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WO2010097910A1 - 陽極接合方法、陽極接合治具、および陽極接合装置 - Google Patents

陽極接合方法、陽極接合治具、および陽極接合装置 Download PDF

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WO2010097910A1
WO2010097910A1 PCT/JP2009/053339 JP2009053339W WO2010097910A1 WO 2010097910 A1 WO2010097910 A1 WO 2010097910A1 JP 2009053339 W JP2009053339 W JP 2009053339W WO 2010097910 A1 WO2010097910 A1 WO 2010097910A1
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WO
WIPO (PCT)
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substrate
anodic bonding
jig
bonding jig
anodic
Prior art date
Application number
PCT/JP2009/053339
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
保雄 川田
Original Assignee
セイコーインスツル株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by セイコーインスツル株式会社 filed Critical セイコーインスツル株式会社
Priority to JP2011501392A priority Critical patent/JP5557833B2/ja
Priority to PCT/JP2009/053339 priority patent/WO2010097910A1/ja
Priority to CN200980157675.4A priority patent/CN102333738B/zh
Priority to TW098145075A priority patent/TW201041463A/zh
Publication of WO2010097910A1 publication Critical patent/WO2010097910A1/ja
Priority to US13/204,376 priority patent/US8496767B2/en

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C27/00—Joining pieces of glass to pieces of other inorganic material; Joining glass to glass other than by fusing
    • C03C27/06—Joining glass to glass by processes other than fusing

Definitions

  • the present invention relates to an anodic bonding method, an anodic bonding jig, and an anodic bonding apparatus.
  • Patent Document 1 describes a package manufactured by stacking and bonding substrates. According to the package described in Patent Document 1, the inside of the package can be hermetically sealed.
  • Patent Document 1 discloses an anodic bonding method as a method for bonding substrates, and describes that a metal or a semiconductor such as aluminum, titanium, tantalum, or silicon can be used as a bonding layer.
  • the positional relationship between the substrates may be shifted.
  • alignment is performed based on the alignment mark on the substrate.
  • the alignment mark is not displayed until pressurization is started after it has been accurately overlaid based on the alignment mark. Since it is hidden, there is no means for grasping the above-mentioned deviation, and anodic bonding was performed with the deviation remaining. Therefore, when a deviation exceeding the allowable range occurs, all products formed on the substrate may be defective.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and a first object of the present invention is to provide an anodic bonding method capable of easily correcting a positional shift between substrates in an anodic bonding process. .
  • a second object of the present invention is to provide an anodic bonding jig and an anodic bonding apparatus capable of easily positioning a substrate to be anodic bonded.
  • the anodic bonding method of the present invention is an anodic bonding method in which a first substrate and a second substrate are anodically bonded, and the first substrate and the second substrate are overlapped with each other on the plane of the base having a plane.
  • Substrate placement step of placing the first substrate and the second substrate in contact with the surface to be the cathode, and following the substrate placement step, the anode of the first substrate and the second substrate A jig placement step of placing and contacting an anodic bonding jig having a visual recognition portion made of a material capable of transmitting visible light so as to be in contact with the surface to be, the first substrate and the second substrate The relative positional relationship between the first substrate and the second substrate is adjusted based on the visible light transmitted through the viewing portion so that the pair of marks provided on each of the first and second marks has a predetermined positional relationship.
  • An alignment step, the base and the anodic bonding jig. Pressurizing step in which the first substrate and the second substrate are sandwiched between the first substrate and the second substrate, and an applying step of applying a DC voltage between the first substrate and the second substrate. It is a feature.
  • the user can identify the pair of marks through the material that can transmit visible light in the visual recognition part of the anodic bonding jig. For this reason, in the alignment step, the relative positions of the first substrate and the second substrate can be adjusted so that the pair of marks have a predetermined positional relationship based on visible light transmitted through the visual recognition unit. Further, in the pressurizing step, it is possible to apply a predetermined pressure to the first substrate and the second substrate even in the visual recognition portion, so that pressurization unevenness can be suppressed.
  • the alignment step is based on the positions of the first substrate and the second substrate so that the pair of marks and the viewing portion overlap each other in the thickness direction of the viewing portion.
  • the pair of marks are arranged at positions that can be grasped via the visual recognition unit, and then the relative positions of the pair of marks are set to a predetermined positional relationship. For this reason, when the positions of the first substrate and the second substrate are shifted in the jig placement step, the positional relationship can be easily corrected in the alignment step.
  • An anodic bonding jig is an anodic bonding jig used for anodically bonding a first substrate and a second substrate, the main body having a first surface and a second surface, the first surface, A smooth surface provided on at least a part of the second surface and capable of being in close contact with the surface of the first substrate and the second substrate serving as an anode; and visible light provided on at least a part of the smooth surface. It has a visual recognition part which consists of material which can permeate between said 1st surface and said 2nd surface. According to the present invention, the smooth surface of the anodic bonding jig is in contact with the substrate that becomes the anode in anodic bonding.
  • the visual recognition part is provided in a part of smooth surface, the positional relationship of a 1st board
  • the smooth surface is preferably provided on each of the first surface and the second surface.
  • both surfaces of the anodic bonding jig are smooth, both surfaces can be used to make contact with the surface to be the anode.
  • the main body is integrally formed of hard glass.
  • the visual recognition part and the other part are formed of a uniform material. Therefore, it is suppressed that stress concentrates on a specific location when temperature and pressure are applied by anodic bonding.
  • transmit visible light can be made into the whole anodic bonding jig
  • the main body is preferably integrally formed of quartz glass.
  • quartz glass since quartz glass is employed, the transparency is high, and the anodic bonding jig is not easily softened even when the anodic bonding jig is heated during anodic bonding. Yes.
  • the main body has a notch at a position including at least a part of the smooth surface. In this case, since an electrical contact can be connected to the anode exposed from the notch, anodic bonding is facilitated.
  • An anodic bonding apparatus is an anodic bonding apparatus for anodic bonding a first substrate and a second substrate, wherein the anodic bonding jig according to the present invention, a cathode among the first substrate and the second substrate, A base having a plane on which the surface to be arranged is arranged, and the first substrate and the second substrate are electrically connected to each other, and a DC voltage is applied between the first substrate and the second substrate.
  • the power supply unit and a pressurizing unit that pressurizes the base and the anodic bonding jig in a direction to approach each other.
  • the positions of the first substrate and the second substrate can be easily adjusted via the visual recognition part, and the anodic bonding is performed in a state where the positions of the first substrate and the second substrate are accurately positioned. Therefore, the accuracy of anodic bonding can be increased.
  • the anodic bonding method, the anodic bonding jig, and the anodic bonding apparatus of the present invention since the visual recognition portion made of a material capable of transmitting visible light is provided, it is easy to shift the positions of the substrates in the anodic bonding process. Can be corrected. Further, according to the anodic bonding apparatus of the present invention, since the positional deviation in anodic bonding is reduced, the accuracy of anodic bonding is improved, and the yield of the anodic bonded product is improved.
  • FIG. 1 is a side view schematically showing an anodic bonding jig and an anodic bonding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view showing a partial configuration of the anodic bonding jig and the anodic bonding apparatus.
  • FIG. 3 is a perspective view for explaining the operation of the anodic bonding jig and the anodic bonding apparatus.
  • FIG. 4 is a plan view showing one process during use of the anodic bonding jig and the anodic bonding apparatus.
  • FIG. 5 is a side view showing a part of a process in use of the anodic bonding jig and the anodic bonding apparatus.
  • FIG. 6 is a diagram showing a process during use of the anodic bonding jig and the anodic bonding apparatus.
  • FIG. 7 is a flowchart showing an anodic bonding method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a flowchart showing in detail some steps of the anodic bonding method.
  • FIG. 9 is a side view showing a modification of the anodic bonding apparatus shown in FIG.
  • FIG. 1 is a side view schematically showing the anodic bonding apparatus of this embodiment.
  • the anodic bonding apparatus 1 is an apparatus for anodic bonding a first substrate B1 and a second substrate B2.
  • both the first substrate B1 and the second substrate B2 are glass substrates, and a bonding film B11 made of a metal material is interposed between the first substrate B1 and the second substrate B2.
  • the bonding film B11 is a thin film made of, for example, aluminum, and is disposed at a position facing the second substrate B2 on the surface of the first substrate B1.
  • the anodic bonding apparatus 1 performs anodic bonding of the bonding film B11 to the second substrate B2.
  • the first substrate B1 is a cathode side substrate
  • the second substrate B2 is an anode side substrate.
  • the anodic bonding apparatus 1 includes a base 20 having a flat surface 21 that can contact a first substrate B1 that serves as a cathode, an anodic bonding jig 10 that can contact a second substrate B2 that serves as an anode, a first substrate B1, and a first substrate B1.
  • a power supply unit 30 that is electrically connected to the second substrate B2 and applies a DC voltage between the first substrate B1 and the second substrate B2, and a direction in which the base 20 and the anodic bonding jig 10 are brought close to each other (see FIG. And a pressurizing unit 40 that pressurizes in the direction of the arrow 1).
  • the base 20 has only to have a flat surface 21, and an appropriate configuration can be adopted for the material and the shape.
  • the electric wire 33 is connected to the bonding film B11 on the first substrate B1, and the electric wire 32 is connected to a part of the second substrate B2.
  • the anodic bonding jig 10 and the base 20 can support the first substrate B1 and the second substrate B2 with the first substrate B1 and the second substrate B2 sandwiched therebetween.
  • the pressurizing unit 40 shown in FIG. 1 employs a configuration in which the pressurizing unit 40 is tightened by being moved close to each other by a nut and a bolt. Other configurations may be adopted as long as it is possible to apply a compressive force in the thickness direction to the base 20.
  • the anodic bonding jig 10 has a main body 10 a having a first surface 11 and a second surface 13.
  • the first surface 11 is a smooth surface that can be in close contact with the second substrate B2 to be an anode.
  • the smooth surface extends over the entire surface of the first surface 11, but the smooth surface may be at least partially so as to be in close contact with the second substrate B ⁇ b> 2 on the first surface 11.
  • the anodic bonding jig 10 is made of hard glass, and can transmit visible light between the first surface 11 and the second surface 13. Furthermore, it is preferable that the anodic bonding jig 10 is uniformly and integrally formed of a flat hard glass having a certain thickness.
  • the anodic bonding jig 10 is more preferably made of quartz glass.
  • a region that can transmit visible light in the thickness direction is a visual recognition portion that is visually recognized in order to adjust the relative position between the first substrate B 1 and the second substrate B 2.
  • the entire surface of the anodic bonding jig 10 can transmit visible light, and the entire anodic bonding jig 10 corresponds to a visual recognition portion. It should be noted that a part of the anodic bonding jig 10 may have a region that does not transmit visible light.
  • FIG. 2 is a plan view showing a partial configuration of the anodic bonding apparatus 1 and the anodic bonding jig 10.
  • the anodic bonding jig 10 is formed with a notch 12 in which a part of the second substrate B ⁇ b> 2 disposed in the anodic bonding apparatus 1 is exposed.
  • the notch 12 is formed in a part of the peripheral edge of the anode bonding jig 10, and the contact electrode 31 connected to the electric wire 32 is disposed in the notch 12.
  • the contact electrode 31 is configured to be detachable from the second substrate B2.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the operation of the mark M and the anodic bonding jig 10.
  • the mark M includes a first mark M1 provided on the first substrate B1 and a second mark M2 provided on the second substrate B2. Since the second substrate B2 is a glass-based substrate, it can transmit visible light, and the anodic bonding jig 10 can transmit visible light between the first surface 11 and the second surface 13.
  • the user can grasp the state where the first mark M1 and the second mark M2 are overlapped with each other through the anodic bonding jig 10.
  • the first mark M1 is arranged on the first substrate B1 while avoiding the pattern P of the bonding film B11.
  • FIGS. 4 to 6 are diagrams showing one process when the anodic bonding jig 10 and the anodic bonding apparatus 1 are used
  • FIGS. 7 and 8 are flowcharts illustrating the anodic bonding method. Below, each process of the anodic bonding in this embodiment is demonstrated along the flowchart shown in FIG. 7 and FIG.
  • a sandwiching step S ⁇ b> 1 is performed in which the first substrate B ⁇ b> 1 and the second substrate B ⁇ b> 2 are sandwiched between the anodic bonding jig 10 and the base 20.
  • the sandwiching step S1 includes a substrate placement step S11 in which the first substrate B1 and the second substrate B2 are overlapped and placed so that the surface of the first substrate B1 serving as the cathode contacts the flat surface 21 of the base 20, and the substrate placement Subsequent to step S11, there is a jig arrangement step S12 in which the anode bonding jig 10 is arranged so as to come into contact with the surface of the second substrate B2 serving as the anode of the first substrate B1 and the second substrate B2. include.
  • FIG. 4 is a plan view schematically showing the positional relationship between the anodic bonding jig 10 and the first substrate B1 and the second substrate B2 in the sandwiching step S1.
  • the positional relationship is emphasized so as to be easily understood.
  • the first substrate B1 and the second substrate B2 are not completely overlapped, and the first mark M1 and the second mark M2 shown in FIG. It does not matter if it is shifted visually.
  • Reference numerals A1 and A2 in FIG. 4 are areas used for alignment of the mark M in the visible portion of the anodic bonding jig 10 of the present embodiment (hereinafter referred to as “area A1 and area A2”). .
  • area A1 and area A2 areas used for alignment of the mark M in the visible portion of the anodic bonding jig 10 of the present embodiment.
  • an alignment step S2 is performed in which the relative positional relationship between the first substrate B1 and the second substrate B2 is adjusted based on visible light transmitted through the regions A1 and A2.
  • the alignment step S2 includes a rough adjustment step S21 and a fine adjustment step S22.
  • the coarse adjustment step S21 the positions of the first substrate B1 and the second substrate B2 are adjusted with respect to the base 20 to such an extent that the mark M overlaps the regions A1 and A2 in the thickness direction in the viewing portion, and the region A1 , A2 is aligned so that the mark M substantially matches the predetermined positional relationship.
  • This may be performed by a technique such as visual alignment based on a circuit pattern or the like (for example, pattern P of the bonding film B11) formed on each of the first substrate B1 and the second substrate B2. good.
  • a first substrate is used so that the first mark M1 and the second mark M2 are in a predetermined positional relationship using a microscope apparatus including the microscope 100 and the monitor D.
  • the positions of B1 and second substrate B2 are adjusted.
  • the anodic bonding jig 10 and the base 20 are temporarily fixed, and the first substrate B1 and the second substrate B2 are fixed.
  • a bonding step S3 in which the first substrate B1 and the second substrate B2 are anodically bonded is performed.
  • the bonding step S3 first, the anode bonding jig 10, the first substrate B1, the second substrate B2, and the base 20 are set on the pressure unit 40 in the positional relationship shown in FIG. 1, and the pressure step S31 is performed.
  • the electric wire 33 is connected to the bonding film B11 of the first substrate B1, the contact electrode 31 is connected to the second substrate B2, and a DC voltage is applied by the power supply unit 30.
  • the bonding film B11 of the first substrate B1 on the cathode side and the second substrate B2 on the anode side are anodically bonded.
  • the smoothness on the first surface 11 of the anodic bonding jig 10 is applied to the second substrate B2 that becomes the anode in the anodic bonding. It is possible to easily grasp the positional relationship between the first substrate B1 and the second substrate B2 through the anodic bonding jig 10 that is in contact with the surface and can transmit visible light.
  • the visual recognition part for visually recognizing the mark M is provided in a part of smooth surface (first surface 11) without a hole, when pressure is applied to the anodic bonding jig 10 in the pressurizing step S31.
  • the force applied to the first substrate and the second substrate is evenly distributed.
  • the anodic bonding jig 10 is integrally formed of hard glass, the visible light transmittance is high and the strength is high. Therefore, cracking of the anodic bonding jig is also suppressed during pressurization in the pressurization step S31.
  • the first substrate is set such that the pair of marks M have a predetermined positional relationship based on visible light that passes through the visual recognition parts (for example, the regions A1 and A2).
  • the relative position between B1 and the second substrate B2 can be easily matched.
  • FIG. 9 is a side view schematically showing an anodic bonding apparatus according to this modification.
  • the first substrate B111 is a metal-based substrate containing, for example, silicon, and is a type of substrate that does not require a bonding film for anodic bonding.
  • the base 20 is made of a material having electrical conductivity and the electric wires 33 are arranged on the base 20.
  • Anode bonding apparatus 10 Anode bonding jig 10a Main body 11 First surface (smooth surface) 12 notch 13 second surface 20 base 21 plane 30 power supply unit 40 pressure unit B1 first substrate B2 second substrate B11 bonding film S1 sandwiching step S2 alignment step S21 coarse adjustment step S22 fine adjustment step S3 bonding step S31 pressure step S32 application process

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Abstract

　第一基板と第二基板とを陽極接合させる陽極接合方法は、前記第一基板と前記第二基板とを重ね合わせ、平面を有する基台の前記平面に前記第一基板と前記第二基板とのうち陰極となる方の面を接触させて配置する基板配置工程と、前記基板配置工程に続いて、前記第一基板と前記第二基板とのうち陽極となる方の面と接触するように、可視光線が透過可能な材料からなる視認部を有する陽極接合治具を接触させて配置する治具配置工程と、前記第一基板と前記第二基板とのそれぞれに設けられた一対のマークが所定の位置関係にとなるように、前記視認部を透過する可視光線に基づいて前記第一基板と前記第二基板との相対的な位置関係を調整するアラインメント工程と、前記基台と前記陽極接合治具とを互いに近接させる方向へ加圧し、前記第一基板および前記第二基板を挟み込む加圧工程と、前記第一基板と前記第二基板との間に直流電圧を印加する印加工程とを備える。

Description

陽極接合方法、陽極接合治具、および陽極接合装置
　本発明は、陽極接合方法、陽極接合治具、および陽極接合装置に関する。
　従来、センサーや圧電振動子等の製造において、複数の基板が接合されて基板の間にキャビティが形成されたパッケージを有するパッケージ製品が知られている。
　このようなパッケージ製品におけるパッケージおよびその製造方法として、例えば特許文献１には、基板を重ね合わせて接合することによって製造されるパッケージが記載されている。この特許文献１に記載のパッケージによれば、パッケージの空間内を気密に封止することができる。
　また、特許文献１には、基板を接合する方法として陽極接合法が開示されており、接合層としてアルミニウム、チタン、タンタル、シリコン等の金属あるいは半導体を使用できることが記載されている。
　ここで、上記のように陽極接合される基板が互いに位置合わせされて基台に配置され、その後に陽極接合治具が配置されると、基板同士の位置関係にズレが生じることがある。
　従来の陽極接合治具では、基板上のアラインメントマークに基づいて位置合わせがされていたが、アラインメントマークに基づいて正確に重ね合わせられたあと、加圧が開始されるまでの間はアラインメントマークが隠れてしまうため、上述のズレを把握する手段はなく、ズレが残ったまま陽極接合が行われていた。したがって許容範囲を超えたズレが生じた際に当該基板上に形成された製品がすべて不良品になってしまう恐れがあった。
　このような問題に対して、陽極接合治具の表裏を貫通するように形成された孔を有するものが考えられている。例えば陽極接合治具に設けられた孔を介してアラインメントマークの位置を把握することができ、陽極接合治具を配置したあとにも陽極接合される基板に生じるズレを修正することができるとされている。
特許第３６２１４３５号公報
　しかしながら、上記のように孔を設けてアラインメントマークの位置を合わせる従来の陽極接合治具であっても、基板に対して均等に圧力をかける必要があるために孔の大きさには限度があり、アラインメントマークの位置を孔に合わせるために手間がかかるという問題があった。
　本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであって、その第一の目的は、陽極接合の工程における基板同士の位置のずれを容易に修正できる陽極接合方法の提供を図ることにある。
　また、本発明の第二の目的は、陽極接合される基板の位置決めを容易にできる陽極接合治具、および陽極接合装置の提供を図ることにある。
　上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
　本発明の陽極接合方法は、第一基板と第二基板とを陽極接合させる陽極接合方法であって、前記第一基板と前記第二基板とを重ね合わせ、平面を有する基台の前記平面に前記第一基板と前記第二基板とのうち陰極となる方の面を接触させて配置する基板配置工程と、前記基板配置工程に続いて、前記第一基板と前記第二基板とのうち陽極となる方の面と接触するように、可視光線が透過可能な材料からなる視認部を有する陽極接合治具を接触させて配置する治具配置工程と、前記第一基板と前記第二基板とのそれぞれに設けられた一対のマークが所定の位置関係にとなるように、前記視認部を透過する可視光線に基づいて前記第一基板と前記第二基板との相対的な位置関係を調整するアラインメント工程と、前記基台と前記陽極接合治具とを互いに近接させる方向へ加圧し、前記第一基板および前記第二基板を挟み込む加圧工程と、前記第一基板と前記第二基板との間に直流電圧を印加する印加工程とを備えることを特徴としている。
　この発明によれば、使用者は陽極接合治具の視認部において可視光線が透過可能な材料を通して一対のマークを識別することができる。このため、アラインメント工程では視認部を透過する可視光線に基づいて一対のマークが所定の位置関係になるように第一基板と第二基板との相対位置を合わせることができる。また、加圧工程においては視認部においても第一基板と第二基板とに所定の圧力をかけることができるので加圧のムラを抑制できる。
　また、本発明の陽極接合方法は、前記アラインメント工程が、前記一対のマークと視認部とが前記視認部の厚さ方向に重畳するように前記第一基板および前記第二基板の位置を前記基台に対して調整する粗調整工程と、前記粗調整工程に続いて前記一対のマークが所定の位置関係になるように前記第一基板と前記第二基板との相対位置を調整する微調整工程とを有することが好ましい。
　この場合、粗調整工程では一対のマークが視認部を介して把握できる位置に配置され、続いて一対のマークの相対位置を所定の位置関係にする。このため、治具配置工程において第一基板と第二基板との位置がずれた際にアラインメント工程において容易に位置関係を修正することができる。
　本発明の陽極接合治具は、第一基板と第二基板とを陽極接合させる際に用いる陽極接合治具であって、第一面と第二面とを有する本体と、前記第一面及び前記第二面の少なくとも一部に設けられ前記第一基板と前記第二基板とのうち陽極となる方の面に密着可能な平滑面と、前記平滑面の少なくとも一部に設けられ可視光線を前記第一面と前記第二面との間で透過可能な材料からなる視認部とを備えることを特徴としている。
　この発明によれば、陽極接合において陽極となる方の基板には陽極接合治具の平滑面が接触する。また、視認部が平滑面の一部に設けられているので、視認部を透過する可視光線に基づいて第一基板と第二基板との位置関係を把握できる。したがって、第一基板と第二基板との位置決めを容易にできるとともに陽極接合治具を介して第一基板と第二基板とにかけられる力が均等に分散される。
　また、本発明の陽極接合治具は、前記平滑面が前記第一面と前記第二面とのそれぞれに設けられていることが好ましい。
　この場合、陽極接合治具の面がともに平滑であるので両面とも陽極となる面に接触させるために使用することができる。
　また、本発明の陽極接合治具は、前記本体が硬質ガラスによって一体成形されていることが好ましい。
　この場合、陽極接合治具全体が硬質ガラスによって一体成形されているので、均一な素材で視認部と他の部分とが構成されている。したがって、陽極接合によって温度や圧力がかけられた際に応力が特定箇所へ集中すること抑制されている。さらに、可視光線を透過可能な視認部を陽極接合治具の全体にすることができる。このため、第一基板と第二基板との位置決めがさらに容易になる。
　また、本発明の陽極接合治具は、前記本体が石英ガラスによって一体成形されていることが好ましい。
　この場合、石英ガラスが採用されているので透明度が高く、かつ陽極接合において陽極接合治具が加熱された際にも陽極接合治具が軟化されにくい。
い。
　また、本発明の陽極接合治具は、前記本体が少なくとも前記平滑面の一部を含む位置に切欠を有することが好ましい。
　この場合、切欠から露出された陽極には電気接点が接続できるので陽極接合が容易になる。
　本発明の陽極接合装置は、第一基板と第二基板とを陽極接合させる陽極接合装置であって、本発明の陽極接合治具と、前記第一基板と前記第二基板とのうち陰極となる方の面が配置される平面を有する基台と、前記第一基板と前記第二基板とに電気的に接続されて前記第一基板と前記第二基板との間で直流電圧を印加する電源部と、前記基台と前記陽極接合治具とを近接させる方向に加圧する加圧部とを備えることを特徴としている。
　この発明によれば、視認部を介して第一基板と第二基板との位置を容易に調整でき、第一基板と第二基板との位置が正確に位置決めされた状態で陽極接合がなされるので、陽極接合の精度を高めることができる。
　本発明の陽極接合方法、陽極接合治具、および陽極接合装置によれば、可視光線を透過可能な材料からなる視認部が設けられているので陽極接合の工程における基板同士の位置のずれを容易に修正できる。
　また、本発明の陽極接合装置によれば、陽極接合における位置ずれが低減されているので陽極接合の精度が高められており、陽極接合された製品の歩留まりが向上する。
図１は本発明の一実施形態の陽極接合治具および陽極接合装置を模式的に示す側面図である。 図２は同陽極接合治具および陽極接合装置の一部の構成を示す平面図である。 図３は同陽極接合治具および陽極接合装置の作用を説明するための斜視図である。 図４は同陽極接合治具および陽極接合装置の使用時の一過程を示す平面図である。 図５は同陽極接合治具および陽極接合装置の使用時の一過程を一部断面で示す側面図である。 図６は同陽極接合治具および陽極接合装置の使用時の一過程を示す図である。 図７は本発明の一実施形態の陽極接合方法を示すフローチャートである。 図８は同陽極接合方法の一部の工程を詳細に示すフローチャートである。 図９は図１に示す陽極接合装置の変形例を示す側面図である。
　以下、本発明の１実施形態の陽極接合治具、陽極接合装置、および陽極接合方法について図１から図９を参照して説明する。
　図１は、本実施形態の陽極接合装置を模式的に示す側面図である。図１に示すように、陽極接合装置１は、第一基板Ｂ１と第二基板Ｂ２とを陽極接合させるための装置である。本実施形態では、第一基板Ｂ１および第二基板Ｂ２はともにガラス系基板であり第一基板Ｂ１と第二基板Ｂ２との間には金属材料からなる接合膜Ｂ１１が介在されている。接合膜Ｂ１１は例えばアルミニウム等からなる薄膜であり、第一基板Ｂ１の面上で第二基板Ｂ２と対向する位置に配置されている。
　また、本実施形態では、陽極接合装置１は接合膜Ｂ１１を第二基板Ｂ２に陽極接合させる。ここで、第一基板Ｂ１は陰極側の基板であり、第二基板Ｂ２は陽極側の基板である。
　陽極接合装置１は、陰極となる第一基板Ｂ１に接触可能な平面２１を有する基台２０と、陽極となる第二基板Ｂ２に接触可能な陽極接合治具１０と、第一基板Ｂ１と第二基板Ｂ２とに電気的に接続されて第一基板Ｂ１と第二基板Ｂ２との間で直流電圧を印加する電源部３０と、基台２０と陽極接合治具１０とを近接させる方向（図１の矢印方向）に加圧する加圧部４０と、を備えている。
　基台２０は平面２１を有するものであればよく、素材および形状については適宜の構成を採用することができる。
　本実施形態では、電源部３０は、第一基板Ｂ１における接合膜Ｂ１１に電線３３が接続され、第二基板Ｂ２の一部に電線３２が接続されている。
　また、図示していないが、陽極接合治具１０と基台２０とは第一基板Ｂ１と第二基板Ｂ２とを挟んだ状態で第一基板Ｂ１と第二基板Ｂ２とを支持可能である。
　なお、本実施形態において図１に示す加圧部４０はナットとボルトとによって互いに近接動作されて締め付けられる構成が採用されているが、これは一構成例であって、陽極接合治具１０と基台２０との間に厚さ方向の圧縮力をかけることが可能であれば、他の構成が採用されても良い。
　陽極接合治具１０は、第一面１１と第二面１３とを有する本体１０ａを有する。第一面１１は、陽極となる第二基板Ｂ２に密着可能な平滑面になっている。なお、本実施形態では平滑面は第一面１１の全面に渡って広がっているが、平滑面は第一面１１において第二基板Ｂ２に密着できるように少なくとも一部にあればよい。また陽極接合治具１０は硬質ガラスからなり、可視光線を第一面１１と第二面１３との間で透過可能になっている。さらに陽極接合治具１０は一定の厚さを有する平板状の硬質ガラスによって均質に一体成形されていることが好ましい。これは、陽極接合治具１０の製造が簡単であるとともに異なる組成を有する素材同士が接する界面が生じるのを抑制し、陽極接合治具１０に圧力がかかった際の応力集中を抑制して割れにくくするためである。なお、陽極接合治具１０は、石英ガラスからなることがより好ましい。
　また、陽極接合治具１０において、その厚さ方向に可視光線を透過可能な領域は第一基板Ｂ１と第二基板Ｂ２との相対位置の調整を行うために視認する視認部になっている。本実施形態では陽極接合治具１０が全面が可視光線を透過可能であり、陽極接合治具１０の全体が視認部に相当している。なお、陽極接合治具１０の一部に可視光線を透過しない領域があっても構わない。
　図２は、陽極接合装置１および陽極接合治具１０の一部の構成を示す平面図である。図２に示すように、陽極接合装置１において陽極接合治具１０には、陽極接合装置１に配置された第二基板Ｂ２の一部が露出される切欠１２が形成されている。切欠１２は陽極接合治具１０の周縁部の一部に形成されており、切欠１２には電線３２に接続された接点電極３１が配置されている。接点電極３１は第二基板Ｂ２に対して着脱自在に構成されている。
　さらに、図２に示す平面視では、陽極接合治具１０の視認部を通じて第一基板Ｂ１および第二基板Ｂ２に設けられ互いを相対的に位置決めするための一対のアラインメントマーク（以下「マークＭ」と称する。）の位置が把握できる。
　図３はマークＭおよび陽極接合治具１０の作用を示す斜視図である。図３に示すように、マークＭには、第一基板Ｂ１に設けられた第一マークＭ１と、第二基板Ｂ２に設けられた第二マークＭ２とがある。第二基板Ｂ２はガラス系基板であるため可視光線を透過可能であり、さらに陽極接合治具１０は第一面１１と第二面１３との間で可視光線を透過可能である。したがって使用者は第一マークＭ１と第二マークＭ２とが重ねあわされている状態を陽極接合治具１０を通して把握することができる。なお、第一マークＭ１は第一基板Ｂ１上において接合膜Ｂ１１のパターンＰを避けて配置されている。
　以上に説明する構成の、本実施形態の陽極接合装置１および陽極接合治具１０の使用時の動作、ならびに本発明の陽極接合方法について図４から図８を参照して説明する。図４ないし図６は陽極接合治具１０および陽極接合装置１の使用時の一過程を示す図であり、図７、図８は陽極接合方法を示すフローチャートである。以下では図７および図８に示すフローチャートに沿って本実施形態における陽極接合の各工程を説明する。
　図７に示すように、本実施形態では、まず、第一基板Ｂ１と第二基板Ｂ２とを陽極接合治具１０と基台２０とで挟み込む挟み込み工程Ｓ１が行われる。挟み込み工程Ｓ１には、第一基板Ｂ１と第二基板Ｂ２とを重ね合わせ、基台２０の平面２１に陰極となる第一基板Ｂ１の面を接触させて配置する基板配置工程Ｓ１１と、基板配置工程Ｓ１１に続いて、第一基板Ｂ１と第二基板Ｂ２とのうち陽極となる第二基板Ｂ２の面と接触するように陽極接合治具１０を接触させて配置する治具配置工程Ｓ１２とが含まれている。
　図４は、挟み込み工程Ｓ１における陽極接合治具１０と第一基板Ｂ１および第二基板Ｂ２との位置関係を模式的に示す平面図である。なお、図４では、位置関係が分かりやすくなるように強調して図示している。図４に示すように、挟み込み工程Ｓ１においては、第一基板Ｂ１と第二基板Ｂ２とは完全には重ね合わせられておらず、図４に示す第一マークＭ１と第二マークＭ２とが平面視でずれていても構わない。
　図４中の符号Ａ１およびＡ２は、本実施形態の陽極接合治具１０における視認部のうち、特にマークＭの位置合わせに用いられる領域である（以下、「領域Ａ１、領域Ａ２」と称する）。挟み込み工程Ｓ１では、マークＭが領域Ａ１、領域Ａ２にそれぞれ位置するように配置されていればよく、挟み込み工程Ｓ１の間では詳細な位置合わせをする必要はない。
　続いて、図７に示すように、挟み込み工程Ｓ１に続いて第一基板Ｂ１と第二基板Ｂ２とのそれぞれに設けられたマークＭ１、Ｍ２が所定の位置関係にとなるように、視認部のうち領域Ａ１、Ａ２を透過する可視光線に基づいて第一基板Ｂ１と第二基板Ｂ２との相対的な位置関係を調整するアラインメント工程Ｓ２が行われる。
　図８に示すように、アラインメント工程Ｓ２は、粗調整工程Ｓ２１と、微調整工程Ｓ２２とを備えている。
　粗調整工程Ｓ２１においては、マークＭが視認部のうち領域Ａ１、Ａ２と厚さ方向に重畳する程度に第一基板Ｂ１および第二基板Ｂ２の位置を基台２０に対して調整し、領域Ａ１、Ａ２の内部においてマークＭが所定の位置関係にほぼ合う程度に位置合わせを行う。これは、第一基板Ｂ１と第二基板Ｂ２とのそれぞれに形成された回路パターン等（例えば接合膜Ｂ１１のパターンＰ等）を基準にして目視で位置合わせを行うなどの手法によって行われても良い。
　微調整工程Ｓ２２では、図５および図６に示すように顕微鏡１００とモニターＤとを備える顕微鏡装置を用いて第一マークＭ１と第二マークＭ２とが所定の位置関係となるように第一基板Ｂ１と第二基板Ｂ２とそれぞれの位置を調整する。
　アラインメント工程Ｓ２が完了したら、陽極接合治具１０と基台２０とが仮止めされ、第一基板Ｂ１と第二基板Ｂ２とが固定される。続いて、第一基板Ｂ１と第二基板Ｂ２とが陽極接合される接合工程Ｓ３が行われる。
　接合工程Ｓ３では、まず図１に示す位置関係で陽極接合治具１０、第一基板Ｂ１、第二基板Ｂ２、基台２０が加圧部４０にセットされて加圧工程Ｓ３１が行われる。続いて第一基板Ｂ１の接合膜Ｂ１１に電線３３が接続され、第二基板Ｂ２に接点電極３１が接続され、電源部３０によって直流電圧が印加される。すると、陰極側である第一基板Ｂ１の接合膜Ｂ１１と陽極側である第二基板Ｂ２とが陽極接合される。
　以上説明したように、本実施形態の陽極接合治具１０および陽極接合方法によれば、陽極接合において陽極となる方の第二基板Ｂ２には陽極接合治具１０の第一面１１上の平滑面が接触し、可視光線を透過可能な陽極接合治具１０を介して第一基板Ｂ１と第二基板Ｂ２との位置関係を容易に把握することができる。
　また、マークＭを視認するための視認部が穴のない平滑面（第一面１１）の一部に設けられているので、加圧工程Ｓ３１において陽極接合治具１０に圧力をかけた際に第一基板と第二基板とにかけられる力が均等に分散される。さらに、陽極接合治具１０が硬質ガラスで一体形成されているので、可視光線の透過性が高くかつ強度が高い。したがって加圧工程Ｓ３１における加圧時にも陽極接合治具の割れが抑制されている。
　また、本実施形態の陽極接合方法によれば、アラインメント工程Ｓ２では視認部（例えば領域Ａ１、Ａ２）を透過する可視光線に基づいて一対のマークＭが所定の位置関係になるように第一基板Ｂ１と第二基板Ｂ２との相対位置を容易に合わせることができる。
　以下では、本実施形態の陽極接合装置１の変形例を、図９を参照して説明する。
　図９は、本変形例の陽極接合装置を模式的に示す側面図である。本変形例では図９に示すように、第一基板Ｂ１に代えて第一基板Ｂ１１１が使用される場合について説明する。
　第一基板Ｂ１１１は、例えばシリコンなどを含有する金属系基板であり、陽極接合のために接合膜を要しないタイプの基板である。この場合では、基台２０を電気伝導性を有する素材で構成し、基台２０に電線３３を配する構成を採用することができる。
　以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
　例えば、本実施形態では、本体１０ａの第一面１１に平滑面が設けられている構成を採用したが、これに限らず、平滑面が第二面１３にも設けられている構成を採用することもできる。この場合、第一面１１と第二面１３とのいずれも陽極となる基板に密着させることができるので、本体１０ａの向きに注意を払う必要が無くなり、作業性が高まる。
　複数の基板を位置決めして挟み込む際に、挟み込んだ後の基板のズレを修正する必要がある場合に好適に適用できる。
符号の説明
　１　　陽極接合装置
　１０　　陽極接合治具
　１０ａ　本体
　１１　　第一面（平滑面）
　１２　　切欠
　１３　　第二面
　２０　　基台
　２１　　平面
　３０　　電源部
　４０　　加圧部
　Ｂ１　　第一基板
　Ｂ２　　第二基板
　Ｂ１１　　接合膜
　Ｓ１　　挟み込み工程
　Ｓ２　　アラインメント工程
　Ｓ２１　　粗調整工程
　Ｓ２２　　微調整工程
　Ｓ３　　接合工程
　Ｓ３１　　加圧工程
　Ｓ３２　　印加工程

Claims (8)

  1. 　第一基板と第二基板とを陽極接合させる陽極接合方法であって、
    　前記第一基板と前記第二基板とを重ね合わせ、平面を有する基台の前記平面に前記第一基板と前記第二基板とのうち陰極となる方の面を接触させて配置する基板配置工程と、
    　前記基板配置工程に続いて、前記第一基板と前記第二基板とのうち陽極となる方の面と接触するように、可視光線が透過可能な材料からなる視認部を有する陽極接合治具を接触させて配置する治具配置工程と、
    　前記第一基板と前記第二基板とのそれぞれに設けられた一対のマークが所定の位置関係にとなるように、前記視認部を透過する可視光線に基づいて前記第一基板と前記第二基板との相対的な位置関係を調整するアラインメント工程と、
    　前記基台と前記陽極接合治具とを互いに近接させる方向へ加圧し、前記第一基板および前記第二基板を挟み込む加圧工程と、
    　前記第一基板と前記第二基板との間に直流電圧を印加する印加工程と、
    　を備える陽極接合方法。
  2. 　請求項１に記載の陽極接合方法であって、
    　前記アラインメント工程が、
    　　前記一対のマークと視認部とが前記視認部の厚さ方向に重畳するように前記第一基板および前記第二基板の位置を前記基台に対して調整する粗調整工程と、
    　　前記粗調整工程に続いて前記一対のマークが所定の位置関係になるように前記第一基板と前記第二基板との相対位置を調整する微調整工程と、
    　　を有する陽極接合方法。
  3. 　第一基板と第二基板とを陽極接合させる際に用いる陽極接合治具であって、
    　第一面と第二面とを有する本体と、
    　前記第一面及び前記第二面の少なくとも一部に設けられ前記第一基板と前記第二基板とのうち陽極となる方の面に密着可能な平滑面と、
    　前記平滑面の少なくとも一部に設けられ可視光線を前記第一面と前記第二面との間で透過可能な材料からなる視認部と、
    　を備える陽極接合治具。
  4. 　請求項３に記載の陽極接合治具であって、
    　前記平滑面が前記第一面と前記第二面とのそれぞれに設けられている陽極接合治具。
  5. 　請求項３または４に記載の陽極接合治具であって、
    　前記本体が硬質ガラスによって一体成形されている陽極接合治具。
  6. 　請求項３～５のいずれか一項に記載の陽極接合治具であって、
    　前記本体が石英ガラスによって一体成形されている陽極接合治具。
  7. 　請求項３～６のいずれか一項に記載の陽極接合治具であって、
    　前記本体が、少なくとも前記平滑面の一部を含む位置に切欠を有する陽極接合治具。
  8. 　第一基板と第二基板とを陽極接合させる陽極接合装置であって、
    　請求項３～７のいずれか一項に記載の陽極接合治具と、
    　前記第一基板と前記第二基板とのうち陰極となる方の面が配置される平面を有する基台と、
    　前記第一基板と前記第二基板とに電気的に接続されて前記第一基板と前記第二基板との間で直流電圧を印加する電源部と、
    　前記基台と前記陽極接合治具とを近接させる方向に加圧する加圧部と、
    を備える陽極接合装置。
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