CN117121158A - 接合方法、接合装置及接合系统 - Google Patents
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Abstract
将两个基板(W1、W2)接合的接合方法包括热处理步骤、活性化处理步骤、以及接合步骤。热处理步骤为在减压环境下将两个基板(W1、W2)各自的互相接合的接合面加热到高于60℃的温度。活性化处理步骤在热处理步骤之后，在维持减压环境的状态下，活性化两个基板(W1、W2)各自的接合面。接合步骤在活性化处理步骤之后，在维持减压环境的状态下，将两个基板(W1、W2)接合。又，在热处理步骤中，可以在维持减压环境的状态下，将两个基板(W1、W2)各自的接合面加热到高于60℃的温度的状态维持30秒以上。热处理步骤中的气压可以为10‑2Pa以下。
Description
技术领域
本发明关于一种接合方法、接合装置以及接合系统。
背景技术
提出了通过使具有预设动能的粒子相对于互相接合的两个基板各自的接合面碰撞而活性化接合面之后，通过使两个基板各自的活性化的接合面彼此接触而接合两个基板的接合方法(例如，参见专利文献1)。
[先前技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开2014-113633号公报
发明内容
[发明所欲解决的问题]
因此，在专利文献1中记载的接合方法中，当杂质附着到两个基板各自的接合面的情况下，通过使粒子碰撞而去除此杂质以活性化接合面。然而，由于杂质的附着强度有差异，因此难以将照射粒子的时间设定为适当的时间以去除杂质，如果将粒子过度照射于接合面的话，则接合面可能会变得粗糙，此结果，将两个基板接合时的接合强度可能会有降低的疑虑。
本发明是鉴于上述原因而完成的，其目的在于提供一种可以将两个被接合物牢固地接合的接合方法、接合装置以及接合系统。
[解决问题的手段]
为达成上述目的，本发明的接合方法：
为将两个被接合物接合的接合方法，包括：
热处理步骤，在减压环境下将前述两个被接合物各自的互相接合的接合面的至少一个加热到高于60℃的温度；
活性化处理步骤，在前述热处理步骤之后，在维持减压环境的状态下，活性化前述两个被接合物各自的前述接合面；以及
接合步骤，在前述活性化处理步骤之后，在维持减压环境的状态下，将前述两个被接合物接合。
关于从另一个角度观察的本发明的接合装置
为将两个被接合物接合的接合装置，包括：
腔室；
载台，配置在前述腔室内，并且支撑前述两个被接合物中的任一个；
头部，在前述腔室内与前述载台对向配置，并且支撑前述两个被接合物中的另一个；
第一被接合物加热部，在使前述腔室或与前述腔室连结的等待腔室内为减压环境下的状态下，将前述两个被接合物各自的互相接合的至少一个的接合面加热到高于60℃的温度；
活性化处理部，进行活性化前述两个被接合物各自的前述接合面的活性化处理；
驱动部，使前述载台与前述头部的至少一个在前述载台与前述头部互相接近的第一方向、或在前述载台与前述头部分离的第二方向移动；以及
控制部，控制前述第一被接合物加热部、前述活性化处理部、以及前述驱动部各自的动作，
其中前述控制部，在维持减压环境的状态下，并且前述两个被接合物分离的状态下，控制前述第一被接合物加热部而将前述两个被接合物各自的前述接合面的至少一个加热到高于60℃的温度之后，在维持减压环境的状态下，控制前述活性化处理部而对前述接合面进行前述活性化处理，然后在维持减压环境的状态下，通过控制前述驱动部而使前述载台与前述头部的至少一个在前述第一方向移动，而将前述两个被接合物接合。
关于从另一个角度观察的本发明的接合系统
为将两个被接合物接合的接合系统，包括：
亲水化处理装置，至少用水对前述两个被接合物中的至少一个的接合面进行亲水化；
接合装置，具有：
腔室；
第一被接合物加热部，在使前述腔室或与前述腔室连结的等待腔室内为减压环境下的状态下，将前述两个被接合物各自的互相接合的接合面的至少一个加热到高于60℃的温度；
载台，配置在前述腔室内，并且支撑前述两个被接合物中的任一个；
头部，在前述腔室内与前述载台对向配置，并且支撑前述两个被接合物中的另一个；以及
驱动部，使前述载台与前述头部的至少一个在前述载台与前述头部互相接近的第一方向、或在前述载台与前述头部分离的第二方向移动；以及
控制部，控制前述第一被接合物加热部以及前述驱动部各自的动作，
其中前述控制部，在减压环境中前述两个被接合物分离的状态下，控制前述第一被接合物加热部，而将前述两个被接合物各自的前述接合面的至少一个加热到高于60℃的温度，然后，在维持减压环境的状态下，通过控制前述驱动部而使前述载台与前述头部的至少一个在前述第一方向移动，而将前述两个被接合物接合。
[发明的效果]
根据本发明，在两个被接合物分离的状态下，在减压环境下，将两个被接合物各自的接合面加热到高于60℃的温度的热处理步骤进行之后，在减压环境下将两个被接合物接合。由此，通过在减压环境下将两个被接合物各自的接合面加热到高于60℃的温度，被接合物的接合面存在的水或杂质被气化而去除，或是，由于可以抑制漂浮在被接合物的接合面附近的水或杂质的附着，被接合物的接合面容易活性化或亲水化。因此，当将两个被接合物接合时，可以提升两个被接合物彼此的接合强度。
附图说明
图1是关于本发明的第一实施方式的接合系统的概略构成图。
图2是关于第一实施方式的接合装置的概略前视图。
图3是关于第一实施方式的第二搬送装置、接合装置、以及负载锁定部的概略构成图。
图4是示出关于第一实施方式的接合装置的一部分的图。
图5是关于第一实施方式的接合装置的动作说明图。
图6是关于第一实施方式的接合装置的动作说明图。
图7A是示出关于第一实施方式的第二搬送装置的保持部配置于接合装置内的状态的图。
图7B是示出关于第一实施方式的第二搬送装置的保持部配置于负载锁定部的状态的图。
图8是示出关于第一实施方式的接合方法的流程的流程图。
图9A是示出关于第一实施方式的第二搬送装置、接合装置、以及负载锁定部，并且示出第二搬送装置从负载锁定部接受基板的状态的图。
图9B是示出关于第一实施方式的第二搬送装置、接合装置、以及负载锁定部，并且示出第二搬送装置将基板向接合装置搬送的状态的图。
图10A是示出关于第一实施方式的第二搬送装置、接合装置、以及负载锁定部，并且示出基板被搬送到接合装置的状态的图。
图10B是示出关于第一实施方式的第二搬送装置、接合装置、以及负载锁定部，并且示出在接合装置内的基板被保持在头部的状态的图。
图11A是示出关于第一实施方式的第二搬送装置、接合装置、以及负载锁定部，并且示出第二搬送装置从负载锁定部接受基板的状态的图。
图11B是示出关于第一实施方式的第二搬送装置、接合装置、以及负载锁定部，并且示出接合装置从第二搬送装置接受基板的状态的图。
图12A是示出关于第一实施方式的第二搬送装置、接合装置、以及负载锁定部，并且示出在接合装置内的基板被保持在载台的状态的图。
图12B是示出关于第一实施方式的第二搬送装置、接合装置、以及负载锁定部，并且示出在接合装置内进行接合处理的状态的图。
图13A是示出关于第一实施方式的第二搬送装置、接合装置、以及负载锁定部，并且示出第二搬送装置从接合装置接受基板的状态的图。
图13B是示出关于第一实施方式的第二搬送装置、接合装置、以及负载锁定部，并且示出第二搬送装置将基板从接合装置向负载锁定部搬送的状态的图。
图14A是用于说明通过刀片插入法测定基板的接合强度(表面能换算)的方法的图。
图14B是用于说明关于实施方式的接合强度的评估方法的图。
图15是示出在第一实施方式中的基板彼此的接合强度与接合时的腔室内的气压的关系的图。
图16是示出关于本发明的第二实施方式的亲水化接合方法的流程的流程图。
图17A是关于比较例的活性化处理步骤之前通过不进行热处理步骤的亲水化接合法接合的两个基板的照片。
图17B是关于第二实施方式的通过亲水化接合方法接合的两个基板的照片。
图18是关于变形例的接合系统的概略构成图。
图19是关于变形例的活性化处理装置的概略构成图。
图20是示出关于变形例的亲水化接合方法的流程的流程图。
图21是示出关于变形例的接合装置的一部分的图。
图22是示出关于变形例的接合装置的一部分的图。
图23是示出关于变形例的接合装置的一部分的图。
图24A是示出关于变形例的接合装置的一部分的图。
图24B是示出关于变形例的接合装置的一部分的图。
具体实施方式
(第一实施方式)
以下，参考附图说明关于本发明的第一实施方式的接合装置。根据本实施方式的接合装置，在减压环境的腔室内，加热两个基板的接合面之后，进行活性化处理，然后，通过使基板彼此接触而加压并且加热，而将两个基板接合。在此，作为基板W1、W2，例如为硅基板、SiO2玻璃基板等的玻璃基板、氧化物基板(例如，二氧化硅(SiO2)基板、含有蓝宝石基板的氧化铝基板(Al2O3)、氧化镓(Ga2O3)等)、氮化物基板(例如，氮化硅(SiN)、氮化铝(AlN)、氮化镓(GaN))、砷化镓基板、碳化硅(SiC)基板、钽酸锂(Lt：LiTaO3)基板、铌酸锂基板(Ln：LiNbO3)、金刚石基板等由上述任一构成的被接合物。或者，作为基板W1、W2，也可以为在接合面设置有由金、铜、铝、钛等金属形成的电极的基板。在活性化处理中，通过将粒子束照射两个基板各自的互相接合的接合面，而活性化基板的接合面。
如图1所示，本实施方式的接合系统包括导入口811、812、取出口813、第一搬送装置82、清洗装置3、接合装置1、负载锁定部83、第二搬送装置84、以及控制部9。控制部9控制第一搬送装置82、清洗装置3、接合装置1以及负载锁定部83。第一搬送装置82以及清洗装置3设置有高效率微粒空气(High Efficiency Particulate Air,HEPA)滤网(未图示)。由此，第一搬送装置82以及清洗装置3内为粒子极少的大气环境。
第一搬送装置82包括具有设置在前端部保持基板的保持部821a的臂的搬送机械手821。搬送机械手821可以沿着导入口811、812以及取出口813的并列方向移动，并且可以通过转动而改变臂的前端部的方向。保持部821a具有真空吸座、静电吸座等，吸附保持在与基板的接合面侧相反的侧面。
清洗装置3将水、清洗液或氮气朝向被搬送来的基板排出，并且进行清洗。清洗装置3具有支撑基板的载台(未图示)、使载台在与铅直方向正交的平面内旋转的旋转驱动部(未图标)、以及排出施予超音波或兆声波振动的水、清洗液或氮气的清洗喷嘴(未图示)。然后，清洗装置3使清洗喷嘴在基板W1、W2的径向摇动，并且从清洗喷嘴往基板的接合面喷射施加超声波的水，通过使载台旋转而清洗基板W1、W2的接合面的整个表面。然后，清洗装置3在通过停止由清洗喷嘴排水的状态下使载台旋转，而旋转(spin)干燥基板W1、W2。
如图2所示，接合装置1包括腔室120、载台141、头部142、载台驱动部143、头部驱动部144、基板加热部1411、1421、位置偏移量测定部150、以及粒子束源161、162。此外，在以下的说明中，顺应图2的±Z方向作为上下方向、XY方向作为水平方向而说明。又，接合装置1包括配置在腔室120的盖子122A、122B、以及加热盖子122A、122B的盖子加热部123A、123B。盖子122A、122B各自以包括载台141以及头部142周围的活性化处理步骤的活性化处理区域的形状配置。盖子加热部123A、123B是各自固定到盖子122A、122B的与粒子束源161、162相反的侧面的加热器。另外，如图3所示，接合装置1包括设置在载台141的附近、并且接受从负载锁定部83往腔室120内搬送的基板W1、W2的支撑机构146。返回图2，腔室120经由排气管121b以及排气阀121c而连接到真空泵121a。当使真空泵121a在排气阀121c开启状态下作动时，腔室120内的气体通过排气管121b被排放到腔室120外，腔室120内的气压被降低(减压)。此外，腔室120内的气压可为10-5Pa以下。又，通过改变排气阀121c的开闭量而调节排气量，从而可以调节腔室120内的气压(真空度)。
载台141与头部142以在腔室120内在Z方向上互相对向的方式配置。载台141在其上表面支撑基板W1，头部142在其下表面支撑基板W2。此外，考虑到基板W1、W2与载台141、头部142的接触面是镜面，并且难以从载台141、头部142剥离的情况，载台141的上表面以及头部142的下表面施以粗面加工较佳。载台141以及头部142各自具有保持基板W1、W2的保持机构(未图示)。保持机构包括静电吸座、机械式夹具等。又，载台141具有在周部形成台阶部141a的形状。然后，在将基板W1、W2载置在载台141的状态下，将基板W1、W2的周部配置在台阶部141a的上方。
载台驱动部143可以使载台141在XY方向上移动或绕Z轴旋转。头部驱动部144具有使头部142如箭头AR1所示般升降的升降驱动部1441、使头部142往XY方向移动的XY方向驱动部1442、使头部142绕Z轴的旋转方向旋转的旋转驱动部1443。又，头部驱动部144具有调整头部142相对于载台141的倾斜度的压电致动器1444，以及测定施加于头部142的压力的压力感测器1445。通过XY方向驱动部1442以及旋转驱动部1443使头部142在X方向、Y方向以及绕Z轴的旋转方向上相对于载台141而相对移动，从而保持在载台141的基板W1与保持在头部142的基板W2可以对准。此外，载台驱动部143不限定于配置在载台141铅直下方的构成，例如，在载台141的铅直下方设置接受压力的备用部(未图标)，载台驱动部143配置在载台141的外周部，并且从载台141的侧方驱动载台141的构成也可以。
升降驱动部1441通过使头部142铅直向下移动，而将头部142靠近载台141。又，升降驱动部1441通过使头部142铅直向上移动，而将头部142远离载台141。然后，当在基板W1、W2彼此接触的状态下，升降驱动部1441使往接近载台141的方向对头部142的驱动力作用时，基板W2被按压于基板W1。又，升降驱动部1441设置有压力感测器1441a，用于测定往接近载台141的方向对于头部142作用的驱动力。由压力感测器1441a的测定值，可以检测通过升降驱动部1441而将基板W2按压于基板W1时，作用于基板W1、W2的接合面的压力。压力感测器1441a例如具有压电元件。
压电致动器1444与压力感测器1445的组合在头部142与XY方向驱动部1442之间配置复数组。压力感测器1445介于压电致动器1444的上端部与XY方向驱动部1442的下侧之间。压电致动器1444个别在上下方向可伸缩，通过这些伸缩，而微调头部142绕X轴以及绕Y轴的倾斜度与头部142的上下方向的位置。又，压力感测器1445例如具有压电元件，测定在头部142的下表面的复数个地方的加压力。然后，通过驱动复数个压电致动器411中的每一个使得以复数个压力感测器1445测定的加压力相等，而可以使头部142的下表面与载台141的上表面维持平行，并且基板W1、W2彼此接触。
例如在前述的保持机构为静电吸座的情况下，在载台141与头部142中从基板W1、W2抵接的表面侧观察时，基板加热部1411、1421为具有内埋于保持机构的背侧的电加热器的第一被接合物加热部。基板加热部1411、1421通过将热量传递到由载台141以及头部142支撑的基板W1、W2，而加热基板W1、W2。又，通过调节基板加热部1411、1421的发热量，而可以调节基板W1、W2或其接合面的温度。位置偏移量测定部150通过识别各自设置在基板W1、W2的对位用标记(对准标记)的位置，而测定基板W1相对于基板W2在水平方向上的位置偏移量。位置偏移量测定部150通过使用例如穿透基板W1、W2的光(例如，红外光)而识别基板W1、W2的对准标记。载台驱动部143基于由位置偏移量测定部150测定的位置偏移量，而在水平方向上移动或旋转载台141，从而实行将基板W1、W2相互间的对位动作(对准动作)。由此位置偏移量测定部150的位置偏移量的测定以及载台驱动部143的对准动作均在控制部9的控制下实行。
粒子束源161、162各自例如是高速原子束(Fast Atom Beam,FAB)源，例如，如图4所示，为具有放电室1601、配置在放电室1601的电极1602、束源驱动部1603、以及向放电室1601内供给氩气的气体供给部1604的活性化处理部。放电室1601的周壁设置有放出中性原子的FAB放射口1601a。放电室1601由碳材料形成。在此，放电室1601呈长箱状，复数个FAB放射口1601a沿着其长度方向并列设置成一直线。束源驱动部1603具有在放电室1601内产生氩气等离子体的等离子体产生部(未图示)、以及在电极1602与放电室1601的周壁之间施加直流电压的直流电源(未图示)。在放电室1601内产生氩气等离子体的状态下，束源驱动部1603在放电室1601的周壁与电极1602之间施加直流电压。此时，等离子体中的氩离子被吸引到放电室1601的周壁。此时，朝向FAB放射口1601a的氩离子在通过FAB放射口1601a时，从由FAB放射口1601a的外周部的碳材料形成的放电室1601的周壁接受电子。然后，此氩离子转为电中性的氩原子而被排放到放电室1601外。
在此，粒子束源161、162例如是如图5所示，各自如箭头AR21所示，将粒子束往基板W1、W2的接合面照射，并且如箭头AR22所示移动。在此，由于粒子束源161、162在其单独的粒子束的投影面内的移动方向上存在强度不均，为了将粒子束确实地照射到基板W1、W2整体，照射粒子束到在粒子束源161、162的移动方向的基板W1的两端边缘的外侧的包括盖子122A、122B的区域。又，粒子束的强度在粒子束源161的放电室1601的长度方向，即在X轴方向的两端部的粒子束的强度，有降低的趋势。因此，例如，如图6所示，放电室1601的X轴方向的长度以在Z轴方向与基板W1、W2重叠的方式配置的状态下，覆盖基板W1、W2的X轴方向整体，并且设定为比基板W1、W2的X轴方向的长度更长。或者，由于相对基板W1、W2在俯视下呈圆形，粒子束源161、162的照射区域在俯视下呈矩形，所以基板W1、W2以外的区域被照射。在此，接合装置1使例如粒子束源161、162如箭头AR22所示的+Y方向移动，并且将粒子束照射到基板W1、W2的接合面之后，使粒子束源161、162往Y方向移动，并且将粒子束照射到基板W1、W2的接合面。此粒子束源161、162的移动速度例如设定为1.2至14.0mm/sec。又，向粒子射线源161、162供给的电力例如设定为1kV、100mA。然后，导入到粒子束源161、162各自的放电室1601内的氩气的流量例如设定为50sccm。
返回到图3，盖子122A、122B由例如金属形成，并且各自配置在腔室120内的载台141以及头部142的周围。盖子加热部123A例如具有电加热器，并且配置在盖子122A的-Z方向侧而靠近盖子122A。此盖子122A固定在载台141，并且与载台141一起移动。又，盖子加热部123B例如也具有电加热器，并且配置在盖子122B的+Z方向侧而靠近盖子122B。此盖子122B固定在头部142，并且与头部142一起移动。
支撑机构146具有支撑基板W1、W2的支撑构件1461、以及升降支撑构件1461的支撑构件驱动部1462。支撑构件1462具有大致L字形的形状，并且前端部延伸到形成在载台141的周部的台阶部141a。又，例如，设置三个支撑机构146，并且在这种情况下，支撑构件1461支撑基板W1、W2的周部的三个地方，例如，如图7A所示。又，支撑构件1462的前端部配设有在前端部支撑基板W1、W2的突起1461a。然后，如图3所示，支撑机构146的支撑构件1462的前端部在与载置在载台141的基板W1、W2的周边抵接的状态下，通过将支撑构件1462向+Z方向驱动，而将基板W1、W2提升。此支撑机构146固定在载台141，并且与载台141一起移动。
负载锁定部83包括等待腔室831、与等待腔室831连通的排气管832b、通过排气管832b而将等待腔室831内的气体排出的真空泵832a、以及插入排气管832b的排气阀832c。当使排气阀832c为开启状态而作动真空泵832a时，腔室831内的气体通过排气管832b被排放到腔室831外，腔室831内的气压被降低(减压)。此外，腔室831内的气压可为10-2Pa以下。又，负载锁定部83包括配设在等待腔室831的第一搬送装置82侧的闸门833a、配设在等待腔室831的接合装置1侧的闸门833b、以及将闸门833a、833b各自分别地开闭驱动的闸门驱动部834。又，负载锁定部83包括保持搬送到等待腔室831内的基板W1、W2的基板保持机构836、以及加热基板W1、W2的基板加热部835。闸门833a、833b各自以覆盖等待腔室831的贯通第一搬送装置82侧的开口831a以及贯通接合装置1侧的开口831b的方式设置。基板保持机构836具有保持基板W1、W2的盒8361、加热保持在盒8361的最下排的基板W1、W2的基板加热部8363、以及如箭头AR4所示地使盒8361升降的升降驱动部8362。盒8361具有复数个(图3中为三个)槽SLT1、SLT2、SLT3。然后，最上排的槽SLT3以及最下排的槽SLT1各自保持接合前的基板W1、W2，并且从最上排往下数的第二排，即，中央的槽SLT2保持接合步骤后的互相接合的基板W1、W2。由此，使得可以通过负载锁定部83的基板W1、W2的基板加热部835、8363而进行热处理步骤。又，由于盒8361可以将接合处理后互相接合的基板W1、W2保持在槽SLT2，所以将在接合装置1中的进行接合步骤后的互相接合的基板W1、W2返回到盒8361的中央的槽SLT2后，可以将保持在槽SLT1、SLT3的基板W1、W2从等待腔室831往接合装置1搬送，而在接合装置1中进行接合步骤。由此，在接合装置1中进行接合步骤的过程中，等待腔室831向大气开放，取出互相接合的基板W1、W2，而可以将新的基板W1、W2往等待腔室831内搬送，因此无需在一个周期内复数次将其释放于大气，并且由于在接合中可以一次有效地交换基板，可以缩短处理时间。在此，基板加热部835、8363为具有例如灯加热器的第二被接合物加热部。此外，基板加热部8363可以具有例如电加热器。如图7B所示，例如，盒8361具有支撑片8361a，支撑片8361a在与基板W1、W2的插入方向正交的方向上从基板W1、W2的两侧支撑基板W1、W2的周部。又，在支撑片8361a的前端部配设有在前端部支撑基板W1、W2的突起8361b。
返回到图3，第二搬送装置84具有支撑棒841、支撑体842、支撑体驱动部843。支撑棒841为长条形，插入设置于接合装置1的腔室120的开口120a，并且在一端部设置保持基板W1、W2的保持部845。支撑体842在支撑棒841的另一端部支撑支撑棒841。支撑体驱动部843驱动支撑体842。又，第二搬送装置84具有介在腔室120的开口120a的外周部与支撑体842之间的波纹管844，用以维持腔室120内的真空度。支撑体驱动部843例如具有在X轴方向可滑动地支撑固定支撑体842的滑块(未图示)的导轨(未图标)、以及用于驱动滑块往X轴方向的滚珠螺杆机构(未图示)。支撑体驱动部843如箭头AR3所示，通过往支撑棒841在腔室120内插拔的方向驱动支撑体842，而将基板W1、W2从负载锁定部83与接合装置1中的任一方搬送到另一方。在此，例如，如图7A以及图7B所示，保持部845具有主体部8452、以及从主体部8452往相同方向延伸的两个长支撑片8451。然后，在主体部8452的宽度方向的中央部以及两个支撑片8451的前端部各自配设有在前端部支撑基板W1、W2的突起8453。保持部845具有可以插入在接合装置1的两个支撑机构146之间以及负载锁定部83的盒8361的一对支撑片8361a之间的大小以及形状。
返回图1，控制部9例如是可程序化逻辑控制器。控制部9基于从压力感测器148、位置偏移量测定部150等输入的测定信号而计算出基板W1、W2彼此压靠时的压力，并且计算出基板W1、W2的相对的位置偏移量。又，控制部9基于计算出的压力或位置偏移量，通过向载台驱动部143、头部驱动部144、以及支撑机构146输出控制信号，而控制载台驱动部143、头部驱动部144、以及支撑机构146的动作。另外，控制部9通过向基板加热部1411、1421、粒子束源161、162、第二搬送装置84、以及第一搬送装置82输出控制信号而控制这些装置的动作。
接着，参考图8至第13图，说明使用根据本实施方式的接合系统的基板W1、W2的接合方法。在此，假设基板W1、W2以接合面为铅直上方的姿势配置在图1所示的导入口811、812。此外，在导入口811配置例如在接合装置1中被头部142保持的基板W2，在导入口812配置例如在接合装置1中载置于载台141的基板W1。又，在进行根据本实施方式的接合方法之前，事先进行加热腔室120的内壁的腔室加热步骤。具体而言，将加热套(未图示)缠绕在腔室120的周壁而腔室120内以150℃约24小时将腔室120的内壁加热(烘烤)。由此，可以将腔室120内的气压降低至10-5Pa以下。当烘烤此腔室120时，可以同时进行加热盖子122A、122B的盖子加热步骤。在此，通过腔室加热步骤进行的烘烤腔室120的烘烤时间的长度可以比在盖子加热步骤地进行加热盖子122A、122B的盖子加热时间的长度长，小于盖子加热时间的长度也可以。由此，可以去除附着在盖子122A、122B上的水或杂质。特别是，当腔室120被烘烤时，从腔室120脱离的水或杂质附着到比腔室120温度较低的盖子122A。在这种情况下，当进行活性化处理步骤时，用粒子束照射附着在盖子122A的水或杂质，附着在盖子122上的水或杂质漂浮在腔室120内，并且附着到基板W1、W2的接合面。因此，通过与腔室120的烘烤同时进行盖子加热步骤，而一并去除从腔室120中脱离的附着在盖子122A的水或杂质较佳。
在根据本实施方式的接合方法中，如图8所示，首先，第一搬送装置82取出配置在导入口811、812的基板W2，并往清洗装置3搬送(步骤S101)。在此，在从导入口811、812取出基板W1、W2后，搬送机械手821在保持基板W1、W2的状态下，以使臂821a的前端部朝向清洗装置3侧的方式转动。接着，当清洗装置3将基板W1、W2的搬出入口打开时，搬送机械手821伸出臂821a而将臂821a的前端部插入清洗装置3内。然后，基板W1、W2从搬送机械手821的臂821a的前端部被移载到清洗装置3的载台。
接着，清洗装置3实行用水清洗基板W1、W2的水清洗步骤(步骤S102)。在此，通过清洗装置3从清洗喷嘴往基板W1、W2的接合面喷射施加超声波的水，并且使载置基板W1、W2的载台旋转，而清洗基板W1、W2的接合面整个表面。由此，附着在基板W1、W2的接合面上的异物被去除。接着，清洗装置3停止由清洗喷嘴的水的排出之后，通过使载台旋转而旋转干燥基板，从而完成水清洗步骤。之后，当这些一系列的清洗处理结束时，清洗装置3开启基板W1、W2的搬出入口。
随后，第一搬送装置82将水清洗步骤结束后的基板W1、W2从清洗装置3往负载锁定部83搬送(步骤S103)。在此，在清洗装置3的基板W1、W2的搬入出口开启的状态下，第一搬送装置82的搬送机械手821使臂821a伸长而将臂821a的前端部插入清洗装置3内，并且从清洗装置3内的载台接受基板W1、W2。接着，搬送机械手821通过使臂821a收缩，而从清洗装置3取出基板W1、W2。随后，当负载锁定部83的闸门驱动部834开启等待腔室831的第一搬送装置82侧的闸门833a时，搬送机械手821在保持基板W1、W2的状态下，以使臂821a的前端部朝向负载锁定部83侧的方式转动。此时，搬送机械手821在从清洗装置3接受基板W2的情况下，通过以基板W2的接合面侧朝向铅直下方的姿势的方式将臂821a反转，而在基板W2的接合面朝向铅直下方的姿势下保持基板W2的状态下而转动。另一方面，在搬送机械手821从清洗装置3接受基板W1的情况下，维持将基板W2的姿势以其接合面侧朝向铅直上方的姿势的状态下转动。之后，通过搬送机械手821伸长臂821a，而将臂821a的前端部插入等待腔室831内。然后，将基板W1、W2从臂821a的前端部移载到配置在等待腔室831内的基板保持机构836的盒8361。此时，例如，如图9A所示，基板W1、W2被保持在盒8361的最上排的槽SLT3以及最下排的槽SLT1。接着，搬送机械手821在基板W1、W2往基板保持机构836的盒8361的移载完成时，使臂821a收缩。然后，闸门驱动部834关闭等待腔室831的闸门833a。
返回图8，之后，在减压环境的等待腔室831内，进行将两个基板W1、W2各自的互相接合的接合面加热到高于60℃的温度的热处理步骤(步骤S104)。在此，减压环境例如是腔室120内的气压为10-2Pa以下的状态。又，负载锁定部83的基板加热部835加热基板W2，基板加热部8363加热基板W1。例如，通过配置在等待腔室831的上侧的基板加热部835与配置在下侧的基板加热部8363而加热基板W1、W2。
接着，第二搬送装置84将保持在基板保持机构836的盒8361的基板W1、W2从负载锁定部83往接合装置1搬送(步骤S105)。在此，负载锁定部83首先将等待腔室831内进行减压，直到真空度变得与接合装置1的腔室120的真空度大致相同。接着，闸门驱动部834开启等待腔室83的接合装置1侧的闸门833b。随后，如图9A所示，负载锁定部83的升降驱动部8362使盒8361移动，往第二搬送装置84的保持部845可插入保持此基板W2的槽SLT3的下侧的位置。之后，如箭头AR31所示，第二搬送装置84通过将支撑棒841向负载锁定部83侧移动，而将保持部845插入将基板W2保持在盒8361的槽SLT3的下侧。接着，如箭头AR41所示，负载锁定部83的升降驱动部8362通过使盒8361往铅直下方移动，而将基板W2从盒8361移载到保持部845。在此，基板W2以其接合面侧朝向铅直下方的姿势被保持部845维持，例如，如图4A以及图4B所示，保持部845用于以点接触保持基板W2的接合面的外周部，而不影响基板W1、W2的接合。随后，如图9B的箭头AR32所示，第二搬送装置84通过使支撑棒841往远离负载锁定部83的方向移动，而将保持部845配置在接合装置1的腔室120内。之后，闸门驱动部834关闭闸门833b。
接着，如图10A的箭头AR51所示，支撑机构146的支撑构件驱动部1462通过使支撑构件1461上升，而抬起基板W2。然后，第二搬送装置84在基板W2通过支撑构件1461而抬起的状态下，通过使支撑棒841往远离负载锁定部83的方向移动，而将保持部845配置在默认的等待位置。随后，如图10B的箭头AR11所示，接合装置1的头部驱动部144通过使头部142往铅直下方移动，而使头部142与由支撑构件1461支撑的基板W2抵接之后，使基板W2保持在头部142。在此，如箭头AR42所示，负载锁定部83使盒8361移动，往第二搬送装置84的保持部845可插入保持此基板W1的槽SLT1的下侧的位置。
之后，如图11A的箭头AR12所示，头部驱动部144使头部142上升。此时，如箭头AR52所示，支撑构件驱动部1462使支撑构件1461下降。接着，闸门驱动部834再次开启等待腔室83的接合装置1侧的闸门833b。随后，如箭头AR34所示，第二搬送装置84通过使支撑棒841朝负载锁定部83侧移动，而将保持部845插入到将基板W1保持在盒8361中的槽SLT1的下侧。接着，如箭头AR43所示，负载锁定部83的升降驱动部8362通过使盒8361往铅直下方移动，而将基板W1从盒8361移载到保持部845。
随后，如图11B的箭头AR35所示，第二搬送装置84通过将支撑棒841往远离负载锁定部83的方向移动，而将保持部845配置在接合装置1的腔室120内。之后，闸门驱动部834关闭闸门833b。接着，如箭头AR53所示，支撑机构146的支撑构件驱动部1462通过使支撑构件1461上升，而抬起基板W1。然后，在基板W1通过支撑构件1461而被抬起的状态下，如图12A的箭头AR36所示，第二搬送装置84通过使支撑棒841往远离负载锁定部83的方向移动，而将保持部845配置在默认的等待位置。接着，如箭头AR54所示，支撑机构146的支撑构件驱动部1462通过使支撑构件1461下降，将基板W1载置在载台141上后，而成为载台141将基板W1保持的状态。
返回图8，接着，在减压环境中进行将两个基板W1、W2各自的互相接合的接合面加热到60℃以上的温度的热处理步骤(步骤S106)。在此，减压环境例如是腔室120内的气压为10-6Pa以下的状态。又，基板加热部1411、1421通过各自向由载台141以及头部142支撑的基板W1、W2传递热量，而将基板W1、W2加热到高于60℃的温度。由此，附着在基板W1、W2的接合面上的以水为主成分的异物被去除。
随后，进行在减压环境下活性化两个基板W1、W2各自的接合面的活性化处理步骤(步骤S107)。在此，如图5的箭头AR21所示，接合装置1通过将从粒子束源161、162放射的粒子束往基板W1、W2的接合面照射，而对基板W1、W2的接合面进行活性化处理。此外，在热处理步骤之后、活性化处理步骤之前，可以进行将基板W1、W2的温度冷却至60℃以下的温度的冷却步骤。
返回图8，之后，进行将基板W1、W2彼此接合的接合步骤(步骤S108)。在此，首先接合装置1的头部驱动部144将支撑基板W2的头部142靠近支撑基板W1的载台141，而使两个基板W1、W2接近。随后，头部驱动部144在两个基板W1、W2互相接近的状态下基于由位置偏移量测定部150测定的位置偏移量而实行两个基板W1、W2的对准动作。这样，头部驱动部144通过在活性化处理步骤之后实行对准动作，可以减少基板W1、W2的位置偏移。之后，如图12B的箭头AR12所示，头部驱动部144通过将头部142再次靠近载台141，而使两个基板W1、W2接触。接着，头部驱动部144在使基板W1、W2的接合面彼此接触的状态下，通过向使两个基板W1、W2紧贴的方向施加压力，而将两个基板W1、W2接合。随后，在头部142对基板W2的保持解除后，如图13A的箭头AR13所示，头部驱动部144使头部142上升。此时，如箭头AR55所示，支撑机构146的支撑构件驱动部1462通过使支撑构件1461上升，而抬起互相接合的基板W1、W2。又，如箭头AR44所示，负载锁定部83使盒8361移动，往第二搬送装置84的保持部845可插入其最上排往下数的第二排(即，中央的槽SLT2)的上侧的位置。
返回到图7，接着，第二搬送装置84将互相接合的基板W1、W2从接合装置1往负载锁定部83搬送(步骤S109)。在此，首先，如图13A的箭头AR37所示，第二搬送装置84通过使支撑棒841从等待位置往靠近负载锁定部83的方向移动，而将保持部845配置在腔室120内的基板W1、W2的下方。接着，负载锁定部83的闸门驱动部834开启等待腔室831的接合装置1侧的闸门833b。随后，如图13B的箭头AR56所示，支撑机构146的支撑构件驱动部1462通过使支撑构件1461下降，而将互相接合的基板W1、W2移载到保持部845。之后，如箭头AR38所示，第二搬送装置84通过使支撑棒841从等待位置朝靠近负载锁定部83的方向移动，而将保持部845插入到盒8361的中央的槽SLT2的上侧。然后，如箭头AR45所示，负载锁定部83的升降驱动部8362通过使盒8361仅上升预设距离，而将基板W1、W2从保持部845移载到盒8361。之后，第二搬送装置84使支撑棒841移动到等待位置。接着，闸门驱动部834关闭闸门833b。
返回图8，随后，第一搬送装置84将互相接合的基板W1、W2从负载锁定部83往取出口813搬送(步骤S110)。在此，首先，负载锁定部83将等待腔室831的内部向大气开放。接着，负载锁定部83的闸门驱动部834开启等待腔室831的第一搬送装置82侧的闸门833a，并且搬送机械手821将臂821a的前端部朝向负载锁定部83侧的状态下，使臂821a伸长而将臂821a的前端部往等待腔室831内插入。然后，互相接合的基板W1、W2从等待腔室831内的载台往搬送机械手821的臂821a的前端部移载。接着，搬送机械手821通过使臂821a收缩，而从等待腔室831将互相接合的基板W1、W2取出后，负载锁定部83的闸门驱动部834关闭闸门833a。随后，搬送机械手821以将臂821a的前端部朝向取出口813侧的方式转动。之后，搬送机械手821在将互相接合的基板W1、W2保持的状态下，使臂821a伸长而将臂821a的前端部往取出口813内插入，而将互相接合的基板W1、W2配置于取出口813内。
此外，在进行前述接合方法之前，在将腔室120内减压的状态下进行加热腔室120的步骤，即，烘烤腔室120的步骤之后，可以进行通过盖子加热部123A、123B而加热盖子122A、122B的盖子加热步骤。或者，也可以在未将基板W1、W2配置在腔室120内的前述活性化处理步骤进行之前，进行在将腔室120内减压的状态下加热盖子的盖子加热步骤。
接着，说明关于通过本实施方式的接合系统接合两个基板W1、W2而得到的十种样品的接合强度的评估结果。关于各个样品，在活性化处理步骤中往粒子束源161、162各自的氩气的供给量设定为50sccm。又，将来自粒子束源161、162的粒子束即将往基板W1、W2照射之前的腔室120内的真空度设定为2×10-6Pa。又，当基板W1、W2互相接合时，往两个基板W1、W2互相紧贴的方向施加20000N的压力并且维持60秒。又，作为基板W1、W2，均采用硅基板。
关于十种样品中的样品1至样品7中的每一个，总结有基板W1、W2被保持在载台141以及头部142之前的这些的载台(头部)温度、从负载锁定部83往接合装置1的载台141搬送后的载台温度、基板W1、W2彼此接触前的分离状态下的接触前温度、基板W1、W2接触后的温度的接触温度，以下表1所示。此外，关于样品1至样品7，基板W1、W2从负载锁定部83往接合装置1的载台141以及头部142搬送后，到进行包含活性化处理步骤的接合步骤为止的放置时间，皆为30秒。又，关于样品1以及样品2，在将基板W1、W2保持在载台141以及头部142之前的状态下，将载台141以及头部142加热到300℃之后，各自冷却到25℃以及150℃，之后，将基板W1、W2从负载锁定部83往接合装置1搬送。另外，关于样品7，在活性化处理后并且完成接触步骤之后，将互相接触的基板W1、W2加热到150℃。又，关于样品3，从负载锁定部83往接合装置1搬送之后，在分离对向基板的状态下，使载台141以及头部142的温度上升到150℃之后，进行活性化处理，使基板W1、W2彼此接触而接合。
[表1]
| 载台加热温度 | 往接合装置搬送后温度 | 接触前温度 | 接触后温度 | |
| 样品1 | 300℃ | 25℃ | 25℃ | 25℃ |
| 样品2 | 300℃ | 150℃ | 150℃ | 150℃ |
| 样品3 | 25℃ | 25℃ | 150℃ | 150℃ |
| 样品4 | 60℃ | 60℃ | 60℃ | 60℃ |
| 样品5 | 100℃ | 100℃ | 100℃ | 100℃ |
| 样品6 | 80℃ | 80℃ | 80℃ | 80℃ |
| 样品7 | 25℃ | 25℃ | 25℃ | 150℃ |
又，关于十种样品中的样品6以及样品8中的每一个，将基板W1、W2从负载锁定部83往接合装置1搬送之后，到进行接合步骤之间的放置时间，总结以下表2所示。此外，关于样品8，基板W1、W2设置在载台141以及头部142之前的载台141以及头部142的温度是与样品6同样为80℃。又，从负载锁定部83往接合装置1搬送之后的温度与基板W1、W2接合时的温度各自与样品6同样为80℃。
[表2]
另外，关于十种样品中的样品9以及样品10中的每一个，将基板W1、W2往等待腔室831内搬送之后的热处理的有无，总结以下表3所示。在此，“有热处理”是指在负载锁定部83中，通过基板加热部835而在100℃进行加热10分钟。又，关于样品9以及样品10，从负载锁定部83往接合装置1搬送之后，到进行接合步骤之间的放置时间，皆为30秒。另外，关于样品9以及样品10，基板W1、W2设置在载台141以及头部142之前的载台141以及头部142的温度、从负载锁定部83往接合装置1搬送后的温度、以及基板W1、W2的接合时的温度，皆为25℃。又，将负载锁定部83的等待腔室831内的真空度设定为10-2Pa。另外，将基板W1、W2保持在接合装置1的载台141以及头部142之前的这些的载台(头部)的温度、从负载锁定部83往接合装置1搬送之后的温度、前述接触前的温度、以及接触后的温度，均为常温，即设定在25℃。
[表3]
又，关于样品1至样品10的基板W1、W2的接合强度的评估，是通过使用插入刀片(blade)的裂缝开口(crack and opening)法测定接合强度(表面能换算)而进行。在此裂缝开口法中，首先，如图14A的箭头所示，将例如剃刀的刀刃般的刀片BL从互相接合的两个基板W1、W2的周缘插入接合部分时，测定基板W1、W2的剥离长度L。作为刀片BL，例如使用厚度为100μm的刀片。又，如图14B所示，将刀片BL插入(参考图14B的箭头)到互相接合的两个基板W1、W2的周缘部的六个地方(Pos1、Pos2、Pos3、Pos4、Pos5、Pos6)。图14B)时，测定从刀片接点的剥离长度L。然后，关于基板W1、W2的周缘部的六个地方的每一个，由剥离长度L，通过将基板W1、W2的接合界面的强度换算为每单位面积的表面能而算出，而进行基板W1、W2的接合强度的评估。此外，由剥离长度L算出接合强度(表面能换算)Eb时，使用下式(1)的关系式。
在此，Y表示杨氏模数，Ts表示基板W1、W2的厚度，Tb表示刀片BL的厚度。样品1至样品14的基板W1、W2的接合强度评估中，杨氏模数Y为6.5×1010[N/m2]，基板W1、W2的厚度Ts为0.0011m(1.1mm)，刀片BL的厚度Tb设定为0.0001m(0.1mm)。由计算公式，剥离长度越短，接合强度越大。表5示出了在基板W1、W2的周缘部的六个地方的剥离长度以及接合强度(表面能换算)的平均值，以及发生块材破坏的测定点的数量。此外，算出的接合强度(表面能换算)越大，表示基板W1、W2的接合强度越大。通常，超过2J/m2的块材破坏较佳。又，因为可以假设在块材破坏的物体中，剥离长度越短，接合强度越高，因此也一并示出了剥离长度。
下表4示出了关于样品1至样品10的基板W1、W2的接合强度的评估结果。此外，在表4中，“样品名称”栏对应于前述表1中的样品1至样品14中的每一个。“剥离长度”栏的值表示图14B所示的两个基板W1、W2的周缘部的六个地方(“Pos1”至“Pos6”)的剥离长度的平均值。又，“接合强度(表面能换算)”栏的值是图14B所示的两个基板W1、W2的周缘部的6个地方(“Pos1”至“Pos6”)的接合强度(表面能换算)的平均值，将在两个基板W1、W2的周缘部的六个地方全部都发生块材破坏的情况记载为“块材破裂”。此外，与样品2、3、5、6、8、9各自对应的“接合强度(表面能换算)”栏内括号内记载的数值是使用由剥离长度的平均值得到的式(1)算出的理论值，是实际不存在的值，但用以参考而记载。另外，“块材破坏地方的数量”栏的值表示在两个基板W1、W2的周缘部的六个地方中发生块材破坏的地方的数量。
[表4]
如表4所示，样品2以及样品3的接合强度(表面能换算)为2.5J/m2以上，相对于六个地方全部达到块材破坏强度，样品1以及样品7的接合强度(表面能换算)皆小于2.5J/m2。另一方面，由样品3的结果可知，即使将基板W1、W2保持在载台141以及头部142之前的这些的温度维持在常温，即25℃左右，通过将从负载锁定部83往接合装置1搬送后的温度以及接触前的温度上升至150℃，基板W1、W2彼此的接合强度显著增加。由这些结果可知，在将基板W1、W2保持在载台141以及头部142之前，使这些的温度上升至300℃而进行烘烤，无助于基板W1、W2的接合强度的提升。又，可知在使基板W1、W2彼此接触之后，将基板W1、W2加热至150℃也无助于提高基板W1、W2的接合强度。即，可知从负载锁定部83往接合装置1搬送后的温度、以及使基板W1、W2的接触前温度上升，有助于提高基板W1、W2的接合强度。也就是说，可知为了提高基板W1、W2彼此的接合强度，在即将进行活性化处理步骤之前进行热处理步骤是重要的。
又，相对于样品4的接合强度(表面能换算)小于2.5J/m2，样品3、5、6的接合强度(表面能换算)皆为2.5J/m2以上。特别是，在样品3、5中，六个地方全部都达到了块材破坏强度。由这些结果可知，通过从负载锁定部83往接合装置1搬送后的温度，即，基板W1、W2即将接合前的温度以及基板W1、W2接合时的温度上升到高于60℃的温度，而基板W1、W2彼此的接合强度增加，特别是，通过使基板W1、W2即将接合之前的温度上升到100℃以上的温度，而基板W1、W2彼此的接合强度大幅增加。
另外，相对于样品6的达到块材破坏强度的地方为两个地方，样品8的达到块材破坏强度的地方为四个地方。由此结果可知，载台141以及头部142保持基板W1、W2之前的这些的温度，即，基板W1、W2即将接合之前的温度为80℃的情况下，如果基板W1、W2从负载锁定部83往接合装置1搬送之后，到进行接合步骤之间的放置时间变长的话，则基板W1、W2彼此的接合强度提高。
又，相对于样品10的接合强度(表面能换算)小于2.5J/m2，样品9的接合强度(表面能换算)为2.5J/m2以上，并且在两个地方达到破坏强度。由此可知，在负载锁定部83中加热基板W1、W2也有助于基板W1、W2的接合强度的提高。又，可知热处理步骤中的气压为10-2Pa以下的话较佳。此外，样品9的接合强度低于样品5的接合强度。由此可知，热处理步骤中的气压为10-5Pa以下更佳。认为这反映了更多地去除了附着在基板W1、W2的表面的由水分子为主成分的杂质，并且防止再附着。认为这也是由于与10-5Pa以下相比，大气环境中含有10-2Pa左右的水分以及杂质而导致。
顺便一提，通过本活性化处理而进行直接接合的原理为通过氩粒子束去除表面的杂质，并且，经由解除分子结合(molecular binding)，露出作为化学键的悬键(danglingbond)，在作为其他的杂质的分子不悬浮的环境下，常温下可以直接接合另一个基板上的悬键。因此，在杂质悬浮的真空度下，悬键被杂质接于终端而不能接合。
又，例如，如图15所示，基板W1、W2的接合强度(表面能换算)在活性化处理步骤中，相对于腔室120内的气压示出依赖性。图15所示的结果是基板W1、W2均为硅基板的情况下的结果。由图15所示的结果，活性化处理步骤的腔室120内的气压强度从10-5Pa以下急速上升。此外，为了使腔室120内为10-5Pa以下，在腔室120的周壁缠绕加热套(未图示)，经由腔室120内在150℃下约24小时的热处理(烘烤)，并经由将腔室120内的水分为主体的杂质去除而达成。此图15所示的结果被认为是示出，腔室120内的气压为10-5Pa以下的话，以漂浮在腔室120内的水分为主成分的杂质在热处理步骤中被去除，而不附着到基板W1、W2，基板W1、W2彼此的接合强度提高。但是，由于基板W1、W2其本身是从大气中搬入的，因此以水分为主体的杂质附着在表面，去除而接合较佳。由此，在将基板W1、W2接合之前，由于基板W1、W2其本身同样也经由施以热处理，而去除以水份为主体的杂质，因此可以理解基板W1、W2彼此的接合强度更提升的理由。
又，在样品1至10中，虽然作为基板W1、W2采用了硅基板，但基板W1、W2也可以采用例如二氧化硅玻璃基板等的玻璃基板、氧化物基板(例如，二氧化硅(SiO2)基板、含有蓝宝石基板的氧化铝基板(Al2O3)、氧化镓(Ga2O3)等)、氮化物基板(例如，氮化硅(SiN)、氮化铝(AlN)、氮化镓(GaN))、砷化镓基板、碳化硅(SiC)基板、钽酸锂(Lt：LiTaO3)基板、铌酸锂基板(Ln：LiNbO3)、金刚石基板等。又，为在基板W1、W2的接合面设置由金、铜、铝、钛等金属形成的电极的各种基板，也如前述在热处理步骤中，认为可以得到将附着在基板W1、W2的表面以水分子为主成分的杂质去除的效果。
又，也评估了关于由不同线膨胀系数的材料形成的基板W1、W2彼此接合的情况。采用硅基板作为基板W1并且采用钽酸锂(Lt：LiTaO3)基板或铌酸锂基板(Ln：LiNbO3)作为基板W2，而进行前述接合方法。在此，将基板W1、W2在100℃热处理之后，在将基板W1、W2的温度维持在100℃的状态下，将基板W1、W2彼此接合，基板W1、W2彼此的接合强度(表面能转换)为1.0J/m2。另一方面，基板W1、W2在100℃下热处理之后，将基板W1、W2的温度冷却到60℃，然后将基板W1、W2彼此接合，基板W1、W2彼此的接合强度(表面能转换)上升到1.6J/m2。即，基板W1、W2的温度为热处理后，在降低到比热处理时的温度低的温度后而将基板W1、W2互相接合者，基板W1、W2彼此的接合强度提高。这是因为基板W1、W2在热处理时维持在较高温度的状态下将基板W1、W2互相接合的话，基板W1、W2的线膨胀系数的差异导致，由基板W1、W2之间的热膨胀而膨胀度产生差异，并且相对于基板W1、W2，基板W1往从基板W2剥离的方向施加力，基板W1、W2的翘曲或开裂产生，不仅于此，这被认为表示W1、W2彼此的接合强度降低。因此，在将由线膨胀系数不同的材料形成的两个基板W1、W2彼此接合的情况下，在热处理步骤之后，冷却基板W1、W2，然后将基板W1、W2彼此接合较佳。
又，在清洗装置3中进行水清洗，通过旋转干燥法去除附着在基板W1、W2的接合面的水之后，立即往负载锁定部83搬入，然后，不进行热处理步骤而将基板W1、W2接合。在这种情况下，基板W1、W2彼此的接合强度(表面能换算)为0.5J/m2以下。相对于此，在清洗装置3中进行水清洗，通过旋转干燥法去除附着在基板W1、W2的接合面的水之后，往负载锁定部83搬入，在负载锁定部83或接合装置1中进行以100℃维持30秒的热处理步骤的情况下，基板W1、W2彼此的接合强度(表面能换算)变得大于2.5J/m2。即，即使在接合处理前进行水清洗，也可以提高基板W1、W2彼此的接合强度。这是因为在清洗装置3的水清洗之后，通过旋转干燥法去除水，但在不进行基板W1、W2的热处理步骤的情况下，水分子作为薄层残留在基板W1、W2的接合面，因此，认为基板W1、W2彼此的接合强度低于不进行水清洗情况下的基板W1、W2彼此的接合强度。另一方面，认为通过进行基板W1、W2的热处理步骤，经由残留在基板W1、W2的接合面的水分大致全部被去除，基板W1、W2彼此的接合强度提高。又，由此结果也可知，在基板W1、W2的接合面残留水的情况下，仅将基板W1、W置于真空环境中，残留在基板W1、W2的水并不能完全去除。由此结果可知，即使在真空环境中，基板W1、W2的接合面也残留有水，为了完全去除此水，在真空环境下加热基板W1、W2是有效的。
另外，使用硅基板作为基板W1、W2，将粒子束照射到基板W1、W2的接合面之后，关于将基板W1、W2彼此接合时的接合强度的经时间的变化，比较进行前述热处理的情况与未进行热处理的情况。此外，减少粒子束的照射次数是为了使基板W1、W2彼此的接合强度在某种程度上降低，并且更容易确认基板W1、W2彼此的接合强度的经时间的变化。此结果，进行热处理步骤的情况的基板W1、W2彼此的接合强度是不进行热处理步骤的情况的两倍以上。
如上所述，在根据本实施方式的接合系统中，在接合装置1中，两个基板W1、W2在分离的状态下，在减压环境下，将两个基板W1、W2各自的接合面进行加热到高于60℃的温度的热处理步骤之后，进行使基板W1、W2的接合面活性化的活性化处理步骤。之后，接合装置1在减压环境下将两个基板W1、W2接合。由此，通过在减压环境下将两个基板W1、W2各自的接合面加热到高于60℃的温度，存在于基板W1、W2的接合面的水或杂质被气化而去除。基板W1、W2的接合面通过活性化处理而变得容易活性化。因此，在将活性化处理后的两个基板W1、W2接合时，可以提高两个基板W1、W2彼此的接合强度。
作为去除附着在基板W1、W2的接合面的杂质的方法，可以考虑通过照射粒子束而去除。在这种情况下，设定施加在粒子束源161、162的电极1602与放电室1601的周壁之间的直流电压为1kV、在电极1602以及放电室1601的周壁之间流动的电流值为100mA、导入到放电室1601的氩气流量为50sccm，而将粒子束持续照射到基板W1、W2的接合面。然而，在此方法的情况下，为了去除杂质，需要照射额外的粒子束到基板W1、W2的接合面，因此，粒子束的照射时间变长。例如，在基板W1、W2的接合面附着有约数纳米厚度的杂质的情况下，照射粒子束的时间延长约五分钟。又，由于附着在基板W1、W2的接合面的杂质的厚度或附着强度不均，因此难以设定去除杂质所需的粒子束的照射时间。因此，可能照射超过必要的粒子束到基板W1、W2的接合面，在这种情况下，基板W1、W2由于粒子束而刮伤，接合面的平坦性受损，此结果，基板W1、W2彼此的接合强度降低。
相对于此，在根据本实施方式的接合方法中，通过将两个基板W1、W2各自的接合面加热到高于60℃的温度而去除存在于基板W1、W2的接合面的杂质。由此，在活性化处理中，仅照射粒子束约两到三分钟，基板W1、W2的接合面为约1nm，即，在基板W1、W2的接合面露出相当于一个原子层的厚度而被蚀刻，维持基板W1、W2的接合面的平坦性，并且可以露出提高基板W1、W2彼此的接合所需的悬键。因此，可以提高基板W1、W2彼此的接合强度。
由于基板W1、W2是从大气中引入的，因此水分以及杂质附着在基板W1、W2的接合面。因此，认为以水分子为主成分的杂质附着在基板W1、W2的表面。相对于此，在根据本实施方式的接合方法中，因为在活性化处理前将基板W1、W2加热，所以在以水分子为主成分的杂质附着的情况下，可以将其有效地去除。特别是，由于水在减压环境下结晶化，因此可以通过加热基板W1、W2而使其气化(升华)而容易地去除。从实验结果来看，也认为由于在100℃附近被去除，所以为以水分为主的杂质。也就是说，以水分子为主成分的杂质，比起通过有可能使基板W1、W2的接合面粗糙的粒子束的照射等的通过蚀刻的去除方法，通过在减压环境中加热而去除较佳。
又，在现有的接合方法中，由于在即将进行基板W1、W2的接合之前，进行通过水而清洗的话，可能有造成基板W1、W2彼此的接合强度降低的疑虑，因此难以进行清洗。因此，难以避免因附着在基板W1、W2的接合面的粒子而产生孔隙(void)。相对于此，在根据本实施方式的接合系统中，在清洗装置3中进行清洗之后，而投入接合装置1。在以清洗装置3的清洗中，虽然水分子大量附着在基板W1、W2的接合面，但是可以经由在接合装置1中进行热处理步骤而去除。因此，因为可以在进行接合步骤之前进行通过水而从基板W1、W2的接合面去除粒子的清洗步骤，因此从抑制在互相接合的基板W1、W2产生的孔隙的观点考虑也是较佳的。
又，在本实施方式的活性化处理步骤中，为了确实地照射粒子束到基板W1整体，从粒子束源161、162放射的粒子束照射到包括在粒子束源161、162的移动方向的基板W1、W2的两端缘的外侧的盖子122A、122B部分的区域。又，粒子束源161、162在长条形的放电室1601的长度方向的两端部的粒子束的强度有显著降低的倾向。于是，如图6所示，粒子束源161、162的长度设定为比基板W1、W2的粒子束源161、162的长度方向的长度长。故，从粒子束源161、162放射的粒子束照射到包括粒子束源161、162的长度方向的基板W1、W2的两端缘的外侧的盖子122A、122B部分的区域。因此，如果杂质附着到盖子122A、122B的表面，则进行活性化处理步骤时，通过照射到盖子122A、122B的粒子束而排斥附着在盖子122A、122B的表面的杂质，而有附着到基板W1、W2的接合面的疑虑。
相对于此，在根据本实施方式的接合方法中，在进行活性化处理步骤之前，通过加热盖子122A、122B，而去除附着在盖子122A、122B表面的杂质。由此，可以抑制因在活性化处理步骤中附着在盖子122A、122B的表面的杂质通过粒子束排斥而往基板W1、W2的接合面的杂质的附着。
另外，在根据本实施方式的接合方法中，在负载锁定部83中进行热处理步骤之后，进一步在即将活性化处理步骤之前进行热处理步骤。由此，在以负载锁定部83预先去除以水分为主成分的杂质某种程度之后，由于在接合装置1内的热处理步骤进一步进行以水分为主成分的杂质的去除，所以可以缩短在接合装置1内的热处理步骤所需要的时间。因此，因为可以缩短在接合装置1中对于基板W1、W2进行的全部处理所需要的时间，从而可以提高处理效率。
顺便一提，当仅在负载锁定部83中进行热处理步骤、而在接合装置1中不进行热处理步骤的情况，与在接合装置1中进行热处理步骤的情况相比，基板W1、W2彼此的接合强度降低。因此，在负载锁定部83中进行热处理步骤之后，进一步在接合装置1中也进行热处理步骤较佳。又，由于基板W1、W2从大气中往负载锁定部83内搬送，所以以水分为主成分的杂质附着在基板W1、W2的接合面。因此，在负载锁定部83中，以10-2Pa的减压环境进行一次性的热处理步骤，然后，在接合装置1中，进一步以10-5Pa的减压环境进行热处理步骤较佳。由此，因为可以大致完全去除附着在基板W1、W2的接合面的杂质，所以可以提高基板W1、W2彼此的接合强度。又，在样品8，虽然在负载锁定部83中施行了10分钟的热处理，但是在根据本实施方式的接合系统的一个周期为约15分钟。这样，在根据本实施方式的接合系统中，可以在负载锁定部83进行10分钟的热处理而不减少一个周期的周期时间。
在此，为了调查在进行基板W1、W2的接合强度的评估的环境包含的水分对基板W1、W2彼此的接合强度的影响，将由SiN形成的基板W1、W2彼此的接合强度，在大气、氮气环境以及真空(1×10-3Pa)中，使用上述裂缝开口法而说明关于评估的结果。在此，在氮气环境中与大气中相比，虽然含有水分少，为了使环境中的水分量更低，将真空度设为1×10-3Pa。相对于在大气中接合强度为1.1J/m2，在氮气环境中为1.5J/m2，在真空中为2.5J/m2以上。这被认为表示进行接合强度的评估的环境含有水分的话，通过此水分扩散到基板W1、W2的接合界面，接合界面的应力腐蚀进展而接合强度降低。由此，被认为通过进行前述热处理，经由去除附着在基板W1、W2的接合面的水分，抑制容易受到存在于接合界面的水分影响的区域的应力腐蚀，而提高基板W1、W2彼此的接合强度。但是，这示出了上述通过前述的热处理接合强度提高效果的因素的一个例子，并且接合强度提高效果不限于此因素。
(第二实施方式)
根据本实施方式的接合系统与第一实施方式的不同之处在于基板W1、W2彼此所谓的亲水化接合。根据本实施方式的接合系统在进行将基板W1、W2的接合面活性化的活性化处理步骤之后，进行水清洗基板W1、W2的接合面的水清洗步骤。
根据本实施方式的接合系统的构成与第一实施方式中说明的接合系统相同。以下，使用图1至图3所示的相同的符号说明关于与第一实施方式相同的构成。此外，接合装置1的腔室120内的气压可以设定在1Pa以上1000Pa以下的范围内。
接着，参考图16并且说明关于根据本实施方式的接合系统将基板W1、W2彼此以所谓的亲水化接合的亲水接合方法。在此，假设基板W1、W2以接合面为铅直上方的姿势配置在图1所示的导入口811、812。此外，在导入口811配置例如在接合装置1中被头部142保持的基板W2，在导入口812配置例如在接合装置1中载置于载台141的基板W1。首先，第一搬送装置82取出配置在导入口811、812的基板W2，而往负载锁定部83搬送(步骤S201)。在此，搬送机械手821从导入口811、812取出基板W1、W2。然后，当负载锁定部83的闸门驱动部834开启等待腔室831的第一搬送装置82侧的闸门833a时，搬送机械手821在保持基板W1、W2的状态下，以臂821a的前端部朝向负载锁定部83侧的方式转动。此时，搬送机械手821在从导入口812取出基板W2的情况下，通过以基板W2的接合面侧朝向铅直下方的姿势的方式将臂821a反转，而在基板W2的接合面朝向铅直下方的姿势下保持基板W2的状态下而转动。另一方面，在搬送机械手821从导入口811取出基板W1的情况下，维持将基板W2的姿势以其接合面侧朝向铅直上方的姿势的状态下转动。之后，通过搬送机械手821伸长臂821a，而将臂821a的前端部插入等待腔室831内。然后，将基板W1、W2从臂821a的前端部移载到配置在等待腔室831内的基板保持机构836的盒8361。接着，搬送机械手821在基板W1、W2往基板保持机构836的盒8361的移载完成时，使臂821a收缩。然后，闸门驱动部834关闭等待腔室831的闸门833a。
之后，第二搬送装置84将保持在基板保持机构836的盒8361的基板W1、W2从负载锁定部83往接合装置1搬送(步骤S202)。此外，步骤S202中的动作与实施方式中说明的步骤S105中的动作相同。
接着，进行在减压环境下活性化两个基板W1、W2各自的接合面的活性化处理步骤(步骤S203)。此外，步骤S203中的动作与实施方式中说明的步骤S107中的动作相同。
随后，第二搬送装置84将基板W1、W2从接合装置1往负载锁定部83搬送(步骤S204)。在此，例如，第二搬送装置84将基板W1、W2各自移载到盒8361的最下排的槽SLT1与最上排的槽SLT3。之后，搬送机械手821将基板W1、W2往清洗装置3搬送(步骤S205)。在此，当负载锁定部83的闸门驱动部834开启等待腔室831的第一搬送装置82侧的闸门833a时，搬送机械手821从等待腔室831内的盒8361中取出基板W1、W2。然后，当清洗装置3开启基板W1、W2的搬出入口时，搬送机械手821在保持基板W1、W2的状态下，以臂821a的前端部朝向清洗装置3侧的方式转动。接着，搬送机械手821使臂821a伸长，而将臂821a的前端部插入清洗装置3内。然后，基板W1、W2从搬送机械手821的臂821a的前端部往清洗装置3的载台移载。
随后，清洗装置3实行水清洗基板W1、W2的水清洗步骤(步骤S206)。此水清洗步骤相当于亲水化基板W1、W2的接合面的亲水化处理步骤。然后，清洗装置3相当于使用水而亲水化的亲水化处理装置。之后，第一搬送装置82将水清洗步骤完成后的基板W1、W2从清洗装置3往负载锁定部83搬送(步骤S207)。接着，在减压环境的等待腔室831内，进行将两个基板W1、W2各自的互相接合的接合面加热到高于60℃的温度的热处理步骤(步骤S208)。随后，第二搬送装置84将保持在基板保持机构836的盒8361的基板W1、W2从负载锁定部83往接合装置1搬送(步骤S209)。随后，在减压环境下，进行将两个基板W1、W2各自的互相接合的接合面加热到高于60℃的温度的热处理步骤(步骤S210)。在此，因为腔室120内被维持在10,000Pa以下的范围内的减压下，以减少夹带空气的孔隙，因此通过进行此热处理步骤，仅附着到基板W1、W2的接合面的多余水分子被去除，在基板W1、W2的接合面仅存在大量有助于基板W1、W2彼此接合的OH基。但是，在腔室120内从对大气开放的状态被抽真空到10000Pa的减压状态的情况下，由于腔室120内包含大量的水，所以不能通过基板W1、W2的热处理而充分地去除水分子。因此，腔室120内的真空度为1000Pa以下较佳，为1Pa以下更佳，为10-2Pa以下又更佳。又，如本实施方式般，设置负载锁定部83，通过将不含水分的氮气般的气体导入接合装置1的腔室120内，而将腔室120内减压至10000Pa以下较佳。此外，步骤S207至S210中的动作各自与实施方式中说明的步骤S103至S106中的动作相同。之后，进行将基板W1、W2彼此接合的接合步骤(步骤S211)。
接着，第二搬送装置84将互相接合的基板W1、W2从接合装置1往负载锁定部83搬送(步骤S212)。接着，第一搬送装置84将互相接合的基板W1、W2从负载锁定部83往取出口813搬送(步骤S213)。此外，步骤S212、S213中的动作与实施方式中说明的步骤S109、S110中的动作相同。
顺便一提，在现有的减压下的亲水化接合方法中，进行在大气中的亲水化接合方法的情况下，无法抑制因基板W1、W2之间的夹带空气而产生的孔隙。又，在现有的亲水化接合方法中，虽然可以在水清洗步骤中去除引起孔隙产生的粒子，但多余的水会附着在基板W1、W2的接合面，而可能在将基板W1、W2彼此接合后进行的退火处理中微孔隙化。相对于此，在根据本实施方式的亲水化接合方法中，为了避免往基板间的空气夹带，将腔室120内的气压设为1000Pa以下，而将基板W1、W2接合。由此，通过在腔室120内使基板W1、W2彼此接触之前进行的热处理步骤，可以排斥掉附着在基板W1、W2的接合面而导致微孔隙的多余水分。又，在将基板W1、W2接合时，为了使形成在基板W1、W2的接合面的OH基彼此直接接触，在将基板W1、W2彼此接合之后，进行为了将附着于基板W1、W2的接合面的多余水分去除的退火处理的步骤中，可以降低处理温度并且缩短处理时间。例如，退火处理中的处理温度可以从350℃降低到150℃。因此，基板W1、W2彼此可以在相对低温的状态下并且在短时间内接合。又，在将基板W1、W2彼此接合之前，经由进行用于在基板W1、W2的接合面生成充足的量的OH基的活性化处理步骤，可以使介于基板W1、W2之间的水、杂质大致消失。并且用以使形成于基板W1、W2的接合面的OH基直接结合，基板W1、W2彼此的接合强度的增加也可以期待。
在此，在根据本实施方式的亲水化接合方法中，进行说明关于在进行接合步骤之前进行热处理步骤的情况下、与未进行热处理步骤的情况下，互相接合的基板W1、W2的外观以及接合强度(表面能转换)的比较的结果。首先，当在进行接合步骤之前未进行热处理步骤的情况下，如图17A所示，确认到微孔隙的产生。然后，基板W1、W2彼此的接合强度(表面能换算)为1.9mJ/m2。相对于此，如根据本实施方式的亲水化接合方法般，在进行热处理步骤之后进行活性化处理步骤的情况下，如图17B所示，未确认到微孔隙的产生。然后，基板W1、W2彼此的接合强度(表面能转换)也大于2.5mJ/m2。因此，可知通过在进行接合步骤之前进行热处理步骤，可以抑制在互相接合的基板W1、W2的接合界面产生微孔隙，并且伴随此结果而提高基板W1、W2彼此的接合强度。
又，关于根据本实施方式的接合方法，也评估了在将由不同线膨胀系数的材料形成的基板W1、W2彼此接合的情况。与第一实施方式相同，采用硅基板作为基板W1并且采用钽酸锂(Lt：LiTaO3)基板或铌酸锂基板(Ln：LiNbO3)作为基板W2，进行前述的接合方法。其结果与第一实施方式相同，基板W1、W2的温度在热处理步骤后，降低到比热处理步骤时的温度更低的温度之后将基板W1、W2接合者较不会产生基板W1、W2的翘曲或开裂，并且基板W1、W2彼此的接合强度也提高。
此外，在多余的水分残留在基板W1、W2的接合界面的情况下，则由于此水分的扩散而在接合界面发生应力腐蚀，而有无法通过热处理持续接合强度向上的效果的疑虑。因此，通过对于基板W1、W2进行热处理步骤，经由去除附着在基板W1、W2的接合面的水分，使得多余的水分不会残留在基板W1、W2的接合界面较佳。这在亲水化接合中也相同，通过在接合前将多余的水分通过热处理去除而得到良好的结果。例如，可以在亲水化处理步骤之后，在减压环境下，将两个被接合物各自的互相接合的接合面的至少一个加热到高于60℃的温度之后，在维持减压环境的状态下，将两个被接合物接合。
顺便一提，在大气中将基板W1、W2彼此接合的情况下，在基板W1、W2的接合面彼此之间夹带空气或多余的水，这是孔隙产生的原因。相对于此，根据本实施方式的亲水化接合方法，因为在空气或水分少的减压环境下将基板W1、W2彼此接合，所以抑制了前述孔隙的产生。又，根据本实施方式的亲水化接合方法，在进行接合步骤之前，在减压环境下进行将两个基板W1、W2各自的互相接合的接合面加热到高于60℃的温度的热处理步骤。由此，将附着在基板W1、W2的接合面的多余的水分子去除，而可以在基板W1、W2的接合面仅存在大量有助于基板W1、W2彼此的接合的OH基的状态。因此，可以将基板W1、W2彼此牢固地接合。
另外，根据本实施方式的亲水化接合方法，使用包括负载锁定部83的接合系统，而进行基板W1、W2彼此的亲水下接合。因此，因为不需要将接合装置1的腔室120向大气开放，所以可以缩短此部分的处理时间。
尽管以上说明了关于本发明的各实施方式，但是本发明不限于前述的各实施方式的构成。例如，接合系统可以，例如图18所示般，包括导入口811、812、取出口813、第一搬送装置82、清洗装置3、接合装置1、负载锁定部83、第二搬送装置84、活性化处理装置2002、以及控制部9。此外，在图18中，关于与实施方式中相同的构成是以与图1中相同的符号标记。
活性化处理装置2002对于基板W1、W2的接合面，通过进行使用氮气的反应性离子蚀刻与氮自由基的照射中的至少一种，而进行用于活性化接合面的活性化处理。进行活性化基板的接合面的活性化处理。活性化处理装置2002是使感应耦合等离子体(InductivelyCoupled Plasma,ICP)产生的装置，如图19所示，具有载台210、腔室212、等离子体腔室213、缠绕在等离子体腔室213的外侧的感应线圈215、以及往感应线圈215供给高频电流的高频电源216。此外，作为活性化处理装置2，例如可以是在腔室的上部产生等离子体，通过形成在离子捕捉板的孔，而仅将包含在等离子体的自由基以向下流动的方式的装置。又，作为等离子体产生源可以是平行平板型的等离子体产生源，或者可以是利用微波的等离子体产生源。等离子体腔室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以及氧气供给部220B。氮气供给部220A具有氮气储存部221A、供给阀222A、以及供给管223A。氧气供给部220B具有氧气储存部221B、供应阀222B、以及供应管223B。基板W1、W2载置在载台210。又，载台210设置有加热基板W1、W2的基板加热部210a。腔室212连通到等离子体腔室213内。腔室212通过排气管201b与排气阀201c而连接于真空泵201a。当使排气阀201c为开启状态而使真空泵201a作动时，腔室212内的气体通过排气管201b而往腔室212外排出，腔室212内的气压降低(减压)。此外，腔室212内的气压可为10-2Pa以下。
作为高频电源216，可以采用向感应线圈215供给例如27MHz的高频电流的电源。然后，在等离子体腔室213内氮气被导入的状态下，当向感应线圈215供给高频电流时，在等离子体腔室213内形成等离子体PLM。在此，由于通过感应线圈215而捕捉等离子体腔室213内的等离子体中所含的离子，所以可以是在等离子体腔室213与腔室212之间的部分不存在捕捉板的构造。偏压施加部217是高频电源，其将高频偏压施加到由载台210支撑的基板W1、W2。作为这种偏压施加部217，例如，可以采用产生13.56MHz的高频偏压者。这样，通过由偏压施加部217而施加高频偏压到基板W1、W2，在基板W1、W2的接合面附近产生具有动能的离子与基板W1、W2反复碰撞的鞘区域。然后，通过存在于此鞘区域的具有动能的离子而蚀刻基板W1、W2的接合面。
在此，参考图20说明关于根据本变形例的接合系统将基板W1、W2彼此以所谓的亲水化接合的亲水接合方法。在此，假设基板W1、W2以接合面为铅直上方的姿势配置在图1所示的导入口811、812。此外，在导入口811配置例如在接合装置1中被头部142保持的基板W2，在导入口812配置例如在接合装置1中载置于载台141的基板W1。
首先，第一搬送装置82取出配置在导入口811、812的基板W2，而往活性化处理装置2002搬送(步骤S301)。在此，搬送机械手821从导入口811、812取出基板W1、W2。然后，当活性化处理装置2002的导入口开启时，搬送机械手821在保持基板W1、W2的状态下，以臂821a的前端部朝向活性化处理装置2002侧的方式转动。此时，搬送机械手821维持将从导入口811、812取出的基板W1、W2以其接合面侧朝向铅直上方的姿势的状态而转动。之后，通过搬送机械手821伸长臂821a，而将臂821a的前端部插入腔室212内。然后，将基板W1、W2从臂821a的前端部移载到腔室212内的载台210。接着，搬送机械手821在基板W1、W2往载台210的移载完成时，使臂821a收缩。
接着，在将活性化处理装置2002的腔室212内减压之后，基板加热部210a在基板W1、W2载置在载台210的状态下将基板W1、W2加热。随后，进行在减压环境下活性化基板W1、W2各自的接合面的活性化处理步骤(步骤S302)。在此，减压环境例如是腔室212内的气压为1×10-2Pa以下的状态。又，活性化处理装置2002例如通过开启图16所示的供给阀222A，而将氮气从氮气储存部221A通过供给管223A而导入到腔室212内。接着，活性化处理装置2002在使从高频电源216向感应线圈215供给的高频电流停止的状态下，通过偏压施加部217而将高频偏压施加到载置在载台210的基板W1、W2。由此，对于基板W1的接合面，进行使用氮气的反应离子蚀刻(Reactive Ion Etching,RIE)。随后，活性化处理装置2002开始从高频电源216向感应线圈215供给高频电流，并用氮气产生等离子体。此时，活性化处理装置2002停止通过偏压施加部217向基板W1施加高频偏压。这样，氮自由基被照射到基板W1的接合面。
另一方面，在活性化处理装置2002活性化处理基板W2，即硅或氮化物基板的接合面的情况下，首先，通过将供给阀222B开启而将氧气从氧气储存部221B通过供给管223B而导入到腔室212内。接着，活性化处理装置2002在使高频电流从高频电源216向感应线圈215的供给停止的状态下，通过偏压施加部217而将高频偏压施加到载置在载台210的基板W2，由此，对于基板W2的接合面，进行使用氧气的反应离子蚀刻(RIE)。随后，活性化处理装置2002通过关闭供给阀622B，并停止从氧气存储部621B往腔室612内的氧气的供应，而将腔室212内的氧气排出。之后，活性化处理装置2002通过开启供给阀222A，将氮气从氮气储存部221A通过供给管223A而导入到腔室212内。之后，活性化处理装置2002开始从高频电源216向感应线圈215供给高频电流，并用氮气产生等离子体。此时，活性化处理装置2002停止通过偏压施加部217向基板W2施加高频偏压。这样，氮自由基被照射到基板W2的接合面。此外，与活性化处理步骤同时或在活性化处理步骤之前，可以同时进行以包含活性化处理的基板W1、W2的周围的活性化处理区域的形状将配置在腔室212内的盖子(未图示)加热的盖子加热步骤。
之后，搬送机械手821将基板W1、W2往清洗装置3搬送(步骤S303)。在此，当活性化处理装置2002的导入口开启时，搬送机械手821取出载置在活性化处理装置2002的腔室212内的载台210的基板W1、W2。然后，当清洗装置3开启基板W1、W2的搬出入口时，搬送机械手821在保持基板W1、W2的状态下，以臂821a的前端部朝向清洗装置3侧的方式转动。接着，搬送机械手821使臂821a伸长，而将臂821a的前端部往清洗装置3内插入。然后，基板W1、W2从搬送机械手821的臂821a的前端部往清洗装置3的载台移载。
随后，清洗装置3实行水清洗基板W1、W2的水清洗步骤(步骤S304)。之后，第一搬送装置82将水清洗步骤完成后的基板W1、W2从清洗装置3往负载锁定部83搬送(步骤S305)。在此，在搬送机械手821从清洗装置3接受基板W2的情况下，通过以基板W2的接合面侧朝向铅直下方的姿势的方式将臂821a反转，而在基板W2的接合面朝向铅直下方的姿势下保持基板W2的状态下而转动之后，往负载锁定部83搬送。接着，在减压环境的等待腔室831内，进行将两个基板W1、W2各自的互相接合的接合面加热到高于60℃的温度的热处理步骤(步骤S306)。随后，第二搬送装置84将保持在基板保持机构836的盒8361的基板W1、W2从负载锁定部83往接合装置1搬送(步骤S307)。之后，在减压环境下，进行将两个基板W1、W2各自的互相接合的接合面加热到高于60℃的温度的热处理步骤(步骤S308)。接着，进行将基板W1、W2彼此接合的接合步骤(步骤S309)。
之后，第二搬送装置84将互相接合的基板W1、W2从接合装置1往负载锁定部83搬送(步骤S310)。接着，第一搬送装置84将互相接合的基板W1、W2从负载锁定部83往取出口813搬送(步骤S311)。此外，步骤S310、S311中的动作与实施方式中说明的步骤S109、S110中的动作相同。
根据本结构，因为在将基板W1、W2彼此以所谓亲水性接合的情况下，可以减少步骤数，所以可以缩短基板W1、W2彼此的接合需要的时间。
在实施方式中，已说明关于在进行活性化处理步骤之后，在接合步骤中，头部驱动部144在基板W1、W2互相接近的状态下，基于通过位置偏移量测定部150测定的位置偏移量，实行两个基板W1、W2的对准动作。但是不限于此，例如，头部驱动部144可以在进行活性化处理步骤之前，实行基板W1、W2的对准动作。在这种情况下，因为可以在活性化处理步骤之后立即进行接合步骤，所以可以将基板W1、W2彼此在其接合面活性化的状态下接合。
在实施方式中，虽然已说明关于盖子122A、122B各自配置在腔室120内的载台141、头部142的周围的示例，但是不限于此，例如，可以仅配置在腔室120内的盖子122A或头部142的周围。
在根据实施方式的图8所示的接合方法中，可以省略步骤S104中的热处理步骤或步骤S106中的热处理步骤。此外，相对于在步骤S104中，在约10-2Pa的减压环境下进行热处理，在步骤S106中进行的热处理是在约10-6Pa的减压环境下进行热处理。在此，如图15所示，由于基板W1、W2彼此的接合强度在10-6Pa的减压环境下大幅提高，因此从牢固地将基板W1、W2彼此接合的观点出发，省略步骤S104中的热处理步骤比省略S106中的热处理步骤来得佳。
在使用图16至图20而说明的前述亲水化接合方法的变形例中，可以是省略负载锁定部83的构成。在前述亲水化接合方法的变形例中，由于接合装置1的腔室120内的气压可以设定在1Pa以上1000Pa以下的范围内，所以即使采用在腔室120内为大气开放的状态下，将基板W1、W2往腔室120内搬送的方法，处理时间也不会变得非常长。因此，在前述的亲水下接合方法的变形例中，可以省略负载锁定部83。
在第二实施方式中，虽然已说明关于在活性化处理步骤之后，进行水清洗的水清洗步骤之后，将基板W1、W2彼此接合的例子，但不限于此，例如，在活性化处理步骤中，通过利用湿式处理而将基板W1、W2的接合面化学处理，而可以在基板W1、W2的接合面生成OH基之后将基板W1、W2彼此接合。或者，也可以在省略活性化处理步骤而仅进行水清洗步骤之后，将基板W1、W2彼此接合。
在各实施方式中，将盖子122A、122B热处理的方法可以在烘烤室120的时候同时进行，或者也可以在进行活性化处理步骤之前进行的将基板W1、W2的热处理步骤进行的时候同时进行。
在各实施方式中，虽然已说明关于在活性化处理步骤中，将粒子束照射到基板W1、W2的接合面的例子，但不限于此，例如可以使用离子枪而将离子束照射到基板W1、W2的接合面。又，在各实施方式中，粒子束源161、162可以将氩与硅粒子一起往基板W1、W2的接合面照射。另外，在第一实施方式中，可以采用等离子体产生源来代替粒子束源161、162。
在各实施方式中，可以在负载锁定部83中不进行热处理步骤，而仅在接合装置1内进行热处理步骤。
又，在各实施方式中，可以进行在两个基板W1、W2的至少一个的接合面堆积硅粒子的硅粒子堆积步骤。在这种情况下，例如，可以使用两个粒子束源161、162，而将硅粒子照射于基板W1、W2的接合面。在这种情况下，例如，如图21所示，通过将由硅形成的靶材TA固定于粒子束源161的侧面，并且粒子束源162如箭头AR41所示，朝向固定于粒子束源161的靶材TA照射粒子束，而溅射靶材TA。此时，固定于粒子束源161的靶材TA通过从粒子束源162入射的粒子束而被溅射，如箭头AR42所示，硅粒子从靶材TA往基板W1的接合面照射。在此，固定到靶材TA的两个粒子束源161、162相当于硅粒子照射部。然后，通过如箭头AR43所示移动两个粒子束源161、162，而在基板W1的接合面上形成硅层。又，例如，如图22所示，通过将由硅形成的靶材TA固定于粒子束源162的侧面，并且粒子束源161如箭头AR44所示，朝向固定于粒子束源162的靶材TA照射粒子束，而溅射靶材TA。此时，固定于粒子束源162的靶材TA通过从粒子束源161入射的粒子束而被溅射，如箭头AR45所示，硅粒子从靶材TA往基板W2的接合面照射。然后，通过如箭头AR44所示移动两个粒子束源161、162，而在基板W2的接合面上形成硅层。此外，在基板W1、W2上形成硅层之后，可以通过将粒子束照射于硅层而蚀刻硅层。
在基板W1、W2由SiO2形成的情况下，相对于基板W1、W2的接合面而将硅层形成之后将基板W1、W2彼此接合的情况下，基板W1、W2彼此的接合强度进一步提高。顺便一提，在通过将硅粒子堆积在基板W1、W2上而形成硅层，并同时进行通过照射含有氩的粒子束而蚀刻硅层的情况下，难以调整硅粒子的堆积量与硅层的蚀刻量的平衡。相对于此，在通过在基板W1、W2上形成硅层之后将粒子束照射于硅层而蚀刻硅层的方法中，通过控制粒子束源161对靶材TA的溅射时间与将粒子束照射于基板W1、W2的时间，而适当地调整如前所述通过溅射形成的硅层的厚度与通过粒子束的蚀刻量之间的平衡的话，可以得到最佳厚度的硅层或是由硅形成的岛状区域。例如，即使为电极露出于基板W1、W2上的构造，通过形成由最佳厚度的硅层或由硅形成的岛状区域，电极彼此也不会导通并且可以提高基板W1、W2彼此的接合强度。
顺便一提，如在第一实施方式中使用图15所说明，在基板W1、W2为硅基板的情况下，以漂浮在腔室120内的水分为主成分的杂质通过提高真空度而被去除，强度急遽提升。基于此结果，在本变形例中，特别是在基板W1、W2由硅以外的材料形成的情况下，通过将硅粒子照射于基板W1、W2的接合面而形成硅层，可以通过对基板W1、W2进行热处理步骤的接合方法，而可以提高接合的基板W1、W2彼此的接合强度。
在此，关于在基板W1、W2由SiO2形成的情况下，说明关于在硅层形成在基板W1、W2的接合面的情况与硅层未存在的情况下，比较将基板W1、W2彼此接合时的接合强度的结果。在此，制作了四个样品11至14而评估它们的接合强度。此外，为了容易确认基板W1、W2彼此的接合强度的经时间的变化，在接合强度比实施方式中说明的条件低的条件下制作样品11至14。样品11是通过将以图22所示的姿势设定的两个粒子束源161、162各自在基板W1、W2上扫描复数次，而在基板W1、W2的接合面形成硅层之后，将粒子束源161、162以往基板W1、W2照射粒子束的姿势而在基板W1、W2上扫描一次而制作。样品12进行与样品11相同的处理之后，对于基板W1、W2进行在150℃维持10分钟的热处理。又，样品13是通过将以图22所示的姿势设定的两个粒子束源161、162在基板W1、W2上扫描复数次，而在基板W1、W2的接合面形成硅层之后，将粒子束源161、162以往基板W1、W2照射粒子束的姿势而在基板W1、W2上扫描复数次而制作。样品14进行与样品13相同的处理之后，对于基板W1、W2进行在150℃维持10分钟的热处理。在此，样品11、12的硅层比样品13、14的硅层薄。具体而言，样品11、12的硅层小于3nm，样品13、14的硅层为3nm以上。
关于样品11至14，使用在第一实施方式中说明的裂缝开口法，评估基板W1、W2彼此刚接合之后的接合强度、与基板W1、W2彼此接合后经过一至四周之后的接合强度。此结果，在基板W1、W2彼此刚接合后，样品12的接合强度(0.48mJ/m2)大于样品11的接合强度(0.25mJ/m2)，样品14的接合强度(1.1mJ/m2)大于样品13的接合强度(0.7mJ/m2)。但是，在基板W1、W2彼此接合后经过一至四周之后，样品11、12的接合强度约为0.5mJ/m2大致相等。另一方面，样品14的接合强度(1.49mJ/m2)大于样品13的接合强度(1.15mJ/m2)。由此可知，在硅层比较薄的情况下，通过热处理提高基板W1、W2彼此的接合强度的效果无法持续，如果硅层变厚到某种程度，则通过热处理提高基板W1、W2彼此的接合强度的效果可以持续。这被认为是由于在样品11、12的情况下硅层比较薄，因残留在基板W1、W2的接合界面的水分而容易在基板W1、W2的接合界面形成SiO2区域。然后，残留在基板W1、W2的接合界面的水分通过上述SiO2区域而随时间扩散，而使接合界面的应力腐蚀进展，通过热处理提高基板W1、W2彼此的接合强度的效果被应力腐蚀导致的接合强度的降低所抵消。另一方面，在样品13、14的情况下，由于硅层比较厚，Si-Si的结合在基板W1、W2的接合界面占优势，因此SiO2区域难以形成在基板W1、W2的接合界面。因此，抑制了残留在基板W1、W2的接合界面的水分的扩散，并且抑制了由此产生的接合界面的应力腐蚀，此结果，被认为是通过热处理提高基板W1、W2彼此的接合强度的效果可以持续。换言之，在基板W1、W2的接合界面中SiO2区域占优势的情况下，残留在基板W1、W2的接合界面的水分的扩散而导致接合界面的应力腐蚀发生，而可以说通过热处理提高接合强度的效果无法持续。此外，在基板W1、W2由SiN形成的情况下也得到了类似的结果。由此，即使在基板W1、W2的接合界面中SiN占优势的情况下，也会发生残留在基板W1、W2的接合界面的水分的扩散而导致接合界面的应力腐蚀，而可以说通过热处理提高接合强度的效果无法持续。也就是说，在亲水化接合中，当SiO2区域这样容易受到氧化物或氮化物这样水分的影响的区域在接合界面占优势时，残留在接合界面的水分的扩散导致随时间应力腐蚀发生，基板W1、W2彼此的接合强度降低。相对于此，通过进行前述热处理，经由残留在基板W1、W2的接合界面的水分减少，而抑制容易受存在于接合界面的水分的影响的区域的应力腐蚀，而基板W1、W2彼此的接合强度提高的这样的原理可以从前述样品11至14的评估结果导出。但是，此评估结果示出了通过前述的热处理提高接合强度效果的因素的一个例子，并且提高接合强度的效果不限于此因素。
又，在基板W1、W2为蓝宝石基板的情况下，说明关于将含有碳的粒子束照射于基板W1、W2的接合面的情况、与将含有硅粒子的粒子束照射的情况下，比较将基板W1、W2彼此接合时的接合强度的结果。在此，制作了四个样品15至18而评估它们的接合强度。此外，为了容易确认基板W1、W2彼此的接合强度的经时间的变化，在接合强度比实施方式中说明的条件低的条件下制作样品15至18。样品15是通过进行将包含碳的粒子束从粒子束源161、162往基板W1、W2照射的活性化处理步骤而制作。样品16进行与样品15相同的处理之后，对于基板W1、W2进行在110℃维持10分钟的热处理。又，样品17是通过进行将包含硅粒子的粒子束从粒子束源161、162往基板W1、W2照射的活性化处理步骤而制作。样品18进行与样品17相同的处理之后，对于基板W1、W2进行在110℃维持10分钟的热处理。
关于样品15至18，使用前述的裂缝开口法，评估基板W1、W2彼此刚接合之后的接合强度、与基板W1、W2彼此接合后经过一至四周之后的接合强度。此结果，在基板W1、W2彼此刚接合后，样品16的接合强度(2.4mJ/m2)大于样品15的接合强度(2.0mJ/m2)，样品18的接合强度为1.8mJ/m2。但是，在基板W1、W2彼此接合后经过一至四周之后，样品15、16的接合强度为低于0.9mJ/m2而大致相等。又，样品17、18的接合强度也为0.6至低于0.7mJ/m2而大致相等。由此，认为在基板W1、W2为蓝宝石基板的情况下，残留在基板W1、W2的接合界面的水分对接合强度的影响小。
由以上的结果，在基板W1、W2由SiO2形成的情况下，根据本变形例的包括硅粒子堆积步骤的接合方法是有效的。
此外，在本变形例中，作为将硅粒子照射于基板W1、W2的接合面的方法，并不限定于前述硅粒子的照射方法，例如，可以在与接合装置1不同的成膜装置中，将硅粒子照射于基板W1、W2的接合面。这样，通过将硅粒子照射于基板W1、W2的接合面，而在基板W1、W2的接合面上形成硅层是指不仅在第一实施方式所说明的将基板W1、W2彼此所谓直接接合的情况下有效，并且在第二实施方式所说明的将基板W1、W2亲水化接合的情况下，也经由被驱入的硅生成OH基，进一步提高了强度而有效。
与使用图21以及图22说明的变形例不同，例如，在第一实施方式的活性化处理步骤中，如图23的箭头AR51所示，硅粒子可以与粒子束一起照射于基板W1、W2中的至少一个的接合面。在此，例如，如果使用图5说明的粒子束源161、162的放电室1601的内壁的一部分或全部由硅形成的话，则可以从粒子束源161、162与氩束同时地放出硅粒子。这样，通过与照射粒子束同时地将硅粒子照射于基板W1、W2的接合面，而硅粒子被驱入于基板W1、W2的接合面。然后，由于驱入于基板W1、W2的接合面的硅粒子被含有氩或氮的粒子束蚀刻，因此硅粒子不会堆积形成硅层，而可以将接合面改质为富含硅的表面。
顺便一提，如在第一实施方式中使用图15所说明，在基板W1、W2的接合面为硅的情况下，以漂浮在腔室120内的水分为主成分的杂质通过提高真空度而被去除，强度急遽提升。基于此结果，在本变形例中，特别是在基板W1、W2由硅以外的材料形成的情况下，通过将硅粒子驱入于基板W1、W2的接合面，通过对基板W1、W2进行热处理步骤的接合方法而接合的基板W1、W2彼此的接合强度提高。
又，在本变形例中，热处理步骤在将硅粒子驱入于基板W1、W2的接合面之后进行较佳。另外，在对基板W1、W2进行热处理步骤之后，不将基板W1、W2的温度冷却至60℃，而维持在热处理步骤中的处理温度附近的温度的状态下，将硅粒子驱入于基板W1、W2的接合面，并且进行活性化处理步骤，之后，在热处理步骤的处理温度附近的温度下使基板W1、W2彼此接触较佳。由此，因为可以从基板W1、W2的接合面去除附着在基板W1、W2的接合面上的以水分为主成分的杂质，所以可以提高基板W1、W2彼此的接合强度。例如，在基板W1、W2各自为钽酸锂(Lt：LiTaO3)基板以及硅基板的情况下，并且在未进行将硅粒子驱入于基板W1、W2的接合面的处理而将基板W1、W2接合的情况下，基板W1、W2彼此的接合强度为1.6mJ/m2。相对于此，如本变形例，在进行将硅粒子驱入于基板W1、W2的接合面的处理之后而将基板W1、W2接合的情况下，基板W1、W2彼此的接合强度为2.5J/m2以上(14.3J/m2)，并且块材破坏地方存在有四个地方。即，基板W1、W2彼此的接合强度提高。此外，在不进行基板W1、W2的热处理步骤的情况下，基板W1、W2彼此的接合强度为1.3J/m2。根据这些事实，通过如本变形例在活性化处理步骤中将硅粒子驱入于基板W1、W2的接合面，基板W1、W2彼此的接合强度从1J/m2提高到1.3J/m2。另外，可知通过对基板W1、W2进行热处理步骤，接合强度提高到14.3J/m2。即，可知只将硅粒子驱入于基板W1、W2的接合面，基板W1、W2彼此的接合强度仅提高约0.3J/m2，但是通过对基板W1、W2进行基板的热处理步骤，基板W1、W2彼此的接合强度大幅提高到13.3J/m2。
另外，在本变形例中，在活性化处理步骤中将硅粒子驱入于基板W1、W2的接合面时，在基板W1、W2的接合面不形成硅层。因此，即使在基板W1、W2的接合面电极与绝缘层共存的情况下，也具有不会发生电极彼此短路的优点。
顺便一提，由氧化膜、氮化膜等构成的绝缘膜为离子晶体性，不能进行通过粒子束的活性化处理步骤的所谓直接接合而接合，又，只将硅粒子驱入于基板W1、W2的接合面，无法提高基板W1、W2彼此的接合强度。相对于此，在本变形例中，通过将硅粒子往基板W1、W2的接合面驱入，并且对基板W1、W2进行热处理步骤，则即使由氧化膜、氮化物等构成的绝缘膜彼此也可以接合。因此，例如在SAW滤波器中使用的钽酸锂(Lt：LiTaO3)、铌酸锂基板(Ln：LiNbO3)等构成的氧化膜彼此可以牢固地接合，而可以提高SAW滤波器的性能。又，将由铜、金等形成的金属电极与由氧化膜、氮化膜等构成的绝缘膜混合在大致同一表面的接合面彼此接合的所谓混合接合，可以实现不产生金属电极彼此的短路。
此外，如本变形例，在活性化处理步骤中，将硅粒子驱入于基板W1、W2的接合面的方法不仅于将第一实施方式中说明的基板W1、W2彼此以所谓直接接合的情况，即使使用通过此方法的硅粒子被驱入于接合面的基板W1、W2而亲水性接合的情况下，也可以提高基板W1、W2彼此的接合强度。在这种情况下，通过对基板W1、W2的接合面进行亲水化处理，经由OH基附着在被驱入于基板W1、W2的接合面的硅粒子，而使存在于基板W1、W2的接合面的OH基的量增加。由此，提高基板W1、W2彼此的接合强度。
又，接合系统可以包括例如离子注入到两个被接合物中的任一个的离子注入装置、在减压环境下加热两个被接合物各自的互相接合的接合面的第一热处理装置、活性化两个被接合物中的至少一个的接合面的活性化处理装置、控制接合装置、第一热处理装置、驱动部以及第二热处理装置各自的动作的控制部。在此，两个被接合物中的至少一个可以是钽酸锂(Lt：LiTaO3)基板或铌酸锂(Ln：LiNbO3)基板。或者，接合的两个被接合物可以是弹性波装置或光调变器。在此，事先对两个被接合物中的至少一个进行离子注入。又，可以两个被接合物的双方皆被离子注入。通常离子注入装置与前述接合系统分别设置的情况较多。
接合装置具有例如腔室、配置在腔室内并支撑两个被接合物中的任一个的载台、在腔室内与载台对向配置并且支撑两个被接合物中的另一个的头部、使在载台与头部的互相接近的第一方向、或在载台与头部分离的第二方向移动的驱动部。然后，控制部控制第一热处理装置，在减压环境下将两个被接合物彼此互相接合的接合面加热到60℃以上且低于150℃的温度，之后，控制活性化处理装置，在维持减压环境的状态下将两个被接合物各自的接合面活性化后，在维持减压环境的状态下，通过控制驱动部使载台与头部中的至少一个往第一方向移动，而将两个被接合物接合，之后，控制第二热处理装置，可以将互相接合的两个被接合物加热到210℃以上且低于300℃的温度。又，第一热处理装置可以在头部以及载台中的至少一个设置加热器，并且也可以使用作为前述第二热处理装置。
又，根据本变形例的接合系统，在第一热处理装置对两个被接合物中的至少一个进行热处理之后，到在第二热处理装置中对两个被接合物进行热处理的期间，可以在第一热处理装置、活性化处理装置、接合装置以及第二热处理装置中的任意两个之间设置搬送被接合的两个被接合物的搬送装置。在这种情况下，搬送装置可以在搬送被接合的两个被接合物时，将搬送的被接合的两个被接合物维持在50℃以上的温度。
顺便一提，通过将钽酸锂(Lt：LiTaO3)基板或铌酸锂(Ln：LiNbO3)基板，与硅基板、SiO2基板、以及蓝宝石基板等互相结合而制作的SAW滤波器那样的弹性波装置中，为了提高频率特性，需要将钽酸锂(Lt：LiTaO3)基板或铌酸锂(Ln：LiNbO3)基板的厚度减少至约数μm。另一方面，由于钽酸锂(Lt：LiTaO3)基板或铌酸锂(Ln：LiNbO3)基板与硅基板、SiO2基板、蓝宝石基板等的线膨胀系数不同，将上述这些的被接合物在150℃以上的温度接合的话，在接合后返回到常温的阶段，会产生翘曲或产生开裂。因此，现有一般是在超高真空环境下通过照射粒子束而进行被接合物的接合面的活性化处理之后，在常温下接合，接合后通过研磨处理而将钽酸锂(Lt：LiTaO3)基板或铌酸锂(Ln：LiNbO3)基板削薄。然而，在这种情况下，钽酸锂(Lt：LiTaO3)基板或铌酸锂(Ln：LiNbO3)基板的厚度界限为约50μm，不能充分地提高频率特性。特别是，为了提高高频区域的频率特性，钽酸锂(Lt：LiTaO3)基板或铌酸锂(Ln：LiNbO3)基板的厚度需要至少为10μm以内。
又，通过将铌酸锂(Ln：LiNbO3)基板接合到硅基板等，可以制作将铌酸锂(Ln：LiNbO3)基板作为光波导的光调变器。在这种情况下，需要对应透过光波导的光的波长而使铌酸锂(Ln：LiNbO3)基板变薄，并且同样为了提高高频区域的光调变特性，需要使厚度在10μm以内。此外，通过将钽酸锂(Lt：LiTaO3)基板代替铌酸锂(Ln：LiNbO3)基板接合到硅基板等，可以将钽酸锂(Lt：LiTaO3)基板作为光波导的光调变器。
顺便一提，现有，作为绝缘层上覆硅(Silicon On Insulator,SOI)基板的制造技术采用的技术为智能切割技术(smart cut)。此智能切割技术通过离子注入法将氢原子以高浓度注入到单晶硅基板数μm的深度之后，经由在200℃以上的温度下将单晶硅基板热处理，将单晶硅中的硅彼此的结合切断，并且为将单晶硅基板的整个表面仅剥离数μm的厚度的微细加工技术。对SOI元件、次世代太阳能电池用的单晶硅薄膜等的制作的应用正在推进。
但是，将此智能切割技术适用于接合于硅基板等的钽酸锂(Lt：LiTaO3)基板或铌酸锂(Ln：LiNbO3)基板的情况下，接合后需要在200℃以上的温度下热处理，并且钽酸锂(Lt：LiTaO3)基板或铌酸锂(Ln：LiNbO3)基板产生翘曲或破裂。因此，智能切割技术不适用于此类应用。
相对于此，根据本变形例的接合方法是为了对应这些应用而开发的方法，通过使用前述热处理的手法，事先将离子注入到欲薄化侧的材料，在60℃以上且低于150℃的温度下热处理之后，进行活性化处理之后接合。然后，被接合物的温度不降低到产生开裂或翘曲的温度，维持不产生开裂或翘曲的温度，并且进行加热到200℃以上的温度的热处理。由此，因为不产生开裂或翘曲而可以在离子注入的约数μm的深度处剥离，所以可以简单地制造薄的钽酸锂(Lt：LiTaO3)基板或铌酸锂(Ln：LiNbO3)基板。又，因为在进行接合步骤之前使用热处理的手法，所以钽酸锂(Lt：LiTaO3)基板或铌酸锂(Ln：LiNbO3)基板与硅基板等所谓的支撑基板的接合强度可以提高，为一种现有的常温接合下无法做到的新方法。
在此，如果热处理的温度过高，则在返回常温时会因线膨胀的差异而开裂。因此，热处理的温度为60℃以上且低于150℃较佳。又，热处理后的接合时的温度与为了智能切割的进行追加热处理时的温度的差也同样因为若非低于150℃则会产生开裂或翘曲，故为210℃以上且小于300℃较佳。此外，在热处理的温度为60℃的情况下，在210℃、150℃的情况下，通过加热到300℃而可以智能切割，此结果，可以将数μmm的薄钽酸锂(Lt：LiTaO3)基板或铌酸锂(Ln：LiNbO3)基板牢固地接合到支撑基板。又，通过智能切割剥离的残留的钽酸锂(Lt：LiTaO3)基板或铌酸锂(Ln：LiNbO3)基板在追加热处理的步骤中分离，也可以将被接合的基板与残留基板个别排出。或者，也可以在从第二热处理装置排出后剥离。另外，薄薄地剥离至数μm的厚度为，即使与所谓的支撑基板之间的线膨胀系数有差异，由于也比支撑基板薄很多，所以难以产生翘曲或开裂，即使热处理后降低到常温也大多没有问题。
此外，在相同热处理装置中，虽然可以进行前述的热处理与追加热处理，但是由于温度的上升或下降需要时间，所以从提高量产性的观点出发，以不同的热处理装置实施两种热处理较佳。但是，由于在搬送被接合物时被接合物的温度下降，所以在搬送时加热被接合物较佳。然后，通过在前述热处理后到进行追加热处理之前将温度维持在50℃以上，可以抑制追加热处理时的翘曲或开裂的产生。
在各实施方式中，虽然说明关于被接合物为基板W1、W2的例子，但不限于此，例如，被接合物也可以是晶粒以及基板。
在各实施方式中，虽然说明关于在水清洗步骤中将水喷于基板W1、W2的接合面而清洗的例子，但不限于此，也可以将基板W1、W2浸渍于水中以所谓湿式处理方式而进行水清洗。或者，也可以通过氢氟酸等酸、有机溶剂等将基板W1、W2的接合面处理之后，而进行水清洗处理。即，只要通过至少使用水而清洗，去除附着在基板W1、W2的接合面的粒子等附着物即可，水清洗处理的方法没有特别限定。
在各实施方式中，虽然对基板W1、W2进行了热处理步骤、冷却步骤、亲水化步骤、清洗步骤、将硅驱入于接合面的步骤、将硅粒子堆积在接合面的硅粒子堆积步骤，但不总是限于在基板W1、W2的两者进行所有这些一系列的步骤的方法。例如，可以仅在基板W1、W2中的任一个进行所有前述一系列的步骤。
在各实施方式中，虽然说明关于盖子加热部123A、123B是各自固定在盖子122A、122B的与粒子束源161、162侧相反的侧的加热器的例子。但是，并不限于此，例如如图24A所示，盖子5122A、5122B各自由玻璃形成为板状，并且在载台141、头部142的周围的活性化处理步骤中以包括活性化处理区域的形状配置，盖子加热部5123A、5123B可以是由埋设于盖子5122A、5122B的导体图案构成的加热器。在此，如图24B所示，盖子加热部5123A、5123B由覆盖盖子5122A、5122B整体的方式铺设的导体图案构成。
又，在本变形例中，在将腔室120烘烤时，同时进行加热盖子5122A、5122B的盖子加热步骤。此时，通过盖子加热部5123A、5123B埋设于盖子5122A、5122B，盖子5122A、5122B被均匀有效率地加热，然后，将盖子加热部5123A、5123B将盖子5122A、5122B整体的温度加热至比腔室120的温度还要高的温度。
顺便一提，如实施方式中所说明，进行将基板W1、W2接合的步骤之前事先将腔室120烘烤时，如果盖子122A、122B的温度低于腔室120的温度的话，则附着在腔室120的水或杂质可能脱离腔室120而附着到盖子122A、122B。在这种情况下，当用粒子束进行活性化处理时，附着在盖子122A、122B的杂质通过粒子束被溅射而漂浮在腔室120内。这样一来，漂浮在腔室120内的水或杂质可能会附着到基板W1、W2的接合面，并且基板W1、W2彼此的接合强度可能会降低。相对于此，在将腔室120烘烤之后，例如，在虚拟基板由载台141以及头部142保持的状态下，通过将粒子束照射于虚拟基板以及盖子122A、122B以进行所谓的空打，而进行去除附着在盖子122A、122B的水或杂质的步骤。然而，由于这种所谓的空打步骤需要大约一到四小时，因此会产生处理时间的损失。又，由碳材料形成的放电室1601由于将粒子束161、162使用于空打的量而过度磨损。
相对于此，在本变形例中，在将腔室120烘烤时，通过盖子加热部5123A以及5123B进行将盖子5122A以及5122B的整体温度加热到比腔室120的温度还高的温度的盖子加热步骤。由此，可以抑制从腔室120脱离的水或杂质往盖子5122A、5122B的附着。又，与在实施方式中说明的热处理步骤的效果同样，可以去除附着在基板W1、W2的接合面的水或杂质。因此，即使缩短或省略进行前述所谓的空打步骤的时间，也可以确保基板W1、W2彼此的接合强度。
在各实施方式中，在接合步骤之后，在真空中(例如1×10-3Pa以下)的环境下，可以进行使用前述的裂缝开口法评估基板W1、W2彼此的接合强度的接合强度评估步骤。顺便一提，如果在进行接合强度的评估的环境中含有水分的话，则由此水分导致的接合界面的应力腐蚀会进展，并且得到的接合强度会低于实际的接合强度。相对于此，根据本构成，因为可以抑制环境中含有的水分对接合强度的影响，所以可以高精度地评估基板W1、W2彼此的接合强度。
在不背离本发明的广义精神以及范围的情况下，本发明允许各种实施方式以及变形。又，上述实施方式用于说明此发明，并不限定本发明的范围。即，本发明的范围不是由实施方式而是由权利要求所示出。然后，在权利要求内以及在等同发明意义的范围内进行的各种变形被视为落于此发明的范围内。
本申请基于2021年1月21日申请的日本专利申请特愿2021-008275号以及2021年10月1日申请的日本专利申请特愿2021-162509号。在本说明书中，引用了日本专利申请特愿2021-008275号的说明书、权利要求以及附图整体、以及日本专利申请特愿2021-162509号的说明书、权利要求以及附图整体作为参考。
[产业上的利用可能性]
本发明适用于例如互补金属氧化物半导体(Complementary Metal OxideSemiconductor,CMOS)影像感测器以及存储器、演算元件、以及微机电系统(Micro ElectroMechanical Systems,MEMS)。
【符号说明】
1:接合装置
3:清洗装置
9:控制部
82:第一搬送装置
83:负载锁定部
84:第二搬送装置
120,212:腔室
120a,831a,831b:开口
121a,201a,832a:真空泵
121b,201b,832b:排气管
121c,201c,832c:排气阀
122A,122B,5122A,5122B:盖子
123A,123B,5123A,5123B:盖子加热部
141,210:载台
141a:台阶部
142:头部
143:载台驱动部
144:头部驱动部
146:支撑机构
150:位置偏移量测定部
161,162:粒子束源
210a,1411,1421,835,8363:基板加热部
213:等离子体腔室
215:感应线圈
216:高频电源
217:偏压施加部
220A:氮气供给部
220B:氧气供给部
221A:氮气储存部
221B:氧气储存部
222A,222B:供给阀
223A,223B:供给管
811,812:导入口
813:取出口
821:搬送机械手
821a:保持部/臂
831:等待腔室
833a,833b:闸门
834:闸门驱动部
836:基板保持机构
841:支撑棒
842:支撑体
843:支撑体驱动部
844:波纹管
845:保持部
1441,8362:升降驱动部
1441a,1445:压力感测器
1442:XY方向驱动部
1443:旋转驱动部
1444:压电致动器
1461:支撑构件
1462:支撑构件驱动部
1461a,8361b,8453:突起
1601:放电室
1601a:FAB放射口1602:电极
1603:束源驱动部
1604:气体供给部
2002:活性化处理装置
8361:盒
8361a,8451:支撑片
8452:主体部
AR1,AR3,AR4,AR11,AR12,AR13,AR21,AR22,AR31,AR32,AR34,AR35,AR36,AR37,AR38,AR41,AR42,AR43,AR44,AR45,AR51,AR52,AR53,AR54,AR55,AR 56:箭头
BL:刀片
L:剥离长度
PLM:等离子体
Pos1,Pos2,Pos3,Pos4,Pos5,Pos6:地方
S101,S102,S103,S104,S105,S106,S107,S108,S109,S110,S201,S202,S203,S204,S205,S206,S207,S208,S209,S210,S211,S212,S213,S301,S302,S303,S304,S305,S306,S307,S308,S309,S310,S311:步骤
SLT1,SLT2,SLT3:槽
TA:靶材
W1,W2:基板。
Claims (50)
1.一种接合方法，为将两个被接合物接合的接合方法，包括：
热处理步骤，在减压环境下将前述两个被接合物各自的互相接合的接合面的至少一个加热到高于60℃的温度；
活性化处理步骤，在前述热处理步骤之后，在维持减压环境的状态下，活性化前述两个被接合物各自的前述接合面；以及
接合步骤，在前述活性化处理步骤之后，在维持减压环境的状态下，将前述两个被接合物接合。
2.根据权利要求1所述的接合方法，其中在前述热处理步骤中，在维持减压环境的状态下，将前述两个被接合物各自的至少一个前述接合面加热到高于60℃的温度的状态维持30秒以上。
3.根据权利要求1或2所述的接合方法，其中前述热处理步骤中的气压为10-2Pa以下。
4.根据权利要求3所述的接合方法，其中前述热处理步骤中的气压为10-5Pa以下。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的接合方法，其中前述热处理步骤与前述活性化处理步骤以及前述接合步骤中的至少一个并行进行。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的接合方法，其中在前述活性化处理步骤中，将粒子束照射到前述接合面。
7.根据权利要求6所述的接合方法，其中在前述热处理步骤之前，还包括硅粒子堆积步骤，在前述两个被接合物中的至少一个的前述接合面堆积硅。
8.根据权利要求7所述的接合方法，其中前述活性化处理步骤在前述硅粒子堆积步骤之后进行。
9.根据权利要求6所述的接合方法，其中在前述活性化处理步骤中，与前述粒子束一起将硅粒子照射于前述两个被接合物中的至少一个的接合面。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的接合方法，其中前述两个被接合物中的至少一个在前述接合面侧具有氧化膜或氮化膜。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的接合方法，其中前述两个被接合物中的至少一个在前述接合面侧具有氧化膜；
其中在前述氧化膜的表面形成厚度为3nm以上的硅层。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的接合方法，其中前述两个被接合物中的至少一个在前述接合面露出绝缘膜以及金属电极。
13.根据权利要求1至9中任一项所述的接合方法，其中前述两个被接合物中的至少一个在前述接合面露出硅层。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的接合方法，其中在前述热处理步骤之后并且在前述活性化处理步骤之前，还包括冷却步骤，将加热的前述被接合物冷却至60℃以下的温度。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的接合方法，在前述热处理步骤之前，还包括清洗步骤，至少使用水清洗前述两个被接合物中的至少一个的接合面。
16.一种接合方法，为将两个被接合物接合的接合方法，包括：
亲水化处理步骤，将前述两个被接合物中的至少一个的接合面亲水化；
热处理步骤，在前述亲水化处理步骤之后，在减压环境下将前述两个被接合物各自的互相接合的至少一个的接合面加热到高于60℃的温度；以及
接合步骤，在前述热处理步骤之后，在维持减压环境的状态下将前述两个被接合物接合。
17.根据权利要求16所述的接合方法，其中在前述亲水化处理步骤中，至少使用水清洗前述两个被接合物中的至少一个的接合面。
18.根据权利要求16或17所述的接合方法，其中在前述热处理步骤之前，还包括硅粒子堆积步骤，在前述两个被接合物中的至少一个的前述接合面堆积硅。
19.根据权利要求16或17所述的接合方法，其中将硅粒子驱入到前述两个被接合物的前述接合面的至少一个。
20.根据权利要求1至19中任一项所述的接合方法，其中在前述接合步骤中，在前述热处理步骤之后，将前述两个被接合物中的至少一个的加热的前述接合面的温度冷却至60℃以下的温度之后，将前述两个被接合物接合。
21.根据权利要求1至15中任一项所述的接合方法，其中前述活性化处理步骤在腔室内进行，在前述腔室配置有以包括前述两个被接合物中的至少一个的周围的活性化处理区域的形状的盖子；
其中接合方法还包括盖子加热步骤，在前述活性化处理步骤之前进行，并且在前述腔室内以减压环境的状态下加热前述盖子；
其中前述热处理步骤与前述盖子加热步骤同时进行。
22.一种接合方法，为将两个被接合物接合的接合方法，包括：
盖子加热步骤，使配置有以包括前述两个被接合物中的至少一个的周围的活性化处理区域的形状的盖子的腔室内在减压环境的状态下，加热前述盖子；以及
接合步骤，在前述盖子加热步骤之后，将前述两个被接合物接合。
23.根据权利要求22所述的接合方法，还包括腔室加热步骤，与前述盖子加热步骤同时加热前述腔室的内壁。
24.根据权利要求23所述的接合方法，其中前述盖子加热步骤中前述盖子的温度高于前述腔室加热步骤中前述腔室的内壁的温度。
25.根据权利要求24所述的接合方法，其中在前述盖子加热步骤之后，还包括活性化处理步骤，活性化前述两个被接合物各自的接合面；
其中前述接合步骤在前述活性化处理步骤之后进行。
26.根据权利要求1至25中任一项所述的接合方法，其中在前述接合步骤之前，将硅粒子照射于前述两个被接合物中的至少一个的接合面。
27.一种接合方法，为将两个被接合物接合的接合方法，包括：
热处理步骤，通过加热前述两个被接合物各自的互相接合的接合面的至少一个，而去除在前述至少一个残留的水分；
活性化处理步骤，在前述热处理步骤之后，在维持减压环境的状态下，活性化前述两个被接合物各自的前述接合面；以及
接合步骤，在前述活性化处理步骤之后，在去除残留在前述至少一个的水分的状态下，将前述两个被接合物接合。
28.一种接合方法，为将两个被接合物接合的接合方法，包括：
接合步骤，将前述两个被接合物接合；以及
接合强度评估步骤，在前述接合步骤之后，在含水量为预设的基准含水量以下的环境下，使用裂缝开口法评估前述两个被接合物彼此的接合强度。
29.一种接合装置，为将两个被接合物接合的接合装置，包括：
腔室；
载台，配置在前述腔室内，并且支撑前述两个被接合物中的任一个；
头部，在前述腔室内与前述载台对向配置，并且支撑前述两个被接合物中的另一个；
第一被接合物加热部，在使前述腔室或与前述腔室连结的等待腔室内为减压环境下的状态下，将前述两个被接合物各自的互相接合的至少一个的接合面加热到高于60℃的温度；
活性化处理部，进行活性化前述两个被接合物各自的前述接合面的活性化处理；
驱动部，使前述载台与前述头部的至少一个在前述载台与前述头部互相接近的第一方向、或在前述载台与前述头部分离的第二方向移动；以及
控制部，控制前述第一被接合物加热部、前述活性化处理部、以及前述驱动部各自的动作，
其中前述控制部，在维持减压环境的状态下，并且前述两个被接合物分离的状态下，控制前述第一被接合物加热部而将前述两个被接合物各自的前述接合面的至少一个加热到高于60℃的温度之后，在维持减压环境的状态下，控制前述活性化处理部而对前述接合面进行前述活性化处理，然后在维持减压环境的状态下，通过控制前述驱动部而使前述载台与前述头部的至少一个在前述第一方向移动，而将前述两个被接合物接合。
30.根据权利要求29所述的接合装置，还包括：
等待腔室，设置于前述腔室的外侧；以及
第二被接合物加热部，加热配置在前述等待腔室内的前述两个被接合物中的至少一个的前述接合面，
其中前述控制部，在前述两个被接合物被配置在前述等待腔室内、并且使前述等待腔室内为减压环境的状态下，以加热前述两个被接合物各自的前述接合面的至少一个的方式控制前述第二被接合物加热部。
31.根据权利要求29或30所述的接合装置，其中前述活性化处理部具有将粒子束照射于前述接合面的粒子束源。
32.根据权利要求29至31中任一项所述的接合装置，还包括硅粒子照射部，将硅粒子堆积在前述两个被接合物中的至少一个的前述接合面。
33.根据权利要求31所述的接合装置，其中前述粒子束源与前述粒子束一起将硅粒子照射于前述两个被接合物中的至少一个的接合面。
34.根据权利要求29至33中任一项所述的接合装置，其中前述两个被接合物中的至少一个在前述接合面露出氧化膜或氮化膜。
35.根据权利要求29至33中任一项所述的接合装置，其中前述两个被接合物中的至少一个在前述接合面露出绝缘膜以及金属电极。
36.根据权利要求29至35中任一项所述的接合装置，其中前述控制部，在维持减压环境的状态下，并且在前述两个被接合物分离的状态下，控制前述第一被接合物加热部而将前述两个被接合物各自的前述接合面的至少一个加热到高于60℃的温度之后，在通过前述活性化处理部进行前述活性化处理之前，将被加热的前述被接合物冷却到60℃以下的温度。
37.根据权利要求29至36中任一项所述的接合装置，还包括：
盖子，配置在前述腔室内的前述载台以及前述头部的至少一个的周围；以及
盖子加热部，加热前述盖子，
其中前述控制部以在进行前述活性化处理之前，在前述腔室内为减压环境的状态下加热前述盖子的方式控制前述盖子加热部。
38.根据权利要求37所述的接合装置，其中前述盖子由玻璃形成为板状，并且被配置以在前述载台以及前述头部的至少一个的周围包括在前述活性化处理中活性化的活性化处理区域的形状；
其中当进行加热前述腔室的内壁的腔室加热步骤时，前述盖子加热部加热前述盖子。
39.根据权利要求38所述的接合装置，其中前述盖子加热部将前述盖子加热到比在前述腔室加热步骤中加热的前述腔室的内壁的温度更高的温度。
40.一种接合系统，为将两个被接合物接合的接合系统，包括：
亲水化处理装置，至少用水对前述两个被接合物中的至少一个的接合面进行亲水化；
接合装置，具有：
腔室；
第一被接合物加热部，在使前述腔室或与前述腔室连结的等待腔室内为减压环境下的状态下，将前述两个被接合物各自的互相接合的接合面的至少一个加热到高于60℃的温度；
载台，配置在前述腔室内，并且支撑前述两个被接合物中的任一个；
头部，在前述腔室内与前述载台对向配置，并且支撑前述两个被接合物中的另一个；以及
驱动部，使前述载台与前述头部的至少一个在前述载台与前述头部互相接近的第一方向、或在前述载台与前述头部分离的第二方向移动；以及
控制部，控制前述第一被接合物加热部以及前述驱动部各自的动作，
其中前述控制部，在减压环境中，控制前述第一被接合物加热部，而将前述两个被接合物各自的前述接合面的至少一个加热到高于60℃的温度，然后，在维持减压环境的状态下，通过控制前述驱动部而使前述载台与前述头部的至少一个在前述第一方向移动，而将前述两个被接合物接合。
41.根据权利要求40所述的接合系统，还包括清洗装置，至少使用水清洗前述两个被接合物中的至少一个的前述接合面，
其中前述控制部控制前述清洗装置而清洗前述接合面之后，在减压环境中前述两个被接合物分离的状态下，控制前述第一被接合物加热部，而将前述两个被接合物各自的前述接合面加热到高于60℃的温度。
42.根据权利要求40或41所述的接合系统，还包括
等待腔室，设置于前述腔室的外侧；以及
保持机构，配置在前述等待腔室内，并且保持前述两个被接合物中的至少一个；
其中前述保持机构具有：
盒，具有在铅直方向并排配置的复数个槽；以及
升降驱动部，使前述盒升降；
其中被接合前的前述两个被接合物中的至少一个被保持在前述复数个槽中位于最铅直下侧的槽与位于最铅直上侧的槽，并且除了前述复数个槽中位于最铅直下侧的槽与位于最铅直上侧的槽之外的槽保持互相接合的前述两个被接合物。
43.一种接合方法，为将两个被接合物接合的接合方法，包括：
离子注入步骤，将离子注入前述两个被接合物中的至少一个；
热处理步骤，在前述离子注入步骤之后，在减压环境下将前述两个被接合物各自的互相接合的接合面加热到60℃以上并且小于150℃的温度；
活性化处理步骤，在前述热处理步骤之后，在维持减压环境的状态下，活性化前述两个被接合物各自的前述接合面；
接合步骤，在前述活性化处理步骤之后，在维持减压环境的状态下，将前述两个被接合物接合；以及
追加热处理步骤，在前述接合步骤之后，将接合的前述两个被接合物加热到210℃以上并且小于300℃的温度。
44.根据权利要求43所述的接合方法，其中将前述热处理步骤与前述追加热处理步骤在不同的地方进行，并且从进行前述热处理步骤的地方搬送到进行前述追加热处理步骤的地方时，将前述两个被接合物维持在50℃以上的温度。
45.根据权利要求43或44所述的接合方法，其中前述两个被接合物中的至少一个是钽酸锂(Lt：LiTaO3)或铌酸锂基板(Ln：LiNbO3)。
46.根据权利要求43至45中任一项所述的接合方法，其中在前述追加热处理步骤之后，将被离子注入的基板残留厚度为10μm以内的薄膜而剥离的接合物，作为弹性波装置或光调变器。
47.一种接合系统，为将两个被接合物接合的接合系统，包括：
第一热处理装置，在减压环境下，加热至少一个被离子注入的前述两个被接合物各自的互相接合的接合面；
活性化处理装置，活性化前述两个被接合物中的至少一个的接合面；
接合装置，具有：
腔室；
载台，配置在前述腔室内，并且支撑前述两个被接合物中的任一个；
头部，在前述腔室内与前述载台对向配置，并且支撑前述两个被接合物中的另一个；以及
驱动部，使前述载台与前述头部的至少一个在前述载台与前述头部互相接近的第一方向、或在前述载台与前述头部分离的第二方向移动；
第二热处理装置，加热前述两个被接合物；以及
控制部，控制前述第一热处理装置、前述活性化处理装置、前述驱动部、以及前述第二热处理装置各自的动作，
其中前述控制部，控制前述第一热处理装置，在减压环境下，将至少一个被离子注入的前述两个被接合物各自的互相接合的接合面加热到60℃以上并且小于150℃的温度，然后，控制前述活性化处理部，而在维持减压环境的状态下，活性化前述两个被接合物各自的前述接合面之后，在维持减压环境的状态下，通过控制前述驱动部而使前述载台与前述头部的至少一个在前述第一方向移动，而将前述两个被接合物接合，然后，控制前述第二热处理装置，将互相接合的前述两个被接合物加热到210℃以上并且小于300℃的温度。
48.根据权利要求47所述的接合系统，还包括搬送装置，以前述第一热处理装置对前述两个被接合物中的至少一个进行热处理之后，并且在前述第二热处理装置中对接合的前述两个被接合物进行热处理的期间，在前述第一热处理装置、前述活性化处理装置、前述接合装置、以及前述第二热处理装置中的任一之间搬送接合的前述两个被接合物；
其中前述搬送装置在搬送接合的前述两个被接合物中的至少一个时，将搬送的前述两个被接合物中的至少一个维持在50℃以上的温度。
49.根据权利要求47或48所述的接合系统，其中前述两个被接合物中的至少一个是钽酸锂(Lt：LiTaO3)或铌酸锂基板(Ln：LiNbO3)。
50.根据权利要求47至49中任一项所述的接合系统，其中在通过前述第二热处理装置进行热处理之后，将被注入离子的基板残留厚度为10μm以内的薄膜而剥离的接合物为弹性波装置或光调变器。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |