(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状の第１部材と第２部材を貼り合わせる貼り合わせ装置であって、
前記第１部材を上面に載置して保持する第１の保持部と、
該第１の保持部の上部に対向配置され前記第２部材を保持する第２の保持部と、
前記第１の保持部と前記第２の保持部との間に形成される空間を減圧する吸気機構と、を有し、
前記第２の保持部は、剛性を有するエッジ部と、該エッジ部とは分割され当該エッジ部に外周部が支持された保持部本体とを有し、該保持部本体は、所定の圧力で当該保持部本体の一部が撓む弾性体からなり、
前記エッジ部は、周方向に沿って等間隔に設けられた４個〜８個の釣支部材によって前記第２の保持部の上方に設けられた支持板に釣支されていることを特徴とする貼り合わせ装置。
【請求項２】
前記釣支部材は、６個であることを特徴とする請求項１記載の貼り合わせ装置。
【請求項３】
前記第１の保持部と前記第２の保持部との間に形成される空間の気密性を保持するための気密性保持機構を有し、該気密性保持機構は、
前記第２の保持部の下面外周部に沿って設けられた環状のシール材であって、前記第１の保持部、前記第２の保持部及び当該シール材とで囲まれた空間の気密性を保持するシール材と、
該シール材の外側に設けられ、前記第２の保持部の下面に当接して前記第１の保持部材によって保持された第１部材と前記第２の保持部材によって保持された第２部材との間の間隔を調整する高さ調整機構と、を有することを特徴とする請求項１又は２記載の貼り合わせ装置。
【請求項４】
前記高さ調節機構は、前記第１の保持部、前記第２の保持部及び前記シール材とで囲まれた空間の気密性を保持しつつ、前記第１部材と前記第２部材との間の間隔を調整することを特徴とする請求項３記載の貼り合わせ装置。
【請求項５】
前記第２の保持部の上部に設けられ、前記第２の保持部を下方に押圧する加圧機構を備えていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の貼り合わせ装置。
【請求項６】
前記加圧機構は、前記第２の保持部の前記保持部本体の上面を覆うように設けられた鉛直方向に伸縮自在の圧力容器を有し、該圧力容器内に流体を導入することによって前記第２の保持部を加圧することを特徴とする請求項５記載の貼り合わせ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板状の第１部材と第２部材を貼り合わせる貼り合わせ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体ウエハの大口径化及び薄肉化の要求に伴い、半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）を補強する目的で、当該ウエハに補強用基板であるガラス基板又は別のウエハを貼り合わせる貼り合わせ装置が開発されている。
【０００３】
このような貼り合わせ装置として、薄板状の第１部材を載置する載置テーブルと、該載置テーブルの上部に対向配置され薄板状の第２部材を保持する保持板と、該保持板の外周に設けられた真空チャンバーリングとを有する貼り合わせ装置が提案されている。この貼り合わせ装置では、先ず、保持板と真空チャンバーリングを載置テーブル側に下降させ、真空チャンバーリングとテーブルとをシールリングを介して当接させ、その後、保持板と、真空チャンバーリングと載置テーブルとで真空チャンバーを形成し、真空チャンバーリングの側面に形成された開口部から真空チャンバー内の雰囲気ガスを吸気して、当該真空チャンバー内を真空雰囲気にし、次いで、保持板を載置テーブル側にさらに下降させることによって、薄板状の第１部材と第２部材の貼り合わせが行われる（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
ところで、このような貼り合わせ装置を用いて薄板状の第１部材と第２部材とを貼り合わせる際、両部材の貼り合わせ面に空気が閉じ込められてボイドが発生するという問題があり、第１部材と第２部材とを貼り合わせた貼り合わせ体の品質又は歩留まりを低下させる要因となっている。従って、このような問題を解消させるために、載置テーブルに対向配置された保持板を可撓性材料で構成し、第１部材と第２部材との間に存在する気体（空気）を逃がしつつ両者を貼り合わせる貼り合わせ装置が開発されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２００４／０２６５３１
【特許文献２】国際公開ＷＯ２０１０／０５５７３０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記貼り合わせ装置は第１部材と第２部材とを貼り合わせた貼り合わせ体におけるボイドの発生を抑制できるものの、貼り合わせ時における貼り合わせ体の外周部に対する圧縮応力が中央部に対する圧縮応力よりも大きくなって貼り合わせ体外周部の肉厚が中央部の肉厚に比べて薄くなる傾向が有り、また、貼り合わせ時における貼り合わせ体の全外周部に対する圧縮応力にばらつきが生じ易く、貼り合わせ体の外周部の厚さが均一になり難いという問題がある。
【０００７】
本発明の課題は、第１部材と第２部材を貼り合わせた貼り合わせ体における中央部と外周部との厚さにばらつきがなく、且つ外周部の厚さが全周に亘って均一である貼り合わせ体を得ることができる貼り合わせ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１記載の貼り合わせ装置は、板状の第１部材と第２部材を貼り合わせる貼り合わせ装置であって、前記第１部材を上面に載置して保持する第１の保持部と、該第１の保持部の上部に対向配置され前記第２部材を保持する第２の保持部と、前記第１の保持部と前記第２の保持部との間に形成される空間を減圧する吸気機構と、を有し、前記第２の保持部は、剛性を有するエッジ部と、該エッジ部とは分割され当該エッジ部に外周部が支持された保持部本体とを有し、該保持部本体は、所定の圧力で当該保持部本体の一部が撓む弾性体からなり、前記エッジ部は、周方向に沿って等間隔に設けられた４個〜８個の釣支部材によって前記第２の保持部の上方に設けられた支持板に釣支されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の貼り合わせ装置は、請求項１記載の貼り合わせ装置において、前記釣支部材は、６個であることを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の貼り合わせ装置は、請求項１又は２記載の貼り合わせ装置において、前記第１の保持部と前記第２の保持部との間に形成される空間の気密性を保持するための気密性保持機構を有し、該気密性保持機構は、前記第２の保持部の下面外周部に沿って設けられた環状のシール材であって、前記第１の保持部、前記第２の保持部及び当該シール材とで囲まれた空間の気密性を保持するシール材と、該シール材の外側に設けられ、前記第２の保持部の下面に当接して前記第１の保持部材によって保持された第１部材と前記第２の保持部材によって保持された第２部材との間の間隔を調整する高さ調整機構と、を有することを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載の貼り合わせ装置は、請求項３記載の貼り合わせ装置において、前記高さ調節機構は、前記第１の保持部、前記第２の保持部及び前記シール材とで囲まれた空間の気密性を保持しつつ、前記第１部材と前記第２部材との間の間隔を調整することを特徴とする。
【００１３】
請求項５記載の貼り合わせ装置は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の貼り合わせ装置において、前記第２の保持部の上部に設けられ、前記第２の保持部を下方に押圧する加圧機構を備えていることを特徴とする。
【００１４】
請求項６記載の貼り合わせ装置は、請求項５記載の貼り合わせ装置において、前記加圧機構は、前記第２の保持部の前記保持部本体の上面を覆うように設けられた鉛直方向に伸縮自在の圧力容器を有し、該圧力容器内に流体を導入することによって前記第２の保持部を加圧することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、第１部材と第２部材とを貼り合わせた貼り合わせ体における中央部と外周部の厚さにばらつきがなく、且つ外周部の厚さが全周に亘って均一である貼り合わせ体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明が適用される貼り合わせ装置の要部の概略構成を示す縦断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る貼り合わせ装置の概略構成を示す縦断面図である。
【図３】図２の貼り合わせ装置における高さ調節機構の概略構成を示す側面図である。
【図４】図３の高さ調節機構における偏心ロールと回転シャフトとの関係を示す図である。
【図５】図２の貼り合わせ装置における上部チャックのエッジ部を示す平面図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る貼り合わせ方法の工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明が適用される貼り合わせ装置の要部の概略構成を示す縦断面図である。
【００２１】
図１において、この貼り合わせ装置１００は、第１部材としての薄板状のウエハＷ１を上面で載置して保持する第１の保持部としての下部チャック１１０と、第２部材としての薄板状のウエハＷ２を下面で吸着保持する第２の保持部としての上部チャック１１１とを備えている。上部チャック１１１は、下部チャック１１０の上方に、該下部チャック１１０と対向するように配置され、上部チャック１１１の上部には、該上部チャック１１１を下部チャック１１０に押圧する加圧機構としての圧力容器１２０が設けられている。
【００２２】
このような構成の貼り合わせ装置１００において、ウエハＷ１とウエハＷ２との貼り合わせは、以下のように行われる。
【００２３】
すなわち、先ず、下部チャック１１０の上面にウエハＷ１を載置して保持すると共に、上部チャック１１１にウエハＷ２を、例えば、図示省略した吸着機構によって吸着保持する。
【００２４】
次に、下部チャック１１０、上部チャック１１１及び該上部チャック１１１の下面外周部に設けられた環状のシール材（図示省略）で囲まれた空間Ｓを所定圧力まで減圧し、上部チャック１１１及び該上部チャック１１１に保持されたウエハＷ２の中心部を撓ませ、これによって、ウエハＷ２の中心部をウエハＷ１の中心部に当接させる。その後、空間Ｓ内の圧力を、ウエハＷ２を吸着保持する上部チャック１１１の吸着圧力よりも低くなるように減圧してウエハＷ２を上部チャック１１１から離脱させ、次いで、圧力容器１２０に、例えば圧縮空気を導入して該圧力容器１２０を図１中下方向に向かって伸長させ、これによって、ウエハＷ２を下部チャック１１０に載置されたウエハＷ１に向かって押圧してウエハＷ２の全面をウエハＷ１の全面に貼り合わせる。
【００２５】
このようにして得られた貼り合わせ体には、ウエハＷ１としての品質を確保するために、ミクロンオーダー、例えば１〜３μｍレベルでの膜厚均一性が求められる。
【００２６】
しかしながら、本発明者の調査によれば、図１の貼り合わせ装置を用いてウエハＷ１とウエハＷ２を貼り合わせる際、貼り合わせ体の外周部に作用する押圧力が、中央部に作用する押圧力よりも大きくなる傾向があり、これによって、貼り合わせ体における外周部の厚さが中央部の厚さよりも薄くなるという問題がある。
【００２７】
そこで、本発明者は、貼り合わせ装置における下部チャック及び上部チャックの剛性と貼り合わせ体の中央部及び外周部に作用する押圧力に起因する圧縮応力との関係について検討した結果、第２の保持部には、貼り合わせ体におけるボイドの発生を抑制するために、所定圧力でその一部が撓む可撓性が要求される一方、貼り合わせ体における外周部及び中央部に作用する圧縮応力を均一にするために、外周部の剛性を中央部の剛性よりも大きくする必要があることを見出し、本発明を完成させた。
【００２８】
すなわち、本発明の貼り合わせ装置における第２の保持部は、剛性を有するエッジ部と、該エッジ部とは分割され、該エッジ部に外周部が支持された保持部本体とを有し、保持部本体は、所定の圧力で当該保持部本体の一部が撓む弾性体からなる。
【００２９】
図２は、本発明の実施の形態に係る貼り合わせ装置の概略構成を示す縦断面図である。
【００３０】
図２において、貼り合わせ装置５０は、第１部材であるウエハＷ１を上面で保持する第１の保持部材としての下部チャック１０と、第２部材であるウエハＷ２を下面で保持する第２の保持部としての上部チャック１１を備えており、上部チャック１１は、下部チャック１０の上方に該下部チャック１０と対向するように配置されている。下部チャック１０はフレーム状の筺体１２上に固定されており、筺体１２は天板１２ａ、底板１２ｂ及びその間に配置された側板１２ｃとから主として構成されている。
【００３１】
下部チャック１０の内部には、ウエハＷ１を吸着保持するための吸引管１３が設けられている。吸引管１３は、図示省略した、例えば真空ポンプに接続されている。下部チャック１０は、ウエハＷ１及びウエハＷ２を貼り合わせる際の荷重によっても変形しない強度を有する材料、例えば、炭化ケイ素セラミック、窒化アルミセラミックなどのセラミックで構成されている。なお、下部チャック１０の構成材料としてアルミニウムを適用することもできる。この場合、下部チャック１０の変形量を少なくするために、その厚さを、例えば５０ｍｍ又はそれ以上にすることが好ましい。
【００３２】
下部チャック１０の側面には、上部チャック１１の下面に当接、支持して上部チャック１１の高さを調整することにより、貼り合わせ空間ＳにおけるウエハＷ１とウエハＷ２との間の間隔を調整する高さ調整機構３０が設けられている。ここで、貼り合わせ空間Ｓとは、下部チャック１０、上部チャック１１、及び上部チャック１１の外周下面に設けられたＯリング１４に囲まれた空間をいう（後述する図６（Ｂ）参照）。高さ調整機構３０は、上部チャック１１の下面と当接する際に、該上部チャック１１の下面に設けられたＯリング１４の外側に位置するように配置されている。高さ調整機構３０は、例えば、円形の上部平面を有する下部チャック１０の外周に沿って等間隔に、例えば３個配置されている。
【００３３】
図３は、図２の貼り合わせ装置における高さ調整機構３０の概略構成を示す側面図である。
【００３４】
図３において、高さ調整機構３０は、支持台３１と、該支持台３１に平行に支持された回転シャフト３４と、該回転シャフト３４に固定され該回転シャフト３４の回動に伴って回転する偏心ロール３２とから主として構成されている。偏心ロール３２の中心Ｃ１は、図４に示すように回転シャフト３４の中心Ｃ２から所定寸法だけ偏心している。従って、高さ調整機構３０は、回転シャフト３４の回転によって偏心ロール３２の鉛直方向の頂点の高さが変化し、これによって下部チャック１０に対する上部チャック１１の高さを調整することができる。偏心ロール３２の中心Ｃ１と回転シャフト３４の中心Ｃ２との偏心量は、例えば、０．１〜２．０ｍｍである。高さ調整機構３０は、後述する気密保持機構によって貼り合わせ空間Ｓの気密性が保持され状態で、ウエハＷ１とウエハＷ２との間隔を調整する。
【００３５】
図２に戻って、上部チャック１１は、ウエハＷ２を保持する保持部本体１１ａと、該保持部本体１１ａの外周部を支持するエッジ部１１ｂとから主として構成されている。保持部材本体１１ａは、可撓性を備えた材料、例えばジュラルミンで構成されている。板状のジュラルミンは、所定圧力をかけることによってその一部、例えば中央部を撓ませることができる。これによって、後述するように、ウエハＷ１をウエハＷ２に貼り合わせる際の貼り合わせ空間Ｓ内を減圧する工程において、ボイドの発生を防止することができる。一方、保持部材本体１１ａの外周部を支持するエッジ部１１ｂは、高剛性材料、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ）材で構成されている。
【００３６】
可撓性の保持部本体１１ａと、高剛性のエッジ部１１ｂとで上部チャック１１を構成することにより、上部チャック１１の、特に外周部の剛性を確保しつつ、中央部における可撓性を維持することができ、これによって、例えば、円形板状体である貼り合わせ体を調製する際、貼り合わせ体の外周部に対する圧縮応力と中心部に対する圧縮応力をバランスさせることができる。また、可撓性の保持部本体１１ａの全外周部を高剛性のエッジ部１１ｂで均等に支持することができるので、貼り合わせ体に対する外周部の周方向に沿った圧縮応力をバランスさせることができる。従って、貼り合わせ体の外周部における周方向に沿った圧縮応力をバランスさせる作用と、上述の外周部の圧縮応力と中心部の圧縮応力をバランスさせる作用とが協働し、これによって、円形薄板状の貼り合わせ体に作用する全圧縮応力がバランスし、貼り合わせ体の全方向における厚さの均一性を確保することができる。
【００３７】
図５は、図２の貼り合わせ装置における上部チャック１１のエッジ部１１ｂを示す平面図である。
【００３８】
図５において、上部チャック１１のエッジ部１１ｂは円環状を呈しており、外周部を形成する厚板部１１ｂ１と、内周部を形成する薄板部１１ｂ２とからなる段差構造を有している。ウエハＷ２を保持する保持部本体１１ａ（図２参照）は厚板部１１ｂ１と薄板部１１ｂ２との段差部に嵌合され、薄板部１１ｂ２によって支持される。厚板部１１ｂ１及び薄板部１１ｂ２における周方向の厚さは均一である。
【００３９】
エッジ部１１ｂは、厚板部１１ｂ１の周方向に沿って均等に配置された、例えば、６個の釣支部材１５によってその上部に配置された支持板１６（図２参照）に釣支されている。従って、保持部本体１１ａは、エッジ部１１ｂの薄板部１１ｂ２によってその外周部が一様に支持されている。
【００４０】
図２に戻って、釣支部材１５は、例えば、ばね部材１５ａによって鉛直方向に伸縮自在に構成されている。エッジ部１１ｂの下面には、該エッジ部１１ｂの環状の周方向に沿って環状のシール部材としてのＯリング１４が配置されている。Ｏリング１４は、貼り合わせ空間Ｓの気密性を保持する。Ｏリング１４は弾性を有しており、その材質としては、例えば、耐熱性のパーフロロエラストマーが好適に使用される。なお、Ｏリング１４に要求される耐熱温度が、例えば１５０℃程度であれば、構成材料としてフッ素ゴムを使用することもできる。Ｏリング１４と高さ調整機構３０で貼り合わせ空間Ｓの気密性を保持する気密性保持機構が構成されている。
【００４１】
上部チャック１１の保持部本体１１ａは、該保持部本体１１ａ全体に所定の圧力、例えば０．７気圧（＝０．０７ＭＰａ）がかかると、その一部、例えば中心部が撓むように構成されている。保持部本体１１ａの中心部を撓ませるため、例えば、有限要素法を用いた解析により保持部本体１１ａの厚さが決定される。ウエハＷ２の径を、例えば、３００ｍｍとし、エッジ部１１ｂの下面外周部に沿って設けられたシール材１４の径を３０６ｍｍとして解析（シミュレーション）したところ、保持部本体１１ａの厚みが１６ｍｍ程度であれば、実用上、貼り合わせ装置の保持部本体１１ａに適用できる程度にその中心部が撓むことが分かった。
【００４２】
また、保持部本体１１ａの中心部が撓む際には、上部チャック１１に保持されたウエハＷ２の中心部がその下方に配置されたウエハＷ１に接触する必要がある。このため保持部本体１１ａは、その中心部が、貼り合わせ空間ＳにおけるウエハＷ２とウエハＷ１との間の間隔以上の所定の寸法だけ撓むように構成されている（後述する図６（Ｃ）参照）。
【００４３】
ここで、例えば、ウエハＷ２とウエハＷ１を貼り合わせた際の合計の厚みが１．２ｍｍであり、上部チャック１１のエッジ部１１ｂにおける保持部本体１１ａを支持する薄板部１１ｂ２の厚さを０．９ｍｍ、貼り合わせ空間Ｓにおけるエッジ部１１ｂの薄板部１１ｂ２と下部チャック１０との間の間隔を０．５ｍｍに設定した場合、ウエハＷ２とウエハＷ１との間の間隔は０．２ｍｍとなる。この点、上述の解析結果によると、上部チャック１１の保持部本体１１ａの厚みが１６ｍｍであれば、その中心部の撓み量は０．２ｍｍとなり、ウエハＷ２の中心部がウエハＷ１に接触するように保持部本体１１ａの一部である中心部が撓むことが分かった。従って、ウエハＷ１とウエハＷ２とを貼り合わせる際のウエハＷ１とウエハＷ２との間隔を所定の間隔に設定する場合における所定の間隔とは、上部チャック１１の保持部本体１１ａの撓みに伴って、該保持部本体１１ａに保持されたウエハＷ２の中心部が撓んだ際に、当該ウエハＷ２の中心部がウエハＷ１に接触する間隔であって、例えば０．２ｍｍ又はそれ以下の間隔をいう。
【００４４】
上部チャック１１の保持部本体１１ａの内部には、ウエハＷ２を吸着保持するための吸引管１７が設けられている。吸引管１７は、図示省略した、例えば真空ポンプなどの減圧装置に接続されている。また、保持部本体１１ａの内部には、貼り合わせ空間Ｓを減圧するための吸気管１８が設けられている。吸気管１８の一端は、保持部本体１１ａの下面におけるウエハＷ２が保持されない場所において貼り合わせ空間Ｓに開口している。吸気管１８の他端は、図示省略した、例えば真空ポンプなどの減圧装置に接続されている。吸気管１８と該吸気管１８に接続された減圧装置とで吸気機構が構成されている。
【００４５】
上部チャック１１の上部、すなわち、上部チャック１１の上面と該上部チャック１１を支持する支持板１６の下面との間に上部チャック１１を鉛直方向下方に押圧する加圧機構２０が設けられている。加圧機構２０は伸縮自在の圧力容器２１と、該圧力容器２１の内部に、例えば圧縮空気を供給する流体供給管２２とから主として構成されている。圧力容器２１は、例えばステンレス製のベローズにより構成されており、その下面の面積は、例えば上部チャック１１の保持部本体１１ａの上部面積と略等しくなるように構成されている。従って、流体供給管２２から圧力容器２１に流体、例えば圧縮吸気を供給すると、圧力容器２１が下方に向かって伸長し、保持部本体１１ａの上部平面を均等に下方に向かって押圧する。
【００４６】
上部チャック１１、加圧機構２０及びこれらを支持する支持板１６並びに該支持板１６に一端である上方端が固定され、筺体１２の天板１２ａを貫通して延びる複数の支柱部材４０ａと、該支柱部材４０ａの他端である下方端に固定された底部支持板４０ｂとで上部チャック構造体４０が形成されている。上部チャック構造体４０の底部支持板４０ｂと筺体１２の底板１２ｂとの間には、移動機構として、例えばエアーシリンダ２５が配置されており、該エアーシリンダ２５を作動させることによって、上部チャック構造体４０が上部チャック１１及び加圧機構２０ごと上下動し、下部チャック１０に対する上部チャック１１の相対位置を可変する。従って、エアーシリンダ２５は、ウエハＷ１とウエハＷ２を貼り合わせる際、上部チャック１１を下降させて下部チャック１０に近接させることによって貼り合わせ空間Ｓを形成する（後述する図６（Ｂ）参照）。
【００４７】
なお、上部チャック構造体４０を可動する代わりに、上部チャック１１を固定状態とし、該上部チャック１１に対する下部チャック１０の相対位置を可変する移動機構を設けることもできる。
【００４８】
このような構成の貼り合わせ装置５０において、ウエハＷ１とウエハＷ２との貼り合わせは、以下のように行われる。
【００４９】
図６は、本発明の実施の形態に係る貼り合わせ方法を示す工程図である。
【００５０】
図６において、先ず、下部チャック１０と上部チャック１１が離れた状態で、下部チャック１０の上面にウエハＷ１を載置して保持すると共に、上部チャック１１の保持部本体１１ａの下面にウエハＷ２を吸着保持してウエハＷ２とウエハＷ１とを対向配置する（図６（Ａ））。上部チャック１１の保持部本体１１ａにおけるウエハＷ２の吸着圧力は、例えば、０．１気圧（＝０．０１Ｍｐａ）である。なお、ウエハＷ１とウエハＷ２は、例えば、略同じ径を有する円形薄板状を呈しており、ウエハＷ１の上面又はウエハＷ２の下面には、予め接着剤（図示省略）が塗布されている。
【００５１】
ウエハＷ１とウエハＷ２とを対向するように保持した貼り合わせ装置において、エアーシリンダ２５（図２参照）により、高さ調整機構３０の偏心ロール３２が上部チャック１１のエッジ部１１ｂの下面に当接するまで上部チャック１１を下降させる。この際、偏心ロール３２とエッジ部１１ｂの下面との接触点の高さは、ウエハＷ１とウエハＷ２との間隔が所定間隔、例えば、上述した０．２ｍｍになるように設定される（図６（Ｂ））。このとき、下部チャック１０と上部チャック１１との間に密閉された貼り合わせ空間Ｓが形成され、この状態で、上部チャック１１の鉛直方向の位置が固定される。
【００５２】
次に、吸気管１８（図２参照）によって貼り合わせ空間Ｓ内の雰囲気ガスを吸気して減圧し、貼り合わせ空間Ｓ内の圧力を、例えば、０．３気圧(＝０．０３ＭＰａ)に調整する。貼り合わせ空間Ｓ内の圧力が０．３気圧になると、上部チャック１１には、上部チャック１１の上面にかかる圧力（大気圧）と貼り合わせ空間Ｓ内の圧力との圧力差、例えば、（１−０．３）＝０．７気圧がかかり、保持部本体１１ａの中心部が撓み、該保持部材本体１１ａの撓みに伴って保持部本体１１ａに保持されたウエハＷ２の中心部も撓む（図６（Ｃ））。
【００５３】
このとき、ウエハＷ１、ウエハＷ２及び接着剤の温度は、例えば下部チャック１０又は上部チャック１１に設けられた加熱手段（図示省略）、例えば電熱ヒータ等によって接着剤の軟化温度である、例えば２００〜２５０℃に加熱される。なお、このとき、保持部本体１１ａによってウエハＷ２を吸着する吸着圧力（０．１気圧）は、貼り合わせ空間Ｓ内の圧力（０．３気圧)よりも小さいので、ウエハＷ２は保持部本体１１ａに保持された状態を維持する。
【００５４】
次いで、貼り合わせ空間Ｓの雰囲気ガスをさらに吸気して貼り合わせ空間Ｓ内の圧力を、例えば、０．１（＝０．１）気圧に調整すると、上部チャック１１の保持部本体１１ａがウエハＷ２を保持しきれなくなってウエハＷ２は下方に落下し、当該ウエハＷ２の全面がウエハＷ１の全面に当接する（図６（Ｄ））。このとき、ウエハＷ２は、ウエハＷ１に当接した中心部から径方向外側に向かって順次当接する。従って、ウエハＷ２とウエハＷ１との接着面に空気が閉じ込められることがなく、ボイドは発生しない。
【００５５】
その後、高さ調整機構３０の偏心ロール３２を回動することによって上部チャック１１を上方に押し上げる押圧力をなくし、上部チャック１１を、ウエハＷ１及びウエハＷ２を介して下部チャック１１に当接させる（図６（Ｅ））。この状態で、加圧機構２０の圧力容器２１内に、流体供給管２２から、例えば圧縮空気を供給して圧力容器２１を下方に伸長させ（図２参照）、これによってウエハＷ２とウエハＷ１とを貼り合わせて貼り合わせ体３５を得る（図６（Ｆ））。このとき、貼り合わせ体３５の外周部における押圧力は中央部における押圧力よりも大きくなる傾向があるが、本実施の形態では、上部チャック１１の外周部を高剛性のエッジ部１１ｂで構成したことにより、該高剛性のエッジ部１１ｂによって貼り合わせ体３５の外周部に作用する押圧力に対向して相殺できる。従って、貼り合わせ体３５の中央部及び外周部の厚さをバランスさせることができる。
【００５６】
本実施の形態によれば、上部チャック１１を、ウエハＷ２を保持する保持部本体１１ａと、該保持部本体１１ａとは分離され、保持部本体１１ａの外周部を支持するエッジ部１１ｂとで構成したことにより、上部チャック１１の剛性、特に上部チャック１１の外周部の剛性を高めて上部チャック１１における中央部と外周部との圧縮応力のばらつきを防止して貼り合わせ体３５における中央部の厚さと外周部の厚さを均一にすると共に、保持部本体１１ｂの撓み性を確保することができる。従って、貼り合わせ当初は、ウエハＷ２の中心部のみをウエハＷ１に貼り合わせ、その後、順次外周部に向かって貼り合わせることができ、これによって、ウエハＷ１とウエハＷ２との貼り合わせ面に発生し易いボイドの発生を防止することができる。
【００５７】
すなわち、本実施の形態によれば、上部チャック１１において、ボイドの発生を回避するための可撓性と、貼り合わせ体３５における厚さのばらつきを抑えるための剛性の両立が可能となり、これによってボイドの発生を防止しつつ均一厚さの貼り合わせ体３５を得ることができる。
【００５８】
また、本実施の形態によれば、上部チャック１１を、保持部本体１１ａと、該保持部本体１１ａの外周部を支持するエッジ部１１ｂとで構成したことにより、ウエハＷ２を保持する保持部本体１１ａの大きさを、相対的に小さくすることができる。これによって、保持部本体１１ａの剛性が向上して該保持部本体１１ａ及び上部チャック１１全体の変形量を減少させることができる。
【００５９】
また、本実施の形態によれば、上部チャック１１のエッジ部１１ｂの周方向に沿って均等に配置された釣支部材１５の数を６個にしたことにより、上述の上部チャック１１を保持部本体１１ａとエッジ部１１ｂとで構成したこととの相乗作用によって、貼り合わせ体３５における外周部に作用する周方向に沿った圧縮応力のばらつきがなくなり、貼り合わせ体３５の外周部における周方向に沿った厚さをほぼ均一にすることができる。なお、釣支部材１６は、６個の他、４個又は８個とすることもできる。
【００６０】
本実施の形態において、上部チェック１１における外周部の剛性には、エッジ部１１ｂ、特に、エッジ部１１ｂの薄板部１１ｂ２の厚さが大きく影響する。従って、薄板部１１ｂ２の厚さを確保するために、下部チャック１０の外周部を部分的に切欠し、切欠部に相当する厚さだけ薄板部１１ｂ２の厚さを厚くすることもできる。
【００６１】
本実施の形態において、貼り合わせ時のウエハＷ１、ウエハＷ２及びこれらを貼着する接着剤を加熱するために、下部チャック１０、上部チャック１１又はその近傍の部材に加熱装置が設けられるが、加熱装置としては公知の電熱ヒータ等が好適に起用される。加熱温度は接着剤を軟化させるのに必要な温度であり、例えば１５０〜２５０℃、好ましくは２００〜２５０℃である。また、必要に応じて貼り合わせ体３５等を冷却するために冷却装置を設けることもできる。冷却装置としては、例えば、貼り合わせ体３５に空気流を接触させる空冷装置、貼り合わせ体３５をクーリングプレート上に載置する冷却装置等が好適に用いられる。この場合、貼り合わせ体３５を片面から急激に冷却すると反りが発生する原因となることがある。従って、両面から冷却するか又はある程度温度を低下させた後、片面から冷却することが好ましい。
【００６２】
また、本実施の形態において、上部チャック１１のエッジ部１１ｂを釣支する釣支部材１５のばね部材１５ａのばね力を調整可能に構成することが好ましく、これによって貼り合わせ体３５の外周部における厚さを調整することもできる。この場合において、ばね部材に代えてエアーシリンダ装置を適用することもでき、これによって、貼り合わせ操作中に釣支応力を調整することができるようになり、操作性が向上する。
【００６３】
本実施の形態において、ウエハＷ１にウエハＷ２を貼り合わせる場合について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく。ウエハＷ１にガラス基板Ｇを貼り合わせることもでき、貼り合わせ体３５を得るための貼り合わせ部材は、特に限定されない。
【００６４】
以上、本発明を実施の形態を用いて詳細に説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００６５】
１０  下部チャック
１１  上部チャック
１１ａ  保持部本体
１１ｂ  エッジ部
１１ｂ１  厚板部
１１ｂ２  薄板部
１２  筺体
１４  Ｏリング
１５  釣支部材
１６  支持板
１８  吸気機構
２０  加圧機構
２５  エアーシリンダ
２６  固定機構
３０  高さ調整機構
４０  上部チャック構造体
５０、１００  貼り合わせ装置
Ｗ  ウエハ
【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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