特開 2024-156009 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】P2024156009

(43)【公開日】2024-10-31

(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 20060101AFI20241024BHJP

   H01L 21/683 20060101ALI20241024BHJP

【ＦＩ】

H01L21/02 B

H01L21/68 N

【審査請求】有

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024146205

(22)【出願日】2024-08-28

(62)【分割の表示】P 2020086324の分割

【原出願日】2020-05-15

(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】菅川 賢治

(72)【発明者】

【氏名】大森 陽介

(57)【要約】

【課題】基板の接合精度を向上させる技術を提供する。
【解決手段】実施形態に係る接合装置は、保持部と、押圧部と、曲率調整部とを備える。保持部は、接合される基板を吸着保持する。押圧部は、保持部に吸着保持された基板の中心部に接触して基板を押圧し、基板の中心部を突出させる。曲率調整部は、押圧部によって押圧された基板の曲率を調整する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

接合される基板を吸着保持する保持部と、
前記保持部に吸着保持された前記基板の中心部に接触して前記基板を押圧し、前記基板の中心部を突出させる押圧部と、
前記押圧部によって押圧された前記基板の曲率を調整する曲率調整部と
を備える接合装置。

【請求項2】

前記曲率調整部は、前記押圧部によって押圧された前記基板に向けてガスを供給する
請求項１に記載の接合装置。

【請求項3】

前記ガスの温度を調整する温調部
を備える請求項２に記載の接合装置。

【請求項4】

前記曲率調整部は、前記基板に接触して前記基板を押圧する
請求項１に記載の接合装置。

【請求項5】

前記曲率調整部は、前記保持部の周方向に沿って複数設けられる
請求項１～４のいずれか１つに記載の接合装置。

【請求項6】

前記保持部は、前記保持部の周方向に沿って複数設けられる吸着パッド
を備え、
前記曲率調整部は、前記押圧部と、前記吸着パッドとの間に設けられる
請求項１～５のいずれか１つに記載の接合装置。

【請求項7】

前記押圧部によって押圧された前記基板の非接合面側の空気を吸引する吸引装置
を備える請求項１～６のいずれか１つに記載の接合装置。

【請求項8】

前記保持部の下方に設けられ、前記保持部に吸着保持される前記基板と接合される基板を保持する下方保持部
を備える請求項１～７のいずれか１つに記載の接合装置。

【請求項9】

接合される基板を吸着保持する保持工程と、
吸着保持された前記基板の中心部に接触する押圧部によって前記基板を押圧する押圧工程と、
前記押圧部によって押圧された前記基板の曲率を調整する調整工程と
を有する接合方法。

【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】

特許文献１には、第１基板の中心部を押動部材によって押圧し、第２基板に向けて中心部を突出させた状態で、第１基板と第２基板との接合を開始させることが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１５－１５３９５４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、基板の接合精度を向上させる技術を提供する。

【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、保持部と、押圧部と、曲率調整部とを備える。保持部は、接合される基板を吸着保持する。押圧部は、保持部に吸着保持された基板の中心部に接触して基板を押圧し、基板の中心部を突出させる。曲率調整部は、押圧部によって押圧された基板の曲率を調整する。

【発明の効果】

【0006】

本開示によれば、基板の接合精度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、第１実施形態に係る接合システムの構成を示す模式図である。

【図2】図２は、第１実施形態に係る第１基板および第２基板の接合前の状態を示す模式図である。

【図3】図３は、第１実施形態に係る接合装置の構成を示す模式図である。

【図4】図４は、第１実施形態に係る接合処理を説明するフローチャートである。

【図5】図５は、第１実施形態に係る第１基板の中心部付近の変位量を示す図である。

【図6】図６は、第１実施形態に係る接合処理における第１基板の中心部付近の伸びを示す図である。

【図7】図７は、第２実施形態に係る接合装置の構成を示す模式図である。

【図8】図８は、第３実施形態に係る接合装置の構成を示す模式図である。

【図9】図９は、第４実施形態に係る接合装置の構成を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下に、本開示による接合装置および接合方法を実施するための形態（以下、「実施形態」と記載する）について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態により本開示による接合装置および接合方法が限定されるものではない。また、各実施形態は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。また、以下の各実施形態において同一の部位には同一の符号を付し、重複する説明は省略される。

【0009】

また、以下に示す実施形態では、「一定」、「直交」、「垂直」あるいは「平行」といった表現が用いられる場合があるが、これらの表現は、厳密に「一定」、「直交」、「垂直」あるいは「平行」であることを要しない。すなわち、上記した各表現は、例えば製造精度、設置精度などのずれを許容するものとする。

【0010】

また、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、互いに直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向を規定し、Ｚ軸正方向を鉛直上向き方向とする直交座標系を示す場合がある。また、鉛直軸を回転中心とする回転方向をθ方向と呼ぶ場合がある。

【0011】

（第１実施形態）
＜接合システムの構成＞
まず、第１実施形態に係る接合システム１の構成について図１および図２を参照して説明する。図１は、第１実施形態に係る接合システム１の構成を示す模式図である。また、図２は、第１実施形態に係る第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２の接合前の状態を示す模式図である。

【0012】

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（図２参照）。

【0013】

第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２は、単結晶シリコンウエハであり、板面には複数の電子回路が形成される。第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２は、略同径である。なお、第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２の一方は、たとえば電子回路が形成されていない基板であってもよい。

【0014】

以下では、図２に示すように、第１基板Ｗ１の板面のうち、第２基板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、第２基板Ｗ２の板面のうち、第１基板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。

【0015】

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は、処理ステーション３のＸ軸負方向側に配置され、処理ステーション３と一体的に接続される。

【0016】

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～Ｃ４がそれぞれ載置される。カセットＣ１は複数枚の第１基板Ｗ１を収容可能であり、カセットＣ２は複数枚の第２基板Ｗ２を収容可能であり、カセットＣ３は複数枚の重合基板Ｔを収容可能である。カセットＣ４は、たとえば、不具合が生じた基板を回収するためのカセットである。なお、載置板１１に載置されるカセットＣ１～Ｃ４の個数は、図示のものに限定されない。

【0017】

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。搬送領域２０には、Ｙ軸方向に延在する搬送路２１と、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る。搬送装置２２は、載置板１１に載置されたカセットＣ１～Ｃ４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、第１基板Ｗ１、第２基板Ｗ２および重合基板Ｔの搬送を行う。

【0018】

処理ステーション３には、たとえば３つの処理ブロックＧ１，Ｇ２，Ｇ３が設けられる。第１処理ブロックＧ１は、処理ステーション３の背面側（図１のＹ軸正方向側）に配置される。また、第２処理ブロックＧ２は、処理ステーション３の正面側（図１のＹ軸負方向側）に配置され、第３処理ブロックＧ３は、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）に配置される。

【0019】

第１処理ブロックＧ１には、第１基板Ｗ１および第２基板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、第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２の接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊにおいてプラズマ照射によって未結合手（ダングリングボンド）を形成し、親水化され易くするように接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊを改質する。

【0020】

具体的には、表面改質装置３０では、たとえば減圧雰囲気下において処理ガスである酸素ガスまたは窒素ガスが励起されてプラズマ化される。そして、かかる酸素イオンまたは窒素イオンが、第１基板Ｗ１および第２基板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。

【0021】

また、第１処理ブロックＧ１には、表面親水化装置４０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第１基板Ｗ１および第２基板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。具体的には、表面親水化装置４０は、たとえばスピンチャックに保持された第１基板Ｗ１または第２基板Ｗ２を回転させながら、当該第１基板Ｗ１または第２基板Ｗ２上に純水を供給する。これにより、第１基板Ｗ１または第２基板Ｗ２上に供給された純水が第１基板Ｗ１または第２基板Ｗ２の接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊ上を拡散し、接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊが親水化される。

【0022】

ここでは、表面改質装置３０と表面親水化装置４０とが横並びで配置される場合の例を示したが、表面親水化装置４０は、表面改質装置３０の上方または下方に積層されてもよい。

【0023】

第２処理ブロックＧ２には、接合装置４１が配置される。接合装置４１は、親水化された第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２とを分子間力により接合する。接合装置４１の具体的な構成については後述する。

【0024】

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。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内の所定の装置に第１基板Ｗ１、第２基板Ｗ２および重合基板Ｔを搬送する。

【0025】

また、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、たと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。制御部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力ポートなどを有するマイクロコンピュータや各種の回路を含む。かかるマイクロコンピュータのＣＰＵは、ＲＯＭに記憶されているプログラムを読み出して実行することにより、後述する制御を実現する。また、記憶部は、たとえば、ＲＡＭ、フラッシュメモリ（Flash Memory）等の半導体メモリ素子、または、ハードディスク、光ディスク等の記憶装置によって実現される。

【0026】

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。

【0027】

＜接合装置＞
次に、第１実施形態に係る接合装置４１について図３を参照し説明する。図３は、第１実施形態に係る接合装置４１の構成を示す模式図である。

【0028】

接合装置４１は、第１チャック部１００と、第２チャック部２００とを備える。

【0029】

第１チャック部１００は、保持部１０１と、ストライカー１０２（押圧部の一例）と、空気供給部１０３（曲率調整部の一例）とを備える。

【0030】

保持部１０１は、接合される第１基板Ｗ１を吸着保持する。保持部１０１は、第１基板Ｗ１を上方から吸着保持する。具体的には、保持部１０１は、第１基板Ｗ１の非接合面Ｗ１ｎを吸着し、第１基板Ｗ１を保持する。

【0031】

保持部１０１は、本体部１１０と、吸着パッド１１１と、吸引装置１１２とを備える。本体部１１０は、例えば、円形に形成される。本体部１１０には、挿入孔１１０ａと、収容部１１０ｂと、吸引路１１０ｃと、吹出孔１１０ｄとが形成される。

【0032】

挿入孔１１０ａは、本体部１１０の中央部に形成される。挿入孔１１０ａは、鉛直方向に沿って形成される。挿入孔１１０ａは、本体部１１０を貫通する。挿入孔１１０ａには、ストライカー１０２の押圧ピン１２０が挿入される。

【0033】

収容部１１０ｂは、本体部１１０の下面に開口するように形成される。収容部１１０ｂには、吸着パッド１１１が収容される。吸引路１１０ｃは、収容部１１０ｂに収容される吸着パッド１１１に接続される。具体的には、吸引路１１０ｃの一端は、収容部１１０ｂに収容される吸着パッド１１１に接続される。吸引路１１０ｃの他端は、吸引管１３０を介して吸引装置１１２に接続される。

【0034】

収容部１１０ｂ、および吸引路１１０ｃは、第１基板Ｗ１の径方向、すなわち本体部１１０の径方向において挿入孔１１０ａよりも外側に形成される。収容部１１０ｂ、および吸引路１１０ｃは、複数形成される。

【0035】

収容部１１０ｂ、および吸引路１１０ｃは、本体部１１０の周方向に沿って複数形成される。また、収容部１１０ｂ、および吸引路１１０ｃは、挿入孔１１０ａと同心円状に２重に配置される。

【0036】

吹出孔１１０ｄは、挿入孔１１０ａと、収容部１１０ｂおよび吸引路１１０ｃとの間に形成される。吹出孔１１０ｄは、挿入孔１１０ａ寄りに形成される。吹出孔１１０ｄは、本体部１１０を貫通する。吹出孔１１０ｄは、吹出管１３１を介して空気供給部１０３に接続され、高圧の空気を第１基板Ｗ１に向けて供給する。吹出孔１１０ｄは、複数形成される。吹出孔１１０ｄは、本体部１１０の周方向に沿って複数形成される。なお、吹出孔１１０ｄは、本体部１１０の径方向に沿って複数形成されてもよい。

【0037】

本体部１１０の下面には凹部１１０ｅが形成される。凹部１１０ｅには、複数のピン１１３が設けられる。複数のピン１１３は、第１基板Ｗ１の上面、すなわち第１基板Ｗ１の非接合面Ｗ１ｎに接触する。

【0038】

吸着パッド１１１は、各収容部１１０ｂに収容される。すなわち、吸着パッド１１１は、本体部１１０の周方向に沿って複数設けられる。また、吸着パッド１１１は、挿入孔１１０ａと同心円状に２重に設けられる。吸着パッド１１１は、第１基板Ｗ１の外周部側を吸着する。このように、保持部１０１は、保持部１０１の周方向に沿って複数設けられる吸着パッド１１１を備える。

【0039】

吸引装置１１２は、例えば、真空ポンプであり、吸着パッド１１１の内部を真空引きする。吸着パッド１１１の内部が真空引きされることによって、第１基板Ｗ１の非接合面Ｗ１ｎが吸着パッド１１１に吸着され、第１基板Ｗ１は、保持部１０１によって吸着保持される。

【0040】

ストライカー１０２は、たとえば本体部１１０の上面に配置される。ストライカー１０２は、押圧ピン１２０と、アクチュエータ部１２１と、直動機構１２２とを備える。ストライカー１０２（押圧部の一例）は、第１基板Ｗ１（基板の一例）に接触して第１基板を押圧する。押圧ピン１２０は、鉛直方向に沿って延在する円柱状の部材であり、アクチュエータ部１２１によって支持される。

【0041】

アクチュエータ部１２１は、たとえば電空レギュレータ（図示せず）を介して供給される空気により鉛直下方に一定の圧力を発生させる。アクチュエータ部１２１は、電空レギュレータを介して供給される空気により、第１基板Ｗ１の中心部と当接して第１基板Ｗ１の中心部にかかる押圧荷重を制御することができる。また、アクチュエータ部１２１の先端部は、挿入孔１１０ａを挿通して鉛直方向に昇降自在になっている。

【0042】

アクチュエータ部１２１は、直動機構１２２に支持される。直動機構１２２は、たとえばモータを内蔵した駆動部によってアクチュエータ部１２１を鉛直方向に沿って移動させる。

【0043】

ストライカー１０２は、直動機構１２２によってアクチュエータ部１２１の移動を制御し、アクチュエータ部１２１によって押圧ピン１２０による第１基板Ｗ１の押圧荷重を制御する。ストライカー１０２（押圧部の一例）は、保持部１０１に吸着保持された第１基板Ｗ１（基板の一例）の中心部に接触して第１基板Ｗ１を押圧し、第１基板Ｗ１の中心部を突出させる。

【0044】

空気供給部１０３（曲率調整部の一例）は、ストライカー１０２（押圧部の一例）によって押圧された第１基板Ｗ１（基板の一例）の曲率を調整する。空気供給部１０３は、例えば、電空レギュレータであり、吹出管１３１を介して吹出孔１１０ｄ（曲率調整部の一例）から高圧の空気を供給する。具体的には、空気供給部１０３（曲率調整部の一例）は、ストライカー１０２によって押圧された第１基板Ｗ１（基板の一例）に向けて空気（ガスの一例）を供給する。吹出孔１１０ｄ（曲率調整部の一例）は、保持部１０１の周方向に沿って複数設けられる。すなわち、高圧の空気は、複数の吹出孔１１０ｄから、第１基板Ｗ１に向けて供給される。また、吹出孔１１０ｄ（曲率調整部の一例）は、ストライカー１０２（押圧部の一例）と、吸着パッド１１１との間に設けられる。保持部１０１によって吸着保持され、ストライカー１０２によって押圧された第１基板Ｗ１に吹出孔１１０ｄから高圧の空気が供給されることによって、第１基板Ｗ１は、全体的に撓み、曲率が小さくなる。第１基板Ｗ１は、ストライカー１０２によって押圧される中心部の曲率が小さくなる。

【0045】

第２チャック部２００は、保持部２０１（下方保持部の一例）と、移動機構２０２とを備える。

【0046】

保持部２０１（下方保持部の一例）は、保持部１０１の下方に設けられる。保持部２０１（下方保持部の一例）は、保持部１０１に吸着保持される第１基板Ｗ１（基板の一例）と接合される第２基板Ｗ２（基板の一例）を保持する。保持部２０１は、本体部２１０と、吸引装置２１１とを備える。本体部２１０は、例えば、円形に形成される。

【0047】

本体部２１０には、複数のピン２２０と、リブ２２１とが設けられる。複数のピン２２０は、第２基板Ｗ２の下面、すなわち第２基板Ｗ２の非接合面Ｗ２ｎに当接する。リブ２２１は、複数のピン２２０の外側に設けられる。リブ２２１は、複数のピン２２０を囲むように環状に形成され、第２基板Ｗ２の外周部を全周に亘って支持する。

【0048】

また、本体部２１０には、吸引路２１０ａが形成される。吸引路２１０ａは、複数形成される。吸引路２１０ａは、リブ２２１によって囲まれた領域内に設けられる。吸引路２１０ａは、吸引管２３０を介して吸引装置２１１に接続される。

【0049】

吸引装置２１１は、例えば、真空ポンプであり、リブ２２１によって囲まれた吸着領域を複数の吸引路２１０ａから真空引きすることによって吸着領域を減圧する。これにより、リブ２２１、および複数のピン２２０に支持される第２基板Ｗ２は、保持部２０１に吸着保持される。

【0050】

移動機構２０２は、保持部２０１を水平方向に移動させる。また、移動機構２０２は、保持部２０１を鉛直方向に移動自在、且つ鉛直軸周りに回転可能に構成される。

【0051】

ここでは図示を省略するが、接合装置４１は、トランジション、反転機構および位置調節機構等を備える。トランジションには、第１基板Ｗ１、第２基板Ｗ２および重合基板Ｔが一時的に載置される。位置調節機構は、第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２の水平方向の向きを調節する。反転機構は、第１基板Ｗ１の表裏を反転させる。

【0052】

＜接合処理＞
次に、第１実施形態に係る接合処理について図４のフローチャートを参照し説明する。図４は、第１実施形態に係る接合処理を説明するフローチャートである。図４に示す各種処理は、制御装置７０による制御に基づいて実行される。

【0053】

接合装置４１は、保持処理を行う（Ｓ１００）。具体的には、接合装置４１は、第１チャック部１００によって第１基板Ｗ１を吸着保持し、第２チャック部２００によって第２基板Ｗ２を吸着保持する。

【0054】

接合装置４１は、位置合わせ処理を行う（Ｓ１０１）。具体的には、接合装置４１は、第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２との水平方向における位置合わせを行った後に、保持部２０１を鉛直方向に移動させて、第２基板Ｗ２を第１基板Ｗ１に接近させる。

【0055】

接合装置４１は、接合処理を行う（Ｓ１０２）。接合装置４１は、第１基板Ｗ１の中央部を第２基板Ｗ２に向けて突出させ、第１基板Ｗ１を湾曲させる。具体的には、接合装置４１は、ストライカー１０２によって第１基板Ｗ１の中央部を押圧する。また、接合装置４１は、空気供給部１０３によって吹出孔１１０ｄから高圧の空気を第１基板Ｗ１に向けて供給する。

【0056】

これにより、第１基板Ｗ１は、第１基板Ｗ１の中心部に応力が集中することが抑制されつつ、第２基板Ｗ２に向けて突出するように変形する。第１基板Ｗ１は、図５に示すように変形する。図５は、第１実施形態に係る第１基板Ｗ１の中心部付近の変位量を示す図である。図５では、ストライカー１０２によって第１基板Ｗ１の中心部を押圧した場合の変位量を破線で示し、さらに空気供給部１０３によって高圧の空気を第１基板Ｗ１に向けて供給した場合の変位量を実線で示す。また、第１基板Ｗ１が湾曲していない状態の変位量を「０」とし、下方に向けた第１基板Ｗ１の変位量を示す。

【0057】

ストライカー１０２によって第１基板Ｗ１が押圧された場合には、第１基板Ｗ１の中心部がストライカー１０２によって集中的に押圧される。そのため、第１基板Ｗ１の中心部に応力が集中し、第１基板Ｗ１の径方向に対する第１基板Ｗ１の変位量の差が大きくなる。

【0058】

さらに空気供給部１０３によって高圧の空気を第１基板Ｗ１に供給する場合には、第１基板Ｗ１は、高圧の空気によって全体的に力がかかるため、第１基板Ｗ１の中心部への応力集中が低減される。そのため、第１基板Ｗ１の径方向に対する第１基板Ｗ１の変位量の差が小さくなる。すなわち、空気供給部１０３によって高圧の空気を第１基板Ｗ１に向けて供給することによって、第１基板Ｗ１の曲率が小さくなる。

【0059】

そのため、第１基板Ｗ１の中心部付近における第１基板Ｗ１の伸びは、第１基板Ｗ１の径方向に対し、図６に示すようになる。図６は、第１実施形態に係る接合処理における第１基板Ｗ１の中心部付近の伸びを示す図である。図６では、ストライカー１０２によって第１基板Ｗ１の中心部を押圧した場合の伸びを破線で示し、さらに空気供給部１０３によって高圧の空気を第１基板Ｗ１に向けて供給した場合の伸びを実線で示す。また、図６は、第１基板Ｗ１の中心に対する伸びを示している。

【0060】

第１基板Ｗ１は、空気供給部１０３によって高圧の空気が供給されることによって、中心部付近の伸びが抑制される。

【0061】

第１基板Ｗ１の中心部が、第２基板Ｗ２に向けて突出するように湾曲することによって、第１基板の中心部は、第２基板Ｗ２の中心部に当接する。これにより第１基板Ｗ１の中心部と第２基板Ｗ２の中心部との間で接合が開始される。第１基板Ｗ１、および第２基板Ｗ２は、表面改質処理が行われている。そのため、ファンデルワース力（分子間力）が生じ、各基板Ｗ１，Ｗ２の接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊ同士が接合される。さらに、第１基板Ｗ１、および第２基板Ｗ２は、親水化処理が行われている。そのため、各基板Ｗ１，Ｗ２の接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊの親水基が水素結合し、各基板Ｗ１，Ｗ２の接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊ同士が強固に接合される。

【0062】

接合装置４１は、吸着パッド１１１による第１基板Ｗ１の吸着を停止する。具体的には、接合装置４１は、吸引装置１１２による吸引を停止する。これにより、第１基板Ｗ１は、中央部から外周部にかけて第２基板Ｗ２上に落下する。そして、中心部から外周部にかけて第１基板Ｗ１、および第２基板Ｗ２の接合が進行し、重合基板Ｔが形成される。

【0063】

＜効果＞
接合装置４１は、保持部１０１と、ストライカー１０２（押圧部の一例）と、空気供給部１０３（曲率調整部の一例）とを備える。保持部１０１は、接合される第１基板Ｗ１（基板の一例）を吸着保持する。ストライカー１０２は、保持部１０１に吸着保持された第１基板Ｗ１の中心部に接触して第１基板Ｗ１を押圧し、第１基板Ｗ１の中心部を突出させる。空気供給部１０３は、ストライカー１０２によって押圧された第１基板Ｗ１の曲率を調整する。

【0064】

これにより、接合装置４１は、ストライカー１０２によって押圧される第１基板Ｗ１に歪みが生じることを抑制することができる。具体的には、接合装置４１は、第１基板Ｗ１の中心部における応力集中を低減し、第１基板Ｗ１の歪みの発生を抑制することができる。そのため、接合装置４１は、重合基板Ｔにおける接合精度を向上させることができる。

【0065】

空気供給部１０３は、ストライカー１０２（押圧部の一例）によって押圧された第１基板Ｗ１（基板の一例）に向けて空気を供給する。具体的には、空気供給部１０３は、高圧の空気を第１基板Ｗ１に供給し、ストライカー１０２によって押圧された第１基板Ｗ１の中心部の曲率を小さくする。

【0066】

これにより、接合装置４１は、第１基板Ｗ１に対し、応力が集中する箇所を少なくすることができる。そのため、接合装置４１は、第１基板Ｗ１の歪みの発生を抑制し、重合基板Ｔにおける接合精度を向上させることができる。

【0067】

また、接合装置４１は、接合処理の全体において第１基板Ｗ１に応力が集中する箇所を少なくすることができ、第１基板Ｗ１に歪みが生じることを抑制することができる。そのため、接合装置４１は、重合基板Ｔにおける接合精度を向上させることができる。

【0068】

吹出孔１１０ｄ（曲率調整部の一例）は、保持部１０１の周方向に沿って複数設けられる。

【0069】

これにより、接合装置４１は、複数の吹出孔１１０ｄから供給される高圧の空気によって第１基板Ｗ１の曲率をバランス良く調整することができる。そのため、接合装置４１は、第１基板Ｗ１の歪みの発生を抑制し、重合基板Ｔにおける接合精度を向上させることができる。

【0070】

保持部１０１は、保持部１０１の周方向に沿って複数設けられる吸着パッド１１１を備える。吹出孔１１０ｄは、ストライカー１０２（押圧部の一例）と吸着パッド１１１との間に設けられる。

【0071】

これにより、接合装置４１は、吸着パッド１１１に吸着保持され、中心部がストライカー１０２によって押圧され、下方に向けて変位した第１基板Ｗ１に歪みが生じることを抑制し、重合基板Ｔにおける接合精度を向上させることができる。

【0072】

接合装置４１は、保持部２０１（下方保持部の一例）を備える。保持部２０１は、保持部１０１の下方に設けられる。保持部２０１は、保持部１０１に吸着保持された第１基板Ｗ１（基板の一例）と接合される第２基板Ｗ２（基板の一例）を保持する。

【0073】

これにより、接合装置４１は、第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２とを接合する際に、第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２との位置ずれが生じることを抑制し、重合基板Ｔにおける接合精度を向上させることができる。

【0074】

（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る接合装置８０について図７を参照し説明する。図７は、第２実施形態に係る接合装置８０の構成を示す模式図である。ここでは、第１実施形態と異なる構成について説明し、第１実施形態と同様の構成については、第１実施形態と同じ符号を付し、詳しい説明は省略する。

【0075】

第２実施形態に係る接合装置８０の第１チャック部３００は、第１基板Ｗ１の中心部を押圧するストライカー１０２に加え、曲率調整用のストライカー３０１（曲率調整部の一例）を備える。以下では、第１基板Ｗ１の中心部を押圧するストライカー１０２を第１ストライカー１０２し、曲率調整用のストライカー３０１を第２ストライカー３０１として説明する。

【0076】

第２ストライカー３０１（曲率調整部の一例）は、第１基板Ｗ１（基板の一例）に接触して第１基板Ｗ１を押圧する。第２ストライカー３０１は、第１基板Ｗ１の径方向において、第１ストライカー１０２と、吸着パッド１１１との間に設けられる。第２ストライカー３０１は、第１基板Ｗ１の周方向に沿って複数設けられる。例えば、第２ストライカー３０１は、第１基板Ｗ１の周方向に沿って等間隔に設けられる。

【0077】

なお、第１ストライカー１０２と、吸着パッド１１１との間に、複数の第２ストライカー３０１が設けられてもよい。

【0078】

第２ストライカー３０１は、第１ストライカー１０２と同様に、押圧ピン３０２と、アクチュエータ部３０３と、直動機構３０４とを備える。第２ストライカー３０１は、第１ストライカー１０２が接触する中心部よりも径方向外側の第１基板Ｗ１に接触し、第１基板Ｗ１を押圧する。第２ストライカー３０１は、第１ストライカー１０２によって押圧される第１基板Ｗ１の曲率を小さくする。具体的には、第２ストライカー３０１は、第１ストライカー１０２によって押圧される第１基板Ｗ１の中心部の曲率を小さくする。

【0079】

接合装置８０は、第１ストライカー１０２、および第２ストライカー３０１によって第１基板Ｗ１を第２基板Ｗ２に向けて湾曲させて、第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２とを接合し、重合基板Ｔを形成する。

【0080】

＜効果＞
第２ストライカー３０１（曲率調整部の一例）は、第１基板Ｗ１（基板の一例）に接触して第１基板Ｗ１を押圧する。

【0081】

これにより、接合装置８０は、中心部付近の曲率を小さくした第１基板Ｗ１の形状を容易に維持することができ、第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２とを接合する際に第１基板Ｗ１の歪みのばらつきを抑制することができる。従って、接合装置８０は、重合基板Ｔの接合精度を向上させることができる。

【0082】

（第３実施形態）
次に、第３実施形態に係る接合装置８１について図８を参照し説明する。図８は、第３実施形態に係る接合装置８１の構成を示す模式図である。ここでは、第１実施形態と異なる構成について説明し、第１実施形態と同様の構成については、第１実施形態と同じ符号を付し、詳しい説明は省略する。

【0083】

第３実施形態に係る接合装置８１の第１チャック部３１０は、保持部１０１、ストライカー１０２、空気供給部１０３に加え、吸引装置３１１を備える。

【0084】

保持部１０１の本体部１１０には、吸引孔１０１ｆが形成される。吸引孔１０１ｆは、例えば、挿入孔１１０ａと、収容部１１０ｂおよび吸引路１１０ｃとの間に形成される。吸引孔１０１ｆは、複数形成される。吸引孔１０１ｆは、本体部１１０の周方向に沿って複数形成される。なお、吸引孔１０１ｆは、本体部１１０の径方向に沿って複数形成されてもよい。また、吸引孔１０１ｆは、本体部１１０の径方向に２重に設けられた収容部１１０ｂの間に形成されてもよい。

【0085】

吸引孔１０１ｆは、吸引管３１５を介して吸引装置３１１に接続される。以下では、吸着パッド１１１によって第１基板Ｗ１を吸着保持するための吸引装置１１２を第１吸引装置１１２とし、吸引孔１０１ｆを介して吸引を行う吸引装置３１１を第２吸引装置３１１として説明する。

【0086】

第２吸引装置３１１は、例えば、真空ポンプであり、第１基板Ｗ１と保持部１０１との間の空気を吸引する。具体的には、第２吸引装置３１１は、第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２とを接合する場合に、第１基板Ｗ１と保持部１０１との間の空気を吸引する。すなわち、第２吸引装置３１１は、ストライカー１０２（押圧部の一例）によって押圧された第１基板Ｗ１（基板の一例）の非接合面Ｗ１ｎ側の空気を吸引する。

【0087】

接合装置８１は、ストライカー１０２によって第１基板Ｗ１を押圧し、第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２とを接合する場合に、第１基板Ｗ１にかかる応力を、空気供給部１０３、および第２吸引装置３１１によって調整する。接合装置８１は、接合処理において、ストライカー１０２によって第１基板Ｗ１を押圧してから、第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２との接合が完了するまでの間、空気供給部１０３、および第２吸引装置３１１によって第１基板Ｗ１にかかる応力を調整する。接合装置８１は、接合処理に進行度合いに応じて、第１基板Ｗ１にかかる応力を空気供給部１０３、および第２吸引装置３１１によって調整する。

【0088】

また、接合装置８１は、接合処理において第１基板Ｗ１が落下する際の速度を第２吸引装置３１１によって調整する。具体的には、接合装置８１は、第２吸引装置３１１によって第１基板Ｗ１と保持部１０１との間の空気を吸引することによって、第１基板Ｗ１の落下速度を低減させる。

【0089】

＜効果＞
接合装置８１は、第２吸引装置３１１（吸引部の一例）を備える。第２吸引装置３１１は、ストライカー１０２（押圧部の一例）によって押圧された第１基板Ｗ１（基板の一例）の非接合面Ｗ１ｎ側の空気を吸引する。

【0090】

これにより、接合装置８１は、接合処理において、第１基板Ｗ１にかかる応力を調整することができ、第１基板Ｗ１における歪みの発生を抑制することができる。具体的には、接合装置８１は、第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２との接合の進行度合いに応じて第１基板Ｗ１にかかる応力を調整することができる。そのため、接合装置８１は、第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２との接合が開始されてから、接合が完了するまでの接合処理全体において、第１基板Ｗ１に歪みが生じることを抑制することができる。従って、接合装置８１は、重合基板Ｔの接合精度を向上させることができる。

【0091】

なお、接合処理において、吸着パッド１１１による第１基板Ｗ１の吸着が停止され、第１基板Ｗ１が落下する際には、第１基板Ｗ１の外周部において接合速度が速くなる。その結果、第１基板Ｗ１の接合面Ｗ１ｊと第２基板Ｗ２の接合面Ｗ２ｊとの間の空間に急激な圧力変化が生じて、第１基板Ｗ１の接合面Ｗ１ｊおよび第２基板Ｗ２の接合面Ｗ２ｊに結露が生じる。そして、この結露によって生じた水分が第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２との間に閉じ込められることで、接合後の重合基板Ｔの外周部の全周に亘ってボイド（エッジボイド）が生じるおそれがある。

【0092】

接合装置８１は、接合処理において、第２吸引装置３１１によって第１基板Ｗ１と保持部１０１との間の空気を吸引することによって、接合速度を調整し、重合基板Ｔの外周部にボイドが生じることを抑制することができる。

【0093】

なお、第２吸引装置３１１は、複数設けられてもよい。複数の第２吸引装置３１１は、第１基板Ｗ１の場所に応じた異なる吸引力によって第１基板Ｗ１と保持部１０１との間の空気を吸引する。なお、接合装置８１は、バルブなどを設け、バルブを調整することによって、第１基板Ｗ１の場所に応じた異なる吸引力によって第１基板Ｗ１と保持部１０１との間の空気を吸引してもよい。

【0094】

例えば、第１基板Ｗ１の周方向に沿って周期的に歪みが発生する場合に、複数の吸引装置３１１によって、第１基板Ｗ１の歪みの特性に応じて各吸引孔１０１ｆから吸引される空気の量を調整してもよい。これにより、接合装置８１は、第１基板Ｗ１の歪みの特性に応じて、第１基板Ｗ１の変位量を調整し、重合基板Ｔの接合精度を向上させることができる。

【0095】

（第４実施形態）
次に、第４実施形態に係る接合装置８２について図９を参照し説明する。図９は、第４実施形態に係る接合装置８２の構成を示す模式図である。ここでは、第１実施形態と異なる構成について説明し、第１実施形態と同様の構成については、第１実施形態と同じ符号を付し、詳しい説明は省略する。

【0096】

第４実施形態に係る接合装置８２の第１チャック部３２０は、保持部１０１、ストライカー１０２、空気供給部１０３に加え、温調部３３０を備える。

【0097】

温調部３３０は、空気供給部１０３によって吹出孔１１０ｄから供給される空気（ガスの一例）の温度を調整する。温調部３３０は、吹出管１３１に設けられる。温調部３３０は、例えば、ヒータであり、空気を加熱する。なお、温調部３３０は、空気を冷却してもよい。なお、温調部３３０は、複数設けられてもよい。接合装置８２は、例えば、複数の温調部３３０によって、複数の吹出孔１１０ｄから、異なる温度の空気を第１基板Ｗ１に向けて供給してもよい。

【0098】

接合装置８２は、接合処理において吹出孔１１０ｄから供給する空気の温度を調整し、第１基板Ｗ１の温度を調整する。

【0099】

＜効果＞
接合装置８２は、温調部３３０を備える。温調部３３０は、空気供給部１０３によって吹き出される空気（ガスの一例）の温度を調整する。

【0100】

これにより、接合装置８２は、第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２とを接合する際に、第１基板Ｗ１の伸び、および縮みのばらつきを抑制することができる。そのため、接合装置８２は、重合基板Ｔの接合精度を向上させることができる。

【0101】

（変形例）
変形例に係る接合装置４１，８０，８１，８２は、第１基板Ｗ１の周方向において、吹出孔１１０ｄと、吸着パッド１１１とを交互に配置してもよい。また、変形例に係る接合装置４１，８０，８１，８２は、複数の吹出孔１１０ｄを１つのグループとし、複数の吸着パッド１１１を１つのグループとしてもよい。そして、変形例に係る接合装置４１，８０，８１，８２は、吹出孔１１０ｄのグループと、吸着パッド１１１のグループとを、第１基板Ｗ１の周方向において、交互に配置してもよい。

【0102】

これにより、接合装置４１，８０，８１，８２は、第１基板Ｗ１における変位量を第１基板Ｗ１の場所毎に調整することができる。例えば、第１基板Ｗ１の周方向に沿って周期的に歪みが発生する場合に、接合装置４１，８０，８１，８２は、第１基板Ｗ１で生じる歪みの特性に応じて、第１基板Ｗ１の変位量を調整することができる。従って、接合装置４１，８０，８１，８２は、重合基板Ｔの接合精度を向上させることができる。

【0103】

また、上記実施形態に係る接合装置４１，８０，８１，８２を組み合わせて適応してもよい。例えば、第２実施形態に係る第２ストライカー３０１と、第３実施形態に係る第２吸引装置３１１とを組み合わせて適用してもよい。また、例えば、第２実施形態に係る第２ストライカー３０１と、第４実施形態に係る温調部３３０とを組み合わせて適用してもよい。また、第３実施形態に係る第２吸引装置３１１と、第４実施形態に係る温調部３３０とを組み合わせて適用してもよい。

【0104】

変形例に係る接合装置４１，８０，８１，８２は、第２基板Ｗ２の中心部を第１基板Ｗ１に向けて突出させて、第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２とを接合させてもよい。例えば、変形例に係る接合装置４１，８０，８１，８２は、第２基板Ｗ２の中心部をストライカーによって押圧し、押圧された第２基板Ｗ２の曲率を空気供給部によって小さくしてもよい。

【0105】

なお、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】

【0106】

１ 接合システム
４１、８０、８１、８２ 接合装置
１００、３００、３１０、３２０ 第１チャック部
１０１ 保持部
１０２ ストライカー（押圧部）
１０３ 空気供給部（曲率調整部）
１１０ｄ 吹出孔（曲率調整部）
１１１ 吸着パッド
１１２ 吸引装置
２０１ 保持部（下方保持部）
３０１ ストライカー（曲率調整部）
３１１ 吸引装置
３３０ 温調部
Ｗ１ 第１基板（基板の一例）
Ｗ２ 第２基板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】