JP2023056464A - 接合システムおよび接合方法 - Google Patents

Abstract

【課題】重合基板の接合品質を向上させることができる技術を提供する。
【解決手段】本開示による接合システムは、表面改質装置と、接合装置と、制御部とを備える。表面改質装置は、基板の表面に位置する絶縁膜および金属配線のうち絶縁膜を処理ガスのプラズマによって改質する表面改質処理を行う。接合装置は、表面改質処理によって絶縁膜が改質された２つの基板を分子間力により接合する接合処理を行う。制御部は、表面改質処理前における基板の表面の金属酸化膜の膜厚に関する情報を取得し、取得した情報に基づいて表面改質処理の処理条件を決定する。
【選択図】図１３

Description

本開示は、接合システムおよび接合方法に関する。

半導体デバイスの高集積化の要請に応えるため、半導体デバイスを３次元に積層する３次元集積技術が提案されている。この３次元集積技術に用いられる半導体製造装置として、半導体ウエハ等の基板同士を接合する接合システムが知られている。

特許文献１には、基板の接合される表面を改質し、改質された基板の表面を親水化し、親水化された基板同士をファンデルワールス力および水素結合（分子間力）によって接合する接合システムが開示されている。

特開２０１７－０７３４５５号公報

本開示は、重合基板の接合品質を向上させることができる技術を提供する。

本開示の一態様による接合システムは、表面改質装置と、接合装置と、制御部とを備える。表面改質装置は、基板の表面に位置する絶縁膜および金属配線のうち絶縁膜を処理ガスのプラズマによって改質する表面改質処理を行う。接合装置は、表面改質処理によって絶縁膜が改質された２つの基板を分子間力により接合する接合処理を行う。制御部は、表面改質処理前における基板の表面の金属酸化膜の膜厚に関する情報を取得し、取得した情報に基づいて表面改質処理の処理条件を決定する。

本開示によれば、重合基板の接合品質を向上させることができる。

図１は、第１実施形態に係る接合システムの構成を示す模式平面図である。 図２は、同模式側面図である。 図３は、実施形態に係る上ウエハおよび下ウエハの模式側面図である。 図４は、表面改質装置の構成を示す模式断面図である。 図５は、実施形態に係る接合装置の構成を示す模式平面図である。 図６は、実施形態に係る接合装置の構成を示す模式側面図である。 図７は、実施形態に係る上チャックおよび下チャックを示す模式図である。 図８は、実施形態に係る接合システムが実行する処理の手順を示すフローチャートである。 図９は、表面改質処理の処理時間と接合強度との関係の一例を示すグラフである。 図１０は、高周波電源からステージへの印加電力が比較的低い印加電力である場合における、表面改質処理の処理時間と金属酸化膜厚との関係の一例を示すグラフである。 図１１は、高周波電源からステージへの印加電力が比較的高い印加電力である場合における、表面改質処理の処理時間と金属酸化膜厚との関係の一例を示すグラフである。 図１２は、改質閾値および膜厚閾値の両方を考慮した表面改質処理のプロセスウィンドウの一例を示すグラフである。 図１３は、表面改質処理の処理条件決定処理の手順の一例を示すフローチャートである。 図１４は、接合処理実行可否判定処理の手順の一例を示すフローチャートである。 図１５は、接合システムが備える処理ステーションの他の構成例を示す図である。 図１６は、接合システムの他の構成例を示す図である。 図１７は、第２実施形態に係る接合システムの構成を示す平面模式図である。 図１８は、第２実施形態に係る除去装置の構成を示す模式図である。 図１９は、プラズマ処理におけるプラズマの印加電力と、プラズマ処理後のＣｕ基板における金属酸化膜および金属窒化膜の存在割合との関係を示すグラフである。 図２０は、プラズマ処理におけるプラズマの照射時間と、プラズマ処理後のＣｕ基板における金属酸化膜および金属窒化膜の存在割合との関係を示すグラフである。 図２１は、表面に金属酸化膜が存在するＣｕ基板における、プラズマの印加電力とプラズマ処理後の金属窒化膜の存在割合との関係を示すグラフである。 図２２は、表面に金属酸化膜が存在しないＣｕ基板における、プラズマの印加電力とプラズマ処理後の金属窒化膜の存在割合との関係を示すグラフである。

以下に、本開示による接合システムおよび接合方法を実施するための形態（以下、「実施形態」と記載する）について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態により本開示が限定されるものではない。また、各実施形態は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。また、以下の各実施形態において同一の部位には同一の符号を付し、重複する説明は省略される。

また、以下に示す実施形態では、「一定」、「直交」、「垂直」あるいは「平行」といった表現が用いられる場合があるが、これらの表現は、厳密に「一定」、「直交」、「垂直」あるいは「平行」であることを要しない。すなわち、上記した各表現は、例えば製造精度、設置精度などのずれを許容するものとする。

また、以下参照する各図面では、説明を分かりやすくするために、互いに直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向を規定し、Ｚ軸正方向を鉛直上向き方向とする直交座標系を示す場合がある。また、鉛直軸を回転中心とする回転方向をθ方向と呼ぶ場合がある。

図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。さらに、図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。

従来、半導体ウエハなどの基板同士を接合する手法として、基板の接合される表面を改質し、改質された基板の表面を親水化し、親水化された基板同士をファンデルワールス力および水素結合（分子間力）によって接合する手法が知られている。

基板の表面改質処理は、基板の表面を処理ガスのプラズマによって改質する処理である。具体的には、表面改質処理は、基板の表面に位置している絶縁膜をプラズマによって活性化させる処理である。

ここで、基板の表面には絶縁膜だけでなく金属配線が位置している場合がある。絶縁膜と金属配線とが表面に位置する基板に対して表面改質処理を行った場合、金属配線上の自然酸化膜（以下、「金属酸化膜」と記載する）は、プラズマによって削られて一旦なくなった後、再び金属配線上に堆積する。すなわち、金属配線上の金属酸化膜の膜厚は、表面改質処理によって一旦薄くなった後、再び厚くなる。なお、この現象は、必ず起こるものではなく、比較的高い電力（ハイパワー）でプラズマを生成した場合に生じ易いことがわかっている。一方で、比較的低い電力（ローパワー）でプラズマを生成した場合には、金属酸化膜自体が削れない（もしくはほとんど削れない）こともわかっている。

表面改質処理後の基板において、金属配線上の金属酸化膜の膜厚が厚すぎると、基板同士を接合した際に、一方の基板の金属配線と他方の基板の金属配線とが接合不良となるおそれがある。

なお、金属配線上に形成される金属酸化膜の膜厚は、製造工程や環境等により基板ごとにばらつく。このため、一定の処理条件（印加電力、処理時間等）で表面改質処理を行うこととすると、金属酸化膜の膜厚を適切に制御することができないおそれがある。すなわち、たとえば金属酸化膜の膜厚が厚い基板に対してローパワーで生成したプラズマを用いて表面改質処理を行った場合、金属酸化膜は削れないため、金属酸化膜が臨界膜厚よりも厚い状態のまま接合処理に進むこととなるおそれがある。また、金属酸化膜の膜厚が厚い基板に対してハイパワーで生成したプラズマを用いて表面改質処理を行った場合、プラズマによって金属酸化膜は一旦削れるが、処理時間によっては金属酸化膜が再び堆積して臨界膜厚よりも厚い状態となってしまうおそれがある。なお、臨界膜厚とは、金属配線同士の接合不良が生じない膜厚として予め設定された膜厚である。

そこで、上述の問題点を克服し、重合基板の接合品質を向上させることができる技術の実現が期待されている。具体的には、表面改質処理において、絶縁膜の活性化を達成しつつ、金属配線上の金属酸化膜の厚みを臨界膜厚以下に抑えることで、重合基板の接合品質を向上させることができる技術の実現が期待されている。

（第１実施形態）
＜接合システムの構成＞
まず、第１実施形態に係る接合システム１の構成について、図１～図３を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る接合システム１の構成を示す模式平面図であり、図２は、同模式側面図である。また、図３は、第１実施形態に係る上ウエハＷ１および下ウエハＷ２の模式側面図である。

図１に示す接合システム１は、第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２とを接合することによって重合ウエハＴを形成する。

第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２は、たとえばシリコンウエハや化合物半導体ウエハなどの半導体基板である。第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２とは、略同径を有する。

以下では、第１基板Ｗ１を「上ウエハＷ１」と記載し、第２基板Ｗ２を「下ウエハＷ２」と記載する。すなわち、上ウエハＷ１は第１基板の一例であり、下ウエハＷ２は第２基板の一例である。また、上ウエハＷ１と下ウエハＷ２とを総称する場合、「ウエハＷ」と記載する場合がある。

また、以下では、図３に示すように、上ウエハＷ１の板面のうち、下ウエハＷ２と接合される側の板面を「接合面Ｗ１ｊ」と記載し、接合面Ｗ１ｊとは反対側の板面を「非接合面Ｗ１ｎ」と記載する。また、下ウエハＷ２の板面のうち、上ウエハＷ１と接合される側の板面を「接合面Ｗ２ｊ」と記載し、接合面Ｗ２ｊとは反対側の板面を「非接合面Ｗ２ｎ」と記載する。

図３に示すように、第１基板Ｗ１の接合面Ｗ１ｊおよび第２基板Ｗ２の接合面Ｗ２ｊには、絶縁膜ＷＬと金属配線ＷＭとが位置している。絶縁膜ＷＬは、たとえばＳｉＯ_２（二酸化ケイ素）膜またはＳｉＣＮ（炭窒化シリコン）膜等である。また、金属配線ＷＭは、たとえば、Ｃｕ（銅）配線である。

図１に示すように、接合システム１は、搬入出ステーション２と、処理ステーション３とを備える。搬入出ステーション２および処理ステーション３は、Ｘ軸正方向に沿って、搬入出ステーション２および処理ステーション３の順番で並べて配置される。また、搬入出ステーション２および処理ステーション３は、一体的に接続される。

搬入出ステーション２は、載置台１０と、搬送領域２０とを備える。載置台１０は、複数の載置板１１を備える。各載置板１１には、複数枚（たとえば、２５枚）の基板を水平状態で収容するカセットＣ１、Ｃ２、Ｃ３がそれぞれ載置される。たとえば、カセットＣ１は上ウエハＷ１を収容するカセットであり、カセットＣ２は下ウエハＷ２を収容するカセットであり、カセットＣ３は重合ウエハＴを収容するカセットである。

搬送領域２０は、載置台１０のＸ軸正方向側に隣接して配置される。かかる搬送領域２０には、Ｙ軸方向に延在する搬送路２１と、この搬送路２１に沿って移動可能な搬送装置２２とが設けられる。

搬送装置２２は、Ｙ軸方向だけでなく、Ｘ軸方向にも移動可能かつＺ軸周りに旋回可能である。そして、搬送装置２２は、載置板１１に載置されたカセットＣ１～Ｃ３と、後述する処理ステーション３の第３処理ブロックＧ３との間で、上ウエハＷ１、下ウエハＷ２および重合ウエハＴの搬送を行う。

なお、載置板１１に載置されるカセットＣ１～Ｃ３の個数は、図示のものに限定されない。また、載置板１１には、カセットＣ１、Ｃ２、Ｃ３以外に、不具合が生じた基板を回収するためのカセットなどが載置されてもよい。

処理ステーション３には、各種装置を備えた複数の処理ブロック、たとえば３つの処理ブロックＧ１、Ｇ２、Ｇ３が設けられる。たとえば、処理ステーション３の正面側（図１のＹ軸負方向側）には、第１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Ｙ軸正方向側）には、第２処理ブロックＧ２が設けられる。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Ｘ軸負方向側）には、第３処理ブロックＧ３が設けられる。

第１処理ブロックＧ１には、上ウエハＷ１および下ウエハＷ２の接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊを処理ガスのプラズマによって改質する表面改質装置３０が配置される。表面改質装置３０では、たとえば、減圧雰囲気下において所与の処理ガスが励起されてプラズマ化され、イオン化あるいはラジカル化される。そして、かかる処理ガスに含まれる元素のイオン（ラジカル）が、上ウエハＷ１および下ウエハＷ２の接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊに照射されることにより、接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊに位置する絶縁膜ＷＬが活性化される。

たとえば、処理ガスとして窒素ガスを用いた場合、表面改質装置３０は、プラズマ照射により、上ウエハＷ１および下ウエハＷ２の接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊに未結合手（ダングリングボンド）を形成することができる。この場合、表面改質装置３０は、その後親水化されやすくするように当該接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊに位置する絶縁膜ＷＬを活性化することができる。

また、第１処理ブロックＧ１には、表面親水化装置４０が配置される。表面親水化装置４０は、たとえば純水によって上ウエハＷ１および下ウエハＷ２の接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊを親水化するとともに、接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊを洗浄する。

表面親水化装置４０では、たとえばスピンチャックに保持された上ウエハＷ１または下ウエハＷ２を回転させながら、当該上ウエハＷ１または下ウエハＷ２上に純水を供給する。これにより、上ウエハＷ１または下ウエハＷ２上に供給された純水が上ウエハＷ１または下ウエハＷ２の接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊ上を拡散し、接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊが親水化される。

第２処理ブロックＧ２には、膜厚測定器３５が配置される。膜厚測定器３５は、上ウエハＷ１の接合面Ｗ１ｊに位置する金属配線ＷＭ上の金属酸化膜の膜厚を測定する。同様に、膜厚測定器３５は、下ウエハＷ２の接合面Ｗ２ｊに位置する金属配線ＷＭ上の金属酸化膜の膜厚を測定する。膜厚測定器３５としては、たとえば、エリプソメーターまたは光学干渉計（一例として、ＵＶ干渉計）等を用いることができる。

膜厚測定器３５の光軸は、測定対象面である接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊに対して垂直であることが好ましい。かかる構成とすることで、光軸を接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊに対して斜めにした場合と比べて、入射光の照射エリアを絞ることができる。したがって、金属配線ＷＭのパターンが微細であっても、金属配線ＷＭのみに入射光を照射し易く、金属配線ＷＭ以外（すなわち、絶縁膜ＷＬ）の測定結果への影響を排除することができる。つまり、金属酸化膜の膜厚の測定精度を高めることができる。

なお、膜厚測定器３５の光軸は、必ずしも接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊに対して垂直であることを要しない。膜厚測定器３５の光軸は、接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊに対して斜めであってもよい。

また、第２処理ブロックＧ２には、接合装置４１が配置される。接合装置４１は、上ウエハＷ１と下ウエハＷ２とを接合する。かかる接合装置４１の詳細については後述する。

第３処理ブロックＧ３には、図２に示すように、上ウエハＷ１、下ウエハＷ２および重合ウエハＴのトランジション（ＴＲＳ）装置５０、５１が下から順に２段に設けられる。

また、図１に示すように、第１処理ブロックＧ１、第２処理ブロックＧ２および第３処理ブロックＧ３に囲まれた領域には、搬送領域６０が形成される。搬送領域６０には、搬送装置６１が配置される。搬送装置６１は、たとえば鉛直方向、水平方向および鉛直軸周りに移動自在な搬送アームを有する。

かかる搬送装置６１は、搬送領域６０内を移動し、搬送領域６０に隣接する第１処理ブロックＧ１、第２処理ブロックＧ２および第３処理ブロックＧ３内の所与の装置に上ウエハＷ１、下ウエハＷ２および重合ウエハＴを搬送する。

また、接合システム１は、制御装置４を備える。制御装置４は、接合システム１の動作を制御する。かかる制御装置４は、たとえばコンピュータであり、制御部５および記憶部６を備える。記憶部６には、接合処理などの各種処理を制御するプログラムが格納される。制御部５は、記憶部６に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって接合システム１の動作を制御する。

なお、かかるプログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記録媒体に記録されていたものであって、その記録媒体から制御装置４の記憶部６にインストールされたものであってもよい。コンピュータによって読み取り可能な記録媒体としては、たとえばハードディスク（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ィスク（ＭＯ）、メモリカードなどがある。

＜表面改質装置の構成＞
次に、表面改質装置３０の構成について、図４を参照しながら説明する。図４は、表面改質装置３０の構成を示す模式断面図である。

図４に示すように、表面改質装置３０は、内部を密閉可能な処理容器７０を有する。処理容器７０の搬送領域６０（図１参照）側の側面には、上ウエハＷ１または下ウエハＷ２の搬入出口７１が形成され、当該搬入出口７１にはゲートバルブ７２が設けられる。

処理容器７０の内部には、ステージ８０が配置される。ステージ８０は、たとえば下部電極であり、たとえばアルミニウムなどの導電性材料で構成される。ステージ８０には、不図示のピン用貫通孔が形成され、かかるピン用貫通孔には、不図示のリフターピンが収容される。リフターピンは、不図示の昇降機構によって上下方向に昇降可能に構成される。

ステージ８０と処理容器７０の内壁との間には、複数のバッフル孔が設けられた排気リング１０３が配置される。排気リング１０３により、処理容器７０内の雰囲気が処理容器７０内から均一に排気される。

ステージ８０の下面には、導体で形成された給電棒１０４が接続される。給電棒１０４には、たとえばブロッキングコンデンサなどからなる整合器１０５を介して、高周波電源１０６が接続される。プラズマ処理時には、高周波電源１０６から所与の高周波電力がステージ８０に印加される。

処理容器７０の内部には、上部電極１１０が配置される。ステージ８０の上面と上部電極１１０の下面とは、互いに平行に、所与の間隔をあけて対向して配置されている。ステージ８０の上面と上部電極１１０の下面との間隔は、不図示の昇降機構により調整される。

上部電極１１０は接地され、グランド電位に接続されている。このように上部電極１１０が接地されているため、プラズマ処理中、上部電極１１０の下面の損傷を抑制することができる。

このように、高周波電源１０６から下部電極であるステージ８０に、高周波電力が印加されることにより、処理容器７０の内部にプラズマが発生する。

実施形態において、ステージ８０、給電棒１０４、整合器１０５、高周波電源１０６、上部電極１１０、および整合器は、処理容器７０内に処理ガスのプラズマを発生させるプラズマ発生機構の一例である。なお、高周波電源１０６は、上述の制御装置４の制御部５によって制御される。

上部電極１１０の内部には中空部１２０が形成されている。中空部１２０には、ガス供給管１２１が接続されている。ガス供給管１２１は、内部に処理ガスや除電用ガスを貯留するガス供給源１２２に連通している。また、ガス供給管１２１には、処理ガスや除電用ガスの流れを制御するバルブや流量調整部などを含む供給機器群１２３が設けられている。

そして、ガス供給源１２２から供給された処理ガスや除電用ガスは、供給機器群１２３で流量制御され、ガス供給管１２１を介して、上部電極１１０の中空部１２０に導入される。処理ガスには、たとえば酸素ガス、窒素ガス、アルゴンガスなどが用いられる。また、除電用ガスには、たとえば窒素ガスやアルゴンガスなどの不活性ガスが用いられる。

中空部１２０の内部には、処理ガスや除電用ガスの均一拡散を促進するためのバッフル板１２４が設けられている。バッフル板１２４には、多数の小孔が設けられている。上部電極１１０の下面には、中空部１２０から処理容器７０の内部に処理ガスや除電用ガスを噴出させる多数のガス噴出口１２５が形成されている。

処理容器７０には、吸気口１３０が形成される。吸気口１３０には、処理容器７０の内部の雰囲気を所与の真空度まで減圧する真空ポンプ１３１に連通する吸気管１３２が接続される。

ステージ８０の上面、すなわち上部電極１１０との対向面は、上ウエハＷ１および下ウエハＷ２よりも大きい径を有する平面視円形の水平面である。かかるステージ８０の上面にはステージカバー９０が載置され、上ウエハＷ１または下ウエハＷ２は、かかるステージカバー９０の載置部９１上に載置される。

＜接合装置の構成＞
次に、接合装置４１の構成について図５および図６を参照して説明する。図５は、実施形態に係る接合装置４１の構成を示す模式平面図であり、図６は、実施形態に係る接合装置４１の構成を示す模式側面図である。

図５に示すように、接合装置４１は、内部を密閉可能な処理容器１９０を有する。処理容器１９０の搬送領域６０側の側面には、上ウエハＷ１、下ウエハＷ２および重合ウエハＴの搬入出口１９１が形成され、当該搬入出口１９１には開閉シャッタ１９２が設けられている。

処理容器１９０の内部は、内壁１９３によって、搬送領域Ｔ１と処理領域Ｔ２に区画される。上述した搬入出口１９１は、搬送領域Ｔ１における処理容器１９０の側面に形成される。また、内壁１９３にも、上ウエハＷ１、下ウエハＷ２および重合ウエハＴの搬入出口１９４が形成される。

搬送領域Ｔ１には、トランジション２００、基板搬送機構２０１、反転機構２２０および位置調節機構２１０が、たとえば搬入出口１９１側からこの順番で並べて配置される。

トランジション２００は、上ウエハＷ１、下ウエハＷ２および重合ウエハＴを一時的に載置する。トランジション２００は、たとえば２段に形成され、上ウエハＷ１、下ウエハＷ２および重合ウエハＴのいずれか２つを同時に載置することができる。

基板搬送機構２０１は、たとえば鉛直方向（Ｚ軸方向）、水平方向（Ｙ軸方向、Ｘ軸方向）および鉛直軸周りの方向（θ方向）に移動自在な搬送アームを有する。基板搬送機構２０１は、搬送領域Ｔ１内または搬送領域Ｔ１と処理領域Ｔ２との間で上ウエハＷ１、下ウエハＷ２および重合ウエハＴを搬送することが可能である。

位置調節機構２１０は、上ウエハＷ１および下ウエハＷ２の水平方向の向きを調節する。具体的には、位置調節機構２１０は、上ウエハＷ１および下ウエハＷ２を保持して回転させる図示しない保持部を備えた基台２１１と、上ウエハＷ１および下ウエハＷ２のノッチ部の位置を検出する検出部２１２と、を有する。位置調節機構２１０は、基台２１１に保持された上ウエハＷ１および下ウエハＷ２を回転させながら検出部２１２を用いて上ウエハＷ１および下ウエハＷ２のノッチ部の位置を検出することにより、ノッチ部の位置を調節する。これにより、上ウエハＷ１および下ウエハＷ２の水平方向の向きが調節される。

反転機構２２０は、上ウエハＷ１の表裏を反転させる。具体的には、反転機構２２０は、上ウエハＷ１を保持する保持アーム２２１を有する。保持アーム２２１は、水平方向（Ｘ軸方向）に延伸する。また、保持アーム２２１には、上ウエハＷ１を保持する保持部材２２２がたとえば４箇所に設けられている。

保持アーム２２１は、たとえばモータなどを備えた駆動部２２３に支持される。保持アーム２２１は、かかる駆動部２２３によって水平軸周りに回動自在である。また、保持アーム２２１は、駆動部２２３を中心に回動自在であると共に、水平方向（Ｘ軸方向）に移動自在である。駆動部２２３の下方には、たとえばモータなどを備えた他の駆動部（図示せず）が設けられる。この他の駆動部によって、駆動部２２３は、鉛直方向に延伸する支持柱２２４に沿って鉛直方向に移動できる。

このように、保持部材２２２に保持された上ウエハＷ１は、駆動部２２３によって水平軸周りに回動できると共に鉛直方向および水平方向に移動することができる。また、保持部材２２２に保持された上ウエハＷ１は、駆動部２２３を中心に回動して、位置調節機構２１０と後述する上チャック２３０との間を移動することができる。

処理領域Ｔ２には、上ウエハＷ１の上面（非接合面Ｗ１ｎ）を上方から吸着保持する上チャック２３０と、下ウエハＷ２の下面（非接合面Ｗ２ｎ）を下方から吸着保持する下チャック２３１とが設けられる。下チャック２３１は、上チャック２３０よりも下方に設けられ、上チャック２３０と対向配置可能に構成される。上チャック２３０および下チャック２３１は、たとえばバキュームチャックである。

図６に示すように、上チャック２３０は、上チャック２３０の上方に設けられた支持部材２７０によって支持される。支持部材２７０は、たとえば、複数の支持柱２７１を介して処理容器１９０の天井面に固定される。

上チャック２３０の側方には、下チャック２３１に保持された下ウエハＷ２の上面（接合面Ｗ２ｊ）を撮像する上部撮像部２３５が設けられている。上部撮像部２３５には、たとえばＣＣＤカメラが用いられる。

下チャック２３１は、下チャック２３１の下方に設けられた第１移動部２５０に支持される。第１移動部２５０は、後述するように下チャック２３１を水平方向（Ｘ軸方向）に移動させる。また、第１移動部２５０は、下チャック２３１を鉛直方向に移動自在、且つ鉛直軸周りに回転可能に構成される。

第１移動部２５０には、上チャック２３０に保持された第１基板Ｗ１の下面（接合面Ｗ１ｊ）を撮像する下部撮像部２３６が設けられている。下部撮像部２３６には、たとえばＣＣＤカメラが用いられる。

第１移動部２５０は、一対のレール２５２，２５２に取り付けられている。一対のレール２５２，２５２は、第１移動部２５０の下面側に設けられ、水平方向（Ｘ軸方向）に延伸する。第１移動部２５０は、レール２５２に沿って移動自在に構成されている。

一対のレール２５２，２５２は、第２移動部２５３に配設されている。第２移動部２５３は、一対のレール２５４，２５４に取り付けられている。一対のレール２５４，２５４は、第２移動部２５３の下面側に設けられ、水平方向（Ｙ軸方向）に延伸する。第２移動部２５３は、レール２５４に沿って水平方向（Ｙ軸方向）に移動自在に構成される。なお、一対のレール２５４，２５４は、処理容器１９０の底面に設けられた載置台２５５上に配設されている。

第１移動部２５０および第２移動部２５３等により、位置合わせ部２５６が構成される。位置合わせ部２５６は、下チャック２３１をＸ軸方向、Ｙ軸方向およびθ方向に移動させることにより、上チャック２３０に保持されている上ウエハＷ１と、下チャック２３１に保持されている下ウエハＷ２との水平方向位置合わせを行う。また、位置合わせ部２５６は、下チャック２３１をＺ軸方向に移動させることにより、上チャック２３０に保持されている上ウエハＷ１と、下チャック２３１に保持されている下ウエハＷ２との鉛直方向位置合わせを行う。

なお、ここでは、下チャック２３１をＸ軸方向、Ｙ軸方向およびθ方向に移動させることとしたが、位置合わせ部２５６は、たとえば、下チャック２３１をＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させ、上チャック２３０をθ方向に移動させてもよい。また、ここでは、下チャック２３１をＺ軸方向に移動させることとしたが、位置合わせ部２５６は、たとえば、上チャック２３０をＺ軸方向に移動させてもよい。

次に、上チャック２３０および下チャック２３１の構成について図７を参照して説明する。図７は、実施形態に係る上チャック２３０および下チャック２３１を示す模式図である。

図７に示すように、上チャック２３０は、本体部２６０を有する。本体部２６０は、支持部材２７０によって支持される。支持部材２７０および本体部２６０には、支持部材２７０および本体部２６０を鉛直方向に貫通する貫通孔２６６が形成される。貫通孔２６６の位置は、上チャック２３０に吸着保持される上ウエハＷ１の中心部に対応している。貫通孔２６６には、ストライカー２８０の押圧ピン２８１が挿通される。

ストライカー２８０は、支持部材２７０の上面に配置され、押圧ピン２８１と、アクチュエータ部２８２と、直動機構２８３とを備える。押圧ピン２８１は、鉛直方向に沿って延在する円柱状の部材であり、アクチュエータ部２８２によって支持される。

アクチュエータ部２８２は、たとえば電空レギュレータ（図示せず）から供給される空気により一定方向（ここでは鉛直下方）に一定の圧力を発生させる。アクチュエータ部２８２は、電空レギュレータから供給される空気により、上ウエハＷ１の中心部と当接して当該上ウエハＷ１の中心部にかかる押圧荷重を制御することができる。また、アクチュエータ部２８２の先端部は、電空レギュレータからの空気によって、貫通孔２６６を挿通して鉛直方向に昇降自在になっている。

アクチュエータ部２８２は、直動機構２８３に支持される。直動機構２８３は、たとえばモータを内蔵した駆動部によってアクチュエータ部２８２を鉛直方向に沿って移動させる。

ストライカー２８０は、以上のように構成されており、直動機構２８３によってアクチュエータ部２８２の移動を制御し、アクチュエータ部２８２によって押圧ピン２８１による上ウエハＷ１の押圧荷重を制御する。これにより、ストライカー２８０は、上チャック２３０に吸着保持された上ウエハＷ１の中心部を押圧して下ウエハＷ２に接触させる。

本体部２６０の下面には、上ウエハＷ１の上面（非接合面Ｗ１ｎ）に接触する複数のピン２６１が設けられている。複数のピン２６１は、たとえば、径寸法が０．１ｍｍ～１ｍｍであり、高さが数十μｍ～数百μｍである。複数のピン２６１は、たとえば２ｍｍの間隔で均等に配置される。

上チャック２３０は、これら複数のピン２６１が設けられている領域のうちの一部の領域に、上ウエハＷ１を吸着する複数の吸着部を備える。具体的には、上チャック２３０における本体部２６０の下面には、上ウエハＷ１を真空引きして吸着する複数の外側吸着部３９１および複数の内側吸着部３９２が設けられている。複数の外側吸着部３９１および複数の内側吸着部３９２は、平面視において円弧形状の吸着領域を有する。複数の外側吸着部３９１および複数の内側吸着部３９２は、ピン２６１と同じ高さを有する。

複数の外側吸着部３９１は、本体部２６０の外周部に配置される。複数の外側吸着部３９１は、真空ポンプ等の図示しない吸引装置に接続され、真空引きによって上ウエハＷ１の外周部を吸着する。

複数の内側吸着部３９２は、複数の外側吸着部３９１よりも本体部２６０の径方向内方において、周方向に沿って並べて配置される。複数の内側吸着部３９２は、真空ポンプ等の図示しない吸引装置に接続され、真空引きによって上ウエハＷ１の外周部と中心部との間の領域を吸着する。

下チャック２３１は、下ウエハＷ２と同径もしくは下ウエハＷ２より大きい径を有する本体部２９０を有する。ここでは、下ウエハＷ２よりも大きい径を有する下チャック２３１を示している。本体部２９０の上面は、下ウエハＷ２の下面（非接合面Ｗ２ｎ）と対向する対向面である。

本体部２９０の上面には、下ウエハＷ２の下面（非接合面Ｗ２ｎ）に接触する複数のピン２９１が設けられている。複数のピン２９１は、たとえば、径寸法が０．１ｍｍ～１ｍｍであり、高さが数十μｍ～数百μｍである。複数のピン２９１は、たとえば２ｍｍの間隔で均等に配置される。

また、本体部２９０の上面には、下側リブ２９２が複数のピン２９１の外側に環状に設けられている。下側リブ２９２は、環状に形成され、下ウエハＷ２の外周部を全周に亘って支持する。

また、本体部２９０は、複数の下側吸引口２９３を有する。複数の下側吸引口２９３は、下側リブ２９２によって囲まれた吸着領域に複数設けられる。複数の下側吸引口２９３は、図示しない吸引管を介して真空ポンプ等の図示しない吸引装置に接続される。

下チャック２３１は、下側リブ２９２によって囲まれた吸着領域を複数の下側吸引口２９３から真空引きすることによって吸着領域を減圧する。これにより、吸着領域に載置された下ウエハＷ２は、下チャック２３１に吸着保持される。

下側リブ２９２が下ウエハＷ２の下面の外周部を全周に亘って支持するため、下ウエハＷ２は外周部まで適切に真空引きされる。これにより、下ウエハＷ２の全面を吸着保持することができる。また、下ウエハＷ２の下面は複数のピン２９１に支持されるため、下ウエハＷ２の真空引きを解除した際に、下ウエハＷ２が下チャック２３１から剥がれ易くなる。

＜接合システムの具体的動作＞
次に、実施形態に係る接合システム１の具体的な動作について図８を参照して説明する。図８は、実施形態に係る接合システム１が実行する処理の手順を示すフローチャートである。図８に示す各種の処理は、制御装置４の制御部５による制御に基づいて実行される。

まず、複数枚の上ウエハＷ１を収容したカセットＣ１、複数枚の下ウエハＷ２を収容したカセットＣ２、および空のカセットＣ３が、搬入出ステーション２の所定の載置板１１に載置される。その後、搬送装置２２によりカセットＣ１内の上ウエハＷ１が取り出され、第３処理ブロックＧ３に配置されたトランジション装置５０に搬送される。

次に、上ウエハＷ１は、搬送装置６１によって膜厚測定器３５に搬送される。膜厚測定器３５では、上ウエハＷ１の膜厚測定が行われる（ステップＳ１０１）。具体的には、膜厚測定器３５では、上ウエハＷ１の接合面Ｗ１ｊに位置する金属配線ＷＭ上の金属酸化膜の膜厚の測定が行われる。膜厚測定器３５による測定結果は、制御部５に入力される。

次に、上ウエハＷ１は、搬送装置６１によって第１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、上ウエハＷ１の接合面Ｗ１ｊの表面改質が行われる（ステップＳ１０２）。具体的には、上ウエハＷ１の接合面Ｗ１ｊに位置する絶縁膜ＷＬにおいて終端基を除去することでダングリングボンドを形成するとともに、ダングリングボンドをＯＨ基で終端させる。

次に、上ウエハＷ１は、搬送装置６１によって第１処理ブロックＧ１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エハＷ１を回転させながら、上ウエハＷ１上に純水を供給する。これにより、上ウエハＷ１の接合面Ｗ１ｊが親水化される。また、当該純水によって、上ウエハＷ１の接合面Ｗ１ｊが洗浄される（ステップＳ１０３）。

次に、上ウエハＷ１は、搬送装置６１によって第２処理ブロックＧ２の接合装置４１に搬送される。接合装置４１に搬入された上ウエハＷ１は、トランジション２００を介して位置調節機構２１０に搬送され、位置調節機構２１０によって水平方向の向きが調節される（ステップＳ１０４）。

その後、位置調節機構２１０から反転機構２２０に上ウエハＷ１が受け渡され、反転機構２２０によって上ウエハＷ１の表裏面が反転される（ステップＳ１０５）。具体的には、上ウエハＷ１の接合面Ｗ１ｊが下方に向けられる。

つづいて、反転機構２２０から上チャック２３０に上ウエハＷ１が受け渡され、上チャック２３０によって上ウエハＷ１が吸着保持される（ステップＳ１０６）。

上ウエハＷ１に対するステップＳ１０１～Ｓ１０６の処理と重複して、下ウエハＷ２の処理が行われる。まず、搬送装置２２によりカセットＣ２内の下ウエハＷ２が取り出され、第３処理ブロックＧ３に配置されたトランジション装置５０に搬送される。

次に、下ウエハＷ２は、搬送装置６１によって膜厚測定器３５に搬送される。膜厚測定器３５では、下ウエハＷ２の膜厚測定が行われる（ステップＳ１０７）。具体的には、膜厚測定器３５では、下ウエハＷ２の接合面Ｗ２ｊに位置する金属配線ＷＭ上の金属酸化膜の膜厚の測定が行われる。膜厚測定器３５による測定結果は、制御部５に入力される。

次に、下ウエハＷ２は、搬送装置６１によって表面改質装置３０に搬送され、下ウエハＷ２の接合面Ｗ２ｊが改質される（ステップＳ１０８）。

その後、下ウエハＷ２は、搬送装置６１によって表面親水化装置４０に搬送され、下ウエハＷ２の接合面Ｗ２ｊが親水化されるとともに当該接合面Ｗ２ｊが洗浄される（ステップＳ１０９）。

その後、下ウエハＷ２は、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に搬入された下ウエハＷ２は、トランジション２００を介して位置調節機構２１０に搬送される。そして、位置調節機構２１０によって、下ウエハＷ２の水平方向の向きが調節される（ステップＳ１１０）。

その後、下ウエハＷ２は、下チャック２３１に搬送され、ノッチ部を予め決められた方向に向けた状態で下チャック２３１に吸着保持される（ステップＳ１１１）。

つづいて、上チャック２３０に保持された上ウエハＷ１と下チャック２３１に保持された下ウエハＷ２との水平方向の位置調節が行われる（ステップＳ１１２）。

次に、上チャック２３０に保持された上ウエハＷ１と下チャック２３１に保持された下ウエハＷ２との鉛直方向位置の調節を行う（ステップＳ１１３）。具体的には、第１移動部２５０が下チャック２３１を鉛直上方に移動させることによって、下ウエハＷ２を上ウエハＷ１に接近させる。

次に、複数の内側吸着部３９２による上ウエハＷ１の吸着保持を解除した後（ステップＳ１１４）、ストライカー２８０の押圧ピン２８１を下降させることによって、上ウエハＷ１の中心部を押下する（ステップＳ１１５）。

上ウエハＷ１の中心部が下ウエハＷ２の中心部に接触し、上ウエハＷ１の中心部と下ウエハＷ２の中心部とがストライカー２８０によって所定の力で押圧されると、押圧された上ウエハＷ１の中心部と下ウエハＷ２の中心部との間で接合が開始される。すなわち、上ウエハＷ１の接合面Ｗ１ｊと下ウエハＷ２の接合面Ｗ２ｊは改質されているため、まず、接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊ間にファンデルワールス力（分子間力）が生じ、当該接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊ同士が接合される。さらに、上ウエハＷ１の接合面Ｗ１ｊと下ウエハＷ２の接合面Ｗ２ｊは親水化されているため、接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊ間の親水基が水素結合し、接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊ同士が強固に接合される。このようにして、接合領域が形成される。

その後、上ウエハＷ１と下ウエハＷ２との間では、上ウエハＷ１および下ウエハＷ２の中心部から外周部に向けて接合領域が拡大していくボンディングウェーブが発生する。その後、複数の外側吸着部３９１による上ウエハＷ１の吸着保持が解除される（ステップＳ１１６）。これにより、外側吸着部３９１によって吸着保持されていた上ウエハＷ１の外周部が落下する。この結果、上ウエハＷ１の接合面Ｗ１ｊと下ウエハＷ２の接合面Ｗ２ｊが全面で当接し、重合ウエハＴが形成される。

その後、押圧ピン２８１を上チャック２３０まで上昇させ、下チャック２３１による下ウエハＷ２の吸着保持を解除する。その後、重合ウエハＴは、搬送装置６１によって接合装置４１から搬出される。こうして、一連の接合処理が終了する。

次に、ステップＳ１０２およびステップＳ１０８における表面改質処理について説明する。まず、表面改質処理の処理時間と接合強度との関係について図９を参照して説明する。図９は、表面改質処理の処理時間と接合強度との関係の一例を示すグラフである。

図９に示すように、表面改質処理の処理時間と接合強度との間には相関関係がある。具体的には、表面改質処理の処理時間が長くなるほど接合強度が高くなる傾向がある。所望の接合強度を得るためには、言い換えれば、改質閾値以上の接合強度を得るためには、時間ｔ０以上の処理時間が必要となる。なお、図９では示されていないが、表面改質処理の処理時間が長すぎると接合強度が却って低下することが知られている。

つづいて、表面改質処理の処理時間と金属配線ＷＭ上の金属酸化膜の膜厚（以下、「金属酸化膜厚」と記載する）との関係について図１０および図１１を参照して説明する。図１０は、高周波電源１０６からステージ８０への印加電力が比較的低い印加電力（たとえば、３０Ｗ）である場合における、表面改質処理の処理時間と金属酸化膜厚との関係の一例を示すグラフである。また、図１１は、高周波電源１０６からステージ８０への印加電力が比較的高い印加電力（たとえば、１５０Ｗ）である場合における、表面改質処理の処理時間と金属酸化膜厚との関係の一例を示すグラフである。

図１０に示すように、金属酸化膜は、比較的低い印加電力で生成したプラズマでは削れない（もしくはほとんど削れない）。したがって、たとえば、金属酸化膜厚が膜厚閾値（接合不良が生じない膜厚の上限、臨界膜厚）以下のＴ１である場合には問題とならないが、膜厚閾値を超えるＴ２である場合には、表面改質処理を行っても膜厚が変化しないため接合不良が生じるおそれがある。

なお、「ほとんど削れない」とは、表面改質処理の常識的な処理時間を考慮した場合に金属酸化膜の削れる量が無視できる程度に小さいことを意味する。また、「比較的低い印加電力」とは、金属酸化膜が削れない（もしくはほとんど削れない）プラズマを生成するための印加電力（第１電力の一例に相当）を意味する。

一方、図１１に示すように、比較的高い印加電力でプラズマを生成すると、金属酸化膜はプラズマによって削られる。すなわち、金属酸化膜厚は、表面改質処理の処理時間の経過とともに薄くなる。このため、たとえば、金属酸化膜厚がＴ２である場合、表面改質処理の処理時間がｔ１を超えると、金属酸化膜厚は、接合不良が生じない膜厚閾値以下となる。

しかしながら、比較的高い印加電力でプラズマを生成した場合、金属酸化膜は一旦削られた後、金属配線ＷＭ上に再び堆積し始める。たとえば、金属酸化膜厚がＴ２である場合、表面改質処理の処理時間がｔ３を超えると、金属酸化膜厚は膜厚閾値を超えてしまう。また、金属酸化膜厚がもともと膜厚閾値以下であるＴ１である場合も、表面改質処理の処理時間がｔ２を超えることで、金属酸化膜厚が膜厚閾値を超えてしまう。

なお、「比較的高い印加電力」とは、金属酸化膜が削れるプラズマを生成するための印加電力（第２電力の一例に相当）を意味する。

図１２は、改質閾値および膜厚閾値の両方を考慮した表面改質処理のプロセスウィンドウの一例を示すグラフである。

上述したように、改質閾値以上の接合強度を得るためには、表面改質処理の処理時間は、ｔ０以上に設定される必要がある。また、金属酸化膜厚がＴ１である場合において、金属酸化膜厚を膜厚閾値以下に抑えるためには、表面改質処理の処理時間は、ｔ２以下に設定される必要がある。また、金属酸化膜厚がＴ２である場合において、金属酸化膜厚を膜厚閾値以下に抑えるためには、表面改質処理の処理時間は、ｔ１以上ｔ３以下に設定される必要がある。

したがって、改質閾値および膜厚閾値の両方を考慮すると、表面改質処理の処理時間は、金属酸化膜厚がＴ１である場合にはｔ０以上ｔ２以下の範囲（図１２に示す範囲Ｐ１）内に設定される必要がある。また、表面改質処理の処理時間は、金属酸化膜厚がＴ２である場合にはｔ１以上ｔ３以下の範囲（図１２に示す範囲Ｐ２）内に設定される必要がある。

第１実施形態に係る接合システム１において、制御部５は、表面改質処理を行う前に、膜厚測定器３５による測定結果を取得する。そして、制御部５は、取得した測定結果に基づいて、改質閾値および膜厚閾値の両方を満足するように表面改質処理の処理条件を決定する。

図１３は、表面改質処理の処理条件決定処理の手順の一例を示すフローチャートである。図１３に示す処理条件決定処理は、図８に示すステップＳ１０１とステップＳ１０２との間、もしくは、ステップＳ１０７とステップＳ１０８との間において実行される。

図１３に示すように、制御部５は、まず、膜厚測定器３５による金属酸化膜厚の測定結果を取得する（ステップＳ２０１）。つづいて、制御部５は、金属酸化膜厚が膜厚閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ２０２）。

ステップＳ２０２において、金属酸化膜厚が膜厚閾値以下である場合（ステップＳ２０２，Ｙｅｓ）、制御部５は、高周波電源１０６からステージ８０に印加する電力を第１電力に決定する（ステップＳ２０３）。上述したように、第１電力は、金属酸化膜が削れない（もしくはほとんど削れない）プラズマを生成するための印加電力として予め設定された電力である。

また、制御部５は、処理時間を第１処理時間に決定する（ステップＳ２０４）。具体的には、印加電力を第１電力に決定した場合、制御部５は、接合強度が改質閾値以上となる表面改質処理の処理時間として予め決められた時間を第１処理時間として決定する。

一方、ステップＳ２０２において、金属酸化膜厚が膜厚閾値を超えている場合（ステップＳ２０２，Ｎｏ）、制御部５は、高周波電源１０６からステージ８０に印加する電力を第２電力に決定する（ステップＳ２０５）。上述したように、第２電力は、金属酸化膜を削るプラズマを生成するための印加電力として予め設定された電力である。

また、制御部５は、処理時間を第２処理時間に決定する（ステップＳ２０６）。具体的には、印加電力を第２電力に決定した場合、制御部５は、接合強度が改質閾値以上となり、かつ、金属酸化膜厚が膜厚閾値以下となる表面改質処理の処理時間を第２処理時間として決定する。

ここで、「金属酸化膜厚が膜厚閾値以下となる表面改質処理の処理時間」は、たとえば、金属酸化膜厚と表面改質処理の処理時間との関係を示す情報として記憶部６に予め記憶された情報（以下、「膜厚変化情報」と記載する）に基づいて決定されてもよい。

膜厚変化情報は、複数の第２電力ごとに記憶部６に記憶されていてもよい。たとえば、記憶部６には、第２電力が１００Ｗである場合の膜厚変化情報と、第２電力が１２０Ｗである場合の膜厚変化情報と、第２電力が１５０Ｗである場合の膜厚変化情報とが記憶されていてもよい。この場合、制御部５は、ステップＳ２０５において決定した第２電力に対応する膜厚変化情報と、ステップＳ２０１において取得した金属酸化膜厚とを用いて、金属酸化膜厚が膜厚閾値以下となる表面改質処理の処理時間を決定することができる。

ステップＳ２０４またはステップＳ２０６の処理を終えると、制御部５は、表面改質処理の処理条件決定処理を終える。その後、制御部５は、ステップＳ１０２またはステップＳ１０８に移行し、処理条件決定処理において決定した処理条件にて表面改質処理を行う。

（第１実施形態における第１変形例）
上述した第１実施形態では、表面改質処理前に金属酸化膜の膜厚測定を行う場合の例について説明した。これに限らず、第１実施形態に係る接合システム１は、表面改質処理後に金属酸化膜の膜厚測定を行ってもよい。この場合の例について図１４を参照して説明する。図１４は、接合処理実行可否判定処理の手順の一例を示すフローチャートである。なお、図１４に示す接合処理実行可否判定処理は、ウエハＷに対して表面改質処理を実行した後、表面親水化処理を行う前に実行される。

図１４に示すように、制御部５は、表面改質処理後のウエハＷを膜厚測定器３５に搬入し（ステップＳ３０１）、膜厚測定器３５において金属酸化膜厚の測定処理を行う（ステップＳ３０２）。そして、制御部５は、膜厚測定器３５による金属酸化膜厚の測定結果を取得する（ステップＳ３０３）。

つづいて、制御部５は、ステップＳ３０３において取得した測定結果に基づき、金属酸化膜厚が膜厚閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ３０４）。

ステップＳ３０４において、金属酸化膜厚が膜厚閾値以下である場合（ステップＳ３０４，Ｙｅｓ）、制御部５は、接合処理の実行を許可する（ステップＳ３０５）。具体的には、制御部５は、上ウエハＷ１であれば、図８に示すステップＳ１０３移行の処理を進め、下ウエハＷ２であれば、図８に示すステップＳ１０９移行の処理を進める。

一方、ステップＳ３０４において、金属酸化膜厚が膜厚閾値を超えている場合（ステップＳ３０４，Ｎｏ）、制御部５は、接合処理の実行を禁止する（ステップＳ３０６）。すなわち、制御部５は、上ウエハＷ１であれば、図８に示すステップＳ１０３移行の処理を行わず、下ウエハＷ２であれば、図８に示すステップＳ１０９移行の処理を行わない。

また、制御部５は、金属酸化膜厚が閾値を超えているウエハＷに対して異常対応処理を実行する（ステップＳ３０７）。

たとえば、制御部５は、異常対応処理として、金属酸化膜厚が閾値を超えているウエハＷを接合システム１から搬出するために搬入出ステーション２（搬入出部の一例）戻す処理を行ってもよい。この場合、載置台１０には、不具合が生じたウエハを回収するためのカセット（図示せず）が載置されていてもよい。制御部５は、搬送装置６１および搬送装置２２を制御して、金属酸化膜厚が閾値を超えているウエハＷを膜厚測定器３５から取り出して上記回収用のカセットに収容してもよい。

また、制御部５は、異常対応処理として、金属酸化膜厚が閾値を超えているウエハＷを表面改質装置３０に搬入し、表面改質装置３０において表面改質処理を再度実行してもよい。このとき、制御部５は、初回の表面改質処理と２回目の表面改質処理とで処理条件を異ならせてもよい。たとえば、制御部５は、初回の表面改質処理を第１電力にて行った場合に、２回目の表面改質処理を第２電力にて行うこととしてもよい。また、制御部５は、初回の表面改質処理および２回目の表面改質処理を第２電力にて行った場合に、２回目の表面改質処理の処理時間を初回の表面改質処理の処理時間よりも短い時間に設定してもよい。なお、ステップＳ３０７において表面改質処理を再度行う場合、制御部５は、処理をステップＳ３０１に戻し、ステップＳ３０１移行の処理を再度行ってもよい。

ステップＳ３０６またはステップＳ３０７の処理を終えると、制御部５は、接合処理実行可否判定処理を終える。

このように、第１実施形態に係る接合システム１は、表面改質処理後に金属酸化膜の膜厚測定を行ってもよい。

（第２変形例）
図１５は、接合システム１が備える処理ステーション３の他の構成例を示す図である。上述した第１実施形態では、膜厚測定器３５が処理ステーション３の第２処理ブロックＧ２に配置される場合の例について説明したが、膜厚測定器３５の配置は本例に限定されない。

たとえば、図１５に示すように、膜厚測定器３５は、表面改質装置３０に内蔵されていてもよい。かかる構成とすることにより、接合システム１における一連の処理の所要時間を短縮することができる。また、膜厚測定器３５を組み込むことによる接合システム１のフットプリントの増大を抑えることができる。

（第３変形例）
図１６は、接合システム１の他の構成例を示す図である。図１６に示すように、膜厚測定器３５は、接合システム１と別体に設けられていてもよい。すなわち、接合システム１は、必ずしも膜厚測定器３５を備えることを要しない。この場合、制御装置４は、膜厚測定器３５から金属酸化膜厚の情報をＬＡＮ（Local Area Network）等のネットワーク経由で取得すればよい。また、この場合、接合システム１には、膜厚測定器３５において膜厚測定済みのウエハＷが搬入されることになる。

上述してきたように、第１実施形態に係る接合システム（一例として、接合システム１）は、表面改質装置と（一例として、表面改質装置３０）、接合装置（一例として、接合装置４１）と、制御部（一例として、制御部５）とを備える。表面改質装置は、基板（一例として、上ウエハＷ１および下ウエハＷ２）の表面に位置する絶縁膜（一例として、絶縁膜ＷＬ）および金属配線（一例として、金属配線ＷＭ）のうち絶縁膜を処理ガスのプラズマによって改質する表面改質処理を行う。接合装置は、表面改質処理によって絶縁膜が改質された２つの基板を分子間力により接合する接合処理を行う。制御部は、表面改質処理前における基板の表面の金属酸化膜の膜厚に関する情報を取得し、取得した情報に基づいて表面改質処理の処理条件を決定する。

かかる接合システムは、金属酸化膜による接合不良の発生を抑制しつつ、絶縁膜の活性化を達成することができる。したがって、第１実施形態に係る接合システムによれば、重合基板の接合品質を向上させることができる。

また、第１実施形態に係る接合システムは、（一例として、接合システム１）は、表面改質装置と（一例として、表面改質装置３０）、接合装置（一例として、接合装置４１）と、制御部（一例として、制御部５）とを備える。表面改質装置は、基板（一例として、上ウエハＷ１および下ウエハＷ２）の表面に位置する絶縁膜（一例として、絶縁膜ＷＬ）および金属配線（一例として、金属配線ＷＭ）のうち絶縁膜を処理ガスのプラズマによって改質する表面改質処理を行う。接合装置は、表面改質処理によって絶縁膜が改質された２つの基板を分子間力により接合する接合処理を行う。制御部は、表面改質処理後における基板の表面の金属酸化膜の膜厚に関する情報を取得し、取得した情報に基づき、表面改質処理後の基板に対する接合処理の実行の可否を決定する。

このように、金属酸化膜の膜厚に関する情報に基づいて、接合処理前に接合処理の実行の可否を判断することで、重合基板の接合品質を向上させることができる。

たとえば、第１実施形態に係る接合システムは、金属酸化膜の膜厚が臨界膜厚よりも厚い場合に、接合処理の実行を禁止することで歩留まりを抑制することができる。すなわち、接合処理によって接合された２枚の基板を剥がして再度接合処理を行うことはできない。これに対し、接合処理を行う前の基板であれば、たとえば接合システムから一旦搬出し、ＣＭＰ（化学機械研磨）処理を施したうえで再度接合システムに搬入することで、製品基板として救済することができる。

（第２実施形態）
接合システムは、金属酸化膜の膜厚測定を行う前に、基板に対して金属酸化膜を除去する処理を行うこととしてもよい。そこで、第２実施形態では、基板の金属酸化膜の少なくとも一部を除去装置を用いて除去した後に、金属酸化膜の膜厚測定処理を行う場合の例について説明する。

図１７は、第２実施形態に係る接合システム１Ａの構成を示す平面模式図である。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同様の部分については、既に説明した部分と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１７に示すように、第２実施形態に係る接合システム１Ａは、第２処理ブロックＧ２に除去装置３００が配置される点が、第１実施形態に係る接合システム１と異なる。除去装置３００は、上ウエハＷ１の接合面Ｗ１ｊに位置する金属配線ＷＭ上の金属酸化膜の少なくとも一部を除去する。同様に、除去装置３００は、下ウエハＷ２の接合面Ｗ２ｊに位置する金属配線ＷＭ上の金属酸化膜の少なくとも一部を除去する。

かかる除去装置３００の構成の一例について図１８を参照して説明する。図１８は、第２実施形態に係る除去装置３００の構成を示す模式図である。

図１８に示すように、除去装置３００は、チャンバ３２０と、基板保持機構３３０と、液供給部３４０と、回収カップ３５０とを備える。

チャンバ３２０は、基板保持機構３３０と液供給部３４０と回収カップ３５０とを収容する。チャンバ３２０の天井部には、ＦＦＵ（Fan Filter Unit）３２１が設けられる。ＦＦＵ３２１は、チャンバ３２０内にダウンフローを形成する。

ＦＦＵ３２１は、バルブ３２２を介してダウンフローガス供給源３２３に接続される。ＦＦＵ３２１は、ダウンフローガス供給源３２３から供給されるダウンフローガス（たとえば、ドライエア）をチャンバ３２０内に吐出する。

基板保持機構３３０は、回転保持部３３１と、支柱部３３２と、駆動部３３３とを備える。回転保持部３３１は、チャンバ３２０の略中央に設けられる。回転保持部３３１の上面には、ウエハＷを側面から保持する保持部材３１１が設けられる。ウエハＷは、かかる保持部材３１１によって回転保持部３３１の上面からわずかに離間した状態で水平保持される。

支柱部３３２は、鉛直方向に延在する部材であり、基端部が駆動部３３３によって回転可能に支持され、先端部において回転保持部３３１を水平に支持する。駆動部３３３は、支柱部３３２を鉛直軸まわりに回転させる。

かかる基板保持機構３３０は、駆動部３３３を用いて支柱部３３２を回転させることによって支柱部３３２に支持された回転保持部３３１を回転させ、これにより、回転保持部３３１に保持されたウエハＷを回転させる。

液供給部３４０は、基板保持機構３３０に保持されたウエハＷに対して各種の処理液を供給する。かかる液供給部３４０は、ノズル３４１と、ノズル３４１を水平に支持するアーム３４２と、アーム３４２を旋回および昇降させる旋回昇降機構３４３とを備える。

ノズル３４１は、バルブ３４４ａを介してクエン酸供給源３４５ａに接続される。また、ノズル３４１は、バルブ３４４ｂを介してリンス液供給源３４５ｂに接続される。クエン酸供給源３４５ａは、バルブ３４４ａを介してノズル３４１にクエン酸（クエン酸水溶液）を供給する。リンス液供給源３４５ｂは、バルブ３４４ｂを介してノズル３４１にリンス液を供給する。リンス液は、たとえば、常温（２３～２５度程度）の純水（脱イオン水）である。図１８では、液供給部３４０が１つのノズル３４１を有する場合の例を示しているが、液供給部３４０は、クエン酸を供給するノズルと、リンス液を供給するノズルの合計２つのノズルを備えていてもよい。

液供給部３４０は、上記のように構成されており、クエン酸水溶液またはリンス液をウエハＷに対して供給する。

クエン酸は、ウエハＷの表面から金属酸化膜の少なくとも一部を除去する除去処理液の一例である。なお、クエン酸に代えて、たとえばシュウ酸や硫酸などが除去処理液として使用されてもよい。リンス液は、ウエハＷ上に残存するクエン酸を洗い流すための処理液である。

回収カップ３５０は、回転保持部３３１を取り囲むように配置され、回転保持部３３１の回転によってウエハＷから飛散する処理液を捕集する。回収カップ３５０の底部には、排液口３５１が形成されており、回収カップ３５０によって捕集された処理液は、かかる排液口３５１から除去装置３００の外部へ排出される。また、回収カップ３５０の底部には、ＦＦＵ３２１から供給されるダウンフローガスを除去装置３００の外部へ排出する排気口３５２が形成される。

次に、第２実施形態に係る除去装置３００の具体的動作について説明する。除去装置３００による処理は、たとえば、第１実施形態における金属酸化膜の膜厚測定前に行われてもよい。この場合、除去装置３００による処理は、図８のステップＳ１０１およびステップＳ１０７の前に上ウエハＷ１と下ウエハＷ２それぞれに対して行われてもよい。以下では、上ウエハＷ１および下ウエハＷ２を総称して「ウエハＷ」と記載する。同様に、以下では、接合面Ｗ１ｊおよび接合面Ｗ２ｊを総称して「接合面」と記載する。

まず、除去装置３００では、基板搬入処理が行われる。かかる基板搬入処理では、基板搬送装置によってチャンバ３２０内に搬入されたウエハＷが基板保持機構３３０の保持部材３１１により保持される。このときウエハＷは、接合面が上方を向いた状態で保持部材３１１により保持される。その後、駆動部３３３によって回転保持部３３１が回転する。これにより、ウエハＷは、回転保持部３３１に水平保持された状態で回転保持部３３１とともに回転する。

つづいて、除去装置３００では、金属酸化膜の除去処理が行われる。かかる金属酸化膜の除去処理では、液供給部３４０のノズル３４１がウエハＷの中央上方に位置する。その後、ウエハＷの接合面に対して、金属酸化膜の除去処理液であるクエン酸が供給される。ウエハＷへ供給されたクエン酸は、ウエハＷの回転に伴う遠心力によってウエハＷの接合面に広がる。これにより、ウエハＷの接合面における金属酸化膜の少なくとも一部が除去される。たとえば、除去装置３００は、ウエハＷの接合面における金属酸化膜のほぼ全てをクエン酸によって除去してもよい。金属酸化膜の除去率は、たとえば、クエン酸の濃度、クエン酸の供給時間、供給流量等により制御可能である。

つづいて、除去装置３００では、リンス処理が行われる。かかるリンス処理では、回転するウエハＷに対してリンス液が供給されることにより、ウエハＷの接合面が洗浄される。

つづいて、除去装置３００では、乾燥処理が行われる。かかる乾燥処理では、たとえばウエハＷの回転速度を所定時間増加させることによって、ウエハＷの表面に残存するリンス液を振り切ってウエハＷを乾燥させる。その後、ウエハＷの回転が停止する。

なお、乾燥処理は、ＦＦＵ３２１から供給されるダウンフローガスによってチャンバ３２０内の湿度を低下させる処理であってもよい。

つづいて、除去装置３００では、基板搬出処理が行われる。かかる基板搬出処理では、搬送装置６１（図１参照）によって、除去装置３００のチャンバ３２０からウエハＷが取り出される。その後、ウエハＷは、搬送装置６１によって膜厚測定器３５に搬送される。かかる基板搬出処理が完了すると、１枚のウエハＷについての金属酸化膜の除去処理が完了する。

ここで、本願発明者は、表面に金属酸化膜を有する基板に対してプラズマ処理を行った場合に、基板の表面に金属窒化膜が生成されることを実験により見出した。

実験の内容は以下の通りである。まず、本願発明者は、表面に金属酸化膜（Ｃｕ_２Ｏ）が形成された複数のＣｕ基板を用意し、これら複数のＣｕ基板に対して、異なる印加電力により生成したプラズマを照射した。具体的には、４つのＣｕ基板に対して、それぞれ５０Ｗ、１００Ｗ、２００Ｗおよび４００Ｗの印加電力にてプラズマ照射を行った。そして、プラズマ処理を行った上記４つのＣｕ基板と、プラズマ処理を行わなかったＣｕ基板（すなわち、印加電力を０ＷとしたＣｕ基板）の合計５つのＣｕ基板について、金属酸化膜（Ｃｕ_２Ｏ）および金属窒化膜（Ｃｕ_ｘＯ_ｙＮ）の存在割合を調べた。その結果を図１９に示す。

図１９は、プラズマ処理におけるプラズマの印加電力と、プラズマ処理後のＣｕ基板上における金属酸化膜（Ｃｕ_２Ｏ）および金属窒化膜（Ｃｕ_ｘＯ_ｙＮ）の存在割合との関係を示すグラフである。図１９に示すように、プラズマ処理を行わなかったＣｕ基板（印加電力が０ＷのＣｕ基板）からは、金属窒化膜（Ｃｕ_ｘＯ_ｙＮ）は検出されなかった。これに対し、プラズマ処理を行った４つのＣｕ基板からは、金属窒化膜（Ｃｕ_ｘＯ_ｙＮ）が検出された。また、金属窒化膜（Ｃｕ_ｘＯ_ｙＮ）の存在割合は、より高い印加電力でプラズマ処理を行ったＣｕ基板ほど、すなわち、金属酸化膜（Ｃｕ_２Ｏ）の除去量が多いＣｕ基板ほど高くなる傾向が見られた。

また、本願発明者は、表面に金属酸化膜が形成された複数のＣｕ基板に対し、同一の印加電力により生成したプラズマを異なる照射時間で照射した。そして、プラズマ処理を行った各Ｃｕ基板と、プラズマ処理を行わなかったＣｕ基板（すなわち、照射時間を０ｓｅｃとしたＣｕ基板）とについて、金属酸化膜（Ｃｕ_２Ｏ）および金属窒化膜（Ｃｕ_ｘＯ_ｙＮ）の存在割合を調べた。その結果を図２０に示す。

図２０は、プラズマ処理におけるプラズマの照射時間と、プラズマ処理後のＣｕ基板上における金属酸化膜（Ｃｕ_２Ｏ）および金属窒化膜（Ｃｕ_ｘＯ_ｙＮ）の存在割合との関係を示すグラフである。

図２０に示すように、金属窒化膜（Ｃｕ_ｘＯ_ｙＮ）の存在割合は、プラズマの照射時間が長いＣｕ基板ほど、すなわち、金属酸化膜（Ｃｕ_２Ｏ）の除去量が多いＣｕ基板ほど高くなる傾向が見られた。

これら図１９および図２０に示す結果から、金属酸化膜（Ｃｕ_２Ｏ）が存在する基板に対してプラズマ処理を行うと、基板上に金属窒化膜（Ｃｕ_ｘＯ_ｙＮ）が生成されることが分かる。

なお、プラズマ処理による金属窒化膜の生成メカニズムとしては、たとえば、プラズマ処理において使用される窒素がプラズマ処理中に金属酸化膜（Ｃｕ_２Ｏ）と結合することによって金属窒化膜（Ｃｕ_ｘＯ_ｙＮ）が生成されることが考えられる。

本願発明者は、表面に金属酸化膜が存在するＣｕ基板と、表面に金属酸化膜が存在しないＣｕ基板とを用意し、各Ｃｕ基板について、１００Ｗおよび４００Ｗの印加電力にてプラズマ処理を行った。そして、プラズマ処理後の各Ｃｕ基板について、金属酸化膜（Ｃｕ_２Ｏ）および金属窒化膜（Ｃｕ_ｘＯ_ｙＮ）の存在割合を調べた。その結果を図２１および図２２に示す。

図２１は、表面に金属酸化膜が存在するＣｕ基板における、プラズマの印加電力と、プラズマ処理後の金属窒化膜（Ｃｕ_ｘＯ_ｙＮ）の存在割合との関係を示すグラフである。図２２は、表面に金属酸化膜が存在しないＣｕ基板における、プラズマの印加電力と、プラズマ処理後の金属窒化膜（Ｃｕ_ｘＯ_ｙＮ）の存在割合との関係を示すグラフである。

図２１に示すように、表面に金属酸化膜（Ｃｕ_２Ｏ）が存在するＣｕ基板に対してプラズマ処理を行うと、Ｃｕ基板の表面に金属窒化膜（Ｃｕ_ｘＯ_ｙＮ）が生成されることがわかる。これに対し、図２２に示すように、表面に金属酸化膜（Ｃｕ_２Ｏ）が存在するＣｕ基板に対してプラズマ処理を行った場合には、Ｃｕ基板の表面に金属窒化膜（Ｃｕ_ｘＯ_ｙＮ）が生成されないことがわかる。これらの結果から、Ｃｕ基板の表面から金属酸化膜を除去することで、プラズマ処理（表面改質処理）による金属窒化膜の生成が抑制されることがわかる。

金属窒化膜は比較的還元されにくいことから、基板上に金属窒化膜が存在していると、その後の接合処理において接合強度の低下等の悪影響が生じるおそれがある。これに対し、第２実施形態では、金属酸化膜の膜厚測定を行う前に、具体的には表面改質処理前に、基板上の金属酸化膜を除去する処理を行うことで、表面改質処理により基板上に金属窒化膜が生成されることを抑制することができる。したがって、第２実施形態に係る接合システム１Ａによれば、基板上の金属窒化膜によって接合処理に悪影響が生じることを抑制することができる。

（第２実施形態における変形例）
上述した第２実施形態では、クエン酸を用いて金属酸化膜の除去処理を行ったが、金属酸化膜の除去処理は、処理液を用いたウェット処理に限定されず、ドライ処理であってもよい。例えば、金属酸化膜の除去は、ウエハＷの接合面に対して水素（Ｈ_２）ガスを供給してもよい。水素ガスは、金属酸化膜を還元し、除去する。水素ガスは、化学反応を推進すべく、高温に加熱されてもよい。また、水素ガスは、化学反応を推進すべく、プラズマ化されてもよい。

以上のように、第２実施形態に係る接合システム１Ａでは、金属酸化膜の膜厚測定前に、かかる金属酸化膜の少なくとも一部を除去する処理を行う。上述したように、第１実施形態の図８のフローチャートにおいて、金属酸化膜の除去処理は、ステップＳ１０１およびステップＳ１０７の前に上ウエハＷ１と下ウエハＷ２それぞれに対して行われる。そして、制御部５は、除去処理後における金属酸化膜の膜厚の情報に基づいて表面改質処理の処理条件を決定する。かかる処理によれば、金属酸化膜の膜厚が薄くなるため、第１実施形態で説明した図１３のステップＳ２０２においてＹｅｓとなり、比較的電力の低い印加電力により生成したプラズマによって表面改質処理を実施することができる。

第１実施形態の第１変形例において金属酸化膜の除去処理を行う場合、除去処理は、たとえば、図１４のフローチャートのステップＳ３０１の前、具体的には、表面改質処理前において、上ウエハＷ１と下ウエハＷ２それぞれに対して行われる。その後、ウエハＷに対して表面改質処理が実行され、ステップＳ３０１の処理が開始される。

かかる金属酸化膜の除去処理によれば、金属酸化膜の膜厚が薄くなるため、比較的電力の低い印加電力により生成したプラズマによって表面改質処理を実施することができる。また、かかる金属酸化膜の除去処理によれば、金属酸化膜の膜厚が薄くなるため、ステップＳ３０４においてＹｅｓとなり、接合処理が実行される。つまり、第１変形例においては、金属酸化膜の除去処理を行うことで、異常対応処理の対象となる基板を減らすことができる。

また、第１実施形態で説明した図１２に示すように、金属酸化膜の膜厚が薄いことにより、表面改質処理の処理時間を短縮することができる。

さらに、金属酸化膜の除去処理を行うことにより、表面改質処理による金属配線上の金属窒化膜の発生を抑制することができ、その後の接合処理に悪影響が生じることを抑制することができる。

したがって、第２実施形態に係る接合システム１Ａによれば、より効率的に表面改質処理を行うことができ、金属酸化膜による接合不良の発生を抑制することができる。

（その他の実施形態）
今回開示された実施形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。実に、上記した実施形態は多様な形態で具現され得る。また、上記の実施形態は、添付の請求の範囲およびその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。

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
４ 制御装置
５ 制御部
６ 記憶部
１０ 載置台
３０ 表面改質装置
３５ 膜厚測定器
４０ 表面親水化装置
４１ 接合装置
８０ ステージ
１０６ 高周波電源
１１０ 上部電極
２３０ 上チャック
２３１ 下チャック
２８０ ストライカー
Ｔ 重合ウエハ
Ｗ１ 上ウエハ
Ｗ２ 下ウエハ
ＷＬ 絶縁膜
ＷＭ 金属配線

Claims (15)

1. 基板の表面に位置する絶縁膜および金属配線のうち前記絶縁膜を処理ガスのプラズマによって改質する表面改質処理を行う表面改質装置と、
   前記表面改質処理によって前記絶縁膜が改質された２つの前記基板を分子間力により接合する接合処理を行う接合装置と、
   前記表面改質処理前における前記基板の表面の金属酸化膜の膜厚に関する情報を取得し、取得した前記情報に基づいて前記表面改質処理の処理条件を決定する制御部と
   を備える、接合システム。
2. 前記基板の表面の前記金属酸化膜の膜厚を測定する膜厚測定器を備える、請求項１に記載の接合システム。
3. 前記表面改質装置は、前記膜厚測定器を備える、請求項２に記載の接合システム。
4. 前記膜厚測定器の光軸は、前記基板の表面に対して垂直である、請求項２に記載の接合システム。
5. 前記制御部は、前記金属酸化膜の膜厚が閾値以下である場合には、第１電力にてプラズマを生成し、前記金属酸化膜の膜厚が前記閾値を超えた場合には、前記第１電力よりも大きい第２電力にてプラズマを生成する、請求項１に記載の接合システム。
6. 前記制御部は、前記金属酸化膜の膜厚が前記閾値以下である場合と前記金属酸化膜の膜厚が前記閾値を超えた場合とで、前記表面改質処理の処理時間を異ならせる、請求項５に記載の接合システム。
7. 前記制御部は、前記金属酸化膜の膜厚が前記閾値を超えた場合において、前記金属酸化膜の膜厚が前記表面改質処理によって前記閾値を超えない処理時間の範囲として予め定められた範囲内で前記表面改質処理の処理時間を決定する、請求項６に記載の接合システム。
8. 前記表面改質処理前における前記基板の表面から前記金属酸化膜の少なくとも一部を除去する除去処理を行う除去装置
   を備え、
   前記制御部は、前記除去処理後における前記金属酸化膜の膜厚に関する情報を取得する、請求項１に記載の接合システム。
9. 基板の表面に位置する絶縁膜および金属配線のうち前記絶縁膜を処理ガスのプラズマによって改質する表面改質処理を行う表面改質装置と、
   前記表面改質処理によって前記絶縁膜が改質された２つの前記基板を分子間力により接合する接合処理を行う接合装置と、
   前記表面改質処理後における前記基板の表面の金属酸化膜の膜厚に関する情報を取得し、取得した前記情報に基づき、前記表面改質処理後の前記基板に対する前記接合処理の実行の可否を決定する制御部と
   を備える、接合システム。
10. 前記制御部は、前記金属酸化膜の膜厚が閾値以下である場合には、前記表面改質処理後の前記基板に対する前記接合処理の実行を許可し、前記金属酸化膜の膜厚が前記閾値を超えた場合には、前記表面改質処理後の前記基板に対する前記接合処理の実行を禁止する、請求項９に記載の接合システム。
11. 前記接合システムへの前記基板の搬入出が行われる搬入出部
    を備え、
    前記制御部は、前記接合処理の実行を禁止した前記基板を前記搬入出部に戻す、請求項１０に記載の接合システム。
12. 前記制御部は、前記接合処理の実行を禁止した前記基板を前記表面改質装置に搬入して、当該基板に対して前記表面改質処理を再度実行する、請求項１０に記載の接合システム。
13. 前記表面改質処理前における前記基板の表面から前記金属酸化膜の少なくとも一部を除去する除去処理を行う除去装置
    を備え、
    前記制御部は、前記除去処理後における前記金属酸化膜の膜厚に関する情報を取得する、請求項９に記載の接合システム。
14. 基板の表面に位置する絶縁膜および金属配線のうち前記絶縁膜を処理ガスのプラズマによって改質する表面改質処理を行う工程と、
    前記表面改質処理によって前記絶縁膜が改質された２つの前記基板を分子間力により接合する接合処理を行う工程と、
    前記表面改質処理前における前記基板の表面の金属酸化膜の膜厚に関する情報を取得し、取得した前記情報に基づいて前記表面改質処理の処理条件を決定する工程と
    を含む、接合方法。
15. 基板の表面に位置する絶縁膜および金属配線のうち前記絶縁膜を処理ガスのプラズマによって改質する表面改質処理を行う工程と、
    前記表面改質処理によって前記絶縁膜が改質された２つの前記基板を分子間力により接合する接合処理を行う工程と、
    前記表面改質処理後における前記基板の表面の金属酸化膜の膜厚に関する情報を取得し、取得した前記情報に基づき、前記表面改質処理後の前記基板に対する前記接合処理の実行の可否を決定する工程と
    を含む、接合方法。

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