[发明专利]接合面制作方法、接合基板、基板接合方法、接合面制作装置以及基板接合体

说明书

技术领域

本发明涉及用于将基板（固体材料）彼此接合起来的接合技术（substrate bonding technology），特别是涉及接合用基板的接合面的制作方法、基板接合方法以及基板接合体。

背景技术

例如在电子零件的领域中，在将固体材料彼此接合起来时，通过这样一些技术来进行：将硅基板、在除了硅以外的其他基板上形成有氧化物层、氮化物层的基板、或者玻璃材料的基板等接合起来的晶圆的接合技术、采用倒装方法的将电子零件之间的金属材料接合起来的接合技术、制作MEMS（Micro Electro Mechanical Systems）时的封装技术等。

在将基板接合时，通常是这样的过程：在使基板相接触之后利用高温进行加热，而在接合起来的基板之间促进化学反应或者接合界面附近的原子扩散，从而提高接合界面的强度（伴随有加热处理的接合方法）。

例如在硅晶圆的接合方法中，在对硅晶圆的表面进行亲水化处理之后，利用范德华力使一对晶圆接合，并在1000℃左右的条件下进行加热处理，从而能够获得牢固的接合。而且，在阳极接合方法中，通过在400℃的条件下施加1kV的高电压，从而能够使硅与耐热玻璃之间牢固地接合。

但是，伴随有加热处理的接合方法在能够应用的基板的种类方面存在限制。特别是在将不同种类的材料的基板彼此接合起来的情况下，由于不同的材料间的热膨胀系数有所不同，因此，在通过高温获得牢固的接合之后，在温度下降至常温的过程中，热残留应力增加，接合体会受到机械性的损伤，而且，当残留应力变高时，有可能导致破坏接合体。而且，伴随有加热处理的接合方法在接合像MEMS等那样的具有耐热性、耐电压特性较低的元件的构件时难以应用。

为了改善伴随有加热处理的接合方法对基板材料带来的不良影响，提出了一种在常温下进行基板接合的常温接合法。在该种常温接合法中，作为预处理而对基板照射粒子束从而对基板表面进行清洁、活性化等表面处理，再在常温、真空条件下使经过表面处理后的基板表面彼此接触并接合起来。

该种常温接合法与伴随有加热处理的接合方法相比，能够使能够应用的基板材料的种类变得广泛，且收获了某种程度的成功。但是，公知有仍然难以适用于该种常温接合法的基板材料（例如除了氧化硅、氮化硅、氧化铝之外的部分陶瓷材料），因而谋求改善。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平10－92702

专利文献2：日本特开平06－099317

专利文献3：日本特开2004－337927

专利文献4：日本特开2007－324195

专利文献5：日本特开2008－207221

专利文献6：日本特开2010－046696

发明内容

发明要解决的问题

因而，本发明是为了响应基板的应用范围较宽的改良后的基板接合技术的需要而做成的。

具体地讲，本发明的目的在于，提供一种接合面的制作方法，通过使用该接合面的制作方法，能够不受基板材料的种类的限制地制作能够保证充分的接合强度的接合面。

而且，本发明的目的在于，提供一种不受基板材料的种类的限制地制成了具有充分的接合强度能力的接合面的接合用基板。同样，目的在于提供一种将该种接合用基板接合起来而成的基板接合体。

而且，本发明的目的在于，提供一种接合面的制作装置，其能够应用于各种基板，并且能够制作具有充分的接合强度能力的接合面。

用于解决问题的方案

本发明的一技术方案提供一种接合基板制作方法，其用于制作形成有接合面的基板（“接合基板”），其中，该接合基板制作方法包括如下步骤：表面处理步骤，对基板的表面照射包含能量粒子的放射粒子来对基板的表面进行表面处理；以及通过在经过上述表面处理后的基板表面上形成硅薄膜来制作上述接合基板。通过该结构（硅薄膜嵌入式接合基板制作方法）获得的超出预想范围的效果能够从经过不同的工艺（图2）获得的接合强度的比较图表（图4）中看出。

优选的是，上述表面处理步骤包含对上述基板表面照射包含金属粒子的放射粒子的处理。该结构的超出预想范围的效果能够参照经过该工艺C、E（图2）获得的接合强度C、E（图4）来证实。