特許 6011034 ウエハ接合装置

(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】6011034

(24)【登録日】2016年9月30日

(45)【発行日】2016年10月19日

(54)【発明の名称】ウエハ接合装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/02 20060101AFI20161006BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/02 B

【請求項の数】6

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2012-127223(P2012-127223)

(22)【出願日】2012年6月4日

(65)【公開番号】特開2013-251498(P2013-251498A)

(43)【公開日】2013年12月12日

【審査請求日】2015年3月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006231

【氏名又は名称】株式会社村田製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】特許業務法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 新

(72)【発明者】

【氏名】名村 光弘

(72)【発明者】

【氏名】植田 崇資

(72)【発明者】

【氏名】冷 波

【審査官】 堀江 義隆

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−０３９０８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２０１１９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−３２０９１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２３１９７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２２２６３２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／０２

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

Ｈ０１Ｌ ２１／６７３

Ｈ０５Ｂ ３／０２ − ３／８２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のウエハを押圧することにより接合し、複数組の複合ウエハを同時に製造するためのウエハ接合装置であって、
前記ウエハの主面に直交する水平方向に前記複数のウエハが互いに離間した状態、かつ、前記ウエハを垂直に立てた状態で、前記ウエハの少なくとも垂直位置座標を規定するためのウエハ位置決め部と、
前記ウエハの主面に直交する水平方向に、複数の前記ウエハを移動させることにより押圧するための押圧部と、
前記ウエハ位置決め部および前記押圧部を真空状態とするための真空機構と、を有し、
前記押圧部において、前記ウエハは接合面が互いに向き合うように配置され、
前記押圧部は、前記ウエハの非接合面に、前記ウエハ同士の接合を防止するための中間板を備えることを特徴とする、ウエハ接合装置。

【請求項2】

前記ウエハ位置決め部は、前記ウエハの主面に直交する水平方向に延びた位置決めガイド部材を備え、
前記位置決めガイド部材は、前記ウエハの周縁に下方側から当接するように設けられることを特徴とする請求項１に記載されたウエハ接合装置。

【請求項3】

前記真空機構の内部に、
押圧前の複数の前記ウエハの水分を除去するための乾燥部と、
前記乾燥部から前記押圧部へ複数の前記ウエハを搬送するための搬送部と、
を有することを特徴とする請求項１または２に記載されたウエハ接合装置。

【請求項4】

前記乾燥部および前記搬送部において、
複数の前記ウエハを、垂直に立てた状態で、かつ、隣り合う前記ウエハの間に隙間をあけた状態で収納するウエハカセットを用いることを特徴とする請求項３に記載されたウエハ接合装置。

【請求項5】

前記乾燥部において、複数の前記ウエハは隙間をあけた状態で配置され、
前記乾燥部は、複数の前記ウエハの間の隙間から前記ウエハを加熱するための伝熱部材を備えることを特徴とする請求項３または４に記載されたウエハ接合装置。

【請求項6】

前記乾燥部において、複数の前記ウエハは接合面が互いに向き合うように配置され、
前記伝熱部材は、前記ウエハの非接合面の隙間から前記ウエハを加熱する位置に配置されることを特徴とする請求項５に記載されたウエハ接合装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数のウエハを接合して複合ウエハを製造するためのウエハ接合装置に関する。

【背景技術】

【0002】

多層デバイスであるＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）構造等の複合ウエハを製造する方法として、鏡面研磨された１対のウエハの研磨面同士を清浄な環境下で接触させることにより、強固な接合力を持つ複合ウエハを製造する方法がある。

【0003】

特許文献１（特開平５−１９０４０６号公報）には、真空チャンバーの中でウエハを水平方向に配置し、カメラで位置決めした後、１対のウエハ同士を上下方向に押圧して接合する方法が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平５−１９０４０６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載されている接合方法では、ウエハを水平方向に配置するため、真空チャンバーの中に残った塵埃等がウエハ上に堆積しやすい。そのため、接合されたウエハ同士の間に塵埃等が介在し、複合ウエハの密着性が低下することがある。

【0006】

本発明が解決しようとする課題は、上述した複合ウエハの密着性の低下の問題を解決することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係るウエハ接合装置は、複数のウエハを押圧することにより接合し、複数組の複合ウエハを同時に製造するためのものであって、ウエハの主面に直交する水平方向に複数のウエハが互いに離間した状態、かつ、ウエハを垂直に立てた状態で、ウエハの少なくとも垂直位置座標を規定するためのウエハ位置決め部と、ウエハの主面に直交する水平方向に、複数のウエハを移動させることにより押圧するための押圧部と、ウエハ位置決め部および押圧部を真空状態とするための真空機構と、を有し、押圧部において、ウエハは接合面が互いに向き合うように配置され、押圧部は、ウエハの非接合面に、ウエハ同士の接合を防止するための中間板を備える。

【0008】

好ましくは、ウエハ位置決め部は、ウエハの主面に直交する水平方向に延びた位置決めガイド部材を備え、位置決めガイド部材は、ウエハの周縁に下方側から当接するように設けられる。

【0009】

また、好ましくは、真空機構の内部に、押圧前の複数のウエハの水分を除去するための乾燥部と、乾燥部から押圧部へ複数のウエハを搬送するための搬送部と、を有する。

【0010】

更に好ましくは、乾燥部および搬送部において、複数のウエハを、垂直に立てた状態で、かつ、隣り合うウエハの間に隙間をあけた状態で収納するウエハカセットを用いる。

【0011】

更に好ましくは、乾燥部において、複数のウエハは隙間をあけた状態で配置され、乾燥部は、複数のウエハの間の隙間からウエハを加熱するための伝熱部材を備える。

【0012】

更に好ましくは、乾燥部において、複数のウエハは接合面が互いに向き合うように配置され、伝熱部材は、ウエハの非接合面の隙間からウエハを加熱する位置に配置される。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、ウエハを垂直に立てた状態で水平方向に移動させることにより複数のウエハを接合するので、ウエハの接合面への塵埃等の付着を抑制できる。これにより、接合後の複合ウエハの密着性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】図１（Ａ）は接合前のウエハ１を示した図であり、図１（Ｂ）は接合後の複合ウエハ７を示した図であり、図１（Ｃ）は図１（Ａ）に示したウエハ１を、ウエハ１の主面側から見た図である。

【図2】ウエハカセット１５を側面方向と正面方向からそれぞれ見た図であって、図２（Ａ）は図２（Ｂ）におけるＸ１−Ｘ１断面であり、図２（Ｂ）は図２（Ａ）におけるＹ１−Ｙ１断面図である。

【図3】本発明の実施形態に係るウエハ接合装置１０を正面方向から示した概念図である。

【図4】図３に示したウエハ接合装置１０における乾燥部２０および搬送部３０を示した正面図である。

【図5】図３に示したウエハ接合装置１０における押圧部６０、ウエハ位置決め部８０および搬送部３０を示した正面図である。

【図6】図５に示したウエハ位置決め部８０を示した側面図であって、ウエハ１が供給される様子を順に示した図である。

【図7】図５に示した押圧部６０の斜視図であって、図７（Ａ）は押圧前の状態を示した図であり、図７（Ｂ）は押圧後の状態を示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

本発明に係るウエハ接合装置は、図１（Ａ）に示す複数のウエハ１を垂直に立てた状態で接合することにより、図１（Ｂ）に示す複合ウエハ７を製造するための装置である。

【0017】

ウエハ１は、事前処理としてウエハ１の接合面２が鏡面研磨される。ウエハ１の厚みは、たとえば０．３〜０．５ｍｍである。ウエハ１の材料としては、たとえばシリコン、ガラス、圧電材料などが挙げられる。

【0018】

ウエハ１の接合面２は、好ましくは、接合のための金属層が形成されるが、それに限定されるものではなく、研磨処理が施されていれば金属層が無くても接合は可能である。また、図１（Ｃ）に示すように、ウエハ１の周縁４は、円弧状をした円弧部５と、ウエハ１を位置決めするための直線部（オリエンテーションフラット）６を有する。

【0019】

図２（Ａ）および図２（Ｂ）に示すとおり、複数のウエハ１が、ウエハカセット１５に収納される。ウエハカセット１５は、ウエハカセット１５自身の剛性を保つための枠体１９と、隣り合うウエハ１の間に隙間をつくり、ウエハ１の向きを垂直に維持するための複数の凸部１８および複数のストッパー部１６と、を備える。複数の凸部１８は枠体１９の内側の側面に等間隔で並んでいる。凸部１８の幅はたとえば５ｍｍであり、隣り合う凸部１８のピッチ（凸部１８同士の中心間距離）は、４．７６ｍｍである。図２（Ａ）に示すとおり、凸部１８は、ウエハ１の外周の一部に掛る形状となっており、ウエハ１をウエハカセット１５に出し入れするときのガイドの役割も有する。

【0020】

図２（Ａ）および図２（Ｂ）に示すとおり、枠体１９の下方には、枠体１９の斜め内側方向に突出したストッパー部１６を有する。このストッパー部１６にウエハ１の周縁４が当接する。隣り合うウエハ１は、凸部１８およびストッパー部１６により垂直に立てられた状態で、かつ、隙間をあけた状態で配置される。また、１対のウエハ１の接合面２が互いに向き合うにように、かつ、複数のウエハ１の直線部６が下向きに揃うように事前に配置される。

【0021】

図３に示すとおり、ウエハ接合装置１０は、ウエハ１の周囲環境を真空状態とするための真空機構９０を備える。更に、ウエハ接合装置１０は、真空機構９０の真空チャンバー９１中に、ウエハ１を乾燥するための乾燥部２０と、ウエハ１を搬送するための搬送部３０と、複数のウエハ１を矢印Ｐ方向に押圧することにより接合するための押圧部６０と、ウエハ１の垂直位置座標を規定するためのウエハ位置決め部８０と、を備える。

【0022】

複数のウエハ１は、搬送部３０において矢印Ｓに示す経路に沿って搬送された後、乾燥部２０で乾燥され、搬送部３０において矢印Ｔに示す経路に沿って搬送された後、押圧部６０で接合されて複合ウエハ７となり、搬送部３０において矢印Ｕに示す経路に沿って搬送された後、取り出される。

【0023】

複数のウエハ１の接合処理は、主に押圧部６０およびウエハ位置決め部８０によって実行されるが、理解を容易にするため、複数のウエハ１から複合ウエハ７が製造される工程に沿って以降の説明を行う。

【0024】

なお、以降において、ウエハ接合装置１０を接合装置１０と呼び、ウエハカセット１５をカセット１５と呼ぶ。

【0025】

（矢印Ｓに示す経路に沿った搬送）
図４は、接合装置１０における乾燥部２０および搬送部３０を示した図である。矢印Ｓに示す経路に沿った搬送は、搬送部３０のうちのテーブル３０Ａ、水平搬送機構３０Ｂおよび上下搬送機構４０によって実行される。

【0026】

図４に示す状態に至る前に、まず、ウエハ１の収納されたカセット１５が、真空チャンバー９１の開口９２を通じて供給され、搬送部３０のテーブル３０Ａ上に載せられる。その後、開口９２は真空チャンバー９１に取り付けられた扉９５により閉じられる。

【0027】

テーブル３０Ａには、水平搬送機構３０Ｂが取り付けられており、これによってテーブル３０Ａは、水平方向に移動可能である。水平搬送機構３０Ｂは、駆動源である搬送シリンダ３６と、搬送シリンダ３６からの駆動をテーブル３０Ａへ伝達するハンド３７と、載置物の荷重を受けるとともに駆動時の直線性を確保する２本のスライダー３５と、を備える。テーブル３０Ａ上に載せられたカセット１５は、水平搬送機構３０Ｂの駆動により乾燥部２０の真下に配置される。

【0028】

テーブル３０Ａは、テーブル下板３４と、テーブル下板３４に垂直に立てられた複数のテーブル支柱３３と、テーブル支柱３３に対し上下に摺動可能に取り付けられたテーブル上板３１と、テーブル上板３１とテーブル支柱３３との摺動箇所に設けられた複数のブッシュ３２と、を備える。テーブル上板３１は、接合装置１０のベース板１１の下方に配置された上下搬送機構４０からの駆動力を受けることにより上下に移動する。このテーブル上板３１の上下の移動により、カセット１５が乾燥部２０へ出し入れされる。

【0029】

上下搬送機構４０は、テーブル上板３１に当接する棒状のハンド４１と、ハンド４１を上下に移動可能とする昇降シリンダ４７と、を備える。テーブル下板３４、真空チャンバー９１の底板およびベース板１１は、ハンド４１の移動を許容する貫通穴を有する。テーブル上板３１にも貫通穴を有するが、テーブル上板３１の貫通穴は、後述するハンド５１の上端（図５参照）が通過できて、ハンド４１の上端が通過できない形状である。ハンド４１の下端は、ベース板１１の下方にある昇降板４２に取付けられる。

【0030】

昇降板４２は、ベース板１１の下側から突出する複数のハンド支柱４５に対して上下に摺動可能である。昇降板４２とハンド支柱４５との摺動箇所には、複数のブッシュ４３が設けられる。昇降シリンダ４７は、ハンド支柱４５の下端にあるシリンダ固定板４６に取付けられる。昇降シリンダ４７の駆動軸の先端は、昇降板４２に取り付けられ、昇降板４２は、昇降シリンダ４７からの駆動力を受けることにより上下に移動する。なお、昇降板４２とベース板１１との間には、金属ベローズ４４が取り付けられており、昇降板４２が上下しても真空チャンバー９１内の真空状態は保たれる。

【0031】

図４に示すとおり、上下搬送機構４０の上昇駆動により、カセット１５とともにウエハ１が乾燥部２０へ供給される。その後、図示しない真空源によって、真空チャンバー９１内の真空引きが行われる。このときの真空チャンバー９１内の真空度は、たとえば５×１０^-2Ｐａである。この真空度は、以下で説明する各工程においても維持される。

【0032】

（乾燥部２０）
乾燥部２０は、ウエハ１を接合する前にウエハ１を乾燥するためのものである。乾燥部２０は、熱の供給源となる加熱源２１と、加熱源２１に当接しつつウエハ１に接近した位置でウエハ１を加熱する伝熱部材２２と、を備える。伝熱部材２２は、フレーム状の伝熱部材固定板２５を介して、真空チャンバー９１の天板に取付けられる。伝熱部材２２は、加熱源２１から熱を受ける受熱板２３と、受熱板２３から下向きに突出する複数のフィン２４を有する。複数のフィン２４は等間隔で並んでおり、隣り合うフィン２４のピッチ（フィン２４同士の中心間距離）は、たとえば９．５２ｍｍである。フィン２４の厚みは、たとえば２ｍｍである。

【0033】

カセット１５内において、ウエハ１は、接合面２が互いに向き合うように、垂直に立てられた状態で事前に配置されており、フィン２４は、ウエハ１の接合面２とは反対側の非接合面３（図１参照）の隙間に挿入される。

【0034】

ウエハ１に対する加熱処理は、挿入されたフィン２４とウエハ１との間における輻射効果により実行される。乾燥部２０におけるウエハ１の加熱温度は、たとえば８０℃である。これにより、ウエハ１の表面に付着した水分が、ウエハ１から除去され、真空チャンバー９１内に浮遊する。

【0035】

真空チャンバー９１内に浮遊した水分は、真空チャンバー９１内の真空引きにより除去される。これにより、ウエハ１への水分の再付着が抑制されるとともに、ウエハ１が乾燥される。

【0036】

なお、上記では加熱する実施形態のみを示したが、加熱した後冷却して、ウエハ１を常温に戻してから次の工程に搬送してもよい。冷却する必要のある場合は、冷却源（図示省略）を伝熱部材２２に当接するように設ければよい。ウエハ１は、伝熱部材２２のフィン２４からの輻射効果により冷却される。ウエハ１を常温に戻すことにより、接合するウエハ１同士が異なる材質であっても熱膨張の違いの影響を受けずに次の工程の処理ができる。

【0037】

（矢印Ｔに示す経路に沿った搬送）
ウエハ１の乾燥が終了すると、ウエハ１は、カセット１５とともに、矢印Ｔに示す経路に沿って搬送される。この搬送は、搬送部３０のうちのテーブル３０Ａ、水平搬送機構３０Ｂおよび上下搬送機構４０、５０によって実行される。その際、ウエハ１は、カセット１５により垂直に立てられた状態のまま搬送される。

【0038】

まず、カセット１５が、上下搬送機構４０の下降によりテーブル上板３１とともに下降する。テーブル上板３１は、テーブル下板３４の少し上まで下降し、ハンド４１は、テーブル上板３１を離れてスライダー３５より下まで下降する。その後、カセット１５を載せたテーブル３０Ａは、水平搬送機構３０Ｂの水平駆動により、図５に示した押圧部６０の真下に移動する。

【0039】

押圧部６０へウエハ１を供給する方法としては、カセット１５をそのまま押圧部６０へ供給するのでなく、図５に示すように、カセット１５からウエハ１を分離した後、ウエハ１自身を上昇させて押圧部６０へ供給する方法をとる。

【0040】

ウエハ１の上昇駆動は、押圧部６０側のベース板１１の下方に配置された上下搬送機構５０によって実行される。上下搬送機構５０は、ウエハ１に当接する棒状のハンド５１と、ハンド５１を上下に移動可能とする昇降シリンダ５７と、を備える。

【0041】

カセット１５の下面は切り欠き１７（図２（Ｂ）参照）を有し、下面側からハンド５１が出し入れ可能となっている。ハンド５１は、上下搬送機構５０の駆動により、切り欠き１７を通ってウエハ１の直線部６に当接する。ハンド５１の上端は複数の凹部５１Ａを有し、ハンド１がウエハ１の直線部６に当接する際、それぞれのウエハ１がそれぞれの凹部５１Ａに入り込む。これによりウエハ１は、隣同士の隙間が所定距離に保たれながら、押圧部６０、ウエハ位置決め部８０へ供給される。

【0042】

なお、ウエハ１が供給される過程において、ウエハ１は、凹部５１Ａによる位置規制を受けるとともに、ガイドとしての役割も有するカセット１５の凸部１８および枠体１９にも位置規制されながら供給される。

【0043】

テーブル上板３１、テーブル下板３４、真空チャンバー９１の底板およびベース板１１は、ハンド５１の移動を許容する貫通穴を有する。ハンド５１の下端は、ベース板１１の下方にある昇降板５２に取付けられる。

【0044】

テーブル上板３１の貫通穴は、ハンド５１の上端が通過できる形状であり、一方で、先述したハンド４１の上端は通過できない形状である。これにより、ハンド４１を用いた場合は、テーブル上板３１とともにカセット１５全体を上昇させることができ、ハンド５１を用いた場合は、カセット１５を上昇させずにウエハ１のみを上昇させることができる。

【0045】

昇降板５２は、ベース板１１の下側から突出した複数のハンド支柱５５に対して上下に摺動可能である。昇降板５２とハンド支柱５５との摺動箇所には、複数のブッシュ５３が設けられる。昇降シリンダ５７は、ハンド支柱５５の下端にあるシリンダ固定板５６に取り付けられる。昇降シリンダ５７の駆動軸の先端は、昇降板５２に取り付けられ、昇降板５２は、昇降シリンダ５７からの駆動力を受けることにより上下に移動する。なお、昇降板５２とベース板１１との間には、金属ベローズ５４が取り付けられており、昇降板５２が上下しても真空チャンバー９１内の真空状態は保たれる。

【0046】

（ウエハ位置決め部８０）
ウエハ位置決め部８０は、押圧部６０においてウエハ１の位置座標を規定するためのものである。図６（Ａ）から図６（Ｃ）を参照して、ウエハ１が位置決めされる様子を順に説明する。なお、理解を容易にするため、ウエハ位置決め部８０および押圧部６０において、垂直方向をＺ方向、ウエハ１を水平向きに押圧する方向をＸ方向、Ｚ方向およびＸ方向と直交する方向をＹ方向と呼ぶ。

【0047】

図６（Ａ）に示すように、ウエハ１を収納したカセット１５が、押圧部６０の下方に配置される。この時点でハンド５１は、ウエハ１より下方で待機する。

【0048】

次に、図６（Ｂ）に示すように、ハンド５１が上昇する。ハンド５１の上昇途中において、ウエハ１は、ハンド５１の凹部５１Ａにウエハ１の直線部６が入り込むことによりハンドリングされる。更にウエハ１は、カセット１５の凸部１８および枠体１９によってガイドされながら上昇し、押圧部６０の複数の中間板７１の間に入り込む。また更に、ウエハ１は、中間板７１に沿って上昇し、最終的にはカセット１５と分離される。

【0049】

図６（Ｃ）に示すように、ハンド５１が上昇しきった後は、ウエハ１は、ウエハ１の半径方向（Ｙ方向）の外側に待機したウエハ位置決め部８０により位置決めされる。ウエハ位置決め部８０は、ウエハ１の位置座標を規定する２つの位置決めガイド部材８１と、それぞれの位置決めガイド部材８１をウエハ１に向けて移動する位置決めシリンダ８５と、を備える。位置決めガイド部材８１はウエハ１の主面に直交する水平方向（Ｘ方向）に延びており、ウエハ１の周縁４に下方側から当接するように設けられる。位置決めシリンダ８５は、図示しない部材を介してベース板１１に固定される。

【0050】

更に位置決めガイド部材８１は、ウエハ１の直線部６に当接することによりウエハ１の垂直位置座標（Ｚ方向の位置座標）を規定するアンダーピン８２と、ウエハ１の円弧部５に当接することによりウエハ１の主面に沿った水平方向の位置座標（Ｙ方向の位置座標）を規定するサイドピン８３と、アンダーピン８２およびサイドピン８３をそれぞれ固定するピン固定具８４と、を備える。

【0051】

アンダーピン８２およびサイドピン８３の材質は、耐摩耗性を有し、また良好な滑り性を有する材質であり、たとえばＤＬＣコーティング処理のされたステンレス鋼である。耐摩耗性の必要な理由は、後述するウエハ１同士を接合するためにウエハ１の周縁４をアンダーピン８２およびサイドピン８３に当接させたまま水平方向（Ｘ方向）に移動させるからである。

【0052】

図６（Ｃ）に示すように、位置決めガイド部材８１が互いに近寄る方向に移動することにより、２本のアンダーピン８２がウエハ１の直線部６の下側に入り込む。その後、ハンド５１が上下搬送機構５０の駆動により下降し、ウエハ１はアンダーピン８２の上に垂直に立てられた状態で乗る。更に、位置決めガイド部材８１が互いに近寄る方向に移動することにより、２つのサイドピン８３がウエハ１の円弧部５に当接してウエハ１を挟み込む。これらの動作によって、ウエハ１の垂直方向（Ｚ方向）の位置決め、およびウエハ１の主面に沿った水平方向（Ｙ方向）の位置決めが終了する。

【0053】

なお、アンダーピン８２またはサイドピン８３は、必ずしも両方用いる必要はない。仮にアンダーピン８２を用いずにサイドピン８３のみを用いた場合であっても、サイドピン８３により、ウエハ１同士のＹ方向とＺ方向の貼り合せ位置精度を確保できる。また、ウエハ１同士のＹ方向の貼り合せ位置精度がさほど要求されないのであれば、サイドピン８３を用いずにアンダーピン８２のみを用いることもできる。

【0054】

（押圧部６０）
押圧部６０は、所定方向に位置決めされた複数のウエハ１を押圧することにより接合するためのものである。図５に示すとおり、押圧部６０は、複数のウエハ１を挟んで押圧するための押圧板６１および受圧板６２と、押圧力の駆動源となる押圧サーボ機構６４と、押圧サーボ機構６４から押圧板６１へ押圧力を伝達する押圧棒６３と、を備える。

【0055】

複数のウエハ１は、押圧板６１と受圧板６２との間で、接合面２が互いに向き合うように、垂直に立てられた状態で配置される。ウエハ１に対する押圧方向は、ウエハ１の主面に直交する水平方向（Ｘ方向）である。複数のウエハ１が、垂直にたてられた状態で押圧されることにより接合されるので、ウエハ１の接合面２へ塵埃等の付着が抑制される。

【0056】

押圧サーボ機構６４および受圧板６２は、ベース１１に立てられた押圧支柱６５、受圧支柱６６にそれぞれ固定される。また、押圧支柱６５と受圧支柱６６の間には、押圧部６０の押圧方向の剛性を高めるため、複数の押圧はり６７が設けられる。なお、真空チャンバー９１内の真空状態を保つため、押圧棒６３と真空チャンバー９１との間には、ベローズ取付け板６８を介して金属ベローズ６９が取り付けられる。

【0057】

更に押圧部６０は、押圧板６１と受圧板６２の間に、所定間隔で配置された複数の中間板７１を備える。中間板７１は、複数組の複合ウエハ７を同時に製造するためのものであって、隣り合うウエハ１の非接合面３同士の接合を防止するために、ウエハ１の非接合面３側に配置される。したがって中間板７１は、ウエハ１が上下搬送機構５０により上昇したときに、ウエハ１の非接合面３同士の間に入る位置に予め配置される。中間板７１の板厚は、たとえば２ｍｍであり、それぞれの中間板７１の配置されるピッチ（中間板７１同士の中心間距離）は、たとえば９．５２ｍｍである。中間板７１の材質は、たとえばステンレス鋼などの金属材料でもよいし、セラミックなどの非金属材料でもよい。

【0058】

中間板７１は、スライド棒７２により固定されることによりＹ方向およびＺ方向を拘束され、スライド棒７２とともに押圧方向（Ｘ方向）に移動可能である。スライド棒７２は、受圧板６２および受圧支柱６６に対し摺動可能に取付けられる。スライド棒７２の受圧支柱６６側の端部には鍔７３があり、鍔７３と受圧支柱６６の間には引っ張りコイルばね７４が取り付けられる。引っ張りコイルばね７４により、中間板７１およびスライド棒７２は押圧板６１の方向に付勢される。スライド棒７２には止め金７５が設けられており、引っ張りコイルばね７４により付勢された中間板７１の移動の終端が規定され、それぞれの中間板７１が所定ピッチに配置される。

【0059】

なお、上記においては、スライド棒７２を摺動可能にして中間板７１を押圧方向に移動可能とする実施形態を示したが、スライド棒７２を受圧支柱６６に固定した上で、中間板７１をスライド棒７２に載せて滑らせることにより、中間板７１を押圧方向へ移動可能とすることもできる。その場合、中間板７１と受圧支柱６６の間に圧縮コイルばねを配置すればよい。

【0060】

図７（Ａ）および図７（Ｂ）に示すとおり、押圧前から押圧後にかけて、複数のウエハ１は、押圧板６１と受圧板６２の間に垂直に立てられた状態で配置される。そして、複数のウエハ１は、ウエハ位置決め部８０により所定の位置座標が維持されたまま押圧される。

【0061】

詳細には、複数のウエハ１は、複数の中間板７１同士の間、または中間板７１と押圧板６１の間、あるいは中間板７１と受圧板６２の間に、１対ずつ配置される。また、複数のウエハ１は、ウエハ１の直線部６がアンダーピン８２に当接しながら押圧され、同時にウエハ１の円弧部５がサイドピン８３に当接しながら押圧される。したがって、押圧途中においてウエハ１は、アンダーピン８２およびサイドピン８３に沿ってＸ方向に移動することになる。これにより、ウエハ１の垂直位置座標（Ｚ方向の位置座標）およびウエハ１の主面に直交する水平位置座標（Ｙ方向の位置座標）が規定され、ウエハ１の接合後の貼り合せ位置精度を確保できる。

【0062】

図７（Ｂ）は、複数のウエハ１が複数の中間板７１とともに押圧板６１と受圧板６２の間に挟まれた状態を示した図である。このときの押圧力は、たとえば４０ｋＮである。これによりウエハ１同士が接合され、複数組の複合ウエハ７が製造される。

【0063】

なお、上記ではウエハ１を加熱せずに接合する実施形態を示したが、加熱しながら接合する場合は、別途、図示しない加熱機構を押圧部６０に設けて接合してもよい。接合されるウエハ１同士が同じ材質のウエハ１であれば、加熱しながらでも熱膨張量の違いの影響を受けずに接合できる。

【0064】

ウエハ１の接合を終えると、押圧板６１が押圧方向と反対側へ移動する。これに伴い、スライド棒７２に取り付けられた中間板７１が、引っ張りコイルばね７４により付勢され、所定ピッチの配置に戻る。同時に、複合ウエハ７も、アンダーピン８２およびサイドピン８３に沿いながら、それぞれの中間板７１の間に戻される。

【0065】

（矢印Ｕに示す経路に沿った搬送）
接合の終了した複数組の複合ウエハ７は、矢印Ｕに示す経路に沿って搬送される。この搬送は、搬送部３０のうちのテーブル３０Ａ、水平搬送機構３０Ｂおよび上下搬送機構５０によって実行される。

【0066】

まず、ハンド５１の凹部５１Ａが一旦上昇して複合ウエハ７に当接した後、位置決めガイド部材８１が外側に移動する。その後、上下搬送機構５０の駆動によりハンド５１が下降することで、カセット１５に複合ウエハ７が収納される。次に、カセット１５が、水平搬送機構３０Ｂの駆動により真空チャンバー９１の開口９２の方向に搬送される。そして、真空チャンバー９１内が大気圧に戻された後に、真空チャンバー９１の扉９５が開かれ、カセット１５が取り出される。

【0067】

なお、水平搬送機構３０Ｂの搬送シリンダ３６は、真空チャンバー９１より外側にあるベース板１１上に固定される。真空チャンバー９１の側板と搬送シリンダ３６の間には、金属ベローズ３８が取り付けられる。

【0068】

（本実施形態の効果）
本実施形態によれば、ウエハ１を垂直に立てた状態で水平方向に移動させることによりウエハ１同士を接合するので、ウエハ１の接合面２への塵埃等の付着を抑制できる。これにより、接合後の複合ウエハ７の密着性を高めることができる。

【0069】

また、水平方向に延びた位置決めガイド部材８１が、ウエハ１の周縁４に下方側から当接することによりウエハ１の垂直位置座標を確実に規定する。これにより、押圧時にウエハ１が水平方向に移動している間も、ウエハ１の垂直位置座標を確実に維持しながら接合できる。

【0070】

また、真空機構９０の内部に、接合前のウエハ１の水分を除去するための乾燥部２０と、乾燥されたウエハ１を搬送するための搬送部３０と、を備える。仮に、接合前のウエハ１の接合面２に水分の付着があると、接合後のウエハ１同士の界面に気泡が発生し、複合ウエハ７の密着性が低下することもある。しかし、上記の構成によれば、接合前にウエハ１の水分を除去し、その状態を保ったまま押圧部６０へウエハ１を搬送できる。これにより、接合後の複合ウエハ７の密着性を高めることができる。

【0071】

また、ウエハ１は、乾燥部２０および搬送部３０において、垂直に立てられた状態のまま乾燥され、その後搬送される。垂直に立てられた状態のままで処理が行なわれるので、接合前の工程においてもウエハ１の接合面２への塵埃等の付着を抑制できる。

【0072】

また、乾燥部２０は、複数のウエハ１の間の隙間からウエハ１を加熱するための伝熱部材２２を備える。ウエハ１に接近した隙間の位置から熱を付与できるので、水分を確実に除去でき、接合後の複合ウエハ７の密着性を高めることができる。

【0073】

また、伝熱部材２２は、ウエハ１の接合面２とは反対側の隙間からウエハ１を加熱する。これにより、ウエハ１の接合面２を傷つける可能性がなくなり、接合後の複合ウエハ７の密着性を高めることができる。

【0074】

また、押圧部６０は、ウエハ１の非接合面３に、ウエハ１同士の接合を防止するための中間板７１を備える。これにより、ウエハ１の非接合面３でのウエハ１の接合を防止しつつ、複数組の複合ウエハ７を同時に効率よく製造できる。

【符号の説明】

【0075】

１：ウエハ
５：複合ウエハ
１０：ウエハ接合装置
１５：ウエハカセット
２０：乾燥部
２２：伝熱部材
３０：搬送部
３０Ａ：テーブル
３０Ｂ：水平搬送機構
３７、４１、５１：ハンド
４０、５０：上下搬送機構
６０：押圧部
６１：押圧板
６２：受圧板
６４：押圧サーボ機構
７１：中間板
８０：ウエハ位置決め部
８１：位置決めガイド部材
８２：アンダーピン
８３：サイドピン
９０：真空機構
９１：真空チャンバー

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】