接合装置および接合方法
【課題】熱膨張に起因するアライメントへの悪影響を抑制することが可能な接合技術を提供する。
【解決手段】この接合技術においては、第１の被接合物と第２の被接合物との両被接合物が加熱された状態で、第１の被接合物と第２の被接合物とを水平方向において相対的に移動して第１の被接合物と第２の被接合物とが位置合わせされる（ステップＳ１０，Ｓ１１，Ｓ１２）。その後、第１の被接合物と第２の被接合物との接触状態において、両被接合物が接合される（ステップＳ１３，Ｓ１９）。
【解決手段】この接合技術においては、第１の被接合物と第２の被接合物との両被接合物が加熱された状態で、第１の被接合物と第２の被接合物とを水平方向において相対的に移動して第１の被接合物と第２の被接合物とが位置合わせされる（ステップＳ１０，Ｓ１１，Ｓ１２）。その後、第１の被接合物と第２の被接合物との接触状態において、両被接合物が接合される（ステップＳ１３，Ｓ１９）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つの被接合物を接合する接合技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
２つの被接合物を接合する技術が存在する。たとえば、特許文献１においては、２つの被接合物を加熱前に位置合わせした後に、当該２つの被接合物を加熱接合する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−７３７８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、両被接合物を加熱すると、当該両被接合物が熱膨張し、両被接合物の相互間で位置ずれが発生する。
【０００５】
上記のような接合技術においては、２つの被接合物を位置合わせし、接触させ、加熱接合するという順序で処理が実行される。すなわち、２つの被接合物が加熱前に位置合わせされ、その後に２つの被接合物が加熱接合される。
【０００６】
そのため、加熱による熱膨張に起因する位置ずれが生じたまま２つの被接合物が接合され、２つの被接合物のアライメント精度が結果的に低下する、という問題が存在する。
【０００７】
そこで、この発明は、熱膨張に起因するアライメントへの悪影響を抑制することが可能な接合技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決すべく、請求項１の発明は、第１の被接合物と第２の被接合物との両被接合物を接合する接合方法であって、ａ）前記両被接合物が加熱された状態で、前記第１の被接合物と前記第２の被接合物とを所定の方向において相対的に移動して前記第１の被接合物と前記第２の被接合物とを位置合わせするステップと、ｂ）前記第１の被接合物と前記第２の被接合物との接触状態において、前記両被接合物を接合するステップと、を備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の発明に係る接合方法において、前記両被接合物の少なくとも一方は、赤外光を透過し、前記ステップａ）は、ａ−１）前記両被接合物が加熱された状態において、前記両被接合物のアライメントマーク部分に赤外光を照射して得られる撮影画像を用いて前記両被接合物の位置ずれを計測するステップと、ａ−２）前記両被接合物を相対的に移動して前記位置ずれを補正して、前記両被接合物をアライメントするステップと、を有することを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項２の発明に係る接合方法において、前記ステップａ）は、ａ−３）前記第１の被接合物と前記第２の被接合物とを前記所定の方向に垂直な方向に相対的に移動して前記第１の被接合物と前記第２の被接合物とを接触させるステップと、ａ−４）前記両被接合物が加熱され且つ互いに接触した状態において、前記両被接合物のアライメントマーク部分に赤外光を照射して得られる撮影画像を用いて前記両被接合物の位置ずれを計測するステップと、ａ−５）前記第１の被接合物と前記第２の被接合物とを前記所定の方向に垂直な方向に相対的に移動して前記第１の被接合物と前記第２の被接合物とを非接触状態に遷移させるステップと、ａ−６）前記第１の被接合物と前記第２の被接合物との非接触状態において、前記両被接合物を相対的に移動して前記位置ずれを補正して、前記両被接合物を再びアライメントするステップと、をさらに有することを特徴とする。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項３の発明に係る接合方法において、前記ステップａ）において、前記ステップａ−３）と前記ステップａ−４）と前記ステップａ−５）と前記ステップａ−６）とが繰り返し実行されることを特徴とする。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項２の発明に係る接合方法において、前記ステップａ）は、ａ−３）前記第１の被接合物と前記第２の被接合物とを前記所定の方向に垂直な方向に相対的に移動して前記第１の被接合物と前記第２の被接合物とを接触させるステップと、ａ−４）前記両被接合物が加熱され且つ互いに接触した状態において、前記両被接合物のアライメントマーク部分に赤外光を照射して得られる撮影画像を用いて前記両被接合物の位置ずれを計測するステップと、ａ−５）前記両被接合物を相対的に移動して前記位置ずれを補正して、前記両被接合物を再びアライメントするステップと、をさらに有することを特徴とする。
【００１３】
請求項６の発明は、請求項２の発明に係る接合方法において、前記ステップａ−１）における前記両被接合物の位置ずれの計測動作と、前記ステップａ−２）における前記位置ずれの補正動作とが繰り返し実行されることを特徴とする。
【００１４】
請求項７の発明は、請求項２ないし請求項６のいずれかの発明に係る接合方法において、前記両被接合物のうち少なくとも一方は、シリコン基板であることを特徴とする。
【００１５】
請求項８の発明は、請求項２ないし請求項７のいずれかの発明に係る接合方法において、前記両被接合物の少なくとも一方は、シリコンで形成された交換可能なツール部材に保持されることを特徴とする。
【００１６】
請求項９の発明は、請求項２ないし請求項８のいずれかの発明に係る接合方法において、照明光の進行経路において、前記両被接合物のうちの少なくとも前記第１の被接合物を加熱する加熱部と前記加熱部を保持する所定の部材との間に透光性支持部材が設けられていることを特徴とする。
【００１７】
請求項１０の発明は、請求項１ないし請求項９のいずれかの発明に係る接合方法において、前記ステップａ）におけるアライメント動作は、前記ステップｂ）における接合動作時の温度と実質的に同じ温度で実行されることを特徴とする。
【００１８】
請求項１１の発明は、第１の被接合物と第２の被接合物との両被接合物を接合する接合装置であって、前記両被接合物を加熱した状態で、前記第１の被接合物と前記第２の被接合物とを所定の方向において相対的に移動して前記第１の被接合物と前記第２の被接合物とを位置合わせするアライメント手段と、前記第１の被接合物と前記第２の被接合物との接触状態において、前記両被接合物を接合する接合手段と、を備えることを特徴とする。
【００１９】
請求項１２の発明は、請求項１１の発明に係る接合装置において、前記両被接合物の少なくとも一方は、赤外光を透過し、前記アライメント手段は、前記両被接合物が加熱された状態において、前記両被接合物のアライメントマーク部分に赤外光を照射して得られる撮影画像を用いて前記両被接合物の位置ずれを計測する位置計測手段と、前記両被接合物を相対的に移動して前記位置ずれを補正して、前記両被接合物をアライメントする第１の駆動手段と、を有することを特徴とする。
【００２０】
請求項１３の発明は、請求項１２の発明に係る接合装置において、前記アライメント手段は、前記第１の被接合物と前記第２の被接合物とを前記所定の方向に垂直な方向に相対的に移動して前記第１の被接合物と前記第２の被接合物とを接触させる第２の駆動手段、をさらに有し、前記位置計測手段は、前記両被接合物の位置ずれの計測動作を前記両被接合物の接触状態においても実行し、前記第１の駆動手段は、前記接触状態における前記両被接合物の位置ずれの補正動作をも実行することを特徴とする。
【００２１】
請求項１４の発明は、請求項１２または請求項１３の発明に係る接合装置において、前記両被接合物のうち少なくとも一方は、シリコン基板であることを特徴とする。
【００２２】
請求項１５の発明は、請求項１２ないし請求項１４のいずれかの発明に係る接合装置において、前記両被接合物の少なくとも一方は、シリコンで形成された交換可能なツール部材に保持されることを特徴とする。
【００２３】
請求項１６の発明は、請求項１２ないし請求項１５のいずれかの発明に係る接合装置において、照明光の進行経路において、前記両被接合物のうちの少なくとも前記第１の被接合物を加熱する加熱部と前記加熱部を保持する所定の部材との間に透光性支持部材が設けられていることを特徴とする。
【００２４】
請求項１７の発明は、請求項１１ないし請求項１６のいずれかの発明に係る接合装置において、前記アライメント手段によるアライメント動作は、前記接合手段による接合動作時の温度と実質的に同じ温度で実行されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
請求項１ないし請求項１７に記載の発明によれば、両被接合物が加熱され熱膨張した状態で位置合わせされた後、両被接合物の接触状態において両被接合物が接合されるので、位置ずれが良好に補正された状態で両被接合物を接合することが可能である。したがって、熱膨張に起因するアライメントへの悪影響を抑制することができる。
【００２６】
特に、請求項３ないし請求項５、および請求項１３に記載の発明によれば、両被接合物の接触状態における位置ずれが補正されるので、より良好なアライメントが実現される。
【００２７】
また特に、請求項８および請求項１５に記載の発明によれば、シリコンで形成されたツール部材は赤外光を透過するため、赤外光の進行経路確保のために当該ツール部材に孔を設けることを要しない。したがって、孔の存在に起因する被接合物の変形を回避ないし抑制することが可能である。
【００２８】
また特に、請求項９および請求項１６に記載の発明によれば、第１の被接合物を加熱する加熱部と当該加熱部を保持する所定の部材との間に透光性支持部材が設けられているので、赤外光の進行経路上における孔の長さを小さくすることができる。したがって、「ゆらぎ」を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】第１実施形態に係る接合装置を示す縦断面図である。
【図２】図１の一部を拡大して示す図である。
【図３】第１実施形態に係る動作を示すフローチャートである。
【図４】加熱工程（昇温工程）を示す図である。
【図５】アライメント工程（位置ずれ補正工程）を示す図である。
【図６】接触工程を示す図である。
【図７】接合工程を示す図である。
【図８】熱膨張前の両被接合物を示す図である。
【図９】熱膨張後の両被接合物を示す図である。
【図１０】良好なアライメント後の状態を示す図である。
【図１１】位置識別用マークを示す図である。
【図１２】位置識別用マークを示す図である。
【図１３】マーク相互間のずれ量（Δｘａ，Δｙａ）を示す図である。
【図１４】陽極接合の原理を示す図である。
【図１５】一般的な赤外線カメラの波長感度特性およびシリコン透過光の波長域を示す図である。
【図１６】第２の比較例に係る技術を示す図である。
【図１７】第２実施形態に係る動作を示すフローチャートである。
【図１８】第３実施形態に係る接合装置を示す縦断面図である。
【図１９】図１８の一部を拡大して示す図である。
【図２０】第３の比較例を示す図である。
【図２１】被接合物の変形状態を示す図である。
【図２２】変形例に係るツール（シリコンツール）を示す図である。
【図２３】変形例に係るツール（シリコンツール）を示す図である。
【図２４】変形例に係る接合装置を示す図である。
【図２５】第１実施形態に係る接合装置の一断面を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３１】
＜１．第１実施形態＞
＜１−１．装置概要＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る接合装置１（１Ａとも称する）を示す縦断面図である。なお、以下、各図においては、便宜上、ＸＹＺ直交座標系を用いて方向等を示している。
【００３２】
この接合装置１Ａは、減圧下のチャンバ（真空チャンバ）２内で、被接合物９１と被接合物９２とを対向させて両被接合物９１，９２を接合する装置である。
【００３３】
接合装置１Ａは、両被接合物９１，９２の処理空間である真空チャンバ２を備える。真空チャンバ２は、排気管６と排気弁７とを介して真空ポンプ５に接続されている。真空ポンプ５の吸引動作に応じて真空チャンバ２内の圧力が低減（減圧）されることによって、真空チャンバ２は真空状態にされる。また、排気弁７は、その開閉動作と排気流量の調整動作とによって、真空チャンバ２内の真空度を調整することができる。
【００３４】
この接合装置１Ａは、陽極接合動作を実行することが可能である。具体的には、温度Ｔ２（たとえば２５０℃）にまで加熱された両被接合物９１，９２（たとえばシリコンウエハとガラス基板）を接触させた状態で、両被接合物のうちの一方を陽極とし他方を陰極として、数百ボルト（たとえば５００Ｖ（ボルト））の電圧を印加することによって両被接合物９１，９２が接合される（図１４参照）。
【００３５】
なお、２つの被接合物９１，９２を接合する前に、当該両被接合物９１，９２の表面を活性化させる表面活性化処理がさらに行われることが好ましい。表面活性化処理は、たとえば、接合装置１Ａに搬入される前に行われればよい。この表面活性化処理においては、各種のエネルギー波が当該両被接合物９１，９２の表面に付与されることによって、両被接合物９１，９２の表面の不純物が除去されるとともに、当該表面が活性化される。より具体的には、アルゴンあるいは酸素等を用いたプラズマ処理による表面活性化処理が実行される。また、プラズマ処理等を実行することによれば、接合時の加熱温度を低減することも可能である。たとえば、プラズマ処理等が実行されない場合には、接合時に３５０℃〜４００℃程度にまで加熱することが求められるのに対して、プラズマ処理等が実行される場合には、接合時の加熱温度を２００℃〜２５０℃程度に低減することが可能である。
【００３６】
ここでは、被接合物９１，９２としては、赤外光（赤外線波長域の光）を透過するものが用いられるものとする。また、両被接合物９１，９２として、異種材料（互いに異なる線膨張係数を有する異種材料）が用いられる場合を例示する。詳細には、被接合物９１としてシリコンウエハを用い且つ被接合物９２としてガラス基板を用いるものとする。
【００３７】
なお、被接合物９１，９２は、被加圧物であるとも称され、装置１における接合処理（接合方法）は加圧処理（加圧方法）であるとも称される。
【００３８】
また、上側の被接合物９２は、ヘッド２２（より詳細にはその先端部に設けられた静電チャック部２２７等）によって保持される。同様に、下側の被接合物９１は、当該ステージ１２（より詳細にはその先端部に設けられた静電チャック部１２７等）によって保持される。
【００３９】
図２は、図１の一部（ヘッド２２およびステージ１２付近）を拡大して示す図である。
【００４０】
図２にも示すように、ヘッド２２は、ベース部２２２と冷却部２２５と透光部２２６と静電チャック部２２７とを有している。ベース部２２２は、プリズム２２３，２２４を有している。冷却部２２５は、略板状の形状を有するとともに、その内部に水冷機構を有している。透光部２２６は、ガラスなどの透光部材で構成される支持部材であり、透光性支持部材とも称される。また、静電チャック部２２７は、その内部にヒータ２２ｈ（加熱部）を有している。
【００４１】
また、冷却部２２５には、孔部２２５ｃ，２２５ｄが設けられており、後述する照明光の進行経路が確保されている。同様に、静電チャック部２２７には、孔部２２７ｃ，２２７ｄが設けられており、照明光の進行経路が確保されている。
【００４２】
ステージ１２は、冷却部１２５と透光部１２６と静電チャック部１２７とを有している。冷却部１２５は、略板状の形状を有するとともに、その内部に冷却機構を有している。透光部１２６は、ガラスなどの透光部材で構成される支持部材であり、透光性支持部材とも称される。静電チャック部１２７は、その内部にヒータ１２ｈ（加熱部）を有している。
【００４３】
また、冷却部１２５には、孔部１２５ｃ，１２５ｄが設けられており、後述する照明光の進行経路が確保されている。同様に、静電チャック部１２７には、孔部１２７ｃ，１２７ｄが設けられており、照明光の進行経路が確保されている。
【００４４】
ヘッド２２およびステージ１２は、いずれも、真空チャンバ２内に設置されている。ヘッド２２は、当該ヘッド２２の静電チャック部２２７に内蔵されたヒータ２２ｈによって加熱され、ヘッド２２に保持された被接合物９２の温度を調整（昇温等）することができる。同様に、ステージ１２は、当該ステージ１２の静電チャック部１２７に内蔵されたヒータ１２ｈによって加熱され、ステージ１２上の被接合物９１の温度を調整（昇温等）することができる。
【００４５】
ステージ１２は、ＸＹ駆動機構１４によってＸ方向およびＹ方向に移動（並進移動）され、透光性部材等で構成されたベース部１１に対して相対的に並進移動する。ステージ１２は、後述する位置認識部２８による位置検出結果等に基づいてＸＹ駆動機構１４によって駆動され、Ｘ方向、Ｙ方向におけるアライメント動作が実行される。
【００４６】
また、ヘッド２２は、回転駆動機構２５によってθ方向（Ｚ軸回りの回転方向）に回転され、Ｚ軸昇降駆動機構２６によってＺ方向に移動（昇降）される。ヘッド２２は、後述する位置認識部２８による位置検出結果等に基づいて回転駆動機構２５によって駆動され、θ方向におけるアライメント動作が実行される。
【００４７】
＜１−２．位置認識部＞
接合装置１Ａは、被接合物９１，９２の水平位置（詳細にはＸ，Ｙ，θ）を認識する位置認識部（位置計測部とも称される）２８を備えている。
【００４８】
図１に示すように、位置認識部２８は、被接合物等に関する光像を画像データとして取得するカメラ２８Ｍ，２８Ｎを有する。なお、図２５の断面図（カメラ２８Ｍ，２８Ｎ付近の断面図）にも示すように、略円柱形状を有するベース部１１は、カメラ２８Ｍ，２８Ｎの先端部が挿入される位置において切り欠き部分（凹状部分）を有している。また、当該切り欠き部分の一部に、反射面２８ｅ，２８ｆ（後述）が設けられている。
【００４９】
また、両被接合物９１，９２には、それぞれ、位置識別用パターンマークＭＫ（以下、アライメントマークあるいは単にマークとも称する）が付されている。例えば、一方の被接合物９１に２つの位置識別用マークＭＫ１ａ，ＭＫ１ｂ（図１１参照）が設けられ、他方の被接合物９２にも２つの位置識別用マークＭＫ２ａ，ＭＫ２ｂ（図１２参照）が設けられる。なお、各マークは、特定の形状を有することが好ましい。たとえば、マークＭＫ１ａ，ＭＫ１ｂとしては、比較的大きな径を有する円形状のものが用いられ、マークＭＫ２ａ，ＭＫ２ｂとしては、比較的小さな径を有する円形状のものが用いられる。マークＭＫ１ａ，ＭＫ２ａは各被接合物９１，９２内の第１の基準位置にそれぞれ配置され、マークＭＫ１ｂ，ＭＫ２ａはｂ各被接合物９１，９２内の第２の基準位置にそれぞれ配置される。なお、両被接合物９１，９２の相対角度を良好に調整するため、マークＭＫ１ａ，ＭＫ１ｂは、各被接合物９１において、互いに離間した位置（たとえば、被接合物９１の両端部付近）に設けられることが好ましい。マークＭＫ２ａ，ＭＫ２ｂも同様である。
【００５０】
両被接合物９１，９２の位置合わせ動作（アライメント動作）は、当該位置認識部（カメラ等）２８により、両被接合物９１，９２に付された２組のマークの位置を認識することによって実行される。
【００５１】
図１に示すように、位置認識部２８は、両被接合物９１，９２が対向する状態において、光源（出射部とも称される）２７ｃ，２７ｄから出射された照明光（ここでは赤外光）の透過光および反射光に関する画像データを用いて、両被接合物９１，９２の位置を認識する。
【００５２】
具体的には、光源２７ｃから出射された光は、プリズム２２３の反射面２２３ｆ（図２）で反射されてその進行方向が変更され下方に進行する。当該光は、冷却部２２５の孔部２２５ｃ、透光部２２６、静電チャック部２２７の孔部２２７ｃ、被接合物９２、被接合物９１、静電チャック部１２７の孔部１２７ｃ、透光部１２６、および冷却部１２５の孔部１２５ｃ等を透過した後、反射面２８ｅ（図１）で反射され、カメラ２８Ｍの撮像素子２８ｃに到達する。位置認識部２８は、このようにして両被接合物９１，９２に関する光像（各マーク部分を通過した赤外光による光像）を含む画像を画像データとして取得し、当該画像データに基づいて両被接合物９１，９２に付された或る１組のマークの位置を認識するとともに、当該１組のマーク相互間の位置ずれ量を求める。
【００５３】
同様に、光源２７ｄから出射された光は、プリズム２２４の反射面２２４ｆ（図２）で反射されてその進行方向が変更され下方に進行する。当該光は、冷却部２２５の孔部２２５ｄ、透光部２２６、静電チャック部２２７の孔部２２７ｄ、被接合物９２、被接合物９１、静電チャック部１２７の孔部１２７ｄ、透光部１２６、および冷却部１２５の孔部１２５ｄ等を透過した後、反射面２８ｆ（図１）で反射され、カメラ２８Ｎの撮像部（撮像素子）２８ｄに到達する。位置認識部２８は、このようにして両被接合物９１，９２に関する光像（各マーク部分を通過した赤外光による光像）を含む画像を画像データとして取得し、当該画像データに基づいて両被接合物９１，９２に付された他の１組のマークの位置を認識するとともに、当該他の１組のマーク相互間の位置ずれ量を求める。
【００５４】
なお、カメラ２８Ｍ，２８Ｎは、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向に移動可能であり、撮影範囲を変更して調整することが可能である。
【００５５】
その後、位置認識部２８は、これら２組のマークの位置ずれ量に基づいて、Ｘ方向、Ｙ方向およびθ方向における両被接合物９１，９２の相対的ずれ量を算出する。そして、位置認識部２８により認識された当該相対的ずれ量が低減されるように、ステージ１２が２つの並進方向（Ｘ方向およびＹ方向）に駆動され、ヘッド２２が回転方向（θ方向）に駆動される。これにより、両被接合物９１，９２が相対的に移動され、上記の位置ずれ量が補正される。
【００５６】
このようにして、（Ｘ方向、Ｙ方向およびθ方向に関する）アライメント動作が実行される。
【００５７】
なお、このような位置認識動作（位置ずれ計測動作）と位置合わせ用の駆動動作（位置ずれの補正動作）とは繰り返し実行されることが好ましい。これによれば、ヘッド２２およびステージ１２の駆動時の駆動誤差が徐々に低減されていき、さらに正確なアライメント動作が実行される。
【００５８】
＜１−３．接合動作＞
図３は、第１実施形態に係る動作を示すフローチャートである。図４〜図７は、当該動作における複数の工程を時系列で示す図である。
【００５９】
以下、図３等を参照しながら、第１実施形態に係る動作について説明する。
【００６０】
ここでは、図３のフローチャートの動作の開始時点よりも前の時点において、接合装置１Ａとは別の装置にて両被接合物９１，９２に対してプラズマ処理等を用いた表面活性化処理が施されているものとする。
【００６１】
その後、これら両被接合物９１，９２は搬送用ロボット（搬送手段）等によって接合装置１Ａ内に搬入される。そして、接合装置１Ａのチャンバ２内において両被接合物９１，９２は非接触状態で対向配置される。なお、図１、図２、図４および図５等においては、図示の都合上、両被接合物９１，９２は比較的大きく離れているように示されているが、実際には両被接合物９１，９２の離間距離は非常に小さい。たとえば、両被接合物９１，９２は、互いに数十μｍ（マイクロメートル）程度の距離を空けた状態にまで近接されて配置される。これによれば、ステップＳ１１（後述）等において各組のマーク（たとえば（ＭＫ１ａ，ＭＫ１ｂ））を１つの撮影画像内において合焦状態で撮影することができる。
【００６２】
そして、ステップＳ１０において、加熱処理が開始される（図４参照）。具体的には、被接合物９１は、ステージ１２の静電チャック部１２７に内蔵されたヒータ１２ｈ（図２参照）によって加熱され、ステージ１２に保持された被接合物９１の温度が値Ｔ１（たとえば２５０℃程度）にまで昇温される。また、被接合物９２は、ヘッド２２の静電チャック部２２７に内蔵されたヒータ２２ｈによって加熱され、ヘッド２２に保持された被接合物９２の温度が値Ｔ１にまで昇温される。
【００６３】
ここにおいて、温度Ｔ１は、ステップＳ１９（後述）における接合時の温度Ｔ２と実質的に同じ温度であることが好ましい。詳細には、両被接合物９１，９２の温度は、ステップＳ１１の位置ずれ測定時点からステップＳ１９における接合時点に至るまで、実質的に同じ温度Ｔｅ（＝Ｔ１＝Ｔ２）であることが好ましい。温度Ｔ１と温度Ｔ２との相違量は小さいことが好ましいが、温度Ｔ１と温度Ｔ２とは完全に同一であることを要さない。温度Ｔ１と温度Ｔ２とは実質的に同じ温度であれば十分である。温度Ｔ１と温度Ｔ２との相違量が数℃程度であるときには、各温度Ｔ１，Ｔ２における熱膨張は同程度であり、両温度Ｔ１，Ｔ２は、実質的に同じ温度であるとみなすことができる。
【００６４】
その後、ステップＳ１１，Ｓ１２において、非接触状態におけるアライメント動作がさらに実行される（図５参照）。特に、このアライメント動作は、両被接合物９１，９２が加熱された状態で実行される。また、アライメント動作時の両被接合物９１，９２の温度は、接合時（ステップＳ１９）における両被接合物９１，９２の温度Ｔ２と実質的に同じ温度（たとえば２５０℃）である。
【００６５】
具体的には、ステップＳ１１において、まず、非接触状態における両被接合物９１，９２の撮影画像ＧＢａ，ＧＢｂ（不図示）が取得される。撮影画像ＧＢａは、両マークＭＫ１ａ，ＭＫ２ａ（図９参照）を同時に読み取った画像であり、撮影画像ＧＢｂは、両マークＭＫ１ｂ，ＭＫ２ｂを同時に読み取った画像である。そして、当該２つの撮影画像ＧＢａ，ＧＢｂに基づいて両被接合物９１，９２のＸ方向、Ｙ方向およびθ方向の位置ずれ量（Δｘ，Δｙ，Δθ）がそれぞれ求められる。
【００６６】
詳細には、Ｚ方向に離間した両マークＭＫ１ａ，ＭＫ２ａを同時に読み取った画像ＧＢａに基づきずれ量（Δｘａ，Δｙａ）が算出される（図１３参照）。また、同様に、Ｚ方向に離間した両マークＭＫ１ｂ，ＭＫ２ｂを同時に読み取った画像ＧＢｂに基づきずれ量（Δｘｂ，Δｙｂ）が算出される。そして、当該ずれ量（Δｘａ，Δｙａ），（Δｘｂ，Δｙｂ）に基づいて、両被接合物９１，９２の水平方向における位置ずれ量（Δｘ，Δｙ，Δθ）が測定される。
【００６７】
このようにして、両被接合物９１，９２が加熱された状態において、光源２７ｃ，２７ｄ（出射部）から出射され両被接合物９１，９２のアライメントマーク部分を通過した赤外光を受光することによって、両被接合物９１，９２の位置ずれが計測される。
【００６８】
その後、ステップＳ１２において、当該位置ずれ量（Δｘ，Δｙ，Δθ）を補正すべく、両被接合物９１，９２が相対的に移動され、両被接合物９１，９２がアライメントされる。具体的には、位置ずれ量（Δｘ，Δｙ，Δθ）を解消するように、ステージ１２がＸ方向、Ｙ方向に移動し且つヘッド２２がθ方向に移動する。これにより、両被接合物９１，９２は、水平方向において、非常に高い精度（たとえば許容誤差が０．３マイクロメートル以内）でアライメントされる。
【００６９】
なお、このような位置認識動作（ステップＳ１１）と位置合わせ用の駆動動作（ステップＳ１２）とは繰り返し実行されることが好ましい。これによれば、ヘッド２２駆動時の駆動誤差が徐々に低減されていき、さらに正確なアライメント動作が実行される。
【００７０】
図５および図１０は、アライメント後の状態を示す概念図である。すなわち、図５および図１０は、両被接合物９１，９２が水平方向において正しい位置関係を有している状態を示している。なお、ステップＳ１１，Ｓ１２においては、両被接合物９１，９２は、鉛直方向に離間して配置されており、両被接合物９１，９２は未だ接触していない。
【００７１】
その後、ステップＳ１３において、Ｚ軸昇降駆動機構２６を駆動することによって、ヘッド２２を下降させて、両被接合物９１，９２を接触させる（図６参照）。図６は、両被接合物９１，９２が、水平方向において正しい位置関係を有する状態で、接触している様子を示している。なお、このとき、圧力検出センサ２９等の検出結果に基づいて、両被接合物９１，９２の相互間の接触圧が所定値になるように調整される。
【００７２】
次のステップＳ１９においては、両被接合物９１，９２が陽極接合処理によって接合される（図７および図１４参照）。具体的には、温度Ｔ２（たとえば２５０℃）にまで加熱されている両被接合物９１，９２（シリコンウエハとガラス基板）を接触させた状態で、両被接合物のうちの一方を陽極とし他方を陰極として、数百ボルト（たとえば５００Ｖ（ボルト））の電圧を印加することによって両被接合物９１，９２が接合される。
【００７３】
以上のような動作によれば、加熱処理により温度Ｔ１にまで昇温された状態においてアライメントが行われ、温度Ｔ１と実質的に同じ温度Ｔ２で接合処理が実行される。したがって、両被接合物９１，９２による熱膨張の影響を抑制することが可能である。
【００７４】
図８〜図１０を参照しながら、これについて説明する。図８は熱膨張前の両被接合物９１，９２を示す図であり、図９は熱膨張後の両被接合物９１，９２を示す図である。また、図１０は、良好なアライメント後の状態を示す図である。なお、図９においては、膨張の向きと大きさとが、それぞれ、白矢印の向きと大きさとで示されている。
【００７５】
従来技術においては、アライメント時点では両被接合物に対する加熱処理は未だ行われず、アライメント完了後に加熱が開始されて接合処理が行われる。そのため、アライメント時点と接合処理時点とでは両被接合物９１，９２の温度が大きく異なる。たとえば、アライメント時点の温度Ｔ０は室温（例えば２５℃）程度であるのに対して、接合処理時点の温度Ｔ２は比較的高温（例えば２５０℃）である。
【００７６】
仮に、このような技術（アライメント時には加熱処理が行われない技術）を、第１の比較例に係る技術として想定する。
【００７７】
このような第１の比較例においては、まずアライメント処理によって両被接合物９１，９２が図８のような正しい位置に移動される。
【００７８】
しかしながら、その後、接合処理において温度が値Ｔ２程度にまで上昇する。このような温度上昇に起因して、両被接合物９１，９２は熱膨張する。この熱膨張は、完全に左右対称ではなく、左右不均一である。図９は、このような熱膨張後の状態を示している。図９においては、被接合物９１は、幾何学的な中心位置に対して左側にシフトした位置を中心に膨張し、被接合物９２は、幾何学的な中心位置に対して右側にシフトした位置を中心に膨張した様子が模式的に示されている。被接合物９１は左側に比較的大きく熱膨張し、被接合物９２は左側に比較的小さく熱膨張している。また、被接合物９１は右側に比較的小さく熱膨張し、被接合物９２は左側に比較的大きく熱膨張している。なお、この実施形態においては、上述のように、両被接合物９１，９２が異種材料で構成されているが、図９においては、説明の簡単化のため、まず両被接合物９１，９２が同種材料であり、被接合物９１の総膨張量と被接合物９２の総膨張量とが等しい場合を想定している。両被接合物９１，９２が異種材料である場合については後述する。
【００７９】
このような熱膨張の結果、両被接合物９１，９２の各位置において位置ずれが発生する。特に、両被接合物９１，９２の左端側のマークＭＫ１ａ，ＭＫ２ａ付近においては、比較的大きな位置ずれ（水平方向の位置ずれ）が発生する。同様に、両被接合物９１，９２の右端側のマークＭＫ１ｂ，ＭＫ２ｂ付近においても、比較的大きな位置ずれが発生する。たとえば、両被接合物９１，９２として、４インチのシリコンウエハが用いられ且つ温度Ｔ２が２５０℃程度である場合には、２つの両被接合物９１，９２が互いに水平方向に約２０μｍ（マイクロメートル）程度ずれることもある。
【００８０】
その後、両被接合物９１，９２がそのまま接合される。そのため、仮にアライメント時の両被接合物９１，９２の相対位置が図８のように正確であったとしても、図９に示すような熱膨張に伴う位置ずれが残留した状態で接合される。
【００８１】
一方、この実施形態によれば、まず、ステップＳ１０において両被接合物９１，９２が加熱され両被接合物９１，９２の温度が上昇する（図４および図９参照）。この結果、アライメント動作前において図９に示すような状態に遷移する。その後、ステップＳ１１，Ｓ１２の処理が実行され、アライメント動作が行われる（図５および図１０参照）。その結果、図１０に示すように、両被接合物９１，９２の位置ずれが良好に補正される。
【００８２】
このような態様によれば、両被接合物９１，９２が加熱され、両被接合物９１，９２が熱膨張した状態においてアライメント動作が行われる。そして、位置ずれが良好に補正された状態で両被接合物９１，９２を接合することが可能である。そのため、第１の比較例に係る技術と比較して、熱膨張に起因するアライメントへの悪影響を抑制することができる。
【００８３】
なお、ここでは、両被接合物９１，９２が同種材料の場合をまず想定して説明した。一方、両被接合物９１，９２が異種材料である場合において、両被接合物９１，９２の相互間で総膨張量が互いに異なるときには、加熱膨張後にアライメントしても、両被接合物９１，９２の両端側にて２組のマークが完全には一致しない。そのような状況においては、左の１組のマークの位置ずれ量と右の１組のマークの位置ずれ量とが同量になるように、位置合わせ動作（アライメント動作）が実行されればよい。これによれば、位置ずれを最小限に止めることが可能である。
【００８４】
また、ここでは、カメラ２８（２８Ｍ、２８Ｎ）として、一般的な赤外線カメラではなく、ＩｎＧａＡｓ（Ｉｎ：インジウム、ＧＡ：ガリウム、Ａｓ：ヒ素）を撮像素子に用いて構成された特殊な赤外線カメラが用いられている。
【００８５】
図１５は、一般的な赤外線カメラの波長感度特性およびシリコン透過光の波長域を示す図である。
【００８６】
図１５の曲線Ｌ１に示すように、シリコン（Ｓｉ）は、１１００ｎｍ（ナノメートル）以上の波長域において高い透過率を有している。そのため、シリコンウエハの透過像を見るためには、１１００ｎｍ（ナノメートル）以上の波長の光を良好に光電変換する撮像素子が求められる。
【００８７】
従来の一般的な赤外線カメラに用いられる撮像素子は、図１５の曲線Ｌ０に示すように、４００ｎｍ〜１２００ｎｍの波長域の光を光電変換して画像を取得する。当該撮像素子は、主に７００ｎｍ〜１１００ｎｍの波長域の赤外光を光電変換して画像を取得するが、赤外光のうち１１００ｎｍ以上の波長域の光を光電変換することも可能ではある。ただし、図１５に示すように、１１００ｎｍ以上の波長域における感度はそれほど高くない。
【００８８】
また、シリコンの温度が比較的高温（例えば２００℃〜４００℃）であるときには、温度上昇の影響により、シリコンの透過光の波長域が比較的大きな波長の波長域（長波長側の波長域）に（図１５の右側に向けて）シフトする（図１５の白矢印参照）。その結果、従来の一般的な赤外線カメラではシリコン透過光を感じることが殆どできず、真っ暗な撮影画像が取得される。このように、従来の一般的な赤外線カメラでは、加熱環境下（高温環境下）においてシリコン透過像を撮影することが困難である。
【００８９】
一方、上記実施形態のように、カメラ２８として、ＩｎＧａＡｓを撮像素子に用いて構成された特殊な赤外線カメラを用いることによれば、シリコン透過光の波長域においても比較的高い感度を得ることが可能であり、良好な撮影画像を得ることが可能である。詳細には、当該特殊な赤外線カメラは、９００ｎｍ〜１７００ｎｍの波長域の光を感じることが可能であり、１１００ｎｍよりも大きな波長域（たとえば、１２００ｎｍ〜１７００ｎｍの波長域）の光をも良好に感じることが可能である。したがって、加熱時（高温時）においても、長波長側にシフトした波長域のシリコン透過光を良好に光電変換して、良好なシリコン透過画像を得ることが可能である。
【００９０】
また、上記実施形態では、図２等に示すように、照明光（赤外光）の進行経路において、被接合物９１と冷却部１２５との間に、静電チャック部１２７と透光部（透光性支持部材）１２６とがこの順序で設けられている。詳細には、ヒータ１２ｈを有する静電チャック部１２７と水冷機構を有する冷却部１２５との間に、ガラスで形成された透光部（透光性支持部材）１２６が設けられている。この冷却部１２５の冷却機能により、静電チャック部１２７での温度上昇が装置本体側の周辺部材に伝搬することが抑制される。換言すれば、静電チャック部１２７から被接合物９１以外の部材への熱の伝達が抑制される。なお、冷却部１２５は、透光部１２６を介して静電チャック部１２７（加熱部とも表現される）を保持する部材でもあるとも表現される。
【００９１】
図１６は第２の比較例に係る技術を示す図である。図１６に示すように、照明光（赤外光）の進行経路において、被接合物９１と冷却部１２５との間に、静電チャック部９２７のみが設けられている。静電チャック部９２７は、ヒータを内蔵しており、被接合物９１の温度を上昇させることができる。静電チャック部９２７においては、その上端から下端まで貫通する孔９２７ｃ，９２７ｄが設けられている。
【００９２】
ところで、第２の比較例に係る技術においては、孔９２７ｃ，９２７ｄの空間において、加熱された気体が存在する。そのため、当該気体のゆらぎによって、当該空間を通過する光の像にも「ゆらぎ」が発生する。その結果、撮影画像ＧＢａ，ＧＢｂにおけるマーク位置が不正確になり、位置の測定精度が低下するという問題が存在する。なお、図１６においては、「ゆらぎ」が生じている様子が、波線で模式的に表現されている。
【００９３】
一方、上記第１実施形態においては、上述のように、被接合物９１と冷却部１２５との間に、静電チャック部１２７と透光部（透光性支持部材）１２６とが設けられている（図２等参照）。図２を図１６と比較すると判るように、上記第１実施形態に係るステージ１２においては、第２の比較例に係る静電チャック部９２７のうちの一部（下側部分）に相当する部分に透光部１２６が設けられている。詳細には、被接合物９１と冷却部１２５との間に、比較的小さな厚さを有する静電チャック部１２７が設けられるとともに、比較的大きな厚さを有する透光部（透光性支持部材）１２６もが設けられている。
【００９４】
光を透過する透光部１２６においては、孔を設けることを要しないため、上記第１実施形態においては、第２の比較例と比較して、上記の「ゆらぎ」の発生要因となる孔の長さ（赤外光の進行経路上における孔の長さ）を小さくすることができる。したがって、「ゆらぎ」を抑制することができる。
【００９５】
また、透光部１２６は、ガラスで構成されており、接合時の圧力を支える支持部材としても機能するため、静電チャック部９２７において上端から下端まで貫通する孔９２７ｃ，９２７ｄが設けられる場合に比べて、比較的大きな強度を得ることが可能である。
【００９６】
さらに、これらの効果を好適に得るためには、透光部（透光性支持部材）１２６の厚さは、静電チャック部１２７の厚さよりも小さいことが好ましい。たとえば、透光部１２６の厚さは、静電チャック部１２７の厚さの数分の１〜十数分の１程度であることが好ましい。
【００９７】
なお、ここでは、ステージ１２に関して説明したが、ヘッド２２に関しても同様である。
【００９８】
＜２．第２実施形態＞
第２実施形態は、第１実施形態の変形例である。以下では、相違点を中心に説明する。
【００９９】
第２実施形態に係る接合装置１Ｂは、第１実施形態に係る接合装置１Ａと同様の構成を備える。
【０１００】
また、図１７は、第２実施形態に係る動作を示すフローチャートである。
【０１０１】
ステップＳ１０からステップＳ１３までは第１実施形態と同様の動作が行われる。
【０１０２】
上記第１実施形態と同様にして、加熱処理により温度Ｔ１にまで昇温された状態においてアライメントが行われる（ステップＳ１０，Ｓ１１，Ｓ１２）。そして、ステップＳ１３で両被接合物９１，９２が相対的に接近した後に接触する。その後、ステップＳ１９において温度Ｔ１と実質的に同じ温度Ｔ２で接合処理が実行される。したがって、両被接合物９１，９２による熱膨張の影響を抑制することが可能である。
【０１０３】
ただし、第２実施形態においては、ステップＳ１３の後に位置ずれの再計測動作（ステップＳ１４）および再補正動作（ステップＳ１７）等が実行される点において、第１実施形態と相違する。
【０１０４】
仮に、ステップＳ１２の水平移動動作（アライメント動作）によって両被接合物９１，９２がステップＳ１３での接触前において、正しい位置関係を有していたとしても、両被接合物９１，９２が接触する際に物理的な衝撃力が作用することなどに起因して新たな位置ずれが生じ得る。特に、両被接合物９１，９２の接合面の平行度合が十分でない場合には、比較的大きな新たな位置ずれが生じ得る。
【０１０５】
これに対して、第２実施形態に係る接合装置１Ｂは、ステップＳ１４〜Ｓ１７の動作を行う。具体的には、被接合物９１と被接合物９２とが接触した状態において、両被接合物９１，９２の水平方向における位置ずれを測定する（ステップＳ１４）。そして、当該接合装置１Ｂは、当該位置ずれを補正して両被接合物の位置合わせを行う（ステップＳ１７）。このような動作によれば、両被接合物９１，９２を水平方向において更に正確に位置決めした状態で、当該両被接合物９１，９２を接合することが可能である。すなわち、両被接合物９１，９２が接触する際に物理的な衝撃力が作用することなどに起因して発生する新たな位置ずれを良好に補正することが可能である。以下、このようなステップＳ１４〜Ｓ１７の動作等について説明する。
【０１０６】
より具体的には、ステップＳ１３までの動作が完了すると、まず、ステップＳ１４（図８）にて、「接触状態」（図６）における両被接合物９１，９２の撮影画像ＧＢａ，ＧＢｂ（図６参照）が取得される。そして、当該２つの撮影画像ＧＢａ，ＧＢｂに基づいて両被接合物９１，９２のＸ方向、Ｙ方向およびθ方向の位置ずれ量（Δｘ，Δｙ，Δθ）がそれぞれ測定される。
【０１０７】
詳細には、両マークＭＫ１ａ，ＭＫ２ａを同時に読み取った画像ＧＢａに基づきずれ量（Δｘａ，Δｙａ）が算出される。同様に、両マークＭＫ１ｂ，ＭＫ２ｂを同時に読み取った画像ＧＢｂに基づきずれ量（Δｘｂ，Δｙｂ）が算出される。そして、ずれ量（Δｘａ，Δｙａ），（Δｘｂ，Δｙｂ）に基づいて、両被接合物９１，９２の水平方向における位置ずれ量（Δｘ，Δｙ，Δθ）が測定される。
【０１０８】
その後、ステップＳ１５において、当該位置ずれ量が許容誤差範囲内に収まっていないと判定されると、ステップＳ１６に進む。一方、当該位置ずれ量が許容誤差範囲内に収まっていると判定されると、ステップＳ１９に進む。なお、位置ずれ量が所定の許容誤差範囲内に収まっているか否かは、たとえば、３つの位置ずれ量（Δｘ，Δｙ，Δθ）の全てがそれぞれの許容誤差範囲に収まっている旨の条件を充足するか否かに基づいて判定されればよい。
【０１０９】
ステップＳ１６においては、両被接合物９１，９２がＺ方向において相対的に離れる向きに移動され、両被接合物９１，９２の接触状態が一旦解除される。詳細には、ヘッド２２が上昇されることによって、両被接合物９１，９２の接触状態が解除される。
【０１１０】
そして、ステップＳ１７において、両被接合物９１，９２の非接触状態（換言すれば、両被接合物９１，９２が水平方向において自由に移動可能な状態）にて、ステップＳ１４で求められた位置ずれ量（Δｘ，Δｙ，Δθ）を補正すべく両被接合物９１，９２が相対的に移動され、位置合わせ動作（アライメント動作）が実行される（図５および図１０参照）。具体的には、位置ずれ量（Δｘ，Δｙ，Δθ）を解消するように、ステージ１２がＸ方向、Ｙ方向に移動し且つヘッド２２がθ方向に移動する。これにより、両被接合物９１，９２は、水平方向において、非常に高い精度（たとえば許容誤差が０．３マイクロメートル以内）でアライメントされる。
【０１１１】
その後、ステップＳ１３に戻り、接合装置１Ｂは、Ｚ軸昇降駆動機構２６を駆動して、ヘッド２２を下降させ、両被接合物９１，９２を再度接触させる。
【０１１２】
そして、ステップＳ１４の動作、すなわち接触状態における両被接合物９１，９２の位置ずれ計測動作が再度実行され、ステップＳ１５に進む。
【０１１３】
ステップＳ１５においては、両被接合物９１，９２の位置ずれが許容誤差範囲内に収まっていないと判定されると、再びステップＳ１６に進む。一方、両被接合物９１，９２の位置ずれが許容誤差範囲内に収まっていると判定されると、ステップＳ１９に進む。
【０１１４】
ステップＳ１９においては、第１実施形態と同様に、両被接合物９１，９２が陽極接合処理によって接合される（図７および図１４参照）。
【０１１５】
以上のような第２実施形態に係る動作によれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１１６】
また、上記のようなステップＳ１４〜Ｓ１７の動作（特に、接触状態における位置ずれ計測動作、および位置ずれを補正する補正動作）が、１回、あるいは複数回繰り返し実行されることによれば、さらに良好なアライメント動作が実現される。
【０１１７】
より詳細には、両被接合物の位置ずれの計測動作（ステップＳ１４）と当該位置ずれの補正動作（ステップＳ１７）とが、必要に応じて両被接合物の非接触化動作（ステップＳ１６）と接触動作（ステップＳ１３）とを挟んで、繰り返し実行される（このような繰り返し動作をリトライ動作とも称する）。これによれば、両被接合物９１，９２相互間における接触動作自体に起因する位置ずれが低減される。したがって、両被接合物９１，９２は、接触後の最終状態においても、水平方向において非常に高い精度（たとえば許容誤差が０．３マイクロメートル以内）でアライメントされる（図１０参照）。
【０１１８】
特に、ステップＳ１４での位置ずれ計測動作は、両被接合物９１，９２の接触状態で行われるため、両被接合物９１，９２が非常に高精度で位置決めされていることを確認することが可能である。
【０１１９】
また特に、陽極接合においては、両被接合物９１，９２相互間に電圧が印加されるまでは両被接合物９１，９２が接合されないため、上記のようなリトライ動作を良好に行うことが可能である。
【０１２０】
なお、第２実施形態においては、位置ずれ補正動作（特にステップＳ１７（図１７参照））が両被接合物９１，９２の非接触状態において実行される場合を例示したが、これに限定されず、位置ずれ補正動作は、両被接合物９１，９２が接触した状態のまま実行されるようにしてもよい。特に、ハンダ接合においては、両被接合物９１，９２の接触時にハンダが加熱溶融されているため、接触を解除することなく、両被接合物９１，９２を水平方向に相対的に移動して、両被接合物９１，９２の相互間の位置ずれを補正することが可能である。
【０１２１】
また、上記第１および第２実施形態においては、被接合物９１としてシリコンウエハを用い且つ被接合物９２としてガラス基板を用いる場合を例示した。換言すれば、被接合物９１，９２として、互いに異なる材質のものを用いる場合を例示した。しかしながら、これに限定されず、被接合物９１，９２として、同じ材質のものを用いるようにしてもよい。たとえば、被接合物９１，９２として、シリコンウエハ（基板）を用いるようにしてもよい。
【０１２２】
＜３．第３実施形態＞
図１８は、本発明の第３実施形態に係る接合装置１（１Ｃとも称する）を示す縦断面図である。
【０１２３】
この接合装置１Ｃは、いわゆるチップボンダである。接合装置１Ｃは、被接合物（基板等）９１と被接合物（チップ等）９２とを対向させて加圧し、両被接合物９１，９２を接合する装置である。ここでは、被接合物９１，９２として、シリコンウエハ（基板）およびシリコンチップをそれぞれ用いるものとする。
【０１２４】
この接合装置１Ｃにおいては、加熱および加圧による接合動作が実行される。具体的には、温度Ｔ２（たとえば２５０℃）にまで加熱された両被接合物９１，９２（シリコンウエハおよびチップ等）を接触させた状態で、両被接合物が加圧されて接合される。
【０１２５】
上側の被接合物（チップ）９２は、ヘッド６２（より詳細にはその先端部に設けられたツール６２８等）によって保持される。同様に、下側の被接合物（ウエハ）９１は、当該ステージ５２（より詳細にはその先端部に設けられたツール５２８等）によって保持される。
【０１２６】
図１９は、図１８の一部（ヘッド６２付近）を拡大して示す図である。
【０１２７】
図１９にも示すように、ヘッド６２は、ベース部６２２とセラミックヒータ６２７とツール６２８とを有している。ベース部６２２は、プリズム６２３，６２４を有している。セラミックヒータ６２７は、その内部に加熱源を有している。また、セラミックヒータ６２７には、孔部６２７ｃ，６２７ｄが設けられており、照明光の進行経路が確保されている。ツール６２８は、被接合物（チップ）９２の形状および大きさに応じて、交換可能にセラミックヒータ６２７に対して装着され、被接合物（チップ）９２を保持する。ツール６２８は、シリコンで形成されており、赤外光を透過することが可能である。ツール６２８は、シリコンツールとも称される。ツール６２８を交換することによれば、異なる形状および大きさの被接合物９２をヘッド２２の先端部に適切に保持することが可能である。
【０１２８】
ステージ５２は、ステージ１２と同様の構成を有している。ステージ５２の冷却部５２５および透光部５２６は、ステージ１２の冷却部１２５および透光部１２６とそれぞれ同様の構成を有している。また、ステージ５２は、セラミックヒータ６２７と同様のセラミックヒータ５２７をも有している。また、ステージ５２においては、セラミックヒータ５２７と被接合物９１との間に、ツール５２８が設けられている。ツール５２８は、ツール６２８と同様、シリコンツールである。
【０１２９】
ステージ５２は、ＸＹ駆動機構１４によってＸ方向およびＹ方向に移動（並進移動）され、ベース部１１に対して相対的に並進移動する。ステージ５２は、後述する位置認識部２８による位置検出結果等に基づいてＸＹ駆動機構１４によって駆動され、Ｘ方向、Ｙ方向におけるアライメント動作が実行される。
【０１３０】
また、ヘッド６２は、回転駆動機構２５によってθ方向（Ｚ軸回りの回転方向）に回転され、Ｚ軸昇降駆動機構２６によってＺ方向に移動（昇降）される。ヘッド６２は、後述する位置認識部２８による位置検出結果等に基づいて回転駆動機構２５によって駆動され、θ方向におけるアライメント動作が実行される。
【０１３１】
ヘッド６２に保持された被接合物９２は、ヘッド６２のセラミックヒータ６２７によって加熱され、その温度が調整される。同様に、ステージ５２に保持された被接合物９１は、ステージ５２のセラミックヒータ５２７によって加熱され、その温度が調整される。
【０１３２】
以上のような構成を備える接合装置１Ｃにおいて、たとえば上記第１実施形態と同様の動作が実行される。これにより、第１実施形態と同様の効果を得ることが可能である。
【０１３３】
また、第３実施形態に係る接合装置１Ｃにおいては、ツール６２８は、シリコンで形成されている。したがって、第３の比較例（次述）と比べて、次のような効果を得ることが可能である。
【０１３４】
図２０は、第３の比較例に係る技術を示す図である。図２０に示すように、ヘッド６２等の先端部に装着されるツールとしては、セラミックツール（セラミックで形成されたツール部材）が一般的に想定される。たとえば、セラミックツール９２８は、セラミックヒータ６２７の先端側に設けられ、被接合物（チップ）９２を保持する保持部材である。セラミックツール９２８においては、照明光の進行経路を確保するため、セラミックヒータ６２７と同様に、孔部９２８ｃ，９２８ｄが設けられている。
【０１３５】
しかしながら、上記のセラミックツール９２８においては、被接合部９２に接する部分に孔部９２８ｃ，９２８ｄが設けられている。そのため、接合圧力が加わると、図２１に示すように、支持部材が存在しない孔部（９２８ｃ等）付近において被接合物９２が変形するという問題が生じる。また、近年、技術の発展に伴ってチップの厚さが小さくなってきている。そのような非常に薄いチップが被接合物９２として用いられる場合には、孔部９２８ｃ，９２８ｄにおける被接合物９２（チップ）の変形が顕著になる。
【０１３６】
一方、上記第３実施形態のように、セラミックツール９２８に代えてシリコンツール６２８が設けられる場合（図１９参照）には、シリコンツール６２８は赤外光を透過するため、シリコンツール６２８に孔を設けることを要しない。したがって、孔の存在に起因する被接合物９２の変形を回避ないし抑制することができる。
【０１３７】
また、シリコンツール５２８についても同様の効果を得ることが可能である。
【０１３８】
なお、ツール５２８，６２８として、セラミックツール９２８ではなくスチールツール（スチールで形成されたツール部材）を採用する構成も想定され得る。上記第３実施形態によれば、このようなスチールツールにおいて光路確保用の孔部を設けた構成と比較しても同様の効果を得ることが可能である。
【０１３９】
また、ツール５２８，６２８として、光（赤外光を含む）を透過しないセラミックツール等ではなく、光（可視光および赤外光を含む）を透過するガラスツール（ガラスで形成されたツール部材）を利用することも考えられる。ただし、シリコンは、ガラスに比べて熱伝導率が高い。たとえば常温においては、ガラスの熱伝導率は、１（Ｗ／（ｍ・Ｋ））であり、一方、シリコンの熱伝導率は、１６８（Ｗ／（ｍ・Ｋ））である。そのため、ツール６２８，５２８をシリコンで形成すること（換言すれば、シリコンツールを用いること）によれば、ガラスツールを用いる場合に比べて、所定温度Ｔに上昇するまでの時間を短縮することが可能である。ひいては、製造工程におけるタクトタイムの短縮を図ることも可能である。
【０１４０】
なお、シリコンは、鉄に比べても熱伝導率が高い。たとえば常温においては、鉄の熱伝導率は、８４（Ｗ／（ｍ・Ｋ））である。そのため、シリコンツール６２８，５２８を用いることによれば、スチールツールを用いる場合に比べても、同様の加熱時間短縮効果を得ることが可能である。
【０１４１】
以上のように、ツール５２８，６２８としては、赤外光（特に１１００ｎｍ以上の波長域の赤外光）を透過し且つ所定値よりも高い熱伝導率（好ましくは１５０（Ｗ／（ｍ・Ｋ））以上の熱伝導率）を有する材料を使用することが好ましい。そのような材料としてシリコン（Ｓｉ）が好適である。なお、シリコン以外では、たとえば、ＧａＡｓ（ガリウムヒ素）なども当該材料として好適である。
【０１４２】
＜４．変形例等＞
以上、この発明の実施の形態について説明したが、この発明は上記説明した内容のものに限定されるものではない。
【０１４３】
たとえば、上記第３実施形態においては、チップボンダのヘッド等に装着されるツールとして、セラミックツールではなくシリコンツールを用いる技術を例示したが、これに限定されない。具体的には、ウエハボンダ（接合装置１Ａ等）のヘッド等に装着されるツールとしてシリコンツールを用いるようにしても良い。図２２および図２３は、このような変形例に係る接合装置１Ｄの一部を示す図である。
【０１４４】
図２２は、接合装置１Ａのヘッド２２の先端部において、シリコンツール８２８（詳細には８２８ａ）が装着されている様子を示す図である。図２３は、接合装置１Ａのヘッド２２の先端部において、シリコンツール８２８（詳細には８２８ｂ）が装着されている様子を示す図である。シリコンツール８２８ａ，８２８ｂは、互いに異なるサイズの被接合物を保持するツール部材である。たとえば、シリコンツール８２８ａ（図２２）は６インチのシリコンウエハ９２ａを保持するツール部材であり、シリコンツール８２８ｂ（図２３）は８インチのシリコンウエハ９２ｂを保持するツール部材である。各シリコンツール８２８ａ，８２８ｂは、ウエハを位置決めするためのクランプピン（および搬送用ロボットによるハンドリング用のチャック溝）等を、それぞれの大きさに応じた位置に有している。
【０１４５】
このようなシリコンツール８２８は赤外光を透過する。そのため、照明光の進行経路確保のためにシリコンツール８２８に孔を設けることを要しない。したがって、孔の存在に起因する被接合物の変形を回避ないし抑制することができる。シリコンツール８２８を用いる技術は、薄い基板（シリコンウエハ等）を被接合物として用いる場合に特に有用である。
【０１４６】
また、孔を設けることを要しないため、比較的容易に強度を確保することも可能である。シリコンツール８２８を用いる技術は、接合時に大きな接合圧力が加わる場合に特に有用である。
【０１４７】
同様に、接合装置１Ａのステージ１２の先端部においてシリコンツールが装着されるようにしてもよい。
【０１４８】
また、上記第３実施形態においては、接合装置１Ｃにおいて、上記第１実施形態と同様の動作が実行される場合を例示したが、これに限定されない。たとえば、接合装置１Ｃ，１Ｄ等において、第２実施形態と同様の動作が実行されるようにしてもよい。
【０１４９】
また、上記各実施形態においては、装置１内において光源２７ｃ，２７ｄが比較的上方に配置され、カメラ（撮像素子等）２８Ｍ，２８Ｎが比較的下方に配置される場合が例示されたが、これに限定されない。たとえば、逆に、装置内において光源が比較的下方に配置され、カメラ（撮像素子等）が比較的上方に配置されるようにしてもよい。より具体的には、第１実施形態におけるカメラと光源とが互いに逆の位置に設けられるようにしてもよい。
【０１５０】
また、上記各実施形態においては、両被接合物９１，９２を透過した赤外線を受光することによって得られる撮影画像に基づいて、両被接合物の位置ずれを計測する態様を例示したが、これに限定されない。具体的には、両被接合物９１，９２のうちの一方の被接合物のみを透過した赤外光を受光して得られる撮影画像を用いて、両被接合物の位置ずれが計測されるようにしてもよい。詳細には、アライメントマークＭＫ（たとえば金属で形成されたマーク）部分で反射された赤外線を受光することによって得られる撮影画像に基づいて、両被接合物の位置ずれを計測するようにしてもよい。図２４は、このような変形例に係る接合装置を示す図である。
【０１５１】
たとえば、図２４に示すように、カメラ２８Ｐ、２８Ｑの同軸照射系により赤外光を両被接合物９１，９２に照射し、両被接合物９１，９２の一部（詳細にはアライメントマークＭＫ）で反射された赤外光をカメラ２８Ｐ、２８Ｑの撮像素子２８ｃ，２８ｄで受光する構成を採用すればよい。具体的には、当該構成において、光源２７ｃ，２７ｄから出射され一方の被接合物９２を透過した後に当該一方の被接合物９２のアライメントマークＭＫ２（ＭＫ２ａ，ＭＫ２ｂ）と他方の被接合物９１のアライメントマークＭＫ１（ＭＫ１ａ，ＭＫ１ｂ）とで反射された赤外光（反射赤外光）を、カメラ２８Ｐ、２８Ｑ内の撮像素子２８ｃ，２８ｄで受光することによって、撮影画像を得る。そして、当該撮影画像に基づいて、両被接合物９１，９２の位置ずれを計測する。
【０１５２】
このようにして、両被接合物のアライメントマーク部分に赤外光を照射して得られる撮影画像を用いて両被接合物の位置ずれが計測されるようにしてもよい。換言すれば、両被接合物９１，９２のうちの少なくとも一方の被接合物を透過した赤外光を受光して得られる撮影画像を用いて、両被接合物の位置ずれが計測されるようにしてもよい。
【０１５３】
また、上記各実施形態においては、ヘッド側にＺ方向およびθ方向に関する駆動機構が設けられ、且つ、ステージ側にＸ方向およびＹ方向に関する駆動機構が設けられる構成を例示したが、これに限定されない。両被接合物９１，９２の相対移動が実現されればよく、たとえば、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向およびθ方向に関する駆動機構が全てヘッド側に設けられるようにしてもよい。
【０１５４】
また、上記各実施形態においては、２つの被接合物９１，９２が接合され２層に積層された接合物が生成される場合を例示したが、上記の動作を繰り返すことによって、多層に積層された接合物を生成することも可能である。詳細には、２つの被接合物９１，９２の接合物と他の被接合物とを積層する場合に上記の動作を実行するようにしてもよい。さらに、同様の積層動作を繰り返し実行するようにしてもよい。
【０１５５】
また、上記第１および第２実施形態においては、接合動作として陽極接合動作が実行される場合を例示したが、これに限定されない。たとえば、ウエハボンダ（接合装置１Ａ等）において、加熱および加圧による接合動作が実行されるようにしてもよい。
【０１５６】
また、上記各実施形態においては、両被接合物９１，９２に対して赤外光のみを照射する場合を例示したが、これに限定されない。たとえば、赤外光と可視光との双方を含む光を両被接合物９１，９２に対して照射することによって、赤外光を両被接合物９１，９２に照射するようにしてもよい。そして、このような照射による撮影画像を用いて、両被接合物９１，９２の位置ずれを計測するようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１５７】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ 接合装置
１２，５２ ステージ
１２ｈ，２２ｈ ヒータ
２２，６２ ヘッド
２７ｃ，２７ｄ 光源
２８ 位置認識部
２８ｃ，２８ｄ 撮像素子
２８Ｍ，２８Ｎ カメラ
９１，９２ 被接合物
１２５，２２５，５２５ 冷却部
１２６，２２６，５２６ 透光部
１２７，２２７ 静電チャック部
５２７，６２７ セラミックヒータ
５２８，６２８，８２８ａ，８２８ｂ シリコンツール
ＧＢａ，ＧＢｂ 撮影画像
ＭＫ１ａ，ＭＫ１ｂ，ＭＫ２ａ，ＭＫ２ｂ 位置識別用パターンマーク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つの被接合物を接合する接合技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
２つの被接合物を接合する技術が存在する。たとえば、特許文献１においては、２つの被接合物を加熱前に位置合わせした後に、当該２つの被接合物を加熱接合する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−７３７８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、両被接合物を加熱すると、当該両被接合物が熱膨張し、両被接合物の相互間で位置ずれが発生する。
【０００５】
上記のような接合技術においては、２つの被接合物を位置合わせし、接触させ、加熱接合するという順序で処理が実行される。すなわち、２つの被接合物が加熱前に位置合わせされ、その後に２つの被接合物が加熱接合される。
【０００６】
そのため、加熱による熱膨張に起因する位置ずれが生じたまま２つの被接合物が接合され、２つの被接合物のアライメント精度が結果的に低下する、という問題が存在する。
【０００７】
そこで、この発明は、熱膨張に起因するアライメントへの悪影響を抑制することが可能な接合技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決すべく、請求項１の発明は、第１の被接合物と第２の被接合物との両被接合物を接合する接合方法であって、ａ）前記両被接合物が加熱された状態で、前記第１の被接合物と前記第２の被接合物とを所定の方向において相対的に移動して前記第１の被接合物と前記第２の被接合物とを位置合わせするステップと、ｂ）前記第１の被接合物と前記第２の被接合物との接触状態において、前記両被接合物を接合するステップと、を備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の発明に係る接合方法において、前記両被接合物の少なくとも一方は、赤外光を透過し、前記ステップａ）は、ａ−１）前記両被接合物が加熱された状態において、前記両被接合物のアライメントマーク部分に赤外光を照射して得られる撮影画像を用いて前記両被接合物の位置ずれを計測するステップと、ａ−２）前記両被接合物を相対的に移動して前記位置ずれを補正して、前記両被接合物をアライメントするステップと、を有することを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項２の発明に係る接合方法において、前記ステップａ）は、ａ−３）前記第１の被接合物と前記第２の被接合物とを前記所定の方向に垂直な方向に相対的に移動して前記第１の被接合物と前記第２の被接合物とを接触させるステップと、ａ−４）前記両被接合物が加熱され且つ互いに接触した状態において、前記両被接合物のアライメントマーク部分に赤外光を照射して得られる撮影画像を用いて前記両被接合物の位置ずれを計測するステップと、ａ−５）前記第１の被接合物と前記第２の被接合物とを前記所定の方向に垂直な方向に相対的に移動して前記第１の被接合物と前記第２の被接合物とを非接触状態に遷移させるステップと、ａ−６）前記第１の被接合物と前記第２の被接合物との非接触状態において、前記両被接合物を相対的に移動して前記位置ずれを補正して、前記両被接合物を再びアライメントするステップと、をさらに有することを特徴とする。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項３の発明に係る接合方法において、前記ステップａ）において、前記ステップａ−３）と前記ステップａ−４）と前記ステップａ−５）と前記ステップａ−６）とが繰り返し実行されることを特徴とする。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項２の発明に係る接合方法において、前記ステップａ）は、ａ−３）前記第１の被接合物と前記第２の被接合物とを前記所定の方向に垂直な方向に相対的に移動して前記第１の被接合物と前記第２の被接合物とを接触させるステップと、ａ−４）前記両被接合物が加熱され且つ互いに接触した状態において、前記両被接合物のアライメントマーク部分に赤外光を照射して得られる撮影画像を用いて前記両被接合物の位置ずれを計測するステップと、ａ−５）前記両被接合物を相対的に移動して前記位置ずれを補正して、前記両被接合物を再びアライメントするステップと、をさらに有することを特徴とする。
【００１３】
請求項６の発明は、請求項２の発明に係る接合方法において、前記ステップａ−１）における前記両被接合物の位置ずれの計測動作と、前記ステップａ−２）における前記位置ずれの補正動作とが繰り返し実行されることを特徴とする。
【００１４】
請求項７の発明は、請求項２ないし請求項６のいずれかの発明に係る接合方法において、前記両被接合物のうち少なくとも一方は、シリコン基板であることを特徴とする。
【００１５】
請求項８の発明は、請求項２ないし請求項７のいずれかの発明に係る接合方法において、前記両被接合物の少なくとも一方は、シリコンで形成された交換可能なツール部材に保持されることを特徴とする。
【００１６】
請求項９の発明は、請求項２ないし請求項８のいずれかの発明に係る接合方法において、照明光の進行経路において、前記両被接合物のうちの少なくとも前記第１の被接合物を加熱する加熱部と前記加熱部を保持する所定の部材との間に透光性支持部材が設けられていることを特徴とする。
【００１７】
請求項１０の発明は、請求項１ないし請求項９のいずれかの発明に係る接合方法において、前記ステップａ）におけるアライメント動作は、前記ステップｂ）における接合動作時の温度と実質的に同じ温度で実行されることを特徴とする。
【００１８】
請求項１１の発明は、第１の被接合物と第２の被接合物との両被接合物を接合する接合装置であって、前記両被接合物を加熱した状態で、前記第１の被接合物と前記第２の被接合物とを所定の方向において相対的に移動して前記第１の被接合物と前記第２の被接合物とを位置合わせするアライメント手段と、前記第１の被接合物と前記第２の被接合物との接触状態において、前記両被接合物を接合する接合手段と、を備えることを特徴とする。
【００１９】
請求項１２の発明は、請求項１１の発明に係る接合装置において、前記両被接合物の少なくとも一方は、赤外光を透過し、前記アライメント手段は、前記両被接合物が加熱された状態において、前記両被接合物のアライメントマーク部分に赤外光を照射して得られる撮影画像を用いて前記両被接合物の位置ずれを計測する位置計測手段と、前記両被接合物を相対的に移動して前記位置ずれを補正して、前記両被接合物をアライメントする第１の駆動手段と、を有することを特徴とする。
【００２０】
請求項１３の発明は、請求項１２の発明に係る接合装置において、前記アライメント手段は、前記第１の被接合物と前記第２の被接合物とを前記所定の方向に垂直な方向に相対的に移動して前記第１の被接合物と前記第２の被接合物とを接触させる第２の駆動手段、をさらに有し、前記位置計測手段は、前記両被接合物の位置ずれの計測動作を前記両被接合物の接触状態においても実行し、前記第１の駆動手段は、前記接触状態における前記両被接合物の位置ずれの補正動作をも実行することを特徴とする。
【００２１】
請求項１４の発明は、請求項１２または請求項１３の発明に係る接合装置において、前記両被接合物のうち少なくとも一方は、シリコン基板であることを特徴とする。
【００２２】
請求項１５の発明は、請求項１２ないし請求項１４のいずれかの発明に係る接合装置において、前記両被接合物の少なくとも一方は、シリコンで形成された交換可能なツール部材に保持されることを特徴とする。
【００２３】
請求項１６の発明は、請求項１２ないし請求項１５のいずれかの発明に係る接合装置において、照明光の進行経路において、前記両被接合物のうちの少なくとも前記第１の被接合物を加熱する加熱部と前記加熱部を保持する所定の部材との間に透光性支持部材が設けられていることを特徴とする。
【００２４】
請求項１７の発明は、請求項１１ないし請求項１６のいずれかの発明に係る接合装置において、前記アライメント手段によるアライメント動作は、前記接合手段による接合動作時の温度と実質的に同じ温度で実行されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
請求項１ないし請求項１７に記載の発明によれば、両被接合物が加熱され熱膨張した状態で位置合わせされた後、両被接合物の接触状態において両被接合物が接合されるので、位置ずれが良好に補正された状態で両被接合物を接合することが可能である。したがって、熱膨張に起因するアライメントへの悪影響を抑制することができる。
【００２６】
特に、請求項３ないし請求項５、および請求項１３に記載の発明によれば、両被接合物の接触状態における位置ずれが補正されるので、より良好なアライメントが実現される。
【００２７】
また特に、請求項８および請求項１５に記載の発明によれば、シリコンで形成されたツール部材は赤外光を透過するため、赤外光の進行経路確保のために当該ツール部材に孔を設けることを要しない。したがって、孔の存在に起因する被接合物の変形を回避ないし抑制することが可能である。
【００２８】
また特に、請求項９および請求項１６に記載の発明によれば、第１の被接合物を加熱する加熱部と当該加熱部を保持する所定の部材との間に透光性支持部材が設けられているので、赤外光の進行経路上における孔の長さを小さくすることができる。したがって、「ゆらぎ」を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】第１実施形態に係る接合装置を示す縦断面図である。
【図２】図１の一部を拡大して示す図である。
【図３】第１実施形態に係る動作を示すフローチャートである。
【図４】加熱工程（昇温工程）を示す図である。
【図５】アライメント工程（位置ずれ補正工程）を示す図である。
【図６】接触工程を示す図である。
【図７】接合工程を示す図である。
【図８】熱膨張前の両被接合物を示す図である。
【図９】熱膨張後の両被接合物を示す図である。
【図１０】良好なアライメント後の状態を示す図である。
【図１１】位置識別用マークを示す図である。
【図１２】位置識別用マークを示す図である。
【図１３】マーク相互間のずれ量（Δｘａ，Δｙａ）を示す図である。
【図１４】陽極接合の原理を示す図である。
【図１５】一般的な赤外線カメラの波長感度特性およびシリコン透過光の波長域を示す図である。
【図１６】第２の比較例に係る技術を示す図である。
【図１７】第２実施形態に係る動作を示すフローチャートである。
【図１８】第３実施形態に係る接合装置を示す縦断面図である。
【図１９】図１８の一部を拡大して示す図である。
【図２０】第３の比較例を示す図である。
【図２１】被接合物の変形状態を示す図である。
【図２２】変形例に係るツール（シリコンツール）を示す図である。
【図２３】変形例に係るツール（シリコンツール）を示す図である。
【図２４】変形例に係る接合装置を示す図である。
【図２５】第１実施形態に係る接合装置の一断面を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３１】
＜１．第１実施形態＞
＜１−１．装置概要＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る接合装置１（１Ａとも称する）を示す縦断面図である。なお、以下、各図においては、便宜上、ＸＹＺ直交座標系を用いて方向等を示している。
【００３２】
この接合装置１Ａは、減圧下のチャンバ（真空チャンバ）２内で、被接合物９１と被接合物９２とを対向させて両被接合物９１，９２を接合する装置である。
【００３３】
接合装置１Ａは、両被接合物９１，９２の処理空間である真空チャンバ２を備える。真空チャンバ２は、排気管６と排気弁７とを介して真空ポンプ５に接続されている。真空ポンプ５の吸引動作に応じて真空チャンバ２内の圧力が低減（減圧）されることによって、真空チャンバ２は真空状態にされる。また、排気弁７は、その開閉動作と排気流量の調整動作とによって、真空チャンバ２内の真空度を調整することができる。
【００３４】
この接合装置１Ａは、陽極接合動作を実行することが可能である。具体的には、温度Ｔ２（たとえば２５０℃）にまで加熱された両被接合物９１，９２（たとえばシリコンウエハとガラス基板）を接触させた状態で、両被接合物のうちの一方を陽極とし他方を陰極として、数百ボルト（たとえば５００Ｖ（ボルト））の電圧を印加することによって両被接合物９１，９２が接合される（図１４参照）。
【００３５】
なお、２つの被接合物９１，９２を接合する前に、当該両被接合物９１，９２の表面を活性化させる表面活性化処理がさらに行われることが好ましい。表面活性化処理は、たとえば、接合装置１Ａに搬入される前に行われればよい。この表面活性化処理においては、各種のエネルギー波が当該両被接合物９１，９２の表面に付与されることによって、両被接合物９１，９２の表面の不純物が除去されるとともに、当該表面が活性化される。より具体的には、アルゴンあるいは酸素等を用いたプラズマ処理による表面活性化処理が実行される。また、プラズマ処理等を実行することによれば、接合時の加熱温度を低減することも可能である。たとえば、プラズマ処理等が実行されない場合には、接合時に３５０℃〜４００℃程度にまで加熱することが求められるのに対して、プラズマ処理等が実行される場合には、接合時の加熱温度を２００℃〜２５０℃程度に低減することが可能である。
【００３６】
ここでは、被接合物９１，９２としては、赤外光（赤外線波長域の光）を透過するものが用いられるものとする。また、両被接合物９１，９２として、異種材料（互いに異なる線膨張係数を有する異種材料）が用いられる場合を例示する。詳細には、被接合物９１としてシリコンウエハを用い且つ被接合物９２としてガラス基板を用いるものとする。
【００３７】
なお、被接合物９１，９２は、被加圧物であるとも称され、装置１における接合処理（接合方法）は加圧処理（加圧方法）であるとも称される。
【００３８】
また、上側の被接合物９２は、ヘッド２２（より詳細にはその先端部に設けられた静電チャック部２２７等）によって保持される。同様に、下側の被接合物９１は、当該ステージ１２（より詳細にはその先端部に設けられた静電チャック部１２７等）によって保持される。
【００３９】
図２は、図１の一部（ヘッド２２およびステージ１２付近）を拡大して示す図である。
【００４０】
図２にも示すように、ヘッド２２は、ベース部２２２と冷却部２２５と透光部２２６と静電チャック部２２７とを有している。ベース部２２２は、プリズム２２３，２２４を有している。冷却部２２５は、略板状の形状を有するとともに、その内部に水冷機構を有している。透光部２２６は、ガラスなどの透光部材で構成される支持部材であり、透光性支持部材とも称される。また、静電チャック部２２７は、その内部にヒータ２２ｈ（加熱部）を有している。
【００４１】
また、冷却部２２５には、孔部２２５ｃ，２２５ｄが設けられており、後述する照明光の進行経路が確保されている。同様に、静電チャック部２２７には、孔部２２７ｃ，２２７ｄが設けられており、照明光の進行経路が確保されている。
【００４２】
ステージ１２は、冷却部１２５と透光部１２６と静電チャック部１２７とを有している。冷却部１２５は、略板状の形状を有するとともに、その内部に冷却機構を有している。透光部１２６は、ガラスなどの透光部材で構成される支持部材であり、透光性支持部材とも称される。静電チャック部１２７は、その内部にヒータ１２ｈ（加熱部）を有している。
【００４３】
また、冷却部１２５には、孔部１２５ｃ，１２５ｄが設けられており、後述する照明光の進行経路が確保されている。同様に、静電チャック部１２７には、孔部１２７ｃ，１２７ｄが設けられており、照明光の進行経路が確保されている。
【００４４】
ヘッド２２およびステージ１２は、いずれも、真空チャンバ２内に設置されている。ヘッド２２は、当該ヘッド２２の静電チャック部２２７に内蔵されたヒータ２２ｈによって加熱され、ヘッド２２に保持された被接合物９２の温度を調整（昇温等）することができる。同様に、ステージ１２は、当該ステージ１２の静電チャック部１２７に内蔵されたヒータ１２ｈによって加熱され、ステージ１２上の被接合物９１の温度を調整（昇温等）することができる。
【００４５】
ステージ１２は、ＸＹ駆動機構１４によってＸ方向およびＹ方向に移動（並進移動）され、透光性部材等で構成されたベース部１１に対して相対的に並進移動する。ステージ１２は、後述する位置認識部２８による位置検出結果等に基づいてＸＹ駆動機構１４によって駆動され、Ｘ方向、Ｙ方向におけるアライメント動作が実行される。
【００４６】
また、ヘッド２２は、回転駆動機構２５によってθ方向（Ｚ軸回りの回転方向）に回転され、Ｚ軸昇降駆動機構２６によってＺ方向に移動（昇降）される。ヘッド２２は、後述する位置認識部２８による位置検出結果等に基づいて回転駆動機構２５によって駆動され、θ方向におけるアライメント動作が実行される。
【００４７】
＜１−２．位置認識部＞
接合装置１Ａは、被接合物９１，９２の水平位置（詳細にはＸ，Ｙ，θ）を認識する位置認識部（位置計測部とも称される）２８を備えている。
【００４８】
図１に示すように、位置認識部２８は、被接合物等に関する光像を画像データとして取得するカメラ２８Ｍ，２８Ｎを有する。なお、図２５の断面図（カメラ２８Ｍ，２８Ｎ付近の断面図）にも示すように、略円柱形状を有するベース部１１は、カメラ２８Ｍ，２８Ｎの先端部が挿入される位置において切り欠き部分（凹状部分）を有している。また、当該切り欠き部分の一部に、反射面２８ｅ，２８ｆ（後述）が設けられている。
【００４９】
また、両被接合物９１，９２には、それぞれ、位置識別用パターンマークＭＫ（以下、アライメントマークあるいは単にマークとも称する）が付されている。例えば、一方の被接合物９１に２つの位置識別用マークＭＫ１ａ，ＭＫ１ｂ（図１１参照）が設けられ、他方の被接合物９２にも２つの位置識別用マークＭＫ２ａ，ＭＫ２ｂ（図１２参照）が設けられる。なお、各マークは、特定の形状を有することが好ましい。たとえば、マークＭＫ１ａ，ＭＫ１ｂとしては、比較的大きな径を有する円形状のものが用いられ、マークＭＫ２ａ，ＭＫ２ｂとしては、比較的小さな径を有する円形状のものが用いられる。マークＭＫ１ａ，ＭＫ２ａは各被接合物９１，９２内の第１の基準位置にそれぞれ配置され、マークＭＫ１ｂ，ＭＫ２ａはｂ各被接合物９１，９２内の第２の基準位置にそれぞれ配置される。なお、両被接合物９１，９２の相対角度を良好に調整するため、マークＭＫ１ａ，ＭＫ１ｂは、各被接合物９１において、互いに離間した位置（たとえば、被接合物９１の両端部付近）に設けられることが好ましい。マークＭＫ２ａ，ＭＫ２ｂも同様である。
【００５０】
両被接合物９１，９２の位置合わせ動作（アライメント動作）は、当該位置認識部（カメラ等）２８により、両被接合物９１，９２に付された２組のマークの位置を認識することによって実行される。
【００５１】
図１に示すように、位置認識部２８は、両被接合物９１，９２が対向する状態において、光源（出射部とも称される）２７ｃ，２７ｄから出射された照明光（ここでは赤外光）の透過光および反射光に関する画像データを用いて、両被接合物９１，９２の位置を認識する。
【００５２】
具体的には、光源２７ｃから出射された光は、プリズム２２３の反射面２２３ｆ（図２）で反射されてその進行方向が変更され下方に進行する。当該光は、冷却部２２５の孔部２２５ｃ、透光部２２６、静電チャック部２２７の孔部２２７ｃ、被接合物９２、被接合物９１、静電チャック部１２７の孔部１２７ｃ、透光部１２６、および冷却部１２５の孔部１２５ｃ等を透過した後、反射面２８ｅ（図１）で反射され、カメラ２８Ｍの撮像素子２８ｃに到達する。位置認識部２８は、このようにして両被接合物９１，９２に関する光像（各マーク部分を通過した赤外光による光像）を含む画像を画像データとして取得し、当該画像データに基づいて両被接合物９１，９２に付された或る１組のマークの位置を認識するとともに、当該１組のマーク相互間の位置ずれ量を求める。
【００５３】
同様に、光源２７ｄから出射された光は、プリズム２２４の反射面２２４ｆ（図２）で反射されてその進行方向が変更され下方に進行する。当該光は、冷却部２２５の孔部２２５ｄ、透光部２２６、静電チャック部２２７の孔部２２７ｄ、被接合物９２、被接合物９１、静電チャック部１２７の孔部１２７ｄ、透光部１２６、および冷却部１２５の孔部１２５ｄ等を透過した後、反射面２８ｆ（図１）で反射され、カメラ２８Ｎの撮像部（撮像素子）２８ｄに到達する。位置認識部２８は、このようにして両被接合物９１，９２に関する光像（各マーク部分を通過した赤外光による光像）を含む画像を画像データとして取得し、当該画像データに基づいて両被接合物９１，９２に付された他の１組のマークの位置を認識するとともに、当該他の１組のマーク相互間の位置ずれ量を求める。
【００５４】
なお、カメラ２８Ｍ，２８Ｎは、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向に移動可能であり、撮影範囲を変更して調整することが可能である。
【００５５】
その後、位置認識部２８は、これら２組のマークの位置ずれ量に基づいて、Ｘ方向、Ｙ方向およびθ方向における両被接合物９１，９２の相対的ずれ量を算出する。そして、位置認識部２８により認識された当該相対的ずれ量が低減されるように、ステージ１２が２つの並進方向（Ｘ方向およびＹ方向）に駆動され、ヘッド２２が回転方向（θ方向）に駆動される。これにより、両被接合物９１，９２が相対的に移動され、上記の位置ずれ量が補正される。
【００５６】
このようにして、（Ｘ方向、Ｙ方向およびθ方向に関する）アライメント動作が実行される。
【００５７】
なお、このような位置認識動作（位置ずれ計測動作）と位置合わせ用の駆動動作（位置ずれの補正動作）とは繰り返し実行されることが好ましい。これによれば、ヘッド２２およびステージ１２の駆動時の駆動誤差が徐々に低減されていき、さらに正確なアライメント動作が実行される。
【００５８】
＜１−３．接合動作＞
図３は、第１実施形態に係る動作を示すフローチャートである。図４〜図７は、当該動作における複数の工程を時系列で示す図である。
【００５９】
以下、図３等を参照しながら、第１実施形態に係る動作について説明する。
【００６０】
ここでは、図３のフローチャートの動作の開始時点よりも前の時点において、接合装置１Ａとは別の装置にて両被接合物９１，９２に対してプラズマ処理等を用いた表面活性化処理が施されているものとする。
【００６１】
その後、これら両被接合物９１，９２は搬送用ロボット（搬送手段）等によって接合装置１Ａ内に搬入される。そして、接合装置１Ａのチャンバ２内において両被接合物９１，９２は非接触状態で対向配置される。なお、図１、図２、図４および図５等においては、図示の都合上、両被接合物９１，９２は比較的大きく離れているように示されているが、実際には両被接合物９１，９２の離間距離は非常に小さい。たとえば、両被接合物９１，９２は、互いに数十μｍ（マイクロメートル）程度の距離を空けた状態にまで近接されて配置される。これによれば、ステップＳ１１（後述）等において各組のマーク（たとえば（ＭＫ１ａ，ＭＫ１ｂ））を１つの撮影画像内において合焦状態で撮影することができる。
【００６２】
そして、ステップＳ１０において、加熱処理が開始される（図４参照）。具体的には、被接合物９１は、ステージ１２の静電チャック部１２７に内蔵されたヒータ１２ｈ（図２参照）によって加熱され、ステージ１２に保持された被接合物９１の温度が値Ｔ１（たとえば２５０℃程度）にまで昇温される。また、被接合物９２は、ヘッド２２の静電チャック部２２７に内蔵されたヒータ２２ｈによって加熱され、ヘッド２２に保持された被接合物９２の温度が値Ｔ１にまで昇温される。
【００６３】
ここにおいて、温度Ｔ１は、ステップＳ１９（後述）における接合時の温度Ｔ２と実質的に同じ温度であることが好ましい。詳細には、両被接合物９１，９２の温度は、ステップＳ１１の位置ずれ測定時点からステップＳ１９における接合時点に至るまで、実質的に同じ温度Ｔｅ（＝Ｔ１＝Ｔ２）であることが好ましい。温度Ｔ１と温度Ｔ２との相違量は小さいことが好ましいが、温度Ｔ１と温度Ｔ２とは完全に同一であることを要さない。温度Ｔ１と温度Ｔ２とは実質的に同じ温度であれば十分である。温度Ｔ１と温度Ｔ２との相違量が数℃程度であるときには、各温度Ｔ１，Ｔ２における熱膨張は同程度であり、両温度Ｔ１，Ｔ２は、実質的に同じ温度であるとみなすことができる。
【００６４】
その後、ステップＳ１１，Ｓ１２において、非接触状態におけるアライメント動作がさらに実行される（図５参照）。特に、このアライメント動作は、両被接合物９１，９２が加熱された状態で実行される。また、アライメント動作時の両被接合物９１，９２の温度は、接合時（ステップＳ１９）における両被接合物９１，９２の温度Ｔ２と実質的に同じ温度（たとえば２５０℃）である。
【００６５】
具体的には、ステップＳ１１において、まず、非接触状態における両被接合物９１，９２の撮影画像ＧＢａ，ＧＢｂ（不図示）が取得される。撮影画像ＧＢａは、両マークＭＫ１ａ，ＭＫ２ａ（図９参照）を同時に読み取った画像であり、撮影画像ＧＢｂは、両マークＭＫ１ｂ，ＭＫ２ｂを同時に読み取った画像である。そして、当該２つの撮影画像ＧＢａ，ＧＢｂに基づいて両被接合物９１，９２のＸ方向、Ｙ方向およびθ方向の位置ずれ量（Δｘ，Δｙ，Δθ）がそれぞれ求められる。
【００６６】
詳細には、Ｚ方向に離間した両マークＭＫ１ａ，ＭＫ２ａを同時に読み取った画像ＧＢａに基づきずれ量（Δｘａ，Δｙａ）が算出される（図１３参照）。また、同様に、Ｚ方向に離間した両マークＭＫ１ｂ，ＭＫ２ｂを同時に読み取った画像ＧＢｂに基づきずれ量（Δｘｂ，Δｙｂ）が算出される。そして、当該ずれ量（Δｘａ，Δｙａ），（Δｘｂ，Δｙｂ）に基づいて、両被接合物９１，９２の水平方向における位置ずれ量（Δｘ，Δｙ，Δθ）が測定される。
【００６７】
このようにして、両被接合物９１，９２が加熱された状態において、光源２７ｃ，２７ｄ（出射部）から出射され両被接合物９１，９２のアライメントマーク部分を通過した赤外光を受光することによって、両被接合物９１，９２の位置ずれが計測される。
【００６８】
その後、ステップＳ１２において、当該位置ずれ量（Δｘ，Δｙ，Δθ）を補正すべく、両被接合物９１，９２が相対的に移動され、両被接合物９１，９２がアライメントされる。具体的には、位置ずれ量（Δｘ，Δｙ，Δθ）を解消するように、ステージ１２がＸ方向、Ｙ方向に移動し且つヘッド２２がθ方向に移動する。これにより、両被接合物９１，９２は、水平方向において、非常に高い精度（たとえば許容誤差が０．３マイクロメートル以内）でアライメントされる。
【００６９】
なお、このような位置認識動作（ステップＳ１１）と位置合わせ用の駆動動作（ステップＳ１２）とは繰り返し実行されることが好ましい。これによれば、ヘッド２２駆動時の駆動誤差が徐々に低減されていき、さらに正確なアライメント動作が実行される。
【００７０】
図５および図１０は、アライメント後の状態を示す概念図である。すなわち、図５および図１０は、両被接合物９１，９２が水平方向において正しい位置関係を有している状態を示している。なお、ステップＳ１１，Ｓ１２においては、両被接合物９１，９２は、鉛直方向に離間して配置されており、両被接合物９１，９２は未だ接触していない。
【００７１】
その後、ステップＳ１３において、Ｚ軸昇降駆動機構２６を駆動することによって、ヘッド２２を下降させて、両被接合物９１，９２を接触させる（図６参照）。図６は、両被接合物９１，９２が、水平方向において正しい位置関係を有する状態で、接触している様子を示している。なお、このとき、圧力検出センサ２９等の検出結果に基づいて、両被接合物９１，９２の相互間の接触圧が所定値になるように調整される。
【００７２】
次のステップＳ１９においては、両被接合物９１，９２が陽極接合処理によって接合される（図７および図１４参照）。具体的には、温度Ｔ２（たとえば２５０℃）にまで加熱されている両被接合物９１，９２（シリコンウエハとガラス基板）を接触させた状態で、両被接合物のうちの一方を陽極とし他方を陰極として、数百ボルト（たとえば５００Ｖ（ボルト））の電圧を印加することによって両被接合物９１，９２が接合される。
【００７３】
以上のような動作によれば、加熱処理により温度Ｔ１にまで昇温された状態においてアライメントが行われ、温度Ｔ１と実質的に同じ温度Ｔ２で接合処理が実行される。したがって、両被接合物９１，９２による熱膨張の影響を抑制することが可能である。
【００７４】
図８〜図１０を参照しながら、これについて説明する。図８は熱膨張前の両被接合物９１，９２を示す図であり、図９は熱膨張後の両被接合物９１，９２を示す図である。また、図１０は、良好なアライメント後の状態を示す図である。なお、図９においては、膨張の向きと大きさとが、それぞれ、白矢印の向きと大きさとで示されている。
【００７５】
従来技術においては、アライメント時点では両被接合物に対する加熱処理は未だ行われず、アライメント完了後に加熱が開始されて接合処理が行われる。そのため、アライメント時点と接合処理時点とでは両被接合物９１，９２の温度が大きく異なる。たとえば、アライメント時点の温度Ｔ０は室温（例えば２５℃）程度であるのに対して、接合処理時点の温度Ｔ２は比較的高温（例えば２５０℃）である。
【００７６】
仮に、このような技術（アライメント時には加熱処理が行われない技術）を、第１の比較例に係る技術として想定する。
【００７７】
このような第１の比較例においては、まずアライメント処理によって両被接合物９１，９２が図８のような正しい位置に移動される。
【００７８】
しかしながら、その後、接合処理において温度が値Ｔ２程度にまで上昇する。このような温度上昇に起因して、両被接合物９１，９２は熱膨張する。この熱膨張は、完全に左右対称ではなく、左右不均一である。図９は、このような熱膨張後の状態を示している。図９においては、被接合物９１は、幾何学的な中心位置に対して左側にシフトした位置を中心に膨張し、被接合物９２は、幾何学的な中心位置に対して右側にシフトした位置を中心に膨張した様子が模式的に示されている。被接合物９１は左側に比較的大きく熱膨張し、被接合物９２は左側に比較的小さく熱膨張している。また、被接合物９１は右側に比較的小さく熱膨張し、被接合物９２は左側に比較的大きく熱膨張している。なお、この実施形態においては、上述のように、両被接合物９１，９２が異種材料で構成されているが、図９においては、説明の簡単化のため、まず両被接合物９１，９２が同種材料であり、被接合物９１の総膨張量と被接合物９２の総膨張量とが等しい場合を想定している。両被接合物９１，９２が異種材料である場合については後述する。
【００７９】
このような熱膨張の結果、両被接合物９１，９２の各位置において位置ずれが発生する。特に、両被接合物９１，９２の左端側のマークＭＫ１ａ，ＭＫ２ａ付近においては、比較的大きな位置ずれ（水平方向の位置ずれ）が発生する。同様に、両被接合物９１，９２の右端側のマークＭＫ１ｂ，ＭＫ２ｂ付近においても、比較的大きな位置ずれが発生する。たとえば、両被接合物９１，９２として、４インチのシリコンウエハが用いられ且つ温度Ｔ２が２５０℃程度である場合には、２つの両被接合物９１，９２が互いに水平方向に約２０μｍ（マイクロメートル）程度ずれることもある。
【００８０】
その後、両被接合物９１，９２がそのまま接合される。そのため、仮にアライメント時の両被接合物９１，９２の相対位置が図８のように正確であったとしても、図９に示すような熱膨張に伴う位置ずれが残留した状態で接合される。
【００８１】
一方、この実施形態によれば、まず、ステップＳ１０において両被接合物９１，９２が加熱され両被接合物９１，９２の温度が上昇する（図４および図９参照）。この結果、アライメント動作前において図９に示すような状態に遷移する。その後、ステップＳ１１，Ｓ１２の処理が実行され、アライメント動作が行われる（図５および図１０参照）。その結果、図１０に示すように、両被接合物９１，９２の位置ずれが良好に補正される。
【００８２】
このような態様によれば、両被接合物９１，９２が加熱され、両被接合物９１，９２が熱膨張した状態においてアライメント動作が行われる。そして、位置ずれが良好に補正された状態で両被接合物９１，９２を接合することが可能である。そのため、第１の比較例に係る技術と比較して、熱膨張に起因するアライメントへの悪影響を抑制することができる。
【００８３】
なお、ここでは、両被接合物９１，９２が同種材料の場合をまず想定して説明した。一方、両被接合物９１，９２が異種材料である場合において、両被接合物９１，９２の相互間で総膨張量が互いに異なるときには、加熱膨張後にアライメントしても、両被接合物９１，９２の両端側にて２組のマークが完全には一致しない。そのような状況においては、左の１組のマークの位置ずれ量と右の１組のマークの位置ずれ量とが同量になるように、位置合わせ動作（アライメント動作）が実行されればよい。これによれば、位置ずれを最小限に止めることが可能である。
【００８４】
また、ここでは、カメラ２８（２８Ｍ、２８Ｎ）として、一般的な赤外線カメラではなく、ＩｎＧａＡｓ（Ｉｎ：インジウム、ＧＡ：ガリウム、Ａｓ：ヒ素）を撮像素子に用いて構成された特殊な赤外線カメラが用いられている。
【００８５】
図１５は、一般的な赤外線カメラの波長感度特性およびシリコン透過光の波長域を示す図である。
【００８６】
図１５の曲線Ｌ１に示すように、シリコン（Ｓｉ）は、１１００ｎｍ（ナノメートル）以上の波長域において高い透過率を有している。そのため、シリコンウエハの透過像を見るためには、１１００ｎｍ（ナノメートル）以上の波長の光を良好に光電変換する撮像素子が求められる。
【００８７】
従来の一般的な赤外線カメラに用いられる撮像素子は、図１５の曲線Ｌ０に示すように、４００ｎｍ〜１２００ｎｍの波長域の光を光電変換して画像を取得する。当該撮像素子は、主に７００ｎｍ〜１１００ｎｍの波長域の赤外光を光電変換して画像を取得するが、赤外光のうち１１００ｎｍ以上の波長域の光を光電変換することも可能ではある。ただし、図１５に示すように、１１００ｎｍ以上の波長域における感度はそれほど高くない。
【００８８】
また、シリコンの温度が比較的高温（例えば２００℃〜４００℃）であるときには、温度上昇の影響により、シリコンの透過光の波長域が比較的大きな波長の波長域（長波長側の波長域）に（図１５の右側に向けて）シフトする（図１５の白矢印参照）。その結果、従来の一般的な赤外線カメラではシリコン透過光を感じることが殆どできず、真っ暗な撮影画像が取得される。このように、従来の一般的な赤外線カメラでは、加熱環境下（高温環境下）においてシリコン透過像を撮影することが困難である。
【００８９】
一方、上記実施形態のように、カメラ２８として、ＩｎＧａＡｓを撮像素子に用いて構成された特殊な赤外線カメラを用いることによれば、シリコン透過光の波長域においても比較的高い感度を得ることが可能であり、良好な撮影画像を得ることが可能である。詳細には、当該特殊な赤外線カメラは、９００ｎｍ〜１７００ｎｍの波長域の光を感じることが可能であり、１１００ｎｍよりも大きな波長域（たとえば、１２００ｎｍ〜１７００ｎｍの波長域）の光をも良好に感じることが可能である。したがって、加熱時（高温時）においても、長波長側にシフトした波長域のシリコン透過光を良好に光電変換して、良好なシリコン透過画像を得ることが可能である。
【００９０】
また、上記実施形態では、図２等に示すように、照明光（赤外光）の進行経路において、被接合物９１と冷却部１２５との間に、静電チャック部１２７と透光部（透光性支持部材）１２６とがこの順序で設けられている。詳細には、ヒータ１２ｈを有する静電チャック部１２７と水冷機構を有する冷却部１２５との間に、ガラスで形成された透光部（透光性支持部材）１２６が設けられている。この冷却部１２５の冷却機能により、静電チャック部１２７での温度上昇が装置本体側の周辺部材に伝搬することが抑制される。換言すれば、静電チャック部１２７から被接合物９１以外の部材への熱の伝達が抑制される。なお、冷却部１２５は、透光部１２６を介して静電チャック部１２７（加熱部とも表現される）を保持する部材でもあるとも表現される。
【００９１】
図１６は第２の比較例に係る技術を示す図である。図１６に示すように、照明光（赤外光）の進行経路において、被接合物９１と冷却部１２５との間に、静電チャック部９２７のみが設けられている。静電チャック部９２７は、ヒータを内蔵しており、被接合物９１の温度を上昇させることができる。静電チャック部９２７においては、その上端から下端まで貫通する孔９２７ｃ，９２７ｄが設けられている。
【００９２】
ところで、第２の比較例に係る技術においては、孔９２７ｃ，９２７ｄの空間において、加熱された気体が存在する。そのため、当該気体のゆらぎによって、当該空間を通過する光の像にも「ゆらぎ」が発生する。その結果、撮影画像ＧＢａ，ＧＢｂにおけるマーク位置が不正確になり、位置の測定精度が低下するという問題が存在する。なお、図１６においては、「ゆらぎ」が生じている様子が、波線で模式的に表現されている。
【００９３】
一方、上記第１実施形態においては、上述のように、被接合物９１と冷却部１２５との間に、静電チャック部１２７と透光部（透光性支持部材）１２６とが設けられている（図２等参照）。図２を図１６と比較すると判るように、上記第１実施形態に係るステージ１２においては、第２の比較例に係る静電チャック部９２７のうちの一部（下側部分）に相当する部分に透光部１２６が設けられている。詳細には、被接合物９１と冷却部１２５との間に、比較的小さな厚さを有する静電チャック部１２７が設けられるとともに、比較的大きな厚さを有する透光部（透光性支持部材）１２６もが設けられている。
【００９４】
光を透過する透光部１２６においては、孔を設けることを要しないため、上記第１実施形態においては、第２の比較例と比較して、上記の「ゆらぎ」の発生要因となる孔の長さ（赤外光の進行経路上における孔の長さ）を小さくすることができる。したがって、「ゆらぎ」を抑制することができる。
【００９５】
また、透光部１２６は、ガラスで構成されており、接合時の圧力を支える支持部材としても機能するため、静電チャック部９２７において上端から下端まで貫通する孔９２７ｃ，９２７ｄが設けられる場合に比べて、比較的大きな強度を得ることが可能である。
【００９６】
さらに、これらの効果を好適に得るためには、透光部（透光性支持部材）１２６の厚さは、静電チャック部１２７の厚さよりも小さいことが好ましい。たとえば、透光部１２６の厚さは、静電チャック部１２７の厚さの数分の１〜十数分の１程度であることが好ましい。
【００９７】
なお、ここでは、ステージ１２に関して説明したが、ヘッド２２に関しても同様である。
【００９８】
＜２．第２実施形態＞
第２実施形態は、第１実施形態の変形例である。以下では、相違点を中心に説明する。
【００９９】
第２実施形態に係る接合装置１Ｂは、第１実施形態に係る接合装置１Ａと同様の構成を備える。
【０１００】
また、図１７は、第２実施形態に係る動作を示すフローチャートである。
【０１０１】
ステップＳ１０からステップＳ１３までは第１実施形態と同様の動作が行われる。
【０１０２】
上記第１実施形態と同様にして、加熱処理により温度Ｔ１にまで昇温された状態においてアライメントが行われる（ステップＳ１０，Ｓ１１，Ｓ１２）。そして、ステップＳ１３で両被接合物９１，９２が相対的に接近した後に接触する。その後、ステップＳ１９において温度Ｔ１と実質的に同じ温度Ｔ２で接合処理が実行される。したがって、両被接合物９１，９２による熱膨張の影響を抑制することが可能である。
【０１０３】
ただし、第２実施形態においては、ステップＳ１３の後に位置ずれの再計測動作（ステップＳ１４）および再補正動作（ステップＳ１７）等が実行される点において、第１実施形態と相違する。
【０１０４】
仮に、ステップＳ１２の水平移動動作（アライメント動作）によって両被接合物９１，９２がステップＳ１３での接触前において、正しい位置関係を有していたとしても、両被接合物９１，９２が接触する際に物理的な衝撃力が作用することなどに起因して新たな位置ずれが生じ得る。特に、両被接合物９１，９２の接合面の平行度合が十分でない場合には、比較的大きな新たな位置ずれが生じ得る。
【０１０５】
これに対して、第２実施形態に係る接合装置１Ｂは、ステップＳ１４〜Ｓ１７の動作を行う。具体的には、被接合物９１と被接合物９２とが接触した状態において、両被接合物９１，９２の水平方向における位置ずれを測定する（ステップＳ１４）。そして、当該接合装置１Ｂは、当該位置ずれを補正して両被接合物の位置合わせを行う（ステップＳ１７）。このような動作によれば、両被接合物９１，９２を水平方向において更に正確に位置決めした状態で、当該両被接合物９１，９２を接合することが可能である。すなわち、両被接合物９１，９２が接触する際に物理的な衝撃力が作用することなどに起因して発生する新たな位置ずれを良好に補正することが可能である。以下、このようなステップＳ１４〜Ｓ１７の動作等について説明する。
【０１０６】
より具体的には、ステップＳ１３までの動作が完了すると、まず、ステップＳ１４（図８）にて、「接触状態」（図６）における両被接合物９１，９２の撮影画像ＧＢａ，ＧＢｂ（図６参照）が取得される。そして、当該２つの撮影画像ＧＢａ，ＧＢｂに基づいて両被接合物９１，９２のＸ方向、Ｙ方向およびθ方向の位置ずれ量（Δｘ，Δｙ，Δθ）がそれぞれ測定される。
【０１０７】
詳細には、両マークＭＫ１ａ，ＭＫ２ａを同時に読み取った画像ＧＢａに基づきずれ量（Δｘａ，Δｙａ）が算出される。同様に、両マークＭＫ１ｂ，ＭＫ２ｂを同時に読み取った画像ＧＢｂに基づきずれ量（Δｘｂ，Δｙｂ）が算出される。そして、ずれ量（Δｘａ，Δｙａ），（Δｘｂ，Δｙｂ）に基づいて、両被接合物９１，９２の水平方向における位置ずれ量（Δｘ，Δｙ，Δθ）が測定される。
【０１０８】
その後、ステップＳ１５において、当該位置ずれ量が許容誤差範囲内に収まっていないと判定されると、ステップＳ１６に進む。一方、当該位置ずれ量が許容誤差範囲内に収まっていると判定されると、ステップＳ１９に進む。なお、位置ずれ量が所定の許容誤差範囲内に収まっているか否かは、たとえば、３つの位置ずれ量（Δｘ，Δｙ，Δθ）の全てがそれぞれの許容誤差範囲に収まっている旨の条件を充足するか否かに基づいて判定されればよい。
【０１０９】
ステップＳ１６においては、両被接合物９１，９２がＺ方向において相対的に離れる向きに移動され、両被接合物９１，９２の接触状態が一旦解除される。詳細には、ヘッド２２が上昇されることによって、両被接合物９１，９２の接触状態が解除される。
【０１１０】
そして、ステップＳ１７において、両被接合物９１，９２の非接触状態（換言すれば、両被接合物９１，９２が水平方向において自由に移動可能な状態）にて、ステップＳ１４で求められた位置ずれ量（Δｘ，Δｙ，Δθ）を補正すべく両被接合物９１，９２が相対的に移動され、位置合わせ動作（アライメント動作）が実行される（図５および図１０参照）。具体的には、位置ずれ量（Δｘ，Δｙ，Δθ）を解消するように、ステージ１２がＸ方向、Ｙ方向に移動し且つヘッド２２がθ方向に移動する。これにより、両被接合物９１，９２は、水平方向において、非常に高い精度（たとえば許容誤差が０．３マイクロメートル以内）でアライメントされる。
【０１１１】
その後、ステップＳ１３に戻り、接合装置１Ｂは、Ｚ軸昇降駆動機構２６を駆動して、ヘッド２２を下降させ、両被接合物９１，９２を再度接触させる。
【０１１２】
そして、ステップＳ１４の動作、すなわち接触状態における両被接合物９１，９２の位置ずれ計測動作が再度実行され、ステップＳ１５に進む。
【０１１３】
ステップＳ１５においては、両被接合物９１，９２の位置ずれが許容誤差範囲内に収まっていないと判定されると、再びステップＳ１６に進む。一方、両被接合物９１，９２の位置ずれが許容誤差範囲内に収まっていると判定されると、ステップＳ１９に進む。
【０１１４】
ステップＳ１９においては、第１実施形態と同様に、両被接合物９１，９２が陽極接合処理によって接合される（図７および図１４参照）。
【０１１５】
以上のような第２実施形態に係る動作によれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１１６】
また、上記のようなステップＳ１４〜Ｓ１７の動作（特に、接触状態における位置ずれ計測動作、および位置ずれを補正する補正動作）が、１回、あるいは複数回繰り返し実行されることによれば、さらに良好なアライメント動作が実現される。
【０１１７】
より詳細には、両被接合物の位置ずれの計測動作（ステップＳ１４）と当該位置ずれの補正動作（ステップＳ１７）とが、必要に応じて両被接合物の非接触化動作（ステップＳ１６）と接触動作（ステップＳ１３）とを挟んで、繰り返し実行される（このような繰り返し動作をリトライ動作とも称する）。これによれば、両被接合物９１，９２相互間における接触動作自体に起因する位置ずれが低減される。したがって、両被接合物９１，９２は、接触後の最終状態においても、水平方向において非常に高い精度（たとえば許容誤差が０．３マイクロメートル以内）でアライメントされる（図１０参照）。
【０１１８】
特に、ステップＳ１４での位置ずれ計測動作は、両被接合物９１，９２の接触状態で行われるため、両被接合物９１，９２が非常に高精度で位置決めされていることを確認することが可能である。
【０１１９】
また特に、陽極接合においては、両被接合物９１，９２相互間に電圧が印加されるまでは両被接合物９１，９２が接合されないため、上記のようなリトライ動作を良好に行うことが可能である。
【０１２０】
なお、第２実施形態においては、位置ずれ補正動作（特にステップＳ１７（図１７参照））が両被接合物９１，９２の非接触状態において実行される場合を例示したが、これに限定されず、位置ずれ補正動作は、両被接合物９１，９２が接触した状態のまま実行されるようにしてもよい。特に、ハンダ接合においては、両被接合物９１，９２の接触時にハンダが加熱溶融されているため、接触を解除することなく、両被接合物９１，９２を水平方向に相対的に移動して、両被接合物９１，９２の相互間の位置ずれを補正することが可能である。
【０１２１】
また、上記第１および第２実施形態においては、被接合物９１としてシリコンウエハを用い且つ被接合物９２としてガラス基板を用いる場合を例示した。換言すれば、被接合物９１，９２として、互いに異なる材質のものを用いる場合を例示した。しかしながら、これに限定されず、被接合物９１，９２として、同じ材質のものを用いるようにしてもよい。たとえば、被接合物９１，９２として、シリコンウエハ（基板）を用いるようにしてもよい。
【０１２２】
＜３．第３実施形態＞
図１８は、本発明の第３実施形態に係る接合装置１（１Ｃとも称する）を示す縦断面図である。
【０１２３】
この接合装置１Ｃは、いわゆるチップボンダである。接合装置１Ｃは、被接合物（基板等）９１と被接合物（チップ等）９２とを対向させて加圧し、両被接合物９１，９２を接合する装置である。ここでは、被接合物９１，９２として、シリコンウエハ（基板）およびシリコンチップをそれぞれ用いるものとする。
【０１２４】
この接合装置１Ｃにおいては、加熱および加圧による接合動作が実行される。具体的には、温度Ｔ２（たとえば２５０℃）にまで加熱された両被接合物９１，９２（シリコンウエハおよびチップ等）を接触させた状態で、両被接合物が加圧されて接合される。
【０１２５】
上側の被接合物（チップ）９２は、ヘッド６２（より詳細にはその先端部に設けられたツール６２８等）によって保持される。同様に、下側の被接合物（ウエハ）９１は、当該ステージ５２（より詳細にはその先端部に設けられたツール５２８等）によって保持される。
【０１２６】
図１９は、図１８の一部（ヘッド６２付近）を拡大して示す図である。
【０１２７】
図１９にも示すように、ヘッド６２は、ベース部６２２とセラミックヒータ６２７とツール６２８とを有している。ベース部６２２は、プリズム６２３，６２４を有している。セラミックヒータ６２７は、その内部に加熱源を有している。また、セラミックヒータ６２７には、孔部６２７ｃ，６２７ｄが設けられており、照明光の進行経路が確保されている。ツール６２８は、被接合物（チップ）９２の形状および大きさに応じて、交換可能にセラミックヒータ６２７に対して装着され、被接合物（チップ）９２を保持する。ツール６２８は、シリコンで形成されており、赤外光を透過することが可能である。ツール６２８は、シリコンツールとも称される。ツール６２８を交換することによれば、異なる形状および大きさの被接合物９２をヘッド２２の先端部に適切に保持することが可能である。
【０１２８】
ステージ５２は、ステージ１２と同様の構成を有している。ステージ５２の冷却部５２５および透光部５２６は、ステージ１２の冷却部１２５および透光部１２６とそれぞれ同様の構成を有している。また、ステージ５２は、セラミックヒータ６２７と同様のセラミックヒータ５２７をも有している。また、ステージ５２においては、セラミックヒータ５２７と被接合物９１との間に、ツール５２８が設けられている。ツール５２８は、ツール６２８と同様、シリコンツールである。
【０１２９】
ステージ５２は、ＸＹ駆動機構１４によってＸ方向およびＹ方向に移動（並進移動）され、ベース部１１に対して相対的に並進移動する。ステージ５２は、後述する位置認識部２８による位置検出結果等に基づいてＸＹ駆動機構１４によって駆動され、Ｘ方向、Ｙ方向におけるアライメント動作が実行される。
【０１３０】
また、ヘッド６２は、回転駆動機構２５によってθ方向（Ｚ軸回りの回転方向）に回転され、Ｚ軸昇降駆動機構２６によってＺ方向に移動（昇降）される。ヘッド６２は、後述する位置認識部２８による位置検出結果等に基づいて回転駆動機構２５によって駆動され、θ方向におけるアライメント動作が実行される。
【０１３１】
ヘッド６２に保持された被接合物９２は、ヘッド６２のセラミックヒータ６２７によって加熱され、その温度が調整される。同様に、ステージ５２に保持された被接合物９１は、ステージ５２のセラミックヒータ５２７によって加熱され、その温度が調整される。
【０１３２】
以上のような構成を備える接合装置１Ｃにおいて、たとえば上記第１実施形態と同様の動作が実行される。これにより、第１実施形態と同様の効果を得ることが可能である。
【０１３３】
また、第３実施形態に係る接合装置１Ｃにおいては、ツール６２８は、シリコンで形成されている。したがって、第３の比較例（次述）と比べて、次のような効果を得ることが可能である。
【０１３４】
図２０は、第３の比較例に係る技術を示す図である。図２０に示すように、ヘッド６２等の先端部に装着されるツールとしては、セラミックツール（セラミックで形成されたツール部材）が一般的に想定される。たとえば、セラミックツール９２８は、セラミックヒータ６２７の先端側に設けられ、被接合物（チップ）９２を保持する保持部材である。セラミックツール９２８においては、照明光の進行経路を確保するため、セラミックヒータ６２７と同様に、孔部９２８ｃ，９２８ｄが設けられている。
【０１３５】
しかしながら、上記のセラミックツール９２８においては、被接合部９２に接する部分に孔部９２８ｃ，９２８ｄが設けられている。そのため、接合圧力が加わると、図２１に示すように、支持部材が存在しない孔部（９２８ｃ等）付近において被接合物９２が変形するという問題が生じる。また、近年、技術の発展に伴ってチップの厚さが小さくなってきている。そのような非常に薄いチップが被接合物９２として用いられる場合には、孔部９２８ｃ，９２８ｄにおける被接合物９２（チップ）の変形が顕著になる。
【０１３６】
一方、上記第３実施形態のように、セラミックツール９２８に代えてシリコンツール６２８が設けられる場合（図１９参照）には、シリコンツール６２８は赤外光を透過するため、シリコンツール６２８に孔を設けることを要しない。したがって、孔の存在に起因する被接合物９２の変形を回避ないし抑制することができる。
【０１３７】
また、シリコンツール５２８についても同様の効果を得ることが可能である。
【０１３８】
なお、ツール５２８，６２８として、セラミックツール９２８ではなくスチールツール（スチールで形成されたツール部材）を採用する構成も想定され得る。上記第３実施形態によれば、このようなスチールツールにおいて光路確保用の孔部を設けた構成と比較しても同様の効果を得ることが可能である。
【０１３９】
また、ツール５２８，６２８として、光（赤外光を含む）を透過しないセラミックツール等ではなく、光（可視光および赤外光を含む）を透過するガラスツール（ガラスで形成されたツール部材）を利用することも考えられる。ただし、シリコンは、ガラスに比べて熱伝導率が高い。たとえば常温においては、ガラスの熱伝導率は、１（Ｗ／（ｍ・Ｋ））であり、一方、シリコンの熱伝導率は、１６８（Ｗ／（ｍ・Ｋ））である。そのため、ツール６２８，５２８をシリコンで形成すること（換言すれば、シリコンツールを用いること）によれば、ガラスツールを用いる場合に比べて、所定温度Ｔに上昇するまでの時間を短縮することが可能である。ひいては、製造工程におけるタクトタイムの短縮を図ることも可能である。
【０１４０】
なお、シリコンは、鉄に比べても熱伝導率が高い。たとえば常温においては、鉄の熱伝導率は、８４（Ｗ／（ｍ・Ｋ））である。そのため、シリコンツール６２８，５２８を用いることによれば、スチールツールを用いる場合に比べても、同様の加熱時間短縮効果を得ることが可能である。
【０１４１】
以上のように、ツール５２８，６２８としては、赤外光（特に１１００ｎｍ以上の波長域の赤外光）を透過し且つ所定値よりも高い熱伝導率（好ましくは１５０（Ｗ／（ｍ・Ｋ））以上の熱伝導率）を有する材料を使用することが好ましい。そのような材料としてシリコン（Ｓｉ）が好適である。なお、シリコン以外では、たとえば、ＧａＡｓ（ガリウムヒ素）なども当該材料として好適である。
【０１４２】
＜４．変形例等＞
以上、この発明の実施の形態について説明したが、この発明は上記説明した内容のものに限定されるものではない。
【０１４３】
たとえば、上記第３実施形態においては、チップボンダのヘッド等に装着されるツールとして、セラミックツールではなくシリコンツールを用いる技術を例示したが、これに限定されない。具体的には、ウエハボンダ（接合装置１Ａ等）のヘッド等に装着されるツールとしてシリコンツールを用いるようにしても良い。図２２および図２３は、このような変形例に係る接合装置１Ｄの一部を示す図である。
【０１４４】
図２２は、接合装置１Ａのヘッド２２の先端部において、シリコンツール８２８（詳細には８２８ａ）が装着されている様子を示す図である。図２３は、接合装置１Ａのヘッド２２の先端部において、シリコンツール８２８（詳細には８２８ｂ）が装着されている様子を示す図である。シリコンツール８２８ａ，８２８ｂは、互いに異なるサイズの被接合物を保持するツール部材である。たとえば、シリコンツール８２８ａ（図２２）は６インチのシリコンウエハ９２ａを保持するツール部材であり、シリコンツール８２８ｂ（図２３）は８インチのシリコンウエハ９２ｂを保持するツール部材である。各シリコンツール８２８ａ，８２８ｂは、ウエハを位置決めするためのクランプピン（および搬送用ロボットによるハンドリング用のチャック溝）等を、それぞれの大きさに応じた位置に有している。
【０１４５】
このようなシリコンツール８２８は赤外光を透過する。そのため、照明光の進行経路確保のためにシリコンツール８２８に孔を設けることを要しない。したがって、孔の存在に起因する被接合物の変形を回避ないし抑制することができる。シリコンツール８２８を用いる技術は、薄い基板（シリコンウエハ等）を被接合物として用いる場合に特に有用である。
【０１４６】
また、孔を設けることを要しないため、比較的容易に強度を確保することも可能である。シリコンツール８２８を用いる技術は、接合時に大きな接合圧力が加わる場合に特に有用である。
【０１４７】
同様に、接合装置１Ａのステージ１２の先端部においてシリコンツールが装着されるようにしてもよい。
【０１４８】
また、上記第３実施形態においては、接合装置１Ｃにおいて、上記第１実施形態と同様の動作が実行される場合を例示したが、これに限定されない。たとえば、接合装置１Ｃ，１Ｄ等において、第２実施形態と同様の動作が実行されるようにしてもよい。
【０１４９】
また、上記各実施形態においては、装置１内において光源２７ｃ，２７ｄが比較的上方に配置され、カメラ（撮像素子等）２８Ｍ，２８Ｎが比較的下方に配置される場合が例示されたが、これに限定されない。たとえば、逆に、装置内において光源が比較的下方に配置され、カメラ（撮像素子等）が比較的上方に配置されるようにしてもよい。より具体的には、第１実施形態におけるカメラと光源とが互いに逆の位置に設けられるようにしてもよい。
【０１５０】
また、上記各実施形態においては、両被接合物９１，９２を透過した赤外線を受光することによって得られる撮影画像に基づいて、両被接合物の位置ずれを計測する態様を例示したが、これに限定されない。具体的には、両被接合物９１，９２のうちの一方の被接合物のみを透過した赤外光を受光して得られる撮影画像を用いて、両被接合物の位置ずれが計測されるようにしてもよい。詳細には、アライメントマークＭＫ（たとえば金属で形成されたマーク）部分で反射された赤外線を受光することによって得られる撮影画像に基づいて、両被接合物の位置ずれを計測するようにしてもよい。図２４は、このような変形例に係る接合装置を示す図である。
【０１５１】
たとえば、図２４に示すように、カメラ２８Ｐ、２８Ｑの同軸照射系により赤外光を両被接合物９１，９２に照射し、両被接合物９１，９２の一部（詳細にはアライメントマークＭＫ）で反射された赤外光をカメラ２８Ｐ、２８Ｑの撮像素子２８ｃ，２８ｄで受光する構成を採用すればよい。具体的には、当該構成において、光源２７ｃ，２７ｄから出射され一方の被接合物９２を透過した後に当該一方の被接合物９２のアライメントマークＭＫ２（ＭＫ２ａ，ＭＫ２ｂ）と他方の被接合物９１のアライメントマークＭＫ１（ＭＫ１ａ，ＭＫ１ｂ）とで反射された赤外光（反射赤外光）を、カメラ２８Ｐ、２８Ｑ内の撮像素子２８ｃ，２８ｄで受光することによって、撮影画像を得る。そして、当該撮影画像に基づいて、両被接合物９１，９２の位置ずれを計測する。
【０１５２】
このようにして、両被接合物のアライメントマーク部分に赤外光を照射して得られる撮影画像を用いて両被接合物の位置ずれが計測されるようにしてもよい。換言すれば、両被接合物９１，９２のうちの少なくとも一方の被接合物を透過した赤外光を受光して得られる撮影画像を用いて、両被接合物の位置ずれが計測されるようにしてもよい。
【０１５３】
また、上記各実施形態においては、ヘッド側にＺ方向およびθ方向に関する駆動機構が設けられ、且つ、ステージ側にＸ方向およびＹ方向に関する駆動機構が設けられる構成を例示したが、これに限定されない。両被接合物９１，９２の相対移動が実現されればよく、たとえば、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向およびθ方向に関する駆動機構が全てヘッド側に設けられるようにしてもよい。
【０１５４】
また、上記各実施形態においては、２つの被接合物９１，９２が接合され２層に積層された接合物が生成される場合を例示したが、上記の動作を繰り返すことによって、多層に積層された接合物を生成することも可能である。詳細には、２つの被接合物９１，９２の接合物と他の被接合物とを積層する場合に上記の動作を実行するようにしてもよい。さらに、同様の積層動作を繰り返し実行するようにしてもよい。
【０１５５】
また、上記第１および第２実施形態においては、接合動作として陽極接合動作が実行される場合を例示したが、これに限定されない。たとえば、ウエハボンダ（接合装置１Ａ等）において、加熱および加圧による接合動作が実行されるようにしてもよい。
【０１５６】
また、上記各実施形態においては、両被接合物９１，９２に対して赤外光のみを照射する場合を例示したが、これに限定されない。たとえば、赤外光と可視光との双方を含む光を両被接合物９１，９２に対して照射することによって、赤外光を両被接合物９１，９２に照射するようにしてもよい。そして、このような照射による撮影画像を用いて、両被接合物９１，９２の位置ずれを計測するようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１５７】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ 接合装置
１２，５２ ステージ
１２ｈ，２２ｈ ヒータ
２２，６２ ヘッド
２７ｃ，２７ｄ 光源
２８ 位置認識部
２８ｃ，２８ｄ 撮像素子
２８Ｍ，２８Ｎ カメラ
９１，９２ 被接合物
１２５，２２５，５２５ 冷却部
１２６，２２６，５２６ 透光部
１２７，２２７ 静電チャック部
５２７，６２７ セラミックヒータ
５２８，６２８，８２８ａ，８２８ｂ シリコンツール
ＧＢａ，ＧＢｂ 撮影画像
ＭＫ１ａ，ＭＫ１ｂ，ＭＫ２ａ，ＭＫ２ｂ 位置識別用パターンマーク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の被接合物と第２の被接合物との両被接合物を接合する接合方法であって、
ａ）前記両被接合物が加熱された状態で、前記第１の被接合物と前記第２の被接合物とを所定の方向において相対的に移動して前記第１の被接合物と前記第２の被接合物とを位置合わせするステップと、
ｂ）前記第１の被接合物と前記第２の被接合物との接触状態において、前記両被接合物を接合するステップと、
を備えることを特徴とする接合方法。
【請求項２】
請求項１に記載の接合方法において、
前記両被接合物の少なくとも一方は、赤外光を透過し、
前記ステップａ）は、
ａ−１）前記両被接合物が加熱された状態において、前記両被接合物のアライメントマーク部分に赤外光を照射して得られる撮影画像を用いて前記両被接合物の位置ずれを計測するステップと、
ａ−２）前記両被接合物を相対的に移動して前記位置ずれを補正して、前記両被接合物をアライメントするステップと、
を有することを特徴とする接合方法。
【請求項３】
請求項２に記載の接合方法において、
前記ステップａ）は、
ａ−３）前記第１の被接合物と前記第２の被接合物とを前記所定の方向に垂直な方向に相対的に移動して前記第１の被接合物と前記第２の被接合物とを接触させるステップと、
ａ−４）前記両被接合物が加熱され且つ互いに接触した状態において、前記両被接合物のアライメントマーク部分に赤外光を照射して得られる撮影画像を用いて前記両被接合物の位置ずれを計測するステップと、
ａ−５）前記第１の被接合物と前記第２の被接合物とを前記所定の方向に垂直な方向に相対的に移動して前記第１の被接合物と前記第２の被接合物とを非接触状態に遷移させるステップと、
ａ−６）前記第１の被接合物と前記第２の被接合物との非接触状態において、前記両被接合物を相対的に移動して前記位置ずれを補正して、前記両被接合物を再びアライメントするステップと、
をさらに有することを特徴とする接合方法。
【請求項４】
請求項３に記載の接合方法において、
前記ステップａ）において、前記ステップａ−３）と前記ステップａ−４）と前記ステップａ−５）と前記ステップａ−６）とが繰り返し実行されることを特徴とする接合方法。
【請求項５】
請求項２に記載の接合方法において、
前記ステップａ）は、
ａ−３）前記第１の被接合物と前記第２の被接合物とを前記所定の方向に垂直な方向に相対的に移動して前記第１の被接合物と前記第２の被接合物とを接触させるステップと、
ａ−４）前記両被接合物が加熱され且つ互いに接触した状態において、前記両被接合物のアライメントマーク部分に赤外光を照射して得られる撮影画像を用いて前記両被接合物の位置ずれを計測するステップと、
ａ−５）前記両被接合物を相対的に移動して前記位置ずれを補正して、前記両被接合物を再びアライメントするステップと、
をさらに有することを特徴とする接合方法。
【請求項６】
請求項２に記載の接合方法において、
前記ステップａ−１）における前記両被接合物の位置ずれの計測動作と、前記ステップａ−２）における前記位置ずれの補正動作とが繰り返し実行されることを特徴とする接合方法。
【請求項７】
請求項２ないし請求項６のいずれかに記載の接合方法において、
前記両被接合物のうち少なくとも一方は、シリコン基板であることを特徴とする接合方法。
【請求項８】
請求項２ないし請求項７のいずれかに記載の接合方法において、
前記両被接合物の少なくとも一方は、シリコンで形成された交換可能なツール部材に保持されることを特徴とする接合方法。
【請求項９】
請求項２ないし請求項８のいずれかに記載の接合方法において、
照明光の進行経路において、前記両被接合物のうちの少なくとも前記第１の被接合物を加熱する加熱部と前記加熱部を保持する所定の部材との間に透光性支持部材が設けられていることを特徴とする接合方法。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の接合方法において、
前記ステップａ）におけるアライメント動作は、前記ステップｂ）における接合動作時の温度と実質的に同じ温度で実行されることを特徴とする接合方法。
【請求項１１】
第１の被接合物と第２の被接合物との両被接合物を接合する接合装置であって、
前記両被接合物を加熱した状態で、前記第１の被接合物と前記第２の被接合物とを所定の方向において相対的に移動して前記第１の被接合物と前記第２の被接合物とを位置合わせするアライメント手段と、
前記第１の被接合物と前記第２の被接合物との接触状態において、前記両被接合物を接合する接合手段と、
を備えることを特徴とする接合装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の接合装置において、
前記両被接合物の少なくとも一方は、赤外光を透過し、
前記アライメント手段は、
前記両被接合物が加熱された状態において、前記両被接合物のアライメントマーク部分に赤外光を照射して得られる撮影画像を用いて前記両被接合物の位置ずれを計測する位置計測手段と、
前記両被接合物を相対的に移動して前記位置ずれを補正して、前記両被接合物をアライメントする第１の駆動手段と、
を有することを特徴とする接合装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の接合装置において、
前記アライメント手段は、
前記第１の被接合物と前記第２の被接合物とを前記所定の方向に垂直な方向に相対的に移動して前記第１の被接合物と前記第２の被接合物とを接触させる第２の駆動手段、
をさらに有し、
前記位置計測手段は、前記両被接合物の位置ずれの計測動作を前記両被接合物の接触状態においても実行し、
前記第１の駆動手段は、前記接触状態における前記両被接合物の位置ずれの補正動作をも実行することを特徴とする接合装置。
【請求項１４】
請求項１２または請求項１３に記載の接合装置において、
前記両被接合物のうち少なくとも一方は、シリコン基板であることを特徴とする接合装置。
【請求項１５】
請求項１２ないし請求項１４のいずれかに記載の接合装置において、
前記両被接合物の少なくとも一方は、シリコンで形成された交換可能なツール部材に保持されることを特徴とする接合装置。
【請求項１６】
請求項１２ないし請求項１５のいずれかに記載の接合装置において、
照明光の進行経路において、前記両被接合物のうちの少なくとも前記第１の被接合物を加熱する加熱部と前記加熱部を保持する所定の部材との間に透光性支持部材が設けられていることを特徴とする接合装置。
【請求項１７】
請求項１１ないし請求項１６のいずれかに記載の接合装置において、
前記アライメント手段によるアライメント動作は、前記接合手段による接合動作時の温度と実質的に同じ温度で実行されることを特徴とする接合装置。
【請求項１】
第１の被接合物と第２の被接合物との両被接合物を接合する接合方法であって、
ａ）前記両被接合物が加熱された状態で、前記第１の被接合物と前記第２の被接合物とを所定の方向において相対的に移動して前記第１の被接合物と前記第２の被接合物とを位置合わせするステップと、
ｂ）前記第１の被接合物と前記第２の被接合物との接触状態において、前記両被接合物を接合するステップと、
を備えることを特徴とする接合方法。
【請求項２】
請求項１に記載の接合方法において、
前記両被接合物の少なくとも一方は、赤外光を透過し、
前記ステップａ）は、
ａ−１）前記両被接合物が加熱された状態において、前記両被接合物のアライメントマーク部分に赤外光を照射して得られる撮影画像を用いて前記両被接合物の位置ずれを計測するステップと、
ａ−２）前記両被接合物を相対的に移動して前記位置ずれを補正して、前記両被接合物をアライメントするステップと、
を有することを特徴とする接合方法。
【請求項３】
請求項２に記載の接合方法において、
前記ステップａ）は、
ａ−３）前記第１の被接合物と前記第２の被接合物とを前記所定の方向に垂直な方向に相対的に移動して前記第１の被接合物と前記第２の被接合物とを接触させるステップと、
ａ−４）前記両被接合物が加熱され且つ互いに接触した状態において、前記両被接合物のアライメントマーク部分に赤外光を照射して得られる撮影画像を用いて前記両被接合物の位置ずれを計測するステップと、
ａ−５）前記第１の被接合物と前記第２の被接合物とを前記所定の方向に垂直な方向に相対的に移動して前記第１の被接合物と前記第２の被接合物とを非接触状態に遷移させるステップと、
ａ−６）前記第１の被接合物と前記第２の被接合物との非接触状態において、前記両被接合物を相対的に移動して前記位置ずれを補正して、前記両被接合物を再びアライメントするステップと、
をさらに有することを特徴とする接合方法。
【請求項４】
請求項３に記載の接合方法において、
前記ステップａ）において、前記ステップａ−３）と前記ステップａ−４）と前記ステップａ−５）と前記ステップａ−６）とが繰り返し実行されることを特徴とする接合方法。
【請求項５】
請求項２に記載の接合方法において、
前記ステップａ）は、
ａ−３）前記第１の被接合物と前記第２の被接合物とを前記所定の方向に垂直な方向に相対的に移動して前記第１の被接合物と前記第２の被接合物とを接触させるステップと、
ａ−４）前記両被接合物が加熱され且つ互いに接触した状態において、前記両被接合物のアライメントマーク部分に赤外光を照射して得られる撮影画像を用いて前記両被接合物の位置ずれを計測するステップと、
ａ−５）前記両被接合物を相対的に移動して前記位置ずれを補正して、前記両被接合物を再びアライメントするステップと、
をさらに有することを特徴とする接合方法。
【請求項６】
請求項２に記載の接合方法において、
前記ステップａ−１）における前記両被接合物の位置ずれの計測動作と、前記ステップａ−２）における前記位置ずれの補正動作とが繰り返し実行されることを特徴とする接合方法。
【請求項７】
請求項２ないし請求項６のいずれかに記載の接合方法において、
前記両被接合物のうち少なくとも一方は、シリコン基板であることを特徴とする接合方法。
【請求項８】
請求項２ないし請求項７のいずれかに記載の接合方法において、
前記両被接合物の少なくとも一方は、シリコンで形成された交換可能なツール部材に保持されることを特徴とする接合方法。
【請求項９】
請求項２ないし請求項８のいずれかに記載の接合方法において、
照明光の進行経路において、前記両被接合物のうちの少なくとも前記第１の被接合物を加熱する加熱部と前記加熱部を保持する所定の部材との間に透光性支持部材が設けられていることを特徴とする接合方法。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の接合方法において、
前記ステップａ）におけるアライメント動作は、前記ステップｂ）における接合動作時の温度と実質的に同じ温度で実行されることを特徴とする接合方法。
【請求項１１】
第１の被接合物と第２の被接合物との両被接合物を接合する接合装置であって、
前記両被接合物を加熱した状態で、前記第１の被接合物と前記第２の被接合物とを所定の方向において相対的に移動して前記第１の被接合物と前記第２の被接合物とを位置合わせするアライメント手段と、
前記第１の被接合物と前記第２の被接合物との接触状態において、前記両被接合物を接合する接合手段と、
を備えることを特徴とする接合装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の接合装置において、
前記両被接合物の少なくとも一方は、赤外光を透過し、
前記アライメント手段は、
前記両被接合物が加熱された状態において、前記両被接合物のアライメントマーク部分に赤外光を照射して得られる撮影画像を用いて前記両被接合物の位置ずれを計測する位置計測手段と、
前記両被接合物を相対的に移動して前記位置ずれを補正して、前記両被接合物をアライメントする第１の駆動手段と、
を有することを特徴とする接合装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の接合装置において、
前記アライメント手段は、
前記第１の被接合物と前記第２の被接合物とを前記所定の方向に垂直な方向に相対的に移動して前記第１の被接合物と前記第２の被接合物とを接触させる第２の駆動手段、
をさらに有し、
前記位置計測手段は、前記両被接合物の位置ずれの計測動作を前記両被接合物の接触状態においても実行し、
前記第１の駆動手段は、前記接触状態における前記両被接合物の位置ずれの補正動作をも実行することを特徴とする接合装置。
【請求項１４】
請求項１２または請求項１３に記載の接合装置において、
前記両被接合物のうち少なくとも一方は、シリコン基板であることを特徴とする接合装置。
【請求項１５】
請求項１２ないし請求項１４のいずれかに記載の接合装置において、
前記両被接合物の少なくとも一方は、シリコンで形成された交換可能なツール部材に保持されることを特徴とする接合装置。
【請求項１６】
請求項１２ないし請求項１５のいずれかに記載の接合装置において、
照明光の進行経路において、前記両被接合物のうちの少なくとも前記第１の被接合物を加熱する加熱部と前記加熱部を保持する所定の部材との間に透光性支持部材が設けられていることを特徴とする接合装置。
【請求項１７】
請求項１１ないし請求項１６のいずれかに記載の接合装置において、
前記アライメント手段によるアライメント動作は、前記接合手段による接合動作時の温度と実質的に同じ温度で実行されることを特徴とする接合装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【公開番号】特開２０１２−１３８４２３（Ｐ２０１２−１３８４２３Ａ）
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８８５９９（Ｐ２０１０−２８８５９９）
【出願日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【出願人】（３０４０１９３５５）ボンドテック株式会社 (36)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【出願人】（３０４０１９３５５）ボンドテック株式会社 (36)
【Ｆターム（参考）】
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