板と下側試料台４６の基板との接合面に荷重をより均一に負荷することができる。
【０１５４】
図２３は、その置換される角度調整機構のさらに他の例を示している。その角度調整機構は、３つの圧電素子９５とセンサ９６と制御装置９７とを備えている。センサ９６は、上側試料台１３の向きを測定する。制御装置９７は、コンピュータであり、センサ９６により測定された上側試料台１３の向きに基づいて、または、作業者の操作に基づいて、圧電素子９５に適切な電圧を印加する。圧電素子９５は、図２４に示されているように、上側ステージ１１の上側試料台１３に対向する面の外周域の３箇所に配置されている。圧電素子９５は、印加される電圧に基づいて長さが変化する。
【０１５５】
このとき、上側試料台の向きを補正する動作では、作業者は、センサ９６を用いて上側試料台１３の向きを測定する。作業者は、上側試料台１３の基板が配置される面とキャリッジ支持台４５の支持面５２（下側試料台４６がキャリッジ支持台４５に接触しているときには下側試料台４６の基板が配置される面）とが平行でないときに、制御装置９７を適当に操作することにより、圧電素子９５に適切な電圧を印加して上側試料台１３の基板が配置される面とキャリッジ支持台４５の支持面５２とを平行にする。
【０１５６】
このような角度調整機構によれば、本発明による常温接合装置は、既述の実施の形態における角度調整機構１２と同様にして、上側試料台１３の基板が下側試料台４６の基板に常温接合されるときに、上側試料台１３の基板と下側試料台４６の基板との接合面に荷重をより均一に負荷することができる。
【０１５７】
このような角度調整機構は、さらに、接合チャンバー２を大気開放しないで上側試料台１３の基板が配置される面と下側試料台４６の基板が配置される面とを平行にすることができる。すなわち、上側試料台の向きを補正する動作では、制御装置９７は、センサ９６を用いて上側試料台１３の向きを測定し、その測定結果に基づいて圧電素子９５に適切な電圧を印加して上側試料台１３の基板が配置される面と下側試料台４６の基板が配置される面とを平行にする。このような動作は、接合チャンバー２を大気開放しないで実行されることができ、たとえば、図１５のステップＳ４〜ステップＳ８が繰り返されている期間のうちのステップＳ６が実行されていない期間に実行されることができる。このため、このような動作によれば、ステップＳ４〜ステップＳ８が繰り返されている期間に上側試料台１３の向きが変化した場合でも、上側試料台１３の基板が配置される面と下側試料台４６の基板が配置される面とが平行になるように調整することができ、基板を常温接合することにかかる時間を短縮することができる。
【０１５８】
なお、上側試料台１３と下側試料台４６とは、メカニカルロック機構と異なる他の機構により基板を固定する試料台に置換することができる。
【０１５９】
図２５は、その置換される試料台の例を示している。その試料台１０１は、コイル１０２と磁性材１０３と電源１０４とを備えている。磁性材１０３は、棒状に形成され、試料台１０１の内部に配置されている。コイル１０２は、磁性材１０３に巻きつけられる電線から形成され、直流電流が流されることにより磁力を発生させる。電源１０４は、ユーザの操作により、コイル１０２に直流電流を流し、または、コイル１０２に直流電流が流れることを停止する。試料台１０１に保持される基板１０５は、図示されていないウェハテープを用いてカートリッジ１０６に接合されている。カートリッジ１０６は、強磁性体から形成されている。試料台１０１は、カートリッジ１０６に接合された基板１０５が試料台１０１に配置された後にコイル１０２に直流電流を流すことにより基板１０５を保持する。試料台１０１は、コイル１０２に直流電流を流すことを停止された後に、カートリッジ１０６に接合された基板１０５が取り外される。このような試料台１０１は、基板１０５が強磁性体でないときでも、基板４３を保持することができ、好ましい。
【０１６０】
図２６は、その置換される試料台の他の例を示している。その試料台１１１は、電極１１２、１１３と電源１１４、１１５とを備えている。電極１１２と電極１１３とは、試料台１１１の内部に配置されている。電源１１４は、ユーザの操作により、電極１１２に電圧を印加し、または、電極１１２に電圧を印加することを停止する。電源１１５は、ユーザの操作により、電極１１３に電圧を印加し、または、電極１１３に電圧を印加することを停止する。試料台１１１は、基板１１６が試料台１１１に配置された後に電極１１２と電極１１３とに電圧を印加し、試料台１１１と基板１１６とに発生する静電力によって基板１１６を保持する。試料台１１１は、電極１１２と電極１１３とに電圧を印加することが停止された後に、基板１１６が取り外される。このような試料台１１１は、基板１１６に静電力が与えられてもいいときに、常温接合装置に適用されることができる。すなわち、試料台は、その試料台に保持される基板の仕様に許される限り、様々な機構を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１６１】
【図１】図１は、本発明による常温接合装置の実施の形態を示す断面図である。
【図２】図２は、本発明による常温接合装置の実施の形態を示す断面図である。
【図３】図３は、角度調整機構を示す断面図である。
【図４】図４は、角度調整機構を示す斜視図である。
【図５】図５は、下側基板支持部を示す断面図である。
【図６】図６は、下側基板支持部に保持される基板を示す断面図である。
【図７】図７は、カートリッジを示す断面図である。
【図８】図８は、下側試料台を示す平面図である。
【図９】図９は、アライメント装置を示す断面図である。
【図１０】図１０は、ゲートバルブを示す断面図である。
【図１１】図１１は、搬送装置の爪を示す斜視図である。
【図１２】図１２は、基板を把持した搬送装置の爪を示す斜視図である。
【図１３】図１３は、カセットを示す斜視図である。
【図１４】図１４は、基板が配置されたカセットを示す斜視図である。
【図１５】図１５は、本発明による常温接合装置を用いて基板を常温接合する動作を示すフローチャートである。
【図１６】図１６は、本発明による常温接合装置の実施の他の形態を示す断面図である。
【図１７】図１７は、本発明による常温接合装置を用いて、常温接合基板を連続的に製造する動作を示すフロー図である。
【図１８】図１８は、本発明による常温接合装置を用いて、常温接合基板を連続的に製造する動作を示すフロー図である。
【図１９】図１９は、本発明による常温接合装置を用いて、常温接合基板を連続的に製造する動作を示すフロー図である。
【図２０】図２０は、他の角度調整機構を示す側面図である。
【図２１】図２１は、さらに他の角度調整機構を示す側面図である。
【図２２】図２２は、さらに他の角度調整機構を示す平面図である。
【図２３】図２３は、さらに他の角度調整機構を示す側面図である。
【図２４】図２４は、さらに他の角度調整機構を示す平面図である。
【図２５】図２５は、他の試料台を示す側面図である。
【図２６】図２６は、さらに他の試料台を示す側面図である。
【符号の説明】
【０１６２】
１ ：常温接合装置
２ ：接合チャンバー
３ ：ロードロックチャンバー
５ ：ゲートバルブ
６ ：第１カセット台
７ ：第２カセット台
８ ：搬送装置
１１：上側ステージ
１２：角度調整機構
１３：上側試料台
１４：上側ステージ駆動装置
１５：第１アーム
１６：第２アーム
１７：第３アーム
１８：第１節
１９：第２節
２０：第３節
２１：爪
２２：回転軸
２３：回転軸
２４：回転軸
２６：球フランジ
２７：固定フランジ
２８：球座
２９：点
２９−１〜２９−２：分割リング
３１：真空ポンプ
３２：イオンガン
３３：電子銃
３４：壁
３５：排気口
３６：照射方向
３７：扉
３８：ヒンジ
３９：窓
４１：上側基板支持部
４２：下側基板支持部
４３：基板
４４：位置決めステージ
４５：キャリッジ支持台
４６：下側試料台
４７：弾性案内
４８：底板
５２：支持面
５４：支持面
５５：カートリッジ
５６：接着面
５７：複数の穴
５８：複数のピン
５９：カム
６１：ゲート
６２：扉
６３：封止面
６４：支持面
６５：支持面
６６：非支持面
６７：基板
６８：カセット
６９：棚
７０：アライメント装置
７１：赤外照明
７２：レンズ
７３：カメラ
７４：透明部位
７５：透明部位
７６：基板
７７：基板
７８：アライメントマーク
７９：アライメントマーク
８１：常温接合装置
８２−１〜８２−４：カセットチャンバー
８３−１〜８３−４：ゲートバルブ
８４−１〜８４−４：カセット
９１：シム
９２：締結具
９３：押しボルト
９４：引張ばね
９５：圧電素子
９６：センサ
９７：制御装置
１０１：試料台
１０２：コイル
１０３：磁性材
１０４：電源
１０５：基板
１０６：カートリッジ
１１１：試料台
１１２：電極
１１３：電極
１１４：電源
１１５：電源
１１６：基板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、常温接合装置に関し、特に、常温接合を用いて製品を大量に生産する常温接合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
微細な電気部品や機械部品を集積化したＭＥＭＳが知られている。そのＭＥＭＳとしては、マイクロリレー、圧力センサ、加速度センサなどが例示される。そのＭＥＭＳは、大きな接合強度を持ち、かつ荷重による押し付けや加熱処理を必要としない常温接合が用いられて製造されることが望まれている。その常温接合装置は、製品を大量に生産することに利用されることが望まれ、長寿命であることが望まれ、よりコンパクトであることが望まれている。その常温接合装置は、さらに、製品を大量に生産するときに使い勝手が良いことが望まれ、単位時間あたりの生産量が多いことが望まれている。
【０００３】
複数のパターンが形成された２つの基板を接合基板に接合することにより、その接合基板に複数のデバイスを形成する常温接合方法が知られている。このような常温接合方法では、その複数のデバイスの歩留まりを向上させることが望まれ、その接合面に荷重をより均一に負荷することが望まれている。
【０００４】
特許第２７９１４２９号公報には、大きな接合強度を持ち、かつ荷重による押し付けや加熱処理を必要としないシリコンウェハーの接合方法が開示されている。そのシリコンウェハーの常温接合法は、シリコンウェハーとシリコンウェハーとを接合する方法であって、両方のシリコンウェハーの接合面を接合に先立って室温の真空中で不活性ガスイオンビームまたは不活性ガス高速原子ビームで照射してスパッタエッチングすることを特徴とする。
【０００５】
特開２００１−３５１８９２号公報には、その接合法を大量生産が要求される現実の実装工程により便利に適合させるとともに、実装工程全体のタクトタイムの短縮をはかった実装方法が開示されている。その実装方法は、複数の被接合物同士を接合する実装方法であって、各被接合物の表面にエネルギー波を照射することにより洗浄する洗浄工程と、洗浄された被接合物を実装工程に搬送する搬送工程と、搬送された各被接合物の洗浄された表面同士を常温接合する実装工程とを有することを特徴とする。
【０００６】
特開２００３−３１８２１９号公報には、エネルギー波もしくはエネルギー粒子により効率よくかつ均一に接合面を洗浄できるようにし、また、チャンバー内で洗浄する際にも、対向チャンバー壁面エッチングによる不純物付着の問題を回避できるようにした実装方法が開示されている。その実装方法は、対向する両被接合物間に形成される間隙内に、一つの照射手段によりエネルギー波もしくはエネルギー粒子を照射して両被接合物の接合面を実質的に同時洗浄するとともに、洗浄中に少なくとも一方の被接合物を回転させ、洗浄された被接合物間の相対位置をアライメント後、被接合物同士を接合することを特徴とする。
【０００７】
特許第３９７０３０４号公報には、コンパクト化、低コスト化することができ、また、ステージ耐荷重の制約を受けなくなることで圧接荷重の上限値が広域化でき、接合時に高荷重が求められる対象へ適用する際の信頼性が増す常温接合装置が開示されている。その常温接合装置は、上側基板と下側基板とを常温接合するための真空雰囲気を生成する接合チャンバーと、前記接合チャンバーの内部に設置され、前記上側基板を前記真空雰囲気に支持する上側ステージと、前記接合チャンバーの内部に設置され、前記下側基板を前記真空雰囲気に支持するキャリッジと、前記キャリッジに同体に接合される弾性案内と、前記接合チャンバーの内部に設置され、水平方向に移動可能に前記弾性案内を支持する位置決めステージと、前記弾性案内を駆動して前記水平方向に前記キャリッジを移動する第１機構と、前記水平方向に垂直である上下方向に前記上側ステージを移動する第２機構と、前記接合チャンバーの内部に設置され、前記下側基板と前記上側基板とが圧接されるときに、前記上側ステージが移動する方向に前記キャリッジを支持するキャリッジ支持台とを具備している。前記弾性案内は、前記下側基板と前記上側基板とが接触しないときに前記キャリッジが前記キャリッジ支持台に接触しないように前記キャリッジを支持し、前記下側基板と前記上側基板とが圧接されるときに前記キャリッジが前記キャリッジ支持台に接触するように弾性変形する。
【０００８】
特開２００２−０６４０４２号公報には、最終的に極めて高精度で信頼性の高い接合状態を得ることができる実装方法が開示されている。その実装方法は、複数の被接合物同士を接合する実装方法であって、第１の被接合物と、第２の被接合物およびその保持手段と、位置決め基準面を有するバックアップ部材とをこの順に互いに離間させて配置し、第２の被接合物またはその保持手段のバックアップ部材の位置決め基準面に対する平行度を調整するとともに、第１の被接合物またはその保持手段の第２の被接合物またはその保持手段に対する平行度を調整し、第１の被接合物を第２の被接合物に接触させて両被接合物を仮接合した後、第２の被接合物の保持手段をバックアップ部材の位置決め基準面に接触させ、両被接合物を加圧して本接合することを特徴とする。
【特許文献１】特許第２７９１４２９号公報
【特許文献２】特開２００１−３５１８９２号公報
【特許文献３】特開２００３−３１８２１９号公報
【特許文献４】特許第３９７０３０４号公報
【特許文献５】特開２００２−０６４０４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は、基板をより確実に常温接合する常温接合装置を提供することにある。
本発明の他の課題は、接合される接合面に、より大きな荷重をより均一に負荷する常温接合装置を提供することにある。
本発明のさらに他の課題は、より長寿命である常温接合装置を提供することにある。
本発明のさらに他の課題は、よりコンパクトである常温接合装置を提供することにある。
本発明のさらに他の課題は、より低コストで常温接合する常温接合装置を提供することにある。
本発明のさらに他の課題は、単位時間あたりの製品の生産量をより多くする常温接合装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以下に、発明を実施するための最良の形態・実施例で使用される符号を括弧付きで用いて、課題を解決するための手段を記載する。この符号は、特許請求の範囲の記載と発明を実施するための最良の形態・実施例の記載との対応を明らかにするために付加されたものであり、特許請求の範囲に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００１１】
本発明による常温接合装置（１）（８１）は、第１基板を保持する第１試料台（１３）を第１ステージ（１１）に、第１試料台（１３）の向きを変更可能に支持する角度調整機構（１２）と、第１ステージ（１１）を第１方向に駆動する第１駆動装置（１４）と、第２基板を保持する第２試料台（４６）をその第１方向に平行でない第２方向に駆動する第２駆動装置（４４）と、その第２基板とその第１基板とが圧接されるときに、その第１方向に第２試料台（４６）を支持するキャリッジ支持台（４５）とを備えている。このとき、常温接合装置（１）（８１）は、第１基板と第２基板とを圧接するときに、第２駆動装置（４４）に加わる荷重を低減することができ、第２駆動装置（４４）の耐荷重を越えたより大きな荷重を第１基板と第２基板とに加えることができる。常温接合装置（１）（８１）は、さらに、第１基板のうちの第２基板に対向する第１表面と第２基板のうちの第１基板に対向する第２表面とが平行に接触するように、角度調整機構（１２）を用いて第１基板の向きを変更することができ、その大きな荷重を接合面に均一に負荷することができる。
【００１２】
角度調整機構（１２）は、第１試料台（１３）に固定される球フランジ（２６）と、第１ステージ（１１）に固定される球座（２８）と、球フランジ（２６）をかしめることにより球フランジ（２６）を球座（２８）に固定する固定フランジ（２７）とを備えていることが好ましい。
【００１３】
角度調整機構（１２）は、複数のシム（９１）と、その複数のシム（９１）のうちのいくつかのシム（９１）を第１ステージ（１１）と第１試料台（１３）との間に挟んで第１ステージ（１１）と第１試料台（１３）とを接合する締結部品（９２）とを備えていることが好ましい。
【００１４】
角度調整機構（１２）は、電気信号により伸び縮みする複数の素子（９５）と、複数の素子（９５）の各々の一端を第１試料台（１３）に接合し、その各々の他端を第１ステージ（１１）に接合する締結部品（９２）とを備えていることが好ましい。
【００１５】
角度調整機構（１２）は、第１試料台（１３）のうちのその第２基板に対向する表面の向きを測定するセンサ（９６）と、その測定された表面の向きに基づいて複数の素子（９５）を制御する制御装置（９７）とをさらに備えている。このとき、制御装置（９７）は、その測定された表面が基準面に平行になるように複数の素子（９５）を制御する。その基準面としては、キャリッジ支持台（４５）のうちの第２試料台に対向する面（５４）、第２試料台（４６）のうちの第２基板が保持される面、第２基板のうちの第１基板に接合される面が例示される。このとき、常温接合装置（１）（８１）は、たとえば、接合チャンバー（２）を大気開放することなしに、第１試料台（１３）の向きを補正することができ、好ましい。
【００１６】
本発明による常温接合装置（１）（８１）は、その第２基板を固定するカートリッジ（５５）を第２試料台（４６）に機械的に固定するメカニカルロック機構をさらに備えている。このとき、常温接合装置（１）（８１）は、電磁力を用いないで第２基板を保持することができ、第２基板が電磁力を嫌うときに有効である。
【００１７】
本発明による常温接合装置（１）（８１）は、その第２基板を固定するカートリッジ（１０６）を第２試料台（４６）に磁力を用いて固定するコイル（１０２）をさらに備えていることが好ましい。
【００１８】
本発明による常温接合装置（１）（８１）は、光を発する光源（７１）と、その第１基板またはその第２基板にパターンニングされたアライメントマーク（７８，７９）を反射するその光の反射光に基づいて画像を撮像するカメラ（７３）とをさらに備えている。キャリッジ支持台（４５）は、その光とその反射光とが透過する観察窓（７４）が形成される。このとき、常温接合装置（１）（８１）は、画像に基づいて第２試料台（４６）を駆動することにより、第１基板と第２基板とが設計どおりに常温接合されるように、第１基板と第２基板とを位置合わせすることができる。
【００１９】
本発明による常温接合装置（１）（８１）は、第１試料台（１３）と第２試料台（４６）とを内部に配置する接合チャンバー（２）と、接合チャンバー（２）に形成される排気口（３５）を介して接合チャンバー（２）の内部から気体を排気して接合チャンバー（２）の内部に真空雰囲気を生成する真空ポンプ（３１）と、その第１基板のうちのその第２基板に対向する第１表面とその第２基板のうちのその第１基板に対向する第２表面とが離れているときに、一箇所から放出される粒子をその真空雰囲気でその第１表面とその第２表面との間に向けて照射する表面清浄化装置（３２）とを備えている。その粒子のビームの中心線（３６）は、接合チャンバー（２）の内側表面のうちの排気口（３５）を除く領域に向いている。このような常温接合装置（１）（８１）は、真空ポンプ（３１）の汚染が防止されて、長寿命化する。
【００２０】
本発明による常温接合装置（１）（８１）は、第１試料台（１３）と第２試料台（４６）とを内部に配置する接合チャンバー（２）と、ロードロックチャンバー（３）と接合チャンバー（２）との間を開閉するゲートバルブ（５）と、ゲートバルブ（５）を介してその第１基板とその第２基板とをロードロックチャンバー（３）から接合チャンバー（２）に搬送する搬送装置（８）と、その第１表面とその第２表面とが離れているときに、一箇所から放出される粒子をその真空雰囲気でその第１表面とその第２表面との間に向けて照射する表面清浄化装置（３２）とを備えている。その粒子のビームの中心線（３６）は、接合チャンバー（２）の内側表面のうちのゲートバルブ（５）を除く領域に向いている。このような常温接合装置（１）（８１）は、ゲートバルブ（５）の汚染が防止されて、長寿命化する。
【００２１】
本発明による常温接合装置（１）（８１）は、互いに独立して減圧可能である複数のカセットチャンバー（８２−１〜８２−４）をさらに備えている。搬送装置（８）は、その第１基板をその複数のカセットチャンバー（８２−１〜８２−４）のうちの第１カセットチャンバー（８２−１〜８２−４）から接合チャンバー（２）に搬送し、その第２基板をその複数のカセットチャンバー（８２−１〜８２−４）のうちの第２カセットチャンバー（８２−１〜８２−４）から接合チャンバー（２）に搬送し、その第２基板とその第１基板とが常温接合された接合基板を接合チャンバー（２）からその複数のカセットチャンバー（８２−１〜８２−４）のうちの１つのカセットチャンバー（８２−１〜８２−４）に搬送する。このような常温接合装置（１）（８１）は、タイミングをずらして複数の基板を別々にカセットチャンバー（８２−１〜８２−４）にセットすることができる。
【００２２】
本発明による常温接合装置（１）（８１）は、その複数のカセットチャンバー（８２−１〜８２−４）の内部に出し入れ可能に配置される複数カセット（６８）をさらに備えている。その複数カセット（６８）は、それぞれ、その第２基板またはその第１基板またはその接合基板が配置される複数の棚（６９）が形成される。このような常温接合装置（１）（８１）は、その２つの基板の複数組をカセット（６８）ごとカセットチャンバー（８２−１〜８２−４）に入れることができ、その接合基板をカセット（６８）ごと次工程（ダイシングやエッチング、あるいは、さらに基板を接合接合する工程）に搬送することができる。このような常温接合装置（１）（８１）は、タクトタイムを短縮することができ、高効率であり、単位時間あたりの生産量が多く、大量生産に好適である。
【００２３】
本発明による常温接合装置（１）（８１）は、第２試料台（４６）に同体に接合される弾性案内（４７）をさらに備えている。第２駆動装置（４４）は、弾性案内（４７）を支持し、弾性案内（４７）を駆動することにより、第２試料台（４６）を駆動する。弾性案内（４７）は、その第１基板とその第２基板とが接触していないときに第２試料台（４６）がキャリッジ支持台（４５）に接触しないように、かつ、その第１基板とその第２基板とが圧接されるときに第２試料台（４６）がキャリッジ支持台（４５）に接触するように、弾性変形することが好ましい。
【００２４】
第２試料台（４６）は、第２試料台（４６）がキャリッジ支持台（４５）に摺動してその第２方向に移動することが好ましい。
【００２５】
本発明による常温接合装置（１）（８１）は、第１基板を保持する第１試料台（１３）を支持する第１ステージ（１１）を第１方向に駆動する第１駆動装置（１４）と、第２基板を保持する第２試料台（４６）をその第１方向に平行でない第２方向に駆動する第２駆動装置（４４）と、その第２基板とその第１基板とが圧接されるときに、その第１方向に第２試料台（４６）を支持するキャリッジ支持台（４５）と、その第２基板を固定するカートリッジ（５５）を第２試料台（４６）に機械的に固定するメカニカルロック機構とを備えている。このとき、常温接合装置（１）（８１）は、第１基板と第２基板とを圧接するときに、第２駆動装置（４４）に加わる荷重を低減することができ、第２駆動装置（４４）の耐荷重を越えたより大きな荷重を第１基板と第２基板とに加えることができる。常温接合装置（１）（８１）は、さらに、第２基板に電磁力を印加することなしに、第２基板を着脱可能に第２試料台（４６）に支持することができる。このため、常温接合装置（１）（８１）は、電磁力を印加することができない基板にその大きな荷重を負荷することができる。
【００２６】
本発明による常温接合装置（１）（８１）は、第１試料台（１３）と第２試料台（４６）とを内部に配置する接合チャンバー（２）と、接合チャンバー（２）に形成される排気口（３５）を介して接合チャンバー（２）の内部から気体を排気して接合チャンバー（２）の内部に真空雰囲気を生成する真空ポンプ（３１）と、ロードロックチャンバー（３）と接合チャンバー（２）との間を開閉するゲートバルブ（５）と、ゲートバルブ（５）を介してその第１基板とその第２基板とをロードロックチャンバー（３）から接合チャンバー（２）に搬送する搬送装置（８）と、その第１基板のうちのその第２基板に対向する第１表面とその第２基板のうちのその第１基板に対向する第２表面とが離れているときに、一箇所から放出される粒子をその真空雰囲気でその第１表面とその第２表面との間に向けて照射する表面清浄化装置（３２）とを備えている。その粒子のビームの中心線は、接合チャンバー（２）の内側表面のうちの排気口（３５）とゲートバルブ（５）とを除く領域に向いている。
【００２７】
本発明による常温接合装置（１）（８１）は、第１基板を保持する第１試料台（１３）を支持する第１ステージ（１１）を第１方向に駆動する第１駆動装置（１４）と、第２基板を保持する第２試料台（４６）をその第１方向に平行でない第２方向に駆動する第２駆動装置（４４）と、その第２基板とその第１基板とが圧接されるときに、その第１方向に第２試料台（４６）を支持するキャリッジ支持台（４５）と、光を発する光源（７１）と、その第１基板またはその第２基板にパターンニングされたアライメントマーク（７８，７９）を反射するその光の反射光に基づいて画像を撮像するカメラ（７３）とを備えている。キャリッジ支持台（４５）は、その光とその反射光とが透過する観察窓（７４）が形成される。このとき、常温接合装置（１）（８１）は、第１基板と第２基板とを圧接するときに、第２駆動装置（４４）に加わる荷重を低減することができ、第２駆動装置（４４）の耐荷重を越えたより大きな荷重を第１基板と第２基板とに加えることができる。常温接合装置（１）（８１）は、さらに、その画像に基づいて第２試料台（４６）を駆動することにより、第１基板と第２基板とが設計どおりに常温接合されるように、第１基板と第２基板とを位置合わせすることができる。
【００２８】
本発明による常温接合装置（１）（８１）は、第１試料台（１３）と第２試料台（４６）とを内部に配置する接合チャンバー（２）と、接合チャンバー（２）に形成される排気口（３５）を介して接合チャンバー（２）の内部から気体を排気して接合チャンバー（２）の内部に真空雰囲気を生成する真空ポンプ（３１）と、ロードロックチャンバー（３）と接合チャンバー（２）との間を開閉するゲートバルブ（５）と、ゲートバルブ（５）を介してその第１基板とその第２基板とをロードロックチャンバー（３）から接合チャンバー（２）に搬送する搬送装置（８）と、その第１基板のうちのその第２基板に対向する第１表面とその第２基板のうちのその第１基板に対向する第２表面とが離れているときに、一箇所から放出される粒子をその真空雰囲気でその第１表面とその第２表面との間に向けて照射する表面清浄化装置（３２）とを備えている。その粒子のビームの中心線は、接合チャンバー（２）の内側表面のうちの排気口（３５）とゲートバルブ（５）とを除く領域に向いている。このとき、常温接合装置（１）（８１）は、第１基板と第２基板とを圧接するときに、第２駆動装置（４４）に加わる荷重を低減することができ、第２駆動装置（４４）の耐荷重を越えたより大きな荷重を第１基板と第２基板とに加えることができる。このような常温接合装置（１）（８１）は、さらに、真空ポンプ（３１）の汚染とゲートバルブ（５）の汚染が防止されて、長寿命化する。
【発明の効果】
【００２９】
本発明による常温接合装置は、第１基板と第２基板とを圧接するときに、第２駆動装置に加わる荷重を低減することができ、第２駆動装置の耐荷重を越えたより大きな荷重を第１基板と第２基板とに加えることができる。本発明による常温接合装置は、さらに、第１基板と第２基板との接合面に、より大きな荷重をより均一に負荷することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
図面を参照して、本発明による常温接合装置の実施の形態を記載する。その常温接合装置１は、図１に示されているように、接合チャンバー２とロードロックチャンバー３とを備えている。接合チャンバー２とロードロックチャンバー３は、内部を環境から密閉する容器に形成されている。常温接合装置１は、さらに、ゲートバルブ５を備えている。ゲートバルブ５は、接合チャンバー２とロードロックチャンバー３との間に介設され、接合チャンバー２の内部とロードロックチャンバー３の内部とを接続するゲートを閉鎖し、または、開放する。
【００３１】
ロードロックチャンバー３は、第１カセット台６と第２カセット台７と搬送装置８とを内部に備えている。第１カセット台６と第２カセット台７とは、基板を載せるために利用されるカセットが配置される。なお、ロードロックチャンバー３は、このようなカセット台を３個以上設置されても構わない。
【００３２】
ロードロックチャンバー３は、さらに、図示されていない真空ポンプと蓋とを備えている。その真空ポンプは、ロードロックチャンバー３の内部から気体を排気する。その真空ポンプとしては、内部の金属製の複数の羽根が気体分子を弾き飛ばすことにより排気するターボ分子ポンプが例示される。その蓋は、ロードロックチャンバー３の外部と内部とを接続するゲートを閉鎖し、または、開放する。そのゲートの大きさは、第１カセット台６と第２カセット台７とに配置されるカセットより大きい。
【００３３】
搬送装置８は、第１アーム１５と第２アーム１６と第３アーム１７と第１節１８と第２節１９と第３節２０とを備えている。第１アーム１５と第２アーム１６と第３アーム１７とは、それぞれ、棒状に形成されている。第１節１８は、ロードロックチャンバー３の床板に支持され、回転軸２２を中心に回転可能に第１アーム１５を支持している。回転軸２２は、鉛直方向に平行である。第２節１９は、第１節１８に支持され、回転軸２３を中心に回転可能に第２アーム１６を支持している。回転軸２３は、鉛直方向に平行であり、すなわち、回転軸２２に平行である。第３節２０は、第２節１９に支持され、回転軸２４を中心に回転可能に第３アーム１７を支持している。回転軸２４は、鉛直方向に平行であり、すなわち、回転軸２３に平行である。第３アーム１７は、第３節２０に接合される端と反対側の端に、爪２１を備えている。爪２１は、第１カセット台６または第２カセット台に配置されるカセットに載せられる基板を把持するために利用される。
【００３４】
搬送装置８は、さらに、図示されていない昇降機構と伸縮機構とを備えている。その昇降機構は、ユーザの操作により、第１アーム１５を昇降させて、爪２１により把持される基板を昇降させる。その伸縮機構は、第１節１８と第２節１９と第３節２０とを制御して第３アーム１７の長手方向に平行に第３アーム１７を平行移動させる。
【００３５】
搬送装置８は、その基板をロードロックチャンバー３から接合チャンバー２にゲートバルブ５を介して搬送し、その基板を接合チャンバー２からロードロックチャンバー３にゲートバルブ５を介して搬送する。
【００３６】
接合チャンバー２は、真空ポンプ３１とイオンガン３２と電子銃３３とを備えている。接合チャンバー２は、容器を形成する壁３４の一部分に排気口３５が形成されている。真空ポンプ３１は、接合チャンバー２の外部に配置され、排気口３５を介して接合チャンバー２の内部から気体を排気する。真空ポンプ３１としては、内部の金属製の複数の羽根が気体分子を弾き飛ばすことにより排気するターボ分子ポンプが例示される。イオンガン３２は、１つの照射方向３６に向けられて配置され、照射方向３６に向けて加速された荷電粒子を放出する。その荷電粒子としては、アルゴンイオンが例示される。イオンガン３２は、その基板の表面を清浄化する他の表面清浄化装置に置換することができる。その表面清浄化装置としては、プラズマガン、高速原子ビーム源などが例示される。電子銃３３は、イオンガン３２により荷電粒子が照射される対象に向けられて配置され、その対象に向けて加速された電子を放出する。
【００３７】
壁３４は、一部分に扉３７が形成されている。扉３７は、ヒンジ３８を備えている。ヒンジ３８は、壁３４に対して回転可能に扉３７を支持している。壁３４は、さらに、一部分に窓３９が形成されている。窓３９は、気体を透過しないで可視光を透過する材料から形成されている。窓３９は、ユーザがイオンガン３２により荷電粒子が照射される対象または、接合状態を接合チャンバー２の外部から見えるように配置されていれば壁３４のどこでもかまわない。
【００３８】
接合チャンバー２は、図２に示されているように、さらに、上側基板支持部４１と下側基板支持部４２とを内部に備えている。上側基板支持部４１は、上側ステージ１１と角度調整機構１２と上側試料台１３と上側ステージ駆動装置１４とを備えている。上側ステージ１１は、接合チャンバー２に対して鉛直方向に平行移動可能に支持されている。角度調整機構１２は、向きを変更可能に、上側試料台１３を上側ステージ１１に支持している。上側試料台１３は、その下端に誘電層を備え、その誘電層と基板の間に電圧を印加し、静電力によってその基板をその誘電層に吸着する。上側ステージ駆動装置１４は、ユーザの操作により、上側ステージ１１を接合チャンバー２に対して鉛直方向に平行移動させる。下側基板支持部４２は、基板を上端に支持する。
【００３９】
イオンガン３２は、上側基板支持部４１に支持される基板と下側基板支持部４２に支持されるその基板とが離れているときに、上側基板支持部４１に支持される基板と下側基板支持部４２に支持される基板との間の空間に向けられ、接合チャンバー２の壁３４の一部の内側表面に向けられている。すなわち、イオンガン３２の照射方向３６は、上側基板支持部４１に支持される基板と下側基板支持部４２に支持される基板との間を通り、接合チャンバー２の壁３４の一部の内側表面に交差する。
【００４０】
図３は、角度調整機構１２を示している。角度調整機構１２は、球フランジ２６と固定フランジ２７と球座２８とを備えている。球フランジ２６は、支持部分とフランジ部分とから形成されている。その支持部分は、上側試料台１３に接合されている。そのフランジ部分は、点２９を中心とする球に形成されている。固定フランジ２７は、かしめ固定により、球フランジ２６のフランジ部分に接合されている。球座２８は、球フランジ２６のフランジ部分に密着する球座面が形成されている。球座２８は、さらに、上側ステージ１１に接合され、その球座面が球フランジ２６のフランジ部分に密着するように、ボルトに例示される締結具により固定フランジ２７に接合されている。
【００４１】
図４は、固定フランジ２７を示している。固定フランジ２７は、分割リング２９−１〜２９−２を備えている。分割リング２９−１〜２９−２は、それぞれ、リングの一部に形成されている。分割リング２９−１〜２９−２は、そのリングの内側が球フランジ２６のフランジ部分に接触するように配置され、図示されていないボルトにより締結されることにより、球フランジ２６のフランジ部分に接合される。
【００４２】
図５は、下側基板支持部４２を詳細に示している。下側基板支持部４２は、位置決めステージ４４とキャリッジ支持台４５と下側試料台４６と弾性案内４７とを備えている。位置決めステージ４４は、接合チャンバー２の底板４８に支持されている。キャリッジ支持台４５は、例えば、円柱状に形成され、接合チャンバー２の底板４８に支持されている。キャリッジ支持台４５は、その円柱の上端に滑らかな支持面５２を有している。支持面５２は、鉛直方向に垂直である。
【００４３】
下側試料台４６は、例えば、円柱状に形成される。下側試料台４６は、その円柱の下端に滑らかな支持面５４を有している。下側試料台４６の支持面５４の反対側の面は、支持面５４と平行になるように、高精度（たとえば、平行度が１０μｍ以内）に加工されている。弾性案内４７は、弾性体から形成され、下側試料台４６の側面に同体に接合されている。位置決めステージ４４は、下側試料台４６の支持面５４がキャリッジ支持台４５の支持面５２に接触しないように、弾性案内４７を水平方向に平行移動可能に支持している。このとき、支持面５４と支持面５２とは、１００μｍ程度離れている。弾性案内４７は、さらに、上側基板支持部４１により下側試料台４６が鉛直下方向に押されたときに、下側試料台４６の支持面５４がキャリッジ支持台４５の支持面５２に接触するように弾性変形する。位置決めステージ４４は、さらに、ユーザの操作により弾性案内４７を水平方向に平行な方向に平行移動させ、弾性案内４７を鉛直方向に平行な回転軸を中心に回転移動させる。
【００４４】
このような下側基板支持部４２は、下側試料台４６が上側基板支持部４１により鉛直下方向に押されたときに、押付け荷重が下側試料台４６を支持する弾性案内に加わることで、キャリッジ支持台４５が下側試料台４６を支持する。このため、常温接合装置１は、位置決めステージ４４に大きな荷重をかけずに上側基板支持部４１にセットされた基板と下側基板支持部４２にセットされた基板とに、位置決めステージ４４の耐荷重を越えるより大きな荷重を加えることができる。
【００４５】
なお、下側基板支持部４２は、位置決めステージ４４と弾性案内４７とを他の位置決め機構に置換することもできる。このとき、キャリッジ支持台４５は、支持面５２が下側試料台４６の支持面５４に接触して下側試料台４６を支持する。その位置決め機構は、ユーザの操作により下側試料台４６を水平方向に平行な方向に平行移動させ、下側試料台４６を鉛直方向に平行な回転軸を中心に回転移動させる。このとき、下側試料台４６は、キャリッジ支持台４５の支持面５２に摺動して移動する。
【００４６】
図６は、下側試料台４６に保持される基板を示している。その基板４３は、カートリッジ５５に接合されている。
【００４７】
図７は、カートリッジ５５を示している。カートリッジ５５は、概ね円盤状に形成され、接着面５６と複数の穴５７とが形成されている。接着面５７は、平坦に形成されている。基板４３は、図示されていないウェハテープを用いてカートリッジ５５の接着面５７に固定されている。複数の穴５７は、接着面５７の外側に形成されている。
【００４８】
図８は、下側試料台４６を示している。下側試料台４６は、メカニカルロック機構によりカートリッジ５５を保持することにより、基板４３を保持する。下側試料台４６は、概ね円盤状に形成され、複数のピン５８とカム５９とを備えている。複数のピン５８は、それぞれ、棒状に形成され、下側試料台４６の円盤の半径方向に平行移動可能に下側試料台４６に支持されている。カム５９は、下側試料台４６の円盤の中央に配置され、図示されていない回転機構（たとえば、モータ）により回転されることにより複数のピン５８を外側に向かって駆動する。すなわち、下側試料台４６は、複数のピン５８がカートリッジ５５の複数の穴５７に入るように基板４３が配置され、ユーザの操作によりカム５９が回転させられることにより、基板４３を固定する。
【００４９】
上側試料台１３に保持される基板は、基板４３と同様にして、カートリッジ５５に接合されている。さらに、上側試料台１３は、下側試料台４６と同様にして構成されている。すなわち、上側試料台１３は、概ね円盤状に形成され、複数のピンとカムとを備えている。その複数のピンは、それぞれ、棒状に形成され、上側試料台１３の円盤の半径方向に平行移動可能に上側試料台１３に支持されている。そのカムは、上側試料台１３の円盤の中央に配置され、回転することによりその複数のピンを外側に向かって駆動する。すなわち、上側試料台１３は、その複数のピンがカートリッジ５５の複数の穴５７に入るように基板４３が配置され、ユーザの操作によりそのカムが回転させられることにより、基板４３を固定する。
【００５０】
このようなメカニカルロック機構を備えた試料台は、電磁力を用いないで基板４３を保持することができ、電磁力が加わることが嫌われる基板４３を保持することに有効である。
【００５１】
常温接合装置１は、図９に示されているように、さらに、アライメント装置７０を備えている。アライメント装置７０は、赤外照明７１とレンズ７２とカメラ７３とを備えている。このとき、キャリッジ支持台４５は、透明部位７４が形成されている。透明部位７４は、赤外照明７１が照射する赤外線に対して透明な材料で形成されている。さらに、下側試料台４６は、透明部位７５が形成されている。透明部位７５は、赤外照明７１が照射する赤外線に対して透明な材料で形成され、下側試料台４６のうちの透明部位７４の近傍に配置されている。さらに、その基板がカートリッジ５５に接合されているときに、カートリッジ５５は、同様にして、透明部位が形成されている。その透明部位は、赤外照明７１が照射する赤外線に対して透明な材料で形成され、下側試料台４６のうちの透明部位７５の近傍に配置される。
【００５２】
赤外照明７１とレンズ７２とカメラ７３とは、接合チャンバー２に固定されている。赤外照明７１は、半導体を透過する赤外線を生成する。その赤外線の波長としては、１μｍ以上の波長が例示される。レンズ７２は、赤外照明７１により生成される赤外線の向きを鉛直方向に変えて、透明部位７４、７５を介して、上側基板支持部４１により保持される基板７６にその赤外線を照射し、または、下側基板支持部４２により保持される基板７７にその赤外線を照射する。レンズ７２は、さらに、基板７６を反射する赤外線の反射光をカメラ７３に透過し、基板７７を反射する赤外線の反射光をカメラ７３に透過する。カメラ７３は、レンズ７２を透過した反射光に基づいて基板７６の一部の画像を生成し、基板７７の一部の画像を生成する。
【００５３】
基板７６は、基板７７に対向する表面の一部にアライメントマーク７８が形成されている。基板７７は、基板７６に対向する表面にアライメントマーク７９が形成されている。基板７７は、アライメントマーク７９が基板７７のうちの透明部位７４、７５に配置されるように、下側試料台４６に支持される。アライメントマーク７８とアライメントマーク７９とは、基板７６と基板７７とが設計どおりに常温接合されるときに、ちょうど向かい合って配置されるように、設計されている。アライメントマーク７８は、基板７６の複数の箇所に形成され、アライメントマーク７９は、基板７７の複数の箇所に形成されている。
【００５４】
このとき、カートリッジ５５と下側試料台４６とキャリッジ支持台４５とは、アライメント装置７０により基板７７のアライメントマーク７９が撮影されるように、形成されている。すなわち、カートリッジ５５は、基板７７に接合されたときに、その複数のアライメントマーク７９が配置される複数の箇所に複数の透明部位がそれぞれ形成されている。下側試料台４６は、下側基板支持部４２が基板７７を保持したときに、その複数のアライメントマーク７９が配置される複数の箇所に複数の透明部位７５がそれぞれ形成されている。キャリッジ支持台４５は、下側基板支持部４２が基板７７を保持したときに、その複数のアライメントマーク７９が配置される複数の箇所に複数の透明部位７４がそれぞれ形成されている。
【００５５】
図１０は、ゲートバルブ５を示している。ゲートバルブ５は、ゲート６１と扉６２とを備えている。ゲート６１は、接合チャンバー２の内部とロードロックチャンバー３の内部とを接続する開口部を形成し、その開口部の周辺に封止面６３を有している。扉６２は、ユーザの操作に基づいて図示されていない機構により移動されて、封止面６３に密着してゲート６１の開口部を閉鎖し、ゲート６１の開口部から離れてゲート６１の開口部を開放する。
【００５６】
常温接合装置１は、イオンガン３２から放出される粒子に強く曝されないように、かつ、イオンガン３２から放出される粒子により壁３４の表面や内蔵物の表面、その基板の表面から弾き飛ばされた粒子に強く曝されないように、ゲートバルブ５と真空ポンプ３１とが配置されるように製造される。
【００５７】
ゲートバルブ５は、イオンガン３２から放出される粒子に強く曝され、または、イオンガン３２から放出される粒子によりその基板の表面から弾き飛ばされた粒子に強く曝されると、封止面６３周辺にその粒子による汚染膜ができる。その汚染膜が、ゲートバルブ５の開閉により剥れ、汚染物が封止面６３に入り込み、接合チャンバー２の内部とロードロックチャンバー３の内部とを密閉することができなくなる。このような常温接合装置１は、ゲートバルブ５の封止面６３の汚染を防止して、長寿命化することができる。
【００５８】
真空ポンプ３１は、排気口３５がイオンガン３２から放出される粒子に強く曝され、または、イオンガン３２から放出される粒子により壁３４の表面や内蔵物の表面、その基板の表面から弾き飛ばされた粒子に強く曝されると、内部の金属製の複数の羽根が損傷、または羽根に汚染膜ができる。その羽根の損傷・汚染膜の固化堆積により、真空ポンプ３１の排気性能の低下を引き起こす可能性がある。また、汚染膜が剥れると真空ポンプ３１がそれを吸い込んでしまい、真空ポンプ３１を壊す可能性がある。このような常温接合装置１は、真空ポンプ３１の羽根の損傷、汚染を防止して、長寿命化することができる。
【００５９】
図１１は、搬送装置８の爪２１を示している。爪２１は、支持面６４、６５と非支持面６６とが形成されている。支持面６４、６５は、同一の水平面に沿うように形成され、鉛直方向上向きに向けられている。非支持面６６は、支持面６４、６５が沿う水平面より鉛直下側に配置される他の水平面に沿うように形成され、支持面６４と支持面６５との間に配置されている。爪２１は、図１２に示されているように、基板６７が支持面６４、６５に接触し、基板６７が非支持面６６に接触しないように、基板６７を把持する。このとき、爪２１は、基板６７の常温接合装置１により常温接合される接合面が上を向いているときでも下を向いているときでも、その接合面が搬送装置８に接触しないで、その接合面が汚染されることによる接合不良の発生を防止することができる。
【００６０】
図１３は、第１カセット台６または第２カセット台７に配置されるカセットを示している。そのカセット６８は、対向する壁面に水平である複数（たとえば、２５）の棚６９がそれぞれ鉛直方向に１列に並んで配置されている。カセット６８は、図１４に示されているように、基板６７が棚６９に接触し、基板６７の接合面がカセット６８に接触しないように、基板６７を配置する。このとき、カセット６８は、基板６７の常温接合装置１により常温接合される接合面が上を向いているときでも下を向いているときでも、その接合面がカセット６８に接触しないで、その接合面が汚染されることによる接合不良の発生を防止することができる。
【００６１】
常温接合装置１を用いて常温接合するときの動作は、上側試料台の向きを補正する動作と常温接合する動作とを備えている。
【００６２】
上側試料台の向きを補正する動作は、下側基板支持部４２が下側試料台４６と弾性案内４７とを備えていない状態から実行される。作業者は、まず、上側試料台１３の向きを測定する。作業者は、上側試料台１３の基板が配置される面がキャリッジ支持台４５の支持面５２に平行でないときに、角度調整機構１２を用いて、上側試料台１３の基板が配置される面と支持面５２とが平行になるように調整する。すなわち、作業者は、上側試料台１３の基板が配置される面と支持面５２とが平行になるように、球フランジ２６を固定フランジ２７によりかしめ固定し、固定フランジ２７を球座２８に固定する。
【００６３】
作業者は、このような角度調整を実施後に、下側基板支持部４２に下側試料台４６と弾性案内４７とを取り付ける。作業者は、次いで、下側試料台４６の支持面５４がキャリッジ支持台４５の支持面５２に接触するように、上側基板支持部４１を下側基板支持部４２に押し付ける。このとき、作業者は、上側試料台１３の基板が配置される面と下側試料台４６の基板が配置される面とに印加される荷重の分布を計測し、その荷重分布が均一であることを確認する。
【００６４】
なお、上側試料台の向きを補正する動作は、下側試料台４６がキャリッジ支持台４５の支持面５２に接触して支持されているときに、他の動作に置換される。その動作では、作業者は、まず、上側試料台１３の向きを測定する。作業者は、上側試料台１３の基板が配置される面と下側試料台４６の基板が配置される面とが平行でないときに、角度調整機構１２を用いて、上側試料台１３の基板が配置される面と下側試料台４６の基板が配置される面とが平行になるように調整する。ここで、下側試料台４６が基板を保持しているときに、上側試料台１３の基板が配置される面が下側試料台４６に保持されている基板の上側試料台１３に対向する面に平行になるように、調整することもできる。すなわち、作業者は、上側試料台１３の基板が配置される面と下側試料台４６の基板が配置される面とが平行になるように、球フランジ２６を固定フランジ２７によりかしめ固定し、固定フランジ２７を球座２８に固定する。作業者は、次いで、上側基板支持部４１を下側基板支持部４２に押し付ける。このとき、作業者は、上側試料台１３の基板が配置される面と下側試料台４６の基板が配置される面とに印加される荷重の分布を計測し、その荷重分布が均一であることを確認する。
【００６５】
なお、上側試料台１３が基板を保持しているときには、上側試料台１３の向きに置換して、その基板の下側試料台４６に対向する面の向きを測定することもできる。
【００６６】
このような上側試料台の向きを補正する動作によれば、上側試料台１３の基板が下側試料台４６の基板に常温接合されるときに、上側試料台１３の基板と下側試料台４６の基板との接合面に荷重がより均一に負荷されることができる。この結果、このような動作は、その常温接合により接合基板に複数のデバイスが形成されるときに、その複数のデバイスの歩留まりを向上させ、常温接合装置１による常温接合の信頼性を向上させ、常温接合装置１をより実用的にすることができる。このような動作によれば、さらに、キャリッジ支持台４５の支持面５２と下側試料台４６の基板が配置される面とが平行になるように調整する必要がなく、その荷重分布をより容易に均一にすることができる。このとき、常温接合装置１は、キャリッジ支持台４５の支持面５２と下側試料台４６の基板が配置される面とが平行になるように調整する機構を備える必要がなく、より容易に製造されることができる。
【００６７】
図１５は、その常温接合する動作を示している。作業者は、上側試料台の向きを補正する動作が実行された後に、まず、ゲートバルブ５を閉鎖して（ステップＳ１）、真空ポンプ３１を用いて接合チャンバー２の内部に真空雰囲気を生成し、ロードロックチャンバー３の内部に大気圧雰囲気を生成する。
【００６８】
作業者は、複数の基板をカセット６８に装填する。その複数の基板は、接合面が下向きになるようにカセット６８に装填される。作業者は、さらに、その複数の基板にそれぞれ常温接合される他の複数の基板を他のカセット６８に装填する。その複数の基板は、接合面が上向きになるようにカセット６８に装填される。作業者は、ロードロックチャンバー３の蓋を開けて、接合面が下向きの基板が装填されたカセット６８を第１カセット台６に配置し、接合面が上向きの基板が装填されたカセット６８を第２カセット台７に配置する（ステップＳ２）。カセット台が３個以上ある場合は、それらも配置する。作業者は、ロードロックチャンバー３の蓋を閉めて、ロードロックチャンバー３の内部に真空雰囲気を生成し、ゲートバルブ５を開放する（ステップＳ３）。
【００６９】
作業者は、搬送装置８を用いて、第１カセット台６に配置されたカセット６８に装填された基板の１つを上側基板支持部４１にセットし、第２カセット台７に配置されたカセット６８に装填された基板の１つを下側基板支持部４２にセットする（ステップＳ４）。作業者は、ゲートバルブ５を閉鎖する（ステップＳ５）。
【００７０】
作業者は、ゲートバルブ５を閉鎖した後に、上側基板支持部４１にセットされた基板と下側基板支持部４２にセットされた基板とを常温接合する。すなわち、作業者は、上側基板支持部４１にセットされた基板と下側基板支持部４２にセットされた基板とが離れた状態で、上側基板支持部４１にセットされた基板と下側基板支持部４２にセットされた基板との間にイオンガン３２を用いて粒子を放出する。その粒子は、その基板に照射され、その基板の表面に形成される酸化物等を除去し、その基板の表面に付着している不純物を除去する。作業者は、上側基板支持部４１の上側ステージ駆動装置１４を操作して、上側試料台１３を鉛直下方向に下降させて、上側基板支持部４１にセットされた基板と下側基板支持部４２にセットされた基板とを近づける。作業者は、アライメント装置７０を用いて上側基板支持部４１にセットされた基板のアライメントマークと下側基板支持部４２にセットされた基板のアライメントマークとを画像に撮像する。作業者は、その画像に基づいて下側基板支持部４２の位置決め機構を操作して、上側基板支持部４１にセットされた基板と下側基板支持部４２にセットされた基板とが設計通りに接合されるように、下側基板支持部４２にセットされた基板の位置を移動する。作業者は、上側基板支持部４１の上側ステージ駆動装置１４を操作して、上側試料台１３を鉛直下方向に下降させて、上側基板支持部４１にセットされた基板を下側基板支持部４２にセットされた基板に接触させる。このとき、下側基板支持部４２の弾性案内４７は弾性変形し、下側基板支持部４２の下側試料台４６はキャリッジ支持台４５に接触してキャリッジ支持台４５に支持される。上側基板支持部４１にセットされた基板と下側基板支持部４２にセットされた基板とは、その接触により接合され、１枚の接合基板が生成される。
【００７１】
このような常温接合によれば、上側試料台１３の向きを補正する動作が実行された後に実行されることにより、上側基板支持部４１にセットされた基板と下側基板支持部４２にセットされた基板との接合面に荷重をより均一に負荷することができ、常温接合の歩留まりを向上させることができる。このような常温接合によれば、さらに、下側試料台４６がキャリッジ支持台４５に接触して支持されことにより、位置決めステージ４４に耐荷重を越える大きな荷重が印加されることを防止しつつ、上側基板支持部４１にセットされた基板と下側基板支持部４２にセットされた基板との接合面に、より大きな荷重をより均一に負荷することができる。
【００７２】
作業者は、上側試料台１３を鉛直上方向に上昇させて、ゲートバルブ５を開放する（ステップＳ７）。作業者は、搬送装置８を用いて、第１カセット台６に配置されたカセット６８のうちの空いている棚に、下側基板支持部４２にセットされている接合基板を搬送する（ステップＳ８）。カセット台が３個以上ある場合は、ステップＳ４〜ステップＳ８の動作は、装填された基板がすべて常温接合されるまで（ステップＳ９、ＹＥＳ）繰り返し実行される。
【００７３】
作業者は、装填された基板がすべて常温接合されると（ステップＳ９、ＹＥＳ）、ゲートバルブ５を閉鎖して（ステップＳ１０）、ロードロックチャンバー３の内部に大気を供給してロードロックチャンバー３の内部に大気圧雰囲気を生成する。作業者は、ロードロックチャンバー３の蓋を開けて、第１カセット台６、第２カセット台７から接合基板をカセット６８ごと取り出す（ステップＳ１１）。
【００７４】
このような動作によれば、その接合された全部の基板をカセット６８ごと次工程に搬送することができる。このような常温接合方法は、その接合された全部の基板を別のカセットに再装填する作業が介在しないために、タクトタイムを短縮することができ、高効率であり、単位時間あたりの生産量が多く、大量生産に好適である。
【００７５】
さらに、ステップＳ２の接合面が下向きの基板が装填されたカセット６８を第１カセット台６に配置し、接合面が上向きの基板が装填されたカセット６８を第２カセット台７に配置することによれば、搬送装置２は、接合チャンバー２またはロードロックチャンバー３の内部で基板を裏返す必要がない。このため、接合チャンバー２とロードロックチャンバー３とは、基板を裏返すための空間を内部に設ける必要がなく、よりコンパクトに形成されることができる。さらに、搬送装置８は、基板を裏返すための機構を備える必要がなく、より容易に製造されることができる。その結果、常温接合装置１は、よりコンパクトに、より低コストに製造されることができる。
【００７６】
本発明による常温接合装置の実施の他の形態は、既述の実施の形態における常温接合装置１のロードロックチャンバー３が第１カセット台６と第２カセット台７とを内部に備えないで、代わりに複数のカセットチャンバーを備えている。すなわち、その常温接合装置８１は、図１６に示されているように、その複数のカセットチャンバー８２−１〜８２−４を備えている。カセットチャンバー８２−１〜８２−４は、それぞれ、内部を環境から密閉する容器であり、一般に、ステンレス鋼により形成されている。常温接合装置８１は、さらに、複数のゲートバルブ８３−１〜８３−４を備えている。ゲートバルブ８３−ｉ（ｉ＝１、２、３、４）は、ロードロックチャンバー３とカセットチャンバー８２−ｉの間に介設され、カセットチャンバー８２−ｉの内部とロードロックチャンバー３の内部とを接続するゲートを閉鎖し、または、開放する。
【００７７】
カセットチャンバー８２−ｉは、カセット８４−ｉが配置される。カセット８４−ｉは、既述の実施の形態におけるカセット６８と同様であり、水平である２５個の棚が鉛直方向に１列に並んで配置されているケースであり、その棚に１枚ずつ基板を載せるために利用される。
【００７８】
カセットチャンバー８２−ｉは、さらに、図示されていない真空ポンプと蓋とを備えている。その真空ポンプは、カセットチャンバー８２−ｉの内部から気体を排気する。その真空ポンプとしては、内部の金属製の複数の羽根が気体分子を弾き飛ばすことにより排気するターボ分子ポンプが例示される。その蓋は、カセットチャンバー８２−ｉの外部と内部とを接続するゲートを閉鎖し、大気雰囲気にすることで開放できる。その蓋の大きさは、カセット８４−ｉより大きい。
【００７９】
常温接合装置８１は、３枚以上の基板を１つの基板に常温接合するときの動作と、２枚の基板を１つの基板に常温接合するときの動作と、これらの接合基板を連続して製造する動作を実行することができる。
【００８０】
３枚以上の基板を１つの基板に常温接合するときの動作では、複数のカセットチャンバー８２−ｉのうち、８２−１〜８２−３を用いる。作業者は、まず、ゲートバルブ５とゲートバルブ８３−１〜８３−４とを閉鎖して、真空ポンプ３１を用いて接合チャンバー２の内部に真空雰囲気を生成し、ロードロックチャンバー３の内部に真空雰囲気を生成し、カセットチャンバー８２−１〜８２−４の内部に大気圧雰囲気を生成する。作業者は、カセットチャンバー８２−１〜８２−２の蓋を開けて、２５枚の基板が装填されたカセット８４−１をカセットチャンバー８２−１に配置し、２５枚の基板が装填されたカセット８４−２をカセットチャンバー８２−２に配置する。作業者は、カセットチャンバー８２−１〜８２−２の蓋を閉めて、カセットチャンバー８２−１〜８２−２の内部に真空雰囲気を生成し、ゲートバルブ５とゲートバルブ８３−１〜８３−２とを開放する。
【００８１】
作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−１に装填された基板のうちの１枚の基板を上側基板支持部４１に搭載し、カセット８４−２に装填された基板のうちの１枚の基板を下側基板支持部４２に搭載する。作業者は、ゲートバルブ５を閉鎖して、上側基板支持部４１に搭載された基板と下側基板支持部４２に搭載された基板とを常温接合して、上側基板支持部４１を鉛直上方向に上昇させて、下側基板支持部４２に搭載された接合基板を生成する。作業者は、次いで、ゲートバルブ５を開放する。作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−１のうちの空いている棚に下側基板支持部４２に搭載されている接合基板を搬送する。このような接合動作は、カセット８４−１に装填された基板がすべて常温接合されるまで繰り返し実行される。
【００８２】
作業者は、このような接合動作が実行されている間に、カセットチャンバー８２−３の蓋を開けて、２５枚の基板が装填されたカセット８４−３をカセットチャンバー８２−３に配置する。作業者は、カセットチャンバー８２−３の蓋を閉めて、カセットチャンバー８２−３の内部に真空雰囲気を生成する。
【００８３】
作業者は、カセット８４−１に装填された基板とカセット８４−２に装填された基板との常温接合が完了し、かつ、カセットチャンバー８２−３の内部に真空雰囲気を生成された後に、カセット８４−１に装填され常温接合された接合基板とカセット８４−３に装填された基板とを常温接合する。すなわち、作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−１に装填された接合基板のうちの１枚の基板を上側基板支持部４１に搭載し、カセット８４−３に装填された基板のうちの１枚の基板を下側基板支持部４２に搭載する。作業者は、ゲートバルブ５を閉鎖して、上側基板支持部４１に搭載された基板と下側基板支持部４２に搭載された基板とを常温接合して、上側基板支持部４１を鉛直上方向に上昇させて、下側基板支持部４２に搭載された接合基板を生成する。作業者は、次いで、ゲートバルブ５を開放する。作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−１のうちの空いている棚に下側基板支持部４２に搭載されている接合基板を搬送する。このような接合動作は、カセット８４−１に装填された基板がすべて常温接合されるまで繰り返し実行される。
【００８４】
このように、常温接合装置８１を用いて３枚以上の基板を１つの基板に常温接合するときの動作では、２つの基板が常温接合されている間に、その２つの基板がそれぞれ配置される２つのカセットチャンバー以外のカセットチャンバーに次に常温接合される基板が装填されるカセットがセットされる。既述の実施の形態における常温接合装置１では、３枚以上の基板を１つの基板に常温接合するときに、２枚の基板が常温接合された接合基板が生成された後に３枚目の基板をセットするためにロードロックチャンバー３の内部を大気圧雰囲気にして再度真空雰囲気にする必要がある。常温接合装置８１は、ロードロックチャンバー３の内部を大気圧雰囲気にして再度真空雰囲気にする必要がなく、タクトタイムを短縮して、常温接合される基板の単位時間あたりの生産量を常温接合装置１より多くすることができる。
【００８５】
さらに、３枚以上の基板が常温接合される製品を連続して製造する場合において、接合前準備工程である排気待ち時間によるロスを低減して、効率良く製造する方法として、次の方法がある。この動作では、複数のカセットチャンバー８２−ｉのうち、８２−１〜８２−４を用いる。３枚の基板を１つの基板に連続して常温接合するときの動作では、図１７に示されているように、作業者は、まず、ゲートバルブ５とゲートバルブ８３−１〜８３−４とを閉鎖して、真空ポンプ３１を用いて接合チャンバー２の内部に真空雰囲気を生成し、ロードロックチャンバー３の内部に真空雰囲気を生成し、カセットチャンバー８２−１〜８２−４の内部に大気圧雰囲気を生成する。作業者は、カセットチャンバー８２−１〜８２−２の蓋を開けて、２５枚の基板が装填されたカセット８４−１をカセットチャンバー８２−１に配置し、２５枚の基板が装填されたカセット８４−２をカセットチャンバー８２−２に配置する。作業者は、カセットチャンバー８２−１〜８２−２の蓋を閉めて、カセットチャンバー８２−１〜８２−２の内部に真空雰囲気を生成し、ゲートバルブ５とゲートバルブ８３−１〜８３−２とを開放する。（ｓｔｅｐ２１）作業者は、カセットチャンバー８２−３の蓋を開けて、空のカセット８４−３をカセットチャンバー８２−３に配置する。作業者は、カセットチャンバー８２−３の蓋を閉めて、カセットチャンバー８２−３の内部に真空雰囲気を生成し、ゲートバルブ５とゲートバルブ８３−３を開放する。
【００８６】
作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−１に装填された基板のうちの１枚の基板を上側基板支持部４１に搭載し、カセット８４−２に装填された基板のうちの１枚の基板を下側基板支持部４２に搭載する。作業者は、ゲートバルブ５を閉鎖して、上側基板支持部４１に搭載された基板と下側基板支持部４２に搭載された基板とを常温接合して、上側基板支持部４１を鉛直上方向に上昇させて、下側基板支持部４２に搭載された接合基板を生成する。作業者は、次いで、ゲートバルブ５を開放する。作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−３のうちの空いている棚に下側基板支持部４２に搭載されている接合基板を搬送する。このような接合動作は、カセット８４−１に装填された基板がすべて常温接合され、カセット８４−３のすべての棚に接合基板が装填されるまで繰り返し実行される。（ｓｔｅｐ２２）
【００８７】
作業者は、このような接合動作が実行されている間に、カセットチャンバー８２−４の蓋を開けて、２５枚の基板が装填されたカセット８４−４をカセットチャンバー８２−４に配置する。作業者は、カセットチャンバー８２−４の蓋を閉めて、カセットチャンバー８２−４の内部に真空雰囲気を生成する。（ｓｔｅｐ２２）
【００８８】
作業者は、カセット８４−１に装填された基板とカセット８４−２に装填された基板との常温接合が完了し、かつ、カセットチャンバー８２−４の内部に真空雰囲気を生成された後に、カセット８４−３に装填され常温接合された接合基板とカセット８４−４に装填された基板とを常温接合する。すなわち、作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−３に装填された接合基板のうちの１枚の基板を下側基板支持部４２に搭載し、カセット８４−４に装填された基板のうちの１枚の基板を上側基板支持部４１に搭載する。作業者は、ゲートバルブ５を閉鎖して、上側基板支持部４１に搭載された基板と下側基板支持部４２に搭載された基板とを常温接合して、上側基板支持部４１を鉛直上方向に上昇させて、下側基板支持部４２に搭載された接合基板を生成する。作業者は、次いで、ゲートバルブ５を開放する。作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−４のうちの空いている棚に下側基板支持部４２に搭載されている接合基板を搬送する。このような接合動作は、カセット８４−３、８４−４に装填された基板がすべて常温接合されるまで繰り返し実行される。（ｓｔｅｐ２３）
【００８９】
作業者は、カセット８４−１に装填された基板とカセット８４−２に装填された基板との常温接合が完了し、かつ、カセットチャンバー８２−４の内部に真空雰囲気を生成された後に、さらに、カセットチャンバー８２−１〜８２−２の内部に大気圧雰囲気を生成する。作業者は、カセットチャンバー８２−１、８２−２の蓋を開けて、２５枚の基板が装填されたカセット８４−１と２５枚の基板が装填されたカセット８４−２をそれぞれ配置する。作業者は、カセットチャンバー８２−１〜８２−２の蓋を閉めて、カセットチャンバー８２−１〜８２−２の内部に真空雰囲気を生成し、ゲートバルブ５とゲートバルブ８３−１〜８３−２とを開放する。（ｓｔｅｐ２３）
【００９０】
作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−１に装填された基板のうちの１枚の基板を上側基板支持部４１に搭載し、カセット８４−２に装填された基板のうちの１枚の基板を下側基板支持部４２に搭載する。作業者は、ゲートバルブ５を閉鎖して、上側基板支持部４１に搭載された基板と下側基板支持部４２に搭載された基板とを常温接合して、上側基板支持部４１を鉛直上方向に上昇させて、下側基板支持部４２に搭載された接合基板を生成する。作業者は、次いで、ゲートバルブ５を開放する。作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−３のうちの空いている棚に下側基板支持部４２に搭載されている接合基板を搬送する。このような接合動作は、カセット８４−１に装填された基板がすべて常温接合され、カセット８４−３のすべての棚に接合基板が装填されるまで繰り返し実行される。（ｓｔｅｐ２４）
【００９１】
作業者は、このような接合動作が実行されている間に、カセットチャンバー８２−４の蓋を開けて、接合基板が装填されたカセット８４−４をカセットチャンバー８２−４から取り出し、別の２５枚の基板が装填された別のカセット８４−４をカセットチャンバー８２−４に配置する。作業者は、カセットチャンバー８２−４の蓋を閉めて、カセットチャンバー８２−４の内部に真空雰囲気を生成する。（ｓｔｅｐ２４）
【００９２】
作業者は、カセット８４−１に装填された基板とカセット８４−２に装填された基板との常温接合が完了し、かつ、カセットチャンバー８２−４の内部に真空雰囲気を生成された後に、再度、カセット８４−３に装填され常温接合された接合基板とカセット８４−４に装填された基板とを常温接合し、２５枚の基板が装填されたカセット８４−１と２５枚の基板が装填されたカセット８４−２をカセットチャンバー８２−１、８２−２にそれぞれ配置する。
【００９３】
作業者は、このような動作を繰り返して実行することにより、３枚の基板を１つの基板に連続的に常温接合することができ、かつ３枚の基板が常温接合される製品を連続して製造することができる。すなわち、このような常温接合装置は、３枚の基板が常温接合される製品を連続的に製造するときに、ロードロックチャンバー３の内部を大気圧雰囲気にして再度真空雰囲気にする必要がなく、また接合工程中に同時に、その接合中の基板がそれぞれ配置される２つのカセットチャンバー以外のカセットチャンバーに、次に常温接合される基板が装填されるカセットがセットされることで、排気待ち時間によるロスを低減し、タクトタイムを短縮して、常温接合される基板の単位時間当たりの生産量を常温接合装置１より多くすることができる。なお、ｓｔｅｐ２２において接合基板を配置するカセットチャンバーは、４つのカセットチャンバーのどの一つでも良く、この場合、次に接合する基板をセットするカセットチャンバーは、接合基板が配置されておらず、ｓｔｅｐ２１において接合する基板を搭載したカセットがセットされていないカセットチャンバーとなる。
【００９４】
Ｓｔｅｐ２３において完成した接合基板を配置するカセットチャンバーは、ｓｔｅｐ２２において基板を搭載したカセットがセットされていた二つのカセットチャンバーのうちのどちらの一方でも良い。この場合、次に新たに接合する基板をセットするカセットチャンバーは、ｓｔｅｐ２２で基板を搭載したカセットがセットされていた２つのカセットチャンバーを除く残り二つのカセットチャンバーとなる。
【００９５】
Ｓｔｅｐ２４において接合基板を配置するカセットチャンバーは、Ｓｔｅｐ２３で接合された基板が配置されているカセットチャンバーを除くカセットチャンバーのどの一つでも良く、この場合、次に接合する基板をセットするカセットチャンバーは、接合基板が配置されておらず、Ｓｔｅｐ２３において新たに接合する基板を搭載したカセットがセットされていないカセットチャンバーとなる。
【００９６】
４枚の基板を１つの基板に常温接合するときの動作では、図１８に示されるように、作業者は、まず、ゲートバルブ５とゲートバルブ８３−１〜８３−４を閉鎖して、真空ポンプ３１を用いて接合チャンバー２の内部に真空雰囲気を生成し、ロードロックチャンバー３の内部に真空雰囲気を生成し、カセットチャンバー８２−１〜８２−４の内部に大気圧雰囲気を生成する。作業者は、カセットチャンバー８２−１〜８２−２の蓋を開けて、２５枚の基板が装填されたカセット８４−１と２５枚の基板が装填されたカセット８４−２をカセットチャンバー８２−１、８２−２にそれぞれ配置する。作業者は、カセットチャンバー８２−１〜８２−２の蓋を閉めて、そのカセットチャンバー８２−１〜８２−２の内部に真空雰囲気を生成し、ゲートバルブ５とゲートバルブ８３−１〜８３−２を開放する。（ｓｔｅｐ３１）
【００９７】
作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−１に装填された基板のうちの１枚の基板を上側基板支持部４１に搭載し、カセット８４−２に装填された基板のうちの１枚の基板を下側基板支持部４２に搭載する。作業者は、ゲートバルブ５を閉鎖して、上側基板支持部４１に搭載された基板と下側基板支持部４２に搭載された基板とを常温接合して、上側基板支持部４１を鉛直上方向に上昇させて、下側基板支持部４２に搭載された接合基板を生成する。作業者は、次いで、ゲートバルブ５を開放する。作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−１のうちの空いている棚に下側基板支持部４２に搭載されている接合基板を搬送する。このような接合動作は、カセット８４−１に装填された基板がすべて常温接合され、カセット８４−１のすべての棚に接合基板が装填されるまで繰り返し実行される。（ｓｔｅｐ３２）
【００９８】
作業者は、このような接合動作が実行されている間に、カセットチャンバー８２−３の蓋を開けて、２５枚の基板が装填されたカセット８４−３をカセットチャンバー８２−３に配置する。作業者は、カセットチャンバー８２−３の蓋を閉めて、カセットチャンバー８２−３の内部に真空雰囲気を生成する。（ｓｔｅｐ３２）
【００９９】
作業者は、カセット８４−１に装填された基板とカセット８４−２に装填された基板との常温接合が完了し、かつ、カセットチャンバー８２−３の内部に真空雰囲気を生成された後に、カセット８４−１に装填され常温接合された接合基板とカセット８４−３に装填された基板とを常温接合する。すなわち、作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−１に装填された接合基板のうちの１枚の基板を下側基板支持部４２に搭載し、カセット８４−３に装填された基板のうちの１枚の基板を上側基板支持部４１に搭載する。作業者は、ゲートバルブ５を閉鎖して、上側基板支持部４１に搭載された基板と下側基板支持部４２に搭載された基板とを常温接合して、上側基板支持部４１を鉛直上方向に上昇させて、下側基板支持部４２に搭載された接合基板を生成する。作業者は、次いで、ゲートバルブ５を開放する。作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−３のうちの空いている棚に下側基板支持部４２に搭載されている接合基板を搬送する。このような接合動作は、カセット８４−１に装填された基板がすべて常温接合されるまで繰り返し実行される。（ｓｔｅｐ３３）
【０１００】
作業者は、カセット８４−１に装填された基板とカセット８４−２に装填された基板との常温接合が完了し、かつ、カセットチャンバー８２−３の内部に真空雰囲気を生成された後に、さらに、カセットチャンバー８２−４の内部に大気圧雰囲気を生成する。作業者は、カセットチャンバー８２−４の蓋を開けて、２５枚の基板が装填されたカセット８４−４をカセットチャンバー８２−４に配置する。作業者は、カセットチャンバー８２−４の蓋を閉めて、カセットチャンバー８２−４の内部に真空雰囲気を生成し、ゲートバルブ５とゲートバルブ８３−４を開放する。（ｓｔｅｐ３３）
【０１０１】
作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−３に装填された接合基板のうちの１枚の基板を下側基板支持部４２に搭載し、カセット８４−４に装填された基板のうちの１枚の基板を上側基板支持部４１に搭載する。作業者は、ゲートバルブ５を閉鎖して、上側基板支持部４１に搭載された基板と下側基板支持部４２に搭載された基板とを常温接合して、上側基板支持部４１を鉛直上方向に上昇させて、下側基板支持部４２に搭載された接合基板を生成する。作業者は、次いで、ゲートバルブ５を開放する。作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−４のうちの空いている棚に下側基板支持部４２に搭載されている接合基板を搬送する。このような接合動作は、カセット８４−３に装填された接合基板がすべて常温接合されるまで繰り返し実行される。（ｓｔｅｐ３４）
【０１０２】
作業者は、このような接合動作が実行されている間に、カセットチャンバー８２−１、８２−２の蓋を開けて、空のカセット８４−１〜８４−２をカセットチャンバー８２−１、８２−２から取り出し、別の２５枚の基板が装填された別のカセット８４−１〜８４−２をそのカセットチャンバー８２−１、８２−２に配置する。作業者は、カセットチャンバー８２−１、８２−２の蓋を閉めて、そのカセットチャンバー８２−１、８２−２の内部に真空雰囲気を生成する。（ｓｔｅｐ３４）
【０１０３】
作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−１に装填された基板のうちの１枚の基板を上側基板支持部４１に搭載し、カセット８４−２に装填された基板のうちの１枚の基板を下側基板支持部４２に搭載する。作業者は、ゲートバルブ５を閉鎖して、上側基板支持部４１に搭載された基板と下側基板支持部４２に搭載された基板とを常温接合して、上側基板支持部４１を鉛直上方向に上昇させて、下側基板支持部４２に搭載された接合基板を生成する。作業者は、次いで、ゲートバルブ５を開放する。作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−１のうちの空いている棚に下側基板支持部４２に搭載されている接合基板を搬送する。このような接合動作は、カセット８４−１に装填された基板がすべて常温接合され、カセット８４−１のすべての棚に接合基板が装填されるまで繰り返し実行される。（ｓｔｅｐ３５）
【０１０４】
作業者は、このような接合動作が実行されている間に、カセットチャンバー８２−３の蓋を開けて、２５枚の基板が装填されたカセット８４−３をカセットチャンバー８２−３に配置する。作業者は、カセットチャンバー８２−３の蓋を閉めて、カセットチャンバー８２−３の内部に真空雰囲気を生成する。作業者は、このような接合動作が実行されている間に、さらに、カセットチャンバー８２−４の蓋を開けて、接合基板が装填されたカセット８４−４をカセットチャンバー８２−４から取り出す。（ｓｔｅｐ３５）
【０１０５】
作業者は、カセット８４−１に装填された基板とカセット８４−２に装填された基板との常温接合が完了し、かつ、カセットチャンバー８２−３の内部に真空雰囲気を生成された後に、再度、カセット８４−１に装填され常温接合された接合基板とカセット８４−３に装填された基板とを常温接合し、２５枚の基板が装填されたカセット８４−４をカセットチャンバー８２−４に配置する。
【０１０６】
作業者は、このような動作を繰り返して実行することにより、４枚の基板を１つの基板に連続的に常温接合することができ、かつ４枚の基板が常温接合される製品を連続して製造することができる。すなわち、このような常温接合装置は、４枚の基板が常温接合される製品を連続的に製造するときに、ロードロックチャンバー３の内部を大気圧雰囲気にして再度真空雰囲気にする必要がなく、また接合工程中に同時に、その接合中の基板がそれぞれ配置される２つのカセットチャンバー以外のカセットチャンバーに、次に常温接合される基板が装填されるカセットがセットされることで、排気待ち時間によるロスを低減し、タクトタイムを短縮して、常温接合される基板の単位時間当たりの生産量を常温接合装置１より多くすることができる。なお、ｓｔｅｐ３２、ｓｔｅｐ３３において接合基板を配置するカセットチャンバーは、４つのカセットチャンバーのどの一つでも良く、この場合、次に接合する基板をセットするカセットチャンバーは、接合基板を配置しておらず、前のｓｔｅｐにおいて基板を搭載したカセットがセットされていないカセットチャンバーとなる。Ｓｔｅｐ３４において完成した接合基板を配置するカセットチャンバーは、ｓｔｅｐ３３において基板を搭載したカセットがセットされた二つのカセットチャンバーのうちのどちらの一方でも良い。この場合、次に新たに接合する基板をセットするカセットチャンバーは、ｓｔｅｐ３３で基板を搭載したカセットがセットされた二つのカセットチャンバーを除く残りの二つのカセットチャンバーとなる。Ｓｔｅｐ３５において接合基板を配置するカセットチャンバーは、Ｓｔｅｐ３４で接合された基板が配置されているカセットチャンバーを除くカセットチャンバーのどの一つでも良く、この場合、次に接合する基板をセットするカセットチャンバーは、接合基板を配置しておらず、Ｓｔｅｐ３４において新たに接合する基板を搭載したカセットをセットしていないカセットチャンバーとなる。
【０１０７】
このような常温接合装置は、同様にして、５枚以上の基板を１つの基板に連続的に常温接合することができる。すなわち、このような常温接合装置は、５枚以上の基板が常温接合される製品を連続的に製造するときに、ロードロックチャンバー３の内部を大気圧雰囲気にして再度真空雰囲気にする必要がなく、また接合工程中に同時に、その接合中の基板がそれぞれ配置される２つのカセットチャンバー以外のカセットチャンバーに、次に常温接合される基板が装填されるカセットがセットされることで、排気待ち時間によるロスを低減し、タクトタイムを短縮して、常温接合される基板の単位時間当たりの生産量を常温接合装置１より多くすることができる。
【０１０８】
２枚の基板を１つの基板に常温接合するときの動作では、図１９に示されるように、作業者は、まず、ゲートバルブ５とゲートバルブ８３−１〜８３−４とを閉鎖して、真空ポンプ３１を用いて接合チャンバー２の内部に真空雰囲気を生成し、ロードロックチャンバー３の内部に真空雰囲気を生成し、カセットチャンバー８２−１〜８２−４の内部に大気圧雰囲気を生成する。作業者は、カセットチャンバー８２−１〜８２−２の蓋を開けて、２５枚の基板が装填されたカセット８４−１をカセットチャンバー８２−１に配置し、２５枚の基板が装填されたカセット８４−２をカセットチャンバー８２−２に配置する。作業者は、カセットチャンバー８２−１〜８２−２の蓋を閉めて、カセットチャンバー８２−１〜８２−２の内部に真空雰囲気を生成し、ゲートバルブ５とゲートバルブ８３−１〜８３−２とを開放する。（ｓｔｅｐ４１）
【０１０９】
作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−１に装填された基板のうちの１枚の基板を上側基板支持部４１に搭載し、カセット８４−２に装填された基板のうちの１枚の基板を下側基板支持部４２に搭載する。作業者は、ゲートバルブ５を閉鎖して、上側基板支持部４１に搭載された基板と下側基板支持部４２に搭載された基板とを常温接合して、上側基板支持部４１を鉛直上方向に上昇させて、下側基板支持部４２に搭載された接合基板を生成する。作業者は、次いで、ゲートバルブ５を開放する。作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−１のうちの空いている棚に下側基板支持部４２に搭載されている接合基板を搬送する。このような接合動作は、カセット８４−１に装填された基板がすべて常温接合されるまで繰り返し実行される。（ｓｔｅｐ４２）
【０１１０】
作業者は、このような接合動作が実行されている間に、カセットチャンバー８２−３〜８２−４の蓋を開けて、２５枚の基板が装填されたカセット８４−３をカセットチャンバー８２−３に配置し、２５枚の基板が装填されたカセット８４−４をカセットチャンバー８２−４に配置する。作業者は、カセットチャンバー８２−３〜８２−４の蓋を閉めて、カセットチャンバー８２−３〜８２−４の内部に真空雰囲気を生成する。（ｓｔｅｐ４２）
【０１１１】
作業者は、カセット８４−１に装填された基板とカセット８４−２に装填された基板との常温接合が完了し、かつ、カセットチャンバー８２−３〜８２−４の内部に真空雰囲気を生成された後に、カセット８４−３に装填された基板とカセット８４−４に装填された基板とを常温接合する。すなわち、作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−３に装填された基板のうちの１枚の基板を上側基板支持部４１に搭載し、カセット８４−４に装填された基板のうちの１枚の基板を下側基板支持部４２に搭載する。作業者は、ゲートバルブ５を閉鎖して、上側基板支持部４１に搭載された基板と下側基板支持部４２に搭載された基板とを常温接合して、上側基板支持部４１を鉛直上方向に上昇させて、下側基板支持部４２に搭載された接合基板を生成する。作業者は、次いで、ゲートバルブ５を開放する。作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−３のうちの空いている棚に下側基板支持部４２に搭載されている接合基板を搬送する。このような接合動作は、カセット８４−３に装填された基板がすべて常温接合されるまで繰り返し実行される。（ｓｔｅｐ４３）
【０１１２】
作業者は、このような接合動作が実行されている間に、カセットチャンバー８２−１の蓋を開けて、接合基板が装填されたカセット８４−１をカセットチャンバー８２−１から取り出し、別の２５枚の基板が装填された別のカセット８４−１をカセットチャンバー８２−１に配置し、２５枚の基板が装填されたカセット８４−２をカセットチャンバー８２−２に配置する。作業者は、カセットチャンバー８２−１〜８２−２の蓋を閉めて、カセットチャンバー８２−１〜８２−２の内部に真空雰囲気を生成し、ゲートバルブ５とゲートバルブ８３−１〜８３−２とを開放する。（ｓｔｅｐ４３）
【０１１３】
作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−１に装填された基板のうちの１枚の基板を上側基板支持部４１に搭載し、カセット８４−２に装填された基板のうちの１枚の基板を下側基板支持部４２に搭載する。作業者は、ゲートバルブ５を閉鎖して、上側基板支持部４１に搭載された基板と下側基板支持部４２に搭載された基板とを常温接合して、上側基板支持部４１を鉛直上方向に上昇させて、下側基板支持部４２に搭載された接合基板を生成する。作業者は、次いで、ゲートバルブ５を開放する。作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−１のうちの空いている棚に下側基板支持部４２に搭載されている接合基板を搬送する。このような接合動作は、カセット８４−１に装填された基板がすべて常温接合され、カセット８４−１のすべての棚に接合基板が装填されるまで繰り返し実行される。（ｓｔｅｐ４４）
【０１１４】
作業者は、このような接合動作が実行されている間に、カセットチャンバー８２−３の蓋を開けて、接合基板が装填されたカセット８４−３をカセットチャンバー８２−３から取り出し、別の２５枚の基板が装填された別のカセット８４−３をカセットチャンバー８２−３に配置し、２５枚の基板が装填されたカセット８４−４をカセットチャンバー８２−４に配置する。作業者は、カセットチャンバー８２−３〜８２−４の蓋を閉めて、カセットチャンバー８２−３〜８２−４の内部に真空雰囲気を生成する。（ｓｔｅｐ４４）
【０１１５】
作業者は、このような動作（ｓｔｅｐ４３、４４）を繰り返して実行することにより、２枚の基板が常温接合される製品を連続して製造することができる。このように、常温接合装置８１を用いて２枚の基板を１つの基板に常温接合するときの動作では、２つの基板が常温接合されている間に、その２つの基板がそれぞれ配置される２つのカセットチャンバー以外の２つのカセットチャンバーに次に常温接合される基板が装填される２つのカセットがそれぞれセットされる。既述の実施の形態における常温接合装置１では、２枚の基板を１つの基板に常温接合するときに、２枚の基板が常温接合された接合基板が生成された後に次の基板をセットするためにロードロックチャンバー３の内部を大気圧雰囲気にして再度真空雰囲気にする必要がある。常温接合装置８１は、２枚の基板が常温接合される製品を連続的に製造するときに、ロードロックチャンバー３の内部を大気圧雰囲気にして再度真空雰囲気にする必要がなく、タクトタイムを短縮して、常温接合される基板の単位時間当たりの生産量を常温接合装置１より多くすることができる。
【０１１６】
なお、Ｓｔｅｐ４２、ｓｔｅｐ４４において完成した接合基板を配置するカセットチャンバーは、ｓｔｅｐ４１、ｓｔｅｐ４３で新たに接合する基板を搭載したカセットをセットしたカセットチャンバーのうちのどちらの一方でも良い。この場合、次に新たに接合する基板をセットするカセットチャンバーは、ｓｔｅｐ４１、ｓｔｅｐ４３で新たに接合する基板を搭載したカセットをセットしたカセットチャンバーを除くカセットチャンバーとなる。
【０１１７】
なお、このような２枚の基板を１つの基板に常温接合するときの動作は、さらに、カセットチャンバー８２−１〜８２−２が２つのカセット８４−１〜８４−２を内部に配置することができる１つの第１カセットチャンバーに置換され、カセットチャンバー８２−３〜８２−４が２つのカセット８４−３〜８４−４を内部に配置することができる１つの第２カセットチャンバーに置換されているさらに他の常温接合装置を用いても実行されることができる。このとき、その常温接合装置は、第１ゲートバルブと第２ゲートバルブとを備えている。その第１ゲートバルブは、その第１カセットチャンバーとロードロックチャンバー３との間に介設され、その第１カセットチャンバーの内部とロードロックチャンバー３の内部とを接続するゲートを閉鎖し、または、開放する。その第２ゲートバルブは、その第２カセットチャンバーとロードロックチャンバー３との間に介設され、その第２カセットチャンバーの内部とロードロックチャンバー３の内部とを接続するゲートを閉鎖し、または、開放する。このような常温接合装置は、既述の３枚以上の基板を１つの基板に常温接合するときの動作を実行することができないが、構造がさらに簡単であり、２枚連続接合動作にとって好適である。
【０１１８】
本発明による常温接合装置の実施のさらに他の形態は、既述の実施の形態における常温接合装置８１のカセットチャンバー８２−１〜８２−２が１つの連結カセットチャンバーに置換されている。その連結カセットチャンバーは、２つのカセット８４−１〜８４−２を内部に配置することができる。このとき、その常温接合装置は、連結ゲートバルブを備えている。その連結ゲートバルブは、その連結カセットチャンバーとロードロックチャンバー３との間に介設され、その連結カセットチャンバーの内部とロードロックチャンバー３の内部とを接続するゲートを閉鎖し、または、開放する。
【０１１９】
このような常温接合装置は、既述の実施の形態における常温接合装置８１と同様に、２枚の基板を１つの基板に常温接合するときの動作と、３枚以上の基板を１つの基板に常温接合するときの動作と、これらの接合基板を連続して製造する動作を実行することができる。
【０１２０】
２枚の基板を１つの基板に常温接合するときの動作では、作業者は、まず、ゲートバルブ５とゲートバルブ８３−３〜８３−４とその連結ゲートバルブとを閉鎖して、真空ポンプ３１を用いて接合チャンバー２の内部に真空雰囲気を生成し、ロードロックチャンバー３の内部に真空雰囲気を生成し、カセットチャンバー８２−３〜８２−４とその連結カセットチャンバーの内部に大気圧雰囲気を生成する。作業者は、その連結カセットチャンバーの蓋を開けて、２５枚の基板が装填されたカセット８４−１と２５枚の基板が装填されたカセット８４−２とをその連結カセットチャンバーに配置する。作業者は、その連結カセットチャンバーの蓋を閉めて、その連結カセットチャンバーの内部に真空雰囲気を生成し、ゲートバルブ５とその連結ゲートバルブとを開放する。
【０１２１】
作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−１に装填された基板のうちの１枚の基板を上側基板支持部４１に搭載し、カセット８４−２に装填された基板のうちの１枚の基板を下側基板支持部４２に搭載する。作業者は、ゲートバルブ５を閉鎖して、上側基板支持部４１に搭載された基板と下側基板支持部４２に搭載された基板とを常温接合して、上側基板支持部４１を鉛直上方向に上昇させて、下側基板支持部４２に搭載された接合基板を生成する。作業者は、次いで、ゲートバルブ５を開放する。作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−１のうちの空いている棚に下側基板支持部４２にセットされている接合基板を搬送する。このような接合動作は、カセット８４−１に装填された基板がすべて常温接合されるまで繰り返し実行される。
【０１２２】
作業者は、このような接合動作が実行されている間に、カセットチャンバー８２−３〜８２−４の蓋を開けて、２５枚の基板が装填されたカセット８４−３をカセットチャンバー８２−３に配置し、２５枚の基板が装填されたカセット８４−４をカセットチャンバー８２−４に配置する。作業者は、カセットチャンバー８２−３〜８２−４の蓋を閉めて、カセットチャンバー８２−３〜８２−４の内部に真空雰囲気を生成する。
【０１２３】
作業者は、カセット８４−１に装填された基板とカセット８４−２に装填された基板との常温接合が完了し、かつ、カセットチャンバー８２−３〜８２−４の内部に真空雰囲気を生成された後に、カセット８４−３に装填された基板とカセット８４−４に装填された基板とを常温接合する。すなわち、作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−４に装填された基板のうちの１枚の基板を上側基板支持部４１に搭載し、カセット８４−３に装填された基板のうちの１枚の基板を下側基板支持部４２に搭載する。作業者は、ゲートバルブ５を閉鎖して、上側基板支持部４１に搭載された基板と下側基板支持部４２に搭載された基板とを常温接合して、上側基板支持部４１を鉛直上方向に上昇させて、下側基板支持部４２に搭載された接合基板を生成する。作業者は、次いで、ゲートバルブ５を開放する。作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−３のうちの空いている棚に下側基板支持部４２に搭載されている接合基板を搬送する。このような接合動作は、カセット８４−３に装填された基板がすべて常温接合されるまで繰り返し実行される。
【０１２４】
作業者は、このような接合動作が実行されている間に、その連結カセットチャンバーの蓋を開けて、接合基板が装填されたカセット８４−１を連結カセットチャンバーから取り出し、別の２５枚の基板が装填された別のカセット８４−１と、２５枚の基板が装填されたカセット８４−２を連結カセットチャンバーに配置する。作業者は、連結カセットチャンバーの蓋を閉めて、その連結カセットチャンバーの内部に真空雰囲気を生成し、ゲートバルブ５とその連結ゲートバルブとを開放する。
【０１２５】
作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−１に装填された基板のうちの１枚の基板を上側基板支持部４１に搭載し、カセット８４−２に装填された基板のうちの１枚の基板を下側基板支持部４２に搭載する。作業者は、ゲートバルブ５を閉鎖して、上側基板支持部４１に搭載された基板と下側基板支持部４２に搭載された基板とを常温接合して、上側基板支持部４１を鉛直上方向に上昇させて、下側基板支持部４２に搭載された接合基板を生成する。作業者は、次いで、ゲートバルブ５を開放する。作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−１のうちの空いている棚に下側基板支持部４２に搭載されている接合基板を搬送する。このような接合動作は、カセット８４−１に装填された基板がすべて常温接合され、カセット８４−１のすべての棚に接合基板が装填されるまで繰り返し実行される。
【０１２６】
作業者は、このような接合動作が実行されている間に、カセットチャンバー８２−３の蓋を開けて、接合基板が装填されたカセット８４−３をカセットチャンバー８２−３から取り出し、別の２５枚の基板が装填された別のカセット８４−３をカセットチャンバー８２−３に配置し、２５枚の基板が装填されたカセット８４−４をカセットチャンバー８２−４に配置する。作業者は、カセットチャンバー８２−３〜８２−４の蓋を閉めて、カセットチャンバー８２−３〜８２−４の内部に真空雰囲気を生成する。
【０１２７】
作業者は、このような動作を繰り返して実行することにより、２枚の基板が常温接合される製品を連続して製造することができる。このような常温接合装置では、２つの基板が常温接合されている間に、その２つの基板がそれぞれ配置される２つのカセットチャンバー以外の２つのカセットチャンバーに次に常温接合される基板が装填される２つのカセットがそれぞれセットされる。このため、このような常温接合装置は、２枚の基板が常温接合される製品を連続的に製造するときに、ロードロックチャンバー３の内部を大気圧雰囲気にして再度真空雰囲気にする必要がなく、タクトタイムを短縮して、常温接合される基板の単位時間当たりの生産量を常温接合装置１より多くすることができる。このような常温接合装置は、さらに、常温接合装置８１より構造が簡単であり、装置設計・製造・メンテナンスコスト低減の観点から好ましい。
【０１２８】
３枚の基板を１つの基板に常温接合するときの動作では、作業者は、まず、ゲートバルブ５とゲートバルブ８３−３〜８３−４とその連結ゲートバルブとを閉鎖して、真空ポンプ３１を用いて接合チャンバー２の内部に真空雰囲気を生成し、ロードロックチャンバー３の内部に真空雰囲気を生成し、カセットチャンバー８２−３〜８２−４とその連結カセットチャンバーの内部に大気圧雰囲気を生成する。作業者は、その連結カセットチャンバーの蓋を開けて、２５枚の基板が装填されたカセット８４−１と２５枚の基板が装填されたカセット８４−２をその連結カセットチャンバーに配置する。作業者は、その連結カセットチャンバーの蓋を閉めて、その連結カセットチャンバーの内部に真空雰囲気を生成し、ゲートバルブ５とその連結ゲートバルブを開放する。作業者は、カセットチャンバー８２−３の蓋を開けて、空のカセット８４−３をカセットチャンバー８２−３に配置する。作業者は、カセットチャンバー８２−３の蓋を閉めて、カセットチャンバー８２−３の内部に真空雰囲気を生成し、ゲートバルブ５とゲートバルブ８３−３を開放する。
【０１２９】
作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−１に装填された基板のうちの１枚の基板を上側基板支持部４１に搭載し、カセット８４−２に装填された基板のうちの１枚の基板を下側基板支持部４２に搭載する。作業者は、ゲートバルブ５を閉鎖して、上側基板支持部４１に搭載された基板と下側基板支持部４２に搭載された基板とを常温接合して、上側基板支持部４１を鉛直上方向に上昇させて、下側基板支持部４２に搭載された接合基板を生成する。作業者は、次いで、ゲートバルブ５を開放する。作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−３のうちの空いている棚に下側基板支持部４２に搭載されている接合基板を搬送する。このような接合動作は、カセット８４−１に装填された基板がすべて常温接合され、カセット８４−３のすべての棚に接合基板が装填されるまで繰り返し実行される。
【０１３０】
作業者は、このような接合動作が実行されている間に、カセットチャンバー８２−４の蓋を開けて、２５枚の基板が装填されたカセット８４−４をカセットチャンバー８２−４に配置する。作業者は、カセットチャンバー８２−４の蓋を閉めて、カセットチャンバー８２−４の内部に真空雰囲気を生成する。
【０１３１】
作業者は、カセット８４−１に装填された基板とカセット８４−２に装填された基板との常温接合が完了し、かつ、カセットチャンバー８２−４の内部に真空雰囲気を生成された後に、カセット８４−３に装填され常温接合された接合基板とカセット８４−４に装填された基板とを常温接合する。すなわち、作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−３に装填された接合基板のうちの１枚の基板を下側基板支持部４２に搭載し、カセット８４−４に装填された基板のうちの１枚の基板を上側基板支持部４１に搭載する。作業者は、ゲートバルブ５を閉鎖して、上側基板支持部４１に搭載された基板と下側基板支持部４２に搭載された基板とを常温接合して、上側基板支持部４１を鉛直上方向に上昇させて、下側基板支持部４２に搭載された接合基板を生成する。作業者は、次いで、ゲートバルブ５を開放する。作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−４のうちの空いている棚に下側基板支持部４２に搭載されている接合基板を搬送する。このような接合動作は、カセット８４−３、８４−４に装填された基板がすべて常温接合されるまで繰り返し実行される。
【０１３２】
作業者は、カセット８４−１に装填された基板とカセット８４−２に装填された基板との常温接合が完了し、かつ、カセットチャンバー８２−４の内部に真空雰囲気を生成された後に、さらに、その連結カセットチャンバーの内部に大気圧雰囲気を生成する。作業者は、その連結カセットチャンバーの蓋を開けて、２５枚の基板が装填されたカセット８４−１と２５枚の基板が装填されたカセット８４−２をその連結カセットチャンバーに配置する。作業者は、その連結カセットチャンバーの蓋を閉めて、その連結カセットチャンバーの内部に真空雰囲気を生成し、ゲートバルブ５とその連結ゲートバルブを開放する。
【０１３３】
作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−１に装填された基板のうちの１枚の基板を上側基板支持部４１に搭載し、カセット８４−２に装填された基板のうちの１枚の基板を下側基板支持部４２に搭載する。作業者は、ゲートバルブ５を閉鎖して、上側基板支持部４１に搭載された基板と下側基板支持部４２に搭載された基板とを常温接合して、上側基板支持部４１を鉛直上方向に上昇させて、下側基板支持部４２に搭載された接合基板を生成する。作業者は、次いで、ゲートバルブ５を開放する。作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−３のうちの空いている棚に下側基板支持部４２に搭載されている接合基板を搬送する。このような接合動作は、カセット８４−１に装填された基板がすべて常温接合され、カセット８４−３のすべての棚に接合基板が装填されるまで繰り返し実行される。
【０１３４】
作業者は、このような接合動作が実行されている間に、カセットチャンバー８２−４の蓋を開けて、接合基板が装填されたカセット８４−４をカセットチャンバー８２−４から取り出し、別の２５枚の基板が装填された別のカセット８４−４をカセットチャンバー８２−４に配置する。作業者は、カセットチャンバー８２−４の蓋を閉めて、カセットチャンバー８２−４の内部に真空雰囲気を生成する。
【０１３５】
作業者は、カセット８４−１に装填された基板とカセット８４−２に装填された基板との常温接合が完了し、かつ、カセットチャンバー８２−４の内部に真空雰囲気を生成された後に、再度、カセット８４−３に装填され常温接合された接合基板とカセット８４−４に装填された基板とを常温接合し、２５枚の基板が装填されたカセット８４−１と２５枚の基板が装填されたカセット８４−２をその連結カセットチャンバーに配置する。
【０１３６】
作業者は、このような動作を繰り返して実行することにより、その３枚の基板を１つの基板に連続的に常温接合することができる。すなわち、このような常温接合装置は、３枚の基板が常温接合される製品を連続的に製造するときに、ロードロックチャンバー３の内部を大気圧雰囲気にして再度真空雰囲気にする必要がなく、また接合工程中に同時に、その接合中の基板がそれぞれ配置される２つのカセットチャンバー以外のカセットチャンバーに、次に常温接合される基板が装填されるカセットがセットされることで、排気待ち時間によるロスを低減し、タクトタイムを短縮して、常温接合される基板の単位時間当たりの生産量を常温接合装置１より多くすることができる。このような常温接合装置は、さらに、常温接合装置８１より構造が簡単であり、装置設計・製造・メンテナンスコスト低減の観点から好ましい。
【０１３７】
４枚の基板を１つの基板に常温接合するときの動作では、作業者は、まず、ゲートバルブ５とゲートバルブ８３−３〜８３−４とその連結ゲートバルブとを閉鎖して、真空ポンプ３１を用いて接合チャンバー２の内部に真空雰囲気を生成し、ロードロックチャンバー３の内部に真空雰囲気を生成し、カセットチャンバー８２−３〜８２−４とその連結カセットチャンバーの内部に大気圧雰囲気を生成する。作業者は、その連結カセットチャンバーの蓋を開けて、２５枚の基板が装填されたカセット８４−１と２５枚の基板が装填されたカセット８４−２をその連結カセットチャンバーに配置する。作業者は、その連結カセットチャンバーの蓋を閉めて、その連結カセットチャンバーの内部に真空雰囲気を生成し、ゲートバルブ５とその連結ゲートバルブを開放する。
【０１３８】
作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−１に装填された基板のうちの１枚の基板を上側基板支持部４１に搭載し、カセット８４−２に装填された基板のうちの１枚の基板を下側基板支持部４２に搭載する。作業者は、ゲートバルブ５を閉鎖して、上側基板支持部４１に搭載された基板と下側基板支持部４２に搭載された基板とを常温接合して、上側基板支持部４１を鉛直上方向に上昇させて、下側基板支持部４２に搭載された接合基板を生成する。作業者は、次いで、ゲートバルブ５を開放する。作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−１のうちの空いている棚に下側基板支持部４２に搭載されている接合基板を搬送する。このような接合動作は、カセット８４−１に装填された基板がすべて常温接合され、カセット８４−１のすべての棚に接合基板が装填されるまで繰り返し実行される。
【０１３９】
作業者は、このような接合動作が実行されている間に、カセットチャンバー８２−３の蓋を開けて、２５枚の基板が装填されたカセット８４−３をカセットチャンバー８２−３に配置する。作業者は、カセットチャンバー８２−３の蓋を閉めて、カセットチャンバー８２−３の内部に真空雰囲気を生成する。
【０１４０】
作業者は、カセット８４−１に装填された基板とカセット８４−２に装填された基板との常温接合が完了し、かつ、カセットチャンバー８２−３の内部に真空雰囲気を生成された後に、カセット８４−１に装填され常温接合された接合基板とカセット８４−３に装填された基板とを常温接合する。すなわち、作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−１に装填された接合基板のうちの１枚の基板を下側基板支持部４２に搭載し、カセット８４−３に装填された基板のうちの１枚の基板を上側基板支持部４１に搭載する。作業者は、ゲートバルブ５を閉鎖して、上側基板支持部４１に搭載された基板と下側基板支持部４２に搭載された基板とを常温接合して、上側基板支持部４１を鉛直上方向に上昇させて、下側基板支持部４２に搭載された接合基板を生成する。作業者は、次いで、ゲートバルブ５を開放する。作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−３のうちの空いている棚に下側基板支持部４２に搭載されている接合基板を搬送する。このような接合動作は、カセット８４−１に装填された基板がすべて常温接合されるまで繰り返し実行される。
【０１４１】
作業者は、カセット８４−１に装填された基板とカセット８４−２に装填された基板との常温接合が完了し、かつ、カセットチャンバー８２−３の内部に真空雰囲気を生成された後に、さらに、カセットチャンバー８２−４の内部に大気圧雰囲気を生成する。作業者は、カセットチャンバー８２−４の蓋を開けて、２５枚の基板が装填されたカセット８４−４をカセットチャンバー８２−４に配置する。作業者は、カセットチャンバー８２−４の蓋を閉めて、カセットチャンバー８２−４の内部に真空雰囲気を生成し、ゲートバルブ５とゲートバルブ８３−４を開放する。
【０１４２】
作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−３に装填された接合基板のうちの１枚の基板を下側基板支持部４２に搭載し、カセット８４−４に装填された基板のうちの１枚の基板を上側基板支持部４１に搭載する。作業者は、ゲートバルブ５を閉鎖して、上側基板支持部４１に搭載された基板と下側基板支持部４２に搭載された基板とを常温接合して、上側基板支持部４１を鉛直上方向に上昇させて、下側基板支持部４２に搭載された接合基板を生成する。作業者は、次いで、ゲートバルブ５を開放する。作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−４のうちの空いている棚に下側基板支持部４２に搭載されている接合基板を搬送する。このような接合動作は、カセット８４−３に装填された接合基板がすべて常温接合されるまで繰り返し実行される。
【０１４３】
作業者は、このような接合動作が実行されている間に、その連結カセットチャンバーの蓋を開けて、空のカセット８４−１〜８４−２をその連結カセットチャンバーから取り出し、別の２５枚の基板が装填された別のカセット８４−１〜８４−２をその連結カセットチャンバーに配置する。作業者は、その連結カセットチャンバーの蓋を閉めて、その連結カセットチャンバーの内部に真空雰囲気を生成する。
【０１４４】
作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−１に装填された基板のうちの１枚の基板を上側基板支持部４１に搭載し、カセット８４−２に装填された基板のうちの１枚の基板を下側基板支持部４２に搭載する。作業者は、ゲートバルブ５を閉鎖して、上側基板支持部４１に搭載された基板と下側基板支持部４２に搭載された基板とを常温接合して、上側基板支持部４１を鉛直上方向に上昇させて、下側基板支持部４２に搭載された接合基板を生成する。作業者は、次いで、ゲートバルブ５を開放する。作業者は、搬送装置８を用いて、カセット８４−１のうちの空いている棚に下側基板支持部４２に搭載されている接合基板を搬送する。このような接合動作は、カセット８４−１に装填された基板がすべて常温接合され、カセット８４−１のすべての棚に接合基板が装填されるまで繰り返し実行される。
【０１４５】
作業者は、このような接合動作が実行されている間に、カセットチャンバー８２−３の蓋を開けて、２５枚の基板が装填されたカセット８４−３をカセットチャンバー８２−３に配置する。作業者は、カセットチャンバー８２−３の蓋を閉めて、カセットチャンバー８２−３の内部に真空雰囲気を生成する。作業者は、このような接合動作が実行されている間に、さらに、カセットチャンバー８２−４の蓋を開けて、接合基板が装填されたカセット８４−４をカセットチャンバー８２−４から取り出す。
【０１４６】
作業者は、カセット８４−１に装填された基板とカセット８４−２に装填された基板との常温接合が完了し、かつ、カセットチャンバー８２−３の内部に真空雰囲気を生成された後に、再度、カセット８４−１に装填され常温接合された接合基板とカセット８４−３に装填された基板とを常温接合し、２５枚の基板が装填されたカセット８４−４をカセットチャンバー８２−４に配置する。
【０１４７】
作業者は、このような動作を繰り返して実行することにより、４枚の基板を１つの基板に連続的に常温接合することができ、かつ４枚の基板が常温接合される製品を連続して製造することができる。すなわち、このような常温接合装置は、４枚の基板が常温接合される製品を連続的に製造するときに、ロードロックチャンバー３の内部を大気圧雰囲気にして再度真空雰囲気にする必要がなく、また接合工程中に同時に、その接合中の基板がそれぞれ配置される２つのカセットチャンバー以外のカセットチャンバーに、次に常温接合される基板が装填されるカセットがセットされることで、排気待ち時間によるロスを低減し、タクトタイムを短縮して、常温接合される基板の単位時間当たりの生産量を常温接合装置１より多くすることができる。このような常温接合装置は、さらに、常温接合装置８１より構造が簡単であり、装置設計・製造・メンテナンスコスト低減の観点から好ましい。
【０１４８】
このような常温接合装置は、同様にして、５枚以上の基板を１つの基板に連続的に常温接合することができる。すなわち、このような常温接合装置は、５枚以上の基板が常温接合される製品を連続的に製造するときに、ロードロックチャンバー３の内部を大気圧雰囲気にして再度真空雰囲気にする必要がなく、また接合工程中に同時に、その接合中の基板がそれぞれ配置される２つのカセットチャンバー以外のカセットチャンバーに、次に常温接合される基板が装填されるカセットがセットされることで、排気待ち時間によるロスを低減し、タクトタイムを短縮して、常温接合される基板の単位時間当たりの生産量を常温接合装置１より多くすることができる。このような常温接合装置は、さらに、常温接合装置８１より構造が簡単であり、装置設計・製造・メンテナンスコスト低減の観点から好ましい。
【０１４９】
なお、角度調整機構１２は、上側ステージ１１に上側試料台１３の向きを変更可能に支持する他の角度調整機構に置換することができる。
【０１５０】
図２０は、その置換される角度調整機構の例を示している。その角度調整機構は、シム９１と締結具９２とを備えている。シム９１は、上側ステージ１１の上側試料台１３に対向する面の外周域の一部に配置されている。締結具９２は、シム９１が上側ステージ１１と上側試料台１３とに挟まれた状態で、上側ステージ１１と上側試料台１３とを締結することにより上側ステージ１１と上側試料台１３とを固定する。このとき、上側試料台の向きを補正する動作では、作業者は、上側試料台１３の基板が配置される面とキャリッジ支持台４５の支持面５２（下側試料台４６がキャリッジ支持台４５に接触しているときには下側試料台４６の基板が配置される面）とが平行でないときに、厚さが異なる複数のシムのうちの適当なシム９１を上側ステージ１１の上側試料台１３に対向する面の外周域の適当な位置に配置して、締結具９２を用いて上側ステージ１１と上側試料台１３とを固定する。
【０１５１】
このような角度調整機構によれば、本発明による常温接合装置は、既述の実施の形態における角度調整機構１２と同様にして、上側試料台１３の基板が下側試料台４６の基板に常温接合されるときに、上側試料台１３の基板と下側試料台４６の基板との接合面に荷重をより均一に負荷することができる。
【０１５２】
図２１は、その置換される角度調整機構の他の例を示している。その角度調整機構は、３つの押しボルト９３と引張ばね９４とを備えている。引張ばね９４は、上側ステージ１１と上側試料台１３とが引き付き合うように、上側ステージ１１に対して上側試料台１３に弾性力を印加する。押しボルト９３は、図２２に示されているように、上側ステージ１１の上側試料台１３に対向する面の外周域の３箇所に配置されている。押しボルト９３は、それぞれ、回転されることにより、上側ステージ１１から上側試料台１３を押し込む押し込み量が変化する。このとき、上側試料台の向きを補正する動作では、作業者は、上側試料台１３の基板が配置される面とキャリッジ支持台４５の支持面５２（下側試料台４６がキャリッジ支持台４５に接触しているときには下側試料台４６の基板が配置される面）とが平行でないときに、押しボルト９３を適当に回転させることにより、上側試料台１３の基板が配置される面とキャリッジ支持台４５の支持面５２とを平行にする。
【０１５３】
このような角度調整機構によれば、本発明による常温接合装置は、既述の実施の形態における角度調整機構１２と同様にして、上側試料台１３の基板が下側試料台４６の基板に常温接合されるときに、上側試料台１３の基板と下側試料台４６の基板との接合面に荷重をより均一に負荷することができる。
【０１５４】
図２３は、その置換される角度調整機構のさらに他の例を示している。その角度調整機構は、３つの圧電素子９５とセンサ９６と制御装置９７とを備えている。センサ９６は、上側試料台１３の向きを測定する。制御装置９７は、コンピュータであり、センサ９６により測定された上側試料台１３の向きに基づいて、または、作業者の操作に基づいて、圧電素子９５に適切な電圧を印加する。圧電素子９５は、図２４に示されているように、上側ステージ１１の上側試料台１３に対向する面の外周域の３箇所に配置されている。圧電素子９５は、印加される電圧に基づいて長さが変化する。
【０１５５】
このとき、上側試料台の向きを補正する動作では、作業者は、センサ９６を用いて上側試料台１３の向きを測定する。作業者は、上側試料台１３の基板が配置される面とキャリッジ支持台４５の支持面５２（下側試料台４６がキャリッジ支持台４５に接触しているときには下側試料台４６の基板が配置される面）とが平行でないときに、制御装置９７を適当に操作することにより、圧電素子９５に適切な電圧を印加して上側試料台１３の基板が配置される面とキャリッジ支持台４５の支持面５２とを平行にする。
【０１５６】
このような角度調整機構によれば、本発明による常温接合装置は、既述の実施の形態における角度調整機構１２と同様にして、上側試料台１３の基板が下側試料台４６の基板に常温接合されるときに、上側試料台１３の基板と下側試料台４６の基板との接合面に荷重をより均一に負荷することができる。
【０１５７】
このような角度調整機構は、さらに、接合チャンバー２を大気開放しないで上側試料台１３の基板が配置される面と下側試料台４６の基板が配置される面とを平行にすることができる。すなわち、上側試料台の向きを補正する動作では、制御装置９７は、センサ９６を用いて上側試料台１３の向きを測定し、その測定結果に基づいて圧電素子９５に適切な電圧を印加して上側試料台１３の基板が配置される面と下側試料台４６の基板が配置される面とを平行にする。このような動作は、接合チャンバー２を大気開放しないで実行されることができ、たとえば、図１５のステップＳ４〜ステップＳ８が繰り返されている期間のうちのステップＳ６が実行されていない期間に実行されることができる。このため、このような動作によれば、ステップＳ４〜ステップＳ８が繰り返されている期間に上側試料台１３の向きが変化した場合でも、上側試料台１３の基板が配置される面と下側試料台４６の基板が配置される面とが平行になるように調整することができ、基板を常温接合することにかかる時間を短縮することができる。
【０１５８】
なお、上側試料台１３と下側試料台４６とは、メカニカルロック機構と異なる他の機構により基板を固定する試料台に置換することができる。
【０１５９】
図２５は、その置換される試料台の例を示している。その試料台１０１は、コイル１０２と磁性材１０３と電源１０４とを備えている。磁性材１０３は、棒状に形成され、試料台１０１の内部に配置されている。コイル１０２は、磁性材１０３に巻きつけられる電線から形成され、直流電流が流されることにより磁力を発生させる。電源１０４は、ユーザの操作により、コイル１０２に直流電流を流し、または、コイル１０２に直流電流が流れることを停止する。試料台１０１に保持される基板１０５は、図示されていないウェハテープを用いてカートリッジ１０６に接合されている。カートリッジ１０６は、強磁性体から形成されている。試料台１０１は、カートリッジ１０６に接合された基板１０５が試料台１０１に配置された後にコイル１０２に直流電流を流すことにより基板１０５を保持する。試料台１０１は、コイル１０２に直流電流を流すことを停止された後に、カートリッジ１０６に接合された基板１０５が取り外される。このような試料台１０１は、基板１０５が強磁性体でないときでも、基板４３を保持することができ、好ましい。
【０１６０】
図２６は、その置換される試料台の他の例を示している。その試料台１１１は、電極１１２、１１３と電源１１４、１１５とを備えている。電極１１２と電極１１３とは、試料台１１１の内部に配置されている。電源１１４は、ユーザの操作により、電極１１２に電圧を印加し、または、電極１１２に電圧を印加することを停止する。電源１１５は、ユーザの操作により、電極１１３に電圧を印加し、または、電極１１３に電圧を印加することを停止する。試料台１１１は、基板１１６が試料台１１１に配置された後に電極１１２と電極１１３とに電圧を印加し、試料台１１１と基板１１６とに発生する静電力によって基板１１６を保持する。試料台１１１は、電極１１２と電極１１３とに電圧を印加することが停止された後に、基板１１６が取り外される。このような試料台１１１は、基板１１６に静電力が与えられてもいいときに、常温接合装置に適用されることができる。すなわち、試料台は、その試料台に保持される基板の仕様に許される限り、様々な機構を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１６１】
【図１】図１は、本発明による常温接合装置の実施の形態を示す断面図である。
【図２】図２は、本発明による常温接合装置の実施の形態を示す断面図である。
【図３】図３は、角度調整機構を示す断面図である。
【図４】図４は、角度調整機構を示す斜視図である。
【図５】図５は、下側基板支持部を示す断面図である。
【図６】図６は、下側基板支持部に保持される基板を示す断面図である。
【図７】図７は、カートリッジを示す断面図である。
【図８】図８は、下側試料台を示す平面図である。
【図９】図９は、アライメント装置を示す断面図である。
【図１０】図１０は、ゲートバルブを示す断面図である。
【図１１】図１１は、搬送装置の爪を示す斜視図である。
【図１２】図１２は、基板を把持した搬送装置の爪を示す斜視図である。
【図１３】図１３は、カセットを示す斜視図である。
【図１４】図１４は、基板が配置されたカセットを示す斜視図である。
【図１５】図１５は、本発明による常温接合装置を用いて基板を常温接合する動作を示すフローチャートである。
【図１６】図１６は、本発明による常温接合装置の実施の他の形態を示す断面図である。
【図１７】図１７は、本発明による常温接合装置を用いて、常温接合基板を連続的に製造する動作を示すフロー図である。
【図１８】図１８は、本発明による常温接合装置を用いて、常温接合基板を連続的に製造する動作を示すフロー図である。
【図１９】図１９は、本発明による常温接合装置を用いて、常温接合基板を連続的に製造する動作を示すフロー図である。
【図２０】図２０は、他の角度調整機構を示す側面図である。
【図２１】図２１は、さらに他の角度調整機構を示す側面図である。
【図２２】図２２は、さらに他の角度調整機構を示す平面図である。
【図２３】図２３は、さらに他の角度調整機構を示す側面図である。
【図２４】図２４は、さらに他の角度調整機構を示す平面図である。
【図２５】図２５は、他の試料台を示す側面図である。
【図２６】図２６は、さらに他の試料台を示す側面図である。
【符号の説明】
【０１６２】
１ ：常温接合装置
２ ：接合チャンバー
３ ：ロードロックチャンバー
５ ：ゲートバルブ
６ ：第１カセット台
７ ：第２カセット台
８ ：搬送装置
１１：上側ステージ
１２：角度調整機構
１３：上側試料台
１４：上側ステージ駆動装置
１５：第１アーム
１６：第２アーム
１７：第３アーム
１８：第１節
１９：第２節
２０：第３節
２１：爪
２２：回転軸
２３：回転軸
２４：回転軸
２６：球フランジ
２７：固定フランジ
２８：球座
２９：点
２９−１〜２９−２：分割リング
３１：真空ポンプ
３２：イオンガン
３３：電子銃
３４：壁
３５：排気口
３６：照射方向
３７：扉
３８：ヒンジ
３９：窓
４１：上側基板支持部
４２：下側基板支持部
４３：基板
４４：位置決めステージ
４５：キャリッジ支持台
４６：下側試料台
４７：弾性案内
４８：底板
５２：支持面
５４：支持面
５５：カートリッジ
５６：接着面
５７：複数の穴
５８：複数のピン
５９：カム
６１：ゲート
６２：扉
６３：封止面
６４：支持面
６５：支持面
６６：非支持面
６７：基板
６８：カセット
６９：棚
７０：アライメント装置
７１：赤外照明
７２：レンズ
７３：カメラ
７４：透明部位
７５：透明部位
７６：基板
７７：基板
７８：アライメントマーク
７９：アライメントマーク
８１：常温接合装置
８２−１〜８２−４：カセットチャンバー
８３−１〜８３−４：ゲートバルブ
８４−１〜８４−４：カセット
９１：シム
９２：締結具
９３：押しボルト
９４：引張ばね
９５：圧電素子
９６：センサ
９７：制御装置
１０１：試料台
１０２：コイル
１０３：磁性材
１０４：電源
１０５：基板
１０６：カートリッジ
１１１：試料台
１１２：電極
１１３：電極
１１４：電源
１１５：電源
１１６：基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板を保持する第１試料台を第１ステージに、前記第１試料台の向きを変更可能に支持する角度調整機構と、
前記第１ステージを第１方向に駆動する第１駆動装置と、
第２基板を保持する第２試料台を前記第１方向に平行でない第２方向に駆動する第２駆動装置と、
前記第２基板と前記第１基板とが圧接されるときに、前記第１方向に前記第２試料台を支持するキャリッジ支持台とを具備し、
前記角度調整機構は、
電気信号により伸び縮みする複数の素子と、
前記複数の素子の各々の一端を前記第１試料台に接合し、前記各々の他端を前記第１ステージに接合する締結部品とを備える
常温接合装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記角度調整機構は、
前記第１試料台のうちの前記第２試料台に対向する表面の向きを測定するセンサと、
前記表面の向きに基づいて前記複数の素子を制御する制御装置とを更に備える
常温接合装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２のいずれかにおいて、
光を発する光源と、
前記第１基板または前記第２基板にパターンニングされたアライメントマークを反射する前記光の反射光に基づいて画像を撮像するカメラとを更に具備し、
前記キャリッジ支持台は、前記光と前記反射光とが透過する観察窓が形成される
常温接合装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記第２試料台に同体に接合される弾性案内を更に具備し、
前記第２駆動装置は、前記弾性案内を支持し、前記弾性案内を駆動することにより、前記第２試料台を駆動し、
前記弾性案内は、前記第１基板と前記第２基板とが接触していないときに前記第２試料台が前記キャリッジ支持台に接触しないように、かつ、前記第１基板と前記第２基板とが圧接されるときに前記第２試料台が前記キャリッジ支持台に接触するように、弾性変形する
常温接合装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記第１試料台と前記第２試料台とを内部に配置する接合チャンバーと、
ロードロックチャンバーと前記接合チャンバーとの間を開閉するゲートバルブと、
前記ゲートバルブを介して前記第１基板と前記第２基板とを前記ロードロックチャンバーから前記接合チャンバーに搬送する搬送装置と、
前記第１表面と前記第２表面とが離れているときに、一箇所から放出される粒子を前記真空雰囲気で前記第１表面と前記第２表面との間に向けて照射する表面清浄化装置とを具備し、
前記粒子のビームの中心線は、前記接合チャンバーの内側表面のうちの前記ゲートバルブを除く領域に向いている
常温接合装置。
【請求項６】
請求項５において、
互いに独立して減圧可能である複数のカセットチャンバーを更に具備し、
前記搬送装置は、前記第１基板を前記複数のカセットチャンバーのうちの第１カセットチャンバーから前記接合チャンバーに搬送し、前記第２基板を前記複数のカセットチャンバーのうちの第２カセットチャンバーから前記接合チャンバーに搬送し、前記第２基板と前記第１基板とが常温接合された接合基板を前記接合チャンバーから前記複数のカセットチャンバーのうちの１つのカセットチャンバーに搬送する
常温接合装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記複数のカセットチャンバーの内部に出し入れ可能に配置される複数カセットを更に具備し、
前記複数カセットは、それぞれ、前記第２基板または前記第１基板または前記接合基板が配置される複数の棚が形成される
常温接合装置。
【請求項８】
請求項１〜請求項７のいずれかにおいて、
前記第２基板を固定するカートリッジを前記第２試料台に機械的に固定するメカニカルロック機構
を更に具備する常温接合装置。
【請求項９】
請求項１〜請求項８のいずれかにおいて、
前記第１基板を固定するカートリッジを前記第１試料台に機械的に固定するメカニカルロック機構
を更に具備する常温接合装置。
【請求項１０】
請求項１〜請求項７のいずれかにおいて、
前記第２基板を固定するカートリッジを前記第２試料台に磁力を用いて固定するコイル
を更に具備する常温接合装置。
【請求項１１】
請求項１〜請求項７または請求項１０のいずれかにおいて、
前記第１基板を固定するカートリッジを前記第１試料台に磁力を用いて固定するコイル
を更に具備する常温接合装置。
【請求項１２】
請求項４において、
前記第１試料台と前記第２試料台とを内部に配置する接合チャンバーと、
前記接合チャンバーに形成される排気口を介して前記接合チャンバーの内部から気体を排気して前記接合チャンバーの内部に真空雰囲気を生成する真空ポンプと、
前記第１基板のうちの前記第２基板に対向する第１表面と前記第２基板のうちの前記第１基板に対向する第２表面とが離れているときに、一箇所から放出される粒子を前記真空雰囲気で前記第１表面と前記第２表面との間に向けて照射する表面清浄化装置とを具備し、
前記粒子のビームの中心線は、前記接合チャンバーの内側表面のうちの前記排気口を除く領域に向いている
常温接合装置。
【請求項１３】
請求項３において、
前記第２試料台は、前記第２試料台が前記キャリッジ支持台に摺動して前記第２方向に移動する
常温接合装置。
【請求項１】
第１基板を保持する第１試料台を第１ステージに、前記第１試料台の向きを変更可能に支持する角度調整機構と、
前記第１ステージを第１方向に駆動する第１駆動装置と、
第２基板を保持する第２試料台を前記第１方向に平行でない第２方向に駆動する第２駆動装置と、
前記第２基板と前記第１基板とが圧接されるときに、前記第１方向に前記第２試料台を支持するキャリッジ支持台とを具備し、
前記角度調整機構は、
電気信号により伸び縮みする複数の素子と、
前記複数の素子の各々の一端を前記第１試料台に接合し、前記各々の他端を前記第１ステージに接合する締結部品とを備える
常温接合装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記角度調整機構は、
前記第１試料台のうちの前記第２試料台に対向する表面の向きを測定するセンサと、
前記表面の向きに基づいて前記複数の素子を制御する制御装置とを更に備える
常温接合装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２のいずれかにおいて、
光を発する光源と、
前記第１基板または前記第２基板にパターンニングされたアライメントマークを反射する前記光の反射光に基づいて画像を撮像するカメラとを更に具備し、
前記キャリッジ支持台は、前記光と前記反射光とが透過する観察窓が形成される
常温接合装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記第２試料台に同体に接合される弾性案内を更に具備し、
前記第２駆動装置は、前記弾性案内を支持し、前記弾性案内を駆動することにより、前記第２試料台を駆動し、
前記弾性案内は、前記第１基板と前記第２基板とが接触していないときに前記第２試料台が前記キャリッジ支持台に接触しないように、かつ、前記第１基板と前記第２基板とが圧接されるときに前記第２試料台が前記キャリッジ支持台に接触するように、弾性変形する
常温接合装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記第１試料台と前記第２試料台とを内部に配置する接合チャンバーと、
ロードロックチャンバーと前記接合チャンバーとの間を開閉するゲートバルブと、
前記ゲートバルブを介して前記第１基板と前記第２基板とを前記ロードロックチャンバーから前記接合チャンバーに搬送する搬送装置と、
前記第１表面と前記第２表面とが離れているときに、一箇所から放出される粒子を前記真空雰囲気で前記第１表面と前記第２表面との間に向けて照射する表面清浄化装置とを具備し、
前記粒子のビームの中心線は、前記接合チャンバーの内側表面のうちの前記ゲートバルブを除く領域に向いている
常温接合装置。
【請求項６】
請求項５において、
互いに独立して減圧可能である複数のカセットチャンバーを更に具備し、
前記搬送装置は、前記第１基板を前記複数のカセットチャンバーのうちの第１カセットチャンバーから前記接合チャンバーに搬送し、前記第２基板を前記複数のカセットチャンバーのうちの第２カセットチャンバーから前記接合チャンバーに搬送し、前記第２基板と前記第１基板とが常温接合された接合基板を前記接合チャンバーから前記複数のカセットチャンバーのうちの１つのカセットチャンバーに搬送する
常温接合装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記複数のカセットチャンバーの内部に出し入れ可能に配置される複数カセットを更に具備し、
前記複数カセットは、それぞれ、前記第２基板または前記第１基板または前記接合基板が配置される複数の棚が形成される
常温接合装置。
【請求項８】
請求項１〜請求項７のいずれかにおいて、
前記第２基板を固定するカートリッジを前記第２試料台に機械的に固定するメカニカルロック機構
を更に具備する常温接合装置。
【請求項９】
請求項１〜請求項８のいずれかにおいて、
前記第１基板を固定するカートリッジを前記第１試料台に機械的に固定するメカニカルロック機構
を更に具備する常温接合装置。
【請求項１０】
請求項１〜請求項７のいずれかにおいて、
前記第２基板を固定するカートリッジを前記第２試料台に磁力を用いて固定するコイル
を更に具備する常温接合装置。
【請求項１１】
請求項１〜請求項７または請求項１０のいずれかにおいて、
前記第１基板を固定するカートリッジを前記第１試料台に磁力を用いて固定するコイル
を更に具備する常温接合装置。
【請求項１２】
請求項４において、
前記第１試料台と前記第２試料台とを内部に配置する接合チャンバーと、
前記接合チャンバーに形成される排気口を介して前記接合チャンバーの内部から気体を排気して前記接合チャンバーの内部に真空雰囲気を生成する真空ポンプと、
前記第１基板のうちの前記第２基板に対向する第１表面と前記第２基板のうちの前記第１基板に対向する第２表面とが離れているときに、一箇所から放出される粒子を前記真空雰囲気で前記第１表面と前記第２表面との間に向けて照射する表面清浄化装置とを具備し、
前記粒子のビームの中心線は、前記接合チャンバーの内側表面のうちの前記排気口を除く領域に向いている
常温接合装置。
【請求項１３】
請求項３において、
前記第２試料台は、前記第２試料台が前記キャリッジ支持台に摺動して前記第２方向に移動する
常温接合装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【公開番号】特開２００９−２１２４９０（Ｐ２００９−２１２４９０Ａ）
【公開日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２２３６３９（Ｐ２００８−２２３６３９）
【出願日】平成２０年９月１日（２００８．９．１）
【分割の表示】特願２００８−５０５５１（Ｐ２００８−５０５５１）の分割
【原出願日】平成２０年２月２９日（２００８．２．２９）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月１日（２００８．９．１）
【分割の表示】特願２００８−５０５５１（Ｐ２００８−５０５５１）の分割
【原出願日】平成２０年２月２９日（２００８．２．２９）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
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