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(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】6598635
(24)【登録日】2019年10月11日
(45)【発行日】2019年10月30日
(54)【発明の名称】基板押圧機構および接合装置
(51)【国際特許分類】
H01L 21/02 20060101AFI20191021BHJP
B23K 20/00 20060101ALI20191021BHJP
【ＦＩ】
H01L21/02 B
B23K20/00 310P
【請求項の数】8
【全頁数】24
(21)【出願番号】特願2015-212915(P2015-212915)
(22)【出願日】2015年10月29日
(65)【公開番号】特開2017-84999(P2017-84999A)
(43)【公開日】2017年5月18日
【審査請求日】2018年7月19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】110002147
【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】杉原 紳太郎
(72)【発明者】
【氏名】北原 重徳
(72)【発明者】
【氏名】古谷 悟郎
【審査官】
加藤 芳健
(56)【参考文献】
【文献】
特開２０１５−０８４３６９（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１２−１６０６２８（ＪＰ，Ａ）
【文献】
再公表特許第２００７／０６６５５９（ＪＰ，Ａ１）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｈ０１Ｌ ２１／０２
Ｂ２３Ｋ ２０／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
鉛直軸沿いに直動可能な第１可動部を有する第１直動機構と、
前記鉛直軸沿いに直動可能な第２可動部を有し、前記第１可動部に設けられる第２直動機構と、
前記第２可動部とは分離した部材であり、かつ、前記第２可動部の当接を受けて伝達される該第２可動部の推力によって前記鉛直軸沿いに直動可能に設けられ、先端部において対向する基板を該先端部で押圧する押圧部材と
を備えることを特徴とする基板押圧機構。
前記鉛直軸沿いに直動可能な第２可動部を有し、前記第１可動部に設けられる第２直動機構と、
前記第２可動部とは分離した部材であり、かつ、前記第２可動部の当接を受けて伝達される該第２可動部の推力によって前記鉛直軸沿いに直動可能に設けられ、先端部において対向する基板を該先端部で押圧する押圧部材と
を備えることを特徴とする基板押圧機構。
【請求項2】
前記押圧部材は、
前記第２可動部の鉛直下側に配置され、基端部において少なくとも前記第２可動部の自重による当接を受けていること
を特徴とする請求項１に記載の基板押圧機構。
前記第２可動部の鉛直下側に配置され、基端部において少なくとも前記第２可動部の自重による当接を受けていること
を特徴とする請求項１に記載の基板押圧機構。
【請求項3】
前記第２直動機構は、流体軸受であって、
第１流体供給部および第２流体供給部を備え、
前記第１流体供給部から供給される流体によって前記第２可動部を軸受面から浮かせて該第２可動部を滑動可能に支持するとともに、前記第２流体供給部から供給される流体の圧力によって前記第２可動部へ付与する前記推力を可変させて前記押圧部材により前記基板へ付与される荷重を制御すること
を特徴とする請求項１または２に記載の基板押圧機構。
第１流体供給部および第２流体供給部を備え、
前記第１流体供給部から供給される流体によって前記第２可動部を軸受面から浮かせて該第２可動部を滑動可能に支持するとともに、前記第２流体供給部から供給される流体の圧力によって前記第２可動部へ付与する前記推力を可変させて前記押圧部材により前記基板へ付与される荷重を制御すること
を特徴とする請求項１または２に記載の基板押圧機構。
【請求項4】
前記第１直動機構は、
少なくとも１つの流体給排部と、
前記流体給排部に接続され、排出される流体の流量を可変可能に設けられた速度制御弁とを備え、
前記流体給排部から給排される流体の圧力によって前記第１可動部を前記鉛直軸沿いに直動させることで前記押圧部材の先端部の位置を制御するとともに、前記速度制御弁によって前記流量を可変させることで前記押圧部材の速度を制御すること
を特徴とする請求項１、２または３に記載の基板押圧機構。
少なくとも１つの流体給排部と、
前記流体給排部に接続され、排出される流体の流量を可変可能に設けられた速度制御弁とを備え、
前記流体給排部から給排される流体の圧力によって前記第１可動部を前記鉛直軸沿いに直動させることで前記押圧部材の先端部の位置を制御するとともに、前記速度制御弁によって前記流量を可変させることで前記押圧部材の速度を制御すること
を特徴とする請求項１、２または３に記載の基板押圧機構。
【請求項5】
前記押圧部材を前記鉛直軸沿いに直動案内する直動案内部
を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の基板押圧機構。
を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の基板押圧機構。
【請求項6】
前記第２可動部の先端部における前記押圧部材との当接面は、曲面を含んだ形状に形成されていること
を特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の基板押圧機構。
を特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の基板押圧機構。
【請求項7】
前記押圧部材の先端部における前記基板との当接面は、曲面を含んだ形状に形成されていること
を特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の基板押圧機構。
を特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の基板押圧機構。
【請求項8】
下面側に第１基板を保持する第１保持部と、
前記第１保持部の下方に設けられ、上面側に第２基板を前記第１基板に対向させて保持する第２保持部と、
前記第１基板の中心部に前記押圧部材の先端部が対向するように前記第１保持部に設けられる請求項１〜７のいずれか一つに記載の基板押圧機構と、
前記第１直動機構および前記第２直動機構を制御して前記押圧部材に前記第１基板の中心部を押圧させ、該中心部を前記第２基板へ当接させることによって前記第１基板および前記第２基板を接合させる制御部と
を備えることを特徴とする接合装置。
前記第１保持部の下方に設けられ、上面側に第２基板を前記第１基板に対向させて保持する第２保持部と、
前記第１基板の中心部に前記押圧部材の先端部が対向するように前記第１保持部に設けられる請求項１〜７のいずれか一つに記載の基板押圧機構と、
前記第１直動機構および前記第２直動機構を制御して前記押圧部材に前記第１基板の中心部を押圧させ、該中心部を前記第２基板へ当接させることによって前記第１基板および前記第２基板を接合させる制御部と
を備えることを特徴とする接合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
開示の実施形態は、基板押圧機構および接合装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、半導体デバイスの高集積化の要請に応えるため、半導体デバイスを３次元に積層する３次元集積技術を用いることが提案されている。この３次元集積技術を用いた装置としては、例えば半導体ウェハ（以下、「ウェハ」と言う）等の基板同士を接合する接合装置が知られている。
【0003】
例えば、特許文献１には、上下方向で対向配置させた２枚のウェハのうち、上側ウェハの中心部を押動ピンで押圧してこの中心部を下側ウェハに当接させ、その後、上側ウェハを支持しているスペーサを退避させて、上側ウェハの全面を下側ウェハの全面に当接させ、基板同士を接合する技術が開示されている。なお、押動ピンは、単動式のシリンダ構造を有する加重付与装置（以下、「基板押圧機構」と言う）内に組み込まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２００４−２０７４３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上述した従来技術には、ウェハを精度よく押圧し、接合品質を向上させるうえでさらなる改善の余地がある。
【0006】
具体的には、上述した従来技術を用いた場合、単動式のシリンダ構造を有する基板押圧機構を用いて、押動ピンの移動ならびに押動ピンにより上側ウェハへかける荷重の両方を制御しているため、精度の高い制御を行いにくいという問題があった。
【0007】
また、押動ピンが押圧する位置も、シリンダ構造に起因するガタつき等によって繰り返し精度が悪いという問題もあった。
【0008】
実施形態の一態様は、基板を精度よく押圧し、接合品質を向上させることができる基板押圧機構および接合装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
実施形態の一態様に係る基板押圧機構は、第１直動機構と、第２直動機構と、押圧部材とを備える。第１直動機構は、鉛直軸沿いに直動可能な第１可動部を有する。第２直動機構は、鉛直軸沿いに直動可能な第２可動部を有し、第１可動部に設けられる。押圧部材は、第２可動部とは分離した部材であり、かつ、第２可動部の当接を受けて伝達される第２可動部の推力によって鉛直軸沿いに直動可能に設けられ、先端部において対向する基板を先端部で押圧する。
【発明の効果】
【0010】
実施形態の一態様によれば、基板を精度よく押圧し、接合品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、添付図面を参照して、本願の開示する基板押圧機構および接合装置の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
【0013】
なお、以下参照する各図面では、説明を分かりやすくするために、鉛直上向きをＺ軸の正方向とする直交座標系を示す場合がある。
【0014】
＜１．接合システムの構成＞まず、本実施形態に係る接合システムの構成について、図１〜図３を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る接合システムの構成を示す模式平面図であり、図２は、同模式側面図である。また、図３は、上ウェハおよび下ウェハの模式側面図である。
【0016】
第１基板Ｗ１は、例えばシリコンウェハや化合物半導体ウェハなどの半導体基板に複数の電子回路が形成された基板である。また、第２基板Ｗ２は、例えば電子回路が形成されていないベアウェハである。第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２とは、略同径を有する。なお、第２基板Ｗ２に電子回路が形成されていてもよい。
【0017】
以下では、第１基板Ｗ１を「上ウェハＷ１」と記載し、第２基板Ｗ２を「下ウェハＷ２」と記載する。
【0018】
また、以下では、図３に示すように、上ウェハＷ１の板面のうち、下ウェハＷ２と接合される側の板面を「接合面Ｗ１ｊ」と記載し、接合面Ｗ１ｊとは反対側の板面を「非接合面Ｗ１ｎ」と記載する。また、下ウェハＷ２の板面のうち、上ウェハＷ１と接合される側の板面を「接合面Ｗ２ｊ」と記載し、接合面Ｗ２ｊとは反対側の板面を「非接合面Ｗ２ｎ」と記載する。
【0019】
また、図１に示すように、接合システム１は、搬入出ステーション２と、処理ステーション３とを備える。搬入出ステーション２および処理ステーション３は、Ｘ軸正方向に沿って、搬入出ステーション２および処理ステーション３の順番で並べて配置される。また、搬入出ステーション２および処理ステーション３は、一体的に接続される。
【0020】
搬入出ステーション２は、載置台１０と、搬送領域２０とを備える。載置台１０は、複数の載置板１１を備える。各載置板１１には、複数枚（例えば、２５枚）の基板を水平状態で収容するカセットＣ１，Ｃ２，Ｃ３がそれぞれ載置される。例えば、カセットＣ１は上ウェハＷ１を収容するカセットであり、カセットＣ２は下ウェハＷ２を収容するカセットであり、カセットＣ３は重合ウェハＴを収容するカセットである。
【0021】
搬送領域２０は、載置台１０のＸ軸正方向側に隣接して配置される。かかる搬送領域２０には、Ｙ軸方向に延在する搬送路２１と、この搬送路２１に沿って移動可能な搬送装置２２とが設けられる。搬送装置２２は、Ｙ軸方向だけでなく、Ｘ軸方向にも移動可能かつＺ軸周りに旋回可能であり、載置板１１に載置されたカセットＣ１〜Ｃ３と、後述する処理ステーション３の第３処理ブロックＧ３との間で、上ウェハＷ１、下ウェハＷ２および重合ウェハＴの搬送を行う。
【0022】
なお、載置板１１に載置されるカセットＣ１〜Ｃ３の個数は、図示のものに限定されない。また、載置板１１には、カセットＣ１，Ｃ２，Ｃ３以外に、不具合が生じた基板を回収するためのカセット等が載置されてもよい。
【0023】
処理ステーション３には、各種装置を備えた複数の処理ブロック、例えば３つの処理ブロックＧ１，Ｇ２，Ｇ３が設けられる。例えば処理ステーション３の正面側（図１のＹ軸負方向側）には、第１処理ブロックＧ１が設けられ、処理ステーション３の背面側（図１のＹ軸正方向側）には、第２処理ブロックＧ２が設けられる。また、処理ステーション３の搬入出ステーション２側（図１のＸ軸負方向側）には、第３処理ブロックＧ３が設けられる。
【0024】
第１処理ブロックＧ１には、上ウェハＷ１および下ウェハＷ２の接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊを改質する表面改質装置３０が配置される。表面改質装置３０は、上ウェハＷ１および下ウェハＷ２の接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊにおけるＳｉＯ２の結合を切断して単結合のＳｉＯとすることで、その後親水化されやすくするように当該接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊを改質する。
【0025】
なお、表面改質装置３０では、例えば減圧雰囲気下において処理ガスである酸素ガスが励起されてプラズマ化され、イオン化される。そして、かかる酸素イオンが、上ウェハＷ１および下ウェハＷ２の接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊに照射されることにより、接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊがプラズマ処理されて改質される。
【0026】
第２処理ブロックＧ２には、表面親水化装置４０と、接合装置４１とが配置される。表面親水化装置４０は、例えば純水によって上ウェハＷ１および下ウェハＷ２の接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊを親水化するとともに、接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊを洗浄する。表面親水化装置４０では、例えばスピンチャックに保持された上ウェハＷ１または下ウェハＷ２を回転させながら、当該上ウェハＷ１または下ウェハＷ２上に純水を供給する。これにより、上ウェハＷ１または下ウェハＷ２上に供給された純水が上ウェハＷ１または下ウェハＷ２の接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊ上を拡散し、接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊが親水化される。接合装置４１は、上ウェハＷ１および下ウェハＷ２を接合する。接合装置４１の構成については、後述する。
【0027】
第３処理ブロックＧ３には、図２に示すように、上ウェハＷ１、下ウェハＷ２および重合ウェハＴのトランジション（ＴＲＳ）装置５０，５１が下から順に２段に設けられる。
【0028】
また、図１に示すように、第１処理ブロックＧ１、第２処理ブロックＧ２および第３処理ブロックＧ３に囲まれた領域には、搬送領域６０が形成される。搬送領域６０には、搬送装置６１が配置される。搬送装置６１は、例えば鉛直方向、水平方向および鉛直軸周りに移動自在な搬送アームを有する。かかる搬送装置６１は、搬送領域６０内を移動し、搬送領域６０に隣接する第１処理ブロックＧ１、第２処理ブロックＧ２および第３処理ブロックＧ３内の所定の装置に上ウェハＷ１、下ウェハＷ２および重合ウェハＴを搬送する。
【0029】
また、図１に示すように、接合システム１は、制御装置７０を備える。制御装置７０は、接合システム１の動作を制御する。かかる制御装置７０は、例えばコンピュータであり、図示しない制御部および記憶部を備える。記憶部には、接合処理等の各種処理を制御するプログラムが格納される。制御部は記憶部に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって接合システム１の動作を制御する。
【0030】
なお、かかるプログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記録媒体に記録されていたものであって、その記録媒体から制御装置７０の記憶部にインストールされたものであってもよい。コンピュータによって読み取り可能な記録媒体としては、例えばハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルディスク（ＭＯ）、メモリカードなどがある。
【0031】
＜２．接合装置の構成＞次に、接合装置４１の構成について図４〜図１１を参照して説明する。図４は、接合装置４１の構成を示す模式平面図であり、図５は、同模式側面図である。また、図６は、位置調節機構２１０の構成を示す模式側面図である。また、図７は、反転機構２２０の構成を示す模式平面図であり、図８および図９は、同模式側面図（その１）および（その２）である。また、図１０は、保持アーム２２１および保持部材２２２の構成を示す模式側面図であり、図１１は、接合装置４１の内部構成を示す模式側面図である。
【0032】
図４に示すように、接合装置４１は、内部を密閉可能な処理容器１９０を有する。処理容器１９０の搬送領域６０側の側面には、上ウェハＷ１、下ウェハＷ２および重合ウェハＴの搬入出口１９１が形成され、当該搬入出口１９１には開閉シャッタ１９２が設けられる。
【0033】
処理容器１９０の内部は、内壁１９３によって搬送領域Ｔ１と処理領域Ｔ２に区画される。上述した搬入出口１９１は、搬送領域Ｔ１における処理容器１９０の側面に形成される。また、内壁１９３にも、上ウェハＷ１、下ウェハＷ２および重合ウェハＴの搬入出口１９４が形成される。
【0034】
搬送領域Ｔ１のＹ軸負方向側には、上ウェハＷ１、下ウェハＷ２および重合ウェハＴを一時的に載置するためのトランジション２００が設けられる。トランジション２００は、例えば２段に形成され、上ウェハＷ１、下ウェハＷ２および重合ウェハＴのいずれか２つを同時に載置することができる。
【0035】
搬送領域Ｔ１には、搬送機構２０１が設けられる。搬送機構２０１は、例えば鉛直方向、水平方向および鉛直軸周りに移動自在な搬送アームを有する。そして、搬送機構２０１は、搬送領域Ｔ１内、または搬送領域Ｔ１と処理領域Ｔ２との間で上ウェハＷ１、下ウェハＷ２および重合ウェハＴを搬送する。
【0036】
搬送領域Ｔ１のＹ軸正方向側には、上ウェハＷ１および下ウェハＷ２の水平方向の向きを調節する位置調節機構２１０が設けられる。位置調節機構２１０は、図６に示すように基台２１１と、上ウェハＷ１および下ウェハＷ２を吸着保持して回転させる保持部２１２と、上ウェハＷ１および下ウェハＷ２のノッチ部の位置を検出する検出部２１３とを有する。
【0037】
かかる位置調節機構２１０では、保持部２１２に吸着保持された上ウェハＷ１および下ウェハＷ２を回転させながら検出部２１３で上ウェハＷ１および下ウェハＷ２のノッチ部の位置を検出することで、当該ノッチ部の位置を調節して上ウェハＷ１および下ウェハＷ２の水平方向の向きを調節する。
【0039】
保持アーム２２１は、水平方向に延在する。また保持アーム２２１には、上ウェハＷ１を保持する保持部材２２２が例えば４箇所に設けられる。保持部材２２２は、図１０に示すように保持アーム２２１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２２２の側面には、上ウェハＷ１の外周部を保持するための切り欠き２２３が形成される。これら保持部材２２２は、上ウェハＷ１を挟み込んで保持することができる。
【0040】
保持アーム２２１は、図７〜図９に示すように、例えばモータなどを備えた第１駆動部２２４に支持される。保持アーム２２１は、この第１駆動部２２４によって、水平軸周りに回動自在である。また保持アーム２２１は、第１駆動部２２４を中心に回動自在であると共に、水平方向に移動自在である。
【0041】
第１駆動部２２４の下方には、例えばモータなどを備えた第２駆動部２２５が設けられる。第１駆動部２２４は、この第２駆動部２２５によって、鉛直方向に延在する支持柱２２６に沿って鉛直方向に移動可能である。
【0042】
このように、保持部材２２２に保持された上ウェハＷ１は、第１駆動部２２４と第２駆動部２２５によって、水平軸周りに回動することができるとともに鉛直方向および水平方向に移動することができる。また、保持部材２２２に保持された上ウェハＷ１は、第１駆動部２２４を中心に回動して、位置調節機構２１０から後述する上チャック２３０との間を移動することができる。
【0043】
また、図５に示すように、処理領域Ｔ２には、上チャック２３０と下チャック２３１とが設けられる。上チャック２３０は、上ウェハＷ１を上方から吸着保持する。また、下チャック２３１は、上チャック２３０の下方に設けられ、下ウェハＷ２を下方から吸着保持する。
【0044】
上チャック２３０は、図５に示すように、処理容器１９０の天井面に設けられた支持部材２８０に支持される。支持部材２８０には、下チャック２３１に保持された下ウェハＷ２の接合面Ｗ２ｊを撮像する上部撮像部２８１（図１１参照）が設けられる。上部撮像部２８１は、上チャック２３０に隣接して設けられる。
【0045】
また、図４、図５および図１１に示すように、下チャック２３１は、当該下チャック２３１の下方に設けられた第１下チャック移動部２９０に支持される。第１下チャック移動部２９０は、後述するように下チャック２３１を水平方向（Ｙ軸方向）に移動させる。また、第１下チャック移動部２９０は、下チャック２３１を鉛直方向に移動自在、且つ鉛直軸回りに回転可能に構成される。
【0046】
第１下チャック移動部２９０には、上チャック２３０に保持された上ウェハＷ１の接合面Ｗ１ｊを撮像する下部撮像部２９１が設けられている。下部撮像部２９１は、下チャック２３１に隣接して設けられる。
【0047】
また、図４、図５および図１１に示すように、第１下チャック移動部２９０は、当該第１下チャック移動部２９０の下面側に設けられ、水平方向（Ｙ軸方向）に延伸する一対のレール２９５に取り付けられる。第１下チャック移動部２９０は、レール２９５に沿って移動自在に構成される。
【0048】
一対のレール２９５は、第２下チャック移動部２９６に設けられる。第２下チャック移動部２９６は、当該第２下チャック移動部２９６の下面側に設けられ、水平方向（Ｘ軸方向）に延伸する一対のレール２９７に取り付けられる。そして、第２下チャック移動部２９６は、レール２９７に沿って移動自在に、すなわち下チャック２３１を水平方向（Ｘ軸方向）に移動させるように構成される。なお、一対のレール２９７は、処理容器１９０の底面に設けられた載置台２９８上に設けられる。
【0049】
次に、上チャック２３０と下チャック２３１の構成について図１２〜図１４を参照して説明する。図１２は、上チャック２３０および下チャック２３１の構成を示す模式側面図である。また、図１３は、上チャック２３０を下方から見た場合の模式平面図であり、図１４は、下チャック２３１を上方から見た場合の模式平面図である。
【0050】
図１２に示すように、上チャック２３０は、複数、たとえば３つの領域２３０ａ，２３０ｂ，２３０ｃに区画される。これら領域２３０ａ，２３０ｂ，２３０ｃは、図１３に示すように、上チャック２３０の中心部から周縁部（外周部）に向けてこの順で設けられる。領域２３０ａは平面視において円形状を有し、領域２３０ｂ，２３０ｃは平面視において環状形状を有する。
【0051】
各領域２３０ａ，２３０ｂ，２３０ｃには、図１２に示すように上ウェハＷ１を吸着保持するための吸引管２４０ａ，２４０ｂ，２４０ｃがそれぞれ独立して設けられる。各吸引管２４０ａ，２４０ｂ，２４０ｃには、異なる真空ポンプ２４１ａ，２４１ｂ，２４１ｃがそれぞれ接続される。このように、上チャック２３０は、各領域２３０ａ，２３０ｂ，２３０ｃ毎に上ウェハＷ１の真空引きを設定可能に構成されている。
【0052】
上チャック２３０の中心部には、当該上チャック２３０を厚み方向に貫通する貫通孔２４３が形成される。この上チャック２３０の中心部は、当該上チャック２３０に吸着保持される上ウェハＷ１の中心部Ｗ１ａに対応している。そして、貫通孔２４３には、基板押圧機構２５０の押圧ピン２５３が挿通するようになっている。押圧ピン２５３は、押圧部材の一例である。
【0053】
基板押圧機構２５０は、上チャック２３０の上面に設けられ、押圧ピン２５３によって上ウェハＷ１の中心部を押圧する。押圧ピン２５３は、第１直動機構２５１および第２直動機構２５２によって鉛直軸沿いに直動可能に設けられ、先端部において対向する基板（本実施形態では上ウェハＷ１）をかかる先端部で押圧する。具体的には、押圧ピン２５３は、後述する上ウェハＷ１および下ウェハＷ２の接合時に、まず上ウェハＷ１の中心部Ｗ１ａと下ウェハＷ２の中心部Ｗ２ａとを当接させるスタータとなる。なお、基板押圧機構２５０のより具体的な構成については、図１７Ａ以降を用いて後述する。
【0054】
下チャック２３１は、図１４に示すように、複数、例えば２つの領域２３１ａ，２３１ｂに区画される。これら領域２３１ａ，２３１ｂは、下チャック２３１の中心部から周縁部に向けてこの順で設けられる。そして、領域２３１ａは平面視において円形状を有し、領域２３１ｂは平面視において環状形状を有する。
【0055】
各領域２３１ａ，２３１ｂには、図１２に示すように下ウェハＷ２を吸着保持するための吸引管２６０ａ，２６０ｂがそれぞれ独立して設けられる。各吸引管２６０ａ，２６０ｂには、異なる真空ポンプ２６１ａ，２６１ｂがそれぞれ接続される。このように、下チャック２３１は、各領域２３１ａ，２３１ｂ毎に下ウェハＷ２の真空引きを設定可能に構成されている。
【0056】
下チャック２３１の周縁部には、上ウェハＷ１、下ウェハＷ２および重合ウェハＴが当該下チャック２３１から飛び出したり、滑落したりすることを防止するストッパ部材２６３が複数箇所、例えば５箇所に設けられる。
【0057】
＜３．接合システムの表面改質装置、表面親水化装置、接合装置の具体的動作＞次に、以上のように構成された表面改質装置３０、表面親水化装置４０、接合装置４１の具体的な動作について、図１５〜図１６Ｈを参照して説明する。
【0058】
図１５は、接合システム１が実行する処理の処理手順の一部を示すフローチャートである。また、図１６Ａ〜図１６Ｈは、接合装置４１の動作説明図（その１）〜（その８）である。なお、図１５に示す各種の処理は、制御装置７０による制御に基づいて実行される。
【0059】
まず、複数枚の上ウェハＷ１を収容したカセットＣ１、複数枚の下ウェハＷ２を収容したカセットＣ２、および空のカセットＣ３が、搬入出ステーション２の所定の載置板１１に載置される。その後、搬送装置２２によりカセットＣ１内の上ウェハＷ１が取り出され、処理ステーション３の第３処理ブロックＧ３のトランジション装置５０に搬送される。
【0060】
次に、上ウェハＷ１は、搬送装置６１によって第１処理ブロックＧ１の表面改質装置３０に搬送される。表面改質装置３０では、所定の減圧雰囲気下において、処理ガスである酸素ガスが励起されてプラズマ化され、イオン化される。この酸素イオンが上ウェハＷ１の接合面Ｗ１ｊに照射されて、当該接合面Ｗ１ｊがプラズマ処理される。これにより、上ウェハＷ１の接合面Ｗ１ｊが改質される（ステップＳ１０１）。
【0061】
次に、上ウェハＷ１は、搬送装置６１によって第２処理ブロックＧ２の表面親水化装置４０に搬送される。表面親水化装置４０では、スピンチャックに保持された上ウェハＷ１を回転させながら、当該上ウェハＷ１上に純水を供給する。そうすると、供給された純水は上ウェハＷ１の接合面Ｗ１ｊ上を拡散し、表面改質装置３０において改質された上ウェハＷ１の接合面Ｗ１ｊに水酸基（シラノール基）が付着して当該接合面Ｗ１ｊが親水化される。また、当該純水によって、上ウェハＷ１の接合面Ｗ１ｊが洗浄される（ステップＳ１０２）。
【0062】
次に、上ウェハＷ１は、搬送装置６１によって第２処理ブロックＧ２の接合装置４１に搬送される。接合装置４１に搬入された上ウェハＷ１は、トランジション２００を介して搬送機構２０１により位置調節機構２１０に搬送される。そして位置調節機構２１０によって、上ウェハＷ１の水平方向の向きが調節される（ステップＳ１０３）。
【0063】
その後、位置調節機構２１０から反転機構２２０の保持アーム２２１に上ウェハＷ１が受け渡される。続いて搬送領域Ｔ１において、保持アーム２２１を反転させることにより、上ウェハＷ１の表裏面が反転される（ステップＳ１０４）。すなわち、上ウェハＷ１の接合面Ｗ１ｊが下方に向けられる。
【0064】
その後、反転機構２２０の保持アーム２２１が、第１駆動部２２４を中心に回動して上チャック２３０の下方に移動する。そして、反転機構２２０から上チャック２３０に上ウェハＷ１が受け渡される。上ウェハＷ１は、上チャック２３０にその非接合面Ｗ１ｎが吸着保持される（ステップＳ１０５）。
【0065】
このとき、すべての真空ポンプ２４１ａ、２４１ｂ、２４１ｃを作動させ、上チャック２３０のすべての領域２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃにおいて、上ウェハＷ１を真空引きしている。上ウェハＷ１は、後述する下ウェハＷ２が接合装置４１に搬送されるまで上チャック２３０で待機する。
【0066】
上ウェハＷ１に上述したステップＳ１０１〜Ｓ１０５の処理が行われている間、下ウェハＷ２の処理が行われる。まず、搬送装置２２によりカセットＣ２内の下ウェハＷ２が取り出され、処理ステーション３のトランジション装置５０に搬送される。
【0067】
次に、下ウェハＷ２は、搬送装置６１によって表面改質装置３０に搬送され、下ウェハＷ２の接合面Ｗ２ｊが改質される（ステップＳ１０６）。なお、ステップＳ１０６における下ウェハＷ２の接合面Ｗ２ｊの改質は、上述したステップＳ１０１と同様である。
【0068】
その後、下ウェハＷ２は、搬送装置６１によって表面親水化装置４０に搬送され、下ウェハＷ２の接合面Ｗ２ｊが親水化されるとともに当該接合面Ｗ２ｊが洗浄される（ステップＳ１０７）。なお、ステップＳ１０７における下ウェハＷ２の接合面Ｗ２ｊの親水化および洗浄は、上述したステップＳ１０２と同様である。
【0069】
その後、下ウェハＷ２は、搬送装置６１によって接合装置４１に搬送される。接合装置４１に搬入された下ウェハＷ２は、トランジション２００を介して搬送機構２０１により位置調節機構２１０に搬送される。そして位置調節機構２１０によって、下ウェハＷ２の水平方向の向きが調節される（ステップＳ１０８）。
【0070】
その後、下ウェハＷ２は、搬送機構２０１によって下チャック２３１に搬送され、下チャック２３１に吸着保持される（ステップＳ１０９）。このとき、すべての真空ポンプ２６１ａ、２６１ｂを作動させ、下チャック２３１のすべての領域２３１ａ、２３１ｂにおいて、下ウェハＷ２を真空引きしている。そして、下ウェハＷ２の接合面Ｗ２ｊが上方を向くように、当該下ウェハＷ２の非接合面Ｗ２ｎが下チャック２３１に吸着保持される。
【0071】
次に、上チャック２３０に保持された上ウェハＷ１と下チャック２３１に保持された下ウェハＷ２との水平方向の位置調節が行われる（ステップＳ１１０）。
【0072】
なお、位置調節に先立っては、図１６Ａに示すように、上ウェハＷ１の接合面Ｗ１ｊには予め定められた複数、例えば３点の基準点Ａ１〜Ａ３が設定され、同様に下ウェハＷ２の接合面Ｗ２ｊには予め定められた複数、たとえば３点の基準点Ｂ１〜Ｂ３が設定される。これら基準点Ａ１〜Ａ３，Ｂ１〜Ｂ３としては、例えば上ウェハＷ１および下ウェハＷ２上に形成された所定のパターンがそれぞれ用いられる。なお、基準点の数は任意に設定可能である。
【0073】
まず、図１６Ａに示すように、上部撮像部２８１および下部撮像部２９１の水平方向位置の調節を行う。具体的には、下部撮像部２９１が上部撮像部２８１の略下方に位置するように、第１下チャック移動部２９０と第２下チャック移動部２９６によって下チャック２３１を水平方向に移動させる。そして、上部撮像部２８１と下部撮像部２９１とで共通のターゲットＸを確認し、上部撮像部２８１と下部撮像部２９１の水平方向位置が一致するように、下部撮像部２９１の水平方向位置が微調節される。
【0074】
次に、図１６Ｂに示すように、第１下チャック移動部２９０によって下チャック２３１を鉛直上方に移動させた後、上チャック２３０と下チャック２３１の水平方向位置の調節を行う。
【0075】
具体的には、第１下チャック移動部２９０と第２下チャック移動部２９６によって下チャック２３１を水平方向に移動させながら、上部撮像部２８１を用いて下ウェハＷ２の接合面Ｗ２ｊの基準点Ｂ１〜Ｂ３を順次撮像する。同時に、下チャック２３１を水平方向に移動させながら、下部撮像部２９１を用いて上ウェハＷ１の接合面Ｗ１ｊの基準点Ａ１〜Ａ３を順次撮像する。なお、図１６Ｂは上部撮像部２８１によって下ウェハＷ２の基準点Ｂ１を撮像するとともに、下部撮像部２９１によって上ウェハＷ１の基準点Ａ１を撮像する様子を示している。
【0076】
撮像された画像データは、制御装置７０に出力される。制御装置７０では、上部撮像部２８１で撮像された画像データと下部撮像部２９１で撮像された画像データとに基づいて、上ウェハＷ１の基準点Ａ１〜Ａ３と下ウェハＷ２の基準点Ｂ１〜Ｂ３とがそれぞれ合致するように、第１下チャック移動部２９０と第２下チャック移動部２９６によって下チャック２３１の水平方向位置を調節させる。こうして上チャック２３０と下チャック２３１の水平方向位置が調節され、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２の水平方向位置が調節される。
【0077】
次に、図１６Ｃに示すように、第１下チャック移動部２９０によって下チャック２３１を鉛直上方に移動させて、上チャック２３０と下チャック２３１の鉛直方向位置の調節を行い、当該上チャック２３０に保持された上ウェハＷ１と下チャック２３１に保持された下ウェハＷ２との鉛直方向位置の調節を行う（ステップＳ１１１）。このとき、下ウェハＷ２の接合面Ｗ２ｊと上ウェハＷ１の接合面Ｗ１ｊとの間の間隔は所定の距離、たとえば８０μｍ〜２００μｍになっている。
【0078】
図１６Ｄは、上述したステップＳ１１１までの処理が終わった後の上チャック２３０、上ウェハＷ１、下チャック２３１および下ウェハＷ２の様子を示している。図１６Ｄに示すように、上ウェハＷ１は、上チャック２３０のすべての領域２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃにおいて真空引きされて保持され、下ウェハＷ２も下チャック２３１のすべての領域２３１ａ、２３１ｂにおいて真空引きされて保持されている。
【0079】
次に、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２の接合処理が行われる。具体的には、真空ポンプ２４１ａの作動を停止して、図１６Ｅに示すように、領域２３０ａにおける吸引管２４０ａからの上ウェハＷ１の真空引きを停止する。このとき、領域２３０ｂ，２３０ｃでは、上ウェハＷ１が真空引きされて吸着保持されている。その後、基板押圧機構２５０の押圧ピン２５３を下降させることによって、上ウェハＷ１の中心部Ｗ１ａを押圧しながら当該上ウェハＷ１を下降させる。このとき、押圧ピン２５３には、上ウェハＷ１がない状態で当該押圧ピン２５３が７０μｍ移動するような荷重、例えば２００ｇがかけられる。このように、基板押圧機構２５０の押圧ピン２５３によって、上ウェハＷ１の中心部Ｗ１ａと下ウェハＷ２の中心部Ｗ２ａを当接させて押圧する（ステップＳ１１２）。
【0080】
そうすると、押圧された上ウェハＷ１の中心部Ｗ１ａと下ウェハＷ２の中心部Ｗ２ａとの間で接合が開始する（図１６Ｅ中の太線部）。すなわち、上ウェハＷ１の接合面Ｗ１ｊと下ウェハＷ２の接合面Ｗ２ｊはそれぞれステップＳ１０１，Ｓ１０６において改質されているため、まず、接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊ間にファンデルワールス力（分子間力）が生じ、当該接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊ同士が接合される。さらに、上ウェハＷ１の接合面Ｗ１ｊと下ウェハＷ２の接合面Ｗ２ｊはそれぞれステップＳ１０２，Ｓ１０７において親水化されているため、接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊ間の親水基が水素結合し、接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊ同士が強固に接合される。
【0081】
その後、図１６Ｆに示すように、押圧ピン２５３によって上ウェハＷ１の中心部Ｗ１ａと下ウェハＷ２の中心部Ｗ２ａを押圧した状態で、真空ポンプ２４１ｂの作動を停止して、領域２３０ｂにおける吸引管２４０ｂからの上ウェハＷ１の真空引きを停止する。
【0082】
そうすると、領域２３０ｂに保持されていた上ウェハＷ１が下ウェハＷ２上に落下する。さらにその後、真空ポンプ２４１ｃの作動を停止して、領域２３０ｃにおける吸引管２４０ｃからの上ウェハＷ１の真空引きを停止する。このように上ウェハＷ１の中心部Ｗ１ａから周縁部Ｗ１ｂに向けて、上ウェハＷ１の真空引きを段階的に停止し、上ウェハＷ１が下ウェハＷ２上に段階的に落下して当接する。そして、上述した接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊ間のファンデルワールス力と水素結合による接合が中心部Ｗ１ａから周縁部Ｗ１ｂに向けて順次拡がる。
【0083】
こうして、図１６Ｇに示すように上ウェハＷ１の接合面Ｗ１ｊと下ウェハＷ２の接合面Ｗ２ｊが全面で当接し、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２が接合される（ステップＳ１１３）。
【0084】
その後、図１６Ｈに示すように、押圧ピン２５３を上チャック２３０まで上昇させる。また、下チャック２３１において吸引管２６０ａ、２６０ｂからの下ウェハＷ２の真空引きを停止して、下チャック２３１による下ウェハＷ２の吸着保持を解除する。これにより、接合装置４１での接合処理が終了する。
【0085】
＜４．基板押圧機構の構成および動作＞ところで、上述のように押圧ピン２５３は上ウェハＷ１および下ウェハＷ２の接合時のスタータとして用いられるが、接合品質を向上させるうえでは、かかる押圧ピン２５３に位置精度高くかつ適切な荷重で上ウェハＷ１を繰り返し押圧させることが肝要となる。
【0086】
すなわち、基板押圧機構２５０は、押圧ピン２５３の移動制御（位置制御ならびに速度制御を含む）および荷重制御を、精度よくかつ繰り返し行える構造であることが好ましい。なお、この点において比較例となる従来技術では、例えば単動式のシリンダ構造によって前述の移動制御および荷重制御の両方を行う構造であったため、制御が難しく、精度の面でも難点があった。
【0087】
そこで、本実施形態では、基板押圧機構２５０は、第１直動機構２５１および第２直動機構２５２の２つの直動機構を備えることとし、第１直動機構２５１は専ら移動制御を、第２直動機構２５２は専ら荷重制御を、それぞれ行うことができる構造とした。
【0088】
また、本実施形態では、押圧ピン２５３を直動機構からは分離された部材とし、直動機構の構造的なガタつき等、直動を阻害する要因の影響を押圧ピン２５３が受けにくくなる構造とした。
【0090】
図１７Ａは、基板押圧機構２５０の構成を示す斜視図である。また、図１７Ｂ〜図１７Ｈは、基板押圧機構２５０の動作説明図（その１）〜（その７）である。なお、以下に示す各図面では、基板押圧機構２５０における可動部分を分かりやすくするために、例えば第１可動部２５１ｂを網掛けで塗りつぶして示す場合がある。
【0091】
図１７Ａに示すように、基板押圧機構２５０は、第１直動機構２５１と、第２直動機構２５２と、押圧ピン２５３と、基台部２５４と、直動案内部２５５とを備える。
【0092】
第１直動機構２５１は、固定部２５１ａと、第１可動部２５１ｂと、第１エア給排部２５１ｃと、第２エア給排部２５１ｄとを備える。第１エア給排部２５１ｃおよび第２エア給排部２５１ｄは、「流体給排部」の一例に相当する。固定部２５１ａは、基台部２５４に設けられる。第１可動部２５１ｂは、固定部２５１ａに対し、鉛直軸Ｖｘ沿いに直動可能に設けられる。
【0093】
第２直動機構２５２は、軸受部２５２ａと、第２可動部２５２ｂと、第１エア供給部２５２ｃ（「第１流体供給部」の一例に相当）と、第２エア供給部２５２ｄ（「第２流体供給部」の一例に相当）とを備える。軸受部２５２ａは、第１可動部２５１ｂに設けられる。第２可動部２５２ｂは、軸受部２５２ａに対し、鉛直軸Ｖｘ沿いに直動可能に設けられる。
【0094】
押圧ピン２５３は、第２可動部２５２ｂと分離した部材であり、基台部２５４に形成された貫通孔２５４ａに挿通されるとともに、第１可動部２５１ｂに対し、直動案内部２５５を介して鉛直軸Ｖｘ沿いに直動可能に設けられる。
【0095】
なお、押圧ピン２５３は、第２可動部２５２ｂの当接を受けて伝達される第２可動部２５２ｂの推力によって直動し、先端部２５３ａにおいて貫通孔２４３（図１２等参照）越しに対向する上ウェハＷ１の中心部Ｗ１ａを先端部２５３ａで押圧する。
【0096】
図１７Ａに示した各構成要素について、さらに具体的に説明する。まず第１直動機構２５１は、例えば複動式のエアシリンダとして構成される。
【0097】
具体的には、図１７Ｂに示すように、第１直動機構２５１は、真空ポンプ２５１ｆおよびバルブ２５１ｅを介して第１エア給排部２５１ｃから給排されるエアと、真空ポンプ２５１ｉおよびバルブ２５１ｈを介して第２エア給排部２５１ｄから給排されるエアとの圧力差によって第１可動部２５１ｂを鉛直軸Ｖｘ沿いに直動させる（図中の矢印１７０１参照）。これにより、第１直動機構２５１は、押圧ピン２５３の先端部２５３ａの位置Ｔｐを制御する（図中の矢印１７０２参照）。
【0098】
また、第１直動機構２５１は、第１エア給排部２５１ｃおよび第２エア給排部２５１ｄにそれぞれ接続され、排出されるエアの流量を可変可能に設けられた速度制御弁２５１ｇ，２５１ｊを備える。第１直動機構２５１は、かかる速度制御弁２５１ｇ，２５１ｊによって排出されるエアの流量を可変させることで押圧ピン２５３の速度を制御する。
【0099】
このように、第１直動機構２５１は、上述の制御装置７０による制御に基づき、専ら押圧ピン２５３の移動制御（位置制御および速度制御を含む）を行う。
【0100】
なお、図１７Ｂに示すように、基台部２５４の、第１直動機構２５１の可動領域の下側には排気部２５４ｂが設けられている。かかる排気部２５４ｂは、例えば吸引装置２５４ｃに接続されており、第１可動部２５１ｂの可動等によって可動領域に生じるパーティクルを吸引して外部へ排出することができる。
【0101】
次に、第２直動機構２５２について説明する。第２直動機構２５２は、例えば空気軸受として構成され、第２可動部２５２ｂを軸受部２５２ａの軸受面から浮かせて可動させることができるため、摺動抵抗はきわめて小さくなり、第２直動機構２５２は、第２可動部２５２ｂを滑動可能に支持することができる（図中の矢印１７０３参照）。なお、第２可動部２５２ｂの周囲のエアは、例えば排気部２５２ｅを設けて排気することができる。
【0102】
また、第２直動機構２５２は、エア供給源２５２ｉおよびバルブ２５２ｈを介して第２エア供給部２５２ｄへエアを供給し、かかるエアの圧力によって第２可動部２５２ｂへ鉛直軸Ｖｘ沿いに付与する推力を可変させる（図中の矢印１７０４参照）。
【0103】
第２直動機構２５２は、かかる推力を可変させることで、押圧ピン２５３により上ウェハＷ１へ付与される荷重を制御する。このように、第２直動機構２５２は、上述の制御装置７０による制御に基づき、専ら押圧ピン２５３の荷重制御を行う。かかる荷重制御においては、上述のように第２可動部２５２ｂが摺動抵抗小さく滑動可能に支持されていることにより、精度の高い制御を行うのに資することができる。
【0104】
次に、直動案内部２５５について説明する。図１７Ｄに示すように、直動案内部２５５は、押圧ピン２５３の基端部２５３ｂ側に取り付けられる。なお、上述の第１可動部２５１ｂには、鉛直軸Ｖｘに平行なレール２５５ａが配設されており、直動案内部２５５は、かかるレール２５５ａに係合可能に、かつ、かかるレール２５５ａ沿いにスライド自在に設けられる（図中の矢印１７０５参照）。
【0105】
これにより、直動案内部２５５は、押圧ピン２５３を鉛直軸Ｖｘ沿いに直動案内することができる。すなわち、押圧ピン２５３を軸方向周りに回転させることなく直動させ、押圧ピン２５３に上ウェハＷ１の定位置を繰り返し精度高く押圧させるのに資することができる。
【0106】
なお、本実施形態では、押圧ピン２５３が、第２直動機構２５２の第２可動部２５２ｂとは分離した部材であることは既に述べたが、かかる押圧ピン２５３と第２可動部２５２ｂとは、少なくとも第２可動部２５２ｂの自重により常に当接することとなる。
【0107】
すなわち、図１７Ｅに示すように、押圧ピン２５３は、第２可動部２５２ｂの鉛直下側に配置されるため、基端部２５３ｂにおいて少なくとも第２可動部２５２ｂの自重による当接を常に受ける。したがって、押圧ピン２５３は、第２可動部２５２ｂとは分離していても、第２可動部２５２ｂに推力が生じた場合に常にその伝達を受けられる状態にある。
【0108】
また、図１７ＥのＭ１部を拡大した図１７Ｆに示すように、第２可動部２５２ｂの先端部における押圧ピン２５３との当接面は、曲面を含んだ形状、例えばラウンド型に形成されている。ここで、図１７Ｆでは、第２可動部２５２ｂの先端部はラウンド型に形成され、押圧ピン２５３の基端部２５３ｂと点ＣＰにおいて当接した例を示している。
【0109】
かかる場合、第２可動部２５２ｂは、上述のように摺動抵抗小さくかつ滑動可能に支持されているため、鉛直軸Ｖｘ沿いの推力だけでなく（図中の矢印１７０６参照）、例えば鉛直軸Ｖｘ周りの回転力も作用する場合がある（図中の矢印１７０７参照）。
【0110】
しかしながら、図１７Ｆに示すように、第２可動部２５２ｂと押圧ピン２５３の基端部２５３ｂとが点ＣＰのみで当接していれば、押圧ピン２５３へ鉛直軸Ｖｘ沿いの推力のみを伝達し、鉛直軸Ｖｘ周りの回転力については伝達を規制することができる（図中の矢印１７０８参照）。
【0111】
これにより、直動を阻害する要因の影響を押圧ピン２５３が受けにくくすることができる。すなわち、押圧ピン２５３を軸方向周りに回転させることなく直動させ、押圧ピン２５３に上ウェハＷ１の定位置を繰り返し精度高く押圧させるのに資することができる。
【0112】
また、第２可動部２５２ｂについては、摺動抵抗小さくかつ滑動可能に支持することができるので、荷重制御において精度の高い制御を行うのに資することができる。すなわち、基板を精度よく押圧し、接合品質を向上させることができる。
【0113】
以上のような構成により、基板押圧機構２５０は、まず第１直動機構２５１により押圧ピン２５３を移動制御し、その先端部２５３ａを上ウェハＷ１へ当接させる。そして、当接させた状態において、第２直動機構２５２により押圧ピン２５３を荷重制御し、図１７Ｇに示すように第２直動機構２５２を空気バネとして作用させつつ、押圧ピン２５３に所定の押圧力で上ウェハＷ１を押圧させる。
【0114】
なお、図１７ＧのＭ２部を拡大した図１７Ｈに示すように、押圧ピン２５３の先端部２５３ａにおける上ウェハＷ１との当接面は、第２可動部２５２ｂおよび押圧ピン２５３の場合と同様に、曲面を含んだ形状、例えばラウンド型に形成されていることが好ましい。
【0115】
これにより、押圧ピン２５３の先端部２５３ａを角度変化の少ない範囲で上ウェハＷ１へ当接させることができるので、押圧ピン２５３が上ウェハＷ１の定位置（中心部Ｗ１ａ）を押圧する繰り返し精度を高めるのに資することができる。
【0116】
上述してきたように、本実施形態に係る基板押圧機構２５０は、第１直動機構２５１と、第２直動機構２５２と、押圧ピン２５３（「押圧部材」の一例に相当）とを備える。第１直動機構２５１は、鉛直軸Ｖｘ沿いに直動可能な第１可動部２５１ｂを有する。
【0117】
第２直動機構２５２は、鉛直軸Ｖｘ沿いに直動可能な第２可動部２５２ｂを有し、第１可動部２５１ｂに設けられる。押圧ピン２５３は、第２可動部２５２ｂの当接を受けて伝達される第２可動部２５２ｂの推力によって鉛直軸Ｖｘ沿いに直動可能に設けられ、先端部２５３ａにおいて対向する上ウェハＷ１（「基板」の一例に相当）を先端部２５３ａで押圧する。
【0118】
したがって、本実施形態に係る基板押圧機構２５０によれば、基板を精度よく押圧し、接合品質を向上させることができる。
【0120】
＜５．変形例に係る基板押圧機構の構成および動作＞図１８Ａは、変形例に係る基板押圧機構２５０Ａの構成を示す斜視図（その１）である。また、図１８Ｂは、変形例に係る基板押圧機構２５０Ａの動作説明図である。また、図１８Ｃは、変形例に係る基板押圧機構２５０Ａの構成を示す斜視図（その２）である。
【0121】
なお、基板押圧機構２５０Ａについては、上述した基板押圧機構２５０と異なる構成要素について主に説明する。
【0122】
図１８Ａに示すように、変形例に係る基板押圧機構２５０Ａは、押圧ピン２５３の中途に上カバー２５３ｃを、基台部２５４の貫通孔２５４ａの周囲に下カバー２５４ｄを、それぞれ備える点が基板押圧機構２５０とは異なる。
【0123】
上カバー２５３ｃは、例えば下カバー２５４ｄよりも径が大きい傘状に形成される。下カバー２５４ｄは、例えば貫通孔２５４ａの周囲を取り囲む環状の側壁を有した形状に形成される。
【0124】
これら上カバー２５３ｃおよび下カバー２５４ｄは、図１８Ｂに示すように、第１可動部２５１ｂが降下して押圧ピン２５３が鉛直軸Ｖｘ沿いに上ウェハＷ１へ向けて下げられた場合に（図中の矢印１８０１参照）、重複部Ｏが形成される位置関係で配置される。
【0125】
なお、重複部Ｏは、少なくとも押圧ピン２５３の先端部２５３ａが上ウェハＷ１を押圧するうえでの最下端位置に達した場合に、上カバー２５３ｃが完全に下カバー２５４ｄを覆ってしまうように形成されることが好ましい。
【0126】
これにより、第１可動部２５１ｂの降下（図中の矢印１８０２参照）にともなって生じるパーティクルＰが、貫通孔２５４ａ，２４３へ侵入して上ウェハＷ１へ落下し、付着するのを防ぐことができる。
【0127】
さらに、図１８Ｃに示すように、基板押圧機構２５０Ａに対しては、ストローク調整機構２５６を設けることとしてもよい。ストローク調整機構２５６は、例えばショックアブソーバであって、固定部２５１ａに固定される第１部材２５６ａと、第１可動部２５１ｂに固定され、第１可動部２５１ｂとともに可動する第２部材２５６ｂと、第２部材２５６ｂの可動に応じて伸縮するロッド部２５６ｃとを備える。
【0128】
かかるストローク調整機構２５６のストローク長Ｌは、例えば上カバー２５３ｃと下カバー２５４ｄとの間に常に前述の重複部Ｏが形成されるように調整される。これにより、上述のように第１可動部２５１ｂの降下にともなって生じるパーティクルＰが、貫通孔２５４ａ，２４３へ侵入して上ウェハＷ１へ落下し、付着するのを確実に防ぐことができる。
【0129】
また、上述した実施形態では、押圧ピン２５３の押圧方向が、鉛直下向きである場合を例に挙げたが、かかる押圧方向が鉛直上向きであってもよい。この場合、押圧ピン２５３は第２可動部２５２ｂの鉛直上側に配置されることとなるが、少なくとも押圧ピン２５３の自重によって押圧ピン２５３および第２可動部２５２ｂは当接するので、かかる状態から第２可動部２５２ｂの推力を伝達して押圧ピン２５３を鉛直上向きに押動させることが可能である。
【0130】
また、上述した実施形態では、第１直動機構２５１がエアシリンダである場合を例に挙げたが、エアに限らず、流体シリンダであればよい。また、同様に、上述した実施形態では、第２直動機構２５２が空気軸受である場合を例に挙げたが、流体軸受であればよい。
【0131】
また、上述した実施形態では、第１直動機構２５１が複動式である場合を例に挙げたが、これに限らず、単動式として構成されてもよい。
【0132】
また、上述した実施形態では、真空ポンプ等を用いてエアを供給する場合を例に挙げたが、所定の圧力のエアを厳密に制御しつつ供給することが可能な電空レギュレータ等を用いてもよい。
【0133】
また、上述した実施形態では、押圧ピン２５３が、上ウェハＷ１の中心部Ｗ１ａを押圧する場合を例に挙げたが、上ウェハＷ１の被押圧部位を限定するものではない。また、複数の基板押圧機構２５０を備えることとし、複数の押圧ピン２５３によって上ウェハＷ１の複数箇所を押圧してもよい。
【0134】
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【0135】
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 表面改質装置
４０ 表面親水化装置
４１ 接合装置
７０ 制御装置
２３０ 上チャック
２３１ 下チャック
２５０，２５０Ａ 基板押圧機構
２５１ 第１直動機構
２５１ｂ 第１可動部
２５１ｃ 第１エア給排部
２５１ｄ 第２エア給排部
２５１ｇ，２５１ｊ 速度制御弁
２５２ 第２直動機構
２５２ｂ 第２可動部
２５２ｃ 第１エア供給部
２５２ｄ 第２エア供給部
２５２ｅ 排気部
２５３ 押圧ピン
２５３ａ 先端部
２５３ｃ 上カバー
２５４ｄ 下カバー
２５５ 直動案内部
Ｖｘ 鉛直軸
Ｗ１ 上ウェハ
Ｗ２ 下ウェハ