JP2017081072A - ワークの貼り合わせ方法およびワークの貼り合わせ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】貼り合せ面の周縁部にそり部を有する樹脂製の板状の第一ワークと、板状の第二ワークとを、信頼性の高い接合状態で、貼り合わせることが可能なワークの貼り合わせ方法およびワークの貼り合わせ装置を提供すること。【解決手段】第一ワークおよび第二ワークの少なくとも一方の貼り合わせ面を活性化する表面活性化工程と、第一ワークと第二ワークとをそれぞれの貼り合わせ面が接触するように積層し、第一ワークにおけるそり部が形成された領域以外の領域を積層方向に加圧することにより第一ワークと第二ワークを貼り合わせる工程とを有する。ワークの貼り合わせ装置は、加圧機構の駆動により、第一ワークを保持する第一のステージに設けられたワーク押さえ部によって第一ワークにおけるそり部が形成された領域の内周縁より内側の領域を加圧する構成とされている。【選択図】図１
Description
本発明は、ワークの貼り合わせ方法およびワークの貼り合わせ装置に関するものである。
現在、少なくとも一方が合成樹脂からなる２枚の平板状の基板を貼り合わせる方法として、各々の基板における貼り合わせ面に紫外線を照射して、当該各基板の貼り合わせ面を活性化させ、両基板を紫外線が照射されたそれぞれの貼り合わせ面同士が密着するように積層して接合する方法が提案されている（例えば特許文献１〜特許文献５参照）。
また、基板の表面を活性化する方法としては、大気圧またはその近傍下においてプロセスガスをプラズマ化し、このプラズマ化したプロセスガスを基板の表面に接触させる方法を利用することも可能である。
これらの文献には、接合をより強固にするために、例えば、（ａ）２枚の基板を積層した状態において厚み方向（積層方向）に加圧する処理、（ｂ）２枚の基板を積層した状態において加熱する処理、（ｃ）２枚の基板を積層した状態において厚み方向に加圧した後、加熱する処理、もしくは（ｄ）２枚の基板を積層した状態において厚み方向に加圧しながら加熱する処理が適宜行われることが記載されている。
また、基板の表面を活性化する方法としては、大気圧またはその近傍下においてプロセスガスをプラズマ化し、このプラズマ化したプロセスガスを基板の表面に接触させる方法を利用することも可能である。
これらの文献には、接合をより強固にするために、例えば、（ａ）２枚の基板を積層した状態において厚み方向（積層方向）に加圧する処理、（ｂ）２枚の基板を積層した状態において加熱する処理、（ｃ）２枚の基板を積層した状態において厚み方向に加圧した後、加熱する処理、もしくは（ｄ）２枚の基板を積層した状態において厚み方向に加圧しながら加熱する処理が適宜行われることが記載されている。
近年では、マイクロリアクタや、例えば光拡散板のような光学部品の製造において、基板の貼り合わせ方法として、上記のような基板の貼り合わせ方法の採用が検討されている。ここに、マイクロリアクタは、例えばシリコン、シリコーン樹脂またはガラスなどよりなる小さな基板上に、半導体微細加工技術によってマイクロスケールの分析用チャネルなどが形成されたマイクロチップよりなるものである。このようなマイクロチップは、典型的には一対の基板が対向して接着された構造を有する。
而して、合成樹脂からなる平板状の基板は、一般に射出成形により形成されることが多い。射出成形により形成された基板においては、加工に伴う変形部分であるソリやバリが全周縁にわたって端縁から数ｍｍの外周縁領域に不可避的に生じることがある。以下、本明細書では、上記のソリおよびバリを総称して「そり部」と呼称する。
ここで、少なくとも一方の基板が全周縁にわたってそり部を有するものである２枚の平板状の基板を貼り合わせる場合を考える。図１２は、従来における貼り合わせ工程の一例を概略的に示す説明図である。この例における第一ワーク８０は、そり部８３を有する樹脂基板であり、第二ワーク８５はガラス基板である。なお、実際には、ガラス基板は、その周縁部が加熱軟化させて丸め加工する口焼き処理が行われることがある。そのため、ガラス基板についても、場合によっては、丸め加工部分が突起した状態となることもある。この場合も、加工に伴う変形部分を「そり部」と呼ぶことにする。なお、図１２では理解を容易にするために、ガラス基板には、そり部が存在しない場合を示している。
ここで、少なくとも一方の基板が全周縁にわたってそり部を有するものである２枚の平板状の基板を貼り合わせる場合を考える。図１２は、従来における貼り合わせ工程の一例を概略的に示す説明図である。この例における第一ワーク８０は、そり部８３を有する樹脂基板であり、第二ワーク８５はガラス基板である。なお、実際には、ガラス基板は、その周縁部が加熱軟化させて丸め加工する口焼き処理が行われることがある。そのため、ガラス基板についても、場合によっては、丸め加工部分が突起した状態となることもある。この場合も、加工に伴う変形部分を「そり部」と呼ぶことにする。なお、図１２では理解を容易にするために、ガラス基板には、そり部が存在しない場合を示している。
図１２（ａ）に示すように、先ず、一面および他面の各々にそり部８３が形成された第一ワーク８０および第二ワーク８５の一面におけるそれぞれの貼り合わせ面８１，８６を活性化させるために、当該貼り合わせ面８１，８６に紫外線光源９０によって紫外線を照射する。ここに、紫外線光源９０としては、例えば中心波長１７２ｎｍの真空紫外線を放射するキセノンエキシマランプなどを用いることができる。なお、理解を容易にするために、第一ワーク８０におけるそり部８３の形状は強調して描かれている。
なお、先に述べたように、貼り合わせ面８１，８６の活性化は、大気圧またはその近傍下においてプロセスガスをプラズマ化し、このプラズマ化したプロセスガスを基板の表面に接触させるようにしてもよい。
なお、先に述べたように、貼り合わせ面８１，８６の活性化は、大気圧またはその近傍下においてプロセスガスをプラズマ化し、このプラズマ化したプロセスガスを基板の表面に接触させるようにしてもよい。
次に、図１２（ｂ）に示すように、ワーク載置ステージ９５上において、第一ワーク８０と第二ワーク８５を、紫外線が照射されたそれぞれの貼り合わせ面８１，８６が密着するように積層する。このとき、第一ワーク８０のそり部８３によって、両ワーク間には、例えば１μｍ程度の間隔の空間が形成される。なお、図１２（ｂ）では、そり部８３の形状が強調して描かれているため、両ワーク間には面方向の全域にわたって空間が生じた状態とされているが、実際には、第一ワーク８０である樹脂基板の平面度によっては、第一ワーク８０と第二ワーク８５が接触した状態となる場合もある。
そして、図１２（ｃ）に示すように、ワーク載置ステージ９５上に配置された第一ワーク８０と第二ワーク８５の積層体を加圧部材９６によって積層方向に加圧する。これにより、第一ワーク８０のそり部８３を変形させて、図１２（ｄ）に示すように、第一ワーク８０と第二ワーク８５のそれぞれの貼り合わせ面８１，８６を一様に接触させる。以って、図１２（ｅ）に示すように、第一ワーク８０と第二ワーク８５とが一体に接合された貼り合わせ部材が得られる。
なお、上述したように、第一ワーク８０と第二ワーク８５の積層体に対して、厚み方向に加圧しながら加熱する処理が行われてもよいし、当該積層体を厚み方向に加圧した後、加熱する処理が行われてもよい。
なお、上述したように、第一ワーク８０と第二ワーク８５の積層体に対して、厚み方向に加圧しながら加熱する処理が行われてもよいし、当該積層体を厚み方向に加圧した後、加熱する処理が行われてもよい。
ここで、基板の貼り合わせのメカニズムを、例えばＰＤＭＳ基板８０ａとガラス基板８５ａを貼り合わせる際のメカニズムを例に挙げて説明すると、図１３（ａ）に示すように、ＰＤＭＳ基板８０ａの表面（貼り合わせ面）は、オルガノシロキシ基が存在する疎水性表面となっている。大気中に保持されるＰＤＭＳ基板８０ａの表面に、波長２２０ｎｍ以下の紫外線を照射することにより、ＰＤＭＳ基板８０ａの表面にて活性酸素が発生する。この活性酸素とＰＤＭＳ基板８０ａの表面とが接触することにより、ＰＤＭＳ基板８０ａの表面が酸化される。すなわち、図１３（ｂ）に示すように、オルガノシロキシ基に係るメチル基が脱離され、当該メチル基が結合していたケイ素原子に活性酸素が結合された状態となる。大気中には水分が存在しているので、生成された活性酸素と水素とが結合し、図１３（ｃ）に示すように、ＰＤＭＳ基板８０ａの表面は、ケイ素原子にヒドロキシ基（ＯＨ基）が結合された状態となる。このような表面にガラス基板８５ａの親水性表面（貼り合わせ面）を重ね合わせて両表面を密着させることにより、図１３（ｄ）に示すように、ＰＤＭＳ基板８０ａの表面とガラス基板８５ａの表面との界面において水素結合が形成され、両基板が接合される。
以上の貼り合わせ工程において、第一ワーク８０と第二ワーク８５の積層体に対する加圧処理は、上記の接合反応が貼り合わせ面の全面において均一にかつ確実に行われるようにするために行われる。
ここで、第一ワーク８０と第二ワーク８５の積層体に対する加圧処理について考察する。
図１２（ｂ）に示されるように、そり部８３がある第一ワーク８０と第二ワーク８５とを積層すると、第一ワーク８０の周縁部のそり部８３の先端縁と第二ワーク８５の貼り合わせ面８６とが接触する。ここに、両ワークの貼り合わせ面８１，８６は、紫外線が照射されているので活性化されている。よって、第一ワーク８０のそり部８３の先端縁と第二ワーク８５の貼り合わせ面８６との接触部において、両ワークの接合が発生する。すなわち、第一ワーク８０は、上記接触部において第二ワーク８５に固定される。この状態において、図１２（ｃ）に示すように、加圧部材９６によって、第一ワーク８０の他面全体が加圧される場合には、第一ワーク８０におけるそり部８３と第二ワーク８５との固定部分も加圧される。当該固定部分にあっては、少なくとも加圧開始時から両ワークの貼り合わせ面の全体が接触するまでは、活性化効果と加圧効果の相乗効果により、加圧開始時において両ワークが接触していない中央部分より強い接合力で接合（固定）されることとなる。従って、両ワークが加圧されると、第一ワーク８０は、その周縁部において第二ワーク８５に固定された状態で変形される。これにより、第一ワーク８０の貼り合わせ面８１の全面が第二ワーク８５の貼り合わせ面８６に一様に接触することになる。しかしながら、両ワークへの加圧が解除されると、得られる貼り合わせ部材においては、加圧前の両ワークの接触部近傍（図１２（ｅ）において破線で囲まれた領域で示す。）に内部応力が残存する。このため、両ワークを貼り合わせた後、残存した内部応力により両ワークが再び剥離するという不具合が生じることがある。
図１２（ｂ）に示されるように、そり部８３がある第一ワーク８０と第二ワーク８５とを積層すると、第一ワーク８０の周縁部のそり部８３の先端縁と第二ワーク８５の貼り合わせ面８６とが接触する。ここに、両ワークの貼り合わせ面８１，８６は、紫外線が照射されているので活性化されている。よって、第一ワーク８０のそり部８３の先端縁と第二ワーク８５の貼り合わせ面８６との接触部において、両ワークの接合が発生する。すなわち、第一ワーク８０は、上記接触部において第二ワーク８５に固定される。この状態において、図１２（ｃ）に示すように、加圧部材９６によって、第一ワーク８０の他面全体が加圧される場合には、第一ワーク８０におけるそり部８３と第二ワーク８５との固定部分も加圧される。当該固定部分にあっては、少なくとも加圧開始時から両ワークの貼り合わせ面の全体が接触するまでは、活性化効果と加圧効果の相乗効果により、加圧開始時において両ワークが接触していない中央部分より強い接合力で接合（固定）されることとなる。従って、両ワークが加圧されると、第一ワーク８０は、その周縁部において第二ワーク８５に固定された状態で変形される。これにより、第一ワーク８０の貼り合わせ面８１の全面が第二ワーク８５の貼り合わせ面８６に一様に接触することになる。しかしながら、両ワークへの加圧が解除されると、得られる貼り合わせ部材においては、加圧前の両ワークの接触部近傍（図１２（ｅ）において破線で囲まれた領域で示す。）に内部応力が残存する。このため、両ワークを貼り合わせた後、残存した内部応力により両ワークが再び剥離するという不具合が生じることがある。
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、貼り合せ面の周縁領域にそり部を有する樹脂からなる板状の第一ワークと、板状の第二ワークとを、信頼性の高い接合状態で、貼り合わせることのできるワークの貼り合わせ方法およびワークの貼り合わせ装置を提供することを目的とする。
本発明のワークの貼り合わせ方法は、樹脂からなる板状の第一ワークを板状の第二ワークに貼り合わせる方法であって、
前記第一ワークは、貼り合わせ面における外周縁部に厚み方向に突出するそり部を有するものであり、
前記第一ワークおよび前記第二ワークの少なくとも一方の貼り合わせ面を活性化する表面活性化工程と、
当該第一ワークと当該第二ワークとをそれぞれの貼り合わせ面が接触するように積層し、当該第一ワークにおける前記そり部が形成された領域以外の領域を積層方向に加圧することにより当該第一ワークと当該第二ワークを貼り合わせる工程と
を有することを特徴とする。
前記第一ワークは、貼り合わせ面における外周縁部に厚み方向に突出するそり部を有するものであり、
前記第一ワークおよび前記第二ワークの少なくとも一方の貼り合わせ面を活性化する表面活性化工程と、
当該第一ワークと当該第二ワークとをそれぞれの貼り合わせ面が接触するように積層し、当該第一ワークにおける前記そり部が形成された領域以外の領域を積層方向に加圧することにより当該第一ワークと当該第二ワークを貼り合わせる工程と
を有することを特徴とする。
また、本発明のワークの貼り合わせ方法においては、前記第二ワークの貼り合わせ面の外周縁を、前記第一ワークの貼り合わせ面の外周縁よりも外方に位置させることが好ましい。
また、本発明のワークの貼り合わせ方法においては、前記表面活性化工程が、前記第一ワークおよび前記第二ワークの少なくとも一方の貼り合わせ面に真空紫外線を照射する紫外線照射処理工程であることが好ましい。
あるいは、本発明のワークの貼り合わせ方法においては、前記表面活性化工程が、大気圧プラズマによってプラズマ化したプロセスガスを、前記第一ワークおよび前記第二ワークの少なくとも一方の貼り合わせ面に接触させるプラズマガス処理工程であることが好ましい。
本発明のワークの貼り合わせ装置は、一面における周縁部に厚み方向に突出するそり部を有する樹脂からなる板状の第一ワークを保持する第一のステージと、
板状の第二ワークを保持する第二のステージと、
前記第一ワークの一面および前記第二ワークの一面の一方または両方に紫外線を照射する光照射ユニットと、
前記第一ワークおよび前記第二ワークを、それぞれ第一のステージおよび第二のステージによって保持された状態で、それぞれの一面が接触するように積層させるワーク積層機構と、
前記第一ワークと前記第二ワークが積層された状態において当該第一ワークおよび当該第二ワークを積層方向に加圧する加圧機構と
を備えてなり、
前記第一のステージのワーク載置面には、前記第一ワークにおけるそり部が形成された領域の内周縁より内側の領域で当該第一ワークの他面に接触するワーク押さえ部が設けられており、前記加圧機構が駆動されることにより当該第一ワークにおけるそり部が形成された領域以外の領域が当該押さえ部によって加圧されることを特徴とする。
板状の第二ワークを保持する第二のステージと、
前記第一ワークの一面および前記第二ワークの一面の一方または両方に紫外線を照射する光照射ユニットと、
前記第一ワークおよび前記第二ワークを、それぞれ第一のステージおよび第二のステージによって保持された状態で、それぞれの一面が接触するように積層させるワーク積層機構と、
前記第一ワークと前記第二ワークが積層された状態において当該第一ワークおよび当該第二ワークを積層方向に加圧する加圧機構と
を備えてなり、
前記第一のステージのワーク載置面には、前記第一ワークにおけるそり部が形成された領域の内周縁より内側の領域で当該第一ワークの他面に接触するワーク押さえ部が設けられており、前記加圧機構が駆動されることにより当該第一ワークにおけるそり部が形成された領域以外の領域が当該押さえ部によって加圧されることを特徴とする。
あるいは、本発明のワークの貼り合わせ装置は、一面における周縁部に厚み方向に突出するそり部を有する樹脂からなる板状の第一ワークを保持する第一のステージと、
板状の第二ワークを保持する第二のステージと、
前記第一ワークの一面および前記第二ワークの一面の一方または両方に大気圧プラズマによってプラズマ化したプロセスガスを接触させる大気圧プラズマユニットと、
前記第一ワークおよび前記第二ワークを、それぞれ第一のステージおよび第二のステージによって保持された状態で、それぞれの一面が接触するように積層させるワーク積層機構と、
前記第一ワークと前記第二ワークが積層された状態において当該第一ワークおよび当該第二ワークを積層方向に加圧する加圧機構と
を備えてなり、
前記第一のステージのワーク載置面には、前記第一ワークにおけるそり部が形成された領域の内周縁より内側の領域で当該第一ワークの他面に接触するワーク押さえ部が設けられており、前記加圧機構が駆動されることにより当該第一ワークにおけるそり部が形成された領域以外の領域が当該押さえ部によって加圧されることを特徴とする。
板状の第二ワークを保持する第二のステージと、
前記第一ワークの一面および前記第二ワークの一面の一方または両方に大気圧プラズマによってプラズマ化したプロセスガスを接触させる大気圧プラズマユニットと、
前記第一ワークおよび前記第二ワークを、それぞれ第一のステージおよび第二のステージによって保持された状態で、それぞれの一面が接触するように積層させるワーク積層機構と、
前記第一ワークと前記第二ワークが積層された状態において当該第一ワークおよび当該第二ワークを積層方向に加圧する加圧機構と
を備えてなり、
前記第一のステージのワーク載置面には、前記第一ワークにおけるそり部が形成された領域の内周縁より内側の領域で当該第一ワークの他面に接触するワーク押さえ部が設けられており、前記加圧機構が駆動されることにより当該第一ワークにおけるそり部が形成された領域以外の領域が当該押さえ部によって加圧されることを特徴とする。
また、本発明のワークの貼り合わせ装置においては、前記第一のステージは、前記第一のステージは、前記第一ワークを前記ワーク押さえ部に対して位置決めする位置決め機構を備えた構成とされていることが好ましい。
本発明によれば、得られる貼り合わせ部材に残存する、第一ワークのそり部に起因した内部応力を小さく抑制することができるので、当該内部応力によって、第一ワークおよび第二ワークが再び剥離するという不具合が発生することを回避することができ、信頼性の高い接合状態を得ることができる。
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
〔ワーク〕
本発明に適用されるワークは、合成樹脂、ガラス、シリコンウエハ、水晶およびサファイアよりなる群から選ばれる材料よりなるものである。
ワークを構成する合成樹脂としては、ポリジメチルシロキサンなどのシリコーン樹脂、シクロオレフィン樹脂、アクリル樹脂などを用いることができる。
ワークを構成するガラスとしては、石英ガラス、アルカリガラス、硼珪酸ガラスなどを用いることができる。
２つのワークの各々は、互いに同種の材料よりなるものであっても異なる材料よりなるものであってもよい。
本発明に適用されるワークは、合成樹脂、ガラス、シリコンウエハ、水晶およびサファイアよりなる群から選ばれる材料よりなるものである。
ワークを構成する合成樹脂としては、ポリジメチルシロキサンなどのシリコーン樹脂、シクロオレフィン樹脂、アクリル樹脂などを用いることができる。
ワークを構成するガラスとしては、石英ガラス、アルカリガラス、硼珪酸ガラスなどを用いることができる。
２つのワークの各々は、互いに同種の材料よりなるものであっても異なる材料よりなるものであってもよい。
〔貼り合わせ方法〕
本発明のワークの貼り合わせ方法は、貼り合わせ面における外周縁部に厚み方向に突出するそり部を有する樹脂からなる板状の第一ワークおよび板状の第二ワークの少なくとも一方の貼り合わせ面を活性化する表面活性化工程と、２つのワークをそれぞれの貼り合わせ面が互いに接触するよう積層し、この状態において、第一ワークにおけるそり部が形成された領域以外の領域を積層方向に加圧することにより２つのワークを貼り合わせる貼り合わせ工程とを有する。
本発明のワークの貼り合わせ方法は、貼り合わせ面における外周縁部に厚み方向に突出するそり部を有する樹脂からなる板状の第一ワークおよび板状の第二ワークの少なくとも一方の貼り合わせ面を活性化する表面活性化工程と、２つのワークをそれぞれの貼り合わせ面が互いに接触するよう積層し、この状態において、第一ワークにおけるそり部が形成された領域以外の領域を積層方向に加圧することにより２つのワークを貼り合わせる貼り合わせ工程とを有する。
［表面活性化工程］
表面活性化工程は、ワークの貼り合わせ面に真空紫外線を照射する紫外線照射処理工程、または大気圧プラズマによってプラズマ化したプロセスガスを、ワークの貼り合わせ面に接触させるプラズマガス処理工程であることが好ましい。
表面活性化工程は、ワークの貼り合わせ面に真空紫外線を照射する紫外線照射処理工程、または大気圧プラズマによってプラズマ化したプロセスガスを、ワークの貼り合わせ面に接触させるプラズマガス処理工程であることが好ましい。
（１）紫外線照射処理工程
表面活性化工程として、紫外線照射処理工程を選択する場合においては、ワークにおける貼り合わせ面に、波長２００ｎｍ以下の紫外線を照射する。この紫外線照射処理工程は、一方のワークのみに対して行われればよいが、２つのワークの両方に対して行われることが好ましい。
紫外線光源としては、例えば、波長１７２ｎｍに輝線を有するキセノンエキシマランプ等のエキシマランプ、波長１８５ｎｍに輝線を有する低圧水銀ランプ、波長１２０〜２００ｎｍの範囲に輝線を有する重水素ランプを好適に用いることができる。
ワークの貼り合わせ面に照射される紫外線の照度は、例えば１０〜１００ｍＷ／ｃｍ2 である。
また、ワークの貼り合わせ面に対する紫外線の照射時間は、ワークを構成する材料に応じて適宜設定されるが、例えば５秒間以上であることが好ましく、より好ましくは１０〜６０秒間である。
表面活性化工程として、紫外線照射処理工程を選択する場合においては、ワークにおける貼り合わせ面に、波長２００ｎｍ以下の紫外線を照射する。この紫外線照射処理工程は、一方のワークのみに対して行われればよいが、２つのワークの両方に対して行われることが好ましい。
紫外線光源としては、例えば、波長１７２ｎｍに輝線を有するキセノンエキシマランプ等のエキシマランプ、波長１８５ｎｍに輝線を有する低圧水銀ランプ、波長１２０〜２００ｎｍの範囲に輝線を有する重水素ランプを好適に用いることができる。
ワークの貼り合わせ面に照射される紫外線の照度は、例えば１０〜１００ｍＷ／ｃｍ2 である。
また、ワークの貼り合わせ面に対する紫外線の照射時間は、ワークを構成する材料に応じて適宜設定されるが、例えば５秒間以上であることが好ましく、より好ましくは１０〜６０秒間である。
（２）プラズマガス処理工程
表面活性化工程として、プラズマガス処理工程を選択する場合においては、大気圧プラズマによってプラズマ化したプロセスガスを、ワークの貼り合わせ面に接触させる。
図１４は、本発明に用いられる大気圧プラズマ装置の一例における構成を概略的に示す説明用断面図である。この大気圧プラズマ装置は、例えばアルミニウムからなる直方体状のケーシング６０を有する。このケーシング６０内には、高周波電源６５に電気的に接続された板状の電極６１が水平に配置されている。この電極６１の下面には、誘電体層６２が形成されている。この例の大気圧プラズマ装置においては、電極６１が高圧側電極とされ、ケーシング６０が接地側電極とされている。
ケーシング６０の上面には、ケーシング６０内にプロセスガスを供給するガス供給口６３が設けられている。また、ケーシング６０の下面には、ケーシング６０内において大気圧プラズマによってプラズマ化したプロセスガスを外部に放出する複数のノズル６４が形成されている。
表面活性化工程として、プラズマガス処理工程を選択する場合においては、大気圧プラズマによってプラズマ化したプロセスガスを、ワークの貼り合わせ面に接触させる。
図１４は、本発明に用いられる大気圧プラズマ装置の一例における構成を概略的に示す説明用断面図である。この大気圧プラズマ装置は、例えばアルミニウムからなる直方体状のケーシング６０を有する。このケーシング６０内には、高周波電源６５に電気的に接続された板状の電極６１が水平に配置されている。この電極６１の下面には、誘電体層６２が形成されている。この例の大気圧プラズマ装置においては、電極６１が高圧側電極とされ、ケーシング６０が接地側電極とされている。
ケーシング６０の上面には、ケーシング６０内にプロセスガスを供給するガス供給口６３が設けられている。また、ケーシング６０の下面には、ケーシング６０内において大気圧プラズマによってプラズマ化したプロセスガスを外部に放出する複数のノズル６４が形成されている。
このような大気圧プラズマ装置においては、大気圧またはその近傍の圧力下にプロセスガスＧ１がガス供給口６３からケーシング６０内に供給される。この状態で高周波電源６５によって電極６１とケーシング６０との間に誘電体層６２を介して高周波電界が印加されると、電極６１とケーシング６０との間には誘電体バリア放電が生じる。その結果、ケーシング６０と誘電体層６２との間に存在するプロセスガスＧ１が電離または励起されてプラズマ化する。そして、プラズマ化したプロセスガスＧ２は、ケーシング６０のノズル６４から外部に放出され、ケーシング６０の下方に配置されたワーク（図示省略）の貼り合わせ面に接触する。
以上において、プロセスガスＧ１としては、窒素ガス、アルゴンガスなどを主成分とし、酸素ガスが０．０１〜５体積％含有してなるものを使用することが好ましい。または、窒素ガスとクリーンドライエア（ＣＤＡ）との混合ガスを用いることも可能である。
また、高周波電源６５から供給される電力は、周波数が２０〜７０ｋＨｚ、電圧が５〜１５ｋＶp-p である。
また、プラズマガス処理による処理時間は、例えば５〜１００秒間である。
以上において、プロセスガスＧ１としては、窒素ガス、アルゴンガスなどを主成分とし、酸素ガスが０．０１〜５体積％含有してなるものを使用することが好ましい。または、窒素ガスとクリーンドライエア（ＣＤＡ）との混合ガスを用いることも可能である。
また、高周波電源６５から供給される電力は、周波数が２０〜７０ｋＨｚ、電圧が５〜１５ｋＶp-p である。
また、プラズマガス処理による処理時間は、例えば５〜１００秒間である。
このようにしてワークに対する表面活性化処理を行うことにより、ワークにおける貼り合わせ面は、接合に適した状態、すなわち、末端がヒドロキシ基（ＯＨ基）で置換された状態となる。
〔貼り合わせ工程〕
貼り合わせ工程においては、２つのワークをそれぞれの貼り合わせ面が接触するよう積層した状態において、第一ワークにおけるそり部が形成された領域以外の領域を積層方向に加圧することにより２つのワークを貼り合わせる。ワークに対する加圧処理は、例えば一定の加圧条件で行っても、処理条件を適宜調整して複数段階例えば二段階に分けて行ってもよい。また、ワークに対する加圧処理は、積層された状態の第一ワークおよび第二ワークを加熱しながら行ってもよい。
この貼り合わせ工程においては、加圧処理が行われた後、所定時間の間加熱する処理を行ってもよい。
貼り合わせ工程においては、２つのワークをそれぞれの貼り合わせ面が接触するよう積層した状態において、第一ワークにおけるそり部が形成された領域以外の領域を積層方向に加圧することにより２つのワークを貼り合わせる。ワークに対する加圧処理は、例えば一定の加圧条件で行っても、処理条件を適宜調整して複数段階例えば二段階に分けて行ってもよい。また、ワークに対する加圧処理は、積層された状態の第一ワークおよび第二ワークを加熱しながら行ってもよい。
この貼り合わせ工程においては、加圧処理が行われた後、所定時間の間加熱する処理を行ってもよい。
貼り合わせ工程における具体的な処理条件は、ワークを構成する材料に応じて、当該ワークに変形が生じない範囲内において適宜設定することができる。
具体的な加圧条件を挙げると、加圧力が例えば０．１〜５ＭＰａであり、加圧時間が例えば６０〜３００秒間である。また、ワークに対する加圧処理を例えば二段階に分けて行う場合には、二回目の加圧処理における加圧力は、上記数値範囲内において、一回目の加圧処理における加圧力より小さく設定することができる。また、二回目の加圧処理における加圧時間は、上記数値範囲内において、一回目の加圧処理における加圧時間より長く設定することができる。
また、ワークを加熱する場合における具体的な加熱条件を挙げると、加熱温度が例えば４０〜１３０℃であり、加熱時間は、例えば６０〜３００秒間である。
具体的な加圧条件を挙げると、加圧力が例えば０．１〜５ＭＰａであり、加圧時間が例えば６０〜３００秒間である。また、ワークに対する加圧処理を例えば二段階に分けて行う場合には、二回目の加圧処理における加圧力は、上記数値範囲内において、一回目の加圧処理における加圧力より小さく設定することができる。また、二回目の加圧処理における加圧時間は、上記数値範囲内において、一回目の加圧処理における加圧時間より長く設定することができる。
また、ワークを加熱する場合における具体的な加熱条件を挙げると、加熱温度が例えば４０〜１３０℃であり、加熱時間は、例えば６０〜３００秒間である。
図１は、本発明のワークの貼り合わせ方法の一例を概略的に示す説明図である。なお、理解を容易にするために、第一ワーク８０におけるそり部８３の形状は強調して描かれている。また、表面活性化工程として、紫外線照射処理工程を採用した例を示している。
先ず、図１（ａ）に示すように、例えば合成樹脂基板よりなる第一ワーク８０の一面における貼り合わせ面８１および例えばガラス基板よりなる第二ワーク８５の一面における貼り合わせ面８６の各々に、紫外線光源９０によって、紫外線（図１（ａ）において白抜きの矢印で示す。）を照射する。この例における第一ワーク８０は、一面および他面の各々における周縁部に厚み方向に突出するそり部８３を有するものである。第一ワーク８０である合成樹脂基板が射出成形により得られたものである場合には、そり部８３は、第一ワーク８０の外周縁より所定の大きさの幅領域内に形成される。第一ワーク８０の外周縁の位置とそり部が形成された領域の内周縁の位置との距離（幅寸法）ｄは、例えば０．１〜１．０ｍｍである。
また、第二ワーク８５は、そり部が存在しないものである。
先ず、図１（ａ）に示すように、例えば合成樹脂基板よりなる第一ワーク８０の一面における貼り合わせ面８１および例えばガラス基板よりなる第二ワーク８５の一面における貼り合わせ面８６の各々に、紫外線光源９０によって、紫外線（図１（ａ）において白抜きの矢印で示す。）を照射する。この例における第一ワーク８０は、一面および他面の各々における周縁部に厚み方向に突出するそり部８３を有するものである。第一ワーク８０である合成樹脂基板が射出成形により得られたものである場合には、そり部８３は、第一ワーク８０の外周縁より所定の大きさの幅領域内に形成される。第一ワーク８０の外周縁の位置とそり部が形成された領域の内周縁の位置との距離（幅寸法）ｄは、例えば０．１〜１．０ｍｍである。
また、第二ワーク８５は、そり部が存在しないものである。
次いで、図１（ｂ）に示すように、ワーク載置ステージ９５上において、第一ワーク８０における紫外線が照射された貼り合わせ面８１と、第二ワーク８５における紫外線が照射された貼り合わせ面８６とが接触するように、第二ワーク８５の一面上に第一ワーク８０を積層して配置する。
第一ワーク８０と第二ワーク８５とを積層すると、第一ワーク８０におけるそり部８３の先端部のみが第二ワーク８５の貼り合わせ面８６に接触することとなる。このため、両ワーク８０，８５間には、第一ワーク８０のそり部８３に起因する空間が生じる。この空間は、実際には１μｍ程度の間隔であって、第一ワーク８０である合成樹脂基板の平面度によっては、空間が生じない場合もある。しかしながら、この例では、敢えて、両ワーク８０，８５間に、第一ワーク８０のそり部８３に起因する空間が生じる場合について説明する。
両ワーク８０，８５の貼り合わせ面８１，８６は、紫外線が照射されて活性化しているので、第一ワーク８０のそり部８３と第二ワーク８５との接触部分Ｔは接合される。すなわち、第一ワーク８０は、当該接触部分Ｔにおいて第二ワーク８５に仮固定される。
第一ワーク８０と第二ワーク８５とを積層すると、第一ワーク８０におけるそり部８３の先端部のみが第二ワーク８５の貼り合わせ面８６に接触することとなる。このため、両ワーク８０，８５間には、第一ワーク８０のそり部８３に起因する空間が生じる。この空間は、実際には１μｍ程度の間隔であって、第一ワーク８０である合成樹脂基板の平面度によっては、空間が生じない場合もある。しかしながら、この例では、敢えて、両ワーク８０，８５間に、第一ワーク８０のそり部８３に起因する空間が生じる場合について説明する。
両ワーク８０，８５の貼り合わせ面８１，８６は、紫外線が照射されて活性化しているので、第一ワーク８０のそり部８３と第二ワーク８５との接触部分Ｔは接合される。すなわち、第一ワーク８０は、当該接触部分Ｔにおいて第二ワーク８５に仮固定される。
そして、図１（ｃ）に示すように、第一ワーク８０と第二ワーク８５が積層された状態において、第一ワーク８０におけるそり部８３が形成された領域以外の領域を、適宜の加圧部材９６によって、積層方向に加圧する。図１（ｃ）においては、ワークに対する加圧力を便宜上斜線を付した矢印で示している。
加圧部材９６としては、例えば、第一ワーク８０における矩形枠状のそり部形成領域Ａｂの内周縁より内側の領域で第一ワーク８０の他面に接触するものが用いられる。すなわち、加圧部材９６としては、第一ワーク８０におけるそり部形成領域Ａｂを直接的に加圧することのないものが用いられる。具体的には例えば、加圧部材９６の第一ワーク８０に対する接触面の大きさは、第一ワーク８０におけるそり部形成領域Ａｂの内側の平坦部領域と同一の大きさもしくは当該平端部領域の大きさ以下である。
加圧部材９６としては、例えば、第一ワーク８０における矩形枠状のそり部形成領域Ａｂの内周縁より内側の領域で第一ワーク８０の他面に接触するものが用いられる。すなわち、加圧部材９６としては、第一ワーク８０におけるそり部形成領域Ａｂを直接的に加圧することのないものが用いられる。具体的には例えば、加圧部材９６の第一ワーク８０に対する接触面の大きさは、第一ワーク８０におけるそり部形成領域Ａｂの内側の平坦部領域と同一の大きさもしくは当該平端部領域の大きさ以下である。
第一ワーク８０および第二ワーク８５を加圧することにより第一ワーク８０におけるそり部８３は変形して、図１（ｄ）に示すように、第一ワーク８０における紫外線が照射された貼り合わせ面８１の全体が第二ワーク８５の貼り合わせ面８６に一様に接触した状態となる。この理由は次の通りである。すなわち、上記したように、加圧処理は、第一ワーク８０におけるそり部形成領域Ａｂの内周縁より内側の平坦部領域のみに加圧力が加えられることにより行われる。従って、加圧処理が行われる前の時点で仮固定されている第一ワーク８０のそり部８３と第二ワーク８５の貼り合わせ面８６との接触部分Ｔは加圧されないが、図１（ｄ）において白抜きの矢印で示す方向に力Ｆを受ける。第一ワーク８０におけるそり部形成領域Ａｂの内側の平坦部領域の面積は、当該接触部分Ｔの面積に対して十分に大きいため、加圧処理によって接触部分Ｔに作用する力Ｆは、当該接触部分Ｔにおける接合力より大きいものとなる。その結果、第一ワーク８０のそり部８３と第二ワーク８５との接合状態が解除されて第一ワーク８０のそり部８３の先端部は、面方向外方に移動するように変形する。これにより、第一ワーク８０の一面における紫外線が照射された貼り合わせ面８１の全体が第二ワーク８５の一面における紫外線が照射された貼り合わせ面８６に一様に接触することになる。以って、図１（ｅ）に示すように、第一ワーク８０と第二ワーク８５が一体に接合された貼り合わせ部材が得られる。
以上においては、第一ワーク８０のみがそり部８３が形成されたものである場合を例に挙げて説明したが、第一ワーク８０および第二ワーク８５の両方がそり部が形成されたものであってもよい。このような場合には、例えば、一方のワークにおけるそり部形成領域の内周縁より内側の平坦部領域内に他方のワークが位置されるように２つのワークを積層し、他方のワークにおけるそり部形成領域の内周縁より内側の平坦部領域を加圧部材によって加圧すればよい。
以上のようなワークの貼り合わせ方法によれば、得られる貼り合わせ部材に残存する、第一ワーク８０のそり部８３に起因した内部応力を小さく抑制することができるので、当該内部応力によって、第一ワーク８０および第二ワーク８５が再び剥離するという不具合が発生することを回避することができ、信頼性の高い接合状態を得ることができる。
〔ワークの貼り合わせ装置〕
以下、このようなワークの貼り合わせ方法を実行するためのワークの貼り合わせ装置について説明する。
図２に、本発明のワークの貼り合わせ装置の一例における構成を概略的に示す。
このワークの貼り合わせ装置は、大きく分けて、光照射ユニット１０、加圧機構を構成する加圧ステージユニット２０、ワーク積層機構を構成する反転ステージユニット３０の３つのユニットから構成される。すなわち、図２に示すワークの貼り合わせ装置は、ワークの貼り合わせ面の活性化処理を行うために当該貼り合わせ面に紫外線を照射する光照射ユニット１０を有する。
以下、このようなワークの貼り合わせ方法を実行するためのワークの貼り合わせ装置について説明する。
図２に、本発明のワークの貼り合わせ装置の一例における構成を概略的に示す。
このワークの貼り合わせ装置は、大きく分けて、光照射ユニット１０、加圧機構を構成する加圧ステージユニット２０、ワーク積層機構を構成する反転ステージユニット３０の３つのユニットから構成される。すなわち、図２に示すワークの貼り合わせ装置は、ワークの貼り合わせ面の活性化処理を行うために当該貼り合わせ面に紫外線を照射する光照射ユニット１０を有する。
＜ａ．光照射ユニット＞
この例における光照射ユニット１０は、第一ワーク８０の一面および第二ワーク８５の一面の各々に真空紫外線を照射して、第一ワーク８０の一面および第二ワーク８５の一面の表面改質を同時に行うことができるよう構成されている。光照射ユニット１０は、少なくとも１本以上のＵＶランプ１１ａと、ＵＶランプ１１ａから放出される光をワーク側（図２では下方向）に反射する反射ミラー１１ｂと、これらを内包するランプハウス１０ａとからなる。ＵＶランプ１１ａとしては、例えば、波長１７２ｎｍに中心波長を有する単色光の光を放出する真空紫外エキシマランプが採用される。光照射ユニット１０の各ＵＶランプ１１ａの点灯制御は、ランプ点灯装置１３により行われる。すなわち、ランプ点灯装置１３はＵＶランプ１１ａの点灯・消灯を制御したり、ＵＶランプ１１ａへの供給電力の値を調整することにより、ＵＶランプ１１ａから放出される紫外線の強度を調整する機能等を有する。
この例における光照射ユニット１０は、第一ワーク８０の一面および第二ワーク８５の一面の各々に真空紫外線を照射して、第一ワーク８０の一面および第二ワーク８５の一面の表面改質を同時に行うことができるよう構成されている。光照射ユニット１０は、少なくとも１本以上のＵＶランプ１１ａと、ＵＶランプ１１ａから放出される光をワーク側（図２では下方向）に反射する反射ミラー１１ｂと、これらを内包するランプハウス１０ａとからなる。ＵＶランプ１１ａとしては、例えば、波長１７２ｎｍに中心波長を有する単色光の光を放出する真空紫外エキシマランプが採用される。光照射ユニット１０の各ＵＶランプ１１ａの点灯制御は、ランプ点灯装置１３により行われる。すなわち、ランプ点灯装置１３はＵＶランプ１１ａの点灯・消灯を制御したり、ＵＶランプ１１ａへの供給電力の値を調整することにより、ＵＶランプ１１ａから放出される紫外線の強度を調整する機能等を有する。
＜ｂ．反転ステージユニット＞
反転ステージユニット３０は、加圧ステージユニット２０と協働して、第一のステージである反転ステージ３１に載置された第一ワーク８０を加圧ステージユニット２０のワークステージ２１に載置された第二ワーク８５に積層させるためのものである。
反転ステージユニット３０は、加圧ステージユニット２０と協働して、第一のステージである反転ステージ３１に載置された第一ワーク８０を加圧ステージユニット２０のワークステージ２１に載置された第二ワーク８５に積層させるためのものである。
図３は反転ステージユニット３０を図２の矢印Ａの方向から見た図である。
反転ステージ３１のワーク載置面には、後述するように、第一ワーク８０および第二ワーク８５を積層した状態において第一ワーク８０および第二ワーク８５を加圧する加圧部材として機能するワーク押さえ部３１１が設けられている。ワーク押さえ部３１１は、反転ステージ３１の表面から突出した構造であり、このワーク押さえ部３１１の表面に第一ワーク８０が載置される。具体的には、第一ワーク８０は、ワーク押さえ部３１１の表面が第一ワーク８０におけるそり部が形成された領域Ａｂの内周縁より内側の領域で第一ワーク８０の他面に接触するように、載置される。すなわち、ワーク押さえ部３１１の表面における外周輪郭形状は、第一ワーク８０における矩形枠状のそり部形成領域Ａｂの内周縁から所定の距離だけ内側に位置される平坦部領域にのみ接触する形状とされている。所定の距離とは、第一ワーク８０におけるそり部にワーク押さえ部３１１の表面が接触しないように設定された距離である。例えば、ワーク押さえ部３１１の表面の形状は、第一ワーク８０における矩形枠状のそり部形成領域Ａｂの内周縁より内側の平坦部領域と同じ大きさもしくは当該平坦部領域以下の大きさの矩形状とすることができる。
反転ステージ３１のワーク載置面には、後述するように、第一ワーク８０および第二ワーク８５を積層した状態において第一ワーク８０および第二ワーク８５を加圧する加圧部材として機能するワーク押さえ部３１１が設けられている。ワーク押さえ部３１１は、反転ステージ３１の表面から突出した構造であり、このワーク押さえ部３１１の表面に第一ワーク８０が載置される。具体的には、第一ワーク８０は、ワーク押さえ部３１１の表面が第一ワーク８０におけるそり部が形成された領域Ａｂの内周縁より内側の領域で第一ワーク８０の他面に接触するように、載置される。すなわち、ワーク押さえ部３１１の表面における外周輪郭形状は、第一ワーク８０における矩形枠状のそり部形成領域Ａｂの内周縁から所定の距離だけ内側に位置される平坦部領域にのみ接触する形状とされている。所定の距離とは、第一ワーク８０におけるそり部にワーク押さえ部３１１の表面が接触しないように設定された距離である。例えば、ワーク押さえ部３１１の表面の形状は、第一ワーク８０における矩形枠状のそり部形成領域Ａｂの内周縁より内側の平坦部領域と同じ大きさもしくは当該平坦部領域以下の大きさの矩形状とすることができる。
反転ステージ３１は、第一ワーク８０をワーク押さえ部３１１に対して位置決めする位置決め機構を備えている。この例における位置決め機構は、複数本の位置決めピンにより構成されている。第一ワーク８０のような四角形のワークの場合には、３本の位置決めピン３１ｃが反転ステージ３１に設けられる。このうちの１本は、四角形のワークの短辺に対応し、残り２本は四角形のワークの長辺に対応する。
反転ステージ３１は、第一ワーク８０を真空チャック機構により吸着保持可能となっている。すなわち、反転ステージ３１におけるワーク押さえ部３１１の表面には、ワーク（第一ワーク８０）形状に対応して構成されている吸着用溝部３１ａが形成されている。反転ステージ３１の内部には図示を省略した真空供給路が設けられている。この真空供給路の一方は真空供給管３５ａと接続されていて、真空供給路の他方は吸着用溝部３１ａに設けられた真空供給用孔部３１ｂと連通している。
第一ワーク８０が反転ステージ３１におけるワーク押さえ部３１１上に載置されると、真空供給機構３５により真空供給管３５ａを介して真空供給路、吸着用溝部３１ａ、第一ワーク８０の載置面からなる空間に真空が供給される（すなわち、上記空間内が減圧される）。これにより、第一ワーク８０は反転ステージ３１におけるワーク押さえ部３１１上に吸着保持される。このような真空チャック機構の制御は、真空チャック駆動制御部３５ｂが真空供給機構３５の動作を制御することにより行われる。
反転ステージ３１の一端側には軸３３ｂが貫通している。この軸３３ｂと反転ステージ３１は、例えば、止めねじ等で固定されている。軸３３ｂは、図２および図３に示すように、反転ステージベース３４上に設けられた軸受け部材３３ｄにより、回転可能に保持される。
軸３３ｂの一端は、カップリング３３ｃを介してモータ等の反転ステージ駆動機構３３の回転軸３３ｅと連結している。反転ステージ制御部３３ａは、反転ステージ駆動機構３３の動作を制御するものである。例えば、反転ステージ制御部３３ａの指令により反転ステージ駆動機構３３の回転軸３３ｅが図２において時計周りに１８０度回転すると、カップリング３３ｃを介して連結されている軸３３ｂも１８０度回転する。結果として、軸３３ｂに固定されている反転ステージ３１も１８０度反転する。
図２において、反転ステージ３１は、反転ステージ３１に設けられているステージ保持機構３２と、上記反転ステージ３１に固定されている軸３３ｂを回転可能に保持する軸受け部材３３ｄとによりほぼ水平に保持される。
ステージ保持機構３２は、反転ステージ３１の背面側からばねを介して反転ステージ３１を保持する。
軸３３ｂの一端は、カップリング３３ｃを介してモータ等の反転ステージ駆動機構３３の回転軸３３ｅと連結している。反転ステージ制御部３３ａは、反転ステージ駆動機構３３の動作を制御するものである。例えば、反転ステージ制御部３３ａの指令により反転ステージ駆動機構３３の回転軸３３ｅが図２において時計周りに１８０度回転すると、カップリング３３ｃを介して連結されている軸３３ｂも１８０度回転する。結果として、軸３３ｂに固定されている反転ステージ３１も１８０度反転する。
図２において、反転ステージ３１は、反転ステージ３１に設けられているステージ保持機構３２と、上記反転ステージ３１に固定されている軸３３ｂを回転可能に保持する軸受け部材３３ｄとによりほぼ水平に保持される。
ステージ保持機構３２は、反転ステージ３１の背面側からばねを介して反転ステージ３１を保持する。
ワークの貼り合わせ装置が大気中に設置される場合には、光照射ユニット１０から第一ワーク８０、第二ワーク８５に照射される波長１７２ｎｍの真空紫外線は、大気中で著しく減衰する。よって、大気中においては、光照射ユニット１０と、第一ワーク８０の一面および第二ワーク８５の一面とは、ある程度接近している必要がある。
反転ステージベース３４は、高さ調整用スペーサ３４ａを挿入することにより、その高さを調整することが可能となる。反転ステージベース３４の高さが変更されると、反転ステージベース３４上面に設置されている軸受け部材３３ｄの高さも変わる。その結果、反転ステージ３１が傾くことになる。
しかしながら、反転ステージベース３４の高さ調整を行う際、ステージ保持機構３２の高さを調整することにより、反転ステージベース３４の高さを変化させても、反転ステージ３１をほぼ水平に保持することが可能となる。
なお、反転ステージ固定機構３６、固定機構駆動部３６ａ、固定機構駆動制御部３６ｂについては、後で説明する。
反転ステージベース３４は、高さ調整用スペーサ３４ａを挿入することにより、その高さを調整することが可能となる。反転ステージベース３４の高さが変更されると、反転ステージベース３４上面に設置されている軸受け部材３３ｄの高さも変わる。その結果、反転ステージ３１が傾くことになる。
しかしながら、反転ステージベース３４の高さ調整を行う際、ステージ保持機構３２の高さを調整することにより、反転ステージベース３４の高さを変化させても、反転ステージ３１をほぼ水平に保持することが可能となる。
なお、反転ステージ固定機構３６、固定機構駆動部３６ａ、固定機構駆動制御部３６ｂについては、後で説明する。
＜ｃ．加圧ステージユニット＞
加圧ステージユニット２０は、反転ステージユニット３０と協働して、反転ステージ３１に載置された第一ワーク８０を加圧ステージユニット２０のワークステージ２１に載置された第二ワーク８５に積層させるためのものである。
更には、積層された第一ワーク８０と第二ワーク８５を加圧し、両者を接合するためのものである。
加圧ステージユニット２０は、反転ステージユニット３０と協働して、反転ステージ３１に載置された第一ワーク８０を加圧ステージユニット２０のワークステージ２１に載置された第二ワーク８５に積層させるためのものである。
更には、積層された第一ワーク８０と第二ワーク８５を加圧し、両者を接合するためのものである。
加圧ステージユニット２０は、加圧ステージ２３と、補助ステージ２２と、この補助ステージ２２上に配置された、第二のステージとしてのワークステージ２１とからなる。加圧ステージ２３の上面には、ばね２７と当該ばね２７を内部に収容するばねケース２７ａとが設置され、補助ステージ２２はこのばね２７により保持される。
また、２本の円柱状の柱２６が、加圧ステージ２３と補助ステージ２２を貫通している。各ステージ２３，２２の柱２６が貫通する部分は軸受構造となっており、各ステージ２３，２２は柱２６に規制された直線方向すなわち上下方向に移動可能となっている。
また、２本の円柱状の柱２６が、加圧ステージ２３と補助ステージ２２を貫通している。各ステージ２３，２２の柱２６が貫通する部分は軸受構造となっており、各ステージ２３，２２は柱２６に規制された直線方向すなわち上下方向に移動可能となっている。
柱２６の頂部にはフランジ部２６ａが設けられる。また柱２６において、前記フランジ部２６ａと補助ステージ２２との間には、高さ調整用カラー２６ｂが挿入される。
後で詳細に述べるが、高さ調整用カラー２６ｂの厚みを調整することにより、ワークステージ２１のベース４１からの高さ（ワークステージ２１上の第二ワーク８５の一面と光照射ユニット１０との距離）を調整することが可能となる。
加圧ステージ２３の下面は、例えばエアシリンダからなるステージ移動機構２４と接続されている。ステージ移動機構２４が駆動されることにより、加圧ステージ２３、補助ステージ２２および補助ステージ２２上に配置されたワークステージ２１は上下方向に移動する。ステージ移動機構２４の駆動は、ステージ移動機構駆動制御部２４ａにより制御される。
後で詳細に述べるが、高さ調整用カラー２６ｂの厚みを調整することにより、ワークステージ２１のベース４１からの高さ（ワークステージ２１上の第二ワーク８５の一面と光照射ユニット１０との距離）を調整することが可能となる。
加圧ステージ２３の下面は、例えばエアシリンダからなるステージ移動機構２４と接続されている。ステージ移動機構２４が駆動されることにより、加圧ステージ２３、補助ステージ２２および補助ステージ２２上に配置されたワークステージ２１は上下方向に移動する。ステージ移動機構２４の駆動は、ステージ移動機構駆動制御部２４ａにより制御される。
ワークステージ２１のワーク載置面には、後述するように、第一ワーク８０および第二ワーク８５を積層した状態において第一ワーク８０および第二ワーク８５を加圧する加圧部材として機能するワーク押さえ部２１１が設けられている。ワーク押さえ部２１１は、ワークステージ２１の表面から突出した構造であり、このワーク押さえ部２１１の表面に第二ワーク８５が載置される。具体的には、第二ワーク８５は、ワーク押さえ部２１１の表面が第二ワーク８５におけるそり部が形成された領域の内周縁より内側の領域で第二ワーク８５の他面に接触するように、載置される。すなわち、ワーク押さえ部２１１の表面における外周輪郭形状は、第二ワーク８５における矩形枠状のそり部形成領域の内周縁から所定の距離だけ内側に位置される平坦部領域にのみ接触する形状とされている。所定の距離とは、第二ワーク８５におけるそり部にワーク押さえ部２１１の表面が接触しないように設定された距離である。例えば、ワーク押さえ部２１１の表面の形状は、第二ワーク８５における矩形枠状のそり部形成領域の内周縁より内側の平坦部領域と同じ大きさもしくは当該平坦部領域以下の大きさの矩形状とすることができる。
図示は省略するが、ワークステージ２１には、第二ワーク８５をワーク押さえ部２１１に対して位置決めする位置決め機構（図示せず）が設けられる。位置決め機構としては、例えば、反転ステージ３１の場合と同様、位置決めピンが用いられる。
なお、必要に応じて、ワークステージ２１は、図２の上下方向に対して垂直な方向であって互いに直行するＸ−Ｙ方向に移動可能なように構成される。また、場合によっては、ワークステージ２１は、中心軸（軸の方向は、図２の上下方向と同じ）に対して回転可能、傾斜可能であるように構成される。
このようなワークステージ２１の駆動は、ワークステージ駆動制御部２１ａにより制御される。
なお、必要に応じて、ワークステージ２１は、図２の上下方向に対して垂直な方向であって互いに直行するＸ−Ｙ方向に移動可能なように構成される。また、場合によっては、ワークステージ２１は、中心軸（軸の方向は、図２の上下方向と同じ）に対して回転可能、傾斜可能であるように構成される。
このようなワークステージ２１の駆動は、ワークステージ駆動制御部２１ａにより制御される。
図４は、加圧ステージユニット２０を図２の矢印Ｂの方向から見た図である。
加圧ステージユニット２０は、加圧ステージ２３と補助ステージ２２との間の空間に挿入・離脱可能なストッパ２８を有する。ストッパ２８は、両ワーク８０，８５を加圧する際、加圧ステージ２３と、補助ステージ２２との間の空間に挿入される。なお、ストッパ２８の詳細な動作については後で述べる。
加圧ステージユニット２０は、加圧ステージ２３と補助ステージ２２との間の空間に挿入・離脱可能なストッパ２８を有する。ストッパ２８は、両ワーク８０，８５を加圧する際、加圧ステージ２３と、補助ステージ２２との間の空間に挿入される。なお、ストッパ２８の詳細な動作については後で述べる。
＜ｄ．ベース＞
図２に示すように、上記した反転ステージユニット３０と加圧ステージユニット２０は、直動ベース４２上に設けられる。直動ベース４２はベース４１上に設置され、直線方向に移動可能であるように構成される。直動ベース４２の駆動は、直動ベース駆動制御部により制御される。なお、図示を簡単にするため、ここでは、直動ベース４２を駆動する直動ベース駆動部は直動ベース４２に含まれているものとして図示を省略している。
図２において、直動ベース４２は、当該直動ベース４２上に設置される反転ステージユニット３０が保持する第一ワーク８０と、加圧ステージユニット２０が保持する第二ワーク８５とが、光照射ユニット１０から照射される真空紫外線の照射領域に対して侵入・離脱ができるように駆動される。
図２に示すように、上記した反転ステージユニット３０と加圧ステージユニット２０は、直動ベース４２上に設けられる。直動ベース４２はベース４１上に設置され、直線方向に移動可能であるように構成される。直動ベース４２の駆動は、直動ベース駆動制御部により制御される。なお、図示を簡単にするため、ここでは、直動ベース４２を駆動する直動ベース駆動部は直動ベース４２に含まれているものとして図示を省略している。
図２において、直動ベース４２は、当該直動ベース４２上に設置される反転ステージユニット３０が保持する第一ワーク８０と、加圧ステージユニット２０が保持する第二ワーク８５とが、光照射ユニット１０から照射される真空紫外線の照射領域に対して侵入・離脱ができるように駆動される。
以下、図２および図５〜図８により、上記のワークの貼り合わせ装置の動作例について説明する。
Ａ．動作１（光照射前）
（１）図５に示すように、直動ベース駆動制御部４３は、直動ベース４２を初期位置Ｐ０に位置するように駆動する。ここでの初期位置Ｐ０とは、当該直動ベース４２上に設置される反転ステージユニット３０が保持する第一ワーク８０の位置と、加圧ステージユニット２０が保持する第二ワーク８５の位置が、光照射ユニット１０から照射される真空紫外線の照射領域から離脱している位置である。また、この初期位置Ｐ０は、反転ステージ３１が反転する際、光照射ユニット１０と干渉しない位置でもある。
（１）図５に示すように、直動ベース駆動制御部４３は、直動ベース４２を初期位置Ｐ０に位置するように駆動する。ここでの初期位置Ｐ０とは、当該直動ベース４２上に設置される反転ステージユニット３０が保持する第一ワーク８０の位置と、加圧ステージユニット２０が保持する第二ワーク８５の位置が、光照射ユニット１０から照射される真空紫外線の照射領域から離脱している位置である。また、この初期位置Ｐ０は、反転ステージ３１が反転する際、光照射ユニット１０と干渉しない位置でもある。
（２）反転ステージユニット３０において、第一ワーク８０の厚みを考慮して、高さ調整用スペーサ３４ａにより反転ステージベース３４の高さが所定の高さとなるように調整する。この所定の高さとは、反転ステージ３１に第一ワーク８０を載置し、かつ、第一ワーク８０が光照射ユニット１０の照射領域に位置したときに、ＵＶランプの下側と第一ワーク８０の一面との距離がＤとなるような高さである（図２参照。）。すなわち、高さ調整用スペーサ３４ａは、光照射ユニット１０と反転ステージ３１に載置された第一ワーク８０の一面との距離を設定する間隙設定機構として機能する。
（３）第一ワーク８０を反転ステージ３１におけるワーク押さえ部３１１上に載置し、所定の位置に位置決めする。ここで第一ワーク８０が四角形形状であるとする。位置決めは、図３に示すように、第一ワーク８０の外周面を位置決めピン３１ｃに押し当てることによりなされる。なお、第一ワーク８０の設置は、作業者が行ってもよいし、図示、説明を省略した周知の搬送機構を用いて行ってもよい。
（４）真空チャック駆動制御部３５ｂが真空供給機構３５を駆動し、真空供給管３５ａを介して反転ステージ３１に真空を供給する。すなわち、真空供給路（不図示）、吸着用溝部３１ａ、第一ワーク８０の載置面からなる空間内が減圧され、第一ワーク８０は反転ステージ３１におけるワーク押さえ部３１１上に吸着保持される。
（５）一方、加圧ステージユニット２０において、第二ワーク８５をワークステージ２１におけるワーク押さえ部２１１上に載置し、所定の位置に位置決めする。位置決めは、例えば第一ワーク８０における位置決めと同様であり、ここでは詳細は省略する。なお、第二ワーク８５の設置は、作業者が行ってもよいし、図示、説明を省略した周知の搬送機構を用いて行ってもよい。
（６）第二ワーク８５の厚みを考慮して、ステージ移動機構駆動制御部２４ａによってステージ移動機構２４を駆動することにより加圧ステージ２３、補助ステージ２２、ワークステージ２１を移動させ、ワークステージ２１の高さが所定の高さとなるように調整する。具体的には、ステージ移動機構駆動制御部２４ａによってステージ移動機構２４を駆動し、補助ステージ２２の表面が高さ調整用カラー２６ｂに接触し、更に高さ調整用カラー２６ｂが柱２６のフランジ部２６ａと接触するまで、加圧ステージ２３、補助ステージ２２およびワークステージ２１を移動させる。
補助ステージ２２の表面の高さは、補助ステージ２２と上記フランジ部２６ａとの間に設けた高さ調整用カラー２６ｂの厚みに依存する。すなわち、補助ステージ２２の表面に設けられたワークステージ２１の高さも高さ調整用カラー２６ｂの厚みに依存し、高さ調整用カラー２６ｂの厚みは、ワークステージ２１の高さが上記した所定の高さとなるように選択される。すなわち、高さ調整用カラー２６ｂは、光照射ユニット１０とワークステージ２１に載置された第二ワーク８５の一面との距離を設定する間隙設定機構として機能する。
ここで、所定の高さとは、ワークステージ２１におけるワーク押さえ部２１１上に第二ワーク８５を載置し、かつ、第二ワーク８５が光照射ユニット１０の照射領域に位置したときに、ＵＶランプ１１ａの下側と第二ワーク８５の一面との距離が後述するＤとなるような高さである（図２参照。）。すなわち、第一ワーク８０の一面のベース４１からの高さと第二ワーク８５の一面のベース４１からの高さとは略一致する。
ここで、所定の高さとは、ワークステージ２１におけるワーク押さえ部２１１上に第二ワーク８５を載置し、かつ、第二ワーク８５が光照射ユニット１０の照射領域に位置したときに、ＵＶランプ１１ａの下側と第二ワーク８５の一面との距離が後述するＤとなるような高さである（図２参照。）。すなわち、第一ワーク８０の一面のベース４１からの高さと第二ワーク８５の一面のベース４１からの高さとは略一致する。
上記（１）〜（６）の工程により、反転ステージ３１におけるワーク押さえ部３１１に対する第一ワーク８０の位置決め、ワークステージ２１におけるワーク押さえ部２１１に対する第二ワーク８５の位置決め、第一ワーク８０の一面と第二ワーク８５の一面の高さ位置の調整が行われる。
Ｂ．動作２（紫外線照射）
（７）紫外線照射処理を行うに際しては、図２に示すように、反転ステージユニット３０において保持された第一ワーク８０と加圧ステージユニット２０において保持された第二ワーク８５が光照射ユニット１０から照射される真空紫外線の照射領域に位置されるように、直動ベース駆動制御部４３は直動ベース４２を紫外線照射位置Ｐ１に駆動する。
なお、第一ワーク８０の一面および第二ワーク８５の一面は、ほぼ同一平面上に位置する。また、ＵＶランプ１１ａの下側と第一ワーク８０の一面との距離、並びに、ＵＶランプ１１ａの下側と第二ワーク８５の一面との距離をＤとする。この距離Ｄは、ＵＶランプ１１ａから放出される波長１７２ｎｍの真空紫外線は大気中で著しく減衰することから、例えば、１〜５ｍｍに設定される。
上記したように、本実施例においては間隙設定機構として機能する高さ調整用スペーサ３４ａや高さ調整用カラー２６ｂによって、距離Ｄが調整される。
（７）紫外線照射処理を行うに際しては、図２に示すように、反転ステージユニット３０において保持された第一ワーク８０と加圧ステージユニット２０において保持された第二ワーク８５が光照射ユニット１０から照射される真空紫外線の照射領域に位置されるように、直動ベース駆動制御部４３は直動ベース４２を紫外線照射位置Ｐ１に駆動する。
なお、第一ワーク８０の一面および第二ワーク８５の一面は、ほぼ同一平面上に位置する。また、ＵＶランプ１１ａの下側と第一ワーク８０の一面との距離、並びに、ＵＶランプ１１ａの下側と第二ワーク８５の一面との距離をＤとする。この距離Ｄは、ＵＶランプ１１ａから放出される波長１７２ｎｍの真空紫外線は大気中で著しく減衰することから、例えば、１〜５ｍｍに設定される。
上記したように、本実施例においては間隙設定機構として機能する高さ調整用スペーサ３４ａや高さ調整用カラー２６ｂによって、距離Ｄが調整される。
（８）ランプ点灯装置１３によりＵＶランプ１１ａが点灯され、波長１７２ｎｍの真空紫外線が第一ワーク８０の一面（貼り合わせ面）に照射されるとともに、第二ワーク８５の一面（貼り合わせ面）に照射される。なお、ランプ点灯装置１３は、第一ワーク８０の一面および第二ワーク８５の一面における放射照度が所定の値となるようにＵＶランプ１１ａへの供給電力を制御する。
（９）所定の照射時間経過後、ランプ点灯装置１３はＵＶランプ１１ａを消灯する。ここでランプ点灯装置１３はランプ点灯時間の設定も行うことができるものとする。
（９）所定の照射時間経過後、ランプ点灯装置１３はＵＶランプ１１ａを消灯する。ここでランプ点灯装置１３はランプ点灯時間の設定も行うことができるものとする。
上述した（７）〜（９）の工程により、第一ワーク８０および第二ワーク８５の紫外線照射領域への配置、並びに、両ワーク８０，８５への所定時間の紫外線照射が行われる。
なお、（８）〜（９）の工程では、第一ワーク８０および第二ワーク８５への紫外線照射を同時に行っているが必ずしも同時に行う必要はなく、紫外線照射を順次に行ってもよい。例えば、先に第一ワーク８０に真空紫外線を照射し、その後、第二ワーク８５に真空紫外線を照射してもよいし、先に第二ワーク８５に真空紫外線を照射し、その後、第一ワーク８０に真空紫外線を照射してもよい。
なお、（８）〜（９）の工程では、第一ワーク８０および第二ワーク８５への紫外線照射を同時に行っているが必ずしも同時に行う必要はなく、紫外線照射を順次に行ってもよい。例えば、先に第一ワーク８０に真空紫外線を照射し、その後、第二ワーク８５に真空紫外線を照射してもよいし、先に第二ワーク８５に真空紫外線を照射し、その後、第一ワーク８０に真空紫外線を照射してもよい。
Ｃ．動作３（反転ステージユニット、加圧ステージユニットの退避）
（１０）図６に示すように、直動ベース駆動制御部４３は、直動ベース４２を再び初期位置Ｐ０に位置するように駆動する。上記したように、この初期位置Ｐ０は、反転ステージ３１が反転する際、光照射ユニット１０と干渉しない位置である。
（１０）図６に示すように、直動ベース駆動制御部４３は、直動ベース４２を再び初期位置Ｐ０に位置するように駆動する。上記したように、この初期位置Ｐ０は、反転ステージ３１が反転する際、光照射ユニット１０と干渉しない位置である。
Ｄ．動作４（反転動作、加圧動作の準備）
（１１）図６に示すように、ステージ移動機構駆動制御部２４ａによってステージ移動機構２４を駆動することにより加圧ステージ２３、補助ステージ２２、ワークステージ２１を下方向に移動させて、ワークステージ２１の高さが所定の高さとなるように調整する。
所定の高さとは、反転ステージ３１が反転した際、反転ステージ３１におけるワーク押さえ部３１１上に吸着保持されている第一ワーク８０が、ワークステージ２１におけるワーク押さえ部２１１上の第二ワーク８５と衝突しない高さである。すなわち、反転ステージ３１が反転した際、第一ワーク８０と第二ワーク８５は所定の間隙をもって保持される。
（１１）図６に示すように、ステージ移動機構駆動制御部２４ａによってステージ移動機構２４を駆動することにより加圧ステージ２３、補助ステージ２２、ワークステージ２１を下方向に移動させて、ワークステージ２１の高さが所定の高さとなるように調整する。
所定の高さとは、反転ステージ３１が反転した際、反転ステージ３１におけるワーク押さえ部３１１上に吸着保持されている第一ワーク８０が、ワークステージ２１におけるワーク押さえ部２１１上の第二ワーク８５と衝突しない高さである。すなわち、反転ステージ３１が反転した際、第一ワーク８０と第二ワーク８５は所定の間隙をもって保持される。
（１２）加圧ステージ２３と補助ステージ２２との間の空間にストッパ２８を挿入する。ストッパ２８はストッパ駆動部２８ａ（図４参照）により駆動され、その制御はストッパ駆動制御部２８ｂにより行われる。
上記（１１）〜（１２）の工程により、反転ステージ３１の反転時に、反転ステージ３１におけるワーク押さえ部３１１によって吸着保持された第一ワーク８０が、ワークステージ２１におけるワーク押さえ部２１１上の第二ワーク８５に衝突しない状態となり、反転ステージ３１が反転可能なスタンバイ状態となる。また、以下に続く加圧工程に移行可能な状態となる。
Ｅ．動作５（反転動作）
（１３）図６に示すように、第一ワーク８０を吸着保持する反転ステージ３１が反転し、加圧ステージユニット２０において、第一ワーク８０は第二ワーク８５と対向する位置に配置される。
具体的には、図３に示す反転ステージ制御部３３ａにより反転ステージ駆動機構３３が駆動され、反転ステージ駆動機構３３の回転軸３３ｅが１８０度回転する。ここで、反転ステージ３１が固定されている軸３３ｂは上記回転軸３３ｅとカップリング３３ｃを介して連結されているので、上記回転軸３３ｅが回転すると、軸３３ｂも回転し、結果的に軸３３ｂに固定されている反転ステージ３１も１８０度反転する。
（１３）図６に示すように、第一ワーク８０を吸着保持する反転ステージ３１が反転し、加圧ステージユニット２０において、第一ワーク８０は第二ワーク８５と対向する位置に配置される。
具体的には、図３に示す反転ステージ制御部３３ａにより反転ステージ駆動機構３３が駆動され、反転ステージ駆動機構３３の回転軸３３ｅが１８０度回転する。ここで、反転ステージ３１が固定されている軸３３ｂは上記回転軸３３ｅとカップリング３３ｃを介して連結されているので、上記回転軸３３ｅが回転すると、軸３３ｂも回転し、結果的に軸３３ｂに固定されている反転ステージ３１も１８０度反転する。
（１４）反転ステージ３１の反転後、反転ステージ固定機構３６が駆動されて反転ステージ３１を固定する。図６において、反転ステージ固定機構３６は、反転ステージ３１が反時計周りに反転することを規制する。なお、反転ステージ３１の時計まわりの回転は図示しないストッパによって規制される。
反転ステージ固定機構３６は、固定機構駆動部３６ａにより駆動される。なお、固定機構駆動部３６ａは、固定機構駆動制御部３６ｂにより制御される。ここで、反転ステージ固定機構３６は反転ステージ３１が反転した後に駆動するものであり、反転ステージ３１が反転する前は反転ステージ３１の反転動作を干渉しない位置に退避している（図５参照。）。
反転ステージ固定機構３６は、固定機構駆動部３６ａにより駆動される。なお、固定機構駆動部３６ａは、固定機構駆動制御部３６ｂにより制御される。ここで、反転ステージ固定機構３６は反転ステージ３１が反転した後に駆動するものであり、反転ステージ３１が反転する前は反転ステージ３１の反転動作を干渉しない位置に退避している（図５参照。）。
（１５）反転ステージ３１におけるワーク押さえ部３１１上の第一ワーク８０と、ワークステージ２１におけるワーク押さえ部２１１上の第二ワーク８５は、反転ステージ３１の反転後、所定の位置関係となるように位置決めされている。
ここで、所定の位置関係とは、以下に続く工程において、第一ワーク８０が第二ワーク８５に積層される際、第一ワーク８０が第二ワーク８５に所望の位置関係で重ねあわされるような関係である。例えば、第一ワーク８０と第二ワーク８５が同一の大きさである場合には、第一ワーク８０の外周縁が第二ワーク８５の外周縁上に位置される位置関係とされる。また、例えば第二ワーク８５が第一ワーク８０より大きい場合には、第二ワーク８５の一面の外周縁が、第一ワーク８０の一面の外周縁よりも外方に位置されるような位置関係とすることができる。
ここで、所定の位置関係とは、以下に続く工程において、第一ワーク８０が第二ワーク８５に積層される際、第一ワーク８０が第二ワーク８５に所望の位置関係で重ねあわされるような関係である。例えば、第一ワーク８０と第二ワーク８５が同一の大きさである場合には、第一ワーク８０の外周縁が第二ワーク８５の外周縁上に位置される位置関係とされる。また、例えば第二ワーク８５が第一ワーク８０より大きい場合には、第二ワーク８５の一面の外周縁が、第一ワーク８０の一面の外周縁よりも外方に位置されるような位置関係とすることができる。
また、第一ワーク８０と第二ワーク８５とを精密に位置合わせする必要がある場合は、予め第一ワーク８０および第二ワーク８５にアライメントマークを施しておき、図示を省略したアライメントマーク検出機構により第一ワーク８０のアライメントマークと第二ワーク８５のアライメントマークとを検出する。そして、検出結果に基づき、両アライメントマークの位置が一致するように、ワークステージ駆動制御部２１ａによりワークステージ２１を駆動する。
上記（１３）〜（１５）の工程により、反転ステージ３１が反転し、当該反転ステージ３１は反転位置に固定される。なお、第一ワーク８０と第二ワーク８５との位置合わせが必要に応じて行われる。
Ｆ．動作６（加圧動作）
（１６）図７に示すように、加圧ステージユニット２０において、ステージ移動機構駆動制御部２４ａによってステージ移動機構２４を駆動することにより、加圧ステージ２３、補助ステージ２２およびワークステージ２１を上方向に移動させる。これにより、ワークステージ２１におけるワーク押さえ部２１１に載置された第二ワーク８５と、反転ステージ３１におけるワーク押さえ部３１１に吸着保持されている第一ワーク８０とを接触させる。このとき、ベース４１の上面と加圧ステージ２３の表面との距離はＳ１となる。
（１６）図７に示すように、加圧ステージユニット２０において、ステージ移動機構駆動制御部２４ａによってステージ移動機構２４を駆動することにより、加圧ステージ２３、補助ステージ２２およびワークステージ２１を上方向に移動させる。これにより、ワークステージ２１におけるワーク押さえ部２１１に載置された第二ワーク８５と、反転ステージ３１におけるワーク押さえ部３１１に吸着保持されている第一ワーク８０とを接触させる。このとき、ベース４１の上面と加圧ステージ２３の表面との距離はＳ１となる。
（１７）加圧ステージユニット２０において、第一ワーク８０と第二ワーク８５とを接触させた後（第二ワーク８５の一面上に第一ワーク８０を積層した後）も、ステージ移動機構駆動制御部２４ａによるステージ移動機構２４の駆動を続行する。そして、加圧ステージ２３の上面がストッパ２８に接触したときにステージ移動機構２４の駆動を停止する。
上記したように、第一ワーク８０を吸着保持している反転ステージ３１は、反転ステージ固定機構３６により、反時計周りに反転することを規制されている。そのため、第二ワーク８５が載置されているワークステージ２１を搭載している補助ステージ２２は上方向に移動できない。よって、第一ワーク８０と第二ワーク８５とが接触した位置から加圧ステージ２３の上面がストッパ２８に接触する位置までの加圧ステージ２３の上方向への移動距離（ｘ）の分だけ、加圧ステージ２３と補助ステージ２２との間に挿入されているばね２７が圧縮される。すなわち、本実施例では、反転ステージ固定機構３６が、積層された第一ワーク８０および第二ワーク８５の上方向への移動を規制する移動規制機構に相当する。
従って、加圧ステージ２３の表面とストッパ２８が接触したときのベース４１上面と加圧ステージ２３の表面との距離をＳ２とすると、上記移動距離ｘは、ｘ＝Ｓ２−Ｓ１となる。よって、ばね２７のばね定数をｋとするとき、Ｐ＝｜ｋｘ｜なる大きさのばね２７による反力（復元力）によって、第一ワーク８０と第二ワーク８５が加圧される。具体的には、第一ワーク８０におけるそり部形成領域以外の領域および第二ワーク８５におけるそり部形成領域以外の領域が、反転ステージ３１におけるワーク押さえ部３１１およびワークステージ２１におけるワーク押さえ部２１１によって、積層方向に加圧される。
従って、加圧ステージ２３の表面とストッパ２８が接触したときのベース４１上面と加圧ステージ２３の表面との距離をＳ２とすると、上記移動距離ｘは、ｘ＝Ｓ２−Ｓ１となる。よって、ばね２７のばね定数をｋとするとき、Ｐ＝｜ｋｘ｜なる大きさのばね２７による反力（復元力）によって、第一ワーク８０と第二ワーク８５が加圧される。具体的には、第一ワーク８０におけるそり部形成領域以外の領域および第二ワーク８５におけるそり部形成領域以外の領域が、反転ステージ３１におけるワーク押さえ部３１１およびワークステージ２１におけるワーク押さえ部２１１によって、積層方向に加圧される。
第一ワーク８０と第二ワーク８５に対して印加する加圧力は、ばね２７のばね定数およびストッパ２８の挿入位置を調整することにより、所定の値に調節される。
なお、上記加圧力の測定は、ワークステージ２１に設けられた圧力センサ（図示せず）を用いて行われる。圧力センサによって検出された圧力情報は、例えば、ステージ移動機構駆動制御部２４ａに送出される。また、例えば図示を省略した圧力表示手段に送出される。
また、第一ワーク８０と第二ワーク８５に対して印加する加圧力は、加圧中に圧力値を変更することも可能である。例えば、第一ワーク８０、第二ワーク８５を複数枚貼り合わせる際、ワークによっては厚みにばらつきが存在する。このようなばらつきが存在すると、第二ワーク８５と第一ワーク８０とが接触したときのベース４１上面と加圧ステージ２３の表面との距離はＳ１の値もばらつくことなる。よって、上記移動距離ｘ＝Ｓ２−Ｓ１もばらつくことになり、結果として第一ワーク８０と第二ワーク８５に印加される加圧力Ｐ＝｜ｋｘ｜もばらつくことになる。
なお、上記加圧力の測定は、ワークステージ２１に設けられた圧力センサ（図示せず）を用いて行われる。圧力センサによって検出された圧力情報は、例えば、ステージ移動機構駆動制御部２４ａに送出される。また、例えば図示を省略した圧力表示手段に送出される。
また、第一ワーク８０と第二ワーク８５に対して印加する加圧力は、加圧中に圧力値を変更することも可能である。例えば、第一ワーク８０、第二ワーク８５を複数枚貼り合わせる際、ワークによっては厚みにばらつきが存在する。このようなばらつきが存在すると、第二ワーク８５と第一ワーク８０とが接触したときのベース４１上面と加圧ステージ２３の表面との距離はＳ１の値もばらつくことなる。よって、上記移動距離ｘ＝Ｓ２−Ｓ１もばらつくことになり、結果として第一ワーク８０と第二ワーク８５に印加される加圧力Ｐ＝｜ｋｘ｜もばらつくことになる。
この場合は、まず加圧ステージ２３の上面がストッパ２８に接触するまでステージ移動機構２４を駆動し、第一ワーク８０と第二ワーク８５にＰ＝｜ｋｘ｜なる大きさの加圧力を印加する。この加圧状態を維持したまま、次に圧力センサによって検出された圧力値Ｐｓを確認し、圧力値Ｐｓが所定の圧力値Ｐに等しくなるようにストッパ２８の位置を上下方向に移動する。すなわち、距離Ｓ２の値を調整することにより、距離Ｓ１のばらつきを補正する。
具体的には、圧力センサからの圧力情報に基づき、ストッパ駆動部２８ａによりストッパ２８を駆動して加圧ステージ２３と補助ステージ２２との間の空間挿入されたストッパ２８の上下方向の位置を調整する。なお、上記したように、ストッパ駆動部２８ａの制御はストッパ駆動制御部２８ｂにより行われる。ストッパ駆動制御部２８ｂは、圧力センサからの圧力情報に基づき検出圧力値Ｐｓが所定の圧力値Ｐに等しくなるようにストッパ駆動部２８ａを駆動する。なお、図示を省略した圧力表示手段に圧力情報が表示される場合、作業者が表示情報を見ながらストッパ駆動制御部２８ｂを操作してもよい。すなわち、ストッパ２８の上下方向の位置を調整することにより、上記距離Ｓ２の値を調整して上記移動距離がｘとなるようにする。これにより、第一ワーク８０と第二ワーク８５に印加される加圧力Ｐ＝｜ｋｘ｜の大きさが調整される。
なお、加圧処理を複数段階に分けて行う場合にも、このような方法によって各加圧過程における加圧条件を調整することができる。
具体的には、圧力センサからの圧力情報に基づき、ストッパ駆動部２８ａによりストッパ２８を駆動して加圧ステージ２３と補助ステージ２２との間の空間挿入されたストッパ２８の上下方向の位置を調整する。なお、上記したように、ストッパ駆動部２８ａの制御はストッパ駆動制御部２８ｂにより行われる。ストッパ駆動制御部２８ｂは、圧力センサからの圧力情報に基づき検出圧力値Ｐｓが所定の圧力値Ｐに等しくなるようにストッパ駆動部２８ａを駆動する。なお、図示を省略した圧力表示手段に圧力情報が表示される場合、作業者が表示情報を見ながらストッパ駆動制御部２８ｂを操作してもよい。すなわち、ストッパ２８の上下方向の位置を調整することにより、上記距離Ｓ２の値を調整して上記移動距離がｘとなるようにする。これにより、第一ワーク８０と第二ワーク８５に印加される加圧力Ｐ＝｜ｋｘ｜の大きさが調整される。
なお、加圧処理を複数段階に分けて行う場合にも、このような方法によって各加圧過程における加圧条件を調整することができる。
上記（１６）〜（１７）の工程により、第一ワーク８０と第二ワーク８５の積層ならびにこれらへの加圧が行われ、第一ワーク８０と第二ワーク８５が貼り合わされる。
なお、本実施例においては、ストッパ２８及びストッパ駆動部２８ａが、積層された状態の第一ワーク８０と第二ワーク８５の接触圧力を調整する機構に相当する。
なお、本実施例においては、ストッパ２８及びストッパ駆動部２８ａが、積層された状態の第一ワーク８０と第二ワーク８５の接触圧力を調整する機構に相当する。
Ｇ．動作７（ワークの取り出し）
（１８）第一ワーク８０と第二ワーク８５への圧力印加開始から所定時間経過後、反転ステージユニット３０において、真空チャック駆動制御部３５ｂが真空供給機構３５の駆動を停止し、反転ステージ３１への真空の供給が停止する。そして不図示のパージ機構により反転ステージ３１に空気が供給される。すなわち、真空供給路、吸着用溝部３１ａ、第一ワーク８０の載置面からなる空間内は、減圧雰囲気から大気圧雰囲気となり、反転ステージ３１と貼り合わせ部材における第一ワーク８０側表面との間の吸着関係が解除される。なお、上記した所定時間とは、第一ワーク８０と第二ワーク８５への圧力印加開始から第一ワーク８０と第二ワーク８５との接合が完了するまでの時間である。
（１８）第一ワーク８０と第二ワーク８５への圧力印加開始から所定時間経過後、反転ステージユニット３０において、真空チャック駆動制御部３５ｂが真空供給機構３５の駆動を停止し、反転ステージ３１への真空の供給が停止する。そして不図示のパージ機構により反転ステージ３１に空気が供給される。すなわち、真空供給路、吸着用溝部３１ａ、第一ワーク８０の載置面からなる空間内は、減圧雰囲気から大気圧雰囲気となり、反転ステージ３１と貼り合わせ部材における第一ワーク８０側表面との間の吸着関係が解除される。なお、上記した所定時間とは、第一ワーク８０と第二ワーク８５への圧力印加開始から第一ワーク８０と第二ワーク８５との接合が完了するまでの時間である。
（１９）図８に示すように、加圧ステージユニット２０において、ステージ移動機構駆動制御部２４ａによってステージ移動機構２４を駆動することにより加圧ステージ２３、補助ステージ２２およびワークステージ２１を下方向に移動させる。移動位置は、反転ステージ３１におけるワーク押さえ部材３１１の表面から第一ワーク８１と第二ワーク８５の貼り合わせ部材の表面が離間状態となり、貼り合わせ部材への加圧が解除される任意の位置である。
（２０）固定機構駆動部３６ａにより反転ステージ固定機構３６が駆動されて、反転ステージ固定機構３６は反転ステージ３１の反転動作を干渉しない位置に退避する。これにより、反転ステージ３１の固定が解除される。
（２１）反転ステージユニット３０において、反転ステージ３１が工程（１３）とは逆方向に反転し、貼り合わせ部材の直上位置から反転ステージ３１が退避する。
具体的には、反転ステージ制御部３３ａにより反転ステージ駆動機構３３が駆動し、反転ステージ３１が固定されている軸３３ｂとカップリング３３ｃを介して連結されている反転ステージ駆動機構３３の回転軸３３ｅ（図３参照）が−１８０度回転する。
（２２）加圧ステージユニット３０において、ワークステージ２１上に載置されている貼り合わせ部材が取り出される。なお、貼り合わせ部材の取り出しは、作業者が行ってもよいし、図示、説明を省略した周知の搬送機構を用いて行ってもよい。
（２１）反転ステージユニット３０において、反転ステージ３１が工程（１３）とは逆方向に反転し、貼り合わせ部材の直上位置から反転ステージ３１が退避する。
具体的には、反転ステージ制御部３３ａにより反転ステージ駆動機構３３が駆動し、反転ステージ３１が固定されている軸３３ｂとカップリング３３ｃを介して連結されている反転ステージ駆動機構３３の回転軸３３ｅ（図３参照）が−１８０度回転する。
（２２）加圧ステージユニット３０において、ワークステージ２１上に載置されている貼り合わせ部材が取り出される。なお、貼り合わせ部材の取り出しは、作業者が行ってもよいし、図示、説明を省略した周知の搬送機構を用いて行ってもよい。
上記（１８）〜（２２）の工程により、第一ワーク８０と第二ワーク８５の貼り合わせ部材への加圧の解除、反転ステージ３１の真空チャックの解除、反転ステージ３１の固定の解除および元の位置への反転、ワークステージ２１からの貼り合わせ部材の取り出しが行われる。
なお、上記動作（１）〜（６）において、直動ベース４２上に設けられた反転ステージユニット３０と加圧ステージユニット２０は、紫外線照射前（（１）〜（６）の工程）においては、光照射ユニット１０から照射される真空紫外線の照射領域から外れた位置（初期位置Ｐ０）に位置するように移動する。また、紫外線照射処理（（７）〜（９）の工程）においては、反転ステージユニット３０と加圧ステージユニット２０は、紫外線照射位置Ｐ１に位置するように移動する。後に続く加圧（加熱）処理以降（（１０）〜（２２）の工程）では、反転ステージユニット３０と加圧ステージユニット２０は、再び上記した真空紫外線の照射領域から外れた位置に移動する。
この理由は次の通りである。すなわち、ＵＶランプ１１ａから放出される真空紫外線の波長が１７２ｎｍであるとき、ＵＶランプ１１ａの下側と各ワーク８０，８５の一面との距離Ｄが例えば１〜５ｍｍとされる。このため、反転ステージユニット３０と加圧ステージユニット２０が真空紫外線の照射領域にある場合には、反転ステージ３１およびワークステージ２１にそれぞれ第一ワーク８０および第二ワーク８５を配置したり、反転ステージ３１を反転したりすることが困難となるためである。
仮に、紫外線の波長を波長１７２ｎｍより長波長に設定し、上記距離Ｄを比較的大きく設定できるのであれば、反転ステージユニット２０と加圧ステージユニット３０を紫外線の照射領域に位置させたままでもよい。
この理由は次の通りである。すなわち、ＵＶランプ１１ａから放出される真空紫外線の波長が１７２ｎｍであるとき、ＵＶランプ１１ａの下側と各ワーク８０，８５の一面との距離Ｄが例えば１〜５ｍｍとされる。このため、反転ステージユニット３０と加圧ステージユニット２０が真空紫外線の照射領域にある場合には、反転ステージ３１およびワークステージ２１にそれぞれ第一ワーク８０および第二ワーク８５を配置したり、反転ステージ３１を反転したりすることが困難となるためである。
仮に、紫外線の波長を波長１７２ｎｍより長波長に設定し、上記距離Ｄを比較的大きく設定できるのであれば、反転ステージユニット２０と加圧ステージユニット３０を紫外線の照射領域に位置させたままでもよい。
上記のワークの貼り合わせ装置においては、第一ワーク８０が載置される反転ステージ３１に、当該反転ステージ３１の表面から突出した構造であって、第一ワーク８０におけるそり部形成領域の内周縁より内側の平坦部領域で第一ワーク８０の他面に接触するワーク押さえ部３１１が設けられている。また、第二ワーク８５が載置されるワークステージ２１に、当該ワークステージ２１の表面から突出した構造であって、第二ワーク８５におけるそり部形成領域の内周縁より内側の平坦部領域で第二ワーク８０の他面に接触するワーク押さえ部２１１が設けられている。このため、積層された状態の第一ワーク８０と第二ワーク８５に対する加圧処理が、各ワーク８０，８５におけるそり部形成領域の内周縁より内側の平坦部領域のみに加圧力が加えられることにより行われる。従って、得られる貼り合わせ部材に残存する、各ワーク８０，８５のそり部に起因した内部応力を小さく抑制することができる。これにより、当該内部応力によって、第一ワーク８０および第二ワーク８５が再び剥離するという不具合が発生することを回避することができ、信頼性の高い接合状態を得ることができる。
また、上記のワークの貼り合わせ装置によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）反転ステージ３１におけるワーク押さえ部３１１に保持された第一ワーク８０、および、ワークステージ２１におけるワーク押さえ部２１１に保持された第二ワーク８５の各々に対して、光照射ユニット１０からの真空紫外線を同時に照射することが可能とされている。また、反転ステージユニット３０の反転ステージ３１を反転させた後、加圧ステージユニット２０の高さ位置を制御することにより、第一ワーク８０と第二ワーク８５との積層状態を実現することが可能とされている。更に、加圧ステージユニット２０によって、積層された状態の第一ワーク８０および第二ワーク８５に加圧力を印加することが可能とされている。
従って、上記のワークの貼り合わせ装置によれば、一台の装置でワークの貼り合わせを実施可能であり、装置全体をコンパクトに構成することができる。
（１）反転ステージ３１におけるワーク押さえ部３１１に保持された第一ワーク８０、および、ワークステージ２１におけるワーク押さえ部２１１に保持された第二ワーク８５の各々に対して、光照射ユニット１０からの真空紫外線を同時に照射することが可能とされている。また、反転ステージユニット３０の反転ステージ３１を反転させた後、加圧ステージユニット２０の高さ位置を制御することにより、第一ワーク８０と第二ワーク８５との積層状態を実現することが可能とされている。更に、加圧ステージユニット２０によって、積層された状態の第一ワーク８０および第二ワーク８５に加圧力を印加することが可能とされている。
従って、上記のワークの貼り合わせ装置によれば、一台の装置でワークの貼り合わせを実施可能であり、装置全体をコンパクトに構成することができる。
（２）更に、第一ワーク８０の一面（貼り合わせ面）と、第二ワーク８５の一面（貼り合わせ面）とをほぼ同じ高さ位置に調節することが可能であり、更には各ワーク８０，８５の貼り合わせ面と光照射ユニット１０との距離とを任意に設定することができる。
よって、大気中で著しく減衰する波長１７２ｎｍの真空紫外線を照射する際、大気雰囲気中であっても、各ワーク８０，８５の貼り合わせ面の改質処理を行うことが可能となる。すなわち、装置内の雰囲気を波長１７２ｎｍの真空紫外線が減衰しない例えば真空雰囲気にする必要がないので、この点においても、装置全体をよりコンパクトに構成することができる。なお、上記のワークの貼り合わせ装置においては、間隙設定機構として機能する高さ調整用スペーサ３４ａにより、反転ステージ３１におけるワーク押さえ部３１１に保持された第一ワーク８０の一面と、光照射ユニット１０との距離を調整することができる。また、同様に間隙設定機構として機能する高さ調整用カラー２６ｂにより、ワークステージ２１におけるワーク押さえ部２１１に保持された第二ワーク８５の一面と、光照射ユニット１０との距離を調整することができる。すなわち、本実施例では、第一ワーク８０の一面と光照射ユニット１０との距離および第二ワーク８５の一面と光照射ユニット１０との距離をそれぞれ独立に調整することができる。
よって、大気中で著しく減衰する波長１７２ｎｍの真空紫外線を照射する際、大気雰囲気中であっても、各ワーク８０，８５の貼り合わせ面の改質処理を行うことが可能となる。すなわち、装置内の雰囲気を波長１７２ｎｍの真空紫外線が減衰しない例えば真空雰囲気にする必要がないので、この点においても、装置全体をよりコンパクトに構成することができる。なお、上記のワークの貼り合わせ装置においては、間隙設定機構として機能する高さ調整用スペーサ３４ａにより、反転ステージ３１におけるワーク押さえ部３１１に保持された第一ワーク８０の一面と、光照射ユニット１０との距離を調整することができる。また、同様に間隙設定機構として機能する高さ調整用カラー２６ｂにより、ワークステージ２１におけるワーク押さえ部２１１に保持された第二ワーク８５の一面と、光照射ユニット１０との距離を調整することができる。すなわち、本実施例では、第一ワーク８０の一面と光照射ユニット１０との距離および第二ワーク８５の一面と光照射ユニット１０との距離をそれぞれ独立に調整することができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
〔変形例１〕
本発明のワークの貼り合わせ装置においては、ワークを加熱する加熱機構を備えた構成とすることができる。加熱機構を備えることにより、（Ａ）積層された状態の２つのワークを加熱しながら加圧すること、あるいは（Ｂ）積層された状態の２つのワークを加圧した後、加熱することにより、貼り合わされるワークの材質等に応じた最適な貼り合わせ工程を実施することができる。従って、２つのワークを一層信頼性の高い接合状態で貼り合わせることができる。
本発明のワークの貼り合わせ装置においては、ワークを加熱する加熱機構を備えた構成とすることができる。加熱機構を備えることにより、（Ａ）積層された状態の２つのワークを加熱しながら加圧すること、あるいは（Ｂ）積層された状態の２つのワークを加圧した後、加熱することにより、貼り合わされるワークの材質等に応じた最適な貼り合わせ工程を実施することができる。従って、２つのワークを一層信頼性の高い接合状態で貼り合わせることができる。
具体的には、図９に示すように、加圧ステージユニット２０において、第二ワーク８５を載置するワークステージ２１に加熱機構１６を設けることができる。加熱機構１６は、例えば、ワークステージ２１の内部にシースヒータを埋設することにより構成される。ワークステージ２１の温度制御は、温度制御部１６ａにより行われる。温度制御部１６ａは、図示を省略した温度センサによって計測されたワークステージ２１の表面の温度情報に基づき、ワークステージ２１の表面の温度が所定の温度となるように加熱機構１６を制御する。
ワークステージ２１内に図示を省略した冷却機構を設けてもよい。冷却機構としては、例えば、ワークステージ２１内に冷却管を埋設し、当該冷却管に冷媒を流す。そして冷媒とワークステージ２１との熱交換により、ワークステージ２１の冷却を実施する。なお、冷却機構１６ｂの制御も、例えば、温度制御部１６ａにより行われる（図１０参照。）。温度制御部１６ａは、例えば、シースヒータへの電力供給を停止後、冷却機構を動作させ、図示を省略した温度センサによって計測されたワークステージ２１表面の温度情報に基づき、ワークステージ２１表面の温度が室温となるように冷却機構を制御する。
ワークステージ２１内に図示を省略した冷却機構を設けてもよい。冷却機構としては、例えば、ワークステージ２１内に冷却管を埋設し、当該冷却管に冷媒を流す。そして冷媒とワークステージ２１との熱交換により、ワークステージ２１の冷却を実施する。なお、冷却機構１６ｂの制御も、例えば、温度制御部１６ａにより行われる（図１０参照。）。温度制御部１６ａは、例えば、シースヒータへの電力供給を停止後、冷却機構を動作させ、図示を省略した温度センサによって計測されたワークステージ２１表面の温度情報に基づき、ワークステージ２１表面の温度が室温となるように冷却機構を制御する。
〔変形例２〕
また、本発明のワークの貼り合わせ装置においては、図１０に示すように、上記した各制御部の実行タイミングを指令する制御部である上位コントローラ５０を設け、一連の工程を自動的に実施してもよい。
上位コントローラ５０は、上記した（１）〜（２２）の工程手続きに関する指令内容を予め記憶しており、この指令内容に基づき、上記した各制御部を制御する。
なお、圧力センサ１５は、第一ワーク８０と第二ワーク８５に印加される加圧力を検出し、検出された圧力値が例えば前述したようにステージ移動機構駆動制御部２４ａに送出される。然るに、上位コントローラ５０を設ける場合には、圧力センサ１５の出力を上位コントローラ５０に送り、上位コントローラ５０を介してステージ移動機構駆動制御部２４ａを制御するようにしてもよい。
なお、周知の搬送機構を用いて第一ワーク８０および第二ワーク８５をそれぞれ反転ステージ３１およびワークステージ２１に搬入、設置、搬出を行う場合、このような搬送機構を制御する制御部を上位コントローラ５０と接続してもよい。
また、本発明のワークの貼り合わせ装置においては、図１０に示すように、上記した各制御部の実行タイミングを指令する制御部である上位コントローラ５０を設け、一連の工程を自動的に実施してもよい。
上位コントローラ５０は、上記した（１）〜（２２）の工程手続きに関する指令内容を予め記憶しており、この指令内容に基づき、上記した各制御部を制御する。
なお、圧力センサ１５は、第一ワーク８０と第二ワーク８５に印加される加圧力を検出し、検出された圧力値が例えば前述したようにステージ移動機構駆動制御部２４ａに送出される。然るに、上位コントローラ５０を設ける場合には、圧力センサ１５の出力を上位コントローラ５０に送り、上位コントローラ５０を介してステージ移動機構駆動制御部２４ａを制御するようにしてもよい。
なお、周知の搬送機構を用いて第一ワーク８０および第二ワーク８５をそれぞれ反転ステージ３１およびワークステージ２１に搬入、設置、搬出を行う場合、このような搬送機構を制御する制御部を上位コントローラ５０と接続してもよい。
なお、上記したワークの貼り合わせ装置においては、ワークの貼り合わせ面の活性化処理を行うために当該貼り合わせ面に紫外線を照射する光照射ユニット１０を備えるが、これに限るものではない。すなわち、ワークの貼り合わせ面の活性化処理を行うために、光照射ユニット１０に代えて、大気圧またはその近傍下においてプロセスガスをプラズマ化し、このプラズマ化したプロセスガスを基板の表面に接触させる大気圧プラズマユニットを設けてもよい。大気圧プラズマガスユニットとしては、例えば、図１４に示す大気圧プラズマ装置を用いてもよい。
以下、本発明のワークの貼り合わせ方法の具体的な実施例について説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
＜実施例１＞
下記のワークＷａおよびワークＷｂを用意した。
ワークＷａは、シクロオレフィン樹脂（日本ゼオン株式会社製「ゼオネックス４８０Ｒ」）よりなり、寸法が３０ｍｍ×３０ｍｍ×ｔ３ｍｍの矩形の板状であって、一面および他面における全周縁に、厚み方向に突出する突出縁が存在するものである。突出縁の、ワークＷａにおける中央部の表面からの高さは３μｍ程度であり、ワークＷａの外周縁から１ｍｍの幅領域（図１（ｃ）において斜線を付した領域を参照。図１（ｃ）におけるｄが１ｍｍ）内において、ワークＷａにおける中央部の表面からの高さ位置が外縁に向かって大きくなるよう変形するそり部を有する。
ワークＷｂは、合成石英ガラスよりなり、寸法が３０ｍｍ×３０ｍｍ×ｔ２ｍｍの矩形の板状であって、顕著なそり部が存在しないものである。
下記のワークＷａおよびワークＷｂを用意した。
ワークＷａは、シクロオレフィン樹脂（日本ゼオン株式会社製「ゼオネックス４８０Ｒ」）よりなり、寸法が３０ｍｍ×３０ｍｍ×ｔ３ｍｍの矩形の板状であって、一面および他面における全周縁に、厚み方向に突出する突出縁が存在するものである。突出縁の、ワークＷａにおける中央部の表面からの高さは３μｍ程度であり、ワークＷａの外周縁から１ｍｍの幅領域（図１（ｃ）において斜線を付した領域を参照。図１（ｃ）におけるｄが１ｍｍ）内において、ワークＷａにおける中央部の表面からの高さ位置が外縁に向かって大きくなるよう変形するそり部を有する。
ワークＷｂは、合成石英ガラスよりなり、寸法が３０ｍｍ×３０ｍｍ×ｔ２ｍｍの矩形の板状であって、顕著なそり部が存在しないものである。
これらのワークＷａ，Ｗｂについて、下記の紫外線照射処理工程および貼り合わせ工程を行い、ワークＷａとワークＷｂを貼り合わせた。
［紫外線照射処理工程］
２つのワークＷａ，Ｗｂの各々の一面（貼り合わせ面）に、照度が４０ｍＷ／ｃｍ2 、照射時間が３０秒間となる条件で、真空紫外線を照射した。
［貼り合わせ工程］
ワーク載置ステージ上において、２つのワークＷａ，Ｗｂをそれぞれの一面が接触するように積層して配置した。次いで、２８ｍｍ角の柱状の加圧部材（ワークに対する接触面積７８４ｍｍ2 ）によって、そり部に接触しないようにワークＷａにおける矩形枠状のそり部形成領域の内周縁より内側の領域を加圧した。加圧条件は、加圧力を２ＭＰａ、加圧時間を３００秒間とした。
２つのワークＷａ，Ｗｂの各々の一面（貼り合わせ面）に、照度が４０ｍＷ／ｃｍ2 、照射時間が３０秒間となる条件で、真空紫外線を照射した。
［貼り合わせ工程］
ワーク載置ステージ上において、２つのワークＷａ，Ｗｂをそれぞれの一面が接触するように積層して配置した。次いで、２８ｍｍ角の柱状の加圧部材（ワークに対する接触面積７８４ｍｍ2 ）によって、そり部に接触しないようにワークＷａにおける矩形枠状のそり部形成領域の内周縁より内側の領域を加圧した。加圧条件は、加圧力を２ＭＰａ、加圧時間を３００秒間とした。
このようにして得られた貼り合わせ部材について、接合状況の評価を行った。
２つのワークにおける完全接合部の面積は、２つのワークが接合されたサンプルについて画像撮影を行い、その画像データを白黒２値化を行い、完全接合部の面積を算出し、外周縁部の接合状態の評価を行った。ここで、完全接合部とは、２つのワークの接合面間に空気層などの未接合をもたない完全に接合している部分をいう。完全接合部の面積が９５％以上である場合を「○」、９０％より小さい場合を「×」とした。結果を下記表１に示す。また、図１１（ａ）に、２つのワークの接合状態を模式的に示す。図１１（ａ）において斜線を付した領域は、剥離が生じた状態を含む不完全接合部を示している。
２つのワークにおける完全接合部の面積は、２つのワークが接合されたサンプルについて画像撮影を行い、その画像データを白黒２値化を行い、完全接合部の面積を算出し、外周縁部の接合状態の評価を行った。ここで、完全接合部とは、２つのワークの接合面間に空気層などの未接合をもたない完全に接合している部分をいう。完全接合部の面積が９５％以上である場合を「○」、９０％より小さい場合を「×」とした。結果を下記表１に示す。また、図１１（ａ）に、２つのワークの接合状態を模式的に示す。図１１（ａ）において斜線を付した領域は、剥離が生じた状態を含む不完全接合部を示している。
＜比較例１＞
貼り合わせ工程において、加圧部材としてワークＷａの寸法より大きい寸法を有する板状のものを用い、ワークＷａの他面の全体を加圧したことの他は実施例１と同様にして、２つのワークＷａ，Ｗｂを貼り合せた。なお、加圧力および加圧時間は、実施例１と同一の条件である。
得られた貼り合わせ部材について、実施例１と同様の方法によって、接合状況の評価を行った。結果を下記表１に示す。また、図１１（ｂ）に、２つのワークの接合状態を模式的に示す。
貼り合わせ工程において、加圧部材としてワークＷａの寸法より大きい寸法を有する板状のものを用い、ワークＷａの他面の全体を加圧したことの他は実施例１と同様にして、２つのワークＷａ，Ｗｂを貼り合せた。なお、加圧力および加圧時間は、実施例１と同一の条件である。
得られた貼り合わせ部材について、実施例１と同様の方法によって、接合状況の評価を行った。結果を下記表１に示す。また、図１１（ｂ）に、２つのワークの接合状態を模式的に示す。
＜実施例２＞
実施例１のときと同様のワークＷａ，Ｗｂについて、下記のプラズマガス処理工程および貼り合わせ工程を行い、ワークＷａとワークＷｂを貼り合わせた。
実施例１のときと同様のワークＷａ，Ｗｂについて、下記のプラズマガス処理工程および貼り合わせ工程を行い、ワークＷａとワークＷｂを貼り合わせた。
［プラズマガス処理工程］
図１４に示す上記の大気圧プラズマ装置の下方においてノズルから２ｍｍ離間した位置に、ワークをその一面（貼り合わせ面）がノズルに対向するよう配置した。そして、プロセスガスとして、流量が１５０Ｌ／ｍｉｎの窒素ガスおよび流量が１Ｌ／ｍｉｎのクリーンドライエア（プロセスガス中の酸素濃度が約０．１４体積％）をケーシング内に供給しながら、大気圧プラズマ装置を作動させることにより、ワークの一面に対して１５秒間のプラズマガス処理を行った。
［貼り合わせ工程］
ワーク載置ステージ上において、２つのワークＷａ，Ｗｂをそれぞれの一面が接触するように積層して配置した。次いで、２８ｍｍ角の柱状の加圧部材（ワークに対する接触面積７８４ｍｍ2 ）によって、そり部に接触しないようにワークＷａにおける矩形枠状のそり部形成領域の内周縁より内側の領域を加圧した。加圧条件は、加圧力を２ＭＰａ、加圧時間を３００秒間とした。
図１４に示す上記の大気圧プラズマ装置の下方においてノズルから２ｍｍ離間した位置に、ワークをその一面（貼り合わせ面）がノズルに対向するよう配置した。そして、プロセスガスとして、流量が１５０Ｌ／ｍｉｎの窒素ガスおよび流量が１Ｌ／ｍｉｎのクリーンドライエア（プロセスガス中の酸素濃度が約０．１４体積％）をケーシング内に供給しながら、大気圧プラズマ装置を作動させることにより、ワークの一面に対して１５秒間のプラズマガス処理を行った。
［貼り合わせ工程］
ワーク載置ステージ上において、２つのワークＷａ，Ｗｂをそれぞれの一面が接触するように積層して配置した。次いで、２８ｍｍ角の柱状の加圧部材（ワークに対する接触面積７８４ｍｍ2 ）によって、そり部に接触しないようにワークＷａにおける矩形枠状のそり部形成領域の内周縁より内側の領域を加圧した。加圧条件は、加圧力を２ＭＰａ、加圧時間を３００秒間とした。
このようにして得られた貼り合わせ部材について、接合状況の評価を行った。
実施例１のときと同様、２つのワークにおける完全接合部の面積は、２つのワークが接合されたサンプルについて画像撮影を行い、その画像データを白黒２値化を行い、完全接合部の面積を算出し、外周縁部の接合状態の評価を行った。完全接合部の面積が９５％以上である場合を「○」、９０％より小さい場合を「×」とした。結果は上記表１に示したものと同等であり、２つのワークの接合状態も模式的に示した図１１（ａ）と同等であった。
実施例１のときと同様、２つのワークにおける完全接合部の面積は、２つのワークが接合されたサンプルについて画像撮影を行い、その画像データを白黒２値化を行い、完全接合部の面積を算出し、外周縁部の接合状態の評価を行った。完全接合部の面積が９５％以上である場合を「○」、９０％より小さい場合を「×」とした。結果は上記表１に示したものと同等であり、２つのワークの接合状態も模式的に示した図１１（ａ）と同等であった。
＜比較例２＞
貼り合わせ工程において、加圧部材としてワークＷａの寸法より大きい寸法を有する板状のものを用い、ワークＷａの他面の全体を加圧したことの他は実施例２と同様にして、２つのワークＷａ，Ｗｂを貼り合せた。なお、加圧力および加圧時間は、実施例２と同一の条件である。
得られた貼り合わせ部材について、実施例２と同様の方法によって、接合状況の評価を行った。結果は上記表１と同等であり、２つのワークの接合状態も模式的に示した図１１（ｂ）と同等であった。
貼り合わせ工程において、加圧部材としてワークＷａの寸法より大きい寸法を有する板状のものを用い、ワークＷａの他面の全体を加圧したことの他は実施例２と同様にして、２つのワークＷａ，Ｗｂを貼り合せた。なお、加圧力および加圧時間は、実施例２と同一の条件である。
得られた貼り合わせ部材について、実施例２と同様の方法によって、接合状況の評価を行った。結果は上記表１と同等であり、２つのワークの接合状態も模式的に示した図１１（ｂ）と同等であった。
以上の結果より、実施例１、実施例２に係るワークの貼り合わせ方法によれば、得られる貼り合わせ部材において信頼性の高い接合状態を得ることができることが確認された。
１０ 光照射ユニット
１０ａ ランプハウス
１１ａ ＵＶランプ
１１ｂ 反射ミラー
１３ ランプ点灯装置
１５ 圧力センサ
１６ 加熱機構
１６ａ 温度制御部
１６ｂ 冷却機構
２０ 加圧ステージユニット
２１ ワークステージ
２１１ ワーク押さえ部
２１ａ ワークステージ駆動制御部
２２ 補助ステージ
２３ 加圧ステージ
２４ ステージ移動機構
２４ａ ステージ移動機構駆動制御部
２６ 柱
２６ａ フランジ部
２６ｂ 高さ調整用カラー
２７ ばね
２７ａ ばねケース
２８ ストッパ
２８ａ ストッパ駆動部
２８ｂ ストッパ駆動制御部
３０ 反転ステージユニット
３１ 反転ステージ
３１１ ワーク押さえ部
３１ａ 吸着用溝部
３１ｂ 真空供給用孔部
３１ｃ 位置決めピン
３２ ステージ保持機構
３３ 反転ステージ駆動機構
３３ａ 反転ステージ制御部
３３ｂ 軸
３３ｃ カップリング
３３ｄ 軸受け部材
３３ｅ 回転軸
３４ 反転ステージベース
３４ａ 高さ調整用スペーサ
３５ 真空供給機構
３５ａ 真空供給管
３５ｂ 真空チャック駆動制御部
３６ 反転ステージ固定機構
３６ａ 固定機構駆動部
３６ｂ 固定機構駆動制御部
４１ ベース
４２ 直動ベース
４３ 直動ベース駆動制御部
５０ 上位コントローラ
６０ ケーシング
６１ 電極
６２ 誘電体層
６３ ガス供給口
６４ ノズル
６５ 高周波電源
８０ 第一ワーク
８０ａ ＰＤＭＳ基板
８１ 貼り合わせ面
８３ そり部（突起部）
８５ 第二ワーク
８５ａ ガラス基板
８６ 貼り合わせ面
９０ 紫外線光源
９５ ワーク載置ステージ
９６ 加圧部材
Ａｂ そり部形成領域
Ｇ１ プロセスガス
Ｇ２ プラズマ化したプロセスガス
Ｔ 接触部分
１０ａ ランプハウス
１１ａ ＵＶランプ
１１ｂ 反射ミラー
１３ ランプ点灯装置
１５ 圧力センサ
１６ 加熱機構
１６ａ 温度制御部
１６ｂ 冷却機構
２０ 加圧ステージユニット
２１ ワークステージ
２１１ ワーク押さえ部
２１ａ ワークステージ駆動制御部
２２ 補助ステージ
２３ 加圧ステージ
２４ ステージ移動機構
２４ａ ステージ移動機構駆動制御部
２６ 柱
２６ａ フランジ部
２６ｂ 高さ調整用カラー
２７ ばね
２７ａ ばねケース
２８ ストッパ
２８ａ ストッパ駆動部
２８ｂ ストッパ駆動制御部
３０ 反転ステージユニット
３１ 反転ステージ
３１１ ワーク押さえ部
３１ａ 吸着用溝部
３１ｂ 真空供給用孔部
３１ｃ 位置決めピン
３２ ステージ保持機構
３３ 反転ステージ駆動機構
３３ａ 反転ステージ制御部
３３ｂ 軸
３３ｃ カップリング
３３ｄ 軸受け部材
３３ｅ 回転軸
３４ 反転ステージベース
３４ａ 高さ調整用スペーサ
３５ 真空供給機構
３５ａ 真空供給管
３５ｂ 真空チャック駆動制御部
３６ 反転ステージ固定機構
３６ａ 固定機構駆動部
３６ｂ 固定機構駆動制御部
４１ ベース
４２ 直動ベース
４３ 直動ベース駆動制御部
５０ 上位コントローラ
６０ ケーシング
６１ 電極
６２ 誘電体層
６３ ガス供給口
６４ ノズル
６５ 高周波電源
８０ 第一ワーク
８０ａ ＰＤＭＳ基板
８１ 貼り合わせ面
８３ そり部（突起部）
８５ 第二ワーク
８５ａ ガラス基板
８６ 貼り合わせ面
９０ 紫外線光源
９５ ワーク載置ステージ
９６ 加圧部材
Ａｂ そり部形成領域
Ｇ１ プロセスガス
Ｇ２ プラズマ化したプロセスガス
Ｔ 接触部分
Claims (7)
- 樹脂からなる板状の第一ワークを板状の第二ワークに貼り合わせる方法であって、
前記第一ワークは、貼り合わせ面における外周縁部に厚み方向に突出するそり部を有するものであり、
前記第一ワークおよび前記第二ワークの少なくとも一方の貼り合わせ面を活性化する表面活性化工程と、
当該第一ワークと当該第二ワークとをそれぞれの貼り合わせ面が接触するように積層し、当該第一ワークにおける前記そり部が形成された領域以外の領域を積層方向に加圧することにより当該第一ワークと当該第二ワークを貼り合わせる工程と
を有することを特徴とするワークの貼り合わせ方法。 - 前記第二ワークの貼り合わせ面の外周縁を、前記第一ワークの貼り合わせ面の外周縁よりも外方に位置させることを特徴とする請求項１に記載のワークの貼り合わせ方法。
- 前記表面活性化工程は、前記第一ワークおよび前記第二ワークの少なくとも一方の貼り合わせ面に真空紫外線を照射する紫外線照射処理工程であることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載のワークの貼り合わせ方法。
- 前記表面活性化工程は、大気圧プラズマによってプラズマ化したプロセスガスを、前記第一ワークおよび前記第二ワークの少なくとも一方の貼り合わせ面に接触させるプラズマガス処理工程であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のワークの貼り合わせ方法。
- 一面における周縁部に厚み方向に突出するそり部を有する樹脂からなる板状の第一ワークを保持する第一のステージと、
板状の第二ワークを保持する第二のステージと、
前記第一ワークの一面および前記第二ワークの一面の一方または両方に紫外線を照射する光照射ユニットと、
前記第一ワークおよび前記第二ワークを、それぞれ第一のステージおよび第二のステージによって保持された状態で、それぞれの一面が接触するように積層させるワーク積層機構と、
前記第一ワークと前記第二ワークが積層された状態において当該第一ワークおよび当該第二ワークを積層方向に加圧する加圧機構と
を備えてなり、
前記第一のステージのワーク載置面には、前記第一ワークにおけるそり部が形成された領域の内周縁より内側の領域で当該第一ワークの他面に接触するワーク押さえ部が設けられており、前記加圧機構が駆動されることにより当該第一ワークにおけるそり部が形成された領域以外の領域が当該押さえ部によって加圧されることを特徴とするワークの貼り合わせ装置。 - 一面における周縁部に厚み方向に突出するそり部を有する樹脂からなる板状の第一ワークを保持する第一のステージと、
板状の第二ワークを保持する第二のステージと、
前記第一ワークの一面および前記第二ワークの一面の一方または両方に大気圧プラズマによってプラズマ化したプロセスガスを接触させる大気圧プラズマユニットと、
前記第一ワークおよび前記第二ワークを、それぞれ第一のステージおよび第二のステージによって保持された状態で、それぞれの一面が接触するように積層させるワーク積層機構と、
前記第一ワークと前記第二ワークが積層された状態において当該第一ワークおよび当該第二ワークを積層方向に加圧する加圧機構と
を備えてなり、
前記第一のステージのワーク載置面には、前記第一ワークにおけるそり部が形成された領域の内周縁より内側の領域で当該第一ワークの他面に接触するワーク押さえ部が設けられており、前記加圧機構が駆動されることにより当該第一ワークにおけるそり部が形成された領域以外の領域が当該押さえ部によって加圧されることを特徴とするワークの貼り合わせ装置。 - 前記第一のステージは、前記第一ワークを前記ワーク押さえ部に対して位置決めする位置決め機構を備えていることを特徴とする請求項５または請求項６に記載のワークの貼り合わせ装置。
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