接合構造体及びその製造方法
【課題】基板（チップ）間を接合するメッキ金属が均一に析出され、生産性が良い接合構造体を提供する。
【解決手段】カソード１９ａ，１９ｂ及びこの近傍に配置されるアノード２０ａ，２０ｂを有する第１のチップ４を複数備えたウエハ２と、カソード３４ａ，３４ｂを有し第１のチップ４と接合して接合構造体を形成する第２のチップ５を複数備えたウエハ３とを、電解メッキ液に浸漬した状態で第１のカソード１９ａ，３４ａとアノード２０ａとの間、並びにカソード１９ｂ，３４ｂとアノード２０ｂとの間を通電し、析出したメッキ金属により接合部２３を一括に形成し、それぞれに接合構造体を得る。
【解決手段】カソード１９ａ，１９ｂ及びこの近傍に配置されるアノード２０ａ，２０ｂを有する第１のチップ４を複数備えたウエハ２と、カソード３４ａ，３４ｂを有し第１のチップ４と接合して接合構造体を形成する第２のチップ５を複数備えたウエハ３とを、電解メッキ液に浸漬した状態で第１のカソード１９ａ，３４ａとアノード２０ａとの間、並びにカソード１９ｂ，３４ｂとアノード２０ｂとの間を通電し、析出したメッキ金属により接合部２３を一括に形成し、それぞれに接合構造体を得る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接合構造体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、実装部品や配線等が形成された半導体チップやガラス基板等の基板同士を、メッキ金属を介して接合してなる接合構造体が知られている。
例えば、特許文献１には、実装部品と配線基板の配線導体同士をそれぞれから析出した電解メッキ処理で析出させたメッキ金属で接合する技術が開示されている。
【特許文献１】特開平１０−２２９２７１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
通常、半導体ウエハ（以下、ウエハとする）同士を接合することでウエハ上に形成された多数の実装部品や接続用パッドの接続を一括して行い、生産性を向上させている。
しかしながら、前述した特許文献１のように電解メッキ処理により接合部を形成する場合には、対向させて近接保持されたウエハ間の隙間に電解メッキ液を満たした状態で電流を流し、メッキ金属を析出させることとなる。この場合、ウエハ中心とウエハ外周側とは、電解メッキ液中を流れる電流の大きさがそれぞれ異なっている。即ち、外周側ほどの電流が流れやすく、中心側ほど流れにくくなる。このため、実装部品の形成位置によってメッキ金属の析出速度が異なってくるという問題がある。
【０００４】
このような場合、ウエハ上にメッキ金属が析出過剰となった接続用パッドと、析出不足の接続用パッドが発生し、生産性が悪くなる。従って、電解メッキ処理により接合部を形成する場合において、生産性を向上させるには、基板内の析出速度の差を小さくして、同じメッキ処理時間で均一にメッキ金属が析出されることが好ましい。しかし従来においては、特許文献１を含め、十分な対策が実施されていない。
そこで本発明は、接合に係るメッキ金属が均一に析出され、生産性が良い接合構造体及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記目的を達成するために、第１のカソード及びこの近傍に配置されるアノードを有する第１のチップを複数備えた第１の基板と、第２のカソードを有し前記第１のチップと接合して接合構造体を形成する第２のチップを複数備えた第２の基板と、を前記第１のカソードと前記第２のカソードを所定間隔で対向させて位置合わせする位置合わせ工程と、前記第１の基板及び前記第２の基板を電解メッキ液に浸漬して、前記第１のカソード及び前記第２のカソードと前記アノードとの間を通電し、析出したメッキ金属により該第１のカソード及び該第２のカソード間を接合する接合工程と、を含み、前記第１の基板及び前記第２の基板における前記第１のチップ及び前記第２のチップの全数を一括して接合し、それぞれに接合構造体を形成することを特徴とする接合構造体の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、基板（チップ）間を接合するメッキ金属が均一に析出され、生産性が良い接合構造体及びその製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の接合構造体に係る第１の実施形態として、接合する２つのシリコン半導体ウエハの概略的な構成を示す図である。図２は、図１に示した実装部品の接合前の構成を示す図である。図３は、図２のＡ−Ａ断面における接合される実装部品の断面構成を示す図である。図４は、図２のＢ−Ｂ断面に示す接合部における接合形成工程について説明するための図である。図５は、接合部の形成時に用いられる保持治具の構成例を示す図である。尚、シリコン半導体ウエハの主面（実装部品形成面）と平行な方向をＸ−Ｙ方向とし、その主面に直交する方向をＺ方向とし、Ｚ方向のおけるウエハ間距離を間隔と称している。また、２つのシリコン半導体ウエハにおけるＸ−Ｙ方向の位置合わせが満たされ、且つ間隔が所定距離である状態を所定位置間隔と称している。
【０００８】
本実施形態では、静電駆動型光偏向装置を構成するための接合構造体について説明する。この静電駆動型光偏向装置１は、回動動作するミラー部に光束を反射させて、光束を偏向したり、光束を短時間で反復させた走査光束を照射したりするための光学系ユニットである。
【０００９】
図１は、静電駆動型光偏向装置１を作製するためのそれぞれ９個の第１のチップ４及び第２のチップ５を備えているシリコン半導体ウエハ（以下、ウエハと称する）２，３を示している。図１においては、これらのウエハ２，３が線対称（一点鎖線を中心）に重ね合わせるように記載されており、ウエハ２，３上の位置合わせマーク６ａと７ａ、６ｂと７ｂとがそれぞれ一致するように重ね合わせることにより、それぞれ９個の第１のチップ４と第２のチップ５を後述する所定の位置で重ね合わせることができる。これらの位置合わせマークの数は３個以上でも良い。また、ウエハ２には、後述するカソード引き出し電極８及びアノード引き出し電極９が設けられ、ウエハ３には、後述するカソード引き出し電極１０が設けられている。
【００１０】
また図２及び図３に示すように、第１チップ４は、基板本体（ウエハ２）１２上全面に層間絶縁膜となる第１の絶縁膜１４が形成され、その第１の絶縁膜１４上にはパターニングされた配線１５a，１５ｂが形成される。さらに、積層構造において、配線１５ａ，１５ｂと同層で周囲は、第２の絶縁膜１７が形成されて絶縁されている。その上層で配線１５ａ，１５ｂが接続用電極として露出する領域上には、それぞれにミラー駆動電極１６ａ，１６ｂが形成され、これらの全表面は第３の絶縁膜２１ａ，２１ｂにより個々に覆われている。配線１５a，１５ｂには、図示しない配線と枠部３１に設けた図示しない電極から外部電源を接続することが可能な構成となっている。第１チップ４においては、メッキ処理時にはカソード１９ａ，１９ｂとアノード２０が露出された状態であり、電気的な導通が可能でこれら以外の表面は第２の絶縁膜１７により覆われている。
【００１１】
その他、図示しない配線（スパッタ法や蒸着法等によるアルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）などをフォトリソ技術でパターニング）、第１の絶縁膜１４、第２の絶縁膜１７（スパッタ法やＣＶＤ法等によるシリコン酸化膜、シリコン窒化膜などをフォトリソ技術でパターニング）なども適宜半導体製造技術で形成される。
【００１２】
また、図２及び図５に示すように、この第１チップ４において、ミラー駆動電極１６ａ，１６ｂの配置方向と直交する方向で該電極を両側から挟んだ位置には、カソード１９ａ，１９ｂが形成される。カソード１９ａ，１９ｂは、スパッタ法や蒸着法等により成膜しフォトリソグラフィ技術を用いて、パターニングされた金属薄膜からなり、後述するメッキ処理において、例えば硫酸銅メッキ液によりメッキ金属として銅（Ｃｕ）を析出させる場合は、カソードの材質は銅などが好ましい。これらのカソード１９ａ，１９ｂ上には、後述するメッキ処理により析出され、ウエハ間を構造的に接続するための接合部２３が形成される。これらのカソード１９ａ，１９ｂの外周を取り囲むようにメッキ処理時に析出するメッキ金属の形成ガイドとして機能するマスク２２が形成される。マスク２２は、例えば、フォトリソグラフィ技術を用いてパターニングされた厚膜レジストマスクである。
【００１３】
本実施形態では、カソード１９ａ，１９ｂの近傍にアノード２０が配置される構成である。この近傍配置について説明する。カソードとアノードが近傍とは、所望するメッキ析出量が得られる電流を電界メッキ液を通じてカソードとアノードとの間で流せる距離内に配置されることである。図２において、カソード１９ａとアノード２０ａの配置は、当該近傍配置となっており、これはカソード１９ｂとアノード２０ｂについても同様である。尚、図２に示すとおり、カソード１９ｂの近傍に配置されたアノード２０ｂは、アノード２０ｂとカソード１９ｂとの間で流れる電流がアノード２０ｂとカソード１９ａの間に流れる電流よりも小さくならない様に、Ｄ１＜Ｄ２（Ｄ１：アノード２０ｂとカソード１９ｂとの距離、Ｄ２：アノード２０ｂとカソード１９ａとの距離）となっている。
【００１４】
すなわち、図４に示すように１枚のウエハ又は１個のチップには、複数のカソード１９−１〜１９−ｎ（ここでは、ｎ＝４まで図示している）が形成されており、ｄ１：カソード１９−１とアノード２０−１との距離、ｄ２：カソード１９−２とアノード２０−１との距離、ｄ３：カソード１９−３とアノード２０−１との距離、ｄ４：カソード１９−４とアノード２０−１との距離及び、ｄｎ：カソード１９−ｎとアノード２０−１との距離とすると、アノード２０−１がカソード１９−１の近傍に配置されている場合、以下のような距離関係を有していることが好ましい。
ｄ１＜ｄ２
ｄ１＜ｄ３
ｄ１＜ｄ４
・
ｄ１＜ｄｎ
さらに、本実施形態では図２に示すように、マスク２２の外周に近接し、カソード１９ａ，１９ｂを中心にして直交するように、２対の４つのアノード２０が形成されている。
【００１５】
アノード２０は、金（Ａｕ）ワイヤ、または、例えば硫酸銅メッキ液によりメッキ金属として銅（Ｃｕ）を析出させる場合は、好ましくは銅ワイヤを用いたスタッドバンプやメッキ法で形成する銅のメッキバンプで形成される。例えば、スタッドバンプとしては、ワイヤの線径を太くすることにより、バンプの体積を大きくすることができる。またメッキバンプでは、析出量を増やすことにより、バンプの太さ及び高さ共に大きくして、バンプ金属の体積を比較的容易に大きくすることができる。アノード２０のバンプ金属は、メッキ工程と共に溶解していくが、バンプ体積を大きくすることにより、接合部２３の形成が完了するまでアノード２０を消失させないことができる。
【００１６】
また、形成する接合部２３が小型であれば、アノード２０を形成するのに必要なメッキ金属の析出も比較的少なくてもよい。これにより、アノード２０はスパッタ法や蒸着法等を用いて成膜し、フォトリソグラフィ技術によりパターニングした金属薄膜でもよい。また、アノード２０を白金（Ｐｔ）など電解メッキ液に対して不溶性材料からなる金属薄膜で形成することにより、メッキ処理時に溶解せずにすむ。従って、構造体が比較的小さく、大きな体積のアノード２０を形成するスペースがない場合であっても、不溶性材料により形成することにより接合が可能となる。
【００１７】
これらのカソード１９ａ，１９ｂは、カソード引き出し電極８に図示しない配線の引き回しで電気的に接続され、各アノード２０は、アノード引き出し電極９にアノード用配線３０により電気的に接続されている。これらの配線は、メッキ処理時に利用され、接合部形成工程後、チップ単位に切り出された際には分断されてもよい。
【００１８】
次に第２チップ５は、枠部３１と、一対のねじりばね３２ａ，３２ｂにほぼ中央が支持されるミラー部３３と、カソード３４ａ，３４ｂとが形成されている。これらは所定厚のウエハに対して、半導体製造技術によるレジストマスクを用いたエッチング処理（例えば、ＲＩＥ：反応性イオンエッチング法）により形成している。ウエハ３にエッチング処理を施して、開口部分を形成することにより、ミラー部３３、ねじりばね３２ａ，３２ｂ及び枠部３１が形成される。この構成において、これらの部位はシリコンから成り、ミラー部３３とねじりばね３２ａ，３２ｂと枠部３１とが電気的に接続している。よって、図示しない配線と枠部３１に設けた図示しない電極からミラー部３３に図示しない外部電源を接続することが可能な構成となっている。
【００１９】
カソード３４ａ，３４ｂは、前述したカソード１９ａ，１９ｂと同様に、下層には層間絶縁膜となる第３の絶縁膜３６が形成され、カソード引き出し電極１０に図示しない配線の引き回しで電気的に接続される。尚、第２チップ５においては、メッキ処理時にはカソード３４ａ，３４ｂが露出された状態であり電気的な導通が可能であり、これら以外の表面は第４の絶縁膜３７により覆われている。また、カソード３４ａ，３４ｂにおいても外周を取り囲むようにマスク２２と同等なマスク３８が形成される。
【００２０】
これらの第１チップ４と第２チップ５は、カメラや赤外線カメラ等を用いて、図１に示した位置合わせマーク６ａと７ａ、６ｂと７ｂをＺ方向からみてウエハ２，３を一致させる。この一致により、カソード１９ａ，１９ｂとカソード３４ａ，３４ｂとがそれぞれ対向し、さらに図３に示すようにミラー部３３の長手側の両端がミラー駆動電極１６ａ，１６ｂにそれぞれ掛かるように対向する位置（Ｘ−Ｙ方向における接合位置）となる。さらにウエハ２，３間距離が所定の間隔になるように位置決めされる。これらの位置決めは、ウエハ２，３を図５に示す保持治具４２に保持させた状態で所定位置間隔となるように位置調整を行う。尚、本実施形態では、光学的な位置合わせマークによる位置合わせで実現する例について説明しているが、これに限定されず、ウエハに切り込み等を入れた方法でもよいし、Ｘ線検出によるマークを用いてもよく、種々の方法が考えられる。
【００２１】
この保持治具４２は、それぞれにウエハ２，３を保持し、Ｘ−Ｙ方向における接合位置（位置合わせマーク合わせ）を調整するための基板位置調整部４２ａ，４２ｂと、基板位置調整部４２ａ，４２ｂ間を移動可能に連結し、ウエハ２，３間のＺ方向における間隔を調整するマイクロメータ機能を有する基板間隔調整部４２ｃとで、コの字型形状に構成される。
【００２２】
ここで図３に示す静電駆動型光偏向装置１の動作原理について説明する。
図示しない外部電源よりミラー駆動電極１６ａとミラー部３３の間、ミラー駆動電極１６ｂとミラー部３３の間に交互に印加して、静電力を発生させて、ねじりばね３２ａ，３２ｂを中心にして、ミラー部３３がシーソーの様に、反復回動動作をさせる。この回動動作するミラー部３３に、ＬＥＤ等により発生させた光束を照射し、ここで反射され光束は偏向することができる。さらに、ミラー部３３を短時間で繰り返し回動させれば、走査する光束を生成することも可能である。
【００２３】
次に、図５に示す製造工程を参照して、ウエハの接合による静電駆動型光偏向装置の製造方法について説明する。
【００２４】
＜位置合わせ工程＞
前述したように、ウエハ２，３には、それぞれ９個の第１チップ４と第２チップ５が形成され、位置合わせマーク６ａと７ａ、６ｂと７ｂを利用した位置調整により、全チップが一括して所定位置間隔に位置合わせが完了し、保持治具４２に保持される。この所定位置間隔に保持された状態で、図５（ａ）に示すようにウエハ２，３に設けられているカソード引き出し電極８，１０及びアノード引き出し電極９には、図示しない外部電源が接続される。尚、電解メッキ液中に浸漬させた際に、カソード引き出し電極８，１０及びアノード引き出し電極９等に電解メッキ液が付着しないようにするのが望ましい。
【００２５】
＜接合部形成工程＞
位置合わせされたウエハ２，３を保持治具４２で保持された状態で電解メッキ液に浸漬する。その後、外部電源による直流電流をカソード引き出し電極８，１０及びアノード引き出し電極９に供給する。この外部電源は、正極がアノード引き出し電極９に接続されており、負極がカソード引き出し電極８，１０に接続されている。
【００２６】
この外部電源により、電解メッキ液を通じて、アノード２０とカソード１９ａ，１９ｂとの間で電流が流れる。図５（ｂ）に示すように、カソード１９ａ，１９ｂの両方からメッキ金属５１がマスク２２によって析出方向をガイドされながら析出する。電解メッキ液としては、例えば硫酸銅メッキ液などが用いられる。硫酸銅メッキ液の場合は一般的に２５℃程度の温度のメッキ液中でメッキ処理が行われるので、比較的低温で接合させることができる。そのため、特に第１チップ４と第２チップ５の性能が熱で劣化する虞があり、熱を加えるのが好ましくない場合も、性能を劣化させない接合ができる。
【００２７】
第１チップ４から析出したメッキ金属５１と第２チップ５から析出したメッキ金属５１とが当接して接合し、メッキ金属５１とカソード１９ａ，３４ａ（及び１９ｂ，３４ｂ）とからなる接合部２３が形成され、図５(ｃ)に示すように、第１チップ４と第２チップ５とが接合される。この際、第１チップ４と第２チップ５に機械的圧力を加える必要がないため、チップに機械的圧力を加えると性能が劣化する虞がある場合も、性能を劣化させない接合ができる。
【００２８】
この工程において、アノード２０をカソード１９ａ，１９ｂ，３４ａ，３４ｂの周囲に配置したことにより、ウエハの単位で一括接合しても、チップの基板上の位置に影響されず、電解メッキ液中を流れる電流の大きさが均一的になる。従って、析出されるメッキ金属の析出速度が略統一される。よって、生産性が良くなり、歩留まりが向上する。また、図２（ａ）に示すように、１つのカソード１９に対して、４個のアノード２０は対称な位置に配置されているので、各カソード１９に対して電解メッキ液中を流れる電流が対称方向に流れ、各カソード１９に対して均一にメッキ金属が析出する。また、１つのカソード３４に対しても、４個のアノード２０は対称な位置に配置されているので、各カソード３４に対しても電界メッキ液中を流れる電流が対称方向に流れ、各カソード３４に対して均一にメッキ合金が析出する。よって、接合の信頼性がより向上する。
【００２９】
＜分割工程＞
接合部２３により接合された状態の第１の基板２と第２の基板３とを、第１チップ４と第２チップ５からなる静電駆動型光偏向装置１を、ブレードを用いたダイサやレーザ光線などで個々に分割する。本実施形態では、９個の静電駆動型光偏向装置１となる。
【００３０】
この様に、静電駆動型光偏向装置１を製造する場合、ウエハによる位置合わせであるため、多数のチップに対して同時に位置合わせしたこととなり、チップに分離して位置合わせ行う場合に比較して、位置合わせの工程の回数が少なくできるため、生産性が向上しコストを低減することができる。
【００３１】
次に本発明の接合構造体に係る第２の実施形態について説明する。
前述した第１の実施形態では、２枚のウエハを貼り合わせた接合構造体であったが、本実施形態は、３つ以上の層からなる接合構造体である。
【００３２】
図７に示す接合構造体は、３枚のウエハによる、即ち３つのチップ６１，６２，６３による貼り合わせであり、中央に配置されるチップ６２には、両主面（表裏面）に実装部品や回路素子や配線が形成され、その両側に貼り合わせるチップ６１，６３は、対向する面側に実装部品や回路素子や配線が形成されている。
【００３３】
これらのチップ６１，６２，６３においては、前述した第１の実施形態と同様に、カソード６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄ及びアノード６５が形成される。各カソードの周囲には、メッキ処理時に金属の析出方向（形状）をガイドするマスク６６が設けられている。さらに電解メッキ処理により、カソード６４ａ及びカソード６４ｂと、カソード６４ｃ及びカソード６４ｄにおけるそれぞれ接合部６７が形成され、接続されている。
これらのチップ６１，６２，６３においても保持治具により位置合わせされた状態で保持される。この様に、複数枚のウエハを同時に保持させる場合には、内側に配置されるウエハに対しては、ウエハ外周端で保持させるように構成すればよい。位置合わせにおいても、前述した位置合わせマークを基準にして実施することができる。また、３つのチップ以上から構成された接合構造体の場合、全チップの接合を本発明の接合方法を適用してもよいし、一部のチップの接合のみ本発明の接合方法を用いてもよい。
【００３４】
本実施形態によれば、３つ以上のチップを積層してなる接合構造体であっても、容易に適用できる。また、ウエハの状態による位置合わせをすることにより、多数のチップに対して同時に位置合わせしたこととなり、チップに分離して位置合わせ行う場合に比較して、位置合わせの工程の回数が少なくできるため、生産性が向上しコストを低減することができる。
【００３５】
次に図８には、アノードの変形例を示して説明する。
前述した第１，２の実施形態において、アノードは、カソードの周囲にカソードを中心にして電極中心で直交するように２対の４つを設けている例で説明しているが、これに限定されるものではない。
【００３６】
図８（ａ）は、カソード１９の面積が小さく、また接合部２３の体積が小さい場合に好適し、２つのアノード７１ａ，７１ｂにより金属析出に対応することができる。これらのアノード７１ａ，７１ｂは、カソード中心を通って等距離で対向する位置である。
【００３７】
図８（ｂ）は、カソード１９を中心として、正方形に８つのアノードが設けられた例であり、カソード１９の面積が大きく、また接合部２３の体積が大きい場合に好適する。２対（４つ）のアノード７２ａ，７２ｂ，７３ａ，７３ｂがカソード中心を通って距離Ｌ１で対向し且つ対で直交する位置に配置される。残りの２対（４つ）のアノード７４ａ，７４ｂ，７５ａ，７５ｂは、カソード中心を通って距離Ｌ２（Ｌ１＜Ｌ２）で対向し、且つ対で直交し、さらにアノード７２ａ，７２ｂ，７３ａ，７３ｂとは９０°ずれて、マトリックス状に等間隔で配置される。この例では、正方形のそれぞれの辺中心にアノード７２ａ，７２ｂ，７３ａ，７３ｂを配置したという説明であったが、この配置に限定されず、カソード１９を中心として、アノード７２ａ，７２ｂ，７３ａ，７３ｂが成す円を内円、アノード７４ａ，７４ｂ，７５ａ，７５ｂが成す円を外円として捉えれば、２重円として見なすことができる。そこで、この内円周上に複数配置し、さらにこの配置バランスを見ながら外円周上に適宜配置することにより、図８（ｂ）に示す以外の配置も可能である。
【００３８】
図８（ｃ）は、カソード１９を中心として、３つのアノード７６ａ，７６ｂ，７６ｃが１８０°ずれて正三角形の頂点位置に配置される。図８（ｄ）は、カソード１９を中心として、環状に形成されたアノード７７が配置される。
【００３９】
以上説明したように、カソードに対しては、アノードが均一的な密度になるように配置されればよく、メッキ液を通じてカソードと各アノードに流れる電流の密度が均一的になるようにアノードが配置されれば、特に等間隔や等距離でなくともよい。また、これらの変形例では、アノードの大きさが均一（太さや長さ）であることを前提に説明したが、アノードの太さや長さに（体積）おいてもカソードと各アノードに流れる電流の密度が均一的な分布となるようであれば、特に限定されない。例えば、アノード７４ａ，７４ｂ，７５ａ，７５ｂは、アノード７２ａ，７２ｂ，７３ａ，７３ｂよりもカソードと距離が離れているため、太いアノードを配置してもよい。
【００４０】
本発明は、以下の要旨も含んでいる。
（１）第２チップ５側にアノードを形成しても良い。この場合、カソードに対して、第１チップ４と同じ位置に配されても良いし、異なってもよい。
（２）第１の基板２と第２の基板３には、それぞれ９個のチップが配されていたが、これに限定されず、２個以上の複数あればよい。
（３）図２において、１個の静電型光偏向装置１に２個の接合部２３が形成されているが、これに限定されない。
【００４１】
（４）本実施形態のように、例えば、第１の基板２と第２の基板３を９個のチップに分割せずに、９個の静電型光偏向装置１を有する１個の静電光偏向装置アレイとして使用されてもよい。従って、生産性がよく、アレイ状の静電型光偏向装置の製造に適用することも容易にできる。この他にも、例えば、３個の静電型光偏向装置１を有する３個の静電光偏向装置アレイとして使用されてもよい。さらに、６個の静電型光偏向装置１を有する１個の静電光偏向装置アレイと、３個の静電型光偏向装置１を有する１個の静電型光偏向装置アレイとして使用されても良い。また、６個の静電型光偏向装置１を有する１個の静電光偏向装置アレイと３個の静電型光偏向装置１として使用されてもよく、分割の仕方は、設計により適宜変更してもよい。同時に複数の仕様の静電型光偏向装置を製造することができる。
【００４２】
（５）メッキ処理に用いるマスク２７を形成しない構成でもよい。また、マスク２７をメッキ工程後に有機溶剤などで除去してもよい。また、マスク２７は厚膜レジストに限定されるものではなく、例えば、ポリイミド膜を利用してもよい。
【００４３】
（６）接合構造体として静電駆動型光偏向装置１を例として説明したがこれに限定されない。例えば、２枚以上のチップを貼り合せた静電駆動型可変形状鏡や静電駆動型マイクロバルブなどに適用してもよい。
【００４４】
（７）接合部２３の機能は、第１チップ２と第２チップ３とを保持するだけではなく、チップ間の電気的な接続がなされていて配線としての機能も兼ね備えた構成でも良い。これにより第１チップ２と第２チップ３とを電気的に接続する必要がある場合は、別途ワイヤボンディングなどの工程で電気的に接続する工程を省くことができ、安価に提供することができる。また、電気的に接続するための構成部分を別途設ける必要がなくなるため、さらに小型化が可能となる。
【００４５】
（８）前述した実施形態では、静電型光偏向装置の接合構造を有する基板として、シリコン半導体ウエハを例として説明したが、これに限定されるものではない。例えば、液晶ディスプレイ等に用いられる回路素子を形成したガラス基板における接合構造であってもよい。また、ガラス基板とシリコン半導体ウエハからなる接合構造などでもよい。また本発明の接合方法は、プリント基板やセラミック基板等の配線を階層的に接続させる構造にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の接合構造体に係る第１の実施形態となる実装部品が形成された接合する半導体ウエハの概略的な構成を示す図である。
【図２】図１に示した実装部品の接合前の構成を示す図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面における接合される実装部品の断面構成を示す図である。
【図４】カソードとアノードの近傍配置について説明するための図である。
【図５】図２のＢ−Ｂ断面に示す接合部における接合形成工程について説明するための図である。
【図６】接合部の形成時に用いられる保持治具の構成例を示す図である。
【図７】本発明の接合構造体に係る第２の実施形態となる実装部品の接合構造体の構成を示す図である。
【図８】アノードの変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
１…静電駆動型光偏向装置、２，３…シリコン半導体ウエハ、４…第１のチップ、５…第２のチップ、６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂ…位置合わせマーク、８，１０…カソード引き出し電極、９…アノード引き出し電極、１２…基板本体、１４…第１の絶縁膜、１５ａ，１５ｂ…配線、１６ａ，１６ｂ…ミラー駆動電極、１７…第２の絶縁膜、１９ａ，１９ｂ…カソード、２０…アノード、２１ａ，２１ｂ…第３の絶縁膜、２２…マスク、２３…接合部、３１…枠部、３２ａ，３２ｂ…ねじりばね、３３…ミラー部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接合構造体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、実装部品や配線等が形成された半導体チップやガラス基板等の基板同士を、メッキ金属を介して接合してなる接合構造体が知られている。
例えば、特許文献１には、実装部品と配線基板の配線導体同士をそれぞれから析出した電解メッキ処理で析出させたメッキ金属で接合する技術が開示されている。
【特許文献１】特開平１０−２２９２７１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
通常、半導体ウエハ（以下、ウエハとする）同士を接合することでウエハ上に形成された多数の実装部品や接続用パッドの接続を一括して行い、生産性を向上させている。
しかしながら、前述した特許文献１のように電解メッキ処理により接合部を形成する場合には、対向させて近接保持されたウエハ間の隙間に電解メッキ液を満たした状態で電流を流し、メッキ金属を析出させることとなる。この場合、ウエハ中心とウエハ外周側とは、電解メッキ液中を流れる電流の大きさがそれぞれ異なっている。即ち、外周側ほどの電流が流れやすく、中心側ほど流れにくくなる。このため、実装部品の形成位置によってメッキ金属の析出速度が異なってくるという問題がある。
【０００４】
このような場合、ウエハ上にメッキ金属が析出過剰となった接続用パッドと、析出不足の接続用パッドが発生し、生産性が悪くなる。従って、電解メッキ処理により接合部を形成する場合において、生産性を向上させるには、基板内の析出速度の差を小さくして、同じメッキ処理時間で均一にメッキ金属が析出されることが好ましい。しかし従来においては、特許文献１を含め、十分な対策が実施されていない。
そこで本発明は、接合に係るメッキ金属が均一に析出され、生産性が良い接合構造体及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記目的を達成するために、第１のカソード及びこの近傍に配置されるアノードを有する第１のチップを複数備えた第１の基板と、第２のカソードを有し前記第１のチップと接合して接合構造体を形成する第２のチップを複数備えた第２の基板と、を前記第１のカソードと前記第２のカソードを所定間隔で対向させて位置合わせする位置合わせ工程と、前記第１の基板及び前記第２の基板を電解メッキ液に浸漬して、前記第１のカソード及び前記第２のカソードと前記アノードとの間を通電し、析出したメッキ金属により該第１のカソード及び該第２のカソード間を接合する接合工程と、を含み、前記第１の基板及び前記第２の基板における前記第１のチップ及び前記第２のチップの全数を一括して接合し、それぞれに接合構造体を形成することを特徴とする接合構造体の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、基板（チップ）間を接合するメッキ金属が均一に析出され、生産性が良い接合構造体及びその製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の接合構造体に係る第１の実施形態として、接合する２つのシリコン半導体ウエハの概略的な構成を示す図である。図２は、図１に示した実装部品の接合前の構成を示す図である。図３は、図２のＡ−Ａ断面における接合される実装部品の断面構成を示す図である。図４は、図２のＢ−Ｂ断面に示す接合部における接合形成工程について説明するための図である。図５は、接合部の形成時に用いられる保持治具の構成例を示す図である。尚、シリコン半導体ウエハの主面（実装部品形成面）と平行な方向をＸ−Ｙ方向とし、その主面に直交する方向をＺ方向とし、Ｚ方向のおけるウエハ間距離を間隔と称している。また、２つのシリコン半導体ウエハにおけるＸ−Ｙ方向の位置合わせが満たされ、且つ間隔が所定距離である状態を所定位置間隔と称している。
【０００８】
本実施形態では、静電駆動型光偏向装置を構成するための接合構造体について説明する。この静電駆動型光偏向装置１は、回動動作するミラー部に光束を反射させて、光束を偏向したり、光束を短時間で反復させた走査光束を照射したりするための光学系ユニットである。
【０００９】
図１は、静電駆動型光偏向装置１を作製するためのそれぞれ９個の第１のチップ４及び第２のチップ５を備えているシリコン半導体ウエハ（以下、ウエハと称する）２，３を示している。図１においては、これらのウエハ２，３が線対称（一点鎖線を中心）に重ね合わせるように記載されており、ウエハ２，３上の位置合わせマーク６ａと７ａ、６ｂと７ｂとがそれぞれ一致するように重ね合わせることにより、それぞれ９個の第１のチップ４と第２のチップ５を後述する所定の位置で重ね合わせることができる。これらの位置合わせマークの数は３個以上でも良い。また、ウエハ２には、後述するカソード引き出し電極８及びアノード引き出し電極９が設けられ、ウエハ３には、後述するカソード引き出し電極１０が設けられている。
【００１０】
また図２及び図３に示すように、第１チップ４は、基板本体（ウエハ２）１２上全面に層間絶縁膜となる第１の絶縁膜１４が形成され、その第１の絶縁膜１４上にはパターニングされた配線１５a，１５ｂが形成される。さらに、積層構造において、配線１５ａ，１５ｂと同層で周囲は、第２の絶縁膜１７が形成されて絶縁されている。その上層で配線１５ａ，１５ｂが接続用電極として露出する領域上には、それぞれにミラー駆動電極１６ａ，１６ｂが形成され、これらの全表面は第３の絶縁膜２１ａ，２１ｂにより個々に覆われている。配線１５a，１５ｂには、図示しない配線と枠部３１に設けた図示しない電極から外部電源を接続することが可能な構成となっている。第１チップ４においては、メッキ処理時にはカソード１９ａ，１９ｂとアノード２０が露出された状態であり、電気的な導通が可能でこれら以外の表面は第２の絶縁膜１７により覆われている。
【００１１】
その他、図示しない配線（スパッタ法や蒸着法等によるアルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）などをフォトリソ技術でパターニング）、第１の絶縁膜１４、第２の絶縁膜１７（スパッタ法やＣＶＤ法等によるシリコン酸化膜、シリコン窒化膜などをフォトリソ技術でパターニング）なども適宜半導体製造技術で形成される。
【００１２】
また、図２及び図５に示すように、この第１チップ４において、ミラー駆動電極１６ａ，１６ｂの配置方向と直交する方向で該電極を両側から挟んだ位置には、カソード１９ａ，１９ｂが形成される。カソード１９ａ，１９ｂは、スパッタ法や蒸着法等により成膜しフォトリソグラフィ技術を用いて、パターニングされた金属薄膜からなり、後述するメッキ処理において、例えば硫酸銅メッキ液によりメッキ金属として銅（Ｃｕ）を析出させる場合は、カソードの材質は銅などが好ましい。これらのカソード１９ａ，１９ｂ上には、後述するメッキ処理により析出され、ウエハ間を構造的に接続するための接合部２３が形成される。これらのカソード１９ａ，１９ｂの外周を取り囲むようにメッキ処理時に析出するメッキ金属の形成ガイドとして機能するマスク２２が形成される。マスク２２は、例えば、フォトリソグラフィ技術を用いてパターニングされた厚膜レジストマスクである。
【００１３】
本実施形態では、カソード１９ａ，１９ｂの近傍にアノード２０が配置される構成である。この近傍配置について説明する。カソードとアノードが近傍とは、所望するメッキ析出量が得られる電流を電界メッキ液を通じてカソードとアノードとの間で流せる距離内に配置されることである。図２において、カソード１９ａとアノード２０ａの配置は、当該近傍配置となっており、これはカソード１９ｂとアノード２０ｂについても同様である。尚、図２に示すとおり、カソード１９ｂの近傍に配置されたアノード２０ｂは、アノード２０ｂとカソード１９ｂとの間で流れる電流がアノード２０ｂとカソード１９ａの間に流れる電流よりも小さくならない様に、Ｄ１＜Ｄ２（Ｄ１：アノード２０ｂとカソード１９ｂとの距離、Ｄ２：アノード２０ｂとカソード１９ａとの距離）となっている。
【００１４】
すなわち、図４に示すように１枚のウエハ又は１個のチップには、複数のカソード１９−１〜１９−ｎ（ここでは、ｎ＝４まで図示している）が形成されており、ｄ１：カソード１９−１とアノード２０−１との距離、ｄ２：カソード１９−２とアノード２０−１との距離、ｄ３：カソード１９−３とアノード２０−１との距離、ｄ４：カソード１９−４とアノード２０−１との距離及び、ｄｎ：カソード１９−ｎとアノード２０−１との距離とすると、アノード２０−１がカソード１９−１の近傍に配置されている場合、以下のような距離関係を有していることが好ましい。
ｄ１＜ｄ２
ｄ１＜ｄ３
ｄ１＜ｄ４
・
ｄ１＜ｄｎ
さらに、本実施形態では図２に示すように、マスク２２の外周に近接し、カソード１９ａ，１９ｂを中心にして直交するように、２対の４つのアノード２０が形成されている。
【００１５】
アノード２０は、金（Ａｕ）ワイヤ、または、例えば硫酸銅メッキ液によりメッキ金属として銅（Ｃｕ）を析出させる場合は、好ましくは銅ワイヤを用いたスタッドバンプやメッキ法で形成する銅のメッキバンプで形成される。例えば、スタッドバンプとしては、ワイヤの線径を太くすることにより、バンプの体積を大きくすることができる。またメッキバンプでは、析出量を増やすことにより、バンプの太さ及び高さ共に大きくして、バンプ金属の体積を比較的容易に大きくすることができる。アノード２０のバンプ金属は、メッキ工程と共に溶解していくが、バンプ体積を大きくすることにより、接合部２３の形成が完了するまでアノード２０を消失させないことができる。
【００１６】
また、形成する接合部２３が小型であれば、アノード２０を形成するのに必要なメッキ金属の析出も比較的少なくてもよい。これにより、アノード２０はスパッタ法や蒸着法等を用いて成膜し、フォトリソグラフィ技術によりパターニングした金属薄膜でもよい。また、アノード２０を白金（Ｐｔ）など電解メッキ液に対して不溶性材料からなる金属薄膜で形成することにより、メッキ処理時に溶解せずにすむ。従って、構造体が比較的小さく、大きな体積のアノード２０を形成するスペースがない場合であっても、不溶性材料により形成することにより接合が可能となる。
【００１７】
これらのカソード１９ａ，１９ｂは、カソード引き出し電極８に図示しない配線の引き回しで電気的に接続され、各アノード２０は、アノード引き出し電極９にアノード用配線３０により電気的に接続されている。これらの配線は、メッキ処理時に利用され、接合部形成工程後、チップ単位に切り出された際には分断されてもよい。
【００１８】
次に第２チップ５は、枠部３１と、一対のねじりばね３２ａ，３２ｂにほぼ中央が支持されるミラー部３３と、カソード３４ａ，３４ｂとが形成されている。これらは所定厚のウエハに対して、半導体製造技術によるレジストマスクを用いたエッチング処理（例えば、ＲＩＥ：反応性イオンエッチング法）により形成している。ウエハ３にエッチング処理を施して、開口部分を形成することにより、ミラー部３３、ねじりばね３２ａ，３２ｂ及び枠部３１が形成される。この構成において、これらの部位はシリコンから成り、ミラー部３３とねじりばね３２ａ，３２ｂと枠部３１とが電気的に接続している。よって、図示しない配線と枠部３１に設けた図示しない電極からミラー部３３に図示しない外部電源を接続することが可能な構成となっている。
【００１９】
カソード３４ａ，３４ｂは、前述したカソード１９ａ，１９ｂと同様に、下層には層間絶縁膜となる第３の絶縁膜３６が形成され、カソード引き出し電極１０に図示しない配線の引き回しで電気的に接続される。尚、第２チップ５においては、メッキ処理時にはカソード３４ａ，３４ｂが露出された状態であり電気的な導通が可能であり、これら以外の表面は第４の絶縁膜３７により覆われている。また、カソード３４ａ，３４ｂにおいても外周を取り囲むようにマスク２２と同等なマスク３８が形成される。
【００２０】
これらの第１チップ４と第２チップ５は、カメラや赤外線カメラ等を用いて、図１に示した位置合わせマーク６ａと７ａ、６ｂと７ｂをＺ方向からみてウエハ２，３を一致させる。この一致により、カソード１９ａ，１９ｂとカソード３４ａ，３４ｂとがそれぞれ対向し、さらに図３に示すようにミラー部３３の長手側の両端がミラー駆動電極１６ａ，１６ｂにそれぞれ掛かるように対向する位置（Ｘ−Ｙ方向における接合位置）となる。さらにウエハ２，３間距離が所定の間隔になるように位置決めされる。これらの位置決めは、ウエハ２，３を図５に示す保持治具４２に保持させた状態で所定位置間隔となるように位置調整を行う。尚、本実施形態では、光学的な位置合わせマークによる位置合わせで実現する例について説明しているが、これに限定されず、ウエハに切り込み等を入れた方法でもよいし、Ｘ線検出によるマークを用いてもよく、種々の方法が考えられる。
【００２１】
この保持治具４２は、それぞれにウエハ２，３を保持し、Ｘ−Ｙ方向における接合位置（位置合わせマーク合わせ）を調整するための基板位置調整部４２ａ，４２ｂと、基板位置調整部４２ａ，４２ｂ間を移動可能に連結し、ウエハ２，３間のＺ方向における間隔を調整するマイクロメータ機能を有する基板間隔調整部４２ｃとで、コの字型形状に構成される。
【００２２】
ここで図３に示す静電駆動型光偏向装置１の動作原理について説明する。
図示しない外部電源よりミラー駆動電極１６ａとミラー部３３の間、ミラー駆動電極１６ｂとミラー部３３の間に交互に印加して、静電力を発生させて、ねじりばね３２ａ，３２ｂを中心にして、ミラー部３３がシーソーの様に、反復回動動作をさせる。この回動動作するミラー部３３に、ＬＥＤ等により発生させた光束を照射し、ここで反射され光束は偏向することができる。さらに、ミラー部３３を短時間で繰り返し回動させれば、走査する光束を生成することも可能である。
【００２３】
次に、図５に示す製造工程を参照して、ウエハの接合による静電駆動型光偏向装置の製造方法について説明する。
【００２４】
＜位置合わせ工程＞
前述したように、ウエハ２，３には、それぞれ９個の第１チップ４と第２チップ５が形成され、位置合わせマーク６ａと７ａ、６ｂと７ｂを利用した位置調整により、全チップが一括して所定位置間隔に位置合わせが完了し、保持治具４２に保持される。この所定位置間隔に保持された状態で、図５（ａ）に示すようにウエハ２，３に設けられているカソード引き出し電極８，１０及びアノード引き出し電極９には、図示しない外部電源が接続される。尚、電解メッキ液中に浸漬させた際に、カソード引き出し電極８，１０及びアノード引き出し電極９等に電解メッキ液が付着しないようにするのが望ましい。
【００２５】
＜接合部形成工程＞
位置合わせされたウエハ２，３を保持治具４２で保持された状態で電解メッキ液に浸漬する。その後、外部電源による直流電流をカソード引き出し電極８，１０及びアノード引き出し電極９に供給する。この外部電源は、正極がアノード引き出し電極９に接続されており、負極がカソード引き出し電極８，１０に接続されている。
【００２６】
この外部電源により、電解メッキ液を通じて、アノード２０とカソード１９ａ，１９ｂとの間で電流が流れる。図５（ｂ）に示すように、カソード１９ａ，１９ｂの両方からメッキ金属５１がマスク２２によって析出方向をガイドされながら析出する。電解メッキ液としては、例えば硫酸銅メッキ液などが用いられる。硫酸銅メッキ液の場合は一般的に２５℃程度の温度のメッキ液中でメッキ処理が行われるので、比較的低温で接合させることができる。そのため、特に第１チップ４と第２チップ５の性能が熱で劣化する虞があり、熱を加えるのが好ましくない場合も、性能を劣化させない接合ができる。
【００２７】
第１チップ４から析出したメッキ金属５１と第２チップ５から析出したメッキ金属５１とが当接して接合し、メッキ金属５１とカソード１９ａ，３４ａ（及び１９ｂ，３４ｂ）とからなる接合部２３が形成され、図５(ｃ)に示すように、第１チップ４と第２チップ５とが接合される。この際、第１チップ４と第２チップ５に機械的圧力を加える必要がないため、チップに機械的圧力を加えると性能が劣化する虞がある場合も、性能を劣化させない接合ができる。
【００２８】
この工程において、アノード２０をカソード１９ａ，１９ｂ，３４ａ，３４ｂの周囲に配置したことにより、ウエハの単位で一括接合しても、チップの基板上の位置に影響されず、電解メッキ液中を流れる電流の大きさが均一的になる。従って、析出されるメッキ金属の析出速度が略統一される。よって、生産性が良くなり、歩留まりが向上する。また、図２（ａ）に示すように、１つのカソード１９に対して、４個のアノード２０は対称な位置に配置されているので、各カソード１９に対して電解メッキ液中を流れる電流が対称方向に流れ、各カソード１９に対して均一にメッキ金属が析出する。また、１つのカソード３４に対しても、４個のアノード２０は対称な位置に配置されているので、各カソード３４に対しても電界メッキ液中を流れる電流が対称方向に流れ、各カソード３４に対して均一にメッキ合金が析出する。よって、接合の信頼性がより向上する。
【００２９】
＜分割工程＞
接合部２３により接合された状態の第１の基板２と第２の基板３とを、第１チップ４と第２チップ５からなる静電駆動型光偏向装置１を、ブレードを用いたダイサやレーザ光線などで個々に分割する。本実施形態では、９個の静電駆動型光偏向装置１となる。
【００３０】
この様に、静電駆動型光偏向装置１を製造する場合、ウエハによる位置合わせであるため、多数のチップに対して同時に位置合わせしたこととなり、チップに分離して位置合わせ行う場合に比較して、位置合わせの工程の回数が少なくできるため、生産性が向上しコストを低減することができる。
【００３１】
次に本発明の接合構造体に係る第２の実施形態について説明する。
前述した第１の実施形態では、２枚のウエハを貼り合わせた接合構造体であったが、本実施形態は、３つ以上の層からなる接合構造体である。
【００３２】
図７に示す接合構造体は、３枚のウエハによる、即ち３つのチップ６１，６２，６３による貼り合わせであり、中央に配置されるチップ６２には、両主面（表裏面）に実装部品や回路素子や配線が形成され、その両側に貼り合わせるチップ６１，６３は、対向する面側に実装部品や回路素子や配線が形成されている。
【００３３】
これらのチップ６１，６２，６３においては、前述した第１の実施形態と同様に、カソード６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄ及びアノード６５が形成される。各カソードの周囲には、メッキ処理時に金属の析出方向（形状）をガイドするマスク６６が設けられている。さらに電解メッキ処理により、カソード６４ａ及びカソード６４ｂと、カソード６４ｃ及びカソード６４ｄにおけるそれぞれ接合部６７が形成され、接続されている。
これらのチップ６１，６２，６３においても保持治具により位置合わせされた状態で保持される。この様に、複数枚のウエハを同時に保持させる場合には、内側に配置されるウエハに対しては、ウエハ外周端で保持させるように構成すればよい。位置合わせにおいても、前述した位置合わせマークを基準にして実施することができる。また、３つのチップ以上から構成された接合構造体の場合、全チップの接合を本発明の接合方法を適用してもよいし、一部のチップの接合のみ本発明の接合方法を用いてもよい。
【００３４】
本実施形態によれば、３つ以上のチップを積層してなる接合構造体であっても、容易に適用できる。また、ウエハの状態による位置合わせをすることにより、多数のチップに対して同時に位置合わせしたこととなり、チップに分離して位置合わせ行う場合に比較して、位置合わせの工程の回数が少なくできるため、生産性が向上しコストを低減することができる。
【００３５】
次に図８には、アノードの変形例を示して説明する。
前述した第１，２の実施形態において、アノードは、カソードの周囲にカソードを中心にして電極中心で直交するように２対の４つを設けている例で説明しているが、これに限定されるものではない。
【００３６】
図８（ａ）は、カソード１９の面積が小さく、また接合部２３の体積が小さい場合に好適し、２つのアノード７１ａ，７１ｂにより金属析出に対応することができる。これらのアノード７１ａ，７１ｂは、カソード中心を通って等距離で対向する位置である。
【００３７】
図８（ｂ）は、カソード１９を中心として、正方形に８つのアノードが設けられた例であり、カソード１９の面積が大きく、また接合部２３の体積が大きい場合に好適する。２対（４つ）のアノード７２ａ，７２ｂ，７３ａ，７３ｂがカソード中心を通って距離Ｌ１で対向し且つ対で直交する位置に配置される。残りの２対（４つ）のアノード７４ａ，７４ｂ，７５ａ，７５ｂは、カソード中心を通って距離Ｌ２（Ｌ１＜Ｌ２）で対向し、且つ対で直交し、さらにアノード７２ａ，７２ｂ，７３ａ，７３ｂとは９０°ずれて、マトリックス状に等間隔で配置される。この例では、正方形のそれぞれの辺中心にアノード７２ａ，７２ｂ，７３ａ，７３ｂを配置したという説明であったが、この配置に限定されず、カソード１９を中心として、アノード７２ａ，７２ｂ，７３ａ，７３ｂが成す円を内円、アノード７４ａ，７４ｂ，７５ａ，７５ｂが成す円を外円として捉えれば、２重円として見なすことができる。そこで、この内円周上に複数配置し、さらにこの配置バランスを見ながら外円周上に適宜配置することにより、図８（ｂ）に示す以外の配置も可能である。
【００３８】
図８（ｃ）は、カソード１９を中心として、３つのアノード７６ａ，７６ｂ，７６ｃが１８０°ずれて正三角形の頂点位置に配置される。図８（ｄ）は、カソード１９を中心として、環状に形成されたアノード７７が配置される。
【００３９】
以上説明したように、カソードに対しては、アノードが均一的な密度になるように配置されればよく、メッキ液を通じてカソードと各アノードに流れる電流の密度が均一的になるようにアノードが配置されれば、特に等間隔や等距離でなくともよい。また、これらの変形例では、アノードの大きさが均一（太さや長さ）であることを前提に説明したが、アノードの太さや長さに（体積）おいてもカソードと各アノードに流れる電流の密度が均一的な分布となるようであれば、特に限定されない。例えば、アノード７４ａ，７４ｂ，７５ａ，７５ｂは、アノード７２ａ，７２ｂ，７３ａ，７３ｂよりもカソードと距離が離れているため、太いアノードを配置してもよい。
【００４０】
本発明は、以下の要旨も含んでいる。
（１）第２チップ５側にアノードを形成しても良い。この場合、カソードに対して、第１チップ４と同じ位置に配されても良いし、異なってもよい。
（２）第１の基板２と第２の基板３には、それぞれ９個のチップが配されていたが、これに限定されず、２個以上の複数あればよい。
（３）図２において、１個の静電型光偏向装置１に２個の接合部２３が形成されているが、これに限定されない。
【００４１】
（４）本実施形態のように、例えば、第１の基板２と第２の基板３を９個のチップに分割せずに、９個の静電型光偏向装置１を有する１個の静電光偏向装置アレイとして使用されてもよい。従って、生産性がよく、アレイ状の静電型光偏向装置の製造に適用することも容易にできる。この他にも、例えば、３個の静電型光偏向装置１を有する３個の静電光偏向装置アレイとして使用されてもよい。さらに、６個の静電型光偏向装置１を有する１個の静電光偏向装置アレイと、３個の静電型光偏向装置１を有する１個の静電型光偏向装置アレイとして使用されても良い。また、６個の静電型光偏向装置１を有する１個の静電光偏向装置アレイと３個の静電型光偏向装置１として使用されてもよく、分割の仕方は、設計により適宜変更してもよい。同時に複数の仕様の静電型光偏向装置を製造することができる。
【００４２】
（５）メッキ処理に用いるマスク２７を形成しない構成でもよい。また、マスク２７をメッキ工程後に有機溶剤などで除去してもよい。また、マスク２７は厚膜レジストに限定されるものではなく、例えば、ポリイミド膜を利用してもよい。
【００４３】
（６）接合構造体として静電駆動型光偏向装置１を例として説明したがこれに限定されない。例えば、２枚以上のチップを貼り合せた静電駆動型可変形状鏡や静電駆動型マイクロバルブなどに適用してもよい。
【００４４】
（７）接合部２３の機能は、第１チップ２と第２チップ３とを保持するだけではなく、チップ間の電気的な接続がなされていて配線としての機能も兼ね備えた構成でも良い。これにより第１チップ２と第２チップ３とを電気的に接続する必要がある場合は、別途ワイヤボンディングなどの工程で電気的に接続する工程を省くことができ、安価に提供することができる。また、電気的に接続するための構成部分を別途設ける必要がなくなるため、さらに小型化が可能となる。
【００４５】
（８）前述した実施形態では、静電型光偏向装置の接合構造を有する基板として、シリコン半導体ウエハを例として説明したが、これに限定されるものではない。例えば、液晶ディスプレイ等に用いられる回路素子を形成したガラス基板における接合構造であってもよい。また、ガラス基板とシリコン半導体ウエハからなる接合構造などでもよい。また本発明の接合方法は、プリント基板やセラミック基板等の配線を階層的に接続させる構造にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の接合構造体に係る第１の実施形態となる実装部品が形成された接合する半導体ウエハの概略的な構成を示す図である。
【図２】図１に示した実装部品の接合前の構成を示す図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面における接合される実装部品の断面構成を示す図である。
【図４】カソードとアノードの近傍配置について説明するための図である。
【図５】図２のＢ−Ｂ断面に示す接合部における接合形成工程について説明するための図である。
【図６】接合部の形成時に用いられる保持治具の構成例を示す図である。
【図７】本発明の接合構造体に係る第２の実施形態となる実装部品の接合構造体の構成を示す図である。
【図８】アノードの変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
１…静電駆動型光偏向装置、２，３…シリコン半導体ウエハ、４…第１のチップ、５…第２のチップ、６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂ…位置合わせマーク、８，１０…カソード引き出し電極、９…アノード引き出し電極、１２…基板本体、１４…第１の絶縁膜、１５ａ，１５ｂ…配線、１６ａ，１６ｂ…ミラー駆動電極、１７…第２の絶縁膜、１９ａ，１９ｂ…カソード、２０…アノード、２１ａ，２１ｂ…第３の絶縁膜、２２…マスク、２３…接合部、３１…枠部、３２ａ，３２ｂ…ねじりばね、３３…ミラー部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のカソード及びこの近傍に配置されるアノードを有する第１のチップを複数備えた第１の基板と、第２のカソードを有し前記第１のチップと接合して接合構造体を形成する第２のチップを複数備えた第２の基板と、を前記第１のカソードと前記第２のカソードを所定間隔で対向させて位置合わせする位置合わせ工程と、
前記第１の基板及び前記第２の基板を電解メッキ液に浸漬して、前記第１のカソード及び前記第２のカソードと前記アノードとの間を通電し、析出したメッキ金属により該第１のカソード及び該第２のカソード間を接合する接合工程と、
を含み、前記第１の基板及び前記第２の基板における前記第１のチップ及び前記第２のチップの全数を一括して接合し、それぞれに接合構造体を形成することを特徴とする接合構造体の製造方法。
【請求項２】
前記接合工程後に、前記第１の基板と前記第２の基板との接合により製作された複数の前記接合構造体毎に分割される基板分割工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の接合構造体の製造方法。
【請求項３】
前記アノードは、バンプを形成する工程によって形成されることを特徴とする請求項１に記載の接合構造体の製造方法。
【請求項４】
前記アノードは不溶性アノードであることを特徴とする請求項１に記載の接合構造体の製造方法。
【請求項５】
第１のカソードを有する第１のチップと、第２のカソードを有する第２のチップが、当該第１のカソードと当該第２のカソードから析出されたメッキ金属によって接合されてなる接合構造体において、
前記第１のチップと前記第２のチップの少なくとも一方のチップのカソードを有する面に少なくとも１つのアノードが前記カソードの近傍に配されていることを特徴とする接合構造体。
【請求項６】
前記アノードは、複数であり、前記カソードに対して対称な位置に配されていることを特徴とする請求項５に記載の接合構造体。
【請求項７】
前記アノードは、バンプにより形成されることを特徴とする請求項５に記載の接合構造体。
【請求項８】
前記アノードは、不溶性材料により形成されていることを特徴とする請求項５に記載の接合構造体。
【請求項９】
前記第１のカソード、前記メッキ金属及び前記第２のカソードを含み、前記第１のチップと前記第２のチップを接合する接合部は、該第１のチップと該第２のチップを電気的に接続する配線としての機能を有することを特徴とする請求項５に記載の接合構造体。
【請求項１】
第１のカソード及びこの近傍に配置されるアノードを有する第１のチップを複数備えた第１の基板と、第２のカソードを有し前記第１のチップと接合して接合構造体を形成する第２のチップを複数備えた第２の基板と、を前記第１のカソードと前記第２のカソードを所定間隔で対向させて位置合わせする位置合わせ工程と、
前記第１の基板及び前記第２の基板を電解メッキ液に浸漬して、前記第１のカソード及び前記第２のカソードと前記アノードとの間を通電し、析出したメッキ金属により該第１のカソード及び該第２のカソード間を接合する接合工程と、
を含み、前記第１の基板及び前記第２の基板における前記第１のチップ及び前記第２のチップの全数を一括して接合し、それぞれに接合構造体を形成することを特徴とする接合構造体の製造方法。
【請求項２】
前記接合工程後に、前記第１の基板と前記第２の基板との接合により製作された複数の前記接合構造体毎に分割される基板分割工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の接合構造体の製造方法。
【請求項３】
前記アノードは、バンプを形成する工程によって形成されることを特徴とする請求項１に記載の接合構造体の製造方法。
【請求項４】
前記アノードは不溶性アノードであることを特徴とする請求項１に記載の接合構造体の製造方法。
【請求項５】
第１のカソードを有する第１のチップと、第２のカソードを有する第２のチップが、当該第１のカソードと当該第２のカソードから析出されたメッキ金属によって接合されてなる接合構造体において、
前記第１のチップと前記第２のチップの少なくとも一方のチップのカソードを有する面に少なくとも１つのアノードが前記カソードの近傍に配されていることを特徴とする接合構造体。
【請求項６】
前記アノードは、複数であり、前記カソードに対して対称な位置に配されていることを特徴とする請求項５に記載の接合構造体。
【請求項７】
前記アノードは、バンプにより形成されることを特徴とする請求項５に記載の接合構造体。
【請求項８】
前記アノードは、不溶性材料により形成されていることを特徴とする請求項５に記載の接合構造体。
【請求項９】
前記第１のカソード、前記メッキ金属及び前記第２のカソードを含み、前記第１のチップと前記第２のチップを接合する接合部は、該第１のチップと該第２のチップを電気的に接続する配線としての機能を有することを特徴とする請求項５に記載の接合構造体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−２３４７５０（Ｐ２００７−２３４７５０Ａ）
【公開日】平成１９年９月１３日（２００７．９．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５２３４４（Ｐ２００６−５２３４４）
【出願日】平成１８年２月２８日（２００６．２．２８）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年９月１３日（２００７．９．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月２８日（２００６．２．２８）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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