JP2015146339A - 接合装置、接合システムおよび接合方法 - Google Patents

Abstract

【課題】接合処理を最適化すること。
【解決手段】実施形態に係る接合装置は、チャンバと、第１保持部と、第２保持部と、減圧部と、加圧機構と、制御部とを備える。第１保持部は、チャンバ内に配置され、第１基板を静電吸着により保持する。第２保持部は、チャンバ内に配置され、第２基板を保持する。減圧部は、チャンバ内を減圧する。加圧機構は、減圧部によってチャンバ内が減圧された後、第１保持部と第２保持部とを相対的に移動させることによって、第１基板と第２基板とを接触させて加圧する。制御部は、第１基板と第２基板とが接触してから、第１基板と第２基板との加圧処理が終了する前までの期間内に、第１保持部への電圧印加を停止する。
【選択図】図９

Description

開示の実施形態は、接合装置、接合システムおよび接合方法に関する。

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

たとえば、特許文献１には、上チャックと下チャックとで被処理基板と支持基板とをそれぞれ保持し、上チャックを降下させることによって被処理基板と支持基板とを接触および加圧して両者を接合する接合装置が開示されている。被処理基板または支持基板の表面には接着剤が塗布されており、上記のように押圧されることによって両者は接合される。

ここで、特許文献１では、上チャックおよび下チャックとして、基板を静電吸着により保持する静電チャック（ＥＳＣ：Electrostatic Chuck）が用いられる。

特開２０１３−１１５１２４号公報

しかしながら、上述した従来技術には、接合処理を最適化するという点でさらなる改善の余地があった。

たとえば、特許文献１に記載の技術において上チャックおよび下チャックとして用いられる静電チャックは、電源をオフした後も静電吸着力がしばらく残留する性質を有する。このため、たとえば接合処理が完了して上チャックを上昇させる際に、上チャックおよび下チャックに静電吸着力が残留していると、かかる残留吸着力が被処理基板と支持基板とを剥がす力として重合基板に加わることとなり、重合基板の特性が悪化するおそれがある。

実施形態の一態様は、接合処理を最適化することができる接合装置、接合システムおよび接合方法を提供することを目的とする。

実施形態の一態様に係る接合装置は、チャンバと、第１保持部と、第２保持部と、減圧部と、加圧機構と、制御部とを備える。第１保持部は、チャンバ内に配置され、第１基板を静電吸着により保持する。第２保持部は、チャンバ内に配置され、第２基板を保持する。減圧部は、チャンバ内を減圧する。加圧機構は、減圧部によってチャンバ内が減圧された後、第１保持部と第２保持部とを相対的に移動させることによって、第１基板と第２基板とを接触させて加圧する。制御部は、第１基板と第２基板とが接触してから、第１基板と第２基板との加圧処理が終了する前までの期間内に、第１保持部への電圧印加を停止する。

実施形態の一態様によれば、接合処理を最適化することができる。

図１は、第１の実施形態に係る接合システムの構成を示す模式平面図である。 図２は、被処理基板および支持基板の模式側面図である。 図３は、接合装置の構成を示す模式平断面図である。 図４は、接合部の構成を示す模式側断面図である。 図５は、第１保持部の構成を示す模式側断面図である。 図６は、第２保持部の構成を示す模式側断面図である。 図７は、接合処理の処理手順を示すフローチャートである。 図８は、接合処理の動作例を示す説明図である。 図９は、上チャックへの電圧印加の停止タイミングの一例を示すタイミングチャートである。 図１０は、上チャックへの電圧印加の停止タイミングの他の一例を示すタイミングチャートである。 図１１は、上チャックへの電圧印加の停止タイミングの他の一例を示すタイミングチャートである。 図１２は、上チャックへの電圧印加の停止タイミングの他の一例を示すタイミングチャートである。 図１３は、下チャックへの電圧印加の停止タイミングの一例を示すタイミングチャートである。 図１４は、下チャックへの電圧印加の停止タイミングの他の一例を示すタイミングチャートである。

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

（第１の実施形態）
＜１．接合システムの構成＞
まず、第１の実施形態に係る接合システムの構成について、図１および図２を参照して説明する。図１は、第１の実施形態に係る接合システムの構成を示す模式平面図である。また、図２は、被処理基板および支持基板の模式側面図である。なお、以下においては、位置関係を明確にするために、互いに直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向を規定し、Ｚ軸正方向を鉛直上向き方向とする。

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

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

被処理基板Ｗ（第１基板の一例に相当）は、たとえば、シリコンウェハや化合物半導体ウェハなどの半導体基板に複数の電子回路が形成された基板であり、電子回路が形成される側の板面を接合面Ｗｊとしている。かかる被処理基板Ｗは、支持基板Ｓとの接合後、非接合面Ｗｎが研磨処理されることによって薄型化される。

一方、支持基板Ｓ（第２基板の一例に相当）は、被処理基板Ｗと略同径の基板であり、被処理基板Ｗを支持する。支持基板Ｓとしては、たとえばガラス基板の他、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等を用いることができる。また、接着剤Ｇとしては、たとえば熱可塑性樹脂が用いられる。

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

搬入出ステーション２は、複数枚（たとえば、２５枚）の基板を水平状態で収容するカセットＣｗ，Ｃｓ，Ｃｔが載置される場所である。かかる搬入出ステーション２には、たとえば４つのカセット載置台２１が一列に並べて載置される。各カセット載置台２１には、被処理基板Ｗを収容するカセットＣｗ、支持基板Ｓを収容するカセットＣｓおよび重合基板Ｔを収容するカセットＣｔがそれぞれ載置される。

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

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

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

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

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

塗布・熱処理ブロックＧ１と接合処理ブロックＧ２とは、第２搬送領域４２を挟んで対向配置される。すなわち、第２搬送領域４２、塗布・熱処理ブロックＧ１および接合処理ブロックＧ２は、Ｙ軸正方向に沿って、接合処理ブロックＧ２、第２搬送領域４２および塗布・熱処理ブロックＧ１の順番で並べて配置される。

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

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

また、接合システム１は、制御装置５を備える。制御装置５は、接合システム１の動作を制御する。かかる制御装置５は、たとえばコンピュータであり、制御部６と記憶部７とを備える。記憶部７には、接合処理等の各種処理を制御するプログラムが格納される。制御部６は、たとえばＣＰＵ（Central Processing Unit）であり、記憶部７に格納されたプログラムを読み出して実行することによって接合システム１の動作を制御する。

なお、かかるプログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記録媒体に記録されていたものであって、その記録媒体から制御装置５の記憶部７にインストールされたものであってもよい。コンピュータによって読み取り可能な記録媒体としては、たとえばハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルディスク（ＭＯ）、メモリカードなどがある。また、制御部６は、プログラムを用いずにハードウェアのみで構成されてもよい。

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

図４に示すように、接合部９０は、上チャック１０１と、下チャック２０１とを備える。上チャック１０１は、被処理基板Ｗを上方から保持する。また、下チャック２０１は、上チャック１０１の下方において上チャック１０１と対向配置され、支持基板Ｓを下方から保持する。上チャック１０１および下チャック２０１は、被処理基板Ｗおよび支持基板Ｓよりも大径の略円板形状を有する。

上チャック１０１および下チャック２０１は、静電チャックであり、それぞれ被処理基板Ｗおよび支持基板Ｓを静電吸着により保持する。

ここで、上チャック１０１および下チャック２０１の構成について図５および図６を参照して説明する。図５は、上チャック１０１の構成を示す模式側断面図であり、図６は、下チャック２０１の構成を示す模式側断面図である。

図５および図６に示すように、上チャック１０１および下チャック２０１は、ジョンソン・ラーベック型の静電チャックであり、静電吸着部１１１，２１１を備える。

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

このように、上チャック１０１および下チャック２０１として静電チャックを用いることで、減圧雰囲気下においても被処理基板Ｗおよび支持基板Ｓを保持しておくことが可能となる。

すなわち、被処理基板Ｗおよび支持基板Ｓの保持部としては、負圧を利用して吸着保持を行うバキュームチャックを用いることも考えられる。しかしながら、バキュームチャックは減圧環境下において吸着力が低下するため、被処理基板Ｗおよび支持基板Ｓの落下や位置ずれ等が生じるおそれがある。これに対し、静電チャックは、真空環境下でも吸着力が低下することがないため、被処理基板Ｗおよび支持基板Ｓを確実に保持しておくことができる。

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

なお、下チャック２０１についてはバキュームチャックとし、その保持面にゴムパッドを設けることで、減圧雰囲気下での支持基板Ｓの位置ずれを防止することとしてもよい。ただし、ゴムパッドの耐熱温度を超える高温環境下で接合処理を行う場合には、下チャック２０１についても静電チャックを用いることが好ましい。

また、上チャック１０１および下チャック２０１は、静電吸着部１１１，２１１に加え、真空吸着部１１２，２１２を備える。

図５および図６に示すように、真空吸着部１１２，２１２は、吸気空間１１２ａ，２１２ａと、保持面１１３，２１３から吸気空間１１２ａ，２１２ａへ連通する複数の貫通孔１１２ｂ，２１２ｂとを備える。吸気空間１１２ａ，２１２ａには、吸気管１１４，２１４を介して真空ポンプ等の吸気装置１１５，２１５が接続される。

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

なお、上チャック１０１および下チャック２０１は、たとえば窒化アルミニウムなどのセラミックスにより形成される。

また、上チャック１０１および下チャック２０１は、それぞれ加熱機構１１７，２１７を内蔵する。加熱機構１１７は、上チャック１０１によって保持された被処理基板Ｗを加熱し、加熱機構２１７は、下チャック２０１によって保持された支持基板Ｓを加熱する。

また、下チャック２０１は、複数の支持ピン３０１を内蔵する。支持ピン３０１は、下チャック２０１の保持面２１３から突出可能であり、かかる保持面２１３から突出することによって重合基板Ｔを保持面２１３から浮かせた状態で支持する。なお、下チャック２０１は、スペーサー２０４によって所定の高さに支持される。

また、接合部９０は、ベース部材１０５と、加圧機構１０６とを備える。ベース部材１０５は、後述する第１チャンバ部５１１内部の天井面に取り付けられる。

加圧機構１０６は、上チャック１０１を鉛直下方に移動させることにより、被処理基板Ｗを支持基板Ｓに接触させて加圧する。かかる加圧機構１０６は、圧力容器１６１と、気体供給管１６２と、気体供給源１６３とを備える。

圧力容器１６１は、たとえば鉛直方向に伸縮自在なステンレス製のベローズにより構成される。圧力容器１６１の下端部は、上チャック１０１の上面に固定され、上端部は、ベース部材１０５の下面に固定される。

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

かかる圧力容器１６１では、気体供給源１６３から気体供給管１６２を介して圧力容器１６１の内部に気体が供給されることにより、圧力容器１６１が伸長して上チャック１０１が降下する。これにより、被処理基板Ｗは、支持基板Ｓと接触して加圧される。被処理基板Ｗおよび支持基板Ｓの加圧力は、圧力容器１６１に供給する気体の圧力を調節することで調節される。

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

チャンバ５０１は、内部を密閉可能な処理容器であり、第１チャンバ部５１１と、第２チャンバ部５１２とを備える。第１チャンバ部５１１は、下部が開放された有底筒状の容器であり、内部には、上チャック１０１、圧力容器１６１等が収容される。また、第２チャンバ部５１２は、上部が開放された有底筒状の容器であり、内部には、下チャック２０１、スペーサー２０４等が収容される。

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

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

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

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

第１撮像部５０４は、上チャック１０１の下方に配置されて、上チャック１０１に保持された被処理基板Ｗの表面を撮像する。また、第２撮像部５０５は、下チャック２０１の上方に配置されて、下チャック２０１に保持された支持基板Ｓの表面を撮像する。

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

なお、接合部９０は、図示しない処理容器の内部に設けられており、かかる処理容器の天井部には、ＦＦＵが設けられる。

＜４．接合部の動作＞
次に、接合部９０が実行する接合処理の処理手順について図７および図８を参照して説明する。図７は、接合処理の処理手順を示すフローチャートである。また、図８は、接合処理の動作例を示す説明図である。なお、接合部９０は、制御装置５の制御に従って、図７に示す各処理手順を実行する。

図７に示すように、接合部９０は、上チャック１０１の静電吸着部１１１への電圧印加をオンすることにより、上チャック１０１で被処理基板Ｗを保持する（ステップＳ１０１）。また、接合部９０は、下チャック２０１の静電吸着部２１１への電圧印加をオンすることにより、下チャック２０１で支持基板Ｓを保持する（ステップＳ１０２）。なお、上チャック１０１および下チャック２０１は、加熱機構１１７および加熱機構２１７によって予め所定の温度に加熱された状態となっている。所定の温度は、たとえば３００℃以上の温度である。

つづいて、接合部９０は、アライメント処理を行う（ステップＳ１０３）。かかるアライメント処理では、図４に示す第１撮像部５０４および第２撮像部５０５が水平方向に移動してチャンバ５０１内に侵入し、被処理基板Ｗおよび支持基板Ｓの表面をそれぞれ撮像する。

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

つづいて、接合部９０は、第１撮像部５０４および第２撮像部５０５をチャンバ５０１内から退出させた後、第１チャンバ部５１１を降下させる（ステップＳ１０４）。これにより、第１チャンバ部５１１が第２チャンバ部５１２に当接して、チャンバ５０１内に密閉空間が形成される。

つづいて、接合部９０は、減圧部５０３を用いてチャンバ５０１内の雰囲気を吸気することによってチャンバ５０１内を減圧する（ステップＳ１０５）。

つづいて、接合部９０は、図示しない移動機構を用いて上チャック１０１を降下させる（ステップＳ１０６）。これにより、被処理基板Ｗと支持基板Ｓとが接触する。なお、このとき被処理基板Ｗおよび支持基板Ｓには加圧力は加わっていない。

つづいて、接合部９０は、圧力容器１６１に気体をさらに供給して圧力容器１６１内を所望の圧力にすることにより、被処理基板Ｗと支持基板Ｓとを加圧する（ステップＳ１０７）。

被処理基板Ｗの接合面Ｗｊに塗布された接着剤Ｇは、加熱によって軟化しており、被処理基板Ｗが支持基板Ｓに所望の圧力で所定時間押圧されることによって、被処理基板Ｗと支持基板Ｓとは接合される（図８参照）。このとき、チャンバ５０１内は減圧雰囲気であるため、被処理基板Ｗと支持基板Ｓとの間にボイドが生じるおそれがない。

つづいて、接合部９０は、上チャック１０１への電圧印加をオフする（ステップＳ１０８）。これにより、上チャック１０１による被処理基板Ｗの保持が解除される。

つづいて、接合部９０は、圧力容器１６１へ供給された気体を圧力容器１６１から排出して圧力容器１６１の圧力を低くすることにより、被処理基板Ｗと支持基板Ｓとの加圧処理を終了する（ステップＳ１０９）。

つづいて、接合部９０は、図示しない移動機構によって上チャック１０１を上昇させた後（ステップＳ１１０）、減圧部５０３による減圧状態を解除してチャンバ５０１内を大気開放する（ステップＳ１１１）。

つづいて、接合部９０は、下チャック２０１への電圧印加をオフする（ステップＳ１１２）。これにより、下チャック２０１による支持基板Ｓの保持が解除される。そして、接合部９０は、第１チャンバ部５１１を上昇させた後（ステップＳ１１３）、支持ピン３０１を上昇させて（ステップＳ１１４）、一連の接合処理を終了する。

被処理基板Ｗと支持基板Ｓとが接合されることによって形成された重合基板Ｔは、搬送部８０によって接合部９０から搬出され、上述した手順でカセットＣｔまで搬送される。

このように、第１の実施形態に係る接合部９０は、加圧処理が終了した後で上チャック１０１への電圧印加を停止するのではなく、加圧処理が終了する前に上チャック１０１への電圧印加を停止することとしたため、接合処理を最適化することができる。

すなわち、上チャック１０１および下チャック２０１として用いられる静電チャックは、電圧印加を停止した後も静電吸着力がしばらく残留する性質を有する。このため、加圧処理が終了した後で上チャック１０１への電圧印加を停止した場合、その後、上チャック１０１を上昇させた際に、上チャック１０１および下チャック２０１に残留する静電吸着力（以下、「残留吸着力」と記載する）によって重合基板Ｔに不要な力が加わるおそれがある。

重合基板Ｔに不要な力、具体的には、被処理基板Ｗおよび支持基板Ｓを剥がす方向の力が加わると、たとえば被処理基板Ｗと支持基板Ｓとの間にボイドが生じたり、被処理基板Ｗおよび支持基板Ｓのアライメントずれが生じたり、重合基板Ｔの周縁部の接着剤Ｇが被処理基板Ｗと支持基板Ｓとの間に引き込まれてカバレジ不足が生じたりするなど、重合基板Ｔの特性を悪化させるおそれがある。

そこで、第１の実施形態に係る接合部９０は、加圧処理が終了する前に上チャック１０１への電圧印加を停止することとした。残留吸着力は、上チャック１０１への電圧印加を停止してからの時間が長いほど小さくなる傾向がある。このため、加圧処理が終了する前に上チャック１０１への電圧印加を停止することで、加圧処理の終了後に上チャック１０１への電圧印加を停止する場合と比較して、上チャック１０１を上昇させる前までに上チャック１０１の残留吸着力を小さくすることができる。したがって、第１の実施形態に係る接合部９０によれば、加圧処理の終了後に上チャック１０１を上昇させた際に、重合基板Ｔに不要な力が加わることを防止することができる。

ここで、上チャック１０１への電圧印加を停止させるタイミングについて図９を参照して具体的に説明する。図９は、上チャック１０１への電圧印加の停止タイミングの一例を示すタイミングチャートである。

図９に示すように、接合部９０では、チャンバ５０１内の圧力が減圧部５０３によって大気圧から所定の圧力Ｐａに減圧された後、上チャック１０１が上昇位置から降下位置まで降下し、その後、被処理基板Ｗおよび支持基板Ｓの加圧力が所望の加圧力Ｐｂに上昇して加圧処理が開始される。また、接合部９０では、加圧処理が終了して被処理基板Ｗおよび支持基板Ｓの加圧力が０に戻った後、上チャック１０１が降下位置から上昇位置まで上昇し、その後、チャンバ５０１内が大気開放される。

上チャック１０１への電圧印加は、加圧処理が開始された後すぐに停止される。具体的には、加圧処理が開始されてから上チャック１０１への電圧印加が停止されるまでの時間をＴ１、加圧処理が開始されてから終了するまでの時間をＴ２とすると、Ｔ１はＴ２の半分よりも短い時間である。たとえば、Ｔ２が２００秒の場合、Ｔ１は１０秒程度である。

このように、加圧処理が開始された後すぐに上チャック１０１への電圧印加を停止することで、上チャック１０１の残留吸着力を十分に小さくすることができるため、その後に上チャック１０１を上昇させた際に、重合基板Ｔに不要な力が加わることを確実に防止することができる。

また、第１の実施形態に係る接合部９０によれば、加圧処理が開始された後で上チャック１０１への電圧印加を停止するため、上チャック１０１への電圧印加を停止しても、被処理基板Ｗが位置ずれを起こすおそれがない。

上述してきたように、第１の実施形態に係る接合部９０は、チャンバ５０１と、上チャック１０１（第１保持部の一例に相当）と、下チャック２０１と、減圧部５０３と、加圧機構１０６と、制御部６とを備える。上チャック１０１は、チャンバ５０１内に配置され、被処理基板Ｗを静電吸着により保持する。下チャック２０１は、チャンバ５０１内に配置され、支持基板Ｓを保持する。減圧部５０３は、チャンバ５０１内を減圧する。加圧機構１０６は、減圧部５０３によってチャンバ５０１内が減圧された後、上チャック１０１を上昇させることによって、被処理基板Ｗと支持基板Ｓとを接触させて加圧する。制御部６は、被処理基板Ｗと支持基板Ｓとの加圧処理が開始されてから終了する前までの期間内に、上チャック１０１への電圧印加を停止する。

これにより、第１の実施形態に係る接合部９０は、加圧処理後に上チャック１０１への電圧印加を停止する場合と比較して、上チャック１０１を上昇させる時点における上チャック１０１の残留吸着力を小さくすることができるため、上チャック１０１を上昇させた際に重合基板Ｔに不要な力が加わることを防止することができる。したがって、第１の実施形態に係る接合部９０によれば、接合処理を最適化することができる。

ところで、上チャック１０１への電圧印加の停止タイミングは、上述した例に限定されない。そこで、以下では、上チャック１０１への電圧印加の停止タイミングの他の例について図１０〜図１２を参照して説明する。図１０〜図１２は、上チャック１０１への電圧印加の停止タイミングの他の一例を示すタイミングチャートである。

上述した例では、加圧処理が開始された後すぐに上チャック１０１への電圧印加を停止する場合の例を示したが、上チャック１０１への電圧印加を停止するタイミングは、必ずしも加圧処理の開始後すぐであることを要しない。

すなわち、図１０に示すように、接合部９０は、上チャック１０１の残留吸着力が消失するまでの時間Ｔ３と、加圧処理が終了してから上チャック１０１を上昇させるまでの時間Ｔ４とに基づいて決定されるオフセット時間Ｔ５だけ加圧処理の終了タイミングよりも前のタイミングまでに、上チャック１０１への電圧印加を停止すればよい。これにより、上チャック１０１の残留吸着力が確実になくなった状態で、上チャック１０１を上昇させることができる。

なお、オフセット時間Ｔ５は、上チャック１０１の残留吸着力が消失するまでの時間Ｔ３から、加圧処理が終了してから上チャック１０１を上昇させるまでの時間Ｔ４を差し引いた時間であってもよいし、かかる時間に所定の係数を乗じ、若しくは、足した時間であってもよい。

また、上述した例では、加圧処理の開始後に、上チャック１０１への電圧印加を停止することとしたが、被処理基板Ｗと支持基板Ｓとが接触していれば、少なくとも被処理基板Ｗの落下は防止することができる。そこで、図１１に示すように、接合部９０は、加圧処理が開始される前に上チャック１０１への電圧印加を停止してもよい。具体的には、接合部９０は、上チャック１０１が降下して被処理基板Ｗと支持基板Ｓとが接触した後、加圧処理が開始される前までに、上チャック１０１への電圧印加を停止させてもよい。

また、上述した例では、上チャック１０１への電圧印加を直ちに停止することとしたが、接合部９０は、上チャック１０１への印加電圧を徐々に低下させてもよい。

たとえば、図１２に示すように、接合部９０は、オフセット時間Ｔ６までに上チャック１０１の電圧印加が停止するように、上チャック１０１の印加電圧を段階的に低下させてもよい。なお、印加電圧の下げ方は、段階的でなくてもよく、たとえば直線的であってもよいし曲線的であってもよい。

（第２の実施形態）
第２の実施形態では、下チャック２０１への電圧印加の停止タイミングについて説明する。図１３は、下チャック２０１への電圧印加の停止タイミングの一例を示すタイミングチャートである。

図１３に示すように、接合部９０は、上チャック１０１と同様、加圧処理が開始されてから終了するまでの期間内に、下チャック２０１への電圧印加を停止してもよい。

静電チャックである下チャック２０１は、上チャック１０１と同様、電圧印加を停止した後も静電吸着力がしばらく残留する性質を有する。このため、加圧処理の終了後に下チャック２０１への電圧印加を停止することとした場合、その後に、支持ピン３０１（図４参照）を上昇させて重合基板Ｔを下チャック２０１の保持面２１３から浮かせた際に、下チャック２０１の残留吸着力によって重合基板Ｔに不要な力が加わるおそれがある。

これに対し、第２の実施形態に係る接合部９０は、加圧処理が終了する前に下チャック２０１への電圧印加を停止することで、加圧処理の終了後に下チャック２０１への電圧印加を停止する場合と比較して、支持ピン３０１を上昇させる前までに下チャック２０１の残留吸着力を小さくすることができる。したがって、第２の実施形態に係る接合部９０によれば、加圧処理の終了後、支持ピン３０１を上昇させた場合に、重合基板Ｔに不要な力が加わることを防止することができる。

なお、少なくとも被処理基板Ｗと支持基板Ｓとが接触していれば、支持基板Ｓの位置ずれが抑制される。このため、接合部９０は、上チャック１０１が上昇位置から降下位置まで降下して被処理基板Ｗと支持基板Ｓとが接触してから加圧処理が開始されるまでの間に、下チャック２０１への電圧印加を停止することとしてもよい。

また、加圧処理の終了後において、支持ピン３０１が上昇するタイミングは、上チャック１０１が上昇するタイミングよりも後である。言い換えれば、下チャック２０１の残留吸着力を０にすべきタイミングは、上チャック１０１の残留吸着力を０にすべきタイミングよりも後である。したがって、図１３に示すように、接合部９０は、上チャック１０１への電圧印加を停止した後に、下チャック２０１への電圧印加を停止することとしてもよい。

また、上記のように、上チャック１０１は、下チャック２０１よりも早期に残留吸着力を０にすることが好ましい。ここで、残留吸着力は、電圧印加時の静電吸着力が小さいほど早期に無くなる傾向にある。そこで、接合部９０は、上チャック１０１の静電吸着力を下チャック２０１の静電吸着力よりも小さく設定してもよい。言い換えれば、上チャック１０１は、下チャック２０１よりも小さい静電吸着力で被処理基板Ｗを保持することとしてもよい。これにより、上チャック１０１および下チャック２０１の電圧印加の停止タイミングをずらさなくても、上チャック１０１の残留吸着力を下チャック２０１よりも早期に０にすることが可能となる。

また、下チャック２０１への電圧印加の停止タイミングは、必ずしも加圧処理の終了前であることを要しない。以下では、加圧処理の終了後に下チャック２０１への電圧印加を停止させる場合の例について図１４を参照して説明する。図１４は、下チャック２０１への電圧印加の停止タイミングの他の一例を示すタイミングチャートである。

図１３および図１４に示すように、接合部９０は、被処理基板Ｗと支持基板Ｓとが接触してから、支持ピン３０１が突出して重合基板Ｔが下チャック２０１の保持面２１３から離れるよりも前までの期間内に、下チャック２０１への電圧印加を停止すればよい。

具体的には、図１４に示すように、接合部９０は、支持ピン３０１が降下位置から上昇位置へ移動することによって重合基板Ｔが下チャック２０１の保持面２１３から離れるタイミングよりも、下チャック２０１の残留吸着力が消失するまでの時間Ｔ７だけ前のタイミングまでに、下チャック２０１への電圧印加を停止すればよい。これにより、支持ピン３０１を上昇させた際に、下チャック２０１の残留吸着力によって重合基板Ｔに不要な力が加わることを防止することができる。

（その他の実施形態）
上述してきた各実施形態では、上チャック１０１や下チャック２０１の残留吸着力を自然に消失させる場合の例について示したが、接合部９０は、静電吸着と逆極性の逆バイアスを残留電荷量に応じて印加することによって、残留電荷を積極的に消失させてもよい。

また、接合部９０は、所望の加圧力Ｐｂ（図９参照）よりも低い加圧力で仮張り合わせを行った後に、上チャック１０１や下チャック２０１への電圧印加を停止し、その後、所望の加圧力Ｐｂで本張り合わせを行うこととしてもよい。

また、上述してきた各実施形態では、第１基板が被処理基板Ｗであり、第２基板が支持基板Ｓである場合について説明したが、第１基板が支持基板Ｓであり、第２基板が被処理基板Ｗであってもよい。すなわち、上チャック１０１で支持基板Ｓを保持し、下チャック２０１で被処理基板Ｗを保持することとしてもよい。

また、上述してきた各実施形態では、加圧機構１０６が、上チャック１０１を降下させることによって被処理基板Ｗと支持基板Ｓとを接触させて加圧する場合について説明したが、加圧機構１０６は、下チャック２０１を上昇させることによって被処理基板Ｗと支持基板Ｓとを接触させて加圧してもよい。

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

Ｗ 被処理基板
Ｓ 支持基板
Ｔ 重合基板
１ 接合システム
２ 搬入出ステーション
４ 接合ステーション
５ 制御装置
６ 制御部
４５ 接合装置
９０ 接合部
１０１ 上チャック
１０６ 加圧機構
１１１ 静電吸着部
２０１ 下チャック
２１１ 静電吸着部
５０１ チャンバ
５０３ 減圧部

Claims (10)

1. チャンバと、
   前記チャンバ内に配置され、第１基板を静電吸着により保持する第１保持部と、
   前記チャンバ内に配置され、第２基板を保持する第２保持部と、
   前記チャンバ内を減圧する減圧部と、
   前記減圧部によって前記チャンバ内が減圧された後、前記第１保持部と前記第２保持部とを相対的に移動させることによって、前記第１基板と前記第２基板とを接触させて加圧する加圧機構と、
   前記第１基板と前記第２基板とが接触してから、前記第１基板と前記第２基板との加圧処理が終了する前までの期間内に、前記第１保持部への電圧印加を停止する制御部と
   を備えることを特徴とする接合装置。
2. 前記制御部は、
   前記加圧処理が開始されてから、前記加圧処理が終了する前までの期間内に、前記第１保持部への電圧印加を停止すること
   を特徴とする請求項１に記載の接合装置。
3. 前記制御部は、
   前記第１保持部の残留吸着力が消失するまでの時間と、前記加圧処理が終了してから前記第１保持部と前記第２保持部とを再度相対的に移動させるまでの時間とに基づいて決定されるオフセット時間だけ前記加圧処理が終了するタイミングよりも前のタイミングまでに、前記第１保持部への電圧印加を停止すること
   を特徴とする請求項１または２に記載の接合装置。
4. 前記第２保持部の保持面から突出可能な支持ピン
   を備え、
   前記第１保持部は、
   前記第１基板を上方から静電吸着により保持し、
   前記第２保持部は、
   前記第２基板を下方から静電吸着により保持し、
   前記制御部は、
   前記第１基板と前記第２基板とが接触してから、前記支持ピンが突出して前記第１基板と前記第２基板とが接合された重合基板が前記第２保持部の保持面から離れるよりも前までの期間内に、前記第２保持部への電圧印加を停止すること
   を特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の接合装置。
5. 前記制御部は、
   前記支持ピンが突出して前記重合基板が前記第２保持部の保持面から離れるタイミングよりも、前記第２保持部の残留吸着力が消失するまでの時間だけ前のタイミングまでに、前記第２保持部への電圧印加を停止すること
   を特徴とする請求項４に記載の接合装置。
6. 前記制御部は、
   前記第１保持部への電圧印加を停止した後に、前記第２保持部への電圧印加を停止すること
   を特徴とする請求項４または５に記載の接合装置。
7. 前記第１保持部は、
   前記第２保持部よりも小さい静電吸着力で前記第１基板を保持すること
   を特徴とする請求項４〜６のいずれか一つに記載の接合装置。
8. 前記制御部は、
   前記期間内において前記第１保持部への印加電圧を徐々に低下させること
   を特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の接合装置。
9. 第１基板および第２基板が載置される搬入出ステーションと、
   前記搬入出ステーションに載置された前記第１基板および前記第２基板を搬送する基板搬送装置と、
   前記基板搬送装置によって搬送された前記第１基板および前記第２基板を接合する接合装置が設置される接合ステーションと
   を備え、
   前記接合装置は、
   チャンバと、
   前記チャンバ内に配置され、第１基板を静電吸着により保持する第１保持部と、
   前記チャンバ内に配置され、第２基板を保持する第２保持部と、
   前記チャンバ内を減圧する減圧部と、
   前記減圧部によって前記チャンバ内が減圧された後、前記第１保持部と前記第２保持部とを相対的に移動させることによって、前記第１基板と前記第２基板とを接触させて加圧する加圧機構と、
   前記第１基板と前記第２基板とが接触してから、前記第１基板と前記第２基板との加圧処理が終了する前までの期間内に、前記第１保持部への電圧印加を停止する制御部と
   を備えることを特徴とする接合システム。
10. チャンバ内に配置され、第１基板を静電吸着により保持する第１保持部を用いて、前記第１基板を静電吸着により保持する第１保持工程と、
    前記チャンバ内に配置され、第２基板を保持する第２保持部を用いて、前記第２基板を保持する第２保持工程と、
    前記チャンバ内を減圧する減圧工程と、
    前記減圧工程によって前記チャンバ内が減圧された後、前記第１保持部と前記第２保持部とを相対的に移動させることによって、前記第１基板と前記第２基板とを接触させて加圧する加圧工程と、
    前記第１基板と前記第２基板とが接触してから、前記第１基板と前記第２基板との加圧処理が終了する前までの期間内に、前記第１保持部への電圧印加を停止する電圧印加停止工程と
    を含むことを特徴とする接合方法。

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