(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２体のウェハを接合するウェハ接合装置において、
前記２体のウェハの少なくとも一方を保持するトッププレートと、
前記トッププレートを介して前記２体のウェハを加圧する加圧ユニットと、
を有し、
前記加圧ユニットは、
気体または液体を注入するシリンダー部と、
気体または液体の圧力で移動するピストン部と、
前記ピストン部の傾斜を防止するベアリング部と、
を有し、
前記トッププレートを支持し、気体または液体を注入する中空部を有する圧力プロファイル制御モジュールを有し、
前記加圧ユニットは、前記圧力プロファイル制御モジュールを支持し、当該圧力プロファイル制御モジュール及び前記トッププレートを介して前記２体のウェハを加圧することを特徴とするウェハ接合装置。
【請求項２】
前記加圧ユニットは、前記ピストン部の移動量を制限するストッパー部を有することを特徴とする請求項１に記載のウェハ接合装置。
【請求項３】
前記ベアリング部は、前記ピストン部に設けられた軸部と、前記シリンダー部に設けられており前記軸部が挿入された筒状部とからなり、
前記ストッパー部は、前記軸部に設けられた係止部と、前記筒状部に設けられた被係止部とからなることを特徴とする請求項２に記載のウェハ接合装置。
【請求項４】
前記中空部に注入された気体または液体による前記圧力プロファイル制御モジュールの表面形状変化を前記トッププレートの表面に伝達する伝達部材を有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のウェハ接合装置。
【請求項５】
前記トッププレートと前記圧力プロファイル制御モジュールとの間に配置された加熱用ヒータ部と、
前記ヒータ部に隣接して配置され、前記ヒータ部から前記トッププレートを冷却する冷却部と、
を有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のウェハ接合装置。
【請求項６】
前記中空部に気体または液体を輸送する配管と、前記冷却部に冷却用の気体または液体を輸送する配管と、前記冷却用の気体または液体を排出する配管とを有することを特徴とする請求項５に記載のウェハ接合装置。
【請求項７】
前記トッププレート表面の形状を制御するために、前記中空部に注入される気体または液体の圧力と、前記シリンダー部に注入される気体または液体の圧力とをそれぞれ制御する制御部を有することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のウェハ接合装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記２体のウェハの接合面と反対側の面の形状に応じて、前記中空部に注入される気体または液体の圧力を制御することを特徴とする請求項７に記載のウェハ接合装置。
【請求項９】
前記加圧ユニットは、前記ベアリング部を少なくとも２つ有することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のウェハ接合装置。
【請求項１０】
少なくとも２つの前記ベアリング部は、前記シリンダー部の周方向に等角度に配置されていることを特徴とする請求項９に記載のウェハ接合装置。
【請求項１１】
前記加圧ユニットは、
前記シリンダー部に気体または液体を封止するように固定され、前記ピストン部を支持する支持部材と、
前記支持部材の下端部に一端部が固定され、前記ピストン部の下端部に他端部が固定され、前記ピストン部と前記支持部材の間に配置され、前記シリンダー部内に気体または液体を封止するダイアフラムベローズと、
を有することを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載のウェハ接合装置。
【請求項１２】
前記ダイアフラムベローズで封止される前記ピストン部の外周部の直径は、前記中空部の直径に略等しく形成されていることを特徴とする請求項１１に記載のウェハ接合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のウェハを重ね合わせ、電極同士を接合して半導体集積回路を製造するウェハ接合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路を使用するノートパソコンや携帯電話などは、近年、ますます高度の機能を備えるようになり、半導体集積回路の高密度化、高機能化の要求が高まっている。
【０００３】
半導体集積回路の高密度化、高機能化のための一つの方法は、ウェハを積層することである。ウェハの積層を行うには、回路形成が終わったウェハ表面に接合電極を形成し、２枚のウェハあるいは既に積層されたウェハとさらに積層するつぎのウェハの電極同士を接触させ、接合することが必要である。ウェハの電極同士を接合する場合に重要な点は、電極同士を均一に接触させることと電極接合面を活性化させることである。電極同士を均一に接触させるには、接合面の平面度を上げると共にウェハを加圧することが必要である。また、電極接合面を活性化させるには、たとえば、加熱を行うことが必要である。
【０００４】
このため、加圧および加熱を行いながらウェハの接合を行う装置が開発されている（た
とえば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３０２８５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般に、接合されるウェハにの表面には、ウェハ厚さのばらつきに起因する３乃至５ミクロンの凹凸が存在し、加圧して接合するとこの凸凹がウェハの接合面と反対側の面に現れる。したがって、ウェハ厚さのばらづきに起因するウェハの接合面の平面度への影響を除去するには、加圧および加熱を行うと共に、ウェハ厚さのばらつきを吸収する必要がある。また、ウェハの接合面の平面度を上げるには、加圧面の形状を変化させることも必要である。
【０００７】
しかし、従来、加圧および加熱を行うと共に、ウェハの接合面の平面度を上げるように、加圧面の形状を変化させ、ウェハ厚さのばらつきを吸収するようなウェハの接合装置は開発されておらず、このようなウェハ接合装置が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明は、
２体のウェハを接合するウェハ接合装置において、
前記２体のウェハの少なくとも一方を保持するトッププレートと、
前記トッププレートを介して前記２体のウェハを加圧する加圧ユニットと、
を有し、
前記加圧ユニットは、
気体または液体を注入するシリンダー部と、
気体または液体の圧力で移動するピストン部と、
前記ピストン部の傾斜を防止するベアリング部と、
を有し、
前記トッププレートを支持し、気体または液体を注入する中空部を有する圧力プロファイル制御モジュールを有し、
前記加圧ユニットは、前記圧力プロファイル制御モジュールを支持し、当該圧力プロファイル制御モジュール及び前記トッププレートを介して前記２体のウェハを加圧することを特徴とするウェハ接合装置を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、加圧および加熱を行うと共に、ウェハの接合面の平面度を上げるように、加圧面の形状を変化させ、ウェハ厚さのばらつきを吸収可能なウェハの接合装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態による、ウェハの接合装置全体の構成を示す図である。
【図２】ヒータユニットの構成を示す図である。
【図３】ヒータユニットの変形例の構成を示す図である。
【図４】複数のヒートモジュールの配置を示す図である。
【図５】ヒートモジュールの構成を示す図である。
【図６】ヒートモジュールの冷却用配管の構成を示す図である。
【図７】ヒートモジュール支持部材の形状を示す図である。
【図８】断熱部材の形状を示す図である。
【図９】加圧ユニットの構成を示す図である。
【図１０】図９のダイヤフラムベローズ近傍（Ａ部）の部分拡大図である。
【図１１】加圧ユニット底部の配管の配置状態を示す図である。
【図１２】圧力プロファイル制御モジュール１３１の形状を概念的に示す図である。
【図１３】加圧状態におけるヒータユニット１０１の形状を概念的に示す図である。
【図１４】ワークの加圧および加熱方法の一例を示すフローチャートである。
【図１５】接合される二つのウェハの断面例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施の形態にかかるウェハ接合装置について図面を参照しつつ説明する。
【００１２】
図１は、実施の形態にかかるウェハ接合装置の概略構成図である。
【００１３】
図１において、ウェハ接合装置１００は、真空チャンバ１６１に収納され、真空チャンバ１６１に取り付けられた、加圧ユニット１４１およびベース１５１を備える。加圧ユニット１４１は、加圧ユニットのベース１４５および加圧ユニットの昇降部１４３を備える。加圧ユニットの昇降部１４３には、下部ヒータユニット１０１Ｌが取り付けられている。ベース１５１には、上部ヒータユニット１０１Ｕが取り付けられている。
【００１４】
上部ヒータユニット１０１Ｕと下部ヒータユニット１０１Ｌの間には、ウェハホルダＷＨに保持されたウェハが配置され、加圧ユニット１４１の昇降部１４３が上昇することによって上部ヒータユニット１０１Ｕおよび下部ヒータユニット１０１Ｌの間で加圧されるとともに、加熱される。また、ウェハ接合時の、加圧力、加熱温度等を制御する制御装置１６０を有している。
【００１５】
図２は、上部ヒータユニット１０１Ｕおよび下部ヒータユニット１０１Ｌの構成を示す図である。以下において、上部および下部のヒータユニットを単にヒータユニット１０１と呼称する。
【００１６】
ヒータユニット１０１は、トッププレート１１１、トッププレートカバー１１３、複数のヒートモジュール１２１と、ヒートモジュール支持部材１２５と、断熱部材１２７と、圧力プロファイル制御モジュール１３１とを備える。圧力プロファイル制御モジュール１３１には、中空部１３３が設けられ、中空部１３３には、エア配管１３５が接続され、図示しない電空レギュレータにより内部圧力が制御できるように構成されている。また、圧力プロファイル制御モジュール１３１には、冷却部１３７および冷却用配管１３９が設けられている。
【００１７】
トッププレート１１１は、一例として、直径２２０ミリメータ、厚さ１０ミリメータで炭化ケイ素からなる。
【００１８】
トッププレートカバー１１３は、一例として、直径３２０ミリメータ、厚さ１ミリメータで炭化ケイ素からなる。
【００１９】
トッププレート１１１の周縁部とトッププレートカバー１１３との間に、図示しない低熱伝導率のセラミヅクからなる断熱リングを設けてもよい。
【００２０】
圧力プロファイル制御モジュール１３１は、上部、中間および下部の３枚の板から構成される。３枚の板は、それぞれ、一例として、直径２２５ミリメータ、厚さ１０ミリメータでアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）からなる。中空部１３３の厚さは、一例として２ミリメータである。
【００２１】
図３は、ヒータユニットの変形例１０１Ａの構成を示す図である。
【００２２】
ヒータユニット１０１Ａは、トッププレート１１１、トッププレートカバー１１３、複数のヒートモジュール１２１と、トッププレート支持部材１２６と、断熱部材１２７と、圧力プロファイル制御モジュール１３１とを備える。本変形例においては、圧力プロファイル制御モジュール１３１に固定されたトッププレート支持部材１２６が、トッププレート１１１を支持している。トッププレート支持部材１２６は、ヒートモジュール１２１に設けられた開口部を貫通している。
【００２３】
ヒータユニット１０１Ａのトッププレート１１１、トッププレートカバー１１３および圧力プロファイル制御モジュール１３１の構成は、ヒータユニット１０１の対応部と同様である。
【００２４】
以下において、図２に示したヒータユニット１０１について説明する。
【００２５】
図４は、複数のヒートモジュール１２１の平面配置を示す図である。本実施形態において、トッププレート１１１の中心に対応する位置(中心部)に１個、その周囲(中間部)に６個、さらにその周囲(周縁部)に１２個のヒートモジュール１２１が配置されている。
【００２６】
ヒータ部を複数のヒートモジュール１２１に分割することにより、ウェハ厚のばらつきに起因するトッププレート１１１の変形を吸収しやすくなる。また、後に説明するように、個別に温度制御を行うことができる。さらに、後に説明するように、トッププレート１１１の表面の形状を制御することが容易になる。
【００２７】
このように、ヒータ部は、複数のヒートモジュール１２１に分割するのが好ましいが、厚みを薄くして変形しやすくすれば、一体型のヒータを使用してもよい。
【００２８】
図５は、ヒートモジュール１２１の構成を示す図である。ヒートモジュール１２１の形
状は、たとえば、六角形であってもよい。ヒートモジュール１２１の厚さは一例として１０ミリメータである。
【００２９】
ヒートモジュール１２１は、電熱ヒータ１２３を備える。トッププレート１１１の、ヒートモジュール１２１に対応する位置に、熱電対または測温抵抗体などの温度計を設置し、電熱ヒータ１２３の出力を操作して温度制御を行うように構成してもよい。
【００３０】
電熱ヒータ１２３による温度制御は、温度計の測定値を制御量として、位相制御方式によってフィードバック制御を行ってもよい。温度制御は、ヒートモジュール１２１ごとに行ってもよい。また、中心部(１個)、中間部(６個)、周縁部(１２個)にグループ化して、グループごとに行ってもよい。
【００３１】
図６は、ヒートモジュール１２１の冷却用配管の構成を示す図である。ウェハの接合を繰り返し行う際には、加熱および冷却を繰り返す必要があり、スループットを向上するには、効率的に冷却を行う必要がある。冷却用配管はヒートモジュール１２１を貫通するように配置される。本実施形態において、冷却は水冷であり、冷却用配管は、４系統から成る。それぞれの系統の入口(ＩＮ)と出口(ＯＵＴ)とを数字(１乃至４)で示している。
【００３２】
図７は、ヒートモジュール支持部材１２５の形状を示す図である。ヒートモジュール支持部材１２５は、ヒートモジュール１２１ごとに設けられる。このように、ヒートモジュール支持部材１２５を、ヒートモジュール１２１ごとに設けることにより、ウェハ厚のばらつきに起因するトッププレート１１１の変形を圧力プロファイル制御モジュール１３１に伝えることが容易になる。
【００３３】
ヒートモジュール支持部材１２５は、枠状、すなわち、中空の口の字形状である。枠状とするのは、断面積を小さくして、ヒートモジュール１２１から圧力プロファイル制御モジュール１３１に移動する熱量をできるだけ小さくするためである。ヒートモジュール支持部材１２５の材質は、セラミックスが好ましく、特に、熱伝導率が低い低熱膨張セラミックス(例えば、コージライト系セラミックス)などが好ましい。また、ヒートモジュール支持部材１２５にくびれ部を設けて変形しやすくするのが好ましい。
【００３４】
図８は、断熱部材１２７の形状を示す図である。断熱部材１２７は、ヒートモジュール支持部材１２５用の開口部１２８を備える。断熱部材によって、ヒートモジュール１２１から圧力プロファイル制御モジュール１３１に移動する熱量をできるだけ小さくする。
【００３５】
次に、加圧ユニット１４１について詳説する。
【００３６】
図９は、加圧ユニット１４１の概略構成図で、ピストン部が一番下まで下がった状態と、一番上まで上がった状態を重ねて図示してある。図１０は、図９のダイヤフラムベローズ近傍（Ａ部）の部分拡大図である。図１１は、加圧ユニット底部の配管の配置状態を示す図である。
【００３７】
図９において、加圧ユニット１４１は、断面が略Ｕ字状のベース（以後、下部シリンダーと記す）１４５と、下部シリンダー１４５内に配置され、加圧ユニット１４１に注入された気体または液体の圧力（以後、気体を用いた場合について代表して説明する）によって上昇する断面が略逆Ｕ字状のピストン部１４３と、下部シリンダー１４５の外周に固定されピストン部１４３の外周を移動可能に支持する断面略Ｌ字状の円筒状支持部材１４２とから構成されている。支持部材１４２は、下部シリンダー１４５に複数のねじ１４５ａで固定されている。また、支持部材１４２と下部シリンダー１４５の間にＯリング１４５ｂが設けられ、Ｏリング１４５ｂでシリンダー内の気密を保持している。
【００３８】
また、図１０に示すように、支持部材１４２とピストン部１４３の間には、シリンダー内に注入される気体が外部に漏れるのを防止するダイアフラムベローズ（以後、単にベローズと記す）１４４が配置され、ベローズ１４４の一端部のビート１４４ａは、支持部材１４２の下端部１４２ａに固定部材１４２ｂにより挟み込まれて固定され、他端部のビート１４４ｂはピストン部１４３の下端部１４３ａに固定部材１４３ｂにより挟み込まれて固定されている。固定部材１４２ｂは支持部材１４２に複数のねじ１４２ｃで固定され、固定部材１４３ｂはピストン部１４３の下端部１４３ａに複数のねじ１４３ｃで固定されている。このように、下部シリンダー１４５とピストン部１４３で形成されるシリンダー内部は、Ｏリング１４５ｂとベローズ１４４で気密シールされ、気体導入部１４６（図９参照）を介して導入された気体の圧力によって、ピストン部１４３が押し上げられる構成である。
【００３９】
また、図１０に示すように、ピストン部が一番下まで下がった状態から一番上まで上がった状態までの距離Ｂを移動する間に、ベローズ１４４のプリーツ部１４４ｃは支持部材１４２の内周部とピストン部１４３の外周部の間を距離Ｃを移動する。距離Ｂは距離Ｃのほぼ２倍移動するように構成されている。
【００４０】
また、図９に示すように、加圧ユニット１４１には、ピストン部１４３の上部内側面１４３ｄに固定され、下部シリンダー１４の円筒状部分１４５ｂに挿入されて、ピストン部１４３を上下方向のみの移動に規制するベアリング部１４７が配置されている。円筒状部分１４５ｂの底部には、カバー部材１４７ａが設けられている。このカバー部材１４７ａは下部シリンダー１４５の底面にＯリング１４７ｂを介して複数のねじ１４７ｃで固定されている。Ｏリング１４７ｃで気密が保たれている。
【００４１】
また、ベアリング部１４７の下部には、ストッパー部材１４７ｄがベアリング部１４７の軸１４７ｅにねじ止めされ、気体の圧力でピストン部１４３が上昇した際、ベアリング部１４７の外カバー部１４７ｆの下部に当接してピストン部１４３の上昇を止める構成となっている。
【００４２】
なお、ベアリング部１４７は、加圧ユニット１４１の中心軸を中心として周方向に等角度に少なくとも２つ配置することが好ましい。等角度でベアリング部１４７を配置することで、ピストン部１４３の傾斜を防止することができる。本実施の形態では、ベアリング部１４７は１２０度間隙で３つ配置されている。
【００４３】
このような構成にすることで、ピストン部１４３の直径ＲＰ（図９参照）に亘り均一な加圧力を発生することが可能になる。また、シリンダー内の圧力が、ピストン部１４３の上面１４３ｅによりほぼ均一に加えられるため、上面１４３ｅの変形も抑制することができる。
【００４４】
また、図１１に示すように、気体や液体を輸送する各配管は、下部シリンダー１４５の底面から下部シリンダー１４５の内部に導入される。配管の１つはシリンダー内に圧力を加えるための配管１５５である。また１つは上記圧力プロファイル制御モジュール１３１の中空部１３３に圧力を与えるための気体を注入及び排気するためのエア配管１５６でヒータユニット１０１のエア配管１３５に接続される。また冷却部１３７に冷却水を注入、排水するための配管１３９、１３９に接続される冷却用配管１５７、１５７が配置されている。
【００４５】
エア配管１５６、冷却用配管１５７、１５７の３つの配管は、下部シリンダー１４５の内部を取り回された後、ピストン部１４３の中心付近に集められ、ピストン部１４３の上部内面１４３ｄに設けられた配管接合部にそれぞれ接合される。
【００４６】
ヒータユニット１０１はピストン部１４３の上面１４３ｅ（図９参照）にねじ止めされ、各配管はピストン部１４３の上面１４３ｅを介して接続される。
【００４７】
シリンダー内の圧力、或いは中空部１３３の圧力は、図１に示す制御部１６０を介してそれぞれ接続された真空レギュレータを制御することで制御される。
【００４８】
なお、ロードセルＬＣなどの圧力センサを、加圧ユニット１４１の下部シリンダー１４５を支持するように設置し、加圧時には、圧力検出値を制御量として、制御部１６０でフィードバック制御により不図示の電空レギュレータを操作するようにしてもよい。また、リニアスケールなど、加圧ユニット１４１のピストン部１４３の位置検出センサを設置し、加圧ユニット１４１のピストン部１４３の昇降時には、位置検出値に基づいて昇降速度を目標値とするように、別の真空レギュレータを操作するようにしてもよい。
【００４９】
次に、実施の形態による、ウェハの接合装置の動作について説明する。
【００５０】
接合される複数のウェハは、ウェハホルダＷＨ（図１参照）に保持され、アライメントされたものである。以下の説明において、接合されるウェハをワークと呼称する。
【００５１】
図１４は、ワークの加圧および加熱方法の一例を示すフローチャートである。
【００５２】
ステップＳ０１０において、下部ヒータユニット１０１Ｌの上に接合する２枚のワーク（基板、ウェハなど）を不図示の移載装置（例えば、移載ロボットなど）により載置する。
【００５３】
ステップＳ０２０において、下部ヒータユニット１０１Ｌを加圧ユニット１４５を上昇させて、上部ヒータユニット１０１Ｕと下部ヒータユニット１０１Ｌでワークを挟み込む。
【００５４】
ステップＳ０３０において、下部ヒータユニットを上昇させる圧力を所定の接合圧力まで上昇させる。このときの圧力は、例えば３００ｋＰａ〜３０ＭＰａである。
【００５５】
ステップＳ０４０において、上下のヒータユニット１０１Ｕ、１０１Ｌの温度を上昇させ、加熱温度を所定の温度（例えば、４００℃）になるように制御部１６０がヒータの出力を絶えず調整する（ＰＩＤ制御）。このときトッププレート１１１の設置した温度計の温度によって、ワーク全体の温度が均一に保持されるように温度制御を行う。具体的には、中心部のヒートモジュール、中間部のヒートモジュール、周縁部のヒートモジュールの温度を個別に制御する。
【００５６】
ステップＳ０５０において、ワークを加圧および加熱した状態で所定の時間保持（例えば、１分〜３０分）し、時間が経過した後上下ヒータユニット１０１Ｕ、１０１Ｌへの出力をＯＦＦにする。
【００５７】
ステップＳ０６０において、ワークを冷却する。冷却は、所定の冷却方法（例えば、空冷、水冷など）により上下のヒータユニット１０１Ｕ、１０１Ｌの冷却を開始する。上下のヒータユニット１０１Ｕ、１０１Ｌが所定の温度以下（例えば、６０℃以下）となったら、冷却を停止し、冷却配管１３９内をエアー等でパージする。
【００５８】
ステップＳ０７０において、ワークの接合が完了したので、加圧ユニット１４５の圧力を下げて、下部ヒータユニット１０１Ｌを下降させる。その後、不図示の移載装置によってワークを下部ヒータユニット１０１Ｌ上からワークホルダに移載する。
【００５９】
図１２は、圧力プロファイル制御モジュール１３１の形状を概念的に示す図である。簡単のため、図１２（ａ）を除いて下部の板１３１ｂは図示していない。中空部１３３には、エア配管１３５が接続されており、図示しない電空レギュレータにより中空部１３３の圧力が制御される。中空部１３３の圧力にしたがって、上部の板１３１ａの中心部が変位する。
【００６０】
図１２（ａ）は、中空部１３３の厚さが増加するように、上部の板１３１ａの中心部が変位した状態を示している。中空部の厚さは、上述のように、一例として２ミリメータである。中空部の厚さの変形量は、一例として、増加および減少それぞれ、２０マイクロメータである。
【００６１】
上部の板１３１ａの、外面の周縁部において、上部の板の中心を中心とする同心円上に溝１３１１を設けてもよい。一例として、溝１３１１の幅は１０ミリメータ、深さは６ミリメータである。
【００６２】
この溝１３１１によって、上部の板１３１ａの中心が変位した場合であっても、上部の板の周縁部の集中荷重が避けられる。
【００６３】
図１２(ｂ)は、外面および内面の周縁部において、上部の板１３１ｃの中心を中心とする同心円上に溝１３１１を設けた、上部の板の変形例を示す図である。
【００６４】
図１２（ｃ）は、外面の周縁部において、上部の板１３１ｄの中心を中心とする同心円上に溝１３１１を設け、溝１３１１より中心に近い領域の厚さを周縁部より薄くした、上部の板１３１ｄの変形例を示す図である。
【００６５】
図１３は、加圧状態におけるヒータユニット１０１の形状を概念的に示す図である。圧力プロファイル制御モジュール１３１の中空部１３３の圧力Ｐ１による力をＦ１、加圧ユニット１４１シリンダーの圧力Ｐ２による力をＦ２とする。圧力プロファイル制御モジュール１３１の中空部１３３の圧力Ｐ１および加圧ユニット１４１の圧力Ｐ２の、電空レギュレータの制御範囲は、たとえば、−１０１乃至３５０キロパスカルである。
【００６６】
また、図２、図３に示すヒータユニット１０１、１０１Ａの中空部１３３の直径ＲＨと、図９に示す加圧ユニット１４１のピストン部１４３の直径ＲＰとが、ほぼ等しく形成されていることが望ましい。このように、ほぼ等しく形成することで、それぞれの力Ｆ１、力Ｆ２の制御を、それぞれの圧力Ｐ１、圧力Ｐ２の制御により達成することができる。
【００６７】
図１３(ａ)に示すように、Ｆ１（Ｐ１）がＦ２（Ｐ２）よりも大きければ、中空部１３３を含む圧力プロファイル制御モジュール１３１の形状は、凸型となり、トッププレート１１１の表面の中心部が凸となり、ワークの中心部が加圧される。
【００６８】
図１３(ｃ)に示すように、Ｆ２（Ｐ２）がＦ１（Ｐ１）よりも大きければ、中空部１３３を含む圧力プロファイル制御モジュール１３１の形状は、凹型となり、トッププレート１１１の表面の中心部が凹型となり、ワークの周縁部が加圧される。
【００６９】
図１３(ｂ)に示すように、Ｆ１（Ｐ１）とＦ２（Ｐ２）とが等しければ、中空部１３３を含む圧力プロファイル制御モジュール１３１の形状は、平坦となり、トッププレート１１１の表面が平坦となり、ワーク全体が加圧される。
【００７０】
本実施の形態にかかるウェハ接合装置では、圧力プロファイル制御モジュール１３１の形状を変化させることにより、トッププレート１１１の表面の形状を変化させている。圧力プロファイル制御モジュール１３１の形状の変化をトッププレート１１１の表面の形状に伝えるには、トッププレート１１１と圧力プロファイル制御モジュールユ１３１との間のヒータ部が複数のヒートモジュール１２１に分割され、それぞれのヒートモジュール１２１が個別のヒートモジュール支持部材１２５を介して圧力プロファイル制御モジュール１３１に支持される構成が好ましい。
【００７１】
図１５は、接合される二つのウェハ２０１Ｕおよび２０１Ｌの断面例を示す図である。
【００７２】
ウェハの表面には、ウェハ厚のばらつきに起因する３ないし５ミクロンの凹凸が存在する(図１５（ａ）参照)。重ね合わせた二つのウェハ２０１Ｕおよび２０１Ｌの両側から圧力をかける場合、ウェハの接合面が平坦になると、ウェハ厚のばらつきが、ウェハの接合面と反対側の面に現れる(図１５（ｂ）参照)。したがって、ウェハの接合面の平面度への影響を除去するには、加圧および加熱を行う際に、ウェハの接合面と反対側の面に現れるウェハ厚のばらつきを吸収する必要がある。
【００７３】
本実施の形態にかかるウェハ接合装置では、圧力プロファイル制御モジュール１３１の中空部１３３の圧力Ｐ１と加圧ユニット１４１のシリンダーの圧力Ｐ２を制御部１６０によりそれぞれ制御することで、ウェハの接合面と反対側の面に現れるウェハの厚みのばらつきを補正し、接合面を略平面にし、２体のウェハを良好に接合することができる。
【００７４】
また、ウェハの接合面の平面度を上げるように、圧力プロファイル制御モジュールの表面の形状を変化させ、ヒートモジュールを介して、トッププレートの表面の形状を変化させることができる。また、ウェハ厚のばらつきを、トッププレートから、ヒートモジュールを介して、圧力プロファイル制御モジュールに伝え、圧力プロファイル制御モジュールの圧力を制御することにより吸収することができる。
【００７５】
また、圧力プロファイル制御モジュールの中空部の圧力および加圧圧力を適切に制御することにより、圧力プロファイル制御モジュールの形状を変化させ、ヒートモジュールを介して、トッププレートの表面形状を変化させることができる。
【００７６】
また、ウェハ厚のばらつきを、トッププレートから、ヒートモジュールを介して、圧力プロファイル制御モジュールに伝え、圧力プロファイル制御モジュールの中空部の圧力を適切に制御することにより吸収することができる。
【００７７】
なお、上述の実施の形態は例に過ぎず、上述の構成や形状に限定されるものではなく、本発明の範囲内において適宜修正、変更が可能である。
【符号の説明】
【００７８】
１００    ウェハ接合装置
１０１    ヒータユニット
１１１    トッププレート
１２１    ヒートモジュール
１３１    圧力プロファイル制御モジュール
１３３    中空部
１４１    加圧ユニット
１４２    支持部材
１４３    昇降部（ピストン部）
１４４    ダイアフラムベローズ
１４５    下部シリンダー
１４７    ベアリング部
１５５、１５７  配管
１６０    制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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