CN116982140A - 接合方法、基板接合装置以及基板接合系统 - Google Patents

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Abstract

接合方法包含：基板固持步骤，对基板(W1、W2)只固持周部，且在基板(W1)的接合面与基板(W2)的接合面彼此相对向的状态，固持基板(W1、W2)；第1接触步骤，在使基板(W1)弯曲成(W1)的中央部对基板(W1)的周部朝向基板(W2)突出的状态，使基板(W1)的中央部与基板(W2)的中央部接触；第2接触步骤，在第1接触步骤之后，从基板(W1、W2)的中央部朝向周部逐渐地扩大基板(W1、W2)的接触部分；以及接合步骤，在第2接触步骤之后，在基板(W1、W2)在整个面彼此接触的状态，只将基板(W1)的周部压在基板(W2)的周部，借此，将基板(W1、W2)接合。

Description

接合方法、基板接合装置以及基板接合系统
技术领域
本发明有关于一种接合方法、基板接合装置以及基板接合系统。
背景技术
提议一种装置，其用以将2片基板彼此接合的装置，并具备在接合时安装基板的安装装置(例如参照专利文献1)。在专利文献1所记载的安装装置具有：外侧的环状部分，借真空夹头固持基板的周部；及变形手段，使基板变形成使基板的中央部从安装装置突出。而且，此装置在设定成使2片基板的接合面的中央部彼此接触的状态后，解除真空夹头的对一方的基板的周部的吸附固持。借此，借作用于一方的基板的周部的复原力及重力，接触部分以一方的基板的中心为起点朝向半径方向外侧逐渐地扩大，而至一方的基板的周面。依此方式，将2片基板彼此接合。
[先行技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]国际公开第2013/023708号
发明内容
[发明所欲解决的问题]
可是，在专利文献1所记载的装置的情况，在作用于一方的基板的周部的复原力及重力的大小是不充分时，有一方的基板的周部成为从另一方的基板的周部浮起的状态的情况，在此情况，担心在彼此接合的2片基板的周部发生空隙，或担心强度降低。
本发明鉴于上述的事由，目的在于提供一种接合方法、基板接合装置以及基板接合系统，前述接合方法可抑制在彼此被接合的基板的周围的空隙的发生，而提高基板之间的接合强度。
[解决问题的手段]
为了达成该目的，本发明的接合方法将第1基板与第2基板接合，前述接合方法包含：
基板固持步骤，对前述第1基板与前述第2基板的至少一方只固持周部，且在前述第1基板与前述第2基板的接合面彼此相对向的状态，固持前述第1基板与前述第2基板；
第1接触步骤，在使前述第1基板弯曲成前述第1基板的中央部对前述第1基板的周部朝向前述第2基板突出的状态，使前述第1基板的中央部与前述第2基板的中央部接触；
第2接触步骤，在前述第1接触步骤之后，从前述第1基板及前述第2基板的中央部朝向周部逐渐地扩大前述第1基板与前述第2基板的接触部分；以及
接合步骤，在前述第2接触步骤之后，在前述第1基板与前述第2基板在整个面接触的状态，只将前述第1基板的周部压在前述第2基板的周部，借此，将前述第1基板与前述第2基板接合。
依据其他的观点的本发明的基板接合装置将第1基板与第2基板接合，前述基板接合装置包括：
第1基板固持部，固持前述第1基板的周部，在固持前述第1基板的状态，在与前述第1基板的周部相对向的第1区域的内侧的第2区域形成凹部；
第2基板固持部，在使前述第2基板的接合面与前述第1基板的接合面相对向的状态，固持前述第2基板；
固持部驱动部，向前述第1基板固持部与前述第2基板固持部彼此接近的方向或彼此远离的方向驱动前述第1基板固持部或前述第2基板固持部的至少一方；以及
控制部，借前述第1基板固持部在前述第1基板弯曲成前述第1基板的中央部对前述第1基板的周部朝向前述第2基板突出的状态固持，从前述第1基板的中央部与前述第2基板的中央部彼此接触的状态，从前述第1基板及前述第2基板的中央部朝向周部逐渐地扩大前述第1基板与前述第2基板的接触部分，在使前述第1基板与前述第2基板在整个面接触的状态，将前述固持部驱动部控制成通过将前述第1基板固持部压在前述第2基板固持部，而只将前述第1基板的周部压在前述第2基板的周部。
[发明功效]
若依据本发明，在使第1基板弯曲成第1基板的中央部对第1基板的周部朝向第2基板突出的状态，使第1基板的中央部与第2基板的中央部接触后，从第1基板及第2基板的中央部朝向周部逐渐地扩大第1基板与第2基板的接触部分。而且，在第1基板与第2基板在整个面接触的状态，通过只将第1基板的周部相对地压在第2基板的周部，而将第1基板与第2基板接合。借此，在通过从中央部朝向周部逐渐地扩大第1基板与第2基板的接触部分，而第2基板的周部成为对第1基板的周部浮起的状态的情况，也只将第1基板的周部相对地压在第2基板的周部，借此，可使第1基板的周部与第2基板的周部无间隙地接触。因此，可抑制在第1基板与第2基板彼此接合的状态的在第1基板的周部与第2基板的周部的空隙的发生。
附图说明
图1为本发明的实施形态1的基板接合系统的示意构成图。
图2为实施形态1的活性化处理装置的示意构成图。
图3为实施形态1的基板接合装置的示意正视图。
图4A为表示实施形态的工作台及头附近的示意立体图。
图4B为说明对实施形态的头进行微调整的方法的图。
图5A为实施形态的工作台及头的示意平面图。
图5B为实施形态的工作台及头的示意剖面图。
图6A为表示在接合的2片基板的一方所设置的2个对准记号的图。
图6B为表示在接合的2片基板的另一方所设置的2个对准记号的图。
图7A为表示对准记号的摄影影像的示意图。
图7B为表示对准记号彼此偏移的状态的示意图。
图8为表示实施形态1的亲水化接合方法的流程的流程图。
图9为表示实施形态1的基板接合装置所执行的基板接合步骤的流程的流程图。
图10A为表示在实施形态1的工作台及头固持基板的状态的示意剖面图。
图10B为表示使实施形态1的工作台及头所固持的基板的接合面的中央部彼此接触的状态的示意剖面图。
图11A为在使2片基板的中央部彼此刚接触后的基板的外观相片。
图11B为在比图11A的时间点更后面的时间点的基板的外观相片。
图11C为在比图11B的时间点更后面的时间点的基板的外观相片。
图11D为在比图11C的时间点更后面的时间点的基板的外观相片。
图11E为在比图11D的时间点更后面的时间点的基板的外观相片。
图12A为表示使实施形态1的工作台及头所固持的基板彼此接近的状况的示意剖面图。
图12B为表示使实施形态1的工作台及头所固持的基板的接合面的周部彼此接触的状态的示意剖面图。
图12C为表示使实施形态1的头从工作台脱离的状况的示意剖面图。
图13A为在对2片基板的周部彼此不进行加压的情况的彼此被接合的2片基板的外观相片。
图13B为在对2片基板的周部彼此进行加压的情况的彼此被接合的2片基板的外观相片。
图14为本发明的实施形态2的基板接合系统的示意构成图。
图15为实施形态2的基板接合装置的示意正视图。
图16为实施形态2的粒子束源的示意图。
图17为表示实施形态2的直接接合方法的流程的流程图。
图18为表示实施形态2的基板接合装置所执行的基板接合步骤的流程的流程图。
图19为变形例的基板接合装置的示意正视图。
图20A为表示变形例的工作台及头的示意平面图。
图20B为表示变形例的工作台及头的示意剖面图。
图21A为表示变形例的工作台及头的示意平面图。
图21B为表示变形例的工作台及头的示意剖面图。
图22为表示变形例的工作台及头的示意平面图。
图23为表示变形例的工作台及头的示意平面图。
图24A为表示变形例的工作台及头的示意剖面图。
图24B为表示使变形例的工作台及头所固持的基板的接合面的中央部彼此接触的状态的示意剖面图。
图25A为变形例的工作台及头的示意剖面图。
图25B为表示使变形例的工作台及头所固持的基板的接合面的中央部彼此接触的状态的示意剖面图。
图26为变形例的工作台及头的示意剖面图。
具体实施方式
(实施形态1)
以下，一面参照图，一面说明本发明的实施形态的基板接合系统。本实施形态的基板接合系统对基板W1、W2进行所谓的亲水化接合。基板接合系统在进行活性化处理步骤后，进行水洗净步骤，该活性化处理步骤对基板W1、W2的接合面进行活性化，而该水洗净步骤对基板W1、W2的接合面进行水洗净。在此时，在基板W1、W2的接合面产生OH基。然后，基板接合系统通过使在接合面产生OH基的基板W1、W2的接合面彼此接触，将基板W1、W2彼此接合。
本实施形态的基板接合系统如图1所示，包括导入口811、812、取出口813、第1搬运装置82、活化性处理装置2、洗净装置3、基板接合装置1、载入上锁部83、第2搬运装置84以及控制部9。控制部9控制第1搬运装置82、活化性处理装置2、洗净装置3、基板接合装置1以及载入上锁部83。在第1搬运装置82及洗净装置3，设置HEPA(High Efficiency PrticulateAir)过滤器(未图示)。借此，第1搬运装置82及洗净装置3内成为粒子极少的大气压环境。
第1搬运装置82具备搬运机器人821，其具有臂，该臂在头端部设置固持基板的固持部821a。搬运机器人821沿着导入口811、812及取出口813的排列方向可移动且旋转，借此，可变更臂的头端部的方向。固持部821a具有真空夹头、静电夹头等，吸附并固持在基板的与接合面侧为相反侧。
活化性处理装置2对基板W1、W2的接合面进行活性化处理，其通过进行使用氮气的反应性离子蚀刻与氮基的照射的至少一方，对接合面进行活性化。活化性处理装置2产生感应耦合等离子体(ICP：Inductively Coupled Plasma)的装置，如图2所示，具有工作台210、室212、等离子体室213、在等离子体室213的外侧所卷绕的感应线圈215、以及向感应线圈215供给高频电流的高频电源216。此外，作为活化性处理装置2，例如也可是在室的上部产生等离子体，并通过在离子捕集板所形成的孔，而只使等离子体所含的基向下流动的方式。又，作为等离子体产生源，也可是平行平板型的等离子体产生源，也可是利用微波的等离子体产生源。等离子体室213例如由石英玻璃所形成。又，活性化处理装置2002具有氮气供给部220A与氧气供给部220B。氮气供给部220A具有氮气贮存部221A、供给阀222A以及供给管223A。氧气供给部220B具有氧气贮存部221B、供给阀222B以及供给管223B。在工作台210，载置基板W1、W2。又，在工作台210，设置基板加热部210a，其对基板W1、W2加热。室212与等离子体室213内连通。室212经由排气管201b与排气阀201c，与真空泵201a连接。将排气阀201c设定成开状态，并使真空泵201a动作时，室212内的气体经由排气管201b向室212外被排出，而室212内的气压被降低(降压)。此外，室212内的气压可设定成10－2Pa以下。
作为高频电源216，可采用向感应线圈215供给例如27MHz的高频电流者。而且，在向等离子体室213内导入N2气体的状态，向感应线圈215供给高频电流时，在等离子体室213内形成等离子体PLM。此处，因为借感应线圈215捕捉在等离子体室213内等离子体中所含的离子，所以也可是在等离子体室213与室212之间的部分无捕集板的构成。偏压施加部217为高频电源，其对工作台210所支撑的基板W1、W2施加高频偏压。作为此偏压施加部217，可采用产生例如13.56MHz的高频偏压者。依此方式，借偏压施加部217对基板W1、W2施加高频偏压，借此，在基板W1、W2的接合面的附近产生鞘区域，其具有动能的离子重复地冲撞基板W1、W2。而且，借位于该鞘区域的具有动能的离子蚀刻基板W1、W2的接合面。
洗净装置3一面朝向所搬来的基板喷出洗净液或N2气体一面进行洗净。洗净装置3具有：工作台(未图示)，支撑基板；转动驱动部(未图标)，使工作台在与铅垂方向正交的面内转动；以及洗净喷嘴(未图示)，喷出产生超音波或超音速(megasonic)振动的水、洗净液或N2气体。而且，洗净装置3一面使洗净喷嘴向基板W1、W2的径向摆动，一面从洗净喷嘴向基板的接合面喷施加超音波的水，并使工作台转动，借此，对基板W1、W2的接合面进行洗净。而且，洗净装置3在使洗净喷嘴停止喷出水的状态使工作台转动，借此，对基板W1、W2进行旋转干燥。
载入上锁部83包括：待命室831；与待命室831内连通的排气管832b；真空泵832a，经由排气管832b，排出待命室831内的气体；以及在排气管832b所插入的排气阀832c。将排气阀832c设定成开状态，并使真空泵832a动作时，室831内的气体经由排气管832b向室831外被排出，而室831内的气压被降低(降压)。此外，室831内的气压可设定成10－2Pa以下。又，载入上锁部83包括：闸833a，被配设于在待命室831的第1搬运装置82侧；闸833b，被配设于在待命室831的接合装置1侧；以与闸驱动部834，分别对各个闸833a、833b进行开闭驱动。
基板接合装置1如图3所示，包括：室120、是第1支撑台的工作台401、是第2支撑台的头402、工作台驱动部403、头驱动部404、基板加热部481、482以及位置测量部500。又，基板接合装置1具备距离测量部490，其测量工作台401与头402之间的距离。此外，在以下的说明，权宜地将图3的±Z方向当作上下方向、将XY方向当作水平方向来说明。
室120将配置基板W1、W2的区域S1维持于默认的基准真空度以上的真空度。室120经由排气管121b与排气阀121c。与真空泵121a连接。将排气阀121c设定成开状态，并使真空泵121a动作时，室120内的气体经由排气管121b向室120外被排出。室120内被维持于降压环境。又，改变排气阀121c的开闭量，来调整排气量，借此，可调整室120内的气压(真空度)。又，在室120内的一部分，设置窗部503，其为了位置测量部500测量在基板W1、W2之间的相对位置所使用。此外，室120内的气压可设定于1Pa以上且1000Pa以下的范围内。
工作台驱动部403固持部驱动部，其使工作台401向XY方向移动，或绕Z轴转动。
头驱动部404具有：升降驱动部406，使头402向铅垂上方或铅垂下方(参照图3的箭头AR1)升降；XY方向驱动部405，使头402向XY方向移动；以及转动驱动部407，使头402在绕Z轴的转动方向(参照图3的箭头AR2)转动。由XY方向驱动部405与转动驱动部407构成固持部驱动部，其使头402向与铅垂方向正交的方向(XY方向、绕Z轴的转动方向)移动。又，头驱动部404具有：压电致动器411，用以调整头402的对工作台401的倾斜；第1压力感测器412，用以测量作用于头402的压力。XY方向驱动部405及转动驱动部407通过在X方向、Y方向以及绕Z轴的转动方向，使头402对工作台401相对地移动，可进行工作台401所固持的基板W1与头402所固持的基板W2的对准。
升降驱动部406通过使头402向铅垂方向移动，而使工作台401与头402彼此接近，或使头402远离工作台401。通过升降驱动部406使头402向铅垂下方移动，工作台401所固持的基板W1与头402所固持的基板W2接触。而且，在基板W1、W2彼此接触的状态，升降驱动部406使朝向接近工作台401的方向的驱动力作用于头402时，将基板W2压在基板W1。又，在升降驱动部406，设置第2压力感测器408，其测量升降驱动部406的朝向接近工作台401的方向令作用于头402的驱动力。从第2压力感测器408的测量值，可检测出压力，其在借升降驱动部406将基板W2压在基板W1时作用于基板W1、W2的接合面。第2压力感测器408例如由测力器(load cell)所构成。
压电致动器411、第1压力感测器412分别如图4A所示，各有3个。3个压电致动器411与3个第1压力感测器412被配置于头402与XY方向驱动部405之间。3个压电致动器411被固定于在头402的上面的不是同一直线的3个位置，在平面图大致圆形的头402的上面的周部沿着头402的圆周方向排列成大致等间隔的3个位置。3个第1压力感测器412分别在连接压电致动器411的上端部与XY方向驱动部405的下面。3个压电致动器411分别在上下方向可伸缩。而且，通过3个压电致动器411伸缩，对头402的绕X轴及绕Y轴的倾斜与头402的在上下方向的位置进行微调整。例如，如图4B的虚线所示，在头402对工作台401倾斜的情况，使3个压电致动器411中的一个伸长(参照图4B的箭头AR3)，对头402的姿势进行微调整，借此，可设定成头402的下面与工作台401的上面大致平行的状态。又，3个第1压力感测器412测量在头402的下面的3个位置的加压力。而且，以借3个第1压力感测器412所测量的加压力成为相等的方式驱动3个压电致动器411的各个，借此，可一面将头402的下面与工作台401的上面维持大致平行，一面使基板W1、W2彼此接触。
工作台401与头402在室120内，被配置成在铅垂方向彼此相对向且工作台401位于比头402更铅垂下方。工作台401为第1基板固持部，其以工作台401的上面401a支撑基板W1，头402为第2基板固持部，其以头402的下面402a支撑基板W2。此处，工作台401为其上面401a在与基板W1整体进行面接触的状态支撑基板W1，头402为其下面402a在与基板W2整体进行面接触的状态支撑基板W2。工作台401与头402例如由具有透光性的如玻璃的透光性材料所形成。在工作台401及头402，如图5A及图5B所示，设置：静电夹头441、442，固持基板W1、W2；第1推压机构431，推压基板W1的中央部；以及第2推压机构432，推压基板W2的中央部。静电夹头441、442固持基板W1、W2的周部。又，在工作台401、头402的中央部，设置在平面图圆形的贯穿孔401b、402b。
静电夹头441、442在工作台401、头402支撑基板W1、W2的状态，被设置于在工作台401、头402的与基板W1、W2的周部相对向的第1区域A1。静电夹头441、442分别具有：端子电极，为圆环形，并在工作台401、头402的第1区域A1的内侧的第2区域A2的外侧沿着圆周方向所配设；及多个电极，为直线状，并在基端部与端子电极以电性连接。端子电极及多个电极例如由如ITO的含有透明的导电性材料的透明导电膜所形成。静电夹头441、442在借夹头驱动部(未图标)施加电压的状态，吸附并固持基板W1、W2。
又，工作台401、头402分别在第2区域A2设置凹部401c、402c。凹部401c、402c的深度被设定成在固持基板W1、W2的状态，凹部401c、402c的底与基板W1、W2不接触的程度的深度，被设定成例如1μm以上。
如图5B所示，第1推压机构431被设置于工作台401的中央部，第2推压机构432被设置于头402的中央部。第1推压机构431具有：第1推压部431a，经由工作台401的贯穿孔401b，向头402侧可出没；及第1推压驱动部431b，驱动第1推压部431a。又，第1推压机构431具有止动器431c，其用以限制第1推压部431a移动成预设的没入量以上。第2推压机构432具有：第2推压部432a，为经由头402的贯穿孔402b，向工作台401侧可出没；及第2推压驱动部432b，为驱动第2推压部432a。又，第2推压机构432具有止动器432c，其用以限制第2推压部432a移动成预设的没入量以上。第1推压驱动部431b及第2推压驱动部432b例如具有音圈马达。又，第1推压部431a及第2推压部432a进行压力控制与位置控制的任一种控制，该压力控制将施加于基板W1、W2的压力控制成维持于固定压力，该位置控制将基板W1、W2的接触位置控制成维持于固定位置。例如，对第1推压部431a进行位置控制，对第2推压部432a进行压力控制，借此，在固定位置以固定的压力推压基板W1、W2。
回到图3，距离测量部490例如是激光距离计，在与工作台401及头402不接触的状态测量工作台401与头402之间的距离。距离测量部490在从透明的头402的上方朝向工作台401照射激光时，从在工作台401的上面的反射光与在头402的下面的反射光的差分测量工作台401与头402之间的距离。距离测量部490如图4A所示，测量在工作台401的上面的3处的部位P11、P12、P13、与在头402的下面的在Z方向与部位P11、P12、P13相对向的3处的部位P21、P22、P23之间的距离。
回到图3，位置测量部500测量在与铅垂方向正交的方向(XY方向、绕Z轴之转动方向)的基板W1与基板W2的位置偏差。位置测量部500具有第1摄像部501、第2摄像部502以及反射镜504、505。第1摄像部501与第2摄像部502被配置于在工作台401的与固持基板W1之侧为相反侧。第1摄像部501及第2摄像部502分别具有摄像元件(未图标)与同轴照明系统(未图标)。作为同轴照明系统的光源，使用射出光(例如红外光)的光源，该光通过基板W1、W2及工作台401、在室120所设置的窗部503。
例如，如图6A及图6B所示，在基板W1，设置2个对准记号(第1对准记号)MK1a、MK1b，在基板W2，设置2个对准记号(第2对准记号)MK2a、MK2b。基板接合装置1为一面借位置测量部500识别在两基板W1、W2所设置的各对准记号MK1a、MK1b、MK2a、MK2b的位置，一面执行两基板W1、W2的位置对准动作(对准动作)。更详细地说明，基板接合装置1首先，一面借位置测量部500识别在基板W1、W2所设置的对准记号MK1a、MK1b、MK2a、MK2b，一面执行基板W1、W2的粗略的对准动作(粗略对准动作)，而使2片基板W1、W2相对向。然后，基板接合装置1一面借位置测量部500同时识别在2片基板W1、W2所设置的对准记号MK1a、MK2a、MK1b、MK2b，一面执行更精确的对准动作(精确对准动作)。
此处，如图3的虚线箭头SC1、SC2所示，从第1摄像部501的同轴照明系统的光源所射出的光被反射镜504反射而向上方行进，并通过窗部503及基板W1、W2的一部分或全部。通过基板W1、W2的一部分或全部的光被基板W1、W2的对准记号MK1a、MK2a反射后，向下行进，而通过窗部503，被反射镜504反射后，射入第1摄像部501的摄像元件。又，从第2摄像部502的同轴照明系统的光源所射出的光被反射镜505反射而向上方行进，并通过窗部503及基板W1、W2的一部分或全部。通过基板W1、W2的一部分或全部的光被基板W1、W2的对准记号MK1a、MK2a反射，而向下行进，通过窗部503后，被反射镜505反射后，射入第2摄像部502的摄像元件。依此方式，位置测量部500如图7A及图7B所示，取得摄影影像GAa与摄影影像GAb，该摄影影像GAa包含2片基板W1、W2的对准记号MK1a、MK2a，该摄影影像GAb包含2片基板W1、W2的对准记号MK1b、MK2b。此外，借第1摄像部501的摄影影像GAa的摄影动作与借第2摄像部502的摄影影像GAb的摄影动作大致同时地被执行。
回到图3，基板加热部481、482例如是电热加热器，如图5B所示，分别被设置于工作台401、头402。基板加热部481、482通过向工作台401及头402所固持的基板W1、W2传达热，而对基板W1、W2加热。又，通过调整基板加热部481、482的发热量，可调整基板W1、W2或基板W1、W2的接合面的温度。又，基板加热部481、482与加热部驱动部(未图标)连接，加热部驱动部根据从图1所示的控制部9所输入的控制信号，向基板加热部481、482供给电流，借此，使基板加热部481、482发热。
回到图1，控制部9例如是具有个人电脑的控制系统，并具有CPU(CentralProcessing Unit)与存储器。存储器存储CPU所执行的程序。又，在存储器，存储对后述的相对性的算出的位置偏差量Δx、Δy、Δθ所默认的位置偏差量临限值Δxth、Δyth、Δθth。控制部9将从第1压力感测器412、第2压力感测器408以及距离测量部490所输入的测量信号变换成测量信息而取得。又，控制部9将从第1摄像部501及第2摄像部502所输入的摄影影像信号变换成摄影影像信息而取得。进而，控制部9通过向固持部驱动部、压电致动器411、第1推压驱动部431b、第2推压驱动部432b、加热部驱动部、工作台驱动部403以及头驱动部404的各个输出控制信号，控制这些元件的动作。控制部9如图7B所示，根据从第1摄像部501所取得的摄影影像GAa，算出在基板W1、W2所设置的一组对准记号MK1a、MK2a之间的位置偏差量Δxa、Δya。此外，图7B表示一组对准记号MK1a、MK2a彼此偏移的状态。一样地，控制部9根据从第2摄像部502所取得的摄影影像GAb，算出在基板W1、W2所设置的另一组对准记号MK1b、MK2b之间的位置偏差量Δxb、Δyb。然后，控制部9根据这2组对准记号的位置偏差量Δxa、Δya、Δxb、Δyb与2组记号的几何学上的关系，算出在X方向、Y方向以及绕Z轴的转动方向的2片基板W1、W2的相对性的位置偏差量Δx、Δy、Δθ。然后，控制部9以所算出的位置偏差量Δx、Δy、Δθ减少的方式使头402向X方向及Y方向移动，或绕Z轴转动。借此，减少2片基板W1、W2的相对性的位置偏差量Δx、Δy、Δθ。依此方式，基板接合装置1执行精确对准动作，其修正2片基板W1、W2的在水平方向的位置偏差量Δx、Δy、Δθ。
又，控制部9通过向活化性处理装置2、第2搬运装置84以及第1搬运装置82输出控制信号，控制这些装置的动作。
其次，一面参照图8及图9，一面说明本实施形态的基板接合系统所执行的亲水化接合方法。首先，第1搬运装置82取出在导入口811、812所配置的基板W2，并向活性化处理装置2002搬运(步骤S101)。此处，搬运机器人821从导入口811、812取出基板W1、W2。然后，活化性处理装置2的导入口被打开时，搬运机器人821在固持基板W1、W2的状态，旋转成臂821a的头端部朝向活性化处理装置2侧。在此时，搬运机器人821使从导入口811、812所取出的基板W1、W2在维持于其接合面侧朝向铅垂上方的姿势的状态旋转。然后，搬运机器人821通过使臂821a伸长，而向室212内插入臂821a的头端部。接着，从臂821a的头端部向室212内的工作台210移载基板W1、W2。然后，搬运机器人821对工作台210的基板W1、W2的移载结束时，使臂821a缩短。
然后，使活性化处理装置2的室212内降压后，在基板W1、W2被载置于工作台210的状态基板加热部210a对基板W1、W2加热。接着，在降压环境下进行活性化处理步骤，其对各片基板W1、W2的接合面进行活性化(步骤S102)。又，降压环境例如室212内的气压为1×10－ 2Pa以下的状态。又，活化性处理装置2通过打开例如图2所示的供给阀222A，而从氮气贮存部221A经由供给管223A向室212内导入N2气体。接着，活化性处理装置2在停止供给从高频电源216往感应线圈215的高频电流的状态，借偏压施加部217对在工作台210所载置的基板W1、W2施加高频偏压。借此，对基板W1的接合面，进行使用N2气体的反应性离子蚀刻(RIE)。接着，活化性处理装置2开始供给从高频电源216往感应线圈215的高频电流，并借N2气体产生等离子体。在此时，活化性处理装置2停止借偏压施加部217的对基板W1的高频偏压的施加。依此方式，将N2基照射于基板W1的接合面。
另一方面，活化性处理装置2在对基板W2，即，Si或氮化物基板的接合面进行活性化处理的情况，首先，通过打开供给阀222B，从氧气贮存部221B经由供给管223B向室212内导入O2气体。接着，活化性处理装置2002在停止供给从高频电源216往感应线圈215的高频电流的状态，借偏压施加部217对在工作台210所载置的基板W2施加高频偏压。借此，对基板W2的接合面，进行使用O2气体的反应性离子蚀刻(RIE)。接着，活化性处理装置2关闭供给阀622B，而停止供给从氧气贮存部621B往室612内的O2气体，借此，排出室612内的O2气体。然后，活化性处理装置2通过打开供给阀222A，从氮气贮存部221A经由供给管223A向室212内导入N2气体。然后，活化性处理装置2开始供给从高频电源216往感应线圈215的高频电流，而借N2气体产生等离子体。在此时，活化性处理装置2002停止借偏压施加部217的对基板W2的高频偏压的施加。依此方式，将N2基照射于基板W2的接合面。此外，也可与活性化处理步骤同时，或在活性化处理步骤之前，同时进行对盖(未图示)加热的盖加热步骤，该盖以包含进行活性化处理的基板W1、W2的周围的活性化处理区域的形式被配置于室212内。
然后，搬运机器人821向洗净装置3搬运基板W1、W2(步骤S103)。此处，活化性处理装置2的导入口被打开时，搬运机器人821取出基板W1、W2，其被载置于活化性处理装置2的室212内的工作台210。然后，洗净装置3打开基板W1、W2的搬出入口时，搬运机器人821在固持基板W1、W2的状态，旋转成臂821a的头端部朝向洗净装置3侧。接着，搬运机器人821使臂821a伸长，而将臂821a的头端部插入洗净装置3内。然后，将基板W1、W2从搬运机器人821的臂821a的头端部向洗净装置3的工作台移载。
接着，洗净装置3执行水洗净步骤，其对基板W1、W2进行水洗净(步骤S104)。然后，第1搬运装置82从洗净装置3向载入上锁部83搬运水洗净步骤已结束的基板W1、W2(步骤S105)。此处，第1搬运装置82的搬运机器人821在洗净装置3的基板W1、W2的搬出入口被打开的状态，使臂821a伸长，将臂821a的头端部插入洗净装置3内，再从洗净装置3内的工作台接受基板W1、W2。然后，搬运机器人821通过使臂821a缩短，从洗净装置3取出基板W1、W2。接着，载入上锁部83的闸驱动部834打开待命室831的第1搬运装置82侧的闸833a时，搬运机器人821在固持基板W1、W2的状态，旋转成臂821a的头端部朝向载入上锁部83侧。然后，搬运机器人821通过使臂821a伸长，将臂821a的头端部插入待命室831内。接着，将基板W1、W2从臂821a的头端部向待命室831内移载。然后，搬运机器人821向基板固持机构836的匣8361的基板W1、W2的移载结束时，使臂821a缩短。接着，闸驱动部834关闭待命室831的闸833a。接着，载入上锁部83将待命室831内设定成降压环境。此处，降压环境例如是待命室831内的气压为10－2Pa以下的状态。然后，第2搬运装置84向接合装置1搬运在待命室831内所配置的基板W1、W2(步骤S106)。接着，进行将基板W1、W2彼此接合的基板接合步骤(步骤S107)。此基板接合步骤的细节后述。
然后，第2搬运装置84从接合装置1向载入上锁部83搬运彼此接合的基板W1、W2(步骤S108)。接着，第1搬运装置84从载入上锁部83向取出口813搬运彼此接合的基板W1、W2(步骤S109)。此处，首先，载入上锁部83将待命室831内向大气开放。然后，载入上锁部83的闸驱动部834打开在待命室831的第1搬运装置82侧的闸833a，同时搬运机器人821在使臂821a的头端部朝向载入上锁部83侧的状态使臂821a伸长，而将臂821a的头端部插入待命室831内。然后，在待命室831内将彼此接合的基板W1、W2向搬运机器人821的臂821a的头端部移载。接着，搬运机器人821通过使臂821a缩短，从待命室831取出彼此接合的基板W1、W2后，载入上锁部83的闸驱动部834开闭闸833a。然后，搬运机器人821旋转成臂821a的头端部朝向取出口813侧。接着，搬运机器人821在固持彼此接合的基板W1、W2的状态，使臂821a伸长，将臂821a的头端部插入取出口813内，而将彼此接合的基板W1、W2配置于取出口813内。然后，彼此接合的基板W1、W2在从取出口813被取出后，通过在例如温度200℃的环境曝露2小时，进行热处理。
其次，一面参照图9至图11，一面说明基板接合装置1所执行的上述的基板接合步骤。此外，在图9，基板接合装置1借距离测量部490，在工作台401及头402未固持基板W1、W2的状态，完成工作台401的上面与头402的下面之间的距离的测量，并将其结果存储于CPU单元或输出入控制单元的存储器。进而，当作在CPU单元或输出入控制单元的存储器已存储基板W1、W2的厚度的测量结果。
首先，基板接合装置1执行基板固持步骤，其使工作台401只固持基板W1的周部，而且使头402在基板W1、W2的接合面彼此相对向的状态只固持基板W2的周部(步骤S1)。此处，控制部9例如在基板W1被载置于工作台401的状态，驱动在工作台401的第1区域A1所配设的静电夹头441，而使工作台401只固持基板W1的周部。又，控制部9在借例如搬运机器人(未图示)等使头402与在头402的铅垂下方所配置的基板W2的和接合面侧为相反侧接触的状态，驱动在头402的第1区域A1所配设的静电夹头442，使头402只固持基板W2的周部。
接着，基板接合装置1根据在工作台401及头402未固持基板W1、W2的状态的工作台401的上面与头402的下面之间的距离与基板W1、W2的厚度，算出基板W1的接合面与基板W2的接合面之间的距离。然后，基板接合装置1根据所算出的距离，使头402向铅垂下方移动，而使基板W1、W2彼此接近(步骤S2)。
接着，基板接合装置1如图10A所示，在基板W1、W2彼此分开的状态，算出基板W1的对基板W2的位置偏差量(步骤S3)。在此，控制部9首先，从位置测量部500的第1摄像部501及第2摄像部502，取得在非接触状态的2片基板W1、W2的摄影影像GAa、GAb(参照图7A)。然后，控制部9根据2个摄影影像GAa、GAb，分别算出2片基板W1、W2的在X方向、Y方向以及绕Z轴的转动方向的位置偏差量Δx、Δy、Δθ。具体而言，控制部9根据同时读取例如在Z方向分开的对准记号MK1a、MK2a的摄影影像GAa，使用向量相关法，算出位置偏差量Δxa、Δya(参照图7B)。一样地，根据同时读取在Z方向分开的对准记号MK1b、MK2b的摄影影像GAb，使用向量相关法，算出位置偏差量Δxb、Δyb。然后，控制部9根据位置偏差量Δxa、Δya、Δxb、Δyb，算出2片基板W1、W2的在水平方向的位置偏差量Δx、Δy、Δθ。
回到图9，接着，基板接合装置1以修正所算出的位置偏差量Δx、Δy、Δθ的方式使基板W2对基板W1相对地移动，借此，执行位置对准(步骤S4)。在此，基板接合装置1在固定工作台401的状态，为了消除位置偏差量Δx、Δy、Δθ，使头402在X方向、Y方向以及绕Z轴的转动方向移动。
然后，基板接合装置1通过使头402接近工作台401，将头402配置于基板W1、W2之间的间隙成为最佳的间隙的位置，该最佳的间隙在使基板W1、W2弯曲的状态最适合使中央部W1c、W2c彼此接触的间隙。接着，基板接合装置1在基板W1、W2彼此分开的状态，使基板W1、W2弯曲(步骤S5)。基板接合装置1例如如图10B所示，使基板W1弯曲成中央部W1c对基板W1的周部W1s朝向基板W2突出。在此时，基板接合装置1通过从固持部驱动部向静电夹头441施加电压，在使静电夹头441固持基板W1的状态，借第1推压部431a朝向基板W2推压基板W1的中央部。借此，基板W1弯曲成其中央部W1c朝向基板W2突出。又，基板接合装置1使基板W2弯曲成中央部W2c对基板W2的周部W2s朝向基板W1突出。在此时，基板接合装置1通过从固持部驱动部向静电夹头442施加电压，在使静电夹头442固持基板W2的状态，借第2推压部432a朝向基板W1推压基板W2的中央部W2c。借此，基板W2弯曲成其中央部W2c朝向基板W1突出。
回到图9，接着，基板接合装置1执行第1接触步骤，其使基板W1的中央部W1c与基板W2的中央部W2c接触(步骤S6)。在此时，基板W1、W2如图10B所示，基板W1、W2的中央部W1c、W2c彼此接触。接着，基板接合装置1借升降驱动部406使头402向下方向移动，借此，如图9所示，执行第2接触步骤，其从基板W1、W2的中央部W1c、W2c朝向周部W1s、W2s逐渐地扩大基板W1、W2的接触部分(步骤S7)。此处，在使基板W1、W2的中央部W1c、W2c相向，同时将基板W1、W2的周部W1s、W2s之间的距离维持于固定距离的状态，借在基板W1、W2之间所产生的分子间力(凡得瓦力(Van der Waals force))，基板W1、W2的接触部分从基板W1、W2的中央部W1c、W2c朝向周部W1s、W2s逐渐地扩大。此处，基板接合装置1在使基板W1、W2分开约50μm的状态，借第1推压部431a、第2推压部432a对基板W1、W2的中央部W1c、W2c进行点加压。然后，该点加压成为起动，不必从外部对基板W1、W2向基板W1、W2彼此接近的方向进行加压，而自然地所谓的接合波(bonding wave)向基板W1、W2的周部逐渐地扩大。此接合波借位于基板W1、W2的接合面的水或OH基的接合力，从外部对基板W1、W2向基板W1、W2彼此接近的方向不进行加压，也向基板W1、W2的周部逐渐地扩大。例如如从图11A至图11E所示，基板W1、W2的接触部分从基板W1、W2的中央部W1c、W2c朝向周部W1s、W2s逐渐地扩大。此处，图11A表示使基板W1、W2的中央部W1c、W2c彼此刚接触后的状态，按照从图11B至图11E的顺序，使基板W1、W2的中央部W1c、W2c彼此接触后的放置时间变长。然后，基板接合装置1如图12A的箭头AR12所示，使第1推压部431a向没入工作台401的方向移动且使第2推压部432a向没入头402的方向移动。同时，基板接合装置1如箭头AR13所示，使头402向接近工作台401的方向移动。此处，第1推压驱动部431b为一面以将第1推压部431a的头端部维持于默认的位置的方式进行位置控制，一面伴随头402的下降而埋没，第2推压驱动部432b通过以作用于第2推压部432a的压力成为固定压力的方式进行加压控制，将基板W1、W2的接触部分维持于基板W1、W2的在相对向方向的中央的位置。借此，在基板W1、W2已被接合时可抑制在基板W1、W2发生翘曲。然后，基板接合装置1在使基板W1、W2的中央部W1c、W2c彼此相向的状态，缩短基板W1、W2的周部W1s、W2s之间的距离。于是，如图12A的箭头AR11所示，基板W1、W2的接触部分从基板W1、W2的中央部W1c、W2c朝向周部W1s、W2s逐渐地更扩大。
此处，基板接合装置1将工作台401、头402驱动成角度θ1成为预设的基准角度以下，该角度θ1在基板W1、W2的接触部分AC的周缘的基板W1的接合面与基板W2的接合面的夹角。此外，基准角度被设定成例如45度，是15度以下较佳。借此，缓和在基板W1、W2彼此接触时在基板W1、W2的接触部分AC的周缘部分所产生的变形。此外，在此时，基板W1与基板W2成为所谓的暂时接合状态，其在可彼此脱离的状态被接合。又，基准角度θ1根据接合力与剥离力所设定，该接合力在基板W1、W2彼此暂时接合的状态的基板W1、W2彼此的接合力，该剥离力在从工作台401、头402剥离基板W1、W2时所需的剥离力。此外，上述的接合力、吸附力以及剥离力在进行基板W1、W2彼此的接合处理之前预先测量。
回到图9，然后，基板接合装置1在基板W1的接合面与基板W2的接合面接触的状态，测量基板W2的对基板W1的位置偏差量(步骤S8)。在此时，基板接合装置1通过基板W1、W2彼此的暂时接合进展，在基板W2的对基板W1的移动受到限制的状态，测量基板W1、W2的位置偏差量。接着，基板接合装置1判定是否所算出的位置偏差量Δx、Δy、Δθ全部是默认的位置偏差量临限值Δxth、Δyth、Δθth以下(步骤S9)。
此处，当作基板接合装置1判定所算出的位置偏差量Δx、Δy、Δθ的其中一个比默认的位置偏差量临限值Δxth、Δyth、Δθth更大(步骤S9：No)。在此情况，基板接合装置1使基板W2从基板W1脱离(步骤S10)。在此时，基板接合装置1使头402上升，一面扩大基板W1、W2之间的距离，一面使第1推压部431a向没入工作台401的方向移动，同时使第2推压部432a向没入头402的方向移动。此处，基板接合装置1以从基板W1剥离基板W2时的对基板W2的拉伸压力成为固定压力的方式控制头402的上升。借此，基板W2从基板W1脱离，而基板W1、W2的接触状态被解除。
接着，基板接合装置1算出基板W1、W2的修正移动量，其用以使所算出的位置偏差量Δx、Δy、Δθ全部成为位置偏差量临限值Δxth、Δyth、Δθth以下(步骤S11)。此处，控制部9算出移动仅移动量的修正移动量，该移动量相当于在使基板W2与基板W1接触的状态的基板W1与基板W2的位置偏差量Δx、Δy、Δθ、和在基板W2与基板W1未接触的状态的基板W1与基板W2的位置偏差量的差分。通过对准成只偏移该修正移动量，在基板W1、W2彼此再度接触时，若发生一样的基板W1、W2的接触所造成的位置偏差，基板W1、W2的位置偏差就不存在。
然后，基板接合装置1为了在2片基板W1、W2未接触的状态修正基板W1、W2的相对的位置偏差量Δx、Δy、Δθ，执行位置对准(步骤S12)。在此，基板接合装置1在工作台401被固定的状态，使头402在X方向、Y方向以及绕Z轴的转动方向移动仅在步骤S11所算出的修正移动量。依此方式，基板接合装置1在基板W1、W2彼此分开的状态，将基板W2的对基板W1的相对位置调整成位置偏差量Δx、Δy、Δθ变小。然后，基板接合装置1再执行步骤S5的处理。
另一方面，当作基板接合装置1判定所算出的位置偏差量Δx、Δy、Δθ全部是默认的位置偏差量临限值Δxth、Δyth、Δθth以下(步骤S9：Yes)。在此情况，基板接合装置1从基板W1、W2的中央部W1c、W2c朝向周部W1s、W2s逐渐地更扩大基板W1、W2的接触部分，而使基板W1、W2在整个面彼此接触(步骤S13)。此处，基板接合装置1使第1推压部431a向没入工作台401的方向移动且使第2推压部432a向没入头402的方向移动，同时，使头402向接近工作台401的方向移动，借此，缩短基板W1、W2的周部彼此的距离。依此方式，基板接合装置1使基板W1的周部与基板W2的周部接触，而使基板W1、W2的接合面在整个面彼此接触。
然后，基板接合装置1如图12B所示，执行接合步骤，其在基板W1、W2在整个面接触的状态，通过只将基板W1的周部W1s压在基板W2的周部W2s，对基板W1、W2的周部W1s、W2s彼此进行加压，借此，将基板W1、W2彼此接合(步骤S14)。接着，基板接合装置1如图9所示，通过使头402的静电夹头442停止，解除对基板W2的固持(步骤S15)。然后，基板接合装置1如图12C的箭头AR14所示，通过使头402上升，而使头402从基板W2脱离。
而，在使用图9至图12所说明的基板接合步骤的步骤S14，当作在基板W1、W2在整个面接触的状态，对基板W1、W2的周部W1s、W2s彼此不进行加压。在此情况，上述的接合波未进行至基板W1、W2的周缘，尤其在基板W1、W2的周部发生浮起。在以往的将基板W1、W2彼此接合的方法，一般是解除对基板W1、W2的周部的固持，而使基板W1、W2的其中一方的周部W1s、W2s向另一方的周部W1s、W2s自然落下，借此，将基板W1、W2的周部W1s、W2s彼此接合。在此情况，为了基板W1、W2的热处理而将基板W1、W2从室120向室120外的大气中放出时，大气中所含的水分侵入基板W1、W2的周部，在热处理时因那些水分而发生微空隙。例如如图13A所示，在彼此接合的基板W1、W2的周部发生空隙。相对地，在本实施形态的基板接合步骤，在基板W1、W2在整个面接触的状态，通过只将基板W1的周部W1s压在基板W2的周部W2s，对基板W1、W2的周部W1s、W2s彼此进行加压，借此，例如如图13B所示，可抑制在基板W1、W2的周部发生空隙。依此方式，通过抑制在基板W1、W2的周部的空隙的发生，例如在将基板W1、W2接合的步骤之后的步骤，利用CMP(Chemical Mechnical Polishing)技术来研磨基板W1、W2时，可抑制基板W1、W2的剥离，随着可抑制例如由基板W1、W2的剥离所引起的过度切削等。
如以上的说明所示，若依据本实施形态的接合方法，在使基板W1弯曲成基板W1的中央部W1c对基板W1的周部朝向基板W2突出的状态，使基板W1的中央部W1c与基板W2的中央部W2c接触后，从基板W1、W2的中央部W1c、W2c朝向周部W1s、W2s逐渐地扩大基板W1、W2的接触部分。然后，在基板W1、W2在整个面接触的状态，通过只将基板W1的周部W1s相对地压在基板W2的周部W2s，而将基板W1、W2彼此接合。因此，在因从中央部W1c、W2c朝向周部W1s、W2s逐渐地扩大基板W1、W2的接触部分，而基板W2的周部W2s成为对基板W1的周部W1s浮起的状态的情况，也可使基板W1、W2的周部W1s、W2s无间隙地接触。因此，可抑制在基板W1、W2彼此接合的状态的在基板W1、W2的周部W1s、W2s的空隙的发生。
而，当作在工作台401、头402的固持基板W1、W2的面是平坦。在此情况，在接合处理在使基板W1、W2彼此接触的状态将基板W1相对地压在基板W2的情况，发生在基板W1、W2所产生的变形。于是，例如在各片基板W1、W2制入成为半导体组件的基本的组件部分的情况，担心对基板W1的组件部分的基板W2的组件部分的位置偏移。相对地，本实施形态的工作台401、头402分别在第2区域A2设置凹部401c、402c。借此，在接合处理，在使基板W1、W2彼此接触的状态将基板W1相对地压在基板W2的情况，借在工作台401、头402的第2区域A2所设置的凹部401c、402c，缓和在基板W1、W2所产生的变形。因此，能以高的位置精度将基板W1的组件部分与基板W2的组件部分接合。
又，在工作台、头的基板W1、W2的载置面是平坦的情况，在使基板W1、W2彼此接触时，不限定为基板W1、W2的整个面同时接触，接合从先接触处进行，而在先接触的部分之间发生变形。又，在此情况，在使基板W1、W2彼此接触的状态进行加压时，发生加压斑。这也成为在基板W1、W2发生变形的原因。在此情况，发生例如约0.5μm的变形。相对地，本实施形态的基板接合步骤所示，在基板W1、W2的中央部W1c、W2c进行点接触，从外部对基板W1、W2向彼此接近的方向不进行加压，而向基板W1、W2的周部W1s、W2s自然地扩大基板W1、W2的彼此的接触部分，借此，可将基板W1、W2彼此无变形地接合。实际上，变形量可减少至0.1μm以下。
又，使基板W1、W2的中央部W1c、W2c彼此接触时，如上述所示，基板W1、W2的接触部分借在基板W1、W2之间所产生的分子间力((凡得瓦力)，从基板W1、W2的中央部W1c、W2c朝向周部W1s、W2s逐渐地扩大。而，以往提供一种技术，其在基板W1、W2的接触部分扩大至基板W1、W2的周部W1s、W2s的附近的状态，解除基板W1、W2的固持，使基板W2的周部落下至基板W1的周部，借此，使基板W1、W2在整个面接触并接合。可是，在此情况，例如为了对基板W1、W2进行热处理而向室120外的大气中放出时，大气中所含的水分侵入基板W1、W2的周部W1s、W2s，担心在热处理时发生由该水分所引起的微空隙。相对地，在本实施形态的接合方法，在使基板W1、W2在整个面接触后，对基板W1、W2的周部进行加压。借此，在基板W1、W2的周部浮起而基板W1、W2曝露于大气中的情况，水分不会侵入基板W1、W2的周部W1s、W2s，而可抑制空隙的发生。
又，在本实施形态的工作台401、头403，设置凹部401c、402c。借此，成为在基板W1、W2的中央部对基板W1、W2彼此进行加压时也压力不作用的构造。借此，使基板W1、W2的中央部W1c、W2c彼此接触时，因为上述的接合波自然地扩大，所以在基板W1、W2不会发生变形。此外，在使基板W1、W2在整个面接触后，因为将基板W1、W2的周部W1s、W2s之间向彼此接近的方向进行加压，所以在基板W1、W2的周部发生变形，但是，因为在基板W1、W2的周部未形成成为半导体元件的基本的部分多，所以认为不会发生大的问题。
又，在本实施形态的基板接合步骤，进行从步骤S7至步骤S12的一连串的处理。借此，可提高将基板W1、W2彼此接合时的相对性的位置精度。
(实施形态2)
本实施形态的基板接合系统在对2片基板的接合面进行活性化后，不进行亲水化处理地将2片基板彼此接合上，与实施形态1相异。基板接合系统将2片基板彼此，在预设的基准真空度以上的真空度的室内，使对彼此接合的接合面实施活性化处理的2片基板彼此接触，并将2片基板接合。此处，在活性化处理，通过特定的能量粒子碰撞基板的接合面，对基板的接合面进行活性化。
本实施形态的基板接合系统如图14所示，包括导入口811、812、取出口813、第1搬运装置82、洗净装置3、基板接合装置2001、载入上锁部83、第2搬运装置84以及控制部2009。控制部2009控制第1搬运装置82、洗净装置3、基板接合装置2001以及载入上锁部83。此外，对与实施形态1一样的构成，使用与图1相同的符号来说明。
基板接合装置2001如图15所示，在具备粒子束源161、162上，与实施形态1的基板接合装置2001相异。此外，在图15，对与实施形态1一样的构成，附加与图3相同的符号。又，基板接合装置2001的室120内的真空度例如被设定成比10－5Pa更高的真空度。
粒子束源161、162分别例如是高速原子束(FAB：Fast Atom Beam)源，例如如图16所示，具有：放电室1601；在放电室1601内所配置的电极1602；束源驱动部1603；以及气体供给部1604，向放电室1601内供给氩气。在放电室1601的周壁，设置FAB放射口1601a，其放出中性原子。放电室1601由碳材料所形成。此处，放电室1601为长条箱形，并沿着其长边方向在一直线并设多个FAB放射口1601a。束源驱动部1603具有：等离子体产生部(未图示)，在放电室1601内产生氩气的等离子体；及直流电源(未图示)，对电极1602与放电室1601的周壁之间施加直流电压。束源驱动部1603在放电室1601内产生氩气的等离子体的状态，对放电室1601的周壁与电极1602之间施加直流电压。在此时，等离子体中的氩离子向放电室1601的周壁被拉近。在此时，往FAB放射口1601a的氩离子在穿过FAB放射口1601a时，从FAB放射口1601a的外周部的放电室1601的周壁接受电子，该电室1601由碳材料所形成。然后，该氩离子成为在电性被中性化的氩原子，并向放电室1601外被放出。接着，如箭头AR21所示，氩原子的粒子束被照射于基板W1、W2的接合面。
其次，一面参照图17，一面说明使用本实施形态的基板接合系统的在比较高的真空度，对基板W1、W2彼此，不经由OH基等，将构成基板W1、W2的分子彼此直接接合的所谓的直接接合方法。首先，第1搬运装置82取出在导入口811、812所配置的基板W2，并向洗净装置3搬运(步骤S201)。接着，洗净装置3执行水洗净步骤，其对基板W1、W2进行水洗净(步骤S202)。此步骤S202的处理与在实施形态1所说明的步骤S104的处理一样。洗净装置3水洗净处理结束时，打开基板W1、W2的搬出入口。
接着，第1搬运装置82从洗净装置3向载入上锁部83搬运水洗净步骤结束的基板W1、W2(步骤S203)。此处，第1搬运装置82的搬运机器人821在洗净装置3的基板W1、W2的搬出入口被打开的状态，使臂821a伸长，而将臂821a的头端部插入洗净装置3内，再从洗净装置3内的工作台接受基板W1、W2。然后，搬运机器人821通过使臂821a缩短，从洗净装置3取出基板W1、W2。接着，载入上锁部83的闸驱动部834打开待命室831的第1搬运装置82侧的闸833a时，搬运机器人821在固持基板W1、W2的状态，旋转成臂821a的头端部朝向载入上锁部83侧。然后，搬运机器人821通过使臂821a伸长，将臂821a的头端部插入待命室831内。接着，将基板W1、W2从臂821a的头端部向待命室831内移载。然后，搬运机器人821向待命室831内的基板W1、W2的移载结束时，使臂821a缩短。接着，闸驱动部834关闭待命室831的闸833a。
然后，第2搬运装置84从载入上锁部83向基板接合装置2001搬运在待命室831内所配置的基板W1、W2(步骤S204)。接着，在降压环境下，进行活性化处理步骤，其对2片基板W1、W2各自的接合面进行活性化(步骤S205)。此处，如图16的箭头AR21所示，接合装置1通过向基板W1、W2的接合面照射从粒子束源161、162所放射的粒子束，对基板W1、W2的接合面进行活性化处理。
回到图17，然后，进行基板接合步骤，其将基板W1、W2彼此接合(步骤S206)。此处，一面参照图18一面说明基板接合步骤的细节。首先，基板接合装置2001执行从步骤S21至步骤S25的一连串的步骤。该从步骤S21至步骤S25的一连串的步骤与在实施形态1使用图9所说明的从步骤S1至步骤S5的一连串的步骤一样。接着，基板接合装置2001执行第1接触步骤，其使基板W1的中央部W1c与基板W2的中央部W2c接触(步骤S26)。此处，基板接合装置2001在步骤S5，在使基板W1、W2彼此接近成基板W1、W2之间的间隙成为约10μm的状态，使基板W1、W2弯曲，而使基板W1、W2彼此接触。
此处，在本实施形态，借粒子束对附着于基板W1、W2的接合面的杂质进行蚀刻，借此，基板W1、W2的材料本身的分子的键结被解除所造成的成为键的悬键(dangling bond)在基板W1、W2的接合面露出。因此，在图18的步骤S6的第1接触步骤、步骤S7的第2接触步骤，借作用于在各片基板W1、W2的接合面出现的悬键彼此之间的凡得瓦力或离子键结力，从外部对基板W1、W2向基板W1、W2彼此接近的方向不进行加压，也接合波朝向基板W1、W2的周部逐渐地扩大。
接着，基板接合装置2001执行从步骤S27至步骤S30的一连串的步骤。此处，步骤S27与在实施形态1使用图9所说明的步骤S7的步骤一样，而从步骤S28至步骤S30的一连串的步骤与在实施形态1使用图9所说明的从步骤S13至步骤S15的一连串的步骤一样。
回到图17，然后，第2搬运装置84从基板接合装置1向载入上锁部83搬运彼此接合的基板W1、W2(步骤S207)。接着，第2搬运装置84从载入上锁部83向取出口813搬运彼此接合的基板W1、W2(步骤S208)。在该步骤S207、S208的处理与在实施形态1所说明的步骤S108、S109的处理一样。
如以上的说明所示，若依据本实施形态的接合方法，在基板接合步骤，与实施形态1一样，在使基板W1弯曲成基板W1的中央部W1c对基板W1的周部朝向基板W2突出的状态，使基板W1的中央部W1c与基板W2的中央部W2c接触后，从基板W1、W2的中央部W1c、W2c朝向周部W1s、W2s逐渐地扩大基板W1、W2的接触部分。然后，在使基板W1、W2在整个面接触的状态，通过只将基板W1的周部W1s相对地压在基板W2的周部W2s，而将基板W1、W2彼此接合。借此，在通过从中央部W1c、W2c朝向周部W1s、W2s逐渐地扩大基板W1、W2的接触部分，而基板W2的周部W2s成为对基板W1的周部W1s浮起的状态的情况，也可使基板W1、W2的周部W1s、W2s无间隙地接触。因此，抑制在基板W1、W2的周部W1s、W2s发生间隙所造成的空隙的发生或基板W1、W2彼此的接合强度的降低。
而，在基板W1、W2的周部W1s、W2s发生间隙的情况，基板W1、W2彼此的接合强度降低，或在基板W1、W2的周部W1s、W2s发生空隙。相对地，在本实施形态的基板接合步骤，与实施形态1一样，通过在基板W1、W2的周部W1s、W2s接触的状态对基板W1、W2的周部W1s、W2s进行加压，使基板W1、W2的周部彼此密接，而消除所谓的浮起，因此，具有基板W1、W2彼此的接合强度变强的优点。
又，在本实施形态的直接接合方法，如上述所示，在10－5Pa以下的分子少的超高真空环境下，借原子束、离子束等的粒子束或等离子体曝露等进行活性化处理步骤后，在悬键位于基板W1、W2的接合面的状态，使基板W1、W2的接合面彼此接触，并将基板W1、W2彼此接合。相对地，在本实施形态，在基板接合装置2001，在活性化处理步骤之后，马上在相同的室120内进行接合步骤。因此，因为可抑制在基板W1、W2的接合面所出现的悬键吸附其他的分子，所以可将基板W1、W2彼此坚固地接合。
以上，说明了本发明的实施形态，但是，本发明不限定为上述的实施形态的构成。例如，如图19所示，也可基板接合装置3001未具备室，而在大气压下，使对彼此接合的接合面实施亲水化处理的2片基板W1、W2彼此接触并进行加压，借此，将2片基板W1、W2接合。此外，在图19，对与实施形态1一样的构成，附加与图3相同的符号。
工作台3401、3402被配置成在铅垂方向彼此相对向。工作台3401及头3402例如由具有透光性的如玻璃的透光性材料所形成。又，在工作台3401、头3402，如图20A及图20B所示，在第1区域A1配设吸附孔3441a、3442a、3451a、3452a，并在第2区域A2配设凹部3401c、3402c与长条的肋3401d、3402d。吸附孔3441a、3451a分别可取得吸附、固持基板W2的状态与不吸附、固持的状态。又，吸附孔3442a、3452a也分别可取得吸附、固持基板W2的状态与不吸附、固持的状态。吸附孔3441a、3451a、3442a、3452a例如经由各自的排气管(未图示)与真空泵(未图示)连接。又，在工作台3401及头3402，设置：第1推压机构431，推压基板W1的中央部；及第2推压机构432，推压基板W2的中央部。
又，本实施形态的基板接合装置包括：开闭阀(未图示)，被插入与吸附孔3441a、3451a、3442a、3452a连接的各排气管，并个别地开闭；及固持部驱动部(未图标)，通过改变开闭阀的开闭状态，切换成基板W1、W2的固持状态与不固持状态。固持部驱动部根据从控制部2700所输入的控制信号，改变各开闭阀的开闭状态。
回到图19，控制部3009具有与在实施形态1所说明的控制部9一样的构成。控制部3009与控制部9一样，将从第1压力感测器412、第2压力感测器408以及距离测量部490所输入的测量信号变换成测量信息而取得。又，控制部3009将从第1摄像部501及第2摄像部502所输入的摄影影像信号变换成摄影影像信息而取得。进而，控制部3009通过将辅助存储部所存储的程序读入主存储部并执行，而向固持部驱动部、压电致动器411、第1推压驱动部431b、第2推压驱动部432b、加热部驱动部、工作台驱动部403以及头驱动部404的各个输出控制信号。
其次，说明本实施形态的基板接合装置所执行的接合方法。本实施形态的基板接合步骤因为与在实施形态1使用图9所说明的接合方法一样，所以一面参照图9一面说明。又，在本变形例的接合方法，也可在比在上述的步骤S6的第1接触步骤之前，如在实施形态的说明所示进行亲水化步骤，其对基板W1、W2的接合面进行亲水化。在本变形例的接合方法，首先，执行图9所示的从步骤S1至步骤S9的一连串的步骤。此处，基板接合装置3001在图9的步骤S5，在使基板W1、W2彼此接近成基板W1、W2之间的间隙成为约100μm的状态，使基板W1、W2弯曲。然后，在步骤S9，当作基板接合装置3001判定所算出的位置偏差量Δx、Δy、Δθ全部是默认的位置偏差量临限值Δxth、Δyth、Δθth以下(步骤S9：Yes)。在此情况，基板接合装置3001从基板W1、W2的中央部W1c、W2c朝向周部W1s、W2s逐渐地更扩大基板W1、W2的接触部分，而使基板W1、W2在整个面彼此接触(步骤S13)。然后，基板接合装置1执行接合步骤，其在基板W1、W2在整个面接触的状态，通过只将基板W1的周部W1s压在基板W2的周部W2s，对基板W1、W2的周部W1s、W2s彼此进行加压，借此，将基板W1、W2彼此接合(步骤S14)。接着，基板接合装置3001使借头3402的吸附孔3442a、3452a的吸附、固持停止，借此，解除对基板W2的固持(步骤S15)。然后，基板接合装置3001通过使头3402上升，而使头3402从基板W2脱离。
若依据本构成，在大气压下将基板W1、W2接合时，因为可抑制气体往基板W1、W2的周部的绕入，所以可抑制在彼此接合的基板W1、W2的周部的空隙的发生。
此外，在本变形例，担心在固持基板W1、W2的状态，吸附孔3441a、3442a、3451a、3452a的一部分与凹部3401c、3402c连通，而凹部3401c、3402c的内压降低。又，担心工作台3401、头3402的第2区域A2的内侧的贯穿孔401b、402b与凹部3401c、3402c的内侧连通时，气体经由贯穿孔401b、402b向凹部3401c、3402c的内侧流入，而凹部3401c、3402c的内压上升。因此，在工作台3401、头3402，设置与凹部3401c、3402c的内侧连通的大气开放用的连通孔(未图示)较佳。
在实施形态的基板接合装置1，例如也可是如图21A及图21B所示的包括工作台4401、头4402者。工作台4401与头4402在室120内，被配置成在铅垂方向彼此相对向。工作台4401、头4402如图21A所示，具有凹部4401c、4402c，其被设置于第1区域A1的内侧的第2区域A2。此处，第1区域A1在工作台4401、头4402支撑基板W1、W2的状态，相当于在工作台4401、头4402的与基板W1、W2的周部相对向的区域。而且，工作台4401、头4402具有4条肋4401d、4402d，其从凹部4401c、4402c的中央部延伸至凹部4401c、4402c的周缘，并与基板W1、W2抵接。此处，4条肋4401d、4402d从凹部4401c的中央部成放射状地延伸。而且，借工作台4401、头4402的周部4401a、4402a、内侧部位4401b、4402b、以及肋4401d、4402d支撑基板W1、W2，该内侧部位4401b、4402b相当于工作台4401、头4402的第2区域A2的内侧的贯穿孔401b、402b的外周部。
若依据本构成，工作台4401、头4402具有4条肋4401d、4402d，其从凹部4401c、4402c的中央部延伸至凹部4401c、4402c的周缘，并与基板W1、W2抵接，该凹部4401c、4402c被设置于工作台4401、头4402的第2区域A2。因此，因为可借4条肋4401d、4402d支撑基板W1、W2，所以可抑制在工作台4401、头4402固持基板W1、W2的状态的基板W1、W2的弯曲。
在实施形态的基板接合装置1，例如也可是如图22所示的包括工作台5401及头5402者。此外，在图22，对与实施形态3一样的构成，附加与图5A相同的符号。工作台5401、头5402具有：4个圆弧形的第1突出部5401a、5402a，沿着圆环形的第1区域A1所配设；及4条长条的肋4401d、4402d，被设置于在第1区域A1的内侧的第2区域A2所形成的凹部5401c、5402c的内侧。在第1突出部5401a、5402a，分别配设静电夹头5441、5442。又，工作台5401、头5402在那些贯穿孔401b、402b的外周部具有圆环形的第2突出部5401b、5402b，其4条肋5401d、5402d的在长边方向的贯穿孔401b、402b侧的一端部所连续。而且，在4条肋5401d、5402d的在长边方向的另一端部与第1突出部5401a、5402a之间形成间隙。此处，第1突出部5401a、5402a、肋5401d、5402d以及第2突出部5401b、5402b的在工作台5401、头5402的厚度方向的高度成为相等。借此，在使第1推压部431a、第2推压部432a没入工作台5401、头5402的状态，使工作台5401、头5402支撑基板W1、W2时，第1突出部5401a、5402a、肋5401d、5402d以及第2突出部5401b、5402b与基板W1、W2抵接。
若依据本构成，因为可使在固持基板W1、W2的状态的对基板W1、W2的应力减少在第1区域A1的基板W1、W2与第1突出部5401a、5402a的接触面积变小的份量，所以可减少在基板W1、W2所产生的变形。
在实施形态，说明了在工作台401、头402的第1区域A1配设静电夹头441、442，并在第2区域A2配设静电夹头451、452、461、462的例子。但是，不限定为此，例如如图23所示，也可是在工作台6401、头6402的第2区域A2，设置圆环形的凹部6401c、6402c，并未配设静电夹头者。此外，在图23，对与实施形态一样的构成，附加与图5A相同的符号。此处，工作台6401、头6402具有：周部6401a、6402a，包含第1区域A1；及内侧部位6401b、6402b，相当于在第2区域A2的内侧的贯穿孔401b、402b的外周部。在此情况，在使第1推压部431a、第2推压部432a没入工作台6401、头6402的状态，使工作台6401、头6402支撑基板W1、W2时，周部6401a、6402a及内侧部位6401b、6402b与基板W1、W2抵接。
若依据本构成，因为可借工作台6401、头6402的中央部支撑基板W1、W2，所以可减少基板W1、W2的弯曲。
在各实施形态，也可作成通过调整第1推压机构431的止动器431c或第1推压机构432的止动器432c的位置，调整第1推压部431a、第2推压部432a的在推压前的第1推压部431a、第2推压部432a的头端部的位置，而支撑基板W1、W2的中央部W1c、W2c的一点。又，也可是无止动器431c、止动器432c，而第1推压驱动部431b或第2推压驱动部432b可调整第1推压部431a或第2推压部432a的头端部的位置者。
在各实施形态，说明了使基板W1、W2的双方弯曲的例子，但是，不限定为此，例如也可作成只使基板W1、W2的任一方弯曲。例如也可是包括如图24A所示的工作台401、头7402者。此处，工作台401具有第1推压部431a，并设置凹部401c，而在头7402，无推压部，也未设置凹部。即，只在工作台401，设置第1推压机构431，而在头402未设置推压机构。而且，头402在固持基板W2的侧具有平坦面，在固持基板W2的状态的与基板W2的周部相对向的第3区域，配设静电夹头442。又，在头402的上述的第3区域的内侧的第4区域，配设静电夹头452。在此情况，基板接合装置例如如图24B所示，可使基板W1弯曲成中央部W1c对基板W1的周部W1s朝向基板W2突出。而且，基板接合装置作成使基板W1的中央部W1c与基板W2的中央部W2c接触即可。或者，也可基板接合装置包括：头402，具有第2推压部432a，且设置凹部402c；及工作台，未设置推压部及凹部。即，也可是只在头402设置第2推压机构432，而在工作台未设置推压机构者。在此情况，可只使基板W2弯曲。此外，关于在上述的变形例所说明的基板接合装置，也可是只在工作台3401、4401设置第1推压机构431，而在头3402、4402未设置推压机构者。或者，也可是只在头3402、4402设置第2推压机构432，而在工作台3401、4401未设置推压机构者。
若依据本构成，因为工作台401、3401、4401、头402、3402、4402的任一方的基板W1、W2的载置面成为平坦，所以载置面为平坦者所固持的基板W1、W2被固持成无弯曲，所以具有基板W1、W2彼此的对准精度提高的优点。
例如，在头通过推压基板W2的中央部W2c，而使基板W2弯曲的构成的情况，在头的与基板W2的周部相对向的部分，需要以可抵抗基板W2的自重的程度的充分的固持力固持基板W2。因此，作用于基板W2的应力变大，而在基板W2易发生变形。相对地，如图24A所示，在头7402在固持基板W2的侧具有平坦面，并只在头7402的铅垂下方所配置的工作台401具有凹部401c的构成，从基板W1的铅垂下方朝向铅垂上方只推压对基板W2被配置于铅垂下方的基板W1的中央部W1c。在此情况，因为基板W1的周部W1s借自重被工作台401固持，所以减少工作台401的对基板W1的固持力。因此，因为可减少作用于基板W1的应力，所以可减少在基板W1所产生的变形。
又，是这些本构成，也与实施形态1一样，在基板W1、W2的中央部W1c、W2c对基板W1、W2彼此进行加压时，也压力不作用。因此，使基板W1、W2的中央部W1c、W2c彼此接触时，因为上述的接合波自然地扩大，所以在基板W1、W2不会发生变形。此外，因为在使基板W1、W2在整个面接触后，因为对基板W1、W2的周部W1s、W2s之间朝向彼此接近的方向进行加压，所以在基板W1、W2的周部发生变形，但是，因为在基板W1、W2的周部大多未形成成为半导体组件的基本的部分，所以认为未发生大的问题。
又，也可是在工作台401、3401、4401，设置气体排出部(未图示)，并在工作台401、3401、4401固持基板W1的周部的状态，通过向工作台401、3401、4401、与基板W1之间排出气体，使基板W1弯曲者。或者，也可是在头402、3402、4402，设置气体排出部(未图示)，并在头402、3402、4402固持基板W2的周部的状态，通过向头402、3402、4402与基板W2之间排出气体，使基板W2弯曲者。例如如图25A所示，也可是在头8402设置向头402排出气体的气体排出部8442a者。此处，气体排出部8442a在借头8402的静电夹头442在头8402固持基板W2的周部的状态，通过向头8402与基板W2之间排出气体，如图25B所示，使基板W1弯曲成中央部W2c对基板W2的周部W2s朝向基板W1突出。从气体排出部8442a所排出的气体也可控制气体的压力，也可控制气体的流量、流速。以基板W2的剥离的进展配合在使基板W1、W2接触时所产生的从基板W1、W2的中央部W1c、W2c向周部W1s、W2s扩大的接合波的扩大速度的方式，控制从气体排出部8442a所排出的气体的流量、流速较佳。例如，通过使用质量流量控制器，来控制向气体排出部8442a所供给的气体的流量，可微细地控制气体的流量。
而，在只使基板W1、W2的一方弯曲的状态，将基板W1、W2彼此接合的情况，担心在彼此接合的基板W1、W2发生翘曲。相对地，若依据本构成，在进行基板W1、W2彼此的对准后，或者，在使基板W1、W2的中央部W1c、W2c彼此接触后，为了从头8402剥离基板W2，从在头8402的中央部所设置的气体排出部8442a向基板W2与头8402之间排出气体。借此，可一面抑制在基板W1、W2的变形或翘曲的发生，一面使上述的接合波从基板W1、W2的中央部W1c、W2c向周部W1s、W2s前进，而可使基板W1、W2在整个面彼此接触。
在实施形态1，例如如图26所示，也可工作台9401、头9402各自具有多个突起9401f、9402f，其被配设于工作台9401、头9402的凹部401c、402c的内侧。
在实施形态1，也可省略从步骤S7至步骤S12的步骤，并在步骤S6之后，原封不动地进行步骤S13以后的处理。
在实施形态2，说明了基板接合装置2001具备粒子束源161、162，并在基板接合装置2001的室120内将粒子束照射于基板W1、W2的接合面的例子。但是，不限定为此，也可基板接合系统除了基板接合装置2001以外，还具备活性化处理装置，其将粒子束照射于基板W1、W2的接合面，在向基板接合装置2001投入基板W1、W2之前，在活性化处理装置，将粒子束照射于基板W1、W2的接合面。又，也可粒子束源161、162为离子枪。此外，不限定为粒子束，也可进行曝露于等离子体的等离子体处理。在此情况，基板接合系统具备活性化处理装置即可，该活性化处理装置在向基板接合装置2001投入基板W1、W2之前，将基板W1、W2的接合面曝露于等离子体，借此，对基板W1、W2的接合面进行活性化。又，在实施形态2，也可分开地设置：室，进行活性化处理步骤，其对基板W1、W2的接合面进行活性化；及基板接合步骤室，将基板W1、W2接合；并在维持比10－5Pa更高的真空度的状态连结室与基板接合步骤室。
在各实施形态，说明了头402、2402、3402对工作台401、2401、3401向铅垂方向移动的例子，但是，不限定为此，例如也可工作台401、2401、3401对头402、2402、3402向铅垂方向移动。
在实施形态，说明了第1摄像部501与第2摄像部502是分别具有摄像元件与同轴照明系统的所谓的反射型的例子，但是，第1摄像部与第2摄像部的构成不限定为此。例如也可第1摄像部与第2摄像部是所谓的通过型的构成，其分别包括在基板W1、W2的厚度方向被配置成隔着基板W1、W2相对向的位置的摄像元件(未图标)与光源(未图示)，并借摄像元件对从光源射出并通过基板W1、W2的光进行受光的配置拍摄对准记号MK1a、MK2a、MK1b、MK2b。
此外，上述的各实施形态的基板接合步骤无法应用于以往的接合，其如已形成树脂层的基板彼此的接合或已形成金属部分的基板彼此的接合般，需要将彼此接合的基板之间向彼此接近的方向进行加压。上述的各实施形态的基板接合步骤被应用于以下的情况，从外部对基板W1、W2向基板W1、W2彼此接近的方向不加压，而借接合波自然地使基板W1、W2彼此的接合进展，借此，将基板W1、W2彼此接合。
本发明在不超出本发明的广义的精神与范围下，可进行各种的实施形态及变形。又，上述的实施形态用以说明本发明，不是限定本发明的范围。即，本发明的范围不是根据实施形态表示，而是根据专利请求的范围表示。而且。在专利请求的范围及与其同等的发明的意义的范围内所实施的各种的变形被认为属于本发明的范围内。
本申请基于2021年2月26日申请的日本专利申请特愿2021-029519号。在本说明书中，引用了日本专利申请特愿2021-029519号的说明书、权利要求以及附图整体作为参考。
[产业利用性]
本发明适合于例如CMOS影像感测器或存储器、运算元件、MEMS的制造。
【符号说明】
1,2001:基板接合装置
2:活性化处理装置
3:洗净装置
9:控制部
82:第1搬运装置
83:载入上锁部
84:第2搬运装置
120,212:室
121a,832a:真空泵
121b,832b:排气管
121c,832c:排气阀
210,401,3401,4401,5401,6401,9401:工作台
213:等离子体室
215:感应线圈
216:高频电源
401a:上面
401b,402b:贯穿孔
401c,402c,3401c,3402c,4401c,4402c:凹部
402,3402,4402,5402,6402,7402,8402,9402:头
402a:下面
403:工作台驱动部
404:头驱动部
405:XY方向驱动部
406:升降驱动部
407:转动驱动部
408:第2压力感测器
411:压电致动器
412:第1压力感测器
431:第1推压机构
431a:第1推压部
431b:第1推压驱动部
432:第2推压机构
432a:第2推压部
432b:第2推压驱动部
441,442,451,452,461,462:静电夹头
481,482:基板加热部
490:距离测量部
500:位置测量部
501:第1摄像部
502:第2摄像部
503:窗部
504,505:反射镜
811,812:导入口
813:取出口
831:待命室
3441a,3442a,3451a,3452a:吸附孔
4401a,4402a:周部
4401b,4402b:内侧部位
4401d,4402d,5401d,5402d:肋
5401a,5402a:第1突出部
5401b,5402b:第2突出部
9401f,9402f:突起
A1:第1区域
A2:第2区域
AC:接触部分
GAa,GAb:摄影影像
MK1a,MK1b,MK2a,MK2b:对准记号
S1:区域
W1,W2:基板。

Claims (23)

1.一种接合方法，将第1基板与第2基板接合，该接合方法包含：
基板固持步骤，对该第1基板与该第2基板的至少一方只固持周部，且在该第1基板与该第2基板的接合面彼此相对向的状态，固持该第1基板与该第2基板；
第1接触步骤，在使该第1基板弯曲成该第1基板的中央部对该第1基板的周部朝向该第2基板突出的状态，使该第1基板的中央部与该第2基板的中央部接触；
第2接触步骤，在该第1接触步骤之后，从该第1基板及该第2基板的中央部朝向周部逐渐地扩大该第1基板与该第2基板的接触部分；以及
接合步骤，在该第2接触步骤之后，在该第1基板与该第2基板在整个面接触的状态，只将该第1基板的周部压在该第2基板的周部，借此，将该第1基板与该第2基板接合。
2.根据权利要求1所述的接合方法，其中在该基板固持步骤，该第1基板及该第2基板为静电夹头所固持。
3.根据权利要求1或2所述的接合方法，其中在该第2接触步骤，在使该第1基板的中央部与该第2基板的中央部相向的状态，缩短该第1基板的周部与该第2基板的周部之间的距离，借此，从该第1基板及该第2基板的中央部朝向周部逐渐地扩大该第1基板与该第2基板的接触部分。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的接合方法，其中在该第2接触步骤，通过在使该第1基板的中央部与该第2基板的中央部相向，不必从外部对该第1基板与该第2基板向彼此接近的方向进行加压，而借在该第1基板与该第2基板之间所产生的分子间力，从该第1基板与该第2基板的中央部朝向周部扩大该第1基板与该第2基板的接触部分。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的接合方法，其中在该第1接触步骤之前，还包含亲水化步骤，其对该第1基板的接合面与该第2基板的接合面进行亲水化。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的接合方法，其中至少该第1接触步骤、该第2接触步骤以及该接合步骤在降压下所进行。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的接合方法，其中
在该第1接触步骤之前，还包含活性化处理步骤，其对该第1基板的接合面与该第2基板的接合面进行活性化；
至少该第1接触步骤、该第2接触步骤以及该接合步骤在真空度比10－5Pa更高的环境下所进行。
8.一种基板接合装置，将第1基板与第2基板接合，该基板接合装置包括：
第1基板固持部，固持该第1基板的周部，在固持该第1基板的状态，在与该第1基板的周部相对向的第1区域的内侧的第2区域形成凹部；
第2基板固持部，在使该第2基板的接合面与该第1基板的接合面相对向的状态，固持该第2基板；
固持部驱动部，向该第1基板固持部与该第2基板固持部彼此接近的方向或彼此远离的方向驱动该第1基板固持部或该第2基板固持部的至少一方；以及
控制部，借该第1基板固持部在该第1基板弯曲成该第1基板的中央部对该第1基板的周部朝向该第2基板突出的状态固持，从该第1基板的中央部与该第2基板的中央部彼此接触的状态，从该第1基板及该第2基板的中央部朝向周部逐渐地扩大该第1基板与该第2基板的接触部分，在使该第1基板与该第2基板在整个面接触的状态，将该固持部驱动部控制成通过将该第1基板固持部压在该第2基板固持部，而只将该第1基板的周部压在该第2基板的周部。
9.根据权利要求8所述的基板接合装置，其中
该第1基板固持部具有第1静电夹头，其固持该第1基板的周部；
该第2基板固持部具有第2静电夹头，其固持该第2基板的周部。
10.根据权利要求9所述的基板接合装置，其中该第2基板固持部在固持该第2基板的侧具有平坦面，在固持该第2基板的状态，在与该第2基板的周部相对向的第3区域配设第2静电夹头，并在该第3区域的内侧的第4区域配设第3静电夹头。
11.根据权利要求9或10所述的基板接合装置，其中
该第1基板固持部与该第2基板固持部的至少一方由透明的玻璃所形成；
在该第1基板固持部与该第2基板固持部中的由透明的玻璃所形成者配设的该第1静电夹头或第2静电夹头由透明导电膜所形成。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的基板接合装置，其中该第1基板固持部位于比该第2基板固持部更铅垂下方。
13.根据权利要求12所述的基板接合装置，其中
还具备摄像部，其被配置于在该第1基板固持部的与支撑该第1基板之侧为相反侧，或在该第2基板固持部的与支撑该第2基板之侧为相反侧；
该固持部驱动部进而可使该第1基板固持部与该第2基板固持部的至少一方对另一方朝向和该第1基板固持部与该第2基板固持部所相对向的方向交叉的方向相对地移动；
该第1基板设置第1对准记号；
该第2基板设置第2对准记号；
该摄像部通过该第1基板固持部或该第2基板固持部，拍摄该第1对准记号及该第2对准记号；
该控制部进而根据借该摄像部所拍摄的该第1对准记号及该第2对准记号的摄影影像，控制该固持部驱动部，使该第1基板固持部与该第2基板固持部的至少一方移动成该第1基板的对该第2基板的相对的位置偏差量变小。
14.根据权利要求8至13中任一项所述的基板接合装置，其中该控制部从该第1基板的中央部与该第2基板的中央部彼此接触的状态，使该第1基板的周部与该第2基板的周部接触时，将该固持部驱动部控制成该第1基板固持部与该第2基板固持部的至少一方向该第1基板固持部与该第2基板固持部彼此接近的方向移动。
15.根据权利要求14所述的基板接合装置，其中该第1基板固持部在该第1基板固持部的该第1区域的内侧的第2区域，设置以该第2区域的中央部为中心的环形的凹部。
16.根据权利要求8至15中任一项所述的基板接合装置，其中该第1基板固持部具有至少一条肋，其从在该第1基板固持部的该第1区域的内侧的第2区域所设置的凹部的中央部延伸至该凹部的周缘，并与该第1基板抵接。
17.根据权利要求16所述的基板接合装置，其中
该至少一条肋有多条；
多条肋从该凹部的中央部延伸成放射状地延伸。
18.根据权利要求8至17中任一项所述的基板接合装置，其中该第1基板固持部还具有多个突起，其立设于该凹部的底部，并在该第1基板固持部固持该第1基板的状态，头端部与该第1基板抵接。
19.根据权利要求8至18中任一项所述的基板接合装置，其中还具备室，其以降压环境维持配置该第1基板与该第2基板的区域。
20.根据权利要求8至19中任一项所述的基板接合装置，其中该第1基板固持部还具有气体排出部，其在固持该第1基板的周部的状态，向该第1基板固持部与该第1基板之间排出气体，借此，使该第1基板弯曲成该第1基板的中央部对该第1基板的周部朝向该第2基板突出。
21.根据权利要求8至20中任一项所述的基板接合装置，其中
还具备粒子束源，其通过向该第1基板的接合面及该第2基板的接合面照射粒子束，对该第1基板的接合面与该第2基板的接合面进行活性化；
将该第1基板与该第2基板在真空度比10－5Pa更高的环境下接合。
22.一种基板接合系统，其特征在于，其包括：
根据权利要求8至21中任一项所述的基板接合装置；及
洗净装置，在向该基板接合装置投入该第1基板及该第2基板之前，通过对该第1基板的接合面与该第2基板的接合面喷出水，对该第1基板的接合面与该第2基板的接合面进行洗净。
23.一种基板接合系统，其特征在于，其：
包括：
根据权利要求8至21中任一项所述的基板接合装置；及
活性化处理装置，在向该基板接合装置投入该第1基板及该第2基板之前，通过将该第1基板的接合面与该第2基板的接合面曝露于等离子体，对该第1基板的接合面与该第2基板的接合面进行活性化；
该基板接合装置将该第1基板与该第2基板在真空度比10－5Pa更高的环境下接合。
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