接合面製作方法、接合基板、基板接合方法、接合面製作裝置以及基板接合體的製作方法

2023-05-30 07:09:46

接合面製作方法、接合基板、基板接合方法、接合面製作裝置以及基板接合體的製作方法
【專利摘要】本發明提供一種應用範圍較廣的基板接合技術。在接合面內形成矽薄膜，並利用能量粒子、金屬粒子對基板與基板之間的交界處進行表面處理。
【專利說明】接合面製作方法、接合基板、基板接合方法、接合面製作裝
置以及基板接合體
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及用於將基板(固體材料)彼此接合起來的接合技術(substrate bonding technology),特別是涉及接合用基板的接合面的製作方法、基板接合方法以及基 板接合體。
【背景技術】
[0002]例如在電子零件的領域中，在將固體材料彼此接合起來時，通過這樣一些技術來 進行:將矽基板、在除了矽以外的其他基板上形成有氧化物層、氮化物層的基板、或者玻璃 材料的基板等接合起來的晶圓的接合技術、採用倒裝方法的將電子零件之間的金屬材料接 合起來的接合技術、製作MEMS (Micro Electro Mechanical Systems)時的封裝技術等。
[0003]在將基板接合時，通常是這樣的過程:在使基板相接觸之後利用高溫進行加熱，而 在接合起來的基板之間促進化學反應或者接合界面附近的原子擴散，從而提高接合界面的 強度(伴隨有加熱處理的接合方法)。
[0004]例如在矽晶圓的接合方法中，在對矽晶圓的表面進行親水化處理之後，利用範德 華力使一對晶圓接合，並在1000°c左右的條件下進行加熱處理，從而能夠獲得牢固的接合。 而且，在陽極接合方法中，通過在400°c的條件下施加IkV的高電壓，從而能夠使矽與耐熱 玻璃之間牢固地接合。
[0005]但是，伴隨有加熱處理的接合方法在能夠應用的基板的種類方面存在限制。特別 是在將不同種類的材料的基板彼此接合起來的情況下，由於不同的材料間的熱膨脹係數有 所不同，因此，在通過高溫獲得牢固的接合之後，在溫度下降至常溫的過程中，熱殘留應力 增加，接合體會受到機械性的損傷，而且，當殘留應力變高時，有可能導致破壞接合體。而 且，伴隨有加熱處理的接合方法在接合像MEMS等那樣的具有耐熱性、耐電壓特性較低的元 件的構件時難以應用。
[0006]為了改善伴隨有加熱處理的接合方法對基板材料帶來的不良影響，提出了一種在 常溫下進行基板接合的常溫接合法。在該種常溫接合法中，作為預處理而對基板照射粒子 束從而對基板表面進行清潔、活性化等表面處理，再在常溫、真空條件下使經過表面處理後 的基板表面彼此接觸並接合起來。
[0007]該種常溫接合法與伴隨有加熱處理的接合方法相比，能夠使能夠應用的基板材料 的種類變得廣泛，且收穫了某種程度的成功。但是，公知有仍然難以適用於該種常溫接合法 的基板材料(例如除了氧化矽、氮化矽、氧化鋁之外的部分陶瓷材料)，因而謀求改善。
[0008]現有技術文獻
[0009]專利文獻
[0010]專利文獻1:日本特開平10 - 92702
[0011]專利文獻2:日本特開平06 — 099317
[0012]專利文獻3:日本特開2004 - 337927[0013]專利文獻4:日本特開2007 - 324195
[0014]專利文獻5:日本特開2008 - 207221
[0015]專利文獻6:日本特開2010 - 466696

【發明內容】

[0016]發明要解決的問題
[0017]因而，本發明是為了響應基板的應用範圍較寬的改良後的基板接合技術的需要而 做成的。
[0018]具體地講，本發明的目的在於，提供一種接合面的製作方法，通過使用該接合面的 製作方法，能夠不受基板材料的種類的限制地製作能夠保證充分的接合強度的接合面。
[0019]而且，本發明的目的在於，提供一種不受基板材料的種類的限制地製成了具有充 分的接合強度能力的接合面的接合用基板。同樣，目的在於提供一種將該種接合用基板接 合起來而成的基板接合體。
[0020]而且，本發明的目的在於，提供一種接合面的製作裝置，其能夠應用於各種基板， 並且能夠製作具有充分的接合強度能力的接合面。
[0021]用於解決問題的方案
[0022]本發明的一技術方案提供一種接合基板製作方法，其用於製作形成有接合面的基 板(「接合基板」)，其中，該接合基板製作方法包括如下步驟:表面處理步驟，對基板的表面 照射包含能量粒子的放射粒子來對基板的表面進行表面處理；以及通過在經過上述表面處 理後的基板表面上形成矽薄膜來製作上述接合基板。通過該結構(矽薄膜嵌入式接合基板 製作方法)獲得的超出預想範圍的效果能夠從經過不同的工藝(圖2)獲得的接合強度的比 較圖表(圖4)中看出。
[0023]優選的是，上述表面處理步驟包含對上述基板表面照射包含金屬粒子的放射粒子 的處理。該結構的超出預想範圍的效果能夠參照經過該工藝C、E (圖2)獲得的接合強度 C、E (圖4)來證實。
[0024]而且，本發明的另一實施方式提供一種接合基板製作裝置，其用於製作形成有接 合面的基板(「接合基板」)，其中，該接合基板製作裝置包括:工藝室；能量粒子源，其配置 在上述工藝室(工藝室)內，用於對上述基板的表面照射包含能量粒子的放射粒子來對上述 基板的表面進行表面處理；以及矽源，其配置在上述工藝室內，其用於在經過上述表面處理 後的基板表面上形成矽薄膜。該裝置能夠應用本發明的矽薄膜嵌入式接合基板製作方法。
[0025]而且，本發明的另一技術方案提供一種接合基板製作裝置，其用於製作形成有接 合面的基板(「接合基板」)，其中，該接合基板製作裝置包括:能量粒子源，其用於放射包含 能量粒子的放射粒子；矽源；以及姿勢控制裝置，其用於控制上述能量粒子源的姿勢，上述 姿勢控制裝置在表面處理模式中使上述能量粒子源處於第I姿勢，並將來自上述能量粒子 源的放射粒子朝向基板表面放射，上述姿勢控制裝置在矽薄膜形成在上述基板表面上的矽 薄膜形成模式中使上述能量粒子源處於第2姿勢，並將給來自上述能量粒子源的放射粒子 朝向上述矽源放射，上述矽源在上述矽薄膜形成模式中處於與來自上述能量粒子源的放射 粒子相呼應、並朝向上述基板表面放射娃粒子的姿勢。該結構提供一種適合於實施派射基 體的矽薄膜嵌入式接合基板製作方法的接合基板製作裝置。能量粒子源與姿勢控制裝置互相協作，兼發揮兩個作用，在表面處理模式下，發揮朝向基板放射的能量粒子源的作用，並 且，矽薄膜形成模式下，發揮針對矽源的濺射式驅動源的作用。
[0026]而且，本發明的另一技術方案提供一種基板接合體，其中，該基板接合體包括:互 相接合起來的一對基板；以及界面層，其位於上述一對基板之間，且以矽為主要成分，在上 述界面層與上述一對基板中的至少一個基板之間包含金屬，上述基板之間的接合強度為 0.5J/m2 以上。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1是包括加載互鎖真空裝置G02、接合基板製作裝置GOl以及基板接合裝置G03 的基板接合系統GOO的外觀圖。
[0028]圖2是表示在基板上製作接合面的多種工藝(接合基板製作方法)的流程圖，在這 些工藝中包含本發明的不同的實施方式中的、在接合面層內形成矽薄膜的工藝(接合基板 製作方法)。
[0029]圖3的(A)是表示本發明的實施方式的、基板製作裝置GOl中的、用於實施圖2的 照射工序(表面處理H)3、F05)的關聯部分的示意圖，圖3的(B)是表示本發明的實施方式 的、基板製作裝置GOl中的、用於實施圖2的矽薄膜形成工序(工藝H)4)的關聯部分的示意 圖。
[0030]圖4是表示經過圖2的各工藝A —工藝E獲得的接合基板A —接合基板E的接合 強度的圖表。
[0031]圖5表示用於將接合基板彼此接合起來的基板接合裝置G03的機構零件，圖5的 (A)是表示在利用機構零件進行接合之前的一對接合基板的示意圖，圖5的(B)是表示利用 機構零件進行接合時的接合基板的示意圖。
[0032]圖6的(A)是表示實施方式的、經過圖2的工藝E獲得的接合基板E的截面構造 的示意圖，圖6的(B )是表示實施方式的、將接合基板E彼此接合起來而得到的基板接合體 的截面構造的示意圖，圖6的(C)是表示另一實施方式的基板接合體的截面構造的示意圖。
[0033]圖7的(A)是表示經過圖2的工藝A獲得的基板接合體A的、形成氣孔M12的紅 外線透射圖像，圖7的(B)是經過圖2的工藝A獲得的基板接合體E的、未發現形成氣孔的 紅外線透射圖像。
[0034]圖8是表示基板接合體E的接合界面附近的截面的細微構造的透射電鏡照片。
[0035]圖9是表示通過透射電鏡法獲得的、基板接合體E的界面層以及其附近的垂直於 接合界面的方向上的鐵的濃度分布的EELS掃描圖。
[0036]圖10是表示本發明的實施例的、基板材料的組合N01、N02、N03、N04、以及接合時 真空度的各條件(N04和N05)下的接合強度的圖表。
[0037]圖11的(A)是示意性地表示本發明的實施例的、對因自粒子束源H03放射的粒子 束H05而產生的基板H06上的蝕刻量進行測量的位置I?位置5的主視圖。圖11的(B)是 其俯視圖。
[0038]圖12是表示粒子束H05的加速電壓與基板H06上的位置I?位置5處的蝕刻量 之間的關係的圖表。
[0039]圖13是實施方式的線式粒子束源H03的立體圖。[0040]圖14是圖13的線式粒子束源H03的P1P2P3線剖視圖。
[0041]圖15是表示實施方式的接合表面製作裝置的結構和動作的示意圖。
[0042]圖16是表示實施方式的接合表面製作裝置的結構和動作的示意圖。
[0043]圖17是表示實施方式的接合表面製作裝置的結構和動作的示意圖。
[0044]圖18是表示存儲有查詢表的存儲器SSOl和控制裝置SS02與粒子束源FG20和粒 子源FG30之間的關係的不意圖。
[0045]圖19是表示計算機S01、用於根據計算機SOl的指示S03施加加速電壓的電源S02 與粒子束源H)3之間的關係的示意圖。
[0046]圖20是根據所使用的粒子束源G1、G2等、針對各材料施加為了獲得規定的接合強 度所需的加速電壓E (V)的查詢表。
[0047]圖21的(A)是表示自一個粒子束源FGlO放射能量粒子從而將基板FGOl的表面 上的氧化膜FG02、雜質FG03除去的工藝的示意圖，圖21的(B)是表示之後在基板FGOl上 形成接合層FG04的工藝的示意圖。
[0048]圖22的(A)是表示作為第I步驟的、自一個粒子束源FG20放射粒子束從而將基板 FGOl的表面上的氧化膜FG02、雜質FG03除去的工藝的示意圖，圖22的(B)是表示之後自一 個粒子束源FG20放射能量粒子而在表面形成非晶形狀的接合層的工藝的示意圖，圖22的 (C)是表示作為第2步驟的、之後通過使用金屬粒子的放射量不同的粒子源30將金屬粒子 FG31放射在基板FGOl上、從而形成最終接合層FG04的工藝的示意圖。
[0049]圖23是表示本發明的實施方式的、而利用由能量粒子進行的濺射而使金屬粒子 釋放的工藝的示意圖。
[0050]圖24是示意性地表示在非晶形化後的表面層FG04中包含金屬粒子F22的狀態的 首1J視圖。
[0051]圖25示出在矽基板的表面層存在鐵的峰值濃度，圖25是本發明的實施例的、鐵在 深度方向上的濃度分布的測量結果。
[0052]圖26是表示本發明的用於實施接合面製作、基板接合的裝置的具體例的示意圖。
[0053]圖27是表示圖26的裝置中的粒子放射的一實施方式和接合機構的示意圖。
[0054]圖28是表示圖26的裝置中的位置識別部的結構等的圖。
[0055]圖29是表示能量粒子源的具體例的示意圖。
[0056]圖30是表示能量粒子源還具有喇叭狀的金屬體的情況的具體例的示意圖。
[0057]圖31是表示能量粒子的加速電壓與接合強度的關係的具體例的圖表。
[0058]圖32是將在不同的條件下接合起來的基板分離後的基板表面的鐵2p頻譜。
【具體實施方式】
[0059]首先，對本說明書所使用的基本用語進行說明。「基板」與「固體材料」同義，基板 可以是任意形狀。在以下說明的優選的實施方式中，有時將基板做成晶圓的形態。但是，這 僅是以例示為目的，並不意味著限定於此。「能量粒子」可以是非活性氣體離子和/或中性 原子。「金屬粒子」可以是金屬離子、金屬中性原子和/或金屬離子團、金屬中性原子團。能 量粒子源是用於放射能量粒子的元件。「放射」與「釋放」同義。「能量放射粒子」或者「放 射能量粒子」是指自能量粒子源放射或者釋放出來的粒子。例如在典型的能量粒子源中，等離子體空間中存在的粒子(等離子體粒子)通過被電場加速來獲取能量，從而變成能量粒 子，然後被釋放(放射)到等離子體空間外部。「金屬粒子源」是用於放射、釋放金屬粒子的 元件。例如金屬體通過與能量粒子放射反應而放射、釋放金屬粒子。在該情況下，對金屬體 放射能量粒子的能量粒子源與金屬體的組合構成金屬粒子源。該種金屬粒子源被稱作濺射 式金屬粒子源。
[0060]以下，詳細地對本發明的優選的實施方式進行說明。但是，這些特定的實施方式僅 以例示為目的，並不意圖限定本發明。能夠從參照附圖進行的以下的詳細的說明中更加明 確本發明的各原理、上述以及其他目的、特徵、優點。
[0061]糖體系統
[0062]圖1表示基板接合系統GOO的外觀。該系統GOO典型地包括加載互鎖真空裝置 G02、接合基板製作裝置GOl以及基板接合裝置G03。此外，系統GOO的外觀本身或者外觀的 詳細結構不構成本發明的一部分。
[0063]加載互鎖真空裝置G02是輸入基板的輸入埠以及輸出接合基板或者基板接合 體的輸出埠。接合基板製作裝置GOl用於實施在被輸入進來的基板上形成接合面從而制 作接合基板的工藝(接合基板製作方法)。通常，該工藝以較高程度的真空環境為必要條件。 因此，接合基板製作裝置GOl在使工藝室H02內為高真空的狀態(例如氣壓為10 —7Pa)下實 施工藝。通常，在將基板導入工藝室H02內之前，進行這樣的降壓操作:使載入有基板的加 載互鎖真空裝置G02內從大氣環境降至規定的真空環境。
[0064]基板接合裝置G03用於將接合基板彼此接合起來從而製作基板接合體。在典型的 基板接合系統GOO (圖1)中，可以是基板接合裝置G03連結於接合基板製作裝置G01，在環 境相連通的狀態下，接受自接合基板製作裝置GOl供給來的接合基板，並將製作好的基板 接合體經由接合基板製作裝置GOl而傳送至作為輸出埠的加載互鎖真空裝置G02。通常， 在基板接合系統GOO中，傳送基板、接合基板、基板接合體等處理元件的作業由未圖示的機 器人進行。
[0065]在現有技術中，基板接合裝置G03以真空狀態的環境為工藝必要條件，在規定的 真空條件下實施將接合基板彼此接合(粘貼)起來的作業。如後述，採用本發明的一技術方 案，基板接合裝置G03不需要真空環境。在本發明的優選的實施方式中，由接合基板製作裝 置GOl製作的接合基板不需要在真空環境下接合。因而，在本發明的實施方式中，基板接合 裝置G03是與接合基板製作裝置GOl相分離的獨立裝置則較佳。
[0066]如上所述，接合基板製作裝置GOl用於在被供給來的基板上形成接合面從而製作 接合基板。以下，針對接合基板製作裝置GOl所實施的接合基板製作方法、以及參與實施該 方法的接合基板製作裝置的關聯部分，對若干個實施方式進行說明。
[0067]圖2是表示本發明的不同的實施方式的、在基板上製作矽薄膜嵌入式接合面的多 種工藝(接合基板製作方法)的流程圖。這些工藝由接合基板製作裝置GOl實施。首先，在 初始步驟獲得初始基板(F01 )，接著進行預處理(F02)，而獲得待形成接合面的基板。
[0068]在特定的具體例中，初始基板使用了直徑150mm的市場上出售的工業用矽基板。 而且，作為預處理，通過通常的熱氧化手法對該矽基板進行處理而在該矽基板表面形成了 氧化膜。
[0069]返回至圖2的流程，在預處理F02之後，實施本發明的不同的實施方式的、在基板上形成矽薄膜嵌入式接合面的接合基板製作工藝。圖2示出了 5種工藝A?工藝E作為能 夠選擇的工藝。
[0070]工藝A是對基板表面僅實施了表面處理(「照射」步驟F03)的工藝(接合基板製作 方法)。與其他工藝B?工藝E不同，其未在接合面形成矽薄膜(F04)。將通過該工藝製成 的基板稱作接合基板A。因而，工藝A為比較參照工藝，基板A為比較參照基板。
[0071]工藝E是在對基板表面進行了表面處理(F03)之後、在經過表面處理後的基板表 面上形成矽薄膜(F04)、進而對形成的矽薄膜表面進行表面處理(F05)的工藝。將通過該工 藝製成的基板稱作基板E。在具體例中，如圖6的(A)所示，接合基板E (LOO)是通過對矽 氧化膜LOl的表面進行表面處理(L02)並在該表面形成矽薄膜(L03)、並對該矽薄膜進行表 面處理(L04)而獲得的基板。
[0072]工藝C是直至基板表面的表面處理H)3、矽薄膜形成F04為止都與工藝E相同、但 未實施最後的矽薄膜表面處理H)5的工藝。將由此獲得的基板稱作接合基板C。在具體例 中，接合基板C是通過對矽氧化膜表面進行表面處理並在該表面形成了矽薄膜的基板。
[0073]工藝D是未實施基板表面的表面處理R)3、而直接形成矽薄膜(F04)、並對形成的 矽薄膜表面進行表面處理(F05)的工藝。將由此製成的基板稱作接合基板D。在具體例中， 接合基板D是未對矽氧化膜表面進行表面處理而形成矽薄膜、然後再對該矽薄膜進行表面 處理而得到的基板。
[0074]工藝B是僅直接在基板表面上形成矽薄膜(F04)的工藝。將由此獲得的基板稱作 接合基板B。
[0075]如後述的圖4所示，實施方式的接合基板B?接合基板E的接合強度與比較參照 基板A相比，呈現出預想之外的差別。
[0076]此外，在以下的說明中，有時將基板表面的表面處理F03稱作「工序1」，將矽薄膜 形成處理F04稱作「工序2」，將矽薄膜表面的表面處理F05稱作「工序3」。
[0077]圖3與工藝室H02 —起示意性地表示接合基板製作裝置GOl中的、適於實施圖2 的工序1、工序3、工序2 (表面處理和矽薄膜形成處理)的關聯部分。基本上，為了進行表 面處理而需要用於將能量粒子放射在基板上的粒子源(參照H03)。而且，在形成矽薄膜時， 矽源能夠通過採用了 CVD裝置的CVD法、採用了 PVD裝置的PVD法等實現，圖3表示了濺射 式矽源(參照H10)。
[0078]如圖3的(A)所示，工藝室H02具有氣壓10 —7Pa作為工藝開始前的真空度。在工 藝室H02內，基板H06被基板支承部H08支承。而且，設置為能量粒子源H03能夠將包含能 量粒子、金屬粒子的放射粒子H)5照射在基板H06上。能量粒子源H03在垂直於附圖的方 向上具有旋轉軸H)4，從而能夠通過繞該旋轉軸H04旋轉來控制能量粒子源H03的姿勢。該 旋轉軸H)4構成簡單的姿勢控制裝置。根據需要，姿勢控制裝置可以使用通過多個軸來控 制能量粒子源H)3的姿勢的結構。
[0079]因而，在圖3中能夠理解為，接合基板製作裝置包括:能量粒子源H03，其用於放射 包含能量粒子的放射粒子；矽源HlO ;以及姿勢控制裝置H04，其用於控制能量粒子源H03 的姿勢，姿勢控制裝置H04在工序1、工序3的表面處理模式中使能量粒子源H03處於第I 姿勢，並將來自能量粒子源H)3的放射粒子朝向基板H06表面放射，在工序2的、在基板表 面形成矽薄膜的矽薄膜形成模式中，使能量粒子源處於第2姿勢，並將來自能量粒子源H03的放射粒子朝向矽源HlO放射，矽源HlO在矽薄膜形成模式中，處於與來自能量粒子源H03 的放射粒子相呼應並朝向基板H)6表面放射矽粒子的姿勢。
[0080]而且，優選的是，基板支承部H08除了能夠支承基板H06之外還能夠支承多個基 板。例如，如圖3的(A)所示，還支承有基板H07。
[0081]更優選的是，基板支承部H08包括在圖3中橫向移動的機構H09，通過利用移動機 構H09使基板支承部H08相對於能量粒子源H03平行移動，能夠用放射粒子依次照射基板 H06和基板H07。
[0082]通過具有移動機構H09，能夠帶來工藝上的各種優點。
[0083]例如利用移動機構H09能夠在對能量粒子源H03進行點火的時刻將基板H06移動 到放射粒子H05的照射範圍之外。從而能夠避免在對能量粒子源H03剛剛進行點火之後的 不穩定等並不優選的條件下照射基板H)6。
[0084]還例如利用移動機構H09能夠在對基板H06進行處理之後、依次或者連續地利用 放射粒子H05照射基板支承部H08所保持的另一基板H07。這樣，能夠提高整個工藝的速
度、效率等。
[0085]還例如，通過使用如圖13所示那樣的、在位置方向上較長的線式的粒子源(線式 離子源)並將其配置在圖3的(A)中的垂直於紙面的方向上，從而也能夠高效地對尺寸較大 的基板進行處理。
[0086]能量粒子源H03能夠放射包含能量粒子的放射粒子。該能量粒子為非活性粒子則 較佳，優選的是包含氬。
[0087]能量粒子源H03還能夠放射包含金屬粒子的放射粒子。優選的是，該金屬粒子是 過渡性金屬，更優選的是鐵。
[0088]用於放射能量粒子和金屬粒子這兩者的粒子源H03 (能量粒子源兼金屬粒子源)能 夠做成若干個結構。
[0089]在一結構例中，能夠釋放能量粒子和金屬粒子這兩者的該種粒子源H03產生非活 性粒子(氬)的等離子體，通過對該等離子體施加電場E，而對等離子體非活性粒子向電場方 向加速，從而能夠生成包含非活性粒子的能量粒子的放射。通過在粒子源H03內的、產生非 活性粒子(氬)的等離子體的區域配置包含期望的金屬的、可進入以及可退避的金屬體，能 夠利用源自該等離子體的能量粒子使金屬體釋放金屬粒子，並使該金屬粒子成為放射粒子 的一部分。通過選擇動作模式能夠使該結構的粒子源發揮如下作用:在金屬體位於退避位 置時，作為主要放射能量粒子的粒子源發揮作用，在金屬體位於進入位置(等離子體空間內 的位置)時，作為放射能量粒子和金屬粒子的粒子源發揮作用。
[0090]在該種粒子源H03中，能夠通過各種方法增強和控制金屬粒子佔全部放射粒子的 比例或者金屬粒子相對於能量粒子(在此為非活性粒子)的量。
[0091]在一結構例中，在粒子源H03的出口還設有錐形狀的金屬體，通過使能量粒子(在 此為等離子體狀態的非活性粒子)濺射金屬體，能夠增加自粒子源釋放的金屬粒子的量。
[0092]在另一結構例中，在粒子源H03的出口還設有網格狀的金屬體，通過使能量粒子 (在此為等離子體狀態的非活性粒子)濺射金屬網格，能夠增加金屬粒子的釋放量。
[0093]金屬粒子佔全部放射粒子的比例以及金屬粒子相對於能量粒子(例如為非活性能 量粒子)的量不限於上述結構例。例如產生金屬粒子的金屬體也可以位於遠離粒子源的位置，也可以位於粒子源與作為照射對象的基板之間，其只要是置於能夠被包含能量粒子的 粒子放射到的位置即可，也可以將其配置在任意位置。而且，為了達到同樣的目的，金屬體 的形狀也可以為任意形狀。
[0094]接著，利用圖3的(B)，對本發明的用於通過濺射蒸鍍來形成矽薄膜的方法和裝置 的一實施方式進行說明。
[0095]圖3的(B)表示在圖3的(A)所示的工藝室H02中還具有矽源HlO的結構。在此， 矽源HlO配置為能夠將矽Hll放射到待被蒸鍍矽的基板H06的方位，而且，為了放射矽而配 置為能夠接受到來自粒子離子束H)3的放射粒子H05。在此，粒子離子束H03自圖3的(A) 所示的位置開始繞旋轉軸H)4旋轉而朝向矽源HlO的方向放射。
[0096]在圖3的(A)和圖3的(B)所示的實施方式中，在工藝室H02內將能量粒子源H03 和矽源HlO配置在與基板H06相對的位置，從而能夠利用一個能量粒子源H03進行對基板 H06照射放射粒子和通過濺射蒸鍍在基板H06上形成矽薄膜的作業。這樣，能夠簡化工藝室 H02內的零件的結構。
[0097]如上所述，基板接合裝置G03用於將接合基板彼此接合起來。基板接合機構G03不 被限定，優選的是例如像圖5所示那樣發揮作用的機構。即，基板支承部H08具有用於支承 基板H)6的支承部H08a和用於支承基板H07的支承部H08b。支承部H08a和支承部H08b 均能夠將垂直於圖5的紙面的方向作為旋轉軸H12進行旋轉，從而能夠使基板H06的接合 面和基板H07的接合面彼此面接觸。通過接合製作裝置GOO具有該機構，從而無需將基板 從接合面製作裝置GOO取出就能夠在工藝室H02內或者其他真空室(未圖示)內在期望的時 間、條件下使基板粘合。
[0098]在具體例中，利用接合基板製作裝置GOl根據圖2的各工藝A?工藝E製作接合 基板之後，在基板接合裝置G03中，利用圖5所示那樣的機構將相同工藝的一對基板A?基 板E彼此像圖5的(B)所示那樣接合起來。以下，將接合起來的一對基板稱作基板接合體 A?基板接合體E。
[0099]圖6的(B)表示基板接合體E的構造。在具體例中，對於基板E，通過工序I照射 矽氧化膜LOl的表面(L02)，從而在該表面形成矽薄膜(L03)，並通過工序I照射該矽薄膜 (L04)。通過將同樣地處理過的一對基板E彼此接合起來，從而使各自的表面L04彼此相接 合而構成了基板接合體E (HO).[0100]測暈接合能
[0101]在接合工藝之後，將基板接合體A?基板接合體E從基板接合系統GOO取出並置 於大氣中，並通過刀片插入法來測量各基板接合體的接合能。圖4表示分別對基板接合體 A?基板接合體E進行多次測量而得到的平均值。
[0102]參照圖4，對接合強度的測量結果進行說明。首先，基板接合體A呈現最低的接合 強度(0.05J/m2以下)，其中，基板接合體A是通過將未形成矽膜而直接通過工序I照射矽氧 化膜所獲得的基板彼此接合起來而得到的。接著，基板接合體B呈現了接合強度(0.37J/ m2)，其呈現了高於基板接合體A的接合強度，其中，基板接合體B是通過將完全未經過工序 I而直接形成了矽膜的基板彼此接合起來而得到的。該接合強度為矽的主體材料的破壞強 度(2.5J/m2)的15%左右的接合強度。接著，基板接合體D呈現了接合強度(0.51J/m2)，其呈 現了高於基板接合體B的接合強度，其中，基板接合體D是通過將未經過工序I而形成了矽膜之後再經過工序I所獲得的基板彼此接合起來而得到的。該接合強度為矽的主體材料的 破壞強度(2.5J/m2)的20%左右的接合強度。接著，基板接合體C呈現了接合強度(1.17J/ m2)，其呈現了還高於基板接合體D的接合強度，其中，基板接合體C是通過將經過了工序I 之後形成了矽膜、但未再經過工序I所獲得的基板彼此接合起來而得到的。該接合強度為 矽的主體材料的破壞強度(2.5J/m2)的40%左右的接合強度。最後，基板接合體E呈現了最 高的接合強度(1.55J/m2)，其中，基板接合體E是通過將經過了工序I之後形成了矽膜、然 後還經過了工序I所獲得的基板彼此接合起來而得到的。該接合強度為矽的主體材料的破 壞強度(2.5J/m2)的60%左右的接合強度。
[0103]圖4所示的接合強度的結果呈現了如下內容:形成有矽膜的基板呈現出明顯高於 未形成有矽膜的基板的接合強度，而且，越是在形成矽膜之前或之後實施工序1，就越能夠 提高接合強度。
[0104]在上述實施例中，將經過同種處理的一對基板彼此接合起來，並對各處理方法下 的基板接合體所具有接合強度進行了比較，但可知，即使僅對兩個基板中的一個基板進行 處理，也起到同樣的效果。
[0105]在上述實施例中，基板(的表層部)使用了氧化矽，但可知不限於此。而且，通過在 接合面層內形成矽薄膜，能夠認識到在基板自身的材質方面理論上不存在約束這樣的應用 範圍的廣泛性。結果，只要能夠將能量粒子照射在基板表面並且能夠生成矽薄膜，本發明能 夠應用於任意的基板材質。
[0106]而且，在上述實施例中，作為粒子源H03，使用了包含能量粒子和金屬粒子的放射 粒子。但是，從至今為止的常溫接合法的各成果可知，即使在不含金屬粒子、或者通過設置 網格、喇叭形狀的金屬體來有意地使金屬粒子不包含於能量粒子的情況下，也能夠獲得同 樣的效果。
[0107]通過糹X外線透射法對接合界面進行評價
[0108]可見光不能透射矽基板，但紅外線能夠透射矽基板。因而，為了調查接合狀態而能 夠採用觀察紅外線的透射情況的手法。由於在基板未密切地接合的位置形成有空隙即氣 孔，因此，與基板密切地接合的位置相比，紅外線的光路長度不同。觀察基板的紅外線透射 圖像可知，基板密切地接合與否表現在透射光的濃淡程度上。
[0109]形成氣孔表示由於附著在接合面上的不期望的粒子等存在於接合界面上而在基 板之間產生了空隙以及接合強度較弱的情況。
[0110]圖7的(A)表示基板接合體A (Mll)的紅外線透射圖像，圖7的(B)表示基板接合 體E (M21)的紅外線透射圖像。在圖7的(A)中，能夠確認在由M12表示的位置形成了氣 孔。另一方面，在圖7的(B)中，未能確認到形成有像圖7的(A)中由M12表示的那樣的氣 孔。
[0111]基板E與基板A相比，工序數較多，因而，認為是不期望的粒子等在接合之前附著 於接合表面的概率較高。但是，基板接合體E中未形成氣孔這樣的結果恰恰暗示了基板接 合體E的接合強度明顯高於基板接合體A的接合強度，這與圖4所示的接合強度的結果相 吻合。
[0112]通過透射電鏡法對接合界面進行評價
[0113]圖8表示基板接合體E的接合界面附近的通過透射電鏡法觀察到的細微構造。在具體例中，基板E是通過在作為初始材料的矽基板(LlO)上形成矽氧化膜LOl的表面、並通 過工序I照射(L02)、而在該表面形成矽薄膜(L03)、然後通過工序I照射該矽薄膜(L04)而 得到的基板。通過將同樣地處理過的一對基板E彼此接合起來，而使各自的表面L04彼此 相接合，從而構成了基板接合體E (HO).[0114]而且，通過採用圖9所示的透射電鏡法的EELS這樣的手法測量了基板接合體E的 接合界面附近的鐵濃度。通過EELS掃描法能夠測量每個原子大小的極小區域的原子的濃 度。圖9表示沿垂直於接合界面L04的方向進行行掃描而測得的、鐵在垂直於接合界面的 方向上的濃度分布圖(K31)。
[0115]在具體例中，在垂直於接合界面L04的方向上的EELS行掃描中，在通過工序I照 射了能量粒子的位置L02和位置L04存在鐵，而在其他位置未測到有鐵存在。而且，接合界 面L04處的鐵的濃度高於在蒸鍍矽薄膜L03之前照射了能量粒子的位置L02處的鐵的濃 度。認為該情況對應於如下情況:將工序I中在相同的條件下照射了能量粒子的表面重疊 起來，從而包含了大致為原來的兩倍的鐵。
[0116]在上述實施例中，表示的是將經過同種處理的一對基板E彼此接合起來而獲得的 基板接合體E的接合界面附近的、在垂直於接合界面的方向上的鐵的濃度分布情況，但可 知:如圖6的(C)所示，即使是在僅對兩個基板中的一個基板進行處理的情況下，也能獲得 同樣的鐵分布情況。
[0117]對圖6的(C)進行說明。圖6的(C)的情況如下:通過工序I照射一個基板LOl的 表面(L02)，而在該表面形成矽薄膜(L03)，在通過工序I照射該矽薄膜(L04)之後，將其與 另一基板L41接合起來。但是，除了能夠區別出基板LOl和基板L41的情況之外，僅通過觀 察界面構造來分清楚接合界面究竟位於L02還是位於L04較為困難，無論是對基板LOl實 施了工序I和工序2還是對基板L41實施了工序I和工序2。
[0118]而且，在與L02和L04相當的部位，其他能量粒子所含有的金屬的濃度高於其他部 位的濃度。
[0119]該金屬優選的是過渡性金屬，更優選的是鐵。
[0120]此外，作為使粒子源的工作條件的具體例，在工序I中，以加速電壓為1.5kV?
2.5kV、電流為350mA?400mA的條件實施，在工序2中，以加速電壓為1.0kV?2.0kV,電流 為300mA?500mA的條件實施。
[0121]以上，對在接合面層內形成「矽薄膜層」的種類的接合基板製作方法(參照圖2)、裝 置以及作為產物的接合基板(圖6)、基板接合體(圖6)進行了說明。如圖4所示，可知:通 過在接合面層內形成娃薄膜，與未形成娃薄膜的情況相比，能夠給接合基板帶來較高的接 合能力。而且，本方法、裝置在能夠應用的基板的材質方面沒有限制，有效性非常高。
[0122]以下，暫且停止對在接合面層內形成「矽薄膜層」的情況進行的研究，接下來，通過 在針對上述基板進行的表面處理(參照圖6的層L02、L04)方面加以設計而實現充分的接合 強度。
[0123]接合面製作工藝
[0124]以下，詳細地對實施方式的表面處理進行說明。
[0125]根據實施方式，能夠提供一種用於製作形成有接合面的基板(「接合基板」)的接合 基板製作方法。該方法包括:第I表面處理步驟，對基板的表面照射包含能量粒子的放射粒子來對基板的表面進行表面處理；以及第2表面處理步驟，對基板表面照射包含金屬粒子 的放射粒子來對基板表面進行表面處理。而且，這些步驟的實施結果是製成上述接合基板， 並且，各步驟的實施被以使金屬粒子分布在結合基板的表面層的母材中的方式控制。在此， 第I表面處理步驟和上述第2表面處理步驟能夠同時實施。關於該方面已經在利用圖3進 行描述的能量粒子源兼金屬粒子源H)3中有所說明。也可以不同時實施，而使用按照這樣 的順序的工藝:在將能量粒子放射在基板表面之後，再將金屬粒子放射在基板表面。可以按 照應用程式使用能量粒子源兼金屬粒子源H03，或者使用與能量粒子源的動作相連續的金 屬粒子源的動作。
[0126]作為用於形成基板的接合面的接合基板製作裝置G01，如圖18所示那樣表示這樣 一種接合基板製作裝置，其包括:能量粒子源FG20，其用於對基板的表面照射包含能量粒 子的放射粒子來進行對基板的表面表面處理；金屬粒子源FG30，其用於對基板的表面照射 包含金屬粒子的放射粒子來對基板的表面進行表面處理；工藝條件存儲器SS01，其用於存 儲滿足作為目標的接合基板的屬性(「目標屬性」)的工藝條件；以及控制裝置SS02，其用於 參照該存儲器SS01，並根據滿足目標屬性的工藝條件來控制能量粒子源FG20和金屬粒子 源 FG30。
[0127]例如上述目標屬性包含金屬粒子分布在接合基板的表面層的母材中的情況，能量 粒子源FG20的動作和金屬粒子源FG30的動作在上述控制裝置SS02的控制下根據滿足目 標屬性的工藝條件來控制。
[0128]目標屬性也可以包含:(A)在接合基板的表面層不存在金屬層；以及(B)金屬粒子 分布在接合基板的表面層的母材中，能量粒子源FG20的動作和金屬粒子源FG30的動作在 控制裝置SS02的控制下根據滿足上述目標屬性的工藝條件來控制。
[0129]在結構例中，上述工藝條件也可以包含利用能量粒子源FG20獲得能量粒子的能 量條件。在此，能量條件可以是30eV以上。
[0130]在另一結構例中，上述目標屬性包含「接合基板具有規定的接合強度能力」，能量 粒子源FG20的動作和金屬粒子源FG30的動作在控制裝置SS02的控制下根據滿足上述目 標屬性的工藝條件來控制。也可以例如在工藝條件存儲器SSOl內準備圖20所示那樣的查 詢表T01、T02，從而能夠提示接合強度(例如以基板破壞強度比表現的)。
[0131]取而代之，如圖19所示，以PC形式表示的控制部SOl在內部內置有存儲器，其中， 該存儲器存儲有與能量必要條件相關的工藝必要條件，控制部SOl將與所要求的加速能量 相對應的電壓指示經由數據總線S03發送至電源S02。然後，電源S02接收到該電壓指示之 後，藉助電源線S04，自電源S02以與所要求的加速能量相對應的電壓使能量粒子源H03動 作。
[0132]使用能暈放射粒子進行的表面處理工藝
[0133]一實施方式的表面處理是對基板表面照射能量放射粒子的工藝。通常在基板原始 的固體材料的表面形成或者附著有一定量的氧化物和氧化物以外的物質。氧化物大多是因 基板材料與大氣中的氧、溼法中的水反應而形成的。在基板材料是矽的情況下，氧化物幾乎 都是Si02。氧化物以外的物質是指附著的大氣中的細微粒子、或者是各種工藝中的化學物 質附著於表面、或者與基板材料反應而形成的物質。氧化物和氧化物以外的物質各式各樣， 種類繁多，在本說明書中僅將其稱作「雜質」。[0134]「表面處理」的目的在於，首先，第一，利用包含能量粒子的放射粒子的碰撞將上述 氧化物、雜質除去，從而使基板材料自身的清潔表面暴露。基板材料自身的表面因懸掛鍵的 存在而使能量較高，因此處於不穩定的狀態，通過避免附著氧化物、雜質，而使其與其他能 量上不穩定的清潔表面相接觸，從而使懸掛鍵彼此相結合而成為能量穩定的狀態，從而能 夠獲得牢固的結合。
[0135]「表面處理」的第2目的在於，通過對清潔表面進一步照射包含能量粒子的放射粒 子，從而使基板材料的結晶性紊亂，而促進懸掛鍵的形成，因此，能夠進一步提高表面能量。 因而，通過將這樣的表面接合起來，能夠獲得更牢固的結合。
[0136]包含在「表面處理」中所使用的能量粒子的放射粒子在以下的實施例中使用了非 活性氣體，特別是使用了氬，但不限於此。例如也可以使用其他非活性氣體，而且，也可以不 使用非活性氣體，其只要是氮分子、氧分子等能夠將通過對粒子源加速而獲得的運動能量 傳遞至基板材料的粒子即可，放射粒子種類不被限制。除了運動能量以外，也可以是與基板 材料之間存在的化學反應性。
[0137]而且，在「表面處理」的粒子放射中所使用的粒子也可以包含多種粒子。例如如上 所述或者如下述，也可以包含金屬粒子。在該情況下，能夠想到的是到達基板材料的表面的 金屬粒子在接合時會產生某些化學反應，結果能夠使接合強度進一步提高。
[0138]可以對要接合的一對基板的雙方的表面實施「表面處理」，而且，也可以對其中一 個基板的表面實施「表面處理」。
[0139]利用本實施方式的表面處理方法，通過測量能夠確認的是，在表面處理後的基板 表面層(接合面層)內含有金屬粒子。在表面處理過程中，並不明確在基板表面層實際發生 的現象的詳細情況，但是，根據測量結果能夠發現，接收能量粒子和金屬粒子的放射之後， 能夠將基板表面上的氧化物、雜質除去，並且，利用粒子的能量能夠使基板表面層非晶形 化，在該非晶形化後的層內的母材中結合有金屬粒子。此外，說明現象時，僅以說明為目的， 說明內容不過是根據測量結果推定出來的推論，現象本身、現象的推論本身、物理性的/化 學性的考察本身無法成為專利的保護對象，因此並不構成本發明的一部分，而且，不意味著 其是為了對本發明的範圍進行解釋而使用的。本發明的保護範圍應如法律所限定的那樣、 是基於權利要求書而確定的。
[0140]作為本實施方式的表面處理方法的具體例，參照圖24，對將矽用作基板材料、將氬 用作能量粒子、將鐵原子用作金屬的情況進行說明。即，在基板FGOl中，矽原子FFll以金 剛石結晶構造排列。認為:利用本實施方式的表面處理方法，在該矽基板表面層FG04中，金 剛石結晶構造被破壞，矽原子FF21形成非晶形層FG04。認為鐵原子FF22主要存在於該非 晶形層FG04內。
[0141]圖25表示通過高頻輝光放電發光對照射了能量粒子和鐵粒子之後的矽基板進行 分析而得到的深度方向上的組成分析結果。該結果示出了在表面層中存在鐵的濃度峰值， 峰值濃度為4.5atomic% (以後記為「原子%」。)。
[0142]鐵原子除了存在於非晶形層FG04以外，也可以存在於例如基板FG01。半導體材 料中的過渡性金屬的擴散係數通常較高，原因在於例如矽內的鐵的擴散係數非常高(Sze， Physics of Semiconductor Devices)。因而，即使在常溫下，以鐵為代表的過渡性金屬的 擴散係數也較高。而且，即使將基板整體的溫度保持為常溫或者低於常溫的溫度，但在照射能量粒子的過程中，由於能量粒子的能量因碰撞而轉換成熱能，因此也會使表面附近的溫 度在幾原子能級的範圍內局部地上升。因而，認為鐵的擴散距離在表面附近增加。但是，參 與接合工藝的是位於基板表面附近的鐵原子，另一方面，從表面側看位於比非晶形層FG04 深的位置的鐵原子不會直接參與接合工藝。
[0143]而且，鐵原子的加速能量也可以低於作為能量粒子的氬的加速能量。原因在於，鐵 原子在非晶形矽中的擴散速度比在結晶矽中的擴散速度快，因此認為鐵原子充分地擴散。
[0144]為了獲得充分的接合強度，優選的是，通過本實施方式的表面處理方法生成的表 面層FG04包含0.1原子％?30原子％的金屬。
[0145]而且，優選的是，通過本實施方式的表面處理方法生成的表面層FG04包含3原 子％?10原子％的金屬。
[0146]當金屬的含有量小於規定量時，無法獲得因金屬的存在而期待的充分的接合強 度。
[0147]而且，金屬的含有量大於規定量的情況有時也不是優選的。
[0148]第一，當金屬的含有量大於規定量時，有時無法獲得充分的接合強度。
[0149]例如在經過本實施方式的表面處理之後，在使氣壓從真空變為大氣壓之後接合了 表面層FG04的鐵含有量為5原子％的基板的情況下，獲得了較高的接合強度。
[0150]而且，根據測量的結果可知，與含有鐵金屬膜的基板相比，表面層FG04的鐵含有 量為5原子％的基板的氧化速度較慢。
[0151]作為鐵的氧化速度較慢的原因，考慮了各種機理。例如可以認為是在矽中的鐵含 有量較小的情況下，鐵原子彼此靠近的概率非常小，鐵原子與其他鐵原子之間彼此孤立。在 該情況下，鐵原子與矽原子相結合而形成矽合金。認為與鐵相互靠近而形成了金屬膜的情 況相比，矽合金更難以氧化。而且，在鐵原子位於表面層FG04的情況下，該鐵原子的一端與 矽原子相結合，而另一端卻暴露於表面而未與矽原子等相結合，因此，具有規定的活性。即， 可以認為是，由於位於該表面處理後的最外層表面的鐵原子的含有量未超過規定量，因此 具有難以氧化的性質，另一方面，在與其他基板表面相接觸時，也具有能夠產生充分的接合 強度的程度的活性。
[0152]而且，作為金屬的含有量大於規定量並不優選的第二種情況，能夠列舉出產生導 電性的情況。
[0153]例如通過增加表面層FG04中的金屬的含有量，從而使金屬原子彼此相連續而形 成金屬結合。由於表面層FG04內的連續的金屬結合，而使得該層具有導電性。而且，即使 不是完全連續，當金屬原子以原子能級存在於附近時，也有時因隧道效應而產生導電性。或 者，即使表面層FG04單體不具有導電性，但有時通過使一對同樣的表面層FG04相接合而產 生導電性。
[0154]在本實施方式的一實施例中，由於自粒子源放射能量粒子和金屬粒子，因此，粒子 源的驅動條件限定能量粒子和金屬粒子的能量。但是，如上所述，認為能量粒子和金屬粒子 在針對基板材料的作用中擔當不同的角色。如果金屬粒子到達基板材料表面的量大於能量 粒子將基板材料除去的量，則金屬粒子會堆積在基板材料表面。在該情況下，會形成金屬 膜。另一方面，如果金屬粒子到達基板材料表面的量小於能量粒子將基板材料除去的量，則 金屬粒子不會堆積在基板材料表面，而進行基板材料的除去動作。即，能量粒子的運動能量與金屬粒子到達基板材料表面的量之間的平衡成為用於形成期望的薄膜的要素。
[0155]接著，表示將150mm矽晶圓用作基板材料時的能量粒子的加速能量、具體地講、力口 速電壓為80V和100V時的加速能量與接合強度的關係的實驗結果。
[0156]首先，如圖11的(A)、圖11的(B)所示，對上述兩種加速電壓的情況下的能量粒子 將基板材料除去的量進行了測量。圖11的(A)是表示基板H06、能量粒子源H03、能量粒子 H05的照射方向之間的位置關係的側視圖。圖11的(B)是其俯視圖。在矽基板上形成熱 氧化膜而作為基板H)6，在照射能量粒子之前和之後測量該熱氧化膜的厚度，將該厚度的差 異作為蝕刻量。使能量粒子源H)3自斜向以涵蓋基板的中心3的方式對基板表面照射能量 粒子H05。然後，沿著基板H06上的直徑方向上的點I?點5、即能量粒子H05的照射方向 001測量熱氧化膜的厚度。此時，如圖11的(B)所示，通過定位切口 002，從而定位了測量 點I?測量點5。
[0157]首先，圖12表示各測量點I?測量點5處的、加速電壓為80V和100V的情況下的 蝕刻量(nm)。在加速電壓為80V的情況下，在照射量15和30Amin這兩個條件下測量蝕刻 量，確認到蝕刻量與照射量大致成正比。在加速電壓為100V的情況下，在測量點I?測量 點3處測得的結果與條件為80V、30Amin的情況下的蝕刻量大致相同，在位置4和位置5處 測得的結果為在80V、上述這兩個條件下測得的蝕刻量結果中間的蝕刻量。可知，無論是上 述那種情況，在上述80V和100V情況下的能量粒子照射都能夠付與大致相等的熱氧化膜的 蝕刻量。
[0158]通過利用相同的能量粒子的加速電壓來對矽基板進行表面處理並將矽基板接合 了起來。此時，在娃基板表面未形成氧化膜之外的其他的娃以外的薄膜，而使娃材料彼此相 接合。以加速電壓80V對能量粒子加速來進行了表面處理的情況下，無法獲得充分的接合 強度，以加速電壓100V對能量粒子加速來進行了表面處理的情況下，獲得了充分的接合強 度。該測量結果示出了如下內容:即使是能夠付與相等的蝕刻量的能量粒子照射條件，但根 據某粒子源的加速電壓、即能量粒子所具有的運動能量的不同，接合強度也會不同。
[0159]在上述實施例中，在使用規定的粒子源的前提下，認為接合強度在能量粒子的加 速電壓為80V和100V之間存在差異，但是，接合強度也可以根據各種條件的不同而有所不 同。例如根據待照射的材料的不同，加速電壓也可以是30V (參照圖31)。而且，若詳細地 講，例如能量粒子的運動能量依賴於所使用的粒子源的結構。而且，在上述實施例中使用 了矽，接合強度除了依賴於運動能量(粒子的能量)之外，還依賴於待照射能量粒子的材料 的種類(半導體、陶瓷、電介質材料、有機材料等)、形態(單晶材料、材料表面的結晶定向、多 晶、晶粒的大小等)。因而，可以說，獲得的接合強度依賴於粒子的能量、待照射的材料、粒子 源等參數。
[0160]例如，如圖20所示，事先根據所使用的粒子源G1、G2等，針對各材料Si02、S1、SiN、 M4等將為了獲得規定的接合強度BS (%)(=接合強度(J/m2)/主體破壞強度(J/m2))而需 要的加速電壓E (V)做成查詢表T01、T02。
[0161]如圖19所示，事先將這些查詢表保存在計算機SOl的存儲器中，當用戶輸入期望 的參數時，計算機SOl就將與需要的加速電壓的值相關的指示S03輸出至電源S02。電源 S02按照該指示而將指示電壓施加於能量粒子源H03的加速電壓的電極板S05。其結果，以 該規定的電壓被加速的粒子H)5自能量粒子源H03放射。通過將金屬體S06設於粒子H05的路徑上，從而使能量粒子中包含金屬粒子。
[0162]如上所述，採用本發明，通過使上述各參數最佳化，且在基板的表面層的金屬的含 有量在規定的範圍內的情況下，能夠獲得充分的接合強度。
[0163]接著，作為本發明的另一實施例，表示一種通過兩個不同的步驟調節能量粒子和 金屬粒子的照射量的比率的方法。參照圖21，對上述實施例(圖21的(A)和圖21的(B)) 與本實施例(圖22的(A)?圖22的(C))之間的差異進行說明。
[0164]在上述實施例中，自一個粒子源FGlO放射能量粒子，從而將基板FGOl的表面上的 氧化膜FG02、雜質FG03 (圖21的(A))除去，並在基板FGOl上形成接合層FG04 (圖21的 (B))。在能量粒子中包含金屬粒子的情況下，在所形成的接合層FG04中包含該金屬。
[0165]在另一實施例中，首先，作為第I步驟，自一個粒子源FG20放射能量粒子，從而將 基板FGOl的表面上的氧化膜FG02、雜質FG03 (圖22的(A))除去，並在基板FGOl上形成接 合層FG05 (圖22的(B))。接著，作為第2步驟，使用金屬粒子的放射量不同的粒子源FG30 將金屬粒子FG31放射到基板FGOl上，從而形成最終接合層FG04 (圖22的(C))。在本實 施例中，第I步驟中的能量粒子既可以包含金屬粒子也可以不包含金屬粒子。而且，第2步 驟中的粒子源FG30也可以是在上述實施例中所使用的那樣的、同時放射能量粒子和金屬 粒子的粒子源。認為金屬粒子的放射量能夠通過各種方法來增加或者減少。而且，該粒子 源FG30也可以不具有用於對粒子加速的機構。總之，通過採用本實施例所例示的方式，能 夠在第I步驟和第2步驟中較自由地設定能量粒子的照射條件和金屬粒子的照射條件，能 夠更好地控制各自的作用。
[0166]在圖23所示的裝置結構中，能量粒子源未朝向基板H06放射能量粒子，而是朝向 金屬粒子源FG30放射能量粒子。金屬粒子源FG30與能量粒子FG21反應而濺射出金屬粒 子FG31，並朝向基板H06放射。
[0167]因而，金屬粒子源FG30是能量粒子FG21的濺射靶。金屬粒子和矽是能夠根據工 藝而適當地切換地被濺射的濺射靶是比較有效的。例如濺射靶為具有多個面的多稜柱形狀 且能夠旋轉，在其至少一個面設有矽靶，在其他面中的至少一個面設有金屬粒子靶。通過代 替金屬粒子源FG30，而使用這樣的旋轉式濺射靶，從而能夠容易地在將能量粒子放射至矽 靶而使矽濺射從而在基板上形成了矽膜之後，再使旋轉式濺射靶旋轉，將能量粒子放射至 金屬粒子靶而使金屬粒子(例如鐵粒子)濺射從而將金屬粒子放射到基板上。
[0168]基板的材料與接合強度的關係
[0169]參照圖4對插入矽薄膜方式的形成方法進行了說明。特別是在圖4的圖表所示的 例子中，基板(表層部)材料是氧化矽。即，初始基板的材料是矽，但是，通過將表面熱氧化而 形成了氧化矽，在本發明的結構的實施例為基板為氧化矽的情況。相對於此，在未在接合面 插入矽薄膜的以下的具體例中，將氧化矽以外的材料用作了基板。
[0170]在以下的所有具體例中，兩個基板均是在實施了與圖2所示的基板E的接合表面 製作過程相同的過程的處理之後接合起來的。因而，基板接合體的界面的構造與上述基板 接合體E的界面構造相同。在接合之後，與圖4的接合強度的測量過程相同，通過刀片插入 法測量了基板接合體的接合強度。
[0171]實施例:矽一氮化矽
[0172]在本實施例中，其中一個基板使用了矽基板，且未實施熱氧化等工藝而製作了接合表面，另一基板使用了矽基板，且在矽基板表面形成了氮化矽之後製作了接合表面。因 而，本實施例實質上是表示矽與氮化矽之間的接合表面製作、接合、以及接合強度的測量結 果。
[0173]如圖10的N02所示，將本實施例的接合強度推定為2.5J/m2。實際上，採用刀片插 入法以通常的方法將刀片插入該兩塊基板之間時，基板未被剝離，矽基板被破壞，因此，無 法測量本實施例的實際的接合強度。但是，矽基板被破壞表示了形成了強度較高的接合面。 即，本實施例的接合強度至少具有矽的主體材料的破壞強度。在附圖中，將此時的接合強度 預估為下限值，並記作矽的主體破壞強度2.5J/m2。
[0174]圖10的最左側所示的基板接合體NOl與圖4的基板接合體E相同，是為了進行比 較而記載的。
[0175]通過測量和推定該接合強度可知，本實施例的基板接合體N02的強度高於基板接 合體E (圖10的N01)的強度，其至少是矽基板接合體的接合強度。
[0176]實施例:氣化矽一氮化矽
[0177]在本實施例中，其中一個基板使用了矽基板，且在對矽基板表面進行熱氧化之後 製作了接合表面，另一基板使用了矽基板，且在矽基板表面形成氮化矽之後製作了接合表 面。因而，本實施例實質上是表示氧化矽與氮化矽之間的接合表面製作、接合、以及接合強 度的測量結果。
[0178]如圖10的N03所示，將本實施例的接合強度推定為2.5J/m2。與N02同樣，在插入 刀片時，基板未被剝離，矽基板被破壞，因此，將矽材料的接合界面強度即2.5J/m2記作推定 值。
[0179]通過測量和推定該接合強度可知，本實施例的基板接合體N03的強度高於基板接 合體E (圖10的N01)的強度，其至少是矽基板接合體的接合強度。
[0180]實施例:氮化矽一氮化矽
[0181]在本實施例中，兩個基板均使用了矽基板，且在兩個矽基板表面形成氮化矽之後 製作了接合表面。因而，本實施例實質上是表示氮化矽與氮化矽之間的接合表面製作、接 合、以及接合強度的測量結果。
[0182]如圖10的N04所示，將本實施例的接合強度測量推定為2.25J/m2。在插入刀片時， 矽基板未被破壞。本實施例的接合強度為矽的主體材料的破壞強度(2.5J/m2)的90%左右。
[0183]通過測量該接合強度可知，本實施例的基板接合體N04的強度高於基板接合體E (圖10的N01)的強度。
[0184]如圖10所示，以上實施例的基板接合體N02、N03以及N04的接合強度的測量結果 為均高於基板接合體NOl的接合強度。由此可見，採用本發明的方法，不用依賴於基板的種 類就能夠獲得較高的接合強度。
[0185]接合時的真空度與接合強度的關係
[0186]在以上所有實施例中，基板都是在實施了本發明的接合表面製作的處理之後在真 空中接合起來的。在以下的實施例中，在經過與上述的氮化矽一氮化矽的實施例(圖10的 N04)同樣的接合表面製作的處理之後，在大氣壓的環境中將基板接合起來。
[0187]通過在大氣壓的環境中將基板接合起來而製成的基板接合體N05的接合強度如 圖10的最右側所示，為0.9J/m2。該接合強度為矽的主體材料的破壞強度(2.5J/m2)的35%左右。如圖10所示，基板接合體N05的接合強度雖然低於基板接合體N04的接合強度，但 卻高於圖4所示的基板接合體A或者基板接合體B的接合強度。因而，根據該接合強度的 測量結果可知，通過採用本發明的方法，即使在接合時的氣壓為大氣壓的情況下，也能夠獲 得足夠高的接合強度。而且，當然能夠預測的是，接合時的氣壓低於大氣壓的情況下的接合 強度更加高於基板接合體N05的接合強度。
[0188]裝置的結構
[0189]在本詳細的說明的開始，對用於實施表面處理、接合面製作、並將基板彼此接合起 來的裝置的結構的一實施例進行了描述。以下，對其他裝置結構的實施例進行說明。
[0190]圖15的(A)表示裝置結構的一實施例。在本實施例中，一對基板H06a、H06b以使 接合面彼此相對的方式配置在能夠做成真空環境的工藝室H02內。能量粒子源H03以朝 向水平方向上且朝向兩個基板接合面之間的空間的方式將能量粒子H05放射到基板H06a、 H06b的面上，從而能夠同時對基板H06a、H06b的兩個接合面進行表面處理。在本實施例中， 還設有接合機構H13，能夠在表面處理之後使兩個基板彼此相接觸並接合起來。由於能夠利 用一個能量粒子源H)3對一對基板進行表面處理，且基板之間的距離也較小，因此，裝置結 構也簡單且經濟。而且，由於能夠在表面處理之後立即接合，因此能夠降低在表面處理之後 雜質再次附著的機會。
[0191]圖15的(B)表示裝置結構的另一實施例。在圖15的(A)所示的裝置結構中，基板 表面與能量粒子H)5的方向大致平行，因此，基板表面上的能量粒子的強度分布之差較大， 因而難以描述為基板表面的能量粒子照射均勻。而且，由於基板之間的距離較小，因此，也 存在自一個基板表面除去的雜質等附著於另一基板表面這樣的問題。因此，在圖15的(B) 所示的裝置結構中，配置為分別對各基板H06a、H06b設置了能量粒子源H03，且使基板間隔 擴大，能量粒子H)5能夠以更大的角度照射基板。其結果，在本實施例的裝置結構中，與上 述實施例相比，能量粒子在基板表面上的強度分布之差較小。而且，還通過設置接合機構 H13，能夠在表面處理之後使兩個基板立即相互接觸並接合起來。
[0192]圖15的(C)表示裝置結構的另一實施例。一個能量粒子源H03以與基板H06的表 面相對的方式配置在工藝室H)2內。該能量粒子源H03將能量粒子H05沿與基板H06的表 面大致垂直的方向放射到基板H06的表面，從而能夠實現更優於上述實施例的能量粒子的 強度分布。作為接合機構，設置了以不破壞真空的方式與工藝室H)2相連結的接合室H14， 從而能夠將每塊在工藝室H02內結束表面處理之後的基板輸送到該接合室H14，並利用接 合機構H13使基板H06彼此相接觸並接合起來。由於是單晶圓工藝，因此，與上述實施例相 t匕，有時會在從處理到接合之間花費時間。
[0193]圖16的(D)表示裝置結構的另一實施例。基板H06a、H06b以使其接合面相對的 方式配置在工藝室H)2內。而且，在兩個基板之間設有可動的線式能量粒子源H03。其不是 例如像圖15的(A)所示那樣能量粒子自一點放射，而是自直線狀即線狀的放射源放射，因 此，適用於對寬幅的基板一次性地進行表面處理。如圖16的(D)所示，假想為在垂直於紙面 的方向上較長的線狀的線式粒子源。通過使能量粒子源H)3沿單點劃線所示的方向移動， 能夠將能量粒子H05掃在基板H06a、H06b上。當能量粒子源H03到達其中一個基板H06a 的末端時，使線式能量粒子源H)3翻轉，而將能量粒子掃在另一基板H06b上。採用本實施 例的結構，能夠進行能量粒子強度均勻的表面處理，從而也能夠使接合面層的厚度均勻。而且，通過設置接合機構H13，能夠在表面處理之後使兩個基板立即相互接觸並接合起來。
[0194]圖16的(E)表示裝置結構的另一實施例。與圖16的(D)所示的裝置結構同樣，基 板H06a、H06b以使其接合面相對的方式配置在工藝室H02內。而且，在兩個基板之間設有 可動的線式能量粒子源H)3。但是，在圖16的(D)的裝置結構中，需要用於使線式能量粒子 源H03翻轉的機構。在本實施例的裝置結構中，不使用該翻轉機構而使用一對粒子源。即， 設置一對能量粒子源H)3c、H03d，各粒子源對各基板照射能量粒子H05c、H05d。通過使能 量粒子源H03c、H03d沿由單點劃線所示的方向移動，能夠將能量粒子H05c、H05d掃在基板 H06a、H06b上。與之前的實施例同樣，採用本實施例的結構，能夠進行能量粒子強度均勻的 表面處理，從而也能夠使接合面層的厚度均勻。而且，通過設置接合機構H13，能夠在表面處 理之後使兩個基板相互接觸並接合起來。而且，能夠同時對上下的基板進行處理，因此，與 圖16的(D)的裝置結構相比，能夠縮短從表面處理到接合之間的暴露時間。
[0195]圖17的(F)表示裝置結構的另一實施例。線式能量粒子源H03固定在工藝室H02 內，通過使基板H06向附圖右側移動，從而將能量粒子H05掃在基板H06上。而且，通過使 其他基板H06也同樣地向附圖右側移動，能夠進行表面處理。通過使該一對基板中的一個 基板翻轉，而使基板接合面彼此相對，從而能夠利用接合機構H13使基板相接觸並接合起 來。而且，由於能夠利用用於將晶圓輸送至接合室的部件、例如機器人等在處理過程中進行 表面處理，因此能夠提高效率並使裝置簡化。
[0196]圖17的(G)表示裝置結構的另一實施例。一對基板H06a、H06b以使待實施表面 處理的面朝向外側的方式平行地配置在工藝室H02內。能量粒子源H03c、H03d分別自該一 對基板的外側以與各基板H)6a、H06b相對的方式配置，且固定於工藝室H02。通過使基板 H06a、H06b向附圖右側移動，能夠將能量粒子H05掃在基板H06上來進行表面處理。採用 本實施例，無需用於使基板翻轉的機構。結束了表面處理之後的基板在接合室H14中利用 接合機構Hl3接合起來。
[0197]圖26是本發明的第I實施方式的接合裝置I (也稱作1A)的縱剖視圖。此外，在 各附圖中，為了便於表示，採用XYZ正交座標系來表示方向等。
[0198]該接合裝置I是用於在降壓後的室(真空室)2內利用原子束等使被接合物91的 接合表面和被接合物92的接合表面活性化、然後將兩個被接合物91、92接合起來的裝置。 採用該裝置1，能夠對兩個被接合物91、92的接合表面實施表面活性化處理，並且能夠使該 兩個被接合物91、92固相接合。此外，兩個被接合物91、92能夠使用各種材料(例如半導體 晶圓等)。
[0199]接合裝置I包括用於兩個被接合物91、92的處理空間即真空室2和與該真空室2 相連結的加載互鎖真空室3。真空室2藉助排氣管6和排氣閥7連接於真空泵5。通過真 空泵5的吸引動作使真空室2內的壓力降低(降壓)，從而能夠使真空室2成為真空狀態。而 且，排氣閥7能夠通過其開閉動作和排氣流量的調整動作來調整真空室2內的真空度。
[0200]兩個被接合物91、92在加載互鎖真空室3內被導入棒4的頂端部的夾具4c保持 之後移動到真空室2內。具體地講，上側的被接合物92被導入棒4的頂端部保持，在沿X 方向移動至頭22的正下方位置PG2之後，被頭22保持。同樣，下側的被接合物91以被導 入棒4的頂端部保持著狀態沿X方向朝向臺12移動至位置PG1，然後被該臺12保持。
[0201]頭22和臺12均設置在真空室2內。[0202]頭22能夠在對準臺23的驅動下在X方向和Y方向上移動(平移)，並且能夠在旋 轉驅動機構25驅動下沿0方向(繞Z軸旋轉的方向)旋轉。頭22根據由後述的位置識別 部28識別的位置檢測結果等被對準臺23和旋轉驅動機構25驅動，從而執行X方向、Y方 向、9方向上的對準動作。
[0203]而且，頭22能夠在Z軸升降驅動機構26的驅動下沿Z方向移動(升降)。Z軸升降 驅動機構26能夠根據由未圖示的壓力檢測傳感器檢測到的信號來控制接合時的加壓力。
[0204]而且，臺12能夠利用滑動移動機構14在X方向上移動(平移)。臺12在束照射部 11附近的待機位置(位置PGl附近)與頭22正下方的接合位置(位置PG2附近)之間沿X方 向移動。滑動移動機構14具有高精度的位置檢測器(線性標尺)，從而能夠將臺12高精度 地定位。
[0205]而且，接合裝置I包括用於識別被接合物91、92的位置的位置識別部18、28。位置 識別部18、28分別具有用於獲取與被接合物等相關的光學圖像作為圖像數據的攝像部(攝 像機)18b、28b。而且，分別對兩個被接合物91、92標註位置標識用標記(以下也僅稱作標 記)。例如對一個被接合物91設置兩個位置標識用標記，對另一個被接合物92也設置兩個 位置標識用標記。此外，優選的是，該各標記具有特定的形狀。但不限於此，也可以將晶圓 的定向平面、或者形成在晶圓上的電路圖案等的一部分用作位置標識用標記。
[0206]兩個被接合物91、92的定位動作能夠通過利用該位置識別部(攝像機等)對標註在 兩個被接合物91、92上的標記的位置進行識別來執行。
[0207]例如位置識別部18獲取存在於位置PGl的被接合物91的光學圖像作為圖像數 據。具體地講，自配置在真空室2的外部上方的光源18a射出的光透射真空室2的窗部2a 而到達被接合物91 (位置PGl)而被反射。然後，被被接合物91反射的光再次透射真空室 2的窗部2a而行進併到達攝像部18b。這樣，位置識別部18獲取與被接合物91相關的光 學圖像作為圖像數據。然後，位置識別部18根據該圖像數據來提取標記並且識別該標記的 位置，進而識別被接合物91的位置。
[0208]同樣，位置識別部28獲取存在於位置PG2的被接合物92的光學圖像作為圖像數 據，具體地講，自配置在真空室2的外部下方的光源28a射出的光透射真空室2的窗部2b 而到達被接合物92 (位置PG2)而被反射。然後，被被接合物92 (詳細地講是被接合物92 的一部分)反射的光再次透射真空室2的窗部2b而行進併到達攝像部28b。這樣，位置識 別部28獲取與被接合物92相關的光學圖像作為圖像數據。然後，位置識別部28根據該圖 像數據來提取標記並且識別該標記的位置，進而識別被接合物92的位置。
[0209]而且,如後述,在該接合裝置I中，通過使臺12沿X方向移動,從而使被接合物91 移動至位置PG2，而過渡到兩個被接合物91、92相對的狀態。如圖28所示，位置識別部28 還能夠在兩個被接合物91、92相對的狀態下獲取與兩個被接合物91、92相關的光學圖像作 為圖像數據。具體地講，自配置在真空室2的外部下方的光源28a射出的光透射真空室2 的窗部2b而被兩個被接合物91、92 (詳細地講是兩個被接合物91、92的一部分)反射，並 再次透射真空室2的窗部2b而行進併到達攝像部28b。位置識別部28獲取通過這樣的方 式獲取到的、與兩個被接合物91、92相關的光學圖像(反射光的圖像)作為圖像數據，並根據 該圖像數據識別標記的位置。此外，光源28a只要使用能夠透射兩個被接合物91、92以及 臺12等的光(例如紅外光)即可。[0210]而且，在該實施方式中，如圖28所示，位置識別部28還具有其他光源28c、28d。位置識別部28還能夠在兩個被接合物91、92相對的狀態下利用與來自該光源28c、28d的光的透射光相關的圖像數據來識別兩個被接合物91、92的位置。具體地講，自配置在真空室 2的外部側方的光源28c、28d射出光分別透射真空室2的窗部2c、2d，之後，被反射鏡28e、 28f?反射而改變了光的行進方向而向下方行進。該光繼續透射兩個被接合物91、92 (詳細地講是兩個被接合物91、92的一部分)，之後，透射窗部2b而到達攝像部28b。位置識別部 28獲取通過這樣的方式獲取到的、與兩個被接合物91、92相關的光學圖像(與透射光相關的圖像)作為圖像數據，並根據該圖像數據識別標記的位置。
[0211]這樣，接合裝置I包括利用反射光的攝像系統(具有光源28a和攝像部28b等)和利用透射光的攝像系統(具有光源28c、28d以及攝像部28b等)這兩種攝像系統。接合裝置 I能夠根據狀況的不同適當地切換使用這兩種攝像系統來識別各標記的位置。
[0212]能夠利用以上那樣的位置識別部18、28識別兩個被接合物91、92的位置。而且， 根據識別到的位置信息，並利用對準臺23和旋轉驅動機構25而沿X方向、Y方向、和/或 0方向驅動頭22，從而能夠使兩個被接合物91、92相對移動來執行對準動作。例如通過使兩個被接合物91、92微小移動，以便成為標註在被接合物91上的兩個標記與標註在被接合物92上的兩個標記重合的狀態，能夠將兩個被接合物91、92精密地定位。
[0213]而且，接合裝置I包括三個束照射部11、21、31。在接合裝置I中，使用這三個束照射部11、21、31來執行表面活性化處理。如圖26所示，束照射部11、21設於真空室2的裡側(+ Y側)的側壁面，束照射部31設於真空室2的右側(+ X側)的側壁面。束照射部
11、21、31分別朝向真空室2內部的對應位置照射特定物質的束。
[0214]更具體地講，如圖26所示，束照射部11配置在真空室2內的較靠左側(-X側)的位置PGl附近，束照射部21配置在真空室2內的較靠右側(+ X側)的位置PG2附近。
[0215]也如圖27的剖視圖所示，束照射部31位於真空室2的+ X側壁面，且以與水平面平行的方式設置。由此，束照射部31在被臺12保持的被接合物91和被頭22保持的被接合物92這兩者在位置PG2處相對地配置的狀態下，自這兩者91、92的相對空間SP的側方朝向該相對空間SP照 射束。束照射部31的束照射方向是與X軸平行的方向。
[0216]在該接合裝置I中，在後述的滑動配置狀態下，通過利用束照射部11、21釋放特定物質(例如氬)，能夠執行使兩個被接合物91、92的接合表面活性化的表面活性化處理。而且，接合裝置I在使實施過表面活性化處理的兩個被接合物91、92成為相互靠近且相對狀態之後，使兩個被接合物91、92相互靠近並將它們接合起來。
[0217]而且，在該實施方式中，在使兩個被接合物91、92成為相互靠近且相對狀態之後， 還使用束照射部31而釋放特定物質(例如氬)，也能夠執行使兩個被接合物91、92的接合表面活性化的表面活性化處理。
[0218]在此，束照射部11、21、31利用電場對被離子化後的特定物質(在此是氬)加速並朝向兩個被接合物91、92的接合表面釋放該特定物質，從而使兩個被接合物91、92的接合表面活性化。換言之，束照射部11、21、31通過釋放能量波來使兩個被接合物91、92的接合表面活性化。而且，束照射部11、21這一組與束照射部31能夠將粒子束、金屬束分離。例如也可以將束照射部11、21設為不包含金屬粒子的中性原子束(FAB)，將束照射部31設為包含較多的金屬粒子的、圖29所示的那樣的離子束。而且，也可以將束照射部11、21也設為圖29所示那樣的離子束，只要是與束照射部31相比能夠調整包含金屬粒子的量即可。
[0219]如圖29所示，束照射部31D包括陽極51、陰極52、以及磁體54。陽極51和陰極 52是分別由適當的金屬材料構成的電極(也稱作電極構件或者金屬構件)。例如陽極51由 鐵(Fe)構成，陰極52由鎢(W)構成。而且，陽極51具有喇叭形狀(大致圓錐形狀)，陰極52 具有長絲形狀(線圈形狀)。而且，束照射部31D的主體部59呈大致圓柱形狀，在其主視看 來的中央部具有凹部58。該凹部58形成為被喇叭形狀(擴音器形狀)的陽極51包圍起來 的空間。此外，陽極51與陰極52彼此電絕緣地設置，陽極51具有陽極電位，陰極52具有 陰極電位。
[0220]在束照射部31D的照射口附近，自陰極52供給來的電子被磁體54的磁場捕獲(捕 捉)而在照射口附近旋轉(參照圖29的圓形的較細的虛線)。而且，進一步被供給來的氬受 到該電子的作用而以等離子體狀態存在。而且，等離子體狀態的氬離子被因兩個電極51、52 相互之間施加電壓而產生的電場E (特別是針對陽極51的排斥力發揮作用)加速而朝向陰 極52移動，並穿過該陰極52的位置而被釋放到束照射部31D的外部。此時，氬離子與陽極 51和陰極52發生碰撞，而使陽極51和陰極52的一部分濺射。而且，被濺射出來的金屬原 子向兩個被接合物91、92的接合表面移動而附著並堆積在該接合表面。
[0221]具體地講，在上述實施方式中，束照射部31D例示了具有較小型的陽極51的結構， 但是，也可以代替該束照射部31D而使用圖30所示那樣的束照射部31E。在該束照射部31E 中，呈大致圓錐狀的陽極51朝向陰極52側伸得較長。更詳細地講，在束照射部31E中，該 陽極51 (51E)構成為延伸至比主體部59的開口部側的端(前側端)59f還靠前方側(一 X 偵D的位置。換言之，陽極51E在束照射部31E的照射口附近具有自該照射部31E的主體部 59的前端面59f向前方側突出的引導部51g。
[0222]因此，束照射部31E的陽極51E與束照射部31D的陽極51 (51D)相比，能夠提高 氬和金屬的飛散範圍(照射範圍)的指向性。由此，能夠抑制氬和金屬飛散至不期望的部分 (兩個被接合物91、92的接合表面以外的部分)。而且，只要採用具有引導部51g的陽極51E， 就能夠增大氬離子與陽極碰撞面積，因此能夠刮掉較多量的金屬，並能夠使該較多量的金 屬朝向接合表面移動。因此，採用束照射部31E，與採用束照射部31D相比，也能夠有效地朝 向兩個被接合物91、92供給更多量的金屬原子。從這些觀點考慮，與採用束照射部31D相 t匕，優選的是採用束照射部31E。而且，陰極52也可以是另外的電子釋放器(空心陰極)並 相對於束照射部獨立地設置。自陰極釋放的電子有時也發揮這樣的作用:使照射面的離子 成為中性。
[0223]而且，如圖31所示，在本實施例中，在能量粒子的加速電壓為36V、94V的情況下能 夠獲得較高的接合強度，但是，在30V的情況下卻無法接合(接合強度=OJ/m2)。
[0224]這樣，當接合強度以某個閾值為界限降低到無法接合的程度時，能夠考慮到若干 個原因。作為該原因之一，考慮到的是，因照射條件導致雜質的除去量不充分，而且，非晶形 化也不充分，因此，容易導致鐵與基材之間的接合強度不足，或者表面層所含的鐵原子容易 被氧化，由於在接合之前該鐵原子被氧化，因此接合強度降低。
[0225]而且，圖32是與測量接合強度的情況同樣地、將接合起來的基板彼此再次分離、 並對構成了接合界面的基板表面的鐵2p頻譜進行測量而得到的結果。表面處理後的基板 表面通過被接合起來，能夠防止被氧化、雜質再次附著，從而基本上保持了表面處理之後的狀態。因而，通過對將接合起來的基板分離之後的基板表面的狀態進行調查，就能夠了解 表面處理後的基板表面的狀態。圖32表示粒子源的驅動條件相同但其他兩個條件不同的 (C1、C2)情況下的將基板接合體分離之後的基板表面的鐵2p頻譜。條件Cl表示付與了較 高的接合強度的條件，條件C2表示付與了較低的接合強度的條件。通過對與FeO和Fe2O3 相對應的頻譜成分進行觀察發現，與付與了較高的接合強度的表面處理(Cl)相比，經過了 付與了較低的接合強度的表面處理(C2)的基板表面的鐵被氧化。因而，使接合強度降低的 原因之一考慮到是接合前的基板表面層的鐵已經被氧化。
[0226]而且，在本發明的實施方式中，優選的是，在常溫下實施接合工藝，但也可以對接 合基板進行加熱。只要是約200°C以下左右的低溫，就會獲得比以往的加熱接合更大的優 勢。而且，只要是以往的焊料熔點183°C以下，就是更優選的。
[0227]以上，完成了對實施方式的說明，在不超出本發明的主旨範圍內容易進行各種變 形。
[0228]以下，以附錄的形式表示若干實施方式。
[0229](附錄I)
[0230]一種接合基板製作方法，其用於製作形成有接合面的基板(「接合基板」)，其中，
[0231]該接合基板製作方法包括:
[0232]表面處理步驟，對基板的表面照射包含能量粒子的放射粒子來對基板的表面進行 表面處理；以及
[0233]通過在經過上述表面處理後的基板表面上形成矽薄膜來製作上述接合基板。
[0234](附錄2)
[0235]根據附錄I所述的接合基板製作方法，其中，
[0236]該接合基板製作方法還包括:
[0237]第2表面處理步驟，通過對上述所形成的矽薄膜的表面照射包含能量粒子的放射 粒子來對上述所形成的矽薄膜的表面進行表面處理，從而製作上述接合基板。
[0238](附錄3)
[0239]根據附錄I或2所述的接合基板製作方法，其中，
[0240]上述表面處理步驟包含對上述基板表面照射包含金屬粒子的放射粒子的處理。
[0241](附錄3C)
[0242]根據附錄3所述的接合基板製作方法，其中，
[0243]採用包括矽靶面和金屬粒子靶面的旋轉式的濺射靶，利用放射粒子濺射矽靶面上 的矽而在基板表面上形成矽薄膜，利用放射粒子濺射金屬粒子靶面上的金屬粒子而將金屬 粒子放射在基板表面上。
[0244](附錄d3)
[0245]根據附錄3所述的接合基板製作方法，其中，
[0246]在上述表面處理步驟中，對上述基板表面照射包含上述能量粒子的放射粒子的處 理與對上述基板表面照射包含上述金屬粒子的放射粒子的處理同時實施。
[0247](附錄d4)
[0248]根據附錄3所述的接合基板製作方法，其中，
[0249]在上述表面處理步驟中，在實施了對上述基板表面照射包含上述能量粒子的放射粒子的處理之後，再實施對上述基板表面照射包含上述金屬粒子的放射粒子的處理。
[0250](附錄d5)
[0251]根據附錄3所述的接合基板製作方法，其中，
[0252]在上述表面處理步驟中，在實施了對上述基板表面照射包含上述能量粒子的放射 粒子的處理之後，與對上述基板表面照射包含上述金屬粒子的放射粒子的處理並行地實施 對上述基板表面照射包含上述能量粒子的放射粒子的處理。
[0253](附錄d6)
[0254]根據附錄I?d5中任一項所述的接合基板製作方法，其中，
[0255]該接合基板製作方法還包括:
[0256]第2表面處理步驟，通過對上述所形成的矽薄膜的表面照射包含能量粒子的放射 粒子來對上述所形成的矽薄膜的表面進行表面處理，從而來製作上述接合基板。
[0257](附錄d7)
[0258]根據附錄2所述的接合基板製作方法，其中，
[0259]上述第2表面處理步驟包含對上述矽薄膜表面照射包含金屬粒子的放射粒子的處理。
[0260](附錄d8)
[0261]根據附錄d7所述的接合基板製作方法，其中，
[0262]在上述第2表面處理步驟中，對上述矽薄膜表面照射包含上述能量粒子的放射粒 子的處理與對上述矽薄膜表面照射包含上述金屬粒子的放射粒子的處理同時實施。
[0263](附錄d9)
[0264]根據附錄d7所述的接合基板製作方法，其中，
[0265]在上述表面處理步驟中，在實施了對上述矽薄膜表面照射包含上述能量粒子的放 射粒子的處理之後，再實施對上述矽薄膜表面照射包含上述金屬粒子的放射粒子的處理。
[0266](附錄dlO)
[0267]根據附錄d7所述的接合基板製作方法，其中，
[0268]在上述表面處理步驟中，在實施了對上述矽薄膜表面照射包含上述能量粒子的放 射粒子的處理之後，與對上述矽薄膜表面照射包含上述金屬粒子的放射粒子的處理並行地 實施對上述矽薄膜表面照射包含上述能量粒子的放射粒子的處理。
[0269](附錄4)
[0270]根據附錄3所述的接合基板製作方法，其中，
[0271 ] 上述金屬粒子是過渡性金屬。
[0272](附錄5)
[0273]根據附錄4所述的接合基板製作方法，其中，
[0274]上述過渡性金屬是鐵。
[0275](附錄dl4)
[0276]根據附錄3或d7所述的接合基板製作方法，其中，
[0277]上述能量粒子是非活性氣體離子和/或中性原子，上述金屬粒子是金屬離子、金 屬中性原子和/或金屬離子簇、金屬中性原子簇。
[0278](附錄dl5)[0279]根據附錄d6所述的接合基板製作方法，其中，
[0280]在上述第2表面處理步驟在包含對矽薄膜的表面照射包含能量粒子的放射粒子 的處理以及對矽薄膜的表面照射包含金屬粒子的放射粒子的處理的情況下，上述接合基板 的表面層的主要成分是矽，且未形成金屬層，但具有金屬濃度，金屬以在深度方向上分散的 方式存在。
[0281](附錄dl6)
[0282]根據附錄I?dl5中任一項所述的接合基板製作方法，其中，
[0283]形成上述矽膜的作業能夠通過濺射蒸鍍法、CVD法或者PVD法實施。
[0284](附錄dl7)
[0285]根據附錄I所述的接合基板製作方法，其中，
[0286]包含上述能量粒子的放射粒子本質上是僅由上述能量粒子構成的放射粒子。
[0287](附錄dl8)
[0288]根據附錄3所述的接合基板製作方法，其中，
[0289]包含上述金屬性粒子的放射粒子本質上是僅由上述金屬粒子構成的放射粒子。
[0290](附錄6)
[0291]一種基板接合方法，其中，
[0292]該基板接合方法包括如下步驟:
[0293]準備通過附錄I?5中任一項所述的方法獲得的接合基板；以及
[0294]將上述接合基板彼此接合起來。
[0295](附錄7)
[0296]一種基板接合方法，其中，
[0297]該基板接合方法包括如下步驟:
[0298]準備通過附錄I?5中任一項所述的方法獲得的接合基板；
[0299]準備待與上述接合基板相接合的基板(「M基板」)；以及
[0300]將上述接合基板與上述M基板接合起來。
[0301](附錄8)
[0302]根據附錄5或6所述的基板接合方法，其中，
[0303]上述基板的主要材料是矽、氧化矽、氮化矽、藍寶石、氧化鋁、或陶瓷材料。
[0304](附錄9)
[0305]一種基板接合方法，其用於將基板接合起來，其中，
[0306]該基板接合方法包括如下步驟:
[0307]在待接合的一對基板中的至少一個基板上通過附錄I?5所述的方法形成接合 面；以及
[0308]使上述基板彼此在10 — 5Pa以上的真空條件下或者大氣中接合起來。
[0309](附錄10)
[0310]一種接合基板製作裝置，其用於製作形成有接合面的基板(「接合基板」)，其中，
[0311 ]該接合基板製作裝置包括:
[0312]工藝室；
[0313]能量粒子源，其配置在上述工藝室內，用於對上述基板的表面照射包含能量粒子的放射粒子來對上述基板的表面進行表面處理；以及
[0314]矽源，其配置在上述工藝室內，用於在經過上述表面處理後的基板表面上形成矽薄膜。
[0315](附錄11)
[0316]根據附錄10所述的接合基板製作裝置，其中，
[0317]該接合基板製作裝置還包括:
[0318]金屬粒子源，其配置在上述工藝室內，用於對上述基板的表面照射包含金屬粒子 的放射粒子來對上述基板的表面進行表面處理。
[0319](附錄11C)
[0320]根據附錄11所述的接合基板製作裝置，其中，
[0321]上述矽源和上述金屬粒子源由能夠被來自上述能量粒子源的放射粒子濺射到的 濺射靶構成，上述濺射靶呈具有多個面的多稜柱形狀且能夠旋轉，上述濺射靶在至少一個 面設有矽靶，在其他面中的至少一個面設有金屬粒子靶。
[0322](附錄12)
[0323]根據附錄11所述的接合基板製作裝置，其中，
[0324]上述金屬粒子源具有金屬體。
[0325](附錄d24)
[0326]根據附錄12所述的接合基板製作裝置，其中，
[0327]上述金屬體呈圓錐狀的形狀。
[0328](附錄d25)
[0329]根據附錄12所述的接合基板製作裝置，其中，
[0330]上述金屬體呈網格狀的形狀。
[0331](附錄13)
[0332]根據附錄12所述的接合基板製作裝置，其中，
[0333]上述金屬體被來自上述能量粒子源的放射粒子濺射而生成金屬放射粒子。
[0334](附錄14)
[0335]根據附錄12或13所述的接合基板製作裝置，其中，
[0336]上述金屬體能夠移動。
[0337](附錄d28)
[0338]根據附錄14所述的接合基板製作裝置，其中，
[0339]當上述金屬體位於退避位置時，抑制向上述基板表面供給金屬放射粒子。
[0340](附錄15)
[0341]根據附錄10?14中任一項所述的接合基板製作裝置，其中，
[0342]上述矽源是用於形成上述矽薄膜的CVD裝置。
[0343](附錄16)
[0344]根據附錄10?14中任一項所述的接合基板製作裝置，其中，
[0345]上述矽源是用於形成上述矽薄膜的PVD裝置。
[0346](附錄17)
[0347]根據附錄10?16中任一項所述的接合基板製作裝置，其中，[0348]上述能量粒子源包括線式離子源。
[0349](附錄18)
[0350]一種接合基板製作裝置，其用於製作形成有接合面的基板(「接合基板」)，其中， [0351 ]該接合基板製作裝置包括:
[0352]能量粒子源，其用於放射包含能量粒子的放射粒子；
[0353]矽源；以及
[0354]姿勢控制裝置，其用於控制上述能量粒子源的姿勢，
[0355]上述姿勢控制裝置在表面處理模式中使上述能量粒子源處於第I姿勢而將來自上述能量粒子源的放射粒子朝向基板表面放射，上述姿勢控制裝置在矽薄膜形成在上述基板表面上的矽薄膜形成模式中使上述能量粒子源處於第2姿勢而將來自上述能量粒子源的放射粒子朝向上述矽源放射，
[0356]上述矽源在上述矽薄膜形成模式中處於與來自上述能量粒子源的放射粒子相呼應而朝向上述基板表面放射矽粒子的姿勢。
[0357](附錄19)
[0358]根據附錄18所述的接合基板製作裝置，其中，
[0359]上述姿勢控制裝置包括以上述能量粒子源能夠旋轉的方式支承上述能量粒子源的機構零件。
[0360](附錄20)
[0361]根據附錄18或19所述的接合基板製作裝置，其中，
[0362]該接合基板製作裝置還包括:
[0363]金屬粒子源，其用於對上述基板的表面照射包含金屬粒子的放射粒子來對上述基板的表面進行表面處理。
[0364](附錄21)
[0365]根據附錄20所述的接合基板製作裝置，其中，
[0366]上述金屬粒子源具有金屬體。
[0367](附錄d36)
[0368]根據附錄18-20中任一項所述的接合基板製作裝置，其中，
[0369]該接合基板製作裝置包括以上述基板能夠移動的方式支承上述基板的載體。
[0370](附錄22)
[0371]一種基板接合體，其中，
[0372]該基板接合體包括:
[0373]相互接合起來的一對基板；以及
`[0374]界面層，其位於上述一對基板之間，且以矽為主要成分，
[0375]在上述界面層與上述一對基板中的至少一個基板之間包含金屬，
[0376]上述基板之間的接合強度為0.5J/m2以上。
[0377](附錄d37)
[0378]根據附錄22所述的基板接合體，其中，
[0379]上述基板之間的接合強度為1.0J/m2以上。
[0380](附錄23)[0381]根據附錄22所述的基板接合體，其中，
[0382]在上述界面層與上述一對基板的各基板之間包含金屬。
[0383](附錄24)
[0384]根據附錄22或23所述的基板接合體，其中，
[0385]在上述界面層的中央部含有金屬。
[0386](附錄d38)
[0387]根據附錄22所述的基板接合體，其中，
[0388]上述基板之間的接合強度為1.0J/m2以上。
[0389](附錄25)
[0390]根據附錄22?24中任一項所述的基板接合體，其中，
[0391]上述各金屬是過渡性金屬。
[0392](附錄26)
[0393]根據附錄25所述的基板接合體，其中，
[0394]上述過渡性金屬是鐵。
[0395](附錄27)
[0396]根據附錄22?26中任一項所述的基板接合體，其中，
[0397]在上述界面層未形成金屬層，金屬濃度是分散的。
[0398]d 列表
[0399](附錄d3)
[0400]根據附錄2所述的接合基板製作方法，其中，
[0401]在上述表面處理步驟中，對上述基板表面照射包含上述能量粒子的放射粒子的處 理與對上述基板表面照射包含上述金屬粒子的放射粒子的處理同時實施。
[0402](附錄d4)
[0403]在附錄2所述的接合基板製作方法，其中，
[0404]在上述表面處理步驟中，在實施了對上述基板表面照射包含上述能量粒子的放射 粒子的處理之後，再實施對上述基板表面照射包含上述金屬粒子的放射粒子的處理。
[0405](附錄d5)
[0406]根據附錄2所述的接合基板製作方法，其中，
[0407]在上述表面處理步驟中，在實施了對上述基板表面照射包含上述能量粒子的放射 粒子的處理之後，與對上述基板表面照射包含上述金屬粒子的放射粒子的處理並行地實施 對上述基板表面照射包含上述能量粒子的放射粒子的處理。
[0408](附錄d6)
[0409]在附錄I?5中任一項所述的接合基板製作方法，其中，
[0410]該接合基板製作方法還包括:
[0411]第2表面處理步驟，通過對上述所形成的矽薄膜的表面照射包含能量粒子的放射 粒子來對上述所形成的矽薄膜的表面進行表面處理，從而來製作上述接合基板。
[0412](附錄d7)
[0413]根據附錄6所述的接合基板製作方法，其中，
[0414]上述第2表面處理步驟包含對上述矽薄膜表面照射包含金屬粒子的放射粒子的處理。
[0415](附錄d8)
[0416]根據附錄7所述的接合基板製作方法，其中，
[0417]在上述第2表面處理步驟中，對上述矽薄膜表面照射包含上述能量粒子的放射粒 子的處理與對上述矽薄膜表面照射包含上述金屬粒子的放射粒子的處理同時實施。
[0418](附錄d9)
[0419]根據附錄7所述的接合基板製作方法，其中，
[0420]在上述表面處理步驟中，在實施了對上述矽薄膜表面照射包含上述能量粒子的放 射粒子的處理之後，再實施對上述矽薄膜表面照射包含上述金屬粒子的放射粒子的處理。
[0421](附錄dlO)
[0422]根據附錄7所述的接合基板製作方法，其中，
[0423]在上述表面處理步驟中，在實施了對上述矽薄膜表面照射包含上述能量粒子的放 射粒子的處理之後，與對上述矽薄膜表面照射包含上述金屬粒子的放射粒子的處理並行地 實施對上述矽薄膜表面照射包含上述能量粒子的放射粒子的處理。
[0424](附錄dl4)
[0425]根據附錄2或7所述的接合基板製作方法，其中，
[0426]上述能量粒子是非活性氣體離子和/或中性原子，上述金屬粒子是金屬離子、金 屬中性原子和/或金屬離子簇、金屬中性原子簇。
[0427](附錄dl5)
[0428]根據附錄6所述的接合基板製作方法，其中，
[0429]在上述第2表面處理步驟包含對矽薄膜的表面照射包含能量粒子的放射粒子的 處理以及對矽薄膜的表面照射包含金屬粒子的放射粒子的處理的情況下，上述接合基板的 表面層的主要成分是娃，且未形成金屬層，但具有金屬濃度，金屬以在深度方向上分散的方 式存在。
[0430](附錄dl6)
[0431]根據附錄I?15中任一項所述的接合基板製作方法，其中，
[0432]形成上述矽膜的作業能夠通過濺射蒸鍍法、CVD法或者PVD法實施。
[0433](附錄dl7)
[0434]根據附錄I所述的接合基板製作方法，其中，
[0435]包含上述能量粒子的放射粒子本質上是僅由上述能量粒子構成的放射粒子。
[0436](附錄dl8)
[0437]根據附錄2所述的接合基板製作方法，其中，
[0438]包含上述金屬性粒子的放射粒子本質上是僅由上述金屬粒子構成的放射粒子。
[0439](附錄d24)
[0440]根據附錄12所述的接合基板製作裝置，其中，
[0441]上述金屬體呈圓錐狀的形狀。
[0442](附錄d25)
[0443]根據附錄12所述的接合基板製作裝置，其中，
[0444]上述金屬體呈網格狀的形狀。[0445](附錄d28)
[0446]根據附錄27所述的接合基板製作裝置，其中，
[0447]當上述金屬體位於退避位置時，能夠抑制向上述基板表面供給金屬放射粒子。
[0448](附錄d36)
[0449]附錄18?20中任一項所述的接合基板製作裝置，其中，
[0450]該接合基板製作裝置包括以上述基板能夠移動的方式支承上述基板的載體。
[0451](附錄d38)
[0452]根據附錄22所述的基板接合體，其中，
[0453]上述基板之間的接合強度為1.0J/m2以上。
[0454](附錄d41)
[0455]根據附錄22所述的基板接合體，其中，
[0456]上述基板之間的接合強度為1.5J/m2以上。
【權利要求】
1.一種接合基板製作方法，其用於製作形成有接合面的基板即接合基板，其中， 該接合基板製作方法包括如下步驟: 表面處理步驟，對基板的表面照射包含能量粒子的放射粒子來對基板的表面進行表面處理；以及 通過在經過上述表面處理後的基板表面上形成矽薄膜來製作上述接合基板。
2.根據權利要求1所述的接合基板製作方法，其中， 該接合基板製作方法還包括: 第2表面處理步驟，通過對上述所形成的矽薄膜的表面照射包含能量粒子的放射粒子來對上述所形成的矽薄膜的表面進行表面處理，從而製作上述接合基板。
3.根據權利要求1或2所述的接合基板製作方法，其中， 上述表面處理步驟包含對上述基板表面照射包含金屬粒子的放射粒子的處理。
4.根據權利要求3所述的接合基板製作方法，其中， 上述金屬粒子是過渡性金屬。
5.根據權利要求4所述的接合 基板製作方法，其中， 上述過渡性金屬是鐵。
6.—種基板接合方法，其中， 該基板接合方法包括如下步驟: 準備通過權利要求1-5中任一項所述的方法獲得的接合基板；以及 將上述接合基板彼此接合起來。
7.—種基板接合方法，其中， 該基板接合方法包括如下步驟: 準備通過權利要求1-5中任一項所述的方法獲得的接合基板； 準備待與上述接合基板相接合的基板即M基板；以及 將上述接合基板與上述M基板接合起來。
8.根據權利要求5或6所述的基板接合方法，其中， 上述基板的主要材料是矽、氧化矽、氮化矽、藍寶石、氧化鋁、陶瓷材料、電介質材料、鐵電體材料、或者高分子材料。
9.一種基板接合方法，其用於將基板接合起來，其中， 該基板接合方法包括如下步驟: 在待接合的一對基板中的至少一個基板上通過權利要求1-5所述的方法形成接合面；以及 將上述基板彼此在10 —5Pa以上的真空條件下或者大氣中接合起來。
10.一種接合基板製作裝置，其用於製作形成有接合面的基板即接合基板，其中， 該接合基板製作裝置包括: 工藝室； 能量粒子源，其配置在上述工藝室內，用於對上述基板的表面照射包含能量粒子的放射粒子來對上述基板的表面進行表面處理；以及 矽源，其配置在上述工藝室內，用於在經過上述表面處理後的基板表面上形成矽薄膜。
11.根據權利要求10所述的接合基板製作裝置，其中，該接合基板製作裝置還包括:金屬粒子源，其配置在上述工藝室內，用於對上述基板的表面照射包含金屬粒子的放射粒子來對上述基板的表面進行表面處理。
12.根據權利要求11所述的接合基板製作裝置，其中，上述金屬粒子源具有金屬體。
13.根據權利要求12所述的接合基板製作裝置，其中，上述金屬體被來自上述能量粒子源的放射粒子濺射而生成金屬放射粒子。
14.根據權利要求12或13所述的接合基板製作裝置，其中，上述金屬體能夠移動。
15.根據權利要求10-14中任一項所述的接合基板製作裝置，其中，上述矽源是用於形成上述矽薄膜的CVD裝置。
16.根據權利要求 10-14中任一項所述的接合基板製作裝置，其中，上述矽源是用於形成上述矽薄膜的PVD裝置。
17.根據權利要求10-16中任一項所述的接合基板製作裝置，其中，上述能量粒子源包括線式離子源。
18.一種接合基板製作裝置，其用於製作形成有接合面的基板即接合基板，其中，該接合基板製作裝置包括:能量粒子源，其用於放射包含能量粒子的放射粒子；娃源；以及姿勢控制裝置，其用於控制上述能量粒子源的姿勢，上述姿勢控制裝置在表面處理模式中使上述能量粒子源處於第I姿勢，並將來自上述能量粒子源的放射粒子朝向基板表面放射，上述姿勢控制裝置在矽薄膜形成在上述基板表面上的矽薄膜形成模式中使上述能量粒子源處於第2姿勢，並將來自上述能量粒子源的放射粒子朝向上述矽源放射，上述矽源在上述矽薄膜形成模式中處於與來自上述能量粒子源的放射粒子相呼應而朝向上述基板表面放射矽粒子的姿勢。
19.根據權利要求18所述的接合基板製作裝置，其中，上述姿勢控制裝置包括以上述能量粒子源能夠旋轉的方式支承上述能量粒子源的機構零件。
20.根據權利要求18或19所述的接合基板製作裝置，其中，該接合基板製作裝置還包括:金屬粒子源，其用於對上述基板的表面照射包含金屬粒子的放射粒子來對上述基板的表面進行表面處理。
21.根據權利要求20所述的接合基板製作裝置，其中，上述金屬粒子源具有金屬體。
22.一種基板接合體，其中，該基板接合體包括:相互接合起來的一對基板；以及界面層，其位於上述一對基板之間，且以矽為主要成分，在上述界面層與上述一對基板中的至少一個基板之間包含金屬， 上述基板之間的接合強度為0.5J/m2以上。
23.根據權利要求22所述的基板接合體，其中，在上述界面層與上述一對基板的各基板之間包含金屬。
24.根據權利要求22或23所述的基板接合體，其中，在上述界面層的中央部含有金屬。
25.根據權利要求22-24中任一項所述的基板接合體，其中， 上述各金屬是過渡性金屬。
26.根據權利要求25所述的基板接合體，其中，上述過渡性金屬是鐵。
27.根據權利要求22-26中 任一項所述的基板接合體，其中， 在上述界面層未形成金屬層，金屬濃度是分散的。
【文檔編號】B23K20/24GK103460339SQ201280017012
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2012年1月30日 優先權日:2011年1月31日
【發明者】須賀唯知, 山內朗, 近藤龍一, 松本好家 申請人:須賀唯知, 邦德泰克株式會社, 網絡技術服務株式會社