本公开的实施方式涉及接合装置以及接合方法。
背景技术
以往，作为将半导体晶圆等基板彼此接合的方法，已知有利用分子间力来将二枚基板半永久性地接合的方法。
在该方法中，将二枚基板沿上下方向相向配置后，将上侧的基板(上侧基板)的中心部压下使得与下侧的基板(下侧基板)的中心部接触。由此，首先上侧基板与下侧基板的中心部彼此因分子间力而接合来形成接合区域，然后接合区域朝向基板的外周部扩大，由此上侧基板与下侧基板被整面地接合。
在此，上侧基板在翘曲的状态下与下侧基板贴合，因此对上侧基板施加多余的应力，担心由于该应力而使接合后的基板产生变形。
为了解决该问题，例如提出有以下方案：将保持下侧基板的保持部的保持面设为凸形状，由此将下侧基板以翘曲的状态来保持(参照专利文献1)。根据该技术，通过与上侧基板同样地也使下侧基板翘曲，能够减少接合后的基板所产生的变形。
专利文献1：日本特开2016-39254号公报
技术实现要素：
发明要解决的问题
但是，即使进行以往技术那样应对处理，仍然存在接合后的基板产生局部变形的情况。
实施方式的一方面的目的在于，提供一种能够减少接合后的基板所产生的局部变形的接合装置以及接合方法。
用于解决问题的方案
实施方式的一方式所涉及的接合装置具备：第一保持部、第二保持部、冲击器、移动部以及温度调节部。第一保持部从上方吸附保持第一基板。第二保持部从下方吸附保持第二基板。冲击器从上方按压第一基板的中心部使该第一基板的中心部与第二基板接触。移动部使第二保持部在同第一保持部不相向的非相向位置与同第一保持部相向的相向位置之间移动。温度调节部与被配置于非相向位置的第二保持部相向，温度调节部对被第二保持部吸附保持的第二基板的温度进行局部调节。
发明的效果
根据实施方式的一方面，能够减少接合后的基板所产生的局部变形。
附图说明
图1是示出实施方式涉及的接合系统的结构的示意俯视图。
图2是示出实施方式涉及的接合系统的结构的示意侧视图。
图3是第一基板和第二基板的示意侧视图。
图4是示出接合装置的结构的示意俯视图。
图5是示出接合装置的结构的示意侧视图。
图6a是主体部的示意侧剖视图。
图6b是加热部的示意仰视图。
图6c是图6a所示出的h部的示意放大图。
图7是示出上卡盘和下卡盘的结构的示意侧剖视图。
图8是示出接合系统所执行的处理的一部分的流程图。
图9是示出温度调节以及变形校正处理的过程的流程图。
图10a是温度调节以及变形校正处理的动作说明图。
图10b是温度调节以及变形校正处理的动作说明图。
图10c是温度调节以及变形校正处理的动作说明图。
图10d是温度调节以及变形校正处理的动作说明图。
图11a是接合处理的动作说明图。
图11b是接合处理的动作说明图。
图11c是接合处理的动作说明图。
图11d是接合处理的动作说明图。
图11e是接合处理的动作说明图。
图11f是接合处理的动作说明图。
图11g是接合处理的动作说明图。
附图标记说明
w1：上晶圆；w2：下晶圆；t：重合晶圆；1：接合系统；30：表面改性装置；40：表面亲水化装置；41：接合装置；70：控制装置；140：上卡盘；141：下卡盘；250：主体部；251：销。
具体实施方式
<1.接合系统的结构>
首先，参照图1以及图2说明实施方式所涉及的接合系统的结构。图1是示出实施方式所涉及的接合系统的结构的示意俯视图，图2是示出实施方式所涉及的接合系统的结构的示意侧视图。另外，图3是第一基板以及第二基板的示意侧视图。此外，以下为了明确位置关系，规定相互正交的x轴方向、y轴方向以及z轴方向，将z轴正方向设为铅垂上方向。另外，在包含图1～图3的各附图中，仅示出说明所需要的结构要素，有时省略一般的结构要素的记载。
图1所示的实施方式所涉及的接合系统1通过将第一基板w1和第二基板w2接合来形成重合基板t(参照图3)。
第一基板w1例如是在硅晶圆、化合物半导体晶圆等半导体基板上形成有多个电路的基板。另外，第二基板w2例如是没有形成电路的裸晶圆。第一基板w1与第二基板w2具有大致相同的直径。
此外，可能存在不仅在第一基板w1形成电路、在第二基板w2上也形成电路的情况。另外，作为上述的化合物半导体晶圆，例如能够使用包含砷化镓、炭化硅、氮化镓以及磷化铟等的晶圆。
以下，有时将第一基板w1记载为“上晶圆w1”，将第二基板w2记载为“下晶圆w2”，将重合基板t记载为“重合晶圆t”。
另外，以下如图3所示，将上晶圆w1的板面中的与下晶圆w2接合的一侧的板面记载为“接合面w1j”，将与接合面w1j相反的一侧的板面记载为“非接合面w1n”。另外，将下晶圆w2的板面中的与上晶圆w1接合的一侧的板面记载为“接合面w2j”，将与接合面w2j相反的一侧的板面记载为“非接合面w2n”。
如图1所示，接合系统1具备搬入搬出台2以及处理台3。沿着x轴正方向以搬入搬出台2、处理台3的顺序来排列配置搬入搬出台2以及处理台3。另外，搬入搬出台2以及处理台3一体化地连接。
搬入搬出台2具备载置台10和搬送区域20。载置台10具备多个载置板11。在各载置板11上分别载置晶圆盒c1、c2、c3，晶圆盒c1、c2、c3将多片(例如25片)基板以水平状态收纳。例如，晶圆盒c1是收纳上晶圆w1的晶圆盒，晶圆盒c2是收纳下晶圆w2的晶圆盒，晶圆盒c3是收纳重合晶圆t的晶圆盒。
在载置台10的x轴正方向侧邻接地配置搬送区域20。在所述搬送区域20设有沿y轴方向延伸的搬送路21以及能够沿着该搬送路21移动的搬送装置22。搬送装置22不仅能够沿y轴方向移动，也能够沿着x轴方向移动且能够绕z轴旋转，来在被载置于载置板11的晶圆盒c1～c3与后述的处理台3的第三处理块g3之间进行上晶圆w1、下晶圆w2和重合晶圆t的搬送。
此外，被载置于载置板11的晶圆盒c1～c3的个数并不限定于图示的个数。另外，除了将晶圆盒c1，c2，c3载置于载置板11以外，也可以将用于回收产生了问题的基板的晶圆盒等载置于载置板11。
在处理台3设有具备各种装置的多个处理块，例如三个处理块g1、g2、g3。例如在处理台3的正面侧(图1的y轴负方向侧)设有第一处理块g1，在处理台3的背面侧(图1的y轴正方向侧)设有第二处理块g2。另外，在处理台3的搬入搬出台2侧(图1的x轴负方向侧)设有第三处理块g3。
在第一处理块g1配置对上晶圆w1以及下晶圆w2的接合面w1j、w2j进行改性的表面改性装置30。表面改性装置30通过将上晶圆w1以及下晶圆w2的接合面w1j、w2j中的sio2的键切断来形成单键的sio，由此对该接合面w1j、w2j进行改性以使它们之后易于被进行亲水化处理。
此外，在表面改性装置30中，例如在减压环境下使作为处理气体的氧气体或氮气体被激励来等离子体化，从而离子化。而且，通过将所述氧离子或氮离子照射到上晶圆w1与下晶圆w2的接合面w1j、w2j，接合面w1j、w2j被进行等离子体处理而被改性。
在第二处理块g2配置表面亲水化装置40、接合装置41以及基板温度调节装置42。表面亲水化装置40例如利用纯水对上晶圆w1以及下晶圆w2的接合面w1j、w2j进行亲水化处理。在所述表面亲水化装置40中，例如一边使被保持在旋转卡盘上的上晶圆w1或下晶圆w2旋转一边对该上晶圆w1或下晶圆w2上供给纯水。由此，被供给到上晶圆w1或下晶圆w2上的纯水在上晶圆w1或下晶圆w2的接合面w1j、w2j上扩散，接合面w1j、w2j被进行亲水化处理。
接合装置41利用分子间力使被进行了亲水化处理的上晶圆w1和下晶圆w2接合。在后面记述接合装置41的结构。
基板温度调节装置42调节接合前的上晶圆w1的温度。例如，基板温度调节装置42具备对载置上晶圆w1的载置部以及被载置于载置部的上晶圆w1的温度进行调节的温度调节机构。在温度调节机构中例如流通被进行了温度调节的冷却水等制冷剂，通过调节冷却水的温度，能够调节上晶圆w1的温度。
此外，关于下晶圆w2的温度调节，不是在上述的基板温度调节装置42中进行，而是在设于在接合装置41的温度调节部中进行。在所述温度调节部中，调节下晶圆w2的温度的处理与对下晶圆w2的局部变形进行校正的处理并行地实施，关于这一点在后面记述。
如图2所示，在第三处理块g3中，按从下往上的顺序分两层设置上晶圆w1、下晶圆w2以及重合晶圆t的传送(trs)装置50、51。此外，传送装置50、51的个数并不限定为两个。
另外，如图1所示，在由第一处理块g1、第二处理块g2以及第三处理块g3包围的区域形成搬送区域60。在搬送区域60配置搬送装置61。搬送装置61具有例如沿铅垂方向、水平方向以及绕铅垂轴来自由移动的搬送臂。所述搬送装置61在搬送区域60内移动，将上晶圆w1、下晶圆w2以及重合晶圆t搬送到与搬送区域60邻接的第一处理块g1、第二处理块g2以及第三处理块g3内的规定的装置。
另外，如图1所示，接合系统1具备控制装置70。控制装置70控制接合系统1的动作。所述控制装置70例如是计算机，具备未图示的控制部以及存储部。控制部具有包含cpu(centralprocessingunit：中央处理器)、rom(readonlymemory：只读存储器)、ram(randomaccessmemory：随机存取存储器)、输入输出接口等的微型计算机、各种电路。所述微型计算机的cpu通过将rom中存储的程序读出并执行来实现后述的控制。另外，例如利用ram、闪存(flashmemory)等半导体存储器元件、或者硬盘、光盘等存储装置来实现存储部。
此外，所述程序是被记录于能够被计算机读取的记录介质的程序，也可以是从该记录媒体被安装于控制装置70的存储部的程序。作为能够被计算机读取的记录介质，例如是硬盘(hd)、软盘(fd)、光盘(cd)、磁光盘(mo)、存储卡等。
<2.接合装置的结构>
接着，参照图4以及图5说明接合装置41的结构。图4是示出接合装置41的结构的示意俯视图。图5是示出接合装置41的结构的示意侧视图。
如图4所示，接合装置41具有内部能够密闭的处理容器100。在处理容器100的搬送区域60侧的侧面形成有上晶圆w1、下晶圆w2以及重合晶圆t的搬入搬出口101，在该搬入搬出口101设有开闭闸门102。
处理容器100的内部被内壁103划分为搬送区域t1与处理区域t2。上述的搬入搬出口101形成在搬送区域t1中的处理容器100的侧面。另外，在内壁103也形成上晶圆w1、下晶圆w2以及重合晶圆t的搬入搬出口104。
在搬送区域t1中，传送部110、晶圆搬送机构111、反转机构130以及位置调节机构120例如从搬入搬出口101侧起按该顺序排列配置。
传送部110暂时性地载置上晶圆w1、下晶圆w2以及重合晶圆t。传送部110例如分两层形成，能够同时载置上晶圆w1、下晶圆w2以及重合晶圆t中的任二个。
如图4所示，晶圆搬送机构111具有例如沿铅垂方向(z轴方向)、水平方向(y轴方向、x轴方向)以及绕铅垂轴自由移动的搬送臂。晶圆搬送机构111能够在搬送区域t1内、或者在搬送区域t1与处理区域t2之间搬送上晶圆w1、下晶圆w2以及重合晶圆t。
位置调节机构120调节上晶圆w1以及下晶圆w2的水平方向的朝向。具体来讲，位置调节机构120具有：基台121，其具备未图示的保持部，该保持部保持上晶圆w1以及下晶圆w2并使上晶圆w1以及下晶圆w2旋转；以及检测部122，其检测上晶圆w1以及下晶圆w2的切口部的位置。位置调节机构120一边使被保持于基台121的上晶圆w1以及下晶圆w2旋转一边使用检测部122检测上晶圆w1以及下晶圆w2的切口部的位置，由此来调节切口部的位置。由此，调节上晶圆w1以及下晶圆w2的水平方向的朝向。
反转机构130使上晶圆w1的正反面反转。具体来讲，反转机构130具有保持上晶圆w1的保持臂131。保持臂131沿水平方向(x轴方向)延伸。另外，在保持臂131的例如四个位置设置有用于保持上晶圆w1保持部件132。
保持臂131例如被具备电机等的驱动部133支承。保持臂131通过所述驱动部133来绕水平轴自由转动。另外，保持臂131以驱动部133为中心自由转动，并且在水平方向(x轴方向)上自由移动。在驱动部133的下方设置有例如具备电机等的其它驱动部(未图示)。通过该其它驱动部，驱动部133能够沿着在铅垂方向上延伸的支承柱134来在铅垂方向上移动。
这样，被保持于保持部件132的上晶圆w1通过驱动部133而能够绕水平轴转动并且能够在铅垂方向以及水平方向上移动。另外，被保持于保持部件132的上晶圆w1能够以驱动部133为中心进行转动，能够在位置调节机构120与后述的上卡盘140之间移动。
如图5所示，在处理区域t2设置有上卡盘140、下卡盘141、温度调节部500。
上卡盘140和温度调节部500被固定于共同的水平架600，下卡盘141相比于所述的上卡盘140以及温度调节部500被配置于下方。
上卡盘140从上方吸附保持上晶圆w1的上表面(非接合面w1n)。上卡盘140经由设置在上卡盘140的上部的支承部件180来被固定于水平架600。
在支承部件180设置有对被保持于下卡盘141的下晶圆w2的上表面(接合面w2j)进行摄像的上部摄像部151。上部摄像部151例如使用ccd(chargecoupleddevice：电荷耦合器件)照相机。
下卡盘141载置下晶圆w2并从下方吸附保持下晶圆w2的下表面(非接合面w2n)。
下卡盘141被设置在下卡盘141的下方的第一下卡盘移动部160支承。第一下卡盘移动部160如后述那样使下卡盘141沿水平方向(x轴方向)移动。另外，第一下卡盘移动部160构成为，使下卡盘141能够沿铅垂方向自由移动并且能够绕铅垂轴进行旋转。第一下卡盘移动部160是使下卡盘141进行升降的第二升降部的一例。
在第一下卡盘移动部160设置有对被保持于上卡盘140的上晶圆w1的下表面(接合面w1j)进行摄像的下部摄像部161(参照图5)。下部摄像部161例如使用ccd照相机。
第一下卡盘移动部160被安装在设置于第一下卡盘移动部160的下表面侧且沿水平方向(x轴方向)延伸的一对导轨162、162上。第一下卡盘移动部160构成为沿着导轨162自由移动。
一对导轨162、162被配设于第二下卡盘移动部163。第二下卡盘移动部163被安装在设置于该第二下卡盘移动部163的下表面侧且沿水平方向(y轴方向)延伸的一对导轨164、164上。而且，第二下卡盘移动部163构成为沿着导轨164在水平方向(y轴方向)上自由移动。一对导轨164、164被配设在例如被设置于处理容器100的底面的载置台165上。
接合装置41利用第一下卡盘移动部160以及第二下卡盘移动部163，能够使下卡盘141在同上卡盘140相向的相向位置与同上卡盘140不相向的非相向位置之间移动。
温度调节部500被设置在同配置于非相向位置的下卡盘141相向的位置处。此外，图5中用实线示出的下卡盘141的位置是“非相向位置”，用虚线示出的下卡盘141的位置是“相向位置”。
温度调节部500对被下卡盘141吸附保持的下晶圆w2的温度进行局部调节。具体来讲，温度调节部500具备：主体部510，其具有直径大于下晶圆w2的直径的下表面；支承部520，其从上方支承主体部510；以及升降部530，其使支承部520沿铅垂方向移动。另外，温度调节部500具备测量部540，测量部540测量从基准位置到被设定于下卡盘141的测量位置的距离。
支承部520具备连接于主体部510的多个支柱部件521、以及设置在多个支柱部件521的上部的顶板522。升降部530具备缸等驱动源531、以及通过驱动源531进行升降的杆532。杆532连接于顶板522的下表面。当利用驱动源531使杆532进行升降时，连接于杆532的顶板522进行升降，连接于顶板522的多个支柱部件521进行升降。由此，能够使被多个支柱部件521支承的主体部510进行升降。升降部530是使主体部510进行升降的第一升降部的一例。
测量部540例如被安装于多个支柱部件521中的一个，与主体部510一起进行升降。另外，在下卡盘141的侧面设置有上部具有水平面的测量部件545，在下卡盘141被配置于非相向位置的时，测量部件545位于测量部540的下方。
所述测量部540例如将测量部540的下端作为基准位置并将测量部件545的上表面作为测定位置，测量从基准位置到测定位置的垂直距离，并将测量结果向控制装置70输出。
接着，进一步参照图6a～图6c说明温度调节部500的结构。图6a是主体部510的示意侧剖视图，图6b是加热部的示意仰视图，图6c是图6a中所示出的h部的示意放大图。
如图6a所示，温度调节部500具备冷却部550和加热部560。冷却部550例如是在主体部510的内部形成的流路，与流入管551和流出管552连接，流入管551使冷却水等制冷剂流入冷却部550，流出管552使制冷剂从冷却部550流出。所述冷却部550通过使进行了温度调节的制冷剂进行流通，来使下晶圆w2整面均匀地冷却。
另一方面，加热部560能够对下晶圆w2进行局部加热。具体来讲，加热部560具有多个独立的发热区域561a，通过选择性地使所述多个发热区域561a发热，能够对下晶圆w2的一部分或者整体进行加热。
此外，在此如图6b所示，多个发热区域561a排列成为圆周状，并且分多层以同心圆状配置，但是多个发热区域561a的配置并不限定于此。例如也可以是，多个发热区域561a排列配置为围棋盘的网格状。
加热部560被配置在相比于冷却部550靠近下晶圆w2的位置。具体来讲，冷却部550被设置在主体部510的内部，与之相对地，加热部560被安装在主体部510的下表面、即与下晶圆w2相向的面。通过设为所述结构，能够使加热部560更接近下晶圆w2，能够更有效地加热下晶圆w2。此外，如图6c所示，加热部560例如是聚酰亚胺面状加热器等面状发热体，以被铝板570从上下方向夹持的状态安装于主体部510。
这样，将加热部560配置在相比于冷却部550靠近下晶圆w2的位置处，由此能够有效地加热下晶圆w2。
接着，参照图7说明接合装置41的上卡盘140和下卡盘141的结构。图7是示出上卡盘140和下卡盘141的结构的示意侧剖视图。
如图7所示，上卡盘140具有主体部170，主体部17具有与上晶圆w1相同直径或者具有比上晶圆w1的直径大的直径。
主体部170被支承部件180支承。支承部件180被设置为在俯视观察时至少覆盖主体部170的上表面，并且例如以螺纹紧固方式被固定于主体部170。
在支承部件180以及主体部170的中心部，形成有沿铅垂方向贯通支承部件180以及主体部170的贯通孔178。贯通孔178的位置与被上卡盘140吸附保持的上晶圆w1的中心部对应。而且，冲击器190的按压销191插通于贯通孔178。
冲击器190被配置于支承部件180的上表面，具备按压销191、致动器部192、直线运动机构193。按压销191是沿着铅垂方向延伸的圆柱状的部件，被致动器部192支承。
致动器部192例如利用从电动气动调节器(未图示)供给的空气使得在固定方向(在此为铅垂下方)产生固定的压力。致动器部192利用从电动气动调节器供给的空气，能够控制与上晶圆w1的中心部抵接来对该上晶圆w1的中心部施加的按压载荷。另外，致动器部192的前端部利用来自电动气动调节器的空气而插通贯通孔178并沿铅垂方向自由升降。
致动器部192被直线运动机构193支承。直线运动机构193例如利用内置有电机的驱动部来使致动器部192沿铅垂方向进行移动。
所述那样构成的冲击器190利用直线运动机构193来控制致动器部192的移动，并利用致动器部192来控制按压销191对上晶圆w1的按压载荷。
在主体部170的下表面设有与上晶圆w1的背面(非接合面w1n)接触的多个销171。另外，在主体部170的下表面设有对上晶圆w1的背面(非接合面w1n)的外周部进行支承的肋172。肋172在多个销171的外侧被设置为环状。
另外，在主体部170的下表面且在肋172的内侧设置有其它的肋173。肋173以与肋172呈同心圆状的方式设置为环状。而且，肋172的内侧的区域被划分为肋173的内侧的第一吸引区域174a以及肋173的外侧的第二吸引区域174b。
在第一吸引区域174a设置有多个吸引管175a。多个吸引管175a经由压力调节器176a来与真空泵177a连接。另外，在第二吸引区域174b设置有多个吸引管175b。多个吸引管175b经由压力调节器176b来与真空泵177b连接。
而且，对由上晶圆w1、主体部170以及肋172包围形成的吸引区域174a、174b分别经由吸引管175a、175b进行真空吸引，来将吸引区域174a、174b减压。此时，吸引区域174a、174b的外部的环境是大气压，因此上晶圆w1被大气压向吸引区域174a、174b侧按压与减压量相应的量，上晶圆w1被上卡盘140吸附保持。上卡盘140能够按第一吸引区域174a与第二吸引区域174b来对上晶圆w1进行真空吸引。
在所述情况下，肋172支承上晶圆w1的背面(非接合面w1n)的外周部，由此上晶圆w1直到其外周部被适当地进行真空吸引。因此，上晶圆w1的整面被上卡盘140吸附保持，该上晶圆w1的平面度减小，能够使上晶圆w1平坦。
另外，由于多个销171的高度均匀，能够使上卡盘140的下表面的平面度进一步缩小。这样，能够使上卡盘140的下表面平坦(下表面的平面度缩小)，能够抑制被上卡盘140保持的上晶圆w1的铅垂方向的变形。另外，上晶圆w1的背面(非接合面w1n)被多个销171支承，在解除上卡盘140对上晶圆w1的真空吸引时，该上晶圆w1容易从上卡盘140剥离。
接下来，说明下卡盘141的结构。下卡盘141与上卡盘140同样地采用旋转卡盘方式。下卡盘141具有主体部250，主体部250具有与下晶圆w2相同的直径或者具有比下晶圆w2的直径大的直径。在主体部250的上表面设有与下晶圆w2的背面(非接合面w2n)接触的多个销251。另外，在主体部250的上表面设有对下晶圆w2的背面(非接合面w2n)的外周部进行支承的肋252。肋252在多个销251的外侧被设置为环状。
在主体部250中的比肋252靠内侧的区域设置有多个吸引管255。多个吸引管255经由压力调节器256来与真空泵257连接。
而且，由下晶圆w2、主体部250以及肋252包围而形成的吸引区域254经由多个吸引管255进行真空吸引而被进行减压。此时，吸引区域254的外部的环境是大气压，由此下晶圆w2被大气压向吸引区域254侧按压与减压量相应的量，下晶圆w2被下卡盘141水平地吸附保持。
在所述情况下，肋252支承下晶圆w2的背面的外周部，由此下晶圆w2直到其外周部被适当地进行真空吸引。因此，下晶圆w2的整面被下卡盘141吸附保持，该下晶圆w2的平面度缩小，能够使下晶圆w2平坦。另外，由于下晶圆w2的背面被多个销251支承，在解除下卡盘141对下晶圆w2的真空吸引时，该下晶圆w2容易从下卡盘141剥离。
<3.接合系统的具体的动作>
然后，参照图8～图11g说明接合系统1的具体的动作。图8是示出接合系统1执行的处理的一部分的流程图，图9是示出温度调节以及变形校正处理的过程的流程图。另外，图10a～图10d是温度调节以及变形校正处理的动作说明图，图11a～图11g是接合处理的动作说明图。此外，图8以及图9示出的各种处理是基于控制装置70的控制来执行的。
首先，收纳了多张上晶圆w1的晶圆盒c1、收纳了多张下晶圆w2的晶圆盒c2、以及空的晶圆盒c3被载置在搬入搬出台2的规定的载置板11。然后，由搬送装置22将晶圆盒c1内的上晶圆w1取出，并搬送到处理台3的第三处理块g3的传送装置50。
接着，上晶圆w1被搬送装置61搬送到第一处理块g1的表面改性装置30。在表面改性装置30中，在规定的减压环境下，作为处理气体的氧气体被激励而等离子体化，从而离子化。该氧离子被照射到上晶圆w1的接合面w1j，从而该接合面w1j被进行等离子体处理。由此，上晶圆w1的接合面w1j被改性(步骤s101)。
接着，上晶圆w1被搬送装置61搬送到第二处理块g2的表面亲水化装置40。在表面亲水化装置40中，一边使被旋转卡盘保持的上晶圆w1旋转一边对该上晶圆w1上供给纯水。这样，所供给的纯水在上晶圆w1的接合面w1j上扩散，对在表面改性装置30中被改性的上晶圆w1的接合面w1j附着羟基(硅烷醇基)，从而该接合面w1j进被行亲水化处理。另外，利用该纯水对上晶圆w1的接合面w1j进行清洗(步骤s102)。
接着，上晶圆w1被搬送装置61搬送到第二处理块g2的基板温度调节装置42，由基板温度调节装置42对温度进行调节(步骤s103)。
然后，上晶圆w1被搬送装置61搬送到第二处理块g2的接合装置41。被搬入到接合装置41的上晶圆w1经由传送部110被晶圆搬送机构111搬送到位置调节机构120。而且由位置调节机构120调节上晶圆w1的水平方向的朝向(步骤s104)。
然后，从位置调节机构120将上晶圆w1交接到反转机构130的保持臂131。接下来，在搬送区域t1使保持臂131反转，由此使上晶圆w1的正反面反转(步骤s105)。即，上晶圆w1的接合面w1j朝向下方。
然后，反转机构130的保持臂131转动并且移动到上卡盘140的下方。然后，从反转机构130将上晶圆w1交接到上卡盘140。上晶圆w1在切口部朝向预先决定的方向的状态下，其非接合面w1n被上卡盘140吸附保持(步骤s106)。
在对上晶圆w1进行上述的步骤s101～s106的处理的期间，对下晶圆w2进行处理。首先，由搬送装置22将晶圆盒c2内的下晶圆w2取出，并搬送到处理台3的传送装置50。
接着，下晶圆w2被搬送装置61搬送到表面改性装置30，下晶圆w2的接合面w2j被改性(步骤s107)。此外，在步骤s107中进行的下晶圆w2的接合面w2j的改性与上述的步骤s101相同。
然后，下晶圆w2被搬送装置61搬送到表面亲水化装置40，下晶圆w2的接合面w2j被进行亲水化处理并且该接合面w2j被清洗(步骤s108)。此外，在步骤s108中进行的下晶圆w2的接合面w2j的亲水化处理以及清洗与上述的步骤s102相同。
然后，下晶圆w2被搬送装置61搬送到接合装置41。被搬入到接合装置41的下晶圆w2经由传送部110被晶圆搬送机构111搬送到位置调节机构120。并且由位置调节机构120调节下晶圆w2的水平方向的朝向(步骤s109)。
然后，下晶圆w2被晶圆搬送机构111搬送到下卡盘141，并被下卡盘141吸附保持(步骤s110)。下晶圆w2在切口部朝向预先决定的方向的状态下，其非接合面w2n被下卡盘141吸附保持。
接下来，在接合装置41中，一边对下晶圆w2进行温度调节一边进行校正下晶圆w2的局部变形的处理(步骤s111)。
在此，参照图9以及图10a～图10d说明步骤s111所示的温度调节以及变形校正处理的内容。此外，步骤s111的处理是在下晶圆w2被配置于非相向位置的状态下、即与温度调节部500相向的状态下进行的。另外，在步骤s111的处理开始之前，为冷却水在温度调节部500的冷却部550中流通的状态。冷却水在冷却部550中流通的状态至少维持到步骤s111的处理结束为止。
如图9所示，当步骤s111的处理开始时，首先，温度调节部500的加热部560启动(步骤s201)。具体来讲，对设置在加热部560的多个发热区域561a中的至少一部分通电，被通电的发热区域561a发热。
这样，在吸附保持下晶圆w2之后(图8的步骤s110之后)开始向加热部560通电，由此能够抑制没有被通电的发热区域561a因来自被通电的发热区域561a的热而被加热。因而，能够抑制下晶圆w2的除想要加热的区域(即，想要校正变形的区域)以外的区域被加热。
接下来，进行第一接近处理(步骤s202)。在第一接近处理中，使用升降部530来使主体部510下降预先设定的距离，由此使主体部510接近被下卡盘141吸附保持的下晶圆w2(参照图10a)。通过第一接近处理，温度调节部500的主体部510例如下降至与上卡盘140的主体部170相同程度的高度位置。
在此，在步骤s201以及步骤s202的时间点，由于下晶圆w2与加热部560之间距离远离，因此下晶圆w2的温度不会上升。
接下来，进行测量处理(步骤s203)。在测量处理中，使用测量部540来测量从基准位置到作为测量位置的测量部件545的上表面的距离(参照图10a)。
接下来，进行第二接近处理(步骤s204)。在第二接近处理中，根据步骤s203的测量处理的结果来利用第一下卡盘移动部160使下卡盘141上升，由此使下晶圆w2接近温度调节部500的主体部510而来到加热部560能对下晶圆w2加热的位置。
在此，本发明者得到如下实验结果：将加热部560设置在与下晶圆w2的距离为5mm的位置、且以设定温度40℃进行加热的情况下，下晶圆w2的温度几乎没有变化。另外，本发明者在将加热部560设置在与下晶圆w2的距离为1mm的位置、且以设定温度40℃进行加热的情况下，能够使下晶圆w2的温度从23℃上升至28℃。
这样，为了对下晶圆w2进行加热，需要使下晶圆w2接近加热部560。
因而，在第二接近处理中，如图10b所示，使下晶圆w2接近加热部560(参照图6a)，使得下晶圆w2与温度调节部500的加热部560之间的间隔d小于5mm。由此，下晶圆w2被加热部560加热。此外，下晶圆w2与温度调节部500的加热部560之间的间隔d优选设定为1mm以下，更具体来讲优选设定为500μm以下。通过将间隔d设定为500μm以下，后述的加热处理的处理时间被缩短，因而能够将一系列的接合处理的生产节拍时间缩短。
第一下卡盘移动部160在后述的接合处理中调节上晶圆w1以及下晶圆w2的在铅垂方向上的位置时使用，能够进行较高精度的定位。利用所述第一下卡盘移动部160对所述间隔d进行调整，由此对于温度调节部500而言不需要高精度的升降部。因而，能够削减温度调节部500的成本。
另外，第二接近处理是在下晶圆w2被下卡盘141吸附保持的状态下、即翘曲被矫正了的状态下进行的。因而，在第二接近处理中，在使下晶圆w2接近加热部560的情况下，能够防止下晶圆w2接触到加热部560。
接下来，进行加热处理(步骤s205)。在加热处理中，使下晶圆w2与加热部560接近的状态维持规定时间来对下晶圆w2进行局部加热。此时，下晶圆w2的面内区域中的除被发热区域561a加热的区域以外的区域被冷却部550调节温度。
这样，根据本实施方式所涉及的接合装置41，能够同时实施由加热部560对下晶圆w2进行的局部加热以及由冷却部550对下晶圆w2进行的温度调节。当加热处理结束时，停止向加热部560的通电。
接下来，进行隔离处理(步骤s206)。在隔离处理中，使用升降部530来使温度调节部500的主体部510上升，由此使主体部510与下晶圆w2隔离。此外，在隔离处理中，使用第一下卡盘移动部160来使下卡盘141下降，由此使下晶圆w2与温度调节部500的主体部510隔离。
接下来，进行吸附解除处理(步骤s207)。在吸附解除处理中，解除下卡盘141对下晶圆w2的吸附保持。
由此，解除下晶圆w2被下卡盘141拘束的状态，在加热处理中被加热的下晶圆w2的区域伸展，从而下晶圆w2的局部变形被校正(参照图10c)。
接下来，进行再吸附处理(步骤s208)。在再吸附处理中，使用下卡盘141来再度吸附保持下晶圆w2(参照图10d)。由此，能够维持下晶圆w2的局部变形被校正了的状态。
期望在下晶圆w2的温度分布均匀化之前进行再吸附处理。因此，从吸附解除处理中解除下晶圆w2的吸附保持至再吸附处理中再度吸附保持下晶圆w2为止的时间例如设定为1秒以下。
接着，对被上卡盘140保持的上晶圆w1与被下卡盘141保持的下晶圆w2进行水平方向的位置调节(图8的步骤s112)。
如图11a所示，在上晶圆w1的接合面w1j上形成预定的多个、例如三个基准点a1～a3，同样地在下晶圆w2的接合面w2j上形成预定的多个、例如三个基准点b1～b3。作为这些基准点a1～a3，b1～b3，例如分别使用在上晶圆w1以及下晶圆w2上形成的规定的图案。此外，基准点的数量能够任意设定。
首先，如图11a所示，进行上部摄像部151以及下部摄像部161的水平方向位置的调节。具体来讲，利用第一下卡盘移动部160和第二下卡盘移动部163使下卡盘141沿水平方向移动，使得下部摄像部161位于上部摄像部151的大致下方的位置。而且，由上部摄像部151和下部摄像部161确认共同的目标x来微调节下部摄像部161的水平方向位置，使得上部摄像部151与下部摄像部161的水平方向位置一致。
接着，如图11b所示，利用第一下卡盘移动部160使下卡盘141沿铅垂上方移动之后，进行上卡盘140与下卡盘141的水平方向位置的调节。
具体来讲，一边利用第一下卡盘移动部160和第二下卡盘移动部163使下卡盘141沿水平方向移动，一边使用上部摄像部151对下晶圆w2的接合面w2j的基准点b1～b3进行顺次摄像。同时，一边使下卡盘141沿水平方向移动，一边使用下部摄像部161对上晶圆w1的接合面w1j的基准点a1～a3进行顺次摄像。此外，图11b示出利用上部摄像部151对下晶圆w2的基准点b1进行摄像并且利用下部摄像部161对上晶圆w1的基准点a1进行摄像的样子。
摄像得到的图像数据被输出到控制装置70。在控制装置70中，基于由上部摄像部151摄像得到的图像数据和由下部摄像部161摄像得到的图像数据基，利用第一下卡盘移动部160以及第二下卡盘移动部163对下卡盘141的水平方向位置进行调整，以使上晶圆w1的基准点a1～a3与下晶圆w2的基准点b1～b3分别一致。由此调节上卡盘140与下卡盘141的水平方向位置，来调节上晶圆w1与下晶圆w2的水平方向位置。
接着，如图11c所示，利用第一下卡盘移动部160使下卡盘141向铅垂上方移动，来对上卡盘140与下卡盘141的铅垂方向位置进行调节，对被该上卡盘140保持的上晶圆w1与被下卡盘141保持的下晶圆w2的铅垂方向位置进行调节(步骤s113)。此时，下晶圆w2的接合面w2j与上晶圆w1的接合面w1j之间的间隔为规定的距离，例如80μm～200μm(参照图11d)。
接着，对被上卡盘140保持的上晶圆w1与被下卡盘141保持的下晶圆w2进行接合处理(步骤s114)。
首先，如图11e所示，停止真空泵177a(参照图7)来解除第一吸引区域174a的对上晶圆w1的吸附保持之后，使冲击器190的按压销191下降，由此将上晶圆w1的中心部压下，以使上晶圆w1的中心部与下晶圆w2的中心部接触的方式进行按压。
由此，被按压的上晶圆w1的中心部与下晶圆w2的中心部之间开始接合。具体来讲，由于上晶圆w1的接合面w1j和下晶圆w2的接合面w2j分别在步骤s101，s107中被改性，因此首先在接合面w1j、w2j之间产生范德华力(分子间力)，该接合面w1j、w2j彼此接合。进一步，由于上晶圆w1的接合面w1j与下晶圆w2的接合面w2j分别在步骤s102，s108中被进行了亲水化处理，因此接合面w1j、w2j之间的亲水基产生氢键，接合面w1j、w2j被彼此强固地接合。
然后，如图11f所示，上晶圆w1与下晶圆w2的接合区域从上晶圆w1以及下晶圆w2的中心部向外周部扩大。
然后，如图11g所示，停止真空泵177b(参照图7)的工作来解除第二吸引区域174b的对上晶圆w1的吸附保持。这样，上晶圆w1的外周部落下到下晶圆w2上。由此，上晶圆w1的接合面w1j与下晶圆w2的接合面w2j整面抵接，上晶圆w1与下晶圆w2被接合。
然后，重合晶圆t被搬送装置61搬送到传送装置51之后，被搬入搬出台2的搬送装置22搬送到晶圆盒c3。这样，一系列的接合处理结束。
如上述那样，实施方式所涉及的接合装置41具备：上卡盘140(第一保持部的一例)、下卡盘141(第二保持部的一例)、冲击器190、第一下卡盘移动部160(移动部的一例)、以及温度调节部500。上卡盘140从上方吸附保持上晶圆w1(第一基板的一例)。下卡盘141从下方吸附保持下晶圆w2(第二基板的一例)。冲击器190从上方按压上晶圆w1的中心部使得上晶圆w1的中心部与下晶圆w2接触。第一下卡盘移动部160使下卡盘141在同上卡盘140不相向的非相向位置与同上卡盘140相向的相向位置之间移动。温度调节部500与被配置在非相向位置的下卡盘141相向，温度调节部500对被下卡盘141吸附保持的下晶圆w2的温度进行局部调节。
因而，根据实施方式所涉及的接合装置41，能够对接合前的下晶圆w2的局部变形进行校正，能够减少在接合后的重合晶圆t产生的局部变形。
本领域技术人员能够容易导出其它效果以及变形例。因此，本发明的更多的方式并不限定于以上表述且记述的特定详细以及典型的实施方式。因而，在不超出所附权利要求的范围以及其等同所定义的总体发明概念的主旨或者范围内，能够进行各种各样的变更。