JP5882939B2 - 接合方法、接合装置および接合システム - Google Patents

Description

開示の実施形態は、接合方法、接合装置および接合システムに関する。

近年、たとえば半導体デバイスの製造工程において、シリコンウェハや化合物半導体ウェハなどの被処理基板の大口径化および薄型化が進んでいる。大口径で薄い被処理基板は、搬送時や研磨処理時に反りや割れが生じるおそれがある。このため、被処理基板にガラス基板等の支持基板を貼り合わせることによって被処理基板を補強することが行われている。

たとえば、特許文献１には、上部チャックと下部チャックとで被処理基板とガラス基板とをそれぞれ保持し、上部チャックと下部チャックとを接近させて被処理基板とガラス基板とを押圧することで両者を接合する方法が開示されている。被処理基板またはガラス基板の表面にはたとえば接着剤が塗布されており、上記のように押圧されることによって両者は接合される。

また、特許文献１では、上部チャックおよび下部チャックに加熱機構を設け、被処理基板およびガラス基板を加熱して両者を接合する方法も提案されている。

国際公開第２０１０／０５５７３０号

しかしながら、上述した従来技術には、ガラス基板の保持部として静電チャックを採用した場合、ガラス基板を高温で静電吸着することによって、ガラス基板からナトリウムが析出し、静電チャックの表面劣化やガラス基板の変質等の不具合が生じるおそれがあった。

実施形態の一態様は、ガラス基板からのナトリウムの析出を防止することのできる接合方法、接合装置および接合システムを提供することを目的とする。

実施形態の一態様に係る接合方法は、第１保持工程と、第２保持工程と、仮接合工程と、昇温工程と、本接合工程とを含む。第１保持工程では、被処理基板を保持する。第２保持工程では、ガラス基板を静電吸着により保持する。仮接合工程では、第１保持工程および第２保持工程後に、被処理基板とガラス基板とを所望の加圧力よりも低い加圧力かつガラス基板のガラス転移点以下の温度で仮接合する。昇温工程では、仮接合工程と同時にまたは仮接合工程後に、ガラス基板の静電吸着を解除し、ガラス転移点以上の温度まで昇温する。本接合工程では、昇温工程後に、被処理基板とガラス基板とを所望の加圧力で本接合する。

実施形態の一態様によれば、ガラス基板からのナトリウムの析出を防止することができる。

図１は、本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、被処理基板およびガラス基板の模式側面図である。 図３は、接合装置の構成を示す模式平断面図である。 図４は、接合部の構成を示す模式側断面図である。 図５Ａは、第１保持部の構成を示す模式側断面図である。 図５Ｂは、第２保持部の構成を示す模式側断面図である。 図６Ａは、従来において第１冷却機構および第２冷却機構に反りが発生する状況の説明図である。 図６Ｂは、本実施形態に係る第１冷却機構および第２冷却機構の模式側断面図である。 図７は、第２保持機構の模式側面図である。 図８は、第２保持機構の配置の一例を示す模式平面図である。 図９は、変形例に係る第２保持機構の模式側面図である。 図１０Ａは、被処理基板またはガラス基板の位置ずれを防止するストッパを設ける場合の変形例を示す図である。 図１０Ｂは、被処理基板またはガラス基板の位置ずれを防止するストッパを設ける場合の変形例を示す図である。 図１１Ａは、接合処理の動作例を示す説明図である。 図１１Ｂは、接合処理の動作例を示す説明図である。 図１２は、本実施形態に係る接合処理の処理手順を示すタイミングチャートである。 図１３は、フェールセーフ処理の処理手順を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照して、本願の開示する接合装置、接合システムおよび接合方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

（第１の実施形態）
＜１．接合システムの構成＞
まず、本実施形態に係る接合システムの構成について、図１および図２を参照して説明する。図１は、本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。また、図２は、被処理基板およびガラス基板の模式側面図である。なお、以下においては、位置関係を明確にするために、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。

図１に示す本実施形態に係る接合システム１は、被処理基板Ｗおよびガラス基板Ｓ（図２参照）を、接着剤Ｇを介して接合することによって重合基板Ｔを形成する。

以下では、図２に示すように、被処理基板Ｗの板面のうち、接着剤Ｇを介してガラス基板Ｓと接合される側の板面を「接合面Ｗｊ」といい、接合面Ｗｊとは反対側の板面を「非接合面Ｗｎ」という。また、ガラス基板Ｓの板面のうち、接着剤Ｇを介して被処理基板Ｗと接合される側の板面を「接合面Ｓｊ」といい、接合面Ｓｊとは反対側の板面を「非接合面Ｓｎ」という。

被処理基板Ｗは、たとえば、シリコンウェハや化合物半導体ウェハなどの半導体基板に複数の電子回路が形成された基板であり、電子回路が形成される側の板面を接合面Ｗｊとしている。かかる被処理基板Ｗは、ガラス基板Ｓとの接合後、非接合面Ｗｎが研磨処理されることによって薄型化される。

一方、支持基板としてのガラス基板Ｓは、被処理基板Ｗと略同径の基板であり、被処理基板Ｗを支持する。また、接着剤Ｇとしては、たとえば熱可塑性樹脂が用いられる。

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、第１搬送領域３と、接合ステーション４とを備える。搬入出ステーション２、第１搬送領域３および接合ステーション４は、Ｘ軸正方向にこの順番で一体的に接続される。

搬入出ステーション２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Ｃｗ，Ｃｓ，Ｃｔが載置される場所である。かかる搬入出ステーション２には、たとえば４つのカセット載置台２１が一列に並べて載置される。各カセット載置台２１には、被処理基板Ｗを収容するカセットＣｗ、ガラス基板Ｓを収容するカセットＣｓおよび重合基板Ｔを収容するカセットＣｔがそれぞれ載置される。

なお、カセット載置台２１の個数は、任意に決定することが可能である。また、ここでは、４つのカセット載置台２１のうち２つにカセットＣｔが載置される場合の例を示したが、このうちの１つに、たとえば不具合が生じた基板を回収するためのカセットを載置してもよい。

第１搬送領域３には、Ｙ軸方向に延在する搬送路３１と、この搬送路３１に沿って移動可能な第１搬送装置３２とが配置される。第１搬送装置３２は、Ｘ軸方向にも移動可能かつＺ軸周りに旋回可能であり、カセット載置台２１に載置されたカセットＣｗ，Ｃｓ，Ｃｔと、後述する接合ステーション４の第１受渡部４１との間で被処理基板Ｗ、ガラス基板Ｓおよび重合基板Ｔの搬送を行う。

接合ステーション４は、第１受渡部４１と、第２搬送領域４２とを備える。また、接合ステーション４は、塗布・熱処理ブロックＧ１と、接合処理ブロックＧ２とを備える。

第１受渡部４１は、第１搬送領域３と第２搬送領域４２との間に配置される。かかる第１受渡部４１では、第１搬送領域３の第１搬送装置３２と、後述する第２搬送領域４２の第２搬送装置４２０との間で被処理基板Ｗ、ガラス基板Ｓおよび重合基板Ｔの受け渡しが行われる。

第２搬送領域４２には、第２搬送装置４２０が配置される。第２搬送装置４２０は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に移動可能かつＺ軸周りに旋回可能であり、第１受渡部４１、塗布・熱処理ブロックＧ１および接合処理ブロックＧ２間での被処理基板Ｗ、ガラス基板Ｓおよび重合基板Ｔの搬送を行う。

塗布・熱処理ブロックＧ１と接合処理ブロックＧ２とは、第２搬送領域４２を挟んで対向配置される。

塗布・熱処理ブロックＧ１には、２つの塗布装置４３と１つの熱処理装置４４とが、第２搬送領域４２に隣接して並べて配置される。塗布装置４３は、被処理基板Ｗの接合面Ｗｊに接着剤Ｇを塗布する装置であり、熱処理装置４４は、接着剤Ｇが塗布された被処理基板Ｗを所定の温度に加熱する装置である。

接合処理ブロックＧ２には、４つの接合装置４５が第２搬送領域４２に隣接して並べて配置される。接合装置４５は、被処理基板Ｗとガラス基板Ｓとの接合を行う。かかる接合装置４５の具体的な構成については後述する。

また、接合システム１は、制御装置５を備える。制御装置５は、接合システム１の動作を制御する。かかる制御装置５は、たとえばコンピュータであり、図示しない制御部と記憶部とを備える。記憶部には、接合処理等の各種処理を制御するプログラムが格納される。制御部は記憶部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５の記憶部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。

上記のように構成された接合システム１では、まず、第１搬送領域３の第１搬送装置３２が、カセット載置台２１に載置されたカセットＣｗから被処理基板Ｗを取り出し、取り出した被処理基板Ｗを第１受渡部４１へ搬送する。このとき、被処理基板Ｗは、非接合面Ｗｎが下方を向いた状態で搬送される。

第１受渡部４１へ搬送された被処理基板Ｗは、第２搬送装置４２０によって第１受渡部４１から取り出され、塗布・熱処理ブロックＧ１の塗布装置４３へ搬入される。塗布装置４３は、たとえばスピンチャックを備え、かかるスピンチャックで被処理基板Ｗの非接合面Ｗｎを吸着保持する。そして、塗布装置４３は、吸着保持した被処理基板Ｗを回転させながら被処理基板Ｗの接合面Ｗｊに液体状の接着剤Ｇを供給する。これにより、被処理基板Ｗの接合面Ｗｊに接着剤Ｇが塗り広げられる。

塗布装置４３によって接着剤Ｇが塗布された後、被処理基板Ｗは、第２搬送装置４２０によって塗布装置４３から搬出されて、熱処理装置４４へ搬入される。熱処理装置４４は、たとえば不活性雰囲気に保たれた内部で被処理基板Ｗを加熱することにより、接着剤Ｇに含まれる有機溶剤等の溶媒を揮発させて接着剤Ｇを塗布時よりも硬くする。その後、被処理基板Ｗは、熱処理装置４４によって所定の温度、たとえば常温に温度調節される。

熱処理装置４４によって熱処理が施された後、被処理基板Ｗは、第２搬送装置４２０によって熱処理装置４４から搬出されて、接合装置４５へ搬入される。

一方、ガラス基板Ｓは、第１搬送装置３２によってカセットＣｓから取り出されて第１受渡部４１へ搬送され、さらに、第２搬送装置４２０によって第１受渡部４１から取り出されて接合装置４５へ搬入される。

被処理基板Ｗおよびガラス基板Ｓが接合装置４５へ搬入されると、接合装置４５によって被処理基板Ｗおよびガラス基板Ｓの接合処理が行われる。これにより、重合基板Ｔが形成される。その後、重合基板Ｔは、第２搬送装置４２０によって第１受渡部４１へ搬送され、第１搬送装置３２によってカセットＣｔへ搬送される。こうして、一連の処理が終了する。

＜２．接合装置の構成＞
次に、接合装置４５の構成について図３を参照して説明する。図３は、接合装置４５の構成を示す模式平断面図である。

図３に示すように、接合装置４５は、内部を密閉可能な処理室５０を備える。処理室５０の第２搬送領域４２側の側面には、被処理基板Ｗ、ガラス基板Ｓおよび重合基板Ｔの搬入出口５１が形成される。搬入出口５１には、開閉シャッタ（図示せず）が設けられる。

処理室５０の内部には、処理室５０内の領域を前処理領域Ｄ１と接合領域Ｄ２とに区画する内壁５２が設けられてもよい。内壁５２を設ける場合、内壁５２には、被処理基板Ｗ、ガラス基板Ｓおよび重合基板Ｔの搬入出口５３が形成され、搬入出口５３には、図示しない開閉シャッタが設けられる。なお、前述の搬入出口５１は、前処理領域Ｄ１における処理室５０の側面に形成される。

前処理領域Ｄ１には、接合装置４５の外部との間で被処理基板Ｗ、ガラス基板Ｓおよび重合基板Ｔの受け渡しを行う受渡部６０が設けられる。受渡部６０は、搬入出口５１に隣接して配置される。

受渡部６０は、受渡アーム６１と支持ピン６２とを備える。受渡アーム６１は、第２搬送装置４２０（図１参照）と支持ピン６２との間で被処理基板Ｗ、ガラス基板Ｓおよび重合基板Ｔの受け渡しを行う。支持ピン６２は、複数、例えば３箇所に設けられ、被処理基板Ｗ、ガラス基板Ｓおよび重合基板Ｔを支持する。

なお、受渡部６０は、鉛直方向に複数、たとえば２段に配置され、被処理基板Ｗ、ガラス基板Ｓおよび重合基板Ｔのいずれか２つを同時に受け渡すことができる。たとえば、一の受渡部６０で接合前の被処理基板Ｗ又はガラス基板Ｓを受け渡し、他の受渡部６０で接合後の重合基板Ｔを受け渡してもよい。あるいは、一の受渡部６０で接合前の被処理基板Ｗを受け渡し、他の受渡部６０で接合前のガラス基板Ｓを受け渡してもよい。

前処理領域Ｄ１のＹ軸負方向側、すなわち搬入出口５３側には、たとえば被処理基板Ｗの表裏面を反転させる反転部７０が設けられる。

反転部７０は、被処理基板Ｗまたはガラス基板Ｓを挟み込んで保持する保持アーム７１を備える。保持アーム７１は、水平方向（図３においてはＸ軸方向）に延在しており、水平軸周りに回動自在であり、かつ、水平方向（Ｘ軸方向およびＹ軸方向）および鉛直方向（Ｚ軸方向）に移動可能である。

また、反転部７０は、被処理基板Ｗまたはガラス基板Ｓの水平方向の向きを調節する調節機能も備える。具体的には、反転部７０は、ガラス基板Ｓまたは被処理基板Ｗのノッチ部の位置を検出する検出部７２を備える。そして、反転部７０では、保持アーム７１に保持されたガラス基板Ｓまたは被処理基板Ｗを水平方向に移動させながら、検出部７２で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被処理基板Ｗまたはガラス基板Ｓの水平方向の向きを調節する。

接合領域Ｄ２のＹ軸正方向側には、受渡部６０、反転部７０および後述する接合部９０に対して、被処理基板Ｗ、ガラス基板Ｓおよび重合基板Ｔを搬送する搬送部８０が設けられる。搬送部８０は、搬入出口５３に隣接して配置される。

搬送部８０は、２本の搬送アーム８１，８２を備える。これら搬送アーム８１，８２は、鉛直方向に下からこの順で２段に配置され、図示しない駆動部によって水平方向および鉛直方向に移動可能である。

搬送アーム８１，８２のうち、搬送アーム８１は、たとえばガラス基板Ｓ等の裏面、すなわち非接合面Ｓｎを保持して搬送する。また、搬送アーム８２は、反転部７０で表裏面が反転された被処理基板Ｗの表面、すなわち接合面Ｗｊの外周部を保持して搬送する。

そして、接合領域Ｄ２のＹ軸負方向側には、被処理基板Ｗとガラス基板Ｓとを接合する接合部９０が設けられる。

上記のように構成された接合装置４５では、第２搬送装置４２０によって被処理基板Ｗが受渡部６０の受渡アーム６１に受け渡されると、受渡アーム６１が被処理基板Ｗを支持ピン６２へ受け渡す。その後、被処理基板Ｗは、搬送部８０の搬送アーム８１によって支持ピン６２から反転部７０に搬送される。

反転部７０に搬送された被処理基板Ｗは、反転部７０の検出部７２によってノッチ部の位置が検出されて水平方向の向きが調節される。その後、被処理基板Ｗは、反転部７０によって表裏が反転される。すなわち、接合面Ｗｊが下方に向けられる。

その後、被処理基板Ｗは、搬送部８０の搬送アーム８２によって反転部７０から接合部９０へ搬送される。このとき、搬送アーム８２は、被処理基板Ｗの外周部を保持するため、たとえば搬送アーム８２に付着したパーティクル等によって接合面Ｗｊが汚損することを防止することができる。

一方、第２搬送装置４２０によってガラス基板Ｓが受渡部６０の受渡アーム６１に受け渡されると、受渡アーム６１がガラス基板Ｓを支持ピン６２へ受け渡す。その後、ガラス基板Ｓは、搬送部８０の搬送アーム８１によって支持ピン６２から反転部７０に搬送される。

反転部７０に搬送されたガラス基板Ｓは、反転部７０の検出部７２によってノッチ部の位置が検出されて水平方向の向きが調節される。その後、ガラス基板Ｓは、搬送部８０の搬送アーム８１によって反転部７０から接合部９０へ搬送される。

被処理基板Ｗおよびガラス基板Ｓの接合部９０への搬入が完了すると、接合部９０によって被処理基板Ｗとガラス基板Ｓとが接合され、重合基板Ｔが形成される。形成された重合基板Ｔは、搬送部８０の搬送アーム８１によって接合部９０から受渡部６０に搬送された後、支持ピン６２を介して受渡アーム６１へ受け渡され、さらに受渡アーム６１から第２搬送装置４２０へ受け渡される。

＜３．接合部の構成＞
次に、接合部９０の構成について図４を参照して説明する。図４は、接合部９０の構成を示す模式側断面図である。なお、図４では、接合部９０の特徴を説明するために必要な構成要素のみを示しており、一般的な構成要素についての記載を省略している。

図４に示すように、接合部９０は、第１保持部１０１と、第２保持部２０１とを備える。第１保持部１０１は、第２保持部２０１の上方に配置されて被処理基板Ｗを保持する。また、第２保持部２０１は、ガラス基板Ｓを保持する。第１保持部１０１および第２保持部２０１は、被処理基板Ｗおよびガラス基板Ｓよりも大径の略円板形状を有する。

第１保持部１０１および第２保持部２０１は、静電チャックであり、それぞれ被処理基板Ｗおよびガラス基板Ｓを静電吸着により保持する。ここで、第１保持部１０１および第２保持部２０１の構成について図５Ａおよび図５Ｂを参照して説明する。図５Ａは、第１保持部１０１の構成を示す模式側断面図であり、図５Ｂは、第２保持部２０１の構成を示す模式側断面図である。

図５Ａおよび図５Ｂに示すように、第１保持部１０１および第２保持部２０１は、静電吸着部１１１，２１１を備える。

静電吸着部１１１，２１１は、複数の内部電極１１１ａ，２１１ａを備え、これらの内部電極１１１ａ，２１１ａによって保持面１１３，２１３に発生する静電気力を利用して、被処理基板Ｗの非接合面Ｗｎおよびガラス基板Ｓの非接合面Ｓｎをそれぞれ吸着させる。

このように、本実施形態に係る接合部９０は、第１保持部１０１および第２保持部２０１として静電チャックを用いることとしたため、減圧雰囲気下において被処理基板Ｗおよびガラス基板Ｓを確実に保持しておくことができる。

すなわち、負圧を利用して吸着保持を行うバキュームチャック等を保持部として用いることも考えられるが、かかる保持部は減圧環境下において吸着力が低下するため、被処理基板Ｗおよびガラス基板Ｓの落下や位置ずれ等が生じるおそれがある。これに対し、静電チャックによれば、真空環境下でも吸着力が低下することがないため、被処理基板Ｗおよびガラス基板Ｓを確実に保持しておくことができる。

また、機械的な保持を行うメカチャック等を保持部として用いた場合には、被処理基板Ｗおよびガラス基板Ｓが傷つくおそれがあるが、静電チャックによれば、メカチャック等と比べて被処理基板Ｗおよびガラス基板Ｓを傷つけにくい。

なお、第２保持部２０１についてはバキュームチャックとし、その保持面にゴムパッドを設けることで、減圧雰囲気下でのガラス基板Ｓの位置ずれを防止することも考えられる。しかしながら、本実施形態に係る接合部９０のように、ゴムパッドの耐熱温度を超える高温環境下で接合処理を行う場合にはゴムパッドを用いることはできない。

したがって、本実施形態に係る接合部９０では、第１保持部１０１および第２保持部２０１ともに静電チャックを用いることが好ましい。なお、耐熱性が高いことで知られるフッ素ゴムの耐熱温度は３００℃であるが、本実施形態に係る接合システム１では、３００℃以上の高温環境下で被処理基板Ｗとガラス基板Ｓとの接合処理が行われる。

図５Ａおよび図５Ｂに示すように、第１保持部１０１および第２保持部２０１は、静電吸着部１１１，２１１に加え、真空吸着部１１２，２１２を備える。

真空吸着部１１２，２１２は、吸気空間１１２ａ，２１２ａと、保持面１１３，２１３から吸気空間１１２ａ，２１２ａへ連通する複数の貫通孔１１２ｂ，２１２ｂとを備える。吸気空間１１２ａ，２１２ａには、吸気管１１４，２１４を介して真空ポンプ等の吸気装置１１５，２１５が接続される。

かかる真空吸着部１１２，２１２は、吸気装置１１５，２１５の吸気によって発生する負圧を利用し、被処理基板Ｗの非接合面Ｗｎおよびガラス基板Ｓの非接合面Ｓｎをそれぞれ吸着させることによって、被処理基板Ｗおよびガラス基板Ｓを保持する。

なお、第１保持部１０１および第２保持部２０１は、たとえば窒化アルミニウムなどのセラミックスにより形成される。

また、第１保持部１０１および第２保持部２０１の外周部には、保持面１１３，２１３に対して厚み方向に窪んだ段差１１６，２１６が設けられている。かかる段差１１６，２１６には、第１保持機構４０１および第２保持機構４０２が設けられる（図４参照）。

第１保持機構４０１および第２保持機構４０２は、第１保持部１０１および第２保持部２０１を弾性的に保持する。第１保持機構４０１および第２保持機構４０２については、後述する。

図４に戻り、第１保持部１０１および第２保持部２０１の説明を続ける。第１保持部１０１および第２保持部２０１は、それぞれ第１加熱機構１１７および第２加熱機構２１７をそれぞれ内蔵する。第１加熱機構１１７は、第１保持部１０１によって保持された被処理基板Ｗを加熱し、第２加熱機構２１７は、第２保持部２０１によって保持されたガラス基板Ｓを加熱する。

被処理基板Ｗとガラス基板Ｓとの接合処理は、減圧雰囲気下で行われる。このため、第１保持部１０１に内蔵される第１加熱機構１１７としては、減圧雰囲気下でも使用可能なセラミックヒータが用いられる。

一方、第２保持部２０１には、後述する第１温度検出部３０１等を挿通するための貫通孔等が形成されているため、シーズヒータを配設することが困難である。そこで、第２保持部２０１に内蔵される第２加熱機構２１７としては、セラミックヒータが用いられる。

また、接合部９０は、第１冷却機構１０２と、第３加熱機構１０３と、押圧部１０４と、ベース部材１０５と、加圧機構１０６とを備える。

第１冷却機構１０２は、第１保持部１０１の保持面１１３（図５Ａ参照）と反対側の面に接して設けられる。第１冷却機構１０２としては、たとえば金属製の冷却ジャケットを用いることができ、冷水等の冷却流体を媒体として第１保持部１０１を冷却することによって、第１保持部１０１に保持された被処理基板Ｗを冷却する。

第３加熱機構１０３は、たとえば被処理基板Ｗと略同径の円板形状を有する。かかる第３加熱機構１０３は、第１冷却機構１０２の第１保持部１０１が配置される側の面と反対側の面に配置され、第１冷却機構１０２を加熱する。第３加熱機構１０３としては、減圧雰囲気下でも使用可能なシーズヒータを用いることができる。

押圧部１０４は、第３加熱機構１０３を第１冷却機構１０２に押さえ付ける。かかる押圧部１０４は、プレート１４１と支持部材１４２とを備える。プレート１４１は、第３加熱機構１０３と略同径の円板形状を有する金属部材であり、第３加熱機構１０３の上面に配置される。支持部材１４２は、鉛直方向に伸縮可能であり、プレート１４１の上面に複数配置されて、プレート１４１および第３加熱機構１０３の位置ずれを防止する。

かかる押圧部１０４は、たとえばプレート１４１の自重により第３加熱機構１０３を第１冷却機構１０２に押さえ付けることができる。あるいは、支持部材１４２の内部にコイルバネ等の付勢部材を設け、かかる付勢部材によって第３加熱機構１０３を第１冷却機構１０２に押さえ付けてもよい。このように、第３加熱機構１０３を第１冷却機構１０２に押さえ付けて、第３加熱機構１０３を第１冷却機構１０２に密着させることで、第１冷却機構１０２の熱変形による反りをより確実に防止することができる。

ベース部材１０５は、押圧部１０４の上方において後述する第１チャンバ部５１１の上面に取り付けられる。なお、支持部材１４２の上端部は、たとえばベース部材１０５の下面に固定される。

加圧機構１０６は、第１保持部１０１を鉛直下方に移動させることにより、被処理基板Ｗをガラス基板Ｓに接触させて加圧する。かかる加圧機構１０６は、圧力容器１６１と、気体供給管１６２と、気体供給源１６３とを備える。

圧力容器１６１は、たとえば鉛直方向に伸縮自在なステンレス製のベローズにより構成される。圧力容器１６１の下端部は、第１冷却機構１０２の上面に固定され、上端部は、ベース部材１０５の下面に固定される。なお、上述した第３加熱機構１０３および押圧部１０４は、この圧力容器１６１の内部に配置される。

気体供給管１６２は、その一端がベース部材１０５および後述する第１チャンバ部５１１を介して圧力容器１６１に接続され、他端が気体供給源１６３に接続される。

かかる圧力容器１６１では、気体供給源１６３から気体供給管１６２を介して圧力容器１６１の内部に気体が供給されることにより、圧力容器１６１が伸長して第１保持部１０１を降下させる。これにより、被処理基板Ｗは、ガラス基板Ｓと接触して加圧される。被処理基板Ｗおよびガラス基板Ｓの加圧力は、圧力容器１６１に供給する気体の圧力を調節することで調節される。

なお、圧力容器１６１は、伸縮性を有するため、第１保持部１０１の平行度と第２保持部２０１の平行度に差異が生じても、その差異を吸収することができる。また、圧力容器１６１の内部は気体により均等に加圧されるため、被処理基板Ｗおよびガラス基板Ｓを均等に加圧することができる。

また、接合部９０は、第２冷却機構２０２と、第４加熱機構２０３と、スペーサー２０４とを備える。第２保持部２０１、第２冷却機構２０２、第４加熱機構２０３およびスペーサー２０４は、下から順にスペーサー２０４、第４加熱機構２０３、第２冷却機構２０２および第２保持部２０１の順で積層される。

第２冷却機構２０２は、たとえば第２保持部２０１と略同径の円板形状を有する。かかる第２冷却機構２０２は、第２保持部２０１の保持面２１３（図５Ｂ参照）と反対側の面に接して設けられる。第１冷却機構１０２と同様、第２冷却機構２０２には、たとえば金属製の冷却ジャケットを用いることができ、冷水等の冷却流体を媒体として第２保持部２０１を冷却することによって、第２保持部２０１に保持されたガラス基板Ｓを冷却する。

第４加熱機構２０３は、たとえば第２冷却機構２０２よりも大径の円板形状を有する。かかる第４加熱機構２０３は、第２冷却機構２０２の第２保持部２０１が配置される側の面と反対側の面に配置され、第２冷却機構２０２を加熱する。第４加熱機構２０３には、第１加熱機構１１７と同様の理由によりセラミックヒータが用いられる。

スペーサー２０４は、第４加熱機構２０３の下面に配置される部材であり、たとえば第２保持部２０１の高さを調節するために設けられる。かかるスペーサー２０４は、後述する第２チャンバ部５１２の下面に載置される。なお、接合部９０は、必ずしもスペーサー２０４を備えることを要しない。

このように、本実施形態に係る接合部９０では、第１冷却機構１０２の上下両面を挟み込むように第１加熱機構１１７および第３加熱機構１０３が設けられ、第２冷却機構２０２の上下両面を挟み込むように第２加熱機構２１７および第４加熱機構２０３が設けられる。これにより、第１冷却機構１０２および第２冷却機構２０２の加熱による反りを抑制することができ、かかる反りによる第１保持部１０１および第２保持部２０１の破損を防止することができる。

かかる点について図６Ａおよび図６Ｂを参照して説明する。図６Ａは、従来において第１冷却機構および第２冷却機構に反りが発生する状況の説明図である。また、図６Ｂは、本実施形態に係る第１冷却機構１０２および第２冷却機構２０２の模式側断面図である。

図６Ａに示すように、従来においては、第１冷却機構１０２Ｘの下面に第１保持部１０１Ｘの第１加熱機構１１７Ｘが設けられ、第２冷却機構２０２Ｘの上面に第２保持部２０１Ｘの第２加熱機構２１７Ｘが設けられるのみであった。

このため、従来においては、第１加熱機構１１７Ｘおよび第２加熱機構２１７Ｘによる加熱を行うと、第１冷却機構１０２Ｘおよび第２冷却機構２０２Ｘの上下面に温度差が生じ易かった。特に、減圧雰囲気下で加熱を行う場合には、減圧によって気体の熱伝導率が低下するため、気体に接する部分と接しない部分、すなわち、第１保持部１０１Ｘおよび第２保持部２０１Ｘに接する部分と接しない部分とで大きな温度差が生じ易い。

したがって、従来においては、第１冷却機構１０２Ｘおよび第２冷却機構２０２Ｘに反りが生じ易かった。第１保持部１０１Ｘおよび第２保持部２０１Ｘは、金属等と比べてじん性が低いセラミックスで形成される。このため、第１冷却機構１０２Ｘおよび第２冷却機構２０２Ｘの反りによる応力が第１保持部１０１Ｘおよび第２保持部２０１Ｘに加わることで、第１保持部１０１Ｘおよび第２保持部２０１Ｘに割れ等の損傷が生じるおそれがある。

そこで、本実施形態に係る接合部９０では、図６Ｂに示すように、第１冷却機構１０２の上面に第３加熱機構１０３を、第２冷却機構２０２の下面に第４加熱機構２０３をさらに設けることとした。

これにより、第１冷却機構１０２および第２冷却機構２０２の上下面に温度差が生じることを防止することができるため、第１冷却機構１０２および第２冷却機構２０２の反りを抑制することができる。したがって、本実施形態に係る接合部９０によれば、第１保持部１０１および第２保持部２０１の破損を防止することができる。

図４に示すように、第１保持部１０１には、被処理基板Ｗの温度を検出するための第１温度検出部３０３が設けられる。また、第１冷却機構１０２の外周部には、第１冷却機構１０２の温度を検出するための第２温度検出部３０２が取り付けられる。第１温度検出部３０３および第２温度検出部３０２には、たとえば熱電対が用いられる。

これら第１温度検出部３０３および第２温度検出部３０２による検出結果は、制御装置５へ送信される。そして、制御装置５は、これらの検出結果に基づき、第１冷却機構１０２に反りが発生したと判定した場合に第１加熱機構１１７等による加熱を中止させるフェールセーフ処理を実行する。

同様に、第２保持部２０１には、ガラス基板Ｓの温度を検出するための第１温度検出部３０１が設けられ、第２冷却機構２０２の外周部には、第２冷却機構２０２の温度を検出するための第２温度検出部３０４が取り付けられる。第１温度検出部３０１および第２温度検出部３０４には、たとえば熱電対が用いられる。

これら第１温度検出部３０１および第２温度検出部３０４による検出結果は、制御装置５へ送信される。そして、制御装置５は、これらの検出結果に基づき、第２冷却機構２０２に反りが発生したと判定した場合にも第１加熱機構１１７等による加熱を中止させる。

かかるフェールセーフ処理を設けることで、仮に、第１冷却機構１０２および第２冷却機構２０２に反りが生じた場合であっても、それ以上の反りが生じることを防止でき、第１保持部１０１および第２保持部２０１の破損を防ぐことができる。なお、かかるフェールセーフ処理については、図１３を用いて後述する。

また、第１冷却機構１０２および第２冷却機構２０２は、図６Ａに示すように、外周部が第１保持部１０１および第２保持部２０１から離れる方向に反り易い。このため、第１冷却機構１０２および第２冷却機構２０２の反りが大きくなるほど、第１冷却機構１０２および第２冷却機構２０２の外周部の温度と、第１保持部１０１および第２保持部２０１の温度とに差が生じることとなる。

したがって、第１冷却機構１０２および第２冷却機構２０２の外周部に第２温度検出部３０２，３０４をそれぞれ設けて、第１冷却機構１０２および第２冷却機構２０２の外周部の温度を検出することで、第１冷却機構１０２および第２冷却機構２０２の反りを適切に検出することができる。

なお、本実施形態では、第２温度検出部３０２，３０４を第１冷却機構１０２および第２冷却機構２０２の両方に設ける場合の例を示したが、第１冷却機構１０２および第２冷却機構２０２のいずれか一方にのみ第２温度検出部３０２，３０４を設けてもよい。また、第１温度検出部３０１，３０３についても、第１保持部１０１または第２保持部２０１のいずれか一方にのみ設けることとしてもよい。

次に、第１保持機構４０１および第２保持機構４０２について説明する。上述した第１保持部１０１は、第１冷却機構１０２に固定されておらず、位置決めピン１１によって中心位置がある程度揃えられてはいるが、水平方向に所定の遊びをもって積層された状態である。これは、第１保持部１０１と第１冷却機構１０２とを完全に固定すると、第１保持部１０１および第１冷却機構１０２が加熱に伴って熱伸びが発生した場合に、熱伸び分を逃がすことができずに第１保持部１０１および第１冷却機構１０２が破損するおそれがあるためである。

また、第２保持部２０１、第２冷却機構２０２、第４加熱機構２０３およびスペーサー２０４も、上記と同様の理由により、互いに完全には固定されておらず、水平方向に所定の遊びをもって積層される。具体的には、第２保持部２０１、第２冷却機構２０２、第４加熱機構２０３およびスペーサー２０４は、それぞれ位置決めピン１１によって中心位置がある程度揃えられるとともに、回転止めピン１２によってある程度の回転が防止された状態となっている。

このように、第１保持部１０１および第２保持部２０１は、完全には固定されておらず、隣接する他の部材（ここでは、第１冷却機構１０２および第２冷却機構２０２）に対して水平方向に所定の遊びをもって積層された状態となっている。このため、第１保持部１０１および第２保持部２０１には水平方向の位置ずれが生じ易い。特に、減圧環境下で接合処理を行う場合、後述するチャンバ５０１の内部を吸気により減圧していく過程で、第１保持部１０１および第２保持部２０１の位置ずれが生じ易い。

このように、第１保持部１０１および第２保持部２０１に位置ずれが生じると、被処理基板Ｗとガラス基板Ｓとがずれた状態で接合されるおそれがある。

そこで、本実施形態に係る接合部９０では、第１保持部１０１および第２保持部２０１を、それぞれ第１保持機構４０１および第２保持機構４０２を用いて弾性的に保持することとした。これにより、加熱に伴う熱伸びを逃がしつつ、第１保持部１０１および第２保持部２０１の位置ずれを防止することができる。

第１保持機構４０１は、第１保持部１０１と後述する第１チャンバ部５１１との間に配置されて、第１保持部１０１の外周部を弾性的に保持する。また、第２保持機構４０２は、第２保持部２０１と後述する第２チャンバ部５１２との間に配置されて、第２保持部２０１の外周部を弾性的に保持する。

ここで、第２保持機構４０２の具体的な構成について図７および図８を参照して説明する。図７は、第２保持機構４０２の模式側面図である。また、図８は、第２保持機構４０２の配置の一例を示す模式平面図である。

図７に示すように、第２保持機構４０２は、ベース部４２１と、爪部４２２と、垂直付勢部４２３と、支持部４２４とを備える。

ベース部４２１は、平面視略弧状に形成され（図８参照）、第４加熱機構２０３の外周に近接して配置される。ベース部４２１の下端部は、たとえば、第２チャンバ部５１２の下面に固定される。

爪部４２２は、側面視略鉤爪状に形成された部材であり、基端部がベース部４２１の上方に所定の間隔を空けて配置され、先端部が第２保持部２０１の段差２１６の上部に配置される。

かかる爪部４２２は、第２保持部２０１の段差２１６との対向面４２２ａにコイルバネ４２２ｂを備える。コイルバネ４２２ｂは、段差２１６の周方向に沿って湾曲した状態で対向面４２２ａに横設される。

垂直付勢部４２３は、爪部４２２をＺ軸負方向に付勢する。具体的には、垂直付勢部４２３は、シャフト４２３ａと、係止部４２３ｂと、垂直付勢部材４２３ｃとを備える。シャフト４２３ａは、Ｚ軸方向に延在する部材である。かかるシャフト４２３ａは、爪部４２２の基端部を貫通するように設けられており、シャフト４２３ａの基端部はベース部４２１に固定される。シャフト４２３ａには、ネジ溝が切られている。

係止部４２３ｂは、シャフト４２３ａに取り付けられる。かかる係止部４２３ｂは、たとえばナットを含んで構成されており、シャフト４２３ａに形成されたネジ溝に沿って回し込むことでＺ軸方向の位置を調節することができる。

垂直付勢部材４２３ｃは、爪部４２２の基端部の上面と係止部４２３ｂとの間に設けられ、爪部４２２にＺ軸負方向の力を与える。

支持部４２４は、爪部４２２の水平度を保つための部材であり、たとえばナット４２４ａと頭なしボルト４２４ｂとで構成される。かかる支持部４２４は、頭なしボルト４２４ｂに対してナット４２４ａを締めたり緩めたりすることで、爪部４２２の水平度を調節することができる。

第２保持機構４０２は、上記のように構成されており、垂直付勢部４２３によって爪部４２２がＺ軸負方向に付勢されることにより、爪部４２２が第２保持部２０１をＺ軸負方向に付勢する。これにより、第２保持部２０１は弾性的に保持される。

このように、接合部９０では、第２保持機構４０２を用いて第２保持部２０１の外周部を弾性的に保持することとした。したがって、熱伸びを考慮して第２保持部２０１を完全に固定しないこととした場合においても、加熱に伴う第２保持部２０１の熱伸びを逃がしつつ、第２保持部２０１の位置ずれを防止することができる。

また、第２保持機構４０２の爪部４２２は、第２保持部２０１の段差２１６との対向面４２２ａにコイルバネ４２２ｂを備えるため、第２保持部２０１をより少ない接触面積でより弾性的に保持することができる。したがって、たとえば第２保持部２０１の第２保持機構４０２との接触箇所を破損し難くすることができる。

なお、接合部９０では、耐熱性が高いことで知られるフッ素ゴムの耐熱温度以上の高温環境下で被処理基板Ｗとガラス基板Ｓとの接合処理が行われる。このため、爪部４２２の段差２１６との対向面４２２ａに設けられる部材としては、金属製のコイルバネ４２２ｂが最適である。

また、第２保持機構４０２は、第２保持部２０１の段差２１６に爪部４２２を当接させるように構成され、かつ、第２保持部２０１の保持面２１３から飛び出ない程度の高さに形成される。したがって、後述する接合処理に際して第１保持部１０１と第２保持部２０１とを接近させた場合にも、第２保持機構４０２が邪魔になることがない。

第２保持機構４０２は、第２保持部２０１の外周部に対して複数設けられる。たとえば、図８に示すように、第２保持部２０１の段差２１６には、３つの第２保持機構４０２が、第２保持部２０１の周方向に均等な間隔で並べて設けられる。これにより、加熱に伴う第２保持部２０１の熱伸びをより均等に逃がすことができる。

なお、第２保持部２０１の段差２１６には、第２保持部２０１、第２冷却機構２０２、第４加熱機構２０３およびスペーサー２０４の回転を防止するためのボルト１３がさらに設けられる。

ここでは、第２保持部２０１に３つの第２保持機構４０２が設けられる場合の例を示したが、第２保持部２０１に設けられる第２保持機構４０２の数は、３つに限定されない。

図４に示すように、第１保持機構４０１も、上述した第２保持機構４０２と同様、第１保持部１０１を弾性的に保持する。第１保持機構４０１は、図４に示すように、爪部４１１と、垂直付勢部材４１２とを備える。爪部４１１の先端部は、第１保持部１０１の段差１１６に当接し、垂直付勢部材４１２は、爪部４１１をＺ軸正方向に付勢する。これにより、第１保持部１０１は、第２保持部２０１と同様、弾性的に保持された状態となる。なお、爪部４１１には、第２保持機構４０２の爪部４２２と同様、第１保持部１０１の段差１１６との対向面にコイルバネ（図示せず）を備える。また、第１保持機構４０１は、第２保持機構４０２と同様、第１保持部１０１の外周部に対して複数設けられる。

ところで、第１保持機構４０１および第２保持機構４０２は、第１保持部１０１および第２保持部２０１を保持面１１３，２１３に対して水平方向に付勢する水平付勢部材をさらに備えていてもよい。かかる点について、第２保持機構が水平付勢部材を備える場合の例を挙げて図９を参照して説明する。図９は、変形例に係る第２保持機構の模式側面図である。

図９に示すように、変形例に係る第２保持機構４０２Ａは、支持部４２５と、保持ピン４２６と、水平付勢部材４２７とを備える。支持部４２５は、Ｚ軸方向に延在する部材であり、基端部がベース部４２１の上面に固定される。

保持ピン４２６は、水平方向（ここでは、Ｘ軸方向）に延在する棒状の部材であり、基端部が支持部４２５に進退可能に支持される。保持ピン４２６の先端部は、第２保持部２０１の保持面２１３と段差２１６とに連接する側壁部２１８に当接する。また、保持ピン４２６の中途部には、保持ピン４２６よりも大径の係止部４２６ａが形成される。

水平付勢部材４２７は、保持ピン４２６の係止部４２６ａと支持部４２５との間に設けられ、保持ピン４２６を水平方向（ここでは、Ｘ軸正方向）に付勢する。これにより、第２保持部２０１は、中心部に向かって水平方向に付勢される。

このように、第２保持機構４０２Ａは、水平付勢部材４２７をさらに備えることで、第２保持部２０１の位置ずれをより確実に防止することができる。

なお、ここでは、第２保持機構４０２Ａが垂直付勢部材４２３ｃおよび水平付勢部材４２７の両方を備える場合の例を示したが、第２保持機構４０２Ａは、垂直付勢部材４２３ｃを備えない構成としてもよい。

また、接合部９０は、被処理基板Ｗまたはガラス基板Ｓの大きな位置ずれを防止するためのストッパを第１保持部１０１または第２保持部２０１の外周部に設けてもよい。かかる点について図１０Ａおよび図１０Ｂを参照して説明する。図１０Ａおよび図１０Ｂは、被処理基板Ｗまたはガラス基板Ｓの位置ずれを防止するストッパを設ける場合の変形例を示す図である。

図１０Ａに示すように、位置ずれ防止用のストッパ２１９ａは、たとえば第２保持部２０１の保持面２１３の外周部に設けられる。これにより、たとえば被処理基板Ｗまたはガラス基板Ｓが水平方向に滑って位置ずれが起きたとしても、ストッパ２１９ａに当接することによって大きな位置ずれが防止される。なお、ストッパ２１９ａの厚みは、ガラス基板Ｓよりも厚く、被処理基板Ｗ、ガラス基板Ｓおよび接着剤Ｇの厚みの合計よりも薄いことが好ましい。

また、図１０Ｂに示すように、第２保持部２０１の段差２１６に設けられるボルト１３の上部にストッパ２１９ｂを設けてもよい。かかる場合も図１０Ａに示した場合と同様に、位置ずれを起こした被処理基板Ｗまたはガラス基板Ｓがストッパ２１９ｂに当接することによって被処理基板Ｗまたはガラス基板Ｓの大きな位置ずれを防止することができる。

なお、図１０Ｂに示すように、ボルト１３は、段差２１６の上面に対して頭部が所定の隙間ｄを空けて設けられる。これにより、第２保持部２０１、第２冷却機構２０２、第４加熱機構２０３およびスペーサー２０４が加熱に伴って鉛直方向に熱伸びした場合に、第２保持部２０１の破損を防止することができる。また、ボルト１３の挿通孔２１６ａは、真円ではなく、第２保持部２０１の径方向に長い楕円状に形成される。これにより、第２保持部２０１が加熱に伴って水平方向に熱伸びした場合に、第２保持部２０１の破損を防止することができる。

図４に戻り、接合部９０の説明を続ける。第２保持部２０１、第２冷却機構２０２、第４加熱機構２０３、スペーサー２０４、第２チャンバ部５１２および各位置決めピン１１には、鉛直方向に貫通する貫通孔がそれぞれ形成されている。そして、これら第２保持部２０１、第２冷却機構２０２、第４加熱機構２０３、スペーサー２０４、第２チャンバ部５１２および各位置決めピン１１が積層されることにより、第２チャンバ部５１２の下面から第２保持部２０１の上面まで貫通する貫通孔２０５が形成される。貫通孔２０５には、ガラス基板Ｓの温度を検出するための第１温度検出部３０１が挿通される。

また、接合部９０は、チャンバ５０１と、移動機構５０２と、減圧機構５０３と、第１撮像部５０４と、第２撮像部５０５とを備える。

チャンバ５０１は、内部を密閉可能な処理容器であり、第１チャンバ部５１１と、第２チャンバ部５１２とを備える。第１チャンバ部５１１は、下部が開放された有底筒状の容器であり、内部には、第１保持部１０１、第１冷却機構１０２、第３加熱機構１０３、押圧部１０４、圧力容器１６１、第２温度検出部３０２、第１保持機構４０１等が収容される。また、第２チャンバ部５１２は、上部が開放された有底筒状の容器であり、内部には、第２保持部２０１、第２冷却機構２０２、第４加熱機構２０３、スペーサー２０４、第２保持機構４０２等が収容される。

第１チャンバ部５１１は、エアシリンダ等の図示しない昇降機構によって鉛直方向に昇降可能に構成される。かかる昇降機構によって第１チャンバ部５１１を降下させて第２チャンバ部５１２に当接させることで、チャンバ５０１の内部に密閉空間が形成される。なお、第１チャンバ部５１１の第２チャンバ部５１２との当接面には、チャンバ５０１の機密性を確保するためのシール部材５１３が設けられる。シール部材５１３としては、たとえばＯリングが用いられる。

移動機構５０２は、第１チャンバ部５１１の外周部に設けられ、第１チャンバ部５１１を介して第１保持部１０１を水平方向に移動させる。かかる移動機構５０２は、第１チャンバ部５１１の外周部に対して複数（たとえば、５つ）設けられ、５つの移動機構５０２のうちの４つが第１保持部１０１の水平方向の移動に用いられ、残りの１つが第１保持部１０１の鉛直軸まわりの回転に用いられる。

移動機構５０２は、第１チャンバ部５１１の外周部に当接して第１保持部１０１を移動させるカム５２１と、シャフト５２２を介してカム５２１を回転させる回転駆動部５２３とを備える。カム５２１はシャフト５２２の中心軸に対して偏心して設けられている。そして、回転駆動部５２３によりカム５２１を回転させることで、第１保持部１０１に対するカム５２１の中心位置が移動し、第１保持部１０１を水平方向に移動させることができる。

減圧機構５０３は、たとえば第２チャンバ部５１２の下部に設けられ、チャンバ５０１内を減圧する。かかる減圧機構５０３は、チャンバ５０１内の雰囲気を吸気するための吸気管５３１と、吸気管５３１に接続された真空ポンプなどの吸気装置５３２とを備える。

第１撮像部５０４は、第１保持部１０１の下方に配置されて、第１保持部１０１に保持された被処理基板Ｗの表面を撮像する。また、第２撮像部５０５は、第２保持部２０１の上方に配置されて、第２保持部２０１に保持されたガラス基板Ｓの表面を撮像する。

第１撮像部５０４および第２撮像部５０５は、図示しない移動機構によって水平方向に移動可能に構成されており、第１チャンバ部５１１を降下させる前にチャンバ５０１内に侵入して、被処理基板Ｗおよびガラス基板Ｓを撮像する。第１撮像部５０４および第２撮像部５０５の撮像データは、制御装置５へ送信される。なお、第１撮像部５０４および第２撮像部５０５としては、たとえば広角型のＣＣＤカメラがそれぞれ用いられる。

＜４．接合部の動作＞
次に、上記のように構成された接合部９０が実行する接合処理の処理手順について図１１Ａおよび図１１Ｂを参照して説明する。図１１Ａおよび図１１Ｂは、接合処理の動作例を示す説明図である。

接合部９０では、まず、第１保持部１０１によって被処理基板Ｗが保持され、第２保持部２０１によってガラス基板Ｓが保持される。このとき、第１保持部１０１および第２保持部２０１は、第１保持部１０１の第１加熱機構１１７および第２保持部２０１の第２加熱機構２１７によって予め第１の温度に加熱された状態となっている。第１の温度は、たとえば２００℃以下の温度である。

また、このとき、第３加熱機構１０３および第４加熱機構２０３も第１加熱機構１１７および第２加熱機構２１７と同様の第１の温度で加熱を行う。これにより、第１冷却機構１０２および第２冷却機構２０２の反りが抑制され、第１保持部１０１および第２保持部２０１の破損が防止される。

つづいて、接合部９０では、アライメント工程が実施される。かかるアライメント工程では、図４に示す第１撮像部５０４および第２撮像部５０５が水平方向に移動してチャンバ５０１内に侵入し、被処理基板Ｗおよびガラス基板Ｓの表面をそれぞれ撮像する。

その後、第１撮像部５０４によって撮像された画像に表示される被処理基板Ｗの基準点の位置と、第２撮像部５０５によって撮像された画像に表示されるガラス基板Ｓの基準点の位置とが一致するように、移動機構５０２によって被処理基板Ｗの水平方向の位置が調節される。こうして被処理基板Ｗのガラス基板Ｓに対する水平方向の位置が調節される。

つづいて、第１撮像部５０４および第２撮像部５０５がチャンバ５０１内から退出した後、図示しない移動機構によって第１チャンバ部５１１が降下する。そして、第１チャンバ部５１１が第２チャンバ部５１２に当接することにより、チャンバ５０１内に密閉空間が形成される（図１１Ａ参照）。

つづいて、接合部９０では、減圧工程が実施される。かかる減圧工程では、減圧機構５０３によってチャンバ５０１内の雰囲気が吸気されることによってチャンバ５０１内が減圧される。上述したように、第１保持部１０１および第２保持部２０１は、第１保持機構４０１および第２保持機構４０２によって弾性的に保持されるため、かかる減圧工程中に位置ずれを起こすおそれがない。

その後、接合部９０では、昇温工程が実施される。昇温工程では、第１保持部１０１の第１加熱機構１１７および第２保持部２０１の第２加熱機構２１７によって被処理基板Ｗおよびガラス基板Ｓが加熱される。かかる昇温工程では、被処理基板Ｗおよびガラス基板Ｓを第１の温度から第２の温度へ昇温する。第２の温度は、たとえば３００℃以上の温度である。

このとき、第３加熱機構１０３および第４加熱機構２０３も第１加熱機構１１７および第２加熱機構２１７と同様の昇温レートで第２の温度まで昇温する。これにより、第１冷却機構１０２および第２冷却機構２０２の反りが抑制され、第１保持部１０１および第２保持部２０１の破損が防止される。

つづいて、接合部９０では、本接合工程が実施される。かかる本接合工程では、圧力容器１６１に気体を供給することにより、圧力容器１６１内を所望の圧力にする。これにより、第１保持部１０１が降下して被処理基板Ｗとガラス基板Ｓとが所望の圧力で加圧される（図１１Ｂ参照）。被処理基板Ｗの接合面Ｗｊに塗布された接着剤Ｇは、第２の温度への昇温によって軟化しており、被処理基板Ｗがガラス基板Ｓに所望の圧力で押圧されることによって、被処理基板Ｗとガラス基板Ｓとは接着される。

なお、チャンバ５０１内を減圧雰囲気下とすることで、被処理基板Ｗとガラス基板Ｓとの間にボイドが生じることを防止することができる。

つづいて、接合部９０では、降温工程が実施される。かかる降温工程では、加圧機構１０６によって被処理基板Ｗおよびガラス基板Ｓが加圧された状態を維持したまま、被処理基板Ｗおよびガラス基板Ｓを第１の温度まで降温する。これにより、軟化した接着剤Ｇが硬化して被処理基板Ｗおよびガラス基板Ｓが接合される。

このようにして形成された重合基板Ｔは、図示しない移動機構によって第１チャンバ部５１１が上昇した後、搬送部８０によって接合部９０から搬出され、上述した手順でカセットＣｔまで搬送される。

＜５．仮接合工程について＞
ところで、本実施形態に係る接合システム１では、支持基板としてガラス基板Ｓを使用し、このガラス基板Ｓを保持する第２保持部２０１として静電チャックを用いることとしている。また、本実施形態に係る接合システム１では、上述したようにチャンバ５０１内の温度を第１の温度から第２の温度に昇温する昇温工程が行われる。

第２保持部２０１には、ガラス基板Ｓを静電吸着するために高電圧がかけられる。また、第２の温度は、ガラス基板Ｓが有するガラス転移点以上の温度である。このため、静電チャックである第２保持部２０１を用いてガラス基板Ｓを静電吸着した状態で第２の温度への昇温を行うと、ガラス基板Ｓ中のナトリウムイオンが第２保持部２０１との接触面に移動してナトリウムが析出するおそれがある。

ナトリウムの析出が生じると、第２保持部２０１の表面劣化やガラス基板Ｓの変質等の不具合が生じるおそれがある。昇温工程中において第２保持部２０１によるガラス基板Ｓの静電吸着を解除することも考えられるが、ガラス基板Ｓの位置ずれが生じるおそれがあるため好ましくない。

そこで、本実施形態に係る接合システム１では、被処理基板Ｗおよびガラス基板Ｓをそれぞれ第１保持部１０１および第２保持部２０１で保持した後、これらを本接合工程よりも低い加圧力および温度で仮接合する仮接合工程を実施し、その後、第２保持部２０１による静電吸着を解除したうえで、昇温工程を実施することとした。

かかる仮接合工程について図１２を参照して具体的に説明する。図１２は、本実施形態に係る接合処理の処理手順を示すタイミングチャートである。

図１２に示すように、接合部９０では、アライメント工程が終了した後、第１チャンバ部５１１を降下させて減圧工程を実施する。減圧工程では、チャンバ５０１内の圧力を大気圧ａｔｍから所望の圧力Ｐｃ２まで減圧する。具体的には、チャンバ５０１内の圧力を大気圧ａｔｍから圧力Ｐｃ１まで減圧させた後、吸気装置５３２（図４参照）よりも吸気力の強い他の吸気装置（図示せず）に切り替えて所望の圧力Ｐｃ２までの減圧を行う。

その後、仮接合工程が実施される。かかる仮接合工程では、加圧機構１０６を用いて第１保持部１０１を降下させることによって、被処理基板Ｗをガラス基板Ｓに接触させるとともに本接合時の加圧力Ｐｂ２よりも低い加圧力Ｐｂ１で両者を加圧する。

このとき、第１保持部１０１および第２保持部２０１の静電吸着部１１１，２１１はオンされた状態であるが、チャンバ５０１内の温度は、ガラス基板Ｓのガラス転移点以下の温度である第１の温度Ｔ１である。このため、ガラス基板Ｓからのナトリウムの析出が生じるおそれがない。

なお、仮接合工程における加圧力Ｐｂ１は、たとえば大気圧と同じ圧力である。チャンバ５０１内は減圧された状態であるため、大気圧でも被処理基板Ｗおよびガラス基板Ｓは加圧された状態となる。

仮接合工程が終了した後、接合部９０では、静電吸着部１１１，２１１による静電吸着を解除し、被処理基板Ｗとガラス基板Ｓとを加圧力Ｐｂ１で加圧した状態で、第１の温度Ｔ１から第２の温度Ｔ２への昇温を開始する。そして、第２の温度Ｔ２に到達した後、接合部９０では、加圧機構１０６を用いて被処理基板Ｗとガラス基板Ｓとを所望の加圧力Ｐｂ２で本接合する。

このように、本実施形態に係る接合システム１では、昇温を開始する前に静電吸着部１１１，２１１による静電吸着を解除することとしたため、その後の昇温工程、接合工程および降温工程においてもガラス基板Ｓからナトリウムの析出が生じるおそれがない。また、静電吸着部１１１，２１１による静電吸着を解除しても、被処理基板Ｗとガラス基板Ｓとは仮接合された状態であるため、これら被処理基板Ｗおよびガラス基板Ｓが位置ずれを起こすおそれがない。

したがって、本実施形態に係る接合システム１によれば、被処理基板Ｗおよびガラス基板Ｓの位置ずれを防止しつつ、ガラス基板Ｓからのナトリウムの析出を防止することができる。

なお、ここでは、被処理基板Ｗとガラス基板Ｓとを仮接合した後で、静電吸着部１１１，２１１による静電吸着を解除することとしたが、静電吸着を解除するタイミングは、仮接合工程と同時であってもよい。すなわち、接合部９０は、たとえば仮接合工程において被処理基板Ｗとガラス基板Ｓとが接触したタイミングで静電吸着部１１１，２１１による静電吸着を解除してもよい。これにより、被処理基板Ｗおよびガラス基板Ｓの位置ずれを防止しつつ、より早期に静電吸着を解除することができる。

また、ここでは、静電吸着部１１１，２１１による静電吸着を解除した後で、第２の温度Ｔ２への昇温を開始することとしたが、第２の温度Ｔ２への昇温の開始タイミングは、静電吸着の解除と同時または静電吸着の解除よりも前であってもよい。すなわち、少なくともガラス基板Ｓのガラス転移点以上の温度となる前に、静電吸着部１１１，２１１による静電吸着が解除されればよい。

また、ここでは、アライメント工程および減圧工程時に、静電吸着部１１１，２１１を用いて被処理基板Ｗおよびガラス基板Ｓを静電吸着することとした。しかし、被処理基板Ｗおよびガラス基板Ｓを大気環境下で静電吸着した後、所望の圧力まで減圧することとすると、減圧中に放電が起こる可能性があり（パッシェンの法則）、被処理基板Ｗおよびガラス基板Ｓが破損するおそれがある。

このため、接合部９０は、アライメント工程においては、真空吸着部１１２，２１２を用いて被処理基板Ｗおよびガラス基板Ｓを吸着保持し、その後、減圧工程において減圧がある程度進んだ後で、静電吸着部１１１，２１１による静電吸着に切り替えることとしてもよい。これにより、放電による被処理基板Ｗおよびガラス基板Ｓの破損を防止することができる。

本接合工程では、第２の温度Ｔ２かつ所望の加圧力Ｐｂ２で被処理基板Ｗとガラス基板Ｓとを加圧した状態を所定時間維持する。なお、本接合工程では、チャンバ５０１内の圧力がＰｃ２からＰｃ３へ変化する。

その後、接合部９０では、第１冷却機構１０２および第２冷却機構２０２を用いてチャンバ５０１内の温度を第２の温度Ｔ２から第１の温度Ｔ１まで降温する。このとき、被処理基板Ｗとガラス基板Ｓとを所望の加圧力Ｐｂ２で加圧したまま降温を行うことにより、重合基板Ｔに反りが発生することを防止することができる。また、かかる降温工程において、チャンバ５０１内の圧力は、Ｐｃ３から大気圧ａｔｍに戻される。その後、重合基板Ｔが接合部９０から搬出されて一連の接合処理が終了する。

＜６．フェールセーフ処理について＞
次に、第１温度検出部３０１，３０３および第２温度検出部３０２，３０４を用いたフェールセーフ処理の処理手順について図１３を参照して説明する。図１３は、フェールセーフ処理の処理手順を示すフローチャートである。なお、図１３に示すフェールセーフ処理は、たとえば上述した昇温工程および本接合工程中に実行される。

なお、ここでは、第１温度検出部３０３および第２温度検出部３０２を用いて第１冷却機構１０２の反りを検出する場合の処理手順について説明する。１温度検出部３０１および第２温度検出部３０４を用いて第２冷却機構２０２の反りを検出する処理は、以下に説明する第１冷却機構１０２についての処理と平行して且つ同様の処理手順で行われる。

図１３に示すように、制御装置５は、第１温度検出部３０３の検出結果、すなわち、被処理基板Ｗの温度を取得するとともに（ステップＳ１０１）、第２温度検出部３０２の検出結果、すなわち、第１冷却機構１０２の外周部の温度を取得する（ステップＳ１０２）。つづいて、制御装置５は、被処理基板Ｗと第１冷却機構１０２の外周部の温度差が閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。

そして、かかる処理において、温度差が閾値以上であると判定した場合（ステップＳ１０３，Ｙｅｓ）、制御装置５は、接合部９０に対して加熱中止を指示し（ステップＳ１０４）、フェールセーフ処理を終了する。これにより、接合部９０は、第１加熱機構１１７、第２加熱機構２１７、第３加熱機構１０３および第４加熱機構２０３を停止させる。一方、制御装置５は、被処理基板Ｗと第１冷却機構１０２の外周部の温度差が閾値以上でない場合には（ステップＳ１０３，Ｎｏ）、たとえばステップＳ１０１〜Ｓ１０３の処理を繰り返す。

このようなフェールセーフ処理を行うことにより、本実施形態に係る接合システム１では、仮に、第１冷却機構１０２および第２冷却機構２０２に反りが生じた場合であっても、それ以上の反りが生じることを防止でき、第１保持部１０１および第２保持部２０１の破損を防ぐことができる。

上述してきたように、本実施形態に係る接合装置４５は、第１保持部１０１と、第２保持部２０１と、加圧機構１０６と、第１冷却機構１０２と、第２冷却機構２０２と、第３加熱機構１０３と、第４加熱機構２０３とを備える。

第１保持部１０１は、第１加熱機構１１７を有し、第１基板である被処理基板Ｗを保持する。第２保持部２０１は、第１保持部１０１に対向して配置され、第２加熱機構２１７を有し、第２基板であるガラス基板Ｓを保持する。加圧機構１０６は、第１保持部１０１と第２保持部２０１とを相対的に移動させることによって、被処理基板Ｗとガラス基板Ｓとを接触させて加圧する。第１冷却機構１０２は、第１保持部１０１の保持面１１３と反対側に設けられ、第１保持部１０１を介して被処理基板Ｗを冷却する。第２冷却機構２０２は、第２保持部２０１の保持面２１３と反対側に設けられ、第２保持部２０１を介してガラス基板Ｓを冷却する。第３加熱機構１０３は、第１冷却機構１０２の第１保持部１０１が配置される側と反対側に設けられ、第１冷却機構１０２を加熱する。第４加熱機構２０３は、第２冷却機構２０２の第２保持部２０１が配置される側と反対側に設けられ、第２冷却機構２０２を加熱する。

したがって、本実施形態に係る接合装置４５によれば、第１保持部１０１および第２保持部２０１の破損を防止することができる。

また、本実施形態に係る接合装置４５は、第１保持部１０１と、第２保持部２０１と、加圧機構１０６と、第１保持機構４０１および第２保持機構４０２とを備える。第１保持機構４０１および第２保持機構４０２は、第１保持部１０１および第２保持部２０１の外周部を弾性的に保持する。

したがって、本実施形態に係る接合装置４５によれば、第１保持部１０１および第２保持部２０１の位置ずれを防止することができる。

また、本実施形態に係る接合方法は、第１保持工程と、第２保持工程と、仮接合工程と、昇温工程と、本接合工程とを含む。第１保持工程では、被処理基板Ｗを保持する。第２保持工程では、ガラス基板Ｓを静電吸着により保持する。仮接合工程では、第１保持工程および第２保持工程後に、被処理基板Ｗとガラス基板Ｓとを所望の加圧力よりも低い加圧力かつ所望の温度よりも低い温度で仮接合する。昇温工程では、仮接合工程と同時にまたは仮接合工程後に、ガラス基板Ｓの静電吸着を解除し、所望の温度まで昇温する。本接合工程では、昇温工程後に、被処理基板Ｗとガラス基板Ｓとを所望の加圧力で本接合する。

したがって、本実施形態に係る接合方法によれば、ガラス基板Ｓからのナトリウムの析出を防止することができる。

上述してきた実施形態では、塗布・熱処理ブロックＧ１において被処理基板Ｗに対する接着剤Ｇの塗布および熱処理を行った後で、接合処理ブロックＧ２において被処理基板Ｗとガラス基板Ｓとの接合を行うこととした。しかし、予め接着剤Ｇが塗布された被処理基板Ｗを取り扱う場合には、塗布・熱処理ブロックＧ１での処理を省略してもよい。また、かかる場合、接合システム１は、塗布・熱処理ブロックＧ１を必ずしも備えることを要しない。

また、上述してきた実施形態では、制御装置５が、接合装置４５が備える第１保持部１０１、第２保持部２０１、加圧機構１０６等を制御することとしたが、接合装置４５が、第１保持部１０１、第２保持部２０１、加圧機構１０６等を制御する制御部を備えていてもよい。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

Ｗ 被処理基板
Ｓ ガラス基板
Ｔ 重合基板
１ 接合システム
２ 搬入出ステーション
４ 接合ステーション
５ 制御装置
４５ 接合装置
９０ 接合部
１０１ 第１保持部
１０２ 第１冷却機構
１０３ 第３加熱機構
１０６ 加圧機構
１１１ 静電吸着部
１１７ 第１加熱機構
２０１ 第２保持部
２０２ 第２冷却機構
２０３ 第４加熱機構
２１１ 静電吸着部
２１７ 第２加熱機構
３０１，３０３ 第１温度検出部
３０２，３０４ 第２温度検出部
４０１ 第１保持機構
４０２ 第２保持機構
５０１ チャンバ

Claims (8)

1. 被処理基板を保持する第１保持工程と、
   ガラス基板を静電吸着により保持する第２保持工程と、
   前記第１保持工程および前記第２保持工程後に、前記被処理基板と前記ガラス基板とを所望の加圧力よりも低い加圧力かつ前記ガラス基板のガラス転移点以下の温度で仮接合する仮接合工程と、
   前記仮接合工程と同時にまたは前記仮接合工程後に、前記ガラス基板の静電吸着を解除し、前記ガラス転移点以上の温度まで昇温する昇温工程と、
   前記昇温工程後に、前記被処理基板と前記ガラス基板とを前記所望の加圧力で本接合する本接合工程と
   を含むことを特徴とする接合方法。
2. 前記第１保持工程および前記第２保持工程後かつ前記仮接合工程前に、前記被処理基板および前記ガラス基板が収容されるチャンバ内を減圧する減圧工程
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の接合方法。
3. 前記被処理基板を保持する第１保持部の保持面と反対側に設けられ、前記第１保持部を介して前記被処理基板を冷却する第１冷却機構を用いて、前記本接合工程後の前記被処理基板を冷却する第１冷却工程と、
   前記ガラス基板を保持する第２保持部の保持面と反対側に設けられ、前記第２保持部を介して前記ガラス基板を冷却する第２冷却機構を用いて、前記本接合工程後の前記ガラス基板を冷却する第２冷却工程と
   を含み、
   前記昇温工程は、
   前記第１保持部に設けられた第１加熱機構を用いて前記被処理基板を加熱する第１加熱工程と、
   前記第２保持部に設けられた第２加熱機構を用いて前記ガラス基板を加熱する第２加熱工程と、
   前記第１冷却機構の前記第１保持部が配置される側と反対側に設けられ、前記第１冷却機構を加熱する第３加熱機構を用いて前記第１冷却機構を加熱する第３加熱工程と、
   前記第２冷却機構の前記第２保持部が配置される側と反対側に設けられ、前記第２冷却機構を加熱する第４加熱機構を用いて前記第２冷却機構を加熱する第４加熱工程と
   を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の接合方法。
4. 前記昇温工程において、前記被処理基板または前記ガラス基板の温度を検出する第１温度検出工程と、
   前記昇温工程において、前記第１冷却機構または前記第２冷却機構の温度を検出する第２温度検出工程と、
   前記被処理基板または前記ガラス基板の温度と前記第１冷却機構または前記第２冷却機構の温度との差が閾値以上である場合に、前記第１加熱機構、前記第２加熱機構、前記第３加熱機構および前記第４加熱機構による加熱を中止する加熱中止工程と
   を含むことを特徴とする請求項３に記載の接合方法。
5. 第１加熱機構を有し、被処理基板を保持する第１保持部と、
   前記第１保持部に対向して配置され、第２加熱機構を有し、ガラス基板を保持する第２保持部と、
   前記第１保持部と前記第２保持部とを相対的に移動させることによって、前記被処理基板と前記ガラス基板とを接触させて加圧する加圧機構と、
   前記第１保持部、前記第２保持部および前記加圧機構を制御する制御部と
   を備え、
   前記制御部は、
   前記第１保持部、前記第２保持部および前記加圧機構を制御して、前記被処理基板と前記ガラス基板とを所望の圧力よりも低い圧力かつ前記ガラス基板のガラス転移点以下の温度で仮接合し、前記仮接合と同時にまたは前記仮接合後に、前記第２保持部による前記ガラス基板の静電吸着を解除し、前記ガラス転移点以上の温度まで昇温した後で、前記被処理基板と前記ガラス基板とを前記所望の圧力で本接合すること
   を特徴とする接合装置。
6. 前記第１保持部の保持面と反対側に設けられ、前記第１保持部を介して前記被処理基板を冷却する第１冷却機構と、
   前記第２保持部の保持面と反対側に設けられ、前記第２保持部を介して前記ガラス基板を冷却する第２冷却機構と、
   前記第１冷却機構の前記第１保持部が配置される側と反対側に設けられ、前記第１冷却機構を加熱する第３加熱機構と、
   前記第２冷却機構の前記第２保持部が配置される側と反対側に設けられ、前記第２冷却機構を加熱する第４加熱機構と
   を備えることを特徴とする請求項５に記載の接合装置。
7. 前記第１保持部および前記第２保持部が収容されるチャンバと、
   前記チャンバ内を減圧する減圧機構と
   を備えることを特徴とする請求項５または６に記載の接合装置。
8. 被処理基板およびガラス基板が載置される搬入出ステーションと、
   前記搬入出ステーションに載置された前記被処理基板および前記ガラス基板を搬送する基板搬送装置と、
   前記基板搬送装置によって搬送された前記被処理基板および前記ガラス基板を接合する接合装置が設置される接合ステーションと、
   前記接合装置を制御する制御部と
   を備え、
   前記接合装置は、
   第１加熱機構を有し、前記被処理基板を保持する第１保持部と、
   前記第１保持部に対向して配置され、第２加熱機構を有し、前記ガラス基板を保持する第２保持部と、
   前記第１保持部と前記第２保持部とを相対的に移動させることによって、前記被処理基板と前記ガラス基板とを接触させて加圧する加圧機構と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記第１保持部、前記第２保持部および前記加圧機構を制御して、前記被処理基板と前記ガラス基板とを所望の圧力よりも低い圧力かつ前記ガラス基板のガラス転移点以下の温度で仮接合し、前記仮接合と同時にまたは前記仮接合後に、前記第２保持部による前記ガラス基板の静電吸着を解除し、前記ガラス転移点以上の温度まで昇温した後で、前記被処理基板と前記ガラス基板とを前記所望の圧力で本接合すること
   を特徴とする接合システム。

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