JP2016100349A - 加熱方法、接合方法、加熱装置および接合装置 - Google Patents

Abstract

【課題】対象物の昇温および降温に要する時間を短くする。
【解決手段】接合装置１は、チャンバ２と、チャンバ内空間２１において第１基板９１を保持する第１保持部４と、チャンバ内空間２１の圧力を調節する圧力調節部３とを備える。第１保持部４では、第１基板９１を保持するとともに第１基板９１を加熱するヒータ部４１と、ヒータ部４１を第１基板９１とは反対側から支持する支持部４２とを備える。ヒータ部４１と支持部４２との間には、第１保持部４の外部に連通する保持部内空間４６が設けられる。そして、制御部１１による制御により、圧力調節部３によるチャンバ内空間２１の減圧と並行して、ヒータ部４１により第１基板９１が昇温される。また、制御部１１による制御により、圧力調節部３によるチャンバ内空間２１の昇圧と並行して、第１基板９１が降温される。これにより、第１基板９１の加熱および冷却に要する時間を短くすることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、対象物を加熱する技術、および、２つの対象物を接合する技術に関する。

エレクトロニクスの分野では、デバイス実装の更なる高密度化と効率化が求められている。そこで、既に半導体集積回路や電気配線が形成されたウエハを他の同様のウエハと接合する３次元実装と呼ばれる接合技術が注目を集めている。３次元実装には、ＣＯＣ（チップオンチップ）、ＣＯＷ（チップオンウエハ）、ＷＯＷ（ウエハオンウエハ）のように、チップレベルからウエハレベルまでの実装がある。３次元実装を行うことにより、ウエハの面に垂直方向に電気素子や回路を積層することが可能になる。また、２つのウエハにおいて、一方のウエハ上に形成された電気回路または電気配線と、他方のウエハ上の対応する電気回路または電気配線とを、ウエハの全面に亘って同時に接合することができる。したがって、当該技術により、半導体集積回路の３次元実装と製造方法の効率化との両方が同時に実現される。

ウエハの表面には上記電気回路等と電気的に接続された、または、接続される金属領域が設けられており、接合工程において、これらの金属領域間で電気的接続が確立されることで、ウエハ間における電気的接続が確立される。一般的に、接合工程においては、まず、接合されるウエハの金属領域間で、ウエハ面方向の位置合わせがなされる。次に、金属領域が互いに接触するようにウエハ同士が近づけられ、さらにウエハ面垂直方向に力が加えられる。そして、比較的高温に加熱されることにより、金属領域間で原子の拡散が生じて電気的接続が確立される。

また、ウエハの隣り合う電極間には、電極間のショートを避けるために一般的に絶縁層が設けられる。当該絶縁層部分は、酸化膜や窒化膜、樹脂層等が一般的に用いられる。ウエハ同士の接合では、電極の接合と同時に絶縁層を接合することが好ましい。絶縁層を形成する酸化膜や窒化膜を拡散接合するためには、数千度の高温下にて接合する必要があるが、高温下での接合は、薄いウエハや熱膨張率が異なる異種材料間での接合には不向きである。

そこで、ウエハ同士を比較的低温下で接合する手法として、接合表面に水酸基（ＯＨ基）を付着させて親水化し、水を介在させながら接合した後、比較的低温下で加熱して水分子を除去して強固な共有結合に変遷する方式が用いられることが多い。例えば、特許文献１では、金属領域を接合面に有するウエハを接合する際に、金属領域に表面活性化処理および親水化処理を行った後に、金属領域同士が接触するようにウエハの接合面同士を貼り合わせて加熱することにより、比較的低温にてウエハを接合する技術が提案されている。

特開２０１３−２５１４０５号公報

ところで、ウエハ同士の接合において、空気の噛み込みによるボイドを削減したい場合、あるいは、酸化を防止するために真空中で接合したい場合等、減圧チャンバ（真空チャンバともいう。）を使用することが多々ある。また、接合には加熱が併用されることが一般的である。ウエハ同士の接合が減圧チャンバ内において行われる装置では、例えば、ウエハを保持する保持部にヒータが設けられ、当該ヒータによりウエハが保持部と共に加熱される。また、接合されたウエハを減圧チャンバから搬出する際には、冷却部によりウエハが保持部と共に冷却された後、ウエハの搬出が行われる。ウエハを保持する保持部は比較的大きいため、ウエハの昇温および降温に要する時間は長くなる。また、ウエハ同士の接合には大きな荷重が必要になる場合も多く、保持部は、数トンレベルの高圧での加圧力を受けるため、当該荷重を支持するためにさらに大型化する。また、真空中では、気体を介した熱伝導が生じないため、ウエハの昇温および降温に要する時間はさらに長くなる。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、対象物の昇温および降温に要する時間を短くすることを目的としている。

請求項１に記載の発明は、チャンバと、前記チャンバの内部空間であるチャンバ内空間において対象物を保持する保持部とを備え、前記保持部が、前記対象物を保持するとともに前記対象物を加熱するヒータ部と、前記ヒータ部を前記対象物とは反対側から支持する支持部とを備える加熱装置において、前記対象物を加熱する加熱方法であって、前記ヒータ部と前記支持部との間に、前記保持部の外部に連通する保持部内空間が設けられ、前記加熱方法が、ａ）前記チャンバ内空間の減圧と並行して前記ヒータ部により前記対象物を昇温する工程と、ｂ）前記チャンバ内空間の昇圧と並行して前記対象物を降温する工程とを備える。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の加熱方法であって、前記ａ）工程および前記ｂ）工程よりも前に、前記チャンバを大気圧開放して前記対象物を前記チャンバ内に搬入する工程と、前記ａ）工程および前記ｂ）工程よりも後に、前記チャンバを大気圧開放して前記対象物を前記チャンバから搬出する工程とをさらに備える。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の加熱方法であって、前記保持部が、前記保持部内空間にガスを導くガス供給ポートを備え、前記ｂ）工程において前記ガス供給ポートから前記保持部内空間にガスが供給される。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の加熱方法であって、前記保持部内空間が、前記ガス供給ポートから前記支持部において蛇行しつつ延びて前記保持部の外部へと至る流路を含む。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の加熱方法であって、前記保持部が、前記保持部内空間にガスを導く他のガス供給ポートをさらに備え、前記保持部内空間が、前記流路に沿って蛇行しつつ延びるもう１つの流路を含み、前記ｂ）工程において前記他のガス供給ポートから前記もう１つの流路にガスが供給されることにより、ガスが、前記もう１つの流路を前記流路とは逆方向に流れて前記保持部の外部へと導かれる。

請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載の加熱方法であって、前記支持部と前記ヒータ部とが個別の部材であり、前記支持部の前記ヒータ部側の面に、溝部、または、前記ヒータ部の前記支持部側の面に接して前記ヒータ部を支持する複数の突出部が設けられる。

請求項７に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれかに記載の加熱方法であって、前記支持部が、前記ヒータ部よりも熱伝導性が低い材料により形成される。

請求項８に記載の発明は、請求項１ないし７のいずれかに記載の加熱方法であって、前記支持部の前記ヒータ部との境界面における前記保持部内空間の割合が、２０％以上８０％以下である。

請求項９に記載の発明は、２つの対象物を接合する接合方法であって、請求項１ないし８のいずれかに記載の加熱方法の前記ａ）工程および前記ｂ）工程と、前記対象物に他の対象物を接触させ、前記対象物と前記他の対象物とを接合する工程とを備える。

請求項１０に記載の発明は、対象物を加熱する加熱装置であって、チャンバと、前記チャンバの内部空間であるチャンバ内空間において対象物を保持する保持部と、前記チャンバ内空間の圧力を調節する圧力調節部と、前記保持部および前記圧力調節部を制御する制御部とを備え、前記保持部が、前記対象物を保持するとともに前記対象物を加熱するヒータ部と、前記ヒータ部を前記対象物とは反対側から支持する支持部とを備え、前記ヒータ部と前記支持部との間に、前記保持部の外部に連通する保持部内空間が設けられ、前記制御部による制御により、前記圧力調節部による前記チャンバ内空間の減圧と並行して前記ヒータ部により前記対象物が昇温され、前記圧力調節部による前記チャンバ内空間の昇圧と並行して前記対象物が降温される。

請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の加熱装置であって、前記対象物を大気圧開放された前記チャンバ内に搬入し、大気圧開放された前記チャンバから前記対象物を搬出する搬送機構をさらに備える。

請求項１２に記載の発明は、請求項１０または１１に記載の加熱装置であって、前記保持部が、前記保持部内空間にガスを導くガス供給ポートを備え、前記チャンバ内空間の昇圧の際に前記ガス供給ポートから前記保持部内空間にガスが供給される。

請求項１３に記載の発明は、請求項１２に記載の加熱装置であって、前記保持部内空間が、前記ガス供給ポートから前記支持部において蛇行しつつ延びて前記保持部の外部へと至る流路を含む。

請求項１４に記載の発明は、請求項１３に記載の加熱装置であって、前記保持部が、前記保持部内空間にガスを導く他のガス供給ポートをさらに備え、前記保持部内空間が、前記流路に沿って蛇行しつつ延びるもう１つの流路を含み、前記チャンバ内空間の昇圧の際に、前記他のガス供給ポートから前記もう１つの流路にガスが供給されることにより、ガスが、前記もう１つの流路を前記流路とは逆方向に流れて前記保持部の外部へと導かれる。

請求項１５に記載の発明は、請求項１０ないし１４のいずれかに記載の加熱装置であって、前記支持部と前記ヒータ部とが個別の部材であり、前記支持部の前記ヒータ部側の面に、溝部、または、前記ヒータ部の前記支持部側の面に接して前記ヒータ部を支持する複数の突出部が設けられ、前記ヒータ部の前記支持部側の前記面により、前記溝部、または、前記複数の突出部の周囲の空間が覆われることにより、前記保持部内空間が形成される。

請求項１６に記載の発明は、請求項１０ないし１５のいずれかに記載の加熱装置であって、前記支持部が、前記ヒータ部よりも熱伝導性が低い材料により形成される。

請求項１７に記載の発明は、請求項１０ないし１６のいずれかに記載の加熱装置であって、前記支持部の前記ヒータ部との境界面における前記保持部内空間の割合が、２０％以上８０％以下である。

請求項１８に記載の発明は、２つの対象物を接合する接合装置であって、請求項１０ないし１７のいずれかに記載の加熱装置と、前記チャンバ内空間において他の対象物を保持する他の保持部と、前記対象物の降温よりも前に前記他の対象物を前記対象物に対して相対的に移動して接触させ、前記対象物と前記他の対象物とを接合する移動機構とを備える。

本発明では、対象物の昇温および降温に要する時間を短くすることができる。

一の実施の形態に係る接合装置の正面図である。 第１保持部の縦断面図である。 支持部の平面図である。 基板の接合の流れを示す図である。 他の支持部の平面図である。

図１は、本発明の一の実施の形態に係る接合装置１の構成を示す正面図である。図１では、チャンバ２を断面にて描き、接合装置１の内部の概略構造を示す。接合装置１は、２つの対象物を接合する装置である。図１に示す例では、当該２つの対象物はそれぞれ、半導体により形成された略円板状の基板９１，９２である。基板９１，９２の直径は、例えば、３００ｍｍ（ミリメートル）以上である。

以下の説明では、図１中における上側および下側である（＋Ｚ）側および（−Ｚ）側を、単に「上側」および「下側」とも呼び、Ｚ方向を「上下方向」とも呼ぶ。Ｘ方向およびＹ方向はＺ方向に垂直であり、Ｘ方向とＹ方向とは互いに垂直である。なお、上下方向は、必ずしも実際の装置の位置関係や方向を示すものではない。

接合装置１は、チャンバ２と、圧力調節部３と、保持部４，５と、移動機構６と、搬送機構７と、制御部１１とを備える。チャンバ２は、例えば、減圧チャンバ（真空チャンバともいう。）である。減圧チャンバとは、チャンバの内部空間を減圧および昇圧可能なチャンバである。減圧チャンバは、内部空間を減圧または昇圧しつつ、あるいは、内部空間の圧力を一定に維持した状態で、任意のガス環境に置換することもできる。搬送機構７は、基板９１，９２をチャンバ２内に搬入し、また、基板９１，９２をチャンバ２から搬出する。制御部１１は、圧力調節部３、第１保持部４、第２保持部５および移動機構６を制御する。制御部１１は、例えば、プログラムを実行するコンピュータである。

圧力調節部３は、チャンバ２の内部の密閉空間であるチャンバ内空間２１の圧力を調節する。圧力調節部３は、真空ポンプ３１と、排気管３２と、排気弁３３と、給気弁３４とを備える。真空ポンプ３１は、チャンバ内空間２１を真空引きする真空引き部である。真空ポンプ３１は、排気管３２および排気弁３３を介して、チャンバ内空間２１の気体を外部に排出する。真空ポンプ３１による吸引により、チャンバ内空間２１の圧力が低減され（すなわち、減圧され）、チャンバ内空間２１が減圧雰囲気または真空雰囲気となる。排気弁３３の開閉、および、排気弁３３による排気流量の調節により、チャンバ内空間２１の真空度が制御される。

給気弁３４は、チャンバ２に接続される。給気弁３４が開放されることにより、チャンバ内空間２１が大気圧開放される。チャンバ内空間２１が減圧雰囲気または真空雰囲気である状態では、給気弁３４が開放されることにより、チャンバ内空間２１に空気が供給される。給気弁３４は、例えば、窒素（Ｎ_２）等の不活性ガスを供給する不活性ガス供給源に接続されてもよい。この場合、給気弁３４が開放されることにより、チャンバ内空間２１に不活性ガスが供給される。すなわち、給気弁３４による給気は、大気のみならず窒素や任意のガスをパージして供給することを含む。大気圧開放は、単に大気に開放されることのみならず、窒素等の任意のガスをチャンバ内空間２１にパージした後、大気に開放することも含む。また、大気圧開放は、チャンバ内空間２１を一旦大気圧よりも高い圧力まで加圧した後に、大気圧まで戻して大気に開放することも含む。さらに、ここでいう大気圧開放は、チャンバ内空間２１の圧力をいわゆる大気圧とする場合のみならず、チャンバ内空間２１の圧力を、基板９１，９２の搬出入時における周囲の気圧（すなわち、搬送雰囲気の気圧）に等しくする場合も含む。

保持部４，５は、チャンバ内空間２１に収容される。保持部４は、他の保持部である保持部５よりも下方（すなわち、（−Ｚ）側）に配置され、保持部５と上下方向に対向する。保持部４と保持部５とは、略同様の形状、大きさおよび構造を有する。以下の説明では、保持部４，５をそれぞれ「第１保持部４」および「第２保持部５」と呼ぶ。また、第１保持部４に保持される対象物である基板９１を「第１基板９１」と呼び、第２保持部５に保持される他の対象物である基板９２を「第２基板９２」と呼ぶ。第１基板９１は、チャンバ内空間２１において、第２基板９２に接合される接合面を上側に向けて、第１保持部４により下方から保持される。第２基板９２は、チャンバ内空間２１において、第１基板９１に接合される接合面を下側に向けて、第２保持部５により上方から保持される。第１基板９１および第２基板９２の保持は、下方および上方からには限定されない。第１基板９１および第２基板９２は、側方から保持されてもよい。

移動機構６は、保持部移動機構６１と、保持部回転機構６２と、保持部昇降機構６３とを備える。保持部移動機構６１は、第１保持部４を、第１基板９１の上面である接合面に略平行なＸ方向およびＹ方向に移動する。保持部回転機構６２は、上下方向を向く回転軸を中心として第２保持部５を回転する。保持部昇降機構６３は、第２保持部５を上下方向に移動する。接合装置１では、移動機構６により、第２基板９２が第１基板９１に対して相対的に移動する。

接合装置１では、保持部昇降機構６３による第２保持部５の昇降により、第１保持部４と第２保持部５との間の上下方向の距離が変更される。また、保持部昇降機構６３は、第１保持部４に保持された第１基板９１の接合面と、第２保持部５に保持された第２基板９２の接合面とを接触させ、必要に応じて、接触後に加圧することができる。

図２は、第１保持部４の縦断面図である。図１および図２に示すように、第１保持部４は、ヒータ部４１と、支持部４２と、冷却部４３と、ガス供給ポート４４，４５とを備える。例えば、ヒータ部４１、支持部４２および冷却部４３はそれぞれ、上下方向に略垂直な略円板状の部材である。図１および図２に示す例では、ヒータ部４１の直径と支持部４２の直径とは略等しい。換言すれば、ヒータ部４１の下面と支持部４２の上面とは略同じ形状である。また、冷却部４３の直径は、ヒータ部４１および支持部４２の直径よりも大きい。ヒータ部４１、支持部４２および冷却部４３の上下方向の厚さはそれぞれ、例えば、１５ｍｍ、３０ｍｍおよび１５ｍｍである。

図２に示すヒータ部４１は、第１基板９１の下面に接して第１基板９１を下方から保持するチャック部である。ヒータ部４１は、例えば、静電チャックまたは機械式チャックである。ヒータ部４１は、例えば、セラミックにより形成される。ヒータ部４１は、第１基板９１を加熱するヒータ４１１を内部に有する。

支持部４２は、ヒータ部４１の下面に接し、ヒータ部４１を下方から（すなわち、ヒータ部４１に保持された第１保持部４とは反対側から）支持する。支持部４２とヒータ部４１とは個別の部材である。支持部４２は、ヒータ部４１よりも熱伝導性が低い材料により形成される。換言すれば、支持部４２は、ヒータ部４１からの熱が支持部４２よりも下方に伝導することを抑制する断熱材である。支持部４２は、例えば、ガラスにより形成される。図２に示す例では、支持部４２は、３つの略円板状のガラス板４２７を上下方向に積層することにより形成される。当該３つのガラス板４２７の上下方向の厚さは略等しい。

冷却部４３は、支持部４２の下面に接し、支持部４２を下方から支持する。冷却部４３と支持部４２とは個別の部材である。冷却部４３は、支持部４２およびヒータ部４１を介して第１基板９１を冷却する。冷却部４３は、例えば、水冷式のクーラである。図２に示す例では、冷却部４３の内部には冷却液が流れる冷却液流路４３１が設けられる。

図３は、支持部４２の上面４２５を示す平面図である。図３に示すように、支持部４２の上面４２５（すなわち、ヒータ部４１側の面）には、溝部４２１，４２２が設けられる。溝部４２１は、支持部４２の上面４２５の外縁近傍の一の部位から水平に蛇行しつつ延び、上面４２５の外縁近傍の他の部位へと至る。もう１つの溝部４２２も、支持部４２の上面４２５の外縁近傍の一の部位から水平に蛇行しつつ延び、上面４２５の外縁近傍の他の部位へと至る。溝部４２１と溝部４２２とは交差せず、溝部４２２は溝部４２１に沿って延びる。

図３に示す例では、溝部４２１，４２２の一方の端部は、支持部４２の上面４２５の（＋Ｙ）側の端部近傍に位置し、溝部４２１，４２２の他方の端部は、上面４２５の（−Ｙ）側の端部近傍に位置する。また、図３に示す例では、溝部４２１，４２２の両端部は、支持部４２の上面４２５の外縁には至らず、当該外縁よりも内側に位置する。図２に示す例では、溝部４２１，４２２の両端部から接続路４２１ａ，４２２ａが下方に延びる。２つの接続路４２１ａおよび２つの接続路４２２ａはそれぞれ、支持部４２の下面へと至り、冷却部４３において第１保持部４の外部の空間に連通する。

第１保持部４では、支持部４２の上面４２５の溝部４２１，４２２が、ヒータ部４１の下面（すなわち、支持部４２側の面）により覆われることにより、図２に示すように、ヒータ部４１と支持部４２との間に保持部内空間４６が形成される。換言すれば、支持部４２の上面４２５のうち溝部４２１，４２２を除く領域が、ヒータ部４１の下面に接することにより、溝部４２１，４２２内の空間が保持部内空間４６となる。保持部内空間４６は、第１保持部４の外部に連通する。保持部内空間４６は、溝部４２１がヒータ部４１の下面により覆われて形成される流路４６１と、溝部４２２がヒータ部４１の下面により覆われて形成されるもう１つの流路４６２とを含む。

図２および図３に示すように、流路４６１は、支持部４２において水平に蛇行しつつ延びる。流路４６１の一方の端部には、接続路４２１ａを介してガス供給ポート４４が接続される。流路４６１の他方の端部は、もう１つの接続路４２１ａを介して第１保持部４の外部に連通する。換言すれば、流路４６１は、ガス供給ポート４４を介して第１保持部４の外部と連通し、ガス供給ポート４４から支持部４２において延びて第１保持部４の外部へと至る。すなわち、流路４６１は、両端部において第１保持部４の外部に連通する。

もう１つの流路４６２は、支持部４２において、流路４６１に沿って水平に蛇行しつつ延びる。流路４６２の一方の端部には、接続路４２２ａを介して他のガス供給ポート４５が接続される。流路４６２の他方の端部は、もう１つの接続路４２２ａを介して第１保持部４の外部に連通する。換言すれば、流路４６２は、ガス供給ポート４５を介して第１保持部４の外部と連通し、ガス供給ポート４５から支持部４２において延びて第１保持部４の外部へと至る。すなわち、流路４６２は、両端部において第１保持部４の外部に連通する。

図２に示す例では、ガス供給ポート４４は、流路４６１の（＋Ｙ）側の端部に接続路４２１ａを介して接続される。もう１つのガス供給ポート４５は、もう１つの流路４６２の（−Ｙ）側の端部に接続路４２２ａを介して接続される。換言すれば、ガス供給ポート４５は、第１保持部４のガス供給ポート４４とは反対側にて流路４６２に接続される。

ガス供給ポート４４，４５は、給気管４４１，４５１を介して、チャンバ２の外部に配置されたガス供給源（図示省略）に接続される。当該ガス供給源から供給されたガスは、ガス供給ポート４４を介して保持部内空間４６の流路４６１に導かれ、もう１つのガス供給ポート４５を介して保持部内空間４６のもう１つの流路４６２に導かれる。ガス供給源からは、例えば、空気や窒素等の不活性ガスが供給される。

図３に示すように、溝部４２１，４２２は支持部４２の上面４２５の略全面に亘っておよそ均等に設けられる。また、溝部４２１，４２２の平面視における合計面積は、支持部４２の上面４２５の面積の２０％以上８０％以下であることが好ましい。換言すれば、保持部内空間４６は、支持部４２の上面４２５（すなわち、ヒータ部４１との境界面）の略全面に亘っておよそ均等に設けられる。また、支持部４２の上面４２５における保持部内空間４６の割合は、２０％以上８０％以下であることが好ましい。支持部４２の上面４２５における保持部内空間４６の割合とは、支持部４２の上面４２５における保持部内空間４６の断面積を、支持部４２の上面４２５の面積で除算した値である。

図１に示すように、第２保持部５は、第１保持部４と同様に、ヒータ部５１と、支持部５２と、冷却部５３と、ガス供給ポート５４，５５とを備え、ヒータ部５１と支持部５２との間には保持部内空間５６が設けられる。第２保持部５のヒータ部５１、支持部５２、冷却部５３、ガス供給ポート５４，５５および保持部内空間５６はそれぞれ、第１保持部４のヒータ部４１、支持部４２、冷却部４３、ガス供給ポート４４，４５および保持部内空間４６と略同様の形状、大きさおよび構造を有する。保持部内空間５６は、保持部内空間４６と同様に、第２保持部５の外部に連通する。ガス供給ポート５４，５５は、ガス供給ポート４４，４５と同様に、上述のガス供給源に接続される。

次に、図１に示す接合装置１における第１基板９１と第２基板９２との接合の流れについて、図４を参照しつつ説明する。接合装置１では、まず、大気圧開放されたチャンバ２のゲート弁２５が開放され、チャンバ２内に、搬送機構７により第１基板９１および第２基板９２が搬入される（ステップＳ１１）。第１基板９１は、第１保持部４により保持され、第２基板９２は、第２保持部５により保持される。搬送機構７がチャンバ２外へと退避すると、チャンバ２の搬出入口がゲート弁２５により密閉される。

続いて、制御部１１により移動機構６の保持部移動機構６１が制御されて第１基板９１が水平に移動することにより、第１基板９１と第２基板９２とのＸ方向およびＹ方向における相対位置が調整される。換言すれば、第１基板９１と第２基板９２とのアライメントが行われる。第１基板９１と第２基板９２とのアライメントは、例えば、赤外透過カメラによりチャンバ２の外側から透過窓等を介して第１基板９１および第２基板９２上の位置マークを認識することにより行われる。これにより、第１基板９１と第２基板９２とのアライメントを容易に行うことができる。

次に、制御部１１により圧力調節部３が制御されることにより、真空ポンプ３１による吸引が開始され、チャンバ内空間２１の減圧が開始される（ステップＳ１２）。チャンバ内空間２１の圧力が、大気圧よりも小さい第１圧力（例えば、約１０００Ｐａ（パスカル））まで減少すると、制御部１１により第１保持部４のヒータ部４１および第２保持部５のヒータ部５１が制御され、第１基板９１および第２基板９２の加熱が開始される。そして、圧力調節部３によるチャンバ内空間２１の減圧と並行して、ヒータ部４１，５１により第１基板９１および第２基板９２が昇温される（ステップＳ１３）。図１に例示する接合装置１では、チャンバ内空間２１の減圧開始から、チャンバ内空間２１の圧力が上述の第１圧力に等しくなるまでの時間は、約５分である。

接合装置１では、チャンバ内空間２１の圧力が、上記第１圧力よりも小さい第２圧力（例えば、１０^-5Ｐａ）に等しくなるまで、チャンバ内空間２１の減圧が継続される。また、第１基板９１および第２基板９２が、加熱開始前の温度（例えば、約６０度）から所定の接合温度（例えば、約３００度）まで昇温されるまで、第１基板９１および第２基板９２の加熱が継続される。チャンバ内空間２１の圧力が第２圧力に等しくなると、チャンバ内空間２１の減圧は終了し、チャンバ内空間２１の圧力は第２圧力に維持される（ステップＳ１４）。また、第１基板９１および第２基板９２の温度が接合温度に等しくなると、第１基板９１および第２基板９２の昇温は終了し、第１基板９１および第２基板９２の温度は接合温度に維持される。チャンバ内空間２１の減圧終了と、第１基板９１および第２基板９２の昇温終了とは、どちらが先であっても、同時であってもよい。換言すれば、第１基板９１および第２基板９２の昇温は、ステップＳ１４よりも前に終了してもよく、ステップＳ１４と同時に終了してもよく、ステップＳ１４よりも後まで行われてもよい。また、第１基板９１および第２基板９２の昇温は、ステップＳ１２よりも前に開始されてもよい。

チャンバ内空間２１の減圧、並びに、第１基板９１および第２基板９２の昇温が終了すると、制御部１１により移動機構６の保持部昇降機構６３が制御されることにより、第２基板９２が下降する。そして、第１基板９１の上面と第２基板９２の下面とが接触し、第１基板９１と第２基板９２とが、減圧雰囲気または真空雰囲気にて接合する（ステップＳ１５）。第１基板９１と第２基板９２との接触は、ステップＳ１４よりも前に予め行われていてもよい。例えば、第１基板９１と第２基板９２との接触は、ステップＳ１３および／またはステップＳ１４と並行して行われてもよい。

接合装置１では、第１基板９１と第２基板９２との接合は様々な方法により行われてよい。例えば、第１基板９１および第２基板９２の接合面に対して表面活性化処理および親水化処理が行われた後、第１基板９１および第２基板９２の接合面同士を接触させる。そして、第１基板９１および第２基板９２を互いに対して押圧する（すなわち、第１基板９１と第２基板９２とを加圧する）ことにより、第１基板９１と第２基板９２とが接合される。この場合、第１基板９１と第２基板９２との接触は、ステップＳ１４よりも後に行われる。

あるいは、ステップＳ１４の終了後、チャンバ内空間２１に微量の水素ラジカルやギ酸が供給され、第１基板９１と第２基板９２とが還元接合により接合されてもよい。この場合、第１基板９１と第２基板９２との接触は、ステップＳ１３における第１基板９１および第２基板９２の昇温よりも前に行われてもよく、ステップＳ１３および／またはステップＳ１４と並行して行われてもよく、ステップＳ１４よりも後に行われてもよい。

また、第１基板９１と第２基板９２とは、はんだ接合されてもよい。この場合、第１基板９１と第２基板９２との接触は、ステップＳ１３によりも前に行われてもよく、ステップＳ１３および／またはステップＳ１４と並行して行われてもよく、ステップＳ１４よりも後に行われてもよい。そして、ステップＳ１５において、第１基板９１と第２基板９２との間ではんだが溶融した状態で、微小圧力にて第１基板９１と第２基板９２とが加圧されることにより、第１基板９１と第２基板９２とが接合される。溶融したはんだは、後述するステップＳ１７における第１基板９１と第２基板９２との降温と並行して硬化する。溶融したはんだを接合する際にチャンバ内空間２１を減圧雰囲気または真空雰囲気とすることにより、はんだ中のボイドの発生が防止され、また、加熱時にはんだが酸化されて表面に生じた酸化膜により接合が阻害されることが防止される。したがって、上記降温時のはんだの硬化の際には、チャンバ内空間２１を昇圧したり、はんだを大気に暴露しても、上述のボイドや酸化膜の発生による問題は生じない。

また、第１基板９１と第２基板９２とは、熱可塑性樹脂を介して接合されてもよい。この場合、第１基板９１と第２基板９２との接触は、ステップＳ１３よりも前に行われてもよく、ステップＳ１３および／またはステップＳ１４と並行して行われてもよく、ステップＳ１４よりも後に行われてもよい。そして、ステップＳ１５において、第１基板９１と第２基板９２との間で熱可塑性樹脂が軟化した状態で、第１基板９１と第２基板９２とが加圧されることにより、第１基板９１と第２基板９２とが接合される。軟化した熱可塑性樹脂は、後述するステップＳ１７における第１基板９１と第２基板９２との降温と並行して硬化する。

また、第１基板９１と第２基板９２とは、熱硬化性樹脂を介して接合されてもよい。この場合、第１基板９１と第２基板９２との接触は、ステップＳ１３よりも前に行われてもよく、ステップＳ１３と並行して行われてもよい。そして、ステップＳ１３と並行して、第１基板９１と第２基板９２との間で熱硬化性樹脂が軟化した状態で、第１基板９１と第２基板９２とが加圧される。さらに、ステップＳ１３と並行して、あるいは、ステップＳ１３の終了後に、熱硬化性樹脂が硬化することにより、第１基板９１と第２基板９２とが接合される（ステップＳ１５）。

接合装置１では、上述の以外の様々な接合方法にて、第１基板９１と第２基板９２とが接合されてもよい。第１基板９１と第２基板９２とが、いずれの接合方法により接合される場合であっても、第１基板９１と第２基板９２との接触は、後述するステップＳ１６におけるチャンバ内空間２１の昇圧開始よりも前に行われる。

第１基板９１と第２基板９２とが接合されると、圧力調節部３が制御部１１により制御されることにより、真空ポンプ３１による吸引が停止される。また、給気弁３４が開放されることにより、チャンバ内空間２１に外部の空気が供給され（すなわち、チャンバ内空間２１が大気圧開放され）、チャンバ内空間２１の昇圧が開始される（ステップＳ１６）。チャンバ内空間２１に供給される空気は常温であるため、上述の接合温度（約３００度）まで加熱された第１基板９１および第２基板９２は、当該空気により冷却される。したがって、第１基板９１および第２基板９２は、圧力調節部３によるチャンバ内空間２１の昇圧と並行して降温される（ステップＳ１７）。

チャンバ内空間２１に供給された空気は、第１保持部４の保持部内空間４６、および、第２保持部５の保持部内空間５６に流入する。これにより、第１保持部４のヒータ部４１が、第１基板９１とは反対側からも冷却され、ヒータ部４１および第１基板９１の降温が迅速に行われる。また、第２保持部５のヒータ部５１が、第２基板９２とは反対側からも冷却され、ヒータ部５１および第２基板９２の降温が迅速に行われる。

チャンバ内空間２１の昇圧の際には（すなわち、ステップＳ１７における第１基板９１および第２基板９２の降温の際には）、第１保持部４のガス供給ポート４４，４５から、第１保持部４の保持部内空間４６に比較的低温のガス（例えば、常温の空気）が供給される。これにより、第１保持部４のヒータ部４１が、第１基板９１とは反対側からも冷却される。このため、ヒータ部４１および第１基板９１の降温が迅速に行われる。

上述のように、保持部内空間４６の流路４６１，４６２の両端部は、支持部４２の（＋Ｙ）側および（−Ｙ）側に位置する。また、ガス供給ポート４４は支持部４２の（＋Ｙ）側に配置され、ガス供給ポート４５は支持部４２の（−Ｙ）側に配置される。このため、流路４６１では、（＋Ｙ）側から（−Ｙ）側に向かってガスが流れ、流路４６２では、（−Ｙ）側から（＋Ｙ）側に向かってガスが流れる。換言すれば、ガス供給ポート４５から供給されたガスは、流路４６２を流路４６１とは逆方向に流れて第１保持部４の外部へと導かれる。

第２保持部５においても同様に、ガス供給ポート５４，５５から保持部内空間５６に比較的低温のガス（例えば、常温の空気）が供給される。これにより、第２保持部５のヒータ部５１が、第２基板９２とは反対側からも冷却される。このため、ヒータ部５１および第２基板９２の降温が迅速に行われる。また、保持部内空間５６にガス供給ポート５５から供給されたガスは、ガス供給ポート５４から供給されたガスが流れる流路とは逆方向に、もう１つの流路を流れて第２保持部５の外部へと導かれる。

さらに、第１保持部４の冷却部４３により、支持部４２およびヒータ部４１を介して第１基板９１が冷却されることにより、第１基板９１の降温がさらに促進される。第２保持部５においても同様に、冷却部５３により、支持部５２およびヒータ部５１を介して第２基板９２が冷却されることにより、第２基板９２の降温がさらに促進される。冷却部４３，５３による冷却は、ステップＳ１６におけるチャンバ内空間２１の昇圧開始よりも後に開始されてもよく、チャンバ内空間２１の昇圧開始と同時に開始されてもよく、あるいは、チャンバ内空間２１の昇圧開始よりも前に開始されてもよい。

接合装置１では、チャンバ内空間２１の圧力が大気圧に等しくなると、チャンバ内空間２１の昇圧が終了する（ステップＳ１８）。また、第１基板９１および第２基板９２の温度が、搬出可能温度（例えば、加熱開始前の温度と等しい約６０度）に等しくなると、第１基板９１および第２基板９２の降温が終了する。チャンバ内空間２１の昇圧終了と、第１基板９１および第２基板９２の降温終了とは、どちらが先であっても、同時であってもよい。換言すれば、第１基板９１および第２基板９２の降温は、ステップＳ１８よりも前に終了してもよく、ステップＳ１８と同時に終了してもよく、ステップＳ１８よりも後まで行われてもよい。また、第１基板９１および第２基板９２の降温は、ステップＳ１６よりも前に開始されてもよい。

その後、チャンバ２のゲート弁２５が開放され、大気圧開放されたチャンバ２から、搬送機構７により第１基板９１および第２基板９２が搬出される（ステップＳ１９）。接合装置１では、複数組の第１基板９１および第２基板９２に対して、上述のステップＳ１１〜Ｓ１９が繰り返され、複数組の第１基板９１および第２基板９２が順次接合される。この場合、ステップＳ１９に続いて、ゲート弁２５が開放された状態で、次の第１基板９１および第２基板９２の搬入が行われる。

以上に説明したように、接合装置１では、第１保持部４のヒータ部４１と支持部４２との間に、第１保持部４の外部に連通する保持部内空間４６が設けられる。そして、制御部１１による制御により、圧力調節部３によるチャンバ内空間２１の減圧と並行して、ヒータ部４１により第１基板９１が昇温される。第１基板９１の昇温の際には、チャンバ内空間２１が減圧されているため、チャンバ内空間２１に存在する気体分子は僅かである。したがって、ヒータ部４１にて発生した熱が気体を介して周囲に移動することはほとんどなく、ヒータ部４１との接触部を介して第１基板９１および支持部４２に伝導する。

上述のように、第１保持部４では、ヒータ部４１と支持部４２との間に保持部内空間４６が設けられており、ヒータ部４１と支持部４２との接触部の面積は小さい。このため、ヒータ部４１の熱が、当該接触部を介して支持部４２に伝導することが抑制される。また、保持部内空間４６には気体分子がほとんど存在しないため、ヒータ部４１の熱が、保持部内空間４６の気体を介して支持部４２に移動することが抑制される。したがって、ヒータ部４１にて発生した熱は、伝導により第１基板９１に効率良く移動し、第１基板９１が効率良く加熱される。その結果、第１基板９１の昇温に要する時間を短くすることができる。

接合装置１では、制御部１１による制御により、圧力調節部３によるチャンバ内空間２１の昇圧と並行して、第１基板９１が降温される。第１基板９１の降温の際には、チャンバ内空間２１が昇圧されているため、第１基板９１およびヒータ部４１の周囲には気体分子が多く存在する。したがって、第１基板９１およびヒータ部４１の熱は、気体を介しても周囲へと移動する。ヒータ部４１と支持部４２との間では、上述の接触部を介した伝導に加えて、保持部内空間４６に存在する気体を介しても、ヒータ部４１から支持部４２へと熱が移動する。さらに、上述のように、第１基板９１の昇温の際に、ヒータ部４１から支持部４２への熱の移動が抑制されており、支持部４２の温度は比較的低いため、第１基板９１およびヒータ部４１の熱は支持部４２へと迅速に移動する。したがって、第１基板９１およびヒータ部４１の熱が迅速に周囲に移動し、第１基板９１が効率良く冷却される。その結果、第１基板９１の冷却に要する時間を短くすることができる。

接合装置１の第１保持部４では、上述のように、第１基板９１の加熱および冷却に要する時間を短くすることができる。また、第２保持部５でも、第１保持部４と同様に、第２基板９２の加熱および冷却に要する時間を短くすることができる。その結果、第１基板９１と第２基板９２との接合処理に要する時間、すなわち、第１基板９１および第２基板９２をチャンバ２に搬入して接合してから搬出するまでに必要とされる時間を短くすることができる。

上述のように、第１基板９１と第２基板９２とをはんだ接合する場合、加熱によりはんだを溶融させて冷却により硬化させるため、第１基板９１および第２基板９２の加熱および冷却を迅速に行うことができる機能は非常に有効である。また、第１基板９１と第２基板９２とを熱可塑性樹脂を介して接合する場合、加熱により樹脂を軟化させて冷却により硬化させるため、第１基板９１および第２基板９２の加熱および冷却を迅速に行うことができる機能は非常に有効である。第１基板９１と第２基板９２とを熱硬化性樹脂を介して接合する場合、次の第１基板９１および第２基板９２が保持される際に、仮に第１保持部４および第２保持部５の温度が高いとすると、熱硬化性樹脂の意図しない硬化が開始される。このため、上述のように、第１保持部４および第２保持部５の降温が迅速に行われることにより、次の第１基板９１および第２基板９２の保持までの待機時間を短縮することができる。接合装置１では、第１基板９１と第２基板９２との接合は、チャンバ内空間２１の減圧と並行して第１基板９１および第２基板９２を昇温する工程（すなわち、減圧昇温工程）よりも前に行われてもよく、減圧昇温工程と並行して行われてもよく、減圧昇温工程とチャンバ内空間２１の昇圧と並行して第１基板９１および第２基板９２を降温する工程（すなわち、昇圧降温工程）との間に行われてもよい。第１基板９１と第２基板９２との接合は、昇圧降温工程と並行して行われてもよく、昇圧降温工程よりも後に行われてもよい。

上述のように、接合装置１では、第１基板９１の降温の際に、第１保持部４の冷却部４３により支持部４２およびヒータ部４１を介して第１基板９１が冷却される。これにより、第１基板９１の降温が促進され、第１基板９１の冷却に要する時間をさらに短くすることができる。また、第２保持部５においても同様に、冷却部５３により第２基板９２が冷却されることにより、第２基板９２の冷却に要する時間をさらに短くすることができる。

例えば、冷却部上に設けられた支持部の上面がヒータ部の下面に全面に亘って接しており、ヒータ部と支持部との間に保持部内空間が設けられない接合装置（以下、「比較例の接合装置」と呼ぶ。）では、第１基板および第２基板を加熱開始前の温度（約６０度）から接合温度（約３００度）まで昇温するために、約５０分を要する。また、第１基板および第２基板を接合温度から搬出可能温度（約６０度）まで降温するためには、約１００分を要する。これに対し、図１に示す上述の接合装置１では、第１基板９１および第２基板９２を加熱開始前の温度（約６０度）から接合温度（約３００度）まで昇温するために要する時間は、約８分である。また、第１基板９１および第２基板９２を接合温度から搬出可能温度（約６０度）まで降温するために要する時間は、約１０分である。

上述のように、接合装置１では、チャンバ内空間２１の減圧と並行して第１基板９１および第２基板９２を昇温する工程（ステップＳ１３）、および、チャンバ内空間２１の昇圧と並行して第１基板９１および第２基板９２を降温する工程（ステップＳ１７）よりも前に、チャンバ２が大気圧開放されて第１基板９１および第２基板９２がチャンバ２内に搬入される。また、ステップＳ１３およびステップＳ１７よりも後に、チャンバ２が大気圧開放されて第１基板９１および第２基板９２がチャンバ２から搬出される。このように、接合装置１では、第１基板９１および第２基板９２の加熱処理および搬出入のために必須となる減圧工程および昇圧工程と並行して、第１基板９１および第２基板９２の昇温および降温が行われる。これにより、第１基板９１および第２基板９２の昇温および降温を効率良く行うことができる。

接合装置１では、上述のように、ステップＳ１７において、ガス供給ポート４４，４５から第１保持部４の保持部内空間４６にガスが供給される。これにより、保持部内空間４６におけるガスの交換が促進され、比較的低温のガスを保持部内空間４６に連続的に供給することができる。その結果、第１基板９１の冷却に要する時間を、さらに短くすることができる。第２保持部５においても同様に、ステップＳ１７において、ガス供給ポート５４，５５から保持部内空間５６にガスが供給されることにより、第２基板９２の冷却に要する時間を、さらに短くすることができる。

第１保持部４では、保持部内空間４６が、ガス供給ポート４４から支持部４２において蛇行しつつ延びて第１保持部４の外部へと至る流路４６１を含む。これにより、保持部内空間４６の流路４６１におけるガスの交換がさらに促進され、比較的低温のガスを保持部内空間４６に連続的に供給することができる。その結果、第１基板９１の冷却に要する時間を、より一層短くすることができる。

流路４６１を流れるガスは、流路４６１の入口側から出口側へと向かうに従って温度が上昇するため、各流路４６１の入口近傍と出口近傍とでは、ガスの温度が異なる。接合装置１では、上述のように、保持部内空間４６は、流路４６１に沿って蛇行して延びるもう１つの流路４６２を含み、ステップＳ１７において、流路４６２に供給されたガスが、流路４６１とは逆方向に流れて第１保持部４の外部へと導かれる。これにより、ヒータ部４１の下面が全面に亘って略均等に冷却される。その結果、第１基板９１を略均等に冷却することができ、第１基板９１の冷却に要する時間を、さらに短くすることができる。

第２保持部５においても同様に、保持部内空間５６が、ガス供給ポート５４から支持部４２において蛇行しつつ延びて第２保持部５の外部へと至る流路を含む。これにより、第２基板９２の冷却に要する時間を、より一層短くすることができる。また、保持部内空間５６は、上記流路に沿って蛇行して延びるもう１つの流路を含み、ステップＳ１７において、当該もう１つの流路に供給されたガスが、上記流路とは逆方向に流れて第２保持部５の外部へと導かれる。これにより、ヒータ部５１の下面が全面に亘って略均等に冷却される。その結果、第２基板９２を略均等に冷却することができ、第２基板９２の冷却に要する時間を、さらに短くすることができる。

第１保持部４および第２保持部５では、支持部４２，５２のヒータ部４１，５１との境界面における保持部内空間４６，５６の割合がそれぞれ、２０％以上８０％以下である。当該割合が２０％以上であることにより、第１基板９１および第２基板９２の昇温の際に、ヒータ部４１，５１の熱が支持部４２，５２に移動することを抑制して、第１基板９１および第２基板９２を効率良く加熱することができる。その結果、第１基板９１および第２基板９２の昇温に要する時間を短くすることができる。

また、上記割合が８０％以下であることにより、支持部４２，５２において、ヒータ部４１，５１に接触して支持する部位の面積がある程度確保される。これにより、ヒータ部４１，５１の変形を抑制しつつ、支持部４２，５２によりヒータ部４１，５１を支持することができる。その結果、第１保持部４および第２保持部５により、第１基板９１および第２基板９２を安定して保持することができる。また、第１基板９１と第２基板９２とを接合する際に、第１基板９１と第２基板９２とを互いに向けて比較的大きい力で押圧する場合であっても、第１基板９１および第２基板９２の変形を抑制して、第１基板９１と第２基板９２とを精度良く接合することができる。例えば、第１基板９１および第２基板９２が６インチウエハである場合、接合時には２トン〜６トン程度の力で押圧される。

第１保持部４および第２保持部５では、支持部４２，５２がそれぞれ、ヒータ部４１，５１よりも熱伝導性が低い材料により形成される。このため、チャンバ内空間２１の減圧と並行して行われる第１基板９１および第２基板９２の昇温の際に、ヒータ部４１，５１の熱が支持部４２，５２に伝導することが抑制される。これにより、ヒータ部４１，５１の熱が第１基板９１および第２基板９２に効率良く移動し、第１基板９１および第２基板９２が効率良く加熱される。その結果、第１基板９１および第２基板９２の昇温に要する時間をより一層短くすることができる。

第１保持部４では、支持部４２のヒータ部４１側の面に溝部４２１，４２２が設けられ、ヒータ部４１の支持部４２側の面により溝部４２１，４２２が覆われる。これにより、保持部内空間４６を容易に形成することができる。また、第１基板９１に対して加圧を伴う加熱が行われる場合、加圧時の圧力に合わせて支持部４２（特に、最も上側のガラス板４２７）を交換することにより、第１基板９１の安定的な支持と第１基板９１の昇温時間の短縮とを適切に両立することができる。第２保持部５においても同様に、支持部５２のヒータ部５１側の面に溝部が設けられ、ヒータ部５１の支持部５２側の面により当該溝部が覆われることにより、保持部内空間５６を容易に形成することができる。また、支持部５２（特に、最も下側のガラス板）を交換することにより、第２基板９２の安定的な支持と第２基板９２の昇温時間の短縮とを適切に両立することができる。

図５は、他の好ましい第１保持部４ａの支持部４２ａの例を示す平面図である。支持部４２ａでは、ヒータ部４１（図２参照）側の面である上面４２５に、図３に示す溝部４２１，４２２に代えて、複数の突出部４２３が設けられる。複数の突出部４２３は、ヒータ部４１に向かって上側に突出し、ヒータ部４１の支持部４２側の面である下面に接してヒータ部４１を支持する。複数の突出部４２３は、支持部４２の上面４２５の全面に亘って略均等に配置される。また、支持部４２ａの上面４２５には、上面４２５の外周縁に沿って略全周に亘って設けられ、ヒータ部４１に向かって上側に突出する略Ｃ字状の円環突出部４２４が設けられる。

第１保持部４ａでは、ヒータ部４１の支持部４２ａ側の面である下面により、複数の突出部４２３の周囲の空間が覆われることにより、ヒータ部４１と支持部４２ａとの間に、保持部内空間４６が形成される。換言すれば、複数の突出部４２３の上端面、および、円環突出部４２４の上端面が、ヒータ部４１の下面に接することにより、複数の突出部４２３の周囲の空間が保持部内空間４６となる。これにより、上記と同様に、第１保持部４ａに保持される第１基板９１の加熱および冷却に要する時間を短くすることができる。また、保持部内空間４６を容易に形成することができる。さらには、第１基板９１の安定的な支持と第１基板９１の昇温時間の短縮とを適切に両立することができる。図５に例示する保持部内空間４６は、図中の（＋Ｙ）側の端部の１ヶ所のみにおいて第１保持部４ａの外部に連通する。第１保持部４ａでは、例えば、保持部内空間４６の下面中央部に、保持部内空間４６へのガスパージ用の供給ポート（すなわち、ガスの入口）が設けられてもよい。また、上述の円環突出部４２４は、必ずしも略Ｃ字状である必要はない。例えば、円環突出部４２４が略円環状であり、保持部内空間４６へのガスパージ用の入口および出口が円環突出部４２４に設けられてもよい。あるいは、円環突出部４２４は設けられず、複数の突出部４２３の上端面のみがヒータ部４１の下面に接してもよい。

上記複数の突出部４２３が第２保持部５の支持部５２に設けられる場合には、第２保持部５に保持される第２基板９２の加熱および冷却に要する時間を、上記と同様に短くすることができる。また、保持部内空間５６を容易に形成することができる。さらには、第２基板９２の安定的な支持と第２基板９２の昇温時間の短縮とを適切に両立することができる。

上記接合装置１では、様々な変更が可能である。

例えば、第１保持部４では、ガス供給ポート４４，４５は、支持部４２の側面（例えば、上下方向において保持部内空間４６の流路４６１，４６２とおよそ同じ位置）に設けられてもよい。ヒータ部４１と支持部４２とは同じ材料で形成されてもよく、ヒータ部４１と支持部４２とが一つながりの部材として形成されてもよい。また、支持部４２のヒータ部４１との境界面における保持部内空間４６の割合は、２０％以上８０％以下には限定されず、適宜変更されてよい。第２保持部５においても同様である。

第１保持部４では、必ずしもガス供給ポート４４，４５が流路４６１，４６２に接続される必要はない。この場合、チャンバ内空間２１の昇圧の際には、給気弁３４を介してチャンバ内空間２１に供給された空気が、流路４６１，４６２に流入する。また、保持部内空間４６は、必ずしも２つの流路４６１，４６２を含む必要はなく、例えば、１つの流路４６１のみを含んでいてもよい。第１保持部４では、冷却部４３は省略されてもよい。第２保持部５においても同様である。

上述の接合装置１のうち、チャンバ２と、第１保持部４（または第２保持部５）と、圧力調節部３と、制御部１１とを含む構成は、対象物である第１基板９１（または第２基板９２）を加熱する加熱装置として利用されてもよい。

接合装置１および上記加熱装置では、対象物は半導体基板以外の様々な基板であってよい。例えば、第１基板９１および第２基板９２は、ガラス、セラミック、金属、プラスチック等の材料、または、複数の材料を利用した複合材料により形成されてもよい。第１基板９１および第２基板９２の平面視における形状は、例えば、略矩形であってもよい。

接合装置１および上記加熱装置における対象物は、基板には限定されず、例えば、半導体のベアチップ部品や半導体発光素子等の様々な電子部品であってもよい。あるいは、対象物は、例えば、複数の電子部品が２次元的に配置された集合体（例えば、ウエハからダイシングされ粘着シート上に配置されたもの）であってもよい。

上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。

１ 接合装置
２ チャンバ
３ 圧力調節部
４，４ａ 第１保持部
５ 第２保持部
６ 移動機構
７ 搬送機構
１１ 制御部
２１ チャンバ内空間
４１，５１ ヒータ部
４２，４２ａ，５２ 支持部
４４，４５，５４，５５ ガス供給ポート
４６，５６ 保持部内空間
９１ 第１基板
９２ 第２基板
４１１ ヒータ
４２１，４２２ 溝部
４２３ 突出部
４２５ （支持部の）上面
４６１，４６２ 流路
Ｓ１１〜Ｓ１９ ステップ

Claims (18)

1. チャンバと、前記チャンバの内部空間であるチャンバ内空間において対象物を保持する保持部と、を備え、前記保持部が、前記対象物を保持するとともに前記対象物を加熱するヒータ部と、前記ヒータ部を前記対象物とは反対側から支持する支持部と、を備える加熱装置において、前記対象物を加熱する加熱方法であって、
   前記ヒータ部と前記支持部との間に、前記保持部の外部に連通する保持部内空間が設けられ、
   前記加熱方法が、
   ａ）前記チャンバ内空間の減圧と並行して前記ヒータ部により前記対象物を昇温する工程と、
   ｂ）前記チャンバ内空間の昇圧と並行して前記対象物を降温する工程と、
   を備えることを特徴とする加熱方法。
2. 請求項１に記載の加熱方法であって、
   前記ａ）工程および前記ｂ）工程よりも前に、前記チャンバを大気圧開放して前記対象物を前記チャンバ内に搬入する工程と、
   前記ａ）工程および前記ｂ）工程よりも後に、前記チャンバを大気圧開放して前記対象物を前記チャンバから搬出する工程と、
   をさらに備えることを特徴とする加熱方法。
3. 請求項１または２に記載の加熱方法であって、
   前記保持部が、前記保持部内空間にガスを導くガス供給ポートを備え、
   前記ｂ）工程において前記ガス供給ポートから前記保持部内空間にガスが供給されることを特徴とする加熱方法。
4. 請求項３に記載の加熱方法であって、
   前記保持部内空間が、前記ガス供給ポートから前記支持部において蛇行しつつ延びて前記保持部の外部へと至る流路を含むことを特徴とする加熱方法。
5. 請求項４に記載の加熱方法であって、
   前記保持部が、前記保持部内空間にガスを導く他のガス供給ポートをさらに備え、
   前記保持部内空間が、前記流路に沿って蛇行しつつ延びるもう１つの流路を含み、
   前記ｂ）工程において前記他のガス供給ポートから前記もう１つの流路にガスが供給されることにより、ガスが、前記もう１つの流路を前記流路とは逆方向に流れて前記保持部の外部へと導かれることを特徴とする加熱方法。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載の加熱方法であって、
   前記支持部と前記ヒータ部とが個別の部材であり、
   前記支持部の前記ヒータ部側の面に、溝部、または、前記ヒータ部の前記支持部側の面に接して前記ヒータ部を支持する複数の突出部が設けられることを特徴とする加熱方法。
7. 請求項１ないし６のいずれかに記載の加熱方法であって、
   前記支持部が、前記ヒータ部よりも熱伝導性が低い材料により形成されることを特徴とする加熱方法。
8. 請求項１ないし７のいずれかに記載の加熱方法であって、
   前記支持部の前記ヒータ部との境界面における前記保持部内空間の割合が、２０％以上８０％以下であることを特徴とする加熱方法。
9. ２つの対象物を接合する接合方法であって、
   請求項１ないし８のいずれかに記載の加熱方法の前記ａ）工程および前記ｂ）工程と、
   前記対象物に他の対象物を接触させ、前記対象物と前記他の対象物とを接合する工程と、
   を備えることを特徴とする接合方法。
10. 対象物を加熱する加熱装置であって、
    チャンバと、
    前記チャンバの内部空間であるチャンバ内空間において対象物を保持する保持部と、
    前記チャンバ内空間の圧力を調節する圧力調節部と、
    前記保持部および前記圧力調節部を制御する制御部と、
    を備え、
    前記保持部が、
    前記対象物を保持するとともに前記対象物を加熱するヒータ部と、
    前記ヒータ部を前記対象物とは反対側から支持する支持部と、
    を備え、
    前記ヒータ部と前記支持部との間に、前記保持部の外部に連通する保持部内空間が設けられ、
    前記制御部による制御により、前記圧力調節部による前記チャンバ内空間の減圧と並行して前記ヒータ部により前記対象物が昇温され、前記圧力調節部による前記チャンバ内空間の昇圧と並行して前記対象物が降温されることを特徴とする加熱装置。
11. 請求項１０に記載の加熱装置であって、
    前記対象物を大気圧開放された前記チャンバ内に搬入し、大気圧開放された前記チャンバから前記対象物を搬出する搬送機構をさらに備えることを特徴とする加熱装置。
12. 請求項１０または１１に記載の加熱装置であって、
    前記保持部が、前記保持部内空間にガスを導くガス供給ポートを備え、
    前記チャンバ内空間の昇圧の際に前記ガス供給ポートから前記保持部内空間にガスが供給されることを特徴とする加熱装置。
13. 請求項１２に記載の加熱装置であって、
    前記保持部内空間が、前記ガス供給ポートから前記支持部において蛇行しつつ延びて前記保持部の外部へと至る流路を含むことを特徴とする加熱装置。
14. 請求項１３に記載の加熱装置であって、
    前記保持部が、前記保持部内空間にガスを導く他のガス供給ポートをさらに備え、
    前記保持部内空間が、前記流路に沿って蛇行しつつ延びるもう１つの流路を含み、
    前記チャンバ内空間の昇圧の際に、前記他のガス供給ポートから前記もう１つの流路にガスが供給されることにより、ガスが、前記もう１つの流路を前記流路とは逆方向に流れて前記保持部の外部へと導かれることを特徴とする加熱装置。
15. 請求項１０ないし１４のいずれかに記載の加熱装置であって、
    前記支持部と前記ヒータ部とが個別の部材であり、
    前記支持部の前記ヒータ部側の面に、溝部、または、前記ヒータ部の前記支持部側の面に接して前記ヒータ部を支持する複数の突出部が設けられ、
    前記ヒータ部の前記支持部側の前記面により、前記溝部、または、前記複数の突出部の周囲の空間が覆われることにより、前記保持部内空間が形成されることを特徴とする加熱装置。
16. 請求項１０ないし１５のいずれかに記載の加熱装置であって、
    前記支持部が、前記ヒータ部よりも熱伝導性が低い材料により形成されることを特徴とする加熱装置。
17. 請求項１０ないし１６のいずれかに記載の加熱装置であって、
    前記支持部の前記ヒータ部との境界面における前記保持部内空間の割合が、２０％以上８０％以下であることを特徴とする加熱装置。
18. ２つの対象物を接合する接合装置であって、
    請求項１０ないし１７のいずれかに記載の加熱装置と、
    前記チャンバ内空間において他の対象物を保持する他の保持部と、
    前記対象物の降温よりも前に前記他の対象物を前記対象物に対して相対的に移動して接触させ、前記対象物と前記他の対象物とを接合する移動機構と、
    を備えることを特徴とする接合装置。

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