特許 7547126 基板貼合装置、及び半導体装置の製造方法

(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】

(24)【登録日】2024-08-30

(45)【発行日】2024-09-09

(54)【発明の名称】基板貼合装置、及び半導体装置の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/02 20060101AFI20240902BHJP

   H01L 21/683 20060101ALI20240902BHJP

【ＦＩ】

H01L21/02 B

H01L21/68 N

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2020150678

(22)【出願日】2020-09-08

(65)【公開番号】P2022045156

(43)【公開日】2022-03-18

【審査請求日】2023-03-09

(73)【特許権者】

【識別番号】318010018

【氏名又は名称】キオクシア株式会社

(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】川田原 奨

【審査官】堀江 義隆

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１６／０９３２８４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１５－１４６３３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－０８４７３５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／０２

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の基板を吸着し、第１の磁力発生部を有する第１の吸着ステージと、
前記第１の基板に対向して配され、第２の基板を吸着し、前記第１の磁力発生部に対向する第２の磁力発生部を有する第２の吸着ステージと、
を備え、
前記第１の吸着ステージは、第１の吸着面を有し、
前記第１の磁力発生部は、前記第１の吸着面に沿った方向に配列された複数の第１のコイルを含み、
前記第２の吸着ステージは、第２の吸着面を有し、
前記第２の磁力発生部は、前記第２の吸着面に沿った方向に配列された複数の第２のコイルを含む
基板貼合装置。

【請求項2】

前記第１の吸着ステージは、
前記複数の第１のコイルの間に配され、前記第１の基板を吸着可能である第１の吸着部と、
前記複数の第１のコイルの間に配され、前記第１の基板上の基準マークを撮像する第１の撮像素子と、
をさらに有し、
前記第２の吸着ステージは、
前記複数の第２のコイルの間に配され、前記第２の基板を吸着可能である第２の吸着部と、
前記複数の第２のコイルの間に配され、前記第２の基板上の基準マークを撮像する第２の撮像素子と、
をさらに有する
請求項１に記載の基板貼合装置。

【請求項3】

前記複数の第１のコイルのうちの１つと前記複数の第１のコイルのうちの前記１つとは異なる少なくとも１つを互いに独立して制御し、前記複数の第２のコイルのうちの１つと前記複数の第２のコイルのうちの前記１つとは異なる少なくとも１つを互いに独立して制御するコントローラをさらに備えた
請求項２に記載の基板貼合装置。

【請求項4】

前記コントローラは、前記複数の第１のコイルのうち隣接する２つを互いに異極となるように制御し、前記複数の第１のコイルのうち隣接する２つを互いに異極となるように制御する
請求項３に記載の基板貼合装置。

【請求項5】

前記コントローラは、互いに対向する前記複数の第１のコイルのうちの１つと前記複数の第２のコイルのうちの１つとに対して互いに逆極性で磁力を発生させ、前記複数の第１のコイルのうち、磁力を発生させるコイルの個数を時間の経過と共に増加させ、前記複数の第２のコイルのうち、磁力を発生させるコイルの個数を時間の経過と共に増加させる
請求項３に記載の基板貼合装置。

【請求項6】

前記コントローラは、互いに対向する前記複数の第１のコイルのうちの１つと前記複数の第２のコイルのうちの１つとに対して互いに逆極性で磁力を発生させ、前記複数の第１のコイルのうち、磁力を発生させるコイルを時間の経過と共に前記第１の吸着面の中心から、前記第１の吸着面の外周領域へ拡大させ、前記複数の第２のコイルのうち、磁力を発生させるコイルを時間の経過と共に前記第２の吸着面の中心から、前記第２の吸着面の外周領域へ拡大させる
請求項３に記載の基板貼合装置。

【請求項7】

前記第１の吸着ステージは、前記複数の第１のコイルを前記第１の基板側で平面的に覆う第１の弾性部材をさらに有し、
前記第２の吸着ステージは、前記複数の第２のコイルを前記第２の基板側で平面的に覆う第２の弾性部材をさらに有する
請求項１に記載の基板貼合装置。

【請求項8】

前記第１の基板の面形状に応じて前記複数の第１のコイルを互いに独立して制御し、前記第２の基板の面形状に応じて前記複数の第２のコイルを互いに独立して制御するコントローラをさらに備えた
請求項７に記載の基板貼合装置。

【請求項9】

第１の基板が吸着された第１の吸着ステージで第１の磁力発生部に電流を供給して磁力を発生させるとともに第２の基板が吸着された第２の吸着ステージで第２の磁力発生部に電流を供給して第１の磁力発生部との間で互いに引き合う磁力を発生させることと、
前記第１の吸着ステージで前記第１の磁力発生部に電流を供給して磁力を発生させる領域を拡大し、前記第２の吸着ステージで前記第２の磁力発生部に電流を供給して磁力を発生させる領域を拡大させることと、
前記第１の基板及び前記第２の基板を基板貼合装置に搬入させることと、
前記第１の吸着ステージに前記第１の基板を吸着させ、前記第２の吸着ステージに前記第２の基板を吸着させることと、
第１の撮像素子を用いて前記第１の基板の基準マークを撮像し、第２の撮像素子を用いて前記第２の基板の基準マークを撮像して、前記第１の基板と前記第２の基板との位置合わせを行うことと、
前記第１の基板と前記第２の基板とを互いに接近させた後に、前記第１の吸着ステージで磁力を発生させる領域を拡大し、前記第２の吸着ステージで磁力を発生させる領域を拡大して、前記第１の基板と前記第２の基板とを貼合して積層基板を形成することと、
前記積層基板を前記基板貼合装置から搬出することと、
を備えた半導体装置の製造方法。

【請求項10】

前記第１の吸着ステージ及び前記第２の吸着ステージで磁力を発生させることは、
前記第１の基板の中央部及び前記第２の基板の中央部で磁力を発生開始させることを含み、
前記第１の吸着ステージ及び前記第２の吸着ステージで磁力を発生させる領域を拡大させることは、
前記第１の基板の中央部及び前記第２の基板の中央部からそれぞれ外側へ磁力を発生させる領域を拡大させることを含む
請求項９に記載の半導体装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本実施形態は、基板貼合装置、及び半導体装置の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

基板貼合装置は、２枚の基板を２つの吸着ステージに吸着させ、２つの吸着ステージを互いに近づけることで、２枚の基板を貼り合わせる。このとき、２枚の基板を適切に貼り合わせることが望まれる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第３３１８７７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

一つの実施形態は、２枚の基板を適切に貼り合わせることができる基板貼合装置、及び半導体装置の製造方法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】

【0005】

一つの実施形態によれば、第１の吸着ステージと第２の吸着ステージとを有する基板貼合装置が提供される。第１の吸着ステージは、第１の基板を吸着する。第１の吸着ステージは、第１の磁力発生部を有する。第２の吸着ステージは、第１の基板に対向して配される。第２の吸着ステージは、第２の基板を吸着する。第２の吸着ステージは、第２の磁力発生部を有する。第２の磁力発生部は、第１の磁力発生部に対向する。第１の吸着ステージは、第１の吸着面を有し、第１の吸着面に沿った方向に配列された複数の第１のコイルを含む。第２の吸着ステージは、第２の吸着面を有し、第２の吸着面に沿った方向に配列された複数の第２のコイルを含む。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】図１は、実施形態にかかる基板貼合装置が適用された製造システムの構成を示す図である。

【図2】図２は、実施形態にかかる基板貼合装置の構成を示す図である。

【図3】図３は、実施形態における吸着ステージの構成を示す図である。

【図4】図４は、実施形態における電磁素子の構成を示す図である。

【図5】図５は、実施形態にかかる基板貼合装置の構成を示すフローチャートである。

【図6】図６は、実施形態にかかる基板貼合装置の動作を示す図である。

【図7】図７は、実施形態にかかる基板貼合装置の動作を示す図である。

【図8】図８は、実施形態にかかる基板貼合装置の動作を示す図である。

【図9】図９は、実施形態にかかる基板貼合装置の動作を示す図である。

【図10】図１０は、実施形態にかかる基板貼合装置の動作を示す図である。

【図11】図１１は、実施形態にかかる基板貼合装置の動作を示す図である。

【図12】図１２は、実施形態にかかる基板貼合装置の動作を示す図である。

【図13】図１３は、実施形態にかかる基板貼合装置の動作を示す図である。

【図14】図１４は、実施形態の第１の変形例における吸着ステージの構成を示す図である。

【図15】図１５は、実施形態の第２の変形例にかかる基板貼合装置の構成を示す図である。

【図16】図１６は、実施形態の第２の変形例における吸着ステージの構成を示す図である。

【図17】図１７は、実施形態の第２の変形例にかかる基板貼合装置の動作を示す図である。

【図18】図１８は、実施形態の第２の変形例にかかる基板貼合装置の動作を示す図である。

【図19】図１９は、実施形態の第２の変形例にかかる基板貼合装置の動作を示す図である。

【図20】図２０は、実施形態の第３の変形例における吸着ステージの構成を示す図である。

【図21】図２１は、実施形態の第４の変形例にかかる基板貼合装置の動作を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下に添付図面を参照して、実施形態にかかる基板貼合装置を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではない。

【0008】

（実施形態）
実施形態にかかる基板貼合装置は、２枚の基板（例えば、２枚のウェハ）を２つの吸着ステージに吸着させ、２枚の基板を貼り合わせる。例えば、２枚の基板の電極同士を接合して半導体集積回路を構成することで、半導体集積回路を高密度化、高機能化できる。すなわち、対となる２枚の基板のそれぞれの表面に接合電極を形成し、２枚の基板を重ね合わせて電極同士を接合し、基板の積層を完成させる。積層基板では、その貼り合わせの界面にボイド（空洞）があると、積層基板に要求される機能（例えば、電極同士の電気的な接合）の実現が困難になる可能性がある。

【0009】

２枚の基板を貼り合わせる貼合技術では、第１の基板をストライカー等の押圧部材で第２の基板側に押し付けて２枚の基板を貼り合わせることがある。このとき、第１の基板の端は、自重で第２の基板に接触し得る。基板における中心部で押圧部材により圧力を掛けた部分は圧着されるが、基板における外周部は基板の自重で意図しない圧力がかかることがある。これにより、基板の縁が接合してしまうと、基板内側の空気（ボイド欠陥の種）が抜けきらない可能性が大きい。すなわち、基板における外周部が外周部より内側の部分より先に圧着してしまうと空気が抜けきらなくなりボイド欠陥のタネになる。そのため、基板貼合装置には、界面におけるボイド（空洞）の生成が抑制されるような貼合動作が望まれる。

【0010】

それに対して、下側の吸着ステージ内に複数の電磁石を配置し、上側の吸着ステージに磁性盤を配置して、基板貼合装置を構成することが考えられる。この場合、基板貼合装置は、２枚の基板を２つの吸着ステージに吸着させた状態で複数の電磁石を互いに独立に制御して磁力を発生させ磁性盤をヨークとして機能させる。これにより、２枚の基板間に２次元的に分布した加圧力を作用させることができるようにも考えられる。

【0011】

しかし、この基板貼合装置では、上側の吸着ステージの磁性盤に意図しない残留磁気が発生し、磁性ダストが磁性盤に引き付けられたまま維持される懸念がある。基板貼合装置は、上側の吸着ステージに磁性ダストが引き付けられたままであると、上側の吸着ステージの表面の平坦性が悪化し、上側の吸着ステージで基板を吸着できなくなる可能性がある。あるいは、上側の吸着ステージで基板を吸着できたとしても、基板貼合装置は、２枚の基板を貼り合わせる際に、貼り合わせの界面にボイド（空洞）を生成させたり基板を破損させたりする可能性がある。

【0012】

また、基板レベルでの集積化については、２次元における微細化に代えて、３次元メモリ（例えば、３次元フラッシュメモリ）に代表されるような３次元的な回路パターンの積層による高集積化が行われる。その結果として、高積層化による異方的な応力歪により、基板レベルでの大きな反りが発生し、基板の表面形状が複雑なトポグラフィになることがある。この場合、基板貼合装置は、平坦且つ剛性の高い磁性盤で上側から基板に加圧力を作用させると、基板表面の複雑なトポグラフィに追従できずに、基板を破損させる可能性がある。

【0013】

そこで、本実施形態では、基板貼合装置において、２次元的に磁力を調整可能な電磁気力発生部を上下の吸着ステージのそれぞれに設けることで、磁性ダストを低減しつつ基板表面のトポグラフィに追従した貼り合わせができるようにする。

【0014】

具体的には、基板貼合装置は、上下の吸着ステージにそれぞれ基板を吸着させ、上下の電磁気力発生部における所定箇所（例えば、中央部）で選択的に電磁気力を発生させる。これにより、基板貼合装置は、上下の電磁気力発生部における所定箇所で上下の基板に加圧力を作用させ、上下の基板を所定箇所で互いに接触させる。基板貼合装置は、上下の電磁気力発生部で所定箇所を起点として平面方向に順次に電磁気力を発生させる領域を広げていき、上下の基板の接触端を平面方向に進展させる。このとき、基板貼合装置は、電流の大きさを調整することなどにより電磁気力の大きさを任意に調整でき、基板表面のトポグラフィに追従するように加圧力の大きさを調整しながら基板へ作用させることができる。これにより、基板表面のトポグラフィに追従しつつ貼り合わせの界面におけるボイド（空洞）の生成を抑制しながら上下の基板を貼り合わせることができる。基板貼合装置は、上下の基板を貼り合わせた後に、上下の電磁気力発生部による電磁気力の発生を解除する。基板貼合装置は、貼り合わせ後の積層基板が搬出された後に、上下の電磁気力発生部で貼り合わせ時と逆極性の電磁気力を発生させてもよい。これにより、上下の吸着ステージに磁化した部分がある場合に、その部分を消磁できるので、磁性ダストを容易に除去できる。したがって、磁性ダストを低減しつつ基板表面のトポグラフィに追従した貼り合わせを実現できる。

【0015】

より具体的には、基板貼合装置１が適用された製造システム１００は、図１に示すように構成され得る。図１は、基板貼合装置１が適用された製造システム１００の構成を示す図である。製造システム１００は、複数の基板貼合装置１－１～１－４、搬送系２、及び搬入出部３を有する。各基板貼合装置１は、同様に構成され得る。各基板貼合装置１は、上側の基板を吸着するための吸着ステージと下側の基板を吸着するための吸着ステージとを有する。以下では、吸着ステージの主面に垂直な方向をＺ方向とし、Ｚ方向に垂直な平面内で互いに直交する２方向をＸ方向及びＹ方向とする。

【0016】

搬送系２は、各基板貼合装置１－１～１－４を横断するように配されている。例えば、搬送系２は、Ｘ方向に延びた搬送レール２ｂと、搬送レール２ｂに沿ってＸ方向に移動可能な搬送ロボット２ａと、Ｙ方向に延びた搬送レール２ｄと、搬送レール２ｄに沿ってＹ方向に移動可能な搬送ロボット２ｃとを有する。基板貼合装置１－１～１－４は、搬送系２の＋Ｙ側に配されるとともに、搬送レール２ｂに沿ったＸ方向に配列されている。基板貼合装置１－１～１－２は、搬送レール２ｂの－Ｙ側に配されるとともに、搬送レール２ｂに沿ってＸ方向に配列されている。基板貼合装置１－３～１－４は、搬送レール２ｂの＋Ｙ側に配されるとともに、搬送レール２ｂに沿ってＸ方向に配列されている。

【0017】

搬入出部３は、搬送系２に隣接して配されている。搬入出部３は、複数の載置台（複数のＦＯＵＰ）３ａ～３ｄを有する。複数の載置台３ａ～３ｄは、搬送系２の－Ｘ側に配されるとともに、搬送レール２ｄに沿ってＹ方向に配列されている。各載置台３ａ～３ｄには、複数枚（例えば、２５枚）の基板を収容するカセットがそれぞれ載置される。

【0018】

搬送系２は、各載置台３ａ～３ｄと各基板貼合装置１－１～１－４との間で貼り合わせ前の基板又は貼り合わせ後の積層基板を搬送可能である。これにより、複数の基板貼合装置１－１～１－４による貼合動作を互いに並行して行うことができ、複数組の基板の貼合動作を効率的に行うことができる。

【0019】

また、各基板貼合装置１は、図２に示すように構成され得る。図２は、基板貼合装置１の構成を示す図である。

【0020】

基板貼合装置１は、吸着ステージ１０、吸着ステージ２０、及びコントローラ６０を有する。

【0021】

吸着ステージ１０及び吸着ステージ２０は、使用時に互いに対向するように配される。吸着ステージ１０は、略平板状の外形を有するステージベース１１を有し、吸着ステージ２０は、略平板状の外形を有するステージベース２１を有する。ステージベース１１は、ステージベース２１に対向する側に主面１１ａを有し、ステージベース２１は、ステージベース１１に対向する側に主面２１ａを有する。主面１１ａ及び主面２１ａは、それぞれ、Ｚ方向に略垂直である。

【0022】

吸着ステージ１０は、ステージベース１１に加えて、電磁気力発生部１２、吸着部１３、駆動機構１４、及び撮像部１５を有する。

【0023】

ステージベース１１は、ＸＹ方向に延びた平板状の部材であり、－Ｚ側から＋Ｚ方向に凹んだ凹み部を有する。

【0024】

電磁気力発生部１２は、ステージベース１１の凹み部に収容されている。電磁気力発生部１２は、コントローラ６０による制御に従い、２次元的に分布した電磁気力を発生可能である。電磁気力発生部１２は、複数の電磁素子１２ａ－１～１２ａ－ｎを有する。複数の電磁素子１２ａ－１～１２ａ－ｎは、ＸＹ方向に配列されているとともに、それぞれ、Ｚ方向に変位可能に構成されている。各電磁素子１２ａ－１～１２ａ－ｎは、電磁石であってもよい。

【0025】

例えば、複数の電磁素子１２ａ－１～１２ａ－ｎは、ステージベース１１の主面１１ａに、図３に示すように、放射状に配される。図３は、吸着ステージ１０の構成を示す平面図である。図３は、吸着ステージ１０をＺ方向に透視した平面構成として、複数の電磁素子１２ａ－１～１２ａ－ｎの配列がＸＹ方向の十字状配列とそれをＺ軸周りに回転させた斜め十字状配列との組み合わせである場合を例示している。十字状配列の中心と斜め十字状配列の中心とは、それぞれ、ステージベース１１の中心近傍に配される。

【0026】

吸着部１３は、複数の電磁素子１２ａ－１～１２ａ－ｎの間に配される。吸着部１３は、真空チャック機構又は静電チャック機構である。吸着部１３は、真空チャック機構である場合、図２に示すように、複数の吸着孔１３ａ－１～１３ａ－ｋ、真空配管１３ｂ、及び真空ポンプ１３ｃを有する。各吸着孔１３ａは、真空配管１３ｂを介して真空ポンプ１３ｃに連通されている。真空ポンプ１３ｃは、コントローラ６０による制御に従い、真空配管１３ｂを介して吸着孔１３ａを真空排気し得る。これにより、吸着部１３は、基板を吸着可能である。

【0027】

駆動機構１４は、コントローラ６０による制御に従い、ステージベース１１をＸＹＺ方向に駆動することで複数の電磁素子１２ａ－１～１２ａ－ｎを一括してグローバルに移動させる。複数の電磁素子１２ａ－１～１２ａ－ｎは、コントローラ６０による制御に従い、個別に電磁気力を発生可能である。各電磁素子１２ａ－１～１２ａ－ｎは、その主要部が＋Ｚ方向及び－Ｚ方向に変位可能にステージベース１１に支持されている。

【0028】

例えば、各電磁素子１２ａは、図４（ａ）、図４（ｂ）に示すように、筐体１２ａ１、コイル１２ａ２、緩衝部材１２ａ３、導線１２ａ４、導線１２ａ５、及び弾性部材１２ａ８を有する。筐体１２ａ１は、－Ｚ側が開放されＺ方向を長手方向とする略直方体形状を有する。コイル１２ａ２は、筐体１２ａ１内に収容され、Ｚ方向に電磁力を発生可能に導線が巻き回されている。コイル１２ａ２は、一端が導線１２ａ４を介してコントローラ６０に電気的に接続され、他端が導線１２ａ５を介してコントローラ６０に電気的に接続されている。緩衝部材１２ａ３は、ＸＹ方向に延びた略平板形状を有し、筐体１２ａ１を－Ｚ側から閉塞している。緩衝部材１２ａ３は、電磁素子１２ａが基板を加圧する際に基板の裏面に加わる力を緩衝させるとともに加圧面１２ａ６と基板の裏面との平行度のずれを吸収することで基板の裏面に加わる力を均一化させる。緩衝部材１２ａ３は、例えば、ゴムなどの弾性体で形成することができる。弾性部材１２ａ８は、図４（ｂ）に示すように、筐体１２ａ１における加圧面１２ａ６と反対側の面１２ａ７をステージベース１１の内壁面１１ｂに接続し、弾性変形可能に筐体１２ａ１を支持する。弾性部材１２ａ８は、例えば、ゴムなどの弾性体で形成することができる。これにより、図４（ｂ）に点線の矢印で示すように、筐体１２ａ１及び緩衝部材１２ａ３は、＋Ｚ方向及び－Ｚ方向に変位可能である。

【0029】

図４（ａ）に示す導線１２ａ４及び導線１２ａ５は、コイル１２ａ２及びコントローラ６０の間に電気的に接続され、コイル１２ａ２で発生すべき電磁気力に応じた向きに電流が流される。図４（ａ）に２点鎖線で示すように、コントローラ６０→導線１２ａ４→コイル１２ａ２→導線１２ａ５→コントローラ６０の向きに電流が流れると、電磁素子１２ａは、加圧面１２ａ６をＮ極、面１２ａ７をＳ極とする磁石として機能する。図４（ａ）に１点鎖線で示すように、コントローラ６０→導線１２ａ５→コイル１２ａ２→導線１２ａ４→コントローラ６０の向きに電流が流れると、電磁素子１２ａは、加圧面１２ａ６をＳ極、面１２ａ７をＮ極とする磁石として機能する。

【0030】

図２に示す撮像部１５は、複数の電磁素子１２ａ－１～１２ａ－ｎの間に配される（図３参照）。撮像部１５は、複数の撮像素子１５ａ－１～１５ａ－ｋを有する。複数の撮像素子１５ａ－１～１５ａ－ｋは、コントローラ６０による制御に従い、アライメント時において、可視光又は赤外光を受光して基板上の基準マークを撮像する。各撮像素子１５ａ－１～１５ａ－ｋは、ＣＣＤイメージセンサ又はＣＭＯＳイメージセンサ等のカメラを含んでもよい。

【0031】

吸着ステージ２０は、ステージベース２１に加えて、電磁気力発生部２２、吸着部２３、駆動機構２４、及び撮像部２５を有する。

【0032】

ステージベース２１は、ＸＹ方向に延びた平板状の部材であり、－Ｚ側から＋Ｚ方向に凹んだ凹み部を有する。

【0033】

電磁気力発生部２２は、ステージベース２１の凹み部に収容されている。電磁気力発生部２２は、コントローラ６０による制御に従い、２次元的に分布した電磁気力を発生可能である。電磁気力発生部２２は、複数の電磁素子２２ａ－１～２２ａ－ｎを有する。複数の電磁素子１２ａ－１～１２ａ－ｎは、ＸＹ方向に配列されているとともに、それぞれ、Ｚ方向に変位可能に構成されている。各電磁素子２２ａ－１～２２ａ－ｎは、電磁石であってもよい。

【0034】

例えば、複数の電磁素子２２ａ－１～２２ａ－ｎは、ステージベース２１の主面２１ａに、図３に示すように、放射状に配される。図３は、吸着ステージ２０の構成を示す平面図である。図３は、吸着ステージ２０をＺ方向に透視した平面構成として、複数の電磁素子２２ａ－１～２２ａ－ｎの配列がＸＹ方向の十字状配列とそれをＺ軸周りに回転させた斜め十字状配列との組み合わせである場合を例示している。十字状配列の中心と斜め十字状配列の中心とは、それぞれ、ステージベース２１の中心近傍に配される。

【0035】

吸着部２３は、複数の電磁素子２２ａ－１～２２ａ－ｎの間に配される。吸着部２３は、真空チャック機構又は静電チャック機構である。吸着部２３は、真空チャック機構である場合、図２に示すように、複数の吸着孔２３ａ－１～２３ａ－ｋ、真空配管２３ｂ、及び真空ポンプ２３ｃを有する。各吸着孔２３ａは、真空配管２３ｂを介して真空ポンプ２３ｃに連通されている。真空ポンプ２３ｃは、コントローラ６０による制御に従い、真空配管２３ｂを介して吸着孔２３ａを真空排気し得る。これにより、吸着部２３は、基板を吸着可能である。

【0036】

駆動機構２４は、コントローラ６０による制御に従い、ステージベース２１をＸＹＺ方向に駆動することで複数の電磁素子２２ａ－１～２２ａ－ｎを一括してグローバルに移動させる。複数の電磁素子２２ａ－１～２２ａ－ｎは、コントローラ６０による制御に従い、個別に電磁気力を発生可能である。各電磁素子２２ａ－１～２２ａ－ｎは、その主要部が＋Ｚ方向及び－Ｚ方向に変位可能にステージベース２１に支持されている。

【0037】

例えば、各電磁素子２２ａは、図４（ａ）、図４（ｂ）に示す構成を上下反転させた構成を有する。各電磁素子２２ａにおいて、コイルの一端に接続された導線と他端に接続された導線は、コイル及びコントローラ６０の間に電気的に接続され、コイルで発生すべき電磁気力に応じた向きに電流が流される。図４（ａ）を上下反転させた構成において２点鎖線で示す向きに電流が流れると、電磁素子２２ａは、＋Ｚ側の加圧面をＮ極、－Ｚ側の面をＳ極とする磁石として機能する。図４（ａ）を上下反転させた構成において１点鎖線で示す向きに電流が流れると、電磁素子２２ａは、＋Ｚ側の加圧面をＳ極、－Ｚ側の面をＮ極とする磁石として機能する。

【0038】

このとき、互いに対向する電磁素子１２ａ及び２２ａは、加圧面の磁極が異極であれば、図４（ｃ）に点線の矢印で示すように互いに引っ張る電磁気力を及ぼし合い、それぞれ、－Ｚ方向及び＋Ｚ方向に変位し得る。電磁素子１２ａ及び２２ａは、加圧面の磁極が同極であれば、図４（ｄ）に点線の矢印で示すように互いに反発する電磁気力を及ぼし合い、それぞれ、＋Ｚ方向及び－Ｚ方向に変位し得る。

【0039】

図２に示す撮像部２５は、複数の電磁素子２２ａ－１～２２ａ－ｎの間に配される（図３参照）。撮像部２５は、複数の撮像素子２５ａ－１～２５ａ－ｋを有する。複数の撮像素子２５ａ－１～２５ａ－ｋは、コントローラ６０による制御に従い、アライメント時において、可視光又は赤外光を受光して基板上の基準マークを撮像する。各撮像素子２５ａ－１～２５ａ－ｋは、ＣＣＤイメージセンサ又はＣＭＯＳイメージセンサ等のカメラを含んでもよい。

【0040】

コントローラ６０は、吸着ステージ１０に基板Ｗ１が吸着され、吸着ステージ２０に基板Ｗ２が吸着されるように制御する。コントローラ６０は、吸着ステージ１０に基板Ｗ１が吸着され、吸着ステージ２０に基板Ｗ２が吸着された状態で、吸着ステージ１０及び吸着ステージ２０を相対的に近付けて、基板Ｗ１の表面と基板Ｗ２の表面とを互いに近接した状態にする。コントローラ６０は、基板Ｗ１の表面と基板Ｗ２の表面とが近接した状態で、複数の電磁素子１２ａ－１～１２ａ－ｎを互いに独立して制御し、複数の電磁素子２２ａ－１～２２ａ－ｎを互いに独立して制御する。

【0041】

コントローラ６０は、それぞれが互いに対向する電磁素子１２ａ及び電磁素子２２ａを含む複数組で２次元的に分布する電磁気力を発生させ、上側の基板Ｗ１及び下側の基板Ｗ２の間に２次元的に分布する加圧力を作用させる。これにより、コントローラ６０は、上側の基板Ｗ１及び下側の基板Ｗ２を互いに接触させ、上側の基板Ｗ１及び下側の基板Ｗ２の接触端を平面方向に進展させる。例えば、コントローラ６０は、複数の電磁素子１２ａ－１～１２ａ－ｎ，２２ａ－１～２２ａ－ｎのうち電磁気力を発生させる電磁素子１２ａ，２２ａを中央部の電磁素子から同心円状に徐々に増やしていく。すなわち、コントローラ６０は、電磁気力を発生させる電磁素子１２ａ，２２ａの領域を、図３に示す領域Ｒ１→領域Ｒ２→領域Ｒ３→領域Ｒ４→領域Ｒ５→領域Ｒ６と徐々に広げていく。これにより、コントローラ６０は、上側の基板Ｗ１及び下側の基板Ｗ２を互いに中央部で接触させ、上側の基板Ｗ１及び下側の基板Ｗ２の接触端を中央部から外側へ進展させる。この結果、貼り合わせの界面におけるボイド（空洞）の生成を抑制しながら上側の基板Ｗ１及び下側の基板Ｗ２を貼り合わせることができる。すなわち、基板Ｗ１，Ｗ２の中心部から空気を押し出すように磁場・負荷をかけて基板Ｗ１，Ｗ２を接合することができる。

【0042】

なお、ボイドの生成が抑制できれば、上側の基板Ｗ１及び下側の基板Ｗ２の接触端は、中央部以外の所定箇所であってもよい。この場合でも、コントローラ６０は、複数の電磁素子１２ａ－１～１２ａ－ｎ，２２ａ－１～２２ａ－ｎのうち電磁気力を発生させる電磁素子を所定箇所の電磁素子から同心円状に徐々に増やしていく。これにより、コントローラ６０は、上側の基板Ｗ１及び下側の基板Ｗ２の接触端を平面方向に進展させることで、基板Ｗ１，Ｗ２の接触端から空気を押し出すように磁場・負荷をかけて基板Ｗ１，Ｗ２を接合することができる。

【0043】

次に、基板貼合装置１の動作について図５～図１３を用いて説明する。図５は、基板貼合装置１の動作を示すフローチャートである。図６～図１３は、基板貼合装置１の動作を示す断面図である。

【0044】

基板貼合装置１は、基板Ｗ１及び基板Ｗ２の搬入（Ｗａｆｅｒ ｌｏａｄｉｎｇ）を行う（Ｓ１）。例えば、図６（ａ）に示すように、基板貼合装置１は、吸着ステージ１０及び吸着ステージ２０を互いにＺ方向に離間させる。このとき、コントローラ６０は、吸着部１３及び吸着部２３による吸着動作を解除しており、電磁気力発生部１２及び電磁気力発生部２２による電磁気力の発生を解除している。搬送ロボット２ｃは、搬入出部３から基板Ｗ１及び基板Ｗ２を取り出す。搬送ロボット２ｃは、アームの＋Ｚ側の面に基板Ｗ１を吸着し、アームの－Ｚ側の面に基板Ｗ２を吸着し、基板Ｗ１及び基板Ｗ２を搬送ロボット２ａへ渡す。搬送ロボット２ａは、アームの＋Ｚ側の面に基板Ｗ１を吸着し、アームの－Ｚ側の面に基板Ｗ２を吸着し、基板Ｗ１及び基板Ｗ２を吸着ステージ１０及び吸着ステージ２０へ搬送する。搬送ロボット２ａは、アームを＋Ｙ方向に移動させ、図６（ｂ）に示すように、基板Ｗ１及び基板Ｗ２を、Ｚ方向における吸着ステージ１０及び吸着ステージ２０の間に位置させる。

【0045】

基板貼合装置１は、基板Ｗ１及び基板Ｗ２の吸着ステージ１０及び吸着ステージ２０への吸着（Ｗａｆｅｒ Ｃｈｕｃｋｉｎｇ）を行う（Ｓ２）。例えば、搬送ロボット２ａは、アームを－Ｚ方向に移動させ、図７（ａ）に示すように、基板Ｗ２を吸着ステージ２０の主面２１ａに載置する。コントローラ６０は、吸着部２３（図２参照）を制御し、吸着部２３で基板Ｗ２を主面２１ａに吸着する。それに伴い、搬送ロボット２ａは、アームの－Ｚ側の面への基板Ｗ２の吸着を解除する。また、搬送ロボット２ａは、アームを＋Ｚ方向に移動させ、図７（ａ）に示すように、基板Ｗ１を吸着ステージ１０の主面１１ａに載置する。コントローラ６０は、吸着部１３（図２参照）を制御し、吸着部１３で基板Ｗ１を主面１１ａに吸着する。それに伴い、搬送ロボット２ａは、アームの＋Ｚ側の面への基板Ｗ１の吸着を解除する。搬送ロボット２ａは、アームを－Ｙ方向に移動させ、図７（ｂ）に示すように、アームをＺ方向における吸着ステージ１０及び吸着ステージ２０の間から退避させる。

【0046】

基板貼合装置１は、基板Ｗ１及び基板Ｗ２に対してプリアライメント（Ｐｒｅ－Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）を行う（Ｓ３）。プリアライメントは、基板Ｗ１及び基板Ｗ２の相対的なＸＹ位置を大まかに合わせるアライメントである。例えば、図８（ａ）に示すように、基板貼合装置１は、吸着ステージ１０におけるＮ_１個の撮像素子で基板Ｗ２上のＮ_１個の基準マークを撮像し、基板Ｗ２のＸＹ位置の目標位置から大まかなずれΔＰ_１２を算出し、駆動機構２４でずれΔＰ_１２を補正するように吸着ステージ２０をＸＹ方向に駆動する。基板貼合装置１は、吸着ステージ２０におけるＮ_１個の撮像素子で基板Ｗ１上のＮ_１個の基準マークを撮像し、基板Ｗ１のＸＹ位置の目標位置から大まかなずれΔＰ_１１を算出し、駆動機構１４でずれΔＰ_１１を補正するように吸着ステージ１０をＸＹ方向に駆動する。

【0047】

なお、基板貼合装置１は、プリアライメントを、吸着ステージ１０，２０上の基準マークを互いに撮像して位置合わせすることで行ってもよい。

【0048】

基板貼合装置１は、基板Ｗ１及び基板Ｗ２に対してファインアライメント（Ｆｉｎｅ－Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）を行う（Ｓ４）。ファインアライメントは、プリアライメントで合わせられた位置をベースに、基板Ｗ１及び基板Ｗ２の相対的なＸＹ位置を精密に合わせるアライメントである。例えば、図８（ａ）に示すように、基板貼合装置１は、吸着ステージ１０におけるＮ_２（＞Ｎ_１）個の撮像素子で基板Ｗ２上のＮ_２個の基準マークを撮像し、基板Ｗ２のＸＹ位置の目標位置から精密なずれΔＰ_２２を算出し、駆動機構２４でずれΔＰ_２２を補正するように吸着ステージ２０をＸＹ方向に駆動する。基板貼合装置１は、吸着ステージ２０におけるＮ_２個の撮像素子で基板Ｗ１上のＮ_２個の基準マークを撮像し、基板Ｗ１のＸＹ位置の目標位置から精密なずれΔＰ_２１を算出し、駆動機構１４でずれΔＰ_２１を補正するように吸着ステージ１０をＸＹ方向に駆動する。

【0049】

なお、基板貼合装置１は、ファインアライメントを、吸着ステージ１０，２０上の基準マークを互いに撮像して位置合わせすることで行ってもよい。

【0050】

基板貼合装置１は、上下の吸着ステージ１０，２０を相対的に近づける。例えば、基板貼合装置１は、上側の吸着ステージ１０の下降（Ｕｐｐｅｒ－Ｓｔａｇｅ ｍｏｖｅ）を行う（Ｓ５）。図８（ｂ）に示すように、基板貼合装置１は、ステージベース２１の位置を固定した状態で、駆動機構１４でステージベース１１を－Ｚ方向へ移動させる。これにより、基板貼合装置１は、Ｚ方向において吸着ステージ１０を吸着ステージ２０へ近づける。基板貼合装置１は、上下の基板Ｗ１，Ｗ２が接触する直前に、駆動機構１４を制御して、ステージベース１１の下降速度を減速させる。上下の基板Ｗ１，Ｗ２が上下の電磁気力発生部１２，２２に軽く接触（圧力センサーや側面からのカメラ等で確認）したことが確認された後、上側の吸着ステージ１０の下降ロックを解除する。これにより、図９（ａ）に示すように、上下の基板Ｗ１，Ｗ２には、上側の吸着ステージ１０の自重で比較的小さい圧力がかかっている状態になる。

【0051】

基板貼合装置１は、上下の電磁気力発生部１２，２２における中央部で選択的に電磁気力を発生（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔ－ＯＮ）させる（Ｓ６）。図９（ｂ）に示すように、基板貼合装置１は、中央付近の領域Ｒ１（図３参照）に属する電磁素子１２ａ，２２ａに選択的に制御電流を供給する。このとき、基板貼合装置１は、互いに対向する電磁素子１２ａ，２２ａの加圧面側が異極となるように、それぞれの制御電流の向きを制御する。また、基板貼合装置１は、上下の基板Ｗ１，Ｗ２に対する加圧力が適切な大きさになるように、それぞれの制御電流の大きさを制御する。これにより、基板貼合装置１は、領域Ｒ１において、電磁素子１２ａ，２２ａから上下の基板Ｗ１，Ｗ２に加圧力を作用させ、上下の基板Ｗ１，Ｗ２を互いに接触させる。

【0052】

基板貼合装置１は、上下の電磁気力発生部１２，２２における電磁気力を発生させる領域を徐々に増加（Ａｄｄ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ）する（Ｓ７）。基板貼合装置１は、複数の電磁素子１２ａ－１～１２ａ－ｎ，２２ａ－１～２２ａ－ｎのうち電磁気力を発生させる電磁素子１２ａ，２２ａを中央部の電磁素子から同心円状に徐々に増やしていく。

【0053】

図１０（ａ）に示すように、基板貼合装置１は、領域Ｒ２（図３参照）に属する電磁素子１２ａ，２２ａに選択的に制御電流を供給する。これにより、基板貼合装置１は、上側の基板Ｗ１及び下側の基板Ｗ２の接触端を領域Ｒ１に応じた位置から領域Ｒ２に応じた位置へ進展させる。そして、基板貼合装置１は、領域Ｒ３（図３参照）に属する電磁素子１２ａ，２２ａに選択的に制御電流を供給する。これにより、基板貼合装置１は、上側の基板Ｗ１及び下側の基板Ｗ２の接触端を領域Ｒ２に応じた位置から領域Ｒ３に応じた位置へ進展させる。

【0054】

図１０（ｂ）に示すように、基板貼合装置１は、領域Ｒ４（図３参照）に属する電磁素子１２ａ，２２ａに選択的に制御電流を供給する。これにより、基板貼合装置１は、上側の基板Ｗ１及び下側の基板Ｗ２の接触端を領域Ｒ３に応じた位置から領域Ｒ４に応じた位置へ進展させる。そして、基板貼合装置１は、領域Ｒ５（図３参照）に属する電磁素子１２ａ，２２ａに選択的に制御電流を供給する。これにより、基板貼合装置１は、上側の基板Ｗ１及び下側の基板Ｗ２の接触端を領域Ｒ４に応じた位置から領域Ｒ５に応じた位置へ進展させる。

【0055】

図１１（ａ）に示すように、基板貼合装置１は、領域Ｒ６（図３参照）に属する電磁素子１２ａ，２２ａに選択的に制御電流を供給する。これにより、基板貼合装置１は、上側の基板Ｗ１及び下側の基板Ｗ２の接触端を領域Ｒ５に応じた位置から領域Ｒ６に応じた位置へ進展させる。これにより、基板Ｗ１及び基板Ｗ２が貼り合わされた積層基板ＳＷが形成される。

【0056】

基板貼合装置１は、指定圧力到達後、上下の電磁気力発生部１２，２２による電磁気力の発生を解除（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔ－Ｏｆｆ）させる（Ｓ８）。図１１（ｂ）に示すように、基板貼合装置１は、すべての電磁素子１２ａ，２２ａに対する制御電流の供給を停止する。これにより、上下の電磁気力発生部１２，２２による電磁気力の発生が停止される。

【0057】

基板貼合装置１は、積層基板ＳＷの吸着ステージ１０への吸着の解除（Ｕｐｐｅｒ－Ｓｔａｇｅ ｗａｆｅｒ Ｕｎｃｈｕｃｋｉｎｇ）を行う（Ｓ９）。図１１（ｂ）に示すように、コントローラ６０は、吸着部１３（図２参照）を制御し、吸着部１３による積層基板ＳＷの主面１１ａへの吸着を解除する。

【0058】

基板貼合装置１は、上下の吸着ステージ１０，２０を相対的に遠ざける。例えば、基板貼合装置１は、上側の吸着ステージ１０の上昇（Ｕｐｐｅｒ－Ｓｔａｇｅ ｍｏｖｅ）を行う（Ｓ１０）。図１１（ｂ）に示すように、基板貼合装置１は、ステージベース２１の位置を固定した状態で、駆動機構１４でステージベース１１を＋Ｚ方向へ移動させる。これにより、基板貼合装置１は、Ｚ方向において吸着ステージ１０を吸着ステージ２０から遠ざける。

【0059】

基板貼合装置１は、積層基板ＳＷの吸着ステージ２０への吸着の解除（Ｌｏｗｅｒ－Ｓｔａｇｅ ｗａｆｅｒ Ｕｎｃｈｕｃｋｉｎｇ）を行う（Ｓ１１）。図１２（ａ）に示すように、コントローラ６０は、吸着部２３（図２参照）を制御し、吸着部２３による積層基板ＳＷの主面２１ａへの吸着を解除する。

【0060】

基板貼合装置１は、積層基板ＳＷの搬出（Ｗａｆｅｒ Ｕｎｌｏａｄ）を行う（Ｓ１２）。例えば、図１２（ａ）に示すように、搬送ロボット２ａは、アームを＋Ｙ方向に移動させ、アームを、Ｚ方向における吸着ステージ１０及び吸着ステージ２０の間に位置させる。搬送ロボット２ａは、アームを－Ｚ方向に移動させ、アームの－Ｚ側の面に積層基板ＳＷを吸着する。

【0061】

図１２（ｂ）に示すように、搬送ロボット２ａは、アームを若干＋Ｚ方向に移動させてから、アームを－Ｙ方向に移動させ、積層基板ＳＷを、Ｚ方向における吸着ステージ１０及び吸着ステージ２０の間の位置から退避させる。搬送ロボット２ａは、積層基板ＳＷを搬送ロボット２ｃへ渡す。搬送ロボット２ｃは、積層基板ＳＷを搬入出部３へ収納する。積層基板ＳＷは、他の搬送系により、次の工程の装置へ搬送される。

【0062】

基板貼合装置１は、吸着ステージ１０，２０に対してクリーニング及び消磁（Ｓｔａｇｅ Ｃｌｅａｎｉｎｇ Ｄｅｇａｕｓｓｉｎｇ）を行う（Ｓ１３）。例えば、図１３（ａ）に示すように、基板貼合装置１は、電磁素子１２ａに貼合時と逆向きの制御電流を供給し、電磁素子１２ａが貼合時（図１１（ａ）参照）と逆極性で磁力を発生させるようにする。これにより、吸着ステージ１０に磁化した部分がある場合に、その部分を消磁できる。同様に、基板貼合装置１は、電磁素子２２ａに貼合時と逆向きの制御電流を供給し、電磁素子２２ａが貼合時（図１１（ａ）参照）と逆極性で磁力を発生させるようにする。これにより、吸着ステージ２０に磁化した部分がある場合に、その部分を消磁できる。

【0063】

図１３（ｂ）に示すように、基板貼合装置１は、すべての電磁素子１２ａ，２２ａに対する制御電流の供給を停止する。これにより、各電磁素子１２ａ，２２ａによる電磁気力の発生が停止される。このとき、吸着ステージ１０及び吸着ステージ２０が消磁されているので、磁性ダストＭＤが容易に除去され得る。

【0064】

その後、基板貼合装置１は、次の基板Ｗ１’，Ｗ２’を搬入し、基板Ｗ１’，Ｗ２’に対して、Ｓ１以降の処理を行う。

【0065】

以上のように、本実施形態では、基板貼合装置１において、２次元的に磁力を調整可能な電磁気力発生部１２，２２を上下の吸着ステージ１０，２０のそれぞれに設ける。これにより、磁性ダストを低減しつつ基板表面のトポグラフィに追従した貼り合わせを実現できる。

【0066】

なお、電磁気力発生部１２，２２の複数の電磁素子１２ａ，２２ａは、吸着ステージ１０，２０のステージベース１１，２１の主面１１ａ，２１ａに２次元的に配列されていればよく、その配列は、放射状の配列に限定されない。例えば、電磁気力発生部１２ｉ，２２ｉの複数の電磁素子１２ａｉ，２２ａｉは、図１４に示すように、吸着ステージ１０，２０のステージベース１１，２１の主面１１ａ，２１ａに同心円状に配列された構成であってもよい。図１４は、実施形態の第１の変形例における吸着ステージ１０，２０の構成を示す図である。電磁素子１２ａｉ－１，２２ａｉ－１は、実施形態の領域Ｒ１（図３参照）に対応して複数の電磁素子が一体化されたものとみなせる。電磁素子１２ａｉ－１，２２ａｉ－１は、ＸＹ平面視において、略円形状を有する。電磁素子１２ａｉ－２，２２ａｉ－２は、電磁素子１２ａｉ－１，２２ａｉ－１から離間しつつ電磁素子１２ａｉ－１，２２ａｉ－１を円環状に囲うように配され、実施形態の領域Ｒ２（図３参照）に対応して複数の電磁素子が一体化されたものとみなせる。電磁素子１２ａｉ－６，２２ａｉ－６は、電磁素子１２ａｉ－５，２２ａｉ－５から離間しつつ電磁素子１２ａｉ－５，２２ａｉ－５を円環状に囲うように配され、実施形態の領域Ｒ６（図３参照）に対応して複数の電磁素子が一体化されたものとみなせる。

【0067】

このように、複数の電磁素子１２ａｉ，２２ａｉがステージベース１１，２１の主面１１ａ，２１ａに同心円状に配列された構成によれば、コントローラ６０は、上下の基板を互いに中央部で接触させ上下の基板の接触端を中央部から外側へ進展させることが容易である。

【0068】

あるいは、基板貼合装置１ｊは、図１５に示すように、弾性部材１６ｊ，２６ｊが電磁気力発生部１２，２２の複数の電磁素子１２ａ，２２ａを覆っていてもよい。図１５は、実施形態の第２の変形例にかかる基板貼合装置１ｊの構成を示す図である。

【0069】

弾性部材１６ｊは、主としてＸＹ方向に延びながらステージベース１１の凹み部に収容されているとともに、電磁気力発生部１２の複数の電磁素子１２ａ－１～１２ａ－ｎを平面的に覆っている。弾性部材１６ｊは、複数の電磁素子１２ａ－１～１２ａ－ｎのうち最も外側の電磁素子１２ａの側面の一部をさらに覆っていてもよい。弾性部材１６ｊは、例えば、ゴムなどの弾性体で形成することができる。弾性部材１６ｊの表面は、吸着ステージ１０の表面を構成する。複数の電磁素子１２ａ－１～１２ａ－ｎは、それぞれ、緩衝部材１２ａ３及び弾性部材１２ａ８（図４（ａ）参照）が省略され筐体１２ａ１における加圧面１２ａ６が弾性部材１６ｊの裏面に固定されていてもよい。これにより、コントローラ６０は、各電磁素子１２ａ－１～１２ａ－ｎのＺ変位を互いに独立に制御することで、吸着ステージ１０ｊの表面形状を任意に変化させることができる。

【0070】

弾性部材２６ｊは、主としてＸＹ方向に延びながらステージベース２１の凹み部に収容されているとともに、電磁気力発生部２２の複数の電磁素子２２ａ－１～２２ａ－ｎを平面的に覆っている。弾性部材２６ｊは、複数の電磁素子２２ａ－１～２２ａ－ｎのうち最も外側の電磁素子２２ａの側面の一部をさらに覆っていてもよい。弾性部材２６ｊは、例えば、ゴムなどの弾性体で形成することができる。弾性部材２６ｊの表面は、吸着ステージ２０の表面を構成する。複数の電磁素子２２ａ－１～２２ａ－ｎは、それぞれ、緩衝部材２２ａ３及び弾性部材２２ａ８（図４（ａ）参照）が省略され筐体２２ａ１における加圧面２２ａ６が弾性部材２６ｊの裏面に固定されていてもよい。これにより、コントローラ６０は、各電磁素子２２ａ－１～２２ａ－ｎのＺ変位を互いに独立に制御することで、吸着ステージ２０ｊの表面形状を任意に変化させることができる。

【0071】

コントローラ６０は、複数の電磁素子１２ａ－１～１２ａ－ｎ，２２ａ－１～２２ａ－ｎのうち電磁気力を発生させる電磁素子１２ａ，２２ａを中央部の電磁素子から同心円状に徐々に増やしていくとともに、電磁素子１２ａ，２２ａへ供給する制御電流の量を２次元的に変えてもよい。

【0072】

例えば、コントローラ６０は、電磁気力を発生させる電磁素子１２ａ，２２ａの領域を、図１６に示す領域Ｒ１→領域Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ２３，Ｒ２４→領域Ｒ３１，Ｒ３２，Ｒ３３，Ｒ３４→領域Ｒ４１，Ｒ４２，Ｒ４３，Ｒ４４と徐々に広げていく。図１６は、実施形態の第２の変形例における吸着ステージ１０ｊ，２０ｊの構成を示す図であり、弾性部材１６ｊ，２６ｊを取り除いた状態の平面構成を示す。このとき、領域Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ２３，Ｒ２４の間で電磁素子１２ａ，２２ａへ供給する制御電流の量を変えてもよく、領域Ｒ３１，Ｒ３２，Ｒ３３，Ｒ３４の間で電磁素子１２ａ，２２ａへ供給する制御電流の量を変えてもよく、領域Ｒ４１，Ｒ４２，Ｒ４３，Ｒ４４の間で電磁素子１２ａ，２２ａへ供給する制御電流の量を変えてもよい。

【0073】

例えば、基板貼合装置１ｊは、図１７（ａ）～図１９（ｂ）に示すように、吸着ステージ１０ｊ，２０ｊの表面形状を基板の裏面形状に合わせて変化させる動作を行ってもよい。図１７（ａ）～図１９（ｂ）は、基板貼合装置１ｊの動作を示す図である。

【0074】

基板貼合装置１ｊは、吸着ステージ１０で基板Ｗ１を吸着し、吸着ステージ２０で積層基板ＳＷ’を吸着する。積層基板ＳＷ’は、複数の基板Ｗ６～Ｗ２が順に積層されて構成される。基板貼合装置１ｊは、上側の吸着ステージ１０を下降させ、上下の基板Ｗ１、積層基板ＳＷ’が上下の弾性部材１６ｊ，２６ｊに軽く接触したことが確認された後、上側の吸着ステージ１０の下降ロックを解除する。これにより、図１７（ａ）に示すように、上下の基板Ｗ１、積層基板ＳＷ’には、上側の吸着ステージ１０ｊの自重で比較的小さい圧力がかかっている状態になる。

【0075】

図１７（ｂ）に示すように、基板貼合装置１ｊは、中央付近の領域Ｒ１（図１６参照）に属する電磁素子１２ａ，２２ａに選択的に制御電流を供給する。このとき、基板貼合装置１ｊは、互いに対向する電磁素子１２ａ，２２ａの加圧面側が異極となるように、それぞれの制御電流の向きを制御する。また、基板貼合装置１ｊは、上下の基板Ｗ１、積層基板ＳＷ’に対する加圧力が適切な大きさになるように、それぞれの制御電流の大きさを制御する。これにより、基板貼合装置１ｊは、領域Ｒ１において、電磁素子１２ａ，２２ａから弾性部材１６ｊ，２６ｊを介して、上下の基板Ｗ１、積層基板ＳＷ’に加圧力を作用させ、上下の基板Ｗ１、積層基板ＳＷ’を互いに接触させる。

【0076】

このとき、弾性部材１６ｊ，２６ｊは、領域Ｒ１において、基板Ｗ１、積層基板ＳＷ’の裏面形状に追従するように変形する。これにより、基板貼合装置１ｊは、上下の吸着ステージ１０ｊ，２０ｊは、加圧時における基板Ｗ１、積層基板ＳＷ’との接触面積を容易に増加でき、加圧時の裏面形状内の応力分散を実現できる。

【0077】

図１８（ａ）に示すように、基板貼合装置１ｊは、領域Ｒ２１、Ｒ２２，Ｒ２３，Ｒ２４（図１６参照）に属する電磁素子１２ａ，２２ａに選択的に制御電流を供給する。

【0078】

このとき、基板貼合装置１ｊは、基板Ｗ１、積層基板ＳＷ’の裏面形状に応じて、領域Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ２３，Ｒ２４の間で電磁素子１２ａ，２２ａへ供給する制御電流の量を変えてもよい。これにより、弾性部材１６ｊ，２６ｊは、領域Ｒ２１、Ｒ２２，Ｒ２３，Ｒ２４において、基板Ｗ１、積層基板ＳＷ’の裏面形状に追従するように変形する。これにより、基板貼合装置１ｊは、上側の基板Ｗ１及び下側の積層基板ＳＷ’の接触端を領域Ｒ１に応じた位置から領域Ｒ２１～Ｒ２４に応じた位置へ進展させながら、加圧時における基板Ｗ１、積層基板ＳＷ’との接触面積を容易に増加でき、加圧時の裏面形状内の応力分散を実現できる。

【0079】

図１８（ｂ）に示すように、基板貼合装置１ｊは、領域Ｒ３１、Ｒ３２，Ｒ３３，Ｒ３４（図１６参照）に属する電磁素子１２ａ，２２ａに選択的に制御電流を供給する。

【0080】

このとき、基板貼合装置１ｊは、基板Ｗ１、積層基板ＳＷ’の裏面形状に応じて、領域Ｒ３１，Ｒ３２，Ｒ３３，Ｒ３４の間で電磁素子１２ａ，２２ａへ供給する制御電流の量を変えてもよい。これにより、弾性部材１６ｊ，２６ｊは、領域Ｒ３１、Ｒ３２，Ｒ３３，Ｒ３４において、基板Ｗ１、積層基板ＳＷ’の裏面形状に追従するように変形する。これにより、基板貼合装置１ｊは、上側の基板Ｗ１及び下側の積層基板ＳＷ’の接触端を領域Ｒ２１～Ｒ２４に応じた位置から領域Ｒ３１～Ｒ３４に応じた位置へ進展させながら、加圧時における上下の基板Ｗ１、積層基板ＳＷ’との接触面積を容易に増加でき、加圧時の裏面形状内の応力分散を実現できる。

【0081】

図１９（ａ）に示すように、基板貼合装置１ｊは、領域Ｒ４１、Ｒ４２，Ｒ４３，Ｒ４４（図１６参照）に属する電磁素子１２ａ，２２ａに選択的に制御電流を供給する。

【0082】

このとき、基板貼合装置１ｊは、基板Ｗ１、積層基板ＳＷ’の裏面形状に応じて、領域Ｒ４１，Ｒ４２，Ｒ４３，Ｒ４４の間で電磁素子１２ａ，２２ａへ供給する制御電流の量を変えてもよい。これにより、弾性部材１６ｊ，２６ｊは、領域Ｒ４１、Ｒ４２，Ｒ４３，Ｒ４４において、基板Ｗ１、積層基板ＳＷ’の裏面形状に追従するように変形する。これにより、基板貼合装置１ｊは、上側の基板Ｗ１及び下側の積層基板ＳＷ’の接触端を領域Ｒ３１～Ｒ３４に応じた位置から領域Ｒ４１～Ｒ４４に応じた位置へ進展させながら、加圧時における基板Ｗ１、積層基板ＳＷ’との接触面積を容易に増加でき、加圧箇所における応力分散を実現できる。これにより、基板Ｗ１及び積層基板ＳＷ’が貼り合わされた積層基板ＳＷ”が形成される。

【0083】

図１９（ｂ）に示すように、コントローラ６０は、吸着部１３（図２参照）を制御し、吸着部１３による積層基板ＳＷ”の主面への吸着を解除する。基板貼合装置１ｊは、ステージベース２１の位置を固定した状態で、駆動機構１４でステージベース１１を＋Ｚ方向へ移動させる。これにより、基板貼合装置１ｊは、Ｚ方向において吸着ステージ１０ｊを吸着ステージ２０ｊから遠ざける。

【0084】

このように、弾性部材１６ｊ，２６ｊが電磁気力発生部１２，２２の複数の電磁素子１２ａ，２２ａを覆った構成によれば、上下の電磁気力発生部１２，２２から弾性部材１６ｊ，２６ｊを介して貼り合わせるべき基板間に加圧力を作用させることができる。これにより、基板表面のトポグラフィにさらに追従した貼り合わせを実現でき、貼り合わせ時に加圧箇所における応力分散を実現でき、貼り合わせるべき基板の破損を防止できる。

【0085】

あるいは、電磁気力発生部１２ｋ，２２ｋの複数の電磁素子１２ａｉ，２２ａｉは、図２０に示すように、吸着ステージ１０ｋ，２０ｋの主面１１ａ，２１ａに同心円状に配列されつつ２次元的に分割された構成であってもよい。図２０は、実施形態の第３の変形例における吸着ステージ１０ｋ，２０ｋの構成を示す図であり、弾性部材１６ｊ、２６ｊを取り除いた状態の平面構成を示す。電磁素子１２ａｋ－１，２２ａｋ－１は、第２の変形例の領域Ｒ１（図１６参照）に対応して複数の電磁素子が一体化されたものとみなせる。電磁素子１２ａｋ－１，２２ａｋ－１は、ＸＹ平面視において、略円形状を有する。電磁素子１２ａｋ－２１～１２ａｋ－２８，２２ａｋ－２１～２２ａｋ－２８は、電磁素子１２ａｋ－１，２２ａｋ－１から離間しつつ電磁素子１２ａｋ－１，２２ａｋ－１を円環状に囲うように配され、第２の変形例の領域Ｒ２１～Ｒ２４（図１６参照）に対応して複数の電磁素子が一体化されたものとみなせる。電磁素子１２ａｋ－２１，１２ａｋ－２５，２２ａｋ－２１，２２ａｋ－２５が領域Ｒ２１に対応し、電磁素子１２ａｋ－２２，１２ａｋ－２６，２２ａｋ－２２，２２ａｋ－２６が領域Ｒ２２に対応し、電磁素子１２ａｋ－２３，１２ａｋ－２７，２２ａｋ－２３，２２ａｋ－２７が領域Ｒ２３に対応し、電磁素子１２ａｋ－２４，１２ａｋ－２８，２２ａｋ－２４，２２ａｋ－２８が領域Ｒ２４に対応している。・・・電磁素子１２ａｋ－４１～１２ａｋ－４４，２２ａｋ－４１～２２ａｋ－４４は、電磁素子１２ａｋ－３１～１２ａｋ－３８，２２ａｋ－３１～２２ａｋ－３８から離間しつつ電磁素子１２ａｋ－３１～１２ａｋ－３８，２２ａｋ－３１～２２ａｋ－３８を円環状に囲うように配され、第２の変形例の領域Ｒ４１～Ｒ４４（図１６参照）に対応して複数の電磁素子が一体化されたものとみなせる。電磁素子１２ａｋ－４１，２２ａｋ－４１が領域Ｒ４１に対応し、電磁素子１２ａｋ－４２，２２ａｋ－４２が領域Ｒ４２に対応し、電磁素子１２ａｋ－４３，２２ａｋ－４３が領域Ｒ４３に対応し、電磁素子１２ａｋ－４４，２２ａｋ－４４が領域Ｒ４４に対応している。

【0086】

このように、複数の電磁素子１２ａｋ，２２ａｋがステージベース１１，２１の主面１１ａ，２１ａに同心円状に配列されつつ２次元的に分割された構成によれば、コントローラ６０は、上下の基板を互いに中央部で接触させ上下の基板の接触端を中央部から外側へ進展させながら加圧時における上下の基板の接触面積を容易に増加でき、加圧箇所における応力分散を容易に実現できる。

【0087】

あるいは、基板貼合装置１ｊにおいて、コントローラ６０は、電磁気力発生部１２，２２を、図２１に示すように、上下で対向する電磁素子１２ａ，２２ａが異極となる領域と同極となる領域が混在するように制御してもよい。図２１は、実施形態の第４の変形例にかかる基板貼合装置１ｊの動作を示す図である。

【0088】

例えば、上下の基板Ｗ２１，Ｗ２２の裏面形状がおわん型に反っておりその高低差が大きい場合、コントローラ６０は、内側の領域Ｒｉｎにおいて上下で対向する電磁素子１２ａ，２２ａが異極となるように制御し、外側の領域Ｒｉｎにおいて上下で対向する電磁素子１２ａ，２２ａが同極となるように制御する。これにより、内側の領域Ｒｉｎで対向する電磁素子１２ａ，２２ａが引き合うのに対して、外側の領域Ｒｏｕｔで対向する電磁素子１２ａ，２２ａが反発し合うので、弾性部材１６ｊ，２６ｊをおわん型の反り形状に追従して大きな高低差で変形させることができる。したがって、上下の基板の裏面形状が高低差の大きい形状である場合に、上下の基板の裏面形状に追従した貼合動作を実現できる。

【0089】

（付記１）
第１の基板を吸着し、第１の電磁気力発生部を有する第１の吸着ステージと、
前記第１の基板に対向して配され、第２の基板を吸着し、前記第１の電磁気力発生部に対向する第２の電磁気力発生部を有する第２の吸着ステージと、
を備えた基板貼合装置。
（付記２）
前記第１の電磁気力発生部は、平面方向に配列された複数の第１の電磁素子を含み、
前記第２の電磁気力発生部は、前記複数の第１の電磁素子に対向し平面方向に配列された複数の第２の電磁素子を含む
付記１に記載の基板貼合装置。
（付記３）
前記第１の吸着ステージは、前記複数の第１の電磁素子の間に配され、前記第１の基板を吸着可能である第１の吸着部をさらに有し、
前記第２の吸着ステージは、前記複数の第２の電磁素子の間に配され、前記第２の基板を吸着可能である第２の吸着部をさらに有する
付記２に記載の基板貼合装置。
（付記４）
前記複数の第１の電磁素子を互いに独立して制御し、前記複数の第２の電磁素子を互いに独立して制御するコントローラをさらに備えた
付記２に記載の基板貼合装置。
（付記５）
前記コントローラは、前記第１の基板及び前記第２の基板を互いに接触させ、前記第１の基板及び前記第２の基板の接触端を平面方向に進展させる
付記４に記載の基板貼合装置。
（付記６）
前記コントローラは、前記第１の基板及び前記第２の基板を互いに中央部で接触させ、前記第１の基板及び前記第２の基板の接触端を中央部から外側へ進展させる
付記５に記載の基板貼合装置。
（付記７）
前記第１の吸着ステージは、前記第１の電磁気力発生部を前記第１の基板側で平面的に覆う第１の弾性部材をさらに有し、
前記第２の吸着ステージは、前記第２の電磁気力発生部を前記第２の基板側で平面的に覆う第２の弾性部材をさらに有する
付記１に記載の基板貼合装置。
（付記８）
前記第１の吸着ステージは、前記複数の第１の電磁素子を前記第１の基板側で平面的に覆う第１の弾性部材をさらに有し、
前記第２の吸着ステージは、前記複数の第２の電磁素子を前記第２の基板側で平面的に覆う第２の弾性部材をさらに有する
付記２に記載の基板貼合装置。
（付記９）
前記第１の基板の面形状に応じて前記複数の第１の電磁素子を互いに独立して制御し、前記第２の基板の面形状に応じて前記複数の第２の電磁素子を互いに独立して制御するコントローラをさらに備えた
付記８に記載の基板貼合装置。
（付記１０）
第１の基板が吸着された第１の吸着ステージで電磁気力を発生させるとともに第２の基板が吸着された第２の吸着ステージで電磁気力を発生させ、前記第１の基板及び前記第２の基板を互いに接触させることと、
前記第１の吸着ステージで発生される電磁気力及び前記第２の吸着ステージで発生される電磁気力を制御し、前記第１の基板及び前記第２の基板の接触端を進展させることと、
を備えた半導体装置の製造方法。
（付記１１）
前記接触させることは、
前記第１の基板及び前記第２の基板を互いに中央部で接触させることを含み、
前記進展させることは、
前記第１の基板及び前記第２の基板の接触端を中央部から外側へ進展させることを含む
付記１０に記載の半導体装置の製造方法。

【0090】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0091】

１ 基板貼合装置、１０，２０，１０ｊ，２０ｊ，１０ｋ，２０ｋ 吸着ステージ、１２，２２，１２ｉ，２２ｉ，１２ｋ，２２ｋ 電磁気力発生部、１２ａ，２２ａ，１２ａｉ，２２ａｉ，１２ａｋ，２２ａｋ 電磁素子、１３，２３ 吸着部、１６ｊ，２６ｊ 弾性部材、６０ コントローラ。

【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】

【図20】

【図21】