特開 2023-23499 接合装置および接合方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023023499

(43)【公開日】2023-02-16

(54)【発明の名称】接合装置および接合方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/02 20060101AFI20230209BHJP

   H01L 21/683 20060101ALI20230209BHJP

【ＦＩ】

H01L21/02 B

H01L21/68 N

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021129086

(22)【出願日】2021-08-05

(71)【出願人】

【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】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】和田 憲雄

(72)【発明者】

【氏名】杉原 紳太郎

【テーマコード（参考）】

5F131

【Ｆターム（参考）】

5F131AA02

5F131BA60

5F131CA07

5F131EA04

5F131EB01

5F131EB72

5F131EB81

5F131JA12

(57)【要約】

【課題】重合基板の歪みを低減することができる技術を提供する。
【解決手段】本開示の一態様による接合装置は、第１保持部と、第２保持部と、吸着圧力発生部と、リフトピンと、を備える。第１保持部は、第１基板を保持する。第２保持部は、第１保持部と対向する位置に設けられ、第１基板に接合される第２基板を吸着する吸着面を有する。吸着圧力発生部は、吸着面に吸着圧力を発生させる。リフトピンは、吸着面上の第２基板を第２保持部に対して離間させる。また、第２保持部には、リフトピンが通過する開口を含む空間が設けられ、空間は、大気圧よりも低い圧力に制御される。
【選択図】図９

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１基板を保持する第１保持部と、
前記第１保持部と対向する位置に設けられ、前記第１基板に接合される第２基板を吸着する吸着面を有する第２保持部と、
前記吸着面に吸着圧力を発生させる吸着圧力発生部と、
前記吸着面上の前記第２基板を前記第２保持部に対して離間させるリフトピンと、
を備え、
前記第２保持部には、前記リフトピンが通過する開口を含む空間が設けられ、
前記空間は、大気圧よりも低い圧力に制御される
接合装置。

【請求項2】

前記空間は、前記吸着圧力発生部によって吸引される
請求項１に記載の接合装置。

【請求項3】

前記空間を大気圧よりも低い圧力に吸引する吸引部、
をさらに備える
請求項１に記載の接合装置。

【請求項4】

前記吸引部は、前記空間が前記吸着圧力よりも高い圧力になるように前記空間を吸引する
請求項３に記載の接合装置。

【請求項5】

前記第２保持部は、
前記空間を形成する筐体と、
前記第１基板と前記第２基板とが接合される際に、前記筐体と前記リフトピンとの間の隙間を塞ぐシール部材と、
を有する
請求項１～４のいずれか一つに記載の接合装置。

【請求項6】

前記第２保持部は、
前記空間を形成する筐体と、
前記リフトピンを駆動する駆動部と、
前記筐体と前記駆動部との間に配置されるとともに、内部が前記空間に接続されるベローズと、
を有する
請求項１～４のいずれか一つに記載の接合装置。

【請求項7】

前記吸着面は、前記第２基板を支持する複数の支持ピンを有し、
前記リフトピンの先端部は、前記第１基板と前記第２基板とが接合される際に、複数の前記支持ピンの先端部と略面一である
請求項１～６のいずれか一つに記載の接合装置。

【請求項8】

前記吸着面は、前記第２基板を支持する複数の支持ピンを有し、
前記支持ピンは、前記開口の周囲に沿って配置される
請求項１～７のいずれか一つに記載の接合装置。

【請求項9】

第１保持部で第１基板を保持する工程と、
前記第１保持部と対向する位置に設けられる第２保持部の吸着面に吸着圧力を発生させて第２基板を保持する工程と、
前記第１基板と前記第２基板とを接合する工程と、
を含み、
前記接合する工程では、前記第２保持部に設けられ、前記吸着面上の前記第２基板を前記第２保持部に対して離間させるリフトピンが通過する開口を含む空間が、大気圧よりも低い圧力に制御される
接合方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、接合装置および接合方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、半導体ウェハなどの基板同士を接合する手法として、基板の接合される表面を改質し、改質された基板の表面を親水化し、親水化された基板同士をファンデルワールス力および水素結合（分子間力）によって接合する手法が知られている（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１５－９５５７９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本開示は、重合基板の歪みを低減することができる技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一態様による接合装置は、第１保持部と、第２保持部と、吸着圧力発生部と、リフトピンと、を備える。第１保持部は、第１基板を保持する。第２保持部は、前記第１保持部と対向する位置に設けられ、前記第１基板に接合される第２基板を吸着する吸着面を有する。吸着圧力発生部は、前記吸着面に吸着圧力を発生させる。リフトピンは、前記吸着面上の前記第２基板を前記第２保持部に対して離間させる。また、前記第２保持部には、前記リフトピンが通過する開口を含む空間が設けられ、前記空間は、大気圧よりも低い圧力に制御される。

【発明の効果】

【0006】

本開示によれば、重合基板の歪みを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、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る。

【図2】図２は、実施形態に係る接合システムの構成を示す模式側面図である。

【図3】図３は、実施形態に係る上ウェハおよび下ウェハの模式側面図である。

【図4】図４は、実施形態に係る表面改質装置の構成を示す模式断面図である。

【図5】図５は、実施形態に係る接合装置の構成を示す模式平面図である。

【図6】図６は、実施形態に係る接合装置の構成を示す模式側面図である。

【図7】図７は、実施形態に係る接合装置の上チャックおよび下チャックの構成を示す模式側面図である。

【図8】図８は、実施形態に係る接合システム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。

【図9】図９は、実施形態に係る下チャックの構成を示す拡大断面図である。

【図10】図１０は、実施形態に係る下チャックの吸着面の構成を示す拡大上面図である。

【図11】図１１は、参考例における下チャックに吸着される下ウェハの変位のシミュレーションモデルおよびシミュレーション結果を示す図である。

【図12】図１２は、実施形態に係る下チャックに吸着される下ウェハの変位のシミュレーションモデルおよびシミュレーション結果を示す図である。

【図13】図１３は、実施形態の変形例１に係る下チャックの構成を示す拡大断面図である。

【図14】図１４は、実施形態の変形例１に係る下チャックに吸着される下ウェハの変位のシミュレーションモデルおよびシミュレーション結果を示す図である。

【図15】図１５は、実施形態の変形例２に係る下チャックの構成を示す拡大断面図である。

【図16】図１６は、実施形態の変形例３に係る下チャックの構成を示す拡大断面図である。

【図17】図１７は、実施形態の変形例３に係る下チャックの吸着面の構成を示す拡大上面図である。

【図18】図１８は、実施形態の変形例４に係る下チャックの構成を示す拡大断面図である。

【図19】図１９は、実施形態の変形例５に係る下チャックの構成を示す拡大断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、添付図面を参照して、本願の開示する接合装置および接合方法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本開示が限定されるものではない。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。さらに、図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。

【0009】

従来、半導体ウェハなどの基板同士を接合する手法として、基板の接合される表面を改質し、改質された基板の表面を親水化し、親水化された基板同士をファンデルワールス力および水素結合（分子間力）によって接合する手法が知られている。

【0010】

一方で、親水化された基板同士を接合して重合基板を形成する際に、いずれかの基板が局所的に変形していると、かかる変形に起因して重合基板に歪み（ディストーション）が生じる場合がある。これにより、重合基板内に形成される素子の歩留まりが低下する恐れがある。

【0011】

そこで、上述の問題点を克服し、重合基板の歪みを低減することができる技術の実現が期待されている。

【0012】

＜接合システムの構成＞
まず、実施形態に係る接合システム１の構成について、図１～図３を参照しながら説明する。図１は、実施形態に係る接合システム１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、実施形態に係る上ウェハおよび下ウェハの模式側面図である。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。

【0013】

図１に示す接合システム１は、第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２とを接合することによって重合基板Ｔを形成する。

【0014】

第１基板Ｗ１は、たと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、たと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。

【0015】

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。すなわち、上ウェハＷ１は第１基板の一例であり、下ウェハＷ２は第２基板の一例である。また、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２とを総称する場合、「ウェハＷ」と記載する場合がある。

【0016】

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。

【0017】

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。

【0018】

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（たとえば、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。たとえば、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は重合基板Ｔを収容するカセットである。

【0019】

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。

【0020】

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る。そして、搬送装置２２は、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および重合基板Ｔの搬送を行う。

【0021】

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などが載置されてもよい。

【0022】

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、たとえば３つの処理ブロックＧ１、Ｇ２、Ｇ３が設けられる。たとえば、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。

【0023】

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を処理ガスのプラズマによって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。

【0024】

なお、表面改質装置３０では、たとえば、減圧雰囲気下において所与の処理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、かかる処理ガスに含まれる元素のイオンが、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。かかる表面改質装置３０の詳細については後述する。

【0025】

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、たと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。

【0026】

表面親水化装置４０では、たと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。

【0027】

接合装置４１は、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２とを接合する。かかる接合装置４１の詳細については後述する。

【0028】

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および重合基板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。

【0029】

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、たとえば鉛直方向、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。

【0030】

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内の所与の装置に上ウェハＷ１、下ウェハＷ２および重合基板Ｔを搬送する。

【0031】

また、接合システム１は、制御装置４を備える。制御装置４は、接合システム１の動作を制御する。かかる制御装置４は、たとえばコンピュータであり、制御部５および記憶部６を備える。記憶部６には、接合処理などの各種処理を制御するプログラムが格納される。制御部５は、記憶部６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。

【0032】

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４の記憶部６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、たと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。

【0033】

＜表面改質装置の構成＞
次に、表面改質装置３０の構成について、図４を参照しながら説明する。図４は、表面改質装置３０の構成を示す模式断面図である。

【0034】

図４に示すように、表面改質装置３０は、内部を密閉可能な処理容器７０を有する。処理容器７０の搬送領域６０（図１参照）側の側面には、上ウェハＷ１または下ウェハＷ２の搬入出口７１が形成され、当該搬入出口７１にはゲートバルブ７２が設けられる。

【0035】

処理容器７０の内部には、ステージ８０が配置される。ステージ８０は、たとえば下部電極であり、たとえばアルミニウムなどの導電性材料で構成される。ステージ８０の下方には、たとえばモータなどを備えた複数の駆動部８１が設けられる。複数の駆動部８１は、ステージ８０を昇降させる。

【0036】

ステージ８０と処理容器７０の内壁との間には、複数のバッフル孔が設けられた排気リング１０３が配置される。排気リング１０３により、処理容器７０内の雰囲気が処理容器７０内から均一に排気される。

【0037】

ステージ８０の下面には、導体で形成された給電棒１０４が接続される。給電棒１０４には、たとえばブロッキングコンデンサなどからなる整合器１０５を介して、第１の高周波電源１０６が接続される。プラズマ処理時には、第１の高周波電源１０６から所与の高周波電圧がステージ８０に印加される。

【0038】

処理容器７０の内部には、上部電極１１０が配置される。ステージ８０の上面と上部電極１１０の下面とは、互いに平行に、所与の間隔をあけて対向して配置されている。ステージ８０の上面と上部電極１１０の下面との間隔は、駆動部８１により調整される。

【0039】

上部電極１１０は接地され、グランド電位に接続されている。このように上部電極１１０が接地されているため、プラズマ処理中、上部電極１１０の下面の損傷を抑制することができる。

【0040】

このように、第１の高周波電源１０６から下部電極であるステージ８０に、高周波電圧が印加されることにより、処理容器７０の内部にプラズマが発生する。

【0041】

実施形態において、ステージ８０、給電棒１０４、整合器１０５、第１の高周波電源１０６、上部電極１１０、および整合器は、処理容器７０内に処理ガスのプラズマを発生させるプラズマ発生機構の一例である。なお、第１の高周波電源１０６は、上述の制御装置４の制御部５によって制御される。

【0042】

上部電極１１０の内部には中空部１２０が形成されている。中空部１２０には、ガス供給管１２１が接続されている。ガス供給管１２１は、内部に処理ガスや除電用ガスを貯留するガス供給源１２２に連通している。また、ガス供給管１２１には、処理ガスや除電用ガスの流れを制御するバルブや流量調整部などを含む供給機器群１２３が設けられている。

【0043】

そして、ガス供給源１２２から供給された処理ガスや除電用ガスは、供給機器群１２３で流量制御され、ガス供給管１２１を介して、上部電極１１０の中空部１２０に導入される。処理ガスには、たとえば酸素ガス、窒素ガス、アルゴンガスなどが用いられる。また、除電用ガスには、たとえば窒素ガスやアルゴンガスなどの不活性ガスが用いられる。

【0044】

中空部１２０の内部には、処理ガスや除電用ガスの均一拡散を促進するためのバッフル板１２４が設けられている。バッフル板１２４には、多数の小孔が設けられている。上部電極１１０の下面には、中空部１２０から処理容器７０の内部に処理ガスや除電用ガスを噴出させる多数のガス噴出口１２５が形成されている。

【0045】

処理容器７０には、吸気口１３０が形成される。吸気口１３０には、処理容器７０の内部の雰囲気を所与の真空度まで減圧する真空ポンプ１３１に連通する吸気管１３２が接続される。

【0046】

ステージ８０の上面、すなわち上部電極１１０との対向面は、上ウェハＷ１および下ウェハＷ２よりも大きい径を有する平面視円形の水平面である。かかるステージ８０の上面にはステージカバー９０が載置され、上ウェハＷ１または下ウェハＷ２は、かかるステージカバー９０の載置部９１上に載置される。

【0047】

＜接合装置の構成＞
次に、接合装置４１の構成について、図５および図６を参照しながら説明する。図５は、実施形態に係る接合装置４１の構成を示す模式平面図であり、図６は、実施形態に係る接合装置４１の構成を示す模式側面図である。

【0048】

図５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における搬送領域６０側の側面には、上ウェハＷ１、下ウェハＷ２および重合基板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。

【0049】

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および重合基板Ｔの搬入出口１９４が形成される。

【0050】

また、処理容器１９０の内部は、図示しない湿度保持機構によって、所与の一定の湿度に維持されている。これにより、接合装置１８は、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２との接合処理を安定した環境で実施することができる。

【0051】

搬送領域Ｔ１のＹ軸負方向側には、上ウェハＷ１、下ウェハＷ２および重合基板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、たとえば２段に形成され、上ウェハＷ１、下ウェハＷ２および重合基板Ｔのいずれか２つを同時に載置することができる。

【0052】

搬送領域Ｔ１には、搬送機構２０１が設けられる。搬送機構２０１は、たとえば鉛直方向、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および重合基板Ｔを搬送する。

【0053】

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整する位置調整機構２１０が設けられる。かかる位置調整機構２１０では、図示しない保持部に吸着保持された上ウェハＷ１および下ウェハＷ２を回転させながら図示しない検出部で上ウェハＷ１および下ウェハＷ２のノッチ部の位置を検出する。

【0054】

これにより、位置調整機構２１０は、当該ノッチ部の位置を調整して上ウェハＷ１および下ウェハＷ２の水平方向の向きを調整する。また、搬送領域Ｔ１には、上ウェハＷ１の表裏面を反転させる反転機構２２０が設けられる。

【0055】

また、図６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。上チャック２３０は第１保持部の一例であり、下チャック２３１は第２保持部の一例である。

【0056】

上チャック２３０は、図６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３００に支持される。支持部材３００には、下チャック２３１に保持された下ウェハＷ２の接合面Ｗ２ｊを撮像する図示しない上部撮像部が設けられる。かかる上部撮像部は、上チャック２３０に隣接して設けられる。

【0057】

また、図５および図６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３１０に支持される。第１下チャック移動部３１０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３１０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。

【0058】

図５に示すように、第１下チャック移動部３１０には、上チャック２３０に保持された上ウェハＷ１の接合面Ｗ１ｊを撮像する図示しない下部撮像部が設けられている。かかる下部撮像部は、下チャック２３１に隣接して設けられる。

【0059】

また、図５および図６に示すように、第１下チャック移動部３１０は、当該第１下チャック移動部３１０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３１５に取り付けられる。第１下チャック移動部３１０は、レール３１５に沿って移動自在に構成される。

【0060】

一対のレール３１５は、第２下チャック移動部３１６に設けられる。第２下チャック移動部３１６は、当該第２下チャック移動部３１６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３１７に取り付けられる。

【0061】

そして、第２下チャック移動部３１６は、レール３１７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３１７は、処理容器１９０の底面に設けられた載置台３１８上に設けられる。

【0062】

次に、接合装置４１における上チャック２３０と下チャック２３１の構成について、図７を参照しながら説明する。図７は、実施形態に係る接合装置４１の上チャック２３０および下チャック２３１の構成を示す模式側面図である。

【0063】

上チャック２３０は、略円板状であり、図７に示すように、複数、たとえば３つの領域２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃに区画される。これらの領域２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃは、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。

【0064】

各領域２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃには、図７に示すように上ウェハＷ１を吸着保持するための吸引口２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃがそれぞれ独立して設けられる。各吸引口２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃには、異なる吸着圧力発生部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に対する吸着圧力を発生可能に構成されている。

【0065】

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。

【0066】

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Ｗ１ａを押圧する。押圧ピン２５３は、シリンダ部２５１およびアクチュエータ部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（実施形態では、上ウェハＷ１）をかかる先端部で押圧する。

【0067】

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。

【0068】

下チャック２３１は、略円板状であり、複数、たとえば２つの領域２３１ａ、２３１ｂに区画される。これらの領域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。

【0069】

各領域２３１ａ、２３１ｂには、図７に示すように下ウェハＷ２を吸着保持するための吸引口２６０ａ、２６０ｂがそれぞれ独立して設けられる。各吸引口２６０ａ、２６０ｂには、異なる吸着圧力発生部２８０ａ、２８０ｂがそれぞれ接続される。

【0070】

このように、下チャック２３１は、各領域２３１ａ、２３１ｂ毎に下ウェハＷ２に対する吸着圧力を発生可能に構成されている。なお、以下の説明では、下ウェハＷ２に対する吸着圧力を発生させる吸着圧力発生部２８０ａ、２８０ｂを総称して「吸着圧力発生部２８０」と呼称する。

【0071】

また、下チャック２３１は、鉛直方向に昇降自在な複数のリフトピン２６５と、かかる複数のリフトピン２６５を駆動する駆動部２６６とを備える。下チャック２３１にあっては、たとえば、リフトピン２６５が吸着面２７１から突出された状態で下ウェハＷ２を載置して受け取り、その後リフトピン２６５が下降して下ウェハＷ２を吸着面２７１に接触させる。

【0072】

続いて下チャック２３１にあっては、吸着圧力発生部２８０ａ，２８０ｂが作動し、図７に示すように、各領域２３１ａ，２３１ｂにおいて下ウェハＷ２を吸着保持する。

【0073】

下チャック２３１の周縁部には、上ウェハＷ１、下ウェハＷ２および重合基板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、たとえば５箇所に設けられる。

【0074】

＜接合システムが実行する処理＞
つづいて、図８を参照しながら、実施形態に係る接合システム１が実行する処理の詳細について説明する。なお、以下に示す各種処理は、制御装置４の制御部５による制御に基づいて実行される。

【0075】

図８は、実施形態に係る接合システム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の所与の載置板１１に載置される。

【0076】

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。

【0077】

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。このとき、ゲートバルブ７２が開かれており、処理容器７０内が大気圧に開放されている。表面改質装置３０では、所与の減圧雰囲気下において、処理ガスが励起されてプラズマ化され、イオン化される。

【0078】

このように発生したイオンが上ウェハ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、接合面Ｗ１ｊの最表面にシリコン原子のダングリングボンドが形成され、上ウェハＷ１の接合面Ｗ１ｊが改質される（ステップＳ１０１）。

【0079】

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。

【0080】

そうすると、供給された純水は上ウェハＷ１の接合面Ｗ１ｊ上を拡散する。これにより、表面改質装置３０では、改質された上ウェハＷ１の接合面Ｗ１ｊにおけるシリコン原子のダングリングボンドにＯＨ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（ステップＳ１０２）。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。

【0081】

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を介して位置調整機構２１０に搬送される。そして位置調整機構２１０によって、上ウェハＷ１の水平方向の向きが調整される（ステップＳ１０３）。

【0082】

その後、位置調整機構２１０から反転機構２２０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、反転機構２２０を動作させることにより、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。

【0083】

その後、反転機構２２０が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）。

【0084】

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。

【0085】

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、かかるステップＳ１０６は、上述のステップＳ１０１と同様の処理である。

【0086】

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（ステップＳ１０７）。なお、かかるステップＳ１０７は、上述のステップＳ１０２と同様の処理である。

【0087】

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を介して位置調整機構２１０に搬送される。そして位置調整機構２１０によって、下ウェハＷ２の水平方向の向きが調整される（ステップＳ１０８）。

【0088】

その後、下ウェハＷ２は、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）。下ウェハＷ２は、ノッチ部を予め決められた方向に向けた状態で、下チャック２３１にその非接合面Ｗ２ｎが吸着保持される。

【0089】

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整が行われる（ステップＳ１１０）。

【0090】

次に、第１下チャック移動部３１０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整を行う。これにより、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整が行われる（ステップＳ１１１）。

【0091】

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との間の間隔は予め設定された距離、たとえば８０μｍ～１００μｍになっている。

【0092】

次に、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を押し下げて、上ウェハＷ１の中心部Ｗ１ａと下ウェハＷ２の中心部Ｗ２ａとを所定の力で押圧する（ステップＳ１１２）。

【0093】

これにより、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。具体的には、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。

【0094】

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ＯＨ基が水素結合し、接合面Ｗ１ｊ、Ｗ２ｊ同士が強固に接合される。

【0095】

その後、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２との接合領域は、上ウェハＷ１および下ウェハＷ２の中心部から外周部へ拡大していく。その後、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、吸着圧力発生部２４１ｂの作動を停止して、領域２３０ｂにおける吸引口２４０ｂからの上ウェハＷ１の真空引きを停止する。

【0096】

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、吸着圧力発生部２４１ｃの作動を停止して、領域２３０ｃにおける吸引口２４０ｃからの上ウェハＷ１の真空引きを停止する。

【0097】

このように上ウェハＷ１の中心部Ｗ１ａから外周部に向けて、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、Ｗ２ａから外周部に向けて順次拡がる。

【0098】

こうして、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）。

【0099】

その後、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において吸引口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。

【0100】

＜下チャックの構成＞
つづいて、実施形態に係る下チャック２３１の詳細な構成について、図９～図１２を参照しながら説明する。図９は、実施形態に係る下チャック２３１の構成を示す拡大断面図であり、図１０は、実施形態に係る下チャック２３１の吸着面２７１の構成を示す拡大上面図である。

【0101】

図９に示すように、下チャック２３１は、リフトピン２６５と、駆動部２６６とを有し、かかるリフトピン２６５を駆動部２６６で昇降させることにより、下ウェハＷ２を受け渡し可能に構成される。また、リフトピン２６５における所与の位置には、リップシール２６７が設けられる。かかるリップシール２６７は、シール部材の一例である。

【0102】

また、下チャック２３１は、下ウェハＷ２を保持する吸着面２７１が上側に設けられた筐体２７０を有する。かかる筐体２７０の内部には、リフトピン２６５における上側の部位およびリップシール２６７を収容するとともに、リフトピン２６５が上下に移動可能に構成される空間２７２が形成される。

【0103】

空間２７２は、開口２７３と、拡径部２７４とを有する。開口２７３は、リフトピン２６５が上昇する際にかかるリフトピン２６５が通過するとともに、吸着面２７１に露出する部位である。

【0104】

拡径部２７４は、開口２７３よりも内径が大きく、下降しているリフトピン２６５における上側の部位およびリップシール２６７が収容される部位である。なお、図９に示すように、リフトピン２６５が下側のポジションに位置する際に、筐体２７０とリフトピン２６５との間の隙間は、リップシール２６７で塞がれる。

【0105】

また、筐体２７０の吸着面２７１は、リブ２７５と、複数の支持ピン２７６とを有する。図１０に示すように、リブ２７５は、開口２７３の周囲に沿って略円環状に形成される。複数の支持ピン２７６は、吸着面２７１の全面に略均等に配置される。

【0106】

また、図９に示すように、リブ２７５の先端部と、複数の支持ピン２７６の先端部とは略面一に配置される。これにより、下ウェハＷ２を略水平に支持することができるとともに、吸着圧力発生部２８０からの吸着圧力を下ウェハＷ２の非接合面Ｗ２ｎ全体に略均等に行き渡らせることができる。

【0107】

なお、実施形態では、開口２７３の周囲に円環状のリブ２７５が形成されることにより、吸着面２７１に下ウェハＷ２が載置される際には、かかるリブ２７５の内側と外側とが互いに隔離される。

【0108】

また、下チャック２３１は、吸着面２７１に吸着圧力を発生させる吸着圧力発生部２８０を有する。吸着圧力発生部２８０は、流路２８１と、バルブ２８２と、吸引機構２８３とを有する。流路２８１は、筐体２７０の吸着面２７１と吸引機構２８３との間に接続される。

【0109】

吸引機構２８３は、たとえばポンプであり、バルブ２８２を介して吸着面２７１に載置される下ウェハＷ２を吸引する。制御部５は、バルブ２８２および吸引機構２８３を動作させることにより、下ウェハＷ２に対する吸着圧力を発生させることができる。

【0110】

ここで、実施形態では、吸着圧力発生部２８０が、吸着面２７１に加えて、筐体２７０に形成される空間２７２も吸引する。たとえば、実施形態では、流路２８１が分岐して空間２７２の拡径部２７４にも接続されることにより、筐体２７０に形成される空間２７２も吸引される。

【0111】

そして、空間２７２内において、リフトピン２６５と筐体２７０との間の隙間がリップシール２６７で塞がれていることから、実施形態では、空間２７２が大気圧よりも低い圧力に制御される。たとえば、実施形態では、空間２７２内の圧力が、吸着面２７１の吸着圧力と略等しい。

【0112】

空間２７２が大気圧よりも低い圧力に制御されることによる効果について、以下に説明する。図１１は、参考例における下チャック２３１に吸着される下ウェハＷ２の変位のシミュレーションモデルおよびシミュレーション結果を示す図である。

【0113】

図１１の（ａ）に示すように、この参考例では、下ウェハＷ２が下チャック２３１に吸着される際に、開口２７３（すなわち、空間２７２）が大気圧である。この場合、下ウェハＷ２の接合面Ｗ２ｊは全面が大気圧で押圧される一方、非接合面Ｗ２ｎは開口２７３に接する部位のみが大気圧で押圧される。

【0114】

すなわち、この参考例では、非接合面Ｗ２ｎにおいて開口２７３に接する部位のみが局所的に押圧されるため、図１１の（ｂ）に示すように、開口２７３に接する部位が接合面Ｗ２ｊ側（上側）に大きく変形する。

【0115】

そのため、参考例では、かかる下ウェハＷ２の大きな変形に起因して、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２とが貼り合わされた重合基板Ｔに大きな歪み（ディストーション）が生じてしまう。

【0116】

図１２は、実施形態に係る下チャック２３１に吸着される下ウェハＷ２の変位のシミュレーションモデルおよびシミュレーション結果を示す図である。

【0117】

図１２の（ａ）に示すように、実施形態では、下ウェハＷ２が下チャック２３１に吸着される際に、開口２７３（すなわち、空間２７２）が大気圧よりも低い圧力（負圧）である。この場合、下ウェハＷ２の接合面Ｗ２ｊは全面が大気圧で押圧されるとともに、非接合面Ｗ２ｎは全面が負圧の空間と接している。

【0118】

すなわち、実施形態では、非接合面Ｗ２ｎの全体において圧力がバランスするように制御されるため、図１２の（ｂ）に示すように、参考例と比較して下ウェハＷ２の変形を小さくすることができる。したがって、実施形態によれば、重合基板Ｔの歪みを低減することができる。

【0119】

また、実施形態では、空間２７２が、吸着圧力発生部２８０によって吸引されるとよい。これにより、空間２７２を吸引する吸引部を別途設ける必要がなくなることから、接合装置４１の製造コストを低減することができる。

【0120】

また、実施形態では、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２とが接合される際に、筐体２７０とリフトピン２６５との間の隙間を塞ぐリップシール２６７が設けられるとよい。これにより、空間２７２を安定して負圧に制御することができることから、重合基板Ｔの歪みを安定して低減することができる。

【0121】

＜変形例１＞
つづいて、実施形態の各種変形例について、図１３～図１９を参照しながら説明する。なお、以下の各種変形例において、実施形態と同一の部位には同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。

【0122】

図１３は、実施形態の変形例１に係る下チャック２３１の構成を示す拡大断面図である。図１３に示すように、変形例１では、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２とが接合される際におけるリフトピン２６５の先端部２６５ａの位置が実施形態と異なる。

【0123】

具体的には、変形例１では、リフトピン２６５の先端部２６５ａが、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２とが接合される際に、複数の支持ピン２７６の先端部と略面一である。すなわち、変形例１では、リフトピン２６５の先端部２６５ａが、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２とが接合される際に、リブ２７５の先端部とも略面一である。

【0124】

これにより、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２とが接合される際に、リブ２７５の内側でも下ウェハＷ２を支持することができる。この構成の効果について、以下に説明する。図１４は、実施形態の変形例１に係る下チャック２３１に吸着される下ウェハＷ２の変位のシミュレーションモデルおよびシミュレーション結果を示す図である。

【0125】

図１４の（ａ）に示すように、変形例１では、下ウェハＷ２が下チャック２３１に吸着される際に、開口２７３（すなわち、空間２７２）が負圧であり、かつ開口２７３の中央部において下ウェハＷ２がリフトピン２６５の先端部２６５ａで支持されている。

【0126】

この場合、隣接する支持ピン２７６同士の間隔よりも径が大きい開口２７３の内側において、下ウェハＷ２をリフトピン２６５の先端部２６５ａで支持することができる。これにより、図１４の（ｂ）に示すように、さらに下ウェハＷ２の変形を小さくすることができる。したがって、変形例１によれば、重合基板Ｔの歪みをさらに低減することができる。

【0127】

＜変形例２＞
図１５は、実施形態の変形例２に係る下チャック２３１の構成を示す拡大断面図である。図１５に示すように、変形例２では、空間２７２を吸引する吸引部２９０が別途設けられる点が実施形態と異なる。

【0128】

吸引部２９０は、流路２９１と、バルブ２９２と、吸引機構２９３とを有する。流路２９１は、筐体２７０の空間２７２と吸引機構２９３との間に接続される。吸引機構２９３は、たとえばポンプであり、バルブ２９２を介して空間２７２を吸引する。

【0129】

制御部５は、バルブ２９２および吸引機構２９３を動作させることにより、空間２７２を大気圧よりも低い圧力に制御することができる。これにより、空間２７２を安定して負圧に制御することができることから、重合基板Ｔの歪みを安定して低減することができる。

【0130】

また、変形例２では、吸引部２９０が、空間２７２が吸着面２７１の吸着圧力よりも高い圧力になるように空間２７２を吸引するとよい。これにより、隣接する支持ピン２７６同士の間隔よりも径が大きい開口２７３の内側において、下ウェハＷ２が非接合面Ｗ２ｎ側に変形することを抑制することができる。

【0131】

したがって、変形例２によれば、重合基板Ｔの歪みをさらに低減することができる。

【0132】

＜変形例３＞
図１６は、実施形態の変形例３に係る下チャック２３１の構成を示す拡大断面図であり、図１７は、実施形態の変形例３に係る下チャック２３１の吸着面２７１の構成を示す拡大上面図である。図１６および図１７に示すように、変形例３では、吸着面２７１の構成が実施形態と異なる。

【0133】

具体的には、変形例３では、吸着面２７１において、開口２７３の周囲全体にリブ２７５が設けられるのではなく、開口２７３の周囲に沿って複数の支持ピン２７６が設けられる。

【0134】

このように、下ウェハＷ２における開口２７３の近傍を線状のリブ２７５で支持するのではなく、点状の複数の支持ピン２７６で支持することにより、吸着面２７１におけるその他の部位との支持状態の違いによる下ウェハＷ２の変形を抑制することができる。

【0135】

したがって、変形例３によれば、重合基板Ｔの歪みをさらに低減することができる。

【0136】

また、変形例３では、リフトピン２６５の先端部２６５ａが、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２とが接合される際に、リブ２７５の先端部と略面一であるとよい。これにより、隣接する支持ピン２７６同士の間隔よりも径が大きい開口２７３の内側において、下ウェハＷ２をリフトピン２６５の先端部２６５ａで支持することができる。

【0137】

したがって、変形例３によれば、さらに下ウェハＷ２の変形を小さくすることができることから、重合基板Ｔの歪みをさらに低減することができる。

【0138】

なお、図１６の例では、流路２８１が空間２７２にも接続される例について示しているが、流路２８１が空間２７２に接続されていなくてもよい。これによっても、吸着圧力発生部２８０は、吸着面２７１を経由して空間２７２を負圧に制御することができる。

【0139】

＜変形例４＞
図１８は、実施形態の変形例４に係る下チャック２３１の構成を示す拡大断面図である。上記の実施形態では、筐体２７０とリフトピン２６５との間の隙間を塞ぐシール部材として、リップシール２６７を用いた例について示したが、本開示のシール部材はリップシールに限られない。

【0140】

たとえば、図１８に示すように、筐体２７０とリフトピン２６５との間の隙間を塞ぐシール部材として、Ｏリングシール２６８が用いられてもよい。これによっても、空間２７２を安定して負圧に制御することができることから、重合基板Ｔの歪みを安定して低減することができる。

【0141】

＜変形例５＞
図１９は、実施形態の変形例５に係る下チャック２３１の構成を示す拡大断面図である。上記の実施形態では、筐体２７０とリフトピン２６５との間の隙間をシール部材で塞ぐことにより、空間２７２を安定して負圧に制御する例について示したが、本開示はかかる例に限られない。

【0142】

たとえば、図１９に示すように、下チャック２３１にベローズ２６９が設けられてもよい。かかるベローズ２６９は、筐体２７０と駆動部２６６との間に配置されるとともに、内部が空間２７２に接続される。また、ベローズ２６９は、リフトピン２６５における下側の部位を収容する。

【0143】

これによっても、リフトピン２６５が駆動部２６６によって昇降する際に、空間２７２を安定して負圧に制御することができる。したがって、変形例５によれば、重合基板Ｔの歪みを安定して低減することができる。

【0144】

また、変形例５によれば、リフトピン２６５が昇降する際に発生するパーティクルの量を低減することができることから、重合基板Ｔの接合品質を向上させることができる。

【0145】

実施形態に係る接合装置４１は、第１保持部（上チャック２３０）と、第２保持部（下チャック２３１）と、吸着圧力発生部２８０と、リフトピン２６５と、を備える。第１保持部（上チャック２３０）は、第１基板（上ウェハＷ１）を保持する。第２保持部（下チャック２３１）は、第１保持部（上チャック２３０）と対向する位置に設けられ、第１基板（上ウェハＷ１）に接合される第２基板（下ウェハＷ２）を吸着する吸着面２７１を有する。吸着圧力発生部２８０は、吸着面２７１に吸着圧力を発生させる。リフトピン２６５は、吸着面２７１上の第２基板（下ウェハＷ２）を第２保持部（下チャック２３１）に対して離間させる。また、第２保持部（下チャック２３１）には、リフトピン２６５が通過する開口２７３を含む空間２７２が設けられ、空間２７２は、大気圧よりも低い圧力に制御される。これにより、重合基板Ｔの歪みを低減することができる。

【0146】

また、実施形態に係る接合装置４１において、空間２７２は、吸着圧力発生部２８０によって吸引される。これにより、接合装置４１の製造コストを低減することができる。

【0147】

また、実施形態に係る接合装置４１は、空間２７２を大気圧よりも低い圧力に吸引する吸引部２９０、をさらに備える。これにより、重合基板Ｔの歪みを安定して低減することができる。

【0148】

また、実施形態に係る接合装置４１において、吸引部２９０は、空間２７２が吸着圧力よりも高い圧力になるように空間２７２を吸引する。これにより、重合基板Ｔの歪みをさらに低減することができる。

【0149】

また、実施形態に係る接合装置４１において、第２保持部（下チャック２３１）は、筐体２７０と、シール部材（リップシール２６７、Ｏリングシール２６８）と、を有する。筐体２７０は、空間２７２を形成する。シール部材（リップシール２６７、Ｏリングシール２６８）は、第１基板（上ウェハＷ１）と第２基板（下ウェハＷ２）とが接合される際に、筐体２７０とリフトピン２６５との間の隙間を塞ぐ。これにより、重合基板Ｔの歪みを安定して低減することができる。

【0150】

また、実施形態に係る接合装置４１において、第２保持部（下チャック２３１）は、筐体２７０と、駆動部２６６と、ベローズ２６９とを有する。筐体２７０は、空間２７２を形成する。駆動部２６６は、リフトピン２６５を駆動する。ベローズ２６９は、筐体２７０と駆動部２６６との間に配置されるとともに、内部が空間２７２に接続される。これにより、重合基板Ｔの歪みを安定して低減することができる。

【0151】

また、実施形態に係る接合装置４１において、吸着面２７１は、第２基板（下ウェハＷ２）を支持する複数の支持ピン２７６を有する。また、リフトピン２６５の先端部２６５ａは、第１基板（上ウェハＷ１）と第２基板（下ウェハＷ２）とが接合される際に、複数の支持ピン２７６の先端部と略面一である。これにより、重合基板Ｔの歪みをさらに低減することができる。

【0152】

また、実施形態に係る接合装置４１において、吸着面２７１は、第２基板（下ウェハＷ２）を支持する複数の支持ピン２７６を有する。また、支持ピン２７６は、開口２７３の周囲に沿って配置される。これにより、重合基板Ｔの歪みをさらに低減することができる。

【0153】

また、実施形態に係る接合方法は、第１基板（上ウェハＷ１）を保持する工程と、第２基板（下ウェハＷ２）を保持する工程と、接合する工程と、を含む。第１基板（上ウェハＷ１）を保持する工程は、第１保持部（上チャック２３０）で第１基板（上ウェハＷ１）を保持する。第２基板（下ウェハＷ２）を保持する工程は、第１保持部（上チャック２３０）と対向する位置に設けられる第２保持部（下チャック２３１）の吸着面２７１に吸着圧力を発生させて第２基板（下ウェハＷ２）を保持する。接合する工程は、第１基板（上ウェハＷ１）と第２基板（下ウェハＷ２）とを接合する。また、接合する工程では、第２保持部（下チャック２３１）に設けられ、吸着面２７１上の第２基板（下ウェハＷ２）を第２保持部に対して離間させるリフトピン２６５が通過する開口２７３を含む空間２７２が、大気圧よりも低い圧力に制御される。これにより、重合基板Ｔの歪みを低減することができる。

【0154】

以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。たとえば、上記の実施形態では、下チャック２３１に設けられるリフトピン２６５が挿通する空間２７２を負圧に制御する例について示したが、本開示はかかる例に限られない。

【0155】

たとえば、本開示において、上チャック２３０に設けられるリフトピンが挿通する開口を含んだ空間が負圧に制御されてもよい。これにより、上ウェハＷ１の変形を小さくすることができることから、重合基板Ｔの歪みを低減することができる。

【0156】

今回開示された実施形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。実に、上記した実施形態は多様な形態で具現され得る。また、上記の実施形態は、添付の特許請求の範囲及びその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。

【符号の説明】

【0157】

１ 接合システム
５ 制御部
４１ 接合装置
２３０ 上チャック（第１保持部の一例）
２３１ 下チャック（第２保持部の一例）
２６５ リフトピン
２６６ 駆動部
２６７ リップシール（シール部材の一例）
２６８ Ｏリングシール（シール部材の一例）
２６９ ベローズ
２７０ 筐体
２７１ 吸着面
２７２ 空間
２７３ 開口
２７５ リブ
２７６ 支持ピン
２８０ 吸着圧力発生部
２９０ 吸引部
Ｗ１ 上ウェハ（第１基板の一例）
Ｗ２ 下ウェハ（第２基板の一例）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】