JP2014229787A - 接合装置、接合システム、接合方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】第１の基板を保持する第１の保持部と第２の基板を保持する第２の保持部の水平方向位置を適切に調節し、基板同士の接合処理を適切に行う。【解決手段】上チャックに保持された上ウェハの表面をチャックカメラによって撮像し、上チャックの水平方向位置を調節する（工程Ｓ６）。チャックカメラとブリッジカメラの水平方向位置を調節する（工程Ｓ１１）。下チャックに保持された下ウェハの表面をブリッジカメラによって撮像し、下チャックの水平方向位置を調節する（工程Ｓ１２）。チャックカメラとブリッジカメラの水平方向位置を再調節する（工程Ｓ１３）。下チャックの水平方向位置を再調節する（工程Ｓ１４）。上チャックの水平方向位置を再調節する（工程Ｓ１５）。上ウェハと下ウェハを接合する（工程Ｓ１７）。【選択図】図１８

Description

本発明は、基板同士を接合する接合装置、接合システム、接合方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体に関する。

近年、半導体デバイスの高集積化が進んでいる。高集積化した複数の半導体デバイスを水平面内で配置し、これら半導体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、また配線遅延が大きくなることが懸念される。

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、例えば特許文献１に記載の接合システムを用いて、２枚の半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という。）の接合が行われる。例えば接合システムは、ウェハの接合される表面を改質する表面改質装置（表面活性化装置）と、当該表面改質装置で改質されたウェハの表面を親水化する表面親水化装置と、当該表面親水化装置で表面が親水化されたウェハ同士を接合する接合装置と、を有している。この接合システムでは、表面改質装置においてウェハの表面に対してプラズマ処理を行い当該表面を改質し、さらに表面親水化装置においてウェハの表面に純水を供給して当該表面を親水化した後、接合装置においてウェハ同士をファンデルワールス力及び水素結合（分子間力）によって接合する。

上記接合装置では、上チャックを用いて一のウェハ（以下、「上ウェハ」という。）を保持すると共に、上チャックの下方に設けられた下チャックを用いて他のウェハ（以下、「下ウェハ」という。）を保持した状態で、当該上ウェハと下ウェハを接合する。そして、このようにウェハ同士を接合する前に、上チャックと下チャックの水平方向位置の調節を行っている。具体的には、下部撮像部材によって上チャックに保持された上ウェハの表面を撮像すると共に、上部撮像部材によって下チャックに保持された下ウェハの表面を撮像し、これら上ウェハの基準点と下ウェハの基準点が合致するように、上チャックと下チャックの水平方向位置を調節している。

特開２０１２−１８６２４４号公報

しかしながら、発明者らが鋭意検討した結果、上チャックと下チャックはそれぞれ経時的に微小に移動することが分かった。また、上部撮像部材と下部撮像部材もそれぞれ経時的に微小に移動することが分かった。そうすると、例えば上チャック又は下チャックのいずれか一方の水平方向位置を調節する間に、他方の下チャック又は上チャックが移動してしまう。

かかる場合、上チャックと下チャックが水平方向に相対的に適切な位置に配置されない。このため、ウェハ同士を接合する際に、上ウェハと下ウェハがずれて接合されるおそれがあり、ウェハ同士の接合処理に改善の余地があった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、第１の基板を保持する第１の保持部と第２の基板を保持する第２の保持部の水平方向位置を適切に調節し、基板同士の接合処理を適切に行うことを目的とする。

前記の目的を達成するため、本発明は、基板同士を接合する接合装置であって、下面に第１の基板を保持する第１の保持部と、前記第１の保持部の下方に設けられ、上面に第２の基板を保持する第２の保持部と、前記第１の保持部を水平方向に移動させる第１の水平移動部と、前記第２の保持部を水平方向に移動させる第２の水平移動部と、前記第１の保持部に保持された第１の基板を撮像する第１の撮像部と、前記第２の保持部に保持された第２の基板を撮像する第２の撮像部と、前記第１の保持部、前記第２の保持部、前記第１の水平移動部、前記第２の水平移動部、前記第１の撮像部及び前記第２の撮像部の動作を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記第１の保持部に保持された第１の基板の表面を前記第１の撮像部によって撮像し、前記第１の水平移動部によって前記第１の保持部の水平方向位置を調節する第１の工程と、その後、前記第１の撮像部と前記第２の撮像部の水平方向位置を調節する第２の工程と、その後、前記第２の保持部に保持された第２の基板の表面を前記第２の撮像部によって撮像し、前記第２の水平移動部によって前記第２の保持部の水平方向位置を調節する第３の工程と、その後、前記第１の撮像部と前記第２の撮像部の水平方向位置を再調節する第４の工程と、その後、前記第２の保持部に保持された第２の基板の所定点を前記第２の撮像部によって確認し、前記第２の水平移動部によって前記第２の保持部の水平方向位置を再調節する第５の工程と、その後、前記第１の保持部に保持された第１の基板の所定点を前記第１の撮像部によって確認し、前記第１の水平移動部によって前記第１の保持部の水平方向位置を再調節する第６の工程と、その後、前記第１の保持部に保持された第１の基板と前記第２の保持部に保持された第２の基板とを対向配置して接合する第７の工程と、を実行させることを特徴としている。

本発明によれば、第１の工程における第１の保持部の水平方向位置の調節、第２の工程における第１の撮像部と第２の撮像部の水平方向位置の調節、第３の工程における第２の保持部の水平方向位置の調節を順次行った後、第４の工程において第１の撮像部と第２の撮像部の水平方向位置を再調節している。この第４の工程によって、第１の撮像部と第２の撮像部がそれぞれ経時的に移動したとしても、第１の撮像部と第２の撮像部を適切な位置に配置できる。さらにその後、第５の工程において第２の保持部の水平方向位置を再調節し、第６の工程において第１の保持部の水平方向位置を再調節している。これら第５の工程と第６の工程によって、第２の保持部と第１の保持部がそれぞれ経時的に移動したとしても、これら第２の保持部と第１の保持部をそれぞれ適切な位置に配置できる。このように第１の保持部と第２の保持部の水平方向位置を適切に調節できるので、その後第７の工程において、第１の基板と第２の基板の接合処理を適切に行うことができる。

前記接合装置は、前記第１の撮像部と前記第２の撮像部の水平方向位置を調節する際に共通の基準となる基準部をさらに有し、前記制御部は、前記第２の工程と前記第４の工程の各々において、前記第１の撮像部によって前記基準部を確認し、その後、前記第２の撮像部によって前記基準部を確認し、さらにその後、前記第１の撮像部によって前記基準部を再確認して、前記第１の撮像部と前記第２の撮像部の水平方向位置を調節してもよい。

前記第２の保持部と前記第１の撮像部は、同一の支持部材に支持されていてもよい。

前記接合装置は、前記第１の水平移動部による前記第１の保持部の水平方向の移動を停止させる停止部をさらに有し、前記停止部の上端と下端は、それぞれ固定部材に固定されていてもよい。

前記第１の水平移動部には、前記停止部に衝突する衝突部が設けられ、前記衝突部における前記停止部側の先端は、当該停止部に点接触するように停止部側に突起していてもよい。

別な観点による本発明は、前記接合装置を備えた接合システムであって、前記接合装置を備えた処理ステーションと、第１の基板、第２の基板又は第１の基板と第２の基板が接合された重合基板をそれぞれ複数保有可能で、且つ前記処理ステーションに対して第１の基板、第２の基板又は重合基板を搬入出する搬入出ステーションと、を備え、前記処理ステーションは、第１の基板又は第２の基板の接合される表面を改質する表面改質装置と、前記表面改質装置で改質された第１の基板又は第２の基板の表面を親水化する表面親水化装置と、前記表面改質装置、前記表面親水化装置及び前記接合装置に対して、第１の基板、第２の基板又は重合基板を搬送するための搬送装置と、を有し、前記接合装置では、前記表面親水化装置で表面が親水化された第１の基板と第２の基板を接合することを特徴としている。

また別な観点による本発明は、接合装置を用いて基板同士を接合する接合方法であって、前記接合装置は、下面に第１の基板を保持する第１の保持部と、前記第１の保持部の下方に設けられ、上面に第２の基板を保持する第２の保持部と、前記第１の保持部を水平方向に移動させる第１の水平移動部と、前記第２の保持部を水平方向に移動させる第２の水平移動部と、前記第１の保持部に保持された第１の基板を撮像する第１の撮像部と、前記第２の保持部に保持された第２の基板を撮像する第２の撮像部と、を有し、前記接合方法は、前記第１の保持部に保持された第１の基板の表面を前記第１の撮像部によって撮像し、前記第１の水平移動部によって前記第１の保持部の水平方向位置を調節する第１の工程と、その後、前記第１の撮像部と前記第２の撮像部の水平方向位置を調節する第２の工程と、その後、前記第２の保持部に保持された第２の基板の表面を前記第２の撮像部によって撮像し、前記第２の水平移動部によって前記第２の保持部の水平方向位置を調節する第３の工程と、その後、前記第１の撮像部と前記第２の撮像部の水平方向位置を再調節する第４の工程と、その後、前記第２の保持部に保持された第２の基板の所定点を前記第２の撮像部によって確認し、前記第２の水平移動部によって前記第２の保持部の水平方向位置を再調節する第５の工程と、その後、前記第１の保持部に保持された第１の基板の所定点を前記第１の撮像部によって確認し、前記第１の水平移動部によって前記第１の保持部の水平方向位置を再調節する第６の工程と、その後、前記第１の保持部に保持された第１の基板と前記第２の保持部に保持された第２の基板とを対向配置して接合する第７の工程と、を有することを特徴としている。

前記接合装置は、前記第１の撮像部と前記第２の撮像部の水平方向位置を調節する際に共通の基準となる基準部をさらに有し、前記第２の工程と前記第４の工程の各々において、前記第１の撮像部によって前記基準部を確認し、その後、前記第２の撮像部によって前記基準部を確認し、さらにその後、前記第１の撮像部によって前記基準部を再確認して、前記第１の撮像部と前記第２の撮像部の水平方向位置を調節してもよい。

前記第２の保持部と前記第１の撮像部は、同一の支持部材に支持されていてもよい。

また別な観点による本発明によれば、前記接合方法を接合装置によって実行させるために、当該接合装置を制御する制御部のコンピュータ上で動作するプログラムが提供される。

さらに別な観点による本発明によれば、前記プログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体が提供される。

本発明によれば、第１の基板を保持する第１の保持部と第２の基板を保持する第２の保持部の水平方向位置を適切に調節し、基板同士の接合処理を適切に行うことができる。

本実施の形態にかかる接合システムの構成の概略を示す平面図である。 本実施の形態にかかる接合システムの内部構成の概略を示す側面図である。 上ウェハと下ウェハの構成の概略を示す側面図である。 接合装置の構成の概略を示す横断面図である。 接合装置の構成の概略を示す縦断面図である。 位置調節機構の構成の概略を示す側面図である。 反転機構の構成の概略を示す平面図である。 反転機構の構成の概略を示す側面図である。 反転機構の構成の概略を示す側面図である。 保持アームと保持部材の構成の概略を示す側面図である。 接合装置の内部構成の概略を示す側面図である。 接合装置の内部構成の概略を示す側面図である。 停止部と衝突部の構成の概略を示す側面図である。 衝突部の斜視図である。 上チャックと下チャックの構成の概略を示す縦断面図である。 上チャックを下方から見た平面図である。 下チャックを上方から見た平面図である。 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。 上チャックで上ウェハを保持した様子を示す説明図である。 上チャックを水平方向に移動させた様子を示す説明図である。 上チャックの水平方向位置を調節する様子を示す説明図である。 下チャックで下ウェハを保持した様子を示す説明図である。 チャックカメラとブリッジカメラの水平方向位置を調節する様子を示す説明図である。 チャックカメラとブリッジカメラの水平方向位置を調節する様子を示す説明図である。 チャックカメラとブリッジカメラの水平方向位置を調節する様子を示す説明図である。 下チャックの水平方向位置を調節する様子を示す説明図である。 チャックカメラとブリッジカメラの水平方向位置を再調節する様子を示す説明図である。 チャックカメラとブリッジカメラの水平方向位置を再調節する様子を示す説明図である。 チャックカメラとブリッジカメラの水平方向位置を再調節する様子を示す説明図である。 下チャックの水平方向位置を再調節する様子を示す説明図である。 ブリッジカメラを退避させた様子を示す説明図である。 上チャックの水平方向位置を再調節する様子を示す説明図である。 上チャックと下チャックを所定の接合処理位置に配置した様子を示す説明図である。 上ウェハの中心部と下ウェハの中心部を当接させて押圧する様子を示す説明図である。 上ウェハを下ウェハに順次当接させる様子を示す説明図である。 上ウェハの表面と下ウェハの表面を当接させた様子を示す説明図である。 上ウェハと下ウェハが接合された様子を示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態にかかる接合システム１の構成の概略を示す平面図である。図２は、接合システム１の内部構成の概略を示す側面図である。

接合システム１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、第１の基板としての「上ウェハＷ_Ｕ」といい、下側に配置されるウェハを、第２の基板としての「下ウェハＷ_Ｌ」という。また、上ウェハＷ_Ｕが接合される接合面を「表面Ｗ_Ｕ１」といい、当該表面Ｗ_Ｕ１と反対側の面を「裏面Ｗ_Ｕ２」という。同様に、下ウェハＷ_Ｌが接合される接合面を「表面Ｗ_Ｌ１」といい、当該表面Ｗ_Ｌ１と反対側の面を「裏面Ｗ_Ｌ２」という。そして、接合システム１では、上ウェハＷ_Ｕと下ウェハＷ_Ｌを接合して、重合基板としての重合ウェハＷ_Ｔを形成する。

接合システム１は、図１に示すように例えば外部との間で複数のウェハＷ_Ｕ、Ｗ_Ｌ、複数の重合ウェハＷ_Ｔをそれぞれ収容可能なカセットＣ_Ｕ、Ｃ_Ｌ、Ｃ_Ｔが搬入出される搬入出ステーション２と、ウェハＷ_Ｕ、Ｗ_Ｌ、重合ウェハＷ_Ｔに対して所定の処理を施す各種処理装置を備えた処理ステーション３とを一体に接続した構成を有している。

搬入出ステーション２には、カセット載置台１０が設けられている。カセット載置台１０には、複数、例えば４つのカセット載置板１１が設けられている。カセット載置板１１は、水平方向のＸ方向（図１中の上下方向）に一列に並べて配置されている。これらのカセット載置板１１には、接合システム１の外部に対してカセットＣ_Ｕ、Ｃ_Ｌ、Ｃ_Ｔを搬入出する際に、カセットＣ_Ｕ、Ｃ_Ｌ、Ｃ_Ｔを載置することができる。このように、搬入出ステーション２は、複数の上ウェハＷ_Ｕ、複数の下ウェハＷ_Ｌ、複数の重合ウェハＷ_Ｔを保有可能に構成されている。なお、カセット載置板１１の個数は、本実施の形態に限定されず、任意に決定することができる。また、カセットの１つを異常ウェハの回収用として用いてもよい。すなわち、種々の要因で上ウェハＷ_Ｕと下ウェハＷ_Ｌとの接合に異常が生じたウェハを、他の正常な重合ウェハＷ_Ｔと分離することができるカセットである。本実施の形態においては、複数のカセットＣ_Ｔのうち、１つのカセットＣ_Ｔを異常ウェハの回収用として用い、他のカセットＣ_Ｔを正常な重合ウェハＷ_Ｔの収容用として用いている。

搬入出ステーション２には、カセット載置台１０に隣接してウェハ搬送部２０が設けられている。ウェハ搬送部２０には、Ｘ方向に延伸する搬送路２１上を移動自在なウェハ搬送装置２２が設けられている。ウェハ搬送装置２２は、鉛直方向及び鉛直軸周り（θ方向）にも移動自在であり、各カセット載置板１１上のカセットＣ_Ｕ、Ｃ_Ｌ、Ｃ_Ｔと、後述する処理ステーション３の第３の処理ブロックＧ３のトランジション装置５０、５１との間でウェハＷ_Ｕ、Ｗ_Ｌ、重合ウェハＷ_Ｔを搬送できる。

処理ステーション３には、各種装置を備えた複数例えば３つの処理ブロックＧ１、Ｇ２、Ｇ３が設けられている。例えば処理ステーション３の正面側（図１のＸ方向負方向側）には、第１の処理ブロックＧ１が設けられ、処理ステーション３の背面側（図１のＸ方向正方向側）には、第２の処理ブロックＧ２が設けられている。また、処理ステーション３の搬入出ステーション２側（図１のＹ方向負方向側）には、第３の処理ブロックＧ３が設けられている。

例えば第１の処理ブロックＧ１には、ウェハＷ_Ｕ、Ｗ_Ｌの表面Ｗ_Ｕ１、Ｗ_Ｌ１を改質する表面改質装置３０が配置されている。表面改質装置３０では、例えば減圧雰囲気下において、処理ガスである酸素ガスが励起されてプラズマ化され、イオン化される。この酸素イオンが表面Ｗ_Ｕ１、Ｗ_Ｌ１に照射されて、表面Ｗ_Ｕ１、Ｗ_Ｌ１がプラズマ処理され、改質される。

例えば第２の処理ブロックＧ２には、例えば純水によってウェハＷ_Ｕ、Ｗ_Ｌの表面Ｗ_Ｕ１、Ｗ_Ｌ１を親水化すると共に当該表面Ｗ_Ｕ１、Ｗ_Ｌ１を洗浄する表面親水化装置４０、ウェハＷ_Ｕ、Ｗ_Ｌを接合する接合装置４１が、搬入出ステーション２側からこの順で水平方向のＹ方向に並べて配置されている。

表面親水化装置４０では、例えばスピンチャックに保持されたウェハＷ_Ｕ、Ｗ_Ｌを回転させながら、当該ウェハＷ_Ｕ、Ｗ_Ｌ上に純水を供給する。そうすると、供給された純水はウェハＷ_Ｕ、Ｗ_Ｌの表面Ｗ_Ｕ１、Ｗ_Ｌ１上を拡散し、表面Ｗ_Ｕ１、Ｗ_Ｌ１が親水化される。なお、接合装置４１の構成については後述する。

例えば第３の処理ブロックＧ３には、図２に示すようにウェハＷ_Ｕ、Ｗ_Ｌ、重合ウェハＷ_Ｔのトランジション装置５０、５１が下から順に２段に設けられている。

図１に示すように第１の処理ブロックＧ１〜第３の処理ブロックＧ３に囲まれた領域には、ウェハ搬送領域６０が形成されている。ウェハ搬送領域６０には、例えばウェハ搬送装置６１が配置されている。

ウェハ搬送装置６１は、例えば鉛直方向、水平方向（Ｙ方向、Ｘ方向）及び鉛直軸周りに移動自在な搬送アームを有している。ウェハ搬送装置６１は、ウェハ搬送領域６０内を移動し、周囲の第１の処理ブロックＧ１、第２の処理ブロックＧ２及び第３の処理ブロックＧ３内の所定の装置にウェハＷ_Ｕ、Ｗ_Ｌ、重合ウェハＷ_Ｔを搬送できる。

以上の接合システム１には、図１に示すように制御部７０が設けられている。制御部７０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、接合システム１におけるウェハＷ_Ｕ、Ｗ_Ｌ、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における後述のウェハ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７０にインストールされたものであってもよい。

次に、上述した接合装置４１の構成について説明する。接合装置４１は、図４に示すように内部を密閉可能な処理容器１００を有している。処理容器１００のウェハ搬送領域６０側の側面には、ウェハＷ_Ｕ、Ｗ_Ｌ、重合ウェハＷ_Ｔの搬入出口１０１が形成され、当該搬入出口１０１には開閉シャッタ１０２が設けられている。

処理容器１００の内部は、内壁１０３によって、搬送領域Ｔ１と処理領域Ｔ２に区画されている。上述した搬入出口１０１は、搬送領域Ｔ１における処理容器１００の側面に形成されている。また、内壁１０３にも、ウェハＷ_Ｕ、Ｗ_Ｌ、重合ウェハＷ_Ｔの搬入出口１０４が形成されている。

搬送領域Ｔ１のＸ方向正方向側には、ウェハＷ_Ｕ、Ｗ_Ｌ、重合ウェハＷ_Ｔを一時的に載置するためのトランジション１１０が設けられている。トランジション１１０は、例えば２段に形成され、ウェハＷ_Ｕ、Ｗ_Ｌ、重合ウェハＷ_Ｔのいずれか２つを同時に載置することができる。

搬送領域Ｔ１には、ウェハ搬送機構１１１が設けられている。ウェハ搬送機構１１１は、図４及び図５に示すように例えば鉛直方向、水平方向（Ｙ方向、Ｘ方向）及び鉛直軸周りに移動自在な搬送アームを有している。そして、ウェハ搬送機構１１１は、搬送領域Ｔ１内、又は搬送領域Ｔ１と処理領域Ｔ２との間でウェハＷ_Ｕ、Ｗ_Ｌ、重合ウェハＷ_Ｔを搬送できる。

搬送領域Ｔ１のＸ方向負方向側には、ウェハＷ_Ｕ、Ｗ_Ｌの水平方向の向きを調節する位置調節機構１２０が設けられている。位置調節機構１２０は、図６に示すように基台１２１と、ウェハＷ_Ｕ、Ｗ_Ｌをピンチャック方式で保持し、且つ回転させる保持部１２２と、ウェハＷ_Ｕ、Ｗ_Ｌのノッチ部の位置を検出する検出部１２３と、を有している。そして、位置調節機構１２０では、保持部１２２に保持されたウェハＷ_Ｕ、Ｗ_Ｌを回転させながら検出部１２３でウェハＷ_Ｕ、Ｗ_Ｌのノッチ部の位置を検出することで、当該ノッチ部の位置を調節してウェハＷ_Ｕ、Ｗ_Ｌの水平方向の向きを調節している。

また、搬送領域Ｔ１には、上ウェハＷ_Ｕの表裏面を反転させる反転機構１３０が設けられている。反転機構１３０は、図７〜図９に示すように上ウェハＷ_Ｕを保持する保持アーム１３１を有している。保持アーム１３１は、水平方向（図７及び図８中のＹ方向）に延伸している。また保持アーム１３１には、上ウェハＷ_Ｕを保持する保持部材１３２が例えば４箇所に設けられている。保持部材１３２は、図１０に示すように保持アーム１３１に対して水平方向に移動可能に構成されている。また保持部材１３２の側面には、上ウェハＷ_Ｕの外周部を保持するための切り欠き１３３が形成されている。そして、これら保持部材１３２は、上ウェハＷ_Ｕを挟み込んで保持することができる。

保持アーム１３１は、図７〜図９に示すように例えばモータなどを備えた第１の駆動部１３４に支持されている。この第１の駆動部１３４によって、保持アーム１３１は水平軸周りに回動自在である。また保持アーム１３１は、第１の駆動部１３４を中心に回動自在であると共に、水平方向（図７及び図８中のＹ方向）に移動自在である。第１の駆動部１３４の下方には、例えばモータなどを備えた第２の駆動部１３５が設けられている。この第２の駆動部１３５によって、第１の駆動部１３４は鉛直方向に延伸する支持柱１３６に沿って鉛直方向に移動できる。このように第１の駆動部１３４と第２の駆動部１３５によって、保持部材１３２に保持された上ウェハＷ_Ｕは、水平軸周りに回動できると共に鉛直方向及び水平方向に移動できる。また、保持部材１３２に保持された上ウェハＷ_Ｕは、第１の駆動部１３４を中心に回動して、位置調節機構１２０から後述する上チャック１４０との間を移動できる。

処理領域Ｔ２には、図４及び図５に示すように上ウェハＷ_Ｕを下面で吸着保持する第１の保持部としての上チャック１４０と、下ウェハＷ_Ｌを上面で載置して吸着保持する第２の保持部としての下チャック１４１とが設けられている。下チャック１４１は、上チャック１４０の下方に設けられ、上チャック１４０と対向配置可能に構成されている。すなわち、上チャック１４０に保持された上ウェハＷ_Ｕと下チャック１４１に保持された下ウェハＷ_Ｌは対向して配置可能となっている。

図１１及び図１２に示すように上チャック１４０は、当該上チャック１４０の上方に設けられた上チャック支持部１５０に支持されている。上チャック支持部１５０は、処理容器１００の天井面に設けられている。

上チャック支持部１５０は、中空のケーシング１５１を有している。ケーシング１５１の内部には、上チャック１４０を支持し、且つ上チャック１４０を水平方向（Ｙ方向）に移動させる第１の水平移動部としての一対の上チャック移動部１５２、１５２が設けられている。上チャック移動部１５２、１５２は、それぞれ水平方向（Ｙ方向）に延伸する一対のレール１５３、１５３に取り付けられている。そして、上チャック移動部１５２は、レール１５３に沿って移動自在に構成されている。なお、本実施の形態では、一のケーシング１５１内に一対の上チャック移動部１５２、１５２と一対のレール１５３、１５３が設けられていたが、ケーシング１５１は、各上チャック移動部１５２とレール１５３毎に一対に設けられていてもよい。

ケーシング１５１の内部であって、レール１５３のＹ方向負方向側の端部には、上チャック移動部１５２（上チャック１４０）の移動を停止させるための停止部１５４が設けられている。停止部１５４は、図１３に示すように本体１５５と停止部材１５６とを有している。本体１５５の上端（上面）はケーシング１５１の天井面に固定され、本体１５５の下端（下面）はケーシング１５１の底面に固定されている。なお、ケーシング１５１は、本発明の固定部材を構成している。また、停止部材１５６は、後述する衝突部１５７と同じ高さに設けされている。

上チャック移動部１５２の停止部１５４側には、停止部１５４に衝突する衝突部１５７が設けられている。図１４に示すように、衝突部１５７における停止部１５４側の先端１５８は略半球形状を有し、停止部１５４の停止部材１５６に点接触するように突起して湾曲している。そして、衝突部１５７が停止部１５４に点接触で衝突し、上チャック移動部１５２が停止するようになっている。

このように、停止部１５４の本体１５５の上端と下端がケーシング１５１に固定されているので、衝突部１５７が停止部材１５６に接触している状態でも、停止部１５４の位置は経時的に変化し難くなる。また、衝突部１５７が停止部材１５６に点接触しているので、さらに停止部１５４の位置は経時的に変化し難くなる。

図１１及び図１２に示すように下チャック１４１は、当該下チャック１４１の下方に設けられた下チャック支持部１６０に支持されている。さらに下チャック支持部１６０は、当該下チャック支持部１６０の下方に設けられた支持部材１６１に支持されている。

支持部材１６１の下面側には、下チャック１４１を水平方向（Ｘ方向）に移動させる第２の水平移動部としての下チャック移動部１６２が設けられている。下チャック移動部１６２は、水平方向（Ｘ方向）に延伸する一対のレール１６３、１６３に取り付けられている。そして、下チャック移動部１６２は、レール１６３に沿って移動自在に構成されている。

なお、一対のレール１６３、１６３は、処理容器１００の底面に設けられた載置台１６４上に配設されている。この載置台１６４は、移動機構（図示せず）によって水平方向（Ｙ方向）に移動自在に構成されている。また、下チャック移動部１６２は、載置台１６４の内部に設けられた移動機構（図示せず）によって鉛直方向に移動自在、且つ鉛直軸回りに回転可能に構成されている。

処理容器１００の内部には、上チャック１４０と下チャック１４１の水平方向位置を調節するための位置調節機構が設けられている。具体的には、上チャック１４０に保持された上ウェハＷ_Ｕを撮像する第１の撮像部としてのチャックカメラ１７０と、下チャック１４１に保持された下ウェハＷ_Ｌを撮像する第２の撮像部としてのブリッジカメラ１７１と、チャックカメラ１７０とブリッジカメラ１７１の水平方向位置を調節する際に共通の基準となる基準部としてのターゲット１７２と、が設けられている。チャックカメラ１７０はターゲット１７２の下面を下方から撮像し、ブリッジカメラ１７１はターゲット１７２の上面を上方から撮像する。なお、チャックカメラ１７０とブリッジカメラ１７１には、例えばＣＣＤカメラが用いられる。

チャックカメラ１７０とターゲット１７２は、それぞれ支持部材１６１上に設けられている。ターゲット１７２は、ターゲット台１７３に支持されている。ターゲット１７２には、ブリッジカメラ１７１及びチャックカメラ１７０による画像認識可能な、例えばガラス板上に円形の金属膜が蒸着されたものが用いられる。ターゲット１７２は、ターゲット台１７３に設けられた駆動機構（図示せず）により鉛直斜め方向に移動可能になっており、図１１中に破線で示す位置まで退避することができる。

ブリッジカメラ１７１は、下チャック１４１の上方に配置されている。またブリッジカメラ１７１は、移動機構（図示せず）によって水平方向（Ｘ方向）に移動可能に構成されている。

次に、接合装置４１の上チャック１４０と下チャック１４１の詳細な構成について説明する。

上チャック１４０は、図１５に示すように複数、例えば３つの領域１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃに区画されている。これら領域１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃは、図１６に示すように上チャック１４０の中心部から外周部に向けてこの順で設けられている。そして、領域１４０ａは平面視において円形状を有し、領域１４０ｂ、１４０ｃは平面視において環状形状を有している。各領域１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃには、図１５に示すように上ウェハＷ_Ｕを吸着保持するための吸引管１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｃがそれぞれ独立して設けられている。各吸引管１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｃには、異なる真空ポンプ１８１ａ、１８１ｂ、１８１ｃがそれぞれ接続されている。したがって、上チャック１４０は、各領域１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃ毎に上ウェハＷ_Ｕの真空引きを設定可能に構成されている。

なお以下において、上述した３つの領域１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃを、それぞれ第１の領域１４０ａ、第２の領域１４０ｂ、第３の領域１４０ｃという場合がある。また、吸引管１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｃを、それぞれ第１の吸引管１８０ａ、第２の吸引管１８０ｂ、第３の吸引管１８０ｃという場合がある。さらに、真空ポンプ１８１ａ、１８１ｂ、１８１ｃを、それぞれ第１の真空ポンプ１８１ａ、第２の真空ポンプ１８１ｂ、第３の真空ポンプ１８１ｃという場合がある。

上チャック１４０の中心部には、当該上チャック１４０を厚み方向に貫通する貫通孔１８２が形成されている。この上チャック１４０の中心部は、当該上チャック１４０に吸着保持される上ウェハＷ_Ｕの中心部に対応している。そして、貫通孔１８２には、後述する押動部材１９０の押動ピン１９１が挿通するようになっている。

上チャック１４０の上面には、上ウェハＷ_Ｕの中心部を押圧する押動部材１９０が設けられている。押動部材１９０は、シリンダ構造を有し、押動ピン１９１と当該押動ピン１９１が昇降する際のガイドとなる外筒１９２とを有している。押動ピン１９１は、例えばモータなどを備えた駆動部（図示せず）によって、貫通孔１８２を挿通して鉛直方向に昇降自在になっている。そして、押動部材１９０は、後述するウェハＷ_Ｕ、Ｗ_Ｌの接合時に、上ウェハＷ_Ｕの中心部と下ウェハＷ_Ｌの中心部とを当接させて押圧することができる。

下チャック１４１は、図１７に示すように複数、例えば２つの領域１４１ａ、１４１ｂに区画されている。これら領域１４１ａ、１４１ｂは、下チャック１４１の中心部から外周部に向けてこの順で設けられている。そして、領域１４１ａは平面視において円形状を有し、領域１４１ｂは平面視において環状形状を有している。各領域１４１ａ、１４１ｂには、図１５に示すように下ウェハＷ_Ｌを吸着保持するための吸引管２００ａ、２００ｂがそれぞれ独立して設けられている。各吸引管２００ａ、２００ｂには、異なる真空ポンプ２０１ａ、２０１ｂがそれぞれ接続されている。したがって、下チャック１４１は、各領域１４１ａ、１４１ｂ毎に下ウェハＷ_Ｌの真空引きを設定可能に構成されている。

下チャック１４１の外周部には、ウェハＷ_Ｕ、Ｗ_Ｌ、重合ウェハＷ_Ｔが当該下チャック１４１から飛び出したり、滑落するのを防止するストッパ部材２０２が設けられている。ストッパ部材２０２は、その頂部が少なくとも下チャック１４１上の重合ウェハＷ_Ｔよりも上方に位置するように鉛直方向に延伸している。また、ストッパ部材２０２は、図１７に示すように下チャック１４１の外周部に複数個所、例えば５箇所に設けられている。

なお、接合装置４１における各部の動作は、上述した制御部７０によって制御される。

次に、以上のように構成された接合システム１を用いて行われるウェハＷ_Ｕ、Ｗ_Ｌの接合処理方法について説明する。図１８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る。

先ず、複数枚の上ウェハＷ_Ｕを収容したカセットＣ_Ｕ、複数枚の下ウェハＷ_Ｌを収容したカセットＣ_Ｌ、及び空のカセットＣ_Ｔが、搬入出ステーション２の所定のカセット載置板１１に載置される。その後、ウェハ搬送装置２２によりカセットＣ_Ｕ内の上ウェハＷ_Ｕが取り出され、処理ステーション３の第３の処理ブロックＧ３のトランジション装置５０に搬送される。

次に上ウェハＷ_Ｕは、ウェハ搬送装置６１によって第１の処理ブロックＧ１の表面改質装置３０に搬送される。表面改質装置３０では、所定の減圧雰囲気下において、処理ガスである酸素ガスが励起されてプラズマ化され、イオン化される。この酸素イオンが上ウェハＷ_Ｕの表面Ｗ_Ｕ１に照射されて、当該表面Ｗ_Ｕ１がプラズマ処理される。そして、上ウェハＷ_Ｕの表面Ｗ_Ｕ１が改質される（図１８の工程Ｓ１）。

次に上ウェハＷ_Ｕは、ウェハ搬送装置６１によって第２の処理ブロックＧ２の表面親水化装置４０に搬送される。表面親水化装置４０では、スピンチャックに保持された上ウェハＷ_Ｕを回転させながら、当該上ウェハＷ_Ｕ上に純水を供給する。そうすると、供給された純水は上ウェハＷ_Ｕの表面Ｗ_Ｕ１上を拡散し、表面改質装置３０において改質された上ウェハＷ_Ｕの表面Ｗ_Ｕ１に水酸基（シラノール基）が付着して当該表面Ｗ_Ｕ１が親水化される。また、当該純水によって、上ウェハＷ_Ｕの表面Ｗ_Ｕ１が洗浄される（図１８の工程Ｓ２）。

次に上ウェハＷ_Ｕは、ウェハ搬送装置６１によって第２の処理ブロックＧ２の接合装置４１に搬送される。接合装置４１に搬入された上ウェハＷ_Ｕは、トランジション１１０を介してウェハ搬送機構１１１により位置調節機構１２０に搬送される。そして位置調節機構１２０によって、上ウェハＷ_Ｕの水平方向の向きが調節される（図１８の工程Ｓ３）。

その後、位置調節機構１２０から反転機構１３０の保持アーム１３１に上ウェハＷ_Ｕが受け渡される。続いて搬送領域Ｔ１において、保持アーム１３１を反転させることにより、上ウェハＷ_Ｕの表裏面が反転される（図１８の工程Ｓ４）。すなわち、上ウェハＷ_Ｕの表面Ｗ_Ｕ１が下方に向けられる。

その後、反転機構１３０の保持アーム１３１が、第１の駆動部１３４を中心に回動して上チャック１４０の下方に移動する。そして、図１９に示すように反転機構１３０から上チャック１４０に上ウェハＷ_Ｕが受け渡される。上ウェハＷ_Ｕは、上チャック１４０にその裏面Ｗ_Ｕ２が吸着保持される（図１８の工程Ｓ５）。このとき、すべての真空ポンプ１８１ａ、１８１ｂ、１８１ｃを作動させ、上チャック１４０のすべての領域１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃにおいて、上ウェハＷ_Ｕを真空引きしている。

その後、図２０に示すように上チャック移動部１５２によって上チャック１４０をＹ方向負方向側に移動させ、当該上チャック１４０を所定の処理位置に配置する。このとき、衝突部１５７が停止部１５４に衝突して、上チャック移動部１５２の移動が停止され、上チャック１４０が予定の処理位置に配置される。なお、この所定の処理位置は、上ウェハＷ_Ｕが下ウェハＷ_Ｌと接合される接合処理位置である。

その後、図２１に示すように下チャック移動部１６２を鉛直上方に移動させた後、さらに下チャック移動部１６２を水平方向（Ｘ方向）に往復移動させる。そして、下チャック移動部１６２を水平方向移動中に、チャックカメラ１７０によって、上チャック１４０に保持された上ウェハＷ_Ｕの表面Ｗ_Ｕ１を撮像する。この撮像された画像に基づき、すなわち表面Ｗ_Ｕ１上に形成された所定のパターンの画像に基づき、上チャック移動部１５２によって上チャック１４０の水平方向位置を調節する（図１８の工程Ｓ６）。上チャック１４０の水平方向位置の調節後、下チャック移動部１６２は鉛直下方に移動する。

上ウェハＷ_Ｕに上述した工程Ｓ１〜Ｓ６の処理が行われている間、当該上ウェハＷ_Ｕに続いて下ウェハＷ_Ｌの処理が行われる。先ず、ウェハ搬送装置２２によりカセットＣ_Ｌ内の下ウェハＷ_Ｌが取り出され、処理ステーション３のトランジション装置５０に搬送される。

次に下ウェハＷ_Ｌは、ウェハ搬送装置６１によって表面改質装置３０に搬送され、下ウェハＷ_Ｌの表面Ｗ_Ｌ１が改質される（図１８の工程Ｓ７）。なお、工程Ｓ７における下ウェハＷ_Ｌの表面Ｗ_Ｌ１の改質は、上述した工程Ｓ１と同様である。

その後、下ウェハＷ_Ｌは、ウェハ搬送装置６１によって表面親水化装置４０に搬送され、下ウェハＷ_Ｌの表面Ｗ_Ｌ１が親水化される共に当該表面Ｗ_Ｌ１が洗浄される（図１８の工程Ｓ８）。なお、工程Ｓ８における下ウェハＷ_Ｌの表面Ｗ_Ｌ１の親水化及び洗浄は、上述した工程Ｓ２と同様である。

その後、下ウェハＷ_Ｌは、ウェハ搬送装置６１によって接合装置４１に搬送される。接合装置４１に搬入された下ウェハＷ_Ｌは、トランジション１１０を介してウェハ搬送機構１１１により位置調節機構１２０に搬送される。そして位置調節機構１２０によって、下ウェハＷ_Ｌの水平方向の向きが調節される（図１８の工程Ｓ９）。

その後、下ウェハＷ_Ｌは、ウェハ搬送機構１１１によって下チャック１４１に搬送され、図２２に示すように下チャック１４１に吸着保持される（図１８の工程Ｓ１０）。このとき、すべての真空ポンプ２０１ａ、２０１ｂを作動させ、下チャック１４１のすべての領域１４１ａ、１４１ｂにおいて、下ウェハＷ_Ｌを真空引きしている。そして、下ウェハＷ_Ｌの表面Ｗ_Ｌ１が上方を向くように、当該下ウェハＷ_Ｌの裏面Ｗ_Ｌ２が下チャック１４１に吸着保持される。

次に、上チャック１４０に保持された上ウェハＷ_Ｕと下チャック１４１に保持された下ウェハＷ_Ｌとの水平方向の位置調節を行う。

先ず、図２３に示すようにターゲット１７２をチャックカメラ１７０の上方に移動させ、チャックカメラ１７０によってターゲット１７２の中心、より具体的にはターゲット１７２の金属膜の中心を確認する。その後、図２４に示すようにブリッジカメラ１７１をターゲット１７２の上方に移動させ、ブリッジカメラ１７１によってターゲット１７２の中心を確認する。さらにその後、図２５に示すようにチャックカメラ１７０によってターゲット１７２の中心を再確認する。このように図２５に示したチャックカメラ１７０によるターゲット１７２の中心の再確認を行うのは、例えば図２４に示したブリッジカメラ１７１によるターゲット１７２の中心の確認に数秒、例えば４秒〜５秒を要し、この間にターゲット１７２が経時的に移動する場合があるためである。チャックカメラ１７０でターゲット１７２の中心を再確認することによって、チャックカメラ１７０とブリッジカメラ１７１が同じターゲット１７２の中心を確認することができる。そして、チャックカメラ１７０とブリッジカメラ１７１の水平方向位置が一致するように、当該チャックカメラ１７０とブリッジカメラ１７１の水平方向位置が調節される（図１８の工程Ｓ１１）。チャックカメラ１７０とブリッジカメラ１７１の水平方向位置の調節後、ターゲット１７２は下方に移動する。

その後、図２６に示すようにさらに下チャック移動部１６２を水平方向（Ｘ方向）に往復移動させながら、ブリッジカメラ１７１によって、下チャック１４１に保持された下ウェハＷ_Ｌの表面Ｗ_Ｌ１を撮像する。この撮像された画像に基づき、すなわち表面Ｗ_Ｌ１上に形成された所定のパターンの画像に基づき、下チャック移動部１６２によって下チャック１４１の水平方向位置を調節する（図１８の工程Ｓ１２）。具体的には、上チャック１４０の表面Ｗ_Ｕ１上のパターンにおける基準点と、下チャック１４１の表面Ｗ_Ｌ１上のパターンにおける基準点とが一致するように、下チャック１４１の水平方向の位置を調節する。

その後、再び当該チャックカメラ１７０とブリッジカメラ１７１の水平方向位置を調節する（図１８の工程Ｓ１３）。このようにチャックカメラ１７０とブリッジカメラ１７１の水平方向位置を再調節するのは、工程Ｓ１２を行っている間に、ブリッジカメラ１７１が経時的に移動する場合があるためである。工程Ｓ１３は、上述した工程Ｓ１１と同様である。すなわち、図２７に示すようにチャックカメラ１７０によってターゲット１７２の中心を確認した後、図２８に示すようにブリッジカメラ１７１によってターゲット１７２の中心を確認し、さらにその後、図２９に示すようにチャックカメラ１７０によってターゲット１７２の中心を再確認する。そして、チャックカメラ１７０とブリッジカメラ１７１の水平方向位置を調節する。

その後、図３０に示すように下チャック移動部１６２によって下チャック１４１をブリッジカメラ１７１の下方に移動させ、ブリッジカメラ１７１によって、下チャック１４１に保持された下ウェハＷ_Ｌの表面Ｗ_Ｌ１の所定点、例えば中心点を確認する。この撮像された画像に基づき、下チャック移動部１６２によって下チャック１４１の水平方向位置を再調節する（図１８の工程Ｓ１４）。このように下チャック１４１の水平方向位置を再調節するのは、工程Ｓ１３を行っている間に、下チャック１４１が経時的に移動する場合があるためである。

その後、図３１に示すようにブリッジカメラ１７１を下チャック１４１の上方から退避させた後、図３２に示すように下チャック移動部１６２を鉛直上方に移動させる。続いて、チャックカメラ１７０によって、上チャック１４０に保持された上ウェハＷ_Ｕの表面Ｗ_Ｕ１の所定点、例えば中心点を確認する。この撮像された画像に基づき、上チャック移動部１５２によって上チャック１４０の水平方向位置を再調節する（図１８の工程Ｓ１５）。このように下チャック１４１の水平方向位置を再調節するのは、工程Ｓ７〜Ｓ１４を行っている間に、上チャック１４０が経時的に移動する場合があるためである。

その後、図３３に示すように下チャック移動部１６２によって下チャック１４１を水平方向（Ｘ方向）に移動させて、当該下チャック１４１を上チャック１４０の下方に配置する。こうして、上チャック１４０に保持された上ウェハＷ_Ｕと下チャック１４１に保持された下ウェハＷ_Ｌとの水平方向の位置が調節される。

次に、上チャック１４０に保持された上ウェハＷ_Ｕと下チャック１４１に保持された下ウェハＷ_Ｌの接合処理が行われる。

先ず、第１の真空ポンプ１８１ａの作動を停止して、図３４に示すように第１の領域１４０ａにおける第１の吸引管１８０ａからの上ウェハＷ_Ｕの真空引きを停止する。このとき、第２の領域１４０ｂと第３の領域１４０ｃでは、上ウェハＷ_Ｕが真空引きされて吸着保持されている。その後、押動部材１９０の押動ピン１９１を下降させることによって、上ウェハＷ_Ｕの中心部を押圧しながら当該上ウェハＷ_Ｕを下降させる。このとき、押動ピン１９１には、上ウェハＷ_Ｕがない状態で当該押動ピン１９１が７０μｍ移動するような荷重、例えば２００ｇがかけられる。そして、押動部材１９０によって、上ウェハＷ_Ｕの中心部と下ウェハＷ_Ｌの中心部を当接させて押圧する（図１８の工程Ｓ１６）。

そうすると、押圧された上ウェハＷ_Ｕの中心部と下ウェハＷ_Ｌの中心部との間で接合が開始する（図３４中の太線部）。すなわち、上ウェハＷ_Ｕの表面Ｗ_Ｕ１と下ウェハＷ_Ｌの表面Ｗ_Ｌ１はそれぞれ工程Ｓ１、Ｓ７において改質されているため、先ず、表面Ｗ_Ｕ１、Ｗ_Ｌ１間にファンデルワールス力（分子間力）が生じ、当該表面Ｗ_Ｕ１、Ｗ_Ｌ１同士が接合される。さらに、上ウェハＷ_Ｕの表面Ｗ_Ｕ１と下ウェハＷ_Ｌの表面Ｗ_Ｌ１はそれぞれ工程Ｓ２、Ｓ８において親水化されているため、表面Ｗ_Ｕ１、Ｗ_Ｌ１間の親水基が水素結合し（分子間力）、表面Ｗ_Ｕ１、Ｗ_Ｌ１同士が強固に接合される。

その後、図３５に示すように押動部材１９０によって上ウェハＷ_Ｕの中心部と下ウェハＷ_Ｌの中心部を押圧した状態で、第２の真空ポンプ１８１ｂの作動を停止して、第２の領域１４０ｂにおける第２の吸引管１８０ｂからの上ウェハＷ_Ｕの真空引きを停止する。そうすると、第２の領域１４０ｂに保持されていた上ウェハＷ_Ｕが下ウェハＷ_Ｌ上に落下する。さらにその後、第３の真空ポンプ１８１ｃの作動を停止して、第３の領域１４０ｃにおける第３の吸引管１８０ｃからの上ウェハＷ_Ｕの真空引きを停止する。このように上ウェハＷ_Ｕの中心部から外周部に向けて、上ウェハＷ_Ｕの真空引きを停止し、上ウェハＷ_Ｕが下ウェハＷ_Ｌ上に順次落下して当接する。そして、上述した表面Ｗ_Ｕ１、Ｗ_Ｌ１間のファンデルワールス力と水素結合による接合が順次拡がる。こうして、図３６に示すように上ウェハＷ_Ｕの表面Ｗ_Ｕ１と下ウェハＷ_Ｌの表面Ｗ_Ｌ１が全面で当接し、上ウェハＷ_Ｕと下ウェハＷ_Ｌが接合される（図１８の工程Ｓ１７）。

その後、図３７に示すように押動部材１９０を上チャック１４０まで上昇させる。また、下チャック１４１において吸引管２００ａ、２００ｂからの下ウェハＷ_Ｌの真空引きを停止して、下チャック１４１による下ウェハＷ_Ｌの吸着保持を停止する。

上ウェハＷ_Ｕと下ウェハＷ_Ｌが接合された重合ウェハＷ_Ｔは、ウェハ搬送装置６１によってトランジション装置５１に搬送され、その後搬入出ステーション２のウェハ搬送装置２２によって所定のカセット載置板１１のカセットＣ_Ｔに搬送される。こうして、一連のウェハＷ_Ｕ、Ｗ_Ｌの接合処理が終了する。

以上の実施の形態によれば、工程Ｓ６における上チャック１４０の水平方向位置の調節、工程Ｓ１１におけるチャックカメラ１７０とブリッジカメラ１７１の水平方向位置の調節、工程Ｓ１２における下チャック１４１の水平方向位置の調節を順次行った後、工程Ｓ１３においてチャックカメラ１７０とブリッジカメラ１７１の水平方向位置を再調節している。この工程Ｓ１３によって、チャックカメラ１７０とブリッジカメラ１７１がそれぞれ経時的に移動したとしても、当該チャックカメラ１７０とブリッジカメラ１７１を適切な位置に配置できる。さらにその後、工程Ｓ１４において下チャック１４１の水平方向位置を再調節し、工程Ｓ１５において上チャック１４０の水平方向位置を再調節している。これら工程Ｓ１４と工程Ｓ１５によって、下チャック１４１と上チャック１４０がそれぞれ経時的に移動したとしても、これら下チャック１４１と上チャック１４０をそれぞれ適切な位置に配置できる。このように上チャック１４０と下チャック１４１の水平方向位置を適切に調節できるので、その後工程Ｓ１６と工程Ｓ１７において、上ウェハＷ_Ｕと下ウェハＷ_Ｌの接合処理を適切に行うことができる。

また、工程Ｓ１１と工程Ｓ１３において、チャックカメラ１７０によってターゲット１７２の中心を確認した後、ブリッジカメラ１７１によってターゲット１７２の中心を確認し、さらにその後、チャックカメラ１７０によってターゲット１７２の中心を再確認している。このようにチャックカメラ１７０によるターゲット１７２の中心の再確認を行っているので、ターゲット１７２が経時的に移動したとしても、チャックカメラ１７０とブリッジカメラ１７１の水平方向位置を適切に調節することができる。

また、接合装置４１の上チャック支持部１５０において、停止部１５４の本体１５５の上端と下端がケーシング１５１に肯定されているので、衝突部１５７が停止部材１５６に接触している状態でも、停止部１５４の位置は経時的に変化し難くなる。さらに、衝突部１５７が停止部材１５６に点接触しているので、さらに停止部１５４の位置は経時的に変化し難くなる。したがって、上チャック１４０と下チャック１４１の水平方向位置をより適切に調節することができる。

なお、かかる停止部１５４と衝突部１５７の構成は、他の移動部にも設けられていてもよい。例えばこれら停止部１５４と衝突部１５７を、ブリッジカメラ１７１の移動を停止させる際に用いてもよい。

また接合システム１は、接合装置４１に加えて、ウェハＷ_Ｕ、Ｗ_Ｌの表面Ｗ_Ｕ１、Ｗ_Ｌ１を改質する表面改質装置３０と、表面Ｗ_Ｕ１、Ｗ_Ｌ１を親水化すると共に当該表面Ｗ_Ｕ１、Ｗ_Ｌ１を洗浄する表面親水化装置４０も備えているので、一のシステム内でウェハＷ_Ｕ、Ｗ_Ｌの接合を効率よく行うことができる。したがって、ウェハ接合処理のスループットをより向上させることができる。

以上の実施の形態の接合装置４１では、下チャック１４１とブリッジカメラ１７１は同一の支持部材１６１に支持されていたが、これらは別々の支持部材に支持されていてもよい。

また、以上の実施の形態の接合システム１において、接合装置４１でウェハＷ_Ｕ、Ｗ_Ｌを接合した後、さらに接合された重合ウェハＷ_Ｔを所定の温度で加熱（アニール処理）してもよい。重合ウェハＷ_Ｔにかかる加熱処理を行うことで、接合界面をより強固に結合させることができる。

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。本発明はこの例に限らず種々の態様を採りうるものである。本発明は、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適用できる。

１ 接合システム
２ 搬入出ステーション
３ 処理ステーション
３０ 表面改質装置
４０ 表面親水化装置
４１ 接合装置
６１ ウェハ搬送装置
７０ 制御部
１４０ 上チャック
１４１ 下チャック
１５１ ケーシング
１５２ 上チャック移動部
１５４ 停止部
１５５ 本体
１５６ 停止部材
１５７ 衝突部
１６１ 支持部材
１６２ 下チャック移動部
１７０ チャックカメラ
１７１ ブリッジカメラ
１７２ ターゲット
Ｗ_Ｕ 上ウェハ
Ｗ_Ｌ 下ウェハ
Ｗ_Ｔ 重合ウェハ

Claims (11)

1. 基板同士を接合する接合装置であって、
   下面に第１の基板を保持する第１の保持部と、
   前記第１の保持部の下方に設けられ、上面に第２の基板を保持する第２の保持部と、
   前記第１の保持部を水平方向に移動させる第１の水平移動部と、
   前記第２の保持部を水平方向に移動させる第２の水平移動部と、
   前記第１の保持部に保持された第１の基板を撮像する第１の撮像部と、
   前記第２の保持部に保持された第２の基板を撮像する第２の撮像部と、
   前記第１の保持部、前記第２の保持部、前記第１の水平移動部、前記第２の水平移動部、前記第１の撮像部及び前記第２の撮像部の動作を制御する制御部と、を有し、
   前記制御部は、
   前記第１の保持部に保持された第１の基板の表面を前記第１の撮像部によって撮像し、前記第１の水平移動部によって前記第１の保持部の水平方向位置を調節する第１の工程と、
   その後、前記第１の撮像部と前記第２の撮像部の水平方向位置を調節する第２の工程と、
   その後、前記第２の保持部に保持された第２の基板の表面を前記第２の撮像部によって撮像し、前記第２の水平移動部によって前記第２の保持部の水平方向位置を調節する第３の工程と、
   その後、前記第１の撮像部と前記第２の撮像部の水平方向位置を再調節する第４の工程と、
   その後、前記第２の保持部に保持された第２の基板の所定点を前記第２の撮像部によって確認し、前記第２の水平移動部によって前記第２の保持部の水平方向位置を再調節する第５の工程と、
   その後、前記第１の保持部に保持された第１の基板の所定点を前記第１の撮像部によって確認し、前記第１の水平移動部によって前記第１の保持部の水平方向位置を再調節する第６の工程と、
   その後、前記第１の保持部に保持された第１の基板と前記第２の保持部に保持された第２の基板とを対向配置して接合する第７の工程と、を実行させることを特徴とする、接合装置。
2. 前記第１の撮像部と前記第２の撮像部の水平方向位置を調節する際に共通の基準となる基準部をさらに有し、
   前記制御部は、前記第２の工程と前記第４の工程の各々において、前記第１の撮像部によって前記基準部を確認し、その後、前記第２の撮像部によって前記基準部を確認し、さらにその後、前記第１の撮像部によって前記基準部を再確認して、前記第１の撮像部と前記第２の撮像部の水平方向位置を調節することを特徴とする、請求項１に記載の接合装置。
3. 前記第２の保持部と前記第１の撮像部は、同一の支持部材に支持されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の接合装置。
4. 前記第１の水平移動部による前記第１の保持部の水平方向の移動を停止させる停止部をさらに有し、
   前記停止部の上端と下端は、それぞれ固定部材に固定されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の接合装置。
5. 前記第１の水平移動部には、前記停止部に衝突する衝突部が設けられ、
   前記衝突部における前記停止部側の先端は、当該停止部に点接触するように停止部側に突起していることを特徴とする、請求項４に記載の接合装置。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の接合装置を備えた接合システムであって、
   前記接合装置を備えた処理ステーションと、
   第１の基板、第２の基板又は第１の基板と第２の基板が接合された重合基板をそれぞれ複数保有可能で、且つ前記処理ステーションに対して第１の基板、第２の基板又は重合基板を搬入出する搬入出ステーションと、を備え、
   前記処理ステーションは、
   第１の基板又は第２の基板の接合される表面を改質する表面改質装置と、
   前記表面改質装置で改質された第１の基板又は第２の基板の表面を親水化する表面親水化装置と、
   前記表面改質装置、前記表面親水化装置及び前記接合装置に対して、第１の基板、第２の基板又は重合基板を搬送するための搬送装置と、を有し、
   前記接合装置では、前記表面親水化装置で表面が親水化された第１の基板と第２の基板を接合することを特徴とする、接合システム。
7. 接合装置を用いて基板同士を接合する接合方法であって、
   前記接合装置は、
   下面に第１の基板を保持する第１の保持部と、
   前記第１の保持部の下方に設けられ、上面に第２の基板を保持する第２の保持部と、
   前記第１の保持部を水平方向に移動させる第１の水平移動部と、
   前記第２の保持部を水平方向に移動させる第２の水平移動部と、
   前記第１の保持部に保持された第１の基板を撮像する第１の撮像部と、
   前記第２の保持部に保持された第２の基板を撮像する第２の撮像部と、を有し、
   前記接合方法は、
   前記第１の保持部に保持された第１の基板の表面を前記第１の撮像部によって撮像し、前記第１の水平移動部によって前記第１の保持部の水平方向位置を調節する第１の工程と、
   その後、前記第１の撮像部と前記第２の撮像部の水平方向位置を調節する第２の工程と、
   その後、前記第２の保持部に保持された第２の基板の表面を前記第２の撮像部によって撮像し、前記第２の水平移動部によって前記第２の保持部の水平方向位置を調節する第３の工程と、
   その後、前記第１の撮像部と前記第２の撮像部の水平方向位置を再調節する第４の工程と、
   その後、前記第２の保持部に保持された第２の基板の所定点を前記第２の撮像部によって確認し、前記第２の水平移動部によって前記第２の保持部の水平方向位置を再調節する第５の工程と、
   その後、前記第１の保持部に保持された第１の基板の所定点を前記第１の撮像部によって確認し、前記第１の水平移動部によって前記第１の保持部の水平方向位置を再調節する第６の工程と、
   その後、前記第１の保持部に保持された第１の基板と前記第２の保持部に保持された第２の基板とを対向配置して接合する第７の工程と、を有することを特徴とする、接合方法。
8. 前記接合装置は、前記第１の撮像部と前記第２の撮像部の水平方向位置を調節する際に共通の基準となる基準部をさらに有し、
   前記第２の工程と前記第４の工程の各々において、前記第１の撮像部によって前記基準部を確認し、その後、前記第２の撮像部によって前記基準部を確認し、さらにその後、前記第１の撮像部によって前記基準部を再確認して、前記第１の撮像部と前記第２の撮像部の水平方向位置を調節することを特徴とする、請求項７に記載の接合方法。
9. 前記第２の保持部と前記第１の撮像部は、同一の支持部材に支持されていることを特徴とする、請求項７又は８に記載の接合方法。
10. 請求項７〜９のいずれかに記載の接合方法を接合装置によって実行させるために、当該接合装置を制御する制御部のコンピュータ上で動作するプログラム。
11. 請求項１０に記載のプログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体。

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