WO2018088091A1 - 接合装置、接合システム、接合方法及びコンピュータ記憶媒体 - Google Patents

接合装置、接合システム、接合方法及びコンピュータ記憶媒体 Download PDF

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宗兵 松本
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Definitions

  • the present invention relates to a bonding apparatus for bonding substrates, a bonding system including the bonding apparatus, a bonding method using the bonding apparatus, and a computer storage medium.
  • a bonding system includes a surface modifying device for modifying a surface to which a wafer is bonded, a surface hydrophilizing device for hydrophilizing a wafer surface modified by the surface modifying device, and the surface hydrophilizing device. And a bonding apparatus for bonding wafers having hydrophilic surfaces.
  • the surface of the wafer is subjected to plasma treatment in a surface modification device to modify the surface, and the surface is hydrophilized by supplying pure water to the surface of the wafer in the surface hydrophilization device.
  • the wafers are bonded to each other by van der Waals force and hydrogen bond (intermolecular force).
  • an upper chuck is used to hold one wafer (hereinafter referred to as “upper wafer”), and another wafer (hereinafter referred to as “lower wafer” using a lower chuck provided below the upper chuck).
  • the upper wafer and the lower wafer are bonded together.
  • the lower chuck is moved in the horizontal direction by the moving mechanism, the horizontal position of the lower chuck is adjusted with respect to the upper chuck, and the lower chuck is rotated by the moving mechanism. Adjust the rotation direction position of the chuck (the direction of the lower chuck).
  • the present invention has been made in view of the above points, and appropriately adjusts the position of the first holding unit that holds the first substrate and the second holding unit that holds the second substrate, so that the substrates are aligned with each other.
  • the purpose of this is to appropriately perform the joining process.
  • one embodiment of the present invention is a bonding apparatus for bonding substrates, the first holding portion holding the first substrate by vacuum suction on the lower surface, and the first A second holding portion that is provided below the holding portion and vacuum-holds and holds the second substrate on the upper surface, and rotation that relatively rotates the first holding portion and the second holding portion.
  • three position measuring units for measuring the position of the first holding unit or the second holding unit, and a control for controlling the rotating mechanism and the moving mechanism based on the measurement results by the three position measuring units.
  • the position of the first holding unit or the second holding unit is measured using the three position measuring units. Therefore, from these measurement results, the first holding unit and the second holding unit are measured. Rotation direction eccentricity (shift amount), X direction eccentricity amount, and Y direction eccentricity amount of the holding part are calculated, respectively, and further the correction amount of the first holding part or the second holding part in the rotational direction, X direction, and Y direction Can be calculated. And the relative position of the 1st holding part and the 2nd holding part can be adjusted appropriately by controlling a rotation mechanism and a movement mechanism based on a calculation result. Therefore, after the position adjustment, it is possible to appropriately perform the bonding process between the first substrate held by the first holding unit and the second substrate held by the second holding unit.
  • Another aspect of the present invention is a bonding system including the bonding apparatus, a processing station including the bonding apparatus, a first substrate, a second substrate, or a first substrate and a second. And a loading / unloading station for loading / unloading the first substrate, the second substrate, or the polymerization substrate to / from the processing station.
  • the processing station includes a surface modification device for modifying a surface to which the first substrate or the second substrate is bonded, and the first substrate or the second substrate modified by the surface modification device.
  • a surface hydrophilizing device that hydrophilizes the surface and a transport device for transporting the first substrate, the second substrate, or the polymerization substrate to the surface modifying device, the surface hydrophilizing device, and the bonding device;
  • the first substrate and the second substrate whose surfaces are hydrophilized by the surface hydrophilizing apparatus are joined.
  • Another embodiment of the present invention is a bonding method in which substrates are bonded to each other using a bonding device, wherein the bonding device vacuums and holds the first substrate on the lower surface.
  • a holding unit a second holding unit which is provided below the first holding unit and sucks and holds the second substrate on the upper surface by suction; the first holding unit and the second holding unit;
  • a rotating mechanism that relatively rotates the moving mechanism that moves the first holding portion and the second holding portion relatively in the horizontal direction, and the first holding portion that is rotated by the rotating mechanism, or the And three position measuring units that are provided in the second holding unit and measure the position of the first holding unit or the second holding unit.
  • the said joining method is based on the measurement process which measures the position of the said 1st holding
  • a readable computer storage medium storing a program that operates on a computer of a control unit that controls the joining device so that the joining method is executed by the joining device.
  • the present invention it is possible to appropriately adjust the positions of the first holding unit that holds the first substrate and the second holding unit that holds the second substrate, and appropriately perform the bonding process between the substrates. it can.
  • FIG. 1 is a plan view illustrating the outline of the configuration of the joining system 1.
  • FIG. 2 is a side view illustrating the outline of the internal configuration of the joining system 1.
  • the wafer disposed on the upper side is referred to as “upper wafer W U ” as the first substrate
  • the wafer disposed on the lower side is referred to as “lower wafer W L ” as the second substrate.
  • a bonding surface to which the upper wafer W U is bonded is referred to as “front surface W U1 ”
  • a surface opposite to the front surface W U1 is referred to as “back surface W U2 ”.
  • the bonding surface to which the lower wafer W L is bonded is referred to as “front surface W L1 ”, and the surface opposite to the front surface W L1 is referred to as “back surface W L2 ”. Then, in the bonding system 1, by joining the upper wafer W U and the lower wafer W L, to form the overlapped wafer W T as a polymerization substrate.
  • the bonding system 1 carries in and out cassettes C U , C L , and C T that can accommodate a plurality of wafers W U and W L and a plurality of superposed wafers W T , respectively, with the outside.
  • the loading / unloading station 2 and the processing station 3 including various processing apparatuses that perform predetermined processing on the wafers W U , W L , and the overlapped wafer W T are integrally connected.
  • the loading / unloading station 2 is provided with a cassette mounting table 10.
  • the cassette mounting table 10 is provided with a plurality of, for example, four cassette mounting plates 11.
  • the cassette mounting plates 11 are arranged in a line in the horizontal X direction (vertical direction in FIG. 1). These cassette mounting plates 11, cassettes C U to the outside of the interface system 1, C L, when loading and unloading the C T, a cassette C U, C L, it is possible to place the C T .
  • carry-out station 2 a wafer over multiple W U, a plurality of lower wafer W L, and is configured to be held by a plurality of overlapped wafer W T.
  • the number of cassette mounting plates 11 is not limited to this embodiment, and can be set arbitrarily.
  • One of the cassettes may be used for collecting abnormal wafers. That is, individually housed wafers an abnormality occurs in the bonding of the upper wafer W U and the lower wafer W L to an cassette various factors, to be able to be separated from the other normal overlapped wafer W T May be.
  • using a one cassette C T for the recovery of the abnormal wafer, and using other cassettes C T for the accommodation of a normal overlapped wafer W T are used for collecting abnormal wafers.
  • a wafer transfer unit 20 is provided adjacent to the cassette mounting table 10.
  • the wafer transfer unit 20 is provided with a wafer transfer device 22 that is movable on a transfer path 21 extending in the X direction.
  • the wafer transfer device 22 is also movable in the vertical direction and around the vertical axis ( ⁇ direction), and includes cassettes C U , C L , C T on each cassette mounting plate 11 and a third of the processing station 3 described later.
  • the wafers W U and W L and the superposed wafer W T can be transferred between the transition devices 50 and 51 in the processing block G3.
  • the processing station 3 is provided with a plurality of, for example, three processing blocks G1, G2, G3 provided with various devices.
  • a first processing block G1 is provided on the front side of the processing station 3 (X direction negative direction side in FIG. 1), and on the back side of the processing station 3 (X direction positive direction side in FIG. 1)
  • Two processing blocks G2 are provided.
  • a third processing block G3 is provided on the loading / unloading station 2 side of the processing station 3 (Y direction negative direction side in FIG. 1).
  • a surface modification device 30 for modifying the surfaces W U1 and W L1 of the wafers W U and W L is disposed.
  • the surface modification device 30 for example, in a reduced-pressure atmosphere, oxygen gas or nitrogen gas, which is a processing gas, is excited to be turned into plasma and ionized.
  • the surfaces W U1 and W L1 of the wafers W U and W L are irradiated with the oxygen ions or nitrogen ions, and the surfaces W U1 and W L1 are plasma-treated and modified.
  • the second processing block G2 includes, for example, a surface hydrophilizing device 40 that hydrophilizes the surfaces W U1 and W L1 of the wafers W U and W L with pure water and cleans the surfaces W U1 and W L1.
  • a surface hydrophilizing device 40 that hydrophilizes the surfaces W U1 and W L1 of the wafers W U and W L with pure water and cleans the surfaces W U1 and W L1.
  • U, bonding device 41 for bonding the W L are arranged side by side in the horizontal direction of the Y-direction in this order from the carry-out station 2 side. The configuration of the joining device 41 will be described later.
  • the surface hydrophilizing apparatus 40 for example, wafer W U held by the spin chuck, while rotating the W L, for supplying pure water the wafer W U, on W L. Then, the supplied pure water is diffused on the wafer W U, W L of the surface W U1, W L1, surface W U1, W L1 is hydrophilized.
  • the third processing block G3, the wafer W U as shown in FIG. 2, W L, a transition unit 50, 51 of the overlapped wafer W T are provided in two tiers from the bottom in order.
  • a wafer transfer region 60 is formed in a region surrounded by the first processing block G1 to the third processing block G3.
  • a wafer transfer device 61 is disposed in the wafer transfer region 60.
  • the wafer transfer device 61 includes, for example, a transfer arm 61a that can move around the vertical direction, the horizontal direction (Y direction, X direction), and the vertical axis.
  • the wafer transfer device 61 moves in the wafer transfer region 60, and adds wafers W U , W L , and W to predetermined devices in the surrounding first processing block G1, second processing block G2, and third processing block G3. You can transfer the overlapping wafer W T.
  • the above joining system 1 is provided with a controller 70 as shown in FIG.
  • the control unit 70 is, for example, a computer and has a program storage unit (not shown).
  • the program storage unit stores a program for controlling processing of the wafers W U and W L and the overlapped wafer W T in the bonding system 1.
  • the program storage unit also stores a program for controlling operations of driving systems such as the above-described various processing apparatuses and transfer apparatuses to realize later-described wafer bonding processing in the bonding system 1.
  • the program is recorded on a computer-readable storage medium H such as a computer-readable hard disk (HD), a flexible disk (FD), a compact disk (CD), a magnetic optical desk (MO), or a memory card. May have been installed in the control unit 70 from the storage medium H.
  • the bonding apparatus 41 includes a processing container 100 that can seal the inside.
  • the inside of the processing container 100 is partitioned by the inner wall 103 into a transport area T1 and a processing area T2.
  • the loading / unloading port 101 described above is formed on the side surface of the processing container 100 in the transfer region T1.
  • a loading / unloading port 104 for the wafers W U and W L and the overlapped wafer W T is formed on the inner wall 103.
  • a transition 110 for temporarily placing the wafers W U and W L and the superposed wafer W T is provided on the Y direction positive direction side of the transfer region T1.
  • the transition 110 is formed in, for example, two stages, and any two of the wafers W U , W L , and the superposed wafer W T can be placed at the same time.
  • a wafer transfer mechanism 111 is provided in the transfer area T1. As shown in FIGS. 4 and 5, the wafer transfer mechanism 111 has a transfer arm 111 a that can move around, for example, the vertical direction, the horizontal direction (X direction, Y direction), and the vertical axis. Then, the wafer transfer mechanism 111 can transport within transfer region T1, or a transfer region T1 wafer W U between the processing region T2, W L, the overlapped wafer W T.
  • a position adjusting mechanism 120 for adjusting the horizontal direction of the wafers W U and W L is provided on the Y direction negative direction side of the transfer region T1.
  • the position adjustment mechanism 120 the position of the notches of the wafers W U and W L is detected by the detection unit 122 while rotating the wafers W U and W L held on the base 121.
  • the horizontal direction of the wafers W U and W L is adjusted by adjusting the position.
  • the structure for holding the wafers W U and W L on the base 121 is not particularly limited, and various structures such as a pin chuck structure and a spin chuck structure are used.
  • Reversing mechanism 130 for reversing the front and rear surfaces of the upper wafer W U is provided.
  • Reversing mechanism 130 has a holding arm 131 which holds the upper wafer W U.
  • the holding arm 131 extends in the horizontal direction (X direction).
  • the holding arm 131 is provided on the holding member 132 for holding the upper wafer W U, for example four positions.
  • the holding arm 131 is supported by a driving unit 133 including, for example, a motor.
  • a driving unit 133 including, for example, a motor.
  • the holding arm 131 is rotatable around a horizontal axis.
  • the holding arm 131 is rotatable about the drive unit 133 and is movable in the horizontal direction (X direction).
  • Below the drive unit 133 for example, another drive unit (not shown) including a motor or the like is provided below the drive unit 133.
  • this other driving unit the driving unit 133 can move in the vertical direction along the support pillar 134 extending in the vertical direction.
  • Such driving unit 133, the upper wafer W U held by the holding member 132 is movable in the vertical direction and the horizontal direction together with the pivotable about a horizontal axis. Further, the upper wafer W U held by the holding member 132 can move around the drive unit 133 and move from the position adjustment mechanism 120 to the upper chuck 140 described later.
  • the processing region T2 under the upper wafer W U and the chuck 140 as a first holding portion for holding suction on the lower surface, as a second holding portion for holding suction by placing the lower wafer W L with the upper surface
  • a chuck 141 is provided.
  • the lower chuck 141 is provided below the upper chuck 140 and is configured to be disposed so as to face the upper chuck 140. That is, the lower wafer W L held on the wafer W U and the lower chuck 141 on which is held by the upper chuck 140 is adapted to be placed opposite.
  • the upper chuck 140 is held by an upper chuck rotating unit 150 provided above the upper chuck 140.
  • the upper chuck rotating unit 150 is configured to rotate the upper chuck 140 around the vertical axis as will be described later. Further, the upper chuck rotating unit 150 is provided on the ceiling surface of the processing container 100.
  • the upper chuck rotating portion 150 an upper imaging unit 151 to image the surface W L1 of the lower wafer W L held by the lower chuck 141 is provided. That is, the upper imaging unit 151 is provided adjacent to the upper chuck 140.
  • the upper imaging unit 151 for example, a CCD camera is used.
  • the lower chuck 141 is supported by a lower chuck stage 160 provided below the lower chuck 141.
  • the lower chuck stage 160 is provided with a lower imaging unit 161 that images the surface W U1 of the upper wafer W U held by the upper chuck 140. That is, the lower imaging unit 161 is provided adjacent to the lower chuck 141.
  • a CCD camera is used for the lower imaging unit 161 for the lower imaging unit 161, for example, a CCD camera is used.
  • the lower chuck stage 160 is supported by a first lower chuck moving part 162 provided below the lower chuck stage 160, and the first lower chuck moving part 162 is further supported by a support base 163.
  • the first lower chuck moving unit 162 is configured to move the lower chuck 141 in the horizontal direction (X direction) as described later.
  • the first lower chuck moving part 162 is configured to be able to move the lower chuck 141 in the vertical direction.
  • the support base 163 is provided on the lower surface side of the support base 163 and is attached to a pair of rails 164 and 164 extending in the horizontal direction (X direction).
  • the support base 163 is configured to be movable along the rail 164 by the first lower chuck moving part 162.
  • the first lower chuck moving part 162 is moved by, for example, a linear motor (not shown) provided along the rail 164.
  • the pair of rails 164 and 164 are disposed in the second lower chuck moving portion 165.
  • the second lower chuck moving unit 165 is provided on the lower surface side of the second lower chuck moving unit 165 and is attached to a pair of rails 166 and 166 extending in the horizontal direction (Y direction).
  • the second lower chuck moving portion 165 is configured to be movable along the rail 166, that is, configured to move the lower chuck 141 in the horizontal direction (Y direction).
  • the second lower chuck moving unit 165 moves by a linear motor (not shown) provided along the rail 166, for example.
  • the pair of rails 166 and 166 are disposed on a mounting table 167 provided on the bottom surface of the processing container 100.
  • the first lower chuck moving unit 162 and the second lower chuck moving unit 165 constitute the moving mechanism of the present invention.
  • the upper chuck 140 employs a pin chuck system as shown in FIG.
  • Upper chuck 140 includes a body portion 170 having a diameter larger than the diameter of the upper wafer W U in a plan view.
  • a plurality of pins 171 that are in contact with the back surface W U2 of the upper wafer W U are provided on the lower surface of the main body 170.
  • the outer ribs 172 for supporting the outer peripheral portion of the back surface W U2 of the upper wafer W U is provided on the outer peripheral portion of the back surface W U2 of the upper wafer W U is provided.
  • the outer rib 172 is provided in an annular shape outside the plurality of pins 171.
  • inner ribs 173 for supporting the back surface W U2 of the upper wafer W U is provided.
  • the inner rib 173 is annularly provided concentrically with the outer rib 172.
  • a region 174 inside the outer rib 172 (hereinafter sometimes referred to as a suction region 174) includes a first suction region 174a inside the inner rib 173 and a second suction region 174b outside the inner rib 173. It is divided into and.
  • the first suction ports 175a are formed at, for example, four locations in the first suction region 174a.
  • a first suction pipe 176a provided inside the main body 170 is connected to the first suction port 175a. Further, a first vacuum pump 177a is connected to the first suction pipe 176a.
  • the second suction port 175b for evacuating the upper wafer W U is formed on the lower surface of the main body portion 170.
  • the second suction port 175b is formed in two places in the second suction region 174b.
  • a second suction pipe 176b provided inside the main body 170 is connected to the second suction port 175b.
  • a second vacuum pump 177b is connected to the second suction pipe 176b.
  • the suction regions 174a and 174b formed surrounded by the upper wafer W U , the main body 170 and the outer rib 172 are evacuated from the suction ports 175a and 175b, respectively, and the suction regions 174a and 174b are decompressed.
  • the suction area 174a, for external atmosphere 174b is atmospheric pressure
  • the upper wafer W U is sucked only by the atmospheric pressure correspondingly reduced in pressure areas 174a, pushed 174b side, top to upper chuck 140 wafer W U Is adsorbed and held.
  • the upper chuck 140 is configured to be evacuated over the wafer W U per the first suction area 174a second suction region 174b.
  • the outer rib 172 supports the outer peripheral portion of the back surface W U2 of the upper wafer W U, the upper wafer W U is suitably evacuated to the outer periphery thereof. Therefore, the entire surface of the upper wafer W U is held by suction on the chuck 140, to reduce the flatness of the on the wafer W U, it is possible to flatten the upper wafer W U.
  • the height of the plurality of pins 171 is uniform, the flatness of the lower surface of the upper chuck 140 can be further reduced.
  • the flat lower surface of the upper chuck 140 by reducing the lower surface flatness, it is possible to suppress the distortion of the vertical direction of the wafer W U after being held by the upper chuck 140.
  • a through hole 178 that penetrates the main body 170 in the thickness direction is formed at the center of the main body 170.
  • the central portion of the body portion 170 corresponds to the central portion of the upper wafer W U which is sucked and held on the chuck 140.
  • tip part of the actuator part 191 in the pushing member 190 mentioned later penetrates the through-hole 178. As shown in FIG.
  • the upper chuck rotating unit 150 includes an upper chuck stage 180 that is provided on the upper surface of the main body 170 of the upper chuck 140 and holds the upper chuck 140.
  • the upper chuck stage 180 has an open top surface, has a hollow cylindrical shape, and has substantially the same shape as the main body 170 in plan view.
  • a support member 181 that supports the upper chuck stage 180 and is attached to the ceiling surface of the processing container 100 is provided on the outer peripheral surface of the upper chuck stage 180.
  • a slight gap is formed between the outer surface of the upper chuck stage 180 and the inner peripheral surface of the support member 181.
  • the bottom surface an internal upper chuck stage 180, pressing member 190 for pressing the central portion of the upper wafer W U is further provided.
  • the pushing member 190 has an actuator part 191 and a cylinder part 192.
  • the actuator unit 191 generates a constant pressure in a fixed direction by air supplied from an electropneumatic regulator (not shown), and can generate the pressure constantly regardless of the position of the pressure application point. . Then, the air from the electropneumatic regulator, the actuator unit 191 is capable of controlling the pressing load applied against the central portion of the upper wafer W U and those in the center of the on the wafer W U. The tip of the actuator portion 191 is vertically movable through the through hole 178 by air from the electropneumatic regulator.
  • the actuator part 191 is supported by the cylinder part 192.
  • the cylinder part 192 can move the actuator part 191 in the vertical direction by a drive part incorporating a motor, for example.
  • the pressing member 190 controls the pressing load by the actuator unit 191 and controls the movement of the actuator unit 191 by the cylinder unit 192. Then, the pressing member 190, the wafer W U to be described later, at the time of bonding of W L, it can be pressed by contacting the center portion of the center and lower wafer W L of the upper wafer W U.
  • Rotating mechanism 200 for rotating upper chuck stage 180 (and upper chuck 140) is provided on support member 181 as shown in FIG.
  • the rotation mechanism 200 is in contact with the outer peripheral surface of the upper chuck stage 180, and can rotate the upper chuck stage 180 by a drive unit incorporating a motor or the like, for example.
  • the support member 181 is provided with a fixing portion 210 for fixing the upper chuck stage 180.
  • the fixing portions 210 are provided at four locations at equal intervals on the outer peripheral surface of the upper chuck stage 180. Each fixing portion 210 blows air toward the outer peripheral surface of the upper chuck stage 180, thereby centering the upper chuck stage 180 and further fixing the upper chuck stage 180.
  • the support member 181 is provided with linear scales 221 to 223 as position measuring units for measuring the position of the upper chuck stage 180, that is, the position of the upper chuck 140.
  • the linear scales 221 to 223 respectively have scales 221a to 223a provided on the outer peripheral surface of the upper chuck stage 180, and detection heads 221b to 223b for reading the scales.
  • a known method is used as a method for measuring the position of the upper chuck 140 using the linear scales 221 to 223.
  • the first linear scale 221 is provided on the center line of the upper chuck stage 180 so as to face the rotation mechanism 200.
  • the second linear scale 222 and the third linear scale 223 are provided at positions where the central angle formed by the first linear scale 221 is 90 degrees, and face each other on the center line of the upper chuck stage 180. Is provided. That is, the interval between the first linear scale 221 and the second linear scale 222 and the interval between the first linear scale 221 and the third linear scale 223 are equal.
  • a linear scale is used as the position measurement unit, but the position measurement unit is not limited to this as long as the position of the upper chuck 140 is measured.
  • a displacement meter may be used as the position measuring unit.
  • the first linear scale 221 is connected to a servo amplifier (not shown), and the servo amplifier is connected to the control unit 70. That is, the first linear scale 221 is used for servo control (full-closed control), and the measurement result of the first linear scale 221 is the rotation direction ( ⁇ direction) around the vertical axis of the upper chuck 140 as described later. Used to adjust the position of
  • the second linear scale 222 and the third linear scale 223 are each connected to the control unit 70.
  • the measurement results of the three linear scales 221 to 223 are used to adjust the position of the upper chuck 140 in the horizontal direction (X direction and Y direction) as will be described later, and in some cases, the rotational direction of the upper chuck 140 ( This is used to adjust the position in the ⁇ direction.
  • the eccentric amount (deviation amount) of the upper chuck 140 with respect to the lower chuck 141 is calculated from the measurement results of the three linear scales 221 to 223.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram showing dimensions when the eccentric amount of the upper chuck 140 is calculated.
  • reference numeral 140 a is not eccentric, that is, a center point of the upper chuck 140 at a correct position
  • 140 b indicates a center point of the eccentric upper chuck 140.
  • the measurement results L1 to L3 of the three linear scales 221 to 223 are expressed by the following formulas (1) to (3), respectively.
  • the measurement results L1 to L3 of the linear scales 221 to 223 are encoder values (absolute values) counted up clockwise.
  • L1 y + R ⁇ (1)
  • L2 ⁇ x + R ⁇ (2)
  • L3 x + R ⁇ (3)
  • Encoder value L2 of the second linear scale 222 Encoder value x of the third linear scale 223
  • y Lower Eccentric amount of the upper chuck 140 relative to the chuck 141
  • ⁇ Eccentric amount of the upper chuck 140 relative to the lower chuck 141 (rotational amount)
  • R radius of the upper chuck 140
  • the lower chuck 141 employs a pin chuck system as with the upper chuck 140.
  • Lower chuck 141 includes a body portion 230 having a diameter larger than the diameter of the lower wafer W L in a plan view.
  • the upper surface of the main body portion 230 a plurality of pins 231 in contact with the back surface W L2 of the lower wafer W L is provided.
  • the outer ribs 232 for supporting the outer peripheral portion of the back surface W L2 of the lower wafer W L is provided.
  • the outer rib 232 is annularly provided outside the plurality of pins 231.
  • inner ribs 233 for supporting the back surface W L2 of the lower wafer W L is provided.
  • the inner rib 233 is provided in an annular shape concentrically with the outer rib 232.
  • the inner region 234 of the outer rib 232 (hereinafter sometimes referred to as a suction region 234) includes a first suction region 234a inside the inner rib 233 and a second suction region 234b outside the inner rib 233. It is divided into and.
  • a first suction port 235a for evacuating the lower wafer W L are formed.
  • the first suction port 235a is formed at one place in the first suction region 234a.
  • a first suction pipe 236a provided inside the main body 230 is connected to the first suction port 235a.
  • a first vacuum pump 237a is connected to the first suction pipe 236a.
  • the second suction port 235b for evacuating the lower wafer W L are formed on the upper surface of the main body portion 230.
  • the second suction port 235b is formed in two places in the second suction region 234b.
  • a second suction tube 236b provided inside the main body 230 is connected to the second suction port 235b.
  • a second vacuum pump 237b is connected to the second suction pipe 236b.
  • the suction area 234a, for external atmosphere 234b is atmospheric pressure
  • lower wafer W L suction area 234a only by atmospheric pressure correspondingly reduced in pressure, pressed 234b side lower wafer W L to lower chuck 141 Is adsorbed and held.
  • the lower chuck 141 is evacuated configured to be able to lower wafer W L for each of the first suction area 234a second suction region 234b.
  • the lower wafer W L is suitably evacuated to the outer periphery thereof. Therefore, the entire surface of the lower wafer W L is sucked and held on the lower chuck 141, to reduce the flatness of the lower wafer W L, it is possible to flatten the lower wafer W L.
  • the height of the plurality of pins 231 is uniform, the flatness of the upper surface of the lower chuck 141 can be further reduced.
  • the flat upper surface of the lower chuck 141 by reducing the flatness of the upper surface, it is possible to suppress distortion in the vertical direction of the lower wafer W L held by the lower chuck 141.
  • the outer peripheral portion of the main body portion 230, the wafer W U, W L, or jump out from the overlapped wafer W T is lower chuck 141, a guide member to prevent the sliding (not shown) is provided.
  • the guide members are provided at a plurality of positions, for example, at four positions at equal intervals on the outer peripheral portion of the main body 230.
  • FIG. 9 is a flowchart showing an example of main steps of the wafer bonding process.
  • the cassette C U, the cassette C L accommodating the lower wafer W L of the plurality, and the empty cassette C T is a predetermined cassette mounting plate 11 of the carry-out station 2 accommodating the wafers W U on the plurality Placed on. Thereafter, the upper wafer W U in the cassette C U is taken out by the wafer transfer device 22 is conveyed to the transition unit 50 of the third processing block G3 in the processing station 3.
  • the upper wafer W U is transferred to the surface modification apparatus 30 of the first processing block G1 by the wafer transfer apparatus 61.
  • oxygen gas or nitrogen gas which is a processing gas, is excited and turned into plasma and ionized under a predetermined reduced-pressure atmosphere.
  • the surface W U1 of the upper wafer W U is irradiated with this oxygen ion or nitrogen ion, and the surface W U1 is subjected to plasma treatment.
  • the surface W U1 of the upper wafer W U is modified (Step S1 in FIG. 9).
  • the upper wafer W U is transferred to a surface hydrophilizing apparatus 40 of the second processing block G2 by the wafer transfer apparatus 61.
  • the surface hydrophilizing device 40 while rotating the upper wafer W U held by the spin chuck, for supplying pure water onto the onto the wafer W U. Then, the supplied pure water is diffused over the front surface W U1 of the upper wafer W U, the surface W U1 to hydroxyl (silanol group) in the upper wafer W U which are modified in the surface modification apparatus 30 is the attached The surface W U1 is hydrophilized. Further, the surface W U1 of the upper wafer W U is cleaned with the pure water (step S2 in FIG. 9).
  • the upper wafer W U is transferred to the bonding apparatus 41 of the second processing block G2 by the wafer transfer apparatus 61.
  • Upper wafer W U which is carried into the joining device 41 is conveyed to the position adjusting mechanism 120 by the wafer transfer mechanism 111 via the transition 110.
  • the position adjusting mechanism 120, the horizontal orientation of the upper wafer W U is adjusted (step S3 in FIG. 9).
  • the upper wafer W U is transferred from the position adjusting mechanism 120 to the holding arm 131 of the reversing mechanism 130. Subsequently, in transfer region T1, by reversing the holding arm 131, the front and back surfaces of the upper wafer W U is inverted (step S4 in FIG. 9). That is, the surface W U1 of the upper wafer W U is directed downward.
  • the holding arm 131 of the reversing mechanism 130 rotates around the driving unit 133 and moves below the upper chuck 140.
  • the upper wafer W U is delivered from the reversing mechanism 130 to the upper chuck 140.
  • Upper wafer W U, the back surface W U2 above the chuck 140 is held by suction (step S5 in FIG. 9).
  • the vacuum pump 177a actuates the 177b, the suction area 174a, the upper wafer W U evacuated suction port 175a, via 175b in 174b, the upper wafer W U is attracted and held on the chuck 140 .
  • the processing of the lower wafer W L Following the on wafer W U is performed.
  • the lower wafer W L in the cassette C L is taken out by the wafer transfer device 22 is conveyed to the transition unit 50 in the processing station 3.
  • Step S6 In FIG. 9
  • modification of the surface W L1 of the lower wafer W L in step S6 is the same as step S1 of the aforementioned.
  • step S7 hydrophilic and cleaning of the surface W L1 of the lower wafer W L in step S7, is similar to the process S2 described above.
  • the lower wafer W L is transported to the bonding apparatus 41 by the wafer transfer apparatus 61.
  • Lower wafer W L which is transported to the bonding unit 41 is conveyed to the position adjusting mechanism 120 by the wafer transfer mechanism 111 via the transition 110.
  • the position adjusting mechanism 120, the horizontal orientation of the lower wafer W L are adjusted (step S8 in FIG. 9).
  • the lower wafer W L is transferred to the lower chuck 141 by the wafer transfer mechanism 111, the back surface W L2 is held by suction to the lower chuck 141 (step S9 in FIG. 9).
  • the vacuum pump 237a actuates the 237b, evacuated, and the lower wafer W L is sucked and held by the lower chuck 141 to the lower wafer W L through the suction port 235a, 235b suction area 234a, in 234b .
  • the upper image capturing section 151 and the lower imaging unit 161 performs an initial adjustment of the rotational position of the upper wafer W U and the lower wafer W L (horizontal orientation).
  • the lower chuck 141 is moved in the horizontal direction (X direction and Y direction) by the first lower chuck moving unit 162 and the second lower chuck moving unit 165, and the lower wafer is used by using the upper imaging unit 151.
  • a predetermined reference point for example, two points on the outer peripheral portion
  • a predetermined reference point for example, two points on the outer peripheral portion
  • a predetermined reference point for example, two points on the outer peripheral portion
  • the surface W U1 of the upper wafer W U is sequentially imaged using the lower imaging unit 161.
  • the captured image is output to the control unit 70.
  • the control unit 70 such as based on the image captured by the image and the lower image pickup unit 161 captured by the upper imaging unit 151, the reference point of the reference point and the lower wafer W L of the upper wafer W U matches each position , that is, the direction of the upper wafer W U and the lower wafer W L in a position to match, rotate the upper chuck 140 by a rotating mechanism 200.
  • the rotational position of the upper wafer W U and the lower wafer W L is initially adjusted (step S10 in FIG. 9).
  • step S11 a first rotational position of the upper chuck 140 using the linear scale 221 is to be adjusted, the first in the linear scale 221, the wafer on which is held by the upper chuck 140 W U and the lower chuck You can not grasp the initial state of the rotating direction of the lower wafer W L held in the 141. Therefore, in the step S10 described above, the rotational direction position of the upper wafer W U and the lower wafer W L is initially adjusted.
  • step S10 the position of the upper chuck 140 is measured using the first linear scale 221.
  • the measurement result of the first linear scale 221, that is, the encoder value L 1 of the first linear scale 221 is output to the control unit 70.
  • the rotational direction eccentricity ⁇ of the upper chuck 140 relative to the lower chuck 141 is within a predetermined threshold, for example, ⁇ 0.2 [ ⁇ rad].
  • a correction amount in the rotation direction of the upper chuck 140 is calculated, and the rotation mechanism 200 is controlled. Then, the rotational direction position of the upper chuck 140 relative to the lower chuck 141 is adjusted by the rotation mechanism 200 rotating the upper chuck 140 by the correction amount (step S11 in FIG. 9).
  • step S11 the first linear scale 221 located farthest from the rotation mechanism 200 is used.
  • the encoder value L2 of the second linear scale 222 or the encoder value L3 of the third linear scale 223 is compared with the encoder value L3 of the first linear scale 221.
  • the encoder value L1 is greatly affected by the deviation. Therefore, the rotational direction position of the upper chuck 140 can be adjusted more appropriately.
  • step S11 when the upper chuck 140 is rotated by the rotation mechanism 200, the upper chuck stage 180 is centered by the fixing unit 210.
  • step S11 the rotation mechanism 200 may be controlled so that the rotational direction eccentricity ⁇ of the upper chuck 140 becomes zero. Further, when the encoder value L1 of the first linear scale 221 is within a predetermined threshold as a result of the measurement by the first linear scale 221, it is not necessary to rotate the upper chuck 140 by the rotating mechanism 200.
  • the center point (rotation axis) of the upper chuck 140 may be shifted in the horizontal direction from 140a to 140b as shown in FIG.
  • the center point of the upper chuck 140 is shifted in the horizontal direction.
  • the upper chuck 140 is centered by the air from the four fixing portions 210. However, depending on the air balance from these fixing portions 210, the center point of the upper chuck 140 is shifted in the horizontal direction.
  • the horizontal direction (X direction and Y direction) of the upper chuck 140 is adjusted so that the X direction eccentricity x of the upper chuck 140 and the Y direction eccentricity y of the upper chuck 140 are within a predetermined threshold, for example, 1 ⁇ m.
  • the first lower chuck moving part 162 and the second lower chuck moving part 165 are controlled.
  • the upper chuck 140 with respect to the lower chuck 141 is moved by the correction amount in the horizontal direction (X direction and Y direction) by the first lower chuck moving unit 162 and the second lower chuck moving unit 165. Is adjusted (step S12 in FIG. 9).
  • step S12 the interval between the first linear scale 221 and the second linear scale 222 and the interval between the first linear scale 221 and the third linear scale 223 are equal, so that the above (4) to (6) A simple formula can be used.
  • the equation for calculating the amount of eccentricity of the upper chuck 140 becomes complicated, and the control thereof becomes complicated. Therefore, in the present embodiment, the horizontal position of the upper chuck 140 can be adjusted with simple control.
  • step S12 the first lower chuck moving unit 162 and the second lower chuck moving unit 165 are controlled so that the X direction eccentric amount x and the Y direction eccentric amount y of the upper chuck 140 become zero. But of course.
  • the encoder values L1 to L3 of the linear scales 221 to 223 are within predetermined thresholds as a result of measurement by the three linear scales 221 to 223, the first lower chuck moving unit 162 and the second lower chuck moving unit 162 It is not necessary to move the upper chuck 140 to the horizontal treasury by the lower chuck moving unit 165.
  • step S12 of the present embodiment the horizontal position of the upper chuck 140 is adjusted.
  • the rotational direction eccentricity ⁇ of the upper chuck 140 calculated by the above formula (6) is within a predetermined threshold, for example ⁇ If not 0.2 [ ⁇ rad], the rotational position of the upper chuck 140 may be further adjusted.
  • the control unit 70 calculates a correction amount in the rotation direction of the upper chuck 140 based on the rotation direction eccentricity ⁇ of the upper chuck 140.
  • the rotation mechanism 200 rotates the upper chuck 140 by the correction amount, so that the rotational direction position of the upper chuck 140 with respect to the lower chuck 141 is adjusted.
  • the first lower chuck moving unit 162 moves the lower chuck 141 vertically upward to adjust the vertical position of the upper chuck 140 and the lower chuck 141, and the upper wafer W U held by the upper chuck 140 is adjusted.
  • performing adjustment of vertical position of the lower wafer W L held by the lower chuck 141 (the step S13 in FIG. 9).
  • the upper wafer W U and the lower wafer W L is opposed to a predetermined position.
  • the actuator portion 191 is lowered by the cylinder portion 192 of the pushing member 190. Then, with the downward movement of the actuator portion 191, the center portion of the upper wafer W U is lowered is pressed. At this time, a predetermined pressing load is applied to the actuator unit 191 by the air supplied from the electropneumatic regulator. Then, the pressing member 190 is pressed by abutting the central portion of the central portion and the lower wafer W L of the upper wafer W U (step S14 in FIG. 9).
  • a second vacuum pump 177b is The second suction region 174b is evacuated from the second suction port 175b while being operated. Then, even when pressing the central portion of the upper wafer W U by the pressing member 190 can hold the outer peripheral portion of the upper wafer W U by the upper chuck 140.
  • the bonding is started between the central portion of the central portion and the lower wafer W L of the upper wafer W U which pressed (thick line portion in FIG. 10). That is, since the surface W U1 of the upper wafer W U and the surface W L1 of the lower wafer W L are modified in steps S1 and S6, respectively, first, the van der Waals force (intermolecular) between the surfaces W U1 and W L1. Force) is generated, and the surfaces W U1 and W L1 are joined to each other.
  • the pressing member 190 of the upper wafer W U in a state where the center portion is pressed in the center and lower wafer W L to stop the operation of the second vacuum pump 177b, the second in the second suction region 174b stopping evacuation of the upper wafer W U from the suction port 175b.
  • the upper wafer W U falls onto the lower wafer W L.
  • the upper wafer W U sequentially falls and comes into contact with the lower wafer W L , and the above-described bonding by the van der Waals force and hydrogen bonding between the surfaces W U1 and W L1 is sequentially expanded.
  • the surface W L1 of the surface W U1 and the lower wafer W L of the upper wafer W U abuts on the whole surface, the upper wafer W U and the lower wafer W L is bonded (step S15 in FIG. 9).
  • step S15 since the back surface W U2 of the upper wafer W U is supported by a plurality of pins 171, when releasing the vacuum of the upper wafer W U by the upper chuck 140, the upper the on wafer W U chuck 140 It is easy to peel off. Therefore, expansion of the bonding of the upper wafer W U and the lower wafer W L (bonding wave) is a true circle, the upper wafer W U and the lower wafer W L are suitably joined.
  • the actuator portion 191 of the pushing member 190 is raised to the upper chuck 140. Further, the vacuum pump 237a, and stops the operation of 237b, to stop the evacuation of the lower wafer W L in the suction region 234, stopping the suction and holding of the lower wafer W L by the lower chuck 141. At this time, since the back surface W L2 of the lower wafer W L is supported by a plurality of pins 231, when releasing the vacuum of the lower wafer W L by the lower chuck 141, peeling the under wafer W L from the lower chuck 141 It is easy.
  • the upper wafer W U and the lower wafer W L overlapped wafer bonded W T is transferred to the transition unit 51 by the wafer transfer apparatus 61, then carry out by the wafer transfer apparatus 22 of the station 2 of a predetermined cassette mounting plate 11 It is conveyed to the cassette C T.
  • a series of wafers W U, bonding process of W L is completed.
  • the rotational direction position of the upper chuck 140 relative to the lower chuck 141 is adjusted using the measurement result of the first linear scale 221.
  • the first linear scale 221 that is farthest from the rotation mechanism 200 the upper chuck 140 and the lower chuck 141 are more appropriately displaced in the rotation direction than when the other linear scales 222 and 223 are used.
  • the position of the upper chuck 140 in the rotational direction can be adjusted appropriately.
  • step S12 the horizontal position of the upper chuck 140 relative to the lower chuck 141 is adjusted using the measurement results of the three linear scales 221 to 223. Therefore, even when the horizontal position of the upper chuck 140 is shifted when adjusting the rotational position of the upper chuck 140 in step S11, the horizontal position of the upper chuck 140 is corrected and adjusted appropriately in step S12. can do.
  • step S12 when the rotational direction eccentricity ⁇ of the upper chuck 140 is not within a predetermined threshold, the rotational direction position of the upper chuck 140 can be adjusted appropriately.
  • step S11, S12 as described above hold it is possible to adjust the relative position of the upper chuck 140 and lower chuck 141 properly, the wafer W U and the lower chuck 141 on which is held on the on the chuck 140 by bonding process of the lower wafer W L has can be appropriately performed.
  • the bonding system 1 of the present embodiment includes the surface modification device 30, the surface hydrophilization device 40, and the bonding device 41, the bonding of the wafers W U and W L can be efficiently performed in one system. It can be carried out. Therefore, the throughput of the wafer bonding process can be further improved.
  • the second linear scale 222 and the third linear scale 223 are provided at positions where the central angle formed by the first linear scale 221 is 90 degrees, and the upper chuck Although they are provided opposite to each other on the center line of the stage 180, the arrangement of the second linear scale 222 and the third linear scale 223 is not limited to this.
  • the interval between the first linear scale 221 and the second linear scale 222 and the interval between the first linear scale 221 and the third linear scale 223 are equal.
  • the center angle formed by the first linear scale 221 may be provided at a position different from 90 degrees, for example, 45 degrees.
  • the amount of eccentricity of the upper chuck 140 can be calculated using a simple expression such as the above expressions (4) to (6).
  • the position of the upper chuck 140 can be adjusted with simple control.
  • the upper chuck 140 is configured to be rotatable, but the lower chuck 141 may be configured to be rotatable.
  • the three linear scales 221 to 223 are provided on the lower chuck 141.
  • both the upper chuck 140 and the lower chuck 141 may be configured to be rotatable.
  • the three linear scales 221 to 223 are provided in either the upper chuck 140 or the lower chuck 141.
  • the lower chuck 141 is configured to be movable in the horizontal direction.
  • the upper chuck 140 may be configured to be movable in the horizontal direction, or the upper chuck 140 may be configured to move in the horizontal direction.
  • Both the lower chuck 141 and the lower chuck 141 may be configured to be movable in the horizontal direction.
  • the lower chuck 141 is configured to be movable in the vertical direction, but the upper chuck 140 may be configured to be movable in the vertical direction, or both the upper chuck 140 and the lower chuck 141 are moved in the vertical direction. You may comprise.
  • the wafer W U by bonding device 41 after joining the W L, may be further heated bonded overlapped wafer W T with a predetermined temperature (annealing) .
  • annealing a predetermined temperature
  • the present invention is not limited to such examples. It is obvious for those skilled in the art that various changes or modifications can be conceived within the scope of the idea described in the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. It is understood.
  • the present invention is not limited to this example and can take various forms.
  • the present invention can also be applied to a case where the substrate is another substrate such as an FPD (flat panel display) other than a wafer or a mask reticle for a photomask.
  • FPD flat panel display

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Abstract

基板同士を接合する接合装置は、下面に第１の基板を真空引きして吸着保持する第１の保持部と、当該第１の保持部の下方に設けられ、上面に第２の基板を真空引きして吸着保持する第２の保持部と、第１の保持部と第２の保持部を相対的に回転させる回転機構と、第１の保持部と前記第２の保持部を相対的に水平方向に移動させる移動機構と、回転機構によって回転する第１の保持部又は第２の保持部に設けられ、当該第１の保持部又は第２の保持部の位置を測定する３つの位置測定部と、当該３つの位置測定部による測定結果に基づいて、回転機構と移動機構を制御する制御部と、を有する。

Description

接合装置、接合システム、接合方法及びコンピュータ記憶媒体
（関連出願の相互参照）
　本願は、２０１６年１１月９日に日本国に出願された特願２０１６－２１８５７９号に基づき、優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　本発明は、基板同士を接合する接合装置、当該接合装置を備えた接合システム、当該接合装置を用いた接合方法及びコンピュータ記憶媒体に関する。
　近年、半導体デバイスの高集積化が進んでいる。高集積化した複数の半導体デバイスを水平面内で配置し、これら半導体デバイスを配線で接続して製品化する場合、配線長が増大し、それにより配線の抵抗が大きくなること、また配線遅延が大きくなることが懸念される。
　そこで、半導体デバイスを３次元に積層する３次元集積技術を用いることが提案されている。この３次元集積技術においては、例えば特許文献１に記載の接合システムを用いて、２枚の半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という。）の接合が行われる。例えば接合システムは、ウェハの接合される表面を改質する表面改質装置と、当該表面改質装置で改質されたウェハの表面を親水化する表面親水化装置と、当該表面親水化装置で表面が親水化されたウェハ同士を接合する接合装置と、を有している。この接合システムでは、表面改質装置においてウェハの表面に対してプラズマ処理を行い当該表面を改質し、さらに表面親水化装置においてウェハの表面に純水を供給して当該表面を親水化した後、接合装置においてウェハ同士をファンデルワールス力及び水素結合（分子間力）によって接合する。
　上記接合装置では、上チャックを用いて一のウェハ（以下、「上ウェハ」という。）を保持すると共に、上チャックの下方に設けられた下チャックを用いて他のウェハ（以下、「下ウェハ」という。）を保持した状態で、当該上ウェハと下ウェハを接合する。そして、このようにウェハ同士を接合する前に、移動機構によって下チャックを水平方向に移動させ、上チャックに対する下チャックの水平方向位置の調節を行い、さらに移動機構によって下チャックを回転させ、下チャックの回転方向位置（下チャックの向き）の調節を行う。
日本国特開２０１５－１８９１９号公報
　しかしながら、上述の特許文献１の接合装置では、下チャックの水平方向位置を調節した後、下チャックの回転方向位置を調節する際、移動機構の制御精度によっては、下チャックを回転させる際にその回転軸が水平方向にずれることがある。そうすると、上チャックに対する下チャックの水平方向位置が再びずれてしまい、ウェハ同士を接合する際に、上ウェハと下ウェハがずれて接合されるおそれがある。したがって、ウェハ同士の接合処理に改善の余地があった。
　本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、第１の基板を保持する第１の保持部と第２の基板を保持する第２の保持部の位置調節を適切に行い、基板同士の接合処理を適切に行うことを目的とする。
　前記の目的を達成するため、本発明の一態様は、基板同士を接合する接合装置であって、下面に第１の基板を真空引きして吸着保持する第１の保持部と、前記第１の保持部の下方に設けられ、上面に第２の基板を真空引きして吸着保持する第２の保持部と、前記第１の保持部と前記第２の保持部を相対的に回転させる回転機構と、前記第１の保持部と前記第２の保持部を相対的に水平方向に移動させる移動機構と、前記回転機構によって回転する前記第１の保持部又は前記第２の保持部に設けられ、当該第１の保持部又は第２の保持部の位置を測定する３つの位置測定部と、前記３つの位置測定部による測定結果に基づいて、前記回転機構と前記移動機構を制御する制御部と、を有する。
　本発明の一態様によれば、３つの位置測定部を用いて第１の保持部又は第２の保持部の位置を測定するので、これらの測定結果から、第１の保持部と第２の保持部の回転方向偏心量（ずれ量）、Ｘ方向偏心量、Ｙ方向偏心量をそれぞれ算出し、さらに第１の保持部又は第２の保持部の回転方向、Ｘ方向、Ｙ方向の補正量を算出できる。そして、算出結果に基づいて、回転機構と移動機構を制御することで、第１の保持部と第２の保持部の相対的な位置を適切に調節することができる。したがって、位置調節後、第１の保持部に保持された第１の基板と第２の保持部に保持された第２の基板との接合処理を適切に行うことができる。
　別な観点による本発明の一態様は、前記接合装置を備えた接合システムであって、前記接合装置を備えた処理ステーションと、第１の基板、第２の基板又は第１の基板と第２の基板が接合された重合基板をそれぞれ複数保有可能で、且つ前記処理ステーションに対して第１の基板、第２の基板又は重合基板を搬入出する搬入出ステーションと、を備えている。そして前記処理ステーションは、第１の基板又は第２の基板の接合される表面を改質する表面改質装置と、前記表面改質装置で改質された第１の基板又は第２の基板の表面を親水化する表面親水化装置と、前記表面改質装置、前記表面親水化装置及び前記接合装置に対して、第１の基板、第２の基板又は重合基板を搬送するための搬送装置と、を有し、前記接合装置では、前記表面親水化装置で表面が親水化された第１の基板と第２の基板を接合する。
　また別な観点による本発明の一態様は、接合装置を用いて基板同士を接合する接合方法であって、前記接合装置は、下面に第１の基板を真空引きして吸着保持する第１の保持部と、前記第１の保持部の下方に設けられ、上面に第２の基板を真空引きして吸着保持する第２の保持部と、前記第１の保持部と前記第２の保持部を相対的に回転させる回転機構と、前記第１の保持部と前記第２の保持部を相対的に水平方向に移動させる移動機構と、前記回転機構によって回転する前記第１の保持部又は前記第２の保持部に設けられ、当該第１の保持部又は第２の保持部の位置を測定する３つの位置測定部と、を有している。そして前記接合方法は、前記３つの位置測定部を用いて、前記第１の保持部又は前記第２の保持部の位置を測定する測定工程と、前記測定工程における測定結果に基づいて、前記前記回転機構と前記移動機構を制御し、前記第１の保持部と前記第２の保持部の相対的な位置を調節する位置調節工程と、を有する。
　また別な観点による本発明の一態様は、前記接合方法を接合装置によって実行させるように、当該接合装置を制御する制御部のコンピュータ上で動作するプログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体である。
　本発明によれば、第１の基板を保持する第１の保持部と第２の基板を保持する第２の保持部の位置調節を適切に行い、基板同士の接合処理を適切に行うことができる。
本実施の形態にかかる接合システムの構成の概略を示す平面図である。 本実施の形態にかかる接合システムの内部構成の概略を示す側面図である。 上ウェハと下ウェハの構成の概略を示す側面図である。 接合装置の構成の概略を示す横断面図である。 接合装置の構成の概略を示す縦断面図である。 上チャック、上チャック回転部、及び下チャックの構成の概略を示す縦断面図である。 上チャック回転部の構成の概略を示す平面図である。 下チャックに対する上チャックの偏心量を算出する際の各寸法を示す説明図である。 ウェハ接合処理の主な工程を示すフローチャートである。 上ウェハの中心部と下ウェハの中心部を押圧して当接させる様子を示す説明図である。
　以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下に示す実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
＜１．接合システムの構成＞
　先ず、本実施の形態にかかる接合システムの構成について説明する。図１は、接合システム１の構成の概略を示す平面図である。図２は、接合システム１の内部構成の概略を示す側面図である。
　接合システム１では、図３に示すように例えば２枚の基板としてのウェハＷＵ、ＷＬを接合する。以下、上側に配置されるウェハを、第１の基板としての「上ウェハＷＵ」といい、下側に配置されるウェハを、第２の基板としての「下ウェハＷＬ」という。また、上ウェハＷＵが接合される接合面を「表面ＷＵ１」といい、当該表面ＷＵ１と反対側の面を「裏面ＷＵ２」という。同様に、下ウェハＷＬが接合される接合面を「表面ＷＬ１」といい、当該表面ＷＬ１と反対側の面を「裏面ＷＬ２」という。そして、接合システム１では、上ウェハＷＵと下ウェハＷＬを接合して、重合基板としての重合ウェハＷＴを形成する。
　接合システム１は、図１に示すように例えば外部との間で複数のウェハＷＵ、ＷＬ、複数の重合ウェハＷＴをそれぞれ収容可能なカセットＣＵ、ＣＬ、ＣＴが搬入出される搬入出ステーション２と、ウェハＷＵ、ＷＬ、重合ウェハＷＴに対して所定の処理を施す各種処理装置を備えた処理ステーション３とを一体に接続した構成を有している。
　搬入出ステーション２には、カセット載置台１０が設けられている。カセット載置台１０には、複数、例えば４つのカセット載置板１１が設けられている。カセット載置板１１は、水平方向のＸ方向（図１中の上下方向）に一列に並べて配置されている。これらのカセット載置板１１には、接合システム１の外部に対してカセットＣＵ、ＣＬ、ＣＴを搬入出する際に、カセットＣＵ、ＣＬ、ＣＴを載置することができる。このように、搬入出ステーション２は、複数の上ウェハＷＵ、複数の下ウェハＷＬ、複数の重合ウェハＷＴを保有可能に構成されている。なお、カセット載置板１１の個数は、本実施の形態に限定されず、任意に設定することができる。また、カセットの１つを異常ウェハの回収用として用いてもよい。すなわち、種々の要因で上ウェハＷＵと下ウェハＷＬとの接合に異常が生じたウェハをあるカセットに個別に収容して、他の正常な重合ウェハＷＴと分離することができるようにしてもよい。本実施の形態においては、複数のカセットＣＴのうち、１つのカセットＣＴを異常ウェハの回収用として用い、他のカセットＣＴを正常な重合ウェハＷＴの収容用として用いている。
　搬入出ステーション２には、カセット載置台１０に隣接してウェハ搬送部２０が設けられている。ウェハ搬送部２０には、Ｘ方向に延伸する搬送路２１上を移動自在なウェハ搬送装置２２が設けられている。ウェハ搬送装置２２は、鉛直方向及び鉛直軸周り（θ方向）にも移動自在であり、各カセット載置板１１上のカセットＣＵ、ＣＬ、ＣＴと、後述する処理ステーション３の第３の処理ブロックＧ３のトランジション装置５０、５１との間でウェハＷＵ、ＷＬ、重合ウェハＷＴを搬送できる。
　処理ステーション３には、各種装置を備えた複数例えば３つの処理ブロックＧ１、Ｇ２、Ｇ３が設けられている。例えば処理ステーション３の正面側（図１のＸ方向負方向側）には、第１の処理ブロックＧ１が設けられ、処理ステーション３の背面側（図１のＸ方向正方向側）には、第２の処理ブロックＧ２が設けられている。また、処理ステーション３の搬入出ステーション２側（図１のＹ方向負方向側）には、第３の処理ブロックＧ３が設けられている。
　例えば第１の処理ブロックＧ１には、ウェハＷＵ、ＷＬの表面ＷＵ１、ＷＬ１を改質する表面改質装置３０が配置されている。表面改質装置３０では、例えば減圧雰囲気下において、処理ガスである酸素ガス又は窒素ガスが励起されてプラズマ化され、イオン化される。この酸素イオン又は窒素イオンがウェハＷＵ、ＷＬの表面ＷＵ１、ＷＬ１に照射されて、表面ＷＵ１、ＷＬ１がプラズマ処理され、改質される。
　例えば第２の処理ブロックＧ２には、例えば純水によってウェハＷＵ、ＷＬの表面ＷＵ１、ＷＬ１を親水化すると共に当該表面ＷＵ１、ＷＬ１を洗浄する表面親水化装置４０、ウェハＷＵ、ＷＬを接合する接合装置４１が、搬入出ステーション２側からこの順で水平方向のＹ方向に並べて配置されている。なお、接合装置４１の構成については後述する。
　表面親水化装置４０では、例えばスピンチャックに保持されたウェハＷＵ、ＷＬを回転させながら、当該ウェハＷＵ、ＷＬ上に純水を供給する。そうすると、供給された純水はウェハＷＵ、ＷＬの表面ＷＵ１、ＷＬ１上を拡散し、表面ＷＵ１、ＷＬ１が親水化される。
　例えば第３の処理ブロックＧ３には、図２に示すようにウェハＷＵ、ＷＬ、重合ウェハＷＴのトランジション装置５０、５１が下から順に２段に設けられている。
　図１に示すように第１の処理ブロックＧ１～第３の処理ブロックＧ３に囲まれた領域には、ウェハ搬送領域６０が形成されている。ウェハ搬送領域６０には、例えばウェハ搬送装置６１が配置されている。
　ウェハ搬送装置６１は、例えば鉛直方向、水平方向（Ｙ方向、Ｘ方向）及び鉛直軸周りに移動自在な搬送アーム６１ａを有している。ウェハ搬送装置６１は、ウェハ搬送領域６０内を移動し、周囲の第１の処理ブロックＧ１、第２の処理ブロックＧ２及び第３の処理ブロックＧ３内の所定の装置にウェハＷＵ、ＷＬ、重合ウェハＷＴを搬送できる。
　以上の接合システム１には、図１に示すように制御部７０が設けられている。制御部７０は、例えばコンピュータであり、プログラム格納部（図示せず）を有している。プログラム格納部には、接合システム１におけるウェハＷＵ、ＷＬ、重合ウェハＷＴの処理を制御するプログラムが格納されている。また、プログラム格納部には、上述の各種処理装置や搬送装置などの駆動系の動作を制御して、接合システム１における後述のウェハ接合処理を実現させるためのプログラムも格納されている。なお、前記プログラムは、例えばコンピュータ読み取り可能なハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルデスク（ＭＯ）、メモリーカードなどのコンピュータに読み取り可能な記憶媒体Ｈに記録されていたものであって、その記憶媒体Ｈから制御部７０にインストールされたものであってもよい。
＜２．接合装置の構成＞
　次に、上述した接合装置４１の構成について説明する。
＜２－１．接合装置の全体構成＞
　接合装置４１は、図４に示すように内部を密閉可能な処理容器１００を有している。処理容器１００のウェハ搬送領域６０側の側面には、ウェハＷＵ、ＷＬ、重合ウェハＷＴの搬入出口１０１が形成され、当該搬入出口１０１には開閉シャッタ１０２が設けられている。
　処理容器１００の内部は、内壁１０３によって、搬送領域Ｔ１と処理領域Ｔ２に区画されている。上述した搬入出口１０１は、搬送領域Ｔ１における処理容器１００の側面に形成されている。また、内壁１０３にも、ウェハＷＵ、ＷＬ、重合ウェハＷＴの搬入出口１０４が形成されている。
　搬送領域Ｔ１のＹ方向正方向側には、ウェハＷＵ、ＷＬ、重合ウェハＷＴを一時的に載置するためのトランジション１１０が設けられている。トランジション１１０は、例えば２段に形成され、ウェハＷＵ、ＷＬ、重合ウェハＷＴのいずれか２つを同時に載置することができる。
　搬送領域Ｔ１には、ウェハ搬送機構１１１が設けられている。ウェハ搬送機構１１１は、図４及び図５に示すように例えば鉛直方向、水平方向（Ｘ方向、Ｙ方向）及び鉛直軸周りに移動自在な搬送アーム１１１ａを有している。そして、ウェハ搬送機構１１１は、搬送領域Ｔ１内、又は搬送領域Ｔ１と処理領域Ｔ２との間でウェハＷＵ、ＷＬ、重合ウェハＷＴを搬送できる。
　搬送領域Ｔ１のＹ方向負方向側には、ウェハＷＵ、ＷＬの水平方向の向きを調節する位置調節機構１２０が設けられている。位置調節機構１２０は、ウェハＷＵ、ＷＬを保持して回転させる保持部（図示せず）を備えた基台１２１と、ウェハＷＵ、ＷＬのノッチ部の位置を検出する検出部１２２と、を有している。そして、位置調節機構１２０では、基台１２１に保持されたウェハＷＵ、ＷＬを回転させながら検出部１２２でウェハＷＵ、ＷＬのノッチ部の位置を検出することで、当該ノッチ部の位置を調節してウェハＷＵ、ＷＬの水平方向の向きを調節している。なお、基台１２１においてウェハＷＵ、ＷＬを保持する構造は特に限定されるものではなく、例えばピンチャック構造やスピンチャック構造など、種々の構造が用いられる。
　また、搬送領域Ｔ１には、上ウェハＷＵの表裏面を反転させる反転機構１３０が設けられている。反転機構１３０は、上ウェハＷＵを保持する保持アーム１３１を有している。保持アーム１３１は、水平方向（Ｘ方向）に延伸している。また保持アーム１３１には、上ウェハＷＵを保持する保持部材１３２が例えば４箇所に設けられている。
　保持アーム１３１は、例えばモータなどを備えた駆動部１３３に支持されている。この駆動部１３３によって、保持アーム１３１は水平軸周りに回動自在である。また保持アーム１３１は、駆動部１３３を中心に回動自在であると共に、水平方向（Ｘ方向）に移動自在である。駆動部１３３の下方には、例えばモータなどを備えた他の駆動部（図示せず）が設けられている。この他の駆動部によって、駆動部１３３は鉛直方向に延伸する支持柱１３４に沿って鉛直方向に移動できる。このように駆動部１３３によって、保持部材１３２に保持された上ウェハＷＵは、水平軸周りに回動できると共に鉛直方向及び水平方向に移動できる。また、保持部材１３２に保持された上ウェハＷＵは、駆動部１３３を中心に回動して、位置調節機構１２０から後述する上チャック１４０との間を移動できる。
　処理領域Ｔ２には、上ウェハＷＵを下面で吸着保持する第１の保持部としての上チャック１４０と、下ウェハＷＬを上面で載置して吸着保持する第２の保持部としての下チャック１４１とが設けられている。下チャック１４１は、上チャック１４０の下方に設けられ、上チャック１４０と対向配置可能に構成されている。すなわち、上チャック１４０に保持された上ウェハＷＵと下チャック１４１に保持された下ウェハＷＬは対向して配置可能となっている。
　上チャック１４０は、当該上チャック１４０の上方に設けられた上チャック回転部１５０に保持されている。上チャック回転部１５０は、後述するように上チャック１４０を鉛直軸回りに回転させるように構成されている。また、上チャック回転部１５０は、処理容器１００の天井面に設けられている。
　上チャック回転部１５０には、下チャック１４１に保持された下ウェハＷＬの表面ＷＬ１を撮像する上部撮像部１５１が設けられている。すなわち、上部撮像部１５１は上チャック１４０に隣接して設けられている。上部撮像部１５１には、例えばＣＣＤカメラが用いられる。
　下チャック１４１は、当該下チャック１４１の下方に設けられた下チャックステージ１６０に支持されている。下チャックステージ１６０には、上チャック１４０に保持された上ウェハＷＵの表面ＷＵ１を撮像する下部撮像部１６１が設けられている。すなわち、下部撮像部１６１は下チャック１４１に隣接して設けられている。下部撮像部１６１には、例えばＣＣＤカメラが用いられる。
　下チャックステージ１６０は、当該下チャックステージ１６０の下方に設けられた第１の下チャック移動部１６２に支持され、さらに第１の下チャック移動部１６２は、支持台１６３に支持されている。第１の下チャック移動部１６２は、後述するように下チャック１４１を水平方向（Ｘ方向）に移動させるように構成されている。また、第１の下チャック移動部１６２は、下チャック１４１を鉛直方向に移動自在に構成されている。
　支持台１６３は、当該支持台１６３の下面側に設けられ、水平方向（Ｘ方向）に延伸する一対のレール１６４、１６４に取り付けられている。そして、支持台１６３は、第１の下チャック移動部１６２によりレール１６４に沿って移動自在に構成されている。なお、第１の下チャック移動部１６２は、例えばレール１６４に沿って設けられたリニアモータ（図示せず）によって移動する。
　一対のレール１６４、１６４は、第２の下チャック移動部１６５に配設されている。第２の下チャック移動部１６５は、当該第２の下チャック移動部１６５の下面側に設けられ、水平方向（Ｙ方向）に延伸する一対のレール１６６、１６６に取り付けられている。そして、第２の下チャック移動部１６５は、レール１６６に沿って移動自在に構成され、すなわち下チャック１４１を水平方向（Ｙ方向）に移動させるように構成されている。第２の下チャック移動部１６５は、例えばレール１６６に沿って設けられたリニアモータ（図示せず）によって移動する。一対のレール１６６、１６６は、処理容器１００の底面に設けられた載置台１６７上に配設されている。
　なお、本実施の形態においては、第１の下チャック移動部１６２と第２の下チャック移動部１６５が、本発明の移動機構を構成している。
＜２－２．上チャックと上チャック回転部の構成＞
　次に、接合装置４１の上チャック１４０と上チャック回転部１５０の詳細な構成について説明する。
　上チャック１４０には、図６に示すようにピンチャック方式が採用されている。上チャック１４０は、平面視において上ウェハＷＵの径以上の径を有する本体部１７０を有している。本体部１７０の下面には、上ウェハＷＵの裏面ＷＵ２に接触する複数のピン１７１が設けられている。また、本体部１７０の下面の外周部には、ピン１７１と同じ高さを有し、上ウェハＷＵの裏面ＷＵ２の外周部を支持する外側リブ１７２が設けられている。外側リブ１７２は、複数のピン１７１の外側に環状に設けられている。
　また、本体部１７０の下面には、外側リブ１７２の内側において、ピン１７１と同じ高さを有し、上ウェハＷＵの裏面ＷＵ２を支持する内側リブ１７３が設けられている。内側リブ１７３は、外側リブ１７２と同心円状に環状に設けられている。そして、外側リブ１７２の内側の領域１７４（以下、吸引領域１７４という場合がある。）は、内側リブ１７３の内側の第１の吸引領域１７４ａと、内側リブ１７３の外側の第２の吸引領域１７４ｂとに区画されている。
　本体部１７０の下面には、第１の吸引領域１７４ａにおいて、上ウェハＷＵを真空引きするための第１の吸引口１７５ａが形成されている。第１の吸引口１７５ａは、例えば第１の吸引領域１７４ａにおいて４箇所に形成されている。第１の吸引口１７５ａには、本体部１７０の内部に設けられた第１の吸引管１７６ａが接続されている。さらに第１の吸引管１７６ａには、第１の真空ポンプ１７７ａが接続されている。
　また、本体部１７０の下面には、第２の吸引領域１７４ｂにおいて、上ウェハＷＵを真空引きするための第２の吸引口１７５ｂが形成されている。第２の吸引口１７５ｂは、例えば第２の吸引領域１７４ｂにおいて２箇所に形成されている。第２の吸引口１７５ｂには、本体部１７０の内部に設けられた第２の吸引管１７６ｂが接続されている。さらに第２の吸引管１７６ｂには、第２の真空ポンプ１７７ｂが接続されている。
　そして、上ウェハＷＵ、本体部１７０及び外側リブ１７２に囲まれて形成された吸引領域１７４ａ、１７４ｂをそれぞれ吸引口１７５ａ、１７５ｂから真空引きし、吸引領域１７４ａ、１７４ｂを減圧する。このとき、吸引領域１７４ａ、１７４ｂの外部の雰囲気が大気圧であるため、上ウェハＷＵは減圧された分だけ大気圧によって吸引領域１７４ａ、１７４ｂ側に押され、上チャック１４０に上ウェハＷＵが吸着保持される。また、上チャック１４０は、第１の吸引領域１７４ａと第２の吸引領域１７４ｂ毎に上ウェハＷＵを真空引き可能に構成されている。
　かかる場合、外側リブ１７２が上ウェハＷＵの裏面ＷＵ２の外周部を支持するので、上ウェハＷＵはその外周部まで適切に真空引きされる。このため、上チャック１４０に上ウェハＷＵの全面が吸着保持され、当該上ウェハＷＵの平面度を小さくして、上ウェハＷＵを平坦にすることができる。
　しかも、複数のピン１７１の高さが均一なので、上チャック１４０の下面の平面度をさらに小さくすることができる。このように上チャック１４０の下面を平坦にして（下面の平面度を小さくして）、上チャック１４０に保持された上ウェハＷＵの鉛直方向の歪みを抑制することができる。
　また、上ウェハＷＵの裏面ＷＵ２は複数のピン１７１に支持されているので、上チャック１４０による上ウェハＷＵの真空引きを解除する際、当該上ウェハＷＵが上チャック１４０から剥がれ易くなる。
　上チャック１４０において、本体部１７０の中心部には、当該本体部１７０を厚み方向に貫通する貫通孔１７８が形成されている。この本体部１７０の中心部は、上チャック１４０に吸着保持される上ウェハＷＵの中心部に対応している。そして貫通孔１７８には、後述する押動部材１９０におけるアクチュエータ部１９１の先端部が挿通するようになっている。
　上チャック回転部１５０は、図６及び図７に示すように上チャック１４０の本体部１７０の上面に設けられ、当該上チャック１４０を保持する上チャックステージ１８０を備えている。上チャックステージ１８０は、上面が開口し、中空の円筒形状を有し、さらに平面視において本体部１７０と略同一形状を有している。上チャックステージ１８０の外周面には、当該上チャックステージ１８０を支持し、処理容器１００の天井面に取り付けられる支持部材１８１が設けられている。上チャックステージ１８０の外側面と支持部材１８１の内周面には、若干の隙間が形成されている。
　上チャックステージ１８０の内部であって底面には、上ウェハＷＵの中心部を押圧する押動部材１９０がさらに設けられている。押動部材１９０は、アクチュエータ部１９１とシリンダ部１９２とを有している。
　アクチュエータ部１９１は、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に一定の圧力を発生させるもので、圧力の作用点の位置によらず当該圧力を一定に発生させることができる。そして、電空レギュレータからの空気によって、アクチュエータ部１９１は、上ウェハＷＵの中心部と当接して当該上ウェハＷＵ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１９１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１７８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１９１は、シリンダ部１９２に支持されている。シリンダ部１９２は、例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１９１を鉛直方向に移動させることができる。
　以上のように押動部材１９０は、アクチュエータ部１９１によって押圧荷重の制御をし、シリンダ部１９２によってアクチュエータ部１９１の移動の制御をしている。そして、押動部材１９０は、後述するウェハＷＵ、ＷＬの接合時に、上ウェハＷＵの中心部と下ウェハＷＬの中心部とを当接させて押圧することができる。
　支持部材１８１には、図７に示すように上チャックステージ１８０（及び上チャック１４０）を回転させる回転機構２００が設けられている。回転機構２００は、上チャックステージ１８０の外周面に接触し、例えばモータなどを内蔵した駆動部によって上チャックステージ１８０を回転させることができる。
　また、支持部材１８１には、上チャックステージ１８０を固定する固定部２１０が設けられている。固定部２１０は、上チャックステージ１８０の外周面において等間隔に４箇所に設けられている。各固定部２１０は、上チャックステージ１８０の外周面に向かってエアを吹き、これにより上チャックステージ１８０をセンタリングし、さらに当該上チャックステージ１８０を固定する。
　また、支持部材１８１には、上チャックステージ１８０の位置、すなわち上チャック１４０の位置を測定する、位置測定部としてのリニアスケール２２１～２２３が設けられている。リニアスケール２２１～２２３は、それぞれ上チャックステージ１８０の外周面に設けられたスケール２２１ａ～２２３ａと、スケールを読み取る検出ヘッド２２１ｂ～２２３ｂとを有している。なお、リニアスケール２２１～２２３による上チャック１４０の位置測定方法には、公知の方法が用いられる。
　３つのリニアスケール２２１～２２３のうち、第１のリニアスケール２２１は、上チャックステージ１８０の中心線上において回転機構２００に対向して設けられている。また、第２のリニアスケール２２２と第３のリニアスケール２２３は、それぞれ第１のリニアスケール２２１とのなす中心角が９０度となる位置に設けられ、上チャックステージ１８０の中心線上において互いに対向して設けられている。すなわち、第１のリニアスケール２２１と第２のリニアスケール２２２の間隔と、第１のリニアスケール２２１と第３のリニアスケール２２３の間隔は等しい。
　なお、本実施の形態では位置測定部としてリニアスケールを用いたが、上チャック１４０の位置を測定するものであれば、これに限定されない。例えば位置測定部として、変位計を用いてもよい。
＜２－３．上チャックの位置調節＞
　第１のリニアスケール２２１はサーボアンプ（図示せず）に接続され、さらにサーボアンプは制御部７０に接続されている。すなわち、第１のリニアスケール２２１はサーボ制御（フルクローズ制御）に用いられ、当該第１のリニアスケール２２１の測定結果は、後述するように上チャック１４０の鉛直軸回りの回転方向（θ方向）の位置を調節するために用いられる。
　また、第２のリニアスケール２２２と第３のリニアスケール２２３は、それぞれ制御部７０に接続されている。３つのリニアスケール２２１～２２３の測定結果は、後述するように上チャック１４０の水平方向（Ｘ方向及びＹ方向）の位置を調節するために用いられると共に、場合によっては上チャック１４０の回転方向（θ方向）の位置を調節するために用いられる。具体的には、これら上チャック１４０の位置を調節するため、３つのリニアスケール２２１～２２３の測定結果から、下チャック１４１に対する上チャック１４０の偏心量（ずれ量）を算出する。
　ここで、上述した上チャック１４０の偏心量の算出方法について説明する。図８は、上チャック１４０の偏心量を算出する際の各寸法を示す説明図である。図８中、符号１４０ａは偏心していない、すなわち正しい位置の上チャック１４０の中心点であり、１４０ｂは偏心した上チャック１４０の中心点を示している。３つのリニアスケール２２１～２２３の測定結果Ｌ１～Ｌ３は、それぞれ下記式（１）～（３）で表される。なお、リニアスケール２２１～２２３の測定結果Ｌ１～Ｌ３は、時計回りでカウントアップしたエンコーダ値（絶対値）である。
Ｌ１＝ｙ＋Ｒθ　・・・（１）
Ｌ２＝－ｘ＋Ｒθ　・・・（２）
Ｌ３＝ｘ＋Ｒθ　・・・（３）
但し、
Ｌ１：第１のリニアスケール２２１のエンコーダ値
Ｌ２：第２のリニアスケール２２２のエンコーダ値
Ｌ３：第３のリニアスケール２２３のエンコーダ値
ｘ：下チャック１４１に対する上チャック１４０のＸ方向偏心量
ｙ：下チャック１４１に対する上チャック１４０のＹ方向偏心量
θ：下チャック１４１に対する上チャック１４０の回転方向偏心量（回転量）
Ｒ：上チャック１４０の半径
　上記（１）～（３）をそれぞれｘ、ｙ、θについて整理すると、下記式（４）～（６）が導出される。
ｘ＝（Ｌ３－Ｌ２）／２　・・・（４）
ｙ＝Ｌ１－（Ｌ３＋Ｌ２）／２　・・・（５）
θ＝（Ｌ３＋Ｌ２）／２Ｒ　・・・（６）
＜２－４．下チャックの構成＞
　次に、接合装置４１の下チャック１４１の詳細な構成について説明する。
　下チャック１４１には、図６に示すように上チャック１４０と同様にピンチャック方式が採用されている。下チャック１４１は、平面視において下ウェハＷＬの径以上の径を有する本体部２３０を有している。本体部２３０の上面には、下ウェハＷＬの裏面ＷＬ２に接触する複数のピン２３１が設けられている。また、本体部２３０の上面の外周部には、ピン２３１と同じ高さを有し、下ウェハＷＬの裏面ＷＬ２の外周部を支持する外側リブ２３２が設けられている。外側リブ２３２は、複数のピン２３１の外側に環状に設けられている。
　また、本体部２３０の上面には、外側リブ２３２の内側において、ピン２３１と同じ高さを有し、下ウェハＷＬの裏面ＷＬ２を支持する内側リブ２３３が設けられている。内側リブ２３３は、外側リブ２３２と同心円状に環状に設けられている。そして、外側リブ２３２の内側の領域２３４（以下、吸引領域２３４という場合がある。）は、内側リブ２３３の内側の第１の吸引領域２３４ａと、内側リブ２３３の外側の第２の吸引領域２３４ｂとに区画されている。
　本体部２３０の上面には、第１の吸引領域２３４ａにおいて、下ウェハＷＬを真空引きするための第１の吸引口２３５ａが形成されている。第１の吸引口２３５ａは、例えば第１の吸引領域２３４ａにおいて１箇所に形成されている。第１の吸引口２３５ａには、本体部２３０の内部に設けられた第１の吸引管２３６ａが接続されている。さらに第１の吸引管２３６ａには、第１の真空ポンプ２３７ａが接続されている。
　また、本体部２３０の上面には、第２の吸引領域２３４ｂにおいて、下ウェハＷＬを真空引きするための第２の吸引口２３５ｂが形成されている。第２の吸引口２３５ｂは、例えば第２の吸引領域２３４ｂにおいて２箇所に形成されている。第２の吸引口２３５ｂには、本体部２３０の内部に設けられた第２の吸引管２３６ｂが接続されている。さらに第２の吸引管２３６ｂには、第２の真空ポンプ２３７ｂが接続されている。
　そして、下ウェハＷＬ、本体部２３０及び外側リブ２３２に囲まれて形成された吸引領域２３４ａ、２３４ｂをそれぞれ吸引口２３５ａ、２３５ｂから真空引きし、吸引領域２３４ａ、２３４ｂを減圧する。このとき、吸引領域２３４ａ、２３４ｂの外部の雰囲気が大気圧であるため、下ウェハＷＬは減圧された分だけ大気圧によって吸引領域２３４ａ、２３４ｂ側に押され、下チャック１４１に下ウェハＷＬが吸着保持される。また、下チャック１４１は、第１の吸引領域２３４ａと第２の吸引領域２３４ｂ毎に下ウェハＷＬを真空引き可能に構成されている。
　かかる場合、外側リブ２３２が下ウェハＷＬの裏面ＷＬ２の外周部を支持するので、下ウェハＷＬはその外周部まで適切に真空引きされる。このため、下チャック１４１に下ウェハＷＬの全面が吸着保持され、当該下ウェハＷＬの平面度を小さくして、下ウェハＷＬを平坦にすることができる。
　しかも、複数のピン２３１の高さが均一なので、下チャック１４１の上面の平面度をさらに小さくすることができる。このように下チャック１４１の上面を平坦にして（上面の平坦度を小さくして）、下チャック１４１に保持された下ウェハＷＬの鉛直方向の歪みを抑制することができる。
　また、下ウェハＷＬの裏面ＷＬ２は複数のピン２３１に支持されているので下チャック１４１による下ウェハＷＬの真空引きを解除する際、当該下ウェハＷＬが下チャック１４１から剥がれ易くなる。
　下チャック１４１において、本体部２３０の中心部付近には、当該本体部２３０を厚み方向に貫通する貫通孔（図示せず）が例えば３箇所に形成されている。そして貫通孔には、第１の下チャック移動部１６２の下方に設けられた昇降ピンが挿通するようになっている。
　本体部２３０の外周部には、ウェハＷＵ、ＷＬ、重合ウェハＷＴが下チャック１４１から飛び出したり、滑落するのを防止するガイド部材（図示せず）が設けられている。ガイド部材は、本体部２３０の外周部に複数個所、例えば４箇所に等間隔に設けられている。
　なお、接合装置４１における各部の動作は、上述した制御部７０によって制御される。
＜３．接合処理方法＞
　次に、以上のように構成された接合システム１を用いて行われるウェハＷＵ、ＷＬの接合処理方法について説明する。図９は、かかるウェハ接合処理の主な工程の例を示すフローチャートである。
　先ず、複数枚の上ウェハＷＵを収容したカセットＣＵ、複数枚の下ウェハＷＬを収容したカセットＣＬ、及び空のカセットＣＴが、搬入出ステーション２の所定のカセット載置板１１に載置される。その後、ウェハ搬送装置２２によりカセットＣＵ内の上ウェハＷＵが取り出され、処理ステーション３の第３の処理ブロックＧ３のトランジション装置５０に搬送される。
　次に上ウェハＷＵは、ウェハ搬送装置６１によって第１の処理ブロックＧ１の表面改質装置３０に搬送される。表面改質装置３０では、所定の減圧雰囲気下において、処理ガスである酸素ガス又は窒素ガスが励起されてプラズマ化され、イオン化される。この酸素イオン又は窒素イオンが上ウェハＷＵの表面ＷＵ１に照射されて、当該表面ＷＵ１がプラズマ処理される。そして、上ウェハＷＵの表面ＷＵ１が改質される（図９の工程Ｓ１）。
　次に上ウェハＷＵは、ウェハ搬送装置６１によって第２の処理ブロックＧ２の表面親水化装置４０に搬送される。表面親水化装置４０では、スピンチャックに保持された上ウェハＷＵを回転させながら、当該上ウェハＷＵ上に純水を供給する。そうすると、供給された純水は上ウェハＷＵの表面ＷＵ１上を拡散し、表面改質装置３０において改質された上ウェハＷＵの表面ＷＵ１に水酸基（シラノール基）が付着して当該表面ＷＵ１が親水化される。また、当該純水によって、上ウェハＷＵの表面ＷＵ１が洗浄される（図９の工程Ｓ２）。
　次に上ウェハＷＵは、ウェハ搬送装置６１によって第２の処理ブロックＧ２の接合装置４１に搬送される。接合装置４１に搬入された上ウェハＷＵは、トランジション１１０を介してウェハ搬送機構１１１により位置調節機構１２０に搬送される。そして位置調節機構１２０によって、上ウェハＷＵの水平方向の向きが調節される（図９の工程Ｓ３）。
　その後、位置調節機構１２０から反転機構１３０の保持アーム１３１に上ウェハＷＵが受け渡される。続いて搬送領域Ｔ１において、保持アーム１３１を反転させることにより、上ウェハＷＵの表裏面が反転される（図９の工程Ｓ４）。すなわち、上ウェハＷＵの表面ＷＵ１が下方に向けられる。
　その後、反転機構１３０の保持アーム１３１が、駆動部１３３を中心に回動して上チャック１４０の下方に移動する。そして、反転機構１３０から上チャック１４０に上ウェハＷＵが受け渡される。上ウェハＷＵは、上チャック１４０にその裏面ＷＵ２が吸着保持される（図９の工程Ｓ５）。具体的には、真空ポンプ１７７ａ、１７７ｂを作動させ、吸引領域１７４ａ、１７４ｂにおいて吸引口１７５ａ、１７５ｂを介して上ウェハＷＵを真空引きし、上ウェハＷＵが上チャック１４０に吸着保持される。
　上ウェハＷＵに上述した工程Ｓ１～Ｓ５の処理が行われている間、当該上ウェハＷＵに続いて下ウェハＷＬの処理が行われる。先ず、ウェハ搬送装置２２によりカセットＣＬ内の下ウェハＷＬが取り出され、処理ステーション３のトランジション装置５０に搬送される。
　次に下ウェハＷＬは、ウェハ搬送装置６１によって表面改質装置３０に搬送され、下ウェハＷＬの表面ＷＬ１が改質される（図９の工程Ｓ６）。なお、工程Ｓ６における下ウェハＷＬの表面ＷＬ１の改質は、上述した工程Ｓ１と同様である。
　その後、下ウェハＷＬは、ウェハ搬送装置６１によって表面親水化装置４０に搬送され、下ウェハＷＬの表面ＷＬ１が親水化される共に当該表面ＷＬ１が洗浄される（図９の工程Ｓ７）。なお、工程Ｓ７における下ウェハＷＬの表面ＷＬ１の親水化及び洗浄は、上述した工程Ｓ２と同様である。
　その後、下ウェハＷＬは、ウェハ搬送装置６１によって接合装置４１に搬送される。接合装置４１に搬入された下ウェハＷＬは、トランジション１１０を介してウェハ搬送機構１１１により位置調節機構１２０に搬送される。そして位置調節機構１２０によって、下ウェハＷＬの水平方向の向きが調節される（図９の工程Ｓ８）。
　その後、下ウェハＷＬは、ウェハ搬送機構１１１によって下チャック１４１に搬送され、下チャック１４１にその裏面ＷＬ２が吸着保持される（図９の工程Ｓ９）。具体的には、真空ポンプ２３７ａ、２３７ｂを作動させ、吸引領域２３４ａ、２３４ｂにおいて吸引口２３５ａ、２３５ｂを介して下ウェハＷＬを真空引きし、下ウェハＷＬが下チャック１４１に吸着保持される。
　次に、上チャック１４０に保持された上ウェハＷＵと下チャック１４１に保持された下ウェハＷＬの位置調節を行う。
　先ず、上部撮像部１５１と下部撮像部１６１を用いて、上ウェハＷＵと下ウェハＷＬの回転方向位置（水平方向の向き）の初期調節を行う。具体的には、第１の下チャック移動部１６２と第２の下チャック移動部１６５によって下チャック１４１を水平方向（Ｘ方向及びＹ方向）に移動させ、上部撮像部１５１を用いて、下ウェハＷＬの表面ＷＬ１上の予め定められた基準点（例えば外周部の２点）を順次撮像する。同時に、下部撮像部１６１を用いて、上ウェハＷＵの表面ＷＵ１上の予め定められた基準点（例えば外周部の２点）を順次撮像する。撮像された画像は、制御部７０に出力される。制御部７０では、上部撮像部１５１で撮像された画像と下部撮像部１６１で撮像された画像に基づいて、上ウェハＷＵの基準点と下ウェハＷＬの基準点がそれぞれ合致するような位置、すなわち上ウェハＷＵと下ウェハＷＬの向きが合致するような位置に、回転機構２００によって上チャック１４０を回転させる。そして、上ウェハＷＵと下ウェハＷＬの回転方向位置が初期調節される（図９の工程Ｓ１０）。
　ここで、上部撮像部１５１と下部撮像部１６１を用いた位置調節は、この工程Ｓ１０のみで行われ、後述するように後続の工程Ｓ１１、Ｓ１２における位置調節はリニアスケール２２１～２２３を用いて行われる。特に工程Ｓ１１では、第１のリニアスケール２２１を用いて上チャック１４０の回転方向位置が調節されるが、この第１のリニアスケール２２１では、上チャック１４０に保持された上ウェハＷＵと下チャック１４１に保持された下ウェハＷＬの回転方向の初期状態を把握することはできない。そこで、上述した工程Ｓ１０において、上ウェハＷＵと下ウェハＷＬの回転方向位置が初期調節される。
　工程Ｓ１０の後、第１のリニアスケール２２１を用いて、上チャック１４０の位置を測定する。第１のリニアスケール２２１の測定結果、すなわち第１のリニアスケール２２１のエンコーダ値Ｌ１は制御部７０に出力される。制御部７０では、この第１のリニアスケール２２１のエンコーダ値Ｌ１に基づいて、下チャック１４１に対する上チャック１４０の回転方向偏心量θが所定の閾値内、例えば±０．２［μｒａｄ］になるように、上チャック１４０の回転方向の補正量を算出し、回転機構２００を制御する。そして、回転機構２００によって上チャック１４０が補正量分だけ回転することで、下チャック１４１に対する上チャック１４０の回転方向位置が調節される（図９の工程Ｓ１１）。
　工程Ｓ１１では、回転機構２００から最も遠い位置にある第１のリニアスケール２２１を用いている。例えば上チャック１４０と下チャック１４１が回転方向にずれている場合、例えば第２のリニアスケール２２２のエンコーダ値Ｌ２や第３のリニアスケール２２３のエンコーダ値Ｌ３に比べて、第１のリニアスケール２２１のエンコーダ値Ｌ１には、そのずれの影響が大きく表れる。したがって、上チャック１４０の回転方向位置をより適切に調節することができる。
　また、工程Ｓ１１では、回転機構２００によって上チャック１４０を回転させる際、固定部２１０によって上チャックステージ１８０をセンタリングする。
　なお、工程Ｓ１１では、上チャック１４０の回転方向偏心量θがゼロになるように、回転機構２００を制御しても、もちろんよい。また、第１のリニアスケール２２１による測定の結果、第１のリニアスケール２２１のエンコーダ値Ｌ１が所定の閾値内に入っている場合には、回転機構２００によって上チャック１４０を回転させる必要はない。
　以上の工程Ｓ１１では、回転機構２００によって上チャック１４０を回転させる際、図８に示したように上チャック１４０の中心点（回転軸）が１４０ａから１４０ｂに水平方向にずれる場合がある。例えば回転機構２００の制御精度が低い場合、上チャック１４０の中心点は水平方向にずれる。また、上チャック１４０は４つの固定部２１０からのエアによってセンタリングされているが、これら固定部２１０からのエアバランスによっては、上チャック１４０の中心点は水平方向にずれる。
　そこで、次に上チャック１４０の水平方向位置を調節する。具体的には、先ず、３つのリニアスケール２２１～２２３を用いて、上チャック１４０の位置を測定する。３つのリニアスケール２２１～２２３の測定結果、すなわち３つのリニアスケール２２１～２２３のエンコーダ値Ｌ１～Ｌ３は制御部７０に出力される。制御部７０では、これらリニアスケール２２１～２２３のエンコーダ値Ｌ１～Ｌ３に基づいて、下記式（４）～（６）から、下チャック１４１に対する上チャック１４０のＸ方向偏心量ｘ、上チャック１４０のＹ方向偏心量ｙ、上チャック１４０の回転方向偏心量θをそれぞれ算出する。
ｘ＝（Ｌ３－Ｌ２）／２　・・・（４）
ｙ＝Ｌ１－（Ｌ３＋Ｌ２）／２　・・・（５）
θ＝（Ｌ３＋Ｌ２）／２Ｒ　・・・（６）
　さらに制御部７０では、これら上チャック１４０のＸ方向偏心量ｘ、上チャック１４０のＹ方向偏心量ｙが所定の閾値内、例えば１μｍになるように、上チャック１４０の水平方向（Ｘ方向及びＹ方向）の補正量を算出し、第１の下チャック移動部１６２と第２の下チャック移動部１６５を制御する。そして、第１の下チャック移動部１６２と第２の下チャック移動部１６５によって上チャック１４０が水平方向（Ｘ方向及びＹ方向）に補正量分だけ移動することで、下チャック１４１に対する上チャック１４０の水平方向位置が調節される（図９の工程Ｓ１２）。
　工程Ｓ１２では、第１のリニアスケール２２１と第２のリニアスケール２２２の間隔と、第１のリニアスケール２２１と第３のリニアスケール２２３の間隔は等しいので、上記（４）～（６）のように簡易的な式を用いることができる。ここで、例えばこれら間隔が異なる場合、上チャック１４０の偏心量を算出する式が複雑になり、その制御も煩雑になる。したがって、本実施の形態では、簡易な制御で上チャック１４０の水平方向位置を調節することができる。
　なお、工程Ｓ１２では、上チャック１４０のＸ方向偏心量ｘ及びＹ方向偏心量ｙがそれぞれゼロになるように、第１の下チャック移動部１６２と第２の下チャック移動部１６５を制御しても、もちろんよい。また、３つのリニアスケール２２１～２２３による測定の結果、リニアスケール２２１～２２３のエンコーダ値Ｌ１～Ｌ３がそれぞれ所定の閾値内に入っている場合には、第１の下チャック移動部１６２と第２の下チャック移動部１６５によって上チャック１４０を水平宝庫に移動させる必要はない。
　なお、本実施の形態の工程Ｓ１２では、上チャック１４０の水平方向位置を調節したが、例えば上記式（６）で算出される上チャック１４０の回転方向偏心量θが所定の閾値内、例えば±０．２［μｒａｄ］にない場合、上チャック１４０の回転方向位置をさらに調節してもよい。具体的には、制御部７０において、上チャック１４０の回転方向偏心量θに基づき、上チャック１４０の回転方向の補正量を算出する。そして、回転機構２００によって上チャック１４０が補正量分だけ回転することで、下チャック１４１に対する上チャック１４０の回転方向位置が調節される。
　以上の工程Ｓ１０～Ｓ１２を行うことで、上チャック１４０と下チャック１４１の位置調節が行われ、当該上チャック１４０に保持された上ウェハＷＵと下チャック１４１に保持された下ウェハＷＬの回転方向位置及び水平方向位置が調節される。
　その後、第１の下チャック移動部１６２によって下チャック１４１を鉛直上方に移動させて、上チャック１４０と下チャック１４１の鉛直方向位置の調節を行い、当該上チャック１４０に保持された上ウェハＷＵと下チャック１４１に保持された下ウェハＷＬとの鉛直方向位置の調節を行う（図９の工程Ｓ１３）。そして、上ウェハＷＵと下ウェハＷＬが所定の位置に対向配置される。
　次に、上チャック１４０に保持された上ウェハＷＵと下チャック１４１に保持された下ウェハＷＬの接合処理が行われる。
　先ず、図１０に示すように押動部材１９０のシリンダ部１９２によってアクチュエータ部１９１を下降させる。そうすると、このアクチュエータ部１９１の下降に伴い、上ウェハＷＵの中心部が押圧されて下降する。このとき、電空レギュレータから供給される空気によって、アクチュエータ部１９１には、所定の押圧荷重がかけられる。そして、押動部材１９０によって、上ウェハＷＵの中心部と下ウェハＷＬの中心部を当接させて押圧する（図９の工程Ｓ１４）。このとき、第１の真空ポンプ１７７ａの作動を停止して、第１の吸引領域１７４ａにおける第１の吸引口１７５ａからの上ウェハＷＵの真空引きを停止すると共に、第２の真空ポンプ１７７ｂは作動させたままにし、第２の吸引領域１７４ｂを第２の吸引口１７５ｂから真空引きする。そして、押動部材１９０で上ウェハＷＵの中心部を押圧する際にも、上チャック１４０によって上ウェハＷＵの外周部を保持することができる。
　そうすると、押圧された上ウェハＷＵの中心部と下ウェハＷＬの中心部との間で接合が開始する（図１０中の太線部）。すなわち、上ウェハＷＵの表面ＷＵ１と下ウェハＷＬの表面ＷＬ１はそれぞれ工程Ｓ１、Ｓ６において改質されているため、先ず、表面ＷＵ１、ＷＬ１間にファンデルワールス力（分子間力）が生じ、当該表面ＷＵ１、ＷＬ１同士が接合される。さらに、上ウェハＷＵの表面ＷＵ１と下ウェハＷＬの表面ＷＬ１はそれぞれ工程Ｓ２、Ｓ７において親水化されているため、表面ＷＵ１、ＷＬ１間の親水基が水素結合し（分子間力）、表面ＷＵ１、ＷＬ１同士が強固に接合される。
　その後、押動部材１９０によって上ウェハＷＵの中心部と下ウェハＷＬの中心部を押圧した状態で第２の真空ポンプ１７７ｂの作動を停止して、第２の吸引領域１７４ｂにおける第２の吸引口１７５ｂからの上ウェハＷＵの真空引きを停止する。そうすると、上ウェハＷＵが下ウェハＷＬ上に落下する。そして上ウェハＷＵが下ウェハＷＬ上に順次落下して当接し、上述した表面ＷＵ１、ＷＬ１間のファンデルワールス力と水素結合による接合が順次拡がる。こうして、上ウェハＷＵの表面ＷＵ１と下ウェハＷＬの表面ＷＬ１が全面で当接し、上ウェハＷＵと下ウェハＷＬが接合される（図９の工程Ｓ１５）。
　この工程Ｓ１５において、上ウェハＷＵの裏面ＷＵ２は複数のピン１７１に支持されているので、上チャック１４０による上ウェハＷＵの真空引きを解除した際、当該上ウェハＷＵが上チャック１４０から剥がれ易くなっている。このため、上ウェハＷＵと下ウェハＷＬの接合の拡がり（ボンディングウェーブ）が真円状になり、上ウェハＷＵと下ウェハＷＬが適切に接合される。
　その後、押動部材１９０のアクチュエータ部１９１を上チャック１４０まで上昇させる。また、真空ポンプ２３７ａ、２３７ｂの作動を停止し、吸引領域２３４における下ウェハＷＬの真空引きを停止して、下チャック１４１による下ウェハＷＬの吸着保持を停止する。このとき、下ウェハＷＬの裏面ＷＬ２は複数のピン２３１に支持されているので、下チャック１４１による下ウェハＷＬの真空引きを解除した際、当該下ウェハＷＬが下チャック１４１から剥がれ易くなっている。
　上ウェハＷＵと下ウェハＷＬが接合された重合ウェハＷＴは、ウェハ搬送装置６１によってトランジション装置５１に搬送され、その後搬入出ステーション２のウェハ搬送装置２２によって所定のカセット載置板１１のカセットＣＴに搬送される。こうして、一連のウェハＷＵ、ＷＬの接合処理が終了する。
　以上の実施の形態によれば、工程Ｓ１１において、第１のリニアスケール２２１の測定結果を用いて、下チャック１４１に対する上チャック１４０の回転方向位置を調節する。この際、回転機構２００から最も遠い位置にある第１のリニアスケール２２１を用いることで、他のリニアスケール２２２、２２３を用いるよりも、上チャック１４０と下チャック１４１が回転方向にずれを適切に把握することができ、当該上チャック１４０の回転方向位置を適切に調節することができる。
　さらに工程Ｓ１２において、３つのリニアスケール２２１～２２３の測定結果を用いて、下チャック１４１に対する上チャック１４０の水平方向位置を調節する。したがって、工程Ｓ１１において上チャック１４０の回転方向位置を調節する際に、当該上チャック１４０の水平方向位置がずれたとしても、工程Ｓ１２において、上チャック１４０の水平方向位置を補正して適切に調節することができる。
　また、この工程Ｓ１２において、上チャック１４０の回転方向偏心量θが所定の閾値内にない場合には、上チャック１４０の回転方向位置を適切に調節することができる。
　以上のように工程Ｓ１１、Ｓ１２において、上チャック１４０と下チャック１４１の相対的な位置を適切に調節することができるので、当該上チャック１４０に保持された上ウェハＷＵと下チャック１４１に保持された下ウェハＷＬの接合処理を適切に行うことができる。
　ここで、従来、工程Ｓ１０において上部撮像部１５１と下部撮像部１６１を用いて上ウェハＷＵと下ウェハＷＬの位置調節をした後、さらに位置調節を行う場合には、再度上部撮像部１５１と下部撮像部１６１を用いており、位置調節に時間がかかっていた。これに対して、本実施の形態では、工程Ｓ１１、Ｓ１２でリニアスケール２２１～２２３を用いて位置調節を行っているので、短時間で位置調節を行うことができる。したがって、ウェハ接合処理のスループットを向上させることができる。
　また、本実施の形態の接合システム１は、表面改質装置３０、表面親水化装置４０、及び接合装置４１を備えているので、一のシステム内でウェハＷＵ、ＷＬの接合を効率よく行うことができる。したがって、ウェハ接合処理のスループットをさらに向上させることができる。
＜４．他の実施の形態＞
　次に、本発明の他の実施の形態について説明する。
　以上の実施の形態の接合装置４１では、第２のリニアスケール２２２と第３のリニアスケール２２３は、それぞれ第１のリニアスケール２２１とのなす中心角が９０度となる位置に設けられ、上チャックステージ１８０の中心線上において互いに対向して設けられていたが、これら第２のリニアスケール２２２と第３のリニアスケール２２３の配置はこれに限定されない。第２のリニアスケール２２２と第３のリニアスケール２２３は、第１のリニアスケール２２１と第２のリニアスケール２２２の間隔と、第１のリニアスケール２２１と第３のリニアスケール２２３の間隔は等しくなるように設けられればよく、それぞれ第１のリニアスケール２２１とのなす中心角が９０度と異なる角度、例えば４５度等となる位置に設けられていてもよい。このように中心角が９０度以外であっても上述した間隔が等しければ、上記式（４）～（６）のように簡易的な式を用いて上チャック１４０の偏心量を算出することができ、簡易な制御で上チャック１４０の位置調節を行うことができる。
　また、以上の実施の形態の接合装置４１では、上チャック１４０が回転可能に構成されていたが、下チャック１４１を回転可能に構成してもよい。かかる場合、３つのリニアスケール２２１～２２３は、下チャック１４１に設けられる。また、上チャック１４０と下チャック１４１の両方を回転可能に構成してもよく、かかる場合、３つのリニアスケール２２１～２２３は、上チャック１４０又は下チャック１４１のいずれかに設けられる。
　また、以上の実施の形態の接合装置４１では、下チャック１４１が水平方向に移動可能に構成されていたが、上チャック１４０を水平方向に移動可能に構成してもよいし、あるいは上チャック１４０と下チャック１４１の両方を水平方向に移動可能に構成してもよい。同様に下チャック１４１が鉛直方向に移動可能に構成されていたが、上チャック１４０を鉛直方向に移動可能に構成してもよいし、あるいは上チャック１４０と下チャック１４１の両方を鉛直方向に移動可能に構成してもよい。
　また、以上の実施の形態の接合システム１において、接合装置４１でウェハＷＵ、ＷＬを接合した後、さらに接合された重合ウェハＷＴを所定の温度で加熱（アニール処理）してもよい。重合ウェハＷＴにかかる加熱処理を行うことで、接合界面をより強固に結合させることができる。
　以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。本発明はこの例に限らず種々の態様を採りうるものである。本発明は、基板がウェハ以外のＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）、フォトマスク用のマスクレチクルなどの他の基板である場合にも適用できる。
　　１　　接合システム
　　２　　搬入出ステーション
　　３　　処理ステーション
　　３０　表面改質装置
　　４０　表面親水化装置
　　４１　接合装置
　　６１　ウェハ搬送装置
　　７０　制御部
　　１４０　上チャック
　　１４１　下チャック
　　１５０　上チャック回転部
　　１６２　第１の下チャック移動部
　　１６５　第２の下チャック移動部
　　２００　回転機構
　　２２１　第１のリニアスケール
　　２２２　第２のリニアスケール
　　２２３　第３のリニアスケール
　　ＷＵ　　上ウェハ
　　ＷＬ　　下ウェハ
　　ＷＴ　　重合ウェハ

Claims (12)

  1. 基板同士を接合する接合装置であって、
    下面に第１の基板を真空引きして吸着保持する第１の保持部と、
    前記第１の保持部の下方に設けられ、上面に第２の基板を真空引きして吸着保持する第２の保持部と、
    前記第１の保持部と前記第２の保持部を相対的に回転させる回転機構と、
    前記第１の保持部と前記第２の保持部を相対的に水平方向に移動させる移動機構と、
    前記回転機構によって回転する前記第１の保持部又は前記第２の保持部に設けられ、当該第１の保持部又は第２の保持部の位置を測定する３つの位置測定部と、
    前記３つの位置測定部による測定結果に基づいて、前記回転機構と前記移動機構を制御する制御部と、を有する、接合装置。
  2. 請求項１に記載の接合装置において、
    前記制御部は、前記３つの位置測定部のうち第１の位置測定部による測定結果に基づいて、前記回転機構を制御した後、前記３つの位置測定部の測定結果に基づいて、前記移動機構を制御するように構成されている。
  3. 請求項１に記載の接合装置において、
    前記制御部は、前記３つの位置測定部のうち第１の位置測定部による測定結果に基づいて、前記回転機構を制御した後、前記３つの位置測定部の測定結果に基づいて、前記回転機構と前記移動機構を制御するように構成されている。
  4. 請求項２に記載の接合装置において、
    前記回転機構は、前記第１の保持部の外周部又は前記第２の保持部の外周部に設けられ、
    前記第１の位置測定部は、前記回転機構が設けられた前記第１の保持部の外周部又は前記第２の保持部の外周部において、当該第１の保持部又は第２の保持部の中心線上に前記回転機構に対向して設けられている。
  5. 請求項２に記載の接合装置において、
    前記第１の位置測定部と第２の位置測定部の間隔と、前記第１の位置測定部と第３の位置測定部の間隔は等しい。
  6. 基板同士を接合する接合装置を備えた接合システムであって、
    前記接合装置は、
    　下面に第１の基板を真空引きして吸着保持する第１の保持部と、
    　前記第１の保持部の下方に設けられ、上面に第２の基板を真空引きして吸着保持する第２の保持部と、
    　前記第１の保持部と前記第２の保持部を相対的に回転させる回転機構と、
    　前記第１の保持部と前記第２の保持部を相対的に水平方向に移動させる移動機構と、
    　前記回転機構によって回転する前記第１の保持部又は前記第２の保持部に設けられ、当該第１の保持部又は第２の保持部の位置を測定する３つの位置測定部と、
    　前記３つの位置測定部による測定結果に基づいて、前記回転機構と前記移動機構を制御する制御部と、を有し、
    前記接合システムは、
    　前記接合装置を備えた処理ステーションと、
    　第１の基板、第２の基板又は第１の基板と第２の基板が接合された重合基板をそれぞれ複数保有可能で、且つ前記処理ステーションに対して第１の基板、第２の基板又は重合基板を搬入出する搬入出ステーションと、を備え、
    前記処理ステーションは、
    　第１の基板又は第２の基板の接合される表面を改質する表面改質装置と、
    　前記表面改質装置で改質された第１の基板又は第２の基板の表面を親水化する表面親水化装置と、
    　前記表面改質装置、前記表面親水化装置及び前記接合装置に対して、第１の基板、第２の基板又は重合基板を搬送するための搬送装置と、を有し、
    前記接合装置では、前記表面親水化装置で表面が親水化された第１の基板と第２の基板を接合する。
  7. 接合装置を用いて基板同士を接合する接合方法であって、
    前記接合装置は、
    　下面に第１の基板を真空引きして吸着保持する第１の保持部と、
    　前記第１の保持部の下方に設けられ、上面に第２の基板を真空引きして吸着保持する第２の保持部と、
    　前記第１の保持部と前記第２の保持部を相対的に回転させる回転機構と、
    　前記第１の保持部と前記第２の保持部を相対的に水平方向に移動させる移動機構と、
    　前記回転機構によって回転する前記第１の保持部又は前記第２の保持部に設けられ、当該第１の保持部又は第２の保持部の位置を測定する３つの位置測定部と、を有し、
    前記接合方法は、
    　前記３つの位置測定部を用いて、前記第１の保持部又は前記第２の保持部の位置を測定する測定工程と、
    　前記測定工程における測定結果に基づいて、前記前記回転機構と前記移動機構を制御し、前記第１の保持部と前記第２の保持部の相対的な位置を調節する位置調節工程と、を有する。
  8. 請求項７に記載の接合方法において、
    前記３つの位置測定部のうち第１の位置測定部を用いて、前記第１の保持部又は前記第２の保持部の位置を測定する第１の測定工程と、
    前記第１の測定工程における測定結果に基づいて、前記回転機構を制御し、前記第１の保持部と前記第２の保持部の相対的な位置を調節する第１の位置調節工程と、
    その後、前記３つの位置測定部を用いて、前記第１の保持部又は前記第２の保持部の位置を測定する第２の測定工程と、
    前記第２の測定工程における測定結果に基づいて、前記移動機構を制御し、前記第１の保持部と前記第２の保持部の相対的な位置を調節する第２の位置調節工程と、を有する。
  9. 請求項７に記載の接合方法において、
    前記３つの位置測定部のうち第１の位置測定部を用いて、前記第１の保持部又は前記第２の保持部の位置を測定する第１の測定工程と、
    前記第１の測定工程における測定結果に基づいて、前記回転機構を制御し、前記第１の保持部と前記第２の保持部の相対的な位置を調節する第１の位置調節工程と、
    その後、前記３つの位置測定部を用いて、前記第１の保持部又は前記第２の保持部の位置を測定する第２の測定工程と、
    前記第２の測定工程における測定結果に基づいて、前記回転機構と前記移動機構を制御し、前記第１の保持部と前記第２の保持部の相対的な位置を調節する第２の位置調節工程と、を有する。
  10. 請求項８に記載の接合方法において、
    前記回転機構は、前記第１の保持部の外周部又は前記第２の保持部の外周部に設けられ、
    前記第１の位置測定部は、前記回転機構が設けられた前記第１の保持部の外周部又は前記第２の保持部の外周部において、当該第１の保持部又は第２の保持部の中心線上に前記回転機構に対向して設けられている。
  11. 請求項８に記載の接合方法において、
    前記第１の位置測定部と第２の位置測定部の間隔と、前記第１の位置測定部と第３の位置測定部の間隔は等しい。
  12. 接合方法を接合装置によって実行させるように、当該接合装置を制御する制御部のコンピュータ上で動作するプログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体であって、
    前記接合装置は、
    　下面に第１の基板を真空引きして吸着保持する第１の保持部と、
    　前記第１の保持部の下方に設けられ、上面に第２の基板を真空引きして吸着保持する第２の保持部と、
    　前記第１の保持部と前記第２の保持部を相対的に回転させる回転機構と、
    　前記第１の保持部と前記第２の保持部を相対的に水平方向に移動させる移動機構と、
    　前記回転機構によって回転する前記第１の保持部又は前記第２の保持部に設けられ、当該第１の保持部又は第２の保持部の位置を測定する３つの位置測定部と、を有し、
    前記接合方法は、
    　前記３つの位置測定部を用いて、前記第１の保持部又は前記第２の保持部の位置を測定する測定工程と、
    　前記測定工程における測定結果に基づいて、前記前記回転機構と前記移動機構を制御し、前記第１の保持部と前記第２の保持部の相対的な位置を調節する位置調節工程と、を有する。
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