JP7611943B2 - 表面改質装置及び接合強度判定方法 - Google Patents

Description

本開示は、表面改質装置及び接合強度判定方法に関するものである。

従来、半導体ウェハ等の基板同士を接合する手法として、基板の接合される表面を改質し、改質された基板の表面を親水化し、親水化された基板同士をファンデルワールス力及び水素結合（分子間力）によって接合する手法が知られている。

基板の表面改質は、表面改質装置を用いて行われる。表面改質装置は、処理容器内に基板を収容し、収容した基板の表面を処理ガスのプラズマによって改質する。

国際公開第２０１８／０８４２８５号

本開示は、基板間を接合する前に、接合される基板間の接合強度の良否を判定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表面改質装置は、基板の他の基板と接合される接合面を処理ガスのプラズマによって改質する表面改質装置である。表面改質装置は、処理容器と、測定部と、各部を制御する制御部を備える。処理容器は、基板を収容可能に構成される。測定部は、処理容器内の水分量を示す値を測定する。制御部は、測定部により測定された処理容器内の水分量を示す値に基づいて、処理容器内で改質した基板を他の基板と接合したと仮定した場合における基板と他の基板との間の接合強度の良否を判定する。

本開示によれば、基板間を接合する前に、接合される基板間の接合強度の良否を判定することができるという効果を奏する。

図１は、実施形態に係る接合システムの構成を示す模式平面図である。 図２は、実施形態に係る接合システムの構成を示す模式側面図である。 図３は、実施形態に係る上ウェハおよび下ウェハの模式側面図である。 図４は、実施形態に係る表面改質装置の構成を示す模式断面図である。 図５は、実施形態に係る接合装置の構成を示す模式平面図である。 図６は、実施形態に係る接合装置の構成を示す模式側面図である。 図７は、実施形態に係る上チャックおよび下チャックを示す模式図である。 図８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９は、処理容器内の水分量の測定結果の一例を示す図である。 図１０は、処理容器内の水分量の測定結果の一例を示す図である。 図１１は、処理容器内の水分量の測定結果の他の一例を示す図である。 図１２は、実施形態に係る接合処理の手順を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して種々の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の実施形態により開示技術が限定されるものではない。

ところで、表面改質装置の処理容器内で基板の表面改質が繰り返し行われると、真空引き等によって処理容器内の水分量が徐々に減少する。処理容器内の水分量が減少すると、処理容器内で生成される処理ガスのプラズマの状態が変化するため、基板の表面改質が十分に行われない。その結果、改質済みの基板と他の基板とを接合した場合に得られる、基板間の接合強度が低下する場合がある。接合強度の低下は、基板の剥離等の不具合を発生させる要因となり、好ましくない。

かかる接合強度の良否は、基板間の接合が行われた後に検査装置等を用いて判定されるのが一般的である。しかしながら、基板間の接合が行われた後に接合強度の良否を判定する手法は、生産性を向上させる観点から効率的ではない。そこで、基板間を接合する前に、接合される基板間の接合強度の良否を判定できる技術が期待されている。

＜接合システムの構成＞
まず、実施形態に係る接合システム１の構成について、図１～図３を参照しながら説明する。図１は、実施形態に係る接合システム１の構成を示す模式平面図であり、図２は、同模式側面図である。また、図３は、実施形態に係る上ウェハＷ１および下ウェハＷ２の模式側面図である。なお、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、鉛直上向きをＺ軸の正方向とする直交座標系を示す場合がある。

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ウェハＴを形成する。

第１基板Ｗ１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。また、第２基板Ｗ２は、たとえば電子回路が形成されていないベアウェハである。第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２とは、略同径を有する。なお、第２基板Ｗ２に電子回路が形成されていてもよい。

以下では、第１基板Ｗ１を「上ウェハＷ１」と記載し、第２基板Ｗ２を「下ウェハＷ２」と記載する。すなわち、上ウェハＷ１は第１基板の一例であり、下ウェハＷ２は第２基板の一例である。また、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２とを総称する場合、「ウェハＷ」と記載する場合がある。

また、以下では、図３に示すように、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、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および処理ステーション３は、Ｘ軸正方向に沿って、搬入出ステーション２および処理ステーション３の順番で並べて配置される。また、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、Ｃ２、Ｃ３がそれぞれ載置される。たとえば、カセットＣ１は上ウェハＷ１を収容するカセットであり、カセットＣ２は下ウェハＷ２を収容するカセットであり、カセットＣ３は重合ウェハＴを収容するカセットである。

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る。かかる搬送領域２０には、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。そして、搬送装置２２は、載置板１１に載置されたカセットＣ１～Ｃ３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、上ウェハＷ１、下ウェハＷ２および重合ウェハＴの搬送を行う。

なお、載置板１１に載置されるカセットＣ１～Ｃ３の個数は、図示のものに限定されない。また、載置板１１には、カセットＣ１、Ｃ２、Ｃ３以外に、不具合が生じた基板を回収するためのカセットなどが載置されてもよい。

処理ステーション３には、各種装置を備えた複数の処理ブロック、たとえば３つの処理ブロックＧ１、Ｇ２、Ｇ３が設けられる。たとえば、処理ステーション３の正面側（図１のＹ軸負方向側）には、第１処理ブロックＧ１が設けられ、処理ステーション３の背面側（図１のＹ軸正方向側）には、第２処理ブロックＧ２が設けられる。また、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）には、第３処理ブロックＧ３が設けられる。

第１処理ブロックＧ１には、上ウェハＷ１および下ウェハＷ２の接合面Ｗ１ｊ、Ｗ２ｊを処理ガスのプラズマによって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、上ウェハＷ１および下ウェハＷ２の接合面Ｗ１ｊ、Ｗ２ｊにおいて、プラズマ照射により未結合手（ダングリングボンド）を形成することで、その後親水化されやすくするように当該接合面Ｗ１ｊ、Ｗ２ｊを改質する。

なお、表面改質装置３０では、たとえば、減圧雰囲気下において所与の処理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、かかる処理ガスに含まれる元素のイオンが、上ウェハＷ１および下ウェハ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。かかる表面改質装置３０の詳細については後述する。

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上ウェハＷ１および下ウェハ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。

表面親水化装置４０では、たと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、上ウェハＷ１または下ウェハＷ２上に供給された純水が上ウェハＷ１または下ウェハ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、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２とを接合する。かかる接合装置４１の詳細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、上ウェハＷ１、下ウェハＷ２および重合ウェハＴのトランジション（ＴＲＳ）装置５０、５１が下から順に２段に設けられる。

また、図１に示すように、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内の所与の装置に上ウェハＷ１、下ウェハＷ２および重合ウェハＴを搬送する。

また、接合システム１は、制御装置４を備える。制御装置４は、接合システム１の動作を制御する。かかる制御装置４は、たとえばコンピュータであり、制御部５および記憶部６を備える。記憶部６には、接合処理などの各種処理を制御するプログラムが格納される。制御部５は、記憶部６に記憶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４の記憶部６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。

＜表面改質装置の構成＞
次に、表面改質装置３０の構成について、図４を参照しながら説明する。図４は、実施形態に係る表面改質装置３０の構成を示す模式断面図である。

図４に示すように、表面改質装置３０は、内部を密閉可能な処理容器７０を有する。処理容器７０の搬送領域６０（図１参照）側の側面には、上ウェハＷ１または下ウェハＷ２の搬入出口７１が形成され、当該搬入出口７１にはゲートバルブ７２が設けられる。

処理容器７０の内部には、ステージ８０が配置される。ステージ８０は、たとえば下部電極であり、たとえばアルミニウムなどの導電性材料で構成される。ステージ８０には、不図示のピン用貫通孔が形成され、かかるピン用貫通孔には、不図示のリフターピンが収容される。リフターピンは、不図示の昇降機構によって上下方向に昇降可能に構成される。

ステージ８０の上面は、上ウェハＷ１および下ウェハＷ２よりも大きい径を有する平面視円形の水平面である。かかるステージ８０の上面にはステージカバー９０が載置され、上ウェハＷ１または下ウェハＷ２は、かかるステージカバー９０の載置部９１上に載置される。

ステージ８０と処理容器７０の内壁との間には、複数のバッフル孔が設けられた、リング状の仕切板１０３が配置される。仕切板１０３は、排気リングとも呼ばれる。仕切板１０３により、載置部９１を境界として処理容器７０の内部空間が上下に仕切られる。また、仕切板１０３により、処理容器７０内の雰囲気が処理容器７０内から均一に排気される。

ステージ８０の下面には、導体で形成された給電棒１０４が接続される。給電棒１０４には、たとえばブロッキングコンデンサなどからなる整合器１０５を介して、第１の高周波電源１０６が接続される。プラズマ処理時には、第１の高周波電源１０６から所与の高周波電圧がステージ８０に印加される。

処理容器７０の内部には、上部電極１１０が配置される。ステージ８０の上面と上部電極１１０の下面とは、互いに平行に、所与の間隔をあけて対向して配置されている。ステージ８０の上面と上部電極１１０の下面との間隔は、駆動部８１により調整される。

上部電極１１０は接地され、グランド電位に接続されている。このように上部電極１１０が接地されているため、プラズマ処理中、上部電極１１０の下面の損傷を抑制することができる。

このように、第１の高周波電源１０６から下部電極であるステージ８０に、高周波電圧が印加されることにより、処理容器７０の内部にプラズマが発生する。

実施形態において、ステージ８０、給電棒１０４、整合器１０５、第１の高周波電源１０６、上部電極１１０、および整合器は、処理容器７０内に処理ガスのプラズマを発生させるプラズマ発生機構の一例である。なお、第１の高周波電源１０６は、上述の制御装置４の制御部５によって制御される。

上部電極１１０の内部には中空部１２０が形成されている。中空部１２０には、ガス供給管１２１が接続されている。ガス供給管１２１には、処理ガス供給機構１２２、不活性ガス供給機構１２３および加湿ガス供給機構１２４が接続されている。

処理ガス供給機構１２２は、ガス供給管１２１を介して上部電極１１０の中空部１２０に処理ガスを供給する。処理ガスとしては、例えば、酸素ガス、窒素ガス、アルゴンガスなどが用いられる。処理ガス供給機構１２２は、処理ガス供給源１２２ａと、流量調整器１２２ｂと、バルブ１２２ｃとを有する。そして、処理ガス供給源１２２ａから供給された処理ガスは、流量調整器１２２ｂおよびバルブ１２２ｃで流量制御され、ガス供給管１２１を介して上部電極１１０の中空部１２０に供給される。処理ガス供給機構１２２は、第１ガス供給部の一例である。

不活性ガス供給機構１２３は、ガス供給管１２１を介して上部電極１１０の中空部１２０に不活性ガスを供給する。不活性ガスとしては、例えば、窒素ガスやアルゴンガスなどが用いられる。不活性ガス供給機構１２３は、不活性ガス供給源１２３ａと、流量調整器１２３ｂと、バルブ１２３ｃとを有する。そして、不活性ガス供給源１２３ａから供給された不活性ガスは、流量調整器１２３ｂおよびバルブ１２３ｃで流量制御され、ガス供給管１２１を介して上部電極１１０の中空部１２０に供給される。

加湿ガス供給機構１２４は、ガス供給管１２１を介して上部電極１１０の中空部１２０に加湿されたガス（以下「加湿ガス」と呼ぶ）を供給する。加湿ガスとしては、例えば、加湿された窒素ガスや加湿されたアルゴンガスなどが用いられる。なお、加湿ガスとして、温度および湿度が調整された空気などが用いられてもよい。加湿ガス供給機構１２４は、加湿ガス供給源１２４ａと、流量調整器１２４ｂと、バルブ１２４ｃとを有する。そして、加湿ガス供給源１２４ａから供給された加湿ガスは、流量調整器１２４ｂおよびバルブ１２４ｃで流量制御され、ガス供給管１２１を介して上部電極１１０の中空部１２０に供給される。加湿ガス供給機構１２４は、第２ガス供給部の一例である。

中空部１２０の内部には、処理ガス、不活性ガスおよび加湿ガスの均一拡散を促進するためのバッフル板１２６が設けられている。バッフル板１２６には、多数の小孔が設けられている。上部電極１１０の下面には、中空部１２０から処理容器７０の内部に処理ガス、不活性ガスおよび加湿ガスを噴出させる多数のガス噴出口１２５が形成されている。

処理容器７０には、吸気口１３０が形成される。吸気口１３０には、処理容器７０の内部の雰囲気を所与の真空度まで減圧する真空ポンプ１３１に連通する吸気管１３２が接続される。吸気管１３２には、ＡＰＣ（Auto Pressure Controller）バルブ１３３が設けられる。真空ポンプ１３１により処理容器７０内が排気され、ＡＰＣバルブ１３３の開度が調整されることにより、処理容器７０内の圧力が所定の圧力に維持される。

処理容器７０には、処理容器７０内の各波長の発光データを測定可能な分光光度計１４１が取り付けられている。具体的には、分光光度計１４１は、載置部９１よりも上方で且つガス噴出口１２５よりも下方に配置されて処理容器７０に取り付けられている。分光光度計１４１は、例えばＯＥＳ（Optical Emission Spectroscopy）センサであり、処理容器７０内で生成されるプラズマの発光状態を測定するこができる。分光光度計１４１は、自身が保持するチャンバ内でプラズマを生成してプラズマの発光状態を測定可能なセルフバイアス式ＯＥＳセンサであってもよい。分光光度計１４１は、処理容器７０内に供給される処理ガスの発光データを取得し、発光データの特定の波長に発生するピークの値を測定する。分光光度計１４１は、測定された発光データの特定の波長に発生するピークの値のデータを制御装置４の制御部５へ出力する。分光光度計１４１は、測定部の一例である。

また、処理容器７０には、処理容器７０内の雰囲気を特定の物質の質量数に関して分析可能な質量分析計１４２が取り付けられている。具体的には、質量分析計１４２は、仕切板１０３よりも下方に配置されて処理容器７０に取り付けられている。質量分析計１４２は、例えば四重極質量分析計（Quadrupole Mass Spectrometer：ＱＭＳ）であり、処理容器７０内の雰囲気を特定の物質の質量数に関して分析した分析値を測定する。質量分析計１４２は、測定された分析値のデータを制御装置４の制御部５へ出力する。質量分析計１４２が仕切板１０３よりも下方に配置されていることにより、プラズマによる質量分析計１４２の破損を防止することができる。質量分析計１４２は、測定部の一例である。

＜接合装置の構成＞
次に、接合装置４１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、実施形態に係る接合装置４１の構成を示す模式平面図であり、図６は、実施形態に係る接合装置４１の構成を示す模式側面図である。

図５に示すように、接合装置４１は、内部を密閉可能な処理容器１９０を有する。処理容器１９０の搬送領域６０側の側面には、上ウェハＷ１、下ウェハＷ２および重合ウェハＴの搬入出口１９１が形成され、当該搬入出口１９１には開閉シャッタ１９２が設けられている。

処理容器１９０の内部は、内壁１９３によって、搬送領域Ｔ１と処理領域Ｔ２に区画される。上述した搬入出口１９１は、搬送領域Ｔ１における処理容器１９０の側面に形成される。また、内壁１９３にも、上ウェハＷ１、下ウェハＷ２および重合ウェハＴの搬入出口１９４が形成される。

搬送領域Ｔ１には、トランジション２００、基板搬送機構２０１、反転機構２２０および位置調節機構２１０が、たとえば搬入出口１９１側からこの順番で並べて配置される。

トランジション２００は、上ウェハＷ１、下ウェハＷ２および重合ウェハＴを一時的に載置する。トランジション２００は、たとえば２段に形成され、上ウェハＷ１、下ウェハＷ２および重合ウェハＴのいずれか２つを同時に載置することができる。

基板搬送機構２０１は、たとえば鉛直方向（Ｚ軸方向）、水平方向（Ｙ軸方向、Ｘ軸方向）および鉛直軸周りの方向（θ方向）に移動自在な搬送アームを有する。基板搬送機構２０１は、搬送領域Ｔ１内または搬送領域Ｔ１と処理領域Ｔ２との間で上ウェハＷ１、下ウェハＷ２および重合ウェハＴを搬送することが可能である。

位置調節機構２１０は、上ウェハＷ１および下ウェハＷ２の水平方向の向きを調節する。具体的には、位置調節機構２１０は、上ウェハＷ１および下ウェハＷ２を保持して回転させる図示しない保持部を備えた基台２１１と、上ウェハＷ１および下ウェハＷ２のノッチ部の位置を検出する検出部２１２と、を有する。位置調節機構２１０は、基台２１１に保持された上ウェハＷ１および下ウェハＷ２を回転させながら検出部２１２を用いて上ウェハＷ１および下ウェハＷ２のノッチ部の位置を検出することにより、ノッチ部の位置を調節する。これにより、上ウェハＷ１および下ウェハＷ２の水平方向の向きが調節される。

反転機構２２０は、上ウェハＷ１の表裏を反転させる。具体的には、反転機構２２０は、上ウェハＷ１を保持する保持アーム２２１を有する。保持アーム２２１は、水平方向（Ｘ軸方向）に延伸する。また、保持アーム２２１には、上ウェハＷ１を保持する保持部材２２２がたとえば４箇所に設けられている。

保持アーム２２１は、たとえばモータなどを備えた駆動部２２３に支持される。保持アーム２２１は、かかる駆動部２２３によって水平軸周りに回動自在である。また、保持アーム２２１は、駆動部２２３を中心に回動自在であると共に、水平方向（Ｘ軸方向）に移動自在である。駆動部２２３の下方には、たとえばモータなどを備えた他の駆動部（図示せず）が設けられる。この他の駆動部によって、駆動部２２３は、鉛直方向に延伸する支持柱２２４に沿って鉛直方向に移動できる。

このように、保持部材２２２に保持された上ウェハＷ１は、駆動部２２３によって水平軸周りに回動できると共に鉛直方向および水平方向に移動することができる。また、保持部材２２２に保持された上ウェハＷ１は、駆動部２２３を中心に回動して、位置調節機構２１０と後述する上チャック２３０との間を移動することができる。

処理領域Ｔ２には、上ウェハＷ１の上面（非接合面Ｗ１ｎ）を上方から吸着保持する上チャック２３０と、下ウェハＷ２の下面（非接合面Ｗ２ｎ）を下方から吸着保持する下チャック２３１とが設けられる。下チャック２３１は、上チャック２３０よりも下方に設けられ、上チャック２３０と対向配置可能に構成される。上チャック２３０および下チャック２３１は、たとえばバキュームチャックである。

図６に示すように、上チャック２３０は、上チャック２３０の上方に設けられた支持部材２７０によって支持される。支持部材２７０は、たとえば、複数の支持柱２７１を介して処理容器１９０の天井面に固定される。

上チャック２３０の側方には、下チャック２３１に保持された下ウェハＷ２の上面（接合面Ｗ２ｊ）を撮像する上部撮像部２３５が設けられている。上部撮像部２３５には、たとえばＣＣＤカメラが用いられる。

下チャック２３１は、下チャック２３１の下方に設けられた第１移動部２５０に支持される。第１移動部２５０は、後述するように下チャック２３１を水平方向（Ｘ軸方向）に移動させる。また、第１移動部２５０は、下チャック２３１を鉛直方向に移動自在、且つ鉛直軸周りに回転可能に構成される。

第１移動部２５０には、上チャック２３０に保持された第１基板Ｗ１の下面（接合面Ｗ１ｊ）を撮像する下部撮像部２３６が設けられている。下部撮像部２３６には、たとえばＣＣＤカメラが用いられる。

第１移動部２５０は、一対のレール２５２，２５２に取り付けられている。一対のレール２５２，２５２は、第１移動部２５０の下面側に設けられ、水平方向（Ｘ軸方向）に延伸する。第１移動部２５０は、レール２５２に沿って移動自在に構成されている。

一対のレール２５２，２５２は、第２移動部２５３に配設されている。第２移動部２５３は、一対のレール２５４，２５４に取り付けられている。一対のレール２５４，２５４は、第２移動部２５３の下面側に設けられ、水平方向（Ｙ軸方向）に延伸する。第２移動部２５３は、レール２５４に沿って水平方向（Ｙ軸方向）に移動自在に構成される。なお、一対のレール２５４，２５４は、処理容器１９０の底面に設けられた載置台２５５上に配設されている。

第１移動部２５０および第２移動部２５３等により、位置合わせ部２５６が構成される。位置合わせ部２５６は、下チャック２３１をＸ軸方向、Ｙ軸方向およびθ方向に移動させることにより、上チャック２３０に保持されている上ウェハＷ１と、下チャック２３１に保持されている下ウェハＷ２との水平方向位置合わせを行う。また、位置合わせ部２５６は、下チャック２３１をＺ軸方向に移動させることにより、上チャック２３０に保持されている上ウェハＷ１と、下チャック２３１に保持されている下ウェハＷ２との鉛直方向位置合わせを行う。

なお、ここでは、下チャック２３１をＸ軸方向、Ｙ軸方向およびθ方向に移動させることとしたが、位置合わせ部２５６は、たとえば、下チャック２３１をＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させ、上チャック２３０をθ方向に移動させてもよい。また、ここでは、下チャック２３１をＺ軸方向に移動させることとしたが、位置合わせ部２５６は、たとえば、上チャック２３０をＺ軸方向に移動させてもよい。

次に、上チャック２３０および下チャック２３１の構成について図７を参照して説明する。図７は、実施形態に係る上チャック２３０および下チャック２３１を示す模式図である。

図７に示すように、上チャック２３０は、本体部２６０を有する。本体部２６０は、支持部材２７０によって支持される。支持部材２７０および本体部２６０には、支持部材２７０および本体部２６０を鉛直方向に貫通する貫通孔２６６が形成される。貫通孔２６６の位置は、上チャック２３０に吸着保持される上ウェハＷ１の中心部に対応している。貫通孔２６６には、ストライカー２８０の押圧ピン２８１が挿通される。

ストライカー２８０は、支持部材２７０の上面に配置され、押圧ピン２８１と、アクチュエータ部２８２と、直動機構２８３とを備える。押圧ピン２８１は、鉛直方向に沿って延在する円柱状の部材であり、アクチュエータ部２８２によって支持される。

アクチュエータ部２８２は、たとえば電空レギュレータ（図示せず）から供給される空気により一定方向（ここでは鉛直下方）に一定の圧力を発生させる。アクチュエータ部２８２は、電空レギュレータから供給される空気により、上ウェハＷ１の中心部と当接して当該上ウェハＷ１の中心部にかかる押圧荷重を制御することができる。また、アクチュエータ部２８２の先端部は、電空レギュレータからの空気によって、貫通孔２６６を挿通して鉛直方向に昇降自在になっている。

アクチュエータ部２８２は、直動機構２８３に支持される。直動機構２８３は、たとえばモータを内蔵した駆動部によってアクチュエータ部２８２を鉛直方向に沿って移動させる。

ストライカー２８０は、以上のように構成されており、直動機構２８３によってアクチュエータ部２８２の移動を制御し、アクチュエータ部２８２によって押圧ピン２８１による上ウェハＷ１の押圧荷重を制御する。これにより、ストライカー２８０は、上チャック２３０に吸着保持された上ウェハＷ１の中心部を押圧して下ウェハＷ２に接触させる。

本体部２６０の下面には、上ウェハＷ１の上面（非接合面Ｗ１ｎ）に接触する複数のピン２６１が設けられている。複数のピン２６１は、たとえば、径寸法が０．１ｍｍ～１ｍｍであり、高さが数十μｍ～数百μｍである。複数のピン２６１は、たとえば２ｍｍの間隔で均等に配置される。

上チャック２３０は、これら複数のピン２６１が設けられている領域のうちの一部の領域に、上ウェハＷ１を吸着する複数の吸着部を備える。具体的には、上チャック２３０における本体部２６０の下面には、上ウェハＷ１を真空引きして吸着する複数の外側吸着部３９１および複数の内側吸着部３９２が設けられている。複数の外側吸着部３９１および複数の内側吸着部３９２は、平面視において円弧形状の吸着領域を有する。複数の外側吸着部３９１および複数の内側吸着部３９２は、ピン２６１と同じ高さを有する。

複数の外側吸着部３９１は、本体部２６０の外周部に配置される。複数の外側吸着部３９１は、真空ポンプ等の図示しない吸引装置に接続され、真空引きによって上ウェハＷ１の外周部を吸着する。

複数の内側吸着部３９２は、複数の外側吸着部３９１よりも本体部２６０の径方向内方において、周方向に沿って並べて配置される。複数の内側吸着部３９２は、真空ポンプ等の図示しない吸引装置に接続され、真空引きによって上ウェハＷ１の外周部と中心部との間の領域を吸着する。

下チャック２３１は、下ウェハＷ２と同径もしくは下ウェハＷ２より大きい径を有する本体部２９０を有する。ここでは、下ウェハＷ２よりも大きい径を有する下チャック２３１を示している。本体部２９０の上面は、下ウェハＷ２の下面（非接合面Ｗ２ｎ）と対向する対向面である。

本体部２９０の上面には、下ウェハＷ２の下面（非接合面Ｗｎ２）に接触する複数のピン２９１が設けられている。複数のピン２９１は、たとえば、径寸法が０．１ｍｍ～１ｍｍであり、高さが数十μｍ～数百μｍである。複数のピン２９１は、たとえば２ｍｍの間隔で均等に配置される。

また、本体部２９０の上面には、下側リブ２９２が複数のピン２９１の外側に環状に設けられている。下側リブ２９２は、環状に形成され、下ウェハＷ２の外周部を全周に亘って支持する。

また、本体部２９０は、複数の下側吸引口２９３を有する。複数の下側吸引口２９３は、下側リブ２９２によって囲まれた吸着領域に複数設けられる。複数の下側吸引口２９３は、図示しない吸引管を介して真空ポンプ等の図示しない吸引装置に接続される。

下チャック２３１は、下側リブ２９２によって囲まれた吸着領域を複数の下側吸引口２９３から真空引きすることによって吸着領域を減圧する。これにより、吸着領域に載置された下ウェハＷ２は、下チャック２３１に吸着保持される。

下側リブ２９２が下ウェハＷ２の下面の外周部を全周に亘って支持するため、下ウェハＷ２は外周部まで適切に真空引きされる。これにより、下ウェハＷ２の全面を吸着保持することができる。また、下ウェハＷ２の下面は複数のピン２９１に支持されるため、下ウェハＷ２の真空引きを解除した際に、下ウェハＷ２が下チャック２３１から剥がれ易くなる。

＜接合システムの具体的動作＞
本願発明者は、鋭意研究の結果、表面改質装置３０における処理容器７０内の水分量と、処理容器７０内で改質された上ウェハＷ１を下ウェハＷ２と接合した場合に得られる、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２との間の接合強度とが相関関係を有することを見出した。

たとえば、表面改質装置３０では、処理容器７０内で表面改質処理が繰り返し行われると、真空引き等によって処理容器７０内の水分量が徐々に減少する。処理容器７０内の水分量が減少すると、処理容器７０内で生成される処理ガスのプラズマの状態が変化するため、上ウェハＷ１および下ウェハＷ２の表面改質が十分に行われない。そして、この不十分な表面改質が、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２との間の接合強度を低下させる要因となると考えられる。

そこで、実施形態に係る接合システム１では、一連の接合処理を行う前に、分光光度計１４１等の測定器を用いて処理容器７０内の水分量を示す値を測定し、測定した処理容器７０内の水分量を示す値に基づき、接合強度の良否を判定することとした。

以下、接合システム１により実行される接合強度判定処理の手順について図８を参照して説明する。図８は、実施形態に係る接合システム１が実行する処理の手順を示すフローチャートである。なお、図８に示す各種の処理は、制御装置４の制御部５による制御に基づいて実行される。

図８に示すように、制御部５は、処理容器７０内の水分量を示す値を測定する（ステップＳ１０１）。たとえば、制御部５は、分光光度計１４１および処理ガス供給機構１２２を制御して、処理容器７０内に供給される処理ガスの発光データを取得し、発光データの特定の波長に発生するピークの値を処理容器７０内の水分量を示す値として測定する。

なお、制御部５は、質量分析計１４２を制御して、処理容器７０内の雰囲気を水の質量数に関して分析した分析値を処理容器７０内の水分量を示す値としてさらに測定してもよい。

次に、制御部５は、測定された処理容器７０内の水分量を示す値に基づいて、処理容器７０内で改質された上ウェハＷ１を下ウェハＷ２と接合したと仮定した場合における上ウェハＷ１と下ウェハＷ２との間の接合強度の良否を判定する（ステップＳ１０２）。

ここで、図９および図１０を参照しながら、処理容器７０内の水分量を示す値に基づく接合強度の良否の判定の一例について説明する。図９および図１０は、処理容器７０内の水分量の測定結果の一例を示す図である。図９は、メンテナンス時に大気開放された直後の処理容器７０内の各波長の発光データを示している。図９には、処理容器７０内で処理ガスである窒素ガスのプラズマを生成した場合に分光光度計１４１により測定される発光データが示されている。窒素ガスのプラズマには、第１励起準位（1st POS）の窒素イオンと、第１励起準位の窒素イオンよりも活性度が高い第２励起準位（2st POS）の窒素イオンとが含まれている。第１励起準位の窒素イオンの波長は、約５３０ｎｍ～８００ｎｍの範囲内であり、第２励起準位の窒素イオンの波長は、約２８０ｎｍ～４４０ｎｍの範囲内である。図９に示す発光データは、メンテナンス時に処理容器７０が大気開放された場合、第１励起準位の窒素イオンがほとんど発生していないことを示している。これは、大気開放によって処理容器７０内の水分量が上昇し、第１励起準位の窒素イオンのエネルギーが処理容器７０内に存在する水分（Ｈ２Ｏ）に転移することによって、第１励起準位の窒素イオンが処理容器７０内から消失したためであると考えられる。

図１０は、上ウェハＷ１の表面改質が所定回数繰り返し行われた後の処理容器７０内の各波長の発光データを示している。図１０には、処理容器７０内で処理ガスである窒素ガスのプラズマを生成した場合に分光光度計１４１により測定される発光データが示されている。図１０に示す発光データは、処理容器７０内で上ウェハＷ１の表面改質が繰り返し行われた場合、第１励起準位の窒素イオンの量が増大することを示している。これは、表面改質が繰り返し行われると、真空引き等によって処理容器７０内の水分量が下降し、第１励起準位の窒素イオンのエネルギーが水分（Ｈ２Ｏ）へ転移され難くなり、残存する第１励起準位の窒素イオンが増大するためであると考えられる。

制御部５は、分光光度計１４１で測定された発光データの第１励起準位の窒素イオンに対応する波長に発生するピークの値に基づいて、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２との間の接合強度の良否を判定する。処理容器７０内の水分量が減少するに連れて、第１励起準位の窒素イオンに対応する波長に発生するピークの値が増大する。このため、第１励起準位の窒素イオンに対応する波長に発生するピークの値から、処理容器７０内の水分量の減少に起因して、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２との間の接合強度が正常な範囲よりも低下するか否かを判定することができる。たとえば、制御部５は、分光光度計１４１で測定された第１励起準位の窒素イオンに対応する波長に発生するピークの値が第１の閾値以上となっているか否かを判定する。第１の閾値は、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２との間の接合強度が正常な範囲よりも低下したと見なせる値とする。たとえば、第１の閾値は、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２との間の接合強度が正常な範囲に収まる際に発生する複数のピークの値から任意に選定される１つのピークの値である。制御部５は、分光光度計１４１で測定された第１励起準位の窒素イオンに対応する波長に発生するピークの値が第１の閾値以上となった場合、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２との間の接合強度が正常な範囲よりも低下し、不良であると判定する。一方、制御部５は、分光光度計１４１で測定された第１励起準位の窒素イオンに対応する波長に発生するピークの値が第１の閾値未満である場合、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２との間の接合強度が正常な範囲内に収まり、良好であると判定する。

なお、制御部５は、質量分析計１４２で処理容器７０内の雰囲気を水の質量数に関して分析した分析値を処理容器７０内の水分量を示す値として測定する場合、かかる分析値をさらに用いて接合強度の良否を判定してもよい。

図１１は、処理容器７０内の水分量の測定結果の他の一例を示す図である。図１１は、処理容器７０を大気開放した後に、処理容器７０内で真空引きを行った場合の処理容器７０内の雰囲気を水（Ｈ２Ｏ）の質量数（ｍ／ｚ＝１８）に関して分析した分析値のデータを示している。図１１には、質量分析計１４２により測定される分析値のデータが示されている。図１１に示す分析値のデータは、処理容器７０内で上ウェハＷ１の表面改質が所定回数繰り返し行われた場合、真空引きによって処理容器７０内の水分量が徐々に減少することを示している。

制御部５は、分光光度計１４１で測定された発光データの第１励起準位の窒素イオンに対応する波長に発生するピークの値と、質量分析計１４２で測定された分析値とに基づいて、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２との間の接合強度の良否を判定する。処理容器７０内の水分量が減少するに連れて、分析値が減少する。このため、分析値から、処理容器７０内の水分量の減少に起因して、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２との間の接合強度が正常な範囲よりも低下するか否かを判定することができる。例えば、制御部５は、分光光度計１４１で測定された発光データの第１励起準位の窒素イオンに対応する波長に発生するピークの値が第１の閾値未満である場合、質量分析計１４２で測定された分析値が第２の閾値以下となっているか否かをさらに判定する。第２の閾値は、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２との間の接合強度が正常な範囲よりも低下したと見なせる値とする。たとえば、第２の閾値は、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２との間の接合強度が正常な範囲に収まる際に測定される分析値である。制御部５は、質量分析計１４２で測定された分析値が第２の閾値以下となった場合、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２との間の接合強度が正常な範囲よりも低下し、不良であると判定する。一方、制御部５は、質量分析計１４２で測定された分析値が第２の閾値よりも大きい場合、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２との間の接合強度が正常な範囲内に収まり、良好であると判定する。このように、制御部５は、分光光度計１４１による測定結果および質量分析計１４２による測定結果の両方を用いることで、接合強度の良否をより高精度に判定することができる。

図８の説明に戻る。制御部５は、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２との間の接合強度が不良であると判定した場合（ステップＳ１０３；Ｙｅｓ）、加湿ガス供給機構１２４から処理容器７０内に加湿ガスを供給することにより、処理容器７０内の水分量を調整する（ステップＳ１０４）。これにより、制御部５は、一連の接合処理を行う前に、処理容器７０内の水分量の減少に起因した接合強度の低下を抑制することができる。その後、制御部５は、接合強度が良好となるまでステップＳ１０１～Ｓ１０４の処理を繰り返す。

制御部５によって上ウェハＷ１と下ウェハＷ２との間の接合強度が良好であると判定された場合（ステップＳ１０３；Ｎｏ）、接合システム１では、接合処理が行われる（ステップＳ１０５）。ここで、接合処理の手順について図１２を参照して説明する。図１２は、実施形態に係る接合処理の手順を示すフローチャートである。

まず、複数枚の上ウェハＷ１を収容したカセットＣ１、複数枚の下ウェハ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内の上ウェハ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に搬送される。

次に、上ウェハ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、処理ガスである窒素ガスが励起されてプラズマ化され、イオン化される。この窒素イオンが上ウェハＷ１の接合面Ｗ１ｊに照射されて、当該接合面Ｗ１ｊがプラズマ処理される。これにより、上ウェハＷ１の接合面Ｗ１ｊが改質される（ステップＳ２０１）。

次に、上ウェハＷ１は、搬送装置６１によって第１処理ブロックＧ１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上ウェハＷ１を回転させながら、上ウェハＷ１上に純水を供給する。これにより、上ウェハＷ１の接合面Ｗ１ｊが親水化される。また、当該純水によって、上ウェハＷ１の接合面Ｗ１ｊが洗浄される（ステップＳ２０２）。

次に、上ウェハ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に搬入された上ウェハＷ１は、トランジション２００を介して位置調節機構２１０に搬送され、位置調節機構２１０によって水平方向の向きが調節される（ステップＳ２０３）。

その後、位置調節機構２１０から反転機構２２０に上ウェハＷ１が受け渡され、反転機構２２０によって上ウェハＷ１の表裏面が反転される（ステップＳ２０４）。具体的には、上ウェハＷ１の接合面Ｗ１ｊが下方に向けられる。

つづいて、反転機構２２０から上チャック２３０に上ウェハＷ１が受け渡され、上チャック２３０によって上ウェハＷ１が吸着保持される（ステップＳ２０５）。

上ウェハＷ１に対するステップＳ１０１～Ｓ１０５の処理と重複して、下ウェハＷ２の処理が行われる。まず、搬送装置２２によりカセットＣ２内の下ウェハ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に搬送される。

次に、下ウェハＷ２は、搬送装置６１によって表面改質装置３０に搬送され、下ウェハＷ２の接合面Ｗ２ｊが改質される（ステップＳ２０６）。なお、ステップＳ２０６における下ウェハＷ２の接合面Ｗ２ｊの改質は、上述したステップＳ２０１と同様である。

その後、下ウェハＷ２は、搬送装置６１によって表面親水化装置４０に搬送され、下ウェハＷ２の接合面Ｗ２ｊが親水化されるとともに当該接合面Ｗ２ｊが洗浄される（ステップＳ２０７）。なお、ステップＳ２０７における下ウェハＷ２の接合面Ｗ２ｊの親水化および洗浄は、上述したステップＳ２０２と同様である。

その後、下ウェハ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に搬入された下ウェハＷ２は、トランジション２００を介して位置調節機構２１０に搬送される。そして、位置調節機構２１０によって、下ウェハＷ２の水平方向の向きが調節される（ステップＳ２０８）。

その後、下ウェハＷ２は、下チャック２３１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下チャック２３１に吸着保持される（ステップＳ２０９）。

つづいて、上チャック２３０に保持された上ウェハＷ１と下チャック２３１に保持された下ウェハＷ２との水平方向の位置調節が行われる（ステップＳ２１０）。

次に、上チャック２３０に保持された上ウェハＷ１と下チャック２３１に保持された下ウェハＷ２との鉛直方向位置の調節を行う（ステップＳ２１１）。具体的には、第１移動部２５０が下チャック２３１を鉛直上方に移動させることによって、下ウェハＷ２を上ウェハＷ１に接近させる。

次に、複数の内側吸着部３９２による上ウェハＷ１の吸着保持を解除した後（ステップＳ２１２）、ストライカー２８０の押圧ピン２８１を下降させることによって、上ウェハＷ１の中心部を押下する（ステップＳ２１３）。

上ウェハＷ１の中心部が下ウェハＷ２の中心部に接触し、上ウェハＷ１の中心部と下ウェハＷ２の中心部とがストライカー２８０によって所定の力で押圧されると、押圧された上ウェハＷ１の中心部と下ウェハＷ２の中心部との間で接合が開始される。すなわち、上ウェハＷ１の接合面Ｗ１ｊと下ウェハＷ２の接合面Ｗ２ｊは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。このようにして、接合領域が形成される。

その後、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２との間では、上ウェハＷ１および下ウェハＷ２の中心部から外周部に向けて接合領域が拡大していくボンディングウェーブが発生する。その後、複数の外側吸着部３９１による上ウェハＷ１の吸着保持が解除される（ステップＳ２１４）。これにより、外側吸着部３９１によって吸着保持されていた上ウェハＷ１の外周部が落下する。この結果、上ウェハＷ１の接合面Ｗ１ｊと下ウェハＷ２の接合面Ｗ２ｊが全面で当接し、重合ウェハＴが形成される。

その後、押圧ピン２８１を上チャック２３０まで上昇させ、下チャック２３１による下ウェハＷ２の吸着保持を解除する。その後、重合ウェハＴは、搬送装置６１によって接合装置４１から搬出される。こうして、一連の接合処理が終了する。

＜効果＞
実施形態に係る表面改質装置（例えば、表面改質装置３０）は、基板（例えば、上ウェハＷ１）の他の基板（例えば、下ウェハＷ２）と接合される接合面（例えば、接合面Ｗ１ｊ）を処理ガスのプラズマによって改質する表面改質装置である。表面改質装置は、処理容器（例えば、処理容器７０）と、測定部（例えば、分光光度計１４１、質量分析計１４２）と、各部を制御する制御部（例えば、制御部５）を備える。処理容器は、基板を収容可能に構成される。測定部は、処理容器内の水分量を示す値を測定する。制御部は、測定部により測定された処理容器内の水分量を示す値に基づいて、処理容器内で改質した基板を他の基板と接合したと仮定した場合における基板と他の基板との間の接合強度の良否を判定する。これにより、基板間を接合する前に、接合される基板間の接合強度の良否を判定することができる。

また、測定部（例えば、分光光度計１４１）は、処理容器内に供給される処理ガスの発光データを取得し、発光データの特定の波長に発生するピークの値を処理容器内の水分量を示す値として測定してもよい。制御部は、測定部により測定された発光データの特定の波長に発生するピークの値に基づいて、接合強度の良否を判定してもよい。これにより、たとえば、発光データの第１励起準位の窒素イオンに対応する波長に発生するピークの値から、接合強度の良否を高精度に判定することができる。

また、実施形態に係る表面改質装置は、複数の測定部を備えていてもよい。複数の測定部は、第１測定部（例えば、分光光度計１４１）と、第２測定部（例えば、質量分析計１４２）とを備えていてもよい。第１測定部は、処理容器内に供給される処理ガスの発光データを取得し、発光データの特定の波長に発生するピークの値を処理容器内の水分量を示す値として測定してもよい。第２測定部は、処理容器内の雰囲気を水の質量数に関して分析した分析値を処理容器内の水分量を示す値としてさらに測定してもよい。制御部は、第１測定部により測定された発光データの特定の波長に発生するピークの値と、第２測定部により測定された分析値とに基づいて、接合強度の良否を判定してもよい。これにより、第１測定部による測定結果と第２測定部による測定結果の両方を用いることから、接合強度の良否をより高精度に判定することができる。

また、実施形態に係る表面改質装置は、処理容器内に加湿されたガスを供給する加湿ガス供給部（例えば、加湿ガス供給機構１２４）をさらに備えていてもよい。制御部は、接合強度が不良であると判定した場合に、加湿ガス供給部から処理容器内に加湿されたガスを供給することにより、処理容器内の水分量を調整してもよい。これにより、基板間を接合する前に、処理容器内の水分量の減少に起因した接合強度の低下を抑制することができる。

今回開示された各実施形態は、すべ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。上記の実施形態は、添付の請求の範囲およびその主旨を逸脱することなく、様々な形体で省略、置換、変更されてもよい。

例えば、上記の実施形態では、加湿ガス供給機構１２４を動作させて処理容器７０内に加湿ガスを供給する場合を例に説明したが、開示の技術はこれに限定されるものではない。例えば、処理容器７０を大気開放することにより、大気中の水分を含むガスを加湿ガスとして処理容器７０内に供給してもよい。

１ 接合システム
５ 制御部
３０ 表面改質装置
４１ 接合装置
７０ 処理容器
１２２ 処理ガス供給機構
１２３ 不活性ガス供給機構
１２４ 加湿ガス供給機構
１４１ 分光光度計
１４２ 質量分析計
Ｗ１ 上ウェハ
Ｗ２ 下ウェハ

Claims (7)

1. 基板の他の基板と接合される接合面を処理ガスのプラズマによって改質する表面改質装置であって、
   前記基板を収容可能な処理容器と、
   前記処理容器内の水分量を示す値を測定する測定部と、
   各部を制御する制御部と
   を備え、
   前記制御部は、
   前記測定部により測定された前記処理容器内の水分量を示す値に基づいて、前記処理容器内で改質した前記基板を前記他の基板と接合したと仮定した場合における前記基板と前記他の基板との間の接合強度の良否を判定し、
   前記測定部は、
   前記処理容器内に供給される前記処理ガスの発光データを取得し、前記発光データの特定の波長に発生するピークの値を前記処理容器内の水分量を示す値として測定し、
   前記制御部は、
   前記測定部により測定された前記発光データの特定の波長に発生するピークの値に基づいて、前記接合強度の良否を判定する、
   表面改質装置。
2. 前記処理容器には、前記基板を載置する載置部と、前記載置部の上方に配置され、前記処理ガスを前記処理容器の内部に噴出するガス噴出口とが設けられ、
   前記測定部は、前記載置部よりも上方で且つ前記ガス噴出口よりも下方に配置される、請求項１に記載の表面改質装置。
3. 基板の他の基板と接合される接合面を処理ガスのプラズマによって改質する表面改質装置であって、
   前記基板を収容可能な処理容器と、
   前記処理容器内の水分量を示す値を測定する測定部と、
   各部を制御する制御部と
   を備え、
   前記制御部は、
   前記測定部により測定された前記処理容器内の水分量を示す値に基づいて、前記処理容器内で改質した前記基板を前記他の基板と接合したと仮定した場合における前記基板と前記他の基板との間の接合強度の良否を判定し、
   複数の前記測定部を備え、
   複数の前記測定部は、
   前記処理容器内に供給される前記処理ガスの発光データを取得し、前記発光データの特定の波長に発生するピークの値を前記処理容器内の水分量を示す値として測定する第１測定部と、
   前記処理容器内の雰囲気を水の質量数に関して分析した分析値を前記処理容器内の水分量を示す値としてさらに測定する第２測定部と
   を備え、
   前記制御部は、
   前記第１測定部により測定された前記発光データの特定の波長に発生するピークの値と、前記第２測定部により測定された前記分析値とに基づいて、前記接合強度の良否を判定する、
   表面改質装置。
4. 前記処理容器には、前記基板を載置する載置部と、前記載置部の上方に配置され、前記処理ガスを前記処理容器の内部に噴出するガス噴出口と、前記載置部を境界として前記処理容器の内部空間を上下に仕切る仕切板とが設けられ、
   前記第１測定部は、前記載置部よりも上方で且つ前記ガス噴出口よりも下方に配置され、
   前記第２測定部は、前記仕切板よりも下方に配置される、請求項３に記載の表面改質装置。
5. 前記処理容器内に加湿されたガスを供給する加湿ガス供給部をさらに備え、
   前記制御部は、前記接合強度が不良であると判定した場合に、前記加湿ガス供給部から前記処理容器内に前記加湿されたガスを供給することにより、前記処理容器内の水分量を調整する、請求項１～４のいずれか一つに記載の表面改質装置。
6. 基板の他の基板と接合される接合面を処理ガスのプラズマによって改質する表面改質装置における前記基板を収容可能な処理容器内の水分量を示す値を測定する測定工程と、
   測定された前記処理容器内の水分量を示す値に基づいて、前記処理容器内で改質した前記基板を前記他の基板と接合したと仮定した場合における前記基板と前記他の基板との間の接合強度の良否を判定する判定工程と
   を含み、
   前記測定工程は、前記処理容器内に供給される前記処理ガスの発光データを取得し、前記発光データの特定の波長に発生するピークの値を前記処理容器内の水分量を示す値として測定し、
   前記判定工程は、測定された前記発光データの特定の波長に発生するピークの値に基づいて、前記接合強度の良否を判定する、
   接合強度判定方法。
7. 基板の他の基板と接合される接合面を処理ガスのプラズマによって改質する表面改質装置における前記基板を収容可能な処理容器内の水分量を示す値を測定する測定工程と、
   測定された前記処理容器内の水分量を示す値に基づいて、前記処理容器内で改質した前記基板を前記他の基板と接合したと仮定した場合における前記基板と前記他の基板との間の接合強度の良否を判定する判定工程と
   を含み、
   前記測定工程は、
   前記処理容器内に供給される前記処理ガスの発光データを取得し、前記発光データの特定の波長に発生するピークの値を前記処理容器内の水分量を示す値として測定する第１測定工程と、
   前記処理容器内の雰囲気を水の質量数に関して分析した分析値を前記処理容器内の水分量を示す値としてさらに測定する第２測定工程と
   を含み、
   前記判定工程は、前記第１測定工程により測定された前記発光データの特定の波長に発生するピークの値と、前記第２測定工程により測定された前記分析値とに基づいて、前記接合強度の良否を判定する、
   接合強度判定方法。

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