WO2023182255A1 - 接合システムおよび接合方法 - Google Patents

接合システムおよび接合方法 Download PDF

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Abstract

接合システムは、減圧下において、複数の基板それぞれの接合部が活性化された状態で、複数の基板の接合部同士を接触させることにより複数の基板同士を仮接合する第１接合装置（１）と、減圧下において、互いに仮接合された複数の基板の温度を仮接合温度よりも高い本接合温度に加熱し且つ複数の基板に互いに近づく方向へ圧力を加えることにより複数の基板同士を本接合する第２接合装置（２Ａ、２Ｂ）と、互いに仮接合された複数の基板を、減圧下の状態を維持しながら第１接合装置（１）から第２接合装置（２Ａ、２Ｂ）へ搬送する搬送装置（８４）と、を備える。

Description

接合システムおよび接合方法
　本発明は、接合システムおよび接合方法に関する。
　シリコンウェハとシリコンウェハとを接合する前に、両シリコンウェハの接合面に対して室温の真空中で不活性ガスイオンビームまたは不活性ガス高速原子ビームを照射してスパッタエッチングするシリコンウェハの常温接合法が提案されている（例えば特許文献１参照）。
特開平１０－９２７０２号公報
　ところで、この種の接合方法では、接合部の表面の算術平均粗さ（Ｒａ）が０．５ｎｍ以下であれば被接合物の温度を常温（２５℃程度）で維持した状態でも活性化された接合面の分子間力等の引き合う力で隙間無く被接合物同士を堅固に接合することができる。但し、金属からなる接合部の表面のＲａは、数ｎｍ程度であるため、被接合物の温度を常温で維持した状態で接合部同士を隙間無く堅固に接合することは難しい。そして、接合部の表面の突出した部分同士のみで接合しており突出した部分以外のところに隙間が生じており、いわゆる封止接合には適用できず接合強度も低い。このため、接合部が金属から形成されている場合、被接合物の接合部同士を接触させた状態で被接合物を互いに近づく方向へ加圧し且つ被接合物の温度を加熱した状態で一定時間維持することにより接合部を形成する金属の固相拡散を利用して接合する必要がある。このように被接合物を加熱加圧を一定時間加えることにより、接合部を形成する金属原子が動き易くなり、加圧された金属原子は互いに接触している接合部の間に生じた隙間への金属原子の移動が生じる。これにより、接合部同士が隙間無く堅固に接合される。
　しかしながら、被接合物を２００℃以上の比較的高い温度で維持しながら被接合物同士を接合する場合、熱歪みの影響により互いに接合された被接合物同士の位置精度が低下する虞がある。
　本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、複数の被接合物同士の位置ずれを抑制しつつ、複数の被接合物同士を堅固に接合できる接合システムおよび接合方法を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するため、本発明に係る接合システムは、
　複数の被接合物を互いに接合する接合システムであって、
　減圧下において、前記複数の被接合物それぞれの接合部から選択される互いに接合される２つの接合部の少なくとも一方が活性化された状態で、前記複数の被接合物の前記接合部同士を接触させることにより前記複数の被接合物同士を仮接合する仮接合工程を行う第１接合装置と、
　減圧下において、互いに仮接合された前記複数の被接合物の温度を前記仮接合の際の温度である仮接合温度よりも高い温度である本接合温度に加熱し且つ前記複数の被接合物に互いに近づく方向へ圧力を加えることにより、前記複数の被接合物同士を本接合する本接合工程を行う第２接合装置と、
　互いに仮接合された前記複数の被接合物を、減圧下の状態を維持しながら前記第１接合装置から前記第２接合装置へ搬送する搬送装置と、を備える。
　他の観点から見た本発明に係る接合方法は、
　複数の被接合物を接合する接合方法であって、
　減圧下において、前記複数の被接合物それぞれの接合部から選択される互いに接合される２つの接合部の少なくとも一方が活性化された状態で、前記複数の被接合物の前記接合部同士を接触させることにより前記複数の被接合物同士を仮接合する仮接合工程と、
　減圧下において、互いに仮接合された前記複数の被接合物の温度を前記仮接合の際の温度である仮接合温度よりも高い温度である本接合温度に加熱し且つ前記複数の被接合物に互いに近づく方向へ圧力を加えることにより、前記複数の被接合物同士を本接合する本接合工程と、を含む。
　本発明によれば、複数の被接合物に対して活性化処理が行われた後、減圧下で複数の被接合物の接合部同士を接触させることにより複数の被接合物同士を仮接合する。その後、減圧下において、複数の被接合物の温度を仮接合の際の温度である仮接合温度よりも高い温度である本接合温度に加熱し且つ互いに仮接合された複数の被接合物に互いに近づく方向へ圧力を加えることにより複数の被接合物同士を本接合する。これにより、熱歪みの影響を受けない互いに接合される被接合物同士の位置精度が維持される比較的低い温度で複数の被接合物を仮接合して複数の被接合物同士で位置ずれが生じない状態にしてから、複数の被接合物の温度を昇温して加圧することができる。従って、複数の被接合物間での位置ずれを抑制しつつ２つの被接合物同士を隙間なく堅固に接合することができる。
本発明の実施の形態に係る接合システムの概略構成図である。 実施の形態に係る第１接合装置の概略正面図である。 実施の形態に係る第１接合装置の一部の概略側面図である。 実施の形態に係る第１接合装置の一部の概略平面図である。 実施の形態に係るステージおよびヘッド付近を示す概略斜視図である。 実施の形態に係るヘッドを微調整する方法を説明する図である。 接合する２つの基板の一方に設けられた２つのアライメントマークを示す図である。 接合する２つの基板の他方に設けられた２つのアライメントマークを示す図である。 アライメントマークの撮影画像を示す概略図である。 アライメントマークが互いにずれている状態を示す概略図である。 実施の形態に係る第２接合装置の概略正面図である。 互いに接合する基板の一例の全体を示す斜視図である。 図８Ａの破線で囲んだ部分の斜視図である。 互いに接合する基板の他の一例の一部を示す斜視図である。 互いに接合する基板の他の一例の一部を示す斜視図である。 ２つの基板同士を近づける様子を示す図である。 ２つの基板同士を仮接合する様子を示す図である。 ２つの基板同士を近づける様子を示す図である。 ２つの基板同士を仮接合する様子を示す図である。 実施の形態に係る仮接合工程後における互いに仮接合された２つの接合部の表面の状態を示す模式図である。 実施の形態に係る本接合工程後における互いに接合された２つの接合部の表面の状態を示す模式図である。 実施の形態に係る本接合工程において２つの接合部が当接した状態を示す模式図である。 実施の形態に係る本接合工程において互いに当接した２つの接合部に対して圧力を加える様子を示す模式図である。 実施の形態に係る本接合工程後の状態を示す模式図である。 本接合工程において基板の温度を２５℃とした場合の互いに接合された基板の外観写真である。 本接合工程において基板の温度を２００℃とした場合の互いに接合された基板の外観写真である。 実施の形態に係る接合システムについて、導入ポートから搬送ロボットへ基板が受け渡される様子を示す図である。 実施の形態に係る接合システムについて、搬送装置からロードロック部へ基板が受け渡される様子を示す図である。 実施の形態に係る接合システムについて、ロードロック部から搬送装置へ基板が受け渡される様子を示す図である。 実施の形態に係る接合システムについて、搬送装置から第１接合装置へ基板が受け渡される様子を示す図である。 実施の形態に係る接合システムが実行する接合方法の流れを示すフローチャートである。 実施の形態に係る第１接合装置の概略側面図である。 実施の形態に係る第１接合装置の概略平面図である。 実施の形態に係る第１接合装置が実行する仮接合工程の流れを示すフローチャートである。 実施の形態に係る接合システムについて、第１接合装置から搬送装置へ互いに仮接合された２つの基板が受け渡される様子を示す図である。 実施の形態に係る接合システムについて、搬送装置により互いに借り接合された２つの基板が第２接合装置へ搬送される様子を示す図である。 実施の形態に係る接合システムにおいて、一方の第２接合装置で本接合工程が行われている最中に、互いに仮接合された２つの基板が搬送装置から他方の第２接合装置へ受け渡される様子を示す図である。 実施の形態に係る第２接合装置が実行する本接合工程の流れを示すフローチャートである。 実施の形態に係る接合システムについて、互いに接合された２つの基板が搬送装置からロードロック部へ受け渡される様子を示す図である。 実施の形態に係る接合システムについて、ロードロック部から搬送装置へ基板が受け渡される様子を示す図である。 実施の形態に係る接合システムで実行される基板搬送、活性化処理工程、仮接合工程、本接合工程のタイムチャートである。 ２つの基板同士を仮接合の様子を示す図である。 互いに仮接合された２つの基板に更に基板を仮接合する様子を示す図である。 実施の形態に係る接合システムについて、基板がロードロック部のカセットに挿入される様子を示す模式図である。 実施の形態に係る接合システムについて、基板を第１接合装置へ搬送する様子を示す図である。 実施の形態に係る接合システムについて、基板がロードロック部へ搬送される様子を示す模式図である。 実施の形態に係る接合システムについて、基板を第１接合装置へ搬送する様子を示す図である。 実施の形態に係る接合システムにおいて、基板がロードロック部へ搬送される様子を示す模式図である。
　以下、本発明の実施の形態に係る接合システムについて、図を参照しながら説明する。本実施の形態に係る接合システムでは、まず、第１接合装置が、減圧下において、複数の基板の接合部について活性化処理を行った後、複数の基板同士を接触させて仮接合する。次に、搬送装置が、減圧下の状態を維持しながら、互いに仮接合された複数の基板を第１接合装置から本接合を行う第２接合装置へ搬送する。そして、第２接合装置が、互いに仮接合された複数の基板に対して加熱および加圧することにより複数の基板同士を本接合する。
　本実施の形態に係る接合システムは、図１に示すように、導入ポート８１１、８１２、８１３と、取り出しポート８１４と、搬送装置８２、８４と、第１接合装置１と、第２接合装置２Ａ、２Ｂと、制御部９と、ロードロック部８３と、を備える。制御部９は、搬送装置８２、８４、洗浄装置３、第１接合装置１および第２接合装置２Ａ、２Ｂを制御する。搬送装置８２および洗浄装置３には、ＨＥＰＡ(High Efficiency Particulate Air）フィルタ（図示せず）が設けられている。これにより、搬送装置８２および洗浄装置３内はパーティクルが極めて少ない大気圧環境になっている。
　搬送装置８２は、先端部に基板を保持する保持部が設けられたアームを有する搬送ロボット８２１を備える。搬送ロボット８２１は、旋回することによりアームの先端部の向きを、導入ポート８１１、８１２、８１３および取り出しポート８１４に向けることができる。また、搬送装置８４も、先端部に基板を保持する保持部が設けられたアームを有する搬送ロボット８４１を備える。搬送ロボット８４１は、旋回することによりアームの先端部の向きを変更することができる。また、保持部は、真空チャック、静電チャック等を有し、基板における接合部側とは反対側を吸着保持する。更に、搬送装置８４は、互いに仮接合された複数の基板Ｗ１、Ｗ２を、１０－３Ｐａよりも高い真空度の状態を維持しながら第１接合装置１から第２接合装置２Ａ、２Ｂへ搬送する。ロードロック部８３は、チャンバ８３１と、チャンバ８３１の周壁に設けられチャンバ８３１内へ基板Ｗ１、Ｗ２が搬送される際に開閉するゲート８３２、８３３と、を有する。
　第１接合装置１は、図２に示すように、チャンバ１２０と、ステージ１４１と、ヘッド１４２と、ステージ駆動部１４３と、ヘッド駆動部１４４と、基板加熱部１４１１、１４２１と、位置ずれ量測定部１５０と、粒子ビーム源１６１、１６２と、を備える。なお、以下の説明において、適宜図２の±Ｚ方向を上下方向、ＸＹ方向を水平方向として説明する。また、第１接合装置１は、チャンバ１２０に配置されたカバー１２２Ａ、１２２Ｂと、カバー１２２Ａ、１２２Ｂを加熱するカバー加熱部１２３Ａ、１２３Ｂと、を備える。カバー１２２Ａ、１２２Ｂは、それぞれ、ステージ１４１、ヘッド１４２の周囲の活性化処理工程における活性化処理領域を含む形で配置されている。カバー加熱部１２３Ａ、１２３Ｂは、それぞれ、カバー１２２Ａ、１２２Ｂにおける粒子ビーム源１６１、１６２側とは反対側に固定されたヒータである。チャンバ１２０は、排気管１２１ｂと排気弁１２１ｃとを介して真空ポンプ１２１ａに接続されている。排気弁１２１ｃを開状態にして真空ポンプ１２１ａを作動させると、チャンバ１２０内の気体が、排気管１２１ｂを通してチャンバ１２０外へ排出され、チャンバ１２０内の気圧が低減（減圧）される。なお、チャンバ１２０内の気圧は、１０－５Ｐａ以下にすることができる。また、排気弁１２１ｃの開閉量を変動させて排気量を調節することにより、チャンバ１２０内の気圧（真空度）を調節することができる。
　粒子ビーム源１６１、１６２は、それぞれ、基板Ｗ，Ｗ２の接合部の少なくとも一方へ予め設定されたエネルギを有する粒子ビームを照射する高速原子ビーム（ＦＡＢ、Fast Atom Beam）源であり、例えば図３Ａに示すように、放電室１６０１と、放電室１６０１内に配置される電極１６０２と、ビーム源駆動部１６０３と、アルゴンガスを放電室１６０１内へ供給するガス供給部１６０４と、を有する活性化処理部である。放電室１６０１の周壁には、中性原子を放出するＦＡＢ放射口１６０１ａが設けられている。放電室１６０１は、炭素材料から形成されている。ここで、放電室１６０１は長尺箱状であり、その長手方向に沿って複数のＦＡＢ放射口１６０１ａが一直線上に並設されている。ビーム源駆動部１６０３は、放電室１６０１内にアルゴンガスのプラズマを発生させるプラズマ発生部（図示せず）と、電極１６０２と放電室１６０１の周壁との間に直流電圧を印加する直流電源（図示せず）と、を有する。ビーム源駆動部１６０３は、放電室１６０１内にアルゴンガスのプラズマを発生させた状態で、放電室１６０１の周壁と電極１６０２との間に直流電圧を印加する。このとき、プラズマ中のアルゴンイオンが、放電室１６０１の周壁に引き寄せられる。このとき、ＦＡＢ放射口１６０１ａへ向かうアルゴンイオンは、ＦＡＢ放射口１６０１ａを通り抜ける際、ＦＡＢ放射口１６０１ａの外周部の、炭素材料から形成された放電室１６０１の周壁から電子を受け取る。そして、このアルゴンイオンは、電気的に中性化されたアルゴン原子となって放電室１６０１外へ放出される。また、粒子ビーム源１６１の放電室１６０１の長手方向、即ち、Ｘ軸方向の長さは、例えば図３Ｂに示すように、Ｚ軸方向において基板Ｗ１、Ｗ２と重なるように配置された状態で、基板Ｗ１、Ｗ２のＸ軸方向全体を覆い且つ基板Ｗ１、Ｗ２におけるＸ軸方向の長さよりも長い長さに設定されている。
　図２に戻って、カバー１２２Ａ、１２２Ｂは、例えば金属から形成され、それぞれ、チャンバ１２０内におけるステージ１４１、ヘッド１４２の周囲に配置されている。カバー加熱部１２３Ａは、例えば電熱ヒータを有し、カバー１２２Ａにおける－Ｚ方向側においてカバー１２２Ａに近接して配置されている。このカバー１２２Ａは、ステージ１４１に固定されており、ステージ１４１とともに移動する。また、カバー加熱部１２３Ｂも、例えば電熱ヒータを有し、カバー１２２Ｂにおける＋Ｚ方向側においてカバー１２２Ｂに近接して配置されている。このカバー１２２Ｂは、ヘッド１４２に固定されており、ヘッド１４２とともに移動する。
　ステージ１４１とヘッド１４２とは、チャンバ１２０内において、鉛直方向で互いに対向し且つステージ１４１がヘッド１４２よりも鉛直下方に位置するように配置されている。ステージ１４１は、その上面で基板Ｗ１を支持する第１被接合物保持部であり、ヘッド１４２は、その下面で基板Ｗ２を支持する第２被接合物保持部である。ステージ１４１とヘッド１４２とは、例えば透光性を有するガラスのような透光性材料から形成されている。ステージ１４１およびヘッド１４２には、基板Ｗ１、Ｗ２を保持する静電チャック（図示せず）が設けられている。静電チャックは、例えばステージ１４１、ヘッド１４２に基板Ｗ１、Ｗ２が支持された状態で、ステージ１４１、ヘッド１４２における基板Ｗ１、Ｗ２の周部に対向する領域に設けられている。静電チャックは、それぞれ、円環状であり、ステージ１４１、ヘッド１４２の周部に沿って配設された端子電極と、直線状であり基端部において端子電極に電気的に接続された複数の電極子と、を有する。端子電極および複数の電極子は、例えばＩＴＯのような透明な導電性材料を含む透明導電膜から形成されている。静電チャックは、チャック駆動部（図示せず）により電圧が印加された状態で、基板Ｗ１、Ｗ２を吸着保持する。なお、ステージ１４１の上面とヘッド１４２の下面とは、基板Ｗ１、Ｗ２のステージ１４１、ヘッド１４２との接触面が鏡面でステージ１４１、ヘッド１４２から剥がれにくい場合を考慮して、粗面加工が施されていてもよい。
　図２に戻って、ステージ駆動部１４３は、ステージ１４１をＸＹ方向へ移動させたり、Ｚ軸周りに回転させたりすることができる。ヘッド駆動部１４４は、矢印ＡＲ１に示すようにヘッド１４２を昇降させる昇降駆動部１４４１と、ヘッド１４２をＸＹ方向へ移動させるＸＹ方向駆動部１４４２と、ヘッド１４２をＺ軸周りの回転方向に回転させる回転駆動部１４４３と、を有する。また、ヘッド駆動部１４４は、ヘッド１４２のステージ１４１に対する傾きを調整するためのピエゾアクチュエータ１４４４と、ヘッド１４２に加わる圧力を測定するための圧力センサ１４４５と、距離測定部１４４６と、を有する。ＸＹ方向駆動部１４４２および回転駆動部１４４３が、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ軸周りの回転方向において、ヘッド１４２をステージ１４１に対して相対的に移動させることにより、ステージ１４１に保持された基板Ｗ１とヘッド１４２に保持された基板Ｗ２とのアライメントが可能となる。なお、ステージ駆動部１４３は、ステージ１４１の鉛直下方に配置された構成に限定されるものではなく、例えば、ステージ１４１の鉛直下方に圧力を受けるバックアップ部（図示せず）を設け、ステージ駆動部１４３が、ステージ１４１の外周部に配置し、ステージ１４１の側方からステージ１４１を駆動する構成であってもよい。
　昇降駆動部１４４１は、ヘッド１４２を鉛直下方向へ移動させることにより、ヘッド１４２をステージ１４１に近づける。また、昇降駆動部１４４１は、ヘッド１４２を鉛直上方向に移動させることにより、ヘッド１４２をステージ１４１から遠ざける。そして、昇降駆動部１４４１は、基板Ｗ１、Ｗ２同士が接触した状態においてヘッド１４２に対してステージ１４１に近づく方向への駆動力を作用させると、基板Ｗ２が基板Ｗ１に押し付けられる。また、昇降駆動部１４４１には、ヘッド１４２に対してステージ１４１に近づく方向へ作用させる駆動力を測定する圧力センサ１４４１ａが設けられている。圧力センサ１４４１ａによる測定値から、昇降駆動部１４４１により基板Ｗ２が基板Ｗ１に押し付けられたときに基板Ｗ１、Ｗ２の接合部に作用する圧力が検出できる。圧力センサ１４４１ａは、例えば圧電素子を有する。
　ピエゾアクチュエータ１４４４と圧力センサ１４４５との組は、例えば図４Ａに示すように、ヘッド１４２とＸＹ方向駆動部１４４２との間に複数組（図４Ａでは３組）配置されている。圧力センサ１４４５は、ピエゾアクチュエータ１４４４の上端部とＸＹ方向駆動部１４４２の下側との間に介在している。ピエゾアクチュエータ１４４４は、各別に上下方向に伸縮可能であり、これらが伸縮することにより、ヘッド１４２のＸ軸周りおよびＹ軸周りの傾きとヘッド１４２の上下方向の位置とが微調整される。また、圧力センサ１４４５は、例えば圧電素子を有し、ヘッド１４２の下面における複数箇所での加圧力を測定する。そして、複数の圧力センサ１４４５で測定された加圧力が等しくなるように複数のピエゾアクチュエータ１４４４それぞれを駆動することにより、ヘッド１４２の下面とステージ１４１の上面とを平行に維持しつつ基板Ｗ１、Ｗ２同士を接触させることができる。距離測定部１４４６は、例えばレーザ距離計であり、ステージ１４１およびヘッド１４２に接触せずにステージ１４１とヘッド１４２との間の距離を測定する。距離測定部１４４６は、透明なヘッド１４２の上方からステージ１４１に向かってレーザ光を照射したときのステージ１４１の上面での反射光とヘッド１４２の下面での反射光との差分からステージ１４１とヘッド１４２との間の距離を測定する。距離測定部１４４６は、図４Ａに示すように、ステージ１４１の上面における３箇所の部位Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３と、ヘッド１４２の下面における、Ｚ方向において部位Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３に対向する３箇所の部位Ｐ２１、Ｐ２２、Ｐ２３との間の距離を測定する。そして、図４Ｂの破線で示すように、ヘッド１４２がステージ１４１に対して傾いている場合、３つのピエゾアクチュエータ１４４４のうちの１つを伸長させて（図４Ｂの矢印ＡＲ３参照）ヘッド１４２の姿勢を微調整することにより、ヘッド１４２の下面とステージ１４１の上面とが略平行な状態にすることができる。
　図２に戻って、位置ずれ量測定部１５０は、鉛直方向に直交する方向（ＸＹ方向、Ｚ軸周りの回転方向）における、基板Ｗ１と基板Ｗ２との位置ずれ量を測定する。位置ずれ量測定部１５０は、第１撮像部１５０１と、第２撮像部１５０２と、ミラー１５０４、１５０５と、を有する。第１撮像部１５０１と第２撮像部１５０２とは、ステージ１４１における基板Ｗ１を保持する側とは反対側に配置されている。第１撮像部１５０１および第２撮像部１５０２は、それぞれ、撮像素子（図示せず）と同軸照明系（図示せず）とを有している。同軸照明系の光源としては、基板Ｗ１、Ｗ２およびステージ１４１、チャンバ１２０に設けられた窓部１２１を透過する光（例えば赤外光）を出射する光源が用いられる。
　例えば図５Ａおよび図５Ｂに示すように、基板Ｗ１には、２つのアライメントマーク（第１アライメントマーク）ＭＫ１ａ、ＭＫ１ｂが設けられ、基板Ｗ２には、２つのアライメントマーク（第２アライメントマーク）ＭＫ２ａ、ＭＫ２ｂが設けられている。第１接合装置１は、位置ずれ量測定部１５０により両基板Ｗ１、Ｗ２に設けられた各アライメントマークＭＫ１ａ、ＭＫ１ｂ、ＭＫ２ａ、ＭＫ２ｂの位置を認識しながら、両基板Ｗ１、Ｗ２の位置合わせ動作（アライメント動作）を実行する。より詳細には、第１接合装置１は、まず、位置ずれ量測定部１５０により基板Ｗ１、Ｗ２に設けられたアライメントマークＭＫ１ａ、ＭＫ１ｂ、ＭＫ２ａ、ＭＫ２ｂを認識しながら、基板Ｗ１、Ｗ２の大まかなアライメント動作（ラフアライメント動作）を実行して、２つの基板Ｗ１、Ｗ２を対向させる。その後、第１接合装置１は、位置測定部５００により２つの基板Ｗ１、Ｗ２に設けられたアライメントマークＭＫ１ａ、ＭＫ２ａ、ＭＫ１ｂ、ＭＫ２ｂを同時に認識しながら、更に精緻なアライメント動作（ファインアライメント動作）を実行する。
　ここで、第１撮像部１５０１の同軸照明系の光源から出射された光は、ミラー１５０４で反射されて＋Ｚ方向へ進行し、窓部１２１および基板Ｗ１、Ｗ２の一部あるいは全部を透過する。基板Ｗ１、Ｗ２の一部あるいは全部を透過した光は、基板Ｗ１、Ｗ２のアライメントマークＭＫ１ａ，ＭＫ２ａで反射され、－Ｚ方向へ進行し、窓部１２１を透過してミラー１５０４で反射されて第１撮像部１５０１の撮像素子に入射する。また、第２撮像部１５０２の同軸照明系の光源から出射された光は、ミラー１５０５で反射されて＋Ｚ方向へ進行し、窓部１２１および基板Ｗ１、Ｗ２の一部あるいは全部を透過する。基板Ｗ１、Ｗ２の一部あるいは全部を透過した光は、基板Ｗ１、Ｗ２のアライメントマークＭＫ１ａ，ＭＫ２ａで反射され、下向きに進行し、窓部１２１を透過してミラー１５０５で反射されて第２撮像部１５０２の撮像素子に入射する。このようにして、位置ずれ量測定部１５０は、図６Ａおよび図６Ｂに示すように、２つの基板Ｗ１、Ｗ２のアライメントマークＭＫ１ａ，ＭＫ２ａを含む撮影画像ＧＡａと、２つの基板Ｗ１、Ｗ２のアライメントマークＭＫ１ｂ，ＭＫ２ｂを含む撮影画像ＧＡｂと、を取得する。なお、第１撮像部１５０１による撮影画像ＧＡａの撮影動作と第２撮像部１５０２による撮影画像ＧＡｂの撮影動作とは、略同時に実行される。
　基板加熱部１４１１、１４２１は、例えば前述の保持機構が静電チャックの場合、ステージ１４１、ヘッド１４２における、基板Ｗ１、Ｗ２が当接する面側から見て保持機構の裏側に埋め込まれた電熱ヒータを有する第１被接合物加熱部である。基板加熱部１４１１、１４２１は、ステージ１４１、ヘッド１４２に支持されている基板Ｗ１、Ｗ２に熱を伝達することにより基板Ｗ１、Ｗ２を加熱する。また、基板加熱部１４１１、１４２１の発熱量を調節することにより、基板Ｗ１、Ｗ２またはそれらの接合部の温度を調節できる。位置ずれ量測定部１５０は、基板Ｗ１、Ｗ２それぞれに設けられた位置合わせ用のマーク（アライメントマーク）の位置を認識することにより、基板Ｗ１の基板Ｗ２に対する水平方向の位置ずれ量を測定する。位置ずれ量測定部１５０は、例えば基板Ｗ１、Ｗ２を透過する光（例えば赤外光）を用いて基板Ｗ１、Ｗ２のアライメントマークを認識する。ステージ駆動部１４３は、位置ずれ量測定部１５０により測定された位置ずれ量に基づいて、ステージ１４１を水平方向に移動させたり回転させたりすることにより、基板Ｗ１、Ｗ２の相互間の位置合わせ動作（アライメント動作）を実行する。この位置ずれ量測定部１５０による位置ずれ量の測定およびステージ駆動部１４３のアライメント動作は、いずれも制御部９の制御下において実行される。
　第２接合装置２Ａ、２Ｂは、第１接合装置１において互いに仮接合された複数の基板Ｗ１、Ｗ２同士を本接合する。第２接合装置２Ａ、２Ｂは、図７に示すように、チャンバ２２０と、ステージ２４１と、ヘッド２４２と、ステージ駆動部２４３と、ヘッド駆動部２４４と、基板加熱部２４１１、２４２１と、を備える。なお、以下の説明において、適宜図８の±Ｚ方向を上下方向、Ｚ方向と直交する方向を水平方向として説明する。チャンバ２２０は、排気管２２１ｂと排気弁２２１ｃとを介して真空ポンプ２２１ａに接続されている。排気弁２２１ｃを開状態にして真空ポンプ２２１ａを作動させると、チャンバ２２０内の気体が、排気管２２１ｂを通してチャンバ２２０外へ排出され、チャンバ２２０内の気圧が低減（減圧）される。また、排気弁２２１ｃの開閉量を変動させて排気量を調節することにより、チャンバ２２０内の気圧（真空度）を調節することができる。
　ステージ２４１とヘッド２４２とは、チャンバ２２０内において、Ｚ方向において互いに対向するように配置されている。ステージ２４１は、その上面で互いに仮接合された複数の基板Ｗ１、Ｗ２を支持する。ステージ２４１の上面およびヘッド２４２の下面は、平坦面となっている。ステージ駆動部２４３は、ステージ１４１をＸＹ方向へ移動させたり、Ｚ軸周りに回転させたりすることができる。ヘッド駆動部２４４は、矢印ＡＲ３に示すようにヘッド２４２を昇降させる昇降駆動部２４４１と、ヘッド２４２をＸＹ方向へ移動させるＸＹ方向駆動部１４４２と、ヘッド２４２をＺ軸周りの回転方向に回転させる回転駆動部２４４３と、を有する。また、ヘッド駆動部２４４は、ヘッド２４２のステージ２４１に対する傾きを調整するためのピエゾアクチュエータ２４４４と、ヘッド２４２に加わる圧力を測定するための圧力センサ２４４５と、距離測定部２４４６と、を有する。ヘッド駆動部２４４は、ヘッド２４２を下方向に移動させることよりヘッド１４２をステージ１４１に近づける。また、ヘッド駆動部２４４は、ヘッド２４２を上方向に移動させることにより、ヘッド２４２をステージ２４１から遠ざける。そして、ヘッド２４２が互いに仮接合された複数の基板Ｗ１、Ｗ２に接触した状態においてヘッド駆動部２４４がヘッド２４２に対してステージ２４１に近づく方向への駆動力を作用させると、互いに仮接合された複数の基板Ｗ１、Ｗ２に対して互いに近づく方向への圧力が加わる。また、ヘッド駆動部２４４には、ヘッド駆動部２４４がヘッド２４２に対してステージ２４１に近づく方向へ作用させる駆動力を測定する圧力センサ２４４１ａが設けられている。圧力センサ２４４１ａは、例えばロードセルであり、この測定値から、ヘッド駆動部２４４により互いに仮接合された複数の基板Ｗ１、Ｗ２に加わる圧力が検出できる。
　ピエゾアクチュエータ２４４４と圧力センサ２４４５との組は、第１接合装置１と同様に、ヘッド２４２とＸＹ方向駆動部２４４２との間に複数組配置されている。圧力センサ１４４５は、ピエゾアクチュエータ２４４４の上端部とＸＹ方向駆動部２４４２の下側との間に介在し、各別に上下方向に伸縮することにより、ヘッド２４２のＸ軸周りおよびＹ軸周りの傾きとヘッド２４２の上下方向の位置とが微調整される。また、圧力センサ２４４５は、ヘッド２４２の下面における複数箇所での加圧力を測定し、測定された加圧力が等しくなるように複数のピエゾアクチュエータ２４４４それぞれを駆動することにより、ヘッド２４２の下面とステージ２４１の上面とを平行に維持しつつヘッド２４２を互いに仮接合された複数の基板Ｗ１、Ｗ２に接触させることができる。距離測定部２４４６は、第１接合装置１と同様にり、ステージ２４１とヘッド２４２との間の距離を測定する。基板加熱部２４１１、２４２１は、例えば電熱ヒータから構成される。基板加熱部２４１１、２４２１は、ヘッド２４２が基板Ｗ１、Ｗ２に接触した状態で、ステージ２４１に支持されている基板Ｗ１、Ｗ２に熱を伝達することにより基板Ｗ１、Ｗ２を加熱する。また、基板加熱部２４１１、２４２１の発熱量を調節することにより、基板Ｗ１、Ｗ２またはそれらの接合部の温度を調節できる。
　制御部９は、例えばパーソナルコンピュータであり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）とメモリとを有する。メモリは、ＣＰＵが実行するプログラムを記憶する。制御部９は、第１接合装置１、第２接合装置２Ａ、２Ｂ、搬送装置８２、８４へ制御信号を出力することによりこれらの動作を制御する。また、メモリには、後述する基板Ｗ１、Ｗ２の相対的な算出した位置ずれ量Δｘ、Δｙ、Δθに対して予め設定された位置ずれ量閾値Δｘｔｈ、Δｙｔｈ、Δθｔｈが記憶されている。制御部９は、第１接合装置１の圧力センサ１４４１ａ、１４４５および距離測定部１４４６から入力される計測信号を計測情報に変換して取得し、第２接合装置２Ａ、２Ｂの圧力センサ２４４１ａ、２４４５および距離測定部２４４６から入力される計測信号を計測情報に変換して取得する。そして、制御部９は、これらの計測情報に基づいて、第１接合装置１のヘッド駆動部１４４、第２接合装置２Ａ、２Ｂのヘッド駆動部２４４を制御する。
　また、制御部９は、第１接合装置１の第１撮像部１５０１および第２撮像部１５０２から入力される撮影画像信号を撮影画像情報に変換して取得する。そして、制御部９は、図６Ｂに示すように、第１撮像部１５０１から取得した撮影画像ＧＡａに基づいて、基板Ｗ１、Ｗ２に設けられた１組のアライメントマークＭＫ１ａ，ＭＫ２ａ相互間の位置ずれ量Δｘａ、Δｙａを算出する。なお、図６Ｂは、１組のアライメントマークＭＫ１ａ，ＭＫ２ａが互いにずれている状態を示している。同様に、制御部９は、第２撮像部１５０２から取得した撮影画像ＧＡｂに基づいて、基板Ｗ１、Ｗ２に設けられた他の１組のアライメントマークＭＫ１ｂ，ＭＫ２ｂ相互間の位置ずれ量Δｘｂ、Δｙｂを算出する。その後、制御部９は、これら２組のアライメントマークの位置ずれ量Δｘａ、Δｙａ、Δｘｂ、Δｙｂと２組のマークの幾何学的関係とに基づいて、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ軸周りの回転方向における複数の基板Ｗ１、Ｗ２の相対的な位置ずれ量Δｘ、Δｙ、Δθを算出する。そして、制御部９は、算出した位置ずれ量Δｘ、Δｙ、Δθが低減されるように、ヘッド１４２をＸ方向およびＹ方向へ移動させたり、Ｚ軸周りに回転させたりする。これにより、複数の基板Ｗ１、Ｗ２の相対的な位置ずれ量Δｘ、Δｙ、Δθが低減される。このようにして、第１接合装置１は、２つの基板Ｗ１、Ｗ２の水平方向における位置ずれ量Δｘ、Δｙ、Δθを補正するファインアライメント動作を実行する。
　本実施の形態に係る接合システムでは、例えば図８Ａおよび図８Ｂに示す基板Ｗ１、Ｗ２同士を接合する。ここで、基板Ｗ１は、例えば図８Ａおよび図８Ｂに示すように、その厚さ方向における第１主面Ｗ１ｆ側に基板Ｗ１の周縁に沿って形成された１つの輪郭状（円形枠状）の接合部ＢＰ１３と、第１主面Ｗ１ｆ側における接合部ＢＰ１３の内側に形成された複数の矩形枠状の接合部ＢＰ１１と、を有する。また、基板Ｗ２は、その厚さ方向における第２主面Ｗ２ｆ側に基板Ｗ２の周縁に沿って形成された１つの輪郭状（円形枠状）の接合部ＢＰ１４と、第２主面Ｗ２ｆ側における接合部ＢＰ１４の内側に形成された接合部ＢＰ１１と同数の接合部ＢＰ１２と、を有する。ここで、接合部ＢＰ１１、ＢＰ１３は、金属から形成された枠状の第１接合部であり、接合部ＢＰ１２、ＢＰ１４は、金属から形成された第２接合部である。なお、基板Ｗ２の第２主面Ｗ２ｆ側における接合部ＢＰ１４の内側に形成された接合部ＢＰ１１２は、基板Ｗ１に形成された接合部ＢＰ１１と異なる数存在してもよい。
　或いは、基板Ｗ１、Ｗ２は、例えば図９に示すように、それぞれ、その厚さ方向における第１主面Ｗ１ｆ側、第２主面Ｗ２ｆ側に複数の接合部ＢＰ３１、ＢＰ３２を有するものであってもよい。ここで、接合部ＢＰ３１、ＢＰ３２は、いわゆる金属から形成されたバンプを構成する。また、基板Ｗ１、Ｗ２が、例えば図１０に示すように、それぞれ、その厚さ方向における第１主面Ｗ１ｆ側、第２主面Ｗ２ｆ側に第１主面Ｗ１ｆ側、第２主面Ｗ２ｆ側の略全体を覆うように設けられた１つの接合部ＢＰ４１、ＢＰ４２を有するものであってもよい。
　なお、基板Ｗ１、Ｗ２としては、Ｓｉ基板、ガラス基板、酸化物基板（例えば、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）基板、アルミナ基板（Ａｌ２Ｏ３）、サファイア等）、窒化物基板（例えば、窒化ケイ素（ＳｉＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ））のいずれかであってもよい。また、基板Ｗ１、Ｗ２の少なくとも一方が、その接合部に金属部分と絶縁膜とが露出しているものであってもよい。或いは、基板Ｗ１、Ｗ２の少なくとも一方は、その接合部に酸化物または窒化物を堆積することにより形成された絶縁膜が露出しているものであってもよい。
　本実施の形態に係る接合システムは、基板Ｗ１、Ｗ２同士を表面活性化処理された後、仮接合する仮接合工程と、互いに仮接合された基板Ｗ１、Ｗ２の温度を仮接合の際の温度である仮接合温度よりも高い温度である本接合温度に加熱し且つ基板Ｗ１、Ｗ２に互いに近づく方向へ圧力を加えることにより、基板Ｗ１、Ｗ２同士を本接合する本接合工程と、を行う。ここで、第１接合装置１は、図８Ａおよび図８Ｂに示すような基板Ｗ１、Ｗ２同士を接合する場合、仮接合工程において、例えば図１１Ａの矢印ＡＲ１０１に示すように、金属から形成された接合部ＢＰ１１、ＢＰ１３を有する基板Ｗ１と、金属から形成された接合部ＢＰ１２、ＢＰ１４を有する基板Ｗ２と、を、接合部ＢＰ１１、ＢＰ１３が形成された第１主面Ｗ１ｆ側と接合部ＢＰ１２、ＢＰ１４が形成された第２主面Ｗ２ｆ側とを対向させた状態で近づける。そして、第１接合装置１は、図１１Ｂの矢印ＡＲ１０２に示すように、基板Ｗ１の接合部ＢＰ１と基板Ｗ２の接合部ＢＰ２とが接触した状態で、基板Ｗ１、Ｗ２同士が互いに近づく方向へ基板Ｗ１、Ｗ２に駆動力を加えることにより、接合部ＢＰ１１、ＢＰ１３と接合部ＢＰ１２、ＢＰ１４同士を仮接合する。
　また、第１接合装置１は、３つ以上の複数の基板を仮接合する場合もある。この場合、仮接合工程において接合開始時の温度と接合時の温度とが異なる場合、昇温時にステージ１４１と基板Ｗ１の線膨張係数の差に起因した基板Ｗ１のステージ１４１に対する摺動が生じる。従って、厚さ方向の両面に金属から形成された接合部を有する基板Ｗ１と、基板Ｗ２と、を仮接合する際、接合部の少なくとも一部がステージ１４１に接触してしまう場合、基板Ｗ１のステージ１４１に対する摺動に伴い、ステージ１４１による接合部の少なくとも一部の表面に擦り傷が発生してしまう虞がある。特に図８に示すような枠状の接合部ＢＰ１１、ＢＰ１２の場合、封止面となる接合部ＢＰ１１、ＢＰ１２の表面を跨ぐような傷は、接合部ＢＰ１１、ＢＰ１２の内側に封入される気体の漏れを起こすため問題となる。このため、仮接合工程では、基板Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３をステージ１４１、ヘッド１４２に保持させた後はステージ１４１、ヘッド１４２の温度を常温（２５℃）または常温よりも高く且つ１００℃以下程度の低い温度にすることが好ましく、また一定に維持することが好ましい。
　また、第１接合装置１は、図９に示すような基板Ｗ１、Ｗ２同士を接合する場合、例えば図１２Ａの矢印ＡＲ３０１に示すように、金属から形成された複数の接合部ＢＰ３１を有する基板Ｗ１と、金属から形成され接合部ＢＰ３１と同数の接合部ＢＰ３２を有する基板Ｗ２と、を、接合部ＢＰ３１が形成された第１主面Ｗ１ｆ側と接合部ＢＰ３２が形成された第２主面Ｗ２ｆ側とを対向させた状態で近づける。そして、第１接合装置１は、図１２Ｂの矢印ＡＲ３０２に示すように、基板Ｗ１の接合部ＢＰ３１と基板Ｗ２の接合部ＢＰ３２とが接触した状態で、基板Ｗ１、Ｗ２同士が互いに近づく方向へ基板Ｗ１、Ｗ２に駆動力を加えることにより、接合部ＢＰ３１、ＢＰ３２同士を仮接合する。
　ここで、基板Ｗ１、Ｗ２の接合部ＢＰ１１、ＢＰ１２がそれぞれ金属から形成されている場合、それらの表面の算術平均粗さ（Ｒａ）は、数ｎｍであり、図１３Ａに示すように、仮接合工程後における基板Ｗ１、Ｗ２の接合部ＢＰ１１、ＢＰ１２の間には隙間ＳＰ１が生じている。そして、第２接合装置２Ａ、２Ｂは、本接合工程において、前述のように互いに仮接合された基板Ｗ１、Ｗ２の温度を２００℃程度まで加熱し且つ基板Ｗ１、Ｗ２に対して互いに近づく方向へ加圧する。これにより、図１３Ｂの矢印で示すように、接合部ＢＰ１１、ＢＰ１２の金属原子が隙間ＳＰ１へ固相拡散することにより、隙間ＳＰ１が金属で埋まった状態となる。より詳細には、図１４Ａに示すように接合部ＢＰ１１、ＢＰ１２同士が接触した状態で加圧および加熱されると、接触部分に存在する金属原子が矢印に示すように接合部ＢＰ１１、ＢＰ１２の間に生じた隙間に向かって固相拡散し、図１４Ｂに示すように接合部ＢＰ１１、ＢＰ１２の接触部分が広がっていく。そして、図１４Ｃに示すように、接合部ＢＰ１１、ＢＰ１２同士が隙間無く接合される。これにより、基板Ｗ１、Ｗ２における接合部ＢＰ１１、ＢＰ１２が形成された面間に接合部ＢＰ１１、ＢＰ１２によって輪郭状に囲まれて形成される空間を、仮接合工程および本接合工程が行われた雰囲気に封止することができる。
　また、前述の図１０に示す基板Ｗ１、Ｗ２同士の本接合工程において、基板Ｗ１、Ｗ２の温度を２５℃（常温）とした場合と２００℃とした場合について、互いに接合された基板Ｗ１、Ｗ２の超音波探傷計によるＳＡＴ画像を比較した。なお、本接合工程では、基板Ｗ１、Ｗ２に加える圧力はいずれも１ＭＰａとし、圧力を加えた状態を１０ｍｉｎ間維持した。図１５Ａに示すように、基板Ｗ１、Ｗ２の温度を２５℃とした場合、基板Ｗ１、Ｗ２間に比較的多くのボイドが観測された。また、接合強度も０．１Ｊ／ｍ２以下の低く十分な接合強度が得られなかった。但し、互いに接合された基板Ｗ１、Ｗ２を把持した際に剥離してしまうことは無かった。一方、基板Ｗ１、Ｗ２の温度を２００℃とした場合、図１５Ｂに示すように、基板Ｗ１、Ｗ２間でのボイドの発生は観測されなかった。また、接合強度も２．５Ｊ／ｍ２以上と高かった。これは、基板Ｗ１、Ｗ２の温度を２００℃まで上昇させることで、接合部ＢＰ４１、ＢＰ４２の間の隙間への金属原子の固相拡散が生じて接合部ＢＰ４１、ＢＰ４２間の隙間が金属原子で埋められたためと考えられる。なお、本接合工程において、基板Ｗ１、Ｗ２の温度を２００℃としても基板Ｗ１、Ｗ２に加える圧力を１／１０に低下させた場合は十分な接合強度が得られなかった。このことから、基板Ｗ１、Ｗ２を２００℃に加熱することにより、金属原子が固相拡散し易くなり基板Ｗ１、Ｗ２に圧力を加えることにより接合部ＢＰ４１、４２の間における互いに接触した圧力が加わる部分から、圧力が加わっていない接合部４１、４２の間の隙間へ金属原子が移動していることが判った。なお、例えば表面の算出平均粗さ（Ｒａ）が０．５ｎｍ未満の鏡面状の接合面を有するＳｉ基板同士の接合において、Ｓｉ基板の温度を２５℃（常温）、Ｓｉ基板に加える圧力を０．１ＭＰとしたもの、および、Ｓｉ基板の温度を２００℃、Ｓｉ基板に加える圧力を１ＭＰａとしたものについては、いずれもＳｉ基板の間でのボイドの発生は観測されず、また、接合強度も２．５Ｊ／　ｍ２以上と比較的高い強度となった。このことから、算出平均粗さ（Ｒａ）が０．５ｎｍ未満である場合、加熱加圧は不要で、基板の温度を２５℃とし、加える圧力を０．１ＭＰａとしてもボイドが発生することなく強固に接合できることが判った。また、この傾向は、図１０に示す基板Ｗ１、Ｗ２のような接合部ＢＰ４１、ＢＰ４２同士の面接合に限らず、図９に示すようなバンプのような接合部ＢＰ３１、ＢＰ３２同士の接合、或いは、図８に示す枠状の接合部ＢＰ１１、ＢＰ１２、ＢＰ１３、ＢＰ１４同士の接合においても同様な結果が得られた。
　次に、本実施の形態に係る接合システムについて、複数の基板Ｗ１、Ｗ２が接合システムに投入されてから複数の基板Ｗ１、Ｗ２同士が接合されて接合システムから取り出されるまでの動作の流れを図１６Ａ乃至図２４を参照しながら説明する。基板Ｗ１、Ｗ２は、まず、図１６Ａに示す導入ポート８１１、８１２に配置される。なお、３つの基板Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３を接合する場合は、３つの基板Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３がそれぞれ導入ポート８１１、８１２、８１３に配置される。
　基板Ｗ１が導入ポート８１１に配置されている場合、搬送ロボット８２１は、図１６Ａの矢印ＡＲ１１に示すように、基板Ｗ１）を導入ポート８１１から取り出す。そして、搬送ロボット８２１は、矢印ＡＲ１３に示すように、アームの先端部がロードロック部８３側を向くように旋回する。なお、基板Ｗ２が導入ポート８１２に配置されている場合、搬送ロボット８２１は、基板Ｗ２を導入ポート８１２から取り出して、アームの先端部がロードロック部８３側を向くように旋回する。また、基板Ｗ３が導入ポート８１３に配置されている場合、搬送ロボット８２１は、基板Ｗ３を導入ポート８１３から取り出して、アームの先端部がロードロック部８３側を向くように旋回する。
　続いて、ロードロック部８３の搬送装置８２側のゲート８３２が開放されるとともに、搬送ロボット８２１が、図１６Ｂの矢印ＡＲ１８に示すように、アームを伸張させることによりアームの先端部をロードロック部８３のチャンバ８３１内へ挿入する。そして、基板Ｗ１、Ｗ２が、アームの先端部からロードロック部８３のチャンバ８３１内のステージへ移載される。その後、搬送ロボット８２１は、基板Ｗ１、Ｗ２のチャンバ８３１内のステージへの移載が完了すると、図１７Ａの矢印ＡＲ１９に示すように、アームを収縮させる。そして、ロードロック部８３のゲート８３２が閉じる。そして、ロードロック部８３は、チャンバ８３１内を減圧状態にする。
　続いて、ロードロック部８３の搬送装置８４側のゲート８３３が開放された後、搬送ロボット８４１が、アームの先端部をロードロック部８３側に向けた状態でアームを伸張させる。そして、ロードロック部８３のチャンバ８３１内において、基板Ｗ１、Ｗ２が、ステージからアームの先端部へ移載されると、搬送ロボット８４１は、矢印ＡＲ２０に示すように。アームを収縮させることにより基板Ｗ１、Ｗ２をチャンバ８３１から取り出す。その後、ロードロック部８３の搬送装置８４側のゲート８３３が閉じる。次に、搬送ロボット８４１が、図１７Ｂの矢印ＡＲ２１に示すように、アームの先端部が第１接合装置１側を向くように旋回するとともに、第１接合装置１が基板Ｗ１、Ｗ２の搬出入口を開放する。続いて、搬送ロボット８４１が、アームを伸張させてアームの先端部を第１接合装置１の前述のチャンバ１２０（図２参照）内へ挿入する。そして、矢印ＡＲ２２に示すように、基板Ｗ１、Ｗ２が、搬送ロボット８４１のアームの先端部から第１接合装置１のステージ１４１またはヘッド１４２（図２参照）へ移載される。その後、搬送ロボット８４１がアームを収縮させた後、第１接合装置１が基板Ｗ１、Ｗ２の搬出入口を閉じる。
　ここで、第１接合装置は、図１８に示すように、第１接合装置１において搬送ロボット８４１から移載された基板Ｗ１、Ｗ２をそれぞれステージ１４１、ヘッド１４２（図２参照）に保持する（ステップＳ１）。ここで、第１接合装置１は、ステージ１４１に基板Ｗ１の周部のみを保持させるとともに、ヘッド１４２に基板Ｗ１、Ｗ２の接合部が互いに対向した状態で基板Ｗ２の周部のみを保持させる。具体的には、制御部９が、例えば基板Ｗ１がステージ１４１に載置された状態で、ステージ１４１に配設された静電チャックを駆動してステージ１４１に基板Ｗ１を保持させる。また、制御部９は、例えば搬送装置８４の搬送ロボット８４１によりヘッド１４２の鉛直下方に配置された基板Ｗ２の接合部側とは反対側にヘッド１４２を接触させた状態で、ヘッド１４２に配設された静電チャックを駆動してヘッド１４２に基板Ｗ２を保持させる。ここで、第１接合装置１は、ヘッド１４２に保持される基板Ｗ２を先にヘッド１４２に保持させる。ここで、基板Ｗ２は、例えばステージ１４１に設けられたリフトピン（図示せず）で基板Ｗ２の周部を保持した状態で基板Ｗ２の鉛直下方から位置ずれ量測定部１５０の第１撮像部１５０１、第２撮像部１５０２に撮像した画像に基づいて基板Ｗ２のアライメントを行ってから基板Ｗ２をヘッド１４２に保持させる。また、基板Ｗ２を先にヘッド１４２に保持させることにより、基板Ｗ１へのゴミの落下を抑制できる。
　次に、第１接合装置１は、基板Ｗ１、Ｗ２の接合部を活性化する活性化処理工程を行う（ステップＳ２）。この活性化処理工程において、第１接合装置１は、例えば図１９Ａおよび図１９Ｂに示すように、粒子ビーム源１６１、１６２を、それぞれ、矢印ＡＲ２３に示すように、基板Ｗ１、Ｗ２の接合部へ粒子ビームを照射させながら矢印ＡＲ２３に示すように移動していく。ここで、粒子ビーム源１６１、１６２は、その粒子ビーム単体の投影面内における移動方向での強度にバラツキがあるため、基板Ｗ１、Ｗ２全体に確実に粒子ビームを照射するために、粒子ビーム源１６１、１６２の移動方向における基板Ｗ１の両端縁の外側のカバー１２２Ａ、１２２Ｂ部分を含む領域まで粒子ビームを照射する。ここで、第１接合装置１は、例えば粒子ビーム源１６１、１６２を矢印ＡＲ２３に示すように＋Ｙ方向へ移動させながら粒子ビームを基板Ｗ１、Ｗ２の接合部に照射した後、粒子ビーム源１６１、１６２を－Ｙ方向へ移動させながら基板Ｗ１、Ｗ２の接合部に粒子ビームを照射する。この粒子ビーム源１６１、１６２の移動速度は、例えば１．２乃至１４．０ｍｍ／ｓｅｃに設定される。また、粒子ビーム源１６１、１６２への供給電力は、例えば１ｋＶ、１００ｍＡに設定されている。そして、粒子ビーム源１６１、１６２それぞれの放電室１６０１内へ導入されるアルゴンガスの流量は、例えば５０ｓｃｃｍに設定される。
　図１８に戻って、続いて、第１接合装置１は、基板Ｗ１、Ｗ２同士を仮接合する仮接合工程を行う（ステップＳ３）。ここで、第１接合装置１が実行する仮接合工程について図２０を参照しながら詳細に説明する。なお、図２０において、第１接合装置１は、距離測定部１４４６により、ステージ１４１およびヘッド１４２に基板Ｗ１、Ｗ２が保持されていない状態で、ステージ１４１の上面とヘッド１４２の下面との間の距離の測定を完了しその結果を制御部９のメモリに記憶しているものとする。更に、基板Ｗ１、Ｗ２の厚さの測定結果も既にメモリに記憶されているものとする。まず、第１接合装置１は、ステージ１４１およびヘッド１４２に基板Ｗ１、Ｗ２が保持されていない状態でのステージ１４１の上面とヘッド１４２の下面との間の距離と基板Ｗ１、Ｗ２の厚さとに基づいて、基板Ｗ１の接合部と基板Ｗ２の接合部との間の距離を算出する。そして、第１接合装置１は、算出した距離に基づいて、ヘッド１４２を鉛直下方へ移動させて基板Ｗ１、Ｗ２同士を近づける（ステップＳ１０１）。続いて、第１接合装置１は、基板Ｗ１、Ｗ２同士が離間した状態で、基板Ｗ１の基板Ｗ２に対する位置ずれ量を算出する（ステップＳ１０２）。ここにおいて、制御部９は、まず、位置ずれ量測定部１５０の第１撮像部１５０１および第２撮像部１５０２から、非接触状態における２つの基板Ｗ１、Ｗ２の撮影画像ＧＡａ，ＧＡｂ（図６Ａ参照）を取得する。そして、制御部９は、２つの撮影画像ＧＡａ，ＧＡｂに基づいて、２つの基板Ｗ１、Ｗ２のＸ方向、Ｙ方向およびＺ軸周りの回転方向の位置ずれ量Δｘ、Δｙ、Δθそれぞれを算出する。具体的には、制御部９は、例えばＺ方向に離間したアライメントマークＭＫ１ａ，ＭＫ２ａを同時に読み取った撮影画像ＧＡａに基づき、ベクトル相関法を用いて位置ずれ量Δｘａ、Δｙａ（図６Ｂ参照）を算出する。同様に、Ｚ方向に離間したアライメントマークＭＫ１ｂ，ＭＫ２ｂを同時に読み取った撮影画像ＧＡｂに基づき、ベクトル相関法を用いて位置ずれ量Δｘｂ、Δｙｂを算出する。そして、制御部９は、位置ずれ量Δｘａ、Δｙａ、Δｘｂ、Δｙｂに基づいて、２つの基板Ｗ１、Ｗ２の水平方向における位置ずれ量Δｘ、Δｙ、Δθを算出する。
　図２０に戻って、その後、第１接合装置１は、算出した位置ずれ量Δｘ、Δｙ、Δθを補正するように基板Ｗ２を基板Ｗ１に対して相対的に移動させることにより、位置合わせを実行する（ステップＳ１０３）。ここにおいて、第１接合装置１は、ステージ１４１を固定した状態で、位置ずれ量Δｘ、Δｙ、Δθが解消するように、ヘッド１４２をＸ方向、Ｙ方向およびＺ軸周りの回転方向へ移動させる。次に、第１接合装置１は、第１接合装置１は、基板Ｗ１、Ｗ２同士を接触させる（ステップＳ１０４）。続いて、第１接合装置１は、基板Ｗ１の接合部が基板Ｗ２の接合部に接触した状態で、 基板Ｗ２の基板Ｗ１に対する位置ずれ量を測定する（ステップＳ１０５）。このとき、第１接合装置１は、基板Ｗ１、Ｗ２同士の接触部分が分子間力により結合して基板Ｗ２の基板Ｗ１に対する移動が規制された状態で、基板Ｗ１、Ｗ２の位置ずれ量を測定する。その後、第１接合装置１は、算出した位置ずれ量Δｘ、Δｙ、Δθの全てが予め設定された位置ずれ量閾値Δｘｔｈ、Δｙｔｈ、Δθｔｈ以下であるか否かを判定する（ステップＳ１０６）。
　ここで、第１接合装置１により、算出した位置ずれ量Δｘ、Δｙ、Δθのいずれかが、予め設定された位置ずれ量閾値Δｘｔｈ、Δｙｔｈ、Δθｔｈよりも大きいと判定されたとする（ステップＳ１０６：Ｎｏ）。この場合、第１接合装置１は、基板Ｗ２を基板Ｗ１から離脱させる（ステップＳ１０７）。このとき、第１接合装置１は、基板Ｗ２を基板Ｗ１から剥がす際の基板Ｗ２の引っ張り圧力が一定となるようにヘッド１４２の上昇を制御する。これにより、基板Ｗ２が基板Ｗ１から離脱し、基板Ｗ１、Ｗ２の接触状態が解除される。
　次に、第１接合装置１は、算出した位置ずれ量Δｘ、Δｙ、Δθを全て位置ずれ量閾値Δｘｔｈ、Δｙｔｈ、Δθｔｈ以下にするための基板Ｗ１、Ｗ２の補正移動量を算出する（ステップＳ１０８）。ここにおいて、制御部９は、基板Ｗ２を基板Ｗ１に接触させた状態での基板Ｗ１と基板Ｗ２との位置ずれ量Δｘ、Δｙ、Δθと、基板Ｗ２が基板Ｗ１に接触していない状態での基板Ｗ１と基板Ｗ２との位置ずれ量との差分に相当する移動量だけ移動させるような補正移動量を算出する。この補正移動量だけオフセットしてアライメントすることにより、再度基板Ｗ１、Ｗ２同士が接触したときに同様の基板Ｗ１、Ｗ２の接触による位置ずれが発生すれば基板Ｗ１、Ｗ２の位置ずれが無くなることになる。続いて、第１接合装置１は、２つの基板Ｗ１、Ｗ２が接触していない状態で２つの基板Ｗ１、Ｗ２の相対的な位置ずれ量Δｘ、Δｙ、Δθを補正するように、位置合わせを実行する（ステップＳ１０９）。ここにおいて、第１接合装置１は、ステージ１４１が固定された状態で、ヘッド１４２をステップＳ１０８で算出された補正移動量だけＸ方向、Ｙ方向およびＺ軸周りの回転方向に移動させる。このようにして、第１接合装置１は、基板Ｗ１、Ｗ２が互いに離間した状態で、位置ずれ量Δｘ、Δｙ、Δθが小さくなるように基板Ｗ２の基板Ｗ１に対する相対位置を調整する。そして、第１接合装置１は、再びステップＳ１０４の処理を実行する。
　一方、第１接合装置１により、算出した位置ずれ量Δｘ、Δｙ、Δθの全てが、予め設定された位置ずれ量閾値Δｘｔｈ、Δｙｔｈ、Δθｔｈ以下であると判定されたとする（ステップＳ１０６：Ｙｅｓ）。この場合、第１接合装置１は、基板Ｗ１、Ｗ２同士が接触した状態で、基板Ｗ１、Ｗ２を予め設定された仮接合時の温度である仮接合温度で維持しながら、基板Ｗ１を基板Ｗ２に押し付けることにより基板Ｗ１、Ｗ２同士を仮接合する（ステップＳ１１０）。ここで、仮接合温度は、１５０℃以下の温度であり、好ましくは６０℃以下の温度である。その後、第１接合装置１は、ヘッド１４２による基板Ｗ２の保持を解除する（ステップＳ１１１）。
　図１８に戻って、次に、第１接合装置１は、基板Ｗ１、Ｗ２の他に互いに仮接合された基板Ｗ１、Ｗ２に接合する基板Ｗ３が有るか否かを判定する（ステップＳ４）。ここで、第１接合装置１は、互いに仮接合された基板Ｗ１、Ｗ２に接合する基板Ｗ１が存在すると判定すると（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、互いに仮接合された基板Ｗ１、Ｗ２をステージ１４１（図２参照）に保持した状態で、基板Ｗ３をヘッド１４２（図２参照）に保持させる（ステップＳ１）。そして、第１接合装置１は、再び前述のように活性化処理工程（ステップＳ２）および仮接合工程（ステップＳ３）を行う。
　図１８に戻って、一方、第１接合装置１は、他に仮接合する基板が無いと判定すると（ステップＳ４：Ｎｏ）、互いに仮接合された基板Ｗ１、Ｗ２（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３）の保持を解除する（ステップＳ５）。続いて、搬送ロボット８４１が、第１接合装置１から互いに仮接合された基板Ｗ１、Ｗ２（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３）を受け取って、第２接合装置２Ａ、２Ｂへ搬送する（ステップＳ６）。ここで、搬送ロボット８４１は、アームを伸張させてアームの先端部を第１接合装置１のチャンバ１２０（図２参照）内へ挿入し、基板Ｗ１、Ｗ２がステージ１４１からアームの先端部へ移載される。その後、搬送ロボット８４１は、アームを収縮させることにより、図２１Ａの矢印ＡＲ２４に示すように、基板Ｗ１、Ｗ２を活性化処理装置２から取り出す。次に、搬送ロボット８４１は、図２１Ｂの矢印ＡＲ２５に示すように、アームの先端部が第２接合装置２Ａ側を向くように旋回する。続いて、第２接合装置２Ａが基板Ｗ１、Ｗ２の搬出入口を開放すると、搬送ロボット８４１が、アームを伸張させてアームの先端部を第２接合装置２Ａのチャンバ２２０（図７参照）内へ挿入する。そして、図２１Ｂの矢印ＡＲ２６に示すように、互いに仮接合された基板Ｗ１、Ｗ２が、搬送ロボット８４１のアームの先端部から第２接合装置２Ａのステージ２４１（図７参照）へ移載される。また、第２接合装置２Ａが、前述の本接合処理中である場合、搬送ロボット８４１は、図２２の矢印ＡＲ２７に示すように、アームの先端部が第２接合装置２Ｂ側を向くように旋回する。続いて、第２接合装置２Ｂが基板Ｗ１、Ｗ２の搬出入口を開放すると、搬送ロボット８４１が、アームを伸張させてアームの先端部を第２接合装置２Ｂのチャンバ２２０（図７参照）内へ挿入する。そして、図２２の矢印ＡＲ２８に示すように、互いに仮接合された基板Ｗ１、Ｗ２が、搬送ロボット８４１のアームの先端部から第２接合装置２Ｂのステージ２４１（図７参照）へ移載される。
　図１９に戻って、その後、第２接合装置２は、互いに仮接合された基板Ｗ１、Ｗ２（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３）を加圧しつつ加熱することにより接合する本接合工程を行う（ステップＳ７）。ここで、本実施の形態に係る第２接合装置２Ａ、２Ｂが実行する本接合工程について図２３を参照しながら詳細に説明する。なお、図２３において、第２接合装置２Ａ、２Ｂは、距離測定部２４４６により、ステージ２４１に基板Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３が保持されていない状態で、ステージ２４１の上面とヘッド２４２の下面との間の距離の測定を完了しその結果を制御部９のメモリに記憶しているものとする。更に、基板Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３の厚さの測定結果も既にメモリに記憶されているものとする。まず、第２接合装置２Ａ、２Ｂは、ステージ２４１に互いに仮接合された基板Ｗ１、Ｗ２を保持させる（ステップＳ２０１）。
　次に、第２接合装置２Ａ、２Ｂは、ステージ２４１に基板Ｗ１、Ｗ２（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３）が保持されていない状態でのステージ２４１の上面とヘッド２４２の下面との間の距離と基板Ｗ１、Ｗ２（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３）の厚さとに基づいて、互いに仮接合された基板Ｗ１、Ｗ２（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３）とヘッド２４２との間の距離を算出する。そして、第２接合装置２Ａ、２Ｂは、算出した距離に基づいて、ヘッド２４２を鉛直下方へ移動させてヘッド２４２を基板Ｗ１、Ｗ２に当接させる（ステップＳ２０２）。続いて、第２接合装置２Ａ、２Ｂは、基板Ｗ１、Ｗ２の温度が前述の本接合温度で維持された状態で、基板Ｗ１、Ｗ２（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３）同士が互いに近づく方向へ基板Ｗ１、Ｗ２に駆動力を加えることで互いに仮接合された基板Ｗ１、Ｗ２（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３）を加圧する（ステップＳ２０３）。その後、第２接合装置２Ａ、２Ｂは、基板Ｗ１、Ｗ２（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３）を加圧した状態を維持しつつ、互いに仮接合された基板Ｗ１、Ｗ２（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３）の温度を昇温させる（ステップＳ２０４）。ここにおいて、第２接合装置２Ａ、２Ｂは、基板Ｗ１、Ｗ２（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３）の温度を予め設定された本接合時の温度である本接合温度まで昇温した状態で、予め設定された時間だけ維持する。例えば基板Ｗ１、Ｗ２（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３）を２００℃に加熱し且つ１０Ｍｐａで加圧した状態で１０ｍｉｎ間維持する。ここで、本接合温度は、前述の仮接合温度との温度差が２００℃以下となるように設定されており、好ましくは２５０℃以下である。また、本接合温度は、１５０℃以上、好ましくは２００℃以上であり、２５０℃以上がより好ましい。
　次に、第２接合装置２Ａ、２Ｂは、ヘッド２４２を上昇させることによりヘッド２４２を互いに接合された基板Ｗ１、Ｗ２から離脱させる（ステップＳ２０５）。続いて、第２接合装置２Ａ、２Ｂは、ステージ２４１の静電チャックを停止させることにより互いに接合された基板Ｗ１、Ｗ２（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３）の保持を解除し（ステップＳ２０６）、本接合工程を終了する。そして、第２接合装置２Ａ、２Ｂは、基板Ｗ１、Ｗ２（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３）の搬出入口を開放する。
　ここで、活性化処理工程（Ｓ２）後、本接合工程（Ｓ７）を行うまでの間は、基板Ｗ１、Ｗ２の接合部が活性化された状態を維持するために、１０－３Ｐａよりも高い真空度を維持する。なお、活性化処理工程（Ｓ２）後、本接合工程（Ｓ７）を行うまでの間で維持する真空度は、１０－６Ｐａよりも高い真空度のほうが好ましい。このように、本接合工程（Ｓ７）が完了するまでの間は、１０－３Ｐａよりも高い真空度で維持する必要があるため、基板Ｗ１、Ｗ２の接合部が露出する搬送装置８４の内側および第２接合装置２Ａ、２Ｂのチャンバ２２０内も１０－３Ｐａよりも高い真空度で維持する必要がある。但し、基板Ｗ１、Ｗ２の接合部がＡｕ、Ｃｕである場合、活性化処理工程（Ｓ２）後、本接合工程（Ｓ７）を行うまでの間において１０００Ｐａよりも高い真空度で維持してもよい。なお、この場合、０．１Ｐａよりも高い真空度で維持することが好ましい。また、前述の基板Ｗ１の周部に沿って形成された接合部ＢＰ１３と、基板Ｗ２の周部に沿って形成された接合部ＢＰ１４と、を接合して内側を封止した状態で、基板Ｗ１、Ｗ２を搬送する場合、搬送装置８４の内側、第２接合装置２Ａ、２Ｂのチャンバ２２０内の圧力は、特に限定されるものではなく、例えば大気圧であってもよい。
　また、仮接合工程（Ｓ３）後、本接合工程（Ｓ７）を行うまでの間は、基板Ｗ１、Ｗ２の温度は、仮接合温度を含む予め設定された温度範囲内の温度に設定されるのが好ましく、例えば、仮接合温度に対してその±３０％の温度範囲内に含まれる温度に設定されるのが好ましい。
　その後、搬送ロボット８４１は、アームを伸張させてアームの先端部を第２接合装置２Ａのチャンバ２２０（図７参照）内へ挿入する。そして、互いに接合された基板Ｗ１、Ｗ２が、第２接合装置２Ａのステージ２４１から搬送ロボット８４１のアームの先端部へ移載される。次に、搬送ロボット８４１が、アームを収縮させることにより、図２４Ａの矢印ＡＲ２９に示すように、第２接合装置２Ａから互いに接合された基板Ｗ１、Ｗ２を取り出す。そして、第２接合装置２Ａは、再び基板Ｗ１、Ｗ２の搬出入口を閉じる。続いて、搬送ロボット８４１は、矢印ＡＲ３０に示すように、アームの先端部がロードロック部８３側を向くように旋回する。その後、ロードロック部８３の搬送装置８４側のゲート８３３が開放されると、搬送ロボット８４１が、アームの先端部をロードロック部８３側に向けた状態でアームを伸張させる。そして、ロードロック部８３のチャンバ８３１内において、互いに接合された基板Ｗ１、Ｗ２が、アームの先端部からステージへ移載されると、搬送ロボット８４１は、図２４Ｂの矢印ＡＲ３１に示すようにアームを収縮させる。そして、ロードロック部８３の搬送装置８４側のゲート８３３が閉まる。
　次に、ロードロック部８３の搬送装置８２側のゲート８３２が開放された後、搬送ロボット８２１が、アームの先端部をロードロック部８３側に向けた状態でアームを伸張させてアームの先端部をロードロック部８３のチャンバ８３１内へ挿入する。そして、互いに接合された基板Ｗ１、Ｗ２が、ロードロック部８３内のステージから搬送ロボット８２１のアームの先端部へ移載される。続いて、搬送ロボット８２１が、矢印ＡＲ３２に示すように、アームを収縮させることにより互いに接合された基板Ｗ１、Ｗ２をロードロック部８３から取り出した後、ロードロック部８３の搬送装置８２側のゲート８３２が閉じる。続いて、搬送ロボット８２１は、アームの先端部がロードロック部８３側とは反対側を向くように旋回する。その後、搬送ロボット８２１は、互いに接合された基板Ｗ１、Ｗ２を保持した状態で、アームの先端部を取り出しポート８１４に向ける。次に、搬送ロボット８２１が、アームを伸張させてアームの先端部を取り出しポート８１４内へ挿入して互いに接合された基板Ｗ１、Ｗ２を取り出しポート８１４内に配置する。
　本実施の形態に係る接合システムでは、図２５に示すように、搬送装置８４が基板Ｗ１、Ｗ２をロードロック部８３から第１接合装置１へ搬送し、第１接合装置１において、活性化処理工程、仮接合工程が行われた後、搬送装置８４が互いに仮接合された基板Ｗ１、Ｗ２を例えば第２接合装置２Ａへ搬送する。次に、第２接合装置２Ａで本接合工程が開始されると同時に、搬送装置８４は、互いに接合する他の基板Ｗ１’、Ｗ２’をロードロック部８３から第１接合装置１へ搬送する。その後、第１接合装置１において、活性化処理工程、仮接合工程が行われた後、搬送装置８４が互いに仮接合された基板Ｗ１、Ｗ２を未だ本接合工程が行われていない第２接合装置２Ｂへ搬送する。これにより、例えば接合システムが、１つの第２接合装置２Ａのみを備え、活性化処理工程、仮接合工程および本接合工程を繰り返し行う構成である場合に比べて、単位時間当たりの処理数を向上させることができる。例えば、基板Ｗ１、Ｗ２の接合と基板Ｗ１’、Ｗ２’の接合を行う場合、前述の１つの第２接合装置２Ａのみを備える接合システムの場合、処理時間は、（ｄＴ１＋ｄＴ２＋ｄＴ３＋ｄＴ４）×２となる。ここで、ｄＴ１は、基板Ｗ１、Ｗ２がロードロック部８３から第１接合装置１へ搬送されるのに要する時間であり、ｄＴ２は、活性化処理工程、仮接合工程を行うのに要する時間である。また、ｄＴ３は、互いに仮接合された基板Ｗ１、Ｗ２が第１接合装置１から第２接合装置２Ａ、２Ｂへ搬送されるのに要する時間であり、ｄＴ４は、本接合工程に要する時間である。一方、本実施の形態に係る接合システムでは、処理時間は、（ｄＴ１＋ｄＴ２＋ｄＴ３）×２＋ｄＴ４となる。つまり、本接合工程に要する時間ｄＴ４だけ処理時間が短縮されることになる。なお、ｄＴ２は、例えば１ｍｉｎであり、ｄＴ４は、例えば１０ｍｉｎである。
　ところで、前述の仮接合工程における接合開始時の温度によって基板Ｗ１、Ｗ２に生じる歪み量が異なってくる。例えば、仮接合工程における基板Ｗ１、Ｗ２の温度が１００℃以上であれば、基板Ｗ１、Ｗ２の歪み量は１μｍ程度となる。これに対して、仮接合工程における基板Ｗ１、Ｗ２の温度が２５℃程度であれば、基板Ｗ１、Ｗ２の歪み量は０．２μｍ以下に低減される。６０℃では０．５μm以下となる。また、２００℃と温度を上げると２μｍ程度のずれが発生した。このことから、仮接合工程における基板Ｗ１、Ｗ２の温度は、６０℃以下、常温程度とすることが好ましい。なお、互いに仮接合された基板Ｗ１、Ｗ２を２００℃以上に加熱しても基板Ｗ１、Ｗ２の歪み量は殆ど変化しない。これは、仮接合状態で既に部分的に接合されており、その後の加熱ではずれは発生しないことを示す。従って、仮接合工程を６０℃以下、常温程度で行えば、その後、例えば前述の本接合工程において、互いに仮接合された基板Ｗ１、Ｗ２の温度を２００℃以上に昇温しても基板Ｗ１、Ｗ２の歪み量は増加しないと言える。
　以上説明したように、本実施の形態に係る接合システムでは、複数の基板Ｗ１、Ｗ２に対して活性化処理が行われた後、減圧下で複数の基板Ｗ１、Ｗ２の接合部同士を接触させることにより複数の基板Ｗ１、Ｗ２同士を仮接合する。その後、減圧下において、複数の基板Ｗ１、Ｗ２の温度を仮接合の際の温度である仮接合温度よりも高い温度である本接合温度で維持した状態で、互いに仮接合された複数の基板Ｗ１、Ｗ２に互いに近づく方向へ圧力を加えることにより複数の基板Ｗ１、Ｗ２同士を本接合する。これにより、熱歪みの影響により互いに接合される被接合物同士の位置精度が維持される比較的低い温度で複数の基板Ｗ１、Ｗ２を仮接合して複数の基板Ｗ１、Ｗ２同士で位置ずれが生じない状態にしてから、複数の基板Ｗ１、Ｗ２の温度を昇温して加圧加熱することができる。従って、複数の基板Ｗ１、Ｗ２間での位置ずれを抑制しつつ２つの被接合物同士を堅固に接合することができる。
　また、本実施の形態に係る第２接合装置２Ａ、２Ｂは、互いに仮接合された基板Ｗ１、Ｗ２（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３）に互いに近づく方向へ圧力を加えながら、基板Ｗ１、Ｗ２（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３）の温度を前述の本接合温度にすることにより、基板Ｗ１、Ｗ２（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３）の接合部ＢＰ１１、ＢＰ１２、ＢＰ２１、ＢＰ２２、ＢＰ２３、ＢＰ２４同士を固相で接合する。これにより、本接合温度に加熱されることで、接合部を形成する金属原子が移動しやすくなっている状態で圧力が加わることになるので、金属原子が接合部ＢＰ１１、ＢＰ１２、ＢＰ２１、ＢＰ２２、ＢＰ２３、ＢＰ２４間の隙間へ固相拡散して接合部ＢＰ１１、ＢＰ１２、ＢＰ２１、ＢＰ２２、ＢＰ２３、ＢＰ２４同士が隙間なく接合される。従って、例えば枠状の接合部ＢＰ２１、ＢＰ２２、ＢＰ２３、ＢＰ２４を有する基板Ｗ１、Ｗ２同士を接合して、接合部ＢＰ２１、ＢＰ２２、ＢＰ２３、ＢＰ２４の内側を封止するようないわゆる封止接合を行う場合に有効である。
　従来、Ｓｉ基板、ガラス基板等においていわゆる封止接合を行う場合、Ｓｉ基板、ガラス基板等の表面を算出平均粗さ（Ｒａ）で０．３ｎｍ程度の鏡面状態に仕上げなければならないため、いわゆる中間層となる基板に形成されたデバイスが封止された構造を作製するのが困難であった。これに対して、本実施の形態に係る接合システムでは、いわゆる封止層となる接合部を金属で形成することにより、接合部のＲａが０．５ｎｍ以上であっても加熱加圧することで金属原子の固相拡散を利用して互いに接合される接合部同士の間に形成された微小な隙間を埋めて封止することが可能となった。本実施の形態に係る接合方法であれば、いわゆる中間層となる基板にデバイスを形成してもそれを後から金属から形成された接合部で封止することができるので、このようなデバイスを封止する構造を容易に製作可能となった。また、接合部をＡｕから形成することにより、接合部の硬度が比較的低く潰れやすく且つ酸化しにくく活性化された表面が維持される。このため接合部を形成する材料としてはＡｕが好適である。また、金属としては、ＣｕもＡuの次に扱いやすい。金属の割にはやわらかく酸化もしずらい。
　更に、本実施の形態に係る第１接合装置１のステージ１４１は、基板Ｗ２の接合部に基板Ｗ１の接合部が対向し且つ基板Ｗ１の周部のみに接触した状態で基板Ｗ１を保持する。これにより、例えば基板Ｗ１における基板Ｗ２が接合される面側と反対側の面側に基板Ｗ３を接合する場合において、基板Ｗ３が接合される面への異物の付着や傷を抑制できる。従って、基板Ｗ１に基板Ｗ３を接合する際の接合不良の発生を抑制できる。
　ところで、本接合工程において、特に基板Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３の厚さが薄く、ステージ２４１、ヘッド２４２と膨張係数との差が大きい場合、昇温前後の温度差が大きいと基板Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３に割れ、クラック等が発生する虞がある。このため、本接合工程における昇温前後の温度差は１５０℃以内とすることが好ましい。例えば仮接合工程における仮接合温度を１５０℃とし、本接合工程における本接合温度を２５０℃とすればよい。この場合、基板Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３を搬送する際に基板Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３の温度が５０℃にしたとしても本接合工程における昇温前後の温度差を１５０℃以内にすることができる。また、第１接合装置１のステージ１４１の温度を１５０℃で維持し、第２接合装置２Ａ、２Ｂにおけるステージ２４１の温度を２５０℃で維持することにより、ステージ１４１、２４１を昇温降温させるために要する時間分だけ処理時間を短縮できるので、接合システムの量産性が向上する。また、仮接合温度を１００℃とし、本接合温度を２００℃としてもよく、或いは、仮接合温度を５０℃以下のいわゆる常温、本接合温度を１５０℃としてもよい。特に、仮接合温度を常温または低温とすることにより、仮接合工程における基板Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３の傷の発生を回避し、熱ひずみなく精度が向上することができ好適である。
　更に、本実施の形態に係る搬送装置８４は、互いに仮接合された基板Ｗ１、Ｗ２（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３）を、減圧下で、第１接合装置１から第２接合装置２Ａ、２Ｂへ搬送する。これによ、例えば基板Ｗ１、Ｗ２（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３）が枠状の接合部ＢＰ２１、ＢＰ２２、ＢＰ２３、ＢＰ２４を有する場合において、互いに接合された接合部ＢＰの内側が完全に封止できてなくても、接合部ＢＰ２１、ＢＰ２２、ＢＰ２３、ＢＰ２４の内側を減圧状態で維持し且つ接合部ＢＰ２１、ＢＰ２２、ＢＰ２３、ＢＰ２４の表面が活性化された状態を維持して第２接合装置２Ａ、２Ｂへ搬送することができる。従って、第２接合装置２Ａ、２Ｂにおいて、接合部ＢＰ２１、ＢＰ２２、ＢＰ２３、ＢＰ２４の内側が減圧状態で封止された形で基板Ｗ１、Ｗ２（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３）を接合することができる。
　また、本実施の形態に係る第１接合装置１は、同一のチャンバ１２０内で活性化処理を行った直後に仮接合処理を行う。このため、他の分子の浮遊を押さえた真空度を維持したチャンバ内で活性化処理後ただちに接合することで、基板Ｗ１、Ｗ２（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３）の接合部ＢＰ１１、ＢＰ１２、ＢＰ２１、ＢＰ２２、ＢＰ２３、ＢＰ２４の活性な表面への他の分子の付着を抑制できるので、基板Ｗ１、Ｗ２（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３）の接合部ＢＰ１１、ＢＰ１２、ＢＰ２１、ＢＰ２２、ＢＰ２３、ＢＰ２４同士を良好に仮接合できる。
　更に、本実施の形態に係る接合システムは、複数の第２接合装置２Ａ、２Ｂを備える。これにより、前述のように単位時間当たりの処理数を向上させることができる。
　以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は前述の実施の形態の構成に限定されるものではない。例えば、接合システムが、複数の基板Ｗ１、Ｗ２（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３）の接合部ＢＰ１１、ＢＰ１２、ＢＰ２１、ＢＰ２２、ＢＰ２３、ＢＰ２４をプラズマに曝露することにより複数の基板Ｗ１、Ｗ２（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３）の接合部ＢＰ１１、ＢＰ１２、ＢＰ２１、ＢＰ２２、ＢＰ２３、ＢＰ２４を活性化する活性化処理装置を備えるものであってもよい。この場合、活性化処理装置は、搬送装置８４に接続され、搬送装置８４が、減圧下において、活性化処理装置において接合部が活性化された基板Ｗ１、Ｗ２（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３）を基板Ｗ１、Ｗ２（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３）同士を仮接合する第１接合装置へ搬送するようにすればよい。
　実施の形態では、基板Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３を互いに接合することにより３層構造体を作製する例について説明したが、互いに接合する基板の数は３つに限定されない。例えば４つ以上の基板を互いに仮接合した後、本接合することにより、４層以上の構造体を作製してもよい。
　実施の形態では、接合部が金属である例について説明したが接合部の材料は金属に限定されない。表面が活性化されることにより接合可能な材料であれば金属以外の材料であってもよい。例えば、Ｓｉ、サファイア、Ｌｔ。ＬＮ、ＳＩＣ等であってもよい。
　実施の形態では、ステージ１４１が平坦な形状であり基板Ｗ１全体を保持する例について説明したが、これに限定されるものではなく、実施の形態の複数の基板Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３同士の仮接合工程において、ステージ１４１で基板Ｗ１の周部を保持して基板Ｗ１の中央部を基板治具から浮かしてもよい。この場合、ステージ１４１の内側に凹部１４１ｃが設けられていてもよい。この凹部１４１ｃの深さは、基板Ｗ１、Ｗ２を保持した状態で凹部１４１ｃの底が基板Ｗ１、Ｗ２に接触しない程度の深さに設定され、例えば１μｍ以上に設定される。これにより、基板Ｗ１における接合部ＢＰ２２が形成された部分Ｐ２がステージ１４１に接触しないようにすることができる。
　また、実施の形態の複数の基板Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３の仮接合工程において、ステージ１４１またはステージ１４１上に載置される基板治具で基板Ｗ１の周部を保持して基板Ｗ１の中央部を基板治具から浮かしてもよい。この場合、第１接合装置１は、仮接合工程において、例えば図２６Ａに示すような厚さ方向の両面に金属から形成された接合部ＢＰ２１、ＢＰ２２、ＢＰ２５、ＢＰ２６を有する第１被接合物である基板Ｗ１と、少なくとも、金属から形成された接合部ＢＰ２３、ＢＰ２７を有する第２被接合物である基板Ｗ２と、を互いに周部を仮接合する。ここで、基板Ｗ１は、内側に凹部８３５ａが設けられた基板治具８３５に載置された状態で基板治具８３５とともにステージ１４１に保持される。なお、図示していないが基板治具８３５には、基板Ｗ１の搬送時に基板Ｗ１がずれないように外周段付きとなっている。そして、第１接合装置１は、更に、互いに仮接合された基板Ｗ１、Ｗ２に、金属から形成された接合部ＢＰ２４、ＢＰ２８を有する第３被接合物である基板Ｗ３と、を互いに仮接合または基板Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３の全面で本接合する。ここで、接合部ＢＰ２５は、輪郭状（円形枠状）であり、基板Ｗ１の厚さ方向における一方の主面側それぞれに基板Ｗ１の周縁に沿って形成された第１接合部であり、接合部ＢＰ２１は、矩形枠状であり、基板Ｗ１の厚さ方向における一方の主面側における接合部ＢＰ２５の内側に複数形成された第１接合部である。接合部ＢＰ２６は、輪郭状（円形枠状）であり、基板Ｗ１の厚さ方向における他方の主面側それぞれに基板Ｗ１の周縁に沿って形成された第３接合部であり、接合部ＢＰ２２は、矩形枠状であり、基板Ｗ１の厚さ方向における他方の主面側における接合部ＢＰ２６の内側に複数形成された第３接合部である。また、接合部ＢＰ２７は、輪郭状（円形枠状）であり、基板Ｗ２の厚さ方向における一方の主面側に基板Ｗ２の周縁に沿って形成された第２接合部であり、接合部ＢＰ２３は、矩形枠状であり、基板Ｗ２の厚さ方向における基板Ｗ１に対向する主面側における接合部ＢＰ２７の内側に複数形成された第２接合部である。更に、接合部ＢＰ２８は、輪郭状（円形枠状）であり、基板Ｗ３の厚さ方向における一方の主面側に基板Ｗ３の周縁に沿って形成された第４接合部であり、接合部ＢＰ２４は、矩形枠状であり、基板Ｗ３の厚さ方向における基板Ｗ１に対向する主面側における接合部ＢＰ２８の内側に複数形成された第４接合部である。そして、第１接合装置１は、基板Ｗ１、Ｗ２同士を接合部ＢＰ２１、ＢＰ２３、ＢＰ２５、ＢＰ２７同士が接触した状態で仮接合する際、矢印ＡＲ１０３に示すように基板Ｗ１、Ｗ２同士が互いに近づく方向へ基板Ｗ１、Ｗ２に駆動力を加えると、基板Ｗ１、Ｗ２の周部Ｐ１のみが加圧され、接合部ＢＰ２５、ＢＰ２７同士を仮接合する。そして、第１接合装置１が、図２６Ｂに示すように、互いに仮接合された２つの基板Ｗ１、Ｗ２の基板Ｗ１側に、更に接合部ＢＰ２４、ＢＰ２８が形成された基板Ｗ３を仮接合する場合、矢印ＡＲ１０４に示すように、互いに仮接合された基板Ｗ１、Ｗ２と基板Ｗ３とが互いに近づく方向へ基板Ｗ１、Ｗ２に駆動力を加える。このとき、接合部ＢＰ２２、ＢＰ２４への異物付着または傷がつくことが抑制されていることで、接合部ＢＰ２２、ＢＰ２４同士の接合不良の発生が抑制される。このようないわゆる中間層の基板Ｗ１を上下の基板Ｗ２、Ｗ３で封止する構造において、中間層の基板Ｗ１の一部を圧力センサ、加速度センサ、振動子等とするＭＥＭＳデバイスにおいては、上下の基板Ｗ２、Ｗ３でキャビティ内を真空状態等で封止する構造となる。この場合、基板Ｗ１、Ｗ２の接合時において、基板Ｗ１の基板Ｗ３に接合される側に設けられた接合部ＢＰ２２が第１接合装置１のステージ１４１に接触すると、接合部ＢＰ２２に傷、ゴミ等が付着し、封止状態に影響がでる虞がある。このため、ステージ１４１に凹部１４１ｃを設けることにより、基板Ｗ１における接合部ＢＰ２２が形成された部分Ｐ２がステージ１４１に接触しないようにし、且つ、基板Ｗ１、Ｗ３の周縁部にも金属から形成された接合部ＢＰ２６、ＢＰ２８同士を仮接合することが有効である。
　また、実施の形態において、ロードロック部８３が、例えば図２７Ａに示すように、基板Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３を収納する４段のカセット（図示せず）と、搬送装置８４により搬送可能であり且つ基板Ｗ１を保持する基板治具８３５と、を有するものであってもよい、基板治具８３５は、内側に凹部８３５ａが設けられた被接合物保持部材である。この場合、接合システムは、図２７Ａの矢印ＡＲ１０１に示すように、まず、ロードロック部８３が大気開放された状態で、互いに接合された３つの基板Ｗ１’、Ｗ２’、Ｗ３’を取り出すとともに、矢印ＡＲ１０２に示すように、基板Ｗ２をその接合面が鉛直下方を向く姿勢でカセットに挿入する。また、矢印ＡＲ１０３に示すように、基板Ｗ１をカセットに挿入された基板治具８３５に載置するとともに、矢印ＡＲ１０４に示すように基板Ｗ３をその接合面が鉛直上方を向く姿勢でカセットに挿入する。次に、ロードロック部８３を真空状態にしてから、搬送装置８４が、図２７Ｂの矢印ＡＲ１０５に示すように、基板Ｗ２を第１接合装置１へ搬送し、第１接合装置１が、基板Ｗ２をヘッド１４２に保持させる。続いて、搬送装置８４が、矢印ＡＲ１０６に示すように、基板治具８３５に載置された基板Ｗ１を基板治具８３５とともに第１接合装置１へ搬送し、第１接合装置１が、基板Ｗ１が載置された基板治具８３５をステージ１４１に保持させる。その後、第１接合装置１は、基板Ｗ１、Ｗ２を互いに仮接合する。次に、第１接合装置１は、図２８Ａに示すように、互いに仮接合された基板Ｗ１、Ｗ２をヘッド１４２に吸着保持させた状態でヘッド１４２を上昇させて基板治具８３５をステージ１４１に残す。続いて、矢印ＡＲ１０７に示すように、搬送装置８４が、基板治具８３５のみをロードロック部８３に搬送する。その後、搬送装置８４は、図２８Ｂの矢印ＡＲ１０８に示すように、基板Ｗ３を第１接合装置１へ搬送し、第１接合装置１が、基板Ｗ３をステージ１４１に保持させる。次に、第１接合装置１は、互いに仮接合された基板Ｗ１、Ｗ２と基板Ｗ３とを仮接合または本接合する。続いて、図２９の矢印ＡＲ１０９に示すように、搬送装置８４は、互いに仮接合された基板Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３を第１接合装置１からロードロック部８３へ搬送する。以後、前述の図２７Ａ乃至図２９を用いて説明した一連の動作を繰り返し実行する。なお、ここでは、基板治具８３５が、いわゆる中間に位置する基板Ｗ１が載置される例について説明したが、これに限らず、例えば基板治具８３５が、基板Ｗ１の上側に接合される基板Ｗ２が載置されるものであってもよい。基板Ｗ２が、厚さが薄く反りがある場合において、ヘッド１４２の静電チャックに点接触してしまい堅固に基板Ｗ２を保持できない虞がある。これに対して、基板Ｗ２を、基板治具８３５に載置した状態でヘッド１４２に押しつけることにより、反りが強制されて静電チャックに堅固に吸着保持される。
　ところで、ステージ１４１に凹部１４１ｃを設ける場合、第１接合装置１で行う仮接合工程において、基板Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３の周部しか仮接合することができない。このため、仮接合工程を行った後、第２接合装置２Ａ、２Ｂへ搬送して、第２接合装置２Ａ、２Ｂにおいて平坦なステージ２４１を用いて本接合工程を行う必要がある。
　これに対して、基板治具８３５を使う本構成によれば、複数の基板Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３を互いに接合する場合において、いわゆる中間に位置する基板Ｗ１を基板治具８３５により周部のみで保持することにより、基板Ｗ１の基板治具８３５側に設けられた接合部に傷がついたり異物が付着したりすることを抑制し、基板Ｗ１、Ｗ２を周部でのみ仮接合することができる。また、互いに仮接合された基板Ｗ１、Ｗ２に更に基板Ｗ３を接合する際、基板Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３の全面に圧力を加える形で加圧することができるので、第１接合装置１のみで本接合工程まで行うことができる。従って、第２接合装置２Ａ、２Ｂを不要とし接合システムの構成の簡素化を図ることができる。
　本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施形態は、この発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。すなわち、本発明の範囲は、実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、この発明の範囲内とみなされる。
　本出願は、２０２２年３月２２日に出願された日本国特許出願特願２０２２－０４４９５７号に基づく。本明細書中に日本国特許出願特願２０２２－０４４９５７号の明細書、特許請求の範囲および図面全体を参照として取り込むものとする。
　本発明は、圧力センサ、加速度センサ、振動子等のＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）の製造に好適である。
１：第１接合装置、２Ａ、２Ｂ：第２接合装置、９：制御部、８２，８４：搬送装置、８３：ロードロック部、１２０、２２０，８３１：チャンバ、１２１：窓部、１２１ａ，２２１ａ：真空ポンプ、１２１ｂ，２２１ｂ：排気管、１２１ｃ，２２１ｃ：排気弁、１２２Ａ，１２２Ｂ：カバー、１２３Ａ，１２３Ｂ：カバー加熱部、１４１，２４１，２１４１：ステージ、１４１ｃ，１４２ｃ：凹部、１４２，２４２，２１４２：ヘッド、１４３，２４３：ステージ駆動部、１４４，２４４：ヘッド駆動部、１５０：位置ずれ量測定部、１６１，１６２：粒子ビーム源、８１１，８１２，８１３：導入ポート、８１４：取り出しポート、８２１，８４１：搬送ロボット、８３２，８３３：ゲート、１４１１，１４２１，２４１１，２４２１：基板加熱部、１４４１，２４４１：昇降駆動部、１４４１ａ，１４４５，２４４１ａ：圧力センサ、１４４２，２４４２：ＸＹ方向駆動部、１４４３，２４４３：回転駆動部、１４４４，２４４４：ピエゾアクチュエータ、１４４６，２４４６：距離測定部、１５０１：第１撮像部、１５０２：第２撮像部、１５０４，１５０５：ミラー、１６０１：放電室、１６０１ａ：ＦＡＢ放射口、１６０２：電極、１６０３：ビーム源駆動部、１６０４：ガス供給部、ＢＰ１１，ＢＰ１２，ＢＰ２１，ＢＰ２２，ＢＰ２３，ＢＰ２４：接合部、ＳＰ１：隙間、ＭＫ１ａ，ＭＫ１ｂ，ＭＫ２ａ，ＭＫ２ｂ：アライメントマーク、Ｗ１，Ｗ２，Ｗ１’，Ｗ２’，Ｗ３：基板

Claims (36)

  1. 　複数の被接合物を互いに接合する接合システムであって、
    　減圧下において、前記複数の被接合物それぞれの接合部から選択される互いに接合される２つの接合部の少なくとも一方が活性化された状態で、前記複数の被接合物の前記接合部同士を接触させることにより前記複数の被接合物同士を仮接合する仮接合工程を行う第１接合装置と、
    　減圧下において、互いに仮接合された前記複数の被接合物の温度を前記仮接合の際の温度である仮接合温度よりも高い温度である本接合温度に加熱し且つ前記複数の被接合物に互いに近づく方向へ圧力を加えることにより、前記複数の被接合物同士を本接合する本接合工程を行う第２接合装置と、
    　互いに仮接合された前記複数の被接合物を、減圧下の状態を維持しながら前記第１接合装置から前記第２接合装置へ搬送する搬送装置と、を備える、
    　接合システム。
  2. 　前記複数の被接合物は、金属から形成された少なくとも１つの第１接合部を有する第１被接合物と、金属から形成された少なくとも１つの第２接合部を有する第２被接合物と、を含む、
    　請求項１に記載の接合システム。
  3. 　前記第１接合装置は、前記第１接合部と前記第２接合部とが接触するように、前記第１被接合物および前記第２被接合物に対して前記仮接合工程を行い、
    　前記第２接合装置は、互いに仮接合された前記第１被接合物および前記第２被接合物の温度を前記仮接合の際の温度である仮接合温度よりも高い温度である本接合温度に加熱し且つ前記第１被接合物および前記第２被接合物に互いに近づく方向へ圧力を加えることにより、前記第１接合部と前記第２接合部との少なくとも一方を形成する金属の原子を固相で拡散させて前記第１接合部と前記第２接合部とを接合する前記本接合工程を行う、
    　請求項２に記載の接合システム。
  4. 　前記第１接合部および前記第２接合部の表面の算出平均粗さは、０．５ｎｍよりも大きい、
    　請求項３に記載の接合システム。
  5. 　前記第１被接合物は、輪郭状であり厚さ方向における第１主面側に少なくとも１つの第１接合部が形成され、
    　前記第２被接合物は、輪郭状であり厚さ方向における第２主面側に少なくとも１つの第２接合部が形成され、
    　前記第１被接合物における前記第１主面と前記第２主面との間に前記第１接合部および前記第２接合部によって輪郭状に囲まれて形成される空間を封止する、
    　請求項２から４のいずれか１項に記載の接合システム。
  6. 　前記第１被接合物は、板状であり厚さ方向における一面側に少なくとも１つの前記第１接合部を有するとともに、他面側に少なくとも１つの第３接合部を有し、
    　前記複数の被接合物は、更に、前記第３接合部に接合される第４接合部を有する第３被接合物を含む、
    　請求項２から５のいずれか１項に記載の接合システム。
  7. 　前記第１接合装置は、
    　前記第２被接合物を保持する第２被接合物保持部と、
    　前記第２被接合物の前記第２接合部に前記第１被接合物の前記第１接合部が対向し且つ前記第１被接合物の周部のみに直接または前記第１被接合物を保持する被接合物保持部材を介して接触した状態で前記第１被接合物を保持する第１被接合物保持部と、を有する、
    　請求項２から６のいずれか１項に記載の接合システム。
  8. 　前記複数の被接合物が内側に配置されるチャンバを有するロードロック部を更に備え、
    　前記搬送装置は、前記チャンバ内に配置された少なくとも１つの被接合物を保持する被接合物保持部材を有し、前記被接合物保持部材に載置された前記少なくとも１つの被接合物を、前記被接合物保持部材とともに前記第１接合装置へ搬送し、その後、前記被接合物保持部材を前記チャンバ内へ搬送する、
    　請求項２から７のいずれか１項に記載の接合システム。
  9. 　前記金属は、ＡｕまたはＣｕである、
    　請求項２から８のいずれか１項に記載の接合システム。
  10. 　前記金属は、Ａｕである、
    　請求項９に記載の接合システム。
  11. 　前記搬送装置は、互いに仮接合された前記複数の被接合物を、１０００Ｐａよりも高い真空度の状態を維持しながら前記第１接合装置から前記第２接合装置へ搬送する、
    　請求項１から１０のいずれか１項に記載の接合システム。
  12. 　前記第２接合装置は、前記複数の被接合物が前記本接合温度よりも低く且つ前記本接合温度との温度差が２００℃以下の温度に維持された状態から前記複数の被接合物の温度を昇温して、前記複数の被接合物の温度を前記本接合温度に到達させた後、前記本接合を行う、
    　請求項１から１１のいずれか１項に記載の接合システム。
  13. 　前記仮接合温度と前記本接合温度との温度差は、２００℃以下である、
    　請求項１２に記載の接合システム。
  14. 　前記仮接合温度は、１５０℃以下であり、
    　前記本接合温度は、２５０℃以下である、
    　請求項１３に記載の接合システム。
  15. 　前記仮接合温度は、６０℃以下である、
    　請求項１４に記載の接合システム。
  16. 　前記複数の被接合物それぞれの接合部の少なくとも一方を活性化する活性化処理を行う活性化処理装置を更に備える、
    　請求項１から１５のいずれか１項に記載の接合システム。
  17. 　前記第１接合装置は、前記複数の被接合物それぞれの接合部の少なくとも一方を活性化する活性化処理を行う活性化処理部を有する、
    　請求項１から１５のいずれか１項に記載の接合システム。
  18. 　前記活性化処理において、前記複数の被接合物それぞれの接合部の少なくとも一方をプラズマに曝露する、
    　請求項１６または１７に記載の接合システム。
  19. 　前記活性化処理において、前記複数の被接合物それぞれの接合部の少なくとも一方に粒子ビームを照射する、
    　請求項１６から１８のいずれか１項に記載の接合システム。
  20. 　前記活性化処理部は、前記複数の被接合物それぞれの接合部の少なくとも一方へ予め設定されたエネルギを有する粒子ビームを照射する高速原子ビーム源を有する、
    　請求項１７に記載の接合システム。
  21. 　前記複数の被接合物それぞれの接合部から選択される互いに接合される２つの接合部の少なくとも一方を、前記仮接合温度に加熱してから前記活性化処理を行う、
    　請求項１６から２０のいずれか１項に記載の接合システム。
  22. 　前記第２接合装置を複数備え、
    　前記搬送装置は、互いに仮接合された前記複数の被接合物を、減圧下の状態を維持しながら前記第１接合装置から複数の前記第２接合装置のうち前記本接合工程が行われていない前記第２接合装置を選択して搬送する、
    　請求項１から２１のいずれか１項に記載の接合システム。
  23. 　複数の被接合物を互いに接合する接合システムであって、
    　前記複数の被接合物同士を接合する接合装置と、
    　前記複数の被接合物が内側に配置されるチャンバを有するロードロック部と、
    　互いに仮接合された前記複数の被接合物を前記接合装置と前記ロードロック部との間で搬送する搬送装置と、を備え、
    　前記搬送装置は、前記チャンバ内に配置された少なくとも１つの被接合物を保持する被接合物保持部材と、前記被接合物保持部材に載置された前記少なくとも１つの被接合物を、前記被接合物保持部材とともに前記接合装置へ搬送し、その後、前記被接合物保持部材を前記チャンバ内へ搬送する、
    　接合システム。
  24. 　複数の被接合物を接合する接合方法であって、
    　減圧下において、前記複数の被接合物それぞれの接合部から選択される互いに接合される２つの接合部の少なくとも一方が活性化された状態で、前記複数の被接合物の前記接合部同士を接触させることにより前記複数の被接合物同士を仮接合する仮接合工程と、
    　減圧下において、互いに仮接合された前記複数の被接合物の温度を前記仮接合の際の温度である仮接合温度よりも高い温度である本接合温度に加熱し且つ前記複数の被接合物に互いに近づく方向へ圧力を加えることにより、前記複数の被接合物同士を本接合する本接合工程と、を含む、
    　接合方法。
  25. 　前記複数の被接合物は、金属から形成された少なくとも１つの第１接合部を有する第１被接合物と、金属から形成された少なくとも１つの第２接合部を有する第２被接合物と、を含み、
    　前記仮接合工程において、前記第１接合部と前記第２接合部とが接触するように、前記第１被接合物と前記第２被接合物とを仮接合し、
    　前記本接合工程において、互いに仮接合された前記第１被接合物および前記第２被接合物の温度を前記仮接合の際の温度である仮接合温度よりも高い温度である本接合温度に加熱し且つ前記第１被接合物および前記第２被接合物に互いに近づく方向へ圧力を加えることにより、前記第１接合部と前記第２接合部との少なくとも一方を形成する金属の原子を固相で拡散させて前記第１接合部と前記第２接合部とを本接合する、
    　請求項２４に記載の接合方法。
  26. 　前記第１接合部および前記第２接合部の表面の算出平均粗さは、０．５ｎｍよりも大きい、
    　請求項２５に記載の接合方法。
  27. 　前記第１被接合物は、輪郭状であり厚さ方向における第１主面側に少なくとも１つの第１接合部が形成され、
    　前記第２被接合物は、輪郭状であり厚さ方向における第２主面側に少なくとも１つの第２接合部が形成され、
    　前記第１被接合物における前記第１主面と前記第２主面との間に前記第１接合部および前記第２接合部によって輪郭状に囲まれて形成される空間を封止する、
    　請求項２５または２６に記載の接合方法。
  28. 　前記第１被接合物は、基板であり、厚さ方向における一面側に少なくとも１つの前記第１接合部を有するとともに、他面側に少なくとも１つの第３接合部を有し、
    　前記複数の被接合物は、更に、前記第３接合部に接合される第４接合部を有する第３被接合物を含む、
    　請求項２５から２７のいずれか１項に記載の接合方法。
  29. 　前記仮接合工程において、前記第２被接合物の前記第２接合部に前記第１被接合物の前記第１接合部が対向した状態で、前記第１被接合物の周部のみを保持する、
    　請求項２５から２８のいずれか１項に記載の接合方法。
  30. 　前記本接合工程において、前記複数の被接合物が前記本接合温度よりも低く且つ前記本接合温度との温度差が２００℃以下の温度に維持された状態から前記複数の被接合物の温度を昇温して、前記複数の被接合物の温度を前記本接合温度に到達させた後、前記本接合を行う、
    　請求項２４から２９のいずれか１項に記載の接合方法。
  31. 　前記仮接合温度は、１５０℃以下であり、
    　前記本接合温度は、２５０℃以下である、
    　請求項３０に記載の接合方法。
  32. 　前記仮接合温度は、６０℃以下である、
    　請求項３１に記載の接合方法。
  33. 　減圧下において、前記複数の被接合物それぞれの接合部から選択される互いに接合される２つの接合部の少なくとも一方を活性化する活性化処理工程を更に含む、
    　請求項２４から３２のいずれか１項に記載の接合方法。
  34. 　前記複数の被接合物それぞれの接合部の少なくとも１つに粒子ビームを照射することにより、前記複数の被接合物それぞれの接合部の少なくとも１つを活性化する活性化処理工程を更に含む、
    　請求項２４から３３のいずれか１項に記載の接合方法。
  35. 　前記複数の被接合物が内側に配置される第１チャンバを有するロードロック部の前記第１チャンバ内に配置された少なくとも１つの被接合物を保持する被接合物保持部材に前記少なくとも１つの被接合物を保持させる被接合物保持工程と、
    　前記被接合物保持部材に載置された前記少なくとも１つの被接合物を、前記被接合物保持部材とともに前記仮接合工程が実行される第２チャンバ内へ搬送する第１搬送工程と、
    　前記第１搬送工程の後、前記被接合物保持部材を前記第１チャンバ内へ搬送する第２搬送工程と、を含む、
    　請求項２４から３４のいずれか１項に記載の接合方法。
  36. 　複数の被接合物を接合する接合方法であって、
    　前記複数の被接合物が内側に配置される第１チャンバを有するロードロック部の前記第１チャンバ内に配置された少なくとも１つの被接合物を保持する被接合物保持部材に前記少なくとも１つの被接合物を保持させる被接合物保持工程と、
    　前記被接合物保持部材に載置された前記少なくとも１つの被接合物を、前記被接合物保持部材とともに前記複数の被接合物同士を接合する接合工程が行われる第２チャンバ内へ搬送する第１搬送工程と、
    　前記第２チャンバ内において、前記複数の被接合物同士を接合する前記接合工程と、
    　前記第１搬送工程の後、前記被接合物保持部材を前記第１チャンバ内へ搬送する第２搬送工程と、を含む、
    　接合方法。
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