WO2024043143A1 - 基板処理装置、および基板処理方法 - Google Patents

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WO2024043143A1
WO2024043143A1 PCT/JP2023/029499 JP2023029499W WO2024043143A1 WO 2024043143 A1 WO2024043143 A1 WO 2024043143A1 JP 2023029499 W JP2023029499 W JP 2023029499W WO 2024043143 A1 WO2024043143 A1 WO 2024043143A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
substrate
zone
center
wafer
pattern
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/029499
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
秀行 福島
範史 小濱
Original Assignee
東京エレクトロン株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by 東京エレクトロン株式会社 filed Critical 東京エレクトロン株式会社
Publication of WO2024043143A1 publication Critical patent/WO2024043143A1/ja

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping

Definitions

  • the present disclosure relates to a substrate processing apparatus and a substrate processing method.
  • Patent Document 1 discloses a bonding device for bonding two substrates facing each other, which includes an upper chuck that sucks an upper substrate from above and a lower chuck that sucks a lower substrate from below. .
  • the bonding device pushes down the center of the substrate on the upper chuck so that it comes into contact with the center of the substrate on the lower chuck, and joins the centers of the two substrates together by intermolecular force, thereby bonding the bonding area.
  • the substrate processing equipment that suctions and holds the substrate as described above simply suctions the substrate to the chuck, the substrate is processed in a state where the residual stress on the substrate is large due to causes such as warping of the substrate. There is a possibility of doing this.
  • the present disclosure provides a technique that can improve the distribution of residual stress on a substrate and properly adsorb the substrate.
  • a holding portion having a circular central region and an annular outer region disposed outside the central region is provided on a suction surface that attracts a substrate; , a first outer zone set at a part in the circumferential direction of the outer region, and a second outer zone set at a part different from the first outer zone in the circumferential direction of the outer region; an adsorption pressure generation section that generates an adsorption pressure on the substrate; and a control section that controls the adsorption pressure generation section, and the control section controls the outer first zone, the central area, and the like according to the warped state of the substrate.
  • a substrate processing apparatus is provided that selects an outer central pattern that generates suction pressure in this order, and a central outer pattern that generates suction pressure in the order of the central region and the outer first zone.
  • the distribution of residual stress on the substrate can be improved to properly adsorb the substrate.
  • FIG. 1 is a plan view showing a joining device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a side view of the bonding device of FIG. 1;
  • FIG. 2 is a side view showing an example of a first substrate and a second substrate.
  • It is a flowchart which shows the joining method of a joining apparatus.
  • FIG. 2 is a plan view showing an example of a joining module according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a side view of the joining module of FIG. 5;
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of an upper chuck and a lower chuck.
  • 5 is a flowchart showing details of step S109 in FIG. 4.
  • FIG. FIG. 9(A) is a side view showing an example of the operation in step S112 of FIG. FIG.
  • FIG. 9(B) is a side view showing the operation following FIG. 9(A).
  • FIG. 9(C) is a side view showing the operation following FIG. 9(B).
  • FIG. 10(A) is a cross-sectional view showing an example of the operation in step S113 of FIG.
  • FIG. 10(B) is a cross-sectional view showing an example of the operation in step S114 of FIG.
  • FIG. 10(C) is a cross-sectional view showing the operation following FIG. 10(B).
  • FIG. 7 is a plan view showing an example of a suction surface of the lower chuck.
  • FIG. 12(A) is a perspective view showing an example of warping of the lower wafer.
  • FIG. 12(B) is an explanatory diagram showing the relationship between the suction surface and the lower wafer in the Y-axis direction.
  • FIG. 12C is an explanatory diagram showing the relationship between the suction surface and the lower wafer in the X-axis direction.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram showing the relationship between warpage in the X-axis direction and warpage in the Y-axis direction of the lower wafer.
  • FIG. 14A is a plan view showing an example of a lower wafer suction operation.
  • FIG. 14(B) is a plan view showing the operation following FIG. 14(A).
  • FIG. 14(C) is a plan view showing the operation following FIG. 14(B).
  • FIG. 14(D) is a plan view showing the operation following FIG. 14(C).
  • FIG. 14(B) is an explanatory diagram showing the relationship between the suction surface and the lower wafer in the Y-axis direction.
  • FIG. 12C is an explanatory diagram showing the relationship
  • FIG. 14(E) is a plan view showing the operation following FIG. 14(D).
  • FIG. 14(F) is a plan view showing the operation following FIG. 14(E).
  • 7 is a table showing examples of suction operations depending on the warped state of the lower wafer.
  • FIG. 7 is a side view of a joining module according to a second embodiment.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing the relationship between the warpage of the lower wafer in the X-axis direction and the Y-axis direction and the curved surface of the suction surface.
  • a bonding apparatus 1 shown in FIGS. 1 and 2 will be representatively described.
  • the substrate processing apparatus of the present disclosure is not limited to the bonding apparatus 1, but may be any device that includes a holding section that holds a substrate and processes the substrate held by the holding section.
  • Examples of other substrate processing devices include exposure devices, temperature control devices, and the like.
  • An exposure device is a device that holds a substrate using a holding section and transfers a mask pattern onto the substrate.
  • a temperature control device is a device that holds a substrate using a holding section and adjusts the temperature of the substrate.
  • the bonding apparatus 1 bonds a first substrate W1 and a second substrate W2 to produce a bonded substrate T.
  • At least one of the first substrate W1 and the second substrate W2 is a semiconductor substrate, such as a silicon wafer or a compound semiconductor wafer, on which a plurality of electronic circuits are formed.
  • One of the first substrate W1 and the second substrate W2 may be a bare wafer on which no electronic circuit is formed.
  • the compound semiconductor wafer is, for example, a GaAs wafer, a SiC wafer, a GaN wafer, or an InP wafer, although it is not particularly limited.
  • the first substrate W1 and the second substrate W2 are formed into disks having approximately the same shape (same diameter).
  • the bonding apparatus 1 places the second substrate W2 on the Z-axis negative direction side (vertical direction lower side) of the first substrate W1, and bonds the first substrate W1 and the second substrate W2.
  • the first substrate W1 may be referred to as "upper wafer W1
  • the second substrate W2 may be referred to as “lower wafer W2”
  • the bonded substrate T may be referred to as "bonded wafer T.”
  • the plate surfaces of the upper wafer W1 the plate surface on the side to be bonded to the lower wafer W2 is referred to as a "bonded surface W1j”
  • the plate surface on the opposite side to the bonded surface W1j is referred to as a "non-bonded surface W1n”. That's what it means.
  • the plate surface on the side to be bonded to the upper wafer W1 is referred to as a "bonded surface W2j"
  • the plate surface on the opposite side to the bonded surface W2j is referred to as a "non-bonded surface W2n”.
  • the bonding apparatus 1 includes a loading/unloading station 2 and a processing station 3 in order in the positive direction of the X-axis.
  • the loading/unloading station 2 and the processing station 3 are integrally connected.
  • the loading/unloading station 2 includes a mounting table 10 and a transfer area 20.
  • the mounting table 10 includes a plurality of mounting plates 11. On each mounting plate 11, cassettes CS1, CS2, and CS3, each of which accommodates a plurality of substrates (for example, 25 substrates) in a horizontal state, are placed.
  • Cassette CS1 is a cassette that accommodates the upper wafer W1
  • cassette CS2 is a cassette that accommodates the lower wafer W2
  • cassette CS3 is a cassette that accommodates the bonded wafer T.
  • the upper wafer W1 and the lower wafer W2 are housed in the same orientation with their bonding surfaces W1j and W2j facing upward, respectively.
  • the transport area 20 is arranged adjacent to the X-axis positive direction side of the mounting table 10 and includes a transport path 21 extending in the Y-axis direction, and a transport device 22 movable along the transport path 21. .
  • the transport device 22 is movable in the X-axis direction and can be rotated around the Z-axis, and transfers the cassettes CS1 to CS3 placed on the mounting table 10 and the third processing block PB3 of the processing station 3, which will be described later. In between, the upper wafer W1, the lower wafer W2, and the bonded wafer T are transferred.
  • the processing station 3 includes, for example, three processing blocks PB1, PB2, and PB3.
  • the first processing block PB1 is provided on the back side of the processing station 3 (on the Y-axis positive direction side in FIG. 1).
  • the second processing block PB2 is provided on the front side of the processing station 3 (on the Y-axis negative direction side in FIG. 1).
  • the third processing block PB3 is provided on the loading/unloading station 2 side of the processing station 3 (on the X-axis negative direction side in FIG. 1).
  • the processing station 3 includes a transport area 60 having a transport device 61 in an area surrounded by the first to third processing blocks PB1 to PB3.
  • the transport device 61 has a transport arm that is movable in the vertical direction, horizontal direction, and around a vertical axis.
  • the transfer device 61 moves within the transfer region 60 and transfers the upper wafer W1, the lower wafer W2, and the bonded wafer to the devices in the first processing block PB1, second processing block PB2, and third processing block PB3 adjacent to the transfer region 60.
  • Transport T Transport T.
  • the first processing block PB1 includes, for example, a surface modification device 33 and a surface hydrophilization device 34.
  • the surface modification device 33 modifies the bonding surface W1j of the upper wafer W1 and the bonding surface W2j of the lower wafer W2.
  • the surface hydrophilization device 34 hydrophilizes the bonding surface W1j of the modified upper wafer W1 and the bonding surface W2j of the lower wafer W2.
  • the surface modification device 33 breaks the bonds of SiO 2 at the bonding surfaces W1j and W2j, forms dangling bonds of Si, and enables subsequent hydrophilization.
  • oxygen gas which is a processing gas
  • oxygen gas is excited, turned into plasma, and ionized, for example, under a reduced pressure atmosphere.
  • the processing gas is not limited to oxygen gas, but may also be nitrogen gas or the like.
  • the surface hydrophilization device 34 hydrophilizes the bonding surface W1j of the upper wafer W1 and W2j of the lower wafer W2 using a hydrophilization treatment liquid such as pure water.
  • the surface hydrophilic device 34 also has the role of cleaning the bonding surfaces W1j and W2j.
  • pure water is supplied onto the upper wafer W1 or the lower wafer W2 while rotating the upper wafer W1 or the lower wafer W2 held by a spin chuck, for example.
  • pure water diffuses over the bonding surfaces W1j, W2j, and OH groups are attached to the dangling bonds of Si, thereby making the bonding surfaces W1j, W2j hydrophilic.
  • the second processing block PB2 includes, for example, a bonding module 41, a first temperature adjustment device 42, and a second temperature adjustment device 43.
  • the bonding module 41 bonds the hydrophilized upper wafer W1 and lower wafer W2 to produce a bonded wafer T.
  • the first temperature adjustment device 42 adjusts the temperature distribution of the upper wafer W1 before manufacturing the bonded wafer T.
  • the second temperature adjustment device 43 adjusts the temperature distribution of the lower wafer W2 before manufacturing the bonded wafer T.
  • the first temperature adjustment device 42 and the second temperature adjustment device 43 are provided separately from the bonding module 41, but may be provided as a part of the bonding module 41.
  • the third processing block PB3 includes, for example, a first position adjustment device 51, a second position adjustment device 52, and transition devices 53 and 54 in this order from above to below. Note that the locations of each device in the third processing block PB3 are not limited to the locations shown in FIG. 2.
  • the first position adjustment device 51 adjusts the horizontal direction of the upper wafer W1, and also turns the upper wafer W1 upside down so that the bonding surface W1j of the upper wafer W1 faces downward.
  • the second position adjustment device 52 adjusts the horizontal direction of the lower wafer W2.
  • the transition device 53 temporarily places the upper wafer W1. Further, the transition device 54 temporarily places the lower wafer W2 and the bonded wafer T.
  • the bonding apparatus 1 includes a control device (control unit) 90 that controls each component.
  • the control device 90 is a control computer having one or more processors 91, a memory 92, an input/output interface (not shown), and an electronic circuit.
  • processors 91 are a combination of one or more of a CPU, an ASIC, an FPGA, a circuit made of a plurality of discrete semiconductors, etc., and execute programs stored in the memory 92.
  • Memory 92 includes nonvolatile memory and volatile memory, and forms the storage section of control device 90.
  • Steps S101 to S109 shown in FIG. 4 are performed under the control of the control device 90.
  • a worker or a transport robot moves a cassette CS1 containing a plurality of upper wafers W1, a cassette CS2 containing a plurality of lower wafers W2, and an empty cassette CS3 to the loading/unloading station 2. It is placed on the mounting table 10 of.
  • the bonding apparatus 1 takes out the upper wafer W1 from the cassette CS1 using the transport device 22 and transports it to the transition device 53 of the third processing block PB3 of the processing station 3. Thereafter, in the bonding apparatus 1, the upper wafer W1 is taken out from the transition apparatus 53 by the transfer apparatus 61, and transferred to the surface modification apparatus 33 of the first processing block PB1.
  • the bonding apparatus 1 modifies the bonding surface W1j of the upper wafer W1 using the surface modification device 33 (step S101).
  • the surface modification device 33 modifies the joint surface W1j with the joint surface W1j facing upward.
  • the transport device 61 takes out the upper wafer W1 from the surface modification device 33 and transports it to the surface hydrophilization device 34.
  • the bonding apparatus 1 makes the bonding surface W1j of the upper wafer W1 hydrophilic using the surface hydrophilizing device 34 (step S102).
  • the surface hydrophilization device 34 makes the joint surface W1j hydrophilic with the joint surface W1j facing upward.
  • the transport device 61 takes out the upper wafer W1 from the surface hydrophilization device 34 and transports it to the first position adjustment device 51 of the third processing block PB3.
  • the bonding apparatus 1 uses the first position adjustment device 51 to adjust the horizontal direction of the upper wafer W1, and also turns the upper wafer W1 upside down (step S103). As a result, the notch of the upper wafer W1 is oriented in a predetermined direction, and the bonding surface W1j of the upper wafer W1 is oriented downward. Thereafter, the transport device 61 takes out the upper wafer W1 from the first position adjustment device 51 and transports it to the first temperature adjustment device 42 of the second processing block PB2.
  • the bonding apparatus 1 adjusts the temperature of the upper wafer W1 using the first temperature adjustment device 42 (step S104).
  • the temperature control of the upper wafer W1 is performed with the bonding surface W1j of the upper wafer W1 facing downward.
  • the transport device 61 takes out the upper wafer W1 from the first temperature control device 42 and transports it to the bonding module 41.
  • the bonding apparatus 1 performs the processing on the lower wafer W2 in parallel with the above processing on the upper wafer W1. First, the bonding apparatus 1 takes out the lower wafer W2 from the cassette CS2 using the transport device 22 and transports it to the transition device 54 of the third processing block PB3 of the processing station 3. Thereafter, the transport device 61 takes out the lower wafer W2 from the transition device 54 and transports it to the surface modification device 33 of the first processing block PB1.
  • the bonding device 1 modifies the bonding surface W2j of the lower wafer W2 using the surface modification device 33 (step S105).
  • the surface modification device 33 modifies the joint surface W2j with the joint surface W2j facing upward.
  • the transport device 61 takes out the lower wafer W2 from the surface modification device 33 and transports it to the surface hydrophilization device 34.
  • the bonding apparatus 1 makes the bonding surface W2j of the lower wafer W2 hydrophilic using the surface hydrophilizing device 34 (step S106).
  • the surface hydrophilization device 34 makes the joint surface W2j hydrophilic with the joint surface W2j facing upward.
  • the transport device 61 takes out the lower wafer W2 from the surface hydrophilization device 34 and transports it to the second position adjustment device 52 of the third processing block PB3.
  • the bonding apparatus 1 adjusts the horizontal direction of the lower wafer W2 using the second position adjustment device 52 (step S107). Thereby, the notch of the lower wafer W2 is oriented in a predetermined direction. Thereafter, the transport device 61 takes out the lower wafer W2 from the second position adjustment device 52 and transports it to the second temperature adjustment device 43 of the second processing block PB2.
  • the bonding apparatus 1 adjusts the temperature of the lower wafer W2 using the second temperature adjustment device 43 (step S108).
  • the temperature control of the lower wafer W2 is performed with the bonding surface W2j of the lower wafer W2 facing upward.
  • the transport device 61 takes out the lower wafer W2 from the second temperature control device 43 and transports it to the bonding module 41.
  • the bonding apparatus 1 then bonds the upper wafer W1 and the lower wafer W2 in the bonding module 41 to produce a bonded wafer T (step S109).
  • the transfer device 61 takes out the bonded wafer T from the bonding module 41 and transfers it to the transition device 54 of the third processing block PB3.
  • the transfer device 22 takes out the bonded wafer T from the transition device 54 and transfers it to the cassette CS3 on the mounting table 10. This completes the series of processing.
  • the bonding module 41 includes a processing container 210 whose interior can be sealed.
  • a loading/unloading port 211 is formed on the side surface of the processing container 210 on the transfer area 60 side, and an opening/closing shutter 212 is provided at the loading/unloading port 211 .
  • the upper wafer W1, the lower wafer W2, and the bonded wafer T are carried in and out through the carry-in/out port 211.
  • an upper chuck 230 and a lower chuck 231 are provided inside the processing container 210.
  • the upper chuck 230 holds the upper wafer W1 from above with the bonding surface W1j of the upper wafer W1 facing downward.
  • the lower chuck 231 is provided below the upper chuck 230, and holds the lower wafer W2 from below with the bonding surface W2j of the lower wafer W2 facing upward.
  • the upper chuck 230 is supported by a support member 280 provided on the ceiling surface of the processing container 210.
  • the lower chuck 231 is supported by a first lower chuck moving section 291 provided below the lower chuck 231 .
  • the first lower chuck moving unit 291 moves the lower chuck 231 in the horizontal direction (Y-axis direction) as described later. Further, the first lower chuck moving unit 291 is configured to be able to move the lower chuck 231 in the vertical direction and rotate around the vertical axis.
  • the first lower chuck moving section 291 is provided on the lower surface side of the first lower chuck moving section 291 and attached to a pair of rails 295 extending in the horizontal direction (Y-axis direction).
  • the first lower chuck moving section 291 is configured to be movable along the rail 295.
  • the rail 295 is provided on the second lower chuck moving section 296.
  • the second lower chuck moving section 296 is provided on the lower surface side of the second lower chuck moving section 296 and is attached to a pair of rails 297 extending in the horizontal direction (X-axis direction).
  • the second lower chuck moving section 296 is configured to be movable along the rail 297.
  • the pair of rails 297 are provided on a mounting table 298 provided on the bottom surface of the processing container 210.
  • a moving mechanism 290 is configured by the first lower chuck moving section 291 and the second lower chuck moving section 296.
  • the moving mechanism 290 moves the lower chuck 231 relative to the upper chuck 230. Furthermore, the moving mechanism 290 moves the lower chuck 231 between the substrate transfer position and the bonding position.
  • the substrate transfer position is a position where the upper chuck 230 receives the upper wafer W1 from the transfer device 61, the lower chuck 231 receives the lower wafer W2 from the transfer device 61, and the lower chuck 231 transfers the bonded wafer T to the transfer device 61. It is.
  • the substrate delivery position is such that the unloading of the bonded wafer T produced in the n-th bonding (n is a natural number of 1 or more) and the loading of the upper wafer W1 and lower wafer W2 to be bonded in the n+1-th bonding are carried out in succession. This is the position where it is performed.
  • the substrate delivery position is, for example, the position shown in FIGS. 5 and 6.
  • the transport device 61 enters directly below the upper chuck 230 when transferring the upper wafer W1 to the upper chuck 230. Further, the transfer device 61 enters directly above the lower chuck 231 when receiving the bonded wafer T from the lower chuck 231 and transferring the lower wafer W2 to the lower chuck 231.
  • the upper chuck 230 and the lower chuck 231 are shifted laterally so that the transport device 61 can easily enter, and the vertical distance between the upper chuck 230 and the lower chuck 231 is also large.
  • the bonding position is a position where the upper wafer W1 and the lower wafer W2 face each other at a predetermined interval (opposing position).
  • the joining position is, for example, the position shown in FIG.
  • the distance between the upper wafer W1 and the lower wafer W2 in the vertical direction is narrower than at the substrate transfer position.
  • the upper wafer W1 and the lower wafer W2 overlap when viewed in the vertical direction.
  • the moving mechanism 290 moves the relative positions of the upper chuck 230 and the lower chuck 231 in the horizontal direction (both the X-axis direction and the Y-axis direction) and the vertical direction.
  • the moving mechanism 290 moves the lower chuck 231 in this embodiment, it may move either the lower chuck 231 or the upper chuck 230, or it may move both. Further, the moving mechanism 290 may rotate the upper chuck 230 or the lower chuck 231 around a vertical axis.
  • the upper chuck 230 is divided into a plurality of (eg, three) regions 230a, 230b, and 230c along the radial direction of the upper chuck 230. These regions 230a, 230b, and 230c are provided in this order from the center of the upper chuck 230 toward the outer edge.
  • the region 230a is formed in a perfect circular shape in a plan view, and the regions 230b and 230c are formed in an annular shape in a plan view.
  • Suction pipes 240a, 240b, 240c are independently provided in each region 230a, 230b, 230c.
  • Different vacuum pumps 241a, 241b, 241c are connected to each suction pipe 240a, 240b, 240c, respectively.
  • the upper chuck 230 is capable of vacuum suctioning the upper wafer W1 in each region 230a, 230b, and 230c.
  • the upper chuck 230 is provided with a plurality of holding pins 245 that are vertically movable.
  • the plurality of holding pins 245 are connected to a vacuum pump 246, and the upper wafer W1 is vacuum-adsorbed by the operation of the vacuum pump 246.
  • the upper wafer W1 is vacuum-adsorbed to the lower ends of the plurality of holding pins 245.
  • a ring-shaped suction pad may be used instead of the plurality of holding pins 245.
  • the plurality of holding pins 245 protrude from the suction surface of the upper chuck 230 by being lowered by a drive unit (not shown). In this state, the plurality of holding pins 245 vacuum adsorb the upper wafer W1 and receive it from the transfer device 61. Thereafter, the plurality of holding pins 245 rise, and the upper wafer W1 comes into contact with the suction surface of the upper chuck 230. Subsequently, the upper chuck 230 horizontally vacuum-chucks the upper wafer W1 in each region 230a, 230b, 230c by operating the vacuum pumps 241a, 241b, 241c.
  • the upper chuck 230 includes a through hole 243 in the center that passes through the upper chuck 230 in the vertical direction.
  • the pushing portion 250 is inserted into the through hole 243 .
  • the pushing unit 250 pushes down the center of the upper wafer W1, which is spaced apart from the lower wafer W2, thereby bringing the upper wafer W1 into contact with the lower wafer W2.
  • the pushing part 250 includes a pushing pin 251 and an outer cylinder 252 that serves as a guide for raising and lowering the pushing pin 251.
  • the push pin 251 is inserted into the through hole 243 by, for example, a drive unit (not shown) having a built-in motor, projects from the suction surface of the upper chuck 230, and presses down the center of the upper wafer W1.
  • the lower chuck 231 also has a plurality of divided regions on the suction surface 300 that suctions the lower wafer W2.
  • the configuration of the suction surface 300 of the lower chuck 231 will be described in detail later.
  • This lower chuck 231 is provided with a plurality of (for example, three) holding pins 265 that are vertically movable.
  • the lower wafer W2 is placed on the upper ends of the plurality of holding pins 265. Note that the lower wafer W2 may be vacuum-adsorbed to the upper ends of the plurality of holding pins 265.
  • the plurality of holding pins 265 protrude from the suction surface 300 of the lower chuck 231 by rising. In this state, the plurality of holding pins 265 receive the lower wafer W2 from the transport device 61. Thereafter, the plurality of holding pins 265 descend, so that the lower wafer W2 comes into contact with the suction surface 300 of the lower chuck 231. Subsequently, the lower chuck 231 horizontally vacuum-chucks the lower wafer W2 in multiple regions of the suction surface 300.
  • the control device 90 carries the upper wafer W1 and the lower wafer W2 into the bonding module 41 using the transport device 61 (step S111).
  • the relative positions of the upper chuck 230 and the lower chuck 231 after loading are the substrate transfer positions shown in FIGS. 6 and 7.
  • control device 90 causes the moving mechanism 290 to move the relative positions of the upper chuck 230 and the lower chuck 231 from the substrate transfer position to the bonding position shown in FIG. 7 (step S112).
  • the control device 90 aligns the upper wafer W1 and the lower wafer W2 using the first camera S1 and the second camera S2, as shown in FIG.
  • the first camera S1 is fixed to the upper chuck 230 and images the lower wafer W2 held by the lower chuck 231.
  • a plurality of reference points P21 to P23 are formed in advance on the bonding surface W2j of the lower wafer W2. Patterns such as electronic circuits are used as the reference points P21 to P23.
  • the number of reference points can be set arbitrarily.
  • the second camera S2 is fixed to the lower chuck 231 and images the upper wafer W1 held by the upper chuck 230.
  • a plurality of reference points P11 to P13 are formed in advance on the bonding surface W1j of the upper wafer W1. Patterns such as electronic circuits are used as the reference points P11 to P13.
  • the number of reference points can be set arbitrarily.
  • the joining module 41 uses the moving mechanism 290 to adjust the relative horizontal positions of the first camera S1 and the second camera S2. Specifically, the moving mechanism 290 moves the lower chuck 231 in the horizontal direction so that the second camera S2 is located substantially directly below the first camera S1. Then, the moving mechanism 290 moves the second camera S2 horizontally so that the first camera S1 and the second camera S2 image the common target X, and the horizontal positions of the first camera S1 and the second camera S2 match. Fine-tune the direction position.
  • the moving mechanism 290 moves the lower chuck 231 vertically upward to adjust the horizontal positions of the upper chuck 230 and the lower chuck 231. Specifically, while the moving mechanism 290 moves the lower chuck 231 in the horizontal direction, the first camera S1 sequentially images the reference points P21 to P23 of the lower wafer W2, and the second camera S2 images the reference points P21 to P23 of the upper wafer W1. Points P11 to P13 are sequentially imaged. Note that FIG. 9B shows how the first camera S1 images the reference point P21 of the lower wafer W2, and the second camera S2 images the reference point P11 of the upper wafer W1.
  • the first camera S1 and the second camera S2 transmit captured image data to the control device 90.
  • the control device 90 controls the moving mechanism 290 based on the image data captured by the first camera S1 and the image data captured by the second camera S2, and moves the reference points P11 to P13 of the upper wafer W1 as seen in the vertical direction.
  • the horizontal position of the lower chuck 231 is adjusted so that the reference points P21 to P23 of the lower wafer W2 coincide with each other.
  • the moving mechanism 290 moves the lower chuck 231 vertically upward.
  • the distance G (see FIG. 7) between the bonding surface W2j of the lower wafer W2 and the bonding surface W1j of the upper wafer W1 becomes a predetermined distance, for example, 80 ⁇ m to 200 ⁇ m.
  • the distance G is adjusted using a first displacement meter S3 and a second displacement meter S4.
  • the first displacement meter S3 is fixed to the upper chuck 230 and measures the thickness of the lower wafer W2 held by the lower chuck 231.
  • the first displacement meter S3 measures the thickness of the lower wafer W2 by, for example, irradiating light onto the lower wafer W2 and receiving reflected light reflected from both the upper and lower surfaces of the lower wafer W2.
  • the thickness is measured, for example, when the moving mechanism 290 moves the lower chuck 231 in the horizontal direction.
  • the measurement method of the first displacement meter S3 is, for example, a confocal method, a spectral interference method, or a triangulation method.
  • the light source of the first displacement meter S3 is an LED or a laser.
  • the second displacement meter S4 is fixed to the lower chuck 231 and measures the thickness of the upper wafer W1 held by the upper chuck 230.
  • the second displacement meter S4 measures the thickness of the upper wafer W1, for example, by irradiating light onto the upper wafer W1 and receiving reflected light reflected from both the upper and lower surfaces of the upper wafer W1.
  • the thickness is measured, for example, when the moving mechanism 290 moves the lower chuck 231 in the horizontal direction.
  • the measurement method of the second displacement meter S4 is, for example, a confocal method, a spectral interference method, or a triangulation method.
  • the light source of the second displacement meter S4 is an LED or a laser.
  • Each first displacement meter S3 and each second displacement meter S4 transmits the measured measurement information to the control device 90.
  • the control device 90 controls the moving mechanism 290 based on the measurement information measured by each first displacement meter S3 and the measurement information measured by each second displacement meter S4, and moves the lower chuck so that the interval G becomes the set value. Adjust the vertical position of 231.
  • the operation of the vacuum pump 241a is stopped, and as shown in FIG. 10(A), the vacuum suction of the upper wafer W1 in the region 230a is released. Thereafter, the push pin 251 of the push unit 250 descends to push down the center of the upper wafer W1, thereby bringing the upper wafer W1 into contact with the lower wafer W2 (step S113). As a result, the centers of the upper wafer W1 and the lower wafer W2 are joined together.
  • control device 90 stops the operation of the vacuum pump 241b, and releases the vacuum suction of the upper wafer W1 in the area 230b, as shown in FIG. 11(B). Subsequently, the control device 90 stops the operation of the vacuum pump 241c, and releases the vacuum suction of the upper wafer W1 in the area 230c, as shown in FIG. 11(C).
  • the vacuum suction of the upper wafer W1 is released in stages from the center to the periphery of the upper wafer W1, and the upper wafer W1 falls in stages to come into contact with the lower wafer W2.
  • the bonding of the upper wafer W1 and the lower wafer W2 proceeds sequentially from the center toward the periphery (step S114).
  • the bonding surface W1j of the upper wafer W1 and the bonding surface W2j of the lower wafer W2 come into contact with each other on their entire surface, and the upper wafer W1 and the lower wafer W2 are bonded, and a bonded wafer T is obtained.
  • the joining device 1 raises the push pin 251 to its original position.
  • the control device 90 uses the moving mechanism 290 to move the relative positions of the upper chuck 230 and the lower chuck 231 from the bonding position shown in FIG. 8 to the substrate transfer position shown in FIGS. 6 and 7 ( Step S115).
  • the moving mechanism 290 first lowers the lower chuck 231 and widens the distance between the lower chuck 231 and the upper chuck 230 in the vertical direction. Subsequently, the moving mechanism 290 moves the lower chuck 231 laterally, and shifts the lower chuck 231 and the upper chuck 230 laterally.
  • control device 90 causes the transfer device 61 to carry out the bonded wafer T to the bonding module 41 (step S116). Specifically, first, the lower chuck 231 releases the bonded wafer T from holding it. Subsequently, the plurality of holding pins 265 rise and transfer the bonded wafer T to the transfer device 61. Thereafter, the plurality of holding pins 265 are lowered to their original positions.
  • the configuration of the suction surface 300 of the lower chuck 231 will be described with reference to FIG. 11. Note that the technology of the present disclosure is also applicable to the suction surface of the upper chuck 230.
  • the hatched area is the area where adsorption pressure is generated.
  • the suction surface 300 of the lower chuck 231 has a plurality of regions that individually generate suction pressure.
  • the suction surface 300 is divided into a central region A, an intermediate region B, and an outer region C by annular ribs 301, 302, and 303.
  • the central region A, the intermediate region B, and the outer region C are arranged concentrically in this order from the center of the suction surface 300 toward the outer edge.
  • the central region A is formed in a perfect circular shape.
  • the intermediate region B is formed in an annular shape at a position adjacent to the outer side of the central region A.
  • the outer region C is formed in an annular shape at a position adjacent to the outer side of the intermediate region B.
  • the suction surface 300 may not include the middle region B, and the outer region C may be located adjacent to the outer side of the center region A.
  • the suction surface 300 may include a plurality of annular intermediate regions B between the central region A and the outer region C.
  • the intermediate region B is divided into eight arcuate zones (small region: one part) by a plurality of radial ribs 305.
  • the outer region C is divided into eight arcuate zones by each rib 305. Note that the number of sections in the intermediate region B and the number of sections in the outer region C may be the same or different.
  • the eight zones of the central region A, the middle region B, and the eight zones of the outer region C are configured to be able to individually suction the lower wafer W2.
  • the lower chuck 231 according to the present embodiment has 10 suction mechanisms 311 connected to a total of 17 zones, and suctions the suction surface 300 for each zone of 10 channels.
  • the suction surface 300 has zones out of a total of 17 zones in which suction is performed by the same suction mechanism 311.
  • one zone (ch1) is set and connected to a predetermined suction mechanism 311.
  • three zones (ch2 to ch4) are set. Two zones adjacent to each other in the X-axis direction (left and right in FIG. 11) with the central region A as a base point are ch2. Two zones adjacent to each other in the Y-axis direction (up and down in FIG. 11) with the central region A as a base point are ch3.
  • the four zones sandwiched between the ch2 zone and the ch3 zone are ch4.
  • six zones (ch5 to ch10) are set.
  • One zone adjacent to the intermediate region B in the X-axis positive direction is ch5.
  • One zone adjacent to the intermediate region B in the X-axis negative direction is ch6.
  • One zone adjacent to the intermediate region B in the Y-axis negative direction is ch7.
  • One zone adjacent to the intermediate region B in the Y-axis positive direction is ch8.
  • a zone sandwiched between the ch5 zone and the ch7 zone, and a zone sandwiched between the ch6 zone and the ch7 zone are ch9.
  • the zone sandwiched between the ch5 zone and the ch8 zone, and the zone sandwiched between the ch6 zone and the ch8 zone are ch10.
  • zones ch5, ch2, ch1, ch2, and ch6 are lined up in this order from the positive direction of the X-axis toward the negative direction of the X-axis.
  • zones ch7, ch3, ch1, ch3, and ch8 are lined up in this order from the negative direction of the Y-axis toward the positive direction of the X-axis.
  • the bonding module 41 is provided with a suction pressure generating section 310 that individually generates suction pressure in each zone of the 10 channels of the suction surface 300.
  • Each suction mechanism 311 of the adsorption pressure generation section 310 has a suction line 312 connected to a predetermined zone, and is provided with a suction pump 313, an on-off valve 314, and a pressure controller 315 on this suction line 312.
  • the suction pressure generating section 310 is communicably connected to the control device 90 and operates each suction mechanism 311 under the control of the control device 90.
  • Each suction mechanism 311 generates suction pressure (negative pressure) in the zone to which the suction line 312 is connected, for example, by operating the suction pump 313 of a predetermined suction line 312 and opening the on-off valve 314. .
  • the magnitude of adsorption pressure is controlled by a pressure controller 315.
  • each suction mechanism 311 closes the opening/closing valve 314 of a predetermined suction line 312 and introduces atmospheric air through the pressure controller 315 to release the suction pressure in each zone.
  • black and white gradations represent the height of the upper surface (bonding surface W2j) of the lower wafer W2 with respect to the suction surface 300 of the lower chuck 231.
  • the warpage of the lower wafer W2 is measured, for example, by a warp measuring device 5 (see FIG. 1) provided separately from the bonding device 1, and the control device 90 measures the warping state of the lower wafer W2 measured by the warp measuring device 5. Get information.
  • the warp measuring device 5 may be provided as a part of the bonding device 1.
  • the bonding apparatus 1 may be configured to measure warpage using a plurality of displacement meters (not shown) provided in the bonding module 41 when the upper wafer W1 and the lower wafer W2 are loaded.
  • the lower wafer W2 Before the suction pressure generation unit 310 (see FIG. 11) generates suction pressure on the suction surface 300 of the lower chuck 231, the lower wafer W2 may be warped as shown in FIG. 12(A).
  • the warpage of the lower wafer W2 is caused, for example, by stacking a plurality of films on a semiconductor substrate such as a silicon wafer. Each film is formed by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method, an ALD (Atomic Layer Deposition) method, a spin-on method, or the like. Stress is applied to the lower wafer W2 due to the difference in thermal expansion during film formation, causing the lower wafer W2 to warp.
  • CVD Chemical Vapor Deposition
  • ALD Atomic Layer Deposition
  • the lower wafer W2 is often formed with a symmetrical warp across two orthogonal radial lines, that is, a line-symmetrical warp. This is because the Young's modulus, Poisson's ratio, and shear elastic modulus of a semiconductor substrate such as a silicon wafer change at a 90° period.
  • the two orthogonal radial straight lines extend in a specific crystal orientation of the semiconductor substrate when viewed from a direction (Z-axis direction) orthogonal to the suction surface 300.
  • the bonding device 1 transfers the lower wafer W2 from the transport device 61 to the lower chuck 231 so that the two orthogonal radial lines of the lower wafer W2 are along the X-axis direction and the Y-axis direction of the lower chuck 231.
  • the orientation (posture) of the lower wafer W2 is adjusted by the second position adjustment device 52 (see FIG. 2) described above.
  • the warpage of the lower wafer W2 is such that the outer edge at a symmetrical position is warped in a direction approaching the suction surface 300 (vertically downward), and the outer edge at a symmetrical position is warped in a direction that approaches the suction surface 300 (vertically downward).
  • the downward curvature of the outer edge of the lower wafer W2 will be referred to as - curvature (first form), and the upward curvature of the outer edge of lower wafer W2 will be referred to as + curvature (second form).
  • a disc-shaped member such as the lower wafer W2 is curved in a convex shape from two outer edges on the Y-axis toward the center, the two outer edges on the X-axis deviated by 90 degrees in the circumferential direction. It exhibits a saddle-shaped curved surface that curves concavely toward the center. Therefore, the warpage of the lower wafer W2 is in opposite directions in two orthogonal radial lines. In other words, as shown in FIG. 12(B), if - warpage occurs at the outer edge in the Y-axis direction, + warpage occurs at the outer edge in the X-axis direction, as shown in FIG. 12(C). ing.
  • FIG. 13 for ease of understanding, the cross section of the lower wafer W2 in the Y-axis direction is shown in black, the cross-section of the lower wafer W2 in the X-axis direction is shown in white, and the two are overlapped.
  • the bonding surface W2j which is the upper surface of the lower wafer W2, expands and contracts as the entire lower wafer W2 warps.
  • the pair of outer edges are vertically lowered with respect to the center, so the joint surface W2j is elongated.
  • the pair of outer edges rise vertically upward with respect to the center, so the joint surface W2j shrinks. It turns out.
  • the expansion and contraction that occurs in the joint surface W2j may be different depending on the amount of warpage of the outer edge with respect to the center in the X-axis direction and the amount of warpage of the outer edge with respect to the center in the Y-axis direction.
  • the bonding surface W2j is It can be said that while it is expanding greatly, it is also shrinking slightly in the X-axis direction.
  • the bonding apparatus 1 sequentially suctions the lower wafer W2 from the outer edge of the lower wafer W2 toward the center at the timing when the lower chuck 231 suctions the lower wafer W2.
  • the lower chuck 231 can guide the bonding surface W2j to contract toward the center of the lower wafer W2 by first fixing the outer edge of the lower wafer W2.
  • the suction operation from the outer edge of the lower wafer W2 toward the center on the suction surface 300 will be referred to as an outer center pattern.
  • the lower chuck 231 attracts the lower wafer W2 so that the bonding surface W2j extends in the radial direction where the shrinkage occurs (the X-axis direction in FIG. 13). This improves the distribution of residual stress on the lower wafer W2.
  • the bonding apparatus 1 sequentially suctions the lower wafer W2 from the center to the outer edge of the lower wafer W2 at the timing when the lower chuck 231 suctions the lower wafer W2.
  • the lower chuck 231 first fixes the center of the lower wafer W2, and can be guided to extend the bonding surface W2j toward the outer edge of the lower wafer W2.
  • the suction operation from the center of the lower wafer W2 toward the outer edge on the suction surface 300 will be referred to as a center outer pattern.
  • the control device 90 of the bonding apparatus 1 improves the distribution of residual stress on the lower wafer W2 attracted to the attraction surface 300 by selecting the outer center pattern and the center outer pattern depending on the warpage state of the lower wafer W2. .
  • the control device 90 compares the absolute value of the amount of warpage in the X-axis direction and the absolute value of the amount of warp in the Y-axis direction of the lower wafer W2, and controls the form of warp (- The outer center pattern and the center outer pattern are selected based on the warp, +warp).
  • each zone in the circumferential direction of the outer region C includes an outer first zone that attracts the lower wafer W2, and an outer first zone that attracts the lower wafer W2 later than the outer first zone.
  • Two zones are set.
  • the first outer zone is a zone (ch7, ch8) along the Y-axis direction of the suction surface 300
  • the second outer zone is a zone extending from the first outer zone to the circumference of the suction surface 300.
  • the first outer zone may be a zone (ch5, ch6) along the X-axis direction of the suction surface 300, and in this case, the second outer zone may extend from the first outer zone along the circumferential direction of the suction surface 300. It is possible to create zones (ch7, ch8) in which the phase is shifted by 90°.
  • the bonding device 1 may also set an intermediate first zone and an intermediate second zone in each zone of the intermediate region B.
  • the intermediate first zone is a zone located adjacent to the outer first zone. If ch7 and ch8 are the first outer zone and ch5 and ch6 are the second outer zone, ch3 becomes the intermediate first zone and ch2 becomes the intermediate second zone. When ch5 and ch6 are the first outer zone and ch7 and ch8 are the second outer zone, ch2 becomes the intermediate first zone and ch3 becomes the intermediate second zone.
  • the control device 90 controls the timing of the sucking operation of each zone to be sucked on the lower wafer W2, such as performing the outer center pattern first and then the center outer pattern. You can make more detailed adjustments. This makes it possible to further disperse the residual stress on the lower wafer W2.
  • the operation of the lower chuck 231 when sucking the lower wafer W2 will be specifically described below.
  • the control device 90 determines to perform the outer center pattern in the Y-axis direction first. Furthermore, based on the fact that + warpage has occurred along the X-axis direction, the control device 90 also determines that the center outer pattern in the X-axis direction is to be performed after the outer center pattern in the Y-axis direction.
  • the control device 90 when lowering the plurality of holding pins 265 to adsorb the lower wafer W2, the control device 90 generates adsorption pressure in accordance with the set order of adsorption operation of each channel, as shown in FIG. go. Note that in FIG. 14, zones (channels) where adsorption pressure is generated are hatched.
  • the control device 90 first generates suction pressure in ch7 and ch8, which are zones of the outer region C in the Y-axis direction. Thereby, the lower chuck 231 can first fix the outer edge of the joint surface W2j extending in the Y-axis direction.
  • the control device 90 generates suction pressure in ch1, which is the central zone (center area A) of the suction surface 300.
  • ch1 is the central zone (center area A) of the suction surface 300.
  • an outer center pattern is formed in which suction pressure is generated from the outer edge side to the center side of the lower wafer W2.
  • the bonding surface W2j of the lower wafer W2 is fixed in the direction of shrinking in the Y-axis direction.
  • the control device 90 generates adsorption pressure in the two ch3, which are zones adjacent to ch1, in the intermediate region B.
  • the lower wafer W2 can be fixed along the Y-axis direction while suppressing the bonding surface W2j in the Y-axis direction from shrinking too much toward the center and dispersing the residual stress of the lower wafer W2 around the periphery.
  • the control device 90 may be configured to generate suction pressure in the order of ch7, ch8 ⁇ each ch3 ⁇ ch1 in the outer center pattern performed first.
  • the control device 90 generates adsorption pressure in the two channels 2, which are zones adjacent to channel 1, in the intermediate region B in order to perform the center outer pattern in the X-axis direction. . Furthermore, as shown in FIG. 14(E), the control device 90 generates adsorption pressure in the zones ch5 and ch6 adjacent to each ch2 in the outer region C. As a result, when viewed in cross section in the X-axis direction, a center outer pattern is formed in which suction pressure is generated from the center side to the outer edge side of the lower wafer W2. As a result, the bonding surface W2j of the lower wafer W2 is fixed in the direction extending in the X-axis direction.
  • control device 90 may be configured to generate suction pressure in the order of ch1 ⁇ ch5, ch6 ⁇ ch2 in the central outer pattern. Thereby, it is possible to prevent the joint surface W2j in the X-axis direction from extending too much toward the outer edge, and to disperse residual stress around the joint surface W2j.
  • the control device 90 After suction in the X-axis direction and the Y-axis direction, the control device 90 performs suction in the diagonal direction sandwiched therebetween, as shown in FIG. 14(F). In this diagonal direction suction, the control device 90 first generates suction pressure in the four channels 4, which are the intermediate region B zones.
  • control device 90 generates adsorption pressure in two channels 9 and two channels 10, which are zones of the outer region C (see FIG. 11).
  • the lower chuck 231 can suction the lower wafer W2 using all zones of the suction surface 300 while stretching the lower wafer W2 in the diagonal direction.
  • suction pressure may be generated in the diagonal direction as well in the order of the outer region C (ch9, ch10) ⁇ the middle region B (ch4).
  • the bonding apparatus 1 can improve the distribution of residual stress on the lower wafer W2 by performing the outer center pattern and the center outer pattern depending on the state of warpage of the lower wafer W2.
  • the above suction operation is an example where the X-axis direction is + warped, the Y-axis direction is - warped, and the absolute value of the amount of warp in the Y-axis direction is greater than the absolute value of the amount of warp in the X-axis direction.
  • the apparatus 90 performs another suction operation for another warped state of the lower wafer W2.
  • the control device 90 selects the suction operation according to a plurality of condition classifications.
  • the top row (first row) in the table of FIG. 15 is an example of the warped state of the lower wafer W2 and the suction operation described in FIGS. 13 and 14.
  • the second row of the table in Figure 15 indicates that the X-axis direction is +warped, the Y-axis direction is - warped, and the relationship between the amount of warpage is that the absolute value of the amount of warp in the X-axis direction>the absolute value of the amount of warp in the Y-axis direction.
  • the bonding surface W2j of the lower wafer W2 is contracted mainly in the X-axis direction. Therefore, the control device 90 determines to perform the center outer pattern in the X-axis direction. Therefore, in the suction operation, suction pressure is generated in the order of ch1 ⁇ ch2 ⁇ ch5 and ch6 as a pattern outside the center in the X-axis direction.
  • the control device 90 generates suction pressure in the order of ch7, ch8 ⁇ ch3 in the Y-axis direction, and further generates suction pressure in the order of ch4 ⁇ ch9 and ch10 in the diagonal direction.
  • the bonding surface W2j can be induced to shrink slightly in the Y-axis direction where -warpage occurs.
  • suction pressure is generated in the order of ch1 ⁇ ch3 ⁇ ch7 and ch8 as a center outer pattern in the Y-axis direction after the center outer pattern in the X-axis direction. You may let them.
  • the third row of the table in Figure 15 indicates that the X-axis direction is +warped, the Y-axis direction is - warped, and the relationship between the amount of warpage is that the absolute value of the amount of warp in the X-axis direction ⁇ the absolute value of the amount of warp in the Y-axis direction.
  • the bonding surface W2j of the lower wafer W2 shrinks in the X-axis direction and extends in the Y-axis direction by approximately the same amount.
  • the control device 90 generates adsorption pressure in the order of ch1, ch7, ch8 ⁇ ch2 ⁇ ch5, ch6 ⁇ ch3 ⁇ ch4 ⁇ ch9, and ch10 in the adsorption operation.
  • the lower chuck 231 can first fix the joint surface W2j in the Y-axis direction by suctioning the central region A and the outer region C in the Y-axis direction at the same time. After that, the joint surface W2j can be extended in the X-axis direction by performing the center outer pattern in the X-axis direction in the same way as in the first row.
  • the fourth row of the table in Figure 15 indicates - warpage in the X-axis direction, + warpage in the Y-axis direction, and the relationship between the warpage amounts is that the absolute value of the amount of warp in the X-axis direction ⁇ the absolute value of the amount of warp in the Y-axis direction.
  • the bonding surface W2j of the lower wafer W2 is contracted mainly in the Y-axis direction. Therefore, the control device 90 determines to perform the center outer pattern in the Y-axis direction. Therefore, in the suction operation, suction pressure is generated in the order of ch1 ⁇ ch3 ⁇ ch7 and ch8 as a pattern outside the center in the Y-axis direction.
  • control device 90 generates suction pressure in the order of ch5, ch6 ⁇ ch2 in the X-axis direction, and further generates suction pressure in the order of ch4 ⁇ ch9 and ch10 in the diagonal direction.
  • suction pressure is generated in the order of ch1 ⁇ ch2 ⁇ ch5 and ch6 as a center outer pattern in the X-axis direction after the center outer pattern in the Y-axis direction. It's okay.
  • the fifth row of the table in Figure 15 shows - warpage in the X-axis direction, + warpage in the Y-axis direction, and the relationship between the warpage amount is that the absolute value of the amount of warp in the X-axis direction > the absolute value of the amount of warp in the Y-axis direction.
  • the bonding surface W2j of the lower wafer W2 extends mainly in the X-axis direction. Therefore, the control device 90 determines to perform the outer center pattern in the X-axis direction. Therefore, in the suction operation, suction pressure is generated in the order of ch5, ch6 ⁇ ch1 as the outer central pattern in the X-axis direction.
  • control device 90 After that, the control device 90 generates adsorption pressure in ch2 in the X-axis direction. Note that the control device 90 may generate suction pressure in the order of ch5, ch6 ⁇ ch2 ⁇ ch1 in the X-axis direction depending on the warped state of the lower wafer W2.
  • control device 90 generates suction pressure in the order of ch3 ⁇ ch7 and ch8 in the Y-axis direction, and then generates suction pressure in the order of ch4 ⁇ ch9 and ch10 in the diagonal direction.
  • control device 90 may generate the suction pressure in the order of ch7, ch8 ⁇ ch3.
  • the sixth row of the table in Figure 15 shows - warpage in the X-axis direction, + warpage in the Y-axis direction, and the relationship between the warpage amounts is that the absolute value of the warpage amount in the X-axis direction ⁇ the absolute value of the warp amount in the Y-axis direction.
  • the control device 90 generates suction pressure in the order of ch1, ch5, ch6 ⁇ ch3 ⁇ ch7, ch8 ⁇ ch2 ⁇ ch4 ⁇ ch9, and ch10.
  • the lower chuck 231 can first fix the joint surface W2j in the X-axis direction by suctioning the central region A and the outer region C in the X-axis direction at the same time. After that, the joint surface W2j can be extended in the Y-axis direction by performing the center outer pattern in the Y-axis direction in the same manner as in the fourth row.
  • the substrate processing apparatus improves the distribution of residual stress on the lower wafer W2 by selecting the outer center pattern and the center outer pattern depending on the warpage state of the lower wafer W2.
  • the lower wafer W2 can be properly attracted. That is, when the bonding surface W2j is elongated, by suctioning from the outer region C toward the central region A using the outer central pattern, it becomes possible to apply stress in the direction in which the bonding surface W2j contracts. On the other hand, when the bonding surface W2j is contracted, by suctioning from the central region A toward the outer region C using the central outer pattern, stress can be applied in the direction in which the bonding surface W2j extends.
  • the bonding apparatus 1 selects the outer first zone and the outer second zone. A central pattern and a central outer pattern can be performed stably.
  • the bonding apparatus 1 compares the amount of warpage of -warpage and the amount of warpage of +warp, and performs the outer center pattern and the center outer pattern based on the form with the larger absolute value of the amount of warp, thereby bonding the lower wafer.
  • the residual stress of W2 can be dispersed more reliably.
  • the bonding apparatus 1 can guide the bonding surface W2j to stretch smoothly by generating suction pressure in the direction from the center region A toward the outer region C, and can guide the bonding surface W2j to smoothly extend. It becomes possible to improve the distribution of residual stress. Furthermore, by omitting the intermediate first zone in the outer central pattern, the bonding device 1 can effectively release stress to the surrounding area, and as a result, residual stress can be further dispersed.
  • the substrate processing apparatus (bonding apparatus 1) is not limited to the above configuration, and can of course take various modifications.
  • the bonding apparatus 1 may perform suction in the diagonal direction first, and in this case, the outer center pattern and the center outer pattern may be appropriately selected. I can do it.
  • the bonding apparatus 1 compares the magnitude relationship between the absolute value of the amount of warpage of the lower wafer W2 for the -warp and the absolute value of the amount of warp for the +warp, and selects the plurality of suction operations shown in FIG. , but not limited to this.
  • the outer center pattern may be uniformly applied in the radial direction where negative warpage occurs in the lower wafer W2, and the center outer pattern may be uniformly performed in the radial direction where + warp occurs.
  • the suction pressure when suctioning the lower wafer W2 is set to be the same between each zone, but it is not limited to this, and different suction pressures may be set for each zone. good.
  • the joining module 41A differs from the joining module 41A according to the first embodiment in that it includes a lower chuck 231A that forms a curved suction surface 400.
  • the lower chuck 231A includes, for example, a base portion 232 and a suction portion 233.
  • the suction section 233 is provided above the base section 232 and suction-holds the lower wafer W2 from below.
  • the suction portion 233 is formed in a perfect circular shape with a diameter larger than the diameter of the lower wafer W2 in plan view, and is fixed to the base portion 232 by a fixing ring 234 provided at the peripheral edge.
  • a variable pressure space 235 is formed between the upper surface of the base section 232 and the lower surface of the suction section 233.
  • annular ribs 301, 302, 303 and radial ribs 305 are provided on the upper surface of the suction portion 233. Due to these ribs 301, 302, 303, and 305, as shown in FIG. It is configured to have a plurality of zones in the direction. The plurality of zones are set as a plurality of channels (ch1 to ch10) that individually suck the lower wafer W2.
  • the bonding module 41A includes a second deforming section 236 that curves the lower wafer W2 by deforming the lower chuck 231A.
  • the second deformation section 236 elastically deforms the adsorption section 233 by changing the pressure in the variable pressure space 235 .
  • the material of the adsorption portion 233 is, for example, ceramic such as alumina or silicon carbide.
  • the second deformation section 236 includes a vacuum pump 236a, a pressure pump 236b, and a switching valve 236c.
  • the vacuum pump 236a reduces the pressure in the variable pressure space 235 by discharging the gas in the variable pressure space 235.
  • the pressurizing pump 236b pressurizes the variable pressure space 235 by supplying gas to the variable pressure space 235.
  • the suction surface 400 of the suction section 233 becomes a curved surface from which the central region A protrudes.
  • the amount of protrusion of the central region A of the suction surface 400 can be adjusted by the pressure in the pressure variable space 235.
  • the switching valve 236c switches the pressure variable space 235 between a state where it is connected to the vacuum pump 236a and a state where it is connected to the pressure pump 236b.
  • the base part 232 has a measuring part 237 that measures the amount of protrusion of the central area A of the suction surface 400.
  • the measurement target 237a of the measurement section 237 moves up and down together with the center of the suction section 233.
  • the measurement unit 237 is, for example, a capacitance sensor, and measures the amount of protrusion by detecting capacitance that changes depending on the distance to the measurement target 237a.
  • the bonding module 41A configured as described above suctions the lower wafer W2 transported by the transport device 61 with the suction surface 400 of the lower chuck 231A in a deformed state.
  • the control device 90 selects the outer center pattern to pick up the lower wafer W2 from the outside and the outer center pattern to pick up the lower wafer W2 from the center, depending on the warped state of the lower wafer W2, as described above. Perform the center outer pattern as appropriate.
  • control device 90 makes a determination that takes into account the amount of protrusion of the central region A of the suction surface 400 (the curvature of the entire suction surface 400) in addition to the warped state of the lower wafer W2. conduct.
  • the suction surface 400 of the lower chuck 231A protrudes by 150 ⁇ m, but the outer edge of the lower wafer W2 in the Y-axis direction is warped by ⁇ 300 ⁇ m, the suction surface 400 in the Y-axis direction
  • the curvature of the lower wafer W2 in the Y-axis direction is larger than the curvature of the lower wafer W2.
  • the control device 90 selects an outer center pattern that performs a suction operation from the outer edge (ch7, ch8: see FIG. 11) of the lower wafer W2 toward the center (ch1: see FIG. 11). Thereby, it is possible to suppress the outer edge of the lower wafer W2 in the Y-axis direction from expanding.
  • the control device 90 selects the center outer pattern in which the suction operation is performed from the center (ch1: see FIG.
  • the control device 90 always selects the center outer pattern for + warpage. Thereby, the bonding module 41A can smoothly extend the bonding surface W2j against the + warpage of the lower wafer W2.
  • the bonding module 41A by selecting the outer center pattern or the center outer pattern and sucking the lower wafer W2, it is possible to improve the distribution of residual stress on the lower wafer W2. .
  • the adsorption surface 400 is formed into a curved surface, it is possible to reduce the difference in elongation rate between the upper wafer W1 and the lower wafer W2 during bonding, and the difference in the elongation rate between the upper wafer W1 and the lower wafer W2 after bonding can be reduced. The deviation can be reduced.
  • the substrate processing apparatus and substrate processing method according to the embodiments disclosed herein are illustrative in all respects and are not restrictive.
  • the embodiments can be modified and improved in various ways without departing from the scope and spirit of the appended claims.
  • the matters described in the plurality of embodiments described above may be configured in other ways without being inconsistent, and may be combined without being inconsistent.
  • Bonding equipment substrate processing equipment
  • Control device control unit
  • 231A Lower chuck holding part
  • 400 Adsorption surface 310
  • Adsorption pressure generation part A Central area C Outer area W2 Lower wafer

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Abstract

基板処理装置は、基板を吸着する吸着面に、円状の中央領域と、中央領域よりも外側に配置される円環状の外側領域とを有する保持部と、中央領域と、外側領域の周方向上の一部位に設定された外側第１ゾーンと、外側領域の周方向上の外側第１ゾーンとは異なる部位に設定された外側第２ゾーンと、に個別に吸着圧力を発生させる吸着圧力発生部と、吸着圧力発生部を制御する制御部と、を備える。制御部は、基板の反り状態に応じて、外側第１ゾーン、中央領域の順に吸着圧力を発生させる外側中央パターンと、中央領域、外側第１ゾーンの順に吸着圧力を発生させる中央外側パターンと、を選択する。

Description

基板処理装置、および基板処理方法
　本開示は、基板処理装置、および基板処理方法に関する。
　特許文献１には、上側の基板を上方から吸着する上チャックと、下側の基板を下方から吸着する下チャックとを備え、二枚の基板を向い合せて接合する接合装置が開示されている。基板の接合において、接合装置は、上チャックの基板の中心部を押し下げて、下チャックの基板の中心部と接触させ、二枚の基板の中心部同士を分子間力により接合させ、この接合領域を中心部から外周部に広げていく。
　上記のように基板を吸着して保持する基板処理装置は、チャックに基板を単純に吸着させた場合、基板に反り等が発生している等の原因により基板の残留ストレスが大きい状態で基板処理を行う可能性がある。
特開２０１５－０９５５７９号公報
　本開示は、基板の残留ストレスの分布を改善して基板を適切に吸着することができる技術を提供する。
　本開示の一態様によれば、基板を吸着する吸着面に、円状の中央領域と、前記中央領域よりも外側に配置される円環状の外側領域とを有する保持部と、前記中央領域と、前記外側領域の周方向上の一部位に設定された外側第１ゾーンと、前記外側領域の周方向上の前記外側第１ゾーンとは異なる部位に設定された外側第２ゾーンと、に個別に吸着圧力を発生させる吸着圧力発生部と、前記吸着圧力発生部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記基板の反り状態に応じて、前記外側第１ゾーン、前記中央領域の順に吸着圧力を発生させる外側中央パターンと、前記中央領域、前記外側第１ゾーンの順に吸着圧力を発生させる中央外側パターンと、を選択する、基板処理装置が提供される。
　一態様によれば、基板の残留ストレスの分布を改善して基板を適切に吸着することができる。
本開示の一実施形態に係る接合装置を示す平面図である。 図１の接合装置の側面図である。 第１基板及び第２基板の一例を示す側面図である。 接合装置の接合方法を示すフローチャートである。 第１実施形態に係る接合モジュールの一例を示す平面図である。 図５の接合モジュールの側面図である。 上チャック及び下チャックの一例を示す断面図である。 図４のステップＳ１０９の詳細を示すフローチャートである。 図９（Ａ）は、図８のステップＳ１１２における動作の一例を示す側面図である。図９（Ｂ）は、図９（Ａ）に続く動作を示す側面図である。図９（Ｃ）は、図９（Ｂ）に続く動作を示す側面図である。 図１０（Ａ）は、図８のステップＳ１１３における動作の一例を示す断面図である。図１０（Ｂ）は、図８のステップＳ１１４における動作の一例を示す断面図である。図１０（Ｃ）は、図１０（Ｂ）に続く動作を示す断面図である。 下チャックの吸着面の一例を示す平面図である。 図１２（Ａ）は、下ウェハの反りの一例を示す斜視図である。図１２（Ｂ）は、Ｙ軸方向における吸着面と下ウェハの関係を示す説明図である。図１２（Ｃ）は、Ｘ軸方向における吸着面と下ウェハの関係を示す説明図である。 下ウェハのＸ軸方向の反りとＹ軸方向の反りとの関係を示す説明図である。 図１４（Ａ）は、下ウェハの吸着動作の一例を示す平面図である。図１４（Ｂ）は、図１４（Ａ）に続く動作を示す平面図である。図１４（Ｃ）は、図１４（Ｂ）に続く動作を示す平面図である。図１４（Ｄ）は、図１４（Ｃ）に続く動作を示す平面図である。図１４（Ｅ）は、図１４（Ｄ）に続く動作を示す平面図である。図１４（Ｆ）は、図１４（Ｅ）に続く動作を示す平面図である。 下ウェハの反り状態に応じた吸着動作の例を示す表である。 第２実施形態に係る接合モジュールの側面図である。 下ウェハのＸ軸方向の反りおよびＹ軸方向の反りと、吸着面の曲面との関係を示す説明図である。
　以下、図面を参照して本開示を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
　本開示の基板処理装置として、図１および図２に示す接合装置１について代表的に説明していく。なお、本開示の基板処理装置は、接合装置１に限定されず、基板を保持する保持部を備え、保持部で保持した基板を処理するものであればよい。他の基板処理装置の例としては、露光装置、温度調節装置等があげられる。露光装置は、保持部により基板を保持して、基板の上にマスクパターンを転写する装置である。温度調節装置は、保持部により基板を保持して、基板の温度を調節する装置である。
　接合装置１は、図３に示すように、第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２とを接合し、接合基板Ｔを作製する。第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２のうち少なくとも１つは、例えばシリコンウェハや化合物半導体ウェハなどの半導体基板に複数の電子回路が形成された基板である。第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２のうち１つは、電子回路が形成されていないベアウェハであってもよい。化合物半導体ウェハは、特に限定されないが、例えばＧａＡｓウェハ、ＳｉＣウェハ、ＧａＮウェハ、またはＩｎＰウェハである。
　第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２とは、略同形状（同径）の円板に形成されている。接合装置１は、第１基板Ｗ１のＺ軸負方向側（鉛直方向下側）に第２基板Ｗ２を配置して、第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２を接合する。よって以下、第１基板Ｗ１を「上ウェハＷ１」、第２基板Ｗ２を「下ウェハＷ２」、接合基板Ｔを「接合ウェハＴ」という場合がある。また以下では、上ウェハＷ１の板面のうち、下ウェハＷ２と接合される側の板面を「接合面Ｗ１ｊ」といい、接合面Ｗ１ｊとは反対側の板面を「非接合面Ｗ１ｎ」という。また、下ウェハＷ２の板面のうち、上ウェハＷ１と接合される側の板面を「接合面Ｗ２ｊ」といい、接合面Ｗ２ｊとは反対側の板面を「非接合面Ｗ２ｎ」という。
　図１に示すように、接合装置１は、搬入出ステーション２と、処理ステーション３とをＸ軸正方向に向かって順に備える。搬入出ステーション２および処理ステーション３は、一体的に接続されている。
　搬入出ステーション２は、載置台１０と、搬送領域２０とを備える。載置台１０は、複数の載置板１１を備える。各載置板１１には、複数枚（例えば、２５枚）の基板を水平状態で収容するカセットＣＳ１、ＣＳ２、ＣＳ３がそれぞれ載置される。カセットＣＳ１は上ウェハＷ１を収容するカセットであり、カセットＣＳ２は下ウェハＷ２を収容するカセットであり、カセットＣＳ３は接合ウェハＴを収容するカセットである。なお、カセットＣＳ１、ＣＳ２において、上ウェハＷ１および下ウェハＷ２は、それぞれ接合面Ｗ１ｊ、Ｗ２ｊを上面にした状態で向きを揃えて収容される。
　搬送領域２０は、載置台１０のＸ軸正方向側に隣接して配置され、Ｙ軸方向に延在する搬送路２１と、この搬送路２１に沿って移動可能な搬送装置２２と、を備える。搬送装置２２は、Ｘ軸方向にも移動可能かつＺ軸周りに旋回可能であり、載置台１０上に載置されたカセットＣＳ１～ＣＳ３と、後述する処理ステーション３の第３処理ブロックＰＢ３との間で、上ウェハＷ１、下ウェハＷ２および接合ウェハＴの搬送を行う。
　処理ステーション３は、例えば、３つの処理ブロックＰＢ１、ＰＢ２、ＰＢ３を備える。第１処理ブロックＰＢ１は、処理ステーション３の背面側（図１のＹ軸正方向側）に設けられる。第２処理ブロックＰＢ２は、処理ステーション３の正面側（図１のＹ軸負方向側）に設けられる。第３処理ブロックＰＢ３は、処理ステーション３の搬入出ステーション２側（図１のＸ軸負方向側）に設けられる。
　また、処理ステーション３は、第１処理ブロックＰＢ１～第３処理ブロックＰＢ３に囲まれた領域に、搬送装置６１を有する搬送領域６０を備える。例えば、搬送装置６１は、鉛直方向、水平方向および鉛直軸周りに移動自在な搬送アームを有する。搬送装置６１は、搬送領域６０内を移動し、搬送領域６０に隣接する第１処理ブロックＰＢ１、第２処理ブロックＰＢ２および第３処理ブロックＰＢ３内の装置に上ウェハＷ１、下ウェハＷ２および接合ウェハＴを搬送する。
　第１処理ブロックＰＢ１は、例えば、表面改質装置３３と、表面親水化装置３４とを有する。表面改質装置３３は、上ウェハＷ１の接合面Ｗ１ｊおよび下ウェハＷ２の接合面Ｗ２ｊを改質する。表面親水化装置３４は、改質された上ウェハＷ１の接合面Ｗ１ｊおよび下ウェハＷ２の接合面Ｗ２ｊを親水化する。
　例えば、表面改質装置３３は、接合面Ｗ１ｊ、Ｗ２ｊにおけるＳｉＯ２の結合を切断し、Ｓｉの未結合手を形成し、その後の親水化を可能にする。表面改質装置３３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が励起されてプラズマ化され、イオン化される。そして、酸素イオンが、上ウェハＷ１の接合面Ｗ１ｊおよび下ウェハＷ２の接合面Ｗ２ｊに照射されることにより、接合面Ｗ１ｊ、Ｗ２ｊがプラズマ処理されて改質される。処理ガスは、酸素ガスには限定されず、窒素ガス等でもよい。
　表面親水化装置３４は、純水等の親水化処理液によって、上ウェハＷ１の接合面Ｗ１ｊおよび下ウェハＷ２のＷ２ｊを親水化する。表面親水化装置３４は、接合面Ｗ１ｊ、Ｗ２ｊを洗浄する役割も有する。表面親水化装置３４では、例えばスピンチャックに保持された上ウェハＷ１または下ウェハＷ２を回転させながら、当該上ウェハＷ１または下ウェハＷ２上に純水を供給する。これにより、純水が接合面Ｗ１ｊ、Ｗ２ｊ上を拡散し、Ｓｉの未結合手にＯＨ基が付き、接合面Ｗ１ｊ、Ｗ２ｊが親水化される。
　図２に示すように、第２処理ブロックＰＢ２は、例えば、接合モジュール４１と、第１温度調節装置４２と、第２温度調節装置４３とを有する。接合モジュール４１は、親水化された上ウェハＷ１と下ウェハＷ２とを接合し、接合ウェハＴを作製する。第１温度調節装置４２は、接合ウェハＴを作製前に、上ウェハＷ１の温度分布を調節する。第２温度調節装置４３は、接合ウェハＴを作製前に、下ウェハＷ２の温度分布を調節する。なお、本実施形態において、第１温度調節装置４２および第２温度調節装置４３は、接合モジュール４１とは別に設けられるが、接合モジュール４１の一部として設けられてもよい。
　第３処理ブロックＰＢ３は、例えば、上方から下方に向かって、第１位置調節装置５１、第２位置調節装置５２、およびトランジション装置５３、５４を順に備える。なお、第３処理ブロックＰＢ３における各装置の配置場所は、図２に示す配置場所には限定されない。第１位置調節装置５１は、上ウェハＷ１の水平方向の向きを調節し、また、上ウェハＷ１を上下反転し、上ウェハＷ１の接合面Ｗ１ｊを下向きにする。第２位置調節装置５２は、下ウェハＷ２の水平方向の向きを調節する。トランジション装置５３は、上ウェハＷ１を一時的に載置する。また、トランジション装置５４は、下ウェハＷ２や接合ウェハＴを一時的に載置する。
　図１に戻り、接合装置１は、各構成を制御する制御装置（制御部）９０を備える。制御装置９０は、１以上のプロセッサ９１、メモリ９２、図示しない入出力インタフェースおよび電子回路を有する制御用コンピュータである。１以上のプロセッサ９１は、ＣＰＵ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、複数のディスクリート半導体からなる回路等のうち１つまたは複数を組み合わせたものであり、メモリ９２に記憶されたプログラムを実行処理する。メモリ９２は、不揮発性メモリおよび揮発性メモリを含み、制御装置９０の記憶部を形成している。
　次に、図４を参照して、本実施形態の接合方法について説明する。図４に示すステップＳ１０１～Ｓ１０９は、制御装置９０による制御下に実施される。
　接合方法において、作業者または搬送ロボット（不図示）は、複数枚の上ウェハＷ１を収容したカセットＣＳ１、複数枚の下ウェハＷ２を収容したカセットＣＳ２、および空のカセットＣＳ３を、搬入出ステーション２の載置台１０上に載置する。
　接合装置１は、搬送装置２２によりカセットＣＳ１内の上ウェハＷ１を取り出し、処理ステーション３の第３処理ブロックＰＢ３のトランジション装置５３に搬送する。その後、接合装置１は、搬送装置６１により、トランジション装置５３から上ウェハＷ１を取り出し、第１処理ブロックＰＢ１の表面改質装置３３に搬送する。
　次に、接合装置１は、表面改質装置３３により、上ウェハＷ１の接合面Ｗ１ｊを改質する（ステップＳ１０１）。表面改質装置３３は、接合面Ｗ１ｊを上に向けた状態で接合面Ｗ１ｊを改質する。その後、搬送装置６１は、表面改質装置３３から上ウェハＷ１を取り出して、表面親水化装置３４に搬送する。
　そして、接合装置１は、表面親水化装置３４により、上ウェハＷ１の接合面Ｗ１ｊを親水化する（ステップＳ１０２）。表面親水化装置３４は、接合面Ｗ１ｊを上に向けた状態で接合面Ｗ１ｊを親水化する。その後、搬送装置６１は、表面親水化装置３４から上ウェハＷ１を取り出し、第３処理ブロックＰＢ３の第１位置調節装置５１に搬送する。
　接合装置１は、第１位置調節装置５１により、上ウェハＷ１の水平方向の向きを調節すると共に、上ウェハＷ１の上下を反転する（ステップＳ１０３）。これにより、上ウェハＷ１のノッチが所定の方位に向けられ、上ウェハＷ１の接合面Ｗ１ｊが下に向けられる。その後、搬送装置６１は、第１位置調節装置５１から上ウェハＷ１を取り出し、第２処理ブロックＰＢ２の第１温度調節装置４２に搬送する。
　接合装置１は、第１温度調節装置４２により、上ウェハＷ１の温度を調節する（ステップＳ１０４）。上ウェハＷ１の温調は、上ウェハＷ１の接合面Ｗ１ｊを下に向けた状態で実施される。その後、搬送装置６１は、第１温度調節装置４２から上ウェハＷ１を取り出し、接合モジュール４１に搬送する。
　接合装置１は、上ウェハＷ１に対する上記の処理と並行して、下ウェハＷ２に対する処理を実施する。まず、接合装置１は、搬送装置２２によりカセットＣＳ２内の下ウェハＷ２を取り出し、処理ステーション３の第３処理ブロックＰＢ３のトランジション装置５４に搬送する。その後、搬送装置６１は、トランジション装置５４から下ウェハＷ２を取り出し、第１処理ブロックＰＢ１の表面改質装置３３に搬送する。
　接合装置１は、表面改質装置３３により、下ウェハＷ２の接合面Ｗ２ｊを改質する（ステップＳ１０５）。表面改質装置３３は、接合面Ｗ２ｊを上に向けた状態で接合面Ｗ２ｊを改質する。その後、搬送装置６１は、表面改質装置３３から下ウェハＷ２を取り出し、表面親水化装置３４に搬送する。
　接合装置１は、表面親水化装置３４により、下ウェハＷ２の接合面Ｗ２ｊを親水化する（ステップＳ１０６）。表面親水化装置３４は、接合面Ｗ２ｊを上に向けた状態で接合面Ｗ２ｊを親水化する。その後、搬送装置６１は、表面親水化装置３４から下ウェハＷ２を取り出し、第３処理ブロックＰＢ３の第２位置調節装置５２に搬送する。
　接合装置１は、第２位置調節装置５２により、下ウェハＷ２の水平方向の向きを調節する（ステップＳ１０７）。これにより、下ウェハＷ２のノッチが所定の方位に向けられる。その後、搬送装置６１は、第２位置調節装置５２から下ウェハＷ２を取り出し、第２処理ブロックＰＢ２の第２温度調節装置４３に搬送する。
　接合装置１は、第２温度調節装置４３により、下ウェハＷ２の温度を調節する（ステップＳ１０８）。下ウェハＷ２の温調は、下ウェハＷ２の接合面Ｗ２ｊを上に向けた状態で実施される。その後、搬送装置６１は、第２温度調節装置４３から下ウェハＷ２を取り出し、接合モジュール４１に搬送する。
　そして、接合装置１は、接合モジュール４１において、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２を接合し接合ウェハＴを作製する（ステップＳ１０９）。接合ウェハＴの作製後、搬送装置６１は、接合モジュール４１から接合ウェハＴを取り出し、第３処理ブロックＰＢ３のトランジション装置５４に搬送する。
　最後に、接合装置１は、搬送装置２２により、トランジション装置５４から接合ウェハＴを取り出し、載置台１０上のカセットＣＳ３に搬送する。これにより、一連の処理が終了する。
〔第１実施形態〕
　次に、図５～図７を参照して、第１実施形態に係る接合モジュール４１の一例について説明する。図５に示すように、接合モジュール４１は、内部を密閉可能な処理容器２１０を有する。処理容器２１０の搬送領域６０側の側面には搬入出口２１１が形成され、当該搬入出口２１１には開閉シャッタ２１２が設けられる。上ウェハＷ１、下ウェハＷ２および接合ウェハＴは、搬入出口２１１を介して搬入出される。
　図６に示すように、処理容器２１０の内部には、上チャック２３０と下チャック２３１とが設けられる。上チャック２３０は、上ウェハＷ１の接合面Ｗ１ｊを下に向けて、上ウェハＷ１を上方から保持する。また、下チャック２３１は、上チャック２３０の下方に設けられ、下ウェハＷ２の接合面Ｗ２ｊを上に向けて、下ウェハＷ２を下方から保持する。
　上チャック２３０は、処理容器２１０の天井面に設けられた支持部材２８０に支持される。一方、下チャック２３１は、当該下チャック２３１の下方に設けられた第１下チャック移動部２９１に支持される。
　第１下チャック移動部２９１は、後述するように下チャック２３１を水平方向（Ｙ軸方向）に移動させる。また、第１下チャック移動部２９１は、下チャック２３１を鉛直方向に移動自在、かつ鉛直軸回りに回転可能に構成される。
　第１下チャック移動部２９１は、当該第１下チャック移動部２９１の下面側に設けられ、水平方向（Ｙ軸方向）に延在する一対のレール２９５に取り付けられる。第１下チャック移動部２９１は、レール２９５に沿って移動自在に構成される。レール２９５は、第２下チャック移動部２９６に設けられる。
　第２下チャック移動部２９６は、当該第２下チャック移動部２９６の下面側に設けられ、水平方向（Ｘ軸方向）に延在する一対のレール２９７に取り付けられる。第２下チャック移動部２９６は、レール２９７に沿って移動自在に構成される。なお、一対のレール２９７は、処理容器２１０の底面に設けられた載置台２９８上に設けられる。
　第１下チャック移動部２９１と、第２下チャック移動部２９６とによって、移動機構２９０が構成される。移動機構２９０は、上チャック２３０に対して下チャック２３１を相対移動させる。また、移動機構２９０は、基板受渡位置と、接合位置との間で下チャック２３１を移動させる。
　基板受渡位置は、上チャック２３０が上ウェハＷ１を搬送装置６１から受け取り、また、下チャック２３１が下ウェハＷ２を搬送装置６１から受け取り、下チャック２３１が接合ウェハＴを搬送装置６１に受け渡す位置である。基板受渡位置は、ｎ（ｎは１以上の自然数）回目の接合で作製された接合ウェハＴの搬出と、ｎ＋１回目の接合で接合される上ウェハＷ１および下ウェハＷ２の搬入とが連続して行われる位置である。基板受渡位置は、例えば図５および図６に示す位置である。
　搬送装置６１は、上ウェハＷ１を上チャック２３０に渡す際に、上チャック２３０の真下に進入する。また、搬送装置６１は、接合ウェハＴを下チャック２３１から受け取り、下ウェハＷ２を下チャック２３１に渡す際に、下チャック２３１の真上に進入する。搬送装置６１が進入しやすいように、上チャック２３０と下チャック２３１とは横にずらされており、上チャック２３０と下チャック２３１の鉛直方向の間隔も大きい。
　一方、接合位置は、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２とを所定の間隔をおいて向かい合わせた位置（対向位置）である。接合位置は、例えば図７に示す位置である。接合位置では、基板受渡位置に比べて、鉛直方向における上ウェハＷ１と下ウェハＷ２との間隔が狭い。また、接合位置では、基板受渡位置とは異なり、鉛直方向視にて上ウェハＷ１と下ウェハＷ２とが重なっている。
　移動機構２９０は、上チャック２３０と下チャック２３１の相対位置を、水平方向（Ｘ軸方向およびＹ軸方向の両方向）と、鉛直方向とに移動させる。なお、移動機構２９０は、本実施形態では下チャック２３１を移動させるが、下チャック２３１と上チャック２３０のいずれを移動させてもよく、両者を移動させてもよい。また、移動機構２９０は、上チャック２３０または下チャック２３１を鉛直軸周りに回転させてもよい。
　図７に示すように、上チャック２３０は、当該上チャック２３０の径方向に沿って複数（例えば３つ）の領域２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃに区画される。これら領域２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃは、上チャック２３０の中心から外縁に向けてこの順で設けられる。領域２３０ａは、平面視で正円状に形成されており、領域２３０ｂ、２３０ｃは平面視で円環状に形成されている。
　各領域２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃには、吸引管２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃがそれぞれ独立して設けられる。各吸引管２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃには、異なる真空ポンプ２４１ａ、２４１ｂ、２４１ｃがそれぞれ接続される。上チャック２３０は、各領域２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃ毎に、上ウェハＷ１を真空吸着可能である。
　上チャック２３０には、鉛直方向に昇降自在な複数の保持ピン２４５が設けられる。複数の保持ピン２４５は、真空ポンプ２４６に接続され、真空ポンプ２４６の作動によって上ウェハＷ１を真空吸着する。上ウェハＷ１は、複数の保持ピン２４５の下端に真空吸着される。複数の保持ピン２４５の代わりに、リング状の吸着パッドが用いられてもよい。
　複数の保持ピン２４５は、図示しない駆動部により下降することで、上チャック２３０の吸着面から突出する。その状態で、複数の保持ピン２４５は、上ウェハＷ１を真空吸着し、搬送装置６１から受け取る。その後、複数の保持ピン２４５が上昇して、上ウェハＷ１が上チャック２３０の吸着面に接触する。続いて、上チャック２３０は、真空ポンプ２４１ａ、２４１ｂ、２４１ｃの作動によって、各領域２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃにおいて上ウェハＷ１を水平に真空吸着する。
　また、上チャック２３０は、当該上チャック２３０を鉛直方向に貫通する貫通孔２４３を中心部に備える。貫通孔２４３には、押動部２５０が挿通される。押動部２５０は、下ウェハＷ２と間隔をあけて配置された上ウェハＷ１の中心を押し下げることで、上ウェハＷ１を下ウェハＷ２に接触させる。
　押動部２５０は、押動ピン２５１と、当該押動ピン２５１の昇降ガイドである外筒２５２とを有する。押動ピン２５１は、例えばモータを内蔵した駆動部（図示せず）によって、貫通孔２４３に挿通され、上チャック２３０の吸着面から突出し、上ウェハＷ１の中心を押し下げる。
　また、下チャック２３１も、下ウェハＷ２を吸着する吸着面３００において、複数の区画された領域を有する。この下チャック２３１の吸着面３００の構成については後に詳述する。
　この下チャック２３１には、鉛直方向に昇降自在な複数（例えば、３つ）の保持ピン２６５が設けられる。下ウェハＷ２は、複数の保持ピン２６５の上端に載置される。なお、下ウェハＷ２は、複数の保持ピン２６５の上端に真空吸着されてもよい。
　複数の保持ピン２６５は、上昇することで、下チャック２３１の吸着面３００から突出する。その状態で、複数の保持ピン２６５は、下ウェハＷ２を搬送装置６１から受け取る。その後、複数の保持ピン２６５が下降することで、下ウェハＷ２が下チャック２３１の吸着面３００に接触する。続いて、下チャック２３１は、吸着面３００の複数の領域において下ウェハＷ２を水平に真空吸着する。
　次に、図８～図１０を参照して、図４のステップＳ１０９における接合ウェハＴを作製する工程について詳述する。図８に示すように、制御装置９０は、搬送装置６１により接合モジュール４１に対して上ウェハＷ１と下ウェハＷ２を搬入する（ステップＳ１１１）。搬入後の上チャック２３０と下チャック２３１の相対位置は、図６および図７に示す基板受渡位置である。
　次に、制御装置９０は、移動機構２９０により、上チャック２３０と下チャック２３１の相対位置を基板受渡位置から図７に示す接合位置に移動させる（ステップＳ１１２）。このステップＳ１１２において、制御装置９０は、図９に示すように第１カメラＳ１と第２カメラＳ２とを用いて、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２の位置合わせを行う。
　第１カメラＳ１は、上チャック２３０に固定されており、下チャック２３１に保持された下ウェハＷ２を撮像する。下ウェハＷ２の接合面Ｗ２ｊには、予め複数の基準点Ｐ２１～Ｐ２３が形成される。基準点Ｐ２１～Ｐ２３としては、電子回路等のパターンが用いられる。基準点の数は、任意に設定可能である。
　一方、第２カメラＳ２は、下チャック２３１に固定されており、上チャック２３０に保持された上ウェハＷ１を撮像する。上ウェハＷ１の接合面Ｗ１ｊには、予め複数の基準点Ｐ１１～Ｐ１３が形成されている。基準点Ｐ１１～Ｐ１３としては、電子回路等のパターンが用いられる。基準点の数は、任意に設定可能である。
　図９（Ａ）に示すように、接合モジュール４１は、移動機構２９０により、第１カメラＳ１と第２カメラＳ２の相対的な水平方向位置を調整する。具体的には、第２カメラＳ２が第１カメラＳ１の略真下に位置するように、移動機構２９０が下チャック２３１を水平方向に移動させる。そして、第１カメラＳ１と第２カメラＳ２とが共通のターゲットＸを撮像し、第１カメラＳ１と第２カメラＳ２の水平方向位置が一致するように、移動機構２９０が第２カメラＳ２の水平方向位置を微調整する。
　次に、図９（Ｂ）に示すように、移動機構２９０は、下チャック２３１を鉛直上方に移動させて、上チャック２３０と下チャック２３１の水平方向位置を調整する。具体的には、移動機構２９０が下チャック２３１を水平方向に移動させながら、第１カメラＳ１が下ウェハＷ２の基準点Ｐ２１～Ｐ２３を順次撮像すると共に、第２カメラＳ２が上ウェハＷ１の基準点Ｐ１１～Ｐ１３を順次撮像する。なお、図９（Ｂ）は、第１カメラＳ１が下ウェハＷ２の基準点Ｐ２１を撮像すると共に、第２カメラＳ２が上ウェハＷ１の基準点Ｐ１１を撮像する様子を示している。
　第１カメラＳ１および第２カメラＳ２は、撮像した画像データを制御装置９０に送信する。制御装置９０は、第１カメラＳ１で撮像した画像データと第２カメラＳ２で撮像した画像データとに基づいて移動機構２９０を制御し、鉛直方向視にて上ウェハＷ１の基準点Ｐ１１～Ｐ１３と下ウェハＷ２の基準点Ｐ２１～Ｐ２３とが合致するように下チャック２３１の水平方向位置を調整する。
　次に、図９（Ｃ）に示すように、移動機構２９０は、下チャック２３１を鉛直上方に移動させる。その結果、下ウェハＷ２の接合面Ｗ２ｊと上ウェハＷ１の接合面Ｗ１ｊとの間隔Ｇ（図７参照）は、予め定められた距離、例えば８０μｍ～２００μｍになる。間隔Ｇの調整は、第１変位計Ｓ３と、第２変位計Ｓ４とを用いる。
　第１変位計Ｓ３は、上チャック２３０に固定されており、下チャック２３１に保持された下ウェハＷ２の厚みを測定する。第１変位計Ｓ３は、例えば、下ウェハＷ２に対して光を照射し、下ウェハＷ２の上下両面で反射された反射光を受光することで、下ウェハＷ２の厚みを測定する。厚みの測定は、例えば、移動機構２９０が下チャック２３１を水平方向に移動させる際に実施される。第１変位計Ｓ３の測定方式は、例えば、共焦点方式、分光干渉方式または三角測距方式等である。第１変位計Ｓ３の光源は、ＬＥＤまたはレーザである。
　一方、第２変位計Ｓ４は、下チャック２３１に固定されており、上チャック２３０に保持された上ウェハＷ１の厚みを測定する。第２変位計Ｓ４は、例えば、上ウェハＷ１に対して光を照射し、上ウェハＷ１の上下両面で反射された反射光を受光することで、上ウェハＷ１の厚みを測定する。厚みの測定は、例えば、移動機構２９０が下チャック２３１を水平方向に移動させる際に実施される。第２変位計Ｓ４の測定方式は、例えば共焦点方式、分光干渉方式または三角測距方式等である。第２変位計Ｓ４の光源は、ＬＥＤまたはレーザである。
　各第１変位計Ｓ３および各第２変位計Ｓ４は、測定した測定情報を、制御装置９０に送信する。制御装置９０は、各第１変位計Ｓ３で測定した測定情報と各第２変位計Ｓ４で測定した測定情報とに基づいて移動機構２９０を制御し、間隔Ｇが設定値になるように下チャック２３１の鉛直方向位置を調整する。
　次に、真空ポンプ２４１ａの作動が停止され、図１０（Ａ）に示すように、領域２３０ａにおける上ウェハＷ１の真空吸着が解除される。その後、押動部２５０の押動ピン２５１が下降して上ウェハＷ１の中心を押し下げることで、上ウェハＷ１を下ウェハＷ２に接触させる（ステップＳ１１３）。その結果、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２の中心同士が接合される。
　上ウェハＷ１の接合面Ｗ１ｊと下ウェハＷ２の接合面Ｗ２ｊはそれぞれ改質されているため、まず、接合面Ｗ１ｊ、Ｗ２ｊ間にファンデルワールス力（分子間力）が生じ、当該接合面Ｗ１ｊ、Ｗ２ｊ同士が接合される。さらに、上ウェハＷ１の接合面Ｗ１ｊと下ウェハＷ２の接合面Ｗ２ｊはそれぞれ親水化済みであるので、親水基（例えばＯＨ基）が水素結合し、接合面Ｗ１ｊ、Ｗ２ｊ同士が強固に接合される。
　次に、制御装置９０は、真空ポンプ２４１ｂの作動を停止し、図１１（Ｂ）に示すように、領域２３０ｂにおける上ウェハＷ１の真空吸着を解除する。続いて、制御装置９０は、真空ポンプ２４１ｃの作動を停止し、図１１（Ｃ）に示すように、領域２３０ｃにおける上ウェハＷ１の真空吸着を解除する。
　このように、上ウェハＷ１の中心から周縁に向けて、上ウェハＷ１の真空吸着が段階的に解除され、上ウェハＷ１が下ウェハＷ２に段階的に落下して当接する。そして、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２の接合は、中心から周縁に向けて順次進行する（ステップＳ１１４）。これより、上ウェハＷ１の接合面Ｗ１ｊと下ウェハＷ２の接合面Ｗ２ｊとが全面で当接し、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２とが接合され、接合ウェハＴが得られる。その後、接合装置１は、押動ピン２５１を元の位置まで上昇させる。
　接合ウェハＴの形成後、制御装置９０は、移動機構２９０により、上チャック２３０と下チャック２３１の相対位置を、図８に示す接合位置から図６および図７に示す基板受渡位置に移動する（ステップＳ１１５）。例えば、移動機構２９０は、先ず下チャック２３１を下降させ、下チャック２３１と上チャック２３０の鉛直方向の間隔を広げる。続いて、移動機構２９０は、下チャック２３１を横に移動させ、下チャック２３１と上チャック２３０を横にずらす。
　その後、制御装置９０は、搬送装置６１により、接合モジュール４１に対する接合ウェハＴの搬出を行う（ステップＳ１１６）。具体的には、先ず、下チャック２３１が接合ウェハＴの保持を解除する。続いて、複数の保持ピン２６５が上昇し、接合ウェハＴを搬送装置６１に渡す。その後、複数の保持ピン２６５が元の位置まで下降する。
　次に、下チャック２３１の吸着面３００の構成について、図１１を参照しながら説明する。なお、本開示の技術は、上チャック２３０の吸着面にも適用可能である。図１１において、ハッチングで示す領域は、吸着圧力を発生させる領域である。下チャック２３１の吸着面３００は、個別に吸着圧力を発生させる複数の領域を有する。
　例えば、吸着面３００は、円環状のリブ３０１、３０２、３０３により、中央領域Ａと、中間領域Ｂと、外側領域Ｃとに区画される。中央領域Ａと、中間領域Ｂと、外側領域Ｃとは、吸着面３００の中心から外縁に向けて、この順番で、同心円状に配置されている。具体的には、中央領域Ａは、正円状に形成されている。中間領域Ｂは、中央領域Ａの外側隣接位置において円環状に形成されている。外側領域Ｃは、中間領域Ｂの外側隣接位置において円環状に形成されている。なお、吸着面３００は、中間領域Ｂを含まずに、中央領域Ａの外側隣接位置が外側領域Ｃであってもよい。逆に、吸着面３００は、中央領域Ａと外側領域Ｃの間に、複数の円環状の中間領域Ｂを備えてもよい。
　中間領域Ｂは、複数の放射状のリブ３０５によって、８つの円弧状のゾーン（小領域：一部位）に区画されている。同様に、外側領域Ｃは、各リブ３０５によって、８つの円弧状のゾーンに区画されている。なお、中間領域Ｂの区画数と、外側領域Ｃの区画数とは、同じでもよく、異なっていてもよい。
　中央領域Ａ、中間領域Ｂの８つのゾーンおよび外側領域Ｃの８つのゾーンは、下ウェハＷ２を個別に吸引可能に構成される。ただし、本実施形態に係る下チャック２３１は、合計１７のゾーンに対して１０個の吸引機構３１１を接続しており、吸着面３００を１０のチャネルのゾーン毎に吸引する。つまり、吸着面３００は、合計１７のゾーンのうち、同じ吸引機構３１１によって吸引を行うゾーンを有している。
　詳細には、中央領域Ａについては、１つのゾーン（ｃｈ１）を設定して所定の吸引機構３１１に接続している。一方、中間領域Ｂは、３つのゾーン（ｃｈ２～ｃｈ４）を設定している。中央領域Ａを基点としてＸ軸方向（図１１中の左右）に隣接する２つのゾーンがｃｈ２である。中央領域Ａを基点としてＹ軸方向（図１１中の上下）に隣接する２つのゾーンがｃｈ３である。そして、中間領域Ｂにおいてｃｈ２のゾーンとｃｈ３のゾーンとに挟まれた４つのゾーンがｃｈ４である。一方、外側領域Ｃは、６つのゾーン（ｃｈ５～ｃｈ１０）を設定している。中間領域ＢのＸ軸正方向（図１１中の左）に隣接する１つのゾーンがｃｈ５である。中間領域ＢのＸ軸負方向（図１１中の右）に隣接する１つのゾーンがｃｈ６である。中間領域ＢのＹ軸負方向（図１１中の上）に隣接する１つのゾーンがｃｈ７である。中間領域ＢのＹ軸正方向（図１１中の下）に隣接する１のゾーンがｃｈ８である。そして、外側領域Ｃにおいてｃｈ５のゾーンとｃｈ７のゾーンとに挟まれたゾーン、およびｃｈ６のゾーンとｃｈ７のゾーンとに挟まれたゾーンがｃｈ９である。同様に、外側領域Ｃにおいてｃｈ５のゾーンとｃｈ８のゾーンとに挟まれたゾーン、およびｃｈ６のゾーンとｃｈ８のゾーンとに挟まれたゾーンがｃｈ１０である。
　吸着面３００の中心を通るＸ軸線上には、Ｘ軸正方向からＸ軸負方向に向かって、ｃｈ５、ｃｈ２、ｃｈ１、ｃｈ２、ｃｈ６の各ゾーンが、この順に並んでいる。吸着面３００の中心を通るＹ軸線上には、Ｙ軸負方向からＸ軸正方向に向かって、ｃｈ７、ｃｈ３、ｃｈ１、ｃｈ３、ｃｈ８の各ゾーンが、この順に並んでいる。なお、吸着面３００は、各ゾーンのチャネルの数や場所について自由に設計し得ることは勿論である。
　接合モジュール４１には、吸着面３００の１０チャネルの各ゾーンに個別に吸着圧力を発生させる吸着圧力発生部３１０が設けられている。吸着圧力発生部３１０の各吸引機構３１１は、所定のゾーンに接続される吸引ライン３１２を有すると共に、この吸引ライン３１２上に吸引ポンプ３１３、開閉バルブ３１４および圧力制御器３１５を備える。吸着圧力発生部３１０は、制御装置９０に通信可能に接続され、制御装置９０の制御下に各吸引機構３１１を動作させる。
　各吸引機構３１１は、例えば、所定の吸引ライン３１２の吸引ポンプ３１３を作動させて開閉バルブ３１４を開放することで、その吸引ライン３１２が接続されているゾーンに吸着圧力（負圧）を発生させる。吸着圧力の大きさは、圧力制御器３１５により制御する。また、各吸引機構３１１は、所定の吸引ライン３１２の開閉バルブ３１４を閉塞すると共に、圧力制御器３１５を介して大気を導入することで、各ゾーンの吸着圧力を解除する。
　次に、図１２を参照して、下ウェハＷ２に生じる反りについて説明する。図１２（Ａ）において、白黒の階調は、下チャック２３１の吸着面３００に対する下ウェハＷ２の上面（接合面Ｗ２ｊ）の高さを表す。色が黒色に近いほど、下ウェハＷ２の上面の高さが低く、下ウェハＷ２の上面と下チャック２３１の吸着面３００との間隔が小さい。
　下ウェハＷ２の反りは、例えば、接合装置１とは別に設けられた反り測定装置５（図１参照）で測定され、制御装置９０は、反り測定装置５で測定した下ウェハＷ２の反り状態の情報を取得する。なお、反り測定装置５は、接合装置１の一部として設けられてもよい。接合装置１は、接合モジュール４１内に設けられた図示しない複数の変位計により、上ウェハＷ１の搬入時や下ウェハＷ２の搬入時に、反りを測定する構成でもよい。
　吸着圧力発生部３１０（図１１参照）により下チャック２３１の吸着面３００に吸着圧力を発生させる前に、下ウェハＷ２は、図１２（Ａ）に示すように反っていることがある。下ウェハＷ２の反りは、例えば、シリコンウェハ等の半導体基板の上に、複数の膜が積層されることで生じる。各膜は、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、ＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ　Ｌａｙｅｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、またはスピンオン法等で成膜される。成膜時の熱膨張差によって下ウェハＷ２に応力がかかり、下ウェハＷ２の反りが生じる。
　下ウェハＷ２は、２つの直交する径方向の直線を挟んで対称な反り、つまり、線対称な反りに形成されることが多い。シリコンウェハ等の半導体基板のヤング率、ポアソン比、およびせん断弾性係数が９０°周期で変化するからである。２つの直交する径方向の直線は、吸着面３００に直交する方向（Ｚ軸方向）から見て、半導体基板の特定の結晶方位に延びている。
　そして、接合装置１は、下ウェハＷ２の２つの直交する径方向の直線が下チャック２３１のＸ軸方向およびＹ軸方向に沿うように、搬送装置６１から下チャック２３１に受け渡す。例えば、下ウェハＷ２の向き（姿勢）は、上記した第２位置調節装置５２（図２参照）により調整される。
　下ウェハＷ２の反りは、下ウェハＷ２の中心を基点とした場合に、対称位置にある外縁が吸着面３００に近づく方向（鉛直方向下側）に反った形態と、対称位置にある外縁が吸着面３００から離れる方向（鉛直方向上側）に反った形態とがある。以下では、下ウェハＷ２の外縁が下方向に向かう反りを－反り（第１形態）といい、下ウェハＷ２の外縁が上方向に向かう反りを＋反り（第２形態）という。
　ここで、下ウェハＷ２のような円板状の部材は、Ｙ軸線上の２つの外縁から中心に向かって凸状に湾曲している場合、周方向に９０°ずれるＸ軸線上では２つの外縁から中心に向かって凹状に湾曲する鞍型曲面を呈する。したがって、下ウェハＷ２の反りは、２つの直交する径方向の直線において相互に逆の方向になる。つまり、図１２（Ｂ）に示すように、Ｙ軸方向の外縁に－反りが発生している場合には、図１２（Ｃ）に示すように、Ｘ軸方向の外縁に＋反りが発生している。
　次に、下ウェハＷ２の反り状態が接合面Ｗ２ｊに与える影響について、図１３を参照しながら説明する。なお、図１３では、理解の容易化のために、下ウェハＷ２のＹ軸方向の断面を黒塗りで示し、下ウェハＷ２のＸ軸方向の断面を白抜きで示して両者を重ねている。
　下ウェハＷ２の上面である接合面Ｗ２ｊは、下ウェハＷ２全体に生じる反りに伴って伸縮する。－反りが発生している径方向（図１３ではＹ軸方向）に沿った断面では、中心に対して一対の外縁が鉛直方向下側に下がっていることで、接合面Ｗ２ｊは伸びることになる。その一方で、＋反りが発生している径方向（図１３ではＸ軸方向）に沿った断面では、中心に対して一対の外縁が鉛直方向上側に上がっていることで、接合面Ｗ２ｊは縮むことになる。
　ただし、接合面Ｗ２ｊに生じる伸縮は、Ｘ軸方向における中心に対する外縁の反り量と、Ｙ軸方向における中心に対する外縁の反り量とで異なる場合がある。例えば、図１３中に示すように、Ｙ軸方向の－反りの反り量が－３００μｍであり、Ｘ軸方向の＋反りの反り量が＋７０μｍであった場合、接合面Ｗ２ｊは、Ｙ軸方向に大きく伸びている一方で、Ｘ軸方向に小さく縮んでいると言える。
　このように、接合面Ｗ２ｊにおいて伸びの影響が大きい場合には、下チャック２３１は、伸びが生じている径方向（図１３ではＹ軸方向）において接合面Ｗ２ｊが縮むように下ウェハＷ２を吸着することで、下ウェハＷ２の残留ストレスの分布を改善させる。具体的には、接合装置１は、下チャック２３１が下ウェハＷ２を吸着するタイミングにおいて、下ウェハＷ２の外縁から中心に向かって当該下ウェハＷ２を順に吸着していく。このように下チャック２３１は、先に下ウェハＷ２の外縁を固定することにより、下ウェハＷ２の中心に向かって接合面Ｗ２ｊを縮ませるように誘導できる。以下、吸着面３００において下ウェハＷ２の外縁から中心に向かう吸着動作を、外側中央パターンという。
　逆に、接合面Ｗ２ｊにおいて縮みの影響が大きい場合には、下チャック２３１は、縮みが生じている径方向（図１３ではＸ軸方向）において接合面Ｗ２ｊが伸びるように下ウェハＷ２を吸着することで、下ウェハＷ２の残留ストレスの分布を改善させる。具体的には、接合装置１は、下チャック２３１が下ウェハＷ２を吸着するタイミングにおいて、下ウェハＷ２の中心から外縁に向かって当該下ウェハＷ２を順に吸着する。これにより、下チャック２３１は、先に下ウェハＷ２の中心を固定することになり、下ウェハＷ２の外縁に向かって接合面Ｗ２ｊを伸ばすように誘導できる。以下、吸着面３００において下ウェハＷ２の中心から外縁に向う吸着動作を、中央外側パターンという。
　接合装置１の制御装置９０は、下ウェハＷ２の反りの状態に応じて、外側中央パターンおよび中央外側パターンを選択することで、吸着面３００に吸着した下ウェハＷ２の残留ストレスの分布を改善する。例えば、制御装置９０は、下ウェハＷ２におけるＸ軸方向の反り量の絶対値とＹ軸方向の反り量の絶対値とを比較して、反り量の絶対値が大きい方の反りの形態（－反り、＋反り）に基づき、外側中央パターンと中央外側パターンを選択する。下ウェハＷ２の吸着時に、外側領域Ｃの周方向上の各ゾーンの中には、下ウェハＷ２を吸着する外側第１ゾーン、および外側第１ゾーンよりも遅れて下ウェハＷ２を吸着する外側第２ゾーンが設定される。例えば、図１１に示すように、外側第１ゾーンは、吸着面３００のＹ軸方向に沿ったゾーン（ｃｈ７、ｃｈ８）であり、外側第２ゾーンは、外側第１ゾーンから吸着面３００の周方向に沿って９０°位相がずれるゾーン（ｃｈ５、ｃｈ６）である。あるいは、外側第１ゾーンは、吸着面３００のＸ軸方向に沿ったゾーン（ｃｈ５、ｃｈ６）としてもよく、この場合、外側第２ゾーンは、外側第１ゾーンから吸着面３００の周方向に沿って９０°位相がずれるゾーン（ｃｈ７、ｃｈ８）とすることができる。
　また、接合装置１は、中間領域Ｂの各ゾーンの中にも、中間第１ゾーン、および中間第２ゾーンを設定してよい。中間第１ゾーンは、外側第１ゾーンに隣接する位置のゾーンである。ｃｈ７、ｃｈ８が外側第１ゾーンで、ｃｈ５、ｃｈ６が外側第２ゾーンの場合は、ｃｈ３が中間第１ゾーンとなり、ｃｈ２が中間第２ゾーンとなる。ｃｈ５、ｃｈ６が外側第１ゾーンで、ｃｈ７、ｃｈ８が外側第２ゾーンの場合は、ｃｈ２が中間第１ゾーンとなり、ｃｈ３が中間第２ゾーンとなる。
　ただし、制御装置９０は、下チャック２３１により下ウェハＷ２を吸着する際に、先に外側中央パターンを行った後に中央外側パターンを行う等、下ウェハＷ２において吸着する各ゾーンの吸着動作のタイミングをより詳細に調整してよい。これにより、下ウェハＷ２の残留ストレスを一層分散させることが可能となる。以下、下チャック２３１による下ウェハＷ２の吸着時の動作について、具体的に説明していく。
　まず、図１３に示すＹ軸方向に沿って－反りが発生し、Ｘ軸方向に沿って＋反りが発生し、かつＹ軸方向の反り量の絶対値がＸ軸方向の反り量の絶対値よりも大きい場合について説明する。この場合、上記したように下ウェハＷ２の接合面Ｗ２ｊは、主にＹ軸方向に沿って伸びている。そのため、制御装置９０は、先にＹ軸方向において外側中央パターンを行うことを判定する。また、制御装置９０は、Ｘ軸方向に沿って＋反りが発生していることに基づき、Ｙ軸方向の外側中央パターン後に、Ｘ軸方向の中央外側パターンを行うことを合わせて判定する。
　そして、制御装置９０は、複数の保持ピン２６５を下降して下ウェハＷ２を吸着する際に、図１４に示すように、設定した各チャネルの吸着動作の順序に沿って吸着圧力を発生させていく。なお、図１４では、吸着圧力を発生させるゾーン（チャネル）に対してハッチングを入れている。
　詳細には、図１４（Ａ）に示すように、制御装置９０は、まずＹ軸方向の外側領域Ｃのゾーンであるｃｈ７、ｃｈ８に吸着圧力を発生させる。これにより、下チャック２３１は、Ｙ軸方向に伸びている接合面Ｗ２ｊの外縁を最初に固定することができる。
　次に、図１４（Ｂ）に示すように、制御装置９０は、吸着面３００の中央のゾーン（中央領域Ａ）であるｃｈ１に吸着圧力を発生させる。これにより、Ｙ軸方向の断面で見ると、下ウェハＷ２の外縁側から中央側に吸着圧力を発生させる外側中央パターンを行うことになる。その結果、下ウェハＷ２の接合面Ｗ２ｊは、Ｙ軸方向に縮む方向に固定される。
　その後、図１４（Ｃ）に示すように、制御装置９０は、中間領域Ｂにおいてｃｈ１に隣接するゾーンである２つのｃｈ３に吸着圧力を発生させる。これにより、Ｙ軸方向の接合面Ｗ２ｊが中心側へ縮み過ぎることを抑えて下ウェハＷ２の残留ストレスを周囲に分散させながら、下ウェハＷ２をＹ軸方向に沿って固定することができる。なお、制御装置９０は、先に行う外側中央パターンにおいて、ｃｈ７、ｃｈ８→各ｃｈ３→ｃｈ１の順に吸着圧力を発生させる構成でもよい。
　次に、図１４（Ｄ）に示すように、制御装置９０は、Ｘ軸方向において中央外側パターンを行うために、中間領域Ｂにおいてｃｈ１に隣接するゾーンである２つのｃｈ２に吸着圧力を発生させる。さらに、図１４（Ｅ）に示すように、制御装置９０は、外側領域Ｃにおいて各ｃｈ２に隣接するゾーンであるｃｈ５、ｃｈ６に吸着圧力を発生させる。これにより、Ｘ軸方向の断面で見ると、下ウェハＷ２の中央側から外縁側に吸着圧力を発生させる中央外側パターンを行うことになる。その結果、下ウェハＷ２の接合面Ｗ２ｊは、Ｘ軸方向に伸びる方向に固定される。あるいは、制御装置９０は、中央外側パターンにおいて、ｃｈ１→ｃｈ５、ｃｈ６→ｃｈ２の順に吸着圧力を発生させる構成でもよい。これにより、Ｘ軸方向の接合面Ｗ２ｊが外縁側へ伸び過ぎることを抑えて残留ストレスを周囲に分散させることができる。
　Ｘ軸方向およびＹ軸方向の吸着後、図１４（Ｆ）に示すように、制御装置９０は、その間に挟まれたダイアゴナル方向の吸着を行う。このダイアゴナル方向の吸着において、制御装置９０は、先に中間領域Ｂのゾーンである４つのｃｈ４に吸着圧力を発生させる。
　さらに、制御装置９０は、外側領域Ｃのゾーンである２つのｃｈ９および２つのｃｈ１０に吸着圧力を発生させる（図１１参照）。これにより、下チャック２３１は、下ウェハＷ２のダイアゴナル方向を伸ばしながら、吸着面３００の全てのゾーンによって下ウェハＷ２を吸着することができる。なお例えば、下ウェハＷ２の接合面Ｗ２ｊの伸びが大きい場合には、ダイアゴナル方向についても、外側領域Ｃ（ｃｈ９、ｃｈ１０）→中間領域Ｂ（ｃｈ４）の順に吸着圧力を発生させてもよい。
　以上のように、接合装置１は、下ウェハＷ２の反りの状態に応じて、外側中央パターンおよび中央外側パターンを行うことで、下ウェハＷ２の残留ストレスの分布を改善できる。上記の吸着動作は、Ｘ軸方向が＋反り、Ｙ軸方向が－反り、かつＹ軸方向の反り量の絶対値がＸ軸方向の反り量の絶対値よりも大きい場合の例であり、制御装置９０は、下ウェハＷ２の別の反り状態については別の吸着動作を実施する。
　その一例としては、図１５に示す表のように、制御装置９０は、複数の条件分けに応じて吸着動作を選択することがあげられる。なお、図１５の表において最も上の行（１行目）は、図１３および図１４で説明した下ウェハＷ２の反り状態と吸着動作の例である。
　図１５の表の２行目は、Ｘ軸方向が＋反り、Ｙ軸方向が－反り、かつ反り量の関係がＸ軸方向の反り量の絶対値＞Ｙ軸方向の反り量の絶対値の場合である。この場合、下ウェハＷ２の接合面Ｗ２ｊは、主にＸ軸方向に縮んでいると言える。そのため、制御装置９０は、Ｘ軸方向に中央外側パターンを行うことを判定する。したがって、吸着動作では、Ｘ軸方向の中央外側パターンとして、ｃｈ１→ｃｈ２→ｃｈ５、ｃｈ６の順に吸着圧力を発生させる。
　その後、制御装置９０は、Ｙ軸方向についてｃｈ７、ｃｈ８→ｃｈ３の順に吸着圧力を発生させ、さらにダイアゴナル方向については、ｃｈ４→ｃｈ９、ｃｈ１０の順に吸着圧力を発生させる。これにより、－反りが生じているＹ軸方向については、接合面Ｗ２ｊを若干縮むように誘導できる。あるいは、Ｙ軸方向の反り量の絶対値が小さい場合には、Ｘ軸方向の中央外側パターンの後に、Ｙ軸方向についても中央外側パターンとして、ｃｈ１→ｃｈ３→ｃｈ７、ｃｈ８の順に吸着圧力を発生させてもよい。
　図１５の表の３行目は、Ｘ軸方向が＋反り、Ｙ軸方向が－反り、かつ反り量の関係がＸ軸方向の反り量の絶対値≒Ｙ軸方向の反り量の絶対値の場合である。つまり、下ウェハＷ２の接合面Ｗ２ｊは、Ｘ軸方向に縮む量と、Ｙ軸方向に伸びる量とが概ね等しいと言える。この場合、制御装置９０は、吸着動作において、ｃｈ１、ｃｈ７、ｃｈ８→ｃｈ２→ｃｈ５、ｃｈ６→ｃｈ３→ｃｈ４→ｃｈ９、ｃｈ１０の順に吸着圧力を発生させる。
　すなわち、下チャック２３１は、Ｙ軸方向の中央領域Ａおよび外側領域Ｃを同時に吸着することで、接合面Ｗ２ｊのＹ軸方向を先に固定できる。その後は、１行目と同様に、Ｘ軸方向について中央外側パターンを行うことで、接合面Ｗ２ｊをＸ軸方向に伸ばすことができる。
　図１５の表の４行目は、Ｘ軸方向が－反り、Ｙ軸方向が＋反り、かつ反り量の関係がＸ軸方向の反り量の絶対値＜Ｙ軸方向の反り量の絶対値の場合である。この場合、下ウェハＷ２の接合面Ｗ２ｊは、主にＹ軸方向に縮んでいると言える。そのため、制御装置９０は、Ｙ軸方向に中央外側パターンを行うことを判定する。したがって、吸着動作では、Ｙ軸方向の中央外側パターンとして、ｃｈ１→ｃｈ３→ｃｈ７、ｃｈ８の順に吸着圧力を発生させる。
　その後、制御装置９０は、Ｘ軸方向についてｃｈ５、ｃｈ６→ｃｈ２の順に吸着圧力を発生させ、さらにダイアゴナル方向については、ｃｈ４→ｃｈ９、ｃｈ１０の順に吸着圧力を発生させる。なお、Ｘ軸方向の反り量の絶対値が小さい場合には、Ｙ軸方向の中央外側パターンの後に、Ｘ軸方向について中央外側パターンとして、ｃｈ１→ｃｈ２→ｃｈ５、ｃｈ６の順に吸着圧力を発生させてもよい。
　図１５の表の５行目は、Ｘ軸方向が－反り、Ｙ軸方向が＋反り、かつ反り量の関係がＸ軸方向の反り量の絶対値＞Ｙ軸方向の反り量の絶対値の場合である。この場合、下ウェハＷ２の接合面Ｗ２ｊは、主にＸ軸方向に伸びていると言える。そのため、制御装置９０は、Ｘ軸方向に外側中央パターンを行うことを判定する。したがって、吸着動作では、Ｘ軸方向の外側中央パターンとして、ｃｈ５、ｃｈ６→ｃｈ１の順に吸着圧力を発生させる。その後、制御装置９０は、Ｘ軸方向のｃｈ２に吸着圧力を発生させる。なお、制御装置９０は、下ウェハＷ２の反り状態に応じて、Ｘ軸方向において、ｃｈ５、ｃｈ６→ｃｈ２→ｃｈ１の順に吸着圧力を発生させてよい。
　さらに、制御装置９０は、Ｙ軸方向についてｃｈ３→ｃｈ７、ｃｈ８の順に吸着圧力を発生させた後、ダイアゴナル方向については、ｃｈ４→ｃｈ９、ｃｈ１０の順に吸着圧力を発生させる。あるいは、制御装置９０は、Ｙ軸方向の反り量の絶対値が大きい場合には、ｃｈ７、ｃｈ８→ｃｈ３の順に吸着圧力を発生させてもよい。
　図１５の表の６行目は、Ｘ軸方向が－反り、Ｙ軸方向が＋反り、かつ反り量の関係がＸ軸方向の反り量の絶対値≒Ｙ軸方向の反り量の絶対値の場合である。この場合、下ウェハＷ２の接合面Ｗ２ｊは、Ｘ軸方向に伸びる量と、Ｙ軸方向に縮む量とが概ね等しいと言える。よって、制御装置９０は、吸着動作において、ｃｈ１、ｃｈ５、ｃｈ６→ｃｈ３→ｃｈ７、ｃｈ８→ｃｈ２→ｃｈ４→ｃｈ９、ｃｈ１０の順に吸着圧力を発生させる。
　すなわち、下チャック２３１は、Ｘ軸方向の中央領域Ａおよび外側領域Ｃを同時に吸着することで、接合面Ｗ２ｊのＸ軸方向を先に固定できる。その後は、４行目と同様に、Ｙ軸方向について中央外側パターンを行うことで、接合面Ｗ２ｊをＹ軸方向に伸ばすことができる。
　以上のように、基板処理装置（接合装置１）は、下ウェハＷ２の反り状態に応じて、外側中央パターンと中央外側パターンとを選択することで、下ウェハＷ２の残留ストレスの分布を改善して下ウェハＷ２を適切に吸着することができる。すなわち、接合面Ｗ２ｊが伸びている場合には、外側中央パターンにより外側領域Ｃから中央領域Ａに向かって吸着を行うことで、接合面Ｗ２ｊが縮む方向に応力をかけることが可能となる。逆に、接合面Ｗ２ｊが縮んでいる場合には、中央外側パターンにより中央領域Ａから外側領域Ｃに向かって吸着を行うことで、接合面Ｗ２ｊが伸びる方向に応力をかけることが可能となる。
　また、接合装置１は、下ウェハＷ２において直交する径方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向）において反りが生じている場合に、外側第１ゾーンと外側第２ゾーンとを選択することで、外側中央パターンおよび中央外側パターンを安定して行うことができる。特に、接合装置１は、－反りの反り量と＋反りの反り量を比較して、反り量の絶対値が大きいほうの形態に基づき、外側中央パターンおよび中央外側パターンを行うことで、下ウェハＷ２の残留ストレスをより確実に分散させることができる。
　また、接合装置１は、外側中央パターンを行った後、中央領域Ａから外側領域Ｃに向かう方向に吸着圧力を発生させることで、接合面Ｗ２ｊをスムーズに伸ばすように誘導でき、下ウェハＷ２の残留ストレスの分布を改善することが可能となる。さらに、接合装置１は、外側中央パターンにおいて中間第１ゾーンを省くことで、その周囲に応力を良好に逃がすことができ、結果的に残留ストレスを一層分散できる。
　なお、本開示に係る基板処理装置（接合装置１）は、上記の構成に限定されず、種々の変形例をとり得ることは勿論である。例えば、下ウェハＷ２の反りがダイアゴナル方向に発生している場合に、接合装置１は、ダイアゴナル方向の吸着を先に行ってもよく、この際も外側中央パターンおよび中央外側パターンを適宜選択することができる。
　また、接合装置１は、下ウェハＷ２の－反りの反り量の絶対値と、＋反りの反り量の絶対値との大小関係を比較して、図１５に示す複数の吸着動作を選択したが、これに限定されるものではない。例えば、下ウェハＷ２において－反りが発生している径方向には、一律に外側中央パターンを行い、＋反りが発生している径方向には、一律に中央外側パターンを行ってもよい。
　さらに、上記の実施形態において下ウェハＷ２を吸着する際の吸着圧力は、各ゾーン同士の間で同じに設定しているが、これに限定されず、各ゾーンで異なる吸着圧力に設定してもよい。
〔第２実施形態〕
　次に、第２実施形態に係る接合モジュール４１Ａについて図１６～図１７を参照しながら説明する。接合モジュール４１Ａは、湾曲した吸着面４００を形成する下チャック２３１Ａを備える点で、第１実施形態に係る接合モジュール４１Ａと異なる。
　下チャック２３１Ａは、例えば、基台部２３２と、吸着部２３３とを備える。吸着部２３３は、基台部２３２の上方に設けられ、下ウェハＷ２を下方から吸着保持する。吸着部２３３は、平面視で、下ウェハＷ２の直径よりも大径の正円状に形成され、周縁部に設けられた固定リング２３４によって基台部２３２に固定される。基台部２３２の上面と吸着部２３３の下面との間には、圧力可変空間２３５が形成される。
　吸着部２３３の上面には、第１実施形態と同様に、円環状のリブ３０１、３０２、３０３、および放射状のリブ３０５（図１１参照）が設けられる。これらのリブ３０１、３０２、３０３、３０５によって、図１１に示すように、吸着面４００も、中央領域Ａ、中間領域Ｂ、外側領域Ｃを有し、かつ中間領域Ｂ、外側領域Ｃは、周方向に複数のゾーンを有するように構成される。複数のゾーンは、下ウェハＷ２を個別に吸着する複数（ｃｈ１～ｃｈ１０）のチャネルに設定されている。
　そして、接合モジュール４１Ａは、下チャック２３１Ａを変形させることで、下ウェハＷ２を湾曲させる第２変形部２３６を備える。第２変形部２３６は、圧力可変空間２３５を圧力変化させることで、吸着部２３３を弾性変形させる。吸着部２３３の材質は、例えば、アルミナまたは炭化ケイ素などのセラミックである。第２変形部２３６は、真空ポンプ２３６ａと、加圧ポンプ２３６ｂと、切替バルブ２３６ｃとを備える。
　真空ポンプ２３６ａは、圧力可変空間２３５のガスを排出することで、圧力可変空間２３５を減圧する。圧力可変空間２３５の減圧によって、吸着部２３３の上面が水平面になる。加圧ポンプ２３６ｂは、圧力可変空間２３５にガスを供給することで、圧力可変空間２３５を加圧する。圧力可変空間２３５の加圧によって、吸着部２３３の吸着面４００は、中央領域Ａが突出する曲面となる。吸着面４００の中央領域Ａの突出量は、圧力可変空間２３５の圧力により調整できる。切替バルブ２３６ｃは、圧力可変空間２３５を、真空ポンプ２３６ａに接続した状態と、加圧ポンプ２３６ｂに接続した状態とに切り替える。
　基台部２３２は、吸着面４００の中央領域Ａの突出量を測定する測定部２３７を有する。測定部２３７の測定ターゲット２３７ａは、吸着部２３３の中央部と共に昇降する。測定部２３７は、例えば、静電容量センサであり、測定ターゲット２３７ａとの距離に応じて変化する静電容量を検出することで、突出量を測定する。
　以上のように構成される接合モジュール４１Ａは、図１６に示すように、下チャック２３１Ａの吸着面４００を変形した状態として、搬送装置６１により搬送された下ウェハＷ２を吸着する。この下ウェハＷ２の吸着時において、制御装置９０は、上記したように、下ウェハＷ２の反り状態に応じて、下ウェハＷ２を外側から吸着する外側中央パターンと、下ウェハＷ２を中央から吸着する中央外側パターンとを適宜行う。
　この外側中央パターンおよび中央外側パターンの選択において、制御装置９０は、下ウェハＷ２の反り状態の他に、吸着面４００の中央領域Ａの突出量（吸着面４００全体の曲率）を加味した判定を行う。
　例えば、図１７に示すように、下チャック２３１Ａの吸着面４００が１５０μｍ突出する一方で、下ウェハＷ２のＹ軸方向の外縁が－３００μｍの－反りであった場合、吸着面４００のＹ軸方向の曲率よりも下ウェハＷ２のＹ軸方向の曲率が大きくなる。この場合、制御装置９０は、下ウェハＷ２の外縁（ｃｈ７、ｃｈ８：図１１参照）から中心（ｃｈ１：図１１参照）に向かって吸着動作を行う外側中央パターンを選択する。これにより、下ウェハＷ２のＹ軸方向の外縁が伸びることを抑えることができる。
　一方、下チャック２３１Ａの吸着面４００が１５０μｍ突出する一方で、下ウェハＷ２のＹ軸方向の外縁が－１００μｍの－反りであった場合、吸着面４００のＹ軸方向の曲率よりも下ウェハＷ２のＹ軸方向の曲率が小さくなる。この場合、下ウェハＷ２の接合面Ｗ２ｊがＹ軸方向に伸びていたとしても、下チャック２３１Ａの載置状態と比べてその伸び量が少ない。そのため、制御装置９０は、下ウェハＷ２の中心（ｃｈ１：図１１参照）から外縁（ｃｈ７、ｃｈ８：図１１参照）に向かって吸着動作を行う中央外側パターンを選択する。これにより、吸着面４００の曲率に応じて、下ウェハＷ２のＹ軸方向の接合面Ｗ２ｊを伸ばすことができる。
　なお、下ウェハＷ２の外縁が＋反りであった場合（例えば、図１７のＸ軸方向の場合）には、吸着面４００の曲面と逆に反っていることになる。このため、制御装置９０は、＋反りに対しては常に中央外側パターンを選択する。これにより、接合モジュール４１Ａは、下ウェハＷ２の＋反りに対して接合面Ｗ２ｊをスムーズに伸ばすことができる。
　以上のように、第２実施形態に係る接合モジュール４１Ａでも、外側中央パターンまたは中央外側パターンを選択して下ウェハＷ２を吸着することで、下ウェハＷ２の残留ストレスの分布を改善することができる。特に、接合モジュール４１は、吸着面４００が曲面に形成されていることで、接合時における上ウェハＷ１と下ウェハＷ２の伸び率の差を小さくでき、接合後における上ウェハＷ１と下ウェハＷ２のずれを小さくできる。
　今回開示された実施形態に係る基板処理装置、および基板処理方法は、すべての点において例示であって制限的なものではない。実施形態は、添付の請求の範囲およびその主旨を逸脱することなく、様々な形態で変形および改良が可能である。上記複数の実施形態に記載された事項は、矛盾しない範囲で他の構成も取り得ることができ、また、矛盾しない範囲で組み合わせることができる。
　本願は、日本特許庁に２０２２年８月２６日に出願された基礎出願２０２２‐１３５１０６号の優先権を主張するものであり、その全内容を参照によりここに援用する。
１　　　　　　　　接合装置（基板処理装置）
９０　　　　　　　制御装置（制御部）
２３１、２３１Ａ　下チャック（保持部）
３００、４００　　吸着面
３１０　　　　　　吸着圧力発生部
Ａ　　　　　　　　中央領域
Ｃ　　　　　　　　外側領域
Ｗ２　　　　　　　下ウェハ

Claims (13)

  1. 　基板を吸着する吸着面に、円状の中央領域と、前記中央領域よりも外側に配置される円環状の外側領域とを有する保持部と、
    　前記中央領域と、前記外側領域の周方向上の一部位に設定された外側第１ゾーンと、前記外側領域の周方向上の前記外側第１ゾーンとは異なる部位に設定された外側第２ゾーンと、に個別に吸着圧力を発生させる吸着圧力発生部と、
    　前記吸着圧力発生部を制御する制御部と、を備え、
    　前記制御部は、前記基板の反り状態に応じて、前記外側第１ゾーン、前記中央領域の順に吸着圧力を発生させる外側中央パターンと、前記中央領域、前記外側第１ゾーンの順に吸着圧力を発生させる中央外側パターンと、を選択する、
    　基板処理装置。
  2. 　前記基板は、前記制御部が前記吸着面に吸着圧力を発生させる前に、当該基板の中心に対して外縁が前記吸着面に近づく方向に反った第１形態、または当該基板の中心に対して外縁が前記吸着面から離れる方向に反った第２形態を有し、
    　前記制御部は、前記基板の所定の径方向が前記第１形態である場合に前記外側中央パターンを行う一方で、前記基板の所定の径方向が前記第２形態である場合に前記中央外側パターンを行う、
    　請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 　前記基板は、前記第１形態の径方向と、前記第２形態の径方向とが中心において相互に直交しており、
    　前記外側第１ゾーンと前記外側第２ゾーンとは、前記吸着面の周方向に沿って相互に９０°位相がずれる位置に設定される、
    　請求項２に記載の基板処理装置。
  4. 　前記制御部は、前記第１形態の前記基板の中心に対する外縁の反り量と、前記第２形態の前記基板の中心に対する外縁の反り量とを比較し、
    　前記第１形態の反り量の絶対値が前記第２形態の反り量の絶対値よりも大きい場合に、前記外側中央パターンを行い、
    　前記第１形態の反り量の絶対値が前記第２形態の反り量の絶対値よりも小さい場合に、前記中央外側パターンを行う、
    　請求項３に記載の基板処理装置。
  5. 　前記制御部は、前記基板の前記第１形態の径方向に前記外側中央パターンを行った後、前記基板の前記第２形態の径方向において前記中央領域、前記外側第２ゾーンの順に吸着圧力を発生させる、
    　請求項４に記載の基板処理装置。
  6. 　前記吸着面は、前記中央領域と前記外側領域との間に円環状の中間領域を備え、
    　前記中間領域は、前記外側第１ゾーンに隣接する位置に中間第１ゾーンを有すると共に、前記外側第２ゾーンに隣接する位置に中間第２ゾーンを有し、
    　前記制御部は、前記中央外側パターンにおいて、前記中央領域、前記中間第１ゾーン、前記外側第１ゾーンの順に吸着圧力を発生させる、
    　請求項１乃至５のいずれか１項に記載の基板処理装置。
  7. 　前記制御部は、前記外側中央パターンにおいて、前記中間第１ゾーンを省いて、前記外側第１ゾーン、前記中央領域の順に吸着圧力を発生させる、
    　請求項６に記載の基板処理装置。
  8. 　前記吸着面は、前記外側領域よりも前記中央領域が突出した曲面に形成されている、
    　請求項１乃至５のいずれか１項に記載の基板処理装置。
  9. 　前記制御部は、前記基板の中心に対して外縁が前記吸着面に近づく方向に反っている場合に、前記基板の反りに伴う曲率と前記吸着面の曲率とを比較し、
    　前記基板の曲率が前記吸着面の曲率よりも大きい場合に、前記外側中央パターンを行い、
    　前記基板の曲率が前記吸着面の曲率よりも小さい場合に、前記中央外側パターンを行う、
    　請求項８に記載の基板処理装置。
  10. 　前記制御部は、前記基板の反りを測定した測定情報を取得し、前記測定情報に基づき前記外側中央パターンまたは前記中央外側パターンを選択する、
    　請求項１乃至５のいずれか１項に記載の基板処理装置。
  11. 　前記基板処理装置は、前記保持部により吸着した前記基板と、当該基板の対向位置に配置された別の基板と、を接合する接合装置である、
    　請求項１乃至５のいずれか１項に記載の基板処理装置。
  12. 　前記保持部は、前記別の基板の鉛直方向下側において、前記基板を吸着して保持する下チャックである、
    　請求項１１に記載の基板処理装置。
  13. 　保持部の吸着面に基板を吸着した状態で基板処理を行う基板処理方法であって、
    　前記吸着面に設定された、円状の中央領域と、前記中央領域よりも外側に配置される円環状の外側領域における周方向上の一部位に設定された外側第１ゾーンと、前記外側領域の周方向上の前記外側第１ゾーンとは異なる部位に設定された外側第２ゾーンと、に対して、吸着圧力発生部により個別に吸着圧力を発生させる工程を有し、
    　前記吸着圧力を発生させる工程の前に、前記基板の反り状態に応じて、前記外側第１ゾーン、前記中央領域の順に前記吸着圧力を発生させる外側中央パターンと、前記中央領域、前記外側第１ゾーンの順に前記吸着圧力を発生させる中央外側パターンと、を選択し、
    　前記吸着圧力を発生させる工程では、選択したパターンの順序に沿って前記吸着面に前記基板を吸着する、
    　基板処理方法。
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