(57)【要約】【課題】板状の２つの部材を貼り合わせる際、部材間のボイドの発生をより確実に抑制しつつ、両部材の貼り合わせをより精細かつ正確に行うこと。【解決手段】この貼り合わせ装置は、第１および第２の板状部材Ｗ1，Ｗ2をそれぞれ保持するための下部保持部１０および上部保持部１２と、これらの保持部１０，１２を相対的に近づけまたは遠ざける接近離間駆動部１４と、各部の動作および全体のシーケンスを制御する主制御部１６とを備える。上部保持部１２は、水平な背板３０と、第２の板状部材Ｗ2を面接触で支持するための弾性変形可能な弾性支持板３４と、この弾性支持板３４を介して第２の板状部材Ｗ2を着脱可能に吸着する吸着部３６と、弾性支持板３４を介して板状部材Ｗ2の面形状を制御する面形状制御部３８とを有している。【選択図】 図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状の第１の部材と板状の第２の部材とを貼り合わせる装置であって、
前記第１の部材を保持する第１の保持部と、
前記第１の保持部と対向して前記第２の部材を保持する第２の保持部と、
前記第１の保持部と前記第２の保持部とを相対的に近づけまたは遠ざける接近離間駆動部と
を具備し、
前記第２の保持部が、
前記第２の部材を支持するための弾性変形可能な弾性支持板と、
前記弾性支持板を介して前記第２の部材を着脱可能に吸着する吸着部と、
前記弾性支持板を介して前記第２の部材の面形状を制御する面形状制御部と
を有する、
貼り合わせ装置。
【請求項２】
前記弾性支持板に多数または無数の通気孔が設けられ、
前記吸着部は、前記通気孔を介してバキューム吸引力により前記第２の部材を吸着する、
請求項１に記載の貼り合わせ装置。
【請求項３】
前記弾性支持板は、薄い導体層とこの導体層を両面で挟み込む弾性の絶縁層とを有し、
前記吸着部は、前記導体層に直流電圧を印加して、静電気力により前記第２の部材を吸着する、
請求項１に記載の貼り合わせ装置。
【請求項４】
前記面形状制御部は、
前記弾性支持板にギャップを介して結合される背板と、
前記ギャップ内に離散的に設けられ、一端が前記背板に接触または結合し、他端が前記弾性支持板に接触または結合している伸縮制御可能な多数の伸縮支柱部材と、
前記伸縮支柱部材を各々独立かつ所望の伸縮量で伸縮させる伸縮制御部と
を有する、請求項１に記載の貼り合わせ装置。
【請求項５】
前記伸縮支柱部材は、前記ギャップ内でマトリクス状に多数配置される、請求項４に記載の貼り合わせ装置。
【請求項６】
前記伸縮支柱部材は、前記ギャップ内で同心円状に多数配置される、請求項４に記載の貼り合わせ装置。
【請求項７】
前記伸縮支柱部材は、ピエゾ素子を有する、請求項４〜６のいずれか一項に記載の貼り合わせ装置。
【請求項８】
前記伸縮支柱部材は、前記ピエゾ素子の伸縮方向で前記ピエゾ素子と前記伸縮支柱部材との間または前記ピエゾ素子と前記背板との間に設けられるギャップ拡張部材を有する、請求項７に記載の貼り合わせ装置。
【請求項９】
前記伸縮支柱部材は、リニアアクチエータを有する、請求項４〜６のいずれか一項に記載の貼り合わせ装置。
【請求項１０】
前記伸縮支柱部材は、マイクロアクチエータを有する、請求項４〜６のいずれか一項に記載の貼り合わせ装置。
【請求項１１】
前記背板に、前記伸縮制御部を構成する電気部品の少なくとも一部が取り付けられる、請求項４〜１０のいずれか一項に記載の貼り合わせ装置。
【請求項１２】
前記背板は、プリント配線板である、請求項１１に記載の貼り合わせ装置。
【請求項１３】
前記弾性支持板に多数または無数の第１通気孔が設けられ、
前記背板に多数または無数の第２通気孔が設けられ、
前記弾性支持板と前記背板との間の前記ギャップが気密に形成され、
前記吸着部は、前記第１通気孔および前記第２通気孔を介してバキューム吸引力により前記第２の部材を吸着する、
請求項４〜１２のいずれか一項に記載の貼り合わせ装置。
【請求項１４】
前記弾性支持板は、合成樹脂製の薄板を有する、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の貼り合わせ装置。
【請求項１５】
前記弾性支持板は、金属製の薄板を有する、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の貼り合わせ装置。
【請求項１６】
板状の第１の部材と板状の第２の部材とを貼り合わせる装置であって、
前記第１の部材を保持する非弾性保持部と、
前記非弾性保持部と対向して前記第２の部材を支持するための弾性変形可能な弾性支持板と、
前記弾性支持板を介して前記第２の部材を着脱可能に吸着する吸着部と、
前記弾性支持板に支持されている前記第２の部材の面形状を測定する面形状測定部と、
前記非弾性保持部と前記弾性支持板とを相対的に近づけまたは遠ざける接近離間駆動部と、
前記面形状測定部より得られる面形状測定結果に基づいて、前記第１の部材と貼り合わされる前または貼り合わされる時の前記第２の部材の面形状を前記弾性支持板を介して制御する面形状制御部と
を有する貼り合わせ装置。
【請求項１７】
前記面形状測定部は、前記第２の部材の歪状態、撓み状態、反り状態、表面の凹凸状態の少なくとも１つを測定する、請求項１６に記載の貼り合わせ装置。
【請求項１８】
前記面形状測定部は、
前記第２の部材の貼り合わせ面上に離散的に設定された複数の代表点に対して前記第２の保持部と平行な基準面からの距離を測定するための距離センサと、
前記複数の代表点についての距離測定値に基づいて、前記第２の部材の貼り合わせ面の他の位置または領域について補間法により前記基準面からの距離を求める補間演算部と
を有する、請求項１６または請求項１７に記載の貼り合わせ装置。
【請求項１９】
前記非弾性保持部は、少なくとも任意の水平方向に移動可能な移動ステージを有し、
前記距離センサは、前記移動ステージに取り付けられている、
請求項１８に記載の貼り合わせ装置。
【請求項２０】
前記距離センサは、光学式の距離センサである、請求項１８または請求項１９に記載の貼り合わせ装置。
【請求項２１】
板状の第１の部材と板状の第２の部材とを貼り合わせる方法であって、
非弾性保持部により前記第１の部材を保持する工程と、
前記非弾性保持部と対向して設けられる弾性変形可能な弾性支持板により前記第２の部材を保持する工程と、
前記第２の部材の面形状を測定する工程と、
前記面形状測定の結果に基づいて、前記弾性支持板に保持されている前記第２の部材を前記弾性支持板を介して所定の面形状に成形する工程と、
前記第１の部材の一部と前記第２の部材の一部とが接触し、または接触する寸前まで、前記非弾性保持部と前記弾性支持板とを相対的に近づける工程と、
前記第１の部材に貼り合わされるように前記第２の部材の各部位を前記弾性支持板を介して所定の順序で押圧する工程と、
前記第１の部材に貼り合わされた前記第２の部材から前記弾性支持板を引き離す工程と
を有する貼り合わせ方法。
【請求項２２】
板状の第１の部材と板状の第２の部材とを貼り合わせる方法であって、
非弾性の保持部により前記第１の部材を保持する工程と、
前記非弾性保持部と対向して設けられる弾性変形可能な弾性支持板により前記第２の部材を保持する工程と、
前記弾性支持板に保持されている前記第２の部材を前記弾性支持板を介して所定の面形状に成形する工程と、
前記第２の部材の面形状を測定する工程と、
前記面形状測定の結果に基づいて、前記弾性支持板に保持されている前記第２の部材の前記成形された面形状を補正する工程と、
前記第１の部材の一部と前記第２の部材の一部とが接触し、または接触する寸前まで、前記非弾性保持部と前記弾性支持板とを相対的に近づける工程と、
前記第１の部材に貼り合わされるように前記第２の部材の各部位を前記弾性支持板を介して所定の順序で押圧する工程と、
前記第１の部材に貼り合わされた前記第２の部材から前記弾性支持板を引き離す工程と
を有する貼り合わせ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板状の２つの部材を貼り合わせるための貼り合わせ装置および貼り合わせ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体デバイスの製造分野では、特殊な用途で２つのシリコン基板をウエハレベルで貼り合わせる加工が行われている。たとえば、ＴＳＶ（Through Silicon Via）等の３次元積層チップの製造プロセスでは、シリコン基板を薄肉化する裏面グライディング工程に際して集積回路とビアが形成されている当該半導体ウエハに同形および同サイズのベアウエハが支持部材として貼り合わされる。また、ＳＯＩ (Silicon On Insulator）技術では、酸化膜を介して２枚の半導体ウエハが貼り合わされる。また、ＢＳＩ(Back Side Illumination)型ＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサの製造プロセスでは、どちらにも画素の集積回路が形成されている２枚の半導体ウエハが貼り合わされる。
【０００３】
この種の貼り合わせ加工においては、両ウエハ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ことが最も嫌われる。少なくともボイドが発生している辺りのウエハ領域から個片に切り出されるダイ（チップ）は不良品になり、歩留まりが低下するからである。
【０００４】
従来より、ウエハの貼り合わせ界面にボイドが発生するのを解消するために、載置テーブルと対向して配置される保持板を可撓性材料で構成し、載置テーブル側の下ウエハ（第１の部材）と保持板側の上ウエハ（第２の部材）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装置が開発されている（特許文献１）。
【０００５】
この貼り合わせ装置においては、吸気機構により、下部チャック（第１の保持部）と上部チャック（第２の保持部）間の空間（貼り合わせ空間）の雰囲気を吸気し、上部チャックの保持部の上面にかかる圧力と貼り合わせ空間内の圧力との差圧を所定の圧力にすることで、上ウエハを保持した上部チャックの一箇所（通常中心部）を撓ませることができる。そうすると、この上ウエハの撓んだ部分が下ウエハに当接する。その後、吸気機構により貼り合わせ空間の雰囲気をさらに吸気し、貼り合わせ空間内の圧力を上部チャックと上ウエハ間の圧力より低くすることで、上ウエハが上部チャックから落下して、上ウエハの全面が下ウエハの全面に当接する。このとき、上部チャックは、下ウエハに当接した部位（中心部）から、当該上ウエハの径方向外側に向かって順次当接する。こうして、貼り合わせ空間内にボイドとなりうる空気が存在している場合でも、空気は上ウエハが下ウエハと当接している箇所より常に外側に存在することになり、当該空気を部材間から逃がすようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２０１０／０５５７３０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記従来の貼り合わせ装置においては、上述したように、吸気機構により、貼り合わせ空間内の圧力を上部チャックと上ウエハ間の圧力より低くすることで、上ウエハが上部チャックから落下して、上ウエハの全面が下ウエハの全面に当接するようになっている。このとき、大まかには、上ウエハは、下ウエハに当接した部位（ウエハ中心部）から、当該上ウエハの径方向外側に向かって順次当接する。しかし、上ウエハが上部チャックから落下しながら径方向外側に向かって順次下ウエハに当接するときの動作を精細に制御することは困難である。このため、吸気機構により撓まされる側のウエハつまり上ウエハに歪、撓み、反り、表面の凹凸等がある場合には、貼り合わせ空間内にボイドが残る可能性がある。
【０００８】
また、上記貼り合わせ装置を含めて従来の貼り合わせ装置はいずれも、貼り合わせの前には両ウエハ間の位置合わせを正確に行っても、貼り合わせの時に、つまり両ウエハ間の局所接触から全面接触までの一連の動作の中で、貼り合わせ空間内の空気圧の影響や滑り等により位置ずれを生じることがある。特に、上ウエハに歪、撓み、反り、表面の凹凸等がある場合は、そのような位置ずれを生じやすい。
【０００９】
しかしながら、ＢＳＩ型ＣＭＯＳイメージセンサの製造プロセスのように、どちらにも集積回路が形成されている半導体ウエハ同士を一体に接合する貼り合わせ加工では、位置ずれの非常に小さい（３００ｍｍ口径のウエハでは１μｍ以下の）貼り合わせ精度が要求される。従来の貼り合わせ装置または貼り合わせ方法によってこのような高精度の貼り合わせを行うのは非常に困難である。
【００１０】
本発明は、上記従来技術の問題点を解決するものであり、板状の２つの部材を貼り合わせる際、部材間のボイドの発生をより確実に抑制しつつ、両部材の貼り合わせをより精細かつ正確に行うことを目的とする。
【００１１】
さらに、本発明は、板状の２つの部材を貼り合わせる際、位置ずれの殆どない高精度の貼り合わせを行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の観点における貼り合わせ装置は、板状の第１の部材と板状の第２の部材とを貼り合わせる装置であって、前記第１の部材を面接触で保持する第１の保持部と、前記第１の保持部と対向して前記第２の部材を保持する第２の保持部と、前記第１の保持部と前記第２の保持部とを相対的に近づけまたは遠ざける接近離間駆動部とを具備し、前記第２の保持部が、前記第２の部材を面接触で支持する弾性変形可能な弾性支持板と、前記弾性支持板を介して前記第２の部材を着脱可能に吸着する吸着部と、前記弾性支持板を介して前記第２の部材の面形状を制御する面形状制御部とを有する。
【００１３】
上記第１の観点における貼り合わせ装置は、第２の部材を保持する第２の保持部に、上記構成の弾性支持板、吸着部および面形状制御部を備えることにより、貼り合わせ前に第２の部材を任意の面形状に成形することが可能であり、貼り合わせ時には第２の部材の各部位を任意の順序できめ細かく所定の基準姿勢（通常は水平または平坦な状態）に制御して第１の部材の対応する各部位に隙間なくぴったり接合させることができる。これにより、両部材間の接触界面でボイドの発生を確実に防止できるとともに、貼り合わせ空間内の空気圧の影響や滑り等による位置ずれも効果的に防止できる。また、第２の部材に歪、撓み、反りまたは表面の凹凸があっても、両部材の貼り合わせを精細かつ正確に行うことができる。
【００１４】
本発明の第２の観点における貼り合わせ装置は、板状の第１の部材と板状の第２の部材とを貼り合わせる装置であって、前記第１の部材を面接触で保持する非弾性の保持部と、前記非弾性保持部と対向して、前記第２の部材を面接触で支持する弾性変形可能な弾性支持板と、前記弾性支持板を介して前記第２の部材を着脱可能に吸着する吸着部と、前記弾性支持板に支持されている前記第２の部材の面形状を測定する面形状測定部と、前記非弾性保持部と前記弾性支持板とを相対的に近づけまたは遠ざける接近離間駆動部と、前記面形状測定部より得られる面形状測定結果に基づいて、前記第１の部材と貼り合わされる前または貼り合わされる時の前記第２の部材の面形状を前記弾性支持板を介して制御する面形状制御部とを有する。
【００１５】
上記第２の観点における装置構成は、第２の部材を保持する第２の保持部に、上記構成の弾性支持板、吸着部および面形状制御部を備えることにより、上記第１の観点における装置と同様の作用効果が得られるだけでなく、面形状測定部より得られる面形状測定結果を面形状制御部の面形状制御に反映させることにより、貼り合わせ前に第２の部材を成形する面形状の精度、および貼り合わせ時に第２の部材の各部位を基準姿勢（通常は水平または平坦な状態）に制御する際の精度を一層向上させることができる。これにより、ボイド発生防止効果および位置置ずれ防止効果を一層高め、両部材の貼り合わせを一層精細かつ正確に行うことができる。
【００１６】
本発明の第１の貼り合わせ方法は、板状の第１の部材と板状の第２の部材とを貼り合わせる方法であって、非弾性の保持部により前記第１の部材を面接触で保持する工程と、前記非弾性保持部と対向して設けられる弾性変形可能な弾性支持板により前記第２の部材を面接触で保持する工程と、前記第２の部材の面形状を測定する工程と、前記面形状測定の結果に基づいて、前記弾性支持板に保持されている前記第２の部材を前記弾性支持板を介して所定の面形状に成形する工程と、前記第１の部材の一部と前記第２の部材の一部とが接触し、または接触する寸前まで、前記非弾性保持部と前記弾性支持板とを相対的に近づける工程と、前記第１の部材に貼り合わされるように前記第２の部材の各部位を前記弾性支持板を介して所定の順序で押圧する工程と、前記第１の部材に貼り合わされた前記第２の部材から前記弾性支持板を引き離す工程とを有する。
【００１７】
上記第１の貼り合わせ方法においては、貼り合わせの前に第２の部材の面形状を測定し、その面形状測定の結果に基づいて、弾性支持板に保持されている第２の部材を弾性支持板を介して所定の面形状に成形する。したがって、第２の部材に歪、撓み、反りまたは表面の凹凸があっても、それが無いときと同じように貼り合わせ前に当該第２の部材を予め設定された所定の面形状に成形することができる。
【００１８】
本発明の第２の貼り合わせ方法は、板状の第１の部材と板状の第２の部材とを貼り合わせる方法であって、非弾性の保持部により前記第１の部材を保持する工程と、前記非弾性保持部と対向して設けられる弾性変形可能な弾性支持板により前記第２の部材を保持する工程と、前記弾性支持板に保持されている前記第２の部材を前記弾性支持板を介して所定の面形状に成形する工程と、前記第２の部材の面形状を測定する工程と、前記面形状測定の結果に基づいて、前記弾性支持板に保持されている前記第２の部材の前記成形された面形状を補正する工程と、前記第１の部材の一部と前記第２の部材の一部とが接触し、または接触する寸前まで、前記非弾性保持部と前記弾性支持板とを相対的に近づける工程と、前記第１の部材に貼り合わされるように前記第２の部材の各部位を前記弾性支持板を介して所定の順序で押圧する工程と、前記第１の部材に貼り合わされた前記第２の部材から前記弾性支持板を引き離す工程とを有する。
【００１９】
上記第２の貼り合わせ方法においては、貼り合わせの前に成形した第２の部材の面形状を測定し、その面形状測定の結果に基づいて、弾性支持板に保持されている第２の部材の成形されている面形状を補正するので、貼り合わせ前に第２の部材に付与する所定面形状の精度を一層高めることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の貼り合わせ装置または貼り合わせ方法によれば、上記のような構成および作用により、板状の２つの部材を貼り合わせる際に部材間のボイドの発生をより確実に抑制しつつ、両部材の貼り合わせをより精細かつ正確に行うことができる。さらに、板状の２つの部材を貼り合わせる際、位置ずれの殆どない高精度の貼り合わせを行うこともできる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態における貼り合わせ装置の構成を示す図である。
【図２】上記貼り合わせ装置の要部の構成を示す断面図である。
【図３】上記貼り合わせ装置における伸縮支柱部材の２次元的な配置構成（レイアウト）の一実施例を示す略平面図である。
【図４】上記貼り合わせ装置における面状制御部の主要な構成を示す。
【図５】上記貼り合わせ装置において上部保持部にウエハをローディングする動作の一段階を示す略断面図である。
【図６】上記貼り合わせ装置において上部保持部にウエハをローディングする動作の一段階を示す略断面図である。
【図７】上記貼り合わせ装置における面形状測定動作の様子を示す略断面図である。
【図８】弾性支持板および第２のウエハ上に設定されるマトリクス区画上に距離測定値のデータをマッピングする技法を示す図である。
【図９】上記マトリクス区画上に距離測定値誤差データをマッピングする技法を示す図である。
【図１０】上記マトリクス区画上に基準の所要ピエゾ伸縮量データをマッピングする技法を示す図である。
【図１１】上記マトリクス区画上に補正後の所要ピエゾ伸縮量データをマッピングする技法を示す図である。
【図１２】上記貼り合わせ装置において貼り合わせ前に上部保持部側の第２のウエハを所定の面形状に成形した状態を示す略断面図である。
【図１３】上記貼り合わせ装置において貼り合わせ前に所定の面形状に成形された第２のウエハに対する面形状測定動作の様子を示す略断面図である。
【図１４】上記貼り合わせ装置における貼り合わせ動作の一段階（初期段階）を示す略断面図である。
【図１５】上記貼り合わせ装置における貼り合わせ動作の一段階（中間段階）を示す略断面図である。
【図１６】上記貼り合わせ装置における貼り合わせ動作の一段階（最終段階）を示す略断面図である。
【図１７】上記貼り合わせ装置における貼り合わせ完了直後の各部の状態を示す略断面図である。
【図１８】上記貼り合わせ装置における貼り合わせ動作終了後の一状態を示す略断面図である。
【図１９】上記貼り合わせ装置の一変形例における貼り合わせ動作の一段階（初期段階）を示す略断面図である。
【図２０】上記変形例における貼り合わせ動作の一段階（中間段階）を示す略断面図である。
【図２１】上記変形例における貼り合わせ動作の一段階（最終段階）を示す略断面図である。
【図２２】上記貼り合わせ装置における位置合わせ機構の構成を示す断面図である。
【図２３】位置合わせ機構による位置合わせ動作の一段階を示す略断面図である。
【図２４】上記位置合わせ動作の一段階を示す略断面図である。
【図２５】上記位置合わせ動作の一段階を示す略断面図である。
【図２６】上記位置合わせ動作の一段階を示す略断面図である。
【図２７】上記貼り合わせ装置の吸着部に係る一変形例を示す図である。
【図２８】上記貼り合わせ装置における伸縮支柱部材の２次元的な配置構成（レイアウト）の一変形例を示す略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、添付図を参照して本発明の好適な実施の形態を説明する。
［実施形態における貼り合わせ装置の構成］
【００２３】
図１および図２に、本発明の一実施形態における貼り合わせ装置の構成を示す。この貼り合わせ装置は、基本構成として、第１および第２の板状部材たとえば半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）Ｗ1，Ｗ2をそれぞれ保持するための下部保持部１０および上部保持部１２と、これらの保持部１０，１２を相対的に近づけまたは遠ざける接近離間駆動部１４と、各部の動作および全体のシーケンスを制御する主制御部１６とを備える。
【００２４】
下部保持部１０は、上面に第１のウエハＷ1を面接触で載置するテーブル型の下部チャック１８と、この下部チャック１８の上面に第１のウエハＷ1を固定するための固定機構２０とを有している。固定機構２０は、たとえば吸着機構からなり、下部チャック１８の上面（載置面）に離散的に形成された複数の吸気口２２と、下部チャック１８内部の通気路２４および外部の通気管２６を介して吸気口２２に接続される真空発生装置２８とを有している。通気管２６の途中に設けられている方向切換弁２５を大気ポート２７側に切り換えることにより、バキュームライン（通気管２６、通気路２４、吸気口２２）を大気開放できるようになっている。下部保持部１０には、外部の搬送装置（図示せず）とウエハＷ1の受け渡しを行うためのリフトピン機構（図示せず）も備わっている。
【００２５】
上部保持部１２は、図示しない支持部材に結合され固定されている水平な背板３０と、第２のウエハＷ2を面接触で支持するためにリング状のフランジ部３２を介して背板３０の下に取り付けられている弾性変形可能な弾性支持板３４と、この弾性支持板３４を介して第２のウエハＷ2を着脱可能に吸着する吸着部３６と、弾性支持板３４を介してウエハＷ2の面形状を制御する面形状制御部３８とを有している。背板３０は、面形状制御部３８との関係で、プリント配線板を用いている。
【００２６】
弾性支持板３４は、合成樹脂（好ましくはフッ素樹脂、シリコーン樹脂）の薄板あるいは金属（好ましくはＳＵＳ系もしくは鉄系）の薄板からなり、自由空間の中で板面の任意の部位を局所的に押圧すると、その部位およびその付近が押圧方向に変位し、押圧力を解除すると変位していた部分が完全に元に戻るようになっている。弾性支持板３４の周縁部はフランジ部３２に気密に接続されている。弾性支持板３４とフランジ部３２と背板３０との間に密閉（真空封止）可能なギャップＧＰが形成されている。弾性支持板３４の第２のウエハＷ1と面接触で重なる領域には、吸着部３６との関係で、バキューム吸着用の多数または無数の通気（貫通）孔３４ａが形成されている。
【００２７】
吸着部３６は、弾性支持板３４の通気孔３４ａにギャップＧＰを介して真空発生装置４０を接続している。この実施形態では、背板３０にも多数または無数の通気（貫通）孔３０ａが形成されるとともに、背板３０の裏側（上）に気密なマニホルドまたはバッファ室４２が設けられ、このバッファ室４２に配管４４を介して真空発生装置４０が接続されている。真空発生装置４０は、たとえば真空ポンプまたはエジェクタで構成されている。配管４４の途中には方向切換弁４６が設けられている。この方向切換弁４６により、バッファ室４２内およびギャップＧＰ内の空間を真空発生装置４０の出側または大気ポート４８のいずれにも選択的に接続できるようになっている。
【００２８】
面形状制御部３８は、背板３０と、ギャップＧＰ内で背板３０に取り付けられている多数の伸縮支柱部材５０と、これら多数の伸縮支柱部材５０を各々独立かつ所望の伸縮量で伸縮させる伸縮制御部５２（図４）とで構成されている。伸縮制御部５２を構成する電気部品の少なくとも一部は、電子部品パッケージ５４の形態で背板３０の裏面（上面）に取り付けられている。
【００２９】
図２に示すように、各々の伸縮支柱部材５０は、棒状のピエゾ素子５６と棒状のギャップ拡張部材５８とを有している。ここで、ピエゾ素子５６の一端（上端）は背板３０に接触または結合し、ピエゾ素子５６の他端（下端）とギャップ拡張部材５８の一端（上端）とが結合し、ギャップ拡張部材５８の他端（下端）が弾性支持板３４の裏面（上面）に接触または結合している。ギャップ拡張部材５８は、任意の剛体たとえば樹脂、金属またはセラミックからなり、伸縮支柱部材５０の長さ寸法を拡張し、ひいてはギャップＧＰの高さ寸法を拡張し、さらには弾性支持板３４との接触性または結合性を増大させている。図示の構成例では、弾性支持板３４との接触面積または接続面積を大きくするために、ギャップ拡張部材５８の下端部５８ａが逆テーパ状に太くなっている。
【００３０】
ピエゾ素子５６は、たとえば、多数の圧電素子を重ねて棒状に形成した積層型の圧電セラミックアクチエータで構成されている。図示の構成例では、ピエゾ素子５６の対向する側面に一対の電極５８Ａ，５８Ｂが接続されている。これらの電極５８Ａ，５８Ｂは、可撓性の電気コードまたはボンディングワイヤ６０Ａ，６０Ｂおよび背板３０上のプリント配線６２Ａ，６２Ｂを介して背板３０の裏面側の電子部品パッケージ５４の対応するリード５４ａに電気的に接続されている。後述するように、電子部品パッケージ５４に内蔵されているピエゾ駆動回路８０（図４）より、プリント配線６２Ａ，６２Ｂ、ボンディングワイヤ６０Ａ，６０Ｂおよび電極５８Ａ，５８Ｂを介してピエゾ素子５６に直流の駆動電圧が印加される。ピエゾ素子５６は、印加された駆動電圧の極性および／または電圧値に応じて軸方向に伸縮するようになっている。
【００３１】
この実施形態では、背板３０の両面のプリント配線を繋いでいる中空のスルーホール６４が、吸着部３６において背板３０の上下の閉空間（４２，ＧＰ）を接続する通気孔３０ａを兼ねている。別の実施例として、スルーホール６４から独立した通気孔３０ａを背板３０に形成する構成も可能である。背板３０には、主制御部１６からの電気ケーブル６６と接続するコネクタ６８も取り付けられている（図１）。
【００３２】
図１に戻り、接近離間駆動部１４は、主制御部１６の制御の下で動作するＸＹステージ７０およびＺθステージ７２を有している。ＸＹステージ７０の上にＺθステージ７２が搭載され、Ｚθステージ７２の上に下部チャック１８が搭載されている。ＸＹステージ７０は、Ｚθステージ７２および下部チャック１８を一体的に水平面（ＸＹ面）内の任意の方向に移動させ、かつ可動範囲内の任意の位置で固定（静止）できるように構成されている。Ｚθステージ７２は、下部チャック１８を鉛直方向（Ｚ方向）および／または周回方向（θ方向）に移動させ、かつ可動範囲内の任意の位置で固定（静止）できるように構成されている。
【００３３】
この貼り合わせ装置は、上部保持部１２に保持されている第２のウエハＷ2の面形状を測定するための面形状測定部７４を備えている。この実施形態における面形状測定部７４は、下部チャック１８の一側面に水平の支持板７６を介して取り付けられた光学式距離センサ７８を有している。接近離間駆動部１４を動作させることにより、上部保持部１２に保持されている第２のウエハＷ2の真下で光学式距離センサ７８を任意にスキャンできるようになっている。
【００３４】
光学式距離センサ７８は、任意の高さ位置から直上の物体との距離を光学的に測定する。この光学的な距離測定のために、光学式距離センサ７８は、垂直上方に光ビームを投光する投光部と、該光ビームの当たった物体（ウエハＷ2）から反射してくる光を測定距離に応じた位置で受光する受光部とを有している。
【００３５】
さらに、この貼り合わせ装置には、下部保持部１０に保持されている第１のウエハＷ1と上部保持部１２に保持されている第２のウエハＷ2との間で位置合わせを行うための位置合わせ機構１００（図２２〜図２６）も備わっている。
【００３６】
図３に、上部保持部１２に設けられる伸縮支柱部材５０の２次元的な配置構成（レイアウト）の一例を示す。このレイアウトでは、第２のウエハＷ2およびこれと面接触で重なる弾性支持板３４の有効エリアをマトリクス状に区画し、マトリクス区画の各単位領域Ｅi,j（i=1,2,・・n，j=1,2,・・m）毎に１個の伸縮支柱部材５０i,jを設けている。面形状制御部３８は、弾性支持板３４に対して、ひいては弾性支持板３４を介して第２のウエハＷ2に対して、マトリクス区画の各単位領域Ｅi,j毎に伸縮支柱部材５０i,jを通じて所望の押圧力または引力を加えられるようになっている。
【００３７】
図４に、伸縮制御部５２の構成を示す。伸縮制御部５２は、上記のように背板３０と弾性支持板３４との間のギャップＧＰ内にマトリクス状に多数配置されている各々の伸縮支柱部材５０i,jを個別に駆動するためのピエゾ駆動回路８０i,jと、このピエゾ駆動回路８０i,jを通じて各ピエゾ素子５６i,jないし伸縮支柱部材５０i,jの伸縮量を制御するピエゾ制御部８２とを有している。伸縮制御部５２は、ギャップＧＰ内に分布する全ての伸縮支柱部材５０について、伸縮の有無、伸縮量、伸縮動作のタイミング、速度等を各々独立に制御することができる。ピエゾ制御部８２は、マイクロコンピュータ、メモリおよび所要のインタフェースを有しており、所定のプログラムにしたがって後述する様々な演算処理および制御を実行する。また、ピエゾ制御部８２は、ハードウェハ的には、背板３０に取り付けられる電子部品パッケージ５４にピエゾ駆動回路８０と一緒にまたは別々に搭載されてもよく、あるいは主制御部１６の中に組み込まれてもよい。
【００３８】
主制御部１６も、マイクロコンピュータ、メモリおよび所要のインタフェースまたは周辺装置を含んでおり、この貼り合わせ装置内の各部の動作または状態および装置全体のシーケンスを制御する。この実施形態における主制御部１６は、制御および演算機能の面で、吸着部３６、面形状制御部３８、面形状測定部７４の各々の一部または全部を構成している。
［実施形態における貼り合わせ装置の作用］
【００３９】
次に、図５〜２１につき、この実施形態における貼り合わせ装置の作用を説明する。
【００４０】
先ず、搬送装置と連携して、ワークピースとなる第１および第２のウエハＷ1，Ｗ2を下部保持部１０および上部保持部１２にそれぞれローディングする。下部保持部１０においては、リフトピン機構が、搬送装置より第１のウエハＷ1を受け取って下部チャック１８に載置する。直後に、固定機構２０が作動して、バキューム吸引力でウエハＷ1を下部チャック１８に固定する。
【００４１】
一方、上部保持部１２は、図５および図６に示すようにして第２のウエハＷ2をローディングする。すなわち、図５に示すように、搬送装置のアーム８４が、第２のウエハＷ2を水平姿勢で弾性支持板３４の真下に運んでくる。この時、上部保持部１２においては、吸着部３６および面形状制御部３８が停止しており、弾性支持板３４はニュートラルな水平状態を保っている。
【００４２】
次に、図６に示すように、第２のウエハＷ2が弾性支持板３４に接触し、または接触する寸前まで、搬送装置のアーム８４が上昇移動する。直後に、上部保持部１２の吸着部３６が作動する。吸着部３６は、方向切換弁４６を真空発生装置４０側に切り換え、真空発生装置４０を起動させる。これにより、バッファ室４２内およびギャップＧＰ内の空間が真空発生装置４０により吸気（排気）されて減圧状態になり、第２のウエハＷ2には弾性支持板３４の通気孔３４ａを介してバキューム吸引力が加わる。こうして、第２のウエハＷ2は、弾性支持板３４に吸い着くようにして上部保持部１２にローディングされる。
【００４３】
この後、位置合わせ機構１００（図２２〜２６）が動作して、下部保持部１０に保持されている第１のウエハＷ1と上部保持部１２に保持されている第２のウエハＷ2との間で位置合わせが行われる。
【００４４】
位置合わせの終了後、面形状測定部７４が動作し、図７に示すように、上部保持部１２の真下で光学式距離センサ７８を一定高さの水平面（基準面）内でＸ方向および／またはＹ方向に移動させ、第２のウエハＷ2の貼り合わせ面（下面）上に設定されている複数（好ましくは１０以上）の代表点ＰN（N=1,2,・・）について基準面からの距離ＤNを測定する。なお、代表点ＰNは、マトリクス区画（図３）の中のいずれかの単位領域内に設定される。
【００４５】
主制御部１６は、面形状測定部７４が取得した第２のウエハＷ2上の代表点ＰNにおける測定値を基に、所定の補間法によってマトリクス区画（図３）の他の全ての単位領域における測定値（正確には推測値）を演算し、たとえば図８に示すようにメモリ内に構築可能な所定のテーブルＴＡ1上でマトリクス区画の各単位領域Ｅi,j毎に距離測定値Ｄi,jのデータをマッピングする。次いで、主制御部１６は、所定の距離基準値ＳDに対する各距離測定値Ｄi,jの誤差δＤi,jを演算し、図９に示すように別のテーブルＴＡ2上でマトリクス区画の各単位領域Ｅi,j毎に距離測定値誤差δＤi,jのデータをマッピングする。
【００４６】
ここで、当該第２のウエハＷ2に歪、撓み、反り、表面の凹凸等が一切無くて、ウエハＷ2が完全に平坦である場合は、マトリクス区画の全ての領域で距離測定値誤差δＤが同じ値（例えば零）になる。しかし、当該ウエハＷ2に歪、撓み、反りまたは表面の凹凸がある場合は、その平坦でない固有の表面状態（プロファィル）がマトリクス区画上の距離測定値誤差δＤの分布に反映される。
【００４７】
一方で、主制御部１６は、貼り合わせの前に第２のウエハＷ2に与える所定の面形状のパラメータ値を設定入力しており、完全に平坦である場合の第２のウエハＷ2を該所定面形状に成形するために必要な各伸縮支柱部材５０i,jの伸縮量（ピエゾ伸縮量）Ｆi,jを演算し、たとえば図１０に示すように所定のテーブルＴＡ3上でマトリクス区画の各単位領域Ｅi,j毎に標準のピエゾ伸縮量Ｆi,jのデータを予めマッピングしている。
【００４８】
そして、主制御部１６は、今回のワークピースである第２のウエハＷ2について、マトリクス区画の各単位領域Ｅi,j毎に各伸縮支柱部材５０i,jの所要ピエゾ伸縮量Ｆi,jに距離測定値誤差δＤi,jに応じた補正をかけ、図１１に示すように所定のテーブルＴＡ4上でマトリクス区画の各単位領域Ｅi,j毎に補正後の所要ピエゾ伸縮量Ｍi,jのデータをマッピングする。ここで、補正後の所要ピエゾ伸縮量Ｍi,jは、今回のワークピースである第２のウエハＷ2の固有または本来の面形状に対応しており、このウエハＷ2を貼り合わせ前の予め設定された所定の面形状に成形するために必要な各伸縮支柱部材５０i,jの伸縮量である。
【００４９】
第２のウエハＷ2に与えられる貼り合わせ前の所定面形状としては、典型的には、ウエハ中心が最も低い位置にあり、ウエハ中心からウエハ外周に向かって半径方向に一定の曲率で次第に高くなるような下向きの凸面形状が選ばれる。主制御部１６ないし伸縮制御部５２は、テーブルＴＡ4上の所要ピエゾ伸縮量Ｍi,jに応じた制御信号を各ピエゾ駆動回路８０i,jに送り、各伸縮支柱部材５０i,jのピエゾ素子５６i,jを所要ピエゾ伸縮量Ｍi,jだけ伸長または短縮させる。この場合、弾性支持板３４の有効エリア全域で全ての伸縮支柱部材５０を個別に伸長させてもよい。あるいは、中心部および中間部に分布している伸縮支柱部材５０をそれぞれ個別に伸長させるとともに、周辺部に分布している伸縮支柱部材５０をそれぞれ個別に短縮させてもよい。
【００５０】
こうして、面形状制御部３８の各伸縮支柱部材５０i,jが各々個別の変位量で伸長変位または短縮変位することにより、弾性支持板３４を介して第２のウエハＷ2の各部（マトリクス区画の各単位領域Ｅi,j毎）に個別の押圧力または引力が加えられ、第２のウエハＷ2の面形状がそれまでの略水平な面形状から予め設定された所定の面形状、たとえば図１２に示すような一定曲率の凸面形状に変化する。
【００５１】
このように、この実施形態においては、上記のような面形状測定部７４および面形状制御部３８の働きにより、今回のワークピースである第２のウエハＷ2に歪、撓み、反りまたは表面の凹凸があっても、それが無いときと同じように貼り合わせ前に当該第２のウエハＷ2を予め設定された所定または標準の面形状に成形することができる。
【００５２】
さらに、この実施形態においては、貼り合わせ前に第２のウエハＷ2に付与する所定面形状の精度を一層高めるために、面形状測定部７４および面形状制御部３８を再度動作させる。詳細には、図１３に示すように、面形状測定部７４は、前回と同様に上部保持部１２の真下で光学式距離センサ７８を一定高さの水平面（基準面）内でＸ方向またはＹ方向に移動させ、第２のウエハＷ2の貼り合わせ面（下面）上に設定されている複数の代表点ＰK(K=1,2,・・）について基準面からの距離ＬKを測定する。主制御部１６は、面形状測定部７４で取得された各代表点Ｐでの距離測定値ＬKを予め設定されている基準値ＳKと比較し、その誤差（ＳK−ＬK）の値が零になるように、面形状制御部３８を通じて該当する伸縮支柱部材５０i,jの伸縮量Ｍi,jを微調整する。こうして、貼り合わせ前の第２のウエハＷ2を高い精度で所定の面形状に成形することができる。
【００５３】
次に、主制御部１６は、図１４に示すように、接近離間駆動部１４のＺθステージ７２を制御して、下部チャック１８を所定の距離だけ垂直上方に移動させ、下部保持部１０側の第１のウエハＷ1と上部保持部１２側の第２のウエハＷ2とをウエハ中心部にて局所的に当接させる。上記のように第２のウエハＷ2の成形された凸面形状は非常に精度が高いので、第２のウエハＷ2は正確に点対象の凸面形状の下でウエハ中心点にて第１のウエハＷ1に当接する。なお、この場合、第１のウエハＷ1と第２のウエハＷ2は、それぞれの中心部が当接する寸前まで近接していて、厳密には離れている状態であってもよい。
【００５４】
次に、主制御部１６ないし伸縮制御部５２は、図１５に示すように、第１のウエハＷ1に既に当接（または当接する寸前に近接）している第２のウエハＷ2の中心部を除く全域で中心部から周辺部に向かって順番に伸縮支柱部材５０i,jをそれぞれ個別に所定量だけ伸長させる。伸縮支柱部材５０i,jが伸びる場所付近では、弾性支持板３４を介して第２のウエハＷ2に上から押圧力が加えられ、辺りのウエハ部位が下方に変位して第１のウエハＷ1の対向する部位に当接する。
【００５５】
この場合、ウエハ中心から等距離（同一半径上）に位置する場所であっても、該当する伸縮支柱部材５０の伸長動作のタイミングを任意にずらすこともできる。したがって、たとえば半径方向外側に向かって渦巻き状に伸縮支柱部材５０を次々と伸長動作させることもできる。
【００５６】
主制御部１６ないし伸縮制御部５２は、各々の伸縮支柱部材５０i,jの直前の伸縮量または全長を把握しているので、第１のウエハＷ1に既に当接している中心部の伸縮支柱部材５０と同じ伸長量または全長になるように、各々の伸縮支柱部材５０i,j毎に追加の伸長量を演算することができる。
【００５７】
こうして、最後に最外周に位置する伸縮支柱部材５０が他の伸縮支柱部材５０と同じ長さまで伸びると、図１６に示すように、第２のウエハＷ2が第１のウエハＷ1に隙間なく全面で接触し、貼り合わせが完了する。なお、このウエハＷ1，Ｗ2の貼り合わせに際しては、接着剤を用いてもよいが、接着剤を使わずに両ウエハＷ1，Ｗ2を直接接合してもよい。
【００５８】
上記のようにして一連の貼り合わせ動作が完了すると、吸着部３６が停止する。主制御部１６は、方向切換弁４６を大気ポート４８に切り換えて、図１７に示すようにバッファ室４２内およびギャップＧＰ内に大気中の空気を送り込む。これによって、第２のウエハＷ2に対するバキューム吸引力が解除される。
【００５９】
次に、主制御部１６は、図１８に示すように、接近離間駆動部１４のＺθステージ７２を制御して、下部チャック１８を所定の距離だけ垂直下方に下降させ、第１のウエハＷ1に貼り合わされた第２のウエハＷ2から上部保持部１２を相対的に引き離す（遠ざける）。上部保持部１２においては、面形状制御部３８により全ての伸縮支柱部材５０を初期状態（元の長さ）に戻してよい。
【００６０】
この後、下部保持部１０において、下部チャック１８もバキューム吸引力を解除し、貼り合わされた一体の両ウエハＷ1，Ｗ2をリフトピン機構が下部チャック１８の上方に水平に持ち上げる。直後に、搬送装置がアクセスしてきて、アーム８４で一体の両ウエハＷ1，Ｗ2をリフトピン機構から受け取って搬出する。
【００６１】
上記の例では、貼り合わせの前に上部保持部１２側で第２のウエハＷ2を成形する面形状を点対象の凸面形状に設定した。しかし、この実施形態の面形状制御部３８によれば、上部保持部１２の弾性支持板３４と背板３０との間のギャップＧＰ内に分布する多数の伸縮支柱部材５０を各々独立かつ所望の伸縮量で伸縮変位させられるので、第２のウエハＷ2の面形状を多種多様に成形することができる。
【００６２】
たとえば、貼り合わせ前に第２のウエハＷ2を傾斜姿勢の面形状に成形することもできる。この場合は、図１９に示すように、最初に第２のウエハＷ2の下端側のエッジを第１のウエハＷ1の対応する部位に当接（または当接する寸前まで近接）させる。次いで、図２０に示すように、上端側のエッジに向かって順番に各位置の伸縮支柱部材５０を各々所定の長さだけ伸長させて、第２のウエハＷ2の各部位を第１のウエハＷ1の対応する部位に当接させる。こうして、最後にウエハ上端側エッジ付近に位置する伸縮支柱部材５０が所定の変位量だけ伸び切ると、図２１に示すように、第２のウエハＷ2が第１のウエハＷ1に隙間なく全面積で接触し、貼り合わせが完了する。
【００６３】
なお、このような傾斜姿勢からの貼り合わせでは、第２のウエハＷ2の下端側エッジから上端側エッジに向かって、伸縮支柱部材５０をそれぞれの高さ位置に応じて順番に伸長動作させてもよいが、ウエハの形状（円形）に応じた同心の扇状のパターンで順番に伸長動作させてもよい。
【００６４】
この実施形態における位置合わせ機構１００は、図２２に示すように、ターゲット１０２と、このターゲット１０２の下面を下方から撮像する下部撮像部１０４と、ターゲット１０２の上面を上方から撮像する上部撮像部１０６とを有している。なお、下部撮像部１０４と上部撮像部１０６には、たとえばＣＣＤカメラが用いられる。
【００６５】
ターゲット１０２と下部撮像部１０４は、下部チャック１８の一側面に設けられたターゲット台１０８に支持されている。ターゲット１０２には、上部撮像部１０６および下部撮像部１０４による画像認識可能な、たとえばガラス板上に円形の金属膜が蒸着されたものが用いられる。ターゲット１０２は、ターゲット台１０８に設けられた図示しない駆動機構により鉛直斜め方向に移動可能になっており、図２２中に破線で示す位置まで退避することができる。
【００６６】
下部撮像部１０４は、ターゲット１０２を最上部に移動させた状態（図２２中の実線の位置）において、下部撮像部１０４の撮像する画像の中心位置とターゲット１０２の金属膜の中心位置とが合致するように事前に配置が調整されている。
【００６７】
上部撮像部１０６は、ターゲット１０２の上方に配置されている。上部撮像部１０６には、当該上部撮像部１０６を水平方向に移動させる水平搬送機構１１０が設けられている。この水平搬送機構１１０により、上部撮像部１０６は第１のウエハＷ1の上方（図２２中の破線部）まで移動可能になっている。
【００６８】
かかる構成の位置合わせ機構１００を用いて、水平方向で両ウエハＷ1，Ｗ2間の位置合わせを行うには、第２のウエハＷ2上に予め定められた複数の基準点Ａと第１のウエハＷ1上に予め定められた複数の基準点Ｂの水平方向の位置を一致させる。具体的には、先ず、図２３に示すようにターゲット１０２を下部撮像部１０４の上方に移動させ、次いで下部撮像部１０４の撮像する画像の中心に、撮像されたターゲット１０２の金属膜の中心が一致するようにターゲット１０２の位置が調整される。
【００６９】
そして、図２４に示すように、ターゲット１０２を下部撮像部１０４の上方から退避させ、接近離間駆動機構１４のＸＹステージ７０により下部撮像部１０４を第２のウエハＷ2の下方に移動させる。その後、下部撮像部１０４の撮像する画像に、予め第２のウエハＷ2に定められた複数の基準点Ａが表示されるように、ＸＹステージ７０により下部撮像部１０４の位置が調整される。次に、この状態でターゲット１０２を下部撮像部１０４の上方に移動させ、ターゲット１０２の金属膜の中心と下部撮像部１０４の撮像する画像の中心とを合致させる。
【００７０】
次いで、図２５に示すように、上部撮像部１０６をターゲット１０２の上方に移動させ、ターゲット１０２の金属膜の中心と上部撮像部１０６の撮像する画像の中心とが合致するように、水平搬送機構１１０により上部撮像部１０６の位置が調整される。
【００７１】
その後、図２６に示すように、ＸＹステージ７０により第１のウエハＷ1を上部撮像部１０６の下方に移動させる。そして、上部撮像部１０６の撮像する画像に表示される複数の基準点Ｂの位置と、事前に下部撮像部１０４で撮像した画像に表示される複数の基準点Ａの位置とが合致するように、ＸＹステージ７０により第１のウエハＷ１の位置が調整される。これにより、第１のウエハＷ1と第２のウエハＷ2との間の位置合わせが完了する。上記のような位置合わせ方法によれば、両ウエハＷ1，Ｗ2間の水平方向の位置合わせを厳密に行うことができる。
【００７２】
上述したように、この実施形態における貼り合わせ装置は、貼り合わせ部材の一方のワークピースである第２のウエハＷ2を保持する上部保持部１２に、上記のような弾性支持板３４、吸着部３６および面形状制御部３８を備えている。かかる構成により、貼り合わせ前に第２のウエハＷ2を任意の面形状に成形することが可能であり、貼り合わせ時には第２のウエハＷ2の各部位を任意の順序できめ細かく基準姿勢（通常は上記のように水平または平坦な状態）に制御して第１のウエハＷ1の対応する各部位に隙間なくぴったり接合させるので、両ウエハＷ1，Ｗ2間の接触界面でボイドの発生を確実に防止できるとともに、貼り合わせ空間内の空気圧の影響や滑り等による位置ずれも効果的に防止できる。このため、第２のウエハＷ2に歪、撓み、反りまたは表面の凹凸があっても、両ウエハＷ1，Ｗ2の貼り合わせを精細かつ正確に行うことができる。
【００７３】
さらに、この実施形態における貼り合わせ装置は、上記のような面形状測定部７４を備えているので、貼り合わせ前に第２のウエハＷ2を成形する面形状の精度、および貼り合わせ時に第２のウエハＷ2の各部位を基準姿勢（水平または平坦な状態）に制御する際の精度を一層向上させることができる。これにより、ボイド発生防止効果および位置置ずれ防止効果を一層高め、両ウエハＷ1，Ｗ2の貼り合わせを一層精細かつ正確に行うことができる。したがって、たとえばＢＳＩ型ＣＭＯＳイメージセンサの製造プロセスにおいて要求されるような高精度のウエハ貼り合わせ加工にも難なく対応することができる。
［他の実施形態又は変形例］
【００７４】
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内で種種の変形または変更が可能である。
【００７５】
たとえば、上記実施形態において、上部保持部１２の吸着部３６は、バキューム方式の構成を有した。しかし、図２７に示すように、第２のウエハＷ2を静電気力で吸着するように吸着部３６を変形することも可能である。図示の構成例では、上部保持部１２に取り付けられる弾性支持板１１２が、薄い導電層１１４と、この導電層１１４を両面で挟み込む弾性の絶縁層（たとえば樹脂シート）１１６とで構成されている。そして、ＤＣ電源１１８が、スイッチ１２０を介して電気的に接続されている。ＤＣ電源１１８からの直流電圧を導電層１１４に印加することにより、第２のウエハＷ2を静電気力で弾性支持板１１２に保持できるようになっている。
【００７６】
弾性支持板３４（１１２）と背板３０との間のギャップＧＰに設ける伸縮支柱部材５０の配置構造（レイアウト）も、上述のようにマトリクス状に分布させるレイアウト（図３）に限定されるものではなく、たとえば図２８に示すように放射状または同心円状に分布させるレイアウトも可能である。
【００７７】
伸縮支柱部材５０においては、ギャップ拡張部材５８を省いてピエゾ素子５６の単体とすることも可能である。また、ピエゾ素子５６を、超小型のリニアアクチエータあるいはマイクロアクチエータで代用することも可能である。面形状測定部７４においては、光学式距離センサ７８を他の方式たとえば接触式の距離センサで代用することも可能である。
【００７８】
また、第１の保持部１０と第２の保持部１２との位置関係を反転させることも可能である。すなわち、第２の保持部１２を下に、第１の保持部１０を上に配置する構成も可能である。また、第１の保持部１０を固定し、接近離間駆動部１４が第２の保持部１２を任意の方向（通常はＸＹＺθ方向）で移動させる構成も可能である。
【００７９】
ワークピースは、半導体ウエハに限らず、任意の板状部材が可能であり、第１および第２の板状部材の材質、形状および／またはサイズが異なっていてもよい。したがって、たとえば、第１の板状部材がガラス基板で、第２の板状部材がウエハであってもよい。あるいは、第１の板状部材がウエハで、第２の板状部材がガラス基板であってもよい。
【符号の説明】
【００８０】
１０    下部保持部
１２    上部保持部
１４    接近離間駆動部
１６    主制御部
１８    下部チャック
２０    固定機構
３０    背板
３０ａ    通気孔
３４    弾性支持板
３４ａ    通気孔
３６    吸着部
３８    面形状制御部
４０    真空発生装置
５０    伸縮支柱部材
５２    伸縮制御部
５６    ピエゾ素子
５８    ギャップ拡張部材
７４    面形状測定部
７８    光学式距離センサ
【図１】
2013187393.tif 000003
【図２】
2013187393.tif 000004
【図３】
2013187393.tif 000005
【図４】
2013187393.tif 000006
【図５】
2013187393.tif 000007
【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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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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