CN111133556A - 层叠基板的制造方法、制造装置以及程序 - Google Patents

Abstract

将两个基板接合来制造层叠基板的制造方法包括：获取与多个基板的结晶结构相关的信息的获取阶段；以及基于与结晶结构相关的信息，决定相互接合的两个基板的组合的决定阶段。在上述制造方法中，也可以与结晶结构相关的信息包括接合面的面方位以及与接合面平行的方向的结晶方位中的至少一方。另外，在上述制造方法中，也可以在决定阶段中，决定两个基板的接合后的位置偏移量在预先决定的阈值以下的组合。

Description

层叠基板的制造方法、制造装置以及程序

技术领域

本发明涉及层叠基板的制造方法、制造装置以及程序。

背景技术

有接合多个基板来制造层叠基板的技术(例如，参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开2013－098186号公报

在层叠基板的制造中，在将基板接合的过程中，有由于基板的各向异性而产生在接合前未认识到的位置偏移、变形的情况。

发明内容

在本发明的第一方式中，提供一种制造方法，是将两个基板接合来制造层叠基板的制造方法，包括：获取与多个基板的结晶结构相关的信息的获取阶段；以及基于与结晶结构相关的信息，决定相互接合的两个基板的组合的决定阶段。

在本发明的第二方式中，提供一种制造方法，是将两个基板接合来制造层叠基板的制造方法，包括：获取与多个基板的刚性分布相关的信息的获取阶段；以及基于与刚性分布相关的信息，决定相互接合的两个基板的组合的决定阶段。

在本发明的第三方式中，提供一种制造方法，是将两个基板接合来制造层叠基板的制造方法，包括：对两个基板的接合面的面方位、与接合面平行的方向的结晶方位、以及刚性分布中的至少一方不同的两个基板进行对位的阶段；以及将对位后的两个基板接合的阶段。

在本发明的第四方式中，提供一种制造装置，是将两个基板接合来制造层叠基板的制造装置，具备：获取部，获取与多个基板的结晶结构相关的信息；以及决定部，基于与结晶结构相关的信息，决定相互接合的两个基板的组合。

在本发明的第五方式中，提供一种制造装置，是将两个基板接合来制造层叠基板的制造装置，具备：获取部，获取与多个基板的刚性分布相关的信息；以及决定部，基于与刚性分布相关的信息，决定相互接合的两个基板的组合。

在本发明的第六方式中，提供一种制造装置，是将两个基板接合来制造层叠基板的制造装置，具备：对位部，对两个基板的接合面的面方位、与接合面平行的方向的结晶方位、以及刚性分布中的至少一方不同的上述两个基板进行对位；以及接合部，将对位后的两个基板接合。

在本发明的第七方式中，提供一种曝光装置，是在基板形成图案的曝光装置，基于基板相对于与基板接合的其它基板在接合面内的旋转角度将图案曝光至基板，旋转角度是基于与基板以及其它基板的结晶结构以及刚性分布中的至少一方相关的信息而设定的。

在本发明的第八方式中，提供一种程序，在将两个基板接合来制造层叠基板的情况下，使电子计算机执行：获取与多个基板的结晶结构相关的信息的步骤；以及基于与结晶结构相关的信息，决定相互接合的两个基板的组合的决定步骤。

在本发明的第九方式中，提供一种程序，在将两个基板接合来制造层叠基板的情况下，使电子计算机执行：获取与多个基板的刚性分布相关的信息的步骤；以及基于与刚性分布相关的信息，决定相互接合的两个基板的组合的决定步骤。

在本发明的第十方式中，提供一种层叠半导体装置，是具有相互层叠的两个基板的层叠半导体装置，两个基板的接合面的面方位、与接合面平行的方向的结晶方位、以及刚性分布中的至少一方相互不同。

上述的发明的概要并未列举本发明的特征的全部。这些特征组的子组合也能够成为发明。

附图说明

图1是制造装置901的框图。

图2是第一基板211的示意性的俯视图。

图3是决定装置600的框图。

图4是表示决定装置600的动作顺序的流程图。

图5是例示储存部620储存的表格629的图。

图6是基板213的示意性的俯视图。

图7是接合装置100的示意图。

图8是保持有基板213的基板保持器223的示意性的剖视图。

图9是保持有第一基板211的基板保持器221的示意性的剖视图。

图10是表示接合部300的动作顺序的流程图。

图11是接合部300的示意性的剖视图。

图12是表示接合部300中的接合动作的顺序的流程图。

图13是接合部300的示意性的剖视图。

图14是接合部300的示意性的剖视图。

图15是接合部300的示意性的剖视图。

图16是接合部300的示意性的剖视图。

图17是表示第一基板211以及第二基板213的接合过程的局部放大图。

图18是表示第一基板211以及第二基板213的接合过程的局部放大图。

图19是表示第一基板211以及第二基板213的接合过程的局部放大图。

图20是表示层叠基板230中的偏移量的分布的图。

图21是表示层叠基板230中的偏移量的分布的图。

图22是表示层叠基板230中的偏移量的其它的分布的图。

图23是决定装置601的框图。

图24是表示决定装置601的动作顺序的流程图。

图25是表示第一基板211以及第二基板213的接合过程的局部放大图。

图26是例示保持力与位置偏移量的关系的图表。

图27是表示决定装置601的其它的动作顺序的流程图。

图28是表示决定装置601的其它的动作顺序的流程图。

图29是表示决定装置601的其它的动作顺序的流程图。

图30是例示第一储存部621储存的表格627的图。

图31是表示决定装置601的其它的动作顺序的流程图。

图32是表示层叠基板240的制造过程的示意性的分视图。

图33是表示层叠基板240的制造过程的示意性的分视图。

图34是表示层叠基板240的制造过程的示意性的分视图。

图35是表示层叠基板240的制造过程的示意性的分视图。

图36是表示层叠基板240的结构的示意性的立体图。

图37是表示决定装置601的其它的动作顺序的流程图。

图38是表示拍摄元件700的制造过程中的一个阶段的图。

图39是表示拍摄元件700的制造过程中的其它的阶段的图。

图40是表示拍摄元件700的制造过程中的其它的阶段的图。

图41是表示拍摄元件700的制造过程中的其它的阶段的图。

图42是表示拍摄元件700的制造过程中的其它的阶段的图。

具体实施方式

以下，通过发明的实施方式对本发明进行说明。下述的实施方式并不对权利要求书的发明进行限定。并不一定在实施方式中说明的全部特征组合都是发明解决手段所必需的。

图1是将基板接合来制造层叠基板的制造装置901的框图。制造装置901具备晶圆处理装置800、接合装置100以及决定装置600。

此外，基板的“接合”包括使重叠的两个基板永久地成为一体，以得到超过预先决定的值的接合强度的情况。另外，在基板具备电连接端子的情况下，“接合”包括使两个基板的连接端子相互电耦合，成为在基板之间确保了电导通的状态的情况。

并且，在通过退火处理等使重叠的基板的接合强度上升至预先决定的值的情况下，或者在通过退火处理等形成基板相互的电连接的情况下，有将退火处理前两个基板暂时结合的状态、即暂时接合的状态也记载为接合的状态的情况。该情况下，有能够无损耗地将暂时接合的基板分离并进行再利用的情况。

晶圆处理装置800具备涂布机810、曝光装置820、成膜装置830以及控制部840。并且，有晶圆处理装置800具备干燥装置、蚀刻装置、清洗装置以及薄化装置等的情况。

在晶圆处理装置800中，涂布机810在所装入的半导体单结晶晶圆等基板涂覆抗蚀剂形成抗蚀剂层。曝光装置820使用预先准备的标度线对抗蚀剂层进行图案化。成膜装置830利用图案化后的抗蚀剂层在基板上形成构成元件、布线等结构物的薄膜。并且，在晶圆处理装置800中，通过反复进行上述那样的处理来层叠结构物，从而在基板上形成立体的结构物。

在晶圆处理装置800中，控制部840对各部设定涂覆、曝光、成膜、蚀刻、清洗等各阶段的处理条件，以适当的条件形成结构物。并且，控制部840也通过对曝光装置820设定处理条件，对形成在基板上的图案控制修正相对于设计规格的变形、倍率等的处理。

图2是作为利用晶圆处理装置800制造的一个例子的第一基板211的示意性的俯视图。第一基板211具有缺口214、多个电路区域216以及多个对准标记218。

在第一基板211的表面，在第一基板211的面方向周期性地配置电路区域216。在各电路区域216设置有布线、元件、保护膜等结构物。另外，在电路区域216也配置有在将第一基板211与其它的第一基板211、引线框等结合的情况下成为电连接端子的焊盘、凸块等连接部。连接部也是形成在第一基板211的表面的结构物之一。

对准标记218也是形成在第一基板211的表面的结构物的一个例子，相对于电路区域216中的连接部等配置在预先决定的相对位置。由此，能够将对准标记218作为指标，对电路区域216进行对位。此外，对于第一基板211来说，除了如上述那样具有结构物的半导体基板之外，也有将未加工的半导体基板、玻璃基板等作为结构材料进行接合的情况。在这样的情况下，不需要对位，所以也不需要对准标记218。

在第一基板211中，在多个电路区域216相互之间存在划线212。划线212不是结构物，是在通过切割将包括电路区域216的第一基板211单片化的情况下进行切断的假想的切断线。划线212也是作为切割的切割部，最终从第一基板211消失的区域。由此，也可以在划线212上配置作为半导体装置而完成的第一基板211所不需要的对准标记218。

例如，利用晶圆处理装置800在硅单晶基板形成结构物来制作第一基板211。另外，作为第一基板211的材料，也可以使用添加有Ge的SiGe基板、Ge单晶基板、III－V族或者II－VI族等化合物半导体晶圆。

再次参照图1，在制造装置901中，接合装置100将在晶圆处理装置800中制作的多个基板、例如两个基板接合来形成层叠基板。在层叠基板中，形成于两个基板的电路等相互结合，若与单层的基板相比较，则能够形成较大规模的结构物。另外，通过将利用相互不同的材料或者处理形成的基板接合来制作层叠基板，能够形成不能够利用单一基板形成的高功能的半导体装置。参照图10后述接合装置100的结构。

在制造装置901中，决定装置600决定对晶圆处理装置800以及接合装置100设定的处理条件中的至少一部分。决定装置600决定的处理条件例如通过晶圆处理装置800的控制部840对晶圆处理装置800内的各部设定，并反映于晶圆处理装置800中的基板的制作。另外，也可以对接合装置100设定决定装置600决定的处理条件的一部分来将基板接合。

图3是表示制造装置901中的决定装置600的一个例子的框图。决定装置600具备接受部610、储存部620、决定部640以及输出部650。另外，图4是说明决定装置600的动作的流程图。

接受部610接受与在接合装置100中接合的第一基板211相关的信息(图4的步骤S101)。这里，接受部610接受的信息包括与第一基板211的接合面，即在接合第一基板211的情况下，与其它基板接触并结合的接合面的结晶结构相关的信息。也可以与第一基板211的结晶结构相关的信息包括表示第一基板211的组成的信息、表示接合面的面方位的信息、表示与接合面平行的结晶方位的方向的信息面方位。与接合面平行的方向的结晶方位包括与第一基板211的侧面垂直的方向的结晶方位。另外，该信息也可以包括第一基板211的与接合面平行的结晶方位所对应的缺口214的位置。此外，能够通过缺口214相对于第一基板211的中心所在的方向来表示第一基板211上的缺口214的位置，例如是将图2所示的状态设为0°，并用从该状态绕第一基板211的中心向右方向旋转的角度来表示的信息。在旋转了的状态下，与接合面平行的方向的结晶方位在接合面内从旋转角度为0°的状态向旋转方向倾斜。第一基板211相对于第二基板213旋转了的状态是指第一基板211的结晶方位从第一基板211的与接合面平行的方向的结晶方位与第二基板213的沿着接合面的结晶方位相互一致的状态倾斜的状态。

决定装置600中的储存部620在将包括第一基板211的一组基板接合来制作层叠基板的情况下，储存有表示满足预先决定的条件的组合的信息。能够通过预先执行的实验或者解析来准备那样的与基板的组合相关的信息。另外，也可以参照通过运转的制造装置901制造的层叠基板中的基板的位置偏移量、翘曲量来修订与组合相关的信息。

这里，层叠基板应该满足的预先决定的条件例如是指通过接合而制作出的层叠基板中的基板相互的位置偏移不超过预先决定的阈值。另外，预先决定的阈值例如是指，在形成层叠基板的阶段，关于形成层叠基板的两个基板相互的位置偏移，能够维持一方的基板的电路与另一方的基板的电路之间的电连接的范围内的位置偏移量的最大值。

另外，层叠基板应该满足的预先决定的条件也可以是层叠基板整体的翘曲等变形的量。能够利用通过观察而测定出的基板表面的阶梯差等物理量来表示变形的量。另外，关于已接合的两个基板的接合强度，也可以将在实用中能够维持两个基板的电路的电连接的范围内的接合强度的最小值并用为上述的预先决定的阈值。

图5是例示储存部620储存的表格629的一个例子的图。如图示那样，在储存于储存部620的表格629中记载有第一基板211以及第二基板213的多个组合。

这里，第一基板211的栏与由决定装置600的接受部610接受到的、与成为组合的一方的候补的基板的接合面的结晶结构相关的信息对应。在图示的例子中，在表格629的左列储存有第一基板211的接合面的面方位(100)、和与接合面平行的结晶方位所对应的缺口214的位置0°。此外，“(100)”等的记载是基于米勒指数的面方位的表示。

另外，第二基板213的栏示出同与在左列记载的第一基板211成为能够满足预先决定的条件并接合的组合的另一方的基板的结晶结构相关的信息。在图示的例子中，在表格629的右列储存有是具有与第一基板211的接合面相同的面方位(100)的基板且缺口的位置不同的第二基板213。

再次参照图3，决定部640在接受部610接受到第一基板211的信息的情况下，参照储存部620的表格629，决定应该组合的第二基板213(图4的步骤S102)。在图示的例子中，在关于第一基板211，接受到与结晶结构相关的左列最上段的信息(100)以及0°的情况下，决定部640决定右列最上段的(100)45°或者(100)315°。这样，决定装置600不进行解析、模式匹配等运算处理，而决定与第一基板211组合的第二基板213。

在决定装置600中，决定部640的决定经由输出部650输出到外部(图4的步骤S103)。在步骤S103中，决定装置600的输出部650也可以通过将决定部640的决定例如显示于显示装置来传递给用户。另外，也可以在制造装置901中，将决定传递到晶圆处理装置800，使其制作满足决定的规格的第二基板213。

并且，在第二基板213为不需要精密的对位的基板，即是未加工的支承基板等的情况下，也可以将决定部640的决定传递给接合装置100，使其调整与第一基板211接合的第二基板的缺口的位置。

图6是示意地示出在接合面显现(100)45°的结晶结构的第二基板213的俯视图。如图示那样，第二基板213具有缺口214、电路区域216以及对准标记218。

第二基板213的对准标记218配置在能够对第一基板的电路区域216与第二基板213的电路区域216进行对位的位置。由此，在根据对准标记218进行了对位的状态下进行接合来形成层叠基板的情况下，第一基板的电路区域216与第二基板213的电路区域216能够电耦合。

这里，在从接合面侧观察的情况下，第二基板213的缺口214的位置处于相对于第一基板211的缺口的位置向右旋转了45°的位置。在该状态下，第二基板213的结晶方位从第一基板211的与接合面平行的方向的结晶方位与第二基板213的沿着接合面的结晶方位相互一致的状态倾斜45°。由此，在根据对准标记218进行了对位的情况下，第一基板211与第二基板213具有相同的面方位(100)，并且在与接合面平行的结晶方位旋转了45°的状态下接合。

决定装置600使将“与接合面平行的结晶方位的方向在该接合面内相对于第一基板211旋转了45°的基板”决定为与第一基板211进行组合的基板的信息传递到晶圆处理装置800来制作第二基板213。从决定装置600获取到与决定相关的信息的晶圆处理装置800的控制部840将表面成为(100)面的晶圆装入至曝光装置820，在晶圆的缺口214相对于第一基板211的缺口214的位置旋转了45°的状态下形成结构物的图案。即，曝光装置820基于由决定装置600决定的旋转角度将图案曝光至基板。由此，制作图6所示的规格的第二基板213。

接下来，对将第一基板211以及第二基板213接合来制作层叠基板230的过程、和在该过程中产生的第一基板以及第二基板之间的位置偏移进行说明。其后，对在储存部620中参照的与结晶相关的信息进行说明。

图7是将第一基板211以及第二基板213接合来制造层叠基板230的接合装置100的示意性的俯视图。接合装置100具备：壳体110、安装在壳体110的外侧的基板盒120、130及控制部150、以及收纳在壳体110的内部的输送部140、接合部300、保持器储料器400及预对准器500。

对壳体110的内部进行温度管理，例如保持为室温。在一个基板盒120收纳有为了进行接合而搬入到接合装置100的基板211、213。通过接合形成的层叠基板230从接合装置100搬出并收纳至另一个基板盒130。

此外，也可以基板盒120以能够识别的状态收纳第一基板211以及第二基板213。另外，也可以增加基板盒120的数目，分别设置收纳第一基板211的基板盒120和收纳第二基板213的基板盒120。

控制部150控制接合装置100的各部的动作，并且相互协作来统一地控制接合装置100整体。另外，控制部150也具有接受与动作条件的设定等相关的用户的指示并且向用户显示自身的动作状态的用户界面、从外部接收与第一基板211、第二基板213以及层叠基板230相关的信息的通信部等。

接合部300在将第一基板211以及第二基板213对位之后使它们重叠，从而进行接合来形成层叠基板230。参照图11以及图13～图16后述接合部300的构成和动作。

预对准器500使搬入到接合部300的第一基板211以及第二基板213保持于基板保持器221、223。另外，在预对准器500中，以相对于接合部300中的对位精度相对较低的对位精度，将第一基板211以及第二基板213相对于基板保持器221、223进行对位。由此，以预对准器500的精度决定第一基板211以及第二基板213的相对于基板保持器221、223的位置，所以在接合部300中进行高精度的对位的情况下，能够缩短处理时间。

此外，以接合面的结晶方位在旋转方向上相互不同的状态接合第一基板211以及第二基板213。因此，通过使缺口214与不同的位置一致来决定在预对准器500中保持于基板保持器221、223的情况下的第一基板211以及第二基板213的朝向。另外，也可以第一基板211以及第二基板213的基板保持器221、223上的位置不使用缺口214基准，而例如以对准标记218为基准来对齐。在图6的例子中，在第二基板213形成缺口214后使其旋转，但也可以在使其旋转之后形成缺口214的情况下，将缺口214形成在0°的位置。该情况下，以缺口214的位置为基准决定第二基板213的位置。

基板保持器221、213从保持器储料器400取出，并在预对准器500中吸附地保持第一基板211或者第二基板213。保持有第一基板211或者第二基板213的基板保持器221、223与第一基板211或者第二基板213一起搬入到接合部300。此外，在从接合部300搬出接合第一基板211以及第二基板213而形成的层叠基板230的情况下，基板保持器221、223从层叠基板230分离并返回到保持器储料器400。这样，在接合装置100的内部循环反复使用基板保持器221、223。

输送部140位于壳体110的内部，输送接合前的第一基板211以及第二基板213、基板保持器221、223、保持有第一基板211或者第二基板213的基板保持器221、223、接合第一基板211以及第二基板213而形成的层叠基板230中的任意一个。即，输送部140从保持器储料器400搬出基板保持器221、223并输送至预对准器500。另外，输送部140将从基板盒120搬出的第一基板211以及第二基板213输送至预对准器500。并且，输送部140将保持有第一基板211或者第二基板213的基板保持器221、223从预对准器500搬入到接合部300，并将在接合部300中形成的层叠基板230收纳至基板盒130。

图8是示意地表示从保持器储料器400取出的基板保持器223保持有从基板盒120取出的第二基板213的状态的图。如图示那样，基板保持器223具有比第二基板213大的厚度和直径，具有平坦的吸附面225。吸附面225通过静电吸盘、真空吸盘等吸附基板213，使基板213与基板保持器223成为一体。

图9是示意地表示从保持器储料器400取出的基板保持器221保持有从基板盒120取出的第一基板211的状态的图。基板保持器221在具有比第一基板211大的厚度和直径这一点与基板保持器223相同。另一方面，基板保持器221在吸附第一基板211的吸附面225具有中央凸起的凸状的形状这一点，与图8所示的基板保持器223不同。

图10是表示使用上述的接合装置100形成层叠基板230的顺序的流程图。控制部150首先通过输送部140取出收纳于保持器储料器400的多个基板保持器221、223中的一枚基板保持器223，并使其在预对准器500待机(步骤S201)。接着，控制部150通过输送部140从基板盒120取出收纳于基板盒120的第二基板213(步骤S202)，并使其在预对准器500中吸附地保持于基板保持器223(步骤S203)。然后，控制部150通过输送部140使保持于基板保持器223的基板213搬入到接合部300(步骤S204)。

这里，控制部150调查通过步骤S201～步骤S204使其搬入到接合部300的基板213是进行接合的一对基板的第一枚还是第二枚(步骤S205)。在紧接之前所搬入的基板是第一枚的情况下(步骤S205：否)，控制部150反复进行上述步骤S201～步骤S204，使第二枚的第一基板211与基板保持器221一起搬入到接合部300(步骤S204)。

即，控制部150通过输送部140取出收纳于保持器储料器400的多个基板保持器221、223中的另一枚基板保持器221，并使其在预对准器500待机(步骤S201)。接着，控制部150通过输送部140从基板盒120取出收纳于基板盒120的第一基板211(步骤S202)，并使其在预对准器500中吸附地保持于基板保持器221(步骤S203)。然后，控制部150通过输送部140使保持于基板保持器221的第一基板211搬入到接合部300(步骤S204)。

这样一来，若第一基板211以及第二基板213被搬入至接合部300，则在步骤S205中判定为搬入到接合部300的第一基板211是第二枚(步骤S205：是)，因此控制部150使接合部300执行将第一基板211以及第二基板213接合的接合动作(步骤S206)。接着，控制部150通过输送部140使接合第一基板211以及第二基板213而形成的层叠基板230从接合部300搬出(步骤S207)，并使其收纳于基板盒130。另外，控制部150将从自接合部300搬出的层叠基板230分离的基板保持器221、223返回到保持器储料器400。这样一来，基于接合部300的接合动作完成。

图11是接合部300的示意性的剖视图。接合部300具备框体310、上工作台322以及下工作台332。

框体310具有分别水平的底板312以及顶板316。框体310的顶板316支承向下固定的上工作台322。上工作台322具备真空吸盘以及静电吸盘中的至少一方，吸附地保持以保持有基板213的状态搬入的基板保持器223。

另外，在顶板316，在上工作台322的侧方固定有显微镜324以及活性化装置326。显微镜324能够在下工作台332移动到下方的情况下，观察搭载于下工作台的第一基板211的上表面。活性化装置326在下工作台332移动到下方的情况下产生等离子体来清洁保持于下工作台332的第一基板211的上表面。

在框体310的底板312配置有依次层叠的X方向驱动部331、Y方向驱动部333、升降驱动部338以及旋转驱动部339。如图中箭头X所示，X方向驱动部331与底板312平行地移动。

如图中箭头Y所示，Y方向驱动部333在X方向驱动部331上，与底板312平行且向与X方向驱动部331不同的方向移动。通过组合X方向驱动部331以及Y方向驱动部333的动作，下工作台332与底板312平行地二维地移动。

升降驱动部338将一端固定于Y方向驱动部333，将另一端固定于旋转驱动部339的一端。旋转驱动部339的另一端支承下工作台332。如图中箭头Z所示，升降驱动部338使旋转驱动部339相对于底板312垂直地位移。另外，旋转驱动部339使下工作台332绕相对于底板312垂直的轴旋转。能够使用未图示的干扰计等高精密地测量通过X方向驱动部331、Y方向驱动部333、升降驱动部338以及旋转驱动部339各自的动作而产生的下工作台332的移动量。

Y方向驱动部333与上述升降驱动部338、旋转驱动部339以及下工作台332一起，支承位于下工作台332的侧方的显微镜334以及活性化装置336。显微镜334以及活性化装置336通过X方向驱动部331以及Y方向驱动部333的动作，与下工作台332一起沿与底板312平行的方向移动。此外，也可以在下工作台332与旋转驱动部339之间，进一步设置使下工作台332绕与底板312平行的旋转轴摆动的摆动驱动部。

由此，显微镜334能够在下工作台332移动到上工作台322的下方的情况下，观察保持于上工作台的基板213的下表面。活性化装置336在下工作台332移动到上工作台322的下方的情况下，产生等离子体，清洁保持于上工作台322的基板213的下表面。

此外，在图11所示的状态下，具有保持有基板213的平坦的吸附面225的基板保持器223保持于搬入的接合部300的上工作台322。另外，具有保持有第一基板211的凸状的吸附面225的基板保持器221保持于搬入的接合部300的下工作台332。另外，通过显微镜324、334相互聚焦，控制部150校正显微镜324、334的相对位置。

图12是表示接合部300中的接合动作的顺序的流程图。控制部150使到进行接合的第一基板211以及第二基板213双方被搬入为止进行待机的(步骤S301：否)接合部300根据进行接合的第一基板211以及第二基板213已被搬入这一情况来开始接合动作(步骤S301：是)。若开始接合动作，则控制部150使用显微镜324、334，检测第一基板211以及第二基板213各自的多个对准标记218的位置(步骤S302)。

图13是表示上述步骤S302中的接合部300的状态的示意性的剖视图。如图示那样，控制部150通过使X方向驱动部331以及Y方向驱动部333动作，来使下工作台332以及显微镜334移动。

由此，显微镜324成为能够观察第一基板211的对准标记218的状态。控制部150能够基于到观察对象的对准标记218在显微镜324的视场中来到预先决定的位置为止的下工作台332的移动量，精度良好地把握对准标记218的位置。同样地，通过利用显微镜334观察基板213的对准标记218，控制部150能够精度良好地把握基板213的对准标记218的位置。

接下来，控制部150基于在步骤S302中检测出的对准标记218的位置，计算第一基板211以及第二基板213相互的相对位置(步骤S303)。即，控制部150通过利用最初的相对位置已知的显微镜324、334检测第一基板211以及第二基板213的对准标记218的位置，判明第一基板211以及第二基板213的相对位置。

由此，在对第一基板211以及第二基板213进行对位的情况下，计算第一基板211以及第二基板213的相对移动量，以使在第一基板211以及第二基板213间对应的对准标记218间的位置偏移在阈值以下，或者在第一基板211以及第二基板213间对应的电路区域216或者连接部的位置偏移在阈值以下即可。

第一基板211以及第二基板213的对准标记218在制作第一基板211以及第二基板213的阶段，以相对于接合面的结晶方位不同的角度来排列。由此，第一基板211以及第二基板213中的至少一方形成在相对于与接合面平行的方向的结晶方位不同的方向上排列的对准标记218。因此，若对第一基板211以及第二基板213的对准标记218进行对位，则接合面上的第一基板211以及第二基板213成为具有相互不同的结晶方位的状态。

图14是表示步骤S304中的接合部300的其它的状态的示意性的剖视图。接着图13所示的状态，控制部150使第一基板211以及第二基板213的接合面活性化(步骤S304)。如图示那样，控制部150使活性化装置326、336运转生成等离子体，并使下工作台332移动，使第一基板211以及第二基板213各自的表面暴露于等离子体。由此，第一基板211以及第二基板213的接合面被高度清洁，化学活性变高。

关于接合面的活性化，除了暴露于等离子体的方法之外，也能够通过使用了惰性气体的溅射蚀刻、离子束或者高速原子束等使第一基板211以及第二基板213的表面活性化。在使用离子束或者高速原子束的情况下，使接合部300整体处于减压状态。另外，也能够通过紫外线照射、臭氧灰化等使第一基板211以及第二基板213活性化。并且，例如，也可以使用液体或者气体的蚀刻剂化学性地清洁第一基板211以及第二基板213的表面来使其活性化。并且，也可以在使第一基板211以及第二基板213的表面活性化之后，进一步通过亲水化装置使第一基板211以及第二基板213的表面亲水化。

此外，设置在接合部300的内部的活性化装置326、336也可以配置在与接合部300不同的位置，使活性化后的第一基板211以及第二基板213搬入到接合部300。另外，也可以将第一基板211以及第二基板213中的任意一方的接合面活性化，不将另一方活性化，来接合第一基板211以及第二基板213。

接下来，控制部150对第一基板211以及第二基板213进行对位(步骤S305)。

图15是表示步骤S305中的接合部300的状态的示意性的剖视图。如图示那样，在第一基板211以及第二基板213的对位中，以基于在步骤S303中检测出的对准标记218的相对位置的移动量使下工作台332移动，使第一基板211以及第二基板213各自的对准标记218的位置相互一致。

若第一基板211以及第二基板213对位，则控制部150使第一基板211以及第二基板213的一部分接触，形成接合的起点(步骤S306)。

图16是表示步骤S306中的接合部300的状态的示意性的剖视图。如图示那样，控制部150通过使升降驱动部338动作，使第一基板211以及第二基板213的接合面的一部分接触，来形成接合的起点。

在该阶段，第一基板211以及第二基板213分别保持于基板保持器221、213。保持基板213的基板保持器223具有平坦的吸附面225，保持第一基板211的基板保持器221具有凸状的吸附面225。由此，第一基板211也朝向基板213凸状地变形，在接触的最初，第一基板211以及第二基板213在接合面的一部分接触。另外，由于各个第一基板211以及第二基板213保持于基板保持器221、223，所以在最初接触的区域以外的区域，第一基板211以及第二基板213不接触。

如先前说明的那样，第一基板211以及第二基板213的表面被活性化，所以在接触的区域，第一基板211以及第二基板213通过分子间力而永久地接合。这样一来，在第一基板211以及第二基板213的一部分形成接合的起点。

接着，控制部150解除第一基板211以及第二基板213中的一方，例如解除保持于上工作台322的基板213的基于基板保持器223的保持(步骤S307)。由此，产生第一基板211以及第二基板213的接合区域朝向第一基板211以及第二基板213的边缘逐渐扩大的结合波，最终，第一基板211以及第二基板213整体接合。这样，扩大第一基板211以及第二基板213的一部分的接触而整体重叠，从而能够防止在第一基板211以及第二基板213之间残留气泡等。

控制部150在步骤S307中解除了基板213的保持之后，监视接合区域的扩大，例如根据扩大的接合区域到达第一基板211以及第二基板213的边缘，检测第一基板211以及第二基板213的接合完成(步骤S308：是)。换句话说，控制部150到第一基板211以及第二基板213的接合完成为止(步骤S308：否)，固定下工作台332，继续接合区域的扩大。若像这样形成层叠基板230(步骤S206：图10)，则从接合部300搬出层叠基板230(步骤S207：图10)，并收纳于基板盒130。

此外，也可以在如上述那样第一基板211以及第二基板213的接触区域扩大的过程中，控制部150部分地或者阶段性地解除基于基板保持器223的基板213的保持。另外，也可以通过不在上工作台322释放基板213，而在下工作台332释放第一基板211，来使第一基板211以及第二基板213的接合进展。

并且，也可以释放两个第一基板211以及第二基板213双方。并且，也可以通过在上工作台322以及下工作台332双方保持有基板213、211的状态下，使上工作台322以及下工作台332进一步接近而使上工作台322以及下工作台332中的至少一方变形，来使第一基板211以及第二基板213接合。

在如上述那样进行对位并接合的层叠基板230中，也有在第一基板211以及第二基板213之间残留位置偏移的情况。残留的位置偏移包括起因于第一基板211以及第二基板213各自的形变的偏差、对位的误差的偏移。并且，在伴随着结合波的产生的第一基板211以及第二基板213的接合过程中产生的其它的形变被包括于在层叠基板230中残留的位置偏移的原因。

图17、18、19是说明在伴随着结合波的产生的接合的过程中在第一基板211以及第二基板213之间产生的形变的图。在图17、18、19中，放大示出在接合部300的接合的过程中，第一基板211以及第二基板213已经接触的接触区域与第一基板211以及第二基板213还未接触且之后接触的非接触区域之间的边界K的附近的区域Q。

如图17所示，在重叠的两个第一基板211以及第二基板213的接触区域从中央朝向外周扩大面积的过程中，边界K从第一基板211以及第二基板213的中央侧朝向外周侧移动。在边界K附近，在从基于基板保持器223的保持被释放的基板213产生伸长。具体而言，在边界K，相对于基板213的厚度方向的中央的面，在基板213的图中下面侧基板213伸长，在图中上面侧基板213收缩。

由此，如图中虚线所示，在基板213中，在与第一基板211接合的区域的外端，形变为基板213的表面的电路区域216的相对于设计规格的倍率相对于第一基板211的相对于设计规格的倍率放大。因此，如图中作为虚线的偏移所显现的那样，在保持于基板保持器221的下侧的第一基板211与从基板保持器223释放的上侧的基板213之间，产生起因于基板213的伸长量即倍率的不同的位置偏移。

如图18所示，若在保持变形量不同的状态下第一基板211以及第二基板213接触并永久地接合，则固定基板213的放大的倍率。并且，如图19所示，边界K越向第一基板211以及第二基板213的外周移动，通过接合而固定的基板213的伸长量越累积并增大。

图20是表示构成层叠基板230的两个第一基板211以及第二基板213的倍率差所引起的位置偏移的分布的图。例如能够根据基板上的各部分中的位置偏移的平方和的平方根将位置偏移的分布作为标量来处理。

图示的偏移具有从层叠基板230的中心点沿面方向放射状地递增的偏移量。能够基于进行接合的第一基板211以及第二基板213的刚性、第一基板211以及第二基板213所夹着的环境气氛的粘性、以及在第一基板211以及第二基板213间作用的分子间力的大小等物理量来计算在这样的接合过程产生的位置偏移的大小。

此外，这里所说的第一基板211以及第二基板213的刚性包括第一基板211以及第二基板213的弯曲刚性、和第一基板211以及第二基板213的对抗与接合面平行的变形的面内刚性。这些弯曲刚性以及面内刚性对配置在第一基板211以及第二基板213的表面的接合部的位置偏移造成影响。弯曲刚性根据第一基板211以及第二基板213的厚度进行计算，单位为Nm²。另外，面内刚性是第一基板211以及第二基板213的杨氏模量，单位为GPa。

若第一基板211以及第二基板213的面内刚性均匀，则如图20所示，位置偏移的分布具有线性，所以能够通过制作第一基板211以及第二基板213的阶段的调整等，在接合前进行补偿。然而，如以下说明的那样，有在接合过程中产生的位置偏移的分布非线性化的情况，非线性化的位置偏移的分布难以通过制作第一基板211以及第二基板213的阶段的调整等进行补偿。

此外，在第一基板211以及第二基板213中产生的形变是指第一基板211以及第二基板213中的结构物的从设计坐标即设计位置的位移。在第一基板211以及第二基板213中产生的形变包括平面形变和立体形变。

平面形变是在沿着第一基板211以及第二基板213的接合面的方向产生的形变，包括能够通过线性变换表示第一基板211以及第二基板213各自的结构物的相对于设计位置位移后的位置的线性形变、和不能够通过线性变换表示的线性形变以外的非线性形变。

线性形变包括位移量从中心沿着径向以恒定的增加率增加的倍率。倍率是用距第一基板211以及第二基板213的中心的距离X的从设计值的偏移量除以X而得到的值，单位是ppm。倍率包括从设计位置的位移向量具有相同的量的X成分以及Y成分的各向同性倍率、和从设计位置的位移向量具有相互不同的量的成分的各向异性倍率。

在本实施例中，贴合的两个第一基板211以及第二基板213各自中的结构物的设计位置相同，两个第一基板211以及第二基板213各自中的以设计位置为基准的倍率之差成为第一基板211以及第二基板213的位置偏移量。

另外，线性形变包括正交形变。正交形变是在以基板的中心为原点设定相互正交的X轴以及Y轴时，以结构物越从原点沿Y轴方向远离而越大的量，从设计位置与X轴方向平行地位移的形变。该位移量在与X轴平行地横穿Y轴的多个区域的每一个中相等，位移量的绝对值随着远离X轴而增大。并且对于正交形变来说，Y轴的正侧的位移的方向与Y轴的负侧的位移的方向相互相反。

第一基板211以及第二基板213的立体形变是向沿着第一基板211以及第二基板213的接合面的方向以外的方向、即与接合面交叉的方向的位移。立体形变包括有由于第一基板211以及第二基板213整体上或者部分地弯曲而在第一基板211以及第二基板213的整体或者一部分产生的弯曲。这里，“基板弯曲”是指变化为第一基板211以及第二基板213的表面包括不存在于根据第一基板211以及第二基板213上的三点确定的平面上的点的形状。

另外，弯曲是指基板的表面成曲面的形变，例如包括第一基板211以及第二基板213的翘曲。在本实施例中，翘曲是指在排除了重力的影响的状态下在第一基板211以及第二基板213残留的形变。将对翘曲施加了重力的影响后的第一基板211以及第二基板213的形变称为挠曲。此外，第一基板211以及第二基板213的翘曲包括第一基板211以及第二基板213的整体以大体一样的曲率弯曲的整体翘曲、和在第一基板211以及第二基板213的一部分产生局部的曲率的变化的局部翘曲。

图21是表示在接合单晶基板而制作的层叠基板230中，在接合过程中产生的非线性偏移量的分布的图。在图示的例子中，使用接合面为(100)面的两枚Si单晶基板，如图中的下部所示，以第一基板211以及第二基板213的结晶方位相互一致的方式重叠来接合。另外，在接合部300中，在第一基板211以及第二基板213的中心形成接合的起点并产生结合波来进行接合。

如图示那样，第一基板211以及第二基板213相互的位置偏移的分布除了层叠基板230的径向的变化之外，在圆周方向也变化。对于这样的位置偏移的分布来说，如图中的下段所示，推测为由于根据第一基板211以及第二基板213的接合面内的结晶方位而刚性分布不同，所以在接合时按照每个结晶方位产生的倍率的变化不同，根据该倍率的不同而产生非线性形变。即，推测为图示那样的位置偏移的分布的非线性性起因于在(100)面显现的结晶各向异性。

图22是表示在利用将(100)面作为接合面的两枚Si单晶基板制作的其它的层叠基板230中，测定在接合过程中产生的位置偏移的分布而得到的结果的图。在图示的例子中，如图中的下部所示，还根据参照了表格629的决定部640的决定，将接合面的结晶方位旋转了45°的第二基板213与第一基板211接合。

如图示那样，在该层叠基板230中，在层叠基板230的大致整体，各个位置偏移量较小，另外，在层叠基板230整体均匀。这推测为：如图中的下部所示，将(100)面作为接合面的情况下的Si单晶基板的刚性分布为90°周期，所以通过使与接合面平行的方向的结晶方位旋转45°进行接合，第一基板211以及第二基板213间的刚性分布的不同在接合面内均匀化，结果位置偏移也均匀化。

如上述那样，抑制位置偏移量的分布那样的与接合面平行的结晶方位的旋转角度根据在进行接合的第一基板211以及第二基板213的接合面显现的面方位而不同。由此，关于第一基板211以及第二基板213的组成、结晶结构、与接合面平行的结晶方位的方向的组合，通过解析、模拟、实验等，调查位置偏移比预先决定的阈值小的旋转角度，来预先制作储存于决定装置600的储存部620的表格629。

此外，在上述的例子中，作为能够最高效地抵消接合面的刚性分布的组合，使第一基板211以及第二基板213的与接合面平行的结晶方位在接合面内旋转45°后进行接合。然而，有由于接合面的面方位和形成在接合面的晶体管那样的元件的特性等的关系等其它的任意的事项，而不能够使第二基板213的结晶方位旋转到45°的情况。

在那样的情况下，决定部640也可以在第一基板211以及第二基板213产生的位置偏移不超过预先决定的阈值的范围内，决定未达到45°或者超过45°的旋转角度。换句话说，也可以在图5所示的表格629中也包括虽然从抑制位置偏移这样的观点来看不是最好的，但位置偏移量处于允许范围内的结晶方位的组合。此外，在使接合面为(100)面的上述的例子中，即使在例如使第一基板211以及第二基板213的与接合面平行的结晶方位的旋转角度为22.5°以上且67.5°以下的情况下，若与使结晶方位一致的情况相比较，则也发现形变量的有效的改善。

另外，在上述的例子中，储存于储存部620的表格629储存了虽然具有相互相同的面方位但旋转角度不同的基板的组合。然而，表格629的内容并不限定于这样的组合。例如，也可以在表格629储存面方位以及旋转角度双方均不同的组合。

图23是其它的决定装置601的框图。决定装置601具有接受部610、储存部620、计算部630、决定部640以及输出部650。并且，储存部620包括第一储存部621、第二储存部622、第三储存部623以及第四储存部624。另外，决定部640包括第一决定部641、第二决定部642、第三决定部643、第四决定部644以及第五决定部645。

接受部610从外部接受与在制造层叠半导体装置的过程中形成层叠基板230的第一基板211以及第二基板213相关的信息。这里，接受部610接受的信息包括第一基板211以及第二基板213的结晶结构，即反映了第一基板211以及第二基板213的组成以及结晶结构的接合面上的结晶方位。

另外，接受部610接受的信息也可以包括在第一基板211以及第二基板213形成的电路区域的元件的种类、配置等。并且，在第一基板211以及第二基板213中的任意一个是已经通过接合而形成的层叠基板的情况下，也在接受部610接受表示该层叠基板中的各基板的厚度，也就是表示将哪个基板薄化的信息。

关于基于接受部610的信息的接受，除了用户的输入之外，也可以从与制造相关的其它的装置转送。例如，也可以从在第一基板211以及第二基板213形成电路区域216等结构物的工序所涉及的装置获取与第一基板211以及第二基板213的状态相关的信息。另外，那样的信息既可以读出存储于第一基板211以及第二基板213自身的存储区域的信息，也可以通过通信线路进行接收。

另外，关于基于接受部610的信息的接受，也可以是使用设置于接合装置100或者决定装置601的测定装置、传感器等，从成为设计对象的第一基板211以及第二基板213检测到的信息。例如，既可以使用接合装置100中的预对准器500、接合部300的显微镜324、334检测信息，也可以通过通信线路接收由外部的其它的测定装置检测到的检测结果。

在本实施例中，第一储存部621储存将第一基板211以及第二基板213的接合面上的结晶方位与该接合面上的刚性分布建立了关联的第一参照信息。通过参照这样的第一参照信息，例如能够基于与基板的结晶结构相关的信息，估计第一基板211以及第二基板213的刚性分布，计算将该基板接合而形成的层叠基板上的非线性的形变的分布。第一参照信息的一个例子是图5所示的表格629。

第二储存部622储存将在接合装置100的接合部300中将第一基板211以及第二基板213接合的情况下，基板保持器221、223中的任意一个保持第一基板211或者第二基板213的保持力的大小与在将第一基板211以及第二基板213接合而形成的层叠基板230中产生的位置偏移建立了关联的第二参照信息。通过参照这样的第二参照信息，如参照图27后述的那样，能够以通过接合而形成的层叠基板230中的位置偏移比预先决定的阈值小为条件，决定将第一基板211以及第二基板213接合的情况下的保持力。另外，在固定对第一基板211以及第二基板213的保持力的大小的情况下，能够判断利用第一基板211以及第二基板213的组合进行接合而形成的层叠基板230是否符合预先决定的条件。

第三储存部623储存将在接合装置100的接合部300中将第一基板211以及第二基板213接合时，作用在第一基板211以及第二基板213之间的接合力的大小与在层叠第一基板211以及第二基板213而形成的层叠基板230中产生的位置偏移的大小之间的关系建立了关联的第三参照信息。通过参照这样的第三参照信息，如参照图27后述的那样，能够将第一基板211以及第二基板213的接合力决定为层叠基板230中的位置偏移更少的接合条件。另外，在预先决定了第一基板211以及第二基板213的接合力的大小的情况下，能够判断利用第一基板211以及第二基板213的组合进行接合而形成的层叠基板230是否符合预先决定的条件。

第四储存部624储存将与第一基板211以及第二基板213的接合面上的结晶结构相关的信息与形成在第一基板211以及第二基板213的电路区域216的元件的特性建立了关联的第四参照信息。通过参照这样的第四参照信息，如参照图31后述的那样，在与现有的第一基板211接合来形成层叠基板230的情况下，决定装置601能够决定能够进一步抑制层叠基板位置偏移，并且基板上的元件的特性不劣化的基板213的布局。

计算部630在接受部610接受了与在接合装置100的接合部300中进行接合的第一基板211以及第二基板213的结晶结构相关的信息的情况下，参照上述的第一参照信息，计算根据接合的结果而形成的层叠基板230中产生的位置偏移的分布。通过参照通过输出部650输出到外部的计算结果，能够将产生过大或者局部化的位置偏移那样的接合防范于未然。

第一决定部641在接受部610接受了与第一基板211以及第二基板213的各自的结晶结构即接合面上的面方位、与接合面平行的结晶方位的方向相关的信息的情况下，在变更第一基板211以及第二基板213的与接合面平行的结晶方位相互所成的旋转角度的同时参照计算部630的计算结果，决定位置偏移极小的旋转角度。决定出的旋转角度作为第一基板211以及第二基板213的设计规格，通过输出部650输出到外部。也可以代替决定位置偏移极小的旋转角度，而决定位置偏移比预先决定的阈值小的旋转角度。另外，也可以在获取了与第一基板211以及第二基板213中的一方的结晶结构相关的信息的情况下，第一决定部641考虑旋转角度，决定具有相对于该一方的基板而位置偏移比阈值小的结晶结构的其它基板。

第二决定部642针对第一决定部641等决定的组合中的第一基板211以及第二基板213的各个，从第一决定部641获取同与接合面平行的结晶方位的方向相关的信息。另外，在获取了与第一基板211以及第二基板213各自的结晶结构相关的信息的情况下，第二决定部642从第二储存部622参照第二参照信息，决定接合装置100中的第一基板211或者第二基板213的保持力，以使在接合装置100的接合部300接合的层叠基板230中的位置偏移更小。第二决定部642决定的保持力作为将第一基板211以及第二基板213接合的情况下的条件，通过输出部650输出到接合部300。

第三决定部643也针对第一决定部641等决定的组合中的第一基板211以及第二基板213的各个，从第一决定部641获取同与接合面平行的结晶方位的方向相关的信息。另外，在获取了与第一基板211以及第二基板213各自的结晶结构相关的信息的情况下，第三决定部643从第三储存部623参照第三参照信息，决定接合部300中的第一基板211以及第二基板213的接合力，以使在接合装置100的接合部300接合的层叠基板230中的位置偏移更小。第三决定部643决定的接合力作为将第一基板211以及第二基板213接合的情况下的条件，通过输出部650输出到接合部300。

在接受部610接受了第一基板211以及第二基板213中的一方例如第一基板211的结晶结构，即第一基板211的接合面上的结晶方位、和与第一基板211的电路区域216中的元件的种类、配置等相关的信息的情况下，第四决定部644参照第一储存部621，决定与第一基板211接合的基板213的结晶结构，以使在接合后所形成的层叠基板230中的位置偏移极小。并且，第四决定部644根据基板213中的接合面的结晶方位，参照第四储存部624的第四参照信息，决定基板213中的电路区域216的元件的配置以及形成方向等电路规格。决定的基板213的电路规格通过输出部650输出到外部。

如参照图32～图36后述的那样，在接合装置100的接合部300中接合的基板的一方是已经层叠多个基板而形成的层叠基板230的情况下，第五决定部645参照第一储存部621的第一参照信息，决定与层叠基板230接合的其它基板的接合面上的结晶结构。决定结果作为确定应该与进行接合的层叠基板230组合的第三基板215的组合的决定，通过决定输出部650输出到外部。

在决定装置601中，输出部650将计算部630以及决定部640中的任意一方的输出输出到外部。对于该情况下的输出形式来说，既可以在未图示的显示装置显示决定，也可以作为曝光条件或者接合条件发送给晶圆处理装置800以及接合装置100中的至少一方。

另外，从输出部650输出的计算部630以及决定部640的计算结果、决定或者判断也可以进一步积蓄于其它的数据库等，从而能够从外部参照。由此，也可以更新储存于各储存部的参照信息，使将来的决定的精度提高。另外，也可以在其它的制造装置901中利用在一个制造装置901中输出的决定。

如以下说明的那样，上述那样的决定装置601接受与供在接合装置100中进行接合的基板的表面所显现的结晶结构相关的信息，决定进行接合的基板的设计规格、进行接合的基板的组合、晶圆处理装置800中的处理条件、以及接合装置100中的接合条件中的至少一个。由此，能够可靠地制造满足预先决定的条件的层叠基板230。

图24是表示决定装置601的动作顺序之一的流程图。根据图24所示的顺序，能够不将第一基板211以及第二基板213接合而明确在层叠基板230产生的非线性的位置偏移。

首先，接受部610接受与预定形成层叠基板230，或者暂时组合的第一基板211以及第二基板213相关的信息(步骤S401)。这里，接受部610接受的信息包括与第一基板211以及第二基板213的结晶结构，即第一基板211以及第二基板213的组成相关的信息、与接合面的面方位相关的信息、同与接合面平行的结晶方位的方向相关的信息等与在第一基板211以及第二结晶基板213各自的接合面显现的结晶结构相关的信息。

计算部630基于接受部610接受到的与第一基板211以及第二基板213相关的信息，参照储存于第一储存部的第一参照信息，获取与第一基板211以及第二基板213的接合面上的刚性分布相关的信息(步骤S402)。然后，在将第一基板211以及第二基板213接合的情况下，计算部630根据刚性分布计算在层叠基板230产生的位置偏移量(步骤S403)。

接下来，第一决定部641基于通过计算部630计算出的位置偏移量，判断将第一基板211以及第二基板213的组合接合而制作的层叠基板230是否满足预先决定的条件，即层叠基板230中的第一基板211以及第二基板213的位置偏移是否不超过预先决定的阈值，并且通过输出部650将判断结果作为决定来输出(步骤S404)。这样一来，决定装置601能够在将第一基板211以及第二基板213接合之前，基于进行接合的结果而产生的位置偏移输出判断结果，所以用户能够将通过接合而包括过大的位置偏移的层叠基板230的形成防范于未然。

此外，在计算部630使用刚性分布的信息这一点，决定装置601也可以说是基于与第一基板211以及第二基板213的刚性分布相关的信息，决定是否选择它们来作为相互接合的组合。也可以代替该情况，而接受部610直接获取与第一基板211以及第二基板213的刚性分布相关的信息，并且基于该与刚性分布相关的信息，决定是否选择它们来作为相互接合的组合。

图25是表示在接合部300中处于接合过程中的第一基板211以及第二基板213的一部分的图。在图示的例子中，在第一基板211以及第二基板213的接合过程中，部分地解除基于下侧的基板保持器221的第一基板211的保持。

若在结合波正在行进的接合过程中，减弱位于图中下侧的第一基板211的基于基板保持器221的保持来部分地解除，或者，使相对于基板保持器221的摩擦力降低，则在该区域，由于在与上侧的基板213之间作用的吸附力，而下侧的第一基板211从基板保持器221上浮而弯曲。由此，下侧的第一基板211的相对于设计规格的倍率变化，所以在层叠基板230中产生的位置偏移量变化。由此，在第一基板211以及第二基板213的接合条件中也包括有解除第一基板211的保持的定时以及解除区域的大小等。

图26是对第一基板211以及第二基板213的某个组合，例示接合部300中的保持力的变化和与其对应的层叠基板230中的位置偏移量的关系的图表。即，该图表是上述第二参照信息的一个例子。在图中，作为第一基板211以及第二基板213，对与接合面平行的面内的结晶方位一致的组合、和处于沿着接合面的结晶方位旋转了45°的关系的组合，示出与上述保持力变化的情况对应的层叠基板230中的位置偏移量。

如图示那样，在接合装置100中的第一基板211或者第二基板213的保持力变化的情况下，在层叠基板230中产生的位置偏移量变化。另外，其变化的方式根据进行接合的第一基板211以及第二基板213的接合面上的结晶结构而不同。由此，对于第一基板211以及第二基板213的某个组合，能够通过参照图26所示的图表的信息，获取将该组合接合而形成的层叠基板230中的位置偏移量较小的保持力的范围A、B。另外，保持力设定在100Kpa以下。

图27是表示如上述那样使第二决定部642决定以位置偏移量的抑制为目的的保持力的情况下的动作顺序的流程图。第二决定部642首先获取表示在第一决定部641中决定的第一基板211以及第二基板213的结晶结构的组合，即表示第一基板211以及第二基板213各自的与接合面平行的结晶方位的方向的旋转量的信息(步骤S501)。

接下来，第二决定部642参照第二储存部622的第二参照信息(步骤S502)，决定接合部300中的对第一基板211或者第二基板213的保持力(步骤S503)。接下来，第二决定部642将在步骤S503中决定的保持力作为在将第一基板211以及第二基板213接合的情况下应用的接合条件，通过输出部650输出到接合部300的控制部150(步骤S504)。

图28表示第三决定部643的动作顺序的流程图。如上述那样，在将第一基板211以及第二基板213接合的情况下，通过使将第一基板211以及第二基板213相互接合的接合力的大小适当，能够抑制层叠基板230中的位置偏移。

即，在使在接合装置100中活性化后的第一基板211以及第二基板213相互吸引的接合力变化的情况下，如上述那样，产生与使第一基板211以及第二基板213中的任意一个的保持力变化的情况相同的效果。因此，决定装置601的接受部610也可以输出通过使用了等离子体的活性化等而给予第一基板211以及第二基板213的接合力的适当的大小，作为层叠基板230的规格。

此外，上述的接合力例如是作用于在接合部300中使接合面活性化后的第一基板211以及第二基板213相互之间的分子间力。能够通过变更在接合部300中使第一基板211以及第二基板213的接合面活性化的处理的条件，来调整这样的接合力的大小。

首先，接受部610获取表示第一基板211以及第二基板213的结晶结构，即表示第一基板211以及第二基板213各自的与接合面平行的方向的结晶方位的方向的信息等(步骤S601)。接下来，计算部630参照第三储存部623的第三参照信息(步骤S602)，并且设定针对一方的第一基板211的假定的接合力，并且使计算部630计算在利用该接合力将第一基板211以及第二基板213接合的情况下得到的层叠基板230中所产生的第一基板211以及第二基板213的位置偏移量(步骤S603)。

接下来，第三决定部643调查在步骤S603中计算出的位置偏移是否满足不超过预先设定的阈值这样的条件(步骤S604)。其结果是，在计算出的位置偏移量满足预先设定的条件的情况下，(步骤S604：是)，将此时假定的接合力作为在将第一基板211以及第二基板213接合的情况下应用的接合力，输出至接合部300(步骤S605)。

在步骤S603中计算出的位置偏移量不满足预先决定的条件的情况下(步骤S604：否)，第三决定部643设定不同的假定的接合力(步骤S605)，之后反复进行步骤S603、S604的处理。这样一来，决定装置601决定在层叠基板230中产生的位置偏移的量极小的那样的接合力，并通过输出部650输出至接合部300。另外，在决定基板的组合时，优选为基板间的接合力比基板保持器221的保持力大的组合。

图29是表示决定装置601的另一其它的动作顺序的流程图。这里，决定装置通过参照储存于第一储存部621的第一参照信息，决定第一基板211以及第二基板213的接合面上的与该接合面平行的结晶方位的方向的组合，来抑制通过第一基板211以及第二基板213的接合而形成的层叠基板230中的位置偏移量。

首先，接受部610获取与第一基板211以及第二基板213的接合面上的结晶结构，即包括第一基板211以及第二基板213各自的与接合面平行的结晶方位的方向的与结晶结构相关的信息(步骤S701)。接下来，计算部630参照第一储存部621的第一参照信息(步骤S702)，并且基于第一基板211以及第二基板213的组合中的结晶方位的旋转角度，使计算部630计算计算将第一基板211以及第二基板213层叠而得到的层叠基板230中的位置偏移量(步骤S703)。

图30是例示储存于决定装置600的第一储存部621的表格627的内容的图。表格627储存基板的接合面上的结晶结构亦即面方位及结晶方位与该接合面上的刚性分布的图案的组合。即，表格627也是第一参照信息的一个例子。计算部630通过参照上述那样的表格627，获取与接受部610接受的第一基板211以及第二基板213的接合面的结晶结构对应的刚性分布的图案。然后，计算部630基于与获取的刚性分布的图案相关的信息，计算将第一基板211以及第二基板213接合而形成的层叠基板230中的位置偏移量。

再次参照图29，接下来，决定部640将计算部630计算出的位置偏移量与预先决定的阈值进行比较，判断接受部610接受到的第一基板211以及第二基板213的组合是否合适(步骤S704)。其结果是，在判断为层叠基板230中的形变超过阈值的情况下(步骤S704：否)，决定部640对接受部610接受到的第一基板211以及第二基板213的假定的组合进行否定的决定，并从输出部650输出(步骤S705)。

另外，在推断结果是未超过预先决定的阈值的情况下(步骤S704：是)，决定部640对第一基板211以及第二基板213的组合进行肯定的决定，并通过输出部650输出(步骤S7059)。这样一来，能够基于储存于第一储存部621的第一参照信息，决定第一基板211以及第二基板213的组合。

并且，决定装置600也可以关于第一基板211以及第二基板213，对与接受部610接受到的接合面的结晶结构的组合不同的组合，尝试上述步骤S702～步骤S705的处理。由此，例如，能够针对保持接受部610接受到的第一基板211以及第二基板213的接合面的面方位固定，并使与接合面平行的结晶方位旋转的组合，进行决定。

图31是表示决定装置601的另一其它的动作顺序的流程图。在半导体基板形成元件的情况下，根据半导体基板的结晶结构的各向异性，有根据元件的形成方向而元件特性变化的情况。因此，在以抑制层叠基板230中的第一基板211以及第二基板213的位置偏移为目的，决定在接合面显现的结晶结构的组合的情况下，有形成在第一基板211以及第二基板213的元件的特性降低的情况。

因此，在决定装置601中，在接受部610获取到与第一基板211以及第二基板213的结晶结构，即第一基板211以及第二基板213各自的接合面上的结晶结构相关的信息的情况下(步骤S801)，第四决定部644参照第四储存部624，获取与接受部610接受到的在第一基板211以及第二基板213的接合面显现的结晶结构所对应的元件特性相关的信息(步骤S802)。

接下来，第四决定部644调查形成在第一基板211以及第二基板213的各元件是否满足不低于预先决定的阈值这样的条件(步骤S803)。其结果是，在元件特性满足条件的情况下(步骤S803：是)，将接受部610接受到的旋转角度决定为第一基板211以及第二基板213的规格，并输出至晶圆处理装置800。

另外，在元件特性不满足条件的情况下(步骤S803：否)，变更未能得到满足条件的元件特性的基板的规格(步骤S804)，并基于变更后的规格使处理返回到步骤S803。由此，最终，决定满足层叠基板230中的位置偏移量的条件、和与元件特性相关的条件双方的元件的形成方向，并通过输出部650输出至晶圆处理装置800(步骤S805)。

由此，从决定装置601输出制造通过结晶方位的旋转能够抑制第一基板211以及第二基板213之间的位置偏移，并且，在各第一基板211以及第二基板213中高效地发挥元件的特性的层叠基板230的条件(步骤S806)。

图32～图36是表示其它的层叠基板240的制造过程的图。对将(100)面作为连接面的三枚第一基板211以及第二基板213、215进行接合来形成这里制造的层叠基板240。由此，在设计该三层结构的层叠基板240的情况下，决定装置600首先关于第一基板211以及第二基板213的接合，决定与接合面上的结晶结构相关的组合。接下来，决定装置600决定与层叠基板230接合的第三基板215的接合面的结晶结构。

首先，如图32所示，将基板213与第一基板211接合。在该阶段，在基板213的与接合面平行的结晶方位相对于第一基板211的与接合面平行的结晶方位旋转了45°的状态下，将基板213的接合面与第一基板211的接合面接合。在基板211、213是在表面具有图案的基板的情况下，在基板213将电路图案形成为在基板213的结晶方位相对于基板211的结晶方位旋转了45度的状态下，电路图案的配置与基板211的电路图案的配置对应。由此，如已经说明的那样，另外，如图33所示，形成抑制了起因于结晶各向异性的位置偏移的分布的双层的层叠基板230。

其后，如图34所示，通过机械化学研磨将层叠基板230中的基板213薄化。通过薄化而显现的基板213的新的面成为将层叠基板230与其它基板接合的情况下的接合面。这里，准备具有与新的接合面进行接合的接合面的第三层的基板215。

此外，在将基板213侧薄化后的层叠基板230中，基板213的厚度与第一基板211的厚度相比较，显著地变薄。因此，如图35所示，通过薄化而在基板213新形成的接合面上的刚性分布反映了未薄化的第一基板211的接合面的刚性分布。

因此，在接合第三层的基板215的情况下，在基板215的与接合面平行的结晶方位不相对于直接接合的基板213的结晶方位旋转45°，而相对于第一层的第一基板211的与接合面平行的结晶方位旋转45°的状态下，与基板213接合。由此，成为仍然抑制了接合三层而形成的层叠基板240中的位置偏移的状态。这样一来，如图36所示，能够制造抑制了起因于结晶的各向异性的位置偏移的三层的层叠基板240。另外，在图示的例子中，示出了将旋转了45°的基板213薄化的例子，但也可以将层叠于旋转了45°的基板的基板薄化。

这样，在将已经具有层叠结构的层叠基板230与其它基板接合的情况下，不根据位于层叠基板230的接合面的基板213的接合面的特性，而根据在由多个基板形成的层叠基板230的接合面显现的结晶结构，决定进行接合的基板215的接合面的结晶结构。

这样一来，在制造三层以上的多层的层叠基板240的情况下，也能够通过决定部640决定接合面的结构，来抑制在层叠基板240产生的位置偏移。换句话说，在制造三层以上的层叠基板240的情况下，若以使与接合面平行的结晶方位旋转后的状态将第一层的第一基板211和第二层的基板213接合，则对于第三层以上的基板215来说，只要在将正下方的基板薄化之后，以一直成为与第二层的基板213的结晶方位相同的结晶方位的状态进行接合即可。通过在决定部640设置这样的判断，能够不使第二层以上的基板213、215的设计以及工序复杂化而决定接合的基板中的接合面的结晶结构，抑制层叠基板240中的位置偏移。

另外，在进一步将其它基板215与将第一基板211以及第二基板213接合之后将第二基板213薄化后的层叠基板230重叠并进行接合的情况下，优选制造装置901的决定装置601不根据位于接合的基板215的正下方的第二基板213的接合面的结晶结构，而根据对层叠基板230中的接合面占主导地位的第一基板211的接合面的结晶结构，判断基板215的接合面的结晶结构。

图37是表示如上述那样接合三层以上的基板的情况下的决定装置601的动作顺序的流程图。在决定装置601中，首先，通过第一决定部641等，决定形成层叠基板230的第一基板211以及第二基板213的结晶结构的组合(步骤S901)。接下来，在层叠第三基板215之前，确定第一基板211以及第二基板213中的哪一个被薄化(步骤S902)，之后第五决定部645从第一储存部621参照第一参照信息，决定相对于层叠基板230的第三基板215的接合面上的结晶结构。决定的结晶结构例如是与接合面平行的结晶方位的方向的旋转量。

这里，如已经说明的那样，第五决定部645不基于与第三基板215直接接触并接合的第二基板213的结晶结构，而基于第一基板211的相对于第二基板213的接合面的结晶结构，并参照第一储存部621的第一参照信息，决定第三基板215的与接合面平行的结晶方位的方向(S903)。这样一来，决定基板215的接合面上的结晶方位的适当的旋转角度。

此外，在上述的例子中，对在与接合面平行的面内，使另一方的基板的结晶方位的方向相对于第一基板211以及第二基板213的一方的与接合面平行的结晶方位的方向旋转的例子进行了说明。然而，将第一基板211以及第二基板213接合的情况下的接合面的结晶结构的组合并不限定于一方相对于另一方进行旋转的结晶方位的组合。例如，也能够通过组合在接合面具有不同的面方位的第一基板211以及第二基板213并接合，使位置偏移减少。并且，也有能够组合结晶方位和面方位双方不同的基板，使位置偏移减少的情况。

此外，也可以通过在PC等计算机安装程序来实现决定装置600、601的各功能。程序既可以利用因特网等通信进行下载，也可以记录于计算机可读介质并读入至计算机。

图38～图42是表示拍摄元件700的制造过程的剖视图。完成的拍摄元件700的剖面结构如图42所示。

如图38所示，通过将像素基板710与电路基板720重叠并接合来制造拍摄元件700。这里，像素基板710具有形成在基底基板711的表面的受光元件712、和形成在接合在基底基板711之上的绝缘层713内的布线层714。另外，电路基板720具有与基底基板721的表面接合的绝缘层723以及布线层724及各种元件。此外，像素基板710的基底基板711的厚度与电路基板720的基底基板721的厚度大致相互相等。

在制造拍摄元件700的情况下，首先，如图39所示，以将像素基板710反转从而绝缘层713、723彼此相对的方式将像素基板710以及电路基板720接合，形成层叠基板730。由此，包括受光元件712以及布线层714的像素基板710上的电路与包括布线层724的电路基板720的电路耦合。

如上述那样，像素基板710以及电路基板720各自的基底基板711、721的厚度大致相互相等。因此，在上述的接合的过程中在基底基板711、721产生的形变在层叠基板730中大致相等地分配给像素基板710以及电路基板720双方。

例如，在利用在接合的过程中释放像素基板710使结合波产生的接合方法与电路基板720接合的情况下，在像素基板710侧产生相对于设计值的倍率增加的+50(相对值)的形变，在电路基板720侧产生相对于设计值的倍率减少的－50(相对值)的形变。在该阶段的层叠基板730中，保持该形变的比例。

接下来，如图40所示，利用机械化学研磨等方法使电路基板720的基底基板721薄化。由此，成为基底基板711、721的厚度显著地不同的状态。因此，薄化后的电路基板720的基底基板721的强度降低，像素基板710的基底基板711的应力相对于层叠基板730整体占主导地位。其结果是，如图中的数值(相对值)所示，像素基板710的应力被释放而形变成为(0)，大致全部的(－100)的形变集中于电路基板720。

接下来，如图41所示，在电路基板720的基底基板721的图中下表面接合支承基板740。支承基板740具有与基底基板711以及薄化之前的基底基板721大致相同的厚度。

这里，在支承基板740未形成元件以及布线等结构物，所以能够不考虑相对于电路基板720的对位精度，而利用不产生形变的接合方法接合在基底基板721的背面。因此，调查成为支承基板740的接合对象的电路基板720的基底基板721的接合面上的结晶结构，通过决定装置600决定与基底基板721接合的情况下不产生新的形变的支承基板740的接合面的结晶结构。

由此，能够不产生基于支承基板740的接合的形变，固定集中在基底基板721的形变。换句话说，在电路基板720不产生新的形变，所以像素基板710的形变维持为(0)的状态。

接下来，如图42所示，通过机械化学研磨等使像素基板710的基底基板711薄化。由此，透过了基底基板711的入射光到达受光元件712，形成背面照射型的拍摄元件700。此外，在拍摄元件700中，有在像素基板710侧成为图中上表面的被薄化的基底基板711的背面进一步层叠彩色滤光片、微透镜等光学元件等的情况。

在上述那样的拍摄元件700中，在图40所示的阶段以后，维持像素基板710的形变较低的状态，即使在作为拍摄元件700而完成的状态下，也维持形变较低的状态。由此，能够受光元件712的配置不产生形变，且精度良好地与各受光元件712对位地形成微透镜等光学元件。

以上，使用实施方式对本发明进行了说明，但本发明的技术范围并不限定于上述实施方式所记载的范围。本领域技术人员明确能够对上述实施方式施加多样的变更或者改进。根据权利要求书的记载明确那样的施加了变更或者改进的方式也能够包括于本发明的技术范围。

关于在权利要求书、说明书以及附图中示出的装置、系统、程序以及方法中的动作、顺序、步骤以及阶段等各处理的执行顺序，只要不特别明示为“之前”、“在……之前”等，另外，不在后面的处理使用前面的处理的输出，则应该留意能够以任意的顺序实现。关于权利要求书、说明书以及附图中的动作流程，即使为了方便而使用“首先”、“接下来”等进行了说明，也并不意味着必须按照该顺序实施。

附图标记说明：100…接合装置，110…壳体，120、130…基板盒，140…输送部，150…控制部，211、213、215…基板，212…划线，214…缺口，216…电路区域，218…对准标记，221、223…基板保持器，225…吸附面，230、240…层叠基板，300…接合部，310…框体，312…底板，316…顶板，322…上工作台，324、334…显微镜，326、336…活性化装置，331…X方向驱动部，332…下工作台，333…Y方向驱动部，338…升降驱动部，339…旋转驱动部，400…保持器储料器，500…预对准器，600、601…决定装置，610…接受部，620…储存部，621…第一储存部，622…第二储存部，623…第三储存部，624…第四储存部，627、629…表格，630…计算部，640…决定部，641…第一决定部，642…第二决定部，643…第三决定部，644…第四决定部，645…第五决定部，650…输出部，700…拍摄元件，710…像素基板，711、721…基底基板，712…受光元件，713、723…绝缘层，714、724…布线层，720…电路基板，730…层叠基板，740…支承基板，800…晶圆处理装置，810…涂布机，820…曝光装置，830…成膜装置，840…控制部，901…制造装置。

Claims (17)

1.一种制造方法，是将两个基板接合来制造层叠基板的制造方法，其中，包括：

获取阶段，在上述获取阶段中，获取与多个基板的结晶结构相关的信息；以及

决定阶段，在上述决定阶段中，基于与上述结晶结构相关的信息，决定相互接合的两个基板的组合。

2.根据权利要求1所述的制造方法，其中，

与上述结晶结构相关的信息包括基板的接合面的面方位以及与上述接合面平行的方向的结晶方位中的至少一方。

3.根据权利要求1或者2所述的制造方法，其中，

在上述决定阶段中，决定两个基板的接合后的位置偏移量在预先决定的阈值以下的组合。

4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的制造方法，其中，

在上述决定阶段中，决定上述两个基板的接合面的面方位为预先决定的组合的组合。

5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的制造方法，其中，

上述制造方法还包括将与上述结晶结构相关的信息同与上述两个基板各自中的接合面的刚性分布相关的信息建立对应地进行储存的阶段，

在上述决定阶段中，决定上述两个基板各自中的上述接合面的刚性分布为预先决定的刚性分布的组合。

6.根据权利要求1～5中的任意一项所述的制造方法，其中，

在上述决定阶段中，还包括决定上述两个基板中的另一方相对于上述两个基板中的一方在接合面内的旋转的量的阶段。

7.根据权利要求6所述的制造方法，其中，

上述制造方法还包括将基于上述旋转的量进行曝光的曝光条件输出至曝光装置的阶段。

8.根据权利要求6或者7所述的制造方法，其中，

上述制造方法还包括将基于上述旋转的量，在接合时保持上述两个基板中的至少一方的保持条件输出至接合装置的阶段。

9.一种制造方法，是将两个基板接合来制造层叠基板的制造方法，其中，包括：

获取阶段，在上述获取阶段中，获取与多个基板的刚性分布相关的信息；以及

决定阶段，在上述决定阶段中，基于与上述刚性分布相关的信息，决定相互接合的两个基板的组合。

10.一种制造方法，是将两个基板接合来制造层叠基板的制造方法，其中，包括：

对上述两个基板的接合面的面方位、与上述接合面平行的方向的结晶方位、以及刚性分布中的至少一方不同的上述两个基板进行对位的阶段；以及

将对位后的上述两个基板接合的阶段。

11.一种制造装置，是将两个基板接合来制造层叠基板的制造装置，其中，具备：

获取部，获取与多个基板的结晶结构相关的信息；以及

决定部，基于与上述结晶结构相关的信息，决定相互接合的上述两个基板的组合。

12.一种制造装置，是将两个基板接合来制造层叠基板的制造装置，其中，具备：

获取部，获取与多个基板的刚性分布相关的信息；以及

决定部，基于与上述刚性分布相关的信息，决定相互接合的上述两个基板的组合。

13.一种制造装置，是将两个基板接合来制造层叠基板的制造装置，其中，具备：

对位部，对上述两个基板的接合面的面方位、与上述接合面平行的方向的结晶方位、以及刚性分布中的至少一方不同的上述两个基板进行对位；以及

接合部，将对位后的上述两个基板接合。

14.一种曝光装置，是在基板形成图案的曝光装置，其中，

基于上述基板相对于与上述基板接合的其它基板在接合面内的旋转角度将图案曝光至上述基板，上述旋转角度是基于与上述基板以及上述其它基板的结晶结构以及刚性分布中的至少一方相关的信息而设定的。

15.一种程序，在将两个基板接合来制造层叠基板的情况下，使电子计算机执行：

获取与多个基板的结晶结构相关的信息的步骤；以及

基于与上述结晶结构相关的信息，决定相互接合的上述两个基板的组合的决定步骤。

16.一种程序，在将两个基板接合来制造层叠基板的情况下，使电子计算机执行：

获取与多个基板的刚性分布相关的信息的步骤；以及

基于与上述刚性分布相关的信息，决定相互接合的上述两个基板的组合的决定步骤。

17.一种层叠半导体装置，具有相互层叠的两个基板，其中，

上述两个基板的接合面的面方位、与上述接合面平行的方向的结晶方位、以及刚性分布中的至少一方相互不同。

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