JP6112140B2 - Work bonding method and light irradiation device - Google Patents

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Description

本発明は、例えば３つのワークの貼り合わせ方法およびワーク貼り合わせ用の光照射装置に関する。   The present invention relates to a method for bonding three workpieces and a light irradiation apparatus for bonding workpieces, for example.

現在、２枚の平板状の基板（ワーク）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、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。）。このようなワークの貼り合わせ方法によって、例えばＰＤＭＳ基板とガラス基板の２つの基板を貼り合わせる際の接合メカニズムについて説明すると、図６（ａ）に示すように、ＰＤＭＳ基板Ｗ１の表面（貼り合わせ面）は、オルガノシロキシ基が存在する表面（疎水性表面）となっている。大気中に保持されるＰＤＭＳ基板Ｗ１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Ｗ１の表面にて活性酸素が発生する。この活性酸素とＰＤＭＳ基板Ｗ１の表面とが接触することにより、ＰＤＭＳ基板Ｗ１の表面が酸化される。すなわち、図６（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６（ｃ）に示すように、ＰＤＭＳ基板Ｗ１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Ｗ２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６（ｄ）に示すように、ＰＤＭＳ基板Ｗ１の表面とガラス基板Ｗ２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。   Currently, as a method of bonding two flat substrates (workpieces), ultraviolet rays are irradiated on the bonding surfaces of the respective substrates so that the bonding surfaces of the two substrates irradiated with ultraviolet rays are in close contact with each other. A method of laminating and joining to each other has been proposed (see, for example, Patent Documents 1 to 5). The bonding mechanism when two substrates, for example, a PDMS substrate and a glass substrate are bonded by such a method of bonding a workpiece will be described. As shown in FIG. 6A, the surface (bonding surface) of the PDMS substrate W1 is described. ) Is a surface on which an organosiloxy group is present (hydrophobic surface). By irradiating the surface of the PDMS substrate W1 held in the atmosphere with ultraviolet light having a wavelength of 220 nm or less, active oxygen is generated on the surface of the PDMS substrate W1. When the active oxygen comes into contact with the surface of the PDMS substrate W1, the surface of the PDMS substrate W1 is oxidized. That is, as shown in FIG. 6B, the methyl group related to the organosiloxy group is eliminated, and the active oxygen is bonded to the silicon atom to which the methyl group is bonded. Since moisture exists in the atmosphere, the generated active oxygen and hydrogen are combined, and as shown in FIG. 6C, the surface of the PDMS substrate W1 has silicon atoms with hydroxy groups (OH groups). Are combined. By superposing the hydrophilic surface (bonding surface) of the glass substrate W2 on such a surface and bringing both surfaces into close contact with each other, as shown in FIG. 6D, the surface of the PDMS substrate W1 and the surface of the glass substrate W2 A hydrogen bond is formed at the interface with the two substrates, and both substrates are bonded.

このような紫外線を利用したワークの貼り合わせ方法は、例えば、生化学分野において微量の試薬の分離、合成、抽出または分析などを行うために用いられるマイクロリアクタを製造する際に利用することが検討されている。この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し、少なくとも１つの基板の表面に微細な流路（例えば、幅１０〜数１００μｍ、深さ１０〜数１００μｍ程度）が形成されている。基板の種類としては、例えばシクロオレフィンポリマー（Ｃｙｃｌｏ Ｏｌｅｆｉｎ Ｐｏｌｙｍｅｒ：ＣＯＰ）等の樹脂基板やガラス基板等がある。   Such a method of laminating workpieces using ultraviolet rays is considered to be used when manufacturing a microreactor used for separating, synthesizing, extracting or analyzing a trace amount of reagent in the biochemical field, for example. ing. This microreactor is composed of a microchip in which a microscale analysis channel or the like is formed on a small substrate made of, for example, silicon, silicone resin or glass by a semiconductor microfabrication technique. Such a microchip typically has a structure in which a pair of substrates are bonded to face each other, and has a fine flow path (for example, a width of 10 to several hundreds μm, a depth of 10 to 10 μm) on the surface of at least one substrate. About several hundred μm). Examples of the substrate include a resin substrate such as a cycloolefin polymer (COP), a glass substrate, and the like.

近年においては、マイクロチップを用いて多様な分析を行うため、従来２次元方向に設けられている流路を３次元方向に構築することが考えられている。
このような３次元方向に構築される流路を１枚のガラス基板に立体加工することは難しい。このため、２次元方向に構築された流路を有する基板を複数枚積層して、流路を３次元化することが望ましく、複数枚（例えば３枚）の基板を貼り合わせることが要請されている。 In recent years, in order to perform various analyzes using a microchip, it has been considered to construct a flow path conventionally provided in a two-dimensional direction in a three-dimensional direction.
It is difficult to three-dimensionally process such a flow path constructed in a three-dimensional direction on a single glass substrate. For this reason, it is desirable to stack a plurality of substrates having flow paths constructed in a two-dimensional direction to make the flow paths three-dimensional, and it is required to bond a plurality of (for example, three) substrates. Yes.

特許３７１４３３８号公報Japanese Patent No. 3714338 特開２００６−１８７７３０号公報JP 2006-187730 A 特開２００８−１９３４８号公報JP 2008-19348 A 国際公開第２００８／０８７８００号International Publication No. 2008/087800 特許５１５２３６１号公報Japanese Patent No. 5152361

例えば図７に示す構造を有するマイクロチップを、従来における紫外線を利用したワークの貼り合わせ方法によって製造する場合について検討する。   For example, a case where a microchip having the structure shown in FIG. 7 is manufactured by a conventional method for bonding workpieces using ultraviolet rays will be considered.

このマイクロチップ８０は、第一の基板８１の両面の各々に第二の基板８３および第三の基板８６が積層されて一体化された構造を有し、流路が３次元方向に構築されたものである。
第一の基板８１には、流路Ｐｂを形成する厚み方向に貫通する長孔（以下、「貫通長孔」と称する。）８２が形成されている。
第二の基板８３には、第一の基板８１の上面に接合された下面に、流路Ｐａを形成する直線状に延びる溝８４が形成されている。この溝８４は、第一の基板８１における貫通長孔８２が延びる方向と直交する方向に延びるよう形成されており、一端部が貫通長孔８２の一端部に連続している。この溝８４の他端部には、上面に試薬等の試料が流入される流入口８５ａが開口する厚み方向に延びる貫通孔８５が形成されている。
また、第三の基板８６には、第一の基板８１の下面と接合される上面に、流路Ｐｃを形成する直線状に延びる溝８７が形成されている。この溝８７は、第一の基板８１における貫通長孔８２が延びる方向と直交する方向に延びるよう形成されており、他端部が貫通長孔８２の他端部に連続している。この溝８７の一端部には、上面に試薬等の試料が流出される流出口８８ａが開口する厚み方向に延びる貫通孔８８が形成されている。
このような構造のマイクロチップ８０においては、流入口８５ａより流入した試料は、流路Ｐａ、流路Ｐｂ、流路Ｐｃを通り、流出口８８ａから外部へ排出されるが、例えば、流路Ｐａを流れる試料に対する分析１、流路Ｐｃを流れる試料に対する分析２（分析１とは相違する）が成される。すなわち、１枚のマイクロチップで２種類の分析を実施することが可能となる。 This microchip 80 has a structure in which a second substrate 83 and a third substrate 86 are laminated and integrated on both surfaces of a first substrate 81, and a flow path is constructed in a three-dimensional direction. Is.
The first substrate 81 has a long hole (hereinafter referred to as “through long hole”) 82 penetrating in the thickness direction forming the flow path Pb.
In the second substrate 83, a linearly extending groove 84 that forms the flow path Pa is formed on the lower surface joined to the upper surface of the first substrate 81. The groove 84 is formed so as to extend in a direction orthogonal to the direction in which the through long hole 82 extends in the first substrate 81, and one end thereof is continuous with one end of the through long hole 82. A through-hole 85 extending in the thickness direction is formed at the other end of the groove 84 so as to open an inlet 85a through which a sample such as a reagent flows.
The third substrate 86 has a linearly extending groove 87 that forms the flow path Pc on the upper surface joined to the lower surface of the first substrate 81. The groove 87 is formed to extend in a direction orthogonal to the direction in which the through long hole 82 extends in the first substrate 81, and the other end is continuous with the other end of the through long hole 82. A through-hole 88 extending in the thickness direction is formed at one end of the groove 87 so as to open an outlet 88a through which a sample such as a reagent flows out.
In the microchip 80 having such a structure, the sample flowing in from the inflow port 85a passes through the flow path Pa, the flow path Pb, and the flow path Pc and is discharged to the outside from the outflow port 88a. Analysis 1 for the sample flowing through the sample and analysis 2 for the sample flowing through the flow path Pc (different from the analysis 1) are performed. That is, two types of analysis can be performed with one microchip.

３枚の基板８１，８３，８６の貼り合わせ方法としては、以下に示すような方法が考えられる。すなわち、先ず、図８（ａ）に示すように、第一の基板８１の一面における貼り合わせ面８１ａおよび第三の基板８６における貼り合わせ面８６ａに、紫外線光源９０から放出される紫外線を照射する。紫外線光源９０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などを用いることができる。
次に、図８（ｂ）に示すように、第一の基板８１と第三の基板８６を、紫外線が照射されたそれぞれの貼り合わせ面８１ａ，８６ａが密着するように積層して、必要に応じて適宜に、次のような接合処理がなされることにより、第一の基板８１と第三の基板８６を接合する。接合処理としては、例えば、（ａ）２枚の基板を積層した状態において所定時間の間厚み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所定時間の間加熱する処理、（ｃ）２枚の基板を積層した状態において所定時間の間厚み方向に加圧した後、所定時間の間加熱する処理、または（ｄ）２枚の基板を積層した状態において所定時間の間厚み方向に加圧しながら加圧する処理などが挙げられる。ここに、「所定時間」とは、接合が十分になされるまでの時間である。
そして、図８（ｃ）に示すように、第一の基板８１と第三の基板８６とによる積層基板Ｌにおける第一の基板８１の他面における貼り合わせ面８１ｂおよび第二の基板８３における貼り合わせ面８３ａに、紫外線を照射する。その後、図８（ｄ）に示すように、積層基板Ｌと第二の基板８３を、紫外線が照射されたそれぞれの貼り合わせ面８１ｂ，８３ａが密着するように積層して、上記の接合処理が必要に応じて適宜に行うことにより、３枚の基板８１，８３，８６を接合する。 As a method for bonding the three substrates 81, 83, and 86, the following methods can be considered. That is, first, as shown in FIG. 8A, ultraviolet light emitted from the ultraviolet light source 90 is irradiated onto the bonding surface 81 a on one surface of the first substrate 81 and the bonding surface 86 a on the third substrate 86. . As the ultraviolet light source 90, for example, a xenon excimer lamp having an emission line at a wavelength of 172 nm can be used.
Next, as shown in FIG. 8B, the first substrate 81 and the third substrate 86 are laminated so that the bonding surfaces 81a and 86a irradiated with ultraviolet rays are in close contact with each other. Accordingly, the first substrate 81 and the third substrate 86 are bonded together by performing the following bonding process as appropriate. As the bonding process, for example, (a) a process of pressing in a thickness direction for a predetermined time in a state where two substrates are stacked, (b) a process of heating for a predetermined time in a state where two substrates are stacked, (C) A process of pressing in the thickness direction for a predetermined time in a state where two substrates are stacked and then heating for a predetermined time, or (d) a thickness for a predetermined time in a state where two substrates are stacked The process etc. which pressurize while pressing in the direction are mentioned. Here, the “predetermined time” is a time until sufficient joining is achieved.
Then, as shown in FIG. 8C, the bonding surface 81b on the other surface of the first substrate 81 and the bonding on the second substrate 83 in the laminated substrate L by the first substrate 81 and the third substrate 86. The mating surface 83a is irradiated with ultraviolet rays. After that, as shown in FIG. 8D, the laminated substrate L and the second substrate 83 are laminated so that the bonding surfaces 81b and 83a irradiated with ultraviolet rays are in close contact with each other. The three substrates 81, 83, and 86 are bonded together by appropriately performing as necessary.

しかしながら、このような方法では、第一の基板８１と第三の基板８６との貼り合わせ工程と、２つの基板８１，８６による積層基板Ｌと第二の基板８３との貼り合わせ工程の２回の貼り合わせ工程が必要となるので、スループットが良好ではない。   However, in such a method, the bonding process of the first substrate 81 and the third substrate 86 and the bonding process of the laminated substrate L and the second substrate 83 by the two substrates 81 and 86 are performed twice. Therefore, the throughput is not good.

また、３枚の基板８１，８３，８６の貼り合わせ方法としては、以下に示すような方法が考えられる。すなわち、先ず、図９（ａ）に示すように、第一の基板８１の一面における貼り合わせ面８１ａ、第二の基板８３における貼り合わせ面８３ａ、および第三の基板８６における貼り合わせ面８６ａに、第一の紫外線光源９０ａから放出される紫外線を照射する。また、第一の基板８１の他面における貼り合わせ面８１ｂに、第二の紫外線光源９０ｂから放出される紫外線を照射する。ここに、第一の紫外線光源９０ａから放出される紫外線の一部を適宜の光学系によって導光することにより、第一の基板８１の他面における貼り合わせ面８１ｂに紫外線を照射するようにしてもよい。
次に、図９（ｂ）に示すように、第一の基板８１、第二の基板８３および第三の基板８６を、紫外線が照射されたそれぞれの貼り合わせ面が密着するように積層して、上記の接合処理が必要に応じて適宜に行うことにより、３枚の基板８１、８３、８６を接合する。 In addition, as a method of bonding the three substrates 81, 83, and 86, the following method is conceivable. That is, first, as shown in FIG. 9A, the bonding surface 81 a on one surface of the first substrate 81, the bonding surface 83 a on the second substrate 83, and the bonding surface 86 a on the third substrate 86. Irradiate ultraviolet rays emitted from the first ultraviolet light source 90a. In addition, the bonding surface 81b on the other surface of the first substrate 81 is irradiated with ultraviolet rays emitted from the second ultraviolet light source 90b. Here, a part of the ultraviolet light emitted from the first ultraviolet light source 90a is guided by an appropriate optical system so that the bonding surface 81b on the other surface of the first substrate 81 is irradiated with the ultraviolet light. Also good.
Next, as shown in FIG. 9B, the first substrate 81, the second substrate 83, and the third substrate 86 are laminated so that the respective bonding surfaces irradiated with ultraviolet rays are in close contact with each other. The three substrates 81, 83, and 86 are bonded by appropriately performing the bonding process as necessary.

このような方法では、複数の紫外線光源９０ａ，９０ｂが必要であったり、一の紫外線光源からの紫外線を導光するための光学系が必要であったりするため、貼り合わせ装置の構造が複雑になると共に、貼り合わせ装置自体が大掛かりのものとなる、という問題がある。   In such a method, a plurality of ultraviolet light sources 90a and 90b are necessary, or an optical system for guiding the ultraviolet light from one ultraviolet light source is necessary, so that the structure of the bonding apparatus is complicated. In addition, there is a problem that the bonding apparatus itself becomes a large-scale one.

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、装置構造の複雑化、大型化を伴うことなく、３つのワークを所期の接合状態を得ながら効率よく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当該貼り合わせ方法において用いられる光照射装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made based on the circumstances as described above, and it is possible to efficiently bond three workpieces while obtaining an intended joining state without complicating and increasing the size of the apparatus structure. An object of the present invention is to provide a method for bonding workpieces and a light irradiation device used in the bonding method.

本発明のワークの貼り合わせ方法は、第一のワークの両面の各々に第二のワークおよび第三のワークを貼り合わせる方法であって、
第一のワークとして紫外線透過性材料よりなるものが用いられ、
当該第一のワークにおけるいずれか一方の貼り合わせ面、第二のワークにおける貼り合わせ面および第三のワークにおける貼り合わせ面の各々に紫外線を照射する紫外線照射工程と、
当該第一のワーク、当該第二のワークおよび当該第三のワークを、それぞれの貼り合わせ面が密着するように、積層して接合する貼り合わせ工程と
を有し、
前記第一のワークに対する紫外線照射処理が、当該第一のワークの両面における貼り合わせ面の各々が酸素含有雰囲気に露出するように当該第一のワークが保持された状態で行われることにより、当該第一のワークにおける紫外線が照射される一方の貼り合わせ面および他方の貼り合わせ面が接合に適した状態とされ、
前記第二のワークに対する紫外線照射処理が、当該第二のワークの貼り合わせ面が酸素含有雰囲気に露出するように当該第二のワークが保持された状態で行われることにより、当該第二のワークにおける貼り合わせ面が接合に適した状態とされ、
前記第三のワークに対する紫外線照射処理が、当該第三のワークの貼り合わせ面が酸素含有雰囲気に露出するように当該第三のワークが保持された状態で行われることにより、当該第三のワークにおける貼り合わせ面が接合に適した状態とされることを特徴とする。 The method of laminating a workpiece of the present invention is a method of laminating a second workpiece and a third workpiece on each of both surfaces of the first workpiece,
The first work is made of an ultraviolet transparent material,
An ultraviolet irradiation step of irradiating each of the bonding surface of the first workpiece, the bonding surface of the second workpiece and the bonding surface of the third workpiece with ultraviolet rays,
The first work, the second work, and the third work, having a bonding step of laminating and bonding so that the respective bonding surfaces are in close contact with each other,
The ultraviolet irradiation treatment for the first workpiece is performed in a state where the first workpiece is held such that each of the bonding surfaces on both surfaces of the first workpiece is exposed to an oxygen-containing atmosphere, One bonding surface and the other bonding surface irradiated with ultraviolet light in the first workpiece are in a state suitable for bonding ,
The second workpiece is subjected to the ultraviolet irradiation treatment while the second workpiece is held so that the bonding surface of the second workpiece is exposed to the oxygen-containing atmosphere. The bonding surface in is in a state suitable for joining,
By performing the ultraviolet irradiation treatment on the third workpiece while the third workpiece is held such that the bonding surface of the third workpiece is exposed to the oxygen-containing atmosphere, The bonding surface in is suitable for joining .

本発明の光照射装置は、第一のワークの両面の各々に第二のワークおよび第三のワークを貼り合わせるワーク貼り合わせ用の光照射装置であって、
紫外線光源と、
紫外線透過性材料よりなる第一のワークを当該第一のワークにおけるいずれか一方の貼り合わせ面が当該紫外線光源と対向するように保持する第一ワーク保持機構と、
第二のワークを当該第二のワークにおける貼り合わせ面が酸素含有雰囲気に露出された状態で当該紫外線光源と対向するように保持する第二ワーク保持機構と、
第三のワークを当該第三のワークにおける貼り合わせ面が酸素含有雰囲気に露出された状態で当該紫外線光源と対向するように保持する第三ワーク保持機構と
を備えており、
前記第一ワーク保持機構は、前記第一のワークを当該第一のワークの両面における貼り合わせ面の各々が酸素含有雰囲気に露出された状態で保持するものであり、
当該第一のワークにおける前記紫外線光源と対向する一方の貼り合わせ面に、当該紫外線光源からの紫外線が照射されることにより、当該第一のワークの両面における貼り合わせ面の各々が接合に適した状態とされ、
前記第二のワークにおける貼り合わせ面に、当該紫外線光源からの紫外線が照射されることにより、当該第二のワークにおける貼り合わせ面が接合に適した状態とされ、
前記第三のワークにおける貼り合わせ面に、当該紫外線光源からの紫外線が照射されることにより、当該第三のワークにおける貼り合わせ面が接合に適した状態とされることを特徴とする。 The light irradiation device of the present invention is a light irradiation device for workpiece bonding in which a second workpiece and a third workpiece are bonded to each of both surfaces of a first workpiece,
An ultraviolet light source,
A first work holding mechanism for holding a first work made of an ultraviolet light transmissive material so that any one bonding surface of the first work faces the ultraviolet light source;
A second workpiece holding mechanism for holding the second workpiece so that the bonding surface of the second workpiece is exposed to the oxygen-containing atmosphere so as to face the ultraviolet light source;
A third work holding mechanism for holding the third work so that the bonding surface of the third work is exposed to the oxygen-containing atmosphere so as to face the ultraviolet light source;
The first workpiece holding mechanism holds the first workpiece in a state where each of the bonding surfaces on both surfaces of the first workpiece is exposed to an oxygen-containing atmosphere,
Each of the bonding surfaces on both surfaces of the first workpiece is suitable for joining by irradiating one of the bonding surfaces facing the ultraviolet light source in the first workpiece with ultraviolet rays from the ultraviolet light source. State ,
By irradiating the bonding surface in the second workpiece with ultraviolet rays from the ultraviolet light source, the bonding surface in the second workpiece is in a state suitable for bonding,
By irradiating the bonding surface of the third workpiece with ultraviolet light from the ultraviolet light source, the bonding surface of the third workpiece is in a state suitable for bonding .

本発明の光照射装置においては、前記紫外線光源が一方向に長尺な棒状の紫外線照射ランプにより構成されており、
前記第一ワーク保持機構、前記第二ワーク保持機構および前記第三ワーク保持機構が前記一方向に並ぶよう配置されており、
当該紫外線照射ランプからの紫外線が、当該第一ワーク保持機構、当該第二ワーク保持機構および当該第三ワーク保持機構の各々に保持された、第一のワーク、第二のワークおよび第三のワークの各々に対して同時に照射される構成とされていることが好ましい。 In the light irradiation device of the present invention, the ultraviolet light source is composed of a bar-shaped ultraviolet irradiation lamp elongated in one direction,
The first work holding mechanism, the second work holding mechanism, and the third work holding mechanism are arranged in the one direction;
The first workpiece, the second workpiece, and the third workpiece in which the ultraviolet rays from the ultraviolet irradiation lamp are held by the first workpiece holding mechanism, the second workpiece holding mechanism, and the third workpiece holding mechanism, respectively. It is preferable that each of these is irradiated simultaneously.

本発明のワークの貼り合わせ方法においては、紫外線透過性材料よりなる第一のワークに対する紫外線照射処理が、第一のワークの両面における貼り合わせ面の各々が酸素含有雰囲気に露出された状態で行われる。このため、第一のワークの両面における貼り合わせ面を、一の紫外線光源による一度の紫外線照射で同時に接合に適した状態とすることができ、貼り合わせ工程を一度に行うことができるようになる。従って、光照射装置の構造の複雑化、大型化を伴うことなく、３つのワークを所期の接合状態を得ながら効率よく貼り合わせることができる。   In the workpiece bonding method of the present invention, the ultraviolet irradiation treatment for the first workpiece made of the ultraviolet transmissive material is performed in a state where each of the bonding surfaces on both surfaces of the first workpiece is exposed to an oxygen-containing atmosphere. Is called. For this reason, the bonding surfaces on both surfaces of the first workpiece can be brought into a state suitable for bonding at the same time by one ultraviolet irradiation by one ultraviolet light source, and the bonding process can be performed at a time. . Therefore, it is possible to efficiently bond the three workpieces while obtaining a desired bonded state without complicating and increasing the size of the structure of the light irradiation device.

本発明の光照射装置によれば、第一ワーク保持機構によって、紫外線透過性材料よりなる第一のワークが、当該第一ワークの両面における貼り合わせ面の各々が酸素含有雰囲気に露出された状態おいて、保持されるので、上記のワークの貼り合わせ方法による紫外線照射工程を確実に行うことができる。   According to the light irradiation apparatus of the present invention, the first workpiece made of the ultraviolet light transmissive material is exposed to the oxygen-containing atmosphere on the both surfaces of the first workpiece by the first workpiece holding mechanism. In this case, the ultraviolet irradiation process by the above-described method for bonding the workpieces can be performed reliably.

また、第一ワーク保持機構、第二ワーク保持機構および第三ワーク保持機構が、紫外線光源を構成する紫外線照射ランプの長手方向に並ぶよう配置されていることにより、共通の一の紫外線光源によって、３つすべてのワークにおける貼り合わせ面の処理を一括して同時に実施することができ、処理効率を一層向上させることができる。   In addition, the first work holding mechanism, the second work holding mechanism, and the third work holding mechanism are arranged in the longitudinal direction of the ultraviolet irradiation lamp constituting the ultraviolet light source. The processing of the bonding surfaces of all three workpieces can be carried out simultaneously and the processing efficiency can be further improved.

本発明の光照射装置の一例における構成を概略的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows schematically the structure in an example of the light irradiation apparatus of this invention. 図１に示す光照射装置における第一ワーク保持機構の構成を示す拡大図である。It is an enlarged view which shows the structure of the 1st workpiece | work holding | maintenance mechanism in the light irradiation apparatus shown in FIG. 第一ワーク保持機構の他の例における構成を概略的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows schematically the structure in the other example of a 1st workpiece holding mechanism. 合成石英ガラスよりなる試験用基板の紫外線照射面および紫外線透過面における、紫外光照射時間に対する接触角の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the contact angle with respect to the ultraviolet irradiation time in the ultraviolet irradiation surface and ultraviolet transmission surface of the test substrate which consists of synthetic quartz glass. 実施例における貼り合わせ工程の一例を示す説明図である。（ａ）は、３枚の試験用基板が積層された積層基板の構成を示す説明図、（ｂ）は、積層基板の加圧処理を示す説明図、（ｃ）は、積層基板の加熱処理を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the bonding process in an Example. (A) is explanatory drawing which shows the structure of the laminated substrate on which three test substrates were laminated | stacked, (b) is explanatory drawing which shows the pressurization process of a laminated substrate, (c) is heat processing of a laminated substrate. It is explanatory drawing which shows. ワークの貼り合わせ方法における接合メカニズムを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the joining mechanism in the bonding method of a workpiece | work. マイクロチップの一例における構成を概略的に示す、（ａ）平面図、（ｂ）Ａ−Ａ線断面図である。It is the (a) top view and (b) AA sectional view taken on the line which show the structure in an example of a microchip roughly. 従来における紫外線を利用した３つのワークの貼り合わせ方法の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the pasting method of the three workpiece | work using the ultraviolet-ray in the past. 従来における紫外線を利用した３つのワークの貼り合わせ方法の他の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the other example of the pasting method of the three workpiece | work using the ultraviolet-ray in the past.

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〕
本発明のワークの貼り合わせ方法は、例えば板状の３つのワーク同士を貼り合わせる方法であって、第一のワークの両面の各々に第二のワークおよび第三のワークを貼り合わせる方法である。
第一のワークは、例えばガラスおよびサファイアなどの紫外線透過性材料よりなるものである。
第二のワークおよび第三のワークは、例えば合成樹脂、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、サファイアガラス、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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
〔work〕
The workpiece bonding method of the present invention is a method of bonding, for example, three plate-shaped workpieces, and is a method of bonding a second workpiece and a third workpiece to each of both surfaces of the first workpiece. .
The first work is made of an ultraviolet light transmissive material such as glass and sapphire.
The second workpiece and the third workpiece are made of a material selected from the group consisting of synthetic resin, glass, silicon wafer, crystal and sapphire, for example.
As a synthetic resin constituting the workpiece, a silicone resin such as polydimethylsiloxane, a cycloolefin resin, an acrylic resin, or the like can be used.
As the glass constituting the workpiece, quartz glass, sapphire glass, alkali glass, borosilicate glass, or the like can be used.

〔工程〕
本発明のワークの貼り合わせ方法は、第一のワーク、第二のワークおよび第三のワークの各々における貼り合わせ面に紫外線を照射する紫外線照射工程と、第一のワーク、第二のワークおよび第三のワークを、紫外線が照射されたそれぞれの貼り合わせ面が密着するように積層して接合する貼り合わせ工程とを有する。 [Process]
The workpiece bonding method of the present invention includes an ultraviolet irradiation step of irradiating the bonding surface of each of the first workpiece, the second workpiece, and the third workpiece with ultraviolet rays, the first workpiece, the second workpiece, and A bonding step of laminating and bonding the third workpiece such that the respective bonding surfaces irradiated with ultraviolet rays are in close contact with each other.

〔紫外線照射工程〕
紫外線照射工程においては、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。
紫外線光源としては、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真空紫外線の照度は、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、後述する実験例の結果に示されるように、例えば３０秒間以上であることが好ましく、より好ましくは４０〜９０秒間である。 [Ultraviolet irradiation process]
In the ultraviolet irradiation step, ultraviolet light having a wavelength of 200 nm or less is irradiated on the bonding surface of the workpiece.
As the ultraviolet light source, an excimer lamp such as a xenon excimer lamp having an emission line at a wavelength of 172 nm, a low-pressure mercury lamp having an emission line at a wavelength of 185 nm, or a deuterium lamp having an emission line at a wavelength of 120 to 200 nm can be preferably used.
The illuminance of vacuum ultraviolet rays applied to the workpiece bonding surface is, for example, 10 to 100 mW / cm 2 .
Moreover, although the irradiation time of the ultraviolet-ray with respect to the bonding surface of a workpiece | work is suitably set according to the material which comprises a workpiece | work, as shown by the result of the experimental example mentioned later, it is preferable that it is 30 seconds or more, for example, More preferably, it is 40 to 90 seconds.

第一のワークに対する紫外線照射処理は、第一のワークの両面における貼り合わせ面の各々が酸素含有雰囲気に露出するように第一のワークを保持した状態で、行う。
上述したように、第一のワークは紫外線透過性材料よりなるため、第一のワークにおける一方の貼り合わせ面に照射された紫外線は、当該第一のワークを透過する。従って、第一のワークの両面における貼り合わせ面の各々が酸素含有雰囲気に露出していることにより、第一のワークの両面における貼り合わせ面にて活性酸素が発生し、当該活性酸素の作用により、接合に適した状態となる。すなわち、表面末端がヒドロキシ基（ＯＨ基）で置換された状態となる。
また、第二のワークに対する紫外線照射処理および第三のワークに対する紫外線照射処理は、第二のワークにおける貼り合わせ面および第三のワークにおける貼り合わせ面が酸素含有雰囲気に露出するようにワークを保持した状態で、行う。
このようにしてワークに対する紫外線照射処理を行うことにより、各ワークにおける貼り合わせ面は、接合に適した状態、末端がヒドロキシ基（ＯＨ基）で置換された状態となる。 The ultraviolet irradiation treatment for the first workpiece is performed in a state where the first workpiece is held so that each of the bonding surfaces on both surfaces of the first workpiece is exposed to the oxygen-containing atmosphere.
As described above, since the first work is made of an ultraviolet light transmissive material, the ultraviolet light applied to one bonding surface of the first work passes through the first work. Therefore, since each of the bonding surfaces on both surfaces of the first workpiece is exposed to the oxygen-containing atmosphere, active oxygen is generated on the bonding surfaces on both surfaces of the first workpiece, and the action of the active oxygen causes It becomes a state suitable for joining. That is, the surface ends are substituted with hydroxy groups (OH groups).
Also, the ultraviolet irradiation treatment for the second workpiece and the ultraviolet irradiation treatment for the third workpiece hold the workpiece so that the bonding surface of the second workpiece and the bonding surface of the third workpiece are exposed to the oxygen-containing atmosphere. Perform in the state.
By performing the ultraviolet irradiation treatment on the workpiece in this manner, the bonded surface of each workpiece is in a state suitable for bonding, and the end is substituted with a hydroxy group (OH group).

〔貼り合わせ工程〕
貼り合わせ工程においては、各々紫外線が照射された、第一のワークにおける一方の貼り合わせ面および第二のワークにおける貼り合わせ面が密着し、かつ、各々紫外線が照射された、第一のワークにおける他方の貼り合わせ面および第三のワークにおける貼り合わせ面が密着する状態で積層して第一のワーク、第二のワークおよび第三のワークを接合する。また、第一のワーク、第二のワークおよび第三のワークを積層した状態で、次のような接合処理が必要に応じて適宜に行われる。
ワーク同士を接合するための具体的な接合処理としては、（ａ）３つのワークを積層した状態において所定時間の間厚み方向に加圧する処理、（ｂ）３つのワークを積層した状態において所定時間の間加熱する処理、（ｃ）３つのワークを積層した状態において所定時間の間厚み方向に加圧した後、所定時間の間加熱する処理、または（ｄ）３つのワークを積層した状態において所定時間の間厚み方向に加圧しながら加圧する処理などが挙げられる。ここに、「所定時間」とは、接合が十分になされるまでの時間である。 [Lamination process]
In the bonding step, each of the first workpieces irradiated with ultraviolet rays is in close contact with the bonding surface of the first workpiece and the bonding surface of the second workpiece, and each of the first workpieces irradiated with ultraviolet rays. The first work piece, the second work piece, and the third work piece are joined together in a state where the other bonding face and the bonding face of the third work piece are in close contact with each other. Moreover, the following joining process is suitably performed as needed in the state which laminated | stacked the 1st workpiece | work, the 2nd workpiece | work, and the 3rd workpiece | work.
As a specific joining process for joining the workpieces, (a) a process of pressing in the thickness direction for a predetermined time in a state where three workpieces are stacked, and (b) a predetermined time in a state where three workpieces are stacked. (C) a process of heating for a predetermined time after pressing in the thickness direction for a predetermined time in a state in which three workpieces are stacked, or (d) a predetermined in a state in which three workpieces are stacked The process etc. which pressurize, pressing in the thickness direction during time are mentioned. Here, the “predetermined time” is a time until sufficient joining is achieved.

接合処理における具体的な条件は、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される。
具体的な加熱条件を挙げると、第二のワークおよび第三のワークが合成樹脂よりなるものであるときには、加熱温度が５０〜１１０℃である。また、３つのワークのすべてがガラスまたはサファイアよりなるものであるときには、加熱温度が１００〜３００℃である。加熱時間は例えば１〜１０分間である。
また、具体的な加圧条件を挙げると、第二のワークおよび第三のワークが合成樹脂よりなるものであるときには、加圧力が０．２〜１０ＭＰａである。また、３つのワークのすべてがガラスまたはサファイアよりなるものであるときには、加圧力が０．１〜２ＭＰａである。加圧時間は例えば６０〜３００秒間である。 Specific conditions in the joining process are appropriately set within a range in which the workpiece does not deform according to the material constituting the workpiece.
When specific heating conditions are given, when the second workpiece and the third workpiece are made of synthetic resin, the heating temperature is 50 to 110 ° C. Moreover, when all the three workpieces are made of glass or sapphire, the heating temperature is 100 to 300 ° C. The heating time is, for example, 1 to 10 minutes.
Moreover, when specific pressurization conditions are given, when the second workpiece and the third workpiece are made of synthetic resin, the applied pressure is 0.2 to 10 MPa. Moreover, when all the three workpieces are made of glass or sapphire, the applied pressure is 0.1 to 2 MPa. The pressing time is, for example, 60 to 300 seconds.

〔光照射装置〕
以下、このようなワークの貼り合わせ方法による紫外線照射処理を実行するための光照射装置について説明する。
図１は、本発明の光照射装置の一例における構成を概略的に示す説明図である。図２は、図１に示す光照射装置における第一ワーク保持機構の構成を示す拡大図である。
この光照射装置は、紫外線光源４０と、紫外線光源４０と対向する位置に配置された処理ステージ５０とを備えている。 (Light irradiation device)
Hereinafter, the light irradiation apparatus for performing the ultraviolet irradiation process by such a workpiece bonding method will be described.
FIG. 1 is an explanatory view schematically showing a configuration in an example of a light irradiation apparatus of the present invention. FIG. 2 is an enlarged view showing the configuration of the first workpiece holding mechanism in the light irradiation apparatus shown in FIG.
This light irradiation apparatus includes an ultraviolet light source 40 and a processing stage 50 disposed at a position facing the ultraviolet light source 40.

紫外線光源４０は、例えば一方向に長尺な棒状の紫外線照射ランプ（例えばキセノンエキシマランプ）４１により構成されている。紫外線照射ランプ４１は、ランプ中心軸が水平方向に延びるよう、下方が開口するランプハウス４５内に収容されて配置されている。ランプハウス４５の開口部は、例えば合成石英ガラスからなる窓板部材４６により塞がれており、これにより光透過窓部が形成されている。ランプハウス４５の内部空間は、例えば窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気に維持されている。   The ultraviolet light source 40 is composed of, for example, a bar-shaped ultraviolet irradiation lamp (for example, a xenon excimer lamp) 41 elongated in one direction. The ultraviolet irradiation lamp 41 is housed and disposed in a lamp house 45 that opens downward so that the center axis of the lamp extends in the horizontal direction. The opening of the lamp house 45 is closed by a window plate member 46 made of, for example, synthetic quartz glass, thereby forming a light transmission window. The internal space of the lamp house 45 is maintained in an inert gas atmosphere such as nitrogen gas, for example.

処理ステージ５０には、紫外線照射ランプ４１の長手方向における略中央位置に凹所５１が形成されており、第二ワーク保持機構５２を構成する第二ワーク保持ステージ５３を凹所５１の一側に有すると共に第三ワーク保持機構５５を構成する第三ワーク保持ステージ５６を凹所５１の他側に有する。第二ワーク保持ステージ５３および第三ワーク保持ステージ５６は、それぞれ平坦なワーク保持面５３ａ，５６ａを有する。   A recess 51 is formed in the processing stage 50 at a substantially central position in the longitudinal direction of the ultraviolet irradiation lamp 41, and the second workpiece holding stage 53 constituting the second workpiece holding mechanism 52 is placed on one side of the recess 51. And a third work holding stage 56 constituting the third work holding mechanism 55 is provided on the other side of the recess 51. The second workpiece holding stage 53 and the third workpiece holding stage 56 have flat workpiece holding surfaces 53a and 56a, respectively.

第二ワーク保持ステージ５３は、平板状の第二のワーク２０の一面における貼り合わせ面２０ａが酸素含有雰囲気に露出された状態において紫外線照射ランプ４１と対向して水平に延びる姿勢で、保持する。
第三ワーク保持ステージ５６は、平板状の第三のワーク３０の一面における貼り合わせ面３０ａが酸素含有雰囲気に露出された状態において紫外線照射ランプ４１と対向して水平に延びる姿勢で、保持する。 The second workpiece holding stage 53 holds the bonding surface 20a on one surface of the flat plate-like second workpiece 20 in a posture extending horizontally facing the ultraviolet irradiation lamp 41 in a state where the bonding surface 20a is exposed to the oxygen-containing atmosphere.
The third workpiece holding stage 56 holds the bonding surface 30a on one surface of the flat plate-like third workpiece 30 in a posture extending horizontally facing the ultraviolet irradiation lamp 41 in a state where the bonding surface 30a is exposed to the oxygen-containing atmosphere.

処理ステージ５０における凹所５１には、第一ワーク保持機構６０が配置されており、従って、この例では、第一ワーク保持機構６０、第二ワーク保持機構５２および第三ワーク保持機構５５が、紫外線照射ランプ４１の長手方向（一方向）に並ぶよう配置されている。
上述したように、貼り合わせ面を両面に有する第一のワーク１０においては、貼り合わせ面の各々を接合に適した面とするために、第一のワーク１０が第一ワーク保持機構６０によって保持された状態において、一面が紫外線光源４０と対向する第一のワーク１０の他面側においても、空気（酸素）が十分に存在した状態とされていることが必要とされる。 The first work holding mechanism 60 is disposed in the recess 51 in the processing stage 50. Therefore, in this example, the first work holding mechanism 60, the second work holding mechanism 52, and the third work holding mechanism 55 are The ultraviolet irradiation lamps 41 are arranged in the longitudinal direction (one direction).
As described above, in the first workpiece 10 having the bonding surfaces on both sides, the first workpiece 10 is held by the first workpiece holding mechanism 60 in order to make each of the bonding surfaces suitable for bonding. In this state, it is necessary that air (oxygen) be sufficiently present on the other surface side of the first workpiece 10 whose one surface faces the ultraviolet light source 40.

この例における第一ワーク保持機構６０は、一面が紫外線照射ランプ４１と対向する第一のワーク１０の他面を各々実質的に点接触で保持する複数の針状保持部材６１により構成されている。この第一ワーク保持機構６０においては、平板状の第一のワーク１０が、一面側貼り合わせ面１０ａが酸素含有雰囲気に露出された状態において紫外線照射ランプ４１と対向して水平に延びる姿勢で、保持される。そして、針状保持部材６１の先端部の、第一のワーク１０に対する接触面積は無視できる程小さいので、第一のワーク１０の他面側貼り合わせ面１０ｂの実質的に全面が酸素含有雰囲気に露出された状態となる。
第一ワーク保持機構６０を構成する針状保持部材６１の数は、特に限定されるものではないが、少なくとも３つ以上であれば、第一のワーク１０を適正な姿勢で保持することができる。 The first work holding mechanism 60 in this example is configured by a plurality of needle-like holding members 61 that hold one surface of the other surface of the first work 10 facing the ultraviolet irradiation lamp 41 substantially in point contact. . In the first work holding mechanism 60, the flat plate-like first work 10 is in a posture that extends horizontally facing the ultraviolet irradiation lamp 41 in a state where the one-side bonded surface 10a is exposed to the oxygen-containing atmosphere. Retained. And since the contact area with respect to the 1st workpiece | work 10 of the front-end | tip part of the needle-shaped holding member 61 is negligible, the substantially whole surface of the other surface side bonding surface 10b of the 1st workpiece | work 10 is oxygen-containing atmosphere. It will be exposed.
The number of needle-like holding members 61 constituting the first workpiece holding mechanism 60 is not particularly limited, but the first workpiece 10 can be held in an appropriate posture as long as it is at least three. .

以上において、光透過窓部を構成する窓板部材４６の光出射面と、紫外線が照射される各ワーク１０，２０，３０の一面における貼り合わせ面１０ａ，２０ａ，３０ａとの間の離間距離の大きさＤは、ほぼ一定の大きさとされている。当該離間距離の大きさＤは、例えば１〜４ｍｍであることが好ましい。これにより、各ワーク１０，２０，３０における貼り合わせ面１０ａ，２０ａ，３０ａに到達する紫外線を十分な大きさの強度（光量）とすることができると共に第一のワーク１０における他面側貼り合わせ面１０ｂに到達する紫外線を十分な大きさの強度（光量）とすることができる。従って、各ワーク１０，２０，３０における貼り合わせ面を確実に接合に適した状態とすることができると共に、各ワーク１０，２０，３０に対する紫外線照射処理を均一に行うことができる。   In the above, the separation distance between the light emission surface of the window plate member 46 constituting the light transmission window portion and the bonding surfaces 10a, 20a, 30a on one surface of the workpieces 10, 20, 30 irradiated with ultraviolet rays. The size D is a substantially constant size. The size D of the separation distance is preferably 1 to 4 mm, for example. Thereby, the ultraviolet rays that reach the bonding surfaces 10a, 20a, and 30a in the workpieces 10, 20, and 30 can be made to have a sufficiently large intensity (light quantity), and the other surface side bonding in the first workpiece 10 can be performed. Ultraviolet rays reaching the surface 10b can be set to a sufficiently large intensity (light quantity). Therefore, the bonded surfaces of the workpieces 10, 20, and 30 can be reliably brought into a state suitable for bonding, and the ultraviolet irradiation process for the workpieces 10, 20, and 30 can be uniformly performed.

而して、上記のワークの貼り合わせ方法においては、紫外線透過性材料よりなる第一のワーク１０に対する紫外線照射処理が、第一のワーク１０における一面側貼り合わせ面１０ａおよび他面側貼り合わせ面１０ｂの各々が酸素含有雰囲気に露出された状態で行われる。このため、第一のワーク１０の一面に対して照射された紫外線が第一のワーク１０を透過することによって、第一のワーク１０における一面側貼り合わせ面１０ａだけでなく、他面側貼り合わせ面１０ｂにおいても、十分な活性酸素が生成される。これにより、第一のワーク１０における一面側貼り合わせ面１０ａおよび他面側貼り合わせ面１０ｂを、一の紫外線光源４０による一度の紫外線照射処理で同時に接合に適した状態とすることができる。その結果、第二のワーク２０および第三のワーク３０を第一のワーク１０の両面に各々積層して接合する貼り合わせ工程を一度に行うことができるようになる。従って、光照射装置の構造の複雑化、大型化を伴うことなく、３つのワーク１０，２０，３０を、所期の接合状態を得ながら、効率よく貼り合わせることができる。
また、第一ワーク保持機構６０、第二ワーク保持機構５２および第三ワーク保持機構５５が、紫外線光源４０を構成する紫外線照射ランプ４１の長手方向に並ぶよう配置されていることにより、共通の一の紫外線照射ランプ４１によって、３つのワーク１０，２０，３０における貼り合わせ面１０ａ，１０ｂ，２０ａ，３０ａの処理を一括して同時に実施することができ、処理効率（スループット）を一層向上させることができる。 Thus, in the above-described workpiece bonding method, the ultraviolet irradiation treatment for the first workpiece 10 made of the ultraviolet transmissive material is performed by the one-surface-side bonding surface 10a and the other-surface-side bonding surface of the first workpiece 10. Each of 10b is performed in the state exposed to the oxygen-containing atmosphere. For this reason, the ultraviolet-ray irradiated with respect to one surface of the 1st workpiece | work 10 permeate | transmits the 1st workpiece | work 10, and not only the 1st surface side bonding surface 10a in the 1st workpiece | work 10 but other surface side bonding is also performed. Sufficient active oxygen is also generated on the surface 10b. Thereby, the 1st surface side bonding surface 10a and the other surface side bonding surface 10b in the 1st workpiece | work 10 can be made into the state suitable for joining simultaneously by the one ultraviolet irradiation process by the one ultraviolet light source 40. FIG. As a result, the bonding process of laminating and joining the second workpiece 20 and the third workpiece 30 to both surfaces of the first workpiece 10 can be performed at a time. Therefore, the three workpieces 10, 20, and 30 can be bonded together efficiently while obtaining the desired joining state without complicating and increasing the size of the structure of the light irradiation device.
Further, since the first work holding mechanism 60, the second work holding mechanism 52, and the third work holding mechanism 55 are arranged in the longitudinal direction of the ultraviolet irradiation lamp 41 constituting the ultraviolet light source 40, a common one is obtained. With the ultraviolet irradiation lamp 41, the processing of the bonding surfaces 10a, 10b, 20a, and 30a on the three workpieces 10, 20, and 30 can be simultaneously performed at the same time, and the processing efficiency (throughput) can be further improved. it can.

そして、上記構成の光照射装置においては、一面が紫外線照射ランプ４１と対向する紫外線透過性材料よりなる第一のワーク１０の他面に各々実質的に点接触する複数の針状保持部材６１により構成された第一ワーク保持機構６０によって、第一のワーク１０が保持される。これにより、第一のワーク１０の一面側貼り合わせ面１０ａおよび他面側貼り合わせ面１０ｂの各々が酸素含有雰囲気に露出された状態とされる。従って、紫外線光源４０を複数設けたり、紫外線光源４０からの紫外線を第一のワーク１０の他面側貼り合わせ面１０ｂに導光するための光学系を設けたりすることなく、第一のワーク１０における一面側貼り合わせ面１０ａおよび他面側貼り合わせ面１０ｂの各々に対する紫外線照射処理を同時に行うことができ、装置の構造の複雑化、大型化を回避することができる。
また、一の紫外線照射ランプ４１によって３つのワーク１０，２０，３０における貼り合わせ面１０ａ，１０ｂ，２０ａ，３０ａの紫外線照射処理を一括して同時に実施することができるので、３つのワーク１０，２０，３０の紫外線照射処理工程のタイムラグに起因する接合不良が生ずることを回避することができる。 In the light irradiation apparatus having the above-described configuration, the plurality of needle-like holding members 61 each having one surface substantially in point contact with the other surface of the first workpiece 10 made of the ultraviolet transmissive material facing the ultraviolet irradiation lamp 41. The first workpiece 10 is held by the configured first workpiece holding mechanism 60. Thereby, each of the one-side bonding surface 10a and the other-side bonding surface 10b of the first workpiece 10 is exposed to the oxygen-containing atmosphere. Therefore, the first workpiece 10 is not provided without providing a plurality of ultraviolet light sources 40 or providing an optical system for guiding the ultraviolet rays from the ultraviolet light source 40 to the other surface side bonding surface 10b of the first workpiece 10. Thus, it is possible to simultaneously perform the ultraviolet irradiation process on each of the one-side bonded surface 10a and the other-side bonded surface 10b, and avoid the complication and enlargement of the structure of the apparatus.
Moreover, since the ultraviolet irradiation process of the bonding surfaces 10a, 10b, 20a, and 30a on the three workpieces 10, 20, and 30 can be carried out simultaneously by the single ultraviolet irradiation lamp 41, the three workpieces 10, 20 are simultaneously performed. , 30 can prevent the occurrence of poor bonding due to the time lag of the ultraviolet irradiation treatment process.

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。
例えば、第一ワーク保持機構は、第一のワークをその両面における貼り合わせ面の各々が酸素含有雰囲気に露出される状態で保持することのできる構成とされていればよい。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to said embodiment, A various change can be added.
For example, the first work holding mechanism may be configured to hold the first work in a state where each of the bonding surfaces on both surfaces is exposed to the oxygen-containing atmosphere.

例えば、図３（ａ）に示すように、第一ワーク保持機構６０は、第一のワーク１０の他面における周縁部を下方から支持する枠状の空洞ステージ６３により構成されていてもよい。このような構成においては、空洞ステージ６３のワーク保持面６３ａに接触する第一のワーク１０の周縁部の領域をできるだけ小さくすることにより、針状保持部材６１によるものと同様の効果を得ることができる。また、空洞ステージ６３のワーク保持面６３ａに接触する第一のワーク１０の領域を他のワーク（例えば第二のワーク２０）と接合される貼り合わせ面１０ｂ以外の領域（接合に寄与しない領域）に設定することによっても、針状保持部材６１によるものと同様の効果を得ることができる。   For example, as shown to Fig.3 (a), the 1st workpiece | work holding | maintenance mechanism 60 may be comprised by the frame-shaped cavity stage 63 which supports the peripheral part in the other surface of the 1st workpiece | work 10 from the downward direction. In such a configuration, the same effect as that obtained by the needle-like holding member 61 can be obtained by making the peripheral area of the first workpiece 10 in contact with the workpiece holding surface 63a of the cavity stage 63 as small as possible. it can. Further, the region of the first workpiece 10 that is in contact with the workpiece holding surface 63a of the cavity stage 63 is a region other than the bonding surface 10b that is bonded to another workpiece (for example, the second workpiece 20) (region that does not contribute to bonding). Also by setting to, the same effect as that obtained by the needle-like holding member 61 can be obtained.

また、図３（ｂ）に示すように、第一ワーク保持機構６０は、いわゆるエア浮上型の保持ステージ６５により構成されていてもよい。このエア浮上型の保持ステージ６５は、エアを第一のワーク１０の他面にエア（図３（ｂ）において斜線を付した矢印で示す。）を吹き付けることにより、第一のワーク１０を空中に浮かせた状態で支持するものである。このような構成のものにおいても、針状保持部材６１によるものと同様の効果を得ることができる。   As shown in FIG. 3B, the first workpiece holding mechanism 60 may be constituted by a so-called air floating holding stage 65. The air floating type holding stage 65 blows air to the other surface of the first workpiece 10 (indicated by a hatched arrow in FIG. 3B), thereby causing the first workpiece 10 to be in the air. It is supported in a state where it is floated on. Even in this configuration, the same effect as that obtained by the needle-like holding member 61 can be obtained.

さらにまた、図３（ｃ）に示すように、第一ワーク保持機構６０は、第一のワーク１０の周側面を挟圧して保持する保持部６８ａ，６８ｂを備えた保持ステージ６７により構成されていてもよい。この保持ステージ６７においては、一対の保持部６８ａ，６８ｂが水平方向に移動可能に設けられており、例えば平面形状が多角形（例えば四角形）である第一のワーク１０における互いに対向する一対の周側面を所定の保持圧力（図３（ｃ）において斜線を付した矢印で示す。）によって狭圧して第一のワーク１０を保持する。なお、第一のワーク１０が保持された状態においては、第一のワーク１０の一面側および他面側において、一対の保持部６８ａ，６８ｂ間には酸素含有雰囲気とされる空間部６９が形成された状態とされる。このような構成のものにおいても、針状保持部材６１によるものと同様の効果を得ることができる。   Furthermore, as shown in FIG. 3C, the first work holding mechanism 60 is configured by a holding stage 67 including holding parts 68 a and 68 b that hold and hold the peripheral side surface of the first work 10. May be. In the holding stage 67, a pair of holding portions 68a and 68b are provided so as to be movable in the horizontal direction. For example, a pair of peripherals facing each other in the first workpiece 10 whose planar shape is a polygon (for example, a quadrangle). The side surface is narrowed by a predetermined holding pressure (indicated by a hatched arrow in FIG. 3C) to hold the first workpiece 10. In the state where the first workpiece 10 is held, a space 69 that is an oxygen-containing atmosphere is formed between the pair of holding portions 68a and 68b on one side and the other side of the first workpiece 10. It is assumed that it was done. Even in this configuration, the same effect as that obtained by the needle-like holding member 61 can be obtained.

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。   Hereinafter, although the specific Example of the bonding method of the workpiece | work of this invention is described, this invention is not limited to the following Example.

〔予備実験〕
各々合成石英ガラスよりなり、厚みが１．６ｍｍである２枚の試験用基板を用い、適正な紫外線照射時間を設定するための予備実験を行った。
先ず、図１に示す光照射装置を用い、大気雰囲気下において、各々の試験用基板を第一ワーク保持機構によって保持させ、紫外線照射時間を適宜変更しながら、各々の試験用基板に紫外線を照射した。紫外線照射条件は次に示す通りである。
光透過窓部を構成する窓板部材の光出射面と試験用基板の表面との間の離間距離の大きさＤを４ｍｍとした。紫外線光源として、波長１７２ｎｍに輝線を有するキセノンエキシマランプを用い、窓板部材の光出射面における真空紫外光の照度が４０ｍＷ／ｃｍ２となる条件でランプを点灯させた。
次いで、各々の試験用基板の、紫外線光源と対向する一面（紫外線照射面）および他面（紫外線透過面）における純水の接触角を測定した。結果を図４に示す。図４において、丸印（○）で示すプロットによる曲線は、一方の試験用基板の紫外線照射面についての結果であり、四角（□）印で示すプロットによる曲線は、一方の試験用基板の紫外線透過面についての結果である。また、三角印（△）で示すプロットによる曲線は、他方の試験用基板の紫外線照射面についての結果であり、バツ（×）印で示すプロットによる曲線は、他方の試験用基板の紫外線透過面についての結果である。 〔Preliminary experiment〕
Preliminary experiments for setting an appropriate ultraviolet irradiation time were performed using two test substrates each made of synthetic quartz glass and having a thickness of 1.6 mm.
First, using the light irradiation device shown in FIG. 1, each test substrate is held by the first work holding mechanism in an air atmosphere, and each test substrate is irradiated with ultraviolet rays while appropriately changing the ultraviolet irradiation time. did. The ultraviolet irradiation conditions are as follows.
The size D of the separation distance between the light exit surface of the window plate member constituting the light transmission window and the surface of the test substrate was 4 mm. A xenon excimer lamp having an emission line at a wavelength of 172 nm was used as the ultraviolet light source, and the lamp was turned on under the condition that the illuminance of vacuum ultraviolet light on the light exit surface of the window plate member was 40 mW / cm 2 .
Next, the contact angle of pure water on one surface (ultraviolet irradiation surface) and the other surface (ultraviolet transmission surface) of each test substrate facing the ultraviolet light source was measured. The results are shown in FIG. In FIG. 4, the curve by the plot indicated by a circle (◯) is the result of the ultraviolet irradiation surface of one test substrate, and the curve by the plot indicated by the square (□) indicates the ultraviolet ray of one test substrate. It is a result about a transmission surface. Further, the curve by the plot indicated by the triangle mark (Δ) is the result of the ultraviolet irradiation surface of the other test substrate, and the curve by the plot indicated by the cross mark (×) is the ultraviolet transmission surface of the other test substrate. It is a result about.

以上の結果より、いずれの試験用基板の紫外線照射面および紫外線透過面についても、最終的な接触角は５°以下の大きさで一定に安定しており、接触角の大きさが安定するまでに要する紫外線照射時間は、３０秒間程度であることが確認された。すなわち、試験用基板の表面状態に拘わらず、紫外線を３０秒間以上照射することにより、純水の接触角が一定に安定することが確認された。
ここで、２つの試験用基板で、初期時の接触角（紫外線照射前の接触角）の大きさが相違するのは、試験用基板の表面状態（例えば、不純物の付着状態など）が互いに相違するためである。また、試験用基板の紫外線照射面および紫外線透過面における接触角が紫外線照射により変化するのは、紫外線による光洗浄が行われているためである。 From the above results, the final contact angle is constant and stable at 5 ° or less for the ultraviolet irradiation surface and the ultraviolet transmission surface of any of the test substrates until the contact angle becomes stable. It was confirmed that the ultraviolet irradiation time required for this was about 30 seconds. That is, it was confirmed that the contact angle of pure water was stably stabilized by irradiating with ultraviolet rays for 30 seconds or more regardless of the surface state of the test substrate.
Here, the two contact substrates have different initial contact angles (contact angles before UV irradiation) because the test substrate surface states (for example, the adhesion state of impurities) are different from each other. It is to do. Further, the contact angle between the ultraviolet irradiation surface and the ultraviolet transmission surface of the test substrate is changed by the ultraviolet irradiation because light cleaning with ultraviolet rays is performed.

［ワークの作製］
下記のワークＷａ、ワークＷｂおよびワークＷｃを作製した。
ワークＷａは、合成石英ガラスよりなり、寸法が２５ｍｍ×４５ｍｍ×１．６ｍｍの矩形の板状のものである。
ワークＷｂは、合成石英ガラスよりなり、寸法が２５ｍｍ×４５ｍｍ×１．６ｍｍの矩形の板状のものである。
ワークＷｃは、合成石英ガラスよりなり、寸法が２５ｍｍ×４５ｍｍ×１．６ｍｍの矩形の板状のものである。 [Production of workpiece]
The following work Wa, work Wb and work Wc were prepared.
The workpiece Wa is made of synthetic quartz glass and has a rectangular plate shape with dimensions of 25 mm × 45 mm × 1.6 mm.
The workpiece Wb is made of synthetic quartz glass and has a rectangular plate shape with dimensions of 25 mm × 45 mm × 1.6 mm.
The workpiece Wc is made of synthetic quartz glass and has a rectangular plate shape with dimensions of 25 mm × 45 mm × 1.6 mm.

＜実施例１＞
これらのワークＷａ，Ｗｂ，Ｗｃについて、下記の紫外線照射工程および貼り合わせ工程を行い、第一のワーク（１０）としてワークＷｂを用い、ワークＷｂの両面に各々第二のワーク（２０）としてのワークＷａおよび第三のワーク（３０）としてのワークＷｃを貼り合わせた。 <Example 1>
About these workpiece | work Wa, Wb, Wc, the following ultraviolet irradiation process and a bonding process are performed, the workpiece | work Wb is used as a 1st workpiece | work (10), and each as a 2nd workpiece | work (20) on both surfaces of the workpiece | work Wb. The workpiece Wa and the workpiece Wc as the third workpiece (30) were bonded together.

［紫外線照射工程］
図１に示す光照射装置を用い、大気雰囲気下において、３つのワークＷａ，Ｗｂ，Ｗｃの各々の一面（貼り合わせ面）に紫外線を照射した。紫外線照射条件は次に示す通りである。
光透過窓部を構成する窓板部材の光出射面と各ワークの一面との間の離間距離の大きさＤを４ｍｍとした。紫外線光源として、波長１７２ｎｍに輝線を有するキセノンエキシマランプを用い、窓板部材の光出射面における真空紫外線の照度が４０ｍＷ／ｃｍ２となる条件でランプを点灯させた。また、紫外線照射時間は３０秒間とした。
［貼り合わせ工程］
図５（ａ）に示すように、３つのワークＷａ，Ｗｂ，Ｗｃを、ワークＷａの一面における貼り合わせ面（２０ａ）とワークＷｂの一面側貼り合わせ面（１０ａ）が密着し、かつ、ワークＷｂの他面側貼り合わせ面（１０ｂ）とワークＷｃの一面における貼り合わせ面（３０ａ）が密着する状態で、積層した。
次いで、図５（ｂ）に示すように、３つのワークＷａ，Ｗｂ，Ｗｃによる積層基板Ｌｓを、プレス機（７０）によって、ワークの積層方向（厚み方向）に加圧し、その後、図５（ｃ）に示すように、当該積層基板Ｌｓを恒温槽（７５）内で加熱することにより、３つのワークＷａ，Ｗｂ，Ｗｃを接合した。加圧処理条件は、加圧圧力が１．５ＭＰａ、加圧時間が３００秒間である。また、加熱処理条件は、加熱温度（ポストベーク温度）が３００℃、加熱時間（ベーク時間）が１２０分間である。 [Ultraviolet irradiation process]
Using the light irradiation apparatus shown in FIG. 1, ultraviolet rays were irradiated to one surface (bonding surface) of each of the three workpieces Wa, Wb, and Wc in an air atmosphere. The ultraviolet irradiation conditions are as follows.
The size D of the separation distance between the light exit surface of the window plate member constituting the light transmission window portion and one surface of each workpiece was set to 4 mm. A xenon excimer lamp having an emission line at a wavelength of 172 nm was used as the ultraviolet light source, and the lamp was turned on under the condition that the illuminance of vacuum ultraviolet light on the light emission surface of the window plate member was 40 mW / cm 2 . The ultraviolet irradiation time was 30 seconds.
[Lamination process]
As shown in FIG. 5 (a), the three workpieces Wa, Wb, Wc are bonded to each other with a bonding surface (20a) on one surface of the workpiece Wa and a bonding surface (10a) on one surface side of the workpiece Wb being in close contact with each other. Lamination was performed in a state where the other side bonding surface (10b) of Wb and the bonding surface (30a) on one surface of the workpiece Wc were in close contact.
Next, as shown in FIG. 5B, the laminated substrate Ls including the three workpieces Wa, Wb, Wc is pressed in the stacking direction (thickness direction) of the workpieces by a press machine (70), and thereafter, FIG. As shown in c), the laminated substrate Ls was heated in the thermostatic chamber (75) to join the three workpieces Wa, Wb, Wc. The pressurizing treatment conditions are a pressurizing pressure of 1.5 MPa and a pressurizing time of 300 seconds. The heat treatment conditions are a heating temperature (post-bake temperature) of 300 ° C. and a heating time (bake time) of 120 minutes.

得られた接合体について、ＪＩＳ Ｋ６８４９に相当する引張接着強さ試験により、接合状況の評価を行った。ワークＷａおよびワークＷｃが剥がれなかった場合を「○」、ワークＷａおよびワークＷｃのいずれか一方が剥がれてしまった場合を「×」として評価した。結果を下記表１に示す。
About the obtained joined body, the joining condition was evaluated by the tensile adhesive strength test corresponding to JISK6849. The case where the workpiece Wa and the workpiece Wc were not peeled was evaluated as “◯”, and the case where one of the workpiece Wa and the workpiece Wc was peeled off was evaluated as “×”. The results are shown in Table 1 below.

＜実施例２＞
貼り合わせ工程における加圧圧力を１ＭＰａに変更した以外は実施例１と同様にして、３つのワークの貼り合わせを行った。得られた接合体について、実施例１と同様の方法により、接合状況の評価を行った。結果を表１に示す。 <Example 2>
Three workpieces were bonded in the same manner as in Example 1 except that the pressure applied in the bonding step was changed to 1 MPa. About the obtained joined body, the joining condition was evaluated by the same method as Example 1. The results are shown in Table 1.

＜実施例３＞
紫外線照射工程における紫外線照射時間を６０秒間とし、貼り合わせ工程における加圧圧力を１ＭＰａに変更した以外は実施例１と同様にして、３つのワークの貼り合わせを行った。得られた接合体について、実施例１と同様の方法により、接合状況の評価を行った。結果を表１に示す。 <Example 3>
The three workpieces were bonded in the same manner as in Example 1 except that the ultraviolet irradiation time in the ultraviolet irradiation step was set to 60 seconds and the pressure applied in the bonding step was changed to 1 MPa. About the obtained joined body, the joining condition was evaluated by the same method as Example 1. The results are shown in Table 1.

＜実施例４＞
紫外線照射工程における紫外線照射時間を６０秒間とし、貼り合わせ工程における加圧圧力を２ＭＰａに変更した以外は実施例１と同様にして、３つのワークの貼り合わせを行った。得られた接合体について、実施例１と同様の方法により、接合状況の評価を行った。結果を表１に示す。 <Example 4>
Three workpieces were bonded in the same manner as in Example 1 except that the ultraviolet irradiation time in the ultraviolet irradiation step was set to 60 seconds and the pressure applied in the bonding step was changed to 2 MPa. About the obtained joined body, the joining condition was evaluated by the same method as Example 1. The results are shown in Table 1.

Figure 0006112140
Figure 0006112140

表１の結果から明らかなように、実施例１〜４に係る貼り合わせ方法によれば、得られる接合体において高い強度の接合状態を達成することができることが確認された。   As is clear from the results of Table 1, it was confirmed that according to the bonding methods according to Examples 1 to 4, it was possible to achieve a high strength bonded state in the obtained bonded body.

１０ 第一のワーク
１０ａ 一面側貼り合わせ面
１０ｂ 他面側貼り合わせ面
２０ 第二のワーク
２０ａ 貼り合わせ面
３０ 第三のワーク
３０ａ 貼り合わせ面
４０ 紫外線光源
４１ 紫外線照射ランプ
４５ ランプハウス
４６ 窓板部材
５０ 処理ステージ
５１ 凹所
５２ 第二ワーク保持機構
５３ 第二ワーク保持ステージ
５３ａ ワーク保持面
５５ 第三ワーク保持機構
５６ 第三ワーク保持ステージ
５６ａ ワーク保持面
６０ 第一ワーク保持機構
６１ 針状保持部材
６３ 空洞ステージ
６３ａ ワーク保持面
６５ 保持ステージ
６７ 保持ステージ
６８ａ，６８ｂ 保持部
６９ 空間部
７０ プレス機
７５ 恒温槽
８０ マイクロチップ
８１ 第一の基板
８１ａ，８１ｂ 貼り合わせ面
８２ 貫通長孔
８３ 第二の基板
８３ａ 貼り合わせ面
８４ 溝
８５ 貫通孔
８５ａ 流入口
８６ 第三の基板
８６ａ 貼り合わせ面
８７ 溝
８８ 貫通孔
８８ａ 流出口
９０ 紫外線光源
９０ａ 第一の紫外線光源
９０ｂ 第二の紫外線光源
Ｌ，Ｌｓ 積層基板
Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ 流路
Ｗ１ ＰＤＭＳ基板
Ｗ２ ガラス基板
Ｗａ，Ｗｂ，Ｗｃ ワーク DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 1st workpiece | work 10a One surface side bonding surface 10b Other surface side bonding surface 20 Second workpiece 20a Bonding surface 30 Third workpiece 30a Bonding surface 40 Ultraviolet light source 41 Ultraviolet irradiation lamp 45 Lamp house 46 Window board member 50 processing stage 51 recess 52 second workpiece holding mechanism 53 second workpiece holding stage 53a workpiece holding surface 55 third workpiece holding mechanism 56 third workpiece holding stage 56a workpiece holding surface 60 first workpiece holding mechanism 61 needle-like holding member 63 Hollow stage 63a Work holding surface 65 Holding stage 67 Holding stage 68a, 68b Holding portion 69 Space portion 70 Press machine 75 Constant temperature bath 80 Microchip 81 First substrate 81a, 81b Bonding surface 82 Through long hole 83 Second substrate 83a Bonding surface 84 Groove 85 Through-hole 85a Inflow port 86 Third substrate 86a Bonding surface 87 Groove 88 Through-hole 88a Outflow port 90 Ultraviolet light source 90a First ultraviolet light source 90b Second ultraviolet light source L, Ls Multilayer substrate Pa, Pb, Pc Channel W1 PDMS substrate W2 Glass substrate Wa, Wb, Wc Workpiece

Claims (4)

第一のワークの両面の各々に第二のワークおよび第三のワークを貼り合わせる方法であって、
第一のワークとして紫外線透過性材料よりなるものが用いられ、
当該第一のワークにおけるいずれか一方の貼り合わせ面、第二のワークにおける貼り合わせ面および第三のワークにおける貼り合わせ面の各々に紫外線を照射する紫外線照射工程と、
当該第一のワーク、当該第二のワークおよび当該第三のワークを、それぞれの貼り合わせ面が密着するように、積層して接合する貼り合わせ工程と
を有し、
前記第一のワークに対する紫外線照射処理が、当該第一のワークの両面における貼り合わせ面の各々が酸素含有雰囲気に露出するように当該第一のワークが保持された状態で行われることにより、当該第一のワークにおける紫外線が照射される一方の貼り合わせ面および他方の貼り合わせ面が接合に適した状態とされ、
前記第二のワークに対する紫外線照射処理が、当該第二のワークの貼り合わせ面が酸素含有雰囲気に露出するように当該第二のワークが保持された状態で行われることにより、当該第二のワークにおける貼り合わせ面が接合に適した状態とされ、
前記第三のワークに対する紫外線照射処理が、当該第三のワークの貼り合わせ面が酸素含有雰囲気に露出するように当該第三のワークが保持された状態で行われることにより、当該第三のワークにおける貼り合わせ面が接合に適した状態とされることを特徴とするワークの貼り合わせ方法。 A method of bonding a second workpiece and a third workpiece to each of both surfaces of the first workpiece,
The first work is made of an ultraviolet transparent material,
An ultraviolet irradiation step of irradiating each of the bonding surface of the first workpiece, the bonding surface of the second workpiece and the bonding surface of the third workpiece with ultraviolet rays,
The first work, the second work, and the third work, having a bonding step of laminating and bonding so that the respective bonding surfaces are in close contact with each other,
The ultraviolet irradiation treatment for the first workpiece is performed in a state where the first workpiece is held such that each of the bonding surfaces on both surfaces of the first workpiece is exposed to an oxygen-containing atmosphere, One bonding surface and the other bonding surface irradiated with ultraviolet light in the first workpiece are in a state suitable for bonding ,
The second workpiece is subjected to the ultraviolet irradiation treatment while the second workpiece is held so that the bonding surface of the second workpiece is exposed to the oxygen-containing atmosphere. The bonding surface in is in a state suitable for joining,
By performing the ultraviolet irradiation treatment on the third workpiece while the third workpiece is held such that the bonding surface of the third workpiece is exposed to the oxygen-containing atmosphere, A method for laminating workpieces, characterized in that the laminating surface in is in a state suitable for joining . 前記第一のワークが、ガラスまたはサファイアよりなるものであって、The first workpiece is made of glass or sapphire,
前記第二のワークが、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。The method for bonding workpieces according to claim 1, wherein the second workpiece is made of a material selected from the group consisting of synthetic resin, glass, silicon wafer, crystal and sapphire. 第一のワークの両面の各々に第二のワークおよび第三のワークを貼り合わせるワーク貼り合わせ用の光照射装置であって、
紫外線光源と、
紫外線透過性材料よりなる第一のワークを当該第一のワークにおけるいずれか一方の貼り合わせ面が当該紫外線光源と対向するように保持する第一ワーク保持機構と、
第二のワークを当該第二のワークにおける貼り合わせ面が酸素含有雰囲気に露出された状態で当該紫外線光源と対向するように保持する第二ワーク保持機構と、
第三のワークを当該第三のワークにおける貼り合わせ面が酸素含有雰囲気に露出された状態で当該紫外線光源と対向するように保持する第三ワーク保持機構と
を備えており、
前記第一ワーク保持機構は、前記第一のワークを当該第一のワークの両面における貼り合わせ面の各々が酸素含有雰囲気に露出された状態で保持するものであり、
当該第一のワークにおける前記紫外線光源と対向する一方の貼り合わせ面に、当該紫外線光源からの紫外線が照射されることにより、当該第一のワークの両面における貼り合わせ面の各々が接合に適した状態とされ、
前記第二のワークにおける貼り合わせ面に、当該紫外線光源からの紫外線が照射されることにより、当該第二のワークにおける貼り合わせ面が接合に適した状態とされ、
前記第三のワークにおける貼り合わせ面に、当該紫外線光源からの紫外線が照射されることにより、当該第三のワークにおける貼り合わせ面が接合に適した状態とされることを特徴とする光照射装置。 A light irradiating device for laminating a second workpiece and a third workpiece on each of both surfaces of the first workpiece,
An ultraviolet light source,
A first work holding mechanism for holding a first work made of an ultraviolet light transmissive material so that any one bonding surface of the first work faces the ultraviolet light source;
A second workpiece holding mechanism for holding the second workpiece so that the bonding surface of the second workpiece is exposed to the oxygen-containing atmosphere so as to face the ultraviolet light source;
A third work holding mechanism for holding the third work so that the bonding surface of the third work is exposed to an oxygen-containing atmosphere so as to face the ultraviolet light source;
With
The first workpiece holding mechanism holds the first workpiece in a state where each of the bonding surfaces on both surfaces of the first workpiece is exposed to an oxygen-containing atmosphere,
Each of the bonding surfaces on both surfaces of the first workpiece is suitable for joining by irradiating one of the bonding surfaces facing the ultraviolet light source in the first workpiece with ultraviolet rays from the ultraviolet light source. State,
By irradiating the bonding surface in the second workpiece with ultraviolet rays from the ultraviolet light source, the bonding surface in the second workpiece is in a state suitable for bonding,
The light irradiation apparatus , wherein the bonding surface of the third workpiece is irradiated with ultraviolet rays from the ultraviolet light source so that the bonding surface of the third workpiece is suitable for bonding. . 前記紫外線光源が一方向に長尺な棒状の紫外線照射ランプにより構成されており、The ultraviolet light source is composed of a bar-shaped ultraviolet irradiation lamp elongated in one direction,
前記第一ワーク保持機構、前記第二ワーク保持機構および前記第三ワーク保持機構が前記一方向に並ぶよう配置されており、The first work holding mechanism, the second work holding mechanism, and the third work holding mechanism are arranged in the one direction;
当該紫外線照射ランプからの紫外線が、当該第一ワーク保持機構、当該第二ワーク保持機構および当該第三ワーク保持機構の各々に保持された、第一のワーク、第二のワークおよび第三のワークの各々に対して同時に照射されることを特徴とする請求項３に記載の光照射装置。The first workpiece, the second workpiece, and the third workpiece in which the ultraviolet rays from the ultraviolet irradiation lamp are held by the first workpiece holding mechanism, the second workpiece holding mechanism, and the third workpiece holding mechanism, respectively. The light irradiation apparatus according to claim 3, wherein each of the light is irradiated simultaneously.
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