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(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】P2024106284
(43)【公開日】2024-08-07
(54)【発明の名称】接合方法および接合装置
(51)【国際特許分類】
H01L 21/02 20060101AFI20240731BHJP
【ＦＩ】
H01L21/02 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023010560
(22)【出願日】2023-01-26
(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】100099944
【弁理士】
【氏名又は名称】高山 宏志
(72)【発明者】
【氏名】菊地 裕樹
(72)【発明者】
【氏名】中林 肇
(57)【要約】
【課題】表面に絶縁膜と導電膜とが形成された基板の表面同士を接合する際に、導電膜中の金属が導電膜に析出して導電膜間がショートすることを防止できる接合方法および接合装置を提供する。
【解決手段】接合方法は、それぞれ、絶縁膜が露出する第１領域と、導電膜が露出する第２領域とを表面に有し、少なくとも一方がＰＮ接合を有する第１基板および第２基板を準備することと、第１基板および第２基板の第１領域に露出する絶縁膜に対し表面活性化処理を行うことと、表面活性化処理を行った後、第１基板および第２基板の表面に親水化処理液を供給して第１領域に露出する絶縁膜の表面に親水化処理を行うことと、表面活性化処理を行った後、親水化処理の前、または親水化処理と同時に、第１基板および第２基板のうちＰＮ接合を有するものの表面にイオン界面活性剤を供給することと、親水化処理後の第１基板の表面と第２基板の表面とを接合することとを有する。
【選択図】 図１
【解決手段】接合方法は、それぞれ、絶縁膜が露出する第１領域と、導電膜が露出する第２領域とを表面に有し、少なくとも一方がＰＮ接合を有する第１基板および第２基板を準備することと、第１基板および第２基板の第１領域に露出する絶縁膜に対し表面活性化処理を行うことと、表面活性化処理を行った後、第１基板および第２基板の表面に親水化処理液を供給して第１領域に露出する絶縁膜の表面に親水化処理を行うことと、表面活性化処理を行った後、親水化処理の前、または親水化処理と同時に、第１基板および第２基板のうちＰＮ接合を有するものの表面にイオン界面活性剤を供給することと、親水化処理後の第１基板の表面と第２基板の表面とを接合することとを有する。
【選択図】 図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
それぞれ、絶縁膜が露出する第１領域と、導電膜が露出する第２領域とを表面に有し、少なくとも一方がＰＮ接合を有する第１基板および第２基板を準備することと、
前記第１基板および前記第２基板の前記第１領域に露出する前記絶縁膜に対し表面活性化処理を行うことと、
前記表面活性化処理を行った後、前記第１基板および前記第２基板の表面に親水化処理液を供給して前記第１領域に露出する前記絶縁膜の表面に親水化処理を行うことと、
前記表面活性化処理を行った後、前記親水化処理の前、または前記親水化処理と同時に、前記第１基板および前記第２基板のうち前記ＰＮ接合を有するものの表面にイオン界面活性剤を供給することと、
前記親水化処理後の前記第１基板の前記表面と前記第２基板の前記表面とを接合することと、
を有する、接合方法。
前記第１基板および前記第２基板の前記第１領域に露出する前記絶縁膜に対し表面活性化処理を行うことと、
前記表面活性化処理を行った後、前記第１基板および前記第２基板の表面に親水化処理液を供給して前記第１領域に露出する前記絶縁膜の表面に親水化処理を行うことと、
前記表面活性化処理を行った後、前記親水化処理の前、または前記親水化処理と同時に、前記第１基板および前記第２基板のうち前記ＰＮ接合を有するものの表面にイオン界面活性剤を供給することと、
前記親水化処理後の前記第１基板の前記表面と前記第２基板の前記表面とを接合することと、
を有する、接合方法。
【請求項2】
前記表面活性化処理は、前記第１基板および前記第２基板の前記第１領域に露出する前記絶縁膜の表面にダングリングボンドを形成する、請求項１に記載の接合方法。
【請求項3】
前記表面活性化処理は、前記第１基板および前記第２基板の前記第１領域に露出する前記絶縁膜の表面にプラズマを作用させることにより行う、請求項２に記載の接合方法。
【請求項4】
前記親水化処理液は、純水、または純水にＣＯ２を溶解させたＣＯ２水である、請求項１に記載の接合方法。
【請求項5】
イオン界面活性剤は、陽イオン性の親水基を持つ陽イオン界面活性剤である、請求項１に記載の接合方法。
【請求項6】
前記陽イオン界面活性剤は、第４級アンモニウム系である、請求項５に記載の接合方法。
【請求項7】
前記第４級アンモニウム系の陽イオン界面活性剤は、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、エステル型ジアルキルアンモニウム塩、およびアルキルトリメチルアンモニウム塩から選択されたものである、請求項６に記載の接合方法。
【請求項8】
前記イオン界面活性剤は、陰イオン性の親水基を持つ陰イオン界面活性剤である、請求項１に記載の接合方法。
【請求項9】
前記陰イオン界面活性剤は、直鎖アルキルベンゼン系、または、高級アルコール系である、請求項８に記載の接合方法。
【請求項10】
前記直鎖アルキルベンゼン系の陰イオン界面活性剤は直鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩であり、前記高級アルコール系の陰イオン界面活性剤はアルキルエーテル硫酸エステル塩である、請求項９に記載の接合方法。
【請求項11】
前記導電膜は、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｇ、およびＡｕから選択された金属を含む、請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の接合方法。
【請求項12】
それぞれ、絶縁膜が露出する第１領域と、導電膜が露出する第２領域とを表面に有し、少なくとも一方がＰＮ接合を有する第１基板および第２基板の表面同士を接合する接合装置であって、
前記第１基板および前記第２基板の前記第１領域に露出する前記絶縁膜に対し表面活性化処理を行う活性化処理部と、
前記第１基板および前記第２基板の表面に親水化処理液を供給して前記第１領域に露出する前記絶縁膜の表面に親水化処理を行う親水化処理部と、
前記第１基板および前記第２基板のうち前記ＰＮ接合を有するものの表面にイオン界面活性剤を供給するイオン界面活性剤供給部と、
前記第１基板の前記表面と前記第２基板の前記表面とを接合する接合部と、
を有し、
前記親水化処理部は、前記表面活性化処理を行った後の前記第１基板および前記第２基板の表面に親水化処理液を供給し、
前記イオン界面活性剤供給部は、前記活性化処理部で前記表面活性化処理を行った後、前記親水化処理の前、または前記親水化処理と同時に、前記第１基板および前記第２基板のうち前記ＰＮ接合を有するものの表面にイオン界面活性剤を供給し、
前記接合部は、前記親水化処理後の前記第１基板の前記表面と前記第２基板の前記表面とを接合する、接合装置。
前記第１基板および前記第２基板の前記第１領域に露出する前記絶縁膜に対し表面活性化処理を行う活性化処理部と、
前記第１基板および前記第２基板の表面に親水化処理液を供給して前記第１領域に露出する前記絶縁膜の表面に親水化処理を行う親水化処理部と、
前記第１基板および前記第２基板のうち前記ＰＮ接合を有するものの表面にイオン界面活性剤を供給するイオン界面活性剤供給部と、
前記第１基板の前記表面と前記第２基板の前記表面とを接合する接合部と、
を有し、
前記親水化処理部は、前記表面活性化処理を行った後の前記第１基板および前記第２基板の表面に親水化処理液を供給し、
前記イオン界面活性剤供給部は、前記活性化処理部で前記表面活性化処理を行った後、前記親水化処理の前、または前記親水化処理と同時に、前記第１基板および前記第２基板のうち前記ＰＮ接合を有するものの表面にイオン界面活性剤を供給し、
前記接合部は、前記親水化処理後の前記第１基板の前記表面と前記第２基板の前記表面とを接合する、接合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、接合方法および接合装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、半導体デバイスを３次元に積層する三次元集積技術として、表面に絶縁膜と導電膜とが形成された基板同士を接合する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１２－４９２６７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、表面に絶縁膜と導電膜とが形成された基板の表面同士を接合する際に、導電膜中の金属が導電膜に析出して導電膜間がショートすることを防止できる接合方法および接合装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示の一態様に係る接合方法は、それぞれ、絶縁膜が露出する第１領域と、導電膜が露出する第２領域とを表面に有し、少なくとも一方がＰＮ接合を有する第１基板および第２基板を準備することと、前記第１基板および前記第２基板の前記第１領域に露出する前記絶縁膜に対し表面活性化処理を行うことと、前記表面活性化処理を行った後、前記第１基板および前記第２基板の表面に親水化処理液を供給して前記第１領域に露出する前記絶縁膜の表面に親水化処理を行うことと、前記表面活性化処理を行った後、前記親水化処理の前、または前記親水化処理と同時に、前記第１基板および前記第２基板のうち前記ＰＮ接合を有するものの表面にイオン界面活性剤を供給することと、前記親水化処理後の前記第１基板の前記表面と前記第２基板の前記表面とを接合することと、を有する。
【発明の効果】
【0006】
本開示によれば、表面に絶縁膜と導電膜とが形成された基板の表面同士を接合する際に、導電膜中の金属が導電膜に析出して導電膜間がショートすることを防止できる接合方法および接合装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】一実施形態に係る接合方法を説明するためのフローチャートである。
【図4】ステップＳＴ２の表面活性化処理を行う際の絶縁膜の表面状態を説明するための図である。
【図5】ステップＳＴ４の親水化処理を行う際の絶縁膜の表面状態を説明するための図である。
【図6】親水化処理液としてＣＯ２水を用いた場合の効果を説明するための図である。
【図7】基板中の電子回路素子にＰＮ接合が存在する場合においてＮ型部分に接続される電極パッドに金属が析出するメカニズムを説明するための図である。
【図8】基板中の電子回路素子にＰＮ接合が存在する場合において、親水化処理液の供給に先立ってイオン界面活性剤として陽イオン界面活性剤を供給することにより、Ｎ型部分に接続される電極パッドへの金属の析出が抑制されるメカニズムを説明するための図である。
【図9】基板中の電子回路素子にＰＮ接合が存在する場合において、親水化処理液の供給に先立ってイオン界面活性剤として陰イオン界面活性剤を供給することにより、Ｎ型部分に接続される電極パッドへの金属の析出が抑制されるメカニズムを説明するための図である。
【図10】ステップＳＴ５の第１基板と第２基板を接合する工程において、第１基板と第２基板を位置合わせした状態を示す断面図である。
【図11】ステップＳＴ５の第１基板と第２基板を接合する工程において、第１基板と第２基板を圧着して接合した状態を示す断面図である。
【図12】ステップＳＴ５の第１基板と第２基板を接合する工程を行う際の絶縁膜表面の反応を説明するための図である。
【図13】実施形態に係る接合方法を実施するための接合装置の一例を示す横断面図である。
【図14】実施形態に係る接合方法を実施するための接合装置の一例を示す縦断面図である。
【図15】接合装置における活性化処理部を説明するための図である。
【図16】接合装置におけるイオン界面活性剤供給部および親水化処理液供給部を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、添付図面を参照して実施の形態について具体的に説明する。
【0009】
＜経緯＞
近時、ＶＬＳＩ（Very Large-Scale Integration）の微細化、立体形化にともない、別々に作製された異なる基板に存在する電子回路素子同士を直接貼り合わせて１つの電子回路素子として造り込む３次元積層技術が注目されている。特に、一方の基板の表面に存在する絶縁膜および導電膜を、それぞれ他方の基板の表面に存在する絶縁膜および導電膜に同時に貼り合わせて圧着するハイブリッド接合は、ＶＬＳＩのさらなる高速化と低消費電力化が可能な技術として注目されている。導電膜は、例えば、電気信号の入出力のために用いられる電極パッドである。
近時、ＶＬＳＩ（Very Large-Scale Integration）の微細化、立体形化にともない、別々に作製された異なる基板に存在する電子回路素子同士を直接貼り合わせて１つの電子回路素子として造り込む３次元積層技術が注目されている。特に、一方の基板の表面に存在する絶縁膜および導電膜を、それぞれ他方の基板の表面に存在する絶縁膜および導電膜に同時に貼り合わせて圧着するハイブリッド接合は、ＶＬＳＩのさらなる高速化と低消費電力化が可能な技術として注目されている。導電膜は、例えば、電気信号の入出力のために用いられる電極パッドである。
【0010】
ハイブリッド接合では、それぞれ許容できる熱処理（Thermal Budget）が異なる２つの基板（例えばＳｉ基板上に作りこんだＣ－ＦＥＴ（Complementary - Field Effect Transistor）のＮチャネル（Ｎｃｈ）トランジスタ回路部とＰチャネル（Ｐｃｈ）トランジスタ回路部の縦方向立体積層形成やＳｉ基板とＧｅやIII－Ｖ族基板等の異種基板）を、電子回路素子を形成した後に貼り合わせることで１つの素子を形成できる。ハイブリッド接合では、異なる基板に形成された低インピーダンスの入出力回路間で信号通信をする必要がないため、基板に形成された電子回路素子間の信号伝達を飛躍的に高速化できる。
【0011】
ところで、このようなハイブリッド接合技術においては、導電膜同士は単純に熱と圧力で接合されるが、絶縁膜同士の接合には、接合工程に先立って、絶縁膜表面をＯＨ終端して親水化する前処理を行う必要がある。このような前処理は、絶縁膜表面をプラズマ等により活性化してダングリングボンドを形成する工程と、絶縁膜表面に純水等の親水化処理液を供給する工程とにより行うことができる。
【0012】
しかし、基板中の電子回路素子にＰＮ接合が存在する場合、例えば、ＰチャネルとＮ型部分であるＮ－ｗｅｌｌが接合されている場合、起電力が生じ、基板表面に存在する親水化処理液に導電膜（電極パッド）中の金属のイオン、例えばＣｕイオンが溶出していると、電界めっき反応により、Ｎ－ｗｅｌｌに配線を介して接続される導電膜（電極パッド）にＣｕが析出することが見出された。このように導電膜（電極パッド）にＣｕが析出すると、隣接する導電膜（電極パッド）に析出したＣｕ同士が接触してショートするおそれがある。
【0013】
そこで、実施形態では、親水化処理液を供給する工程に先立って、または親水化処理液を供給する工程と同時に、基板表面にイオン界面活性剤を供給する工程を実施する。これにより、Ｃｕ等の金属がＮ型部分に繋がる導電膜に析出することが妨げられ、導電膜間のショートが抑制される。
【0014】
＜接合方法＞
次に、一実施形態に係る接合方法について説明する。
図１は、一実施形態に係る接合方法を説明するためのフローチャートである。図１に示すように、本実施形態に係る接合方法においては、ステップＳＴ１～ステップＳＴ５を有する。
次に、一実施形態に係る接合方法について説明する。
図１は、一実施形態に係る接合方法を説明するためのフローチャートである。図１に示すように、本実施形態に係る接合方法においては、ステップＳＴ１～ステップＳＴ５を有する。
【0015】
ステップＳＴ１では、それぞれ、絶縁膜が露出する第１領域と、導電膜が露出する第２領域とを表面に有し、少なくとも一方がＰＮ接合を有する第１基板および第２基板を準備する。ステップＳＴ２では、第１基板および第２基板の第１領域に露出する絶縁膜に対し表面活性化処理を行い、ダングリングボンドを形成する。ステップＳＴ３では、第１基板および第２基板のうちＰＮ接合を有するものの表面にイオン界面活性剤を供給する。ステップＳＴ４では、第１基板および第２基板の表面に親水化処理液を供給して第１領域に露出する絶縁膜表面に親水化処理を行う。ステップＳＴ５では、親水化処理後の第１基板の表面と第２基板の表面とを接合する。
【0016】
【0017】
第１基板１０は、図２に示すように、演算部１１と、配線層１２とを有する。演算部１１は、下地基板１３の一部を含んで形成される。演算部１１は、例えばトランジスタ等の半導体デバイスを含む。下地基板１３は、例えば半導体ウエハである。下地基板１３は、表面部分に、例えばチャネル領域１８と、拡散領域１９とを有している。
【0018】
配線層１２は、例えば多層配線である。配線層１２は、配線１４と、電極パッド１５と、第１絶縁膜１６と、第２絶縁膜１７とを有する。配線１４は、多層に設けられ、演算部１１と電気的に接続される。電極パッド１５は、下地基板１３から最も離れた位置にある配線１４の上に設けられる。電極パッド１５は、配線１４と電気的に接続されるとともに、配線１４を介して演算部１１と電気的に接続される。電極パッド１５は、上面が露出する。配線１４および電極パッド１５は、例えばＣｕにより形成される。配線１４および電極パッド１５は、Ｃｕの他、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）であってもよい。第１絶縁膜１６は、例えば配線１４間を埋める層間絶縁膜である。第１絶縁膜１６は、特に限定されないが、例えばＳｉＯ膜、ＳｉＮ膜、ＳｉＯＣ膜、ＳｉＯＮ膜、ＳｉＯＣＮ膜を挙げることができる。なお、各膜における各元素の原子比は任意である。層間絶縁膜は、好ましくはＳｉＯＣ膜、ＳｉＯＮ膜、ＳｉＯＣＮ膜等の低誘電率（Ｌｏｗ－ｋ）膜である。第２絶縁膜１７は、第１絶縁膜１６の上に設けられる。第２絶縁膜１７は、上面が露出する。第２絶縁膜１７の上面は、例えば電極パッド１５の上面と面一である。第２絶縁膜１７は、特に限定されないが、例えばＳｉＯ膜、ＳｉＮ膜、ＳｉＯＣ膜、ＳｉＯＮ膜、ＳｉＯＣＮ膜を挙げることができる。第２絶縁膜１７を設けずに第１絶縁膜１６の上面を電極パッド１５と面一の露出面としてもよい。
【0019】
配線層１２は、例えば配線１４と第１絶縁膜１６との間にバリア膜をさらに有していてもよい。配線層１２は、例えば電極パッド１５と第１絶縁膜１６との間にバリア膜をさらに有していてもよい。バリア膜は、配線１４および電極パッド１５から第１絶縁膜１６への金属拡散を抑制する。バリア膜は、特に限定されないが、例えばＴａＮ膜、ＴｉＮ膜である。これらのＴａとＮの原子比、ＴｉとＮの原子比は任意である。
【0020】
第１基板１０は、第２絶縁膜１７が露出する第１領域Ａ１１と、電極パッド１５が露出する第２領域Ａ１２とを表面１０ａに有する。第２絶縁膜１７は絶縁膜の一例であり、電極パッド１５は導電膜の一例である。
【0021】
第２基板２０は、例えば第１基板１０と実質的に同じ構成を有する。第２基板２０は、図３に示すように、演算部２１と、配線層２２とを有する。演算部２１は、下地基板２３の一部を含んで形成される。下地基板２３は、表面部分に、例えばチャネル領域２８と、配線２４が接続された拡散領域２９とを有している。
【0022】
配線層２２は、例えば多層配線である。配線層２２は、配線２４と、電極パッド２５と、第１絶縁膜２６と、第２絶縁膜２７とを有する。電極パッド２５は、例えば電極パッド１５と同じ材料により形成される。
【0023】
第２基板２０は、第２絶縁膜２７が露出する第１領域Ａ２１と、電極パッド２５が露出する第２領域Ａ２２とを表面２０ａに有する。第２絶縁膜２７は絶縁膜の一例であり、電極パッド２５は導電膜の一例である。
【0024】
第１基板１０および第２基板２０の少なくとも一方にはＰＮ接合を含む。例えば、図２の第１基板１０のチャネル領域１８と拡散領域１９がＰＮ接合を形成するか、あるいは、図３の第２基板２０のチャネル領域２８と拡散領域２９がＰＮ接合を形成するか、あるいはその両方である。具体例としては、第１基板１０のチャネル領域１８がＰチャネルで、拡散領域１９がＮ型部分としてのＮ－ｗｅｌｌ、または／および第２基板２０のチャネル領域２８がＰチャネルで、拡散領域２９がＮ型部分としてのＮ－ｗｅｌｌであってよい。
【0025】
ステップＳＴ２～ＳＴ４は、第１基板１０と第２基板２０の接合に際して、絶縁膜同士を接合するための前処理として行われる。
【0026】
これらのステップのうちステップＳＴ２とステップＳＴ４は、絶縁膜である第２絶縁膜１７および２７の表面を親水化するための処理である。
【0027】
第１基板１０および第２基板２０の第１領域Ａ１１およびＡ２１に露出する第２絶縁膜１７および２７は、初期状態では図４（ａ）に示すように、表面が例えばＨやＣ等により終端されている。絶縁膜同士を接合するためには、表面がＯＨ基で終端されている必要があるため、まず、ステップＳＴ２において、第１領域Ａ１１およびＡ２１（第２絶縁膜１７および２７の表面）に対して表面活性化処理を行い、図４（ｂ）に示すように、ＨやＣ等を除去してダングリングボンドを形成する。
【0028】
表面活性化処理としては、例えばプラズマによる処理を挙げることができる。プラズマによる表面活性化処理は、例えば、ガスとしてＮ２ガス、Ａｒガス等を用いて生成したプラズマを絶縁膜表面に作用させることにより行うことができる。この処理は、例えば、基板にガスを吐出するノズルに高周波コイルを巻回して、基板の表面にプラズマを照射することにより行うことができる。このプラズマは大気プラズマであってよい。
【0029】
ステップＳＴ４では、表面活性化処理を行った後、第１基板１０の表面および第２基板２０の表面に親水化処理液を供給して、第１領域Ａ１１およびＡ２１に露出する第２絶縁膜１７および２７の表面を親水化処理する。具体的には、図５に示すように、親水化処理液を供給して、ステップＳＴ２で絶縁膜（第２絶縁膜１７および２７）の表面に形成されたダングリングボンドにＯＨ基を結合させてＯＨ終端することにより行うことができる。また、親水化処理液により基板表面の洗浄も行われる。
【0030】
第１基板および第２基板への親水化処理液の供給手法は特に限定されないが、例えば、基板を回転させながら基板の表面に親水化処理液を供給して液膜を形成する手法を採用することができる。親水化処理液供給後、基板から親水化処理液を除去する。例えば、基板を回転させて親水化処理液を振り切りにより除去することができる。
【0031】
親水化処理液としては、純水、または純水にＣＯ２を溶解させたＣＯ２水（炭酸水）を用いることができる。親水化処理液としてＣＯ２水を用いることにより、導電膜（例えばＣｕ膜）をわずかにエッチングすることができ、絶縁膜と導電膜を同時に接合するハイブリット接合の際の導電膜の熱膨張に対応することができる。すなわち、第１基板１０と第２基板２０のハイブリット接合の際に、導電膜同士は、後述するように、加熱することによる導電膜中の金属の相互拡散により接合されるが、その際に導電膜の熱膨張により精度が低下するおそれがある。親水化処理液としてＣＯ２水を用いた場合は、導電膜である電極パッド（例えばＣｕ膜）１５および２５のみをわずかにエッチングすることができる。これにより、図６（ａ）に示すように、その後のハイブリッド接合のために第１基板１０および第２基板２０を合わせたときに、導電膜である電極パッド１５と電極パッド２５の間に隙間３０ができる。この状態で加熱すると、図６（ｂ）に示すように、隙間３０を埋めるように電極パッド１５と電極パッド２５が熱膨張して接触するので熱膨張を吸収することができる。
【0032】
ステップＳＴ３の第１基板および第２基板のうちＰＮ接合を有するものの表面にイオン界面活性剤を供給する工程は、ステップＳＴ４の親水化処理液の供給に先立って、または親水化処理液の供給と同時に行われる。このステップＳＴ３は、導電膜、例えば電極パッドを構成する金属（例えばＣｕ）が、めっき反応により導電膜に析出して導電膜間がショートすることを抑制するために行われる。
【0033】
具体的には、基板中の電子回路素子にＰＮ接合が存在する場合、例えば、図２に示す第１基板１０を例に取ると、図７に示すように、チャネル領域１８がＰチャネル、拡散領域１９がＮ型部分としてのＮ－ｗｅｌｌであり、Ｎ－ｗｅｌｌに配線を介して電極パッド１５ａが接続され、Ｐチャネルに配線を介して電極パッド１５ｂが接続される場合を考える。この場合、図７に示すように、親水化処理液に電極パッド１５ａ、１５ｂ等から金属のイオン、例えばＣｕイオンが溶出した状態では、ＰＮ接合の起電力に基づく電界めっき反応により、金属イオン（Ｃｕイオン）がＮ－ｗｅｌｌに配線を介して接続される電極パッド１５ａに金属（Ｃｕ）として析出する。この場合、隣接する電極パッド１５ａに析出した金属（Ｃｕ）同士が接触してショートするおそれがある。
【0034】
特に、第１基板１０および第２基板２０が光の存在下で処理される場合、光による起電力も発生するため、導電膜である電極パッド１５への金属（Ｃｕ）の析出はより顕著になる。また、親水化処理液がＣＯ２水である場合、導電膜である電極パッド（Ｃｕ）１５がエッチングされるため、液中の金属イオン（Ｃｕイオン）の量が多くなり、導電膜である金属パッド１５への金属（Ｃｕ）の析出量がより多くなる。
【0035】
そのため、ステップＳＴ３では、ステップＳＴ４の親水化処理液の供給に先立って、または親水化処理液の供給と同時に第１基板および第２基板の表面に液体であるイオン界面活性剤を供給する。イオン界面活性剤は、導電膜である電極パッド１５に吸着するか、または親水化処理液中の金属イオン（Ｃｕイオン）に吸着して、導電膜である電極パッド１５への金属（Ｃｕ）の析出を抑制する。
【0036】
イオン界面活性剤としては、陽イオン界面活性剤と陰イオン界面活性剤を用いることができる。
【0037】
陽イオン界面活性剤は、陽イオン性の親水基を持つ界面活性剤である。図８に示すように、陽イオン界面活性剤４０は、ＰＮ接合による起電力によりマイナス電荷を有するＮ－ｗｅｌｌ（拡散領域１９）側の電極パッド１５ａに選択的に吸着し、Ｐチャネル（チャネル領域１８）側の電極パッド１５ｂには吸着しない。具体的には、陽イオン界面活性剤４０の親水基がマイナス電荷を有する電極パッド１５ａに吸着する。これにより、電極パッド１５ａが電気的に中性となるとともに、陽イオン界面活性剤４０の有機鎖が、金属イオン（Ｃｕイオン）がマイナス電荷を有する電極パッド１５ａに到達することを物理的に妨げる。このため、マイナス電荷を有する電極パッド１５ａへの金属（Ｃｕ）の析出が抑制される。
【0038】
陽イオン界面活性剤としては、例えば、第４級アンモニウム系のものを用いることができる。第４級アンモニウム系の陽イオン界面活性剤としては、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、エステル型ジアルキルアンモニウム塩、アルキルトリメチルアンモニウム塩等を挙げることができる。
【0039】
陰イオン界面活性剤は、陰イオン性の親水基を持つ界面活性剤である。図９に示すように、陰イオン界面活性剤５０は、親水化処理液中の金属イオン（Ｃｕイオン）をトラップし、電気中性化する。これにより、金属イオン（Ｃｕイオン）がマイナス電荷を有する電極パッド１５ａへ析出することが抑制される。
【0040】
陰イオン界面活性剤としては、例えば、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩のような直鎖アルキルベンゼン系のものや、アルキルエーテル硫酸エステル塩のような高級アルコール系のものを用いることができる。
【0041】
第１基板および／または第２基板へのイオン界面活性剤の供給方法は特に限定されないが、例えば、基板を回転させながら基板の表面にイオン界面活性剤を供給して液膜を形成する手法を採用することができる。また、イオン界面活性剤の供給をステップＳＴ４の親水化処理液の供給と同時に行う場合には、第１基板および／または第２基板へイオン界面活性剤および親水化処理液を同時に供給することにより行うことができる。この場合にも、基板を回転させながら基板の表面にイオン界面活性剤と親水化処理液を供給して液膜を形成する手法を採用することができる。
【0042】
イオン界面活性剤は、親水化処理液を供給して親水化処理を行った後に除去する必要があるが、陽イオン界面活性剤および陰イオン界面活性剤はいずれも親水基を有するため、純水により除去することができる。親水化処理液として純水またはＣＯ２水を用いる場合は、基板表面に純水またはＣＯ２水の液膜を形成後、親水化処理後に純水またはＣＯ２水を振り切り等により除去する際に、陽イオン界面活性剤および陰イオン界面活性剤を併せて除去することができる。さらに、親水化処理後に純水またはＣＯ２水を振り切り等により除去する際に、純水等のリンス液を供給するようにしてもよい。
【0043】
ステップＳＴ５の親水化処理後の第１基板と第２基板とを接合する工程では、第１基板の表面と第２基板の表面とを合わせ、加熱しつつ圧力をかけて圧着する。
【0044】
具体的には、まず、図１０に示すように、第１基板１０の表面１０ａと第２基板２０の表面２０ａとを対向させて保持し、第１基板１０と第２基板２０との位置合わせを行う。位置合わせは、導電膜である電極パッド１５と電極パッド２５とを対向させ、絶縁膜である第２絶縁膜１７と第２絶縁膜２７とを対向させる。
【0045】
次に、第１基板１０および第２基板２０を加熱しながら、図１１に示すように、第１基板１０の表面１０ａと第２基板２０の表面２０ａとを接触させ、圧力をかけて圧着する。これにより、第１基板１０の表面１０ａと第２基板２０の表面２０ａとが接合される。このとき、電極パッド１５と電極パッド２５とは電極パッド中の金属例えばＣｕの拡散により接合され、第２絶縁膜１７と第２絶縁膜２７とは、図１２（ａ）に示すように、表面のＯＨ基同士が結合した後、図１２（ｂ）に示すように、脱水縮合によりＳｉ－Ｏ－Ｓｉ結合が形成されて接合される。このときの加熱温度は、１００～４００℃程度であってよく、圧力は１００～３００ｇ程度であってよい。
【0046】
ステップＳＴ５の接合工程の雰囲気は特に限定されないが、真空雰囲気下で行うことにより、導電膜である電極パッド１５および電極パッド２５の酸化腐食を抑制することができる。
【0047】
＜接合装置＞
次に、実施形態に係る接合方法を実施するための接合装置について説明する。
次に、実施形態に係る接合方法を実施するための接合装置について説明する。
【0048】
図１３は実施形態に係る接合方法を実施するための接合装置の一例を示す横断面図であり、図１４はその縦断面図である。なお、図１３において、上側がＸ方向の正方向側であり、下側がＸ方向の負方向側である。また、図１３、図１４において、左側がＹ方向の負方向側であり、右側がＹ方向の正方向側である。さらに、図１３、図１４中、基板ＷＵは上側に配置される基板をいい、基板ＷＬは下側に配置される基板をいい、重合基板ＷＴは上基板ＷＵと下基板ＷＬを重ね合わせた基板をいう。なお、これらの基板を総称して単に基板ということもある。
【0049】
接合装置２００は、内部を密閉可能な処理容器１００を有する。図１３に示すように、処理容器１００のＸ方向の正方向側の側面には、上基板ＷＵ、下基板ＷＬおよび重合基板ＷＴを搬送するための搬入出口１０１が設けられる。搬入出口１０１は、開閉シャッタ１０２により開閉される。
【0050】
処理容器１００の内部は、内壁１０３によって、前処理領域Ｔ１と接合領域Ｔ２に区画される。前処理領域Ｔ１には、基板を搬送する搬送部が設けられているとともに、基板に対して接合前の前処理が行われる前処理部２１０が設けられている。前処理部２１０は、後述するように、活性化処理部２３０、イオン界面活性剤供給部２４０、および親水化処理液供給部２５０を有する。搬入出口１０１は、前処理領域Ｔ１における処理容器１００の側面に形成される。内壁１０３には、上基板ＷＵ、下基板ＷＬおよび重合基板ＷＴを搬送するための搬入出口１０４が形成される。搬入出口１０４は、ゲートバルブ１０５により開閉される。
【0051】
前処理領域Ｔ１のＸ方向の正方向側には、上基板ＷＵ、下基板ＷＬおよび重合基板ＷＴを一時的に載置するためのトランジション１１０が設けられる。トランジション１１０は、例えば２段に形成され、上基板ＷＵ、下基板ＷＬおよび重合基板ＷＴのいずれか２つを同時に載置できる。
【0052】
前処理領域Ｔ１には、Ｘ方向に延伸する搬送路１１１上を移動自在な基板搬送体１１２が設けられる。基板搬送体１１２は、鉛直方向（Ｚ方向）および鉛直軸周りにも移動自在であり、前処理領域Ｔ１内、または前処理領域Ｔ１と接合領域Ｔ２との間で上基板ＷＵ、下基板ＷＬおよび重合基板ＷＴを搬送する。
【0053】
前処理領域Ｔ１のＸ方向の負方向側には、上基板ＷＵおよび下基板ＷＬを支持してこれらを回転可能に位置調節機構１２０が設けられている。位置調節機構１２０は水平方向の向きを調節するとともに、後述する表面活性化処理、イオン界面活性剤供給処理、親水化処理液供給処理の際に支持された基板を回転するように構成されている。
【0054】
前処理領域Ｔ１における位置調節機構１２０のＸ方向の負方向側には、Ｙ方向に沿って延伸するレール１３０が設けられる。レール１３０は、例えば位置調節機構１２０のＹ方向の負方向側の外方からＹ方向の正方向側の外方まで設けられる。レール１３０には、例えば２本のノズルアーム１３１，１３２が取り付けられる。
【0055】
ノズルアーム１３１には、活性化処理部２３０の一部であるプラズマノズル１３３が支持される。ノズルアーム１３１は、ノズル駆動部１３６により、レール１３０上を移動自在である。これにより、プラズマノズル１３３は、位置調節機構１２０のＹ方向の正方向側の外方から位置調節機構１２０に保持された上基板ＷＵおよび下基板ＷＬの上方まで移動できる。ノズルアーム１３１は、ノズル駆動部１３６によって昇降自在であり、プラズマノズル１３３の高さを調節できる。
【0056】
活性化処理部２３０は、図１５に示すように、上記プラズマノズル１３３と、コイル１４１と、高周波電源１４２と、ガス供給配管１４３と、ガス供給源１４４と、供給機器群１４５とを有している。コイル１４１はプラズマノズル１３３に巻回され、コイル１４１には高周波電源１４２が接続されている。プラズマノズル１３３にはガス供給配管１４３が接続され、ガス供給配管１４３にはガス供給源１４４が接続されている。そして、ガス供給源１４４から、例えば、Ｎ２ガス、Ａｒガスのような活性化処理のためのガスがプラズマノズル１３３に供給されるように構成されている。供給機器群１４５は、ガス供給配管１４３に介装されたバルブや流量調節器等を含む。ガス供給源１４４からガス供給配管１４３を介してプラズマノズル１３３に供給されたガスは、高周波電源１４２からコイル１４１に供給された高周波電力によりプラズマ化され、生成されたプラズマがその下方の位置調節機構１２０に支持された基板表面に供給されて表面活性化処理が施される。
【0057】
ノズルアーム１３２には、イオン界面活性剤供給部２４０の一部であるイオン界面活性剤ノズル１３４、および親水化処理液供給部２５０の一部である親水化処理液ノズル１３５が支持される。ノズルアーム１３２は、ノズル駆動部１３７により、レール１３０上を移動自在である。これにより、イオン界面活性剤ノズル１３４および親水化処理液ノズル１３５は、位置調節機構１２０のＹ方向の負方向側から位置調節機構１２０に保持された上基板ＷＵおよび下基板ＷＬの上方まで移動できる。ノズルアーム１３２は、ノズル駆動部１３７によって昇降自在であり、イオン界面活性剤ノズル１３４および親水化処理液ノズル１３５の高さを調節できる。なお、イオン界面活性剤ノズル１３４と親水化処理液ノズル１３５をノズルアーム１３２で支持して同時に移動する代わりに、これらノズルを別々のアーム（駆動機構）に設けて別々に移動制御してもよい。
【0058】
イオン界面活性剤供給部２４０および親水化処理液供給部２５０は、図１６に示すように構成される。
【0059】
イオン界面活性剤供給部２４０は、上記イオン界面活性剤ノズル１３４と、イオン界面活性剤供給配管１５１と、イオン界面活性剤供給源１５２と、供給機器群１５３とを有している。イオン界面活性剤ノズル１３４にはイオン界面活性剤供給配管１５１が接続され、イオン界面活性剤供給配管１５１にはイオン界面活性剤供給源１５２が接続されており、イオン界面活性剤供給源１５２からイオン界面活性剤がイオン界面活性剤供給配管１５１およびイオン界面活性剤ノズル１３４を介して位置調節機構１２０に支持された基板表面に吐出されるように構成されている。供給機器群１５３は、イオン界面活性剤供給配管１５１に接続されたバルブや流量調節器等を含む。位置調節機構１２０に支持された基板を回転しつつ、イオン界面活性剤供給源１５２からイオン界面活性剤供給配管１５１およびイオン界面活性剤ノズル１３４を介して基板表面にイオン界面活性剤を供給することによりイオン界面活性剤供給処理が行われる。
【0060】
親水化処理液供給部２５０は、上記親水化処理液ノズル１３５と、親水化処理液供給配管１５５と、親水化処理液供給源１５６と、供給機器群１５７とを有している。親水化処理液ノズル１３５には親水化処理液供給配管１５５が接続され、親水化処理液供給配管１５５には親水化処理液供給源１５６が接続されており、親水化処理液供給源１５６から親水化処理液が親水化処理液供給配管１５５および親水化処理液ノズル１３５を介して位置調節機構１２０に支持された基板表面に吐出されるように構成されている。供給機器群１５７は、親水化処理液供給配管１５５に接続されたバルブや流量調節器等を含む。位置調節機構１２０に支持された基板を回転しつつ、親水化処理液供給源１５６から親水化処理液供給配管１５５および親水化処理液ノズル１３５を介して基板表面に親水化処理液を供給することにより親水化処理液供給処理が行われる。
【0061】
接合領域Ｔ２には、接合処理部２２０が設けられている。接合処理部２２０は、下基板ＷＬを上面で載置して保持する下部チャック１６０と、上基板ＷＵを下面で吸着保持する上部チャック１６１とを有する。上部チャック１６１は、下部チャック１６０の上方に設けられる。上部チャック１６１は、下部チャック１６０と対向配置可能に構成される。すなわち、下部チャック１６０に保持された下基板ＷＬと、上部チャック１６１に保持された上基板ＷＵとは、対向して配置可能である。
【0062】
下部チャック１６０の内部には、直流電源（図示せず）に電気的に接続されている静電吸着用の電極（図示せず）もしくは真空ポンプ（図示せず）に連通する吸引管（図示せず）が設けられる。下基板ＷＬは、静電吸着用の電極に生じたクーロン力等の静電力もしくは吸引管からの吸引により下部チャック１６０の上面に吸着保持される。
【0063】
下部チャック１６０の内部には、ヒータ等の加熱機構１６０ａが設けられる。加熱機構１６０ａは、下部チャック１６０に吸着保持された下基板ＷＬを加熱する。
【0064】
下部チャック１６０の下方には、シャフト１６２を介してチャック駆動部１６３が設けられる。チャック駆動部１６３は、下部チャック１６０を昇降させるように構成される。チャック駆動部１６３は、下部チャック１６０を水平方向に移動させるように構成されてもよい。チャック駆動部１６３は、下部チャック１６０を鉛直軸周りに回転させるように構成されてもよい。
【0065】
上部チャック１６１の内部には、直流電源（図示せず）に電気的に接続されている静電吸着用の電極（図示せず）もしくは真空ポンプ（図示せず）に連通する吸引管（図示せず）が設けられる。上基板ＷＵは、静電吸着用の電極に生じたクーロン力等の静電力もしくは吸引管からの吸引により上部チャック１６１の下面に吸着保持される。
【0066】
上部チャック１６１の内部には、ヒータ等の加熱機構１６１ａが設けられる。加熱機構１６１ａは、上部チャック１６１に吸着保持された上基板ＷＵを加熱する。
【0067】
上部チャック１６１の上方には、Ｙ方向に沿って延伸するレール１６４が設けられる。上部チャック１６１は、チャック駆動部１６５によりレール１６４上を移動可能である。チャック駆動部１６５は、上部チャック１６１を昇降させるように構成される。チャック駆動部１６５は、上部チャック１６１を鉛直軸周りに回転させるように構成されてもよい。
【0068】
処理容器１００内には、前処理領域Ｔ１と接合領域Ｔ２との間を移動し、かつ上基板ＷＵの表裏面を反転させる反転機構１７０が設けられる。反転機構１７０は、上基板ＷＵを保持する保持アーム１７１を有する。保持アーム１７１上には、上基板ＷＵを吸着して水平に保持する吸着パッド（図示せず）が設けられる。保持アーム１７１は、駆動部１７３に支持される。駆動部１７３は、保持アーム１７１を水平軸周りに回動させるように構成され、かつ保持アーム１７１を水平方向に伸縮させるように構成される。駆動部１７３の下方には、駆動部１７４が設けられる。駆動部１７４は、駆動部１７３を鉛直軸周りに回転させるように構成され、かつ駆動部１７３を鉛直方向に昇降させるように構成される。駆動部１７４は、Ｙ方向に延伸するレール１７５に取り付けられる。レール１７５は、接合領域Ｔ２から前処理領域Ｔ１まで延伸する。反転機構１７０は、駆動部１７４によりレール１７５に沿って位置調節機構１２０と上部チャック１６１との間を移動可能になっている。反転機構１７０の構成は、これに限定されず、上基板ＷＵの表裏面を反転させることができればよい。基板搬送体１１２に反転機構を設け、反転機構１７０の位置に別の搬送機構を設けてもよい。
【0069】
接合領域Ｔ２における処理容器１００の側面には、排気ポート１８１が設けられる。排気ポート１８１には、排気通路１８２が接続される。排気通路１８２には、圧力調整弁１８３および真空ポンプ１８４が順次介設されて排気機構を構成する。排気機構により接合領域Ｔ２を排気して減圧雰囲気にできるようになっている。なお、排気機構を設けずに接合領域Ｔ２を常圧にしてもよい。この場合は、ゲートバルブ１０５は設けなくてもよい。
【0070】
接合装置２００はさらに制御部２６０を有する。制御部２６０は、ＣＰＵ（コンピュータ）を有する主制御部と、入力装置と、出力装置と、表示装置と、記憶装置とを有している。主制御部は、接合装置２００の各構成部を制御する。制御部２６０の主制御部は、例えば、記憶装置の記憶媒体に記憶された処理レシピに基づいて、各構成部に上記接合方法を行うための動作を実行させる。
【0071】
次に、このように構成される接合装置２００における上基板ＷＵと下基板ＷＬとを接合する動作について説明する。下基板ＷＬは第１基板１０に対応し、上基板ＷＵは第２基板２０に対応する。
【0072】
まず、接合装置２００に上基板ＷＵを搬送する。上基板ＷＵは、外部の搬送機構（図示せず）により搬入出口１０１を介して接合装置に搬入され、トランジション１１０を介して基板搬送体１１２により位置調節機構１２０に搬送される。
【0073】
次いで、ノズル駆動部１３６によりノズルアーム１３１を走査させ、プラズマノズル１３３を上基板ＷＵの中心部上方に移動させる。続いて、ガス供給源１４４からガス供給配管１４３を介して活性化処理のためのガスをプラズマノズル１３３に供給するとともに、高周波電源１４２からコイル１４１に高周波電力を供給する。そして、プラズマノズル１３３から上基板ＷＵの表面にプラズマを照射し、上基板ＷＵの絶縁膜に対し、表面活性化処理を施す。これにより、絶縁膜表面にダングリングボンドが形成される。
【0074】
引き続き、プラズマノズル１３３を元に戻し、ノズル駆動部１３７によりノズルアーム１３２を走査させてイオン界面活性剤ノズル１３４および親水化処理液ノズル１３５を上基板ＷＵの上方に移動させる。そして、上基板ＷＵがＰＮ接合を有するものの場合は、イオン界面活性剤ノズル１３４を上基板ＷＵの中心部の上方に位置させ、上基板ＷＵを回転させながら、イオン界面活性剤ノズル１３４から上基板ＷＵの表面にイオン界面活性剤を供給する。供給されたイオン界面活性剤は遠心力により上基板ＷＵの表面に拡散されて、全面に供給される。これにより、導電膜（電極パッド）への金属（Ｃｕ）の析出が抑制される。上述したようにイオン界面活性剤としては、陽イオン界面活性剤および陰イオン界面活性剤を用いることができる。
【0075】
引き続き、ノズル駆動部１３７によりノズルアーム１３２を走査させて親水化処理液ノズル１３５を上基板ＷＵの中心部上方に移動させる。続いて、上基板ＷＵを回転させながら、親水化処理液ノズル１３５から上基板ＷＵの表面に親水化処理液を供給する。供給された親水化処理液は遠心力により上基板ＷＵの表面に拡散されて、全面に供給される。これにより上基板ＷＵの絶縁膜表面に形成されたダングリングボンドをＯＨ終端して親水化する。上述したように親水化処理液としては、純水、ＣＯ２水を用いることができる。
【0076】
なお、イオン界面活性剤ノズル１３４と親水化処理液ノズル１３５から上基板ＷＵにイオン界面活性剤および親水化処理液を同時に供給してもよい。
【0077】
その後、位置調節機構１２０によって上基板ＷＵの水平方向の向きが調節され、位置調節機構１２０から反転機構１７０の保持アーム１７１に上基板ＷＵが受け渡される。続いて、前処理領域Ｔ１において、保持アーム１７１を反転させることにより、上基板ＷＵの表裏面が反転される。すなわち、上基板ＷＵの表面が下方に向けられる。次いで、反転機構１７０が上部チャック１６１側に移動し、反転機構１７０から上部チャック１６１に上基板ＷＵが受け渡される。上基板ＷＵは、上部チャック１６１にその裏面が吸着保持される。引き続き、上部チャック１６１がチャック駆動部１６５によって下部チャック１６０の上方であって当該下部チャック１６０に対向する位置まで移動する。そして、上基板ＷＵは、後述する下基板ＷＬが接合装置に搬送されるまで上部チャック１６１で待機される。なお、上基板ＷＵの表裏面の反転は、反転機構１７０の移動中に行われてもよい。
【0078】
次いで、接合装置２００に下基板ＷＬを搬送する。下基板ＷＬは、外部の搬送機構（図示せず）により搬入出口１０１を介して接合装置に搬入され、トランジション１１０を介して基板搬送体１１２により位置調節機構１２０に搬送される。続いて、ノズル駆動部１３６によりノズルアーム１３１を走査させ、プラズマノズル１３３を下基板ＷＬの中心部上方に移動させる。続いて、上基板ＷＵの際と同様の動作で、プラズマノズル１３３から下基板ＷＬの表面にプラズマを照射し、下基板ＷＬの絶縁膜に対し、表面活性化処理を施す。これにより、絶縁膜表面にダングリングボンドが形成される。
【0079】
次いで、プラズマノズル１３３を元に戻し、ノズル駆動部１３７によりノズルアーム１３２を走査させてイオン界面活性剤ノズル１３４および親水化処理液ノズル１３５を下基板ＷＬの上方に移動させる。そして、下基板ＷＬがＰＮ接合を有するものの場合は、イオン界面活性剤ノズル１３４を下基板ＷＬの中心部の上方に位置させ、上基板ＷＵのときと同様に、下基板ＷＬを回転させながら、イオン界面活性剤ノズル１３４から下基板ＷＬの表面にイオン界面活性剤を供給する。
【0080】
次いで、ノズル駆動部１３７によりノズルアーム１３２を走査させて親水化処理液ノズル１３５を下基板ＷＬの中心部上方に移動させる。そして、上基板ＷＵのときと同様に、下基板ＷＬを回転させながら、親水化処理液ノズル１３５から下基板ＷＬの表面に親水化処理液を供給する。
【0081】
なお、イオン界面活性剤ノズル１３４と親水化処理液ノズル１３５から下基板ＷＬにイオン界面活性剤および親水化処理液を同時に供給してもよい。
【0082】
その後、位置調節機構１２０によって下基板ＷＬの水平方向の向きが調節され、続いて、下基板ＷＬが基板搬送体１１２によって下部チャック１６０に搬送され、下部チャック１６０に吸着保持される。このとき、下基板ＷＬの表面が上方を向くように、下基板ＷＬの裏面が下部チャック１６０に保持される。なお、下部チャック１６０の上面には基板搬送体１１２の形状に適合する溝（図示せず）が形成され、下基板ＷＬの受け渡しの際に基板搬送体１１２と下部チャック１６０とが干渉するのを避けるようにしてもよい。
【0083】
次いで、ゲートバルブ１０５により搬入出口１０４を閉じ、真空ポンプ１８４により接合領域Ｔ２を排気して減圧する。そして、下部チャック１６０に保持された下基板ＷＬと上部チャック１６１に保持された上基板ＷＵとの水平方向の位置調節を行う。具体的には、まず、例えばＣＣＤカメラを用いて、下基板ＷＬの表面と上基板ＷＵの表面を撮像する。そして、撮像された画像に基づいて、予め定められた下基板ＷＬの表面の基準点（図示せず）と上基板ＷＵの表面の基準点（図示せず）とが合致するように、上部チャック１６１によって上基板ＷＵの水平方向の位置が調節される。なお、下部チャック１６０がチャック駆動部１６３によって水平方向に移動自在である場合には、下部チャック１６０によって下基板ＷＬの水平方向の位置を調節してもよい。また、下部チャック１６０および上部チャック１６１の両方で下基板ＷＬと上基板ＷＵの相対的な水平方向の位置を調節してもよい。
【0084】
次いで、チャック駆動部１６３によって下部チャック１６０を上昇させ、下部チャック１６０に保持された下基板ＷＬの表面と上部チャック１６１に保持された上基板ＷＵの表面とを当接させて圧着する。このとき、下基板ＷＬは加熱機構１６０ａにより加熱され、上基板ＷＵは加熱機構１６１ａにより加熱されており、この際の熱と圧力により、上基板ＷＵと下基板ＷＬとが接合され、重合基板ＷＴが形成される。具体的には、上基板ＷＵと下基板ＷＬの導電膜（電極パッド）同士が金属の拡散により接合され、絶縁膜同士がＯＨ基同士の脱水縮合反応により接合される。
【0085】
このようにして形成された重合基板ＷＴは、基板搬送体１１２によってトランジション１１０へ搬送され、外部の搬送機構（図示せず）により搬入出口１０１を介して搬出される。
【0086】
＜実験例＞
次に、実験例について説明する。
ここでは、複数のＣｕ電極パッドを有する実験用回路を準備し、実験用回路を親水化処理液としての、純水、２ＭΩｃｍのＣＯ２水、０．２ＭΩｃｍのＣＯ２水に浸漬した状態で、ＰＮ接合および光による起電力を想定して、Ｃｕ電極パッド間に－１Ｖ（一方が０Ｖ、他方が－１Ｖ）の電圧を１００ｓｅｃ間印加した。その結果、いずれも、－１Ｖ側のＣｕ電極パッドにＣｕの析出が見られた。
次に、実験例について説明する。
ここでは、複数のＣｕ電極パッドを有する実験用回路を準備し、実験用回路を親水化処理液としての、純水、２ＭΩｃｍのＣＯ２水、０．２ＭΩｃｍのＣＯ２水に浸漬した状態で、ＰＮ接合および光による起電力を想定して、Ｃｕ電極パッド間に－１Ｖ（一方が０Ｖ、他方が－１Ｖ）の電圧を１００ｓｅｃ間印加した。その結果、いずれも、－１Ｖ側のＣｕ電極パッドにＣｕの析出が見られた。
【0087】
これに対して、親水化処理液としての、純水、２ＭΩｃｍのＣＯ２水、０．２ＭΩｃｍのＣＯ２水に、陽イオン界面活性剤としてエステル型ジアルキルアンモニウム塩を添加した場合は、同様の電圧印加実験の後、いずれも、－１Ｖ側のＣｕ電極パッドにＣｕの析出が見られなかった。また、同様の親水化処理液に対し、陰イオン界面活性剤として直鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩を添加し、電圧印加実験を行った場合も、同様に、－１Ｖ側のＣｕ電極パッドにＣｕの析出が見られなかった。
【0088】
以上のことから、イオン界面活性剤である陽イオン界面活性剤および陰イオン界面活性剤ともに、ＰＮ接合に基づく電界めっき反応によるＣｕ電極パッドへのＣｕ析出を抑制できることが確認された。
【0089】
＜他の適用＞
以上、実施形態について説明したが、今回開示された実施形態は、全ての点において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。上記の実施形態は、添付の特許請求の範囲およびその主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。
以上、実施形態について説明したが、今回開示された実施形態は、全ての点において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。上記の実施形態は、添付の特許請求の範囲およびその主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。
【0090】
例えば、上記実施形態では、接合装置として、活性化処理部、イオン界面活性剤供給部、および親水化処理液供給部を有する前処理部を処理容器内の前処理領域に配置し、実際に接合処理を行う接合部を処理容器内の接合領域に配置した一体的な装置を例示した。しかし、このような一体的な装置に限らず、接合部と前処理部を分離して設けた装置や、前処理部を構成する活性化処理部、イオン界面活性剤供給部、および親水化処理液供給部を別個に設けた装置であってもよい。
【符号の説明】
【0091】
１０；第１基板
１０ａ，２０ａ；表面
１５，２５；電極パッド（導電膜）
１７，２７；第２絶縁膜（絶縁膜）
１８，２８；チャネル領域（Ｐチャネル）
１９，２９；拡散領域（Ｎ－ｗｅｌｌ）
２０；第２基板
Ａ１１，Ａ２１；第１領域
Ａ１２，Ａ２２；第２領域
１０ａ，２０ａ；表面
１５，２５；電極パッド（導電膜）
１７，２７；第２絶縁膜（絶縁膜）
１８，２８；チャネル領域（Ｐチャネル）
１９，２９；拡散領域（Ｎ－ｗｅｌｌ）
２０；第２基板
Ａ１１，Ａ２１；第１領域
Ａ１２，Ａ２２；第２領域
【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】