(57)【要約】【課題】接合後の基板の歪みを低減させること。【解決手段】実施形態に係る接合装置は、第１保持部と、第２保持部と、昇降機構と、隔壁と、ガス導入口と、ガス供給部とを備える。第１保持部は、第１基板を上方から吸着保持する。第２保持部は、第１保持部の下方に配置され、第２基板を下方から吸着保持する。昇降機構は、第１保持部または第２保持部を鉛直方向に沿って移動させる。隔壁は、第１保持部または第２保持部に設けられ、第１基板と第２基板との接合処理が行われる処理空間を第１保持部および第２保持部とともに形成する。ガス導入口は、処理空間に対して不活性ガスを導入する。ガス供給部は、ガス導入口を介して処理空間内に不活性ガスを供給する。【選択図】図６
2018026413.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板を上方から吸着保持する第１保持部と、
前記第１保持部の下方に配置され、第２基板を下方から吸着保持する第２保持部と、
前記第１保持部または前記第２保持部を鉛直方向に沿って移動させる昇降機構と、
前記第１保持部または前記第２保持部に設けられ、前記第１基板と前記第２基板との接合処理が行われる処理空間を前記第１保持部および前記第２保持部とともに形成する隔壁と、
前記処理空間に対して不活性ガスを導入するガス導入口と、
前記ガス導入口を介して前記処理空間内に前記不活性ガスを供給するガス供給部と、
を備えることを特徴とする接合装置。
【請求項２】
前記隔壁は、
上下方向に伸縮自在な伸縮部
を備えることを特徴とする請求項１に記載の接合装置。
【請求項３】
前記第１保持部、前記第２保持部および前記隔壁の何れかに設けられ、前記処理空間を排気する排気口と、
前記排気口に接続され、前記処理空間を排気して減圧する減圧機構と
を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の接合装置。
【請求項４】
前記減圧機構を制御して前記処理空間内を減圧し、前記ガス供給部を制御して前記処理空間内の雰囲気を前記不活性ガスに置換することにより、大気圧よりも低く減圧された前記不活性ガスの雰囲気下で、前記第１基板と前記第２基板との接合処理を行う制御部
を備えることを特徴とする請求項３に記載の接合装置。
【請求項５】
前記制御部は、
前記昇降機構を制御して前記第１保持部と前記第２保持部とを第１の距離まで接近させることにより前記処理空間を形成した後、前記減圧機構を制御して前記処理空間内を減圧し、かつ、前記ガス供給部を制御して前記処理空間内の雰囲気を前記不活性ガスに置換し、その後、前記昇降機構を制御して前記第１保持部と前記第２保持部とを前記第１の距離よりも短い第２の距離まで接近させて前記接合処理を行うこと
を特徴とする請求項４に記載の接合装置。
【請求項６】
前記第１基板の中心部を上方から押圧して前記第２基板に接触させるストライカー
を備え、
前記制御部は、
前記ストライカーによる前記第１基板の押圧によって前記第１保持部と前記第１基板との間に生じる隙間を減圧した状態で前記接合処理を行うこと
を特徴とする請求項４または５に記載の接合装置。
【請求項７】
前記ガス供給部は、
前記処理空間内に前記不活性ガスとしてヘリウムガスを供給すること
を特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の接合装置。
【請求項８】
第１基板および第２基板の表面を改質する表面改質装置と、
改質された前記第１基板および前記第２基板の表面を親水化する表面親水化装置と、
親水化された前記第１基板と前記第２基板とを分子間力により接合する接合装置と
を備え、
前記接合装置は、
前記第１基板を上方から吸着保持する第１保持部と、
前記第１保持部の下方に配置され、前記第２基板を下方から吸着保持する第２保持部と、
前記第１保持部または前記第２保持部を鉛直方向に沿って移動させる昇降機構と、
前記第１保持部または前記第２保持部に設けられ、前記第１基板と前記第２基板との接合処理が行われる処理空間を前記第１保持部および前記第２保持部とともに形成する隔壁と、
前記処理空間に対して不活性ガスを導入するガス導入口と、
前記ガス導入口を介して前記処理空間内に前記不活性ガスを供給するガス供給部と、
を備えることを特徴とする接合システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示の実施形態は、接合装置および接合システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体ウェハ等の基板同士を接合する接合装置として、分子間力によって基板同士を接合する接合装置が知られている。
【０００３】
この種の接合装置では、上側基板と下側基板とを対向配置させた後、上側基板の中心部をストライカーにより押し下げて下側基板の中心部に接触させる。これにより、まず、上側基板および下側基板の中心部同士が分子間力によって接合して接合領域が形成される。その後、基板の外周部に向けて接合領域が拡大していく所謂ボンディングウェーブが発生する。これにより、上側基板と下側基板とが全面で接合される（特許文献１参照）。
【０００４】
このように、この種の接合装置では、上側基板がストライカーによって反らされた状態で下側基板と張り合わされる。このため、上側基板に余計なストレスがかかり、このストレスによって接合後の基板に歪みが生じることとなる。
【０００５】
そこで、近年では、接合後の基板に生じる歪みを低減するために、上側基板と下側基板との間隔をできるだけ狭めて上側基板のたわみを少なくすることが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１５−０９５５７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上側基板と下側基板との間隔を狭くすると、基板間の空気が粘性によって抜け難くなり、接合中の基板に却ってストレスが加わることで、接合後の基板の歪みを悪化させるおそれがある。
【０００８】
実施形態の一態様は、接合後の基板の歪みを低減させることができる接合装置および接合システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
実施形態の一態様に係る接合装置は、第１保持部と、第２保持部と、昇降機構と、隔壁と、ガス導入口と、ガス供給部とを備える。第１保持部は、第１基板を上方から吸着保持する。第２保持部は、第１保持部の下方に配置され、第２基板を下方から吸着保持する。昇降機構は、第１保持部または第２保持部を鉛直方向に沿って移動させる。隔壁は、第１保持部または第２保持部に設けられ、第１基板と第２基板との接合処理が行われる処理空間を第１保持部および第２保持部とともに形成する。ガス導入口は、処理空間に対して不活性ガスを導入する。ガス供給部は、ガス導入口を介して処理空間内に不活性ガスを供給する。
【発明の効果】
【００１０】
実施形態の一態様によれば、接合後の基板の歪みを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、実施形態にかかる接合システムの構成を示す模式平面図である。
【図２】図２は、実施形態にかかる接合システムの構成を示す模式側面図である。
【図３】図３は、第１基板および第２基板の模式側面図である。
【図４】図４は、接合装置の構成を示す模式平面図である。
【図５】図５は、接合装置の構成を示す模式側面図である。
【図６】図６は、上チャックおよび下チャックの構成を示す模式側断面図である。
【図７】図７は、上チャックの模式底面図である。
【図８】図８は、下チャックの模式平面図である。
【図９】図９は、接合システムが実行する処理の一部を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、接合処理の動作説明図である。
【図１１】図１１は、接合処理の動作説明図である。
【図１２】図１２は、接合処理の動作説明図である。
【図１３】図１３は、接合処理の動作説明図である。
【図１４】図１４は、接合処理の動作説明図である。
【図１５】図１５は、接合処理の動作説明図である。
【図１６】図１６は、接合処理の動作説明図である。
【図１７】図１７は、変形例に係る上チャックおよび下チャックの構成を示す模式側断面図である。
【図１８】図１８は、変形例に係る上チャックおよび下チャックの構成を示す模式側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して、本願の開示する接合装置および接合システムの実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１３】
＜１．接合システムの構成＞
まず、実施形態に係る接合システムの構成について、図１〜図３を参照して説明する。図１は、実施形態にかかる接合システムの構成を示す模式平面図である。図２は、実施形態にかかる接合システムの構成を示す模式側面図である。図３は、第１基板および第２基板の模式側面図である。
【００１４】
なお、以下参照する各図面では、説明を分かりやすくするために、互いに直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向を規定し、Ｚ軸正方向を鉛直上向き方向とする直交座標系を示す場合がある。また、図１，２等を含む各図面では、説明に必要な構成要素のみを示しており、一般的な構成要素についての記載を省略する場合がある。
【００１５】
図１に示す本実施形態に係る接合システム１は、第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２とを接合することによって重合基板Ｔを形成する（図３参照）。
【００１６】
第１基板Ｗ１は、例えばシリコンウェハや化合物半導体ウェハなどの半導体基板に複数の電子回路が形成された基板である。また、第２基板Ｗ２は、例えば電子回路が形成されていないベアウェハである。第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２とは、略同径を有する。なお、第２基板Ｗ２に電子回路が形成されていてもよい。
【００１７】
以下では、第１基板Ｗ１を「上ウェハＷ１」と記載し、第２基板Ｗ２を「下ウェハＷ２」、重合基板Ｔを「重合ウェハＴ」と記載する場合がある。また、以下では、図３に示すように、上ウェハＷ１の板面のうち、下ウェハＷ２と接合される側の板面を「接合面Ｗ１ｊ」と記載し、接合面Ｗ１ｊとは反対側の板面を「非接合面Ｗ１ｎ」と記載する。また、下ウェハＷ２の板面のうち、上ウェハＷ１と接合される側の板面を「接合面Ｗ２ｊ」と記載し、接合面Ｗ２ｊとは反対側の板面を「非接合面Ｗ２ｎ」と記載する。
【００１８】
図１に示すように、接合システム１は、搬入出ステーション２と、処理ステーション３とを備える。搬入出ステーション２および処理ステーション３は、Ｘ軸正方向に沿って、搬入出ステーション２および処理ステーション３の順番で並べて配置される。また、搬入出ステーション２および処理ステーション３は、一体的に接続される。
【００１９】
搬入出ステーション２は、載置台１０と、搬送領域２０とを備える。載置台１０は、複数の載置板１１を備える。各載置板１１には、複数枚（例えば、２５枚）の基板を水平状態で収容するカセットＣ１，Ｃ２，Ｃ３がそれぞれ載置される。例えば、カセットＣ１は上ウェハＷ１を収容するカセットであり、カセットＣ２は下ウェハＷ２を収容するカセットであり、カセットＣ３は重合ウェハＴを収容するカセットである。
【００２０】
搬送領域２０は、載置台１０のＸ軸正方向側に隣接して配置される。かかる搬送領域２０には、Ｙ軸方向に延在する搬送路２１と、この搬送路２１に沿って移動可能な搬送装置２２とが設けられる。搬送装置２２は、Ｙ軸方向だけでなく、Ｘ軸方向にも移動可能かつＺ軸周りに旋回可能であり、載置板１１に載置されたカセットＣ１〜Ｃ３と、後述する処理ステーション３の第３処理ブロックＧ３との間で、上ウェハＷ１、下ウェハＷ２および重合ウェハＴの搬送を行う。
【００２１】
なお、載置板１１に載置されるカセットＣ１〜Ｃ３の個数は、図示のものに限定されない。また、載置板１１には、カセットＣ１，Ｃ２，Ｃ３以外に、不具合が生じた基板を回収するためのカセット等が載置されてもよい。
【００２２】
処理ステーション３には、各種装置を備えた複数の処理ブロック、例えば３つの処理ブロックＧ１，Ｇ２，Ｇ３が設けられる。例えば処理ステーション３の正面側（図１のＹ軸負方向側）には、第１処理ブロックＧ１が設けられ、処理ステーション３の背面側（図１のＹ軸正方向側）には、第２処理ブロックＧ２が設けられる。また、処理ステーション３の搬入出ステーション２側（図１のＸ軸負方向側）には、第３処理ブロックＧ３が設けられる。
【００２３】
第１処理ブロックＧ１には、上ウェハＷ１および下ウェハＷ２の接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊを改質する表面改質装置３０が配置される。表面改質装置３０は、上ウェハＷ１および下ウェハＷ２の接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊにおけるＳｉＯ２の結合を切断して単結合のＳｉＯとすることで、その後親水化されやすくするように当該接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊを改質する。
【００２４】
なお、表面改質装置３０では、例えば減圧雰囲気下において処理ガスである酸素ガスまたは窒素ガスが励起されてプラズマ化され、イオン化される。そして、かかる酸素イオン又は窒素イオンが、上ウェハＷ１および下ウェハＷ２の接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊに照射されることにより、接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊがプラズマ処理されて改質される。
【００２５】
第２処理ブロックＧ２には、表面親水化装置４０と、接合装置４１とが配置される。表面親水化装置４０は、例えば純水によって上ウェハＷ１および下ウェハＷ２の接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊを親水化するとともに、接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊを洗浄する。表面親水化装置４０では、例えばスピンチャックに保持された上ウェハＷ１または下ウェハＷ２を回転させながら、当該上ウェハＷ１または下ウェハＷ２上に純水を供給する。これにより、上ウェハＷ１または下ウェハＷ２上に供給された純水が上ウェハＷ１または下ウェハＷ２の接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊ上を拡散し、接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊが親水化される。
【００２６】
接合装置４１は、親水化された上ウェハＷ１と下ウェハＷ２とを分子間力により接合する。かかる接合装置４１の構成については、後述する。
【００２７】
第３処理ブロックＧ３には、図２に示すように、上ウェハＷ１、下ウェハＷ２および重合ウェハＴのトランジション（ＴＲＳ）装置５０，５１が下から順に２段に設けられる。
【００２８】
また、図１に示すように、第１処理ブロックＧ１、第２処理ブロックＧ２および第３処理ブロックＧ３に囲まれた領域には、搬送領域６０が形成される。搬送領域６０には、搬送装置６１が配置される。搬送装置６１は、例えば鉛直方向、水平方向および鉛直軸周りに移動自在な搬送アームを有する。かかる搬送装置６１は、搬送領域６０内を移動し、搬送領域６０に隣接する第１処理ブロックＧ１、第２処理ブロックＧ２および第３処理ブロックＧ３内の所定の装置に上ウェハＷ１、下ウェハＷ２および重合ウェハＴを搬送する。
【００２９】
また、図１に示すように、接合システム１は、制御装置７０を備える。制御装置７０は、接合システム１の動作を制御する。かかる制御装置７０は、例えばコンピュータであり、図示しない制御部および記憶部を備える。制御部は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、入出力ポートなどを有するマイクロコンピュータや各種の回路を含む。かかるマイクロコンピュータのＣＰＵは、ＲＯＭに記憶されているプログラムを読み出して実行することにより、後述する制御を実現する。また、記憶部は、たとえば、ＲＡＭ、フラッシュメモリ（Flash  Memory）等の半導体メモリ素子、又は、ハードディスク、光ディスク等の記憶装置によって実現される。
【００３０】
なお、かかるプログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記録媒体に記録されていたものであって、その記録媒体から制御装置７０の記憶部にインストールされたものであってもよい。コンピュータによって読み取り可能な記録媒体としては、例えばハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルディスク（ＭＯ）、メモリカードなどがある。
【００３１】
＜２．接合装置の構成＞
次に、接合装置４１の構成について図４および図５を参照して説明する。図４は、接合装置４１の構成を示す模式平面図である。図５は、接合装置４１の構成を示す模式側面図である。
【００３２】
図４に示すように、接合装置４１は、内部を密閉可能な処理容器１００を有する。処理容器１００の搬送領域６０側の側面には、上ウェハＷ１、下ウェハＷ２および重合ウェハＴの搬入出口１０１が形成され、当該搬入出口１０１には開閉シャッタ１０２が設けられている。
【００３３】
処理容器１００の内部は、内壁１０３によって、搬送領域Ｔ１と処理領域Ｔ２に区画される。上述した搬入出口１０１は、搬送領域Ｔ１における処理容器１００の側面に形成される。また、内壁１０３にも、上ウェハＷ１、下ウェハＷ２および重合ウェハＴの搬入出口１０４が形成される。
【００３４】
搬送領域Ｔ１には、トランジション１１０、ウェハ搬送機構１１１、反転機構１３０および位置調節機構１２０が、例えば搬入出口１０１側からこの順番で並べて配置される。
【００３５】
トランジション１１０は、上ウェハＷ１、下ウェハＷ２および重合ウェハＴを一時的に載置する。トランジション１１０は、例えば２段に形成され、上ウェハＷ１、下ウェハＷ２および重合ウェハＴのいずれか２つを同時に載置することができる。
【００３６】
ウェハ搬送機構１１１は、図４および図５に示すように、たとえば鉛直方向（Ｚ軸方向）、水平方向（Ｙ軸方向、Ｘ軸方向）および鉛直軸周りに移動自在な搬送アームを有する。ウェハ搬送機構１１１は、搬送領域Ｔ１内、又は搬送領域Ｔ１と処理領域Ｔ２との間で上ウェハＷ１、下ウェハＷ２および重合ウェハＴを搬送することが可能である。
【００３７】
位置調節機構１２０は、上ウェハＷ１および下ウェハＷ２の水平方向の向きを調節する。具体的には、位置調節機構１２０は、上ウェハＷ１および下ウェハＷ２を保持して回転させる図示しない保持部を備えた基台１２１と、上ウェハＷ１および下ウェハＷ２のノッチ部の位置を検出する検出部１２２と、を有する。位置調節機構１２０は、基台１２１に保持された上ウェハＷ１および下ウェハＷ２を回転させながら検出部１２２を用いて上ウェハＷ１および下ウェハＷ２のノッチ部の位置を検出することにより、ノッチ部の位置を調節する。これにより、上ウェハＷ１および下ウェハＷ２の水平方向の向きが調節される。
【００３８】
反転機構１３０は、上ウェハＷ１の表裏面を反転させる。具体的には、反転機構１３０は、上ウェハＷ１を保持する保持アーム１３１を有する。保持アーム１３１は、水平方向（Ｘ軸方向）に延伸する。また保持アーム１３１には、上ウェハＷ１を保持する保持部材１３２が例えば４箇所に設けられている。
【００３９】
保持アーム１３１は、例えばモータなどを備えた駆動部１３３に支持される。保持アーム１３１は、かかる駆動部１３３によって水平軸周りに回動自在である。また、保持アーム１３１は、駆動部１３３を中心に回動自在であると共に、水平方向（Ｘ軸方向）に移動自在である。駆動部１３３の下方には、例えばモータなどを備えた他の駆動部（図示せず）が設けられる。この他の駆動部によって、駆動部１３３は、鉛直方向に延伸する支持柱１３４に沿って鉛直方向に移動できる。
【００４０】
このように、保持部材１３２に保持された上ウェハＷ１は、駆動部１３３によって水平軸周りに回動できると共に鉛直方向及び水平方向に移動することができる。また、保持部材１３２に保持された上ウェハＷ１は、駆動部１３３を中心に回動して、位置調節機構１２０と後述する上チャック１４０との間を移動することができる。
【００４１】
処理領域Ｔ２には、上ウェハＷ１の上面（非接合面Ｗ１ｎ）を上方から吸着保持する上チャック１４０と、下ウェハＷ２を載置して下ウェハＷ２の下面（非接合面Ｗ２ｎ）を下方から吸着保持する下チャック１４１とが設けられる。下チャック１４１は、上チャック１４０の下方に設けられ、上チャック１４０と対向配置可能に構成される。
【００４２】
図５に示すように、上チャック１４０は、上チャック１４０の上方に設けられた上チャック保持部１５０に保持される。上チャック保持部１５０は、処理容器１００の天井面に設けられる。上チャック１４０は、上チャック保持部１５０を介して処理容器１００に固定される。
【００４３】
上チャック保持部１５０には、下チャック１４１に保持された下ウェハＷ２の上面（接合面Ｗ２ｊ）を撮像する上部撮像部１５１が設けられている。上部撮像部１５１には、例えばＣＣＤカメラが用いられる。
【００４４】
下チャック１４１は、下チャック１４１の下方に設けられた第１の下チャック移動部１６０に支持される。第１の下チャック移動部１６０は、後述するように下チャック１４１を水平方向（Ｘ軸方向）に移動させる。また、第１の下チャック移動部１６０は、下チャック１４１を鉛直方向に移動自在、且つ鉛直軸回りに回転可能に構成される。
【００４５】
第１の下チャック移動部１６０には、上チャック１４０に保持された上ウェハＷ１の下面（接合面Ｗ１ｊ）を撮像する下部撮像部１６１が設けられている（図５参照）。下部撮像部１６１には、例えばＣＣＤカメラが用いられる。
【００４６】
第１の下チャック移動部１６０は、第１の下チャック移動部１６０の下面側に設けられ、水平方向（Ｘ軸方向）に延伸する一対のレール１６２、１６２に取り付けられている。第１の下チャック移動部１６０は、レール１６２に沿って移動自在に構成されている。
【００４７】
一対のレール１６２、１６２は、第２の下チャック移動部１６３に配設されている。第２の下チャック移動部１６３は、当該第２の下チャック移動部１６３の下面側に設けられ、水平方向（Ｙ軸方向）に延伸する一対のレール１６４、１６４に取り付けられている。そして、第２の下チャック移動部１６３は、レール１６４に沿って水平方向（Ｙ軸方向）に移動自在に構成される。なお、一対のレール１６４、１６４は、処理容器１００の底面に設けられた載置台１６５上に配設されている。
【００４８】
次に、接合装置４１の上チャック１４０と下チャック１４１の詳細な構成について図６〜図８を参照して説明する。図６は、上チャック１４０および下チャック１４１の構成を示す模式側断面図である。図７は、上チャック１４０の模式底面図である。図８は、下チャック１４１の模式平面図である。
【００４９】
図６および図７に示すように、上チャック１４０は、上ウェハＷ１と同径もしくは上ウェハＷ１より大きい径を有する本体部１７０を有する。
【００５０】
本体部１７０は、上チャック保持部１５０の支持部材１８０によって支持される。支持部材１８０は、平面視において少なくとも本体部１７０の上面を覆うように設けられ、且つ本体部１７０に対して例えばネジ止めによって固定されている。支持部材１８０は、処理容器１００の天井面に設けられた複数の支持柱１８１（図５参照）に支持される。
【００５１】
支持部材１８０および本体部１７０の中心部には、支持部材１８０および本体部１７０を鉛直方向に貫通する貫通孔１７８が形成される。貫通孔１７８の位置は、上チャック１４０に吸着保持される上ウェハＷ１の中心部に対応している。そして、貫通孔１７８には、ストライカー１９０の押圧ピン１９１が挿通される。
【００５２】
ストライカー１９０は、支持部材１８０の上面に配置され、押圧ピン１９１と、アクチュエータ部１９２と、直動機構１９３とを備える。押圧ピン１９１は、鉛直方向に沿って延在する円柱状の部材であり、アクチュエータ部１９２によって支持される。
【００５３】
アクチュエータ部１９２は、たとえば電空レギュレータ（図示せず）から供給される空気により一定方向（ここでは鉛直下方）に一定の圧力を発生させる。アクチュエータ部１９２は、電空レギュレータから供給される空気により、上ウェハＷ１の中心部と当接して当該上ウェハＷ１の中心部にかかる押圧荷重を制御することができる。また、アクチュエータ部１９２の先端部は、電空レギュレータからの空気によって、貫通孔１７８を挿通して鉛直方向に昇降自在になっている。
【００５４】
アクチュエータ部１９２は、直動機構１９３に支持される。直動機構１９３は、例えばモータを内蔵した駆動部によってアクチュエータ部１９２を鉛直方向に移動させる。
【００５５】
ストライカー１９０は、以上のように構成されており、直動機構１９３によってアクチュエータ部１９２の移動を制御し、アクチュエータ部１９２によって押圧ピン１９１による上ウェハＷ１の押圧荷重を制御する。
【００５６】
本体部１７０の下面には、上ウェハＷ１の裏面（非接合面Ｗ１ｎ）に接触する複数のピン１７１が設けられている。また、本体部１７０の下面には、上ウェハＷ１の裏面（非接合面Ｗ１ｎ）の外周部を支持するリブ１７２が設けられている。リブ１７２は、複数のピン１７１の外側に環状に設けられている。
【００５７】
また、本体部１７０の下面には、リブ１７２の内側において別のリブ１７３が設けられている。リブ１７３は、リブ１７２と同心円状に環状に設けられている。そして、リブ１７２の内側の領域は、リブ１７３の内側の第１の吸引領域１７４ａと、リブ１７３の外側の第２の吸引領域１７４ｂとに区画されている。
【００５８】
第１の吸引領域１７４ａには、吸引管１７５ａが設けられる。吸引管１７５ａには、圧力調整器１７６ａを介して真空ポンプ１７７ａが接続される。また、第２の吸引領域１７４ｂには、吸引管１７５ｂが設けられる。吸引管１７５ｂには、圧力調整器１７６ｂを介して真空ポンプ１７７ｂが接続される。
【００５９】
そして、上ウェハＷ１、本体部１７０及びリブ１７２に囲まれて形成された吸引領域１７４ａ、１７４ｂをそれぞれ吸引管１７５ａ、１７５ｂを介して真空引きし、吸引領域１７４ａ、１７４ｂを減圧する。このとき、吸引領域１７４ａ、１７４ｂの外部の雰囲気が大気圧であるため、上ウェハＷ１は減圧された分だけ大気圧によって吸引領域１７４ａ、１７４ｂ側に押され、上チャック１４０に上ウェハＷ１が吸着保持される。また、上チャック１４０は、第１の吸引領域１７４ａと第２の吸引領域１７４ｂ毎に上ウェハＷ１を真空引き可能に構成されている。
【００６０】
かかる場合、リブ１７２が上ウェハＷ１の裏面（非接合面Ｗ１ｎ）の外周部を支持するので、上ウェハＷ１はその外周部まで適切に真空引きされる。このため、上チャック１４０に上ウェハＷ１の全面が吸着保持され、当該上ウェハＷ１の平面度を小さくして、上ウェハＷ１を平坦にすることができる。
【００６１】
しかも、複数のピン１７１の高さが均一なので、上チャック１４０の下面の平面度をさらに小さくすることができる。このように上チャック１４０の下面を平坦にして（下面の平面度を小さくして）、上チャック１４０に保持された上ウェハＷ１の鉛直方向の歪みを抑制することができる。また、上ウェハＷ１の裏面（非接合面Ｗ１ｎ）は複数のピン１７１に支持されるため、上チャック１４０による上ウェハＷ１の真空引きを解除する際、当該上ウェハＷ１が上チャック１４０から剥がれ易くなる。
【００６２】
上チャック１４０には、隔壁２００が設けられる。隔壁２００は、上チャック１４０に吸着保持された上ウェハＷ１を取り囲むように環状に設けられる。かかる隔壁２００は、第１の下チャック移動部１６０（図５参照）を用いて下チャック１４１を上チャック１４０に接近させた場合に、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２との接合処理が行われる処理空間を上チャック１４０および下チャック１４１とともに形成する。
【００６３】
隔壁２００は、天井部２１１と、周壁部２１２と、伸縮部２１３とを備える。天井部２１１は、本体部１７０の周囲を取り囲む環状の部材であり、たとえば、本体部１７０と支持部材１８０との段差部に設けられる。
【００６４】
天井部２１１の下面は、本体部１７０の下面と同一の高さに設けられる。すなわち、天井部２１１の下面は、上チャック１４０に吸着保持された上ウェハＷ１の上面よりも高い位置に設けられる。
【００６５】
周壁部２１２は、天井部２１１の後述する排気口２０１およびガス導入口２０５よりも外周側において上ウェハＷ１を取り囲む円筒状の部材である。
【００６６】
伸縮部２１３は、上下方向に伸縮自在な部材であり、たとえば金属製のベローズ等により構成される。伸縮部２１３の上端部は、周壁部２１２の下端部に固定される。また、伸縮部２１３の下端部は、下チャック１４１を上チャック１４０に接近させた場合に、本体部２５０の上面に当接する。伸縮部２１３の下端部が本体部２５０の上面に当接することにより、密閉された処理空間が形成される。なお、伸縮部２１３は、上下方向に伸縮自在であればよく、金属製のベローズに限定されない。
【００６７】
天井部２１１の下面には、排気口２０１が形成される。排気口２０１は、吸引管２０２および圧力調整器２０３を介して真空ポンプ２０４に接続される。真空ポンプ２０４は、排気口２０１を介して上述した処理空間内の雰囲気を排気する。なお、圧力調整器２０３および真空ポンプ２０４は、処理空間を排気して減圧する減圧機構の一例に相当する。
【００６８】
また、天井部２１１の下面には、ガス導入口２０５が形成される。ガス導入口２０５は、ガス導入管２０６および供給機器群２０７を介してガス供給源２０８に接続される。ガス供給源２０８は、ガス導入口２０５を介して上述した処理空間内に不活性ガスを供給する。なお、供給機器群２０７は、開閉バルブや流量調整機構を含んで構成され、ガス導入管２０６を開閉したり、ガス導入管２０６を流れる不活性ガスの流量を調整したりする。
【００６９】
なお、ガス導入管２０６、供給機器群２０７およびガス供給源２０８は、ガス導入口２０５を介して処理空間内に不活性ガスを供給するガス供給部の一例に相当する。
【００７０】
本実施形態に係る接合装置４１では、ストライカー１９０によって上ウェハＷ１を反らさた状態で下ウェハＷ２と張り合わせるため、上ウェハＷ１に余計なストレスがかかり、このストレスによって重合ウェハＴに歪みが生じることとなる。
【００７１】
重合ウェハＴに生じる歪みを低減するためには、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２との間隔を狭めて上ウェハＷ１のたわみをできるだけ少なくすることが好ましい。しかしながら、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２との間隔を狭くすると、ウェハ間の空気が粘性によって抜けづらくなる。この結果、接合中の上ウェハＷ１および下ウェハＷ２に却ってストレスが加わることとなり、重合ウェハＴの歪み（ディストーション）が悪化するおそれがある。
【００７２】
そこで、本実施形態に係る接合装置４１では、上チャック１４０と下チャック１４１と隔壁２００により密閉された処理空間を形成し、この処理空間の雰囲気を空気よりも粘性の低い不活性ガスに置換した状態で、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２とを貼り合わせることとした。
【００７３】
これにより、貼り合わせ時の気体の粘性抵抗の影響を排除しつつ、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２との間隔を狭めて重合ウェハＴの歪み（ディストーション）を低減させることができる。また、接合処理中に上ウェハＷ１が気体から抵抗を受けにくくなることで、接合の際に生じる上ウェハＷ１の伸びを抑制することができる。したがって、接合された上ウェハＷ１と下ウェハＷ２との間の位置ずれ（スケーリング）を低減させることができる。
【００７４】
ここで、処理空間に供給する不活性ガスとしては、たとえば、ヘリウムガス、窒素ガス、アルゴンガス等を用いることができる。このうち、ヘリウムガスを使用した場合には、粘性抵抗を小さくできる効果に加えて、結露によって重合ウェハＴの周縁部に生じるボイド（エッジボイド）を低減させる効果を得ることができる。
【００７５】
具体的には、上ウェハＷ１および下ウェハＷ２間の雰囲気は、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２との接合領域の拡大に伴い、上ウェハＷ１および下ウェハＷ２の中心部から外周部へ押し出されていく。これにより、上ウェハＷ１および下ウェハＷ２間の気圧が下がり、かかる気圧の低下によって温度変化が生じることとなる。
【００７６】
窒素ガスやアルゴンガスのジュール＝トムソン係数は正であるため、気圧が低下すると温度も低下する。この結果、結露が生じて重合ウェハＴの周縁部にエッジボイドが発生することとなる。一方、ヘリウムガスのジュール＝トムソン係数は負であり、気圧が低下すると温度が上昇するため、結露が生じることがない。したがって、処理空間に供給する不活性ガスとしてヘリウムガスを用いることで、エッジボイドの発生を防止することができる。
【００７７】
続いて、下チャック１４１の構成について説明する。図６および図８に示すように、下チャック１４１には、上チャック１４０と同様にピンチャック方式が採用されている。下チャック１４１は、下ウェハＷ２と同径もしくは下ウェハＷ２より大きい径を有する本体部２５０を有している。本体部２５０の上面には、下ウェハＷ２の裏面（非接合面Ｗ２ｎ）に接触する複数のピン２５１が設けられている。また本体部２５０の上面には、下ウェハＷ２の裏面（非接合面Ｗ２ｎ）の外周部を支持するリブ２５２が設けられている。リブ２５２は、複数のピン２５１の外側に環状に設けられている。
【００７８】
また、本体部２５０の上面には、リブ２５２の内側において別のリブ２５３が設けられている。リブ２５３は、リブ２５２と同心円状に環状に設けられている。そして、リブ２５２の内側の領域は、リブ２５３の内側の第１の吸引領域２５４ａと、リブ２５３の外側の第２の吸引領域２５４ｂとに区画されている。
【００７９】
第１の吸引領域２５４ａには、吸引管２５５ａが設けられる。吸引管２５５ａは、圧力調整器２５６ａを介して真空ポンプ２５７ａに接続される。また、第２の吸引領域２５４ｂには、複数の吸引管２５５ｂが設けられる。複数の吸引管２５５ｂは、圧力調整器２５６ｂを介して真空ポンプ２５７ｂが接続されている。
【００８０】
そして、下ウェハＷ２、本体部２５０及びリブ２５２に囲まれて形成された吸引領域２５４ａ、２５４ｂをそれぞれ吸引管２５５ａ、２５５ｂを介して真空引きし、吸引領域２５４ａ、２５４ｂを減圧する。このとき、吸引領域２５４ａ、２５４ｂの外部の雰囲気が大気圧であるため、下ウェハＷ２は減圧された分だけ大気圧によって吸引領域２５４ａ、２５４ｂ側に押され、下チャック１４１に下ウェハＷ２が吸着保持される。また、下チャック１４１は、第１の吸引領域２５４ａと第２の吸引領域２５４ｂ毎に下ウェハＷ２を真空引き可能に構成されている。
【００８１】
かかる場合、リブ２５２が下ウェハＷ２の裏面の外周部を支持するため、下ウェハＷ２はその外周部まで適切に真空引きされる。このため、下チャック１４１に下ウェハＷ２の全面が吸着保持され、当該下ウェハＷ２の平面度を小さくして、下ウェハＷ２を平坦にすることができる。
【００８２】
また、下ウェハＷ２の裏面は複数のピン２５１に支持されているので下チャック１４１による下ウェハＷ２の真空引きを解除する際、当該下ウェハＷ２が下チャック１４１から剥がれ易くなる。
【００８３】
図８に示すように、下チャック１４１の本体部２５０の中心部付近には、当該本体部２５０を厚み方向に貫通する貫通孔２５８が例えば３箇所に形成されている。そして貫通孔２５８には、第１の下チャック移動部１６０の下方に設けられた昇降ピンが挿通するようになっている。また、本体部２５０の外周部には、下ウェハＷ２等が下チャック１４１から飛び出したり滑落したりするのを防止するガイド部材２５９が設けられている。ガイド部材２５９は、本体部２５０の外周部に複数箇所、例えば４箇所に等間隔に設けられている。
【００８４】
＜３．接合システムの具体的動作＞
次に、接合システム１の具体的な動作について図９〜図１６を参照して説明する。図９は、接合システム１が実行する処理の一部を示すフローチャートである。また、図１０〜図１６は、接合処理の動作説明図である。なお、図９に示す各種の処理は、制御装置７０による制御に基づいて実行される。
【００８５】
まず、複数枚の上ウェハＷ１を収容したカセットＣ１、複数枚の下ウェハＷ２を収容したカセットＣ２、および空のカセットＣ３が、搬入出ステーション２の所定の載置板１１に載置される。その後、搬送装置２２によりカセットＣ１内の上ウェハＷ１が取り出され、処理ステーション３の第３処理ブロックＧ３のトランジション装置５０に搬送される。
【００８６】
次に、上ウェハＷ１は、搬送装置６１によって第１処理ブロックＧ１の表面改質装置３０に搬送される。表面改質装置３０では、所定の減圧雰囲気下において、処理ガスである酸素ガスが励起されてプラズマ化され、イオン化される。この酸素イオンが上ウェハＷ１の接合面Ｗ１ｊに照射されて、当該接合面Ｗ１ｊがプラズマ処理される。これにより、上ウェハＷ１の接合面Ｗ１ｊが改質される（ステップＳ１０１）。
【００８７】
次に、上ウェハＷ１は、搬送装置６１によって第２処理ブロックＧ２の表面親水化装置４０に搬送される。表面親水化装置４０では、スピンチャックに保持された上ウェハＷ１を回転させながら、当該上ウェハＷ１上に純水を供給する。そうすると、供給された純水は上ウェハＷ１の接合面Ｗ１ｊ上を拡散し、表面改質装置３０において改質された上ウェハＷ１の接合面Ｗ１ｊに水酸基（シラノール基）が付着して当該接合面Ｗ１ｊが親水化される。また、当該純水によって、上ウェハＷ１の接合面Ｗ１ｊが洗浄される（ステップＳ１０２）。
【００８８】
次に、上ウェハＷ１は、搬送装置６１によって第２処理ブロックＧ２の接合装置４１に搬送される。接合装置４１に搬入された上ウェハＷ１は、トランジション１１０を介してウェハ搬送機構１１１により位置調節機構１２０に搬送される。そして位置調節機構１２０によって、上ウェハＷ１の水平方向の向きが調節される（ステップＳ１０３）。
【００８９】
その後、位置調節機構１２０から反転機構１３０の保持アーム１３１に上ウェハＷ１が受け渡される。続いて搬送領域Ｔ１において、保持アーム１３１を反転させることにより、上ウェハＷ１の表裏面が反転される（ステップＳ１０４）。すなわち、上ウェハＷ１の接合面Ｗ１ｊが下方に向けられる。
【００９０】
その後、反転機構１３０の保持アーム１３１が回動して上チャック１４０の下方に移動する。そして、反転機構１３０から上チャック１４０に上ウェハＷ１が受け渡される。上ウェハＷ１は、ノッチ部を予め決められた方向に向けた状態で、上チャック１４０にその非接合面Ｗ１ｎが吸着保持される（ステップＳ１０５）。
【００９１】
上ウェハＷ１に上述したステップＳ１０１〜Ｓ１０５の処理が行われている間、下ウェハＷ２の処理が行われる。まず、搬送装置２２によりカセットＣ２内の下ウェハＷ２が取り出され、処理ステーション３のトランジション装置５０に搬送される。
【００９２】
次に、下ウェハＷ２は、搬送装置６１によって表面改質装置３０に搬送され、下ウェハＷ２の接合面Ｗ２ｊが改質される（ステップＳ１０６）。なお、ステップＳ１０６における下ウェハＷ２の接合面Ｗ２ｊの改質は、上述したステップＳ１０１と同様である。
【００９３】
その後、下ウェハＷ２は、搬送装置６１によって表面親水化装置４０に搬送され、下ウェハＷ２の接合面Ｗ２ｊが親水化されるとともに当該接合面Ｗ２ｊが洗浄される（ステップＳ１０７）。なお、ステップＳ１０７における下ウェハＷ２の接合面Ｗ２ｊの親水化および洗浄は、上述したステップＳ１０２と同様である。
【００９４】
その後、下ウェハＷ２は、搬送装置６１によって接合装置４１に搬送される。接合装置４１に搬入された下ウェハＷ２は、トランジション１１０を介してウェハ搬送機構１１１により位置調節機構１２０に搬送される。そして位置調節機構１２０によって、下ウェハＷ２の水平方向の向きが調節される（ステップＳ１０８）。
【００９５】
その後、下ウェハＷ２は、ウェハ搬送機構１１１によって下チャック１４１に搬送され、下チャック１４１に吸着保持される（ステップＳ１０９）。下ウェハＷ２は、ノッチ部を予め決められた方向に向けた状態で、下チャック１４１にその非接合面Ｗ２ｎが吸着保持される。
【００９６】
次に、上チャック１４０に保持された上ウェハＷ１と下チャック１４１に保持された下ウェハＷ２との水平方向の位置調節が行われる（ステップＳ１１０）。
【００９７】
次に、上チャック１４０に保持された上ウェハＷ１と下チャック１４１に保持された下ウェハＷ２との鉛直方向位置の調節を行う（ステップＳ１１１）。具体的には、第１の下チャック移動部１６０が下チャック１４１を鉛直上方に移動させることにより、上チャック１４０と下チャック１４１とを第１の距離まで接近させる。
【００９８】
これにより、隔壁２００における伸縮部２１３の下端部が下チャック１４１における本体部２５０の上面に当接して処理空間Ｒが形成される（図１０参照）。
【００９９】
次に、処理空間Ｒ内の排気および減圧を行う（ステップＳ１１２）。具体的には、真空ポンプ２０４および圧力調整器２０３を制御して、処理空間Ｒ内の雰囲気を吸引管２０２から排気する（図１１参照）。
【０１００】
次に、処理空間Ｒ内への不活性ガスの導入を行う（ステップＳ１１３）。具体的には、供給機器群２０７を制御して、ガス導入口２０５から処理空間Ｒ内に不活性ガスを供給する。これにより、処理空間Ｒ内の雰囲気が不活性ガス雰囲気に置換される（図１２参照）。
【０１０１】
ここで、制御装置７０は、圧力調整器２０３および供給機器群２０７を制御することにより、処理空間Ｒ内を大気圧よりも低く減圧された不活性ガス雰囲気とする。このとき、制御装置７０は、吸引領域１７４ａ，１７４ｂ，２５４ａ，２５４ｂの真空度が、処理空間Ｒの真空度よりも高くなるように、圧力調整器１７６ａ，１７６ｂ，２５６ａ，２５６ｂを制御する。これにより、上ウェハＷ１の落下や下ウェハＷ２の位置ずれや反り等を防止することができる。
【０１０２】
処理空間Ｒの減圧によって低下した下ウェハＷ２に対する吸引力を補うため、静電気力によって下ウェハＷ２を吸着保持する静電吸着部を下チャック１４１に内蔵してもよい。この場合、たとえば、処理空間Ｒ内の圧力が所定の閾値を下回ったとき、あるいは、処理空間Ｒ内の減圧が開始されてから（すなわち、ステップＳ１１２の処理が開始されてから）所定時間が経過したときに、静電吸着部により下ウェハＷ２を吸着保持すればよい。
【０１０３】
次に、第１の下チャック移動部１６０（図５参照）を用いて下チャック１４１を上昇させることにより、図１３に示すように、上チャック１４０と下チャック１４１を第１の距離よりも短い第２の距離、すなわち、貼り合わせ時の間隔まで接近させる（ステップＳ１１４）。具体的には、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２との間隔が５０μｍ未満となる距離まで上チャック１４０と下チャック１４１とを接近させる。
【０１０４】
次に、図１４に示すように、ストライカー１９０の押圧ピン１９１を下降させることによって、上ウェハＷ１の中心部を押し下げて、上ウェハＷ１の中心部と下ウェハＷ２の中心部とを所定の力で押圧する（ステップＳ１１５）。このとき、真空ポンプ１７７ａを停止して、第１の吸引領域１７４ａにおける上ウェハＷ１の吸着保持を解除する。
【０１０５】
これにより、押圧された上ウェハＷ１の中心部と下ウェハＷ２の中心部との間で接合が開始する。具体的には、上ウェハＷ１の接合面Ｗ１ｊと下ウェハＷ２の接合面Ｗ２ｊはそれぞれステップＳ１０１，Ｓ１０６において改質されているため、まず、接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊ間にファンデルワールス力（分子間力）が生じ、当該接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊ同士が接合される。さらに、上ウェハＷ１の接合面Ｗ１ｊと下ウェハＷ２の接合面Ｗ２ｊはそれぞれステップＳ１０２，Ｓ１０７において親水化されているため、接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊ間の親水基が水素結合し、接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊ同士が強固に接合される。
【０１０６】
その後、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２との接合領域は、上ウェハＷ１および下ウェハＷ２の中心部から外周部へ拡大していく。
【０１０７】
ここで、本実施形態に係る接合装置４１では、処理空間Ｒ内の雰囲気を不活性ガスに置換しているため、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２との間隔を５０μｍ未満の狭ギャップとした場合であっても気体の粘性抵抗の影響を受け難い。したがって、本実施形態に係る接合装置４１によれば、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２との間隔を狭くして重合ウェハＴの歪み（ディストーション）を低減させることができる。
【０１０８】
また、本実施形態に係る接合装置４１では、処理空間Ｒ内を大気圧よりも低く減圧された不活性ガス雰囲気とした状態で上ウェハＷ１と下ウェハＷ２との貼り合わせを行うこととした。このように、処理空間Ｒ内を減圧することにより、接合処理中に上ウェハＷ１が気体から受ける抵抗をより小さくすることができるため、重合ウェハＴの歪み（ディストーション）をさらに低減させることができる。また、減圧と置換を組合せることにより、処理空間Ｒ内の真空度をそれほど高くしなくても、言い換えれば、真空引きによる上ウェハＷ１および下ウェハＷ２の吸着保持が可能な程度の真空度であっても、上ウェハＷ１が気体から受ける抵抗を十分に小さくすることができる。
【０１０９】
その後、図１５に示すように、真空ポンプ１７７ｂの作動を停止して、第２の吸引領域１７４ｂにおける上ウェハＷ１の吸着保持を解除する（ステップＳ１１６）。そうすると、上ウェハＷ１の外周部が下ウェハＷ２上に落下する。これにより、上ウェハＷ１の接合面Ｗ１ｊと下ウェハＷ２の接合面Ｗ２ｊが全面で当接し、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２が接合される（ステップＳ１１７）。
【０１１０】
その後、図１６に示すように、押圧ピン１９１を上チャック１４０まで上昇させ、処理空間Ｒ内の不活性ガス雰囲気を排気口２０１から排出して大気開放し、下チャック１４１による重合ウェハＴの吸着保持を解除する。その後、重合ウェハＴは、搬送装置６１によってトランジション装置５１に搬送され、その後、搬入出ステーション２の搬送装置２２によってカセットＣ３に搬送される。こうして、一連の接合処理が終了する。
【０１１１】
ところで、図１４に示すように、押圧ピン１９１で上ウェハＷ１の中心部を押圧すると、上チャック１４０と上ウェハＷ１との間には空間（以下、「中間空間」と記載する）が形成される。
【０１１２】
そこで、接合装置４１では、処理空間Ｒと同様に中間空間内も減圧させてもよい。具体的には、制御装置７０は、圧力調整器１７６ａおよび真空ポンプ１７７ａを制御して中間空間を減圧させる。
【０１１３】
中間空間は、少なくとも大気圧よりも低い圧力に減圧されればよいが、処理空間Ｒと略同一の圧力となるように減圧されることが好ましい。なお、ここでいう「略同一」とは、完全に同一であることも含み、また、互いの圧力差が許容範囲内であれば、圧力が「略同一」とみなすものとする。
【０１１４】
これにより、中間空間と処理空間Ｒとの間の差圧を減少させることができ、かかる差圧が減少することで、上ウェハＷ１に加わるストレスをより少なくすることができる。したがって、重合ウェハＴの歪みをさらに低減させることができる。また、中間空間と処理空間Ｒとの間の差圧を減少させることで、かかる差圧が外乱となって上ウェハＷ１と下ウェハＷ２との接合精度等に悪影響を及ぼすことを防止することができる。また、上ウェハＷ１の伸びを抑制することもできる。
【０１１５】
上述してきたように、本実施形態に係る接合装置４１は、上チャック１４０（第１保持部の一例）と、下チャック１４１（第２保持部の一例）と、第１の下チャック移動部１６０（昇降機構の一例）と、隔壁２００と、ガス導入口２０５と、供給機器群２０７およびガス供給源２０８（ガス供給部の一例）とを備える。上チャック１４０は、上ウェハＷ１（第１基板の一例）を上方から吸着保持する。下チャック１４１は、上チャック１４０の下方に配置され、下ウェハＷ２を下方から吸着保持する。第１の下チャック移動部１６０は、下チャック１４１を鉛直方向に沿って移動させる。隔壁２００は、上チャック１４０に設けられ、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２との接合処理が行われる処理空間Ｒを上チャック１４０および下チャック１４１とともに形成する。ガス導入口２０５は、処理空間Ｒに対して不活性ガスを導入する。供給機器群２０７およびガス供給源２０８は、ガス導入口２０５を介して処理空間Ｒ内に不活性ガスを供給する。
【０１１６】
したがって、本実施形態に係る接合装置４１によれば、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２との間隔を狭くして重合ウェハＴの歪みを低減させることができる。
【０１１７】
＜４．変形例＞
上述した実施形態では、接合装置４１がストライカー１９０を備えており、ストライカー１９０により上ウェハＷ１の中心部を押し下げることにより、上ウェハＷ１の中心部と下ウェハＷ２の中心部とを接触させて両ウェハＷ１，Ｗ２を接合することとした。しかし、両ウェハＷ１，Ｗ２の接合方法は、ストライカー１９０を用いたものに限定されない。
【０１１８】
かかる点について図１７および図１８を参照して説明する。図１７および図１８は、変形例に係る上チャックおよび下チャックの構成を示す模式側断面図である。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同様の部分については、既に説明した部分と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【０１１９】
図１７に示すように、変形例に係る上チャック１４０Ａは、上ウェハＷ１を保持する部位が下方に向けて凸状となるように形成される。また、変形例に係る下チャック１４１Ａは、下ウェハＷ２を保持する部位が上方に向けて凸状となるように形成される。
【０１２０】
具体的に説明すると、上チャック１４０Ａは、本体部１７０Ａの中心部に設けられたピン１７１Ａの高さが、外周部に設けられたピン１７１Ａの高さよりも高くなるように形成される。また、リブ１７３Ａの高さもリブ１７２Ａより高くなるように形成される。したがって、上ウェハＷ１は、下方に向けて凸状に反った状態で上チャック１４０Ａに吸着保持される。
【０１２１】
また、下チャック１４１Ａは、本体部２５０の中心部に設けられるピン２５１Ａの高さが、外周部に設けられるピン２５１Ａの高さよりも高くなるように形成される。また、リブ２５３Ａの高さもリブ２５２Ａよりも高くなるように形成される。したがって、下ウェハＷ２は、上方に向けて凸状に沿った状態で下チャック１４１Ａに吸着保持される。
【０１２２】
そして、変形例に係る接合装置４１では、たとえば、第１の下チャック移動部１６０を用いて下チャック１４１Ａを上昇させることにより、図１８に示すように、上ウェハＷ１の中心部と下ウェハＷ２の中心部とを接触させることができる。その後、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２との接合領域が上ウェハＷ１および下ウェハＷ２の中心部から外周部へ拡大することにより、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２とが接合される。
【０１２３】
このように、上ウェハＷ１および下ウェハＷ２の両方を反らせることで、両ウェハＷ１，Ｗ２のストレス状態を揃えることができるため、たとえば、ウェハの伸びによる上ウェハＷ１と下ウェハＷ２との間の位置ずれ（スケーリング）を低減させることができる。
【０１２４】
上述してきた実施形態では、隔壁２００が上チャック１４０に設けられる場合の例について説明したが、隔壁２００は、下チャック１４１に設けられていてもよいし、上チャック１４０と下チャック１４１とに分割して設けられていてもよい。
【０１２５】
また、上述してきた実施形態では、第１の下チャック移動部１６０を用いて下チャック１４１を昇降させる場合の例について説明したが、接合装置４１は、昇降機構の一例として、上チャック１４０を昇降させる上チャック移動部を備えていてもよい。
【０１２６】
また、上述してきた実施形態では、隔壁２００が周壁部２１２の下端部に伸縮部２１３を備えることとしたが、隔壁２００は、周壁部２１２を備えず、天井部２１１の下面に伸縮部２１３を備える構成としてもよい。すなわち、周壁部分を全て伸縮部２１３で構成してもよい。また、隔壁２００は、必ずしも伸縮部２１３を備えることを要さず、伸縮部２１３に代えて、たとえばＯリング等を備える構成であってもよい。
【０１２７】
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【０１２８】
Ｔ      重合ウェハ
Ｗ１    上ウェハ
Ｗ２    下ウェハ
４１    接合装置
１４０  上チャック
１４１  下チャック
１６０  第１の下チャック移動部
１９０  ストライカー
２００  隔壁
２０１  排気口
２０２  吸引管
２０３  圧力調整器
２０４  真空ポンプ
２０５  ガス導入口
２０６  ガス導入管
２０７  供給機器群
２０８  ガス供給源
２１１  天井部
２１２  周壁部
２１３  伸縮部
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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