JP7183391B2 - 接合装置および接合方法 - Google Patents

Description

本開示は、接合装置および接合方法に関する。

従来、半導体ウェハ等の基板同士を接合することによって重合基板を作成する接合装置が知られている。

特許第５２８２１００号公報

本開示は、歪みの少ない重合基板を作成することができる技術を提供する。

本開示の一態様による接合装置は、第１保持部と、第２保持部と、移動機構と、シール部材と、制御部とを備える。第１保持部は、第１基板を吸着保持する第１吸着領域を有する。第２保持部は、第１保持部の下方に配置され、第２基板を吸着保持する第２吸着領域を有する。移動機構は、第２保持部を少なくとも昇降移動させる。シール部材は、第１保持部および第２保持部の一方に設けられ、第１吸着領域および第２吸着領域の一方を取り囲む。制御部は、第２保持部を第１保持部に近接させて第１吸着領域および第２吸着領域の両方をシール部材で取り囲むことによって外部から隔離された処理空間を形成する空間形成処理と、処理空間において第１基板と第２基板とを接合する接合処理とを実行する。

本開示によれば、歪みの少ない重合基板を作成することができる。

図１は、実施形態に係る接合システムの構成を示す模式図である。 図２は、実施形態に係る接合システムの構成を示す模式図である。 図３は、実施形態に係る第１基板および第２基板の接合前の状態を示す模式図である。 図４は、実施形態に係る接合装置の構成を示す模式図である。 図５は、実施形態に係る第１保持部が湾曲する様子を示す模式図である。 図６は、実施形態に係るシール部材の構成を示す模式図である。 図７は、実施形態に係る接合システムが実行する処理の手順を示すフローチャートである。 図８は、接合装置の動作例を示す図である。 図９は、接合装置の動作例を示す図である。 図１０は、接合装置の動作例を示す図である。 図１１は、接合装置の動作例を示す図である。 図１２は、変形例に係るシール部材の構成を示す模式図である。 図１３は、他の実施形態に係る接合装置が備える第１保持部の構成を示す図である。 図１４は、他の実施形態に係る第１保持部が湾曲する様子を示す模式図である。

以下に、本開示による接合装置および接合方法を実施するための形態（以下、「実施形態」と記載する）について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態により本開示による接合装置および接合方法が限定されるものではない。また、各実施形態は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。また、以下の各実施形態において同一の部位には同一の符号を付し、重複する説明は省略される。

また、以下参照する各図面では、説明を分かりやすくするために、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直交座標系を示す場合がある。また、鉛直軸を回転中心とする回転方向をθ方向と呼ぶ場合がある。

＜接合システムの構成＞
まず、実施形態に係る接合システムの構成について図１～図３を参照して説明する。図１および図２は、実施形態に係る接合システムの構成を示す模式図である。また、図３は、実施形態に係る第１基板および第２基板の接合前の状態を示す模式図である。

図１に示す接合システム１は、第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２とを接合することによって重合基板Ｔを形成する（図３参照）。

第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２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る。第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２は、略同径である。なお、第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２の一方は、たとえば電子回路が形成されていない基板であってもよい。

以下では、図３に示すように、第１基板Ｗ１の板面のうち、第２基板Ｗ２と接合される側の板面を「接合面Ｗ１ｊ」と記載し、接合面Ｗ１ｊとは反対側の板面を「非接合面Ｗ１ｎ」と記載する。また、第２基板Ｗ２の板面のうち、第１基板Ｗ１と接合される側の板面を「接合面Ｗ２ｊ」と記載し、接合面Ｗ２ｊとは反対側の板面を「非接合面Ｗ２ｎ」と記載する。

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、処理ステーション３とを備える。搬入出ステーション２は、処理ステーション３のＸ軸負方向側に配置され、処理ステーション３と一体的に接続される。

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（たとえば、２５枚）の基板を水平状態で収容するカセットＣ１～Ｃ４がそれぞれ載置される。カセットＣ１は複数枚の第１基板Ｗ１を収容可能であり、カセットＣ２は複数枚の第２基板Ｗ２を収容可能であり、カセットＣ３は複数枚の重合基板Ｔを収容可能である。カセットＣ４は、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である。なお、載置板１１に載置されるカセットＣ１～Ｃ４の個数は、図示のものに限定されない。

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る。搬送領域２０には、Ｙ軸方向に延在する搬送路２１と、搬送路２１に沿って移動可能な搬送装置２２とが設けられる。搬送装置２２は、Ｙ軸方向だけでなく、Ｘ軸方向にも移動可能かつＺ軸周りに旋回可能である。搬送装置２２は、載置板１１に載置されたカセットＣ１～Ｃ４と、後述する処理ステーション３の第３処理ブロックＧ３との間で、第１基板Ｗ１、第２基板Ｗ２および重合基板Ｔの搬送を行う。

処理ステーション３には、たとえば３つの処理ブロックＧ１，Ｇ２，Ｇ３が設けられる。第１処理ブロックＧ１は、処理ステーション３の正面側（図１のＹ軸負方向側）に配置される。また、第２処理ブロックＧ２は、処理ステーション３の背面側（図１のＹ軸正方向側）に配置され、第３処理ブロックＧ３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）に配置される。

第１処理ブロックＧ１には、第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２の接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊを改質する表面改質装置３０が配置される。表面改質装置３０は、第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２の接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊにおけるＳｉＯ２の結合を切断して単結合のＳｉＯとすることで、その後親水化され易くするように接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊを改質する。

具体的には、表面改質装置３０では、たとえば減圧雰囲気下において処理ガスである酸素ガスまたは窒素ガスが励起されてプラズマ化され、イオン化される。そして、かかる酸素イオンまたは窒素イオンが、第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２の接合面Ｗ１ｊ，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。

第２処理ブロックＧ２には、表面親水化装置４０と、接合装置４１とが配置される。表面親水化装置４０は、たとえば純水によって第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２の接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊを親水化するとともに、接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊを洗浄する。具体的には、表面親水化装置４０は、たとえばスピンチャックに保持された第１基板Ｗ１または第２基板Ｗ２を回転させながら、当該第１基板Ｗ１または第２基板Ｗ２上に純水を供給する。これにより、第１基板Ｗ１または第２基板Ｗ２上に供給された純水が第１基板Ｗ１または第２基板Ｗ２の接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊ上を拡散し、接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊが親水化される。

接合装置４１は、親水化された第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２とを分子間力により接合する。かかる接合装置４１の構成については、後述する。

第３処理ブロックＧ３には、図２に示すように、第１基板Ｗ１、第２基板Ｗ２および重合基板Ｔのトランジション装置５０，５１が、下から順に設けられる。

第１処理ブロックＧ１、第２処理ブロックＧ２および第３処理ブロックＧ３に囲まれた領域には、搬送領域６０が形成される。搬送領域６０には、搬送装置６１が配置される。搬送装置６１は、たとえば鉛直方向、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。かかる搬送装置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Ｇ１、第２処理ブロックＧ２および第３処理ブロックＧ３内の所定の装置に第１基板Ｗ１、第２基板Ｗ２および重合基板Ｔを搬送する。

また、接合システム１は、制御装置７０を備える。制御装置７０は、接合システム１の動作を制御する。かかる制御装置７０は、たとえばコンピュータであり、図示しない制御部および記憶部を備える。制御部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力ポートなどを有するマイクロコンピュータや各種の回路を含む。かかるマイクロコンピュータのＣＰＵは、ＲＯＭに記憶されているプログラムを読み出して実行することにより、後述する制御を実現する。また、記憶部は、たとえば、ＲＡＭ、フラッシュメモリ（Flash Memory）等の半導体メモリ素子、または、ハードディスク、光ディスク等の記憶装置によって実現される。

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７０の記憶部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、例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。

＜接合装置の構成＞
次に、接合装置４１の構成について図４を参照して説明する。図４は、実施形態に係る接合装置４１の構成を示す模式図である。

図４に示すように、実施形態に係る接合装置４１は、第１保持部１０１と、第１筐体１０２と、回転機構１０３と、シール機構１０４とを備える。また、接合装置４１は、第２保持部２０１と、第２筐体２０２と、移動機構２０３と、排気機構２０４と、減圧機構２０５とを備える。また、接合装置４１は、厚み測定部４０１を備える。

（第１保持部１０１）
第１保持部１０１は、第１基板Ｗ１を保持する。具体的には、第１保持部１０１は、第１基板Ｗ１を吸着保持する第１吸着領域１１１を下面に有している。第１吸着領域１１１は、第１保持部１０１の内部に形成された経路部１１２を介して真空ポンプ等の吸引装置１１４に接続される。第１保持部１０１は、吸引装置１１４を用いて第１吸着領域１１１を真空引きすることにより、第１基板Ｗ１の上面全体を吸着保持する。

第１吸着領域１１１は、たとえば、第１基板Ｗ１の上面（非接合面Ｗ１ｎ）に接触する複数のピンと、第１基板Ｗ１の裏面（非接合面Ｗ１ｎ）の外周を支持する環状のリブとを備える構成であってもよい。この場合、複数のピンと環状のリブと第１基板Ｗ１とで形成される空間が吸引装置１１４によって真空引きされることで、第１吸着領域１１１に第１基板Ｗ１が吸着保持される。また、第１吸着領域１１１は、たとえば炭化ケイ素等の多孔質体で形成されてもよい。この場合、多孔質体に形成される細孔を介して第１基板Ｗ１が吸引されることで、第１吸着領域１１１に第１基板Ｗ１が吸着保持される。また、第１吸着領域１１１は、第１基板Ｗ１を静電吸着するものであってもよい。

第１保持部１０１の上面には、曲面状の凹部１１６が形成される。凹部１１６は、第１吸着領域１１１の直上に形成されており、その最下点は第１吸着領域１１１の中心部（言い換えれば、第１基板Ｗ１の中心部）と一致する。凹部１１６の機能については後述する。

第１保持部１０１は、例えばアルミナセラミックやＳｉＣ（炭化ケイ素）などセラミック材料により形成される。このため、第１保持部１０１は鉛直方向及び水平方向に伸縮自在であり、また高精度な平面、且つ、高い復元性を実現することができる。

（第１筐体１０２）
第１筐体１０２は、たとえば第１保持部１０１の上面に接続されて、第１保持部１０１を上方から支持する。第１筐体１０２は、第１保持部１０１の上面との間に第１蓄圧空間１２１を有する。第１蓄圧空間１２１は、第１筐体１０２に形成された下方に向けて開口する内部空間（凹部）と、第１保持部１０１の上面とによって形成される密閉された空間である。第１蓄圧空間１２１は、第１筐体１０２の内部に形成された経路部１２２を介して第１筐体調圧部１２４に接続される。第１筐体調圧部１２４は、経路部１２２を介して第１蓄圧空間１２１を排気することによって第１蓄圧空間１２１を減圧する。また、第１筐体調圧部１２４は、第１蓄圧空間１２１の排気量を調節することにより、第１蓄圧空間１２１の圧力を調節することができる。なお、第１蓄圧空間１２１は、経路部１２２を介して第１蓄圧空間１２１に空気や窒素等の気体を供給することによって第１蓄圧空間１２１を加圧することも可能である。この場合、第１筐体調圧部１２４は、第１蓄圧空間１２１に水等の液体を供給することによって第１蓄圧空間１２１の圧力を調節してもよい。

図５は、実施形態に係る第１保持部１０１が湾曲する様子を示す模式図である。後述するように、実施形態に係る接合装置４１は、第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２とを接合する際に、第１保持部１０１の下面、第２保持部２０１の上面およびシール部材１４１によって密閉される処理空間を形成する。また、この処理空間は、吸引装置２５４によって減圧される。

制御装置７０は、第１筐体調圧部１２４を制御して、処理空間の圧力よりも高くなるように第１蓄圧空間１２１の圧力を調節する。これにより、図５に示すように、第１保持部１０１は、処理空間と第１蓄圧空間１２１との圧力差によって変形する。これに伴い、第１保持部１０１の下面に設けられた第１吸着領域１１１および第１吸着領域１１１に吸着保持された第１基板Ｗ１が下方に向かって曲面状に湾曲する。実施形態に係る接合装置４１では、上記のように第１吸着領域１１１を第１基板Ｗ１とともに下方に向かって曲面状に湾曲させることで、第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２とを接触させる。

上述したように、第１保持部１０１の上面には、第１吸着領域１１１の中心部の直上を最下点とする曲面状の凹部１１６が形成されている。これにより、第１保持部１０１の下面を適切に変形させることができ、第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２の中心部同士を適切に接触させることができる。

（回転機構１０３）
回転機構１０３は、第１筐体１０２の上方に配置された梁部１３１に固定されており、第１筐体１０２を上方から回転可能に支持する。回転機構１０３は、第１筐体１０２の上面に接続される軸部１３２を鉛直軸まわりに回転させる駆動部を有しており、かかる駆動部を用いて軸部１３２を回転させることにより、第１保持部１０１および第１筐体１０２を鉛直軸まわりに回転させることができる。

（シール機構１０４）
シール機構１０４は、シール部材１４１と、接続管１４４と、シール調圧部１４６と、圧力測定部１４８とを備える。

シール部材１４１は、たとえば樹脂等の可撓性材料で形成された環状のシール部材（Ｏリング）である。シール部材１４１は、第１吸着領域１１１よりも大径であり、第１吸着領域１１１を取り囲むように第１保持部１０１の下面に設けられる。

シール部材１４１は、環状の内部空間１４２を有する。内部空間１４２は、第１保持部１０１の内部に形成された経路部１１８および経路部１１８に接続された接続管１４４を介してシール調圧部１４６に接続される。

シール調圧部１４６は、接続管１４４および経路部１１８を介してシール部材１４１の内部空間１４２に空気や窒素等の気体を供給することにより、内部空間１４２を加圧することができる。また、シール調圧部１４６は、内部空間１４２に供給する気体の流量を調節することにより、内部空間１４２の圧力を調節することができる。

なお、シール調圧部１４６は、内部空間１４２に水等の液体を供給することによって内部空間１４２の圧力を調節してもよい。

圧力測定部１４８は、接続管１４４に設けられ、内部空間１４２の圧力を測定する。圧力測定部１４８による測定結果は、制御装置７０に入力される。

ここで、シール機構１０４の構成について図６を参照してより具体的に説明する。図６は、シール機構１０４の構成を示す模式図である。なお、図６には、シール機構１０４を下方から見た模式図を示している。

図６に示すように、シール部材１４１の内部空間１４２は、シール部材１４１の周方向に沿って並ぶ複数の個別空間１４２ａ～１４２ｃに分割されている。また、シール調圧部１４６は、複数の個別空間１４２ａ～１４２ｃに対応する複数の個別調圧部１４６ａ～１４６ｃを備える。

具体的には、個別調圧部１４６ａは、接続管１４４ａを介して個別空間１４２ａに接続される。接続管１４４ａには圧力測定部１４８ａが設けられる。個別調圧部１４６ｂは、接続管１４４ｂを介して個別空間１４２ｂに接続される。接続管１４４ｂには圧力測定部１４８ｂが設けられる。個別調圧部１４６ｃは、接続管１４４ｃを介して個別空間１４２ｃに接続される。接続管１４４ｃには圧力測定部１４８ｃが設けられる。

このように、シール部材１４１の内部空間１４２は、周方向に並ぶ複数の個別空間１４２ａ～１４２ｃに分割されており、シール調圧部１４６は、複数の個別空間１４２ａ～１４２ｃの圧力を個別に調節可能である。

また、接合装置４１は、複数の距離測定部１５０ａ～１５０ｃを備える。複数の距離測定部１５０ａ～１５０ｃは、たとえば、第１保持部１０１の側面に対して均等な間隔で設けられる。

複数の距離測定部１５０ａ～１５０ｃは、複数の個別空間１４２ａ～１４２ｃに対応して設けられる。すなわち、距離測定部１５０ａは、個別空間１４２ａが位置する側の第１保持部１０１の側面に設けられ、距離測定部１５０ｂは、個別空間１４２ｂが位置する側の第１保持部１０１の側面に設けられる。また、距離測定部１５０ｃは、個別空間１４２ｃが位置する側の第１保持部１０１の側面に設けられる。

これら複数の距離測定部１５０ａ～１５０ｃは、たとえばレーザ変位計である。たとえば、後述する第２保持部２０１には第２保持部２０１の上面と同じ高さを有する複数の平面部が複数の距離測定部１５０ａ～１５０ｃと対応づけて設けられている。複数の距離測定部１５０ａ～１５０ｃは、対応する平面部に向けてレーザ光を下方に照射し、その反射光を受光することで、第２保持部２０１の上面までの距離を測定する。複数の距離測定部１５０ａ～１５０ｃによる測定結果は、制御装置７０に入力される。

なお、ここでは、内部空間１４２が３つの個別空間１４２ａ～１４２ｃに分割される例を示したが、内部空間１４２の分割数は３つに限定されない。

また、ここでは、シール部材１４１が第１保持部１０１に設けられる場合の例を示したが、シール部材１４１は、第２保持部２０１に設けられてもよい。

（第２保持部２０１）
図４に示すように、第２保持部２０１は、第１保持部１０１の下方に配置され、第２基板Ｗ２を保持する。具体的には、第２保持部２０１は、第２基板Ｗ２を吸着保持する第２吸着領域２１１を上面に有している。第２吸着領域２１１は、第２保持部２０１の内部に形成された経路部２１２を介して真空ポンプ等の吸引装置２１４に接続される。第２保持部２０１は、吸引装置２１４を用いて第２吸着領域２１１を真空引きすることにより、第２基板Ｗ２の上面全体を吸着保持する。

第１吸着領域１１１と同様、第２吸着領域２１１は、複数のピンと環状のリブとを備える構成であってもよいし、多孔質体で形成されてもよい。また、第２吸着領域２１１は、第２基板Ｗ２を静電吸着するものであってもよい。

第２保持部２０１の下面には、曲面状の凹部２１６が形成される。凹部２１６は、第２吸着領域２１１の直下に形成されており、その頂点は第２吸着領域２１１の中心部（言い換えれば、第２基板Ｗ２の中心部）と一致する。凹部２１６の機能については後述する。

第２保持部２０１は、例えばアルミナセラミックやＳｉＣ（炭化ケイ素）などセラミック材料により形成される。このため、第２保持部２０１は鉛直方向及び水平方向に伸縮自在であり、また高精度な平面、且つ、高い復元性を実現することができる。

（第２筐体２０２）
第２筐体２０２は、たとえば第２保持部２０１の下面に接続されて、第２保持部２０１を下方から支持する。第２筐体２０２は、第２保持部２０１の下面との間に第２蓄圧空間２２１を有する。第２蓄圧空間２２１は、第２筐体２０２に形成された凹部と、第２保持部２０１の下面とによって形成される密閉された空間である。第２筐体調圧部２２４は、経路部２２２を介して第２蓄圧空間２２１を排気することによって第２蓄圧空間２２１を減圧する。また、第２筐体調圧部２２４は、第２蓄圧空間２２１の排気量を調節することにより、第２蓄圧空間２２１の圧力を調節することができる。なお、第２蓄圧空間２２１は、経路部２２２を介して第２蓄圧空間２２１に空気や窒素等の気体を供給することによって第２蓄圧空間２２１を加圧することも可能である。この場合、第２筐体調圧部２２４は、第２蓄圧空間２２１に水等の液体を供給することによって第２蓄圧空間２２１の圧力を調節してもよい。

（移動機構２０３）
移動機構２０３は、第２筐体２０２を昇降移動させる昇降移動部２３１と、第２筐体２０２を水平移動させる水平移動部２３２とを備える。

昇降移動部２３１は、鉛直方向に沿って延在し、第２筐体２０２を下方から支持するシャフト２３１ａと、シャフト２３１ａを昇降させるモータ等の駆動部２３１ｂとを備える。駆動部２３１ｂは、水平移動部２３２上に設けられる。水平移動部２３２は、昇降移動部２３１を水平方向、具体的には、Ｙ軸方向およびＸ軸方向に沿って移動させる。

このように、移動機構２０３は、第２保持部２０１および第２基板Ｗ２を昇降移動および水平移動させることができる。

（排気機構２０４）
排気機構２０４は、環状の排気管２４１と、接続管２４２と、吸引装置２４４とを備える。排気管２４１は、第１保持部１０１の下面に設けられたシール部材１４１が第２保持部２０１の上面に接触することによって形成される処理空間を取り囲むように、第２保持部２０１の外周部に設けられる。排気管２４１は、シール部材１４１よりも外側、すなわち処理空間の外側に配置される。排気管２４１には、処理空間に向かって開口する複数の排気口２４１ａが排気管２４１の周方向に沿って形成される。接続管２４２は、排気管２４１と吸引装置２４４とを接続する。吸引装置２４４は、たとえば真空ポンプであり、排気管２４１を排気する。

排気機構２０４は、上記のように構成されており、シール部材１４１が第２保持部２０１の上面に接触する際に発生するパーティクル、シール部材１４１が第２保持部２０１の上面から離れる際に発生するパーティクル、その他のパーティクルを吸引する。これにより、接合装置４１の清浄度を維持することができる。

（減圧機構２０５）
減圧機構２０５は、処理空間を減圧する。具体的には、減圧機構２０５は、接続管２５２と、吸引装置２５４とを備える。接続管２５２は、第２保持部２０１の内部に形成された経路部２１８の一端に接続される。経路部２１８の他端は、シール部材１４１よりも内側、すなわち、処理空間の内部に設けられる。吸引装置２５４は、接続管２５２を介して経路部２１８に接続され、処理空間を吸引することによって処理空間を減圧する。

（厚み測定部４０１）
測定部４０１は、第１保持部１０１に保持された第１基板Ｗ１および第２保持部２０１に保持された第２基板Ｗ２の厚みを測定する。

たとえば、測定部４０１は、第１変位センサと、第２変位センサと、移動機構とを備える。第１変位センサおよび第２変位センサは、たとえば、レーザ変位計である。第１変位センサは、第１基板Ｗ１の下面にレーザ光を照射し、その反射光を受光することで、第１基板Ｗ１の下面までの距離を測定する。第２変位センサは、第２基板Ｗ２の上面にレーザ光を照射し、その反射光を受光することで、第２基板Ｗ２の上面までの距離を測定する。移動機構は、第１変位センサおよび第２変位センサを水平方向（ここでは、Ｘ軸方向）に沿って移動させる。

厚み測定部４０１は、まず、第１変位センサおよび第２変位センサを退避位置から第１保持部１０１と第２保持部２０１との間の厚み測定位置まで移動させる。つづいて、第１変位センサから第１基板Ｗ１の下面までの距離を第１変位センサを用いて測定するとともに、第２変位センサから第２基板Ｗ２の上面までの距離を第２変位センサを用いて測定する。第１変位センサおよび第２変位センサによる測定結果は、制御装置７０に入力される。

制御装置７０は、第１変位センサによる測定結果と、予め取得しておいた第１変位センサから第１保持部１０１の下面までの距離とを用いて第１基板Ｗ１の厚みを算出する。また、制御装置７０は、第２変位センサによる測定結果と、予め取得しておいた第２変位センサから第２保持部２０１の上面までの距離とを用いて第２基板Ｗ２の厚みを算出する。

なお、ここでは図示を省略するが、接合装置４１は、図４に示す第１保持部１０１や第２保持部２０１等の前段に、トランジション、反転機構および位置調節機構等を備える。トランジションは、第１基板Ｗ１、第２基板Ｗ２および重合基板Ｔを一時的に載置する。位置調節機構は、第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２の水平方向の向きを調節する。反転機構は、第１基板Ｗ１の表裏を反転させる。

（接合システム１の具体的動作）
次に、接合システム１の具体的な動作について図７～図１１を参照して説明する。図７は、接合システム１が実行する処理を示すフローチャートである。なお、図７に示す各種の処理は、制御装置７０による制御に基づいて実行される。また、図８～図１１は、接合装置４１の動作例を示す図である。

まず、複数枚の第１基板Ｗ１を収容したカセットＣ１、複数枚の第２基板Ｗ２を収容したカセットＣ２、および空のカセットＣ３が、搬入出ステーション２の所定の載置板１１に載置される。その後、搬送装置２２によりカセットＣ１内の第１基板Ｗ１が取り出され、第３処理ブロックＧ３に配置されたトランジション装置５０，５１に搬送される。

次に、第１基板Ｗ１は、搬送装置６１によって第１処理ブロックＧ１の表面改質装置３０に搬送される。表面改質装置３０では、所定の減圧雰囲気下において、処理ガスである酸素ガスが励起されてプラズマ化され、イオン化される。この酸素イオンが第１基板Ｗ１の接合面に照射されて、当該接合面がプラズマ処理される。これにより、第１基板Ｗ１の接合面が改質される（ステップＳ１０１）。

次に、第１基板Ｗ１は、搬送装置６１によって第２処理ブロックＧ２の表面親水化装置４０に搬送される。表面親水化装置４０では、スピンチャックに保持された第１基板Ｗ１を回転させながら、第１基板Ｗ１上に純水を供給する。これにより、第１基板Ｗ１の接合面が親水化される。また、当該純水によって、第１基板Ｗ１の接合面が洗浄される（ステップＳ１０２）。

次に、第１基板Ｗ１は、搬送装置６１によって第２処理ブロックＧ２の接合装置４１に搬送される。接合装置４１に搬入された第１基板Ｗ１は、トランジションを介して位置調節機構に搬送され、位置調節機構によって水平方向の向きが調節される（ステップＳ１０３）。

その後、位置調節機構から反転機構に第１基板Ｗ１が受け渡され、反転機構によって第１基板Ｗ１の表裏面が反転される（ステップＳ１０４）。具体的には、第１基板Ｗ１の接合面Ｗ１ｊが下方に向けられる。

その後、反転機構から第１保持部１０１に第１基板Ｗ１が受け渡される。第１基板Ｗ１は、ノッチ部を予め決められた方向に向けた状態で、第１保持部１０１に吸着保持される（ステップＳ１０５）。

第１基板Ｗ１に対するステップＳ１０１～Ｓ１０５の処理と重複して、第２基板Ｗ２の処理が行われる。まず、搬送装置２２によりカセットＣ２内の第２基板Ｗ２が取り出され、第３処理ブロックＧ３に配置されたトランジション装置５０，５１に搬送される。

次に、第２基板Ｗ２は、搬送装置６１によって表面改質装置３０に搬送され、第２基板Ｗ２の接合面Ｗ２ｊが改質される（ステップＳ１０６）。その後、第２基板Ｗ２は、搬送装置６１によって表面親水化装置４０に搬送され、第２基板Ｗ２の接合面Ｗ２ｊが親水化されるとともに当該接合面が洗浄される（ステップＳ１０７）。

その後、第２基板Ｗ２は、搬送装置６１によって接合装置４１に搬送される。接合装置４１に搬入された第２基板Ｗ２は、トランジションを介して位置調節機構に搬送される。そして、位置調節機構によって、第２基板Ｗ２の水平方向の向きが調節される（ステップＳ１０８）。

その後、第２基板Ｗ２は、第２保持部２０１に搬送され、ノッチ部を予め決められた方向に向けた状態で第２保持部２０１に吸着保持される（ステップＳ１０９）。

つづいて、第１保持部１０１に保持された第１基板Ｗ１と第２保持部２０１に保持された第２基板Ｗ２との水平方向の位置調節が行われる（ステップＳ１１０）。

第１基板Ｗ１の接合面Ｗ１ｊには予め定められた複数の基準点が形成される。また、第２基板Ｗ２の接合面Ｗ１ｊにも、予め定められた複数の基準点が形成される。これら基準点としては、たとえば第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２上に形成された所定のパターンがそれぞれ用いられる。なお、基準点の数は任意に設定可能である。

第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２の水平位置の調整は、たとえば、図示しない第１撮像部および第２撮像部を用いて行われる。第１撮像部は、第１基板Ｗ１の下面（接合面Ｗ１ｊ）に形成された基準点を撮像し、第２撮像部は、第２基板Ｗ２の上面（接合面Ｗ２ｊ）に形成された基準点を撮像する。

第１撮像部および第２撮像部によって撮像された画像データは、制御装置７０に出力される。制御装置７０は、これらの画像データに基づき、第１基板Ｗ１の基準点と第２基板Ｗ２の基準点とがそれぞれ合致するように、移動機構２０３の水平移動部２３２を用いて第２保持部２０１の水平方向に移動させる。また、制御装置７０は、第１基板Ｗ１の基準点と第２基板Ｗ２の基準点とがそれぞれ合致するように、回転機構１０３を用いて第１保持部１０１を鉛直軸まわりに回転させる。こうして第１保持部１０１と第２保持部２０１の水平方向位置が調節され、第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２の水平方向位置が調節される。

つづいて、厚み測定部４０１によって第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２の厚みが測定される（ステップＳ１１１）。

つづいて、第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２を第１距離（たとえば５０μｍ）まで接近させて、第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２をシール部材１４１で取り囲む処理空間を形成する空間形成処理が行われる（ステップＳ１１２）。

空間形成処理では、まず、移動機構２０３の昇降移動部２３１を用いて第２保持部２０１を上昇させる。このとき、制御装置７０は、厚み測定部４０１によって測定された第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２の厚みを考慮して第２保持部２０１の上昇距離を算出する。たとえば、制御装置７０は、複数の距離測定部１５０ａ～１５０ｃによる測定結果を用いて第１吸着領域１１１および第２吸着領域２１１間の距離を算出する。そして、制御装置７０は、算出した第１吸着領域１１１および第２吸着領域２１１間の距離から第１基板Ｗ１の厚みと第２基板Ｗ２の厚みとを差し引いた値が第１距離となるまで第２保持部２０１を上昇させる。

このように、接合装置４１は、厚み測定部４０１を備えることで、第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２間の距離を適切に制御することができる。

第２保持部２０１を上昇させることにより、第１保持部１０１の下面に設けられたシール部材１４１が第２保持部２０１の上面に接触する。これにより、第１保持部１０１の下面、第２保持部２０１の上面およびシール部材１４１によって囲まれた処理空間が形成される。第１吸着領域１１１および第２吸着領域２１１は、シール部材１４１によって取り囲まれるように処理空間内に配置される。また、第１吸着領域１１１に吸着保持された第１基板Ｗ１および第２吸着領域２１１に吸着保持された第２基板Ｗ２も処理空間内に配置される。

つづいて、制御装置７０は、吸引装置２５４（図４参照）を制御して、処理空間を真空引きすることによって処理空間を減圧する。

処理空間が減圧されると、処理空間の内部と外部との圧力差によって、第１保持部１０１と第２保持部２０１とは互いに接近しようとする。このため、第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２間の距離が第１距離よりも短くなってしまうおそれがある。

そこで、制御装置７０は、シール調圧部１４６を制御してシール部材１４１における内部空間１４２の圧力を調節することにより、第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２間の距離を第１距離に維持する。具体的には、制御装置７０は、処理空間の圧力Ｖ６に処理空間の平面積を乗じた値と、内部空間１４２の圧力Ｖ５にシール部材１４１の平面積を乗じた値とが一致するように、内部空間１４２の圧力Ｖ５を調節する。すなわち、処理空間を狭めようとする力と処理空間を広げようとする力とが釣り合うように、内部空間１４２の圧力Ｖ５を調節する。制御装置７０は、圧力測定部１４８による測定結果に基づき、内部空間１４２の圧力Ｖ５をモニタしながらシール調圧部１４６を制御することで、内部空間１４２の圧力Ｖ５を適切に調節することができる。

なお、「処理空間の平面積」とは、処理空間の内部と外部との圧力差による力を受ける面積のことであり、具体的には、処理空間の内側に位置する第１保持部１０１の下面（あるいは、第２保持部２０１の上面）の面積に相当する。また、「シール部材１４１の平面積」とは、上記圧力差による力に抗する力を伝える面積のことであり、具体的には、シール部材１４１と第１保持部１０１の下面（あるいは、第２保持部２０１の上面）との接触面積に相当する。

また、上述したように、内部空間１４２は複数の個別空間１４２ａ～１４２ｃ（図６参照）に分割されており、複数の個別空間１４２ａ～１４２ｃは、複数の個別調圧部１４６ａ～１４６ｃ（図６参照）によって個別に圧力を調節可能である。制御装置７０は、複数の個別空間１４２ａ～１４２ｃに対応する複数の距離測定部１５０ａ～１５０ｃの測定結果を取得する。そして、制御装置７０は、取得した測定結果に基づき、第１保持部１０１と第２保持部２０１との平行度が閾値以上となるように、複数の個別調圧部１４６ａ～１４６ｃを制御して複数の個別空間１４２ａ～１４２ｃの圧力を個別に調節する。

たとえば、複数の距離測定部１５０ａ～１５０ｃのうち距離測定部１５０ａの測定結果が第１距離を下回っていたとする。この場合、制御装置７０は、個別調圧部１４６ａを制御して個別空間１４２ａの圧力を高めることにより、距離測定部１５０ａの測定結果を第１距離に近づける。これにより、第１保持部１０１と第２保持部２０１とを平行に保つことができ、後段の接合処理において第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２とを適切に接合することができる。

また、制御装置７０は、第１筐体調圧部１２４および第２筐体調圧部２２４を制御して第１蓄圧空間１２１および第２蓄圧空間２２１を減圧する。具体的には、制御装置７０は、第１蓄圧空間１２１および第２蓄圧空間２２１の圧力Ｖ３，Ｖ４が処理空間の圧力Ｖ６と一致するように、第１筐体調圧部１２４および第２筐体調圧部２２４を制御して第１蓄圧空間１２１および第２蓄圧空間２２１の圧力を調節する。

このように、第１蓄圧空間１２１の圧力Ｖ３を処理空間の圧力Ｖ６と一致させることにより、第１保持部１０１の変形を抑制することができる。同様に、第２蓄圧空間２２１の圧力Ｖ４を処理空間の圧力Ｖ６と一致させることにより、第２保持部２０１の変形を抑制することができる。

また、制御装置７０は、吸引装置２４４を制御して、処理空間の周囲を排気する。これにより、たとえばシール部材１４１が第２保持部２０１の上面に接触することによって発生するパーティクル等を排気管２４１から接合装置４１の外部へ排出することができる。

また、制御装置７０は、第１吸着領域１１１が第１基板Ｗ１を吸着する圧力Ｖ１および第２吸着領域２１１が第２基板Ｗ２を吸着する圧力Ｖ２が処理空間の圧力Ｖ６よりも低くなるように吸引装置１１４および吸引装置２１４を制御する。これにより、第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２が第１吸着領域１１１および第２吸着領域２１１から外れることを抑制することができる。なお、第１基板Ｗ１の脱落を防止する観点から、第１吸着領域１１１が第１基板Ｗ１を吸着する圧力Ｖ１は、第２吸着領域２１１が第２基板Ｗ２を吸着する圧力Ｖ２よりも低く設定されることが望ましい。すなわち、第１吸着領域１１１による第１基板Ｗ１の吸着力は、第２吸着領域２１１による第２基板Ｗ２の吸着力よりも強く設定されることが望ましい。

つづいて、昇降移動部２３１を制御して第２保持部２０１を上昇させることにより、第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２を第１距離よりも短い第２距離（たとえば、５μｍ）まで接近させる（ステップＳ１１３、図９参照）。ステップＳ１１２と同様、制御装置７０は、厚み測定部４０１によって測定された第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２の厚みを考慮して第２保持部２０１の上昇距離を算出する。

また、制御装置７０は、複数の距離測定部１５０ａ～１５０ｃの測定結果に基づき複数の個別調圧部１４６ａ～１４６ｃを制御して複数の個別空間１４２ａ～１４２ｃの圧力を個別に調節しながら、第２保持部２０１を上昇させる。これにより、第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２との平行度を維持しつつ、第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２とを接近させることができる。

つづいて、制御装置７０は、第１筐体調圧部１２４および第２筐体調圧部２２４を制御して、処理空間の圧力よりも高くなるように第１蓄圧空間１２１および第２蓄圧空間２２１の圧力Ｖ３，Ｖ４を調節する（ステップＳ１１４）。

これにより、図１０に示すように、第１吸着領域１１１および第２吸着領域２１１が湾曲して、第１吸着領域１１１に吸着保持された第１基板Ｗ１の中心部と、第２吸着領域２１１に吸着保持された第２基板Ｗ２の中心部とが接触する。

第１基板Ｗ１の中心部と第２基板Ｗ２の中心部とが接触することで、第１基板Ｗ１の中心部と第２基板Ｗ２の中心部との間で接合が開始される。具体的には、第１基板Ｗ１の接合面Ｗ１ｊと第２基板Ｗ２の接合面Ｗ２ｊはそれぞれステップＳ１０１，Ｓ１０６において改質されているため、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、第１基板Ｗ１の接合面Ｗ１ｊと第２基板Ｗ２の接合面Ｗ２ｊはそれぞれステップＳ１０２，Ｓ１０７において親水化されているため、接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊ間の親水基が水素結合し、接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊ同士が強固に接合される。

なお、少なくともステップＳ１１４において、制御装置７０は、第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２の湾曲度合いが同一となるように、第１蓄圧空間１２１および第２蓄圧空間２２１の圧力Ｖ３，Ｖ４を同一の値にする。

つづいて、制御装置７０は、吸引装置２５４を制御して、シール部材１４１における内部空間１４２の圧力Ｖ５を低下させる（ステップＳ１１５）。これにより、図１１に示すように、処理空間の内部と外部との圧力差によって第１保持部１０１と第２保持部２０１とが互いに近づくことで、第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２とが全面で当接し、第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２が接合される。なお、ステップＳ１１５において、制御装置７０は、昇降移動部２３１を制御して第２保持部２０１を上昇させることによって第２基板Ｗ２を第１基板Ｗ１に接近させてもよいし、梁部１３１の撓み利用して第１基板Ｗ１を第２基板Ｗ２に接近させてもよい。

つづいて、制御装置７０は、第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２を加圧する（ステップＳ１１６）。たとえば、制御装置７０は、第１筐体調圧部１２４および第２筐体調圧部２２４の少なくとも一方を制御して第１蓄圧空間１２１および第２蓄圧空間２２１の圧力Ｖ３，Ｖ４の少なくとも一方を処理空間の圧力よりもさらに高くする。これにより、第１保持部１０１と第２保持部２０１とが互いに近づくことで、第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２を加圧することができる。また、制御装置７０は、吸引装置１１４および吸引装置２１４の少なくとも一方を制御して、第１基板Ｗ１を吸着する圧力Ｖ１および第２基板Ｗ２を吸着する圧力Ｖ２の少なくとも一方を処理空間の圧力Ｖ６よりも高くしてもよい。これによっても、第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２を加圧することができる。また、制御装置７０は、昇降移動部２３１を用いて第２保持部２０１を上昇させてもよい。これによっても、第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２を加圧することができる。

このように、第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２を加圧することで、第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２との接合強度を高めることができる。

ステップＳ１１４～Ｓ１１６の接合処理により形成された重合基板Ｔは、搬送装置６１により第３処理ブロックＧ３のトランジション装置５０，５１に搬送された後、搬入出ステーション２の搬送装置２２によってカセットＣ３に搬送される（ステップＳ１１７）。こうして、一連の処理が終了する。

＜シール部材１４１の変形例＞
図１２は、変形例に係るシール部材の構成を示す模式図である。図１２に示すように、変形例に係るシール部材１４１Ａは、下方に向けて開放された内部空間１４２Ａを有する。この内部空間１４２Ａは、シール部材１４１Ａが第２保持部２０１の上面に接触することで密閉される。このように、シール部材１４１Ａは、少なくとも処理空間が形成されている状態において閉じられる内部空間１４２Ａを有していればよい。

また、上述した実施形態では、角形の断面形状を有するシール部材１４１を例に挙げて説明したが、シール部材１４１の断面形状は、必ずしも角形であることを要せず、たとえば円形であってもよい。

＜その他の実施形態＞
上述した実施形態では、シール部材１４１，１４１Ａが第１保持部１０１に設けられる場合の例について説明したが、シール部材１４１，１４１Ａは、第２保持部２０１に設けられてもよい。なお、シール部材１４１Ａが第２保持部２０１に設けられる場合、シール部材１４１Ａの内部空間１４２Ａは、第１保持部１０１の上面に向かって開放されていればよい。

上述した実施形態では、減圧された処理空間において第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２とを接合する場合の例について説明したが、処理空間は必ずしも減圧されることを要しない。たとえば、接合処理は、常圧の処理空間において行われてもよい。この場合、制御装置７０は、ステップＳ１１４において、第１筐体調圧部１２４および第２筐体調圧部２２４を制御して、第１蓄圧空間１２１および第２蓄圧空間２２１が常圧よりも高くなるように第１蓄圧空間１２１および第２蓄圧空間２２１を加圧すればよい。

また、上述した実施形態では、ステップＳ１１４において、第１吸着領域１１１および第２吸着領域２１１の両方を湾曲させる場合の例について説明したが、第１吸着領域１１１および第２吸着領域２１１の一方のみを湾曲させてもよい。

また、接合装置４１は、回転機構１０３に押圧機構を設けてもよい。これにより、たとえば、ステップＳ１１６において、回転機構１０３に設けられた押圧機構を用いて第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２を加圧することができる。

図１３は、他の実施形態に係る接合装置が備える第１保持部の構成を示す図である。また、図１４は、他の実施形態に係る第１保持部が湾曲する様子を示す模式図である。なお、ここでは第１保持部の構成を例示すが、第２保持部も同様の構成としてもよい。

図１３に示すように、他の実施形態に係る接合装置４１Ｂは、第１保持部１０１Ｂを備える。

第１保持部１０１Ｂの上面には、曲面状の凸部１１７が形成される。凸部１１７は、その頂点が第１吸着領域１１１の中心部（言い換えれば、第１基板Ｗ１の中心部）と一致するように形成される。言い換えれば、第１保持部１０１Ｂは、その中心部の厚みが外周部の厚みより大きくなっている。第１保持部１０１Ｂは、第１筐体１０２Ｂの下面外周部に設けられた固定リング１２５によって外周部が第１筐体１０２Ｂに固定される。また、第１保持部１０１Ｂと第１筐体１０２Ｂとの間には、第１蓄圧空間１２１Ｂが形成される。

図１４に示すように、第１筐体調圧部１２４によって、処理空間の圧力よりも高くなるように第１蓄圧空間１２１Ｂの圧力が調節されると、第１保持部１０１Ｂは上方から押圧される。このとき、第１保持部１０１Ｂの外周部が固定リング１２５によって第１筐体１０２Ｂに固定されているため、第１保持部１０１Ｂは、第１蓄圧空間１２１Ｂと処理空間との圧力差により、下方に向かって凸状に突出する。

このように、第１保持部１０１Ｂは、曲面状の凸部１１７を上面に有していてもよい。これにより、第１保持部１０１Ｂの下面を適切に変形させることができ、第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２の中心部同士を適切に接触させることができる。

上述してきたように、実施形態に係る接合装置（一例として、接合装置４１）は、第１保持部（一例として、第１保持部１０１）と、第２保持部（一例として、第２保持部２０１）と、移動機構（一例として、移動機構２０３）と、シール部材（一例として、シール部材１４１，１４１Ａ）と、制御部（一例として、制御装置７０の制御部）とを備える。第１保持部は、第１基板（一例として、第１基板Ｗ１）を吸着保持する第１吸着領域（一例として、第１吸着領域１１１）を有する。第２保持部は、第１保持部の下方に配置され、第２基板（一例として、第２基板Ｗ２）を吸着保持する第２吸着領域（一例として、第２吸着領域２１１）を有する。移動機構は、第２保持部を少なくとも昇降移動させる。シール部材は、第１保持部および第２保持部の一方に設けられ、第１吸着領域および第２吸着領域の一方を取り囲む。制御部は、第２保持部を第１保持部に近接させて第１吸着領域および第２吸着領域の両方をシール部材で取り囲むことによって外部から隔離された処理空間を形成する空間形成処理と、処理空間において第１基板と第２基板とを接合する接合処理とを実行する。

外部から隔離された処理空間を形成することで、たとえば、処理空間を減圧した状態、言い換えれば、処理空間から気体分子を排除した状態で接合処理を行うことができる。第１基板と第２基板との接合領域がたとえば第１基板および第２基板の中心部から外周部に向かって拡大する所謂ボンディングウェーブは、気体分子の存在によってその進行が阻害されることがわかっている。この気体分子によるボンディングウェーブの阻害は、第１基板および第２基板間のギャップが狭くなるほど顕著となる。これは、第１基板および第２基板間のギャップが狭くなるほど、第１基板および第２基板間から気体分子が抜けにくくなるためである。

これに対し、処理空間から気体分子を排除し、ボンディングウェーブが阻害されにくくすることで、第１基板および第２基板間のギャップをより狭くした状態で接合処理を行うことができる。第１基板と第２基板との接合を開始させる際には、第１基板と第２基板とを接触させるために第１基板および第２基板の少なくとも一方を他方に向かって変形させる。このとき、第１基板および第２基板間のギャップが狭いほど、第１基板または第２基板の変形量は少なくて済むため、接合後の基板である重合基板の歪みを少なく抑えることができる。

また、処理空間から気体分子を排除することで、重合基板の内部にボイドが発生することを抑制することができる。

シール部材は、可撓性材料により形成され、且つ、少なくとも処理空間が形成されている状態において閉じられる内部空間（一例として、内部空間１４２，１４２Ａ）を有していてもよい。

また、実施形態に係る接合装置は、内部空間の圧力を調節するシール調圧部（一例として、シール調圧部１４６）をさらに備えていてもよい。

かかる構成とすることにより、たとえば、内部空間の圧力を調節することができる。これにより、たとえば、処理空間を減圧した場合に、処理空間の内部と外部との圧力差によって第１保持部と第２保持部とが互いに近付くことを内部空間の圧力によって抑制することができる。したがって、たとえば、第１基板および第２基板間のギャップを所望の値に保つことができる。

内部空間は、周方向に並ぶ複数の個別空間（一例として、個別空間１４２ａ～１４２ｃ）に分割されていてもよい。この場合、シール調圧部（一例として、個別調圧部１４６ａ～１４６ｃ）は、複数の個別空間の圧力を個別に調節可能であってもよい。

複数の個別空間の圧力を個別に調節可能とすることで、たとえば、第１保持部および第２保持部の一方が他方に対して傾いている場合に、複数の個別空間のうち一部の個別空間の圧力を高めにあるいは低めに調節することで、上記傾きをなくすことができる。第１保持部と第２保持部とを平行にすることで、接合処理において第１基板と第２基板とを適切に接合することができるようになるため、歪みの少ない重合基板を形成することができる。

実施形態に係る接合装置は、第１保持部を鉛直軸まわりに回転させる回転機構（一例として、回転機構１０３）をさらに備えていてもよい。第１保持部を回転可能とすることで、たとえば、空間形成処理前において、第１保持部を回転させることにより、第１基板と第２基板の水平方向の向きを調節することができる。

移動機構（一例として、水平移動部２３２）は、第２保持部を水平移動させてもよい。第２保持部を水平移動可能とすることで、たとえば、空間形成処理前において、第２保持部を水平移動させることにより、第１基板と第２基板との水平方向の位置を調節することができる。

実施形態に係る接合装置は、第１保持部に保持された第１基板および第２保持部に保持された第２基板の厚みを測定する厚み測定部（一例として、厚み測定部４０１）をさらに備えていてもよい。

厚み測定部を用いて第１基板および第２基板の厚みを測定することで、厚みの異なる種々の第１基板および第２基板が第１保持部および第２保持部に保持されたとしても、第１基板および第２基板間のギャップを適切な値に調節することができる。

実施形態に係る接合装置は、第１保持部または第２保持部に接続され、第１保持部の上面または第２保持部の下面との間に蓄圧空間（一例として、第１蓄圧空間１２１、第２蓄圧空間２２１）を有する筐体（一例として、第１筐体１０２、第２筐体２０２）と、蓄圧空間の圧力を調節する筐体調圧部（一例として、第１筐体調圧部１２４、第２筐体調圧部２２４）とをさらに備えていてもよい。

また、制御部は、接合処理において、筐体調圧部を制御して、処理空間の圧力よりも高くなるように蓄圧空間の圧力を調節することにより、第１吸着領域または第２吸着領域を湾曲させて第１基板と第２基板とを接触させてもよい。

このように、第１吸着領域または第２吸着領域を湾曲させることで、第１基板または第２基板を全体的に湾曲させることができる。このため、たとえば、第１基板の中心部を棒状の部材で押し下げて第２基板の中心部に接触させる場合と比較して、第１基板または第２基板の局所的な変形を抑制することができる。したがって、歪みの少ない重合基板を形成することができる。

筐体が接続される第１保持部の上面または第２保持部の下面は、曲面状の凹部（一例として、凹部１１６，２１６）または凸部（一例として、凸部１１７）を有していてもよい。

凹部または凸部を形成することで、蓄圧空間を加圧した際に第１保持部の下面または第２保持部の上面を適切に変形させることができることから、第１基板と第２基板とを適切に接触させることができる。

シール部材は、可撓性材料により形成され、且つ、少なくとも処理空間が形成されている状態において閉じられる内部空間（一例として、内部空間１４２，１４２Ａ）を有していてもよい。また、実施形態に係る接合装置は、内部空間の圧力を調節するシール調圧部（一例として、シール調圧部１４６）をさらに備えていてもよい。この場合、制御部は、接合処理において、内部空間が加圧された状態で第１保持部または第２保持部を湾曲させて第１基板の中心部と第２基板の中心部とを接触させた後、シール調圧部を制御して内部空間の圧力を低下させることによって第１基板と第２基板とを全面で接合させてもよい。

内部空間の圧力を低下させることにより、処理空間の内部と外部との圧力差によって第１保持部と第２保持部とが互いに近づくことで、第１基板と第２基板とが全面で当接する。これにより、第１基板と第２基板とを全面で接合させることができる。

制御部は、接合処理において、第１基板と第２基板とを全面で接合させた後、第１基板および第２基板を加圧してもよい。第１基板および第２基板を加圧することで、第１基板と第２基板との接合強度を高めることができる。

実施形態に係る接合装置は、処理空間を減圧する減圧機構（一例として、減圧機構２０５）をさらに備えていてもよい。この場合、制御部は、空間形成処理において、減圧機構を制御して処理空間を減圧するとともに、筐体調圧部を制御して蓄圧空間を減圧してもよい。

たとえば、蓄圧空間の圧力が処理空間の圧力と一致するように、筐体調圧部を制御して蓄圧空間の圧力を調節する。これにより、処理空間の内部と外部との圧力差による第１保持部または第２保持部の変形を抑制することができる。

制御部は、空間形成処理において、第１吸着領域によって第１基板を吸着する圧力および第２吸着領域によって第２基板を吸着する圧力を処理空間の圧力よりも低くしてもよい。れにより、第１基板および第２基板が第１吸着領域および第２吸着領域から外れることを抑制することができる。

今回開示された実施形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。実に、上記した実施形態は多様な形態で具現され得る。また、上記の実施形態は、添付の請求の範囲およびその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。

Ｗ１ 第１基板
Ｗ２ 第２基板
Ｔ 重合基板
１ 接合システム
４１ 接合装置
７０ 制御装置
１０１ 第１保持部
１１１ 第１吸着領域
１４１ シール部材
２０１ 第２保持部
２１１ 第２吸着領域
２０３ 移動機構

Claims (15)

1. 第１基板を吸着保持する第１吸着領域を有する第１保持部と、
   前記第１保持部の下方に配置され、第２基板を吸着保持する第２吸着領域を有する第２保持部と、
   前記第２保持部を少なくとも昇降移動させる移動機構と、
   前記第１保持部および前記第２保持部の一方に設けられ、前記第１吸着領域および前記第２吸着領域の一方を取り囲むシール部材と、
   前記第２保持部を前記第１保持部に近接させて前記第１吸着領域および前記第２吸着領域の両方を前記シール部材で取り囲むことによって外部から隔離された処理空間を形成する空間形成処理と、前記処理空間において前記第１基板と前記第２基板とを接合する接合処理とを実行する制御部と
   を備え、
   前記シール部材は、
   可撓性材料により形成され、且つ、少なくとも前記処理空間が形成されている状態において閉じられる内部空間を有する、接合装置。
2. 前記内部空間の圧力を調節するシール調圧部
   をさらに備える、請求項１に記載の接合装置。
3. 前記内部空間は、周方向に並ぶ複数の個別空間に分割されており、
   前記シール調圧部は、
   前記複数の個別空間の圧力を個別に調節可能である、請求項２に記載の接合装置。
4. 第１基板を吸着保持する第１吸着領域を有する第１保持部と、
   前記第１保持部の下方に配置され、第２基板を吸着保持する第２吸着領域を有する第２保持部と、
   前記第２保持部を少なくとも昇降移動させる移動機構と、
   前記第１保持部および前記第２保持部の一方に設けられ、前記第１吸着領域および前記第２吸着領域の一方を取り囲むシール部材と、
   前記第２保持部を前記第１保持部に近接させて前記第１吸着領域および前記第２吸着領域の両方を前記シール部材で取り囲むことによって外部から隔離された処理空間を形成する空間形成処理と、前記処理空間において前記第１基板と前記第２基板とを接合する接合処理とを実行する制御部と、
   前記第１保持部を鉛直軸まわりに回転させる回転機構と
   を備える、接合装置。
5. 前記移動機構は、
   前記第２保持部を水平移動させる、請求項１～４のいずれか一つに記載の接合装置。
6. 第１基板を吸着保持する第１吸着領域を有する第１保持部と、
   前記第１保持部の下方に配置され、第２基板を吸着保持する第２吸着領域を有する第２保持部と、
   前記第２保持部を少なくとも昇降移動させる移動機構と、
   前記第１保持部および前記第２保持部の一方に設けられ、前記第１吸着領域および前記第２吸着領域の一方を取り囲むシール部材と、
   前記第２保持部を前記第１保持部に近接させて前記第１吸着領域および前記第２吸着領域の両方を前記シール部材で取り囲むことによって外部から隔離された処理空間を形成する空間形成処理と、前記処理空間において前記第１基板と前記第２基板とを接合する接合処理とを実行する制御部と、
   前記第１保持部に保持された前記第１基板および前記第２保持部に保持された前記第２基板の厚みを測定する厚み測定部と
   を備える、接合装置。
7. 第１基板を吸着保持する第１吸着領域を有する第１保持部と、
   前記第１保持部の下方に配置され、第２基板を吸着保持する第２吸着領域を有する第２保持部と、
   前記第２保持部を少なくとも昇降移動させる移動機構と、
   前記第１保持部および前記第２保持部の一方に設けられ、前記第１吸着領域および前記第２吸着領域の一方を取り囲むシール部材と、
   前記第２保持部を前記第１保持部に近接させて前記第１吸着領域および前記第２吸着領域の両方を前記シール部材で取り囲むことによって外部から隔離された処理空間を形成する空間形成処理と、前記処理空間において前記第１基板と前記第２基板とを接合する接合処理とを実行する制御部と、
   前記第１保持部または前記第２保持部に接続され、前記第１保持部の上面または前記第２保持部の下面との間に蓄圧空間を有する筐体と、
   前記蓄圧空間の圧力を調節する筐体調圧部と
   を備え、
   前記筐体が接続される前記第１保持部の上面または前記第２保持部の下面は、曲面状の凹部を有する、接合装置。
8. 前記制御部は、
   前記接合処理において、前記筐体調圧部を制御して、前記処理空間の圧力よりも高くなるように前記蓄圧空間の圧力を調節することにより、前記第１吸着領域または前記第２吸着領域を湾曲させて前記第１基板と前記第２基板とを接触させる、請求項７に記載の接合装置。
9. 第１基板を吸着保持する第１吸着領域を有する第１保持部と、
   前記第１保持部の下方に配置され、第２基板を吸着保持する第２吸着領域を有する第２保持部と、
   前記第２保持部を少なくとも昇降移動させる移動機構と、
   前記第１保持部および前記第２保持部の一方に設けられ、前記第１吸着領域および前記第２吸着領域の一方を取り囲むシール部材と、
   前記第２保持部を前記第１保持部に近接させて前記第１吸着領域および前記第２吸着領域の両方を前記シール部材で取り囲むことによって外部から隔離された処理空間を形成する空間形成処理と、前記処理空間において前記第１基板と前記第２基板とを接合する接合処理とを実行する制御部と、
   前記第１保持部または前記第２保持部に接続され、前記第１保持部の上面または前記第２保持部の下面との間に蓄圧空間を有する筐体と、
   前記蓄圧空間の圧力を調節する筐体調圧部と
   を備え、
   前記筐体が接続される前記第１保持部の上面または前記第２保持部の下面は、曲面状の凸部を有する、接合装置。
10. 第１基板を吸着保持する第１吸着領域を有する第１保持部と、
    前記第１保持部の下方に配置され、第２基板を吸着保持する第２吸着領域を有する第２保持部と、
    前記第２保持部を少なくとも昇降移動させる移動機構と、
    前記第１保持部および前記第２保持部の一方に設けられ、前記第１吸着領域および前記第２吸着領域の一方を取り囲むシール部材と、
    前記第２保持部を前記第１保持部に近接させて前記第１吸着領域および前記第２吸着領域の両方を前記シール部材で取り囲むことによって外部から隔離された処理空間を形成する空間形成処理と、前記処理空間において前記第１基板と前記第２基板とを接合する接合処理とを実行する制御部と、
    前記第１保持部または前記第２保持部に接続され、前記第１保持部の上面または前記第２保持部の下面との間に蓄圧空間を有する筐体と、
    前記蓄圧空間の圧力を調節する筐体調圧部と
    を備え、
    前記シール部材は、可撓性材料により形成され、且つ、少なくとも前記処理空間が形成されている状態において閉じられる内部空間を有しており、
    前記内部空間の圧力を調節するシール調圧部
    をさらに備え、
    前記制御部は、
    前記接合処理において、前記内部空間が加圧された状態で、前記筐体調圧部を制御して、前記処理空間の圧力よりも高くなるように前記蓄圧空間の圧力を調節することにより、前記第１吸着領域または前記第２吸着領域を湾曲させて前記第１基板の中心部と前記第２基板の中心部とを接触させた後、前記シール調圧部を制御して前記内部空間の圧力を低下させることによって前記第１基板と前記第２基板とを全面で接合させる、接合装置。
11. 前記制御部は、
    前記接合処理において、前記第１基板と前記第２基板とを全面で接合させた後、前記第１基板および前記第２基板を加圧する、請求項１０に記載の接合装置。
12. 第１基板を吸着保持する第１吸着領域を有する第１保持部と、
    前記第１保持部の下方に配置され、第２基板を吸着保持する第２吸着領域を有する第２保持部と、
    前記第２保持部を少なくとも昇降移動させる移動機構と、
    前記第１保持部および前記第２保持部の一方に設けられ、前記第１吸着領域および前記第２吸着領域の一方を取り囲むシール部材と、
    前記第２保持部を前記第１保持部に近接させて前記第１吸着領域および前記第２吸着領域の両方を前記シール部材で取り囲むことによって外部から隔離された処理空間を形成する空間形成処理と、前記処理空間において前記第１基板と前記第２基板とを接合する接合処理とを実行する制御部と、
    前記第１保持部または前記第２保持部に接続され、前記第１保持部の上面または前記第２保持部の下面との間に蓄圧空間を有する筐体と、
    前記蓄圧空間の圧力を調節する筐体調圧部と、
    前記処理空間を減圧する減圧機構と
    を備え、
    前記制御部は、
    前記空間形成処理において、前記減圧機構を制御して前記処理空間を減圧するとともに、前記筐体調圧部を制御して前記蓄圧空間を減圧する、接合装置。
13. 前記制御部は、
    前記空間形成処理において、前記第１吸着領域によって前記第１基板を吸着する圧力および前記第２吸着領域によって前記第２基板を吸着する圧力を前記処理空間の圧力よりも低くする、請求項１２に記載の接合装置。
14. 第１吸着領域に第１基板を吸着保持した第１保持部と、第２吸着領域に第２基板を吸着保持した第２保持部とを接近させて、前記第１保持部および前記第２保持部の一方に設けられ、前記第１吸着領域および前記第２吸着領域の一方を取り囲むシール部材で前記第１吸着領域および前記第２吸着領域の両方を取り囲むことにより、外部から隔離された処理空間を形成する空間形成工程と、
    前記空間形成工程後、前記シール部材の内部空間を加圧しつつ、前記処理空間を減圧する減圧工程と、
    前記減圧工程後、前記第１基板と前記第２基板とを接合する接合工程と
    を含む、接合方法。
15. 前記接合工程は、
    前記第１保持部または前記第２保持部に接続され、前記第１保持部の上面または前記第２保持部の下面との間に蓄圧空間を有する筐体の前記蓄圧空間を前記処理空間の圧力よりも高くすることにより、前記第１吸着領域または前記第２吸着領域を湾曲させて前記第１基板と前記第２基板とを接触させる、請求項１４に記載の接合方法。

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