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特許5797167接合装置、接合システム、接合方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】5797167
(24)【登録日】2015年8月28日
(45)【発行日】2015年10月21日
(54)【発明の名称】接合装置、接合システム、接合方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体
(51)【国際特許分類】
H01L 21/02 20060101AFI20151001BHJP
【ＦＩ】
H01L21/02 C
H01L21/02 B
【請求項の数】17
【全頁数】37
(21)【出願番号】特願2012-166613(P2012-166613)
(22)【出願日】2012年7月27日
(65)【公開番号】特開2014-27118(P2014-27118A)
(43)【公開日】2014年2月6日
【審査請求日】2014年7月17日
(73)【特許権者】
【識別番号】000219967
【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100096389
【弁理士】
【氏名又は名称】金本 哲男
(74)【代理人】
【識別番号】100095957
【弁理士】
【氏名又は名称】亀谷 美明
(74)【代理人】
【識別番号】100101557
【弁理士】
【氏名又は名称】萩原 康司
(74)【代理人】
【識別番号】100167634
【弁理士】
【氏名又は名称】扇田 尚紀
(72)【発明者】
【氏名】大森 陽介
(72)【発明者】
【氏名】秋山 直樹
(72)【発明者】
【氏名】杉山 雅彦
【審査官】
堀江 義隆
(56)【参考文献】
【文献】
特開２００９−２０００７５（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１１−１５９６７８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｈ０１Ｌ ２１／０２
Ｈ０１Ｌ ２１／６８３
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
熱可塑性樹脂の接着剤を介して被処理基板と支持基板を接合する接合装置であって、
被処理基板を保持面で保持する第１の保持部と、
前記第１の保持部に対向配置され、支持基板を保持面で保持する第２の保持部と、
前記第１の保持部に設けられ、被処理基板を加熱する第１の加熱機構と、
前記第２の保持部に設けられ、支持基板を加熱する第２の加熱機構と、
前記第１の保持部の保持面と反対側の非保持面に設けられ、被処理基板を冷却する第１の冷却機構と、
前記第２の保持部の保持面と反対側の非保持面に設けられ、支持基板を冷却する第２の冷却機構と、
前記第１の加熱機構又は前記第２の加熱機構のいずれか一方又は両方により被処理基板と支持基板を加熱する加熱工程と、その後、前記第１の冷却機構と前記第２の冷却機構により被処理基板と支持基板をそれぞれ冷却する冷却工程と、を実行するように被処理基板と支持基板の接合を制御し、少なくとも前記冷却工程において、前記第１の保持部又は前記第２の保持部のいずれか一方又は両方における保持面が所定の平面度になるように、前記第１の冷却機構又は前記第２の冷却機構のいずれか一方又は両方を制御して、前記第１の保持部又は前記第２の保持部のいずれか一方又は両方の保持面の温度と非保持面の温度との温度差を所定の温度差に制御する制御部と、を有し、
前記第１の保持部のみの保持面の温度と非保持面の温度との温度差が所定の温度差に制御される場合、前記第２の保持部の剛性は前記第１の保持部の剛性よりも小さく、
前記第２の保持部のみの保持面の温度と非保持面の温度との温度差が所定の温度差に制御される場合、前記第１の保持部の剛性は前記第２の保持部の剛性よりも小さいことを特徴とする、接合装置。
被処理基板を保持面で保持する第１の保持部と、
前記第１の保持部に対向配置され、支持基板を保持面で保持する第２の保持部と、
前記第１の保持部に設けられ、被処理基板を加熱する第１の加熱機構と、
前記第２の保持部に設けられ、支持基板を加熱する第２の加熱機構と、
前記第１の保持部の保持面と反対側の非保持面に設けられ、被処理基板を冷却する第１の冷却機構と、
前記第２の保持部の保持面と反対側の非保持面に設けられ、支持基板を冷却する第２の冷却機構と、
前記第１の加熱機構又は前記第２の加熱機構のいずれか一方又は両方により被処理基板と支持基板を加熱する加熱工程と、その後、前記第１の冷却機構と前記第２の冷却機構により被処理基板と支持基板をそれぞれ冷却する冷却工程と、を実行するように被処理基板と支持基板の接合を制御し、少なくとも前記冷却工程において、前記第１の保持部又は前記第２の保持部のいずれか一方又は両方における保持面が所定の平面度になるように、前記第１の冷却機構又は前記第２の冷却機構のいずれか一方又は両方を制御して、前記第１の保持部又は前記第２の保持部のいずれか一方又は両方の保持面の温度と非保持面の温度との温度差を所定の温度差に制御する制御部と、を有し、
前記第１の保持部のみの保持面の温度と非保持面の温度との温度差が所定の温度差に制御される場合、前記第２の保持部の剛性は前記第１の保持部の剛性よりも小さく、
前記第２の保持部のみの保持面の温度と非保持面の温度との温度差が所定の温度差に制御される場合、前記第１の保持部の剛性は前記第２の保持部の剛性よりも小さいことを特徴とする、接合装置。
【請求項2】
前記第１の保持部の保持面と前記第２の保持部の保持面は、それぞれ常温時に所定の平面度を有し、
前記制御部は、前記冷却工程のみにおいて、前記第１の保持部又は前記第２の保持部のいずれか一方又は両方の保持面の温度と非保持面の温度との温度差を所定の温度差に制御することを特徴とする、請求項１に記載の接合装置。
前記制御部は、前記冷却工程のみにおいて、前記第１の保持部又は前記第２の保持部のいずれか一方又は両方の保持面の温度と非保持面の温度との温度差を所定の温度差に制御す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の保持部の保持面又は前記第２の保持部の保持面のいずれか一方又は両方は、常温時に当該保持面の中央部が周辺部に比べて窪んでおり、
前記制御部は、前記加熱工程と前記冷却工程において、前記第１の保持部又は前記第２の保持部のいずれか一方又は両方の保持面の温度と非保持面の温度との温度差を所定の温度差に制御することを特徴とする、請求項１に記載の接合装置。
前記制御部は、前記加熱工程と前記冷却工程において、前記第１の保持部又は前記第２の保持部のいずれか一方又は両方の保持面の温度と非保持面の温度との温度差を所定の温度差に制御することを特徴とする、請求項１に記載の接合装置。
【請求項4】
前記第１の保持部の剛性と前記第２の保持部の剛性は、それぞれ前記第１の保持部の厚みと前記第２の保持部の厚みで調節されるか、或いはそれぞれ前記第１の保持部の材質と前記第２の保持部の材質で調節されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の接合装置。
【請求項5】
前記第１の保持部又は前記第２の保持部のいずれか一方又は両方における保持面の温度と非保持面の温度をそれぞれ測定する２つの温度測定器を有し、
前記制御部は、前記２つの温度測定器の測定結果に基づいて、前記第１の保持部又は前記第２の保持部のいずれか一方又は両方の保持面の温度と非保持面の温度との温度差を所定の温度差に制御することを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の接合装置。
前記制御部は、前記２つの温度測定器の測定結果に基づいて、前記第１の保持部又は前記第２の保持部のいずれか一方又は両方の保持面の温度と非保持面の温度との温度差を所定の温度差に制御することを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の接合装置。
【請求項6】
前記第２の保持部に保持された支持基板を覆うように設けられた鉛直方向に伸縮自在の圧力容器を備え、当該圧力容器内に流体を流入出させることで前記第２の保持部を前記第１の保持部側に押圧する加圧機構を有し、
前記制御部は、前記加熱工程において、前記第１の加熱機構又は前記第２の加熱機構のいずれか一方又は両方により被処理基板と支持基板を加熱しながら、前記加圧機構により被処理基板と支持基板を押圧し、前記冷却工程において、前記第１の冷却機構と前記第２の冷却機構により被処理基板と支持基板をそれぞれ冷却しながら、前記加圧機構により被処理基板と支持基板を押圧するように、被処理基板と支持基板の接合を制御することを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の接合装置。
前記制御部は、前記加熱工程において、前記第１の加熱機構又は前記第２の加熱機構のいずれか一方又は両方により被処理基板と支持基板を加熱しながら、前記加圧機構により被処理基板と支持基板を押圧し、前記冷却工程において、前記第１の冷却機構と前記第２の冷却機構により被処理基板と支持基板をそれぞれ冷却しながら、前記加圧機構により被処理基板と支持基板を押圧するように、被処理基板と支持基板の接合を制御することを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の接合装置。
【請求項7】
前記第１の冷却機構は、被処理基板の中心部を冷却する第１の中心領域と、当該第１の中心領域の外側に設けられ、被処理基板の周辺部を冷却する第１の周辺領域とに区画され、前記第１の中心領域と前記第１の周辺領域を個別に温度設定可能であり、
前記第２の冷却機構は、支持基板の中心部を冷却する第２の中心領域と、当該第２の中心領域の外側に設けられ、支持基板の周辺部を冷却する第２の周辺領域とに区画され、前記第２の中心領域と前記第２の周辺領域を個別に温度設定可能であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の接合装置。
前記第２の冷却機構は、支持基板の中心部を冷却する第２の中心領域と、当該第２の中心領域の外側に設けられ、支持基板の周辺部を冷却する第２の周辺領域とに区画され、前記第２の中心領域と前記第２の周辺領域を個別に温度設定可能であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の接合装置。
【請求項8】
請求項１〜７のいずれか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、被処理基板又は支持基板に接着剤を塗布する塗布装置と、前記接着剤が塗布された被処理基板又は支持基板を所定の温度に加熱する熱処理装置と、前記塗布装置、前記熱処理装置及び前記接合装置に対して、被処理基板、支持基板、又は被処理基板と支持基板が接合された重合基板を搬送するための搬送領域と、を有する処理ステーションと、
被処理基板、支持基板又は重合基板を、前記処理ステーションに対して搬入出する搬入出ステーションと、を有していることを特徴とする、接合システム。
前記接合装置と、被処理基板又は支持基板に接着剤を塗布する塗布装置と、前記接着剤が塗布された被処理基板又は支持基板を所定の温度に加熱する熱処理装置と、前記塗布装置、前記熱処理装置及び前記接合装置に対して、被処理基板、支持基板、又は被処理基板と支持基板が接合された重合基板を搬送するための搬送領域と、を有する処理ステーションと、
被処理基板、支持基板又は重合基板を、前記処理ステーションに対して搬入出する搬入出ステーションと、を有していることを特徴とする、接合システム。
【請求項9】
熱可塑性樹脂の接着剤を介して被処理基板と支持基板を接合する接合方法であって、
第１の保持部の保持面に保持された被処理基板と第２の保持部の保持面に保持された支持基板を対向配置した後、前記第１の保持部に設けられた第１の加熱機構と前記第２の保持部に設けられた第２の加熱機構のいずれか一方又は両方により被処理基板と支持基板を加熱して、当該被処理基板と支持基板を密着させる加熱工程と、
その後、前記第１の保持部の保持面と反対側の非保持面に設けられた第１の冷却機構により被処理基板を冷却すると共に、前記第２の保持部の保持面と反対側の非保持面に設けられた第２の冷却機構により支持基板を冷却して、当該被処理基板と支持基板を接合する冷却工程と、を有し、
少なくとも前記冷却工程において、前記第１の保持部又は前記第２の保持部のいずれか一方又は両方における保持面が所定の平面度になるように、前記第１の冷却機構又は前記第２の冷却機構のいずれか一方又は両方を制御して、前記第１の保持部又は前記第２の保持部のいずれか一方又は両方の保持面の温度と非保持面の温度との温度差を所定の温度差に制御し、
前記第１の保持部のみの保持面の温度と非保持面の温度との温度差を所定の温度差に制御する場合、前記第２の保持部の剛性は前記第１の保持部の剛性よりも小さく、
前記第２の保持部のみの保持面の温度と非保持面の温度との温度差を所定の温度差に制御する場合、前記第１の保持部の剛性は前記第２の保持部の剛性よりも小さいことを特徴とする、接合方法。
第１の保持部の保持面に保持された被処理基板と第２の保持部の保持面に保持された支持基板を対向配置した後、前記第１の保持部に設けられた第１の加熱機構と前記第２の保持部に設けられた第２の加熱機構のいずれか一方又は両方により被処理基板と支持基板を加熱して、当該被処理基板と支持基板を密着させる加熱工程と、
その後、前記第１の保持部の保持面と反対側の非保持面に設けられた第１の冷却機構により被処理基板を冷却すると共に、前記第２の保持部の保持面と反対側の非保持面に設けられた第２の冷却機構により支持基板を冷却して、当該被処理基板と支持基板を接合する冷却工程と、を有し、
少なくとも前記冷却工程において、前記第１の保持部又は前記第２の保持部のいずれか一方又は両方における保持面が所定の平面度になるように、前記第１の冷却機構又は前記第２の冷却機構のいずれか一方又は両方を制御して、前記第１の保持部又は前記第２の保持部のいずれか一方又は両方の保持面の温度と非保持面の温度との温度差を所定の温度差に制御し、
前記第１の保持部のみの保持面の温度と非保持面の温度との温度差を所定の温度差に制御する場合、前記第２の保持部の剛性は前記第１の保持部の剛性よりも小さく、
前記第２の保持部のみの保持面の温度と非保持面の温度との温度差を所定の温度差に制御する場合、前記第１の保持部の剛性は前記第２の保持部の剛性よりも小さいことを特徴とする、接合方法。
【請求項10】
前記第１の保持部の保持面と前記第２の保持部の保持面は、それぞれ常温時に所定の平面度を有し、
前記冷却工程のみにおいて、前記第１の保持部又は前記第２の保持部のいずれか一方又は両方の保持面の温度と非保持面の温度との温度差を所定の温度差に制御することを特徴とする、請求項９に記載の接合方法。
前記冷却工程のみにおいて、前記第１の保持部又は前記第２の保持部のいずれか一方又は両方の保持面の温度と非保持面の温度との温度差を所定の温度差に制御することを特徴とする、請求項９に記載の接合方法。
【請求項11】
前記第１の保持部の保持面又は前記第２の保持部の保持面のいずれか一方又は両方は、常温時に当該保持面の中央部が周辺部に比べて窪んでおり、
前記加熱工程と前記冷却工程において、前記第１の保持部又は前記第２の保持部のいずれか一方又は両方の保持面の温度と非保持面の温度との温度差を所定の温度差に制御することを特徴とする、請求項９に記載の接合方法。
前記加熱工程と前記冷却工程において、前記第１の保持部又は前記第２の保持部のいずれか一方又は両方の保持面の温度と非保持面の温度との温度差を所定の温度差に制御することを特徴とする、請求項９に記載の接合方法。
【請求項12】
前記第１の保持部の剛性と前記第２の保持部の剛性は、それぞれ前記第１の保持部の厚みと前記第２の保持部の厚みで調節されるか、或いはそれぞれ前記第１の保持部の材質と前記第２の保持部の材質で調節されることを特徴とする、請求項９〜１１のいずれかに記載の接合方法。
【請求項13】
少なくとも前記冷却工程において、前記第１の保持部又は前記第２の保持部のいずれか一方又は両方における保持面の温度と非保持面の温度をそれぞれ２つの温度測定器で測定し、
前記２つの温度測定器の測定結果に基づいて、前記第１の保持部又は前記第２の保持部のいずれか一方又は両方の保持面の温度と非保持面の温度との温度差を所定の温度差に制御することを特徴とする、請求項９〜１２のいずれかに記載の接合方法。
前記２つの温度測定器の測定結果に基づいて、前記第１の保持部又は前記第２の保持部のいずれか一方又は両方の保持面の温度と非保持面の温度との温度差を所定の温度差に制御することを特徴とする、請求項９〜１２のいずれかに記載の接合方法。
【請求項14】
前記加熱工程において、前記第１の加熱機構又は前記第２の加熱機構のいずれか一方又は両方により被処理基板と支持基板を加熱しながら、加圧機構により被処理基板と支持基板を押圧し、
前記冷却工程において、前記第１の冷却機構と前記第２の冷却機構により被処理基板と支持基板をそれぞれ冷却しながら、前記加圧機構により被処理基板と支持基板を押圧することを特徴とする、請求項９〜１３のいずれかに記載の接合方法。
前記冷却工程において、前記第１の冷却機構と前記第２の冷却機構により被処理基板と支持基板をそれぞれ冷却しながら、前記加圧機構により被処理基板と支持基板を押圧することを特徴とする、請求項９〜１３のいずれかに記載の接合方法。
【請求項15】
前記第１の冷却機構は、被処理基板の中心部を冷却する第１の中心領域と、当該第１の中心領域の外側に設けられ、被処理基板の周辺部を冷却する第１の周辺領域とに区画され、前記冷却工程において、前記第１の中心領域の冷却温度を前記第１の周辺領域の冷却温度より低くし、
前記第２の冷却機構は、支持基板の中心部を冷却する第２の中心領域と、当該第２の中心領域の外側に設けられ、支持基板の周辺部を冷却する第２の周辺領域とに区画され、前記冷却工程において、前記第２の中心領域の冷却温度を前記第２の周辺領域の冷却温度より低くすることを特徴とする、請求項９〜１４のいずれかに記載の接合方法。
前記第２の冷却機構は、支持基板の中心部を冷却する第２の中心領域と、当該第２の中心領域の外側に設けられ、支持基板の周辺部を冷却する第２の周辺領域とに区画され、前記冷却工程において、前記第２の中心領域の冷却温度を前記第２の周辺領域の冷却温度より低くすることを特徴とする、請求項９〜１４のいずれかに記載の接合方法。
【請求項16】
請求項９〜１５のいずれか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17】
請求項１６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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、熱可塑性樹脂の接着剤を介して被処理基板と支持基板を接合する接合装置、当該接合装置を備えた接合システム、当該接合装置を用いた接合方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、例えば半導体デバイスの製造プロセスにおいて、半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という。）の大口径化が進んでいる。また、実装などの特定の工程において、ウェハの薄型化が求められている。そして例えば大口径で薄いウェハを、そのまま搬送したり、研磨処理すると、ウェハに反りや割れが生じるおそれがある。このため、例えばウェハを補強するために、例えば支持基板であるウェハやガラス基板にウェハを貼り付けることが行われている。
【0003】
かかるウェハと支持基板の接合は、例えば接合システムを用いて、ウェハと支持基板との間に接着剤を介在させることにより行われている。接合システムは、例えばウェハ又は支持基板に接着剤を塗布する塗布装置と、接着剤が塗布されたウェハ又は支持基板を加熱する熱処理装置と、接着剤を介してウェハと支持基板とを押圧して接合する接合装置とを有している。そして、この接合システムでは、塗布装置と熱処理装置でウェハ又は支持基板に接着剤を塗布して所定の温度に加熱した後、接合装置でウェハと支持基板とを加熱しながら押圧して接合している（特許文献１）。
【0004】
ところで、近年、種々の接着剤が開発されており、例えば接着剤に熱可塑性樹脂を用いる場合がある。熱可塑性樹脂は、加熱することによって軟化し、また冷却することによって固化する樹脂である。かかる場合、ウェハと支持基板を接合する際には、ウェハと支持基板を所定の温度まで加熱して接着剤を軟化させた後、当該ウェハと支持基板を冷却して接着剤を硬化させる必要がある。そこで、ウェハと支持基板をそれぞれ保持する２つのチャックと、ウェハと支持基板を加熱する加熱機構である例えばヒータと、ウェハと支持基板を冷却する冷却機構である例えば冷却ジャケットとを備えた接合装置が提案されている（特許文献２）。例えばヒータはチャックの内部に設けられ、冷却ジャケットはチャックにおけるウェハ又は支持基板の保持面と反対側の非保持面に設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０１２−６９９００号公報
【特許文献2】国際公開ＷＯ２０１０／０５５７３０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、特許文献２に記載の接合装置を用いた場合、図３９に示すように冷却ジャケット５００によってウェハＷを冷却する場合、チャック５０１の保持面５０１ａと非保持面５０１ｂが異なる温度に冷却される。同様に冷却ジャケット５１０によって支持基板Ｓを冷却する場合、チャック５１１の保持面５１１ａと非保持面５１１ｂが異なる温度に冷却される。すなわち、冷却ジャケット５００、５１０が設けられた非保持面５０１ｂ、５１１ｂの温度は、それぞれ保持面５０１ａ、５１１ａの温度に比べて低くなる。このように保持面５０１ａ、５１１ａと非保持面５０１ｂ、５１１ｂに温度差が生じると、当該温度差によりチャック５０１、５１１に反りが生じる。上述したようにウェハＷと支持基板Ｓの接合処理では、加熱されて軟化した接着剤Ｇが冷却ジャケット５００、５１０によって冷却されることで固化するが、チャック５０１、５１１の反りは固化する前の接着剤Ｇに転写されてしまう。このため、ウェハＷと支持基板Ｓが接合された重合ウェハＴの厚みをウェハ面内で均一にすることができない。
【0007】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、熱可塑性樹脂の接着剤を介して被処理基板と支持基板の接合を適切に行い、被処理基板と支持基板が接合された重合基板の厚みを基板面内で均一にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
前記の目的を達成するため、本発明は、熱可塑性樹脂の接着剤を介して被処理基板と支持基板を接合する接合装置であって、被処理基板を保持面で保持する第１の保持部と、前記第１の保持部に対向配置され、支持基板を保持面で保持する第２の保持部と、前記第１の保持部に設けられ、被処理基板を加熱する第１の加熱機構と、前記第２の保持部に設けられ、支持基板を加熱する第２の加熱機構と、前記第１の保持部の保持面と反対側の非保持面に設けられ、被処理基板を冷却する第１の冷却機構と、前記第２の保持部の保持面と反対側の非保持面に設けられ、支持基板を冷却する第２の冷却機構と、前記第１の加熱機構又は前記第２の加熱機構のいずれか一方又は両方により被処理基板と支持基板を加熱する加熱工程と、その後、前記第１の冷却機構と前記第２の冷却機構により被処理基板と支持基板をそれぞれ冷却する冷却工程と、を実行するように被処理基板と支持基板の接合を制御し、少なくとも前記冷却工程において、前記第１の保持部又は前記第２の保持部のいずれか一方又は両方における保持面が所定の平面度になるように、前記第１の冷却機構又は前記第２の冷却機構のいずれか一方又は両方を制御して、前記第１の保持部又は前記第２の保持部のいずれか一方又は両方の保持面の温度と非保持面の温度との温度差を所定の温度差に制御する制御部と、を有し、前記第１の保持部のみの保持面の温度と非保持面の温度との温度差が所定の温度差に制御される場合、前記第２の保持部の剛性は前記第１の保持部の剛性よりも小さく、前記第２の保持部のみの保持面の温度と非保持面の温度との温度差が所定の温度差に制御される場合、前記第１の保持部の剛性は前記第２の保持部の剛性よりも小さいことを特徴としている。なお熱可塑性樹脂は、加熱することによって軟化し、また冷却することによって固化する樹脂である。また所定の平面度は、被処理基板と支持基板が接合された重合基板に要求される仕様に応じて定められるものであり、例えば１μｍ〜３μｍである。さらに所定の温度差は、冷却工程における被処理基板と支持基板の冷却速度、加熱工程における被処理基板と支持基板の加熱温度、第１の保持部又は第２の保持部の厚みや材質等に応じて定められるものであり、例えばシミュレーションや実験によって定められる。
【0009】
本発明によれば、先ず、第１の加熱機構又は第２の加熱機構のいずれか一方又は両方により被処理基板と支持基板を所定の温度で加熱する。そうすると、接着剤が軟化して、当該被処理基板と支持基板を密着させることができる。その後、第１の冷却機構と第２の冷却機構により被処理基板と支持基板をそれぞれ冷却する。この際、第１の冷却機構又は第２の冷却機構のいずれか一方又は両方を制御して、第１の保持部又は第２の保持部のいずれか一方又は両方の保持面の温度と非保持面の温度との温度差を所定の温度差に制御する。そして発明者らが鋭意検討した結果、このように保持面の温度と非保持面の温度との温度差を所定の温度差に制御すると、従来、被処理基板と支持基板の冷却時に生じていた第１の保持部又は第２の保持部の反りを抑制することができることが分かった。したがって、本発明によれば、第１の保持部又は第２の保持部のいずれか一方又は両方における保持面を所定の平面度にすることができ、重合基板の厚みを基板面内で均一にすることができる。
【0010】
前記第１の保持部の保持面と前記第２の保持部の保持面は、それぞれ常温時に所定の平面度を有し、前記制御部は、前記冷却工程のみにおいて、前記第１の保持部又は前記第２の保持部のいずれか一方又は両方の保持面の温度と非保持面の温度との温度差を所定の温度差に制御してもよい。
【0011】
前記第１の保持部の保持面又は前記第２の保持部の保持面のいずれか一方又は両方は、常温時に当該保持面の中央部が周辺部に比べて窪んでおり、前記制御部は、前記加熱工程と前記冷却工程において、前記第１の保持部又は前記第２の保持部のいずれか一方又は両方の保持面の温度と非保持面の温度との温度差を所定の温度差に制御してもよい。
【0013】
前記第１の保持部の剛性と前記第２の保持部の剛性は、それぞれ前記第１の保持部の厚みと前記第２の保持部の厚みで調節されてもよく、或いはそれぞれ前記第１の保持部の材質と前記第２の保持部の材質で調節されてもよい。
【0014】
前記接合装置は、前記第１の保持部又は前記第２の保持部のいずれか一方又は両方における保持面の温度と非保持面の温度をそれぞれ測定する２つの温度測定器を有し、前記制御部は、前記２つの温度測定器の測定結果に基づいて、前記第１の保持部又は前記第２の保持部のいずれか一方又は両方の保持面の温度と非保持面の温度との温度差を所定の温度差に制御してもよい。
【0015】
前記接合装置は、前記第２の保持部に保持された支持基板を覆うように設けられた鉛直方向に伸縮自在の圧力容器を備え、当該圧力容器内に流体を流入出させることで前記第２の保持部を前記第１の保持部側に押圧する加圧機構を有し、前記制御部は、前記加熱工程において、前記第１の加熱機構又は前記第２の加熱機構のいずれか一方又は両方により被処理基板と支持基板を加熱しながら、前記加圧機構により被処理基板と支持基板を押圧し、前記冷却工程において、前記第１の冷却機構と前記第２の冷却機構により被処理基板と支持基板をそれぞれ冷却しながら、前記加圧機構により被処理基板と支持基板を押圧するように、被処理基板と支持基板の接合を制御してもよい。
【0016】
前記第１の冷却機構は、被処理基板の中心部を冷却する第１の中心領域と、当該第１の中心領域の外側に設けられ、被処理基板の周辺部を冷却する第１の周辺領域とに区画され、前記第１の中心領域と前記第１の周辺領域を個別に温度設定可能であり、前記第２の冷却機構は、支持基板の中心部を冷却する第２の中心領域と、当該第２の中心領域の外側に設けられ、支持基板の周辺部を冷却する第２の周辺領域とに区画され、前記第２の中心領域と前記第２の周辺領域を個別に温度設定可能であってもよい。
【0017】
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、被処理基板又は支持基板に接着剤を塗布する塗布装置と、前記接着剤が塗布された被処理基板又は支持基板を所定の温度に加熱する熱処理装置と、前記塗布装置、前記熱処理装置及び前記接合装置に対して、被処理基板、支持基板、又は被処理基板と支持基板が接合された重合基板を搬送するための搬送領域と、を有する処理ステーションと、被処理基板、支持基板又は重合基板を、前記処理ステーションに対して搬入出する搬入出ステーションと、を有していることを特徴としている。
【0018】
また別な観点による本発明は、熱可塑性樹脂の接着剤を介して被処理基板と支持基板を接合する接合方法であって、第１の保持部の保持面に保持された被処理基板と第２の保持部の保持面に保持された支持基板を対向配置した後、前記第１の保持部に設けられた第１の加熱機構と前記第２の保持部に設けられた第２の加熱機構のいずれか一方又は両方により被処理基板と支持基板を加熱して、当該被処理基板と支持基板を密着させる加熱工程と、その後、前記第１の保持部の保持面と反対側の非保持面に設けられた第１の冷却機構により被処理基板を冷却すると共に、前記第２の保持部の保持面と反対側の非保持面に設けられた第２の冷却機構により支持基板を冷却して、当該被処理基板と支持基板を接合する冷却工程と、を有し、少なくとも前記冷却工程において、前記第１の保持部又は前記第２の保持部のいずれか一方又は両方における保持面が所定の平面度になるように、前記第１の冷却機構又は前記第２の冷却機構のいずれか一方又は両方を制御して、前記第１の保持部又は前記第２の保持部のいずれか一方又は両方の保持面の温度と非保持面の温度との温度差を所定の温度差に制御し、前記第１の保持部のみの保持面の温度と非保持面の温度との温度差を所定の温度差に制御する場合、前記第２の保持部の剛性は前記第１の保持部の剛性よりも小さく、前記第２の保持部のみの保持面の温度と非保持面の温度との温度差を所定の温度差に制御する場合、前記第１の保持部の剛性は前記第２の保持部の剛性よりも小さいことを特徴としている。
【0019】
前記第１の保持部の保持面と前記第２の保持部の保持面は、それぞれ常温時に所定の平面度を有し、前記冷却工程のみにおいて、前記第１の保持部又は前記第２の保持部のいずれか一方又は両方の保持面の温度と非保持面の温度との温度差を所定の温度差に制御してもよい。
【0020】
前記第１の保持部の保持面又は前記第２の保持部の保持面のいずれか一方又は両方は、常温時に当該保持面の中央部が周辺部に比べて窪んでおり、前記加熱工程と前記冷却工程において、前記第１の保持部又は前記第２の保持部のいずれか一方又は両方の保持面の温度と非保持面の温度との温度差を所定の温度差に制御してもよい。
【0022】
前記第１の保持部の剛性と前記第２の保持部の剛性は、それぞれ前記第１の保持部の厚みと前記第２の保持部の厚みで調節されてもよく、或いはそれぞれ前記第１の保持部の材質と前記第２の保持部の材質で調節されてもよい。
【0023】
少なくとも前記冷却工程において、前記第１の保持部又は前記第２の保持部のいずれか一方又は両方における保持面の温度と非保持面の温度をそれぞれ２つの温度測定器で測定し、前記２つの温度測定器の測定結果に基づいて、前記第１の保持部又は前記第２の保持部のいずれか一方又は両方の保持面の温度と非保持面の温度との温度差を所定の温度差に制御してもよい。
【0024】
前記加熱工程において、前記第１の加熱機構又は前記第２の加熱機構のいずれか一方又は両方により被処理基板と支持基板を加熱しながら、加圧機構により被処理基板と支持基板を押圧し、前記冷却工程において、前記第１の冷却機構と前記第２の冷却機構により被処理基板と支持基板をそれぞれ冷却しながら、前記加圧機構により被処理基板と支持基板を押圧してもよい。
【0025】
前記第１の冷却機構は、被処理基板の中心部を冷却する第１の中心領域と、当該第１の中心領域の外側に設けられ、被処理基板の周辺部を冷却する第１の周辺領域とに区画され、前記冷却工程において、前記第１の中心領域の冷却温度を前記第１の周辺領域の冷却温度より低くし、前記第２の冷却機構は、支持基板の中心部を冷却する第２の中心領域と、当該第２の中心領域の外側に設けられ、支持基板の周辺部を冷却する第２の周辺領域とに区画され、前記冷却工程において、前記第２の中心領域の冷却温度を前記第２の周辺領域の冷却温度より低くしてもよい。
【0026】
また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。
【0027】
さらに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。
【発明の効果】
【0028】
本発明によれば、熱可塑性樹脂の接着剤を介して被処理基板と支持基板の接合を適切に行い、被処理基板と支持基板が接合された重合基板の厚みを基板面内で均一にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0029】
【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】被処理ウェハと支持ウェハの側面図である。
【図4】接合装置の構成の概略を示す横断面図である。
【図5】受渡部の構成の概略を示す平面図である。
【図6】受渡アームの構成の概略を示す平面図である。
【図7】受渡アームの構成の概略を示す側面図である。
【図8】反転部の構成の概略を示す平面図である。
【図9】反転部の構成の概略を示す側面図である。
【図10】反転部の構成の概略を示す側面図である。
【図11】保持アームと保持部材の構成の概略を示す側面図である。
【図12】受渡部と反転部の位置関係を示す説明図である。
【図13】搬送部の構成の概略を示す側面図である。
【図14】搬送部が接合装置内に配置された様子を示す説明図である。
【図15】第１の搬送アームの構成の概略を示す平面図である。
【図16】第１の搬送アームの構成の概略を示す側面図である。
【図17】第２の搬送アームの構成の概略を示す平面図である。
【図18】第２の搬送アームの構成の概略を示す側面図である。
【図19】第２の保持部に切り欠きが形成された様子を示す説明図である。
【図20】接合部の構成の概略を示す縦断面図である。
【図21】第１の保持部と第２の保持部の構成の概略を示す縦断面図である。
【図22】接合部の構成の概略を示す縦断面図である。
【図23】第２の保持部とその移動機構の構成の概略を示す平面図である。
【図24】塗布装置の構成の概略を示す縦断面図である。
【図25】塗布装置の構成の概略を示す横断面図である。
【図26】熱処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。
【図27】熱処理装置の構成の概略を示す横断面図である。
【図28】接合処理の主な工程を示すフローチャートである。
【図29】接合処理において、加圧機構の作動と停止、加熱機構の作動と停止、第１の冷却機構による第１の保持部の温度差の制御と制御の停止、処理容器内の圧力、被処理ウェハと支持ウェハの温度、及び接合処理の工程の関係を示すタイムチャートである。
【図30】被処理ウェハと支持ウェハを接合した様子を示す説明図である。
【図31】第１の保持部の保持面と第２の保持部の保持面を所定の平面度に維持した様子を示す説明図である。
【図32】第１の保持部の保持面と非保持面の温度差を変化させた場合の、第１の保持部と第２の保持部間の距離を示したグラフである。
【図33】他の実施の形態における第１の保持部と第２の保持部の構成の概略を示す縦断面図である。
【図34】第１の保持部の保持面と非保持面の温度差を変化させた場合の、第１の保持部の反り量と第１の保持部の保持面の形状を示したグラフである。
【図35】他の実施の形態の接合処理において、加圧機構の作動と停止、加熱機構の作動と停止、冷却機構による保持部の温度差の制御と制御の停止、処理容器内の圧力、被処理ウェハと支持ウェハの温度、及び接合処理の工程の関係を示すタイムチャートである。
【図36】他の実施の形態において、第１の保持部の保持面と第２の保持部の保持面を所定の平面度に維持した様子を示す説明図である。
【図37】他の実施の形態にかかる第１の冷却機構（第２の冷却機構）の構成の概略を示す平面図である。
【図38】他の実施の形態にかかる接合部の構成の概略を示す縦断面図である。
【図39】従来の接合装置において被処理ウェハと支持ウェハを冷却する様子を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0031】
接合システム１では、図３に示すように例えば接着剤Ｇを介して、被処理基板としての被処理ウェハＷと支持基板としての支持ウェハＳとを接合する。以下、被処理ウェハＷにおいて、接着剤Ｇを介して支持ウェハＳと接合される面を表面としての「接合面ＷＪ」といい、当該接合面ＷＪと反対側の面を裏面としての「非接合面ＷＮ」という。同様に、支持ウェハＳにおいて、接着剤Ｇを介して被処理ウェハＷと接合される面を表面としての「接合面ＳＪ」といい、接合面ＳＪと反対側の面を裏面としての「非接合面ＳＮ」という。そして、接合システム１では、被処理ウェハＷと支持ウェハＳを接合して、重合基板としての重合ウェハＴを形成する。
【0032】
なお、接着剤Ｇには熱可塑性樹脂が用いられる。熱可塑性樹脂は、加熱することによって軟化し、また冷却することによって固化する樹脂である。
【0033】
また、被処理ウェハＷは、製品となるウェハであって、例えば接合面ＷＪに複数の電子回路が形成されており、非接合面ＷＮが研磨処理される。被処理ウェハＷの径は例えば３００ｍｍである。また、支持ウェハＳは、被処理ウェハＷの径と同じ径を有し、当該被処理ウェハＷを支持するウェハである。なお、本実施の形態では、支持基板としてウェハを用いた場合について説明するが、例えばガラス基板等の他の基板を用いてもよい。
【0034】
接合システム１は、図１に示すように例えば外部との間で複数の被処理ウェハＷ、複数の支持ウェハＳ、複数の重合ウェハＴをそれぞれ収容可能なカセットＣＷ、ＣＳ、ＣＴが搬入出される搬入出ステーション２と、被処理ウェハＷ、支持ウェハＳ、重合ウェハＴ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。
【0035】
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４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、Ｘ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ＣＷ、ＣＳ、ＣＴを搬入出する際に、カセットＣＷ、ＣＳ、ＣＴ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、複数の被処理ウェハＷ、複数の支持ウェハＳ、複数の重合ウェハＴ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。また、カセットの１つを不具合ウェハの回収用として用いてもよい。すなわち、種々の要因で被処理ウェハＷと支持ウェハＳとの接合に不具合が生じたウェハを、他の正常な重合ウェハＴと分離することができるカセットである。本実施の形態においては、複数のカセットＣＴのうち、１つのカセットＣＴを不具合ウェハの回収用として用い、他方のカセットＣＴを正常な重合ウェハＴの収容用として用いている。
【0036】
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、Ｘ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ＣＷ、ＣＳ、ＣＴと、後述する処理ステーション３の第３の処理ブロックＧ３のトランジション装置５０、５１との間で被処理ウェハＷ、支持ウェハＳ、重合ウェハＴを搬送できる。
【0037】
処理ステーション３には、各種処理装置を備えた複数例えば３つの処理ブロックＧ１、Ｇ２、Ｇ３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Ｘ方向負方向側）には、第１の処理ブロックＧ１が設けられ、処理ステーション３の背面側（図１中のＸ方向正方向側）には、第２の処理ブロックＧ２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Ｙ方向負方向側）には、第３の処理ブロックＧ３が設けられている。
【0038】
例えば第１の処理ブロックＧ１には、接着剤Ｇを介して被処理ウェハＷと支持ウェハＳとを押圧して接合する接合装置３０〜３３が、搬入出ステーション２側からこの順でＹ方向に並べて配置されている。
【0039】
例えば第２の処理ブロックＧ２には、図２に示すように被処理ウェハＷに接着剤Ｇを塗布する塗布装置４０と、接着剤Ｇが塗布された被処理ウェハＷを所定の温度に加熱する熱処理装置４１〜４３と、同様の熱処理装置４４〜４６とが、搬入出ステーション２側に向かう方向（図１中のＹ方向負方向）にこの順で並べて配置されている。熱処理装置４１〜４３と熱処理装置４４〜４６は、それぞれ下からこの順で３段に設けられている。なお、熱処理装置４１〜４６の装置数や鉛直方向及び水平方向の配置は任意に設定することができる。
【0040】
例えば第３の処理ブロックＧ３には、被処理ウェハＷ、支持ウェハＳ、重合ウェハＴのトランジション装置５０、５１が下からこの順で２段に設けられている。
【0041】
図１に示すように第１の処理ブロックＧ１〜第３の処理ブロックＧ３に囲まれた領域には、ウェハ搬送領域６０が形成されている。ウェハ搬送領域６０には、例えばウェハ搬送装置６１が配置されている。なお、ウェハ搬送領域６０内の圧力は大気圧以上であり、当該ウェハ搬送領域６０において、被処理ウェハＷ、支持ウェハＳ、重合ウェハＴのいわゆる大気系の搬送が行われる。
【0042】
ウェハ搬送装置６１は、例えば鉛直方向、水平方向（Ｙ方向、Ｘ方向）及び鉛直軸周りに移動自在な搬送アームを有している。ウェハ搬送装置６１は、ウェハ搬送領域６０内を移動し、周囲の第１の処理ブロックＧ１、第２の処理ブロックＧ２及び第３の処理ブロックＧ３内の所定の装置に被処理ウェハＷ、支持ウェハＳ、重合ウェハＴを搬送できる。
【0043】
次に、上述した接合装置３０〜３３の構成について説明する。接合装置３０は、図４に示すように内部を密閉可能な処理容器１００を有している。処理容器１００のウェハ搬送領域６０側の側面には、被処理ウェハＷ、支持ウェハＳ、重合ウェハＴの搬入出口１０１が形成され、当該搬入出口には開閉シャッタ（図示せず）が設けられている。
【0044】
処理容器１００の内部は、内壁１０２によって、前処理領域Ｄ１と接合領域Ｄ２に区画されている。上述した搬入出口１０１は、前処理領域Ｄ１における処理容器１００の側面に形成されている。また、内壁１０２にも、被処理ウェハＷ、支持ウェハＳ、重合ウェハＴの搬入出口１０３が形成されている。
【0045】
前処理領域Ｄ１には、接合装置３０の外部との間で被処理ウェハＷ、支持ウェハＳ、重合ウェハＴを受け渡すための受渡部１１０が設けられている。受渡部１１０は、搬入出口１０１に隣接して配置されている。また受渡部１１０は、後述するように鉛直方向に複数、例えば２段配置され、被処理ウェハＷ、支持ウェハＳ、重合ウェハＴのいずれか２つを同時に受け渡すことができる。例えば一の受渡部１１０で接合前の被処理ウェハＷ又は支持ウェハＳを受け渡し、他の受渡部１１０で接合後の重合ウェハＴを受け渡してもよい。あるいは、一の受渡部１１０で接合前の被処理ウェハＷを受け渡し、他の受渡部１１０で接合前の支持ウェハＳを受け渡してもよい。
【0046】
前処理領域Ｄ１のＹ方向負方向側、すなわち搬入出口１０３側において、受渡部１１０の鉛直上方には、例えば支持ウェハＳの表裏面を反転させる反転部１１１が設けられている。なお、反転部１１１は、後述するように支持ウェハＳの水平方向の向きを調節することもでき、また被処理ウェハＷの水平方向の向きを調節することもできる。
【0047】
接合領域Ｄ２のＹ方向正方向側には、受渡部１１０、反転部１１１及び後述する接合部１１３に対して、被処理ウェハＷ、支持ウェハＳ、重合ウェハＴを搬送する搬送部１１２が設けられている。搬送部１１２は、搬入出口１０３に取り付けられている。
【0048】
接合領域Ｄ２のＹ方向負方向側には、接着剤Ｇを介して被処理ウェハＷと支持ウェハＳとを押圧して接合する接合部１１３が設けられている。
【0049】
次に、上述した受渡部１１０の構成について説明する。受渡部１１０は、図５に示すように受渡アーム１２０とウェハ支持ピン１２１とを有している。受渡アーム１２０は、接合装置３０の外部、すなわちウェハ搬送装置６１とウェハ支持ピン１２１との間で被処理ウェハＷ、支持ウェハＳ、重合ウェハＴを受け渡すことができる。ウェハ支持ピン１２１は、複数、例えば３箇所に設けられ、被処理ウェハＷ、支持ウェハＳ、重合ウェハＴを支持することができる。
【0050】
受渡アーム１２０は、被処理ウェハＷ、支持ウェハＳ、重合ウェハＴを保持するアーム部１３０と、例えばモータなどを備えたアーム駆動部１３１とを有している。アーム部１３０は、略円板形状を有している。アーム駆動部１３１は、アーム部１３０をＸ方向（図５中の上下方向）に移動させることができる。またアーム駆動部１３１は、Ｙ方向（図５中の左右方向）に延伸するレール１３２に取り付けられ、当該レール１３２上を移動可能に構成されている。かかる構成により、受渡アーム１２０は、水平方向（Ｘ方向及びＹ方向）に移動可能となっており、ウェハ搬送装置６１及びウェハ支持ピン１２１との間で、被処理ウェハＷ、支持ウェハＳ、重合ウェハＴを円滑に受け渡すことができる。
【0051】
アーム部１３０上には、図６及び図７に示すように被処理ウェハＷ、支持ウェハＳ、重合ウェハＴを支持するウェハ支持ピン１４０が複数、例えば４箇所に設けられている。またアーム部１３０上には、ウェハ支持ピン１４０に支持された被処理ウェハＷ、支持ウェハＳ、重合ウェハＴの位置決めを行うガイド１４１が設けられている。ガイド１４１は、被処理ウェハＷ、支持ウェハＳ、重合ウェハＴの側面をガイドするように複数、例えば４箇所に設けられている。
【0052】
アーム部１３０の外周には、図５及び図６に示すように切り欠き１４２が例えば４箇所に形成されている。この切り欠き１４２により、ウェハ搬送装置６１の搬送アームから受渡アーム１２０に被処理ウェハＷ、支持ウェハＳ、重合ウェハＴを受け渡す際に、当該ウェハ搬送装置６１の搬送アームがアーム部１３０と干渉するのを防止できる。
【0053】
アーム部１３０には、Ｘ方向に沿った２本のスリット１４３が形成されている。スリット１４３は、アーム部１３０のウェハ支持ピン１２１側の端面からアーム部１３０の中央部付近まで形成されている。このスリット１４３により、アーム部１３０がウェハ支持ピン１２１と干渉するのを防止できる。
【0054】
次に、上述した反転部１１１の構成について説明する。反転部１１１は、図８〜図１０に示すように支持ウェハＳ、被処理ウェハＷを保持する保持アーム１５０を有している。保持アーム１５０は、水平方向（図８及び図９中のＸ方向）に延伸している。また保持アーム１５０には、支持ウェハＳ、被処理ウェハＷを保持する保持部材１５１が例えば４箇所に設けられている。保持部材１５１は、図１１に示すように保持アーム１５０に対して水平方向に移動可能に構成されている。また保持部材１５１の側面には、支持ウェハＳ、被処理ウェハＷの外周部を保持するための切り欠き１５２が形成されている。そして、これら保持部材１５１は、支持ウェハＳ、被処理ウェハＷを挟み込んで保持することができる。
【0055】
保持アーム１５０は、図８〜図１０に示すように例えばモータなどを備えた第１の駆動部１５３に支持されている。この第１の駆動部１５３によって、保持アーム１５０は水平軸周りに回動自在であり、且つ水平方向（図８及び図９中のＸ方向、図８及び図１０のＹ方向）に移動できる。なお、第１の駆動部１５３は、保持アーム１５０を鉛直軸周りに回動させて、当該保持アーム１５０を水平方向に移動させてもよい。第１の駆動部１５３の下方には、例えばモータなどを備えた第２の駆動部１５４が設けられている。この第２の駆動部１５４によって、第１の駆動部１５３は鉛直方向に延伸する支持柱１５５に沿って鉛直方向に移動できる。このように第１の駆動部１５３と第２の駆動部１５４によって、保持部材１５１に保持された支持ウェハＳ、被処理ウェハＷは、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できる。
【0056】
支持柱１５５には、保持部材１５１に保持された支持ウェハＳ、被処理ウェハＷの水平方向の向きを調節する位置調節機構１６０が支持板１６１を介して支持されている。位置調節機構１６０は、保持アーム１５０に隣接して設けられている。
【0057】
位置調節機構１６０は、基台１６２と、支持ウェハＳ、被処理ウェハＷのノッチ部の位置を検出する検出部１６３とを有している。そして、位置調節機構１６０では、保持部材１５１に保持された支持ウェハＳ、被処理ウェハＷを水平方向に移動させながら、検出部１６３で支持ウェハＳ、被処理ウェハ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支持ウェハＳ、被処理ウェハＷの水平方向の向きを調節している。
【0058】
なお、図１２に示すように、以上のように構成された受渡部１１０は鉛直方向に２段に配置され、またこれら受渡部１１０の鉛直上方に反転部１１１が配置される。すなわち、受渡部１１０の受渡アーム１２０は、反転部１１１の保持アーム１５０と位置調節機構１６０の下方において水平方向に移動する。また、受渡部１１０のウェハ支持ピン１２１は、反転部１１１の保持アーム１５０の下方に配置されている。
【0059】
次に、上述した搬送部１１２の構成について説明する。搬送部１１２は、図１３に示すように複数、例えば２本の搬送アーム１７０、１７１を有している。第１の搬送アーム１７０と第２の搬送アーム１７１は、鉛直方向に下からこの順で２段に配置されている。なお、第１の搬送アーム１７０と第２の搬送アーム１７１は、後述するように異なる形状を有している。
【0060】
搬送アーム１７０、１７１の基端部には、例えばモータなどを備えたアーム駆動部１７２が設けられている。このアーム駆動部１７２によって、各搬送アーム１７０、１７１は独立して水平方向に移動できる。これら搬送アーム１７０、１７１とアーム駆動部１７２は、基台１７３に支持されている。
【0061】
搬送部１１２は、図４及び図１４に示すように処理容器１００の内壁１０２に形成された搬入出口１０３に設けられている。そして、搬送部１１２は、例えばモータなどを備えた駆動部（図示せず）によって搬入出口１０３に沿って鉛直方向に移動できる。
【0062】
第１の搬送アーム１７０は、被処理ウェハＷ、支持ウェハＳ、重合ウェハＴの裏面（被処理ウェハＷ、支持ウェハＳにおいては非接合面ＷＮ、ＳＮ）を保持して搬送する。第１の搬送アーム１７０は、図１５に示すように先端が２本の先端部１８０ａ、１８０ａに分岐したアーム部１８０と、このアーム部１８０と一体に形成され、且つアーム部１８０を支持する支持部１８１とを有している。
【0063】
アーム部１８０上には、図１５及び図１６に示すように樹脂製のＯリング１８２が複数、例えば４箇所に設けられている。このＯリング１８２が被処理ウェハＷ、支持ウェハＳ、重合ウェハＴの裏面と接触し、当該Ｏリング１８２と被処理ウェハＷ、支持ウェハＳ、重合ウェハＴの裏面との間の摩擦力によって、Ｏリング１８２は被処理ウェハＷ、支持ウェハＳ、重合ウェハＴの裏面を保持する。そして、第１の搬送アーム１７０は、Ｏリング１８２上に被処理ウェハＷ、支持ウェハＳ、重合ウェハＴを水平に保持することができる。
【0064】
またアーム部１８０上には、Ｏリング１８２に保持された被処理ウェハＷ、支持ウェハＳ、重合ウェハＴの外側に設けられたガイド部材１８３、１８４が設けられている。第１のガイド部材１８３は、アーム部１８０の先端部１８０ａの先端に設けられている。第２のガイド部材１８４は、被処理ウェハＷ、支持ウェハＳ、重合ウェハＴの外周に沿った円弧状に形成され、支持部１８１側に設けられている。これらガイド部材１８３、１８４によって、被処理ウェハＷ、支持ウェハＳ、重合ウェハＴが第１の搬送アーム１７０から飛び出したり、滑落するのを防止することができる。なお、被処理ウェハＷ、支持ウェハＳ、重合ウェハＴがＯリング１８２に適切な位置で保持されている場合、当該被処理ウェハＷ、支持ウェハＳ、重合ウェハＴはガイド部材１８３、１８４と接触しない。
【0065】
第２の搬送アーム１７１は、例えば支持ウェハＳの表面、すなわち接合面ＳＪの外周部を保持して搬送する。すなわち、第２の搬送アーム１７１は、反転部１１１で表裏面が反転された支持ウェハＳの接合面ＳＪの外周部を保持して搬送する。第２の搬送アーム１７１は、図１７に示すように先端が２本の先端部１９０ａ、１９０ａに分岐したアーム部１９０と、このアーム部１９０と一体に形成され、且つアーム部１９０を支持する支持部１９１とを有している。
【0066】
アーム部１９０上には、図１７及び図１８に示すように第２の保持部材１９２が複数、例えば４箇所に設けられている。第２の保持部材１９２は、支持ウェハＳの接合面ＳＪの外周部を載置する載置部１９３と、当該載置部１９３から上方に延伸し、内側面が下側から上側に向かってテーパ状に拡大しているテーパ部１９４とを有している。載置部１９３は、支持ウェハＳの周縁から例えば１ｍｍ以内の外周部を保持する。また、テーパ部１９４の内側面が下側から上側に向かってテーパ状に拡大しているため、例えば第２の保持部材１９２に受け渡される支持ウェハＳが水平方向に所定の位置からずれていても、支持ウェハＳはテーパ部１９４に円滑にガイドされて位置決めされ、載置部１９３に保持される。そして、第２の搬送アーム１７１は、第２の保持部材１９２上に支持ウェハＳを水平に保持することができる。
【0067】
なお、図１９に示すように、後述する接合部１１３の第２の保持部２０１には切り欠き２０１ｃが例えば４箇所に形成されている。この切り欠き２０１ｃにより、第２の搬送アーム１７１から第２の保持部２０１に支持ウェハＳを受け渡す際に、第２の搬送アーム１７１の第２の保持部材１９２が第２の保持部２０１に干渉するのを防止することができる。
【0068】
次に、上述した接合部１１３の構成について説明する。接合部１１３は、図２０に示すように被処理ウェハＷを上面（保持面）で載置して保持する第１の保持部２００と、支持ウェハＳを下面（保持面）で吸着保持する第２の保持部２０１とを有している。第１の保持部２００は、第２の保持部２０１の下方に設けられ、第２の保持部２０１と対向するように配置されている。すなわち、第１の保持部２００に保持された被処理ウェハＷと第２の保持部２０１に保持された支持ウェハＳは対向して配置されている。
【0069】
第１の保持部２００には、例えば被処理ウェハＷを静電吸着するための静電チャックが用いられる。第１の保持部２００には、熱伝導性を有する窒化アルミセラミックなどのセラミックが用いられる。また、第１の保持部２００には、例えば直流高圧電源２１０が接続されている。そして、図２１に示すように第１の保持部２００の保持面２００ａに静電気力を生じさせて、被処理ウェハＷを第１の保持部２００の保持面２００ａ上に静電吸着することができる。なお、第１の保持部２００の保持面２００ａは常温時に所定の平面度、例えば１μｍ〜３μｍを有し、第１の保持部２００の保持面２００ａと反対側の非保持面２００ｂも常温時に所定の平面度、例えば１μｍ〜３μｍである。すなわち、保持面２００ａ、２０１ａは常温時に平坦になっている。また、第１の保持部２００の厚みは例えば２０ｍｍである。
【0070】
図２０に示すように第１の保持部２００の内部には、被処理ウェハＷを加熱する第１の加熱機構２１１が設けられている。第１の加熱機構２１１には、例えばヒータが用いられる。第１の加熱機構２１１による被処理ウェハＷの加熱温度は、例えば制御部４００により制御される。
【0071】
また、第１の保持部２００の非保持面２００ｂには、第１の冷却機構２１２が設けられている。第１の冷却機構２１２には、例えば銅製の冷却ジャケットが用いられる。すなわち、第１の冷却機構２１２に冷却媒体、例えば冷却ガスが流通し、当該冷却媒体によって被処理ウェハＷが冷却される。第１の冷却機構２１２による被処理ウェハＷの冷却温度は、例えば制御部４００により制御される。なお、第１の冷却機構２１２は本実施の形態に限定されず、被処理ウェハＷを冷却できれば種々の構成を取り得る。例えば第１の冷却機構２１２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。
【0072】
さらに、第１の冷却機構２１２の下面側には、断熱板２１３が設けられている。断熱板２１３は、第１の加熱機構２１１により被処理ウェハＷを加熱する際の熱が後述する下部チャンバ２８１側に伝達されるのを防止する。なお段熱板２１３には、例えば窒化ケイ素が用いられる。
【0073】
第１の保持部２００の内部であって保持面２００ａには、当該保持面２００ａの温度を測定する第１の温度測定器２１４が設けられている。第１の温度測定器２１４には例えば温度センサが用いられる。第１の冷却機構２１２の内部であって第１の保持部２００側の表面には、第１の保持部２００の非保持面２００ｂの温度を測定する第２の温度測定器２１５が設けられている。第２の温度測定器２１５には例えば温度センサが用いられる。これら２つの温度測定器２１４、２１５の測定結果は、例えば制御部４００に出力される。なお第２の温度測定器２１５は、第１の保持部２００の内部であって非保持面２００ｂに設けられていてもよい。
【0074】
第１の保持部２００の下方には、被処理ウェハＷ又は重合ウェハＴを下方から支持し昇降させるための昇降ピン２２０が例えば３箇所に設けられている。昇降ピン２２０は、昇降駆動部２２１により上下動できる。昇降駆動部２２１は、例えばボールネジ（図示せず）と当該ボールネジを回動させるモータ（図示せず）とを有している。また、第１の保持部２００の中央部付近には、第１の保持部２００及び下部チャンバ２８１を厚み方向に貫通する貫通孔２２２が例えば３箇所に形成されている。そして、昇降ピン２２０は貫通孔２２２を挿通し、第１の保持部２００の上面から突出可能になっている。なお、昇降駆動部２２１は後述する下部チャンバ２８１の下部に設けられている。そして昇降駆動部２２１は、支持部材２３０上に設けられている。
【0075】
第２の保持部２０１には、例えば支持ウェハＳを静電吸着するための静電チャックが用いられる。第２の保持部２０１には、熱伝導性を有する窒化アルミセラミックなどのセラミックが用いられる。また、第２の保持部２０１には、例えば直流高圧電源２４０が接続されている。そして、図２１に示すように第２の保持部２０１の保持面２０１ａに静電気力を生じさせて、支持ウェハＳを第２の保持部２０１の保持面２０１ａ上に静電吸着することができる。なお、第２の保持部２０１の保持面２０１ａは常温時に平坦であり、第２の保持部２０１の保持面２０１ａと反対側の非保持面２０１ｂも常温時に平坦である。また、第２の保持部２０１の厚みは例えば１５ｍｍである。すなわち、第２の保持部２０１の厚みは第１の保持部２００の厚みより小さく、第２の保持部２０１の剛性は第１の保持部２００の剛性よりも小さい。
【0076】
図２０に示すように第２の保持部２０１の内部には、支持ウェハＳを加熱する第２の加熱機構２４１が設けられている。第２の加熱機構２４１には、例えばヒータが用いられる。２の加熱機構２４１には、例えばヒータが用いられる。第２の加熱機構２４１による被処理ウェハＷの加熱温度は、例えば制御部４００により制御される。
【0077】
また、第２の保持部２０１の非保持面２００ｂには、第２の冷却機構２４２が設けられている。第２の冷却機構２４２には、例えば銅製の冷却ジャケットが用いられる。すなわち、第２の冷却機構２４２に冷却媒体、例えば冷却ガスが流通し、当該冷却媒体によって支持ウェハＳが冷却される。第２の冷却機構２４２による被処理ウェハＷの冷却温度は、例えば制御部４００により制御される。なお、第２の冷却機構２４２は本実施の形態に限定されず、第２の冷却機構２４２を冷却できれば種々の構成を取り得る。例えば第２の冷却機構２４２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。
【0078】
なお、第２の保持部２０１は、第２の冷却機構２４２の上面側に設けられた断熱板（図示せず）を有していてもよい。この断熱板は、第２の加熱機構２４１により支持ウェハＳを加熱する際の熱が後述する支持板２５０側に伝達されるのを防止する。
【0079】
第２の保持部２０１の上面側には、支持板２５０を介して、第２の保持部２０１を鉛直下方に押圧する加圧機構２６０が設けられている。加圧機構２６０は、被処理ウェハＷと支持ウェハＳを覆うように設けられた圧力容器２６１と、圧力容器２６１の内部に流体、例えば圧縮空気を供給する流体供給管２６２と、内部に流体を貯留し、流体供給管２６２に流体を供給する流体を流体供給源２６３とを有している。
【0080】
なお、これら第２の保持部２０１の上面側の部材は、支持板２５０の上方に設けられたエアシリンダ（図示せず）に支持されている。そして、支持板２５０の上方に設けられた調整ボルト（図示せず）によって、上部チャンバ２８２の平行出しや、第２の保持部２０１と第１の保持部２００との隙間の調整が行われる。
【0081】
圧力容器２６１は、例えば鉛直方向に伸縮自在の例えばステンレス製のベローズにより構成されている。圧力容器２６１は、その下面が支持板２５０の上面に固定されると共に、上面が第２の保持部２０１の上方に設けられた支持板２６４の下面に固定されている。流体供給管２６２は、その一端が圧力容器２６１に接続され、他端が流体供給源２６３に接続されている。そして、圧力容器２６１に流体供給管２６２から流体を供給することで、圧力容器２６１が伸長する。この際、圧力容器２６１の上面と支持板２６４の下面とが当接しているので、圧力容器２６１は下方向にのみ伸長し、圧力容器２６１の下面に設けられた第２の保持部２０１を下方に押圧することができる。そして圧力容器２６１が伸縮性を有するので、第２の保持部２０１の平行度と第１の保持部２００の平行度に差異が生じていても、圧力容器２６１はその差異を吸収できる。またこの際、圧力容器２６１の内部は流体により加圧されており、均一に押圧できる。さらに圧力容器２６１の平面形状は被処理ウェハＷと支持ウェハＳの平面形状と同一であり、圧力容器２６１の径は被処理ウェハＷの径と同じ、例えば３００ｍｍであるため、余計なエッジ応力が発生しない。したがって、第１の保持部２００と第２の保持部２０１の平行度に関わらず、圧力容器２６１は第２の保持部２０１（被処理ウェハＷと支持ウェハＳ）を面内均一に押圧することができる。第２の保持部２０１を押圧する際の圧力の調節は、圧力容器２６１に供給する圧縮空気の圧力を調節することで行われる。なお、支持板２６４は、加圧機構２６０により第２の保持部２０１にかかる荷重の反力を受けても変形しない強度を有する部材により構成されているのが好ましい。
【0082】
第１の保持部２００と第２の保持部２０１との間には、第１の保持部２００に保持された被処理ウェハＷの表面を撮像する第１の撮像部２７０と、第２の保持部２０１に保持された支持ウェハＳの表面を撮像する第２の撮像部２７１とが設けられている。第１の撮像部２７０と第２の撮像部２７１には、例えば広角型のＣＣＤカメラがそれぞれ用いられる。また、第１の撮像部２７０と第２の撮像部２７１は、移動機構（図示せず）によって鉛直方向及び水平方向に移動可能に構成されている。
【0083】
接合部１１３は、内部を密閉可能な処理容器２８０を有している。処理容器２８０は、上述した第１の保持部２００、第２の保持部２０１、支持板２５０、圧力容器２６１、支持板２６４、第１の撮像部２７０、第２の撮像部２７１を内部に収容する。
【0084】
処理容器２８０は、第１の保持部２００を支持する下部チャンバ２８１と、第２の保持部２０１を支持する上部チャンバ２８２とを有している。上部チャンバ２８２は、例えばエアシリンダ等の昇降機構（図示せず）によって鉛直方向に昇降可能に構成されている。下部チャンバ２８１における上部チャンバ２８２との接合面には、処理容器２８０の内部の気密性を保持するためのシール材２８３が設けられている。シール材２８３には、例えばＯリングが用いられる。そして、図２２に示すように下部チャンバ２８１と上部チャンバ２８２を当接させることで、処理容器２８０の内部が密閉空間に形成される。
【0085】
上部チャンバ２８２の周囲には、図２３に示すように当該上部チャンバ２８２を介して第２の保持部２０１を水平方向に移動させる移動機構２９０が複数、例えば５つ設けられている。５つの移動機構２９０のうち、４つの移動機構２９０は第２の保持部２０１の水平方向への移動に用いられ、１つの移動機構２９０は第２の保持部２０１の鉛直軸周り（θ方向）の回転に用いられる。移動機構２９０は、図２０に示すように上部チャンバ２８２に当接して第２の保持部２０１を移動させるカム２９１と、シャフト２９２を介してカム２９１を回転させる、例えばモータ（図示せず）を内蔵した回転駆動部２９３とを有している。カム２９１はシャフト２９２の中心軸に対して偏心して設けられている。そして、回転駆動部２９３によりカム２９１を回転させることで、第２の保持部２０１に対するカム２９１の中心位置が移動し、第２の保持部２０１を水平方向に移動させることができる。
【0086】
下部チャンバ２８１には、処理容器２８０内の雰囲気を減圧する減圧機構３００が設けられている。減圧機構３００は、処理容器２８０内の雰囲気を吸気するための吸気管３０１と、吸気管３０１に接続された例えば真空ポンプなどの負圧発生装置３０２とを有している。
【0087】
なお、接合装置３１〜３３の構成は、上述した接合装置３０の構成と同様であるので説明を省略する。
【0088】
次に、上述した塗布装置４０の構成について説明する。塗布装置４０は、図２４に示すように内部を密閉可能な処理容器３１０を有している。処理容器３１０のウェハ搬送領域６０側の側面には、被処理ウェハＷの搬入出口（図示せず）が形成され、当該搬入出口には開閉シャッタ（図示せず）が設けられている。
【0089】
処理容器３１０内の中央部には、被処理ウェハＷを保持して回転させるスピンチャック３２０が設けられている。スピンチャック３２０は、水平な上面を有し、当該上面には、例えば被処理ウェハＷを吸引する吸引口（図示せず）が設けられている。この吸引口からの吸引により、被処理ウェハＷをスピンチャック３２０上に吸着保持できる。
【0090】
スピンチャック３２０の下方には、例えばモータなどを備えたチャック駆動部３２１が設けられている。スピンチャック３２０は、チャック駆動部３２１により所定の速度に回転できる。また、チャック駆動部３２１には、例えばシリンダなどの昇降駆動源が設けられており、スピンチャック３２０は昇降自在になっている。
【0091】
スピンチャック３２０の周囲には、被処理ウェハＷから飛散又は落下する液体を受け止め、回収するカップ３２２が設けられている。カップ３２２の下面には、回収した液体を排出する排出管３２３と、カップ３２２内の雰囲気を真空引きして排気する排気管３２４が接続されている。
【0092】
図２５に示すようにカップ３２２のＸ方向負方向（図２５中の下方向）側には、Ｙ方向（図２５中の左右方向）に沿って延伸するレール３３０が形成されている。レール３３０は、例えばカップ３２２のＹ方向負方向（図２５中の左方向）側の外方からＹ方向正方向（図２５中の右方向）側の外方まで形成されている。レール３３０には、アーム３３１が取り付けられている。
【0093】
アーム３３１には、図２４及び図２５に示すように被処理ウェハＷに液体状の接着剤Ｇを供給する接着剤ノズル３３２が支持されている。アーム３３１は、図２５に示すノズル駆動部３３３により、レール３３０上を移動自在である。これにより、接着剤ノズル３３２は、カップ３２２のＹ方向正方向側の外方に設置された待機部３３４からカップ３２２内の被処理ウェハＷの中心部上方まで移動でき、さらに当該被処理ウェハＷ上を被処理ウェハＷの径方向に移動できる。また、アーム３３１は、ノズル駆動部３３３によって昇降自在であり、接着剤ノズル３３２の高さを調節できる。
【0094】
接着剤ノズル３３２には、図２４に示すように当該接着剤ノズル３３２に接着剤Ｇを供給する供給管３３５が接続されている。供給管３３５は、内部に接着剤Ｇを貯留する接着剤供給源３３６に連通している。また、供給管３３５には、接着剤Ｇの流れを制御するバルブや流量調節部等を含む供給機器群３３７が設けられている。
【0095】
なお、スピンチャック３２０の下方には、被処理ウェハＷの裏面、すなわち非接合面ＷＮに向けて洗浄液を噴射するバックリンスノズル（図示せず）が設けられていてもよい。このバックリンスノズルから噴射される洗浄液によって、被処理ウェハＷの非接合面ＷＮと被処理ウェハＷの外周部が洗浄される。
【0096】
次に、上述した熱処理装置４１〜４６の構成について説明する。熱処理装置４１は、図２６に示すように内部を閉鎖可能な処理容器３４０を有している。処理容器３４０のウェハ搬送領域６０側の側面には、被処理ウェハＷの搬入出口（図示せず）が形成され、当該搬入出口には開閉シャッタ（図示せず）が設けられている。
【0097】
処理容器３４０の天井面には、当該処理容器３４０の内部に例えば窒素ガスなどの不活性ガスを供給するガス供給口３４１が形成されている。ガス供給口３４１には、ガス供給源３４２に連通するガス供給管３４３が接続されている。ガス供給管３４３には、不活性ガスの流れを制御するバルブや流量調節部等を含む供給機器群３４４が設けられている。
【0098】
処理容器３４０の底面には、当該処理容器３４０の内部の雰囲気を吸引する吸気口３４５が形成されている。吸気口３４５には、例えば真空ポンプなどの負圧発生装置３４６に連通する吸気管３４７が接続されている。
【0099】
処理容器３４０の内部には、被処理ウェハＷを加熱処理する加熱部３５０と、被処理ウェハＷを温度調節する温度調節部３５１が設けられている。加熱部３５０と温度調節部３５１はＹ方向に並べて配置されている。
【0100】
加熱部３５０は、熱板３６０を収容して熱板３６０の外周部を保持する環状の保持部材３６１と、その保持部材３６１の外周を囲む略筒状のサポートリング３６２を備えている。熱板３６０は、厚みのある略円盤形状を有し、被処理ウェハＷを載置して加熱することができる。また、熱板３６０には、例えば加熱機構３６３が内蔵されている。加熱機構３６３には、例えばヒータが用いられる。熱板３６０の加熱温度は例えば制御部４００により制御され、熱板３６０上に載置された被処理ウェハＷが所定の温度に加熱される。
【0101】
熱板３６０の下方には、被処理ウェハＷを下方から支持し昇降させるための昇降ピン３７０が例えば３本設けられている。昇降ピン３７０は、昇降駆動部３７１により上下動できる。熱板３６０の中央部付近には、当該熱板３６０を厚み方向に貫通する貫通孔３７２が例えば３箇所に形成されている。そして、昇降ピン３７０は貫通孔３７２を挿通し、熱板３６０の上面から突出可能になっている。
【0102】
温度調節部３５１は、温度調節板３８０を有している。温度調節板３８０は、図２７に示すように略方形の平板形状を有し、熱板３６０側の端面が円弧状に湾曲している。温度調節板３８０には、Ｙ方向に沿った２本のスリット３８１が形成されている。スリット３８１は、温度調節板３８０の熱板３６０側の端面から温度調節板３８０の中央部付近まで形成されている。このスリット３８１により、温度調節板３８０が、加熱部３５０の昇降ピン３７０及び後述する温度調節部３５１の昇降ピン３９０と干渉するのを防止できる。また、温度調節板３８０には、例えばペルチェ素子などの温度調節部材（図示せず）が内蔵されている。温度調節板３８０の冷却温度は例えば制御部４００により制御され、温度調節板３８０上に載置された被処理ウェハＷが所定の温度に冷却される。
【0103】
温度調節板３８０は、図２６に示すように支持アーム３８２に支持されている。支持アーム３８２には、駆動部３８３が取り付けられている。駆動部３８３は、Ｙ方向に延伸するレール３８４に取り付けられている。レール３８４は、温度調節部３５１から加熱部３５０まで延伸している。この駆動部３８３により、温度調節板３８０は、レール３８４に沿って加熱部３５０と温度調節部３５１との間を移動可能になっている。
【0104】
温度調節板３８０の下方には、被処理ウェハＷを下方から支持し昇降させるための昇降ピン３９０が例えば３本設けられている。昇降ピン３９０は、昇降駆動部３９１により上下動できる。そして、昇降ピン３９０はスリット３８１を挿通し、温度調節板３８０の上面から突出可能になっている。
【0105】
なお、熱処理装置４２〜４６の構成は、上述した熱処理装置４１の構成と同様であるので説明を省略する。
【0106】
また、熱処理装置４１〜４６では、重合ウェハＴの温度調節もすることができる。さらに、重合ウェハＴの温度調節をするために、温度調節装置（図示せず）を設けてもよい。温度調節装置は、上述した熱処理装置４１と同様の構成を有し、熱板３６０に代えて、温度調節板が用いられる。温度調節板の内部には、例えばペルチェ素子などの冷却部材が設けられており、温度調節板を設定温度に調節できる。
【0107】
以上の接合システム１には、図１に示すように制御部４００が設けられている。制御部４００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における被処理ウェハＷ、支持ウェハＳ、重合ウェハＴの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４００にインストールされたものであってもよい。
【0108】
次に、以上のように構成された接合システム１を用いて行われる被処理ウェハＷと支持ウェハＳの接合処理方法について説明する。図２８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。
【0109】
先ず、複数枚の被処理ウェハＷを収容したカセットＣＷ、複数枚の支持ウェハＳを収容したカセットＣＳ、及び空のカセットＣＴ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ＣＷ内の被処理ウェハＷが取り出され、処理ステーション３の第３の処理ブロックＧ３のトランジション装置５０に搬送される。このとき、被処理ウェハＷは、その非接合面ＷＮが下方を向いた状態で搬送される。
【0110】
次に被処理ウェハＷは、ウェハ搬送装置６１によって塗布装置４０に搬送される。塗布装置４０に搬入された被処理ウェハＷは、ウェハ搬送装置６１からスピンチャック３２０に受け渡され吸着保持される。このとき、被処理ウェハＷの非接合面ＷＮが吸着保持される。
【0111】
続いて、アーム３３１によって待機部３３４の接着剤ノズル３３２を被処理ウェハＷの中心部の上方まで移動させる。その後、スピンチャック３２０によって被処理ウェハＷを回転させながら、接着剤ノズル３３２から被処理ウェハＷの接合面ＷＪに接着剤Ｇを供給する。供給された接着剤Ｇは遠心力により被処理ウェハＷの接合面ＷＪの全面に拡散されて、当該被処理ウェハＷの接合面ＷＪに接着剤Ｇが塗布される（図２８の工程Ａ１）。
【0112】
次に被処理ウェハＷは、ウェハ搬送装置６１によって熱処理装置４１に搬送される。このとき熱処理装置４１の内部は、不活性ガスの雰囲気に維持されている。熱処理装置４１に被処理ウェハＷが搬入されると、重合ウェハＴはウェハ搬送装置６１から予め上昇して待機していた昇降ピン３９０に受け渡される。続いて昇降ピン３９０を下降させ、被処理ウェハＷを温度調節板３８０に載置する。
【0113】
その後、駆動部３８３により温度調節板３８０をレール３８４に沿って熱板３６０の上方まで移動させ、被処理ウェハＷは予め上昇して待機していた昇降ピン３７０に受け渡される。その後、昇降ピン３７０が下降して、被処理ウェハＷが熱板３６０上に載置される。そして、熱板３６０上の被処理ウェハＷは、所定の温度、例えば３００℃に加熱される（図２８の工程Ａ２）。かかる熱板３６０による加熱を行うことで被処理ウェハＷ上の接着剤Ｇが加熱され、当該接着剤Ｇが硬化する。
【0114】
その後、昇降ピン３７０が上昇すると共に、温度調節板３８０が熱板３６０の上方に移動する。続いて被処理ウェハＷが昇降ピン３７０から温度調節板３８０に受け渡され、温度調節板３８０がウェハ搬送領域６０側に移動する。この温度調節板３８０の移動中に、被処理ウェハＷは所定の温度、例えば常温である２３℃に温度調節される。
【0115】
熱処理装置４１で熱処理された被処理ウェハＷは、ウェハ搬送装置６１によって接合装置３０に搬送される。接合装置３０に搬送された被処理ウェハＷは、ウェハ搬送装置６１から受渡部１１０の受渡アーム１２０に受け渡された後、さらに受渡アーム１２０からウェハ支持ピン１２１に受け渡される。その後、被処理ウェハＷは、搬送部１１２の第１の搬送アーム１７０によってウェハ支持ピン１２１から反転部１１１に搬送される。
【0116】
反転部１１１に搬送された被処理ウェハＷは、保持部材１５１に保持され、位置調節機構１６０に移動される。そして、位置調節機構１６０において、被処理ウェハＷのノッチ部の位置を調節して、当該被処理ウェハＷの水平方向の向きが調節される（図２８の工程Ａ３）。
【0117】
その後、被処理ウェハＷは、搬送部１１２の第１の搬送アーム１７０によって反転部１１１から接合部１１３に搬送される。このとき、上部チャンバ２８２は下部チャンバ２８１の上方に位置しており、上部チャンバ２８２と下部チャンバ２８１は当接しておらず、処理容器２８０内が密閉空間に形成されていない。接合部１１３に搬送された被処理ウェハＷは、第１の保持部２００に載置される（図２８の工程Ａ４）。第１の保持部２００上では、被処理ウェハＷの接合面ＷＪが上方を向いた状態、すなわち接着剤Ｇが上方を向いた状態で被処理ウェハＷが吸着保持される。
【0118】
被処理ウェハＷに上述した工程Ａ１〜Ａ４の処理が行われている間、当該被処理ウェハＷに続いて支持ウェハＳの処理が行われる。支持ウェハＳは、ウェハ搬送装置６１によって接合装置３０に搬送される。なお、支持ウェハＳが接合装置３０に搬送される工程については、上記実施の形態と同様であるので説明を省略する。
【0119】
接合装置３０に搬送された支持ウェハＳは、ウェハ搬送装置６１から受渡部１１０の受渡アーム１２０に受け渡された後、さらに受渡アーム１２０からウェハ支持ピン１２１に受け渡される。その後、支持ウェハＳは、搬送部１１２の第１の搬送アーム１７０によってウェハ支持ピン１２１から反転部１１１に搬送される。
【0120】
反転部１１１に搬送された支持ウェハＳは、保持部材１５１に保持され、位置調節機構１６０に移動される。そして、位置調節機構１６０において、支持ウェハＳのノッチ部の位置を調節して、当該支持ウェハＳの水平方向の向きが調節される（図２８の工程Ａ５）。水平方向の向きが調節された支持ウェハＳは、位置調節機構１６０から水平方向に移動され、且つ鉛直方向上方に移動された後、その表裏面が反転される（図２８の工程Ａ６）。すなわち、支持ウェハＳの接合面ＳＪが下方に向けられる。
【0121】
その後、支持ウェハＳは、鉛直方向下方に移動された後、搬送部１１２の第２の搬送アーム１７１によって反転部１１１から接合部１１３に搬送される。このとき、第２の搬送アーム１７１は、支持ウェハＳの接合面ＳＪの外周部のみを保持しているので、例えば第２の搬送アーム１７１に付着したパーティクル等によって接合面ＳＪが汚れることはない。接合部１１３に搬送された支持ウェハＳは、第２の保持部２０１に吸着保持される（図２８の工程Ａ７）。第２の保持部２０１では、支持ウェハＳの接合面ＳＪが下方を向いた状態で支持ウェハＳが保持される。
【0122】
このように接合部１１３に被処理ウェハＷと支持ウェハＳが搬送されると、続いて被処理ウェハＷと支持ウェハＳが接合される。図２９は、この接合部１１３での接合処理における、加圧機構２６０の作動と停止、加熱機構２１１、２４１の作動と停止、第１の冷却機構２１２による第１の保持部２００の温度差の制御と制御の停止、処理容器２８０内の圧力、被処理ウェハＷと支持ウェハＳの温度、及び図２８に示した接合処理の工程の関係を示すタイムチャートである。なお工程Ａ１〜Ａ７が終了し、さらに後述する工程Ａ８の被処理ウェハＷと支持ウェハＳの位置調節が行われた後、被処理ウェハＷと支持ウェハＳがそれぞれ接合部１１３の第１の保持部２００と第２の保持部２０１に保持された状態が、図２９における時間ｔ１である。また、時間ｔ１における被処理ウェハＷと支持ウェハＳの温度はそれぞれ温度Ｔ１であり、温度Ｔ１は例えば常温である２３℃である。
【0123】
接合部１１３では、先ず、第１の保持部２００に保持された被処理ウェハＷと第２の保持部２０１に保持された支持ウェハＳとの水平方向の位置調節が行われる。被処理ウェハＷの表面と支持ウェハＳの表面には、予め定められた複数、例えば４点以上の基準点が形成されている。そして、第１の撮像部２７０を水平方向に移動させ、被処理ウェハＷの表面が撮像される。また、第２の撮像部２７１を水平方向に移動させ、支持ウェハＳの表面が撮像される。その後、第１の撮像部２７０が撮像した画像に表示される被処理ウェハＷの基準点の位置と、第２の撮像部２７１が撮像した画像に表示される支持ウェハＳの基準点の位置とが合致するように、移動機構２９０によって支持ウェハＳの水平方向の位置（水平方向の向きを含む）が調節される。すなわち、回転駆動部２９３によってカム２９１を回転させて上部チャンバ２８２を介して第２の保持部２０１を水平方向に移動させ、支持ウェハＳの水平方向の位置が調節される。こうして被処理ウェハＷと支持ウェハＳとの水平方向の位置が調節される（図２７の工程Ａ８）。
【0124】
この工程Ａ８の時間ｔ１では、第１の加熱機構２１１と第２の加熱機構２４１が作動している。これら加熱機構２１１、２４１によって、第１の保持部２００に保持された被処理ウェハＷと第２の保持部２０１に保持された支持ウェハＳが加熱される。そして、所定の時間が経過して時間ｔ２になると、被処理ウェハＷと支持ウェハＳは所定の温度Ｔ２、例えば３４０℃まで加熱される（図２７の工程Ａ９）。そして被処理ウェハＷと支持ウェハＳは、後述するように工程Ａ１０が終了する時間ｔ４まで温度Ｔ２に維持される。なお本実施の形態では、被処理ウェハＷが支持ウェハＳに先んじて接合部１１３に搬送されているが、第１の保持部２００上で被処理ウェハＷが支持ウェハＳの搬送を待つ間、第１の加熱機構２１１によって加熱されていてもよい。
【0125】
また、第１の撮像部２７０と第２の撮像部２７１を第１の保持部２００と第２の保持部２０１との間から退出させた後、移動機構（図示せず）によって上部チャンバ２８２を下降させる。そして時間ｔ１において、上部チャンバ２８２と下部チャンバ２８１を当接させて、これら上部チャンバ２８２と下部チャンバ２８１で構成される処理容器２８０の内部が密閉空間に形成される。このとき、第１の保持部２００に保持された被処理ウェハＷと第２の保持部２０１に保持された支持ウェハＳとの間には、微小な隙間が形成されている。すなわち、被処理ウェハＷと支持ウェハＳは当接していない。
【0126】
そして、工程Ａ９において被処理ウェハＷと支持ウェハＳを所定の温度Ｔ２に加熱する間に、減圧機構３００によって処理容器２８０内の雰囲気を吸引し、処理容器２８０内を真空状態まで減圧する。本実施の形態では、処理容器２８０内を所定の真空圧、例えば１０．０Ｐａ以下まで減圧する。
【0127】
その後、被処理ウェハＷと支持ウェハＳが所定の温度Ｔ２に昇温した時間ｔ３において図３０に示すように加圧機構２６０を作動させる（図２８の工程Ａ１０）。具体的には圧力容器２６１に圧縮空気を供給し、当該圧力容器２６１内を所定の圧力、例えば１．００００１ＭＰａにする。ここで、処理容器２８０内は真空状態に維持されており、圧力容器２６１は処理容器２８０内の真空雰囲気内に配置されている。このため、加圧機構２６０によって下方に押圧される圧力、すなわち圧力容器２６１から第２の保持部２０１に伝達される圧力は、圧力容器２６１内の圧力と処理容器２８０内の圧力との差圧１．０ＭＰａになる。そして、この加圧機構２６０によって第２の保持部２０１が下方に押圧され、被処理ウェハＷの全面と支持ウェハＳの全面が当接する。被処理ウェハＷと支持ウェハＳが当接する際、被処理ウェハＷと支持ウェハＳはそれぞれ第１の保持部２００と第２の保持部２０１に吸着保持されているので、被処理ウェハＷと支持ウェハＳの位置ずれが生じない。また圧力容器２６１の平面形状は被処理ウェハＷと支持ウェハＳの平面形状と同一であるため、加圧機構２６０は被処理ウェハＷと支持ウェハＳを全面で押圧することになる。なお、工程Ａ１０において、処理容器２８０内は真空状態に維持されているため、被処理ウェハＷと支持ウェハＳを当接させても、当該被処理ウェハＷと支持ウェハＳとの間におけるボイドの発生を抑制することができる。また、本実施の形態では加圧機構２６０によって１．０ＭＰａで第２の保持部２０１を押圧したが、この押圧する際の圧力は、接着剤Ｇの種類や被処理ウェハＷ上のデバイスの種類等に応じて設定される。
【0128】
このように加圧機構２６０により被処理ウェハＷと支持ウェハＳを押圧する際、加熱機構２１１、２４１により被処理ウェハＷと支持ウェハＳは所定の温度Ｔ２に維持されている。この温度Ｔ２は、固化した接着剤Ｇが軟化する融点温度、例えば３００℃よりも高い。したがって、被処理ウェハＷと支持ウェハＳは、接着剤Ｇが軟化した状態で加圧機構２６０により押圧されて強固に接着される（図２８の工程Ａ１０、図２９の時間ｔ４）。
【0129】
その後、時間ｔ４において、加熱機構２１１、２４１を停止して被処理ウェハＷと支持ウェハＳの冷却を開始すると共に、減圧機構３００を停止して処理容器２８０内の圧力を元の大気圧に戻す。このとき、処理容器２８０内に窒素ガスを供給してパージしてもよいが、供給速度を低速に抑えるのが好ましい。窒素ガスの供給速度が高速であると、保持部２００、２０１の外周部が急速に冷却され、当該保持部２００、２０１に生じる反り（熱応力）が過大になり、保持部２００、２０１が割れるおそれがあるためである。
【0130】
その後、時間ｔ５において処理容器２８０内の圧力が大気圧になると、第１の冷却機構２１２と第２の冷却機構２４２による被処理ウェハＷと支持ウェハＳの冷却をそれぞれ開始する（図２８の工程Ａ１１）。なお、冷却機構２１２、２４２による被処理ウェハＷと支持ウェハＳの冷却を時間ｔ４から開始してもよいが、時間ｔ４における処理容器２８０内の圧力は真空圧であり、かかる真空圧下では熱が伝達し難く、被処理ウェハＷと支持ウェハＳが冷却され難い。そこで、本実施の形態では冷却を効率よく行うため、時間ｔ５において冷却機構２１２、２４２による被処理ウェハＷと支持ウェハＳの冷却を開始している。
【0131】
この工程Ａ１１において、第１の冷却機構２１２は、第１の保持部２００の保持面２００ａの温度と非保持面２００ｂの温度との温度差が所定の温度差、例えば１０℃になるように、当該第１の保持部２００を介して被処理ウェハＷを冷却する。具体的には、例えば軟化した接着剤Ｇが固化する温度Ｔ３、例えば３００℃まで被処理ウェハＷを冷却した際、第１の保持部２００の保持面２００ａの温度は３００℃となり、非保持面２００ｂの温度は２９０℃となる。この保持面２００ａの温度と非保持面２００ｂの温度の制御は、それぞれ第１の温度測定器２１４と第２の温度測定器２１５による測定結果に基づいて、制御部４００により第１の冷却機構２１２をフィードフォワード制御することにより行われる。具体的には、第１の冷却機構２１２に流通させる冷却媒体の流量が制御され、第１の保持部の温度差が制御される。またこの工程Ａ１１において、加圧機構２６０による被処理ウェハＷと支持ウェハＳの押圧は工程Ａ１０から継続して行われている。そして、加圧機構２６０により被処理ウェハＷと支持ウェハＳを押圧しながら、保持面２００ａと非保持面２００ｂの温度差を１０℃に制御する。このように保持面２００ａと非保持面２００ｂの温度差を１０℃に制御されると、図３１に示すように第１の保持部２００の反りを抑制して、当該第１の保持部２００の保持面２００ａが所定の平面度に維持される。この所定の平面度は、接合後の重合ウェハＴに要求される仕様に応じて定められるものであり、本実施の形態では例えば１μｍ〜３μｍである。
【0132】
上述した第１の保持部２００の保持面２００ａと非保持面２００ｂの所定の温度差は、工程Ａ１１における被処理ウェハＷと支持ウェハＳの冷却速度（例えば１０℃／ｍｉｎ）、工程Ａ１０における被処理ウェハＷと支持ウェハＳの温度Ｔ２、第１の保持部２００の厚みや材質等に応じて定められるものであり、例えばシミュレーションや実験によって定められる。次に、本実施の形態において所定の温度差を１０℃とした根拠について説明する。
【0133】
発明者らは、第１の冷却機構２１２により第１の保持部２００の保持面２００ａと非保持面２００ｂの温度差を５℃、１０℃、１５℃で変化させてシミュレーションを行った。このシミュレーションにおいて、加圧機構２６０による押圧圧力は１．０ＭＰａの一定に維持している。シミュレーションの結果を図３２に示す。図３２の横軸は第１の保持部２００の径方向の位置を示している。この位置は第１の保持部２００の中心部を０（ゼロ）ｍｍとした位置であって、１５０ｍｍの位置が被処理ウェハＷの端部の位置を示している。また図３２の縦軸は第１の保持部２００と第２の保持部２０１間の距離を示している。この距離は重合ウェハＴの厚みを差し引いた距離であり、図３２の縦軸は第１の保持部２００の保持面２００ａの平面度を示している。
【0134】
図３２を参照すると、保持面２００ａと非保持面２００ｂの温度差が１０℃以下であれば、第１の保持部２００と第２の保持部２０１間の距離、すなわち保持面２００ａの平面度が許容範囲１μｍ〜３μｍになることが分かった。したがって、本実施の形態では、保持面２００ａと非保持面２００ｂの温度差を１０℃としている。
【0135】
また、上述したように第２の保持部２０１の剛性は第１の保持部２００の剛性より小さい。このため、図３１に示すように第２の保持部２０１の保持面２０１ａは、第１の保持部２００の保持面２００ａに倣い、所定の平面度に維持される。
【0136】
工程Ａ１１では、被処理ウェハＷと支持ウェハＳが上述した温度Ｔ３まで冷却されると、接着剤Ｇが固化されて、被処理ウェハＷと支持ウェハＳが接合される。そして、被処理ウェハＷと支持ウェハＳはさらに所定の温度Ｔ４、例えば１５０℃まで冷却される（図２８の工程Ａ１１、図２９の時間ｔ６）。
【0137】
このように被処理ウェハＷと支持ウェハＳが接合された重合ウェハＴは、搬送部１１２の第１の搬送アーム１７０によって接合部１１０から受渡部１１０に搬送される。受渡部１１０に搬送された重合ウェハＴは、ウェハ支持ピン１２１を介して受渡アーム１２０に受け渡され、さらに受渡アーム１２０からウェハ搬送装置６１に受け渡される。
【0138】
その後重合ウェハＴは、ウェハ搬送装置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ＣＴに搬送される。こうして、一連の被処理ウェハＷと支持ウェハＳの接合処理が終了する。
【0139】
以上の実施の形態によれば、工程Ａ１０において被処理ウェハＷと支持ウェハＳを温度Ｔ２で加熱した後、工程Ａ１１において被処理ウェハＷと支持ウェハＳを冷却する際に、第１の冷却機構２１２を制御して、第１の保持部２００の保持面２００ａの温度と非保持面２００ｂの温度との温度差を所定の温度差に制御する。そうすると、第１の保持部２００の反りを抑制して、当該第１の保持部２００の保持面２００ａが所定の平面度にすることができる。したがって、接合後の重合ウェハＴの厚みをウェハ面内で均一にすることができ、その後の重合ウェハＴの搬送や処理を適切に行うことができる。
【0140】
しかも、このような第１の保持部２００における保持面２００ａの温度と非保持面２００ｂの温度の制御は、それぞれ第１の温度測定器２１４と第２の温度測定器２１５による測定結果に基づいて行われる。そして、制御部４００では、温度測定器２１４、２１５の測定結果に基づいて第１の冷却機構２１２をフィードフォワード制御するので、保持面２００ａの温度と非保持面２００ｂの温度の制御をより正確に行うことができる。
【0141】
また、第１の保持部２００の保持面２００ａと第２の保持部２０１の保持面２０１ａはそれぞれ常温時に平坦であるので、工程Ａ１１において第１の保持部２００の保持面２００ａをより確実に所定の平面度にすることができる。
【0142】
また、第２の保持部２０１の剛性は第１の保持部２００の剛性よりも小さいので、第２の保持部２０１の保持面２０１ａは、第１の保持部２００の保持面２００ａに倣う。そうすると、工程Ａ１１において第２の冷却機構２１２により支持ウェハＳを冷却しても、第２の保持部２０１の保持面２０１ａには反りが生じず、当該保持面２０１ａを所定の平面度に維持することができる。
【0143】
また工程Ａ１１では、第１の冷却機構２１２と第２の冷却機構２４２によって被処理ウェハＷと支持ウェハＴがそれぞれ積極的に冷却されるので、当該冷却をウェハ面内で均一に行うことができる。かかる観点からも重合ウェハＴに歪みや反りが生じることがない。
【0144】
また工程Ａ１０では、加熱機構２１１、２４１により被処理ウェハＷと支持ウェハＳを所定の温度Ｔ２で加熱しながら、加圧機構２６０により被処理ウェハＷと支持ウェハＳを押圧するので、被処理ウェハＷと支持ウェハＳを強固に密着させることができる。したがって、被処理ウェハＷと支持ウェハＳをより適切に接合することができる。
【0145】
また接合システム１は、接合装置３０〜３１、塗布装置４０、熱処理装置４１〜４６を有しているので、被処理ウェハＷを順次処理して当該被処理ウェハＷに接着剤Ｇを塗布して所定の温度に加熱すると共に、接合装置３０において支持ウェハＳの表裏面を反転させる。その後、接合装置３０において、接着剤Ｇが塗布されて所定の温度に加熱された被処理ウェハＷと表裏面が反転された支持ウェハＳとを接合する。このように本実施の形態によれば、被処理ウェハＷと支持ウェハＳを並行して処理することができる。また、接合装置３０において被処理ウェハＷと支持ウェハＳを接合する間に、塗布装置４０、熱処理装置４１及び接合装置３０において、別の被処理ウェハＷと支持ウェハＳを処理することもできる。したがって、被処理ウェハＷと支持ウェハＳ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。
【0146】
以上の実施の形態では、第１の冷却機構２１２により第１の保持部２００の保持面２００ａの温度と非保持面２００ｂの温度の温度差を制御していたが、第２の冷却機構２４２により第２の保持部２０１の保持面２０１ａの温度と非保持面２０１ｂの温度の温度差を制御してもよい。かかる場合、第１の保持部２００の厚みを第２の保持部２０１の厚みよりも小さくして、第１の保持部２００の剛性を第２の保持部２０１の剛性よりも小さくしてもよい。
【0147】
或いは、第１の冷却機構２１２と第２の冷却機構２４２の両方によって、第１の保持部２００の保持面２００ａの温度と非保持面２００ｂの温度の温度差と、第２の保持部２０１の保持面２０１ａの温度と非保持面２０１ｂの温度の温度差とを両方制御してもよい。かかる場合、第１の保持部２００の剛性と第２の保持部２０１の剛性は同程度であるのが好ましい。
【0148】
いずれの場合でも、上記実施の形態の効果を享受することができ、第１の保持部２００の保持面２００ａと第２の保持部２０１の保持面２０１ａをそれぞれ所定の平面にすることができる。したがって、重合ウェハＴの厚みをウェハ面内で均一にすることができ、その後の重合ウェハＴの搬送や処理を適切に行うことができる。
【0149】
以上の実施の形態において、第１の保持部２００の剛性と第２の保持部２０１の剛性は、それぞれ第１の保持部２００の厚みと第２の保持部２０１の厚みで調節されていたが、それぞれ第１の保持部２００の材質と第２の保持部２０１の材質で調節されてもよい。例えば第１の保持部２００と第２の保持部２０１には窒化アルミセラミックが用いられていたが、例えば炭化ケイ素セラミックやアルミナセラミック等の他のセラミックを用いてもよい。これら炭化ケイ素セラミック、アルミナセラミック、窒化アルミセラミックの剛性はそれぞれ異なり、その剛性は記載順に小さくなる。或いは例えば第１の保持部２００の表面と第２の保持部２０１の表面に絶縁層を形成する場合には、第１の保持部２００と第２の保持部２０１には、セラミックの他、例えばアルミニウムやステンレス等の金属材料を用いてもよい。この金属材料の剛性はセラミックの剛性よりも小さい。そして、第１の保持部２００の材質と第２の保持部２０１の材質を異なるようにすれば、第１の保持部２００の剛性と第２の保持部２０１の剛性を調整することができる。
【0150】
以上の実施の形態では、第１の保持部２００と第２の保持部２０１の反りを抑制するため、例えば第１の保持部２００における保持面２００ａと非保持面２００ｂの温度差を制御していたが、この第１の保持部２００の温度差の制御に加えて、図３３に示すように常温時に第１の保持部２００の保持面２００ａの中央部を周辺部に比べて窪ませてもよい。保持面２００ａにおいて周辺部に対する中央部の窪み量Ｈは、保持面２００ａと非保持面２００ｂの温度差に基づいて生じる第１の保持部２００の反り量に応じて設定される。窪み量Ｈは例えばシミュレーションや実験によって定められ、例えば２０μｍに定められる。
【0151】
ここで、保持面２００ａの窪み量Ｈを２０μｍとした根拠について説明する。発明者らは、第１の保持部２００の保持面２００ａと非保持面２００ｂを同じ温度にした場合（温度差が０（ゼロ）℃）と、保持面２００ａと非保持面２００ｂの温度差を１０℃にした場合についてシミュレーションを行った。このシミュレーションでは、第１の保持部２００の厚みを３０ｍｍとしている。シミュレーションの結果を図３４に示す。図３４の横軸は第１の保持部２００の径方向の位置を示している。この位置は第１の保持部２００の中心部を０（ゼロ）ｍｍとした位置である。また図３４の縦軸は第１の保持部２００の反り量（鉛直方向の変位量）と、当該第１の保持部２００の保持面２００ａの形状を示している。
【0152】
図３４を参照すると、保持面２００ａと非保持面２００ｂの温度差を１０℃とすると、第１の保持部２００の反り量は２０μｍであることが分かった。そこで、保持面２００ａの窪み量Ｈを２０μｍとしてシミュレーションしたところ、保持面２００ａと非保持面２００ｂの温度差が０（ゼロ）℃の場合、上記窪み量Ｈがそのまま保持面２００ａの形状として現れる。一方、保持面２００ａと非保持面２００ｂの温度差を１０℃とすると、第１の保持部２００の反り量２０μｍは保持面２００ａの窪み量Ｈ２０μｍに吸収され、保持面２００ａの平面度は許容範囲１μｍ〜３μｍになり、保持面２００ａは平坦になった。したがって、本実施の形態では、保持面２００ａの窪み量Ｈを２０μｍとしている。
【0153】
なお本実施の形態では、第２の保持部２０１についても、保持面２０１ａと非保持面２０１ｂの温度差を制御し、さらに図３３に示すように常温時に保持面２０１ａの中央部を周辺部に比べて窪ませる。また保持面２０１ａの窪み量Ｈは、保持面２００ａの窪み量Ｈと同様に２０μｍである。
【0154】
かかる場合、冷却機構２１２、２４２により保持部２００、２０１の保持面２００ａ、２０１ａと非保持面２００ｂ、２０１ｂの温度差をそれぞれ制御する場合、当該冷却機構２１２、２４２による制御は、図３５に示すように工程Ａ９〜Ａ１１（時間ｔ２〜ｔ６）において行われる。なお、その他の工程Ａ１〜Ａ８については、上記実施の形態における工程Ａ１〜Ａ８と同様であるので説明を省略する。
【0155】
本実施の形態では、工程Ａ９〜Ａ１１において、図３６に示すように保持面２００ａ、２０１ａと非保持面２００ｂ、２０１ｂの温度差により各保持部２００、２０１が反ったとしても、当該保持部２００、２０１の反りを吸収するように保持面２００ａ、２０１ａが窪んでいる。したがって、各保持面２００ａ、２０１ａを確実に平坦にすることができる。その結果、重合ウェハＴの厚みをウェハ面内で均一にすることができ、その後の重合ウェハＴの搬送や処理を適切に行うことができる。
【0156】
例えば工程Ａ１１における被処理ウェハＷと支持ウェハＳの冷却速度が大きく、保持面２００ａ、２０１ａと非保持面２００ｂ、２０１ｂの温度差が大きい場合や、加圧機構２６０による押圧圧力を大きくできない場合などでは、単に保持面２００ａ、２０１ａと非保持面２００ｂ、２０１ｂの温度差を制御するだけでは、保持部２００、２０１の反りを吸収できないおそれがある。この点、本実施の形態では保持面２００ａ、２０１ａが窪んで保持部２００、２０１の反りを吸収できるので、上述したような状況下で特に有用になる。
【0157】
以上の実施の形態の第１の冷却機構２１２は、図３７に示すように被処理ウェハＷの中心部を冷却する第１の中心領域２１２ａと、当該第１の中心領域２１２ａの外側に設けられ、被処理ウェハＷの周辺部を冷却する第１の周辺領域２１２ｂとに区画されていてもよい。第１の中心領域２１２ａと第１の周辺領域２１２ｂにはそれぞれ個別に冷却媒体が流通するようになっており、第１の中心領域２１２ａと第１の周辺領域２１２ｂは個別に温度設定可能になっている。
【0158】
同様に第２の冷却機構２４２は、支持ウェハＳの中心部を冷却する第２の中心領域２４２ａと、当該第２の中心領域２４２ａの外側に設けられ、支持ウェハＳの周辺部を冷却する第２の周辺領域２４２ｂとに区画されている。第２の中心領域２４２ａと第２の周辺領域２４２ｂにはそれぞれ個別に冷却媒体が流通するようになっており、第２の中心領域２４２ａと第２の周辺領域２４２ｂは個別に温度設定可能になっている。
【0159】
ここで、発明者らが鋭意検討したところ、被処理ウェハＷと支持ウェハＳの周辺部は中心部に比べて、外部雰囲気に露出している分、冷却されやすいことが分かった。
【0160】
そこで本実施の形態では、例えば工程Ａ１１において第１の冷却機構２１２により被処理ウェハＷを冷却する際、第１の中心領域２１２ａの冷却温度を第１の周辺領域２１２ｂの冷却温度より低くする。同様に第２の冷却機構２４２により支持ウェハＳを冷却する際、第２の中心領域２４２ａの冷却温度を第２の周辺領域２４２ｂの冷却温度より低くする。このように冷却機構２１２、２４２の冷却温度を制御することで、被処理ウェハＷと支持ウェハＳをウェハ面内でより均一に冷却することができる。したがって、接合後の重合ウェハＴの厚みをウェハ面内でより均一にすることができ、その後の重合ウェハＴの搬送や処理をより適切に行うことができる。
【0161】
以上の実施の形態では、被処理ウェハＷを下側に配置し、且つ支持ウェハＳを上側に配置した状態で、これら被処理ウェハＷと支持ウェハＳを接合していたが、被処理ウェハＷと支持ウェハＳの上下配置を反対にしてもよい。かかる場合、上述した工程Ａ１〜Ａ４を支持ウェハＳに対して行い、当該支持ウェハＳの接合面ＳＪに接着剤Ｇを塗布する。また、上述した工程Ａ５〜Ａ７を被処理ウェハＷに対して行い、当該被処理ウェハＷの表裏面を反転させる。そして、上述した工程Ａ８〜Ａ１１を行い、支持ウェハＳと被処理ウェハＷを接合する。但し、被処理ウェハＷ上の電子回路等を保護する観点から、被処理ウェハＷ上に接着剤Ｇを塗布するのが好ましい。
【0162】
また、以上の実施の形態では、塗布装置４０において被処理ウェハＷと支持ウェハＳのいずれか一方に接着剤Ｇを塗布していたが、被処理ウェハＷと支持ウェハＳの両方に接着剤Ｇを塗布してもよい。
【0163】
以上の実施の形態では、第１の加熱機構２１１と第２の加熱機構２４１の両方を用いて被処理ウェハＷと支持ウェハＳを加熱していたが、いずれか一方の加熱機構２１１、２４１を用いて被処理ウェハＷと支持ウェハＳを加熱してもよい。
【0164】
以上の実施の形態では、上部チャンバ２８２を昇降させていたが、上部チャンバ２８２の昇降に代えて下部チャンバ２８１を昇降させてもよい。或いは、処理容器２８０を一の処理容器とし、被処理ウェハＷ、支持ウェハＳ及び重合ウェハＴの搬入出口にゲートバルブ（図示せず）を設けてもよい。いずれの場合でも、処理容器２８０の内部を密閉空間に形成することができる。
【0165】
以上の実施の形態において、上部チャンバ２８２と下部チャンバ２８１が当接する部分であって、上部チャンバ２８２と下部チャンバ２８１の内側面又は外側面には、メカニカルストッパ（図示せず）が設けられていてもよい。ここで、チャンバ２８１、２８２を開閉させる度に上部チャンバ２８２の接触面と下部チャンバ２８１の接触面同士が接触を繰り返すと、当該接触面に傷がつくおそれがある。そこで、上部チャンバ２８２と下部チャンバ２８１を閉じた際、シール材２８３を潰して処理容器２８０の内部を真空密閉空間にできる程度に、上部チャンバ２８２と下部チャンバ２８１の接触面の隙間を確保するため、本実施の形態のメカニカルストッパが設けられる。
【0166】
以上の実施の形態では、移動機構２９０は第２の保持部２０１を水平方向に移動させていたが、第１の保持部２００を水平方向に移動させてもよい。或いは、図３８に示すように第１の保持部２００側と第２の保持部２０１側にそれぞれ移動機構２９０を設け、第１の保持部２００と第２の保持部２０１を共に水平方向に移動可能にしてもよい。
【0167】
また図３８に示すように第２の保持部２０１の上面側に、支持板２５０を介して、当該第２の保持部２０１を支持する支持部材４５０を設けてもよい。支持部材４５０は、鉛直方向に伸縮自在に構成され、例えばマイクロメータとして機能し、さらにリニアシャフトとして機能する。また、支持部材４５０は、圧力容器２６１の外側に例えば３箇所に設けられている。なお、工程Ａ１０において被処理ウェハＷと支持ウェハＳが押圧される際、支持部材４５０は圧力容器２６１の伸縮に連動して伸縮する。そして、圧力容器２６１が第２の保持部２０１の平行度と第１の保持部２００の平行度に差異を吸収する際に、支持部材４５０がこの吸収を妨げることはない。
【0168】
以上の実施の形態において、移動機構２９０によって第１の保持部２００を水平方向に円滑に移動させるため、第１の保持部２００を下部チャンバ２８１から浮上させてもよい。この第１の保持部２００を浮上させる手段には種々の手段を取り得るが、例えばエアベアリングを用いてもよいし、昇降ピンを用いてもよい。
【0169】
以上の実施の形態において、上部チャンバ２８２には、処理容器２８０の内部を確認するためのメンテナンス用の窓が設けられていてもよい。
【0170】
以上の実施の形態では、工程Ａ２において被処理ウェハＷを所定の温度３００℃に加熱していたが、被処理ウェハＷの熱処理を２段階で行ってもよい。例えば熱処理装置４１において、第１の熱処理温度、例えば１００℃〜１５０℃に加熱した後、熱処理装置４４において第２の熱処理温度、例えば３００℃に加熱する。かかる場合、熱処理装置４１と熱処理装置４４における加熱機構自体の温度を一定にできる。したがって、当該加熱機構の温度調節をする必要がなく、被処理ウェハＷと支持ウェハＳの接合処理のスループットをさらに向上させることができる。
【0171】
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。本発明はこの例に限らず種々の態様を採りうるものである。本発明は、基板がウェハ以外のＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）、フォトマスク用のマスクレチクルなどの他の基板である場合にも適用できる。
【符号の説明】
【0172】
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
３０〜３３ 接合装置
４０ 塗布装置
４１〜４６ 熱処理装置
６０ ウェハ搬送領域
１１３ 接合部
２００ 第１の保持部
２００ａ 保持面
２００ｂ 非保持面
２０１ 第２の保持部
２０１ａ 保持面
２０１ｂ 非保持面
２１１ 第１の加熱機構
２１２ 第１の冷却機構
２１２ａ 第１の中心領域
２１２ｂ 第１の周辺領域
２１４ 第１の温度測定器
２１５ 第２の温度測定器
２４１ 第２の加熱機構
２４２ 第２の冷却機構
２４２ａ 第２の中心領域
２４２ｂ 第２の周辺領域
２６０ 加圧機構
２６１ 圧力容器
２６２ 流体供給管
２６３ 流体供給源
４００ 制御部
Ｇ 接着剤
Ｓ 支持ウェハ
Ｔ 重合ウェハ
Ｗ 被処理ウェハ