JP2023044294A - 接合装置及び接合方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】半導体装置の歩留まりを改善させる。【解決手段】実施形態の接合装置は、第１及び第２のチャックＬＣ及びＵＣと、押圧ピン３０とを含む。第２のチャックＵＣは、第１のチャックＬＣの上方に配置される。押圧ピン３０は、第２のチャックＵＣの中心部に設けられ、第１方向に延伸した先端部分を有し、且つ第１方向に昇降可能に設けられる。第１のチャックＬＣは、平面視において、押圧ピン３０の先端部分と重なる領域を含む第１領域ＮＳＡと第１領域ＮＳＡの外周を囲んだ第２領域ＳＡとを隔てる第１のリブ４２を有する。第１のチャックＬＣは、第２のチャックＵＣと対向する第１のチャックＬＣの面において、第２領域ＳＡにはそれぞれ間隔を有して設けられた複数のピン４３を有し、第１領域ＮＳＡの平面視において先端部分と重なる領域にはピン４３を有しない。【選択図】図７

Description

実施形態は、接合装置及び接合方法に関する。
半導体回路基板を３次元に積層する３次元積層技術が知られている。
国際公開第２０１９／１４２７０８号 特開２０２０－１２０１３８号公報 特開２０１６－０３９３６４号公報
半導体装置の歩留まりを改善させる。
実施形態の接合装置は、第１の基板の第１面と第２の基板の第２面とを接合する接合処理を実行する。接合装置は、第１のチャックと、第２のチャックと、押圧ピンとを含む。第１のチャックは、第１の基板の第１面と対向する第３面を保持することが可能である。第２のチャックは、第２の基板の第２面と対向する第４面を保持することが可能であり、第１のチャックの上方に配置される。押圧ピンは、第２のチャックの中心部に設けられ、第１方向に延伸した先端部分を有し、且つ第１方向に昇降可能に設けられる。第１のチャックは、平面視において、押圧ピンの先端部分と重なる領域を含む第１領域と第１領域の外周を囲んだ第２領域とを隔てる第１のリブを有する。第１のチャックは、第２のチャックと対向する第１のチャックの第５面において、第２領域にはそれぞれ間隔を有して設けられた複数のピンを有し、第１領域の平面視において先端部分と重なる領域にはピンを有しない。
接合装置による接合前後の２枚のウエハの状態の一例を示す側面図。 第１実施形態に係る接合装置の構成の一例を示すブロック図。 第１実施形態に係る接合装置が備える上チャック及びストライカーユニットの構成の一例を示す概略図。 第１実施形態に係る接合装置が備える下チャックの構成の一例を示す概略図。 第１実施形態に係る接合装置の接合処理の一例を示すフローチャート。 比較例に係る接合装置における接合処理の具体例を示す概略図。 第１実施形態に係る接合装置における接合処理の具体例を示す概略図。 第２実施形態に係る接合装置１が備える下チャックの構成の一例を示す概略図。 第２実施形態に係る接合装置における接合処理の具体例を示す概略図。 第３実施形態に係る接合装置１が備える下チャックの構成の一例を示す概略図。 第３実施形態に係る接合装置における接合処理の具体例を示す概略図。 第１実施形態の変形例に係る接合装置による接合プロセスの具体例を示す概略図。
以下に、実施形態について図面を参照して説明する。各実施形態は、発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示している。図面は、模式的又は概念的なものである。各図面の寸法や比率等は、必ずしも現実のものと同一とは限らない。構成の図示は、図を見易くするために適宜省略されている。図面に付加されたハッチングは、構成要素の素材や特性とは必ずしも関連していない。本明細書において、Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向は、互いに交差する方向を示している。また、略同一の機能及び構成を有する構成要素には、同一の符号が付されている。参照符号に付加された文字等は、同じ参照符号により参照され、且つ類似した要素同士を区別するために使用される。
［１］第１実施形態
以下に、第１実施形態に係る接合装置１について説明する。第１実施形態に係る接合装置１は、２枚の半導体回路基板の接合に用いられる装置であり、接合する２枚の半導体回路基板の重ね合わせを改善することが可能な構成を有する。本明細書では、半導体回路基板のことを“ウエハ”と呼ぶ。また、接合装置１により接合される２枚のウエハのうち、下側に配置されるウエハのことを“下ウエハＬＷ”と呼び、上側に配置されるウエハのことを“上ウエハＵＷ”と呼ぶ。“上下”は、Ｚ方向に沿った方向に基づいて定義される。
［１－１］接合装置１の概要
図１は、接合装置１による接合前後の２枚のウエハの状態の一例を示す側面図である。図１の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ接合前及び接合後の状態に対応している。図１の（Ａ）に示すように、接合装置１は、上ウエハＵＷと下ウエハＬＷとを対向配置させる。上ウエハＵＷの上面は、上ウエハＵＷの裏面であり、接合装置１に保持される。上ウエハＵＷの下面は、上ウエハＵＷの表面であり、接合面に対応する。上ウエハＵＷの表面及び裏面は、対向している。下ウエハＬＷの上面は、下ウエハＬＷの表面であり、接合面に対応する。下ウエハＬＷの下面は、下ウエハＬＷの裏面であり、接合装置１に保持される。下ウエハＬＷの表面及び裏面は、対向している。そして、接合装置１は、上ウエハＵＷ及び下ウエハＬＷの重ね合わせ位置を調整する。それから、図１の（Ｂ）に示すように、接合装置１は、上ウエハＵＷの下面（接合面）と下ウエハＬＷの上面（接合面）とを接合する。
本明細書では、接合された２枚のウエハのことを、“接合ウエハＢＷ”と呼ぶ。接合ウエハＢＷは、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ等の半導体装置を含む。半導体装置がＮＡＮＤ型フラッシュメモリである場合、例えば、下ウエハＬＷに制御回路等が配置され、上ウエハＵＷにメモリセル等が配置される。接合処理の詳細については後述する。
［１－２］接合装置１の構成
図２は、第１実施形態に係る接合装置１の構成の一例を示すブロック図である。図２に示すように、接合装置１は、例えば、制御装置１０、上ステージ１１、下ステージ１２、真空ポンプ１３、及び搬送装置１４を備える。
制御装置１０は、接合装置１の全体の動作を制御するコンピュータ等である。制御装置１０は、上ステージ１１、下ステージ１２、真空ポンプ１３、及び搬送装置１４のそれぞれを制御する。制御装置１０は、図示が省略されているが、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備える。ＣＰＵは、接合装置１の制御に関する様々なプログラムを実行するプロセッサである。ＲＯＭは、接合装置１の制御プログラムを記憶する不揮発性の記憶装置である。ＲＡＭは、ＣＰＵの作業領域として使用される揮発性の記憶装置である。制御装置１０は、外部接続された記憶媒体からインストールされたプログラムを実行してもよい。
上ステージ１１は、上ウエハＵＷを吸着する機能と、上ステージ１１の位置を調整する機能とを有するウエハステージである。上ステージ１１は、上チャックＵＣ及びストライカーユニットＳＵを備える。上チャックＵＣは、真空吸着によりウエハを固定する機能を有するウエハチャックであり、例えばピンチャックである。上チャックＵＣは、上ウエハＵＷを、上チャックＵＣの下側で吸着することにより保持する。ストライカーユニットＳＵは、上チャックＵＣに保持された上ウエハＵＷの中心部の上面を押す機能を有する装置である。
下ステージ１２は、下ウエハＬＷを吸着する機能と、下ステージ１２の位置を調整する機能とを有するウエハステージである。下ステージ１２は、下チャックＬＣを備える。下チャックＬＣは、真空吸着によりウエハを固定する機能を有するウエハチャックであり、例えばピンチャックである。下チャックＬＣは、下ウエハＬＷを、上チャックＵＣの上側で吸着することにより保持する。上ステージ１１及び下ステージ１２は、上チャックＵＣに保持された上ウエハＵＷと、下チャックＬＣに保持された下ウエハＬＷとを対向配置可能に構成される。すなわち、下チャックＬＣの上方に、上チャックＵＣが配置され得る。
真空ポンプ１３は、気体を排出する機能を有するポンプである。真空ポンプ１３は、上チャックＵＣ及び下チャックＬＣのそれぞれに設けられた少なくとも一つの吸引口に接続される。真空ポンプ１３は、制御装置１０の制御に基づいて、複数の吸引口のそれぞれを介して独立に真空引きをすることができる。
搬送装置１４は、ウエハを搬送することが可能な搬送アームや、複数枚のウエハを一時的に載置するためのトランジション等を備える装置である。搬送装置１４は、上ウエハＵＷ、下ウエハＬＷ、及び接合ウエハＢＷを取り扱う。例えば、搬送装置１４は、外部の前処理装置から受け取った上ウエハＵＷ及び下ウエハＬＷを、それぞれ上チャックＵＣ及び下チャックＬＣに搬送する。また、搬送装置１４は、接合処理後に、下チャックＬＣに保持された接合ウエハＢＷを、接合装置１の外部に搬送する。搬送装置１４は、ウエハの上下を反転させる機構を備えていてもよい。
なお、上述された“前処理装置”は、接合装置１の接合処理の前に、上ウエハＵＷ及び下ウエハＬＷのそれぞれの接合面を接合可能に改質及び親水化させる機能を有する装置である。簡潔に述べると、前処理装置は、まず上ウエハＵＷ及び下ウエハＬＷのそれぞれの表面に対してプラズマ処理を実行し、上ウエハＵＷ及び下ウエハＬＷのそれぞれの表面を改質する。プラズマ処理では、所定の減圧雰囲気下において、処理ガスである酸素ガス又は窒素ガスを基に酸素イオン又は窒素イオンが生成され、生成された酸素イオン又は窒素イオンが各ウエハの接合面に照射される。その後、前処理装置は、上ウエハＵＷ及び下ウエハＬＷのそれぞれの表面に純水を供給する。すると、上ウエハＵＷ及び下ウエハＬＷのそれぞれの表面に水酸基が付着して、当該表面が親水化される。接合装置１の接合処理では、このように接合面が改質及び親水化された上ウエハＵＷ及び下ウエハＬＷが使用される。接合装置１は、前処理装置等と組み合わされて、接合システムを構成してもよい。
（上チャックＵＣの構成）
図３は、第１実施形態に係る接合装置１が備える上チャックＵＣ及びストライカーユニットＳＵの構成の一例を示す概略図である。図３の（Ａ）は、上チャックＵＣ及びストライカーユニットＳＵの平面レイアウトを示している。図３の（Ｂ）は、上チャックＵＣ及びストライカーユニットＳＵの断面構造を示している。図３に示すように、上チャックＵＣは、本体部２０を有する。本体部２０の径は、平面視において、少なくとも上ウエハＵＷよりも大きい。本体部２０には、リブ２１、２２、２３及び２４、複数のピン２５、複数の吸引口２６、２７及び２８、並びに貫通孔２９が設けられる。ストライカーユニットＳＵは、押圧ピン３０、アクチュエータ部３１、及び駆動部３２を有する。
リブ２１、２２、２３及び２４、並びに複数のピン２５のそれぞれは、本体部２０の下面に設けられる。本体部２０の下面は、上チャックＵＣの吸着面に対応している。リブ２１、２２、２３及び２４、並びに複数のピン２５のそれぞれの高さは、略均一である。リブ２１、２２、２３及び２４は、例えば同心円状に配置される。具体的には、リブ２１、２２、２３及び２４のそれぞれは、環状に設けられる。リブ２１は、本体部２０の外周部分に配置される。リブ２２の径は、リブ２１よりも小さい。リブ２３の径は、リブ２２よりも小さい。リブ２４の径は、リブ２３よりも小さい。
以下では、リブ２１及び２２の間の領域のことを、“エッジ領域ＥＡ”と呼ぶ。リブ２２及び２３の間の領域のことを、“ミドル領域ＭＡ”と呼ぶ。リブ２３及び２４の間の領域のことを、“センター領域ＣＡ”と呼ぶ。なお、エッジ領域ＥＡ、ミドル領域ＭＡ、及びセンター領域ＣＡのそれぞれは、“吸引領域”と呼ばれてもよい。上チャックＵＣは、図３の（Ａ）に示すように、内周から外周に向かって、複数の吸引領域を有していることが好ましい。各吸引領域は、さらに分割されてもよく、その他の形状であってもよい。
複数のピン２５は、センター領域ＣＡと、ミドル領域ＭＡと、エッジ領域ＥＡとのそれぞれの全域に亘って互いに離れて配置される。複数のピン２５の配置は、適宜変更され得る。吸引口２６、２７及び２８のそれぞれは、真空ポンプ１３に独立に接続される。吸引口２６、２７及び２８のそれぞれは、上チャックＵＣの下側の面に繋がっている。複数の吸引口２６は、エッジ領域ＥＡに配置される。複数の吸引口２７は、ミドル領域ＭＡに配置される。複数の吸引口２８は、センター領域ＣＡに配置される。吸引口は、吸引領域毎に少なくとも１つずつ設けられていればよい。
貫通孔２９は、図３の（Ａ）に示すように、本体部２０の中心部、すなわちセンター領域ＣＡに囲まれた領域に配置される。貫通孔２９は、図３の（Ｂ）に示すように、本体部２０をＺ方向に沿って貫通して設けられる。本体部２０の中心部は、上チャックＵＣに保持される上ウエハＵＷの中心部に対向するように設けられる。そして、貫通孔２９は、押圧ピン３０の先端部分が挿入され、且つＺ方向に沿って昇降可能に形成される。
押圧ピン３０は、Ｚ方向に延伸した部分を有するピンである。アクチュエータ部３１は、押圧ピン３０を支持する。アクチュエータ部３１は、図示が省略された電空レギュレータから供給される空気により、Ｚ方向に一定の圧力を発生させることができる。駆動部３２は、アクチュエータ部３１を支持する。駆動部３２は、例えばモータを内蔵し、アクチュエータ部３１をＺ方向に移動させることができる。
以上で説明された上チャックＵＣにおいて、真空ポンプ１３は、吸引口２６、２７及び２８を介して、それぞれエッジ領域ＥＡ、ミドル領域ＭＡ、及びセンター領域ＣＡを減圧し得る。上ウエハＵＷは、各吸引領域が減圧されたことと、外部の雰囲気が例えば大気圧であることとに応じて、本体部２０側に吸着され、保持される。制御装置１０は、真空ポンプ１３を制御することによって、センター領域ＣＡとミドル領域ＭＡとエッジ領域ＥＡとのそれぞれにおけるウエハの吸着を個別にオン／オフさせることができる。
なお、上チャックＵＣが上ウエハＵＷを吸着した際に、リブ２１は、上ウエハＵＷの上面の外周部分を支持し、リブ２２、２３及び２４並びに複数のピン２５のそれぞれは、上ウエハＵＷの上面の一部分を支持する。上ウエハＵＷの上面が複数のピン２５により支持されることによって、上ウエハＵＷが平坦な形状で保持され、上ウエハＵＷのＺ方向の歪み（反り）が抑制され得る。また、上ウエハＵＷの上面に残ったパーティクルが、吸着された上ウエハＵＷの平坦性に与える影響が抑制され得る。さらに、上チャックＵＣと上ウエハＵＷとの接触面積が小さくなるため、上チャックＵＣによる上ウエハＵＷの吸着が解除された際に、上ウエハＵＷが上チャックＵＣから剥がれ易くなる。
以上で説明されたストライカーユニットＳＵにおいて、制御装置１０は、アクチュエータ部３１及び駆動部３２を制御することによって、押圧ピン３０をＺ方向に昇降させ、押圧ピン３０の先端部分と、上チャックＵＣに吸着された上ウエハＵＷの上面の中心部とを接触させることができる。そして、制御装置１０は、押圧ピン３０が上ウエハＵＷの中心部を押す加重を制御することができる。押圧ピン３０は、“ストライカー”と呼ばれてもよい。押圧ピン３０の先端部分（すなわち、押圧ピン３０が上ウエハＵＷの上面と接触する部分）の外径Ｄ１は、例えば１．０～１０．０ｍｍの範囲内に設計される。
（下チャックＬＣの構成）
図４は、第１実施形態に係る接合装置１が備える下チャックＬＣの構成の一例を示す概略図である。図４の（Ａ）は、第１実施形態における下チャックＬＣの平面レイアウトを示し、接合処理において押圧ピン３０が配置される部分も併せて示している。図４の（Ｂ）は、第１実施形態における下チャックＬＣの断面構造を示している。図４に示すように、下チャックＬＣは、本体部４０を有する。本体部４０の径は、平面視において、少なくとも下ウエハＬＷよりも大きい。本体部４０には、リブ４１及び４２、複数のピン４３、複数の吸引口４４が設けられる。
リブ４１及び４２、並びに複数のピン４３のそれぞれは、本体部４０の上面に設けられる。本体部４０の上面は、下チャックＬＣの吸着面に対応している。リブ４１及び４２、並びに複数のピン４３のそれぞれの高さは、略均一である。リブ４１及び４２は、同心円状に配置される。具体的には、リブ４１及び４２のそれぞれは、環状に設けられる。リブ４１は、本体部４０の外周部分に配置される。リブ４２の内径Ｄ２は、リブ４１よりも小さく、且つ押圧ピン３０の先端部分の外径Ｄ１よりも大きい。リブ４２の内径Ｄ２は、例えば１．０～１５．０ｍｍの範囲内に設計される。
以下では、リブ４１及び４２の間の領域のことを、“吸引領域ＳＡ”と呼ぶ。吸引領域ＳＡは、分割されてもよく、その他の形状であってもよい。リブ４２によって囲まれた部分のことを、“非吸引領域ＮＳＡ”と呼ぶ。リブ４２は、“隔壁部”と呼ばれてもよい。なお、リブ４２の形状は、環状に限定されない。リブ４２は、平面視において、接合処理時に押圧ピン３０が重なる部分を囲むように設けられていればよい。
複数のピン４３は、吸引領域ＳＡの全域に亘って互いに離れて配置される。複数のピン４３の配置は、適宜変更され得る。複数の吸引口４４のそれぞれは、下チャックＬＣの上側の面に繋がっている。複数の吸引口４４は、真空ポンプ１３に接続される。吸引領域ＳＡがリブによって複数の領域に分割される場合、吸引口は、吸引領域毎に少なくとも１つずつ設けられていればよい。吸引領域ＳＡがリブによって複数の領域に分割される場合、下チャックＬＣ及び真空ポンプ１３は、分割された領域毎に独立に真空引き可能に構成されてもよい。
下チャックＬＣの構成について言い換えると、下チャックＬＣは、上チャックＵＣと対向する下チャックＬＣの上側の面において、吸引領域ＳＡにはそれぞれ間隔を有して設けられた複数のピン２５を有する。一方で、下チャックＬＣは、非吸引領域ＮＳＡの平面視において押圧ピン３０の先端部分と重なる領域（非吸引領域ＮＳＡ）にはピン２５を有しない。
以上で説明された下チャックＬＣにおいて、真空ポンプ１３は、複数の吸引口４４を介して吸引領域ＳＡを減圧し得る。下ウエハＬＷは、吸引領域ＳＡが減圧されたことと、外部の雰囲気が例えば大気圧であることとに応じて、本体部４０側に吸着され、保持される。一方で、非吸引領域ＮＳＡは、例えば大気開放されているため、大気圧を維持する。このため、非吸引領域ＮＳＡに接する下ウエハＬＷの部分は、本体部４０側に吸着されない。言い変えると、下チャックＬＣは、ストライカー（押圧ピン３０）の直下に位置する下ウエハＬＷの部分を吸着せずに、中空（例えば大気圧）になるような構造を有する。
なお、下チャックＬＣが下ウエハＬＷを吸着した際に、リブ４１は、下ウエハＬＷの下面の外周部分を支持し、リブ４２及び複数のピン４３のそれぞれは、下ウエハＬＷの下面の一部分を支持する。下ウエハＬＷの下面が複数のピン４３により支持されることによって、下ウエハＬＷが平坦な形状で保持され、下ウエハＬＷのＺ方向の歪み（反り）が抑制され得る。また、下ウエハＬＷの下面に残ったパーティクルが、吸着された下ウエハＬＷの平坦性に与える影響が抑制され得る。さらに、下チャックＬＣと下ウエハＬＷとの接触面積が小さくなるため、下チャックＬＣによる下ウエハＬＷの吸着が解除された際に、下ウエハＬＷが下チャックＬＣから剥がれ易くなる。
［１－３］接合処理
図５は、第１実施形態に係る接合装置１の接合処理の一例を示すフローチャートである。以下に、図５を参照して、第１実施形態に係る接合装置１の接合方法としての接合処理の一例について説明する。
接合装置１は、接合面が親水化された上ウエハＵＷ及び下ウエハＬＷを受け取ると、接合処理を開始する（開始）。
まず、制御装置１０は、上ウエハＵＷを上チャックＵＣに保持させる（Ｓ１）。具体的には、搬送装置１４が受け取った上ウエハＵＷは、接合面が上方に向いている。このため、まず搬送装置１４は、上ウエハＵＷを反転させて、上ウエハＵＷの接合面を下方に向ける。そして、搬送装置１４は、反転された上ウエハＵＷを上チャックＵＣの下方に搬送する。その後、制御装置１０は、真空ポンプ１３を作動させて上チャックＵＣのセンター領域ＣＡ、ミドル領域ＭＡ、及びエッジ領域ＥＡのそれぞれを減圧させ、上チャックＵＣ（上ステージ１１）に上ウエハＵＷの上面を吸着及び保持させる。
次に、制御装置１０は、下ウエハＬＷを下チャックＬＣに保持させる（Ｓ２）。具体的には、搬送装置１４が受け取った下ウエハＬＷは、接合面が上方に向いている。このため、搬送装置１４は、下ウエハＬＷを反転させることなく、下ウエハＬＷを下チャックＬＣの上方に搬送する。その後、制御装置１０は、真空ポンプ１３を作動させて下チャックＬＣの吸引領域ＳＡを減圧させ、下チャックＬＣ（下ステージ１２）に下ウエハＬＷの下面を吸着及び保持させる。なお、Ｓ１及びＳ２の処理の順番は、入れ替えられてもよいし、Ｓ１及びＳ２の処理は、並列に実行されてもよい。
次に、制御装置１０は、上ウエハＵＷと下ウエハＬＷとを対向配置させる（Ｓ３）。具体的には、制御装置１０は、上ウエハＵＷを保持する上ステージ１１と下ウエハＬＷを保持する下ステージ１２とのそれぞれの位置を、上ウエハＵＷと下ウエハＬＷとを向かい合わせた状態に調整する。制御装置１０は、例えば、上ウエハＵＷの接合面と下ウエハＬＷの接合面とのそれぞれから少なくとも１つの合わせマークを撮像し、撮像結果に基づいて上ウエハＵＷと下ウエハＬＷとの重ね合わせ位置を調整し得る。合わせマークを撮像する構成は、上ステージ１１及び下ステージ１２のそれぞれに設けられてもよいし、接合装置１のその他の部分に設けられてもよい。対向配置された上ウエハＵＷと下ウエハＬＷとの間隔は、後述されるＳ５の処理によって、上ウエハＵＷと下ウエハＬＷとが接触及び接合可能な長さに調整される。
次に、制御装置１０は、上チャックＵＣのセンター領域ＣＡの吸着をオフにする（Ｓ４）。具体的には、制御装置１０は、真空ポンプ１３を制御して、上チャックＵＣのセンター領域ＣＡにおける減圧を停止する。このとき、上チャックＵＣのミドル領域ＭＡ及びエッジ領域ＥＡのそれぞれにおける減圧は維持されるため、ミドル領域ＭＡ及びエッジ領域ＥＡのそれぞれにおける上ウエハＵＷの吸着は維持される。すなわち、上ウエハＵＷは、上チャックＵＣのミドル領域ＭＡ及びエッジ領域ＥＡで保持される。
次に、制御装置１０は、押圧ピン３０を下げて、上ウエハＵＷの中心部を下ウエハＬＷの中心部に押し当てる（Ｓ５）。具体的には、制御装置１０は、アクチュエータ部３１及び駆動部３２を制御して、押圧ピン３０を下降させ、押圧ピン３０の先端部分に上ウエハＵＷの上面の中心部を押し下げさせる。このとき、アクチュエータ部３１は、電空レギュレータから供給される空気によって、押圧ピン３０を介して上ウエハＵＷに所定の押圧荷重をかけている。これにより、上ウエハＵＷの中心部が変形し、上ウエハＵＷの中心部と下ウエハＬＷの中心部とが接触し、押圧される。すると、押圧された上ウエハＵＷの中心部と下ウエハＬＷの中心部との間で接合が開始する。簡潔に述べると、改質された上ウエハＵＷの接合面と、改質された下ウエハＬＷの接合面との間にファンデルワールス力（分子間力）が生じ、上ウエハＵＷ及び下ウエハＬＷの接触部分が接合される。さらに、上ウエハＵＷ及び下ウエハＬＷのそれぞれの接合面は親水化されているため、上ウエハＵＷ及び下ウエハＬＷの接触部分の親水基が水素結合し（分子間力）、上ウエハＵＷ及び下ウエハＬＷの接触部分がより強固に接合される。
次に、制御装置１０は、上チャックＵＣのミドル領域ＭＡの吸着をオフにする（Ｓ６）。具体的には、制御装置１０は、真空ポンプ１３を制御して、上チャックＵＣのミドル領域ＭＡにおける減圧を停止する。このとき、上チャックＵＣのエッジ領域ＥＡにおける減圧は維持されるため、エッジ領域ＥＡにおける上ウエハＵＷの吸着は維持される。すなわち、上ウエハＵＷは、上チャックＵＣのエッジ領域ＥＡで保持される。すると、上チャックＵＣのミドル領域ＭＡに保持されていた上ウエハＵＷの部分が、センター領域ＣＡ側から徐々に剥がれて落下し、下ウエハＬＷの上面と接触する。これにより、上ウエハＵＷ及び下ウエハＬＷのそれぞれでミドル領域ＭＡと対向する部分が、Ｓ５の処理と同様に、分子間力によって結合される。
次に、制御装置１０は、上チャックＵＣのエッジ領域ＥＡの吸着をオフにする（Ｓ７）。具体的には、制御装置１０は、真空ポンプ１３を制御して、上チャックＵＣのエッジ領域ＥＡにおける減圧を停止する。すると、上チャックＵＣのエッジ領域ＥＡに保持されていた上ウエハＵＷの部分が、センター領域ＣＡ側から徐々に剥がれて落下し、下ウエハＬＷの上面と接触する。これにより、上ウエハＵＷ及び下ウエハＬＷのそれぞれでエッジ領域ＥＡと対向する部分が、Ｓ５の処理と同様に、分子間力によって結合される。Ｓ７の処理が完了すると、上ウエハＵＷ及び下ウエハＬＷのそれぞれの接合面が全面で結合され、接合ウエハＢＷが形成される。
次に、制御装置１０は、押圧ピン３０を上げて、且つ下チャックＬＣの吸着をオフにする（Ｓ８）。具体的には、制御装置１０は、アクチュエータ部３１と駆動部３２とを制御して押圧ピン３０を上昇させ、押圧ピン３０の先端部分を上ウエハＵＷの上面から離隔させる。また、制御装置１０は、真空ポンプ１３を制御して、下チャックＬＣの吸引領域ＳＡにおける減圧を停止する。すると、下ウエハＬＷの下面、すなわち接合ウエハＢＷの下面が、下チャックＬＣから剥がれやすくなる。
Ｓ８の処理が完了すると、制御装置１０は、搬送装置１４に下チャックＬＣ上の接合ウエハＢＷを外部に搬送させて、図５の一連の処理を終了する（終了）。
（比較例における接合処理）
図６は、比較例に係る接合装置における接合処理の具体例を示す概略図である。図６の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）のそれぞれは、比較例における接合処理のある工程の処理後における、対向配置された上ステージ１１及び下ステージ１２の状態と、上ウエハＵＷ及び下ウエハＬＷの状態とを示している。なお、比較例に係る接合装置は、第１実施形態に対して、下チャックＬＣの構成のみが異なる。具体的には、比較例の下チャックＬＣは、第１実施形態の下チャックＬＣが備える隔壁部の構造が省略され、中心部分に複数のピン４３が配置された構成を有している。以下に、図６を参照して、比較例における接合処理の具体例について説明する。
比較例に係る接合装置で図５のＳ１～Ｓ３の処理が実行されると、図６の（Ａ）に示すように、上チャックＵＣに上ウエハＵＷが吸着及び保持され、下チャックＬＣに下ウエハＬＷが吸着及び保持され、上ウエハＵＷ及び下ウエハＬＷとが対向配置される。比較例では、下ウエハＬＷの下面の全域が吸着され、複数のピン４３によって支持されている。
比較例に係る接合装置で図５のＳ４及びＳ５の処理が実行されると、センター領域ＣＡの吸着がオフされ且つ押圧ピン３０が下降することにより、図６の（Ｂ）に示すように、上ウエハＵＷの中心部が押圧ピン３０の先端部分により加えられた圧力によって凹状に変形し、凹状に変形した部分が下ウエハＬＷの中心部に押し当てられる。このとき、上ウエハＵＷの中心部には、押圧ピン３０の先端部分の形状に沿って変形し、歪みが生じる。一方で、下ウエハＬＷで上ウエハＵＷを介して圧力が加えられた部分は、下チャックＬＣの吸着に伴い複数のピン４３によって支持された状態である。このため、比較例におけるＳ５の処理では、下ウエハＬＷの中心部の変形が抑制される。
比較例に係る接合装置で図５のＳ６の処理が実行されると、ミドル領域ＭＡの吸着がオフされることによって、ミドル領域ＭＡで吸着されていた上ウエハＵＷの部分がセンター領域ＣＡ側から剥がれる。そして、図６の（Ｃ）に示すように、上ウエハＵＷの接合面と下ウエハＬＷの接合面との間における共有結合の形成（進展）が、センター領域ＣＡ側から進行する。
比較例に係る接合装置でＳ７の処理が実行されると、エッジ領域ＥＡの吸着がオフされることによって、エッジ領域ＥＡで吸着されていた上ウエハＵＷの部分がミドル領域ＭＡ側から剥がれる。そして、センター領域ＣＡ側から、上ウエハＵＷの接合面と下ウエハＬＷの接合面との間における共有結合の形成が進行する。これにより、図６の（Ｄ）に示すように、上ウエハＵＷの接合面と下ウエハＬＷの接合面とのそれぞれの全面が接合され、接合ウエハＢＷが形成される。
（第１実施形態における接合処理）
図７は、第１実施形態に係る接合装置１における接合処理の具体例を示す概略図である。図７の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）のそれぞれは、第１実施形態における接合処理のある工程の処理後における、対向配置された上ステージ１１及び下ステージ１２の状態と、上ウエハＵＷ及び下ウエハＬＷの状態とを示している。以下に、図７を参照して、第１実施形態に係る接合装置１の接合方法としての接合処理の具体例について説明する。
第１実施形態に係る接合装置１で図５のＳ１～Ｓ３の処理が実行されると、図７の（Ａ）に示すように、上チャックＵＣに上ウエハＵＷが吸着及び保持され、下チャックＬＣに下ウエハＬＷが吸着及び保持され、上ウエハＵＷ及び下ウエハＬＷとが対向配置される。第１実施形態では、下ウエハＬＷの下面が、吸引領域ＳＡにおいて吸着され、リブ４２（隔壁部）によって囲まれた非吸引領域ＮＳＡが吸着されない。非吸引領域は、真空引きされないため、例えば大気圧に維持される。これにより、第１実施形態では、下ウエハＬＷの下面で、吸引領域ＳＡと対向する部分が複数のピン４３等によって支持され、非吸引領域ＮＳＡと対向する部分がピン４３等によって支持されない状態となる。
第１実施形態比較例に係る接合装置１で図５のＳ４及びＳ５の処理が実行されると、センター領域ＣＡの吸着がオフされ且つ押圧ピン３０が下降することにより、図７の（Ｂ）に示すように、上ウエハＵＷの中心部が押圧ピン３０により加えられた圧力によって凹状に変形し、凹状に変形した部分が下ウエハＬＷの中心部に押し当てられる。このとき、上ウエハＵＷの中心部は、押圧ピン３０の先端部分の形状に沿って変形し、歪みが生じる。また、下ウエハＬＷで上ウエハＵＷを介して圧力が加えられた部分が、ピン４３等によって支持されていない状態であるため、上ウエハＵＷの変形した部分の形状に沿って変形し、歪みが生じる。言い換えると、第１実施形態におけるＳ５の処理では、上ウエハＵＷの中心部が凹状に変形することに伴い、下ウエハＬＷの中心部も同様に凹状に変形する。
第１実施形態に係る接合装置１で図５のＳ６の処理が実行されると、ミドル領域ＭＡの吸着がオフされることによって、ミドル領域ＭＡで吸着されていた上ウエハＵＷの部分がセンター領域ＣＡ側から剥がれる。そして、図７の（Ｃ）に示すように、上ウエハＵＷの接合面と下ウエハＬＷの接合面との間における共有結合の形成（進展）が、センター領域ＣＡ側から進行する。
第１実施形態に係る接合装置１で図５のＳ７の処理が実行されると、エッジ領域ＥＡの吸着がオフされることによって、エッジ領域ＥＡで吸着されていた上ウエハＵＷの部分がミドル領域ＭＡ側から剥がれる。そして、センター領域ＣＡ側から、上ウエハＵＷの接合面と下ウエハＬＷの接合面との間における共有結合の形成が進行する。これにより、図７の（Ｄ）に示すように、上ウエハＵＷの接合面と下ウエハＬＷの接合面とのそれぞれの全面が接合され、接合ウエハＢＷが形成される。
［１－４］第１実施形態の効果
以上で説明されたように、接合装置は、上ウエハＵＷに対してストライカー（押圧ピン３０）による衝撃をきっかけとして、上ウエハＵＷと下ウエハＬＷとの間の接合の進展を開始させる。しかしながら、ストライカーによる衝撃の影響で、上ウエハＵＷの中心部が局所的に歪んだ状態が形成され得る。比較例に係る接合装置のように、中心部を含む下チャックＬＣの全面で下ウエハＬＷを吸着及び保持する構成では、ストライカーで押圧された際に、上ウエハＵＷの中心部と対向する下ウエハＬＷの中心部の歪みが抑制される。このため、比較例では、上ウエハＵＷの中心部と下ウエハＬＷの中心部との間で重ね合わせ位置のずれが生じた状態で接合されるため、接合ウエハＢＷの中心部に配置された半導体装置において、重ね合わせ位置のずれ起因の不良が発生するおそれがある。
これに対して、第１実施形態に係る接合装置１は、下チャックＬＣに非吸引領域ＮＳＡを設けることによって、ストライカーによる上ウエハＵＷの凹状の歪みに合わせて、下ウエハＬＷを凹状に歪ませている。これにより、第１実施形態に係る接合装置１は、接合ウエハＢＷの中心部における上ウエハＵＷ及び下ウエハＬＷの重ね合わせ位置のずれを小さくできる。従って、第１実施形態に係る接合装置１は、接合ウエハＢＷの中心部における重ね合わせ位置のずれ起因の不良の発生を抑制することができ、半導体装置の歩留まりを改善させることができる。
［２］第２実施形態
第２実施形態に係る接合装置１は、下チャックＬＣが下ウエハＬＷの中心部を凹状に吸着及び保持する点を除いて、第１実施形態と同様の構成を有する。また、第２実施形態に係る接合装置１は、第１実施形態と同様の接合処理を実行し得る。以下に、第２実施形態に係る接合装置１について、第１実施形態と異なる点を説明する。
［２－１］下チャックＬＣａの構成
図８は、第２実施形態に係る接合装置１が備える下チャックＬＣａの構成の一例を示す概略図である。図８の（Ａ）は、下チャックＬＣａの平面レイアウトを示している。図８の（Ｂ）は、下チャックＬＣａの断面構造を示している。図８に示すように、下チャックＬＣａは、第１実施形態の下チャックＬＣにおいて、リブ４２が省略され、且つ複数のピン４３ａが追加された構成を有する。以下では、平面視における下チャックＬＣａの中心部のことを、“中心部ＣＰａ”と呼ぶ。
下チャックＬＣａの吸引領域ＳＡは、中心部ＣＰａを含み、リブ４１に囲まれた領域の全体に設けられている。中心部ＣＰａは、第１実施形態で説明されたセンター領域ＣＡに対向配置される領域に設けられる。中心部ＣＰａが環状に囲まれた領域に対応する場合、中心部ＣＰａの径Ｄ３は、例えば１．０～１５．０ｍｍの範囲内に設計される。
中心部ＣＰａには、複数のピン４３ａが配置される。複数のピン４３ａのそれぞれの高さは、中心部ＣＰａの周辺領域（すなわち、中心部ＣＰａとリブ４１との間の領域）に設けられたピン４３よりも低く設計される。また、複数のピン４３ａのそれぞれの高さは、例えば、平面視において押圧ピン３０と重なる部分から、下チャックＬＣａの外周に向かって高くなるように設計される。より具体的には、複数のピン４３ａのそれぞれの高さは、接合処理時に押圧ピン３０によって上ウエハＵＷの中心部で生じる歪み量（すなわち、上ウエハＵＷの中心部における凹状の変形量）が、下チャックＬＣａに吸着及び保持された下ウエハＬＷの中心部で生じる歪み量（すなわち、中心部ＣＰａに沿って吸着された下ウエハＬＷの中心部における凹状の変形量）と略同じになるように設計される。
第２実施形態に係る接合装置１のその他の構成は、第１実施形態と同様である。
［２－２］第２実施形態における接合処理
図９は、第２実施形態に係る接合装置１における接合処理の具体例を示す概略図である。図９の（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）のそれぞれは、第２実施形態における接合処理のある工程の処理後における、対向配置された上ステージ１１及び下ステージ１２の状態と、上ウエハＵＷ及び下ウエハＬＷの状態とを示している。以下に、図９を参照して、第２実施形態に係る接合装置１の接合方法としての接合処理の具体例について説明する。
第２実施形態に係る接合装置１で図５のＳ１～Ｓ３の処理が実行されると、図９の（Ａ）に示すように、上チャックＵＣに上ウエハＵＷが吸着及び保持され、下チャックＬＣに下ウエハＬＷが吸着及び保持され、上ウエハＵＷ及び下ウエハＬＷとが対向配置される。第２実施形態の下チャックＬＣは、下ウエハＬＷの全面を吸着する。また、下ウエハＬＷの中心部ＣＰａに配置された複数のピン４３ａは、他の領域に配置されたピン４３よりも低く設けられているため、下ウエハＬＷの中心部が真空吸着により凹状に変形し、複数のピン４３ａにより支持される。つまり、第２実施形態では、下チャックＬＣが下ウエハＬＷを吸着した時点で、下ウエハＬＷの中心部に凹状の歪みが生じている。
第２実施形態に係る接合装置１で図５のＳ４及びＳ５の処理が実行されると、センター領域ＣＡの吸着がオフされ且つ押圧ピン３０が下降することにより、図９の（Ｂ）に示すように、上ウエハＵＷの中心部が押圧ピン３０の先端部分により加えられた圧力によって凹状に変形し、凹状に変形した部分が下ウエハＬＷの中心部（凹状に変形した部分）に押し当てられる。このとき、上ウエハＵＷの中心部には、押圧ピン３０の先端部分の形状に沿って変形し、歪みが生じる。一方で、下ウエハＬＷで上ウエハＵＷを介して圧力が加えられた部分は、下チャックＬＣの吸着に伴い複数のピン４３ａによって支持された状態である。このため、第２実施形態におけるＳ５の処理では、下ウエハＬＷの中心部の変形が抑制される。
第２実施形態に係る接合装置１で図５のＳ６及びＳ７の処理が実行されると、ミドル領域ＭＡ及びエッジ領域ＥＡの吸着がオフされることによって、ミドル領域ＭＡ及びエッジ領域ＥＡで吸着されていた上ウエハＵＷの部分がセンター領域ＣＡ側から剥がれる。すると、第１実施形態と同様に、センター領域ＣＡ側から、上ウエハＵＷの接合面と下ウエハＬＷの接合面との間における共有結合の形成（進展）が進行する。これにより、図９の（Ｃ）に示すように、上ウエハＵＷの接合面と下ウエハＬＷの接合面とのそれぞれの全面が接合され、接合ウエハＢＷが形成される。
［２－３］第２実施形態の効果
以上で説明されたように、第２実施形態に係る接合装置１は、下チャックＬＣが下ウエハＬＷを吸着した時点で、下ウエハＬＷの中心部に凹状の歪みを発生させている。そして、この下ウエハＬＷで発生させた凹状の歪み量が、ストライカーによる衝撃の影響で生じる上ウエハＵＷの中心部の凹状の歪み量と略同じになるように調整される。
これにより、第２実施形態に係る接合装置１は、第１実施形態と同様に、接合ウエハＢＷの中心部における上ウエハＵＷ及び下ウエハＬＷの重ね合わせ位置のずれを小さくできる。従って、第２実施形態に係る接合装置１は、第１実施形態と同様に、接合ウエハＢＷの中心部における重ね合わせ位置のずれ起因の不良の発生を抑制することができ、半導体装置の歩留まりを改善させることができる。
［３］第３実施形態
第３実施形態に係る接合装置１は、下チャックＬＣが下ウエハＬＷの中心部を凸状に吸着及び保持する点を除いて、第１実施形態と同様の構成を有する。また、第３実施形態に係る接合装置１は、第１実施形態と同様の接合処理を実行し得る。以下に、第３実施形態に係る接合装置１について、第１実施形態と異なる点を説明する。
［３－１］下チャックＬＣｂの構成
図１０は、第３実施形態に係る接合装置１が備える下チャックＬＣｂの構成の一例を示す概略図である。図１０の（Ａ）は、下チャックＬＣｂの平面レイアウトを示している。図１０の（Ｂ）は、下チャックＬＣｂの断面構造を示している。図１０に示すように、下チャックＬＣｂは、第１実施形態の下チャックＬＣにおいて、リブ４２が省略され、且つ複数のピン４３ｂが追加された構成を有する。以下では、平面視における下チャックＬＣｂの中心部のことを、“中心部ＣＰｂ”と呼ぶ。
下チャックＬＣｂの吸引領域ＳＡは、中心部ＣＰｂを含み、リブ４１に囲まれた領域の全体に設けられている。中心部ＣＰｂは、第１実施形態で説明されたセンター領域ＣＡに対向配置される領域に設けられる。中心部ＣＰｂが環状に囲まれた領域に対応する場合、中心部ＣＰｂの径Ｄ４は、例えば１．０～１５．０ｍｍの範囲内に設計される。
中心部ＣＰｂには、複数のピン４３ｂが配置される。複数のピン４３ｂのそれぞれの高さは、中心部ＣＰｂの周辺領域（すなわち、中心部ＣＰｂとリブ４１との間の領域）に設けられたピン４３よりも高く設計される。また、複数のピン４３ｂのそれぞれの高さは、例えば、平面視において押圧ピン３０と重なる部分から、下チャックＬＣｂの外周に向かって低くなるように設計される。より具体的には、複数のピン４３ｂのそれぞれの高さは、接合処理時に押圧ピン３０によって上ウエハＵＷの中心部で生じる歪み量（すなわち、上ウエハＵＷの中心部における凹状の変形量）が、下チャックＬＣｂに吸着及び保持された下ウエハＬＷの中心部で生じる歪み量（すなわち、中心部ＣＰｂに沿って吸着された下ウエハＬＷの中心部における凸状の変形量）と略同じになるように設計される。
第３実施形態に係る接合装置１のその他の構成は、第１実施形態と同様である。
［３－２］第３実施形態における接合処理
図１１は、第３実施形態に係る接合装置１における接合処理の具体例を示す概略図である。図１１の（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）のそれぞれは、第３実施形態における接合処理のある工程の処理後における、対向配置された上ステージ１１及び下ステージ１２の状態と、上ウエハＵＷ及び下ウエハＬＷの状態とを示している。以下に、図１１を参照して、第３実施形態に係る接合装置１の接合方法としての接合処理の具体例について説明する。
第３実施形態に係る接合装置１で図５のＳ１～Ｓ３の処理が実行されると、図１１の（Ａ）に示すように、上チャックＵＣに上ウエハＵＷが吸着及び保持され、下チャックＬＣに下ウエハＬＷが吸着及び保持され、上ウエハＵＷ及び下ウエハＬＷとが対向配置される。第３実施形態の下チャックＬＣは、下ウエハＬＷの全面を吸着する。また、下ウエハＬＷの中心部ＣＰｂに配置された複数のピン４３ｂは、他の領域に配置されたピン４３よりも高く設けられているため、下ウエハＬＷの中心部が真空吸着により凸状に変形し、複数のピン４３ｂにより支持される。つまり、第３実施形態では、下チャックＬＣが下ウエハＬＷを吸着した時点で、下ウエハＬＷの中心部に歪みが生じている。
第３実施形態に係る接合装置１で図５のＳ４及びＳ５の処理が実行されると、センター領域ＣＡの吸着がオフされ且つ押圧ピン３０が下降することにより、図１１の（Ｂ）に示すように、上ウエハＵＷの中心部が押圧ピン３０の先端部分により加えられた圧力によって凹状に変形し、凹状に変形した部分が下ウエハＬＷの中心部（凸状に変形した部分）に押し当てられる。このとき、上ウエハＵＷの中心部には、押圧ピン３０の先端部分の形状に沿って変形し、歪みが生じる。一方で、下ウエハＬＷで上ウエハＵＷを介して圧力が加えられた部分は、下チャックＬＣの吸着に伴い複数のピン４３ｂによって支持された状態である。このため、第３実施形態におけるＳ５の処理では、下ウエハＬＷの中心部の変形が抑制される。
第３実施形態に係る接合装置１で図５のＳ６及びＳ７の処理が実行されると、ミドル領域ＭＡ及びエッジ領域ＥＡの吸着がオフされることによって、ミドル領域ＭＡ及びエッジ領域ＥＡで吸着されていた上ウエハＵＷの部分がセンター領域ＣＡ側から剥がれる。すると、第１実施形態と同様に、センター領域ＣＡ側から、上ウエハＵＷの接合面と下ウエハＬＷの接合面との間における共有結合の形成（進展）が進行する。これにより、図１１の（Ｃ）に示すように、上ウエハＵＷの接合面と下ウエハＬＷの接合面とのそれぞれの全面が接合され、接合ウエハＢＷが形成される。
［３－３］第３実施形態の効果
以上で説明されたように、第３実施形態に係る接合装置１は、下チャックＬＣが下ウエハＬＷを吸着した時点で、下ウエハＬＷの中心部に凸状の歪みを発生させている。そして、この下ウエハＬＷで発生させた凸状の歪み量が、ストライカーによる衝撃の影響で生じる上ウエハＵＷの中心部の凹状の歪み量と略同じになるように調整される。
これにより、第３実施形態に係る接合装置１は、第１実施形態と同様に、接合ウエハＢＷの中心部における上ウエハＵＷ及び下ウエハＬＷの重ね合わせ位置のずれを小さくできる。従って、第３実施形態に係る接合装置１は、第１実施形態と同様に、接合ウエハＢＷの中心部における重ね合わせ位置のずれ起因の不良の発生を抑制することができ、半導体装置の歩留まりを改善させることができる。
［４］その他
上記実施形態は、様々な変形が可能である。
図１２は、第１実施形態の変形例に係る接合装置１による接合プロセスの具体例を示す概略図であり、第１実施形態の変形例に係る接合装置１が備える下チャックＬＣの断面構造の一例を示している。図１２に示すように、第１実施形態の変形例における下チャックＬＣは、第１実施形態における下チャックＬＣに対して、少なくとも１つのピン４２ｃが追加された構成を有する。ピン４２ｃの高さは、押圧ピン３０が上ウエハＵＷを介して下ウエハＬＷの中心部を押した際に、接触しないように設計されている。このように、下チャックＬＣは、下ウエハＬＷの支持に寄与しないピン４２ｃを備えていてもよい。
本明細書では、接合装置１が２枚のウエハを接合する場合について例示したが、これに限定されない。例えば、下ウエハＬＷ及び上ウエハＵＷのそれぞれが、複数枚のウエハが接合されたものであってもよい。すなわち、接合装置１によって形成される接合ウエハは、３枚以上のウエハが接合された構成を有していてもよい。
本明細書では、上チャックＵＣ及び下チャックＬＣのそれぞれがピンチャックである場合を例示したが、上チャックＵＣ及び下チャックＬＣのそれぞれは、その他の方式のチャックであってもよい。上チャックＵＣは、上ウエハＵＷの内側から外側に向かって順次吸着をオフできる機能を有していることが好ましい。下チャックＬＣは、隔壁部ＳＰ又は中心部ＣＰと類似した構成を有していればよい。例えば、第１実施形態では、下チャックＬＣが、平面視において隔壁部ＳＰの内側の部分を吸着及び支持しない且つ外側の部分を吸着及び支持するような構成を有していればよい。第２実施形態では、下チャックＬＣが、ウエハを吸着した際に、中心部ＣＰに位置する下ウエハＬＷの部分が凹状に変形するような支持部材を備えていればよい。第３実施形態では、下チャックＬＣが、下ウエハＬＷを吸着した際に、中心部ＣＰに位置する下ウエハＬＷの部分が凸状に変形するような支持部材を備えていればよい。
本明細書において上チャックＵＣ及び下チャックＬＣが備える“ピン”及び“リブ”は、例えば、本体部が加工されることによって形成される。“領域”は、上チャックＵＣ又は下チャックＬＣによって含まれる構成と見なされても良い。例えば、下チャックＬＣが吸引領域ＳＡ及び非吸引領域ＮＳＡを含むと規定された場合、吸引領域ＳＡ及び非吸引領域ＮＳＡは、本体部４０の上方且つ互いに異なる領域にそれぞれ関連付けられる。“高さ”は、本体部２０又は４０を基準として計測される。“高さ”の基準としては、本体部２０又は４０以外の構成が使用されても良い。“平面視”は、例えばＸ方向とＹ方向により形成されるＸＹ平面（本体部２０又は４０の表面と平行な面）を、Ｚ方向から見た状態に対応している。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことが出来る。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
１…接合装置、１０…制御装置、１１…上ステージ、１２…下ステージ、１３…真空ポンプ、１４…搬送装置、ＵＷ…ｋ…下ウエハ、ＢＷ…接合ウエハ、ＵＣ…上チャック、２０…本体部、２１～２４…リブ、２５…ピン、２６…吸引口、２７…吸引口、２８…吸引口、２９…貫通孔、ＣＡ…センター領域、ＭＡ…ミドル領域、ＥＡ…エッジ領域、ＳＵ…ストライカーユニット、３０…押圧ピン、３１…アクチュエータ部、３２…駆動部、ＬＣ…下チャック、４０…本体部、４１，４２…リブ、４３…ピン、４４…吸引口、ＳＡ…吸引領域、ＮＳＡ…非吸引領域、ＣＰ…中心部

Claims (7)

  1. 第１の基板の第１面と第２の基板の第２面とを接合する接合処理を実行する接合装置であって、
    前記第１の基板の前記第１面と対向する第３面を保持することが可能な第１のチャックと、
    前記第２の基板の前記第２面と対向する第４面を保持することが可能であり、前記第１のチャックの上方に配置される第２のチャックと、
    前記第２のチャックの中心部に設けられ、第１方向に延伸した先端部分を有し、且つ前記第１方向に昇降可能に設けられた押圧ピンと、
    を備え、
    前記第１のチャックは、平面視において、前記押圧ピンの前記先端部分と重なる領域を含む第１領域と前記第１領域の外周を囲んだ第２領域とを隔てる第１のリブを有し、
    前記第１のチャックは、前記第２のチャックと対向する前記第１のチャックの第５面において、前記第２領域にはそれぞれ間隔を有して設けられた複数のピンを有し、前記第１領域の平面視において前記先端部分と重なる領域には前記ピンを有しない、接合装置。
  2. 前記第１のチャックは、前記第２領域内で前記第５面に繋がった吸引口を有し、
    前記第１のチャックが前記第１の基板の前記第３面を保持した際に、前記第１のチャックの前記第５面で、前記第１領域に対応する部分が大気開放され、前記第２領域に対応する部分が前記吸引口を介して真空引きされる、
    請求項１に記載の接合装置。
  3. 前記第１のチャックの前記第５面は、前記第１領域と前記第２領域とのそれぞれを囲むように設けられた第２のリブを有し、
    平面視において、前記押圧ピンの前記先端部分の外径は、前記第１のリブの内径よりも小さい、
    請求項１に記載の接合装置。
  4. 前記押圧ピンの前記先端部分の外径は、１．０～１０．０ｍｍの範囲内であり、
    前記第１のリブの前記内径は、１．０～１５．０ｍｍの範囲内である、
    請求項３に記載の接合装置。
  5. 第１の基板の第１面と第２の基板の第２面とを接合する接合処理を実行する接合装置であって、
    前記第１の基板の前記第１面と対向する第３面を保持することが可能な第１のチャックと、
    前記第２の基板の前記第２面と対向する第４面を保持することが可能であり、前記第１のチャックの上方に配置される第２のチャックと、
    前記第２のチャックの中心部に設けられ、第１方向に延伸した先端部分を有し、且つ前記第１方向に昇降可能に設けられた押圧ピンと、
    を備え、
    前記第１のチャックは、平面視において、前記押圧ピンの前記先端部分と重なる領域を含む第１領域と前記第１領域の外周を囲んだ第２領域とを有し、
    前記第１のチャックは、前記第２のチャックと対向する前記第１のチャックの第５面において、それぞれ間隔を有して設けられた複数のピンを有し、前記第１領域に位置するピンの高さは、前記第２領域に位置するピンの高さよりも低い、
    接合装置。
  6. 前記第２領域に位置する前記ピンの高さは、略均一である、
    請求項５に記載の接合装置。
  7. 請求項１又は請求項５に記載の接合装置と、
    前記第１のチャックで前記第１の基板を保持し、
    前記第２のチャックで前記第２の基板を保持し、
    前記第１の基板と前記第２の基板を接合する、
    接合方法。
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