JP2012089623A

JP2012089623A - 押圧用アダプタ

Info

Publication number: JP2012089623A
Application number: JP2010233870A
Authority: JP
Inventors: Naoki Akiyama; 直樹秋山; Masahiko Sugiyama; 雅彦杉山
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2010-10-18
Filing date: 2010-10-18
Publication date: 2012-05-10

Abstract

【課題】基板より大きな径を有する押圧部材を用いて、基板を面内均一な荷重で押圧する。
【解決手段】押圧用アダプタ１は、重合ウェハＷ_Ｔと同一の径を有する略円錐台形状の下部アダプタ８５と、重合ウェハＷ_Ｔよりも大きな径を有する略円盤状の上部アダプタ８４とを有する。下部アダプタ８５及び上部アダプタ８４は、平面視において同心円状に配置され、且つ一体に形成されている。下部アダプタ８５の上底の径は、上部アダプタ８４の径より小さく形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、金属の接合部を有する基板同士を押圧して接合する際に、当該基板を押圧する押圧用アダプタに関する。

近年、半導体デバイス（以下、「デバイス」という）の製造においては、デバイスの高集積化が進んでいる。その一方で、高集積化された複数のデバイスを配線で接続して製品化する場合、配線長が増大し、それにより配線の抵抗が大きくなること、及び配線遅延が大きくなることが問題となる。

そこで、半導体デバイスを３次元に積層する３次元集積技術を用いることが提案されている。この３次元集積技術においては、例えば貼り合わせ装置を用いて、２枚の半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という。）の貼り合わせが行われる。貼り合わせ装置は、例えば上面にウェハを載置する固定テーブルと、この固定テーブルに対向して配置され、下面にウェハを吸着保持して昇降可能な可動テーブルとを有している。固定テーブルと可動テーブル内には、それぞれヒータが内蔵されている。そしてこの貼り合わせ装置では、２枚のウェハを重ね合わせた後、ヒータによりウェハを加熱しながら、固定テーブルと可動テーブルにより荷重をかけてウェハを押圧し、２枚のウェハが貼り合わせられる（特許文献１）。

特開２００４−２０７４３６号公報

ところで、２枚のウェハを精度よく接合するためには、ウェハ同士を平行に維持した状態でウェハを面内均一な荷重によって押圧する必要があるが、シリンダー等の手段により押圧を行うと、当該シリンダーの駆動部の直下に荷重が集中するため、均一な貼り合わせを行うことが困難であった。このため、ウェハの接合にあたっては、例えばベローズといった弾性を有する部材を可動テーブルに配して、押圧時に当該ベローズ内に加圧用の圧縮空気を供給して荷重をかけることにより、ウェハ同士を平行に維持しつつ面内均一な荷重で押圧するという方法が用いられることがある。

上記のようなベローズを用いる場合、ウェハを押圧する際の荷重を高めるためには、ベローズ内に供給する圧縮空気の圧力を高めるか、或いはベローズの面積を大きくするという方法がある。しかしながら、空気の圧力を高めるには、新たな空気源設備を設ける必要があり、また所定の圧力を超える空気（ガス）を扱う場合には、安全面での対策等が必要となるといった問題がある。

一方、ベローズの面積を大きくする場合、加圧用の圧縮空気の圧力を高めることなくウェハを押圧する際の荷重を高めることができる。しかしながら、本発明者らが検証を行ったところ、被押圧部材としてのウェハよりも押圧用のベローズを大きくすると、ウェハの周縁部でウェハを押圧する部材が撓むことによりウェハの周縁部に荷重が集中してしまうということが確認された。このため、ベローズの面積をウェハよりも大きくした場合、ウェハを面内均一な荷重で押圧することができない。

この点について本発明者らは、押圧手段であるベローズと被押圧部材であるウェハとの間に、異径のアダプタを介設することで、ウェハよりも大きい面積を有するベローズで、ウェハを面内均一な荷重で押圧することに着目し、シミュレーションによる検証実験を実施した。具体的には、例えば図２２に示されるように、ウェハＷとベローズ３００との間に、ウェハＷと同じ径の押圧面と、ベローズ３００と同じ径を持つ押圧面を有する、略円錐台形状のアダプタ３０１を、台形の上底を下方に向けて配置し、ウェハＷよりも大きな径を有する押圧部材３０２により、ウェハＷと異なる径を有するアダプタ３０１を介して押圧する際にウェハＷに作用する荷重分布についてシミュレーションを行った。その結果、アダプタ３０１を用いても、依然としてウェハＷの周縁部に荷重が集中し、面内均一な荷重を得ることができないことが分かった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、基板より大きな径を有する押圧部材を用いて、基板を面内均一な荷重で押圧することを目的とする。

前記の目的を達成するため、本発明は、２つの基板同士を圧接して接合する際に前記基板を載置する載置部と、前記載置部に対向して設けられ前記基板を前記載置部側に押圧する、前記基板より大きい径を有する押圧部材との間に配置するアダプタであって、前記アダプタは、前記基板と同一の径を有する略円錐台形状の下部アダプタと、前記基板よりも大きな径を有する略円盤状の上部アダプタとを有し、前記下部アダプタ及び前記上部アダプタは、平面視において同心円状に配置され、且つ一体に形成され、前記略円錐状の下部アダプタの上底の径は、前記上部アダプタの径より小さいことを特徴としている。

本発明によれば、基板より大きい径を有する押圧部材により基板の接合を行うに際して、基板より大きい径を有する上部アダプタと、基板と同一の径を有する下部アダプタとを有する押圧用アダプタを用いて基板を押圧するので、大きな面積、即ち上部アダプタの上面にかかっていた均一荷重を、小さな面積、即ち下部アダプタの下面に均一にかけることができる。

前記下部アダプタの底面には、前記下部アダプタの下底の径と同一の径を有する略円盤状の円盤部が前記下部アダプタと一体に形成されていてもよい。また、前記下部アダプタと前記上部アダプタとの間には、当該下部アダプタと上部アダプタと一体に形成された円筒形状の中間部を有し、前記中間部の径は、前記下部アダプタの上底の径と同じか又は小さくてもよい。

前記中間部と前記上部アダプタとの接続部は、所定の曲率を有する球状に形成されていてもよい。

前記中間部の径と前記ウェハの径との比は、０．８：１〜０．９：１であってもよい。

本発明によれば、基板より大きな径を有する押圧部材を用いて、基板を面内均一な荷重で押圧することができる。

押圧用アダプタを有する接合装置の構成の概略を示す縦断面図である。押圧用アダプタを有する接合装置の構成の概略を示す横断面図である。重合ウェハの断面図である。第１の熱処理板の構成の概略を示す縦断面図である。搬送機構及び搬送リングの構成の概略を示す縦断面図である。搬送機構及び搬送リングの構成の概略を示す斜視図である。搬送機構により搬送リングを保持する様子を示す説明図である。接合方法の概略を示す縦断面図である。接合方法の概略を示す縦断面図である。押圧用アダプタの材質及びくびれ量と最大応力差との関係を示すグラフである。ウェハの径と、押圧用アダプタのくびれ量と、最大応力差とのの関係を示すグラフである。他の押圧用アダプタを示す側面図である。他の押圧用アダプタを示す側面図である。他の押圧用アダプタを示す側面図である。他の押圧用アダプタを示す側面図である。他の押圧用アダプタを示す側面図である。冷却機構近傍の構成の概略を示す縦断面図である。係止部材近傍の構成の概略を示す縦断面図である。係止部材が撓んだ状態を示す説明図である。ウェハ接合処理の主な工程を示すフローチャートである。接合装置の各機器の動作状態を示すタイムチャートである。従来の接合方法の概略を示す縦断面図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は、押圧用アダプタ１を有する接合装置１０の構成の概略を示す縦断面図である。図２は押圧用アダプタ１を有する接合装置１０の構成の概略を示す横断面図である。

接合装置１０では、図３に示すように例えば２枚の基板としてのウェハＷ_Ｕ、Ｗ_Ｌを接合する。以下、上側に配置されるウェハを「上ウェハＷ_Ｕ」といい、下側に配置されるウェハを「下ウェハＷ_Ｌ」という場合がある。各ウェハＷ_Ｕ、Ｗ_Ｌは、金属の接合部Ｊ_Ｕ、Ｊ_Ｌをそれぞれ複数有している。そして、各接合部Ｊ_Ｕ、Ｊ_Ｌを当接させウェハＷ_Ｕ、Ｗ_Ｌを重ね合わせて重合基板としての重合ウェハＷ_Ｔを形成し、ウェハＷ_Ｕ、Ｗ_Ｌ同士を接合する。なお、ウェハＷ_Ｕ、Ｗ_Ｌ同士の接合が行われる前の状態においては、図３に示すようにウェハＷ_Ｕ、Ｗ_Ｌの間に接着剤２が塗布され、ウェハＷ_Ｕ、Ｗ_Ｌが当該接着剤２により仮接合された状態になっている。このように、接着剤２により仮接合することで、ウェハＷ_Ｕ、Ｗ_Ｌのアライメントを行った後に当該ウェハＷ_Ｕ、Ｗ_Ｌの搬送を行っても、ウェハＷ_Ｕ、Ｗ_Ｌにズレが生じることを防止できる。また、図３に示すように、仮接合された状態では、接合部Ｊ_Ｕ、Ｊ_Ｌ間には隙間が形成された状態となっている。これによって、接合時の真空引き行われる際に接合部Ｊ_Ｕ、Ｊ_Ｌ間の雰囲気が吸引され、接合部Ｊ_Ｕ、Ｊ_Ｌ間にボイドが生じることを防ぐことができるという効果も得ることができる。なお、接着剤２には、接合時の熱処理により蒸発して昇華するものが用いられる。また、本実施の形態では、例えば接合部Ｊ_Ｕにはアルミニウムが用いられ、接合部Ｊ_Ｌにはゲルマニウムが用いられる。

接合装置１０は、図１及び図２に示すように熱処理ユニット２０及び接合ユニット２１を水平方向のＹ方向にこの順で並べて一体に接続した構成を有している。熱処理ユニット２０と接合ユニット２１は、ゲートバルブ２２を介して気密に接続されている。

熱処理ユニット２０は、内部を密閉することができる処理容器３０を有している。処理容器３０における接合ユニット２１と反対側の側面には重合ウェハＷ_Ｔの搬入出口３１が形成され、当該搬入出口３１にはゲートバルブ３２が設けられている。また、処理容器３０の接合ユニット２１側の側面には重合ウェハＷ_Ｔの搬入出口３３が形成され、当該搬入出口３３には上述したゲートバルブ２２が設けられている。

処理容器３０の底面には吸気口３４が形成されている。吸気口３４には、処理容器３０の内部の雰囲気を所定の真空度まで減圧する真空ポンプ３５に連通する吸気管３６が接続されている。

処理容器３０の内部には、重合ウェハＷ_Ｔを載置して加熱及び冷却を行う第１の熱処理板４０と第１の熱処理板４０に載置された重合ウェハＷ_Ｔを上方から加熱する上部加熱手段４１と、熱処理ユニット２０と接合ユニット２１との間で、後述する搬送リング６０と共に重合ウェハＷ_Ｔを搬送する搬送機構４２設けられている。上部加熱手段４１としては、たとえば輻射熱により加熱を行うハロゲンヒータやあるいは電気ヒータなどが用いられる。第１の熱処理板４０には、例えば図１に示すように給電により発熱する加熱機構としてのヒータ４３及びその内部に冷媒を流通させることで熱処理板４０を冷却する冷却機構としての冷媒流路４４が内蔵されている。冷媒流路４４は、ヒータ４３の上方に配置されている。

冷媒流路４４には、図４に示すように、当該冷媒流路４４に冷媒を供給する冷媒供給管４５と、当該冷媒流路４４から冷媒を排出する冷媒排出管４６が夫々接続されている。冷媒としては、乾燥空気に霧状の水を混合させたものが用いられる。冷媒供給管４５には、当該冷媒供給管４５に冷媒としての乾燥空気と水を供給する空気源４７と冷却水源４８が夫々接続されている。乾燥空気と水とが合流する箇所にはミキサー４９が設置され、当該ミキサー４９により乾燥空気と水とを混合することで水が霧化され、冷媒として冷媒供給管４５を介して冷媒流路４４に供給される。冷媒排出管４６には冷媒流路４４を通過後の冷媒を冷却する熱交換器５０が設けられ、冷媒排出管４６内を流れる冷媒を冷却することで当該冷媒中の水を凝縮し、ドレンとして回収する。回収されたドレンは、循環配管５１を介して冷媒供給管４５におけるミキサー４９の上流に供給され、再びミキサー４９にて乾燥空気と混合され再度冷媒として利用される。なお、熱交換器５０としては、例えば図４に示すように冷凍機５２に接続されたものが用いられる。また、第１の熱処理板４０の加熱温度及び冷却温度や上部加熱手段４１による加熱温度は、例えば後述する制御部２００により制御される。

第１の熱処理板４０の下方には、重合ウェハＷ_Ｔを下方から支持し昇降させるための昇降ピン５３が例えば３本設けられている。昇降ピン５３は、図示しない昇降駆動部により上下動できる。第１の熱処理板４０の中央部付近には、当該第１の熱処理板４０を厚み方向に貫通する貫通孔５４が例えば３箇所に形成されている。そして、昇降ピン５３は貫通孔５４を挿通し、第１の熱処理板４０の上面から突出可能になっている。

搬送機構４２は、図１に示すように、上下方向に水平に夫々設けられた上部搬送機構４２ａと下部搬送機構４２ｂとを有している。上部搬送機構４２ａと下部搬送機構４２ｂとは、同一形状である。上部搬送機構４２ａと下部搬送機構４２ｂは、図示しない駆動機構により、夫々独立して水平方向、および上下方向に移動可能に構成されている。上部搬送機構４２ａ及び下部搬送機構４２ｂは、図５及び図６に示すように、一対の略Ｕ字状の断面形状を有する保持部５５を、Ｕ字の開口部分が向かい合うように接続されて形成されている。上部搬送機構４２ａ及び下部搬送機構４２ｂは、保持部５５により搬送リング６０を保持することで、当該搬送リング６０と共に重合ウェハＷ_Ｔを搬送できるように構成されている。搬送リング６０は、図５及び図６に示すように、重合ウェハＷ_Ｔの径より僅かに大きな径の開口が設けられた略円盤状に形成されており、搬送リング６０の底面であって、開口の内周縁部には重合ウェハＷ_Ｔを保持するために保持部材６１が設けられている。搬送リング６０の外周部には、図６に示すように一対の突出部６２が設けられており、この突出部６２が搬送機構４２の保持部５５により保持される。搬送機構４２により搬送リング６０を保持するにあたっては、図７（ａ）に示すように、保持部５５の開口部分の間に搬送リング６０が位置する高さに搬送機構４２を移動させ、次いで図７（ｂ）に示すように、その高さを維持したまま搬送機構４２をさらに水平方向に移動させる。その後、搬送機構４２を上昇させ、保持部５５により搬送リング６０の突出部６２を保持することにより、搬送機構４２により搬送リング６０が保持される図７（ｃ）。

接合ユニット２１は、内部を密閉することができる処理容器７０を有している。処理容器７０は、容器本体７１と天板７２がシールドベローズ７３によって接続された構成を有している。シールドベローズ７３は鉛直方向に伸縮自在に構成され、このシールドベローズ７３によって天板７２は鉛直方向に移動自在になっている。

容器本体７１の熱処理ユニット２０側の側面には重合ウェハＷ_Ｔの搬入出口７４が形成され、当該搬入出口７４には上述したゲートバルブ２２が設けられている。容器本体７１の側面には吸気口７５が形成されている。吸気口７５には、処理容器７０の内部の雰囲気を所定の真空度まで減圧する真空ポンプ７６に連通する吸気管７７が接続されている。なお、本実施の形態においては、吸気口７５、真空ポンプ７６、吸気管７７で第２の減圧機構を構成している。また、容器本体７１の底面には後述する冷却機構１００を設置するための、例えば円形の底部開口７８が形成されている。

処理容器７０の内部であって天板７２には、後述する第２の熱処理板９０上の重合ウェハＷ_Ｔを第２の熱処理板９０側に押圧する加圧機構８０が設けられている。加圧機構８０は、押圧用アダプタ１を介在して重合ウェハＷ_Ｔを押圧する押圧部材８１と、天板７２に環状に取り付けられた支持部材８２と、押圧部材８１と支持部材８２を接続し、鉛直方向に伸縮自在の加圧ベローズ８３とを有している。押圧部材８１の径は、重合ウェハＷ_Ｔの径より大きく構成されている。加圧ベローズ８３には、加圧機構８０の内部、すなわち押圧部材８１、加圧ベローズ８３、支持部材８２及び天板７２で囲まれた内部空間に、例えば圧縮空気を供給する空気供給管８３aと、内部空間に供給された空気を排出する空気排出管８３ｂとが設けられている。このため、空気供給管８３aを介して加圧機構８０の内部空間に、圧縮空気を供給することで、加圧ベローズ８３が伸縮し押圧部材８１が鉛直方向に移動自在になっている。空気排出管８３ｂには、当該空気排出管８３ｂの内部を流通して排気される空気を冷却する冷却ジャケット８３ｃが設けられている。冷却ジャケット８３ｃは、例えば水冷式のシェルアンドチューブ式の熱交換器といったものが使用できる。空気排出管８３ｂには、当該空気排出管８３ｂから排出される空気の量を調整するための調整機構（図示せず）が設けられている。このため、空気供給管８３ａにより供給する圧縮空気の供給量、供給圧力及び空気排出管８３ｂから排出する空気の量を調整することで、空気排出管８３ｂから圧縮空気を排出しながら加圧ベローズ８３内の圧力を所定の圧力に調整することができる。換言すれば加圧ベローズ８３内の圧力と加圧ベローズ８３内を流通する圧縮空気の量を、それぞれ独立に制御することができる。また、押圧部材８１の内部には、例えば給電により発熱するヒータ８１ａが内蔵されており、加圧ベローズ８３に供給する圧縮空気の量を調整することで、ヒータ８１ａから加圧ベローズ８３内の圧縮空気に放散する熱量を調整ことができる。したがって、加圧ベローズ８３内に供給する圧縮空気の流量及びヒータ８１ａの温度調整をそれぞれ行うことで押圧部材８１による熱伝達を介して押圧用アダプタ１の温度を所望の温度とすることができる。なお、加圧機構８０の内部には圧縮空気が封入されるため、この圧縮空気による内圧に耐えるように、加圧機構８０の加圧ベローズ８３の剛性は、処理容器７０のシールドベローズ７３の剛性より大きくなっている。

押圧用アダプタ１は、押圧部材８１の下面に接続されている。押圧用アダプタ１は、重合ウェハＷ_Ｔより大きな径を有する押圧部材８１を用いて、重合ウェハＷ_Ｔを面内均一な荷重で押圧することを目的として設置されるものであり、図１に示すように、略円盤状の上部アダプタ８４と、略円錐台形状の下部アダプタ８５とが一体に形成された構成となっている。上部アダプタ８４と下部アダプタ８５とは、平面視において同心円状に配置されている。また、略円錐台形状を有する下部アダプタ８５の下底の径は重合ウェハＷ_Ｔと同一の径を有し、下部アダプタ８５の上底は上部アダプタの径よりも大きい径を有し、これにより、押圧用アダプタ１は中間部としてのくびれ部８６を有する形状となっている。

押圧用アダプタ１の形状について詳述する。既述のように、本発明者らによれば図２２に示される略円錐台形状のアダプタ３０１を台形の上底を下方に向けて配置し、ウェハＷよりも大きな径を有する押圧部材３０２により、ウェハＷと異なる径を有するアダプタ３０１を介して押圧した場合においても、依然として重合ウェハＷ_Ｔの周縁部に荷重が集中することが確認されている。この点について本発明らが検証を行ったところ、アダプタ３０１を用いて重合ウェハＷ_Ｔを押圧すると、アダプタ３０１の外周縁部に、例えば図８に示すような応力Ｆ_１が掛かることでアダプタ３０１に撓みが生じ、それによりアダプタ３０１の中心付近においては上向の応力Ｆ_２が、アダプタ３０１の外周縁部においては下向きの応力Ｆ_３が集中し、重合ウェハＷ_Ｔを押圧するに際し面内均一な荷重を得ることができないことが分かった。

この点について本発明者らは、アダプタ３０１と同様に略円錐台形状のアダプタを用いた場合であっても、例えば図９に示すように、略円錐台形状のアダプタ３１０を、上底を上方に向けて配置すれば、当該アダプタ３１０に作用する応力Ｆ４はアダプタ３１０の下底に分散され、アダプタ３１０の外周縁部に応力が集中することを避けることができることを確認した。しかしながら、アダプタ３１０とアダプタ３０１とを比較した場合、アダプタ３１０の上底の面積はアダプタ３０１よりも小さいため、アダプタ３１０により所定の押圧荷重を得るためには、アダプタ３０１を用いる場合よりもベローズ３００に供給する加圧用空気の圧力を高める必要があり、空気源設備の面で問題がある。

そこで本発明者らは、押圧用のベローズとアダプタとの接触面積を大きくしつつ、押圧する際に面内均一な荷重を得ることができる形状として、略円盤状の上部アダプタ８４と略円錐台形状の下部アダプタ８５とを一体で形成し、上部アダプタ８４と下部アダプタ８５との間に中間部としてのくびれ部８６を設けた押圧用アダプタ１のような形状が有効であると考えた。そして、上部アダプタ８４及び下部アダプタ８５の寸法を夫々変更して、重合ウェハＷ_Ｔの押圧を行った結果、重合ウェハＷ_Ｔの径とくびれ部８６の径との比が、０．７：１〜１：１であれば重合ウェハＷ_Ｔの押圧が良好に行えることが試験により確認された。

以下に、本発明者らが実施した試験について述べる。押圧用アダプタ１を用いて重合ウェハＷ_Ｔの接合を行うにあたり、押圧用アダプタ１を構成する材料の弾性率、並びに上部アダプタ８４の径、下部アダプタ８５の径及び重合ウェハＷ_Ｔの径を変化させ、重合ウェハＷ_Ｔの面内に作用する荷重について確認試験を行った。この際、第１の熱処理板４０及び上部加熱手段４１における加熱温度は３５０℃、後述する第２の熱処理板９０における加熱温度は４３０℃とした。なお、上部加熱手段４１としては、ハロゲンヒータを用いた。

押圧用アダプタ１の形状は、上部アダプタ８４の径を３５０ｍｍ、重合ウェハＷ_Ｔの径及び下部アダプタ８５の下底の径を２００ｍｍ、押圧用アダプタ１の高さ、換言すれば上部アダプタ８４の上面から下部アダプタ８５の下底までの距離を３５ｍｍとし、下部アダプタ８５の下底からくびれ部８６までの高さ、換言すれば下部アダプタ８５の下底から上底からまでの距離は１９ｍｍとした。また、押圧用アダプタ１の材質は、それぞれ弾性率が２００ＧＰａのステンレス、弾性率が４１０ＧＰａの窒化珪素（ＳｉＣ）、弾性率が６２０ＧＰａの超硬合金とし、それぞれの材質により形成された押圧用アダプタ１においてくびれ部８６の径Ｘを１００ｍｍ〜２００ｍｍの間で変化させた場合に、重合ウェハＷ_Ｔの面内にかかる応力の最大値と最小値との差、即ち最大応力差を確認した。その結果を図１０に示す。

図１０は、くびれ部８６の径Ｘをくびれ量として横軸に表し、最大応力差を縦軸とし、弾性率が異なる各押圧用アダプタ１を用いて重合ウェハＷ_Ｔを押圧した際の最大応力差とくびれ量との関係を示したものである。図１０に示すように、くびれ量を１６０〜１８０ｍｍとした場合に、押圧用アダプタ１の弾性率によらず、各押圧用アダプタ１における最大応力差が極小となることが確認された。この結果から、押圧用アダプタ１のくびれ量には、最適な値が存在し、この最適なくびれ量は押圧用アダプタ１を形成する材料の弾性率に依存しないことがわかった。

次に、弾性率が４１０ＧＰａの窒化珪素を用いた押圧用アダプタ１において、上部アダプタ８４の径を３５０ｍｍ、下部アダプタ８５の下底の径及び重合ウェハＷ_Ｔの径を３００ｍｍとした場合、上部アダプタ８４の径を５２５ｍｍ、下部アダプタ８５の下底の径及び重合ウェハＷ_Ｔの径を３００ｍｍとした場合、並びに上部アダプタ８４の径を３５０ｍｍ、下部アダプタ８５の下底の径及び重合ウェハＷ_Ｔの径を２００ｍｍとした場合に、各押圧用アダプタ１のくびれ量を変化させ、その際の重合ウェハＷ_Ｔの面内における最大応力差を確認した。にかかる応力の最大値と最小値との差、即ち最大応力差を確認した。その結果を図１１に示す。

図１１は、くびれ量と重合ウェハＷ_Ｔの径（下部アダプタ８５の下底の径）との比を横軸に表し、最大応力差を縦軸として、重合ウェハＷ_Ｔを各押圧用アダプタ１により押圧した際の最大応力差と、くびれ量と重合ウェハＷ_Ｔの径との比の関係を示したものである。図１１に示すように、くびれ量と重合ウェハＷ_Ｔの径との比を概ね０．７：１〜１：１とすることで、上部アダプタ８４の径や、下部アダプタ８５の下底の径の寸法によらず、各押圧用アダプタ１における最大応力差が極小となることが確認された。したがって、図１０及び図１１に示される結果から、押圧用アダプタ１は、当該押圧用アダプタ１を形成する材料の弾性率や上部アダプタ８４の径及び下部アダプタ８５の下底の径の寸法によらず、くびれ量と下部アダプタ８５の下底の径との比を所定の値とすることで、重合ウェハＷ_Ｔの面内における最大応力差を極小とすることができることが確認された。このため、

なお、重合ウェハＷ_Ｔの面内における最大応力差は、１５ＭＰａ以内であれば面内均一な荷重での押圧が行われているものと判断してもよい。したがって、重合ウェハＷ_Ｔより大きな径を有する押圧部材８１を用いて、重合ウェハＷ_Ｔを面内均一な荷重で押圧するためには、押圧用アダプタ１のくびれ量、即ちくびれ部８６の径と、下部アダプタ８５の下底の径との比は、０．７：１〜１：１とすればよく、より好ましくは、０．８：１〜０．９：１であればよい。

なお、上記の試験においては、上部アダプタ８４と下部アダプタ８５とを一体に形成した、くびれ部８６を有する押圧用アダプタ１を用いたが、押圧用アダプタ１の形状は以上の実施の形態に限定されない。押圧用アダプタ１に代えて、例えば図１２に示すように、上部アダプタ８４と下部アダプタ８５とに間に、中間部としてのくびれ部８６を形成するにあたり、円筒形状の接続部８７を有す形状の押圧用アダプタ２１０を用いてもよく、図１３に示すように、下部アダプタ８５の下底の径と同一の径を有する略円盤状の円盤部８８が、下部アダプタ８５の底面と一体に形成された押圧用アダプタ２２０を用いてもよいことが本発明者らにより確認されている。また、図１４に示すように、中間部８７及び円盤部８８の両方を有するアダプタ２３０を用いてもよい。いずれのアダプタを用いても、大きな面積にかかっていた均一荷重を、小さな面積に均一にかけることができる。

また、くびれ部８６の形状は、鋭角や直角に形成されていたが、くびれ部８６は、所定の曲率を有する球状に形成されていてもよい。アダプタ２３０を例にしていうと、図１５に示すように、側面視において接続部８７の外周部を当該接続部８７の中心方向に向かって窪んだ形状とすることで、くびれ部８６を半円形状に形成してもよい。かかる場合、くびれ部８６に押圧荷重による応力が集中することで押圧用アダプタ１、２１０、２２０、２３０のくびれ部８６が破損することを防止することができる。

なお、以上の押圧用アダプタは、加圧機構８０の押圧部材８１と別々に形成されていたが、押圧部材８１と押圧用アダプタとを一体に形成してもよい。具体的には、例えば図１６に示すように、押圧部材８１の下面に、押圧用アダプタ１のうち下部アダプタ８５の部分のみを接合するようにしてもよい。係る場合、押圧部材８１に内蔵されていたヒータ８１ａに代えて、下部アダプタ８５にヒータ８５ａを内蔵するようにしてもよい。下部アダプタ８５にヒータ８５ａを内蔵した場合、ヒータ８１ａ重合ウェハＷ_Ｔとの間に介在していた押圧用アダプタ１の熱容量を考慮する必要がなくなるため、より精度よく重合ウェハＷ_Ｔの温度制御が可能となり、また、重合ウェハＷ_Ｔの昇温に要する時間を短縮することができる。さらには、押圧部材８１と押圧用アダプタ１とを一体に形成することで、押圧部材８１と押圧用アダプタ１の接触面での熱伝達のロスも生じないため、ヒータ８５ａによる重合ウェハＷ_Ｔへの熱伝達の効率も向上する。なお、図１６においては、押圧用アダプタ１と押圧部材８１とを一体に形成した場合を描図しているが、当然ながら、押圧用アダプタ２１０、２２０、２３０と押圧部材８１とを一体に形成してもよい。

次に第２の熱処理板９０について説明する。図１に示すように処理容器７０の内部であって加圧機構８０の下方には、当該加圧機構８０に対向する位置に、重合ウェハＷ_Ｔを載置して熱処理する載置部としての第２の熱処理板９０が設けられている。第２の熱処理板９０には、例えば給電により発熱するヒータ９１が内蔵されている。第２の熱処理板９０の材料には、例えば窒化アルミといったセラミックスが用いられる。ヒータ９１は、例えば重合ウェハＷ_Ｔに対応する位置に内蔵された内周ヒータ９２と、内周ヒータ９２の外側に同心円状に設けられた、内周ヒータ９２と独立して温度制御可能な外周ヒータ９３とにより構成されている。内周ヒータ９２及び外周ヒータ９３の加熱温度は、例えば後述する制御部２００により制御される。また、第２の熱処理板９０の外周部には、図１に示すように搬送機構４２により搬送された搬送リング６０の保持部材６１を収容するための切欠き溝９４が形成されている。切欠き溝９４は、図２に示すように第２の熱処理板９０の外周部であって、搬送リング６０の保持部材６１に対応する位置に３箇所形成されている。

図１及び図１７に示すように第２の熱処理板９０は、容器本体７１の内面であって当該容器本体７１の底部開口７８に沿って設けられた、例えば円環状の支持台９５の上面によりその外周部が支持されている。したがって、第２の熱処理板９０の下面は、底部開口７８を介して処理容器７１の外部に露出した状態となる。第２の熱処理板９０の下面側、換言すれば処理容器７０の外部には、重合ウェハＷ_Ｔを冷却する冷却機構１００が設けられている。支持台９５は、熱処理板９０からの熱が容器本体７１に伝達されることを防止するための部材であり、略円筒形状を有し、例えば断熱性を有する窒化シリコンといったセラミックスにより構成されている。支持台９５の第２の熱処理板９０に対向する面には、凹に窪んだ溝部１０１が第２の熱処理板９０と同心円状に形成されている。溝部１０１にはシール材１０２が配置され、支持台９５と熱処理板９０との間が気密に保持されている。シール材１０２としては、例えば耐熱性の金属Ｏリングなどが用いられる。

第２の熱処理板９０と支持台９５の外周縁部には、図１７及び図１８に示すように夫々フランジ部９０ａ、９５ａが形成されている。フランジ部９０ａ及びフランジ部９５ａは、シール材１０２を押圧する方向に力が作用するように、係止部材１０３によって把持されている。係止部材１０３は、例えば図１７及び図１８に示すように、フランジ部９０ａと接触する上部係止部１０４と、フランジ部９５ａと接触する下部係止部１０５と、上部係止部１０４と下部係止部１０５とを連結する連結部１０６とを有している。連結部１０６は、例えばネジ山を有する雄ネジであり、上部係止部１０４及び下部係止部１０５に設けられた図示しない雌ネジと螺合することで、上部係止部１０４及び下部係止部１０５によりシール材１０２を押圧する方向に力を作用させ、これにより処理容器７０内の気密を維持することができる。なお、上部係止部１０４と下部係止部１０５及び連結部１０６は、例えばステンレス等の、係止部材としての必要な強度を有し且つ弾性を有する金属材料により構成されている。連結部１０６に弾性を有する材料が用いられることで、第２の熱処理板９０をヒータ９１により加熱し、第２の熱処理板９０と支持台９５との間に熱膨張差が生じた際に、例えば図１９に示すように、連結部１０６が撓むことにより係止部材１０３が破壊されるのを防止しつつ、第２の熱処理板９０と支持台９５との間の気密を保持することができる。なお、図１８に示すように、上部係止部１０４にはフランジ部９０ａの上面に向かって突出した爪１０４ａが、下部係止部１０５にはフランジ部９５ａの下面に向かって突出した爪１０５ａが夫々設けられ、図１９に示すように、連結部１０６が撓んだ場合においても、係止部材１０３が各フランジ部９０ａ、９５ａから脱落するのを防止するように構成されている。

冷却機構１００は、図１７に示すように、熱処理板９０に平行に設けられ内部が中空な略円盤状の冷却板１１０と、鉛直方向に延伸して設けられ冷却板１１０の中空部分に連通する連通管１１１と、冷却板１１０の下方に当該冷却板１００に平行に設けられた冷却水流通板１１２を有している。冷却板１１０、連通管１１１及び冷却水流通板１１２は、熱伝導性に優れた、例えば銅合金などにより形成されている。

冷却板１１０は、熱処理板９０の裏面と平行に設けられ、熱処理板９０の裏面と接触することで熱処理板を冷却する接触部１２０と、接触部１２０に平行して設けられ所定の配置で貫通孔が形成された放熱部１２１と、接触部１２０と放熱部１２１の外周を囲う外周部１２２とにより構成されている。放熱部１２１には冷却板１１０の内部に連通する複数の貫通孔１２３が所定のパターンで形成されている。放熱部１２１の中心には、連通管１１１が連通して設けられている。また、連通管１１１は冷却水流通板１１２を挿通し且つ冷却水流通板１１２に対して摺動自在に設けられている。これにより、図示しない昇降機構により連通管１１１を上下動させることで、冷却板１１０を上下動させることができるように構成されている。

連通管１１１には冷却板１１０に冷媒としての空気を供給する空気源（図示せず）が接続されている。連通管１１１を介して冷却板１１０の中空部分に供給された空気は、放熱部１２１の貫通孔１２３から排出される。

放熱部１２１の下面には、下方に凸上に突出した突出部１２４が設けられている。また、外周部１２２も、突出部１２４の先端と同じ位置まで延伸して形成されており、冷却板１１０を下降させた際に、突出部１２４、外周部１２２及び冷却水流通板１１２とに囲まれた空間Ｓを形成することができるように構成されている。

冷却水流通板１１２には、図１７に示すように、その内部に冷却水を流通させる冷却水路１３０が形成されている。冷却水路１３０には、冷却水源（図示せず）から供給される冷却水を冷却水路１３０に供給する冷却水管１３１が接続されている。また、冷却水流通板１１２には、放熱部１２１と同様に所定のパターンで貫通孔１３２が形成されており、放熱部１２１から排出された冷媒としての空気を冷却機構１００の外部に排出することができる。したがって、冷却機構１００は、連通管１１１を介してその内部に冷媒としての空気を供給することで、冷却板１１０を冷却することができ、昇降機構（図示せず）により連通管１１１を上昇させて冷却板１１０を第２の熱処理板９０の下面に接触させることで、熱処理板９０を冷却板１１０により冷却することができる。この際、冷却水流通板１１２の冷却水路１３０に冷却水を供給して冷却水流通板１１２を冷却することにより、貫通孔１３２を通過する空気を冷却し、冷却機構１００の外部に高温の空気が排出されることを防止することができる。さらには、連通管１１１を下降させ、放熱部１２１の下面の突出部１２４と冷却水流通板１１２とを接触させることで、冷却板１１０を連通管１１１に供給される空気と併せて効率よく冷却することができる。

以上の接合装置１０には、図１に示すように制御部２００が設けられている。制御部２００は、例えばコンピュータであり、プログラム格納部（図示せず）を有している。プログラム格納部には、接合装置１０における重合ウェハＷ_Ｔの処理を制御するプログラムが格納されている。また、プログラム格納部には、上述の各種処理装置や搬送装置などの駆動系の動作を制御して、接合システム１における後述の接合処理を実現させるためのプログラムも格納されている。なお、前記プログラムは、例えばコンピュータ読み取り可能なハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルデスク（ＭＯ）、メモリーカードなどのコンピュータに読み取り可能な記憶媒体Ｈに記録されていたものであって、その記憶媒体Ｈから制御部２００にインストールされたものであってもよい。

次に、以上のように構成された接合システム１を用いて行われる重合ウェハＷ_Ｔの接合処理方法について説明する。図２０は、かかるウェハ接合処理の主な工程の例を示すフローチャートであり、図２１は、接合装置１０の各機器の動作状態を示すタイムチャートである。図２１は、接合装置１０における重合ウェハＷ_Ｔの加熱温度、加圧機構８０の加圧ベローズ８３内に供給する圧縮空気の圧力、換言すれば重合ウェハＷ_Ｔにかけられる荷重、熱処理ユニット２０内の雰囲気の圧力及び接合ユニット２１内の雰囲気の圧力の経時変化を示している。

まず、外部のアライメント装置（図示せず）において上ウェハＷ_Ｕと下ウェハＷ_Ｌが位置調整され重ね合わされる。この際、ウェハＷ_Ｕ、Ｗ_Ｌの一方又は双方にはこれらを重ね合わせる前に予め接着剤２が塗布され、重ね合わせ時に接着することで仮接合され、重合ウェハＷ_Ｔ１が形成される（図２０の工程Ｓ１）。

その後、重合ウェハＷ_Ｔ１は、ウェハ搬送装置（図示せず）によって接合装置１０に搬送される。

接合装置１０では、先ず、熱処理ユニット２０のゲートバルブ３２を開き、ウェハ搬送装置（図示せず）によって重合ウェハＷ_Ｔ１が第１の熱処理板４０の上方に搬入される。続いて昇降ピン５３を上昇させ、重合ウェハＷ_Ｔ１を図示しないウェハ搬送装置から昇降ピン５３に受け渡した後、昇降ピン５３を下降させ、第１の熱処理板４０に予め載置されていた搬送リング６０の上面に重合ウェハＷ_Ｔ１を載置する。その後、ゲートバルブ３２を閉じ、真空ポンプ３５によって処理容器３０の内部の雰囲気が減圧される。その後、第１の熱処理板４０によって重合ウェハＷ_Ｔ１が第１の温度、例えば３５０℃まで加熱される（図２０及び図２１の工程Ｓ２）。このとき、重合ウェハＷ_Ｔ１の接合部Ｊ_Ｕ、Ｊ_Ｌ同士を均一に加熱するため、所定の加熱速度、例えば１０〜５０℃／分の加熱速度で加熱される。この際、第１の熱処理板４０による加熱と並行して、上部加熱手段４１による加熱も行われる。これにより、重合ウェハＷ_Ｔ１における上ウェハＷ_Ｕと下ウェハＷ_Ｌとの間に温度差が生じないように加熱が行われる。また、熱処理ユニット２０内の圧力は、所定の真空度、例えば１０Ｐａにまで減圧される。

重合ウェハＷ_Ｔ１が第１の温度まで加熱されると、ゲートバルブ２２を開く。続いて、搬送機構４２によって第１の熱処理板４０に搬送リング６０と共に載置された重合ウェハＷ_Ｔ１を接合ユニット２１に移動させ、重合ウェハＷ_Ｔ１が搬送リング６０と共に第２の熱処理板９０に載置される。重合ウェハＷ_Ｔ１が搬送リング６０と共に第２の熱処理板９０に載置されると、搬送機構４２が接合ユニット２１から熱処理ユニット２０に退避し、ゲートバルブ２２が閉じられる。

その後、第２の熱処理板９０によって重合ウェハＷ_Ｔ１が第２の温度、例えば４３０℃まで加熱される。重合ウェハＷ_Ｔ１は、例えば１０〜５０℃／分の加熱速度で加熱される。なお、処理容器７０の内部の雰囲気は、ゲートバルブ２２が閉じられた後に所定の真空度、例えば０．００１Ｐａのまで減圧され、その真空度に維持されている。この際、処理容器７０の内部が負圧となることで、例えば天板７０にかかる圧力と処理容器７０の内部の圧力との差により天板７０に対して下向きの力が作用する。これによりシールドベローズ７３が縮み、押圧用アダプタ１と重合ウェハＷ_Ｔ１とが所定の距離まで接近する。また、図２１に示すように、加圧機構８０、即ち加圧ベローズ８３内への圧縮空気の供給前であって処理容器７０内の圧力が減圧されている状態においては、加圧機構８０内部の圧力も所定の圧力に減圧された状態で維持される。加圧機構８０内部の圧力と処理容器７０との圧力差により、意図しないタイミングで重合ウェハＷ_Ｔ１に荷重がかかることを避けるためである。

その後、重合ウェハＷ_Ｔ１の温度を第２の温度に維持しながら、加圧機構８０に圧縮空気を供給し、押圧部材８１を下降させる。これにより、押圧部材８１の下面に接続された押圧用アダプタ１の下部アダプタ８５を重合ウェハＷ_Ｔ１に当接させ、当該重合ウェハＷ_Ｔを所定の荷重、例えば５０ｋＮで第２の熱処理板９０側に押圧する。そして、重合ウェハＷ_Ｔ１が所定の時間、例えば１０分間押圧され、重合ウェハＷ_Ｔ１が接合される（図２０及び図２１の工程Ｓ３）。この際、処理容器内の雰囲気が負圧となっているため、接合部Ｊ_Ｕ、Ｊ_Ｌ間の雰囲気が吸引され、接合部Ｊ_Ｕ、Ｊ_Ｌ間にボイドが生じることなく接合が行われる。なお、重合ウェハＷ_Ｔ１の温度は、例えば押圧部材８１内のヒータや冷却機構１００をさらに用いて第２の温度に維持してもよい。また、加圧ベローズ８３内に供給する圧縮空気の量を調整することで押圧部材８１の温度を調整し、重合ウェハＷ_Ｔ１の上ウェハＷ_Ｕと下ウェハＷ_Ｌの温度を同期させるようにしてもよい。

接合ユニット２１での重合ウェハＷ_Ｔ１の接合と並行して、熱処理ユニット２０には新たな重合ウェハＷ_Ｔ２がウェハ搬送装置（図示せず）により搬入され、第１の熱処理板４０上に載置される。なお、重合ウェハＷ_Ｔ２の熱処理ユニット２０への搬入にあたっては、熱処理板４０と重合ウェハＷ_Ｔ２との温度差を小さくするため、熱処理板４０の温度は例えば１５０℃まで冷却されている。第１の熱処理板４０上に載置されると、第１の熱処理板４０及び上部加熱手段４１によって重合ウェハＷ_Ｔ２が第１の温度、例えば３５０℃まで加熱される（図２０及び図２１の工程Ｔ１）。

その後、重合ウェハＷ_Ｔ１は第２の熱処理板９０に載置された状態で例えば第１の温度である３５０℃まで冷却される。重合ウェハＷ_Ｔ１は、接合部Ｊ_Ｕ、Ｊ_Ｌの強度や物性が変わるのを防止するため、所定の冷却速度、例えば１０〜５０℃／分の冷却速度で冷却される。重合ウェハＷ_Ｔ１の冷却は、冷却機構１００の冷却板１１０を上昇させ、当該冷却板１１０を第２の熱処理板９０の下面に接触させることにより行われる。

重合ウェハＷ_Ｔ１が３５０℃まで冷却されると、先ず、第２の熱処理板９０に載置されて３５０℃まで加熱された重合ウェハＷ_Ｔ２が上部搬送機構４２ａにより保持される。次いで、ゲートバブル２２を開き、下部搬送機構４２ｂにより接合が終了した重合ウェハＷ_Ｔ１を搬送リング６０と共に第２の熱処理板９０から熱処理ユニット２０に搬送する。続いて、ゲートバルブ２２を開いた状態を維持し、上部搬送機構４２ａに保持されている重合ウェハＷ_Ｔ２を接合ユニット２１に搬送し、第２の熱処理板９０に保持リング６０ごと載置する。次いで、上部搬送機構４２ａが熱処理ユニット２０に退避し、ゲートバルブ２２が閉じられる。その後、第２の熱処理板９０によって重合ウェハＷ_Ｔ２が第２の温度である４３０℃まで加熱され、押圧部材８０及び押圧用アダプタ１により重合ウェハＷ_Ｔ２が押圧され接合される（図２０及び図２１の工程Ｔ２）。重合ウェハＷ_Ｔ２の押圧と並行して、熱処理ユニット２０では、上部搬送機構４２ａに保持されている重合ウェハＷ_Ｔ１が第１の熱処理板４０に保持リング６０ごと載置される。

接合ユニット２１において重合ウェハＷ_Ｔ２の接合が行われている間に、接合ユニット２１において接合を終えて第１の熱処理板４０に載置された状態の重合ウェハＷ_Ｔ１は、第１の熱処理板４０により第３の温度、例えば１５０℃まで冷却される（図２０及び図２１の工程Ｓ４）。このとき、第１の熱処理板４０の冷媒流路４４には、乾燥空気に霧化した水を混合したものが供給される。

その後、熱処理ユニット２０内の圧力を大気圧まで開放し、昇降ピン５３を上昇させ、第１の熱処理板４０から昇降ピン５３に重合ウェハＷ_Ｔが受け渡される。続いて、ゲートバルブ３２を開き、重合ウェハＷ_Ｔ１が昇降ピン５３からウェハ搬送装置（図示せず）に受け渡され、接合装置１０から重合ウェハＷ_Ｔ１が搬出される。

熱処理ユニット２０から重合ウェハＷ_Ｔ１が搬出されると、引き続きゲートバルブ３２を開いた状態で新たな重合ウェハＷ_Ｔ３が昇降ピン５３に受け渡され、次いで第１の熱処理板４０に載置される。そして、第１の熱処理板４０及び上部加熱手段４１によって重合ウェハＷ_Ｔ３が第１の温度である３５０℃まで加熱される（図２０及び図２１の工程Ｕ１）。

そして、接合ユニット２１における重合ウェハＷ_Ｔ２の接合が終了すると、重合ウェハＷ_Ｔ２は重合ウェハＷ_Ｔ１と同様に第２の熱処理板９０に載置された状態で３５０℃まで冷却される。次いで、第２の熱処理板９０に載置されて３５０℃まで加熱された重合ウェハＷ_Ｔ３が上部搬送機構４２ａにより保持される。その後、ゲートバブル２２を開き、重合ウェハＷ_Ｔ２が下部搬送機構４２ｂにより接合ユニット２１から搬出される。続いて、ゲートバルブ２２を開いた状態を維持し、上部搬送機構４２ａに保持された重合ウェハＷ_Ｔ３が接合ユニット２１内に搬入され、第２の熱処理板９０上に載置される。接合ユニット２１の第２の熱処理板９０に重合ウェハＷ_Ｔ３が載置されると、上部搬送機構４２ａが熱処理ユニット２０に退避し、ゲートバルブ２２が閉じられる。その後、当該重合ウェハＷ_Ｔ３が押圧用アダプタ１により押圧され接合される（図２０及び図２１の工程Ｕ２）。

接合ユニット２１において重合ウェハＷ_Ｔ３の接合が行われている間に、第１の熱処理板４０に載置された状態の重合ウェハＷ_Ｔ２は、第１の熱処理板４０により第３の温度、例えば１５０℃まで冷却される（図２０及び図２１の工程Ｔ３）。次いで、熱処理ユニット２０内の圧力を大気圧まで開放し、昇降ピン５３を上昇させ、第１の熱処理板４０から昇降ピン５３に重合ウェハＷ_Ｔ２が受け渡され、続いて、ゲートバルブ３２を開き、重合ウェハＷ_Ｔ２が昇降ピン５３からウェハ搬送装置（図示せず）に受け渡され、接合装置１０から重合ウェハＷ_Ｔ１が搬出される。その後、引き続きゲートバルブ３２を開いた状態で新たな重合ウェハＷ_Ｔ４が昇降ピン５３に受け渡され、次いで第１の熱処理板４０に載置される。こうして、一連の重合ウェハＷ_Ｔの接合処理が引き続き行われ、一の接合装置１０において、複数の重合ウェハＷ_Ｔに対する処理が並行して行われる。

以上の実施の形態によれば、重合ウェハＷ_Ｔより大きい径を有する押圧部材８１を備えた接合装置１０により重合ウェハＷ_Ｔの接合を行うに際して、重合ウェハＷ_Ｔより大きい径を有する略円盤状の上部アダプタ８４と、重合ウェハＷ_Ｔと同一の径を有する下部アダプタ８５とが一体に形成された押圧用アダプタ１を用いて、重合ウェハＷ_Ｔを押圧するので、大きな面積、即ち上部アダプタ８４の上面にかかっていた均一荷重を、小さな面積、即ち下部アダプタ８５の下面に均一にかけることができる。したがって、重合ウェハＷ_Ｔより大きな径を有する押圧部材８１を用いて、重合ウェハＷ_Ｔを面内均一な荷重で押圧することができる。

以上の実施の形態では、接合部Ｊ_Ｕ、Ｊ_Ｌにそれぞれアルミニウムとゲルマニウムが用いられていたが、他の金属を用いた場合にも本発明を適用することができる。かかる場合、接合部Ｊ_Ｕ、Ｊ_Ｌに用いられる金属の種類に応じて、接合ユニット２１における処理条件、例えば重合ウェハＷ_Ｔの加熱温度や押圧荷重などが決定される。また、以上の実施の形態では、ウェハＷ_Ｕ、Ｗ_Ｌに金属の接合部Ｊ_Ｕ、Ｊ_Ｌが設けられていたが、基板自体が金属の場合にも本発明を適用することができる。さらに、基板がウェハ以外のＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）、フォトマスク用のマスクレチクルなどの他の基板である場合にも本発明を適用することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、金属の接合部を有する基板同士を接合する際に有用である。

１押圧用アダプタ
１０接合装置
２０熱処理ユニット
２１接合ユニット
２２ゲートバルブ
３０処理容器
３５真空ポンプ
４０第１の熱処理板
４１上部加熱手段
４２搬送機構
４３ヒータ
４４冷媒流路
４５冷媒供給管
４６冷媒排出管
４７空気源
４８冷却水源
４９ミキサー
５０熱交換器
５１循環配管
５２冷凍機
５３昇降ピン
５４貫通孔
５５保持部
６０搬送リング
６１保持部材
６２突出部
７０処理容器
７１容器本体
７２天板
７３シールドベローズ
７４搬入出口
７５吸気口
７６真空ポンプ
７７吸気管
７８底部開口
８０加圧機構
８１押圧部材
８１ａヒータ
８２支持部材
８３加圧ベローズ
８３a 空気供給管
８３ｂ空気排出管
８３ｃ冷却ジャケット
８４上部アダプタ
８５下部アダプタ
８６くびれ部
８７中間部
８８円盤部
９０第２の熱処理板
９５支持台
１００冷却機構
１０１溝部
１０２シール材
１０３係止部材
１０４上部係止部材
１０５下部係止部材
１０６連結部
１１０冷却板
１１１連通管
１１２冷却水流通板
１２０接触部
１２１放熱部
１２２外周部
１２３貫通孔
１２４突出部
１３０冷却水路
１３１冷却水管
２００制御部
Ｊ_Ｕ、Ｊ_Ｌ接合部
Ｗ_Ｕ上ウェハ
Ｗ_Ｌ下ウェハ
Ｗ_Ｔ重合ウェハ

Claims

２つの基板同士を圧接して接合する際に前記基板を載置する載置部と、前記載置部に対向して設けられ前記基板を前記載置部側に押圧する、前記基板より大きい径を有する押圧部材との間に配置するアダプタであって、
前記アダプタは、前記基板と同一の径を有する略円錐台形状の下部アダプタと、前記基板よりも大きな径を有する略円盤状の上部アダプタとを有し、
前記下部アダプタ及び前記上部アダプタは、平面視において同心円状に配置され、且つ一体に形成され、
前記略円錐状の下部アダプタの上底の径は、前記上部アダプタの径より小さいことを特徴とする、押圧用アダプタ。
前記下部アダプタの底面には、前記下部アダプタの下底の径と同一の径を有する略円盤状の円盤部が前記下部アダプタと一体に形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の押圧用アダプタ。
前記下部アダプタと前記上部アダプタとの間には、当該下部アダプタと上部アダプタと一体に形成された円筒形状の中間部を有し、
前記中間部の径は、前記下部アダプタの上底の径と同じか又は小さいことを特徴とする、請求項１または２のいずれかに記載の押圧用アダプタ。
前記中間部と前記上部アダプタとの接続部は、所定の曲率を有する球状に形成されていることを特徴とする、請求項３に記載の押圧用アダプタ。
前記中間部の径と前記ウェハの径との比は、０．８：１〜０．９：１であることを特徴とする、請求項３または４のいずれかに記載の押圧用アダプタ。