(57)【要約】【課題】接合後の基板に生じる局所的な歪みを低減すること。【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、ストライカーと、移動部と、温度調節部とを備える。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２基板を下方から吸着保持する。ストライカーは、第１基板の中心部を上方から押圧して第２基板に接触させる。移動部は、第１保持部と対向しない非対向位置と第１保持部と対向する対向位置との間で第２保持部を移動させる。温度調節部は、非対向位置に配置された第２保持部と対向し、第２保持部に吸着保持された第２基板の温度を局所的に調節する。【選択図】図５
2018190817.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、
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と、
前記第１保持部と対向しない非対向位置と前記第１保持部と対向する対向位置との間で前記第２保持部を移動させる移動部と、
前記非対向位置に配置された前記第２保持部と対向し、前記第２保持部に吸着保持された前記第２基板の温度を局所的に調節可能な温度調節部と
を備えることを特徴とする接合装置。
【請求項２】
前記温度調節部は、
前記第２基板を全面的に冷却する冷却部と、
前記第２基板を局所的に加熱可能な加熱部と
を備え、
前記加熱部は、
前記冷却部よりも前記第２基板に近い位置に配置されること
を特徴とする請求項１に記載の接合装置。
【請求項３】
前記温度調節部は、
前記冷却部を内蔵する本体部
を備え、
前記加熱部は、
面状の発熱体であり、前記本体部における前記第２基板との対向面に取り付けられること
を特徴とする請求項２に記載の接合装置。
【請求項４】
前記移動部および前記温度調節部を制御する制御部
を備え、
前記温度調節部は、
前記本体部を昇降させる第１昇降部と、
前記第１昇降部によって前記本体部とともに昇降し、基準位置から前記第２保持部に設定された計測位置までの距離を計測する計測部と
を備え、
前記移動部は、
前記第２保持部を昇降させる第２昇降部
を備え、
前記制御部は、
前記温度調節部を制御することにより、前記第１昇降部を用いて前記本体部を下降させて前記本体部を前記第２基板に接近させる第１接近処理と、前記移動部を制御することにより、前記第１接近処理後における前記計測部による計測結果に応じて前記第２昇降部を用いて前記第２保持部を上昇させて前記第２基板を前記本体部に接近させる第２接近処理とを実行させること
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、
前記第２接近処理において、前記第２基板と前記加熱部との間隔が５ｍｍ未満となるように前記第２基板を前記本体部に接近させること
を特徴とする請求項４に記載の接合装置。
【請求項６】
前記制御部は、
前記温度調節部および前記第２保持部を制御することにより、前記第２保持部を用いて前記第２基板を吸着保持させた状態で、前記加熱部を用いて前記第２基板を加熱する加熱処理と、前記加熱処理後、前記第２保持部による前記第２基板の吸着保持を解除する吸着解除処理と、前記吸着解除処理後、前記第１基板と前記第２基板との接合前に、前記第２保持部を用いて前記第２基板を再度吸着保持させる再吸着処理とを実行させること
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】
前記制御部は、
前記加熱処理において、前記第２保持部を用いて前記第２基板を吸着保持させた状態で、前記加熱部への通電を開始すること
を特徴とする請求項６に記載の接合装置。
【請求項８】
基板同士を接合する接合方法であって、
第１基板を上方から吸着保持する第１保持部を用い、前記第１基板を上方から吸着保持する第１保持工程と、
前記第１保持部と対向しない非対向位置に配置され、第２基板を下方から吸着保持する第２保持部を用い、前記第２基板を下方から吸着保持する第２保持工程と、
前記非対向位置に配置された前記第２保持部と対向し、前記第２保持部に吸着保持された前記第２基板の温度を局所的に調節可能な温度調節部を用い、前記第２基板の温度を局所的に調節する温度調節工程と、
前記温度調節工程後、前記非対向位置と前記第１保持部と対向する対向位置との間で前記第２保持部を移動させる移動部を用い、前記第２保持部を前記対向位置へ移動させる移動工程と、
前記移動工程後、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用い、前記第１基板の中心部を上方から押圧して前記第２基板に接触させる接触工程と
を含むことを特徴とする接合方法。
【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方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体ウェハ等の基板同士を接合する手法として、分子間力を用いて２枚の基板を半永久的に接合する手法が知られている。
【０００３】
この手法においては、２枚の基板を上下方向に対向配置させた後、上側の基板（上側基板）の中心部を押し下げて下側の基板（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、その後、基板の外周部に向けて接合領域が拡大していくことにより、上側基板と下側基板とが全面で接合される。
【０００４】
ここで、上側基板は反らされた状態で下側基板と張り合わされるため、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おそれがある。
【０００５】
この問題を解決するために、たとえば、下側基板を保持する保持部の保持面を凸形状とすることにより、下側基板を反らせた状態で保持することが提案されている（特許文献１参照）。この技術によれば、上側基板と同様に下側基板も反らせておくことで、接合後の基板に生じる歪みを低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１６−３９２５４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、仮に従来技術のような対策を行ったとしても、接合後の基板には局所的な歪みが生じる場合がある。
【０００８】
実施形態の一態様は、接合後の基板に生じる局所的な歪みを低減することができる接合装置および接合方法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、ストライカーと、移動部と、温度調節部とを備える。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２基板を下方から吸着保持する。ストライカーは、第１基板の中心部を上方から押圧して第２基板に接触させる。移動部は、第１保持部と対向しない非対向位置と第１保持部と対向する対向位置との間で第２保持部を移動させる。温度調節部は、非対向位置に配置された第２保持部と対向し、第２保持部に吸着保持された第２基板の温度を局所的に調節する。
【発明の効果】
【００１０】
実施形態の一態様によれば、接合後の基板に生じる局所的な歪みを低減することができる。
【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６Ａ】図６Ａは、本体部の模式側断面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、加熱部の模式底面図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、図６Ａに示すＨ部の模式拡大図である。
【図７】図７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８】図８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９】図９は、温度調節および歪み補正処理の手順を示すフローチャートである。
【図１０Ａ】図１０Ａは、温度調節および歪み補正処理の動作説明図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、温度調節および歪み補正処理の動作説明図である。
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、温度調節および歪み補正処理の動作説明図である。
【図１０Ｄ】図１０Ｄは、温度調節および歪み補正処理の動作説明図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、接合処理の動作説明図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、接合処理の動作説明図である。
【図１１Ｃ】図１１Ｃは、接合処理の動作説明図である。
【図１１Ｄ】図１１Ｄは、接合処理の動作説明図である。
【図１１Ｅ】図１１Ｅは、接合処理の動作説明図である。
【図１１Ｆ】図１１Ｆは、接合処理の動作説明図である。
【図１１Ｇ】図１１Ｇは、接合処理の動作説明図である。
【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方法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および図２を参照して説明する。図１は、実施形態に係る接合システムの構成を示す模式平面図であり、図２は、同模式側面図である。また、図３は、第１基板および第２基板の模式側面図である。なお、以下においては、位置関係を明確にするために、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。また、図１〜３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。
【００１４】
図１に示す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）。
【００１５】
第１基板Ｗ１は、たと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、たと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。
【００１６】
なお、第１基板Ｗ１だけでなく、第２基板Ｗ２にも電子回路が形成される場合があり得る。また、上述した化合物半導体ウェハとしては、たとえばヒ化ガリウム、炭化シリコン、窒化ガリウムおよびリン化インジウムなどを含むウェハを用いることができる。
【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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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、基板温調装置４２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。かかる表面親水化装置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。
【００２７】
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。接合装置４１の構成については、後述する。
【００２８】
基板温調装置４２は、接合前の上ウェハＷ１の温度を調節する。たとえば、基板温調装置４２は、上ウェハＷ１を載置する載置部と、載置部に載置された上ウェハＷ１の温度を調節する温調機構とを備える。温調機構には、たとえば、温度調節された冷却水などの冷媒が流通しており、冷却水の温度を調節することで、上ウェハＷ１の温度を調節することが可能である。
【００２９】
なお、下ウェハＷ２の温度調節については、上述した基板温調装置４２ではなく、接合装置４１に設けられた温度調節部にて行われる。かかる温度調節部においては、下ウェハＷ２の温度を調節する処理が、下ウェハＷ２の局所的な歪みを補正する処理と並行して実施されるが、この点については後述する。
【００３０】
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。なお、トランジション装置５０，５１の個数は２つに限定されない。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
＜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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
ウェハ搬送機構１１１は、図４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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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することができる。
【００４３】
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。
【００４４】
図５に示すように、処理領域Ｔ２には、上チャック１４０と、下チャック１４１と、温度調節部５００とが設けられる。
【００４５】
上チャック１４０と温度調節部５００とは、共通の水平フレーム６００に固定されており、下チャック１４１は、これら上チャック１４０および温度調節部５００よりも下方に配置される。
【００４６】
上チャック１４０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は、上チャック１４０の上部に設けられた支持部材１８０を介して水平フレーム６００に固定される。
【００４７】
支持部材１８０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（Charge  Coupled  Device）カメラが用いられる。
【００４８】
下チャック１４１は、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。
【００４９】
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。第１の下チャック移動部１６０は、下チャック１４１を昇降させる第２昇降部の一例である。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。一対のレール１６４、１６４は、たとえば処理容器１００の底面に設けられた載置台１６５上に配設される。
【００５３】
接合装置４１は、第１の下チャック移動部１６０および第２の下チャック移動部１６３により、下チャック１４１を上チャック１４０と対向する対向位置と、上チャック１４０と対向しない非対向位置との間で移動させることが可能である。
【００５４】
温度調節部５００は、非対向位置に配置された下チャック１４１と対向する位置に設けられる。なお、図５中、実線で示した下チャック１４１の位置が「非対向位置」であり、破線で示した下チャック１４１の位置が「対向位置」である。
【００５５】
温度調節部５００は、下チャック１４１に吸着保持された下ウェハＷ２の温度を局所的に調節する。具体的には、温度調節部５００は、下ウェハＷ２よりも大径の下面を有する本体部５１０と、本体部５１０を上方から支持する支持部５２０と、支持部５２０を鉛直方向に移動させる昇降部５３０とを備える。また、温度調節部５００は、基準位置から下チャック１４１に設定された計測位置までの距離を計測する計測部５４０を備える。
【００５６】
支持部５２０は、本体部５１０に接続される複数の支柱部材５２１と、複数の支柱部材５２１の上部に設けられる天板５２２とを備える。昇降部５３０は、シリンダ等の駆動源５３１と、駆動源５３１によって昇降するロッド５３２とを備える。ロッド５３２は、天板５２２の下面に接続される。駆動源５３１によってロッド５３２を昇降すると、ロッド５３２に接続された天板５２２が昇降し、天板５２２に接続された複数の支柱部材５２１が昇降する。これにより、複数の支柱部材５２１に支持された本体部５１０を昇降させることができる。昇降部５３０は、本体部５１０を昇降させる第１昇降部の一例である。
【００５７】
計測部５４０は、たとえば、複数の支柱部材５２１のうちの１つに取り付けられており、本体部５１０とともに昇降する。また、下チャック１４１の側面には、上部に水平面を有する計測部材５４５が設けられており、計測部材５４５は、下チャック１４１が非対向位置に配置されたときに計測部５４０の下方に位置するようになっている。
【００５８】
かかる計測部５４０は、たとえば計測部５４０の下端を基準位置とし、計測部材５４５の上面を測定位置として、基準位置から測定位置までの垂直距離を計測し、計測結果を制御装置７０へ出力する。
【００５９】
次に、温度調節部５００の構成について図６Ａ〜図６Ｃをさらに参照して説明する。図６Ａは本体部５１０の模式側断面図であり、図６Ｂは加熱部の模式底面図であり、図６Ｃは図６Ａに示すＨ部の模式拡大図である。
【００６０】
図６Ａに示すように、温度調節部５００は、冷却部５５０と加熱部５６０とを備える。冷却部５５０は、たとえば、本体部５１０の内部に形成された流路であり、冷却水などの冷媒を冷却部５５０に流入させる流入管５５１と、冷却部５５０から冷媒を流出させる流出管５５２とに接続されている。かかる冷却部５５０は、温度調節された冷媒を流通させることにより、下ウェハＷ２を全面的かつ均一に冷却する。
【００６１】
一方、加熱部５６０は、下ウェハＷ２を局所的に加熱することが可能である。具体的には、加熱部５６０は、複数の独立した発熱領域５６１ａを有しており、これら複数の発熱領域５６１ａを選択的に発熱させることにより、下ウェハＷ２の一部または全体を加熱することができる。
【００６２】
なお、ここでは、図６Ｂに示すように、複数の発熱領域５６１ａが、円周状に並べられるとともに同心円状に多段に配置されるものとするが、複数の発熱領域５６１ａの配置はこれに限定されない。たとえば、複数の発熱領域５６１ａは、碁盤の目状に並べて配置されてもよい。
【００６３】
加熱部５６０は、冷却部５５０よりも下ウェハＷ２に近い位置に配置される。具体的には、冷却部５５０が本体部５１０の内部に設けられるのに対し、加熱部５６０は本体部５１０の下面すなわち下ウェハＷ２との対向面に取り付けられる。かかる構成とすることにより、加熱部５６０を下ウェハＷ２により近接させることができ、下ウェハＷ２をさらに効率よく加熱することが可能である。なお、図６Ｃに示すように、たとえばポリイミド面状ヒータ等の面状発熱体であり、アルミシート５７０で上下方向から挟み込まれた状態で本体部５１０に取り付けられる。
【００６４】
このように、加熱部５６０を冷却部５５０よりも下ウェハＷ２に近い位置に配置することにより、下ウェハＷ２を効率よく加熱することができる。
【００６５】
次に、接合装置４１の上チャック１４０と下チャック１４１の構成について図７を参照して説明する。図７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。
【００６６】
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。
【００６７】
本体部１７０は、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る。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
上記のように構成されたストライカー１９０は、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。
【００７３】
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。
【００７４】
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とに区画される。
【００７５】
第１の吸引領域１７４ａには、複数の吸引管１７５ａが設けられる。複数の吸引管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、複数の吸引管１７５ｂが設けられる。複数の吸引管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。
【００７６】
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。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を真空引き可能である。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
つづいて、下チャック１４１の構成について説明する。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。
【００８０】
本体部２５０におけるリブ２５２よりも内側の領域には、複数の吸引管２５５が設けられる。複数の吸引管２５５は、圧力調整器２５６を介して真空ポンプ２５７に接続される。
【００８１】
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２５４を複数の吸引管２５５を介して真空引きすることによって減圧する。このとき、吸引領域２５４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２５４側に押され、下チャック１４１に下ウェハＷ２が水平に吸着保持される。
【００８２】
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。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】
＜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８〜図１１Ｇを参照して説明する。図８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り、図９は、温度調節および歪み補正処理の手順を示すフローチャートである。また、図１０Ａ〜図１０Ｄは、温度調節および歪み補正処理の動作説明図であり、図１１Ａ〜図１１Ｇは、接合処理の動作説明図である。なお、図８および図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。
【００８４】
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。
【００８５】
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）。
【００８６】
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）。
【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の基板温調装置４２に搬送され、基板温調装置４２によって温度が調節される（ステップＳ１０３）。
【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Ｓ１０４）。
【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Ｓ１０５）。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Ｓ１０６）。
【００９１】
上ウェハＷ１に上述したステップＳ１０１〜Ｓ１０６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Ｓ１０７）。なお、ステップＳ１０７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Ｓ１０８）。なお、ステップＳ１０８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Ｓ１０９）。
【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Ｓ１１０）。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】
つづいて、接合装置４１では、下ウェハＷ２の温度調節を行いつつ下ウェハＷ２の局所的な歪みを補正する処理が行われる（ステップＳ１１１）。
【００９７】
ここで、ステップＳ１１１に示す温度調節および歪み補正処理の内容について図９および図１０Ａ〜図１０Ｄを参照して説明する。なお、ステップＳ１１１の処理は、下ウェハＷ２が非対向位置に配置された状態、すなわち、温度調節部５００と対向した状態で行われる。また、ステップＳ１１１の処理が開始される前に、温度調節部５００の冷却部５５０には冷却水が流通した状態となっている。冷却部５５０に冷却水が流通した状態は、少なくともステップＳ１１１の処理が終了するまで維持される。
【００９８】
図９に示すように、ステップＳ１１１の処理が開始されると、まず、温度調節部５００の加熱部５６０がオンされる（ステップＳ２０１）。具体的には、加熱部５６０に設けられた複数の発熱領域５６１ａのうちの少なくとも一部に対して通電がなされ、通電された発熱領域５６１ａが発熱する。
【００９９】
このように、下ウェハＷ２を吸着保持した後（図８のステップＳ１１０の後）で、加熱部５６０への通電を開始することにより、通電されていない発熱領域５６１ａが、通電されている発熱領域５６１ａからの熱によって加熱されることを抑制することができる。したがって、下ウェハＷ２の加熱させたい領域（すなわち、歪みを補正したい領域）以外の領域が加熱されてしまうことを抑制することができる。
【０１００】
つづいて、第１接近処理が行われる（ステップＳ２０２）。第１接近処理では、昇降部５３０を用いて本体部５１０を予め設定された距離だけ下降させることにより、本体部５１０を下チャック１４１に吸着保持された下ウェハＷ２に接近させる（図１０Ａ参照）。第１接近処理により、温度調節部５００の本体部５１０は、たとえば上チャック１４０の本体部１７０と同程度の高さ位置まで下降する。
【０１０１】
ここで、ステップＳ２０１ならびにステップＳ２０２の時点においては、下ウェハＷ２と加熱部５６０との距離が離れているため、下ウェハＷ２の温度は上昇しない。
【０１０２】
つづいて、計測処理が行われる（ステップＳ２０３）。計測処理では、計測部５４０を用いて基準位置から計測位置である計測部材５４５の上面までの距離を計測する（図１０Ａ参照）。
【０１０３】
つづいて、第２接近処理が行われる（ステップＳ２０４）。第２接近処理では、ステップＳ２０３における計測処理の結果に応じて第１の下チャック移動部１６０により下チャック１４１を上昇させることで、加熱部５６０によって下ウェハＷ２が加熱される位置まで下ウェハＷ２を温度調節部５００の本体部５１０に接近させる。
【０１０４】
ここで、本発明者らは、加熱部５６０を下ウェハＷ２から５ｍｍの距離に設置して設定温度４０℃にて加熱を行ったところ、下ウェハＷ２の温度がほとんど変化しないという実験結果を得た。また、本発明者らは、加熱部５６０を下ウェハＷ２から１ｍｍの距離に設置して設定温度４０℃にて加熱を行ったところ、下ウェハＷ２の温度を２３℃から２８℃に上昇させることができた。
【０１０５】
このように、下ウェハＷ２を加熱するためには、下ウェハＷ２を加熱部５６０に対してかなり接近させる必要がある。
【０１０６】
そこで、第２接近処理では、図１０Ｂに示すように、下ウェハＷ２と温度調節部５００の加熱部５６０との間隔Ｄが５ｍｍ未満となるように下ウェハＷ２を加熱部５６０（図６Ａ参照）に接近させる。これにより、下ウェハＷ２は加熱部５６０によって加熱される。なお、下ウェハＷ２と温度調節部５００の加熱部５６０との間隔Ｄは１ｍｍ以下、より具体的には５００μｍ以下に設定されることが好ましい。間隔Ｄを５００μｍ以下に設定することで、後述する加熱処理の処理時間が短縮されることから、一連の接合処理のタクトタイムを短くすることが可能である。
【０１０７】
第１の下チャック移動部１６０は、後述する接合処理において上ウェハＷ１および下ウェハＷ２の鉛直方向における位置を調整する際に用いられるものであり、比較的高精度な位置決めを行うことが可能である。かかる第１の下チャック移動部１６０を利用して上記間隔Ｄの調整を行うようにすることで、温度調節部５００に対して高精度な昇降部が不要となる。したがって、温度調節部５００のコストを削減することができる。
【０１０８】
また、第２接近処理は、下ウェハＷ２が下チャック１４１に吸着保持された状態すなわち反りが矯正された状態で行われる。したがって、第２接近処理において、下ウェハＷ２を加熱部５６０に対して近接させた場合に、下ウェハＷ２が加熱部５６０に接触することを防止することができる。
【０１０９】
つづいて、加熱処理が行われる（ステップＳ２０５）。加熱処理では、下ウェハＷ２と加熱部５６０とを近接させた状態を所定時間維持することにより、下ウェハＷ２を局所的に加熱する。このとき、下ウェハＷ２の面内領域のうち、発熱領域５６１ａによって加熱される領域以外の領域は、冷却部５５０によって温度が調節される。
【０１１０】
このように、本実施形態に係る接合装置４１によれば、加熱部５６０による下ウェハＷ２の局所的な加熱と冷却部５５０による下ウェハＷ２の温度調節とを同時に実施することができる。加熱処理を終えると、加熱部５６０への通電が停止される。
【０１１１】
つづいて、離隔処理が行われる（ステップＳ２０６）。離隔処理では、昇降部５３０を用いて温度調節部５００の本体部５１０を上昇させることにより、本体部５１０を下ウェハＷ２から離隔させる。なお、離隔処理においては、第１の下チャック移動部１６０を用いて下チャック１４１を下降させることにより、下ウェハＷ２を温度調節部５００の本体部５１０から離隔させてもよい。
【０１１２】
つづいて、吸着解除処理が行われる（ステップＳ２０７）。吸着解除処理では、下チャック１４１による下ウェハＷ２の吸着保持を解除する。
【０１１３】
これにより、下ウェハＷ２が下チャック１４１に拘束された状態が解除され、加熱処理において加熱された下ウェハＷ２の領域が伸張して下ウェハＷ２の局所的な歪みが補正される（図１０Ｃ参照）。
【０１１４】
つづいて、再吸着処理が行われる（ステップＳ２０８）。再吸着処理では、下チャック１４１を用いて下ウェハＷ２を再度吸着保持する（図１０Ｄ参照）。これにより、下ウェハＷ２の局所的な歪みが補正された状態を維持することができる。
【０１１５】
再吸着処理は、下ウェハＷ２の温度分布が均一化する前に行われることが望ましい。このため、吸着解除処理において下ウェハＷ２の吸着保持を解除してから再吸着処理において下ウェハＷ２を再度吸着保持するまでの時間は、たとえば１秒以下に設定される。
【０１１６】
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（図８のステップＳ１１２）。
【０１１７】
図１１Ａに示すように、上ウェハＷ１の接合面Ｗ１ｊには予め定められた複数、たとえば３点の基準点Ａ１〜Ａ３が形成され、同様に下ウェハＷ２の接合面Ｗ２ｊには予め定められた複数、たとえば３点の基準点Ｂ１〜Ｂ３が形成される。これら基準点Ａ１〜Ａ３，Ｂ１〜Ｂ３としては、たとえば上ウェハＷ１および下ウェハＷ２上に形成された所定のパターンがそれぞれ用いられる。なお、基準点の数は任意に設定可能である。
【０１１８】
まず、図１１Ａに示すように、上部撮像部１５１および下部撮像部１６１の水平方向位置の調節を行う。具体的には、下部撮像部１６１が上部撮像部１５１の略下方に位置するように、第１の下チャック移動部１６０と第２の下チャック移動部１６３によって下チャック１４１を水平方向に移動させる。そして、上部撮像部１５１と下部撮像部１６１とで共通のターゲットＸを確認し、上部撮像部１５１と下部撮像部１６１の水平方向位置が一致するように、下部撮像部１６１の水平方向位置が微調節される。
【０１１９】
次に、図１１Ｂに示すように、第１の下チャック移動部１６０によって下チャック１４１を鉛直上方に移動させた後、上チャック１４０と下チャック１４１の水平方向位置の調節が行われる。
【０１２０】
具体的には、第１の下チャック移動部１６０と第２の下チャック移動部１６３によって下チャック１４１を水平方向に移動させながら、上部撮像部１５１を用いて下ウェハＷ２の接合面Ｗ２ｊの基準点Ｂ１〜Ｂ３を順次撮像する。同時に、下チャック１４１を水平方向に移動させながら、下部撮像部１６１を用いて上ウェハＷ１の接合面Ｗ１ｊの基準点Ａ１〜Ａ３を順次撮像する。なお、図１１Ｂは上部撮像部１５１によって下ウェハＷ２の基準点Ｂ１を撮像するとともに、下部撮像部１６１によって上ウェハＷ１の基準点Ａ１を撮像する様子を示している。
【０１２１】
撮像された画像データは、制御装置７０に出力される。制御装置７０では、上部撮像部１５１で撮像された画像データと下部撮像部１６１で撮像された画像データとに基づいて、上ウェハＷ１の基準点Ａ１〜Ａ３と下ウェハＷ２の基準点Ｂ１〜Ｂ３とがそれぞれ合致するように、第１の下チャック移動部１６０および第２の下チャック移動部１６３によって下チャック１４１の水平方向位置を調節させる。こうして上チャック１４０と下チャック１４１の水平方向位置が調節され、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２の水平方向位置が調節される。
【０１２２】
次に、図１１Ｃに示すように、第１の下チャック移動部１６０によって下チャック１４１を鉛直上方に移動させて、上チャック１４０と下チャック１４１の鉛直方向位置の調節が行われ、当該上チャック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が行われる（ステップＳ１１３）。このとき、下ウェハＷ２の接合面Ｗ２ｊと上ウェハＷ１の接合面Ｗ１ｊとの間隔は所定の距離、たとえば８０μｍ〜２００μｍになっている（図１１Ｄ参照）。
【０１２３】
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の接合処理が行われる（ステップＳ１１４）。
【０１２４】
先ず、図１１Ｅに示すように、真空ポンプ１７７ａ（図７参照）を停止して、第１の吸引領域１７４ａにおける上ウェハＷ１の吸着保持を解除した後、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の中心部とを接触させて押圧する。
【０１２５】
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，Ｓ１０７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，Ｓ１０８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。
【０１２６】
その後、図１１Ｆに示すように、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。
【０１２７】
その後、図１１Ｇに示すように、真空ポンプ１７７ｂ（図７参照）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。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。
【０１２８】
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に搬送された後、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。
【０１２９】
上述してきたように、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、ストライカー１９０と、第１の下チャック移動部１６０（移動部の一例）と、温度調節部５００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、下ウェハＷ２（第２基板の一例）を下方から吸着保持する。ストライカー１９０は、上ウェハＷ１の中心部を上方から押圧して下ウェハＷ２に接触させる。第１の下チャック移動部１６０は、上チャック１４０と対向しない非対向位置と上チャック１４０と対向する対向位置との間で下チャック１４１を移動させる。温度調節部５００は、非対向位置に配置された下チャック１４１と対向し、下チャック１４１に吸着保持された下ウェハＷ２の温度を局所的に調節する。
【０１３０】
したがって、実施形態に係る接合装置４１によれば、接合前に下ウェハＷ２の局所的な歪みを補正することができ、接合後の重合ウェハＴに生じる局所的な歪みを低減することができる。
【０１３１】
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】
【０１３２】
Ｗ１  上ウェハ
Ｗ２  下ウェハ
Ｔ  重合ウェハ
１  接合システム
３０  表面改質装置
４０  表面親水化装置
４１  接合装置
７０  制御装置
１４０  上チャック
１４１  下チャック
２５０  本体部
２５１  ピン
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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【図１１Ｅ】
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【図１１Ｆ】
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【図１１Ｇ】
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