(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に配置された複数のチップを当該基板と接合する接合方法であって、
密閉された処理チャンバの内部において、基板が第１の温度以下の状態で、前記処理チャンバの内部を大気圧より高い所定の圧力まで加圧する第１の工程と、
その後、前記第１の温度より高い第２の温度まで基板を加熱する第２の工程と、
その後、前記処理チャンバの内部を前記所定の圧力に維持し、且つ基板を前記第２の温度に維持して、基板と複数のチップを接合する第３の工程と、
その後、前記第２の温度より低い第３の温度まで基板を冷却する第４の工程と、
その後、前記処理チャンバの内部を大気圧まで減圧する第５の工程と、を有し、
前記第１の温度は１５０℃であることを特徴とする、接合方法。
【請求項２】
前記第１の工程から前記第５の工程において、加熱機構が設けられた載置台に基板を載置し、
前記第１の工程において、前記加熱機構の温度を前記第１の温度以下に維持し、
前記第２の工程において、前記加熱機構の温度を前記第２の温度まで上昇させ、
前記第３の工程において、前記加熱機構の温度を前記第２の温度に維持し、
前記第４の工程において、前記加熱機構の温度を前記第３の温度まで下降させることを特徴とする、請求項１に記載の接合方法。
【請求項３】
基板上に配置された複数のチップを当該基板と接合する接合方法であって、
密閉された処理チャンバの内部において、基板が第１の温度以下の状態で、前記処理チャンバの内部を大気圧より高い所定の圧力まで加圧する第１の工程と、
その後、前記第１の温度より高い第２の温度まで基板を加熱する第２の工程と、
その後、前記処理チャンバの内部を前記所定の圧力に維持し、且つ基板を前記第２の温度に維持して、基板と複数のチップを接合する第３の工程と、
その後、前記第２の温度より低い第３の温度まで基板を冷却する第４の工程と、
その後、前記処理チャンバの内部を大気圧まで減圧する第５の工程と、を有し、
前記処理チャンバの内部には、基板を載置する載置台と、前記載置台に設けられた加熱機構と、前記載置台に基板を受け渡す受渡機構とが設けられ、
前記第１の工程から前記第５の工程において、前記加熱機構の温度を前記第２の温度に維持し、
前記第１の工程において、前記受渡機構によって基板を前記載置台から離間して保持して、基板を前記第１の温度以下に維持し、
前記第２の工程において、前記受渡機構から前記載置台に基板を受け渡して載置して、基板を前記第２の温度まで加熱し、
前記第３の工程は、基板が前記載置台に載置された状態で行われ、
前記第４の工程において、前記受渡機構によって基板を前記載置台から離間して保持して、基板を前記第３の温度まで冷却することを特徴とする、接合方法。
【請求項４】
前記第１の工程において、前記処理チャンバの内部の加圧は段階的に行われることを特徴とする、請求項３に記載の接合方法。
【請求項５】
前記第４の工程における基板の冷却は、所定の冷却速度以下で行われることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の接合方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の接合方法を接合装置によって実行させるように、当該接合装置を制御する制御部のコンピュータ上で動作するプログラム。
【請求項７】
請求項６に記載のプログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体。
【請求項８】
基板上に配置された複数のチップを当該基板と接合する接合装置であって、
基板を収容する処理チャンバと、
前記処理チャンバの内部に収容された基板を加熱する加熱機構と、
前記処理チャンバの内部に加圧ガスを供給して加圧するガス供給機構と、
前記処理チャンバの内部を排気して減圧する排気機構と、
前記加熱機構、前記ガス供給機構及び前記排気機構の動作を制御する制御部と、を有し、
前記制御部の制御によって、密閉された前記処理チャンバの内部において、基板が第１の温度以下の状態で、前記処理チャンバの内部を大気圧より高い所定の圧力まで加圧する第１の工程と、その後、前記第１の温度より高い第２の温度まで基板を加熱する第２の工程と、その後、前記処理チャンバの内部を前記所定の圧力に維持し、且つ基板を前記第２の温度に維持して、基板と複数のチップを接合する第３の工程と、その後、前記第２の温度より低い第３の温度まで基板を冷却する第４の工程と、その後、前記処理チャンバの内部を大気圧まで減圧する第５の工程と、が行われ、
前記第１の温度は１５０℃であることを特徴とする、接合装置。
【請求項９】
前記処理チャンバの内部に設けられ、基板を載置する載置台をさらに有し、
前記加熱機構は前記載置台に設けられ、
前記制御部の制御によって、前記第１の工程から前記第５の工程は、前記載置台に基板を載置した状態で行われ、前記第１の工程において、前記加熱機構の温度を前記第１の温度以下に維持し、前記第２の工程において、前記加熱機構の温度を前記第２の温度まで上昇させ、前記第３の工程において、前記加熱機構の温度を前記第２の温度に維持し、前記第４の工程において、前記加熱機構の温度を前記第３の温度まで下降させることを特徴とする、請求項８に記載の接合装置。
【請求項１０】
基板上に配置された複数のチップを当該基板と接合する接合装置であって、
基板を収容する処理チャンバと、
前記処理チャンバの内部に設けられ、基板を載置する載置台と、
前記載置台に基板を受け渡す受渡機構と、
前記載置台に設けられ、前記処理チャンバの内部に収容された基板を加熱する加熱機構と、
前記処理チャンバの内部に加圧ガスを供給して加圧するガス供給機構と、
前記処理チャンバの内部を排気して減圧する排気機構と、
前記加熱機構、前記ガス供給機構、前記排気機構及び前記受渡機構の動作を制御する制御部と、を有し、
前記制御部の制御によって、密閉された前記処理チャンバの内部において、基板が第１の温度以下の状態で、前記処理チャンバの内部を大気圧より高い所定の圧力まで加圧する第１の工程と、その後、前記第１の温度より高い第２の温度まで基板を加熱する第２の工程と、その後、前記処理チャンバの内部を前記所定の圧力に維持し、且つ基板を前記第２の温度に維持して、基板と複数のチップを接合する第３の工程と、その後、前記第２の温度より低い第３の温度まで基板を冷却する第４の工程と、その後、前記処理チャンバの内部を大気圧まで減圧する第５の工程と、が行われ、
前記第１の工程から前記第５の工程において、前記加熱機構の温度を前記第２の温度に維持し、前記第１の工程において、前記受渡機構によって基板を前記載置台から離間して保持して、基板を前記第１の温度以下に維持し、前記第２の工程において、前記受渡機構から前記載置台に基板を受け渡して載置して、基板を前記第２の温度まで加熱し、前記第３の工程は、基板が前記載置台に載置された状態で行われ、前記第４の工程において、前記受渡機構によって基板を前記載置台から離間して保持して、基板を前記第３の温度まで冷却することを特徴とする、接合装置。
【請求項１１】
前記制御部の制御によって、前記第１の工程における前記処理チャンバの内部の加圧は段階的に行われることを特徴とする、請求項１０に記載の接合装置。
【請求項１２】
前記制御部の制御によって、前記第４の工程における基板の冷却は、所定の冷却速度以下で行われることを特徴とする、請求項８〜１１のいずれか一項に記載の接合装置。
【請求項１３】
請求項８〜１２のいずれか一項に記載の接合装置を備えた接合システムであって、
前記接合装置と、前記接合装置で複数のチップが接合された基板の温度を調節する温度調節装置とを備えた処理ステーションと、
基板を複数保有可能で、且つ前記処理ステーションに対して基板を搬入出する搬入出ステーションと、を有す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】
本発明は、基板上に配置された複数のチップを当該基板と接合する接合方法、プログラム、コンピュータ記憶媒体、当該接合方法を実行するための接合装置、及び当該接合装置を備えた接合システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体デバイスにおいて、半導体チップ（以下、「チップ」という。）の高集積化が進んでいる。高集積化した複数のチップを水平面内で配置し、これらチップを配線で接続して製品化する場合、配線長が増大し、それにより配線の抵抗が大きくなること、また配線遅延が大きくなることが懸念される。
【０００３】
そこで、チップを３次元に積層する３次元集積技術を用いて、半導体デバイスを製造することが提案されている。この３次元集積技術では、積層されるチップが例えばバンプを介して接合されて、当該積層されたチップが電気的に接続される。
【０００４】
３次元集積方法としては、例えば半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という。）上に複数のチップを接合して積層する方法が用いられる。この方法では、特許文献１に示す接合装置を用いて、ウェハとチップを加熱しながら押圧して接合する。すなわち、ウェハ上に複数のチップを配置し、当該複数のチップ上に板状体を接触させた後、ウェハとチップを加熱しながら、ウェハと板状体を押圧して、ウェハと複数のチップを接合する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１２２２１６号公報
【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、ウェハ上に複数のチップを配置した際、複数のチップの高さがばらつく場合がある。かかる場合、特許文献１のように板状体を用いると、ウェハと複数のチップを均一に押圧することができない。例えばウェハとチップを押圧する際の圧力が小さ過ぎると、当該ウェハとチップの接合強度が不十分になる。一方、例えばウェハとチップを押圧する際の圧力が大き過ぎると、バンプが変形するおそれがあり、さらには半導体デバイスが損傷を被るおそれもある。
【０００７】
そこで、例えば処理チャンバの内部において、載置台上のウェハを加熱しながら、当該処理チャンバの内部に加圧ガスを供給して、ウェハと複数のチップを押圧することが考えられる。かかる場合、例えばウェハ上の複数のチップの高さがばらついていても、当該複数のチップは処理チャンバの内部に充填された加圧ガスによって押圧されるので、ウェハと複数のチップを均一に適切な圧力で押圧することができる。
【０００８】
しかしながら、このようにウェハが高温な状態で処理チャンバの内部を加圧すると、例えば銅などの金属からなるバンプが酸化し、その結果、酸化したバンプによる接合不良が生じる場合がある。また、載置台上のウェハを急速に加熱し又は冷却すると、ウェハ上のチップの膜厚が小さいため、当該チップが反り、その結果、やはり接合不良が生じる場合がある。したがって、ウェハと複数のチップの接合には改善の余地がある。
【０００９】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、基板上に配置された複数のチップを当該基板と適切に接合することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の目的を達成するため、本発明は、基板上に配置された複数のチップを当該基板と接合する接合方法であって、密閉された処理チャンバの内部において、基板が第１の温度以下の状態で、前記処理チャンバの内部を大気圧より高い所定の圧力まで加圧する第１の工程と、その後、前記第１の温度より高い第２の温度まで基板を加熱する第２の工程と、その後、前記処理チャンバの内部を前記所定の圧力に維持し、且つ基板を前記第２の温度に維持して、基板と複数のチップを接合する第３の工程と、その後、前記第２の温度より低い第３の温度まで基板を冷却する第４の工程と、その後、前記処理チャンバの内部を大気圧まで減圧する第５の工程と、を有し、前記第１の温度は１５０℃であることを特徴としている。
【００１１】
本発明によれば、第１の工程において基板が第１の温度以下の低温な状態で処理チャンバの内部を加圧するので、例えば金属からなるバンプが酸化するのを抑制することができる。また、第２の工程において処理チャンバの内部を加圧した状態で基板を徐々に加熱し、且つ、第４の工程において処理チャンバの内部を加圧した状態で基板を徐々に冷却するので、急加熱・急冷却によるチップＣの反りを抑制すると共に、熱応力の変化に伴うウェハＷのうねりも抑制することができる。したがって、第３の工程において基板と複数のチップを所定の第２の温度に維持しつつ所定の圧力で押圧することで、基板と複数のチップを適切に接合することができる。
【００１３】
前記第１の工程から前記第５の工程において、加熱機構が設けられた載置台に基板を載置し、前記第１の工程において、前記加熱機構の温度を前記第１の温度以下に維持し、前記第２の工程において、前記加熱機構の温度を前記第２の温度まで上昇させ、前記第３の工程において、前記加熱機構の温度を前記第２の温度に維持し、前記第４の工程において、前記加熱機構の温度を前記第３の温度まで下降させてもよい。
【００１４】
また、前記処理チャンバの内部には、基板を載置する載置台と、前記載置台に設けられた加熱機構と、前記載置台に基板を受け渡す受渡機構とが設けられ、前記第１の工程から前記第５の工程において、前記加熱機構の温度を前記第２の温度に維持し、前記第１の工程において、前記受渡機構によって基板を前記載置台から離間して保持して、基板を前記第１の温度以下に維持し、前記第２の工程において、前記受渡機構から前記載置台に基板を受け渡して載置して、基板を前記第２の温度まで加熱し、前記第３の工程は、基板が前記載置台に載置された状態で行われ、前記第４の工程において、前記受渡機構によって基板を前記載置台から離間して保持して、基板を前記第３の温度まで冷却してもよい。かかる場合、前記第１の工程において、前記処理チャンバの内部の加圧は段階的に行われてもよい。
【００１５】
前記第４の工程における基板の冷却は、所定の冷却速度以下で行われるのが好ましい。
【００１６】
別な観点による本発明によれば、前記接合方法を接合装置によって実行させるように、当該接合装置を制御する制御部のコンピュータ上で動作するプログラムが提供される。
【００１７】
また別な観点による本発明によれば、前記プログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体が提供される。
【００１８】
さらに別な観点による本発明は、基板上に配置された複数のチップを当該基板と接合する接合装置であって、基板を収容する処理チャンバと、前記処理チャンバの内部に収容された基板を加熱する加熱機構と、前記処理チャンバの内部に加圧ガスを供給して加圧するガス供給機構と、前記処理チャンバの内部を排気して減圧する排気機構と、前記加熱機構、前記ガス供給機構及び前記排気機構の動作を制御する制御部と、を有し、前記制御部の制御によって、密閉された前記処理チャンバの内部において、基板が第１の温度以下の状態で、前記処理チャンバの内部を大気圧より高い所定の圧力まで加圧する第１の工程と、その後、前記第１の温度より高い第２の温度まで基板を加熱する第２の工程と、その後、前記処理チャンバの内部を前記所定の圧力に維持し、且つ基板を前記第２の温度に維持して、基板と複数のチップを接合する第３の工程と、その後、前記第２の温度より低い第３の温度まで基板を冷却する第４の工程と、その後、前記処理チャンバの内部を大気圧まで減圧する第５の工程と、が行われ、前記第１の温度は１５０℃であることを特徴としている。
【００２０】
前記接合装置は、前記処理チャンバの内部に設けられ、基板を載置する載置台をさらに有し、前記加熱機構は前記載置台に設けられ、前記制御部の制御によって、前記第１の工程から前記第５の工程は、前記載置台に基板を載置した状態で行われ、前記第１の工程において、前記加熱機構の温度を前記第１の温度以下に維持し、前記第２の工程において、前記加熱機構の温度を前記第２の温度まで上昇させ、前記第３の工程において、前記加熱機構の温度を前記第２の温度に維持し、前記第４の工程において、前記加熱機構の温度を前記第３の温度まで下降させてもよい。
【００２１】
前記接合装置は、前記処理チャンバの内部に設けられ、基板を載置する載置台と、前記載置台に基板を受け渡す受渡機構と、をさらに有し、前記加熱機構は前記載置台に設けられ、前記制御部は前記受渡機構の動作をさらに制御し、前記制御部の制御によって、前記第１の工程から前記第５の工程において、前記加熱機構の温度を前記第２の温度に維持し、前記第１の工程において、前記受渡機構によって基板を前記載置台から離間して保持して、基板を前記第１の温度以下に維持し、前記第２の工程において、前記受渡機構から前記載置台に基板を受け渡して載置して、基板を前記第２の温度まで加熱し、前記第３の工程は、基板が前記載置台に載置された状態で行われ、前記第４の工程において、前記受渡機構によって基板を前記載置台から離間して保持して、基板を前記第３の温度まで冷却してもよい。かかる場合、前記制御部の制御によって、前記第１の工程における前記処理チャンバの内部の加圧は段階的に行われてもよい。
【００２２】
前記制御部の制御によって、前記第４の工程における基板の冷却は、所定の冷却速度以下で行われるのが好ましい。
【００２３】
また別な観点による本発明は、前記接合装置を備えた接合システムであって、前記接合装置と、前記接合装置で複数のチップが接合された基板の温度を調節する温度調節装置とを備えた処理ステーションと、基板を複数保有可能で、且つ前記処理ステーションに対して基板を搬入出する搬入出ステーションと、を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、基板上に配置された複数のチップを当該基板と適切に接合することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本実施の形態にかかる接合システムの構成の概略を示す平面図である。
【図２】本実施の形態にかかる接合システムの内部構成の概略を示す側面図である。
【図３】ウェハと複数のチップの斜視図である。
【図４】ウェハと複数のチップの側面図である。
【図５】接合装置の構成の概略を示す縦断面図である。
【図６】接合装置の構成の概略を示す平面図である。
【図７】処理チャンバの内部構成の概略を示す縦断面図である。
【図８】第１の実施の形態にかかる接合処理の主な工程を示すフローチャートである。
【図９】第１の実施の形態にかかる接合処理の各工程における、処理チャンバの内部圧力、加熱機構の温度、及びウェハの温度を示す説明図である。
【図１０】第１の実施の形態にかかる接合処理の各工程におけるウェハの状態を示す説明図である。
【図１１】接合装置による接合動作の説明図である。
【図１２】接合装置による接合動作の説明図である。
【図１３】接合装置による接合動作の説明図である。
【図１４】接合装置による接合動作の説明図である。
【図１５】第２の実施の形態にかかる接合処理の主な工程を示すフローチャートである。
【図１６】第２の実施の形態にかかる接合処理の各工程における、処理チャンバの内部圧力、加熱機構の温度、及びウェハの温度を示す説明図である。
【図１７】第２の実施の形態にかかる接合処理の各工程におけるウェハの状態を示す説明図である。
【図１８】接合装置による接合動作の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下に示す実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００２７】
＜１．接合システムの構成＞
先ず、本実施の形態に係る接合システムの構成について説明する。図１は、接合システム１の構成の概略を示す平面図である。図２は、接合システム１の内部構成の概略を示す側面図である。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軸方向及びＺ軸方向を規定し、Ｚ軸正方向を鉛直上向き方向とする。
【００２８】
接合システム１では、図３及び図４に示すように基板としてのウェハＷと複数のチップＣを接合する。ウェハＷは、例えばシリコンウェハや化合物半導体ウェハなどにデバイスが形成された半導体ウェハ（デバイスウェハ）である。ウェハＷの表面には複数のバンプが形成されている。また、チップＣの表面にも複数のバンプが形成され、この複数のバンプが形成された表面がウェハＷ側に向けられるように、チップＣは裏返して配置されている。すなわち、ウェハＷにおいて複数のバンプが形成された表面と、チップＣにおいて複数のバンプが形成された表面は、対向して配置されている。ウェハＷのバンプとチップＣのバンプはそれぞれ対応する位置に形成され、これらバンプが接合されることでウェハＷと複数のチップＣが接合される。なお、バンプは例えば銅からなり、この場合、ウェハＷと複数のチップＣの接合は銅と銅の接合となる。また、ウェハＷやチップＣの表面には他に、例えば銅からなるピラーやパッドなどが形成されている場合があり、これらピラーとパッドが接続される場合もある。
【００２９】
接合システム１に搬入されるウェハＷの表面には、予め複数のチップＣが所定の位置に配置されている。そして、複数のチップＣの上からフィルムＦが貼られて、ウェハＷに対して複数のチップＣの位置が固定されている。なお、ウェハＷに対して複数のチップＣを固定する手段は、フィルムＦに限定されず、例えばコーティングなど、任意の手段を用いることができる。
【００３０】
図１に示すように接合システム１は、例えば外部との間で複数のウェハＷを収容可能なカセットＣｓが搬入出される搬入出ステーション２と、複数のチップＣが搭載されたウェハＷに対して所定の処理を施す各種処理装置を備えた処理ステーション３とを一体に接続した構成を有している。
【００３１】
搬入出ステーション２には、カセット載置台１０が設けられている。カセット載置台１０には、複数、例えば２つのカセット載置板１１が設けられている。カセット載置板１１は、Ｙ軸方向（図１中の上下方向）に一列に並べて配置されている。これらのカセット載置板１１には、接合システム１の外部に対してカセットＣｓを搬入出する際に、カセットＣｓを載置することができる。このように搬入出ステーション２は、複数のウェハＷを保有可能に構成されている。なお、カセット載置板１１の個数は、本実施の形態に限定されず、任意に決定することができる。
【００３２】
搬入出ステーション２には、カセット載置台１０に隣接してウェハ搬送部２０が設けられている。ウェハ搬送部２０には、Ｙ軸方向に延伸する搬送路２１上を移動自在なウェハ搬送装置２２が設けられている。ウェハ搬送装置２２は、鉛直方向及び鉛直軸周り（θ方向）にも移動自在であり、各カセット載置板１１上のカセットＣｓと、後述する処理ステーション３の位置調節装置３２及びトランジション装置３３との間でウェハＷを搬送できる。
【００３３】
処理ステーション３には、接合装置３０、温度調節装置３１、位置調節装置３２、トランジション装置３３が設けられている。例えば処理ステーション３の正面側（図１中のＹ軸方向負方向側）には接合装置３０が設けられ、処理ステーション３の背面側（図１中のＹ軸方向正方向側）には、温度調節装置３１が設けられている。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中のＸ軸方向正方向側）には、位置調節装置３２とトランジション装置３３が設けられている。位置調節装置３２とトランジション装置３３は、図２に示すように上からこの順で２段に設けられている。なお、接合装置３０、温度調節装置３１、位置調節装置３２、トランジション装置３３の装置数や配置は任意に設定することができる。
【００３４】
接合装置３０は、ウェハＷと複数のチップＣを接合する装置である。この接合装置３０の構成については後述する。
【００３５】
温度調節装置３１は、接合装置３０で加熱されたウェハＷの温度調節を行う装置である。温度調節装置３１は、例えばペルチェ素子などの冷却部材を内蔵し、温度調節可能な温度調節板（図示せず）を備えている。
【００３６】
位置調節装置３２は、ウェハＷの周方向の向きを調節する装置である。位置調節装置３２は、ウェハＷを回転保持するチャック（図示せず）と、ウェハＷのノッチ部の位置を検出する検出部（図示せず）を有している。そして、位置調節装置３２では、チャックに保持されたウェハＷを回転させながら、検出部でウェハＷのノッチ部の位置を検出することで、当該ノッチ部の位置を調節してウェハＷの周方向の向きを調節している。
【００３７】
トランジション装置３３は、ウェハＷを一時的に載置するための装置である。
【００３８】
図１に示すように接合装置３０、温度調節装置３１、位置調節装置３２、トランジション装置３３に囲まれた領域には、ウェハ搬送領域４０が形成されている。ウェハ搬送領域４０には、例えばウェハ搬送装置４１が配置されている。
【００３９】
ウェハ搬送装置４１は、例えば鉛直方向、水平方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向）及び鉛直軸周り（θ方向）に移動自在な搬送アームを有している。ウェハ搬送装置４１は、ウェハ搬送領域４０内を移動し、周囲の接合装置３０、温度調節装置３１、位置調節装置３２、トランジション装置３３にウェハＷを搬送できる。
【００４０】
以上の接合システム１には、制御部５０が設けられている。制御部５０は、例えばコンピュータであり、プログラム格納部（図示せず）を有している。プログラム格納部には、接合システム１におけるウェハＷと複数のチップＣの接合処理を制御するプログラムが格納されている。また、プログラム格納部には、上述の各種処理装置や搬送装置などの駆動系の動作を制御して、接合システム１における後述の接合処理を実現させるためのプログラムも格納されている。なお、前記プログラムは、例えばコンピュータ読み取り可能なハードディスク（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スク（ＭＯ）、メモリーカードなどのコンピュータに読み取り可能な記憶媒体Ｈに記録されていたものであって、その記憶媒体Ｈから制御部５０にインストールされたものであってもよい。
【００４１】
＜２．接合装置の構成＞
次に、上述した接合装置３０の構成について説明する。図５は、接合装置３０の構成の概略を示す縦断面図である。図６は、接合装置３０の構成の概略を示す平面図である。
【００４２】
図５に示すように接合装置３０は、内部を密閉可能な処理チャンバ１００を有している。処理チャンバ１００は、上部チャンバ１０１と下部チャンバ１０２を有している。上部チャンバ１０１は下部チャンバ１０２の上方に設けられている。
【００４３】
図７に示すように上部チャンバ１０１は、下面の内側が開口した中空構造を有している。上部チャンバ１０１の下面には、処理チャンバ１００の内部の気密性を保持するためのシール材１０３が環状に設けられている。シール材１０３は、上部チャンバ１０１の下面から突出して設けられている。また、下部チャンバ１０２は、上面の内側と下面の内側がそれぞれ開口した中空構造を有している。上部チャンバ１０１の下面と下部チャンバ１０２の上面は、対向して配置されている。そして、シール材１０３と下部チャンバ１０２の上面を当接させることで、処理チャンバ１００の内部が密閉空間に形成される。
【００４４】
図５に示すように上部チャンバ１０１は、上部チャンバ１０１の上面に設けられた上部チャンバベース１１０に支持されている。上部チャンバベース１１０は、上部チャンバ１０１の上面より大きい径を有している。
【００４５】
また、上部チャンバ１０１は、上方から下方に向かって同心円状に径が拡大するテーパ形状を有し、且つ側面視においてテーパ部分が内側に凸の形状を有している。上部チャンバ１０１の外周部には、上部チャンバベース１１０との間において、リブ１１１が例えば４箇所に設けられている。すなわち、上部チャンバベース１１０には、上部チャンバ１０１とリブ１１１が固定されて支持されている。
【００４６】
ここで、上部チャンバ１０１は上部チャンバベース１１０の中央部で支持されているため、例えば処理チャンバ１００の内部が加圧された場合、リブ１１１がないと、上部チャンバベース１１０の中央部に応力が集中する。この点、本実施の形態では、処理チャンバ１００の内部圧力は、上部チャンバ１０１とリブ１１１を介して、上部チャンバベース１１０の中央部と外周部に分散して伝達される。このため、上部チャンバベース１１０の特定箇所に応力が集中するのを抑制することができる。
【００４７】
上部チャンバベース１１０の上面の中央部には、上部チャンバベース１１０を冷却する上部冷却機構１１２が設けられている。より詳細には、上部チャンバベース１１０の上面の中央部には、上部チャンバベース１１０の軽量化を図るために窪み部が形成され、上部冷却機構１１２は当該窪み部に設けられている。上部冷却機構１１２の内部には、例えば冷却水などの冷却媒体が流通する冷媒流路（図示せず）が形成されている。なお、上部冷却機構１１２は、本実施の形態に限定されず、上部チャンバベース１１０を冷却できれば種々の構成を取り得る。例えば上部冷却機構１１２には、ペルチェ素子などの冷却部材が内蔵されていてもよい。
【００４８】
下部チャンバ１０２は、下部チャンバ１０２の下面に設けられた下部チャンバベース１２０に支持されている。下部チャンバベース１２０は、下部チャンバ１０２の下面より大きい径を有している。
【００４９】
下部チャンバベース１２０の下面の中央部には、下部チャンバベース１２０を冷却する下部冷却機構１２１が設けられている。下部冷却機構１２１の内部には、例えば冷却水などの冷却媒体が流通する冷媒流路（図示せず）が形成されている。なお、下部冷却機構１２１は、本実施の形態に限定されず、下部チャンバベース１２０を冷却できれば種々の構成を取り得る。例えば下部冷却機構１２１には、ペルチェ素子などの冷却部材が内蔵されていてもよい。
【００５０】
上部チャンバベース１１０には、上部チャンバベース１１０、すなわち上部チャンバ１０１を鉛直方向に移動させる移動機構１３０が設けられている。移動機構１３０は、シャフト１３１、支持板１３２、及び鉛直移動部１３３を有している。シャフト１３１は、上部チャンバベース１１０の外周部に例えば４箇所設けられている。また、各シャフト１３１は鉛直方向に延伸し、下部チャンバベース１２０を貫通して、当該下部チャンバベース１２０の下方に設けられた支持板１３２に支持されている。支持板１３２には、例えばエアシリンダ等の鉛直移動部１３３が設けられている。この鉛直移動部１３３によって、支持板１３２とシャフト１３１が鉛直方向に移動し、さらに上部チャンバベース１１０と上部チャンバ１０１は鉛直方向に移動自在に構成されている。
【００５１】
シャフト１３１には、シャフト１３１の移動を制限するロック機構１４０が設けられている。図６に示すようにロック機構１４０は、シャフト１３１に対応して例えば４箇所に設けられている。また、ロック機構１４０は、下部チャンバベース１２０上に設けられている。
【００５２】
図５及び図６に示すようにロック機構１４０は、ロックピン１４１、水平移動部１４２、及びケーシング１４３を有している。ロックピン１４１は、シャフト１３１に形成された貫通孔に挿入される。ロックピン１４１の基端部には、ロックピン１４１を水平方向に移動させる、例えばエアシリンダ等の水平移動部１４２が設けられている。シャフト１３１の外周面には、シャフト１３１の貫通孔に挿入されたロックピン１４１を支持するケーシング１４３が設けられている。
【００５３】
図７に示すように処理チャンバ１００の内部には、ウェハＷを載置する載置台１５０が設けられている。載置台１５０上には複数のギャップピン（図示せず）が設けられ、当該複数のギャップピンがウェハＷを支持する。また、載置台１５０上には複数のガイドピン（図示せず）が設けられ、当該複数のガイドピンによってウェハＷの水平方向の位置が固定される。載置台１５０の内部には、ウェハＷを加熱する加熱機構１５１が設けられている。加熱機構１５１としては、例えばヒータが用いられる。なお、載置台１５０は複数の領域に区画され、当該区画された領域に対応するように、加熱機構１５１は複数に分割されていてもよい。かかる場合、載置台１５０が区画された複数の領域は、当該領域毎に温度調節可能となる。
【００５４】
載置台１５０には、厚み方向に貫通する貫通孔１５２が例えば３箇所に形成されている。貫通孔１５２には、後述する昇降ピン１６０が挿通する。
【００５５】
なお、載置台１５０の下方には、断熱板（図示せず）が設けられていてもよい。この断熱板により、加熱機構１５１でウェハＷを加熱する際の熱が、後述する載置台ベース１５４や下部チャンバベース１２０に伝達されるのを抑制することができる。
【００５６】
載置台１５０は、複数のロッド１５３を介して、載置台１５０の下方に設けられた載置台ベース１５４に支持されている。載置台ベース１５４は、下部チャンバベース１２０上に載置されている。そして、このように載置台１５０と載置台ベース１５４の間に空気層を設けることにより、加熱機構１５１でウェハＷを加熱する際の熱が、載置台ベース１５４や下部チャンバベース１２０に伝達されるのを抑制することができる。
【００５７】
載置台ベース１５４には、厚み方向に貫通する貫通孔１５５が例えば３箇所に形成されている。貫通孔１５５には、後述する昇降ピン１６０が挿通する。
【００５８】
載置台ベース１５４は、下部チャンバベース１２０に固定されていない。かかる場合、例えば接合処理中に処理チャンバ１００の内部が加熱されても、載置台ベース１５４を自由に熱膨張させることができ、固定することで発生し得る熱応力や撓みを抑制することができる。
【００５９】
図５に示すように載置台１５０の下方には、ウェハＷを下方から支持し昇降させるための昇降ピン１６０が例えば３箇所に設けられている。昇降ピン１６０は、載置台１５０、載置台ベース１５４、下部チャンバベース１２０、下部冷却機構１２１を挿通し、下部冷却機構１２１の下方に設けられた支持板１６１に支持されている。支持板１６１には、例えばモータ等を内蔵した昇降駆動部１６２が設けられている。この昇降駆動部１６２によって、支持板１６１と昇降ピン１６０は昇降し、昇降ピン１６０は載置台１５０の上面から突出可能になっている。なお、本実施の形態では、これら昇降ピン１６０、支持板１６１及び昇降駆動部１６２が、本発明の受渡機構を構成している。
【００６０】
処理チャンバ１００には、処理チャンバ１００の内部に加圧ガスを供給するガス供給機構１７０が設けられている。ガス供給機構１７０は、ガス供給部１７１、ガス供給ライン１７２、及びガス供給装置１７３を有している。ガス供給部１７１は、載置台１５０の上方に設けられ、処理チャンバ１００の内部に加圧ガスを供給する。ガス供給部１７１は、ガス供給ライン１７２を介して、ガス供給装置１７３に連通している。ガス供給ライン１７２は、上部チャンバ１０１、上部チャンバベース１１０、上部冷却機構１１２を貫通して設けられている。ガス供給装置１７３は、内部に加圧ガスを貯留し、当該加圧ガスをガス供給部１７１に供給する。
【００６１】
処理チャンバ１００には、処理チャンバの内部を排気する排気機構１８０が設けられている。排気機構１８０は、排気ライン１８１と排気装置１８２を有している。排気ライン１８１は、下部チャンバベース１２０の上面において例えば２箇所に形成された排気口に接続され、下部チャンバベース１２０と下部冷却機構１２１を貫通して設けられている。また、排気ライン１８１は、例えば真空ポンプ等の排気装置１８２に接続されている。
【００６２】
なお、接合装置３０における各部の動作は、上述した制御部５０によって制御される。
【００６３】
＜３．接合処理方法＞
次に、以上のように構成された接合システム１を用いて行われるウェハＷと複数のチップＣの接合処理方法について説明する。以下、かかる接合処理方法として、２つの実施の形態について説明する。なお、以下２つの実施の形態において、接合システム１に搬入されるウェハＷの表面には、図３及び図４に示したように予め複数のチップＣが所定の位置に配置され、さらにフィルムＦによって複数のチップＣの位置が固定されている。
【００６４】
＜３−１．第１の実施の形態＞
第１の実施の形態にかかる接合処理について説明する。図８は、かかる接合処理の主な工程の例を示すフローチャートである。図９は、接合処理の各工程における処理チャンバ１００の内部の圧力、加熱機構１５１（載置台１５０）の温度、及びウェハＷの温度を示す説明図である。図１０は、接合処理の各工程におけるウェハＷの状態を示す説明図である。なお、接合処理を通して（後述する工程Ａ１〜Ａ８）、上部冷却機構１１２の温度と下部冷却機構１２１の温度は常温、例えば２５℃に維持されており、上部チャンバベース１１０と下部チャンバベース１２０がそれぞれ冷却されている。
【００６５】
先ず、複数枚のウェハＷを収容したカセットＣｓが、搬入出ステーション２の所定のカセット載置板１１に載置される。その後、ウェハ搬送装置２２によりカセットＣｓ内のウェハＷが取り出され、処理ステーション３の位置調節装置３２に搬送される。位置調節装置３２では、ウェハＷのノッチ部の位置を調節して、当該ウェハＷの周方向の向きが調節される。このようにウェハＷの周方向の向きを調節することによって、例えば後述する工程Ａ１〜Ａ８の接合処理に不良が生じた場合、ウェハ履歴を追って不良の原因を特定しやすくなり、接合処理の条件を改善することができる。
【００６６】
その後、接合装置３０では、図１１に示すように移動機構１３０によって上部チャンバ１０１を上方に移動させ、処理チャンバ１００が開けられる。そして、ウェハＷは、ウェハ搬送装置４１によって処理チャンバ１００の内部に搬入され、予め上昇して待機していた昇降ピン１６０に受け渡される。この際、ウェハＷの温度は常温、例えば２５℃である。
【００６７】
続いて、図１２に示すように移動機構１３０によって上部チャンバ１０１を下方に移動させ、処理チャンバ１００が閉じられる。このとき、シール材１０３と下部チャンバ１０２の上面を当接させて、処理チャンバ１００の内部が密閉される（図８の工程Ａ１、図１０（ａ））。この際、処理チャンバ１００の内部は、第１の圧力Ｐ１である大気圧、例えば０．１ＭＰａになっている。
【００６８】
その後、図１３に示すように昇降駆動部１６２によって昇降ピン１６０を下降させ、載置台１５０にウェハＷを載置する（図８の工程Ａ２、図１０（ｂ））。この際、加熱機構１５１の温度は、第１の温度Ｔ１である常温になっている。すなわち、載置台１５０にウェハＷが載置されても、ウェハＷの温度は常温に維持されている。
【００６９】
その後、図１４に示すようにガス供給部１７１から処理チャンバ１００の内部に加圧ガスを供給し、当該処理チャンバ１００の内部を第２の圧力Ｐ２、例えば０．９ＭＰａに加圧する（図８の工程Ａ３、図１０（ｃ））。この加圧は、例えば一定の加圧速度で行われてもよいし、所定時間の圧力維持と圧力上昇を繰り返し行い、段階的に行ってもよい。また、この加圧の制御は、例えばガス供給ライン１７２に設けられたバルブ（図示せず）の開度を調節することによって行ってもよいし、あるいはガス供給ライン１７２に設けられた電空レギュレータ（図示せず）を制御することで行ってもよい。
【００７０】
この工程Ａ３において処理チャンバ１００の内部を加圧する際、ウェハＷの温度は常温に維持されている。このため、ウェハＷとチップＣのバンプが酸化するのを抑制することができる。
【００７１】
なお、例えば第１の温度Ｔ１が１５０℃であって、ウェハＷが第１の温度Ｔ１以下であれば、バンプの酸化を抑制することができる。すなわち、一般的に１５０℃を超えると銅の酸化速度が急に上昇するが、換言すると、１５０℃以下では銅の酸化速度は遅いため、ウェハＷが１５０℃以下であれば、バンプの酸化を十分に抑制することができる。但し、酸化はバンプの周囲の状態やバンプが空気に触れる面積によって変わるので、このような影響を受けないようにするため、本実施の形態のようにウェハＷを常温に維持するのがより好ましい。
【００７２】
その後、加熱機構１５１の温度を第２の温度Ｔ２、例えば２００℃〜２７０℃に上昇させて、ウェハＷを第２の温度Ｔ２まで加熱する（図８の工程Ａ４、図１０（ｃ））。この際、ウェハＷの加熱速度を例えば１３℃／ｓｅｃ以下とする。ここで、ウェハＷを急加熱するとチップＣが反るおそれがあるが、このようにウェハＷを緩やかに加熱することでチップＣの反りを抑制することができる。また、処理チャンバ１００の内部は第２の圧力Ｐ２であるため、チップＣがウェハＷに押圧され、チップＣの反りをさらに抑制すると共に、熱応力の変化に伴うウェハＷのうねりも抑制することができる。
【００７３】
なお、本実施の形態では、工程Ａ３において処理チャンバ１００の内部が第２の圧力Ｐ２に到達してから、工程Ａ４においてウェハＷを加熱していたが、処理チャンバ１００の内部が第２の圧力Ｐ２に到達する少し前から、工程Ａ４におけるウェハＷの加熱を開始してもよい。
【００７４】
そして、処理チャンバ１００の内部を第２の圧力Ｐ２に維持し、且つウェハＷを第２の温度Ｔ２に維持した状態を所定の時間、例えば３０分間継続する。そうすると、ウェハＷ上の複数のチップＣの高さがばらついていても、当該複数のチップＣは処理チャンバ１００の内部に充填された加圧ガスによって押圧されるので、ウェハＷと複数のチップＣを均一に適切な圧力で押圧することができる。このため、ウェハＷと複数のチップＣを所定の温度に加熱しながら適切に押圧することができ、当該ウェハＷと複数のチップＣが適切に接合される（図８の工程Ａ５、図１０（ｃ））。
【００７５】
その後、加熱機構１５１の温度を第３の温度Ｔ３、例えば常温に下降させて、ウェハＷを第３の温度Ｔ３まで冷却する（図８の工程Ａ６、図１０（ｃ））。この際、ウェハＷの冷却速度を例えば１．５℃／ｓｅｃ以下とする。ここで、ウェハＷを急冷却すると接合されたチップＣが反るおそれがあるが、このようにウェハＷを緩やかに冷却することでチップＣの反りを抑制することができる。また、処理チャンバ１００の内部は第２の圧力Ｐ２であるため、チップＣがウェハＷに押圧され、チップＣの反りをさらに抑制すると共に、熱応力の変化に伴うウェハＷのうねりも抑制することができる。なお、第３の温度Ｔ３は必ずしも常温である必要はなく、低温、例えば１５０℃以下であればよい。
【００７６】
その後、ガス供給機構１７０からの加圧ガスの供給を停止し、排気機構１８０によって処理チャンバ１００の内部を減圧する（図８の工程Ａ７、図１０（ｄ））。そして、処理チャンバ１００の内部は第１の圧力Ｐ１である大気圧、例えば０．１ＭＰａまで減圧される。なお、この減圧は、例えば一定の減圧速度で行われてもよいし、所定時間の圧力維持と圧力下降を繰り返し行い、段階的に行ってもよい。また、この減圧の制御は、例えばガス供給ライン１７２に設けられたバルブ（図示せず）の開度を調節することによって行ってもよいし、あるいはガス供給ライン１７２に設けられた電空レギュレータ（図示せず）を制御することで行ってもよい。
【００７７】
そして、処理チャンバ１００の内部が第１の圧力Ｐ１まで減圧されると、昇降ピン１６０によってウェハＷを所定の受け渡し位置まで上昇させる。さらに移動機構１３０によって上部チャンバ１０１を上方に移動させて、処理チャンバ１００が開けられる。その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置４１によって処理チャンバ１００の外部に搬出される（図８の工程Ａ８、図１０（ｅ））。なお、ウェハＷが処理チャンバ１００から搬出されると、再び処理チャンバ１００が閉じられる。
【００７８】
その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置４１によってトランジション装置３３に搬送され、さらに搬入出ステーション２のウェハ搬送装置２２によって所定のカセット載置板１１のカセットＣｓに搬送される。なお、接合装置３０から搬出されたウェハＷは、トランジション装置３３に搬送される前に、温度調節装置３１に搬送され、温度調節されてもよい。こうして、一連のウェハＷと複数のチップＣの接合処理が終了する。
【００７９】
以上の実施の形態によれば、工程Ａ３において、ウェハＷが第１の温度Ｔ１（常温）の低温な状態で処理チャンバ１００の内部を加圧するので、例えば銅からなるバンプが酸化するのを抑制することができる。また、工程Ａ４において、処理チャンバ１００の内部を加圧した状態でウェハＷを徐々に加熱するので、急加熱によるチップＣの反りを抑制すると共に、熱応力の変化に伴うウェハＷのうねりも抑制することができる。同様に、工程Ａ６において、処理チャンバ１００の内部を加圧した状態でウェハＷを徐々に冷却するので、チップＣの反りとウェハＷのうねりを抑制することができる。したがって、工程Ａ５において、ウェハＷと複数のチップＣを第２の温度Ｔ２に維持しつつ第２の圧力Ｐ２で押圧することで、ウェハＷと複数のチップＣを適切に接合することができる。
【００８０】
また、接合システム１において、搬入出ステーション２は複数のウェハＷを保有でき、当該搬入出ステーション２から処理ステーション３にウェハＷを連続して搬送することができる。しかも、接合システム１は、接合装置３０と温度調節装置３１を有しているので、上述した工程Ａ１〜Ａ８を順次行って、ウェハＷと複数のチップＣを連続して接合することができる。また、一の接合装置３０において所定の処理を行っている間、他の温度調節装置３１において別の処理を行うこともできる。すなわち、接合システム１内で複数のウェハＷを並行して処理することができる。したがって、ウェハＷと複数のチップＣの接合を効率よく行うことができ、接合処理のスループットを向上させることができる。
【００８１】
＜３−２．第２の実施の形態＞
第２の実施の形態にかかる接合処理について説明する。図１５は、かかる接合処理の主な工程の例を示すフローチャートである。図１６は、接合処理の各工程における処理チャンバ１００の内部の圧力、加熱機構１５１（載置台１５０）の温度、及びウェハＷの温度を示す説明図である。図１７は、接合処理の各工程におけるウェハＷの状態を示す説明図である。
【００８２】
先ず、搬入出ステーション２から位置調節装置３２にウェハＷが搬送され、位置調節装置３２においてウェハＷのノッチ部の位置を調節して、当該ウェハＷの周方向の向きが調節される。このウェハＷの位置調節までの動作は第１の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
【００８３】
その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置４１によって接合装置３０に搬送される。接合装置３０では、接合処理を通して（後述する工程Ｂ１〜Ｂ７）、加熱機構１５１の温度は第２の温度Ｔ２、例えば２００℃〜２７０℃に維持されている。また、接合処理を通して、上部冷却機構１１２の温度と下部冷却機構１２１の温度は常温、例えば２５℃に維持されており、上部チャンバベース１１０と下部チャンバベース１２０がそれぞれ冷却されている。
【００８４】
接合装置３０では、図１１に示したように移動機構１３０によって上部チャンバ１０１を上方に移動させ、処理チャンバ１００が開けられる。そして、ウェハＷは、ウェハ搬送装置４１によって処理チャンバ１００の内部に搬入され、予め上昇して待機していた昇降ピン１６０に受け渡される。この際、ウェハＷの温度Ｔ０は常温、例えば２５℃である。
【００８５】
続いて、図１２に示したように移動機構１３０によって上部チャンバ１０１を下方に移動させ、処理チャンバ１００が閉じられる。このとき、シール材１０３と下部チャンバ１０２の上面を当接させて、処理チャンバ１００の内部が密閉される（図１５の工程Ｂ１、図１６（ａ））。この際、処理チャンバ１００の内部は、第１の圧力Ｐ１である大気圧、例えば０．１ＭＰａになっている。
【００８６】
その後、図１８に示すように昇降ピン１６０を下降させず、当該昇降ピン１６０によってウェハＷを載置台１５０の上方に離間して保持した状態で、処理チャンバ１００の内部を段階的に第２の圧力Ｐ２、例えば０．９ＭＰａに加圧する（図１５の工程Ｂ２、図１６（ｂ））。
【００８７】
具体的には、工程Ｂ２において、ガス供給部１７１から処理チャンバ１００の内部に段階的に加圧ガスを供給し、所定時間の圧力維持と圧力上昇を繰り返し行い、当該処理チャンバ１００の内部を段階的に加圧する。この加圧の制御は、例えばガス供給ライン１７２に設けられたバルブ（図示せず）の開度を調節することによって行ってもよいし、あるいはガス供給ライン１７２に設けられた電空レギュレータ（図示せず）を制御することで行ってもよい。
【００８８】
ここで、高速度の加圧ガスを供給して急速に加圧すると、ウェハＷが昇降ピン１６０に保持された状態であるので、高速度の加圧ガスがウェハＷに衝突し、昇降ピン１６０に対するウェハＷの水平方向の位置がずれてしまう。この点、本実施の形態のように段階的に加圧すると、加圧ガスの流速が小さくなるため、加圧ガスがウェハＷに衝突しても、ウェハＷの位置ずれを抑制することができる。なお、ウェハＷの位置ずれを抑制するためには、本実施の形態のように処理チャンバ１００の内部を段階的に加圧してもよいし、一定の低速度で加圧してもよい。
【００８９】
また、工程Ｂ２において、ウェハＷは昇降ピン１６０に保持されているが、処理チャンバ１００の内部の雰囲気が加熱機構１５１によって加熱されているため、ウェハＷは間接的に加熱される。しかしながら、ウェハＷは載置台１５０（加熱機構１５１）から離間されているので、第１の温度Ｔ１、例えば１５０℃以上にはならない。このように処理チャンバ１００の内部を加圧する際、ウェハＷは第１の温度Ｔ１以下に維持されているので、バンプの酸化を抑制することができる。すなわち、一般的に１５０℃を超えると銅の酸化速度が急に上昇するが、換言すると、１５０℃以下では銅の酸化速度は遅いため、ウェハＷが１５０℃以下であれば、バンプの酸化を十分に抑制することができる。
【００９０】
また、ウェハＷを急加熱するとチップＣが反るおそれがあるが、ウェハＷは例えば１３℃／ｓｅｃ以下の緩やかな加熱速度で加熱されるので、チップＣの反りを抑制することができる。また、処理チャンバ１００の内部は第２の圧力Ｐ２であるため、チップＣがウェハＷに押圧され、チップＣの反りをさらに抑制すると共に、熱応力の変化に伴うウェハＷのうねりも抑制することができる。なお、ウェハＷの温度調節は、昇降ピン１６０の下降速度を調節することで制御してもよいし、あるいは昇降ピン１６０を段階的に下降させることで調節してもよい。
【００９１】
その後、処理チャンバ１００の内部が第２の圧力Ｐ２に到達すると、昇降駆動部１６２によって昇降ピン１６０を下降させ、図１４に示したように載置台１５０にウェハＷを載置する。そうすると、ウェハＷが第２の温度Ｔ２に加熱される（図１５の工程Ｂ３、図１６（ｃ））。この際、ウェハＷの加熱速度を例えば１３℃／ｓｅｃ以下とする。そうすると、上述したようにチップＣの反りとウェハＷのうねりを抑制することができる。
【００９２】
そして、処理チャンバ１００の内部を第２の圧力Ｐ２に維持し、且つウェハＷを第２の温度Ｔ２に維持した状態を所定の時間、例えば３０分間継続する。そうすると、ウェハＷ上の複数のチップＣの高さがばらついていても、当該複数のチップＣは処理チャンバ１００の内部に充填された加圧ガスによって押圧されるので、ウェハＷと複数のチップＣを均一に適切な圧力で押圧することができる。このため、ウェハＷと複数のチップＣを所定の温度に加熱しながら適切に押圧することができ、当該ウェハＷと複数のチップＣが適切に接合される（図１５の工程Ｂ４、図１６（ｃ））。
【００９３】
その後、昇降ピン１６０によってウェハＷを受け渡し位置まで上昇させ、ウェハＷを載置台１５０（加熱機構１５１）から離間させることで、ウェハＷを第３の温度Ｔ３、例えば１５０℃まで冷却する（図１５の工程Ｂ５、図１６（ｄ））。ここで、ウェハＷを急冷却するとチップＣが反るおそれがあるが、ウェハＷは例えば１．５℃／ｓｅｃ以下の緩やかな冷却速度で加熱されるので、チップＣの反りを抑制することができる。また、処理チャンバ１００の内部は第２の圧力Ｐ２であるため、チップＣがウェハＷに押圧され、チップＣの反りをさらに抑制すると共に、熱応力の変化に伴うウェハＷのうねりも抑制することができる。なお、ウェハＷの温度調節は、昇降ピン１６０の上昇速度を調節することで制御してもよいし、あるいは昇降ピン１６０を段階的に上昇させることで調節してもよい。
【００９４】
その後、ガス供給機構１７０からの加圧ガスの供給を停止し、排気機構１８０によって処理チャンバ１００の内部を減圧する（図１５の工程Ｂ６、図１６（ｅ））。そして、処理チャンバ１００の内部は第１の圧力Ｐ１である大気圧、例えば０．１ＭＰａまで減圧される。なお、この減圧は、例えば一定の減圧速度で行われてもよいし、所定時間の圧力維持と圧力下降を繰り返し行い、段階的に行ってもよい。また、この減圧の制御は、例えばガス供給ライン１７２に設けられたバルブ（図示せず）の開度を調節することによって行ってもよいし、あるいはガス供給ライン１７２に設けられた電空レギュレータ（図示せず）を制御することで行ってもよい。
【００９５】
そして、処理チャンバ１００の内部が第１の圧力Ｐ１まで減圧されると、移動機構１３０によって上部チャンバ１０１を上方に移動させて、処理チャンバ１００が開けられる。その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置４１によって処理チャンバ１００の外部に搬出される（図１５の工程Ｂ７、図１６（ｅ））。なお、ウェハＷが処理チャンバ１００から搬出されると、再び処理チャンバ１００が閉じられる。
【００９６】
その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置４１によって温度調節装置３１に搬送される。温度調節装置３１では、ウェハＷは常温、例えば２５℃に温度調節される。
【００９７】
その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置４１によってトランジション装置３３に搬送され、さらに搬入出ステーション２のウェハ搬送装置２２によって所定のカセット載置板１１のカセットＣｓに搬送される。こうして、一連のウェハＷと複数のチップＣの接合処理が終了する。
【００９８】
本実施の形態においても、上述した第１の実施の形態と同様の効果を享受することができる。すなわち、工程Ｂ２において、ウェハＷが第１の温度Ｔ１以下の低温な状態で処理チャンバ１００の内部を加圧するので、例えば銅からなるバンプが酸化するのを抑制することができる。また、工程Ｂ２及びＢ３において、処理チャンバ１００の内部を加圧した状態でウェハＷを徐々に加熱するので、急加熱によるチップＣの反りを抑制すると共に、熱応力の変化に伴うウェハＷのうねりも抑制することができる。同様に、工程Ｂ５において、処理チャンバ１００の内部を加圧した状態でウェハＷを徐々に冷却するので、チップＣの反りとウェハＷのうねりを抑制することができる。したがって、工程Ｂ４において、ウェハＷと複数のチップＣを第２の温度Ｔ２に維持しつつ第２の圧力Ｐ２で押圧することで、ウェハＷと複数のチップＣを適切に接合することができる。
【００９９】
＜４．その他の実施の形態＞
以上の実施の形態では、接合装置３０において、移動機構１３０は上部チャンバ１０１を移動させていたが、上部チャンバ１０１と下部チャンバ１０２を相対的に移動させればよい。例えば移動機構１３０は、下部チャンバ１０２を移動させてもよいし、あるいは上部チャンバ１０１と下部チャンバ１０２を両方移動させてもよい。
【０１００】
また、処理チャンバ１００は、上部チャンバ１０１と下部チャンバ１０２に鉛直方向に分割されていたが、水平方向に分割されていてもよい。
【０１０１】
また、載置台１５０はウェハＷを単に載置するものであったが、例えばウェハＷを真空吸着してもよいし、あるいはウェハＷを静電吸着してもよい。
【０１０２】
なお、以上の実施の形態の接合処理において、ウェハＷを加熱する第２の温度Ｔ２（２００℃〜２７０℃）、処理チャンバ１００の内部の第２の圧力Ｐ２（０．９ＭＰａ）、処理チャンバ１００の内部の加圧時間（３０分間）はそれぞれ例示であって、種々の条件によって任意に設定される。
【０１０３】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【０１０４】
１      接合システム
２      搬入出ステーション
３      処理ステーション
３０    接合装置
３１    温度調節装置
３２    位置調節装置
３３    トランジション装置
４１    ウェハ搬送装置
５０    制御部
１００  処理チャンバ
１５０  載置台
１５１  加熱機構
１６０  昇降ピン
１６１  支持板
１６２  昇降駆動部
１７０  ガス供給機構
１８０  排気機構
Ｃ      チップ
Ｆ      フィルム
Ｗ      ウェハ
【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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【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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