ワークの貼り合わせ方法および貼り合わせ装置
【課題】樹脂と樹脂もしくは樹脂とガラス基板からなる２枚のワークを、接合の一様性を確保しつつ、アライメントずれや破損といった不具合が生じないように貼り合わせること。
【解決手段】第１のワークＷ１を反転ステージユニット３０の反転ステージ３１に載置し、第２のワークＷ２を加圧ステージユニット２０のワークステージ２１上に載置し、光照射ユニット１０からＵＶ光を照射する。次いで、反転ステージ３１を１８０°反転させて、ワークステージ２１上でワークＷ１，Ｗ２を重ね合わせ、ワークＷ１，Ｗ２を加圧して仮接合する。そして仮接合状態のワークを、搬送手段により加熱ステージに搬送し、加熱機構で加熱してワーク温度を所定温度まで昇温させて、接合が完了するまでをこの温度を維持する。
【解決手段】第１のワークＷ１を反転ステージユニット３０の反転ステージ３１に載置し、第２のワークＷ２を加圧ステージユニット２０のワークステージ２１上に載置し、光照射ユニット１０からＵＶ光を照射する。次いで、反転ステージ３１を１８０°反転させて、ワークステージ２１上でワークＷ１，Ｗ２を重ね合わせ、ワークＷ１，Ｗ２を加圧して仮接合する。そして仮接合状態のワークを、搬送手段により加熱ステージに搬送し、加熱機構で加熱してワーク温度を所定温度まで昇温させて、接合が完了するまでをこの温度を維持する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は樹脂と樹脂もしくは樹脂とガラス基板からなるワークの貼り合わせ方法および装置に関し、特に、少なくとも一方に微細な流路が形成されているワーク同士を貼り合わせるための方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えばシリコン、シリコーン、ガラスなどよりなる小さな基板上に、半導体微細加工の技術によってマイクロスケールの分析用チャネルなどを形成したマイクロチップよりなるマイクロリアクタを用いて微量の試薬の分離、合成、抽出、分析などを行う手法が注目されている。
このようなマイクロリアクタを用いた反応分析システムは、マイクロ・トータル・アナリシス・システム（以下、「μＴＡＳ」という。）と称されており、μＴＡＳによれば、試薬の体積に対する表面積の比が大きくなることなどから高速かつ高精度の反応分析を行うことが可能となり、また、コンパクトで自動化されたシステムを実現することが可能となる。
【０００３】
マイクロチップでは、マイクロチャンネルとも呼ばれる流路に、試薬が配置された反応領域など、各種機能を有する領域を設けることにより、様々な用途に適したチップを構成できる。マイクロチップの用途としては、遺伝子解析、臨床診断、薬物スクリーニングなどの化学、生化学、薬学、医学、獣医学の分野における分析、あるいは、化合物の合成、環境計測などが代表的である。
上記したマイクロチップは、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つの上記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。これまでマイクロチップには、製造が容易であり、光学的な検出も可能であることから、主にガラス基板が用いられている。また、最近では、軽量でありながらガラス基板に比べて破損しにくく、かつ、安価な、樹脂基板を用いたマイクロチップの開発が進められている。
【０００４】
マイクロチップの貼り合わせ方法としては、接着剤を使用する方法、熱融着による方法が考えられる。しかしながら、両者は以下の理由により好ましくない。
接着剤を使用する場合、接着剤が微小流路に染みだして流路が閉塞したり、微小流路の一部が狭くなって流路が不均一となったり、また流路壁面の均質な特性の乱れの発生といった問題が発生する。
また、熱融着の場合、加熱溶融温度以上で融着すると加熱段階で流路がつぶれてしまうとか、流路が所定の断面形状に保持できないなどの問題が生じ、熱融着による接着では、マイクロチップの高機能化が困難となる。
そこで、近年は真空紫外光を基板表面に照射して、基板表面を活性化させた後に基板を貼り合わせる方法が一般的である。
【０００５】
例えば、特許文献１においては、樹脂からなる複数のマイクロチップ用基板の貼り合わせに際し、例えば、シクロオレフィンポリマー（Ｃｙｃｌｏ Ｏｌｅｆｉｎ Ｐｏｌｙｍｅｒ：ＣＯＰ）等からなる２枚の樹脂基板の少なくとも一方の基板表面に波長１７２ｎｍに輝線を有するエキシマランプからの光を照射して、その後、両基板を積層して組成変形温度未満までの温度に加熱したり、あるいは加熱することなく加圧して両者を接合する方法が提案されている。
【０００６】
また、特許文献２においては、例えば、ＣＯＰ等からなる２枚の樹脂基板の表面それぞれに波長１７２ｎｍの真空紫外光を照射して、照射後の各表面を互いに接触させた状態で昇温させることで両者を接着させる方法が提案されている。なお、昇温工程は、上記各表面が互いに密着する方向に力を加えながら行っても良い。
【０００７】
更には、特許文献３においては、例えば、ＣＯＰやＰＭＭＡ（Ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）等からなる２枚の樹脂基板の表面それぞれに波長１７２ｎｍの真空紫外光を照射して照射後の各表面を積層し、両基板に圧力を加えながら上記両基板を接着させる方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−１８７７３０号公報
【特許文献２】特開２００８−１９３４８号公報
【特許文献３】国際公開ＷＯ２００８／０８７８００Ａ１パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
発明者らが鋭意研究の結果、上記した従来の貼り合わせ方法について、以下のことが判明した。
特許文献１や特許文献３に記載されているように樹脂からなるマイクロチップ基板表面に例えば波長１７２ｎｍの真空紫外光を照射し、光照射後被照射面同士を積層して加圧することにより両マイクロチップ基板を接合する場合、両マイクロチップ基板の接合状態が必ずしも一様ではなく、接合面において十分に接合できている箇所とあまり接合ができていない箇所とが混在していることが判明した。その理由は明らかではないが、少なくとも１枚のマイクロチップ基板には接合時に流路を形成する溝部が形成されており、当該溝部が形成されている領域がマイクロチップ基板表面において偏在していることが多いので、両マイクロチップ基板への加圧が必ずしも均一に行われていない可能性があるためと考えられる。
仮に一様な加圧が実現されていなくても、両マイクロチップ基板への加圧圧力を比較的大きくすると接合面における接合が不十分な箇所の発生を解消できる可能性もある。しかしその場合は、以下のような不具合が発生する可能性がある。
【００１０】
上記したように、マイクロチップは、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つの上記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。特に、一対の基板双方に微細な溝部をそれぞれ設け両基板を重ね合わせて対向する各溝部により一つの流路を形成する場合、両マイクロチップ基板の重ね合わせる際、両マイクロチップ基板の高精度の位置合わせ（アライメント）が必要となる。
【００１１】
ここで、仮に両マイクロチップ基板への加圧圧力を増大させると、両マイクロチップ基板が変形する可能性がある。特に両マイクロチップ基板の材質がＣＯＰのような樹脂である場合、加圧による変形の可能性が大きくなる。両マイクロチップ基板が変形すると、両マイクロチップ基板のアライメントずれが生じたり、流路自体の変形が発生するといった不具合が発生する。
また、特許文献２に記載されているように樹脂からなるマイクロチップ基板表面に例えば波長１７２ｎｍの真空紫外光を照射し、照射後の各表面を互いに接触させた状態で昇温させることで両者を接着させる場合は、以下の不具合が発生する。
【００１２】
上記したように真空紫外光照射後の各マイクロチップ基板表面を互いに接触させた状態で昇温させると、各マイクロチップ基板には熱膨張が発生する。特に２枚のマイクロチップ基板が異種材料の場合は、それぞれの熱膨張率量が異なるために各マイクロチップ基板の熱膨張の度合いも異なる。そのため、高精度に２枚のマイクロチップ基板を位置合わせして積層したとしても、加熱処理時に２枚のマイクロチップ基板それぞれの表面に形成された微細な溝部同士の位置関係がずれ、結果的に流路形状に不具合が発生してしまう。
特に特許文献２に記載されているように、積層したマイクロチップ基板全体を１００℃に昇温しそのまま１時間保持する場合、このような流路形成の不具合が発生する確率が高くなる。
【００１３】
本発明は上記したような事情を鑑みなされたものであって、その課題は、樹脂と樹脂もしくは樹脂とガラス基板からなる２枚の基板（ワーク）の貼り合わせて接合するに際し、接合の一様性の確保が可能であって、かつ、加圧や熱膨張によるアライメントずれといった不具合が抑制されるようなワークの貼り合わせ方法および当該方法を実施するためのワークの貼り合わせ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明においては、上記課題を解決するため、少なくとも一方に微細な流路が形成されている樹脂と樹脂もしくは樹脂とガラス基板からなる第一および第二のワーク同士を貼り合せるためのワーク貼り合わせを次のように行う。
【００１５】
〔工程１〕
少なくとも一方に微細な流路が形成されている一対のワーク（例えば、マイクロチップ基板）の接合面に波長２００ｎｍ以下の真空紫外光を照射する。なお、真空紫外光を照射するのは、２枚のワークの接合面両方でもよいし、片方でもよい。
この工程により、真空紫外光が照射された接合面が活性化される。
〔工程２〕
真空紫外光が照射された接合面同士を対向させて位置合わせを行い、位置合わせ終了後、接合面同士が接触するように積層する。
【００１６】
〔工程３〕
積層された一対のワークを加圧して、加圧状態を所定時間維持する。なお、加圧圧力は、ワーク変形が発生しない圧力に設定される。
この加圧処理により活性化された面同士の接合反応が生じる。ここで上記した所定時間とは、接合面において十分に接合できている箇所とあまり接合ができていない箇所とが混在しているものの両ワークが接合状態となるまでの時間である。
すなわち、本工程３で一対の２枚のワークは「仮接合」される。
〔工程４〕
上記した所定時間加圧後加圧状態を解除し、「仮接合」状態のワークを加熱し、ワーク温度を所定温度まで昇温させて、接合が完了するまでをこの温度を維持する。ここで、所定温度とはワークの変形が生じない程度の温度であり、接合の完了とは、〔工程３〕終了後に接合面に存在していたあまり接合ができていない箇所が十分な接合状態となった状態を示す。
【００１７】
すなわち、本発明は、一対のワークの接合面に波長２００ｎｍ以下の真空紫外光を照射し、真空紫外光が照射された接合面同士を対向させて位置合わせを行って接合面同士が接触するように積層し、積層された一対のワークを加圧して、加圧状態を所定時間維持し、この加圧状態を解除して、ワーク温度を所定温度まで昇温させて、接合が完了するまでをこの温度を維持することを特徴とするものである。このように、加圧解除後、ワークを加熱することにより、前記従来例で説明したような流路形成の不具合等を発生させることなく、樹脂と樹脂もしくは樹脂とガラス基板からなるワーク同士を良好に接合させることができる。
すなわち、本発明は次のようにして前記課題を解決する。
（１）樹脂と樹脂もしくは樹脂とガラスからなる第一及び第二のワーク同士を貼り合わせる方法において、両ワークの貼り合わせる面の少なくとも一方に紫外光を照射し、光照射後、両ワークの上記貼り合わせる面同士が接触するように積層し、両ワークを、その接触面が加圧されるように加圧し、加圧を解除後、両ワークを加熱する。
ことを特徴とするワークの貼り合わせ方法。
（２）上記（１）において、両ワークの加熱を加熱手段により行い、当該加熱手段を予め加熱しておく。
（３）上記（１）（２）において、両ワークはマイクロチップ基板であって、ワークの少なくとも一方には微細な流路が形成されている。
（４）樹脂と樹脂もしくは樹脂とガラスからなる第一および第二のワーク同士を貼り合せる装置を以下のように構成する。
上記第一のワークを保持するステージと、上記ステージに保持された第一のワークの表面に紫外光を照射する光照射ユニットと、上記ステージに保持された第一のワークの光照射面に、第二のワークの一方の面が接触するように積層された上記第一のワークおよび第二のワークの少なくとも上下方向の移動を規制する移動規制機構と、上記積層された状態の第一のワーク及び第二のワークを、その接触面が加圧されるように加圧する加圧機構と、上記ステージとは別箇に設けられ、加圧解除後の上記積層された状態の第一のワーク及び第二のワークを加熱する加熱機構とから構成する。
（５）樹脂と樹脂もしくは樹脂とガラスからなる第一及び第二のワーク同士を貼り合せる装置を以下のように構成する。
上記第一のワークを保持する第一のステージと、上記第二のワークを保持する第二のステージと、第一のワークの表面及び／または第二のワークの表面に紫外光を照射する光照射ユニットと、少なくとも、上記第一および第二のステージに保持された上記第一、第二のワークの内の一方のワークの光照射面が、他方のワークの表面もしくは光照射面に接触するように両者を積層させるワーク積層機構と、積層された第一及び第二のワークの少なくとも上下方向の移動を規制する移動規制機構と、積層された状態の上記第一のワーク及び第二のワークを、その接触面が加圧されるように加圧する加圧機構と、第一のステージに保持された第一のワークの表面及び／または第二ステージに保持された第二のワークの表面と、上記光照射ユニットとの距離をそれぞれ独立して調整するための間隙設定機構と、上記第一のステージおよび第二のステージとは別箇に設けられ、加圧解除後の上記積層された状態の第一のワーク及び第二のワークを加熱する加熱機構とから構成する。
（６）上記（４）（５）において、加熱機構を、ワークが載置される加熱ステージで構成する。
（７）上記（５）（６）において、両ワークはマイクロチップ基板であって、ワークの少なくとも一方には微細な流路が形成されている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によるワークの貼り合わせ方法によれば、一対のワークの接合面へ真空紫外光照射処理し（〔工程１〕）、ワーク同士の位置合わせ（〔工程２〕）を行ったあと、まず両ワークに圧力を加える（〔工程３〕）。この工程３においては、両ワークに熱を加えないので、両ワークが熱による変形が発生することはない。さらには、一対のワークの材質が互いに相違する場合に発生する熱膨張係数の違いに起因するアライメントずれの不具合も当然ながら発生しない。例えば、ワークがマイクロチップ基板の場合、アライメントずれに伴う微細流路形成の不具合を回避することが可能となる。
【００１９】
また本工程３は、上記したような「仮接合」工程であるので、接合面における接合が不十分な箇所の発生を解消するために加圧圧力を大きくする必要はなく、加圧によるワークの変形といった不具合も生じない。例えば、ワークがＣＯＰ等の樹脂からなる一対のマイクロチップ基板であったとしても、マイクロチップ基板の変形に伴う両マイクロチップ基板のアライメントずれや微細流路自体の変形といった不具合を抑制することができる。また本工程３ではワーク同士の接合がある程度確保されていればよいので、加圧処理時間を長時間かける必要はない。すなわち、従来の貼り合わせ方法における加圧工程に費やす時間よりも加圧時間を短縮することが可能となる。
【００２０】
上記した〔工程３〕に続く〔工程４〕は、加圧を解除した状態で「仮接合」されたワークを加熱し、ワーク温度を所定温度まで昇温させて接合が完了するまでをこの温度を維持する。〔工程３〕の時点で接合の一部は十分行われており、〔工程４〕における本加熱工程は接合面に存在していたあまり接合ができていない箇所が十分な接合状態になるまで行うだけなので、従来の貼り合わせ方法における加熱工程に費やす時間よりも加熱時間を短縮することが可能となる。
【００２１】
また、既に〔工程３〕で「仮接合」が行われており、また〔工程４〕における所定温度はワークの変形が生じない程度の温度であるので、一対のワークのアライメントずれやワークの変形は発生しない。上記したように加熱時間の短縮化が可能であり、また「仮接合」が既に行われているので、２枚のマイクロチップ基板が異種材料でそれぞれの熱膨張率係数が相違する場合においても、各ワークの熱膨張の度合いが相違することに起因する２枚のワークのアライメントずれは抑制される。
例えば、ワークがＣＯＰ等の樹脂からなる一対のマイクロチップ基板であったとしても、マイクロチップ基板の変形に伴う両マイクロチップ基板のアライメントずれが抑制され、２枚のマイクロチップ基板それぞれの表面に形成された微細な溝部同士の位置関係のずれに伴う流路形状の不具合や流路自体の変形といった不具合も抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施例の装置構成例を示す図である。
【図２】反転ステージユニットを図１の矢印Ａの方向から見た図である。
【図３】加圧ステージユニットを図１の矢印Ｂの方向から見た図である。
【図４】ワーク搬送機構、ワーク加熱機構の例を示す図である。
【図５】本発明の実施例の動作（光照射ユニットの退避）を説明する図（１）である。
【図６】本発明の実施例の動作（反転、加圧動作の準備）を説明する図（２）である。
【図７】本発明の実施例の動作（反転動作）を説明する図（３）である。
【図８】本発明の実施例の動作（加圧動作）を説明する図（４）である。
【図９】本発明の実施例の動作（加圧動作）を説明する図（５）である。
【図１０】本発明の実施例の動作（ワークの取り出し）を説明する図（６）である。
【図１１】本発明の変形例である各制御部の実行タイミングを制御する上位コントローラを設けた場合の構成例を示す図である。
【図１２】貼り合わせ実験を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
Ｉ．貼り合わせ装置
以下、本発明によるワークの貼り合わせ方法を実施するための貼り合わせ装置の実施例について説明する。
ワークの貼り合わせ装置は、大きく分けて、Ａ．光照射・ワーク積層・加圧機構、Ｂ．ワーク搬送機構、Ｃ．ワーク加熱機構からなる。
光照射・ワーク加圧機構は、上記した〔工程１〕〔工程２〕〔工程３〕を実施するためのものである。また、ワーク加熱機構は〔工程４〕を実施するためのものである。なお、ワーク搬送機構は、光照射・ワーク加圧機構により〔工程１〕から〔工程３〕まで施されたワークをワーク加熱機構まで搬送するためのものである。
【００２４】
Ａ．光照射・ワーク積層・加圧機構
図１に光照射・ワーク積層・加圧機構の構成例を示す。
光照射・ワーク積層・加圧機構は、図１に示すように、光照射ユニット１０、ベース４１上に設けられた加圧ステージユニット２０（加圧機構）および反転ステージユニット３０（ワーク積層機構）の３つのユニットから構成される。
【００２５】
ａ．光照射ユニット１０
光照射ユニット１０は、第１のワークＷ１の表面（接合面）、第２のワークＷ２の表面（接合面）に真空紫外光を照射して、両表面を活性化するためのものである。光照射ユニット１０は、少なくとも１本以上のランプ１１ａと、ランプ１１ａから放出される光をワーク側（図１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。上記第１のワークＷ１，第２のワークＷ２は、それぞれが樹脂基板で構成されるか、あるいは、いずれか一方のワークが樹脂基板であり、他方のワークがガラス基板で構成される。
図１においては、第１のワークと第２のワークの両方に真空紫外光を照射可能なようにランプハウス１０ａ内に、ランプ１１ａ、反射ミラー１１ｂが複数設置されている。
【００２６】
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はランプ１１ａの点灯・消灯を制御したり、ランプ１１ａへの供給電力の値を調整することにより、ランプ１１ａから放出されるＵＶ光の強度を調整する機能等を有する。
なお、光照射ユニット１０は光照射ユニット駆動部１７により図１の左右に駆動可能なように構成される。ここで光照射ユニット駆動部１７の動作は、光照射ユニット駆動制御部１７ａにより制御される。
【００２７】
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、反転ステージ３１に載置された第１のワークＷ１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２のワークＷ２に積層させるためのものである。
図２は反転ステージユニットを図１の矢印Ａの方向から見た図である。
反転ステージ３１には、第１のワークＷ１を位置決めするための位置決めピン３１ｃが設けられている。第１のワークＷ１のような四角形のワークの場合、位置決めピン３１ｃは３本設けられる。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。
【００２８】
反転ステージ３１は、第１のワークＷ１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のワーク載置面には、ワーク（第１のワークＷ１）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１のワークＷ１が反転ステージ３１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１のワークＷ１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１のワークＷ１は反転ステージ３１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。
【００２９】
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。軸は、図１、図２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１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、軸に固定されている反転ステージ３１も１８０度反転する。
図１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。ばね定数等のばねの特性は、反転ステージ３１がほぼ水平に保持されるように設定される。
【００３０】
図１に示す貼り合わせ装置が大気中に設置される場合、光照射ユニット１０から第１のワークＷ１、第２のワークＷ２に照射される波長１７２ｎｍのＵＶ光は、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１のワークＷ１の表面、第２のワークＷ２の表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。
【００３１】
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１のワークＷ１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２のワークＷ２に積層させるためのものである。
更には、積層された第１のワークＷ１と第２のワークＷ２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、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からなる。加圧ステージ２３の上面には、ばね２７と当該ばね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。
【００３２】
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２のワークＷ２の表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。
【００３３】
ワークステージ２１上には、第２のワークＷ２が載置される。図示は省略するが、ワークステージ２１には第２のワークＷ２の位置を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１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、ワークステージは、中心軸（軸の方向は、図１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。
【００３４】
図３は加圧ステージユニットを図１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、ストッパの詳細な動作については後で述べる。
【００３５】
Ｂ．ワーク搬送機構、Ｃ．ワーク加熱機構
図４にワーク搬送機構、ワーク加熱機構の例を示す。同図Ａは図１−３で説明した光照射・ワーク積層・加圧機構を示し、Ｂはワーク搬送機構、Ｃはワーク加熱機構を示す。
ワーク搬送機構は、光射光照射・ワーク積層・加圧機構によって、上記した〔工程１〕〔工程２〕〔工程３〕の処理を施されて「仮接合」されて一体となった２枚のワークを、ワーク加熱機構まで搬送する機構である。光射光照射・ワーク積層・加圧機構の加圧ステージユニット２０におけるワークステージ２１上に載置された仮接合後のワークＷは、ワーク搬送機構における搬送機構３７によって、上記ワークステージ２１からワーク加熱機構の加熱ステージ２９まで搬送される。ここで、搬送機構３７の駆動制御は、搬送機構制御部３７ａによって行われる。
【００３６】
ワーク加熱機構における加熱ステージ２９は、仮接合されたワークＷを加熱し、ワーク温度を所定温度まで昇温させて、所定時間この温度を維持し、その後、降温させるものである。
上記したように、所定温度とは、ワークＷの変形が生じない程度の温度である。また、所定時間とは、ワークＷの加熱開始から接合が完了するまでの時間である。なお、上記したように、接合の完了とは、〔工程３〕終了後に接合面に存在していたあまり接合ができていない箇所が十分な接合状態となった状態を示す。
加熱ステージ２９内の加熱機構２９ａは、例えば、ステージ内部にシースヒータを埋設することにより構成される。加熱ステージ２９の温度制御は、温度制御部２９ｃにより行われる。温度制御部２９ｃは、図示を省略した温度センサによって計測された加熱ステージ２９表面の温度情報に基づき、加熱ステージ２９表面の温度が所定の温度となるように加熱機構２９ａを制御する。なお、加熱ステージ２９表面の温度と、ワークの昇温特性やワークの到達温度との相関関係データのテーブルは予め温度制御部２９ｃに記憶されている。
【００３７】
以下、本発明のワークの貼り合わせ方法を実施する際の貼り合わせ装置の動作例について、前記図１〜図４及び図５〜図１０を参照しながら説明する。ワークとしては、マイクロチップ基板を例に取る。
Ａ．〔前準備〕 動作１（光照射前）
（１）反転ステージユニット３０において、第１のワークＷ１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１のワークＷ１を載置し、かつ、第１のワークＷ１および第２のワークＷ２が光照射ユニット１０の照射領域に位置するように光照射ユニット１０が光照射ユニット駆動部１７によって位置決めされたときに、ランプ１１ａの下側と第１のワークＷ１の照射面との距離がＤ（図５参照）となるような高さである。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１のワークＷ１の表面との距離を設定する間隙設定機構として機能する。
（２）第１のワークＷ１を反転ステージユニット３０の反転ステージ３１に載置し、所定の位置に位置決めする。ここで第１のワークＷ１は四角形形状であるとする。位置決めは、図２に示すように、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１のワークＷ１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。
【００３８】
（３）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１のワークＷ１の載置面からなる空間内が減圧され、第１のワークＷ１は反転ステージ３１上に吸着保持される。
（４）一方、加圧ステージユニット２０において、第２のワークＷ２をワークステージ２１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１のワークＷ１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２のワークＷ２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。
（５）第２のワークＷ２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、ワークステージ２１を移動させる。
【００３９】
補助ステージ２２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２のワークＷ２の表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、この所定の高さとは、ワークステージ２１に第２のワークＷ２を載置し、かつ、第１のワークＷ１および第２のワークＷ２が光照射ユニット１０の照射領域に位置するように光照射ユニット１０が光照射ユニット駆動部１７（図１参照）によって位置決めされたときに、ランプ１１ａの下側と第２のワークＷ２の照射面との距離が後述するＤとなるような高さである。
すなわち、第１のワークＷ１の照射面のベース４１からの高さと第２のワークＷ２の照射面のベース４１からの高さとは略一致する。
【００４０】
（６）温度制御部２９ｃ（図４参照）により、加熱ステージ２９の温度を予め温度制御する。すなわち、温度制御部２９ｃは、図示を省略した温度センサによって計測された加熱ステージ２９表面の温度情報に基づき、加熱ステージ２９表面の温度が所定の温度となるように加熱機構２９ａを制御する。上記したように、加熱ステージ２９表面の温度と、ワークの昇温特性やワークの到達温度との相関関係データのテーブルは予め温度制御部２９ｃに記憶されている。温度制御部２９ｃは、ワークが加熱ステージ２９に載置された際、ワーク温度が所定温度（ワークの変形が生じない程度の温度）に到達するように、記憶している上記テーブルに基づき加熱ステージ２９の温度を昇温させて一定温度に維持する。
このように、予め加熱ステージ２９を加熱しておくのは、〔工程３〕から速やかに〔工程４〕に移行させるためである。
【００４１】
（１）〜（６）の工程により、反転ステージ３１への第１のワークＷ１の位置決め、ワークステージ２１への第２のワークＷ２の位置決め、第１のワークＷ１表面の高さと第２のワークＷ２表面の高さの調整、加熱ステージ２９の事前加熱が行われる。
【００４２】
Ｂ．〔工程１〕 動作２（光照射）
（７）光照射ユニット駆動部１７は、光照射ユニット１０の照射領域内に反転ステージユニット３０が保持する第１のワークＷ１と加圧ステージユニット２０が保持する第２のワークＷ２が位置するように、光照射ユニット１０を駆動する。図１は、光照射ユニット１０の照射領域内にワークＷ１，Ｗ２が位置する状態を示している。すなわち、ワークＷ１、ワークＷ２の上方に、光照射ユニット１０のランプ１１ａが位置している。
【００４３】
なお、上記したように、第１のワークＷ１の照射面および第２のワークＷ２の照射面は、ほぼ同一平面上に位置する。また、ランプ１１ａの下側と第１のワークＷ１の照射面との距離、ランプ１１ａの下側と第２のワークＷ２の照射面との距離をＤとする。この距離Ｄは、ランプから放出される波長１７２ｎｍのＵＶ光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が設定される。
【００４４】
（８）ランプ点灯装置１３（図１参照）によりランプ１１ａが点灯され、波長１７２ｎｍのＵＶ光が第１のワークＷ１に照射されるとともに、第２のワークＷ２に照射される。なお、ランプ点灯装置１３は、第１のワークＷ１表面および第２のワークＷ２表面における放射照度が所定の値となるようにランプ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。
【００４５】
上述した（７）〜（９）の工程により、第１のワークＷ１、第２のワークＷ２の照射領域への配置、および両ワークへの所定時間の光照射が行われる。
なお、（７）〜（９）の工程では、第１のワークＷ１および第２のワークＷ２への光照射を同時に行っているが必ずしも同時に行う必要は無く、例えば、先に第１のワークＷ１にＵＶ光を照射して、その後、第２のワークＷ２にＵＶ光を照射してもよい。或いは、先に第２のワークＷ２にＵＶ光を照射して、その後、第１のワークＷ１にＵＶ光を照射してもよい。
但し、光照射面の活性化状態にはある程度寿命があるので、第１のワークＷ１、第２のワークＷ２の両方に光照射する場合は同時に行うことが望ましい。
上記のように、第１のワークＷ１と第２のワークＷ２に対して個別にＵＶ光を照射する場合には、光照射ユニット１０を光照射ユニット駆動部１７により左右に駆動可能なように構成し、光照射ユニット１０から放出されるＵＶ光を第１のワークＷ１と第２のワークＷ２に対して個別に照射する。このように構成すれば、光照射ユニット１０をコンパクトに構成することが可能となる。
また、２枚のワークＷ１，Ｗ２の一方のみにＵＶ光を照射して、貼り合わせするように構成することも可能である。
【００４６】
Ｃ．〔工程２〕 動作３（光照射ユニットの退避）
（１０）図５に示すように、光照射ユニット駆動部１７（図１参照）は光照射ユニット１０を退避位置に位置するように駆動する。この退避位置は、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）の工程により、反転ステージ上方から光照射ユニット１０が退避した状態となる。
【００４７】
Ｄ．〔工程２〕 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。この所定の高さとは、反転ステージ３１が反転した際、反転ステージ３１上に吸着保持されている第１のワークＷ１が、ワークステージ２１上の第２のワークＷ２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１のワークＷ１と第２のワークＷ２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３参照）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。
（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が吸着保持する第１のワークＷ１がワークステージ２１上の第２のワークＷ２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。
【００４８】
Ｅ．〔工程２〕 動作５（反転動作）
（１３）図７に示すように、反転ステージユニット３０において、第１のワークＷ１を吸着保持する反転ステージ３１が反転し、第１のワークＷ２は第２のワークＷ２と対向する位置に配置される。
具体的には、図２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７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。
【００４９】
（１５）反転ステージ３１上の第１のワークＷ１とワークステージ２１上の第２のワークＷ２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１のワークＷ１が第２のワークＷ２に積層される際、第１のワークＷ１が第２のワークＷ２に所望の位置関係で重ねあわされるような関係である。
ここで、第１のワークＷ１と第２のワークＷ２とを精密に位置合わせする必要がある場合は、予めワークＷ１およびワークＷ２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１のワークＷ１のアライメントマークと第２のワークＷ２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。
（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、場合によっては、第１のワークＷ１と第２のワークＷ２との位置合わせが行われる。
【００５０】
Ｆ．〔工程２〕〔工程３〕 動作６（加圧動作）
（１６）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、ワークステージ２１を上方向に移動させて、ワークステージ２１に載置された第２のワークＷ２と反転ステージ３１に吸着保持されている第１のワークＷ１とを接触させる。このとき、ベース４１上面と加圧ステージ２３表面との距離はＳ１となる。
【００５１】
（１７）図９に示すように、加圧ステージユニット２０において、第１のワークＷ１と第２のワークＷ２とを接触させた後（第２のワークＷ２上に第１のワークＷ１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１のワークＷ１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２のワークＷ２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１のワークＷ１と第２のワークＷ２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１のワークＷ１およびＷ２のワークの上方向への移動を規制する移動規制機構に相当する。
【００５２】
すなわち、加圧ステージ２３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、第１のワークＷ１と第２のワークＷ２には、Ｐ＝｜ｋｘ｜なる大きさの圧力が印加される。
すなわち、第１のワークＷ１と第２のワークＷ２へ印加する圧力は、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１５（図９参照）を用いて行われる。圧力センサ１５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。
【００５３】
なお、第１のワークＷ１と第２のワークＷ２へ印加する圧力は、加圧中に圧力値を変更することも可能である。例えば、第１のワークＷ１、第２のワークＷ２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２のワークＷ２と第１のワークＷ１とが接触したときのベース４１上面と加圧ステージ２３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１のワークＷ１と第２のワークＷ２に印加される圧力Ｐ＝｜ｋｘ｜もばらつくことになる。
【００５４】
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を駆動し、第１のワークＷ１と第２のワークＷ２にＰ＝｜ｋｘ｜なる大きさの圧力を印加する。この加圧状態を維持したまま、次に圧力センサ１５によって検出された圧力Ｐｓを確認し、圧力Ｐｓが所定の圧力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１５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１５からの圧力情報に基づき検出圧力Ｐｓが所定の圧力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。
【００５５】
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となるようにし、第１のワークＷ１と第２のワークＷ２に印加される圧力Ｐ＝｜ｋｘ｜の大きさが調整される。
（１６）〜（１８）の工程により、第１のワークＷ１と第２のワークＷ２の積層（〔工程２〕）ならびにこれらへの加圧（〔工程３〕）が行われる。
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のワークＷ１と第２のワークＷ２の接触圧力を調整する機構に相当する。
【００５６】
Ｇ．〔工程３〕 動作７（ワーク（マイクロチップ）の加圧解除）
（１９）第１のワークＷ１と第２のワークＷ２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１のワークＷ１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とマイクロチップ表面（マイクロチップの第１のワークＷ１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１のワークＷ１と第２のワークＷ２への圧力印加開始から第１のワークＷ１と第２のワークＷ２との接合面において十分に接合できている箇所とあまり接合ができていない箇所とが混在しているものの両ワークが接合状態（「仮接合」状態）となるまでの時間である。
【００５７】
（２０）図１０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、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からマイクロチップ表面が離間状態となり、マイクロチップへの加圧が解除される任意の位置である。
【００５８】
（２１）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。
（２２）反転ステージユニット３０において、第１のワークＷ１を吸着保持する反転ステージ３１が工程（１５）とは逆方向に反転し、マイクロチップ上方から反転ステージ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（図２参照）の回転軸３３ｅが図１０に示すように−１８０度回転する。
（１９）〜（２２）の工程により、積層された第１のワークＷ１と第２のワークＷ２の「仮接合」（〔工程３〕）と、積層されたワークへの加圧解除（〔工程３〕）が行われる。
【００５９】
Ｈ．〔工程４〕 動作８（ワーク（マイクロチップ）の搬送）
（２３）図４に示すように、ワーク搬送機構における搬送機構３７は、加圧ステージユニット２０において、ワークステージ２１上に載置されている「仮接合」されたワークＷ（マイクロチップ）を掴み、当該ワークＷをワークステージ２１から退避させ、加熱ステージ２９まで搬送する。なお、ワークＷのワークステージ２１から加熱ステージ２９までの搬送は、作業者が実施してもよい。この場合、搬送機構３７は不要となる。
（２４）搬送機構３７は、加熱ステージ２９まで搬送してきたワークを加熱ステージ２９上に載置する。
（２３）〜（２４）の工程により、ワークＷ（マイクロチップ）のワークステージ２１から加熱ステージ２９までの搬送、加熱ステージ２９上へのワークＷの設置が行われる。
【００６０】
Ｉ．〔工程４〕 動作９（ワーク（マイクロチップ）の加熱）
（２５）温度制御部２９ｃにより、加熱ステージ２９の温度制御を開始する。上記したように、加熱ステージ２９は事前加熱されているので、加熱ステージ２９上へワークＷが設置された時点からワークＷの温度制御が開始される。
温度制御部２９ｃは、加熱ステージ２９にワークＷが設置された時点から、ワーク温度が所定温度（ワークＷの変形が生じない程度の温度）まで到達して、所定時間（ワークの加熱開始から接合が完了するまでの時間）この温度が維持されて、その後降温するように、加熱機構２９ａを制御する。この加熱機構２９ａの制御は、温度制御部２９ｃが記憶している加熱ステージ２９表面の温度とワークＷの昇温特性やワークＷの到達温度との相関関係データのテーブルに基づき行われる。
【００６１】
なお、ワーク温度の降温は、加熱機構２９ａへのエネルギー供給を停止（例えば、ステージ内部に埋設されたシースヒータへの電力供給を停止）することにより行われる。
加熱機構２９ａへのエネルギー供給を停止すると、加熱ステージ２９上のワーク（マイクロチップ）は室温まで冷却される。
なお、冷却時間を短縮する場合は、加熱ステージ２９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、加熱ステージ２９内に冷却管を埋設し、当該冷却管に冷媒を流す。そして冷媒と加熱ステージ２９との熱交換により、加熱ステージ２９の冷却を実施する。なお、冷却機構の制御も、例えば、温度制御部２９ｃにより行われる。温度制御部２９ｃ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加熱ステージ２９表面の温度情報に基づき、加熱ステージ２９表面の温度が室温となるように冷却機構を制御する。
【００６２】
上記した貼り合わせ装置の各構成要素の動作は、図１〜図４に示した各制御部で行われる。
すなわち、ランプ点灯装置１３はＵＶランプ１１ａの点灯・消灯、ランプ点灯時間の制御を行う。真空チャック駆動制御部３５ｂは、真空チャック機構を動作させるための真空供給機構３５の動作を制御する。
反転ステージ制御部３３ａは、反転ステージ３１を反転させるための反転ステージ駆動機構３３の動作を制御する。
ステージ移動機構駆動制御部２４ａは、加圧ステージ２３、補助ステージ２２、ワークステージ２１を上下方向に移動させるステージ移動機構２４の動作を制御する。
ワークステージ駆動制御部２１ａは、必要に応じて第１のワークＷ１、第２のワークＷ２の位置合わせを行うためにワークステージ２１を駆動制御する。
【００６３】
ストッパ駆動制御部２８ｂは、マイクロチップへの加圧に寄与するストッパ２８を駆動するためのストッパ駆動部２８ａの動作を制御する。
固定機構駆動制御部３６ｂは、反転ステージ３１が図８において反時計周りに反転することを規制するための反転ステージ固定機構３６を駆動する固定機構駆動部３６ａの動作を制御する。
【００６４】
搬送機構制御部３７ａは、ワークステージ上に載置された「仮接合」後のワークを加熱ステージ２９まで搬送する搬送機構３７の動作を制御する。
温度制御部２９ｃは、図示を省略した温度センサによって計測された加熱ステージ２９表面の温度情報に基づき、加熱ステージ２９表面の温度が所定の温度となるように加熱機構２９ａを制御する。また、必要に応じて温度制御部２９ｃは、上記温度情報に基づき、加熱ステージ２９表面の温度が所定の温度となるように図示を省略した冷却機構２９ｂを制御する。
これらの制御部は、上記した〔工程１〕〜〔工程４〕の各工程において、その都度制御を行う。
【００６５】
上述した本発明における接合プロセスはまだ明解には判明していないが、以下のようにしてワークの接合がおこなわれるものと考えられる。
〔工程１〕
通常、ワーク接合面への真空紫外光の照射は大気中で行われる。ワークの接合面に波長２００ｎｍ以下の真空紫外光を照射すると活性酸素が生成され、この活性酸素により接合面が酸化される。例えばワークが樹脂の場合、活性酸素の酸化力により、基板表面の樹脂の分子間結合が切断されたり揮発され、ワーク表面の付着有機物等は分解・除去される。すなわち、ワーク表面はクリーニングされ、樹脂表面の高分子主鎖が切断されてラジカルが生成される。
また、ワーク（樹脂）表面に真空紫外光が照射されることにより、光照射面においてヒドロキシル基（−ＯＨ）、カルボキシル基（−ＣＯＯＨ）、アルデヒド基（−ＣＨＯ）等の反応性の高い官能基の生成やワーク表面がこれらの官能基で置換されたり、真空紫外光照射により樹脂表面の高分子主鎖が直接切断され、光照射面にラジカルが随所に発生するものと考えられる。
すなわち、真空紫外光照射によるワークの接合面の活性化は、例えばワークが樹脂の場合、ワーク表面でのラジカル生成や樹脂自体の結合ダメージに伴う反応性の高い官能基等を発生させて、接合面自体が化学反応を起こしやすい状態にすることと考えられる。
【００６６】
〔工程２〕
〔工程１〕により表面が活性化された接合面同士を対向させて位置合わせを行った後、接合面同士を接触させて積層することにより、接合面同士の化学反応が発生するものと考えられる。例えば、各接合面に存在するラジカル同士の結合や上記官能基を介した何らかの結合反応が進むものと考えられる。すなわち、このような化学反応によりワーク同士の接合が進むものと考えられる。なお、1枚のワークがガラス基板でもう１枚のワークが樹脂の場合は、例えば、ＯＨラジカルを介した化学反応や、活性酸素を介した結合反応によりワーク同士の接合が進むものと考えられる
【００６７】
〔工程３〕
積層された一対のワークを加圧して、加圧状態を所定時間維持することにより、〔工程２〕において開始した化学反応（ワーク同士の接合）が促進されるものと思われる。なお、ワークの光照射面の形状（例えば、ワークがマイクロチップ基板の場合は、光照射面の一部には流路を形成する溝部構造を有する）の影響により、接合面への加圧が必ずしも均一に行われていない可能性があり、上記した化学反応の促進も必ずしも均一に行われないこと有りうる。よって、場合によっては接合面において十分に接合できている箇所とあまり接合ができていない箇所とが混在するものと考えられる。
〔工程４〕
上記した所定時間加圧後加圧状態を解除し、「仮接合」状態のワークを加熱し、ワーク温度を所定温度まで昇温させて、接合が完了するまでをこの温度を維持ことにより、各ワークの活性化された表面におけるラジカルや反応性の高い官能基等が拡散するものと考えられる。よって、〔工程３〕終了後に接合面に存在していたあまり接合ができていない箇所においても拡散してきたラジカルや反応性の高い官能基等による化学反応が進み、結果としてこのような箇所においても結合の強度が増加し、十分な接合状態となるものと考えられる。
【００６８】
〔貼り合わせ装置の変形例〕
前記したように、貼り合わせ装置の各構成要素の動作は、図１〜図４に示した、ランプ点灯装置１３、光照射ユニット駆動制御部１７ａ、光照射ユニット駆動部１７、真空チャック駆動制御部３５ｂ、真空供給機構３５、反転ステージ制御部３３ａ、反転ステージ駆動機構３３、ステージ移動機構駆動制御部２４ａ、ステージ移動機構２４、ワークステージ駆動制御部２１ａ、ストッパ駆動制御部２８ｂ、ストッパ駆動部２８ａ、固定機構駆動制御部３６ｂ、固定機構駆動部３６ａ、搬送機構制御部３７ａ、搬送機構３７、温度制御部２９ｃ、加熱機構２９ａ、冷却機構２９ｂ等により制御されるが、図１１に示すように、これらの各制御部等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、本発明の貼り合わせ装置における一連の工程を自動的に実施するように構成してもよい。
上位コントローラ５０は、上記した〔工程１〕〜〔工程４〕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。
【００６９】
なお、図９に示した圧力センサ１５は、第１のワークＷ１と第２のワークＷ２へ印加される圧力を検出し、例えば前述したようにステージ移動機構駆動制御部２４ａに送出されるが、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１のワークＷ１、第２のワークＷ２をそれぞれ反転ステージ３１、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。
【００７０】
本実施例に示した貼り合わせ装置は、Ａ．光照射・ワーク積層・加圧機構、Ｂ．ワーク搬送機構、Ｃ．ワーク加熱機構を有しているので、本発明の貼り合わせ方法の〔工程１〕〔工程２〕〔工程３〕〔工程４〕を実施することが可能となる。
特に、本貼り合わせ装置は、上記のように３つの機構に分割しているので、予めワーク加熱機構の加熱ステージ２９を予備加熱しておくことが可能となり、〔工程３〕のワーク加圧・ワーク加圧解除後、加熱ステージ２９に搬送されてきたワークを速やかに加熱することが可能となる。
【００７１】
また、Ａ．光照射・ワーク積層・加圧機構においては、第１のワークＷ１の光照射面と第２のワークＷ２の光照射面とをほぼ同じ高さに調節することが可能であり、更にはこれらの照射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。
例えば、光照射ユニット１０から両ワークの照射面に照射されるＵＶ光が中心波長１７２ｎｍのＵＶ光であるとき、ランプの下側と両ワークの照射面との距離を例えば、１〜５ｍｍに設定することが可能となる。よって、大気中で著しく減衰する波長１７２ｎｍのＵＶ光を照射する際、照射雰囲気が大気中であっても第１のワークＷ１表面と、第２のワークＷ２表面を改質することが可能となる。すなわち、ＵＶ光照射雰囲気を波長１７２ｎｍのＵＶ光が減衰しない真空雰囲気にする必要がないので、装置全体をよりコンパクトに構成することができる。
【００７２】
なお、上記したように本実施例では、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（第１のステージ）３１に保持された第１のワークＷ１の表面と、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（第２のステージ）２１に保持された第２のワークＷ２の表面と、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、間隙設定機構により、反転ステージ（第１のステージ）３１に保持された第１のワークＷ１の表面との距離および／またはワークステージ（第２のステージ）２１に保持された第２のワークＷ２の表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。
【００７３】
ＩＩ．貼り合わせ実験
以下、本発明の貼り合わせ方法の実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
〔実験１〕
ポリジメチルシロキサン (Ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ: ＰＤＭＳ)製の板状ワークとガラス製ワークとを一対のワークとして用い、当該一対のワークを本発明の貼り合わせ方法により接合した。なお、比較として、同様のワークを従来の貼り合わせ方法により接合し、両者の接合強度を調査した。
【００７４】
ワークの形状は以下の通りである。
図１２（ａ）に示すように、第１のワークＷ１は、厚さ２ｍｍ、縦１０ｍｍ×横１０ｍｍのＰＤＭＳ製の板状樹脂１０２を、厚み１ｍｍ、縦３０ｍｍ×横５０ｍｍの長方形の金属板１０１に接着剤にて固定したものである。
一方、第２のワークＷ２は、厚さ１ｍｍ、縦１５ｍｍ×横２０ｍｍのガラス板１０４を、厚み１ｍｍ、縦３０ｍｍ×横５０ｍｍの長方形の金属板１０３に接着剤にて固定したものである。
接合は、第１のワークＷ１の板状樹脂部分と第２のワークＷ２のガラス板部分との間で行った。
第１のワークＷ１と第２のワークＷ２との接合には、上記した貼り合わせ装置を用いた。
【００７５】
実験条件は以下の通りである。
〔工程１〕中心波長１７２ｎｍのエキシマランプから放出される光を照射した。ワークの照射面とランプ下面との距離Ｄは３ｍｍ、ワーク表面における放射照度は１０ｍＷ／ｃｍ２であり、照射時間は１２０秒とした。
〔工程２〕
光照射された接合面同士を対向させて接合面同士が接触するように積層した。両者の位置合わせは、反転ステージ３１、ワークステージ２１に設けた位置決めピンを用いて行った。
積層は、図１２（ａ）のように長方形の金属板１０１，１０３の長手方向が交差するように行った。なお、第１のワークＷ１の金属板１０１には、第２のワークＷ２と重ならない部分に貫通穴１０１ａが２箇所設けてある。
〔工程３〕
１ｋｇｆ／ｃｍ２の圧力で加圧した。加圧時間は１０秒とし、その後、加圧状態を解除した。
〔工程４〕
予め１５０℃に加熱していた加熱ステージ２９上にワークを乗せ、５秒後ワークを加熱ステージ２９から取り出した。
【００７６】
なお、比較例として、特許文献３のような真空紫外光照射および加圧処理のみからなる貼り合わせ方法で、上記したのと同様のワークを接合した。なお、実験条件は、上記した〔工程1〕〔工程２〕〔工程３〕と同じである。
【００７７】
上記した２つの貼り合わせ方法にて接合したワークの接合強度を比較した。接合強度は以下のような方法で測定した。
図１２（ｂ）に示すように、接合した第１のワークＷ１、第２のワークＷ２を固定板１１０に固定する。具体的には、固定板１１０に設けたねじ穴と第１のワークＷ１に設けた貫通穴１０１ａとを用いて、固定板１１０に接合した第１のワークＷ１、第２のワークＷ２をねじ留めする。
次に、プッシュプルゲージ１１２の先端に取り付けられたフック１１１を第２のワークＷ２に掛けて引っ張る。そして、第１のワークＷ１のＰＤＭＳ板１０２と第２のワークＷ２の
ガラス板１０４との接合が破壊され、両者が剥がれたときの力をプッシュプルゲージ１１２によって測定し、この測定値を接合強度とした。
【００７８】
下記表にその結果を示す。なお、実験は、同じ仕様のワーク４枚について実施し、そのうち２枚を本発明の貼り合わせ方法で接合し、残り２枚を従来の真空紫外光照射および加圧処理のみからなる貼り合わせ方法で接合した。
【００７９】
【表１】
【００８０】
上記結果から明らかなように、〔工程４〕まで実施する本発明による貼り合わせ方法の方が接合強度が高い。これは、〔工程３〕の加圧工程に要した時間が１０秒と短く、〔工程４〕を実施しない従来法では、接合面において十分に接合できている箇所とあまり接合ができていない箇所との混在が顕著であるためと考えられる。
【００８１】
〔実験２〕
次に、〔工程４〕の加熱工程において、適切な加熱範囲（基板温度範囲）を調査した。
【００８２】
〔実験２−１〕
ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）製樹脂ワークとガラス製ワークについて加熱範囲（基板温度範囲）を調査した。
ワークの形状は以下の通りである。
第１のワークは、厚さ２ｍｍ、縦１０ｍｍ×横１０ｍｍのＰＤＭＳ製の板状樹脂であり、第２のワークは、厚さ１ｍｍ、縦１５ｍｍ×横２０ｍｍのガラス板である。第１のワークと第２のワークとの接合には、上記した貼り合わせ装置を用いた。
【００８３】
実験条件は以下の通りである。
〔工程１〕中心波長１７２ｎｍのエキシマランプから放出される光を照射した。ワークの照射面とランプ下面との距離Ｄは３ｍｍ（実験１と同じにした）、ワーク表面における放射照度は１０ｍＷ／ｃｍ２であり、照射時間は３００秒とした。
〔工程２〕
光照射された接合面同士を対向させて接合面同士が接触するように積層した。両者の位置合わせは、反転ステージ、加圧ステージに設けた位置決めピンを用いて行った。
〔工程３〕
１ｋｇｆ／ｃｍ２の圧力で加圧した。加圧時間は１０秒とし、その後、加圧状態を解除した。
【００８４】
〔工程４〕
以下の４つの条件で加熱を行った。
（条件１）基板温度を室温とした（すなわち、加熱しない）。
（条件２）予め１００℃に加熱しておき加熱していた加熱ステージ上にワークを乗せ、５秒後ワークを加熱ステージから取り出した。
（条件３）予め１２５℃に加熱しておき加熱していた加熱ステージ上にワークを乗せ、５秒後ワークを加熱ステージから取り出した。
（条件４）予め１５０℃に加熱しておき加熱していた加熱ステージ上にワークを乗せ、５秒後ワークを加熱ステージから取り出した。下記表２にその結果を示す。
【００８５】
【表２】
【００８６】
ここで接合結果の判定は、作業者による引っ張り試験により両ワークが剥がれたか剥がれなかったかにより行った。
ＰＤＭＳの軟化点は２５０℃、ガラスの軟化点は一般に５００℃以上であるので、本実験における〔工程４〕に適切な温度範囲は、１００℃以上２５０℃未満と考えられる。
【００８７】
〔実験２−２〕環状オレフィンコポリマー（Ｃｙｃｌｉｃ Ｏｌｅｆｉｎ Ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ：以下ＣＯＣとも言う）製樹脂ワークとＣＯＣ製樹脂ワークについて加熱範囲（基板温度範囲）を調査した。
【００８８】
ワークの形状は以下の通りである。
第１のワークは、厚さ２ｍｍ、縦１０ｍｍ×横１０ｍｍのＣＯＣ製の板状樹脂であり、第２のワークは、厚さ２ｍｍ、縦１０ｍｍ×横１０ｍｍのガラス板である。第１のワークと第２のワークとの接合には、上記した貼り合わせ装置を用いた。
【００８９】
実験条件は以下の通りである。
〔工程１〕中心波長１７２ｎｍのエキシマランプから放出される光を照射した。ワークの照射面とランプ下面との距離Ｄは２．６ｍｍ、ワーク表面における放射照度は５ｍＷ／ｃｍ２であり、照射時間は３００秒とした。
〔工程２〕
光照射された接合面同士を対向させて接合面同士が接触するように積層した。両者の位置合わせは、反転ステージ、加圧ステージに設けた位置決めピンを用いて行った。
〔工程３〕
１００００Ｐａの圧力で加圧した。加圧時間は１０秒とし、その後、加圧状態を解除した。
〔工程４〕
以下の４つの条件で加熱を行った。
（条件１）基板温度を室温とした（すなわち、加熱しない）。
（条件２）予め６０℃に加熱しておき加熱していた加熱ステージ上にワークを乗せ、１２０秒後ワークを加熱ステージから取り出した。
（条件３）予め７０℃に加熱しておき加熱していた加熱ステージ上にワークを乗せ、１２０秒後ワークを加熱ステージから取り出した。
（条件４）予め８７℃に加熱しておき加熱していた加熱ステージ上にワークを乗せ、１２０秒後ワークを加熱ステージから取り出した。
下記表にその結果を示す。
【００９０】
【表３】
【００９１】
ここで接合結果の判定は、作業者による引っ張り試験により両ワークが剥がれたか剥がれなかったかにより行った。
【００９２】
上記結果より、本実験における〔工程４〕に適切な温度範囲は６０℃以上８７℃以下であると考えられる。ＣＯＣの軟化点は８７℃であるので、適切な温度範囲は、（ＣＯＣの軟化点−１０度）以上ＣＯＣの軟化点以下と考えられる。
【００９３】
〔実験２−２〕
シクロオレフィンポリマー（Ｃｙｃｌｏ Ｏｌｅｆｉｎ Ｐｏｌｙｍｅｒ：以下ＣＯＰとも言う）製樹脂ワークとＣＯＰ製樹脂ワークについて加熱範囲（基板温度範囲）を調査した。
【００９４】
ワークの形状は以下の通りである。
第１のワークは、厚さ２ｍｍ、縦１０ｍｍ×横１０ｍｍのＣＯＰ製の板状樹脂であり、第２のワークは、厚さ２ｍｍ、縦１０ｍｍ×横１０ｍｍのガラス板である。第１のワークと第２のワークとの接合には、上記した貼り合わせ装置を用いた。
【００９５】
実験条件は以下の通りである。
〔工程１〕中心波長１７２ｎｍのエキシマランプから放出される光を照射した。ワークの照射面とランプ下面との距離Ｄは２．６ｍｍ、ワーク表面における放射照度は５ｍＷ／ｃｍ２であり、照射時間は３００秒とした。
〔工程２〕
光照射された接合面同士を対向させて接合面同士が接触するように積層した。両者の位置合わせは、反転ステージ、加圧ステージに設けた位置決めピンを用いて行った。
〔工程３〕
１００００Ｐａの圧力で加圧した。加圧時間は１０秒とし、その後、加圧状態を解除した。
【００９６】
〔工程４〕
以下の４つの条件で加熱を行った。
（条件１）基板温度を室温とした（すなわち、加熱しない）。
（条件２）予め１２７℃に加熱しておき加熱していた加熱ステージ上にワークを乗せ、１２０秒後ワークを加熱ステージから取り出した。
（条件３）予め１３２℃に加熱しておき加熱していた加熱ステージ上にワークを乗せ、１２０秒後ワークを加熱ステージから取り出した。
（条件４）予め１３７℃に加熱しておき加熱していた加熱ステージ上にワークを乗せ、１２０秒後ワークを加熱ステージから取り出した。
下記表にその結果を示す。
【００９７】
【表４】
【００９８】
ここで接合結果の判定は、作業者による引っ張り試験により両ワークが剥がれたか剥がれなかったかにより行った）。
上記結果より、本実験における〔工程４〕に適切な温度範囲は、１２７℃より大きく１３７℃以下であると考えられる。ＣＯＰの軟化点は１３７℃であるので、適切な温度範囲は、（ＣＯＰの軟化点−１０度）以上ＣＯＰの軟化点以下と考えられる。
【符号の説明】
【００９９】
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
１７ 光照射ユニット駆動部
１７ａ 光照射ユニット駆動制御部
２０ 加圧ステージユニット
２１ ワークステージ
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
２５ 駆動軸
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
２９ 加熱ステージ
２９ａ 加熱機構
２９ｂ 冷却機構
２９ｃ 温度制御部
３０ 反転ステージユニット
３１ 反転ステージ
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
３７ 搬送機構
３７ａ 搬送機構制御部
４１ ベース
５０ 上位コントローラ
１０１，１０３ 金属板
１０１ａ 貫通穴
１０２ ＰＤＭＳ板
１０４ ガラス板
１１１ フック
１１２ プッシュプルゲージ
Ｗ，Ｗ１，Ｗ２ ワーク
【技術分野】
【０００１】
本発明は樹脂と樹脂もしくは樹脂とガラス基板からなるワークの貼り合わせ方法および装置に関し、特に、少なくとも一方に微細な流路が形成されているワーク同士を貼り合わせるための方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えばシリコン、シリコーン、ガラスなどよりなる小さな基板上に、半導体微細加工の技術によってマイクロスケールの分析用チャネルなどを形成したマイクロチップよりなるマイクロリアクタを用いて微量の試薬の分離、合成、抽出、分析などを行う手法が注目されている。
このようなマイクロリアクタを用いた反応分析システムは、マイクロ・トータル・アナリシス・システム（以下、「μＴＡＳ」という。）と称されており、μＴＡＳによれば、試薬の体積に対する表面積の比が大きくなることなどから高速かつ高精度の反応分析を行うことが可能となり、また、コンパクトで自動化されたシステムを実現することが可能となる。
【０００３】
マイクロチップでは、マイクロチャンネルとも呼ばれる流路に、試薬が配置された反応領域など、各種機能を有する領域を設けることにより、様々な用途に適したチップを構成できる。マイクロチップの用途としては、遺伝子解析、臨床診断、薬物スクリーニングなどの化学、生化学、薬学、医学、獣医学の分野における分析、あるいは、化合物の合成、環境計測などが代表的である。
上記したマイクロチップは、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つの上記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。これまでマイクロチップには、製造が容易であり、光学的な検出も可能であることから、主にガラス基板が用いられている。また、最近では、軽量でありながらガラス基板に比べて破損しにくく、かつ、安価な、樹脂基板を用いたマイクロチップの開発が進められている。
【０００４】
マイクロチップの貼り合わせ方法としては、接着剤を使用する方法、熱融着による方法が考えられる。しかしながら、両者は以下の理由により好ましくない。
接着剤を使用する場合、接着剤が微小流路に染みだして流路が閉塞したり、微小流路の一部が狭くなって流路が不均一となったり、また流路壁面の均質な特性の乱れの発生といった問題が発生する。
また、熱融着の場合、加熱溶融温度以上で融着すると加熱段階で流路がつぶれてしまうとか、流路が所定の断面形状に保持できないなどの問題が生じ、熱融着による接着では、マイクロチップの高機能化が困難となる。
そこで、近年は真空紫外光を基板表面に照射して、基板表面を活性化させた後に基板を貼り合わせる方法が一般的である。
【０００５】
例えば、特許文献１においては、樹脂からなる複数のマイクロチップ用基板の貼り合わせに際し、例えば、シクロオレフィンポリマー（Ｃｙｃｌｏ Ｏｌｅｆｉｎ Ｐｏｌｙｍｅｒ：ＣＯＰ）等からなる２枚の樹脂基板の少なくとも一方の基板表面に波長１７２ｎｍに輝線を有するエキシマランプからの光を照射して、その後、両基板を積層して組成変形温度未満までの温度に加熱したり、あるいは加熱することなく加圧して両者を接合する方法が提案されている。
【０００６】
また、特許文献２においては、例えば、ＣＯＰ等からなる２枚の樹脂基板の表面それぞれに波長１７２ｎｍの真空紫外光を照射して、照射後の各表面を互いに接触させた状態で昇温させることで両者を接着させる方法が提案されている。なお、昇温工程は、上記各表面が互いに密着する方向に力を加えながら行っても良い。
【０００７】
更には、特許文献３においては、例えば、ＣＯＰやＰＭＭＡ（Ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）等からなる２枚の樹脂基板の表面それぞれに波長１７２ｎｍの真空紫外光を照射して照射後の各表面を積層し、両基板に圧力を加えながら上記両基板を接着させる方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−１８７７３０号公報
【特許文献２】特開２００８−１９３４８号公報
【特許文献３】国際公開ＷＯ２００８／０８７８００Ａ１パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
発明者らが鋭意研究の結果、上記した従来の貼り合わせ方法について、以下のことが判明した。
特許文献１や特許文献３に記載されているように樹脂からなるマイクロチップ基板表面に例えば波長１７２ｎｍの真空紫外光を照射し、光照射後被照射面同士を積層して加圧することにより両マイクロチップ基板を接合する場合、両マイクロチップ基板の接合状態が必ずしも一様ではなく、接合面において十分に接合できている箇所とあまり接合ができていない箇所とが混在していることが判明した。その理由は明らかではないが、少なくとも１枚のマイクロチップ基板には接合時に流路を形成する溝部が形成されており、当該溝部が形成されている領域がマイクロチップ基板表面において偏在していることが多いので、両マイクロチップ基板への加圧が必ずしも均一に行われていない可能性があるためと考えられる。
仮に一様な加圧が実現されていなくても、両マイクロチップ基板への加圧圧力を比較的大きくすると接合面における接合が不十分な箇所の発生を解消できる可能性もある。しかしその場合は、以下のような不具合が発生する可能性がある。
【００１０】
上記したように、マイクロチップは、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つの上記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。特に、一対の基板双方に微細な溝部をそれぞれ設け両基板を重ね合わせて対向する各溝部により一つの流路を形成する場合、両マイクロチップ基板の重ね合わせる際、両マイクロチップ基板の高精度の位置合わせ（アライメント）が必要となる。
【００１１】
ここで、仮に両マイクロチップ基板への加圧圧力を増大させると、両マイクロチップ基板が変形する可能性がある。特に両マイクロチップ基板の材質がＣＯＰのような樹脂である場合、加圧による変形の可能性が大きくなる。両マイクロチップ基板が変形すると、両マイクロチップ基板のアライメントずれが生じたり、流路自体の変形が発生するといった不具合が発生する。
また、特許文献２に記載されているように樹脂からなるマイクロチップ基板表面に例えば波長１７２ｎｍの真空紫外光を照射し、照射後の各表面を互いに接触させた状態で昇温させることで両者を接着させる場合は、以下の不具合が発生する。
【００１２】
上記したように真空紫外光照射後の各マイクロチップ基板表面を互いに接触させた状態で昇温させると、各マイクロチップ基板には熱膨張が発生する。特に２枚のマイクロチップ基板が異種材料の場合は、それぞれの熱膨張率量が異なるために各マイクロチップ基板の熱膨張の度合いも異なる。そのため、高精度に２枚のマイクロチップ基板を位置合わせして積層したとしても、加熱処理時に２枚のマイクロチップ基板それぞれの表面に形成された微細な溝部同士の位置関係がずれ、結果的に流路形状に不具合が発生してしまう。
特に特許文献２に記載されているように、積層したマイクロチップ基板全体を１００℃に昇温しそのまま１時間保持する場合、このような流路形成の不具合が発生する確率が高くなる。
【００１３】
本発明は上記したような事情を鑑みなされたものであって、その課題は、樹脂と樹脂もしくは樹脂とガラス基板からなる２枚の基板（ワーク）の貼り合わせて接合するに際し、接合の一様性の確保が可能であって、かつ、加圧や熱膨張によるアライメントずれといった不具合が抑制されるようなワークの貼り合わせ方法および当該方法を実施するためのワークの貼り合わせ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明においては、上記課題を解決するため、少なくとも一方に微細な流路が形成されている樹脂と樹脂もしくは樹脂とガラス基板からなる第一および第二のワーク同士を貼り合せるためのワーク貼り合わせを次のように行う。
【００１５】
〔工程１〕
少なくとも一方に微細な流路が形成されている一対のワーク（例えば、マイクロチップ基板）の接合面に波長２００ｎｍ以下の真空紫外光を照射する。なお、真空紫外光を照射するのは、２枚のワークの接合面両方でもよいし、片方でもよい。
この工程により、真空紫外光が照射された接合面が活性化される。
〔工程２〕
真空紫外光が照射された接合面同士を対向させて位置合わせを行い、位置合わせ終了後、接合面同士が接触するように積層する。
【００１６】
〔工程３〕
積層された一対のワークを加圧して、加圧状態を所定時間維持する。なお、加圧圧力は、ワーク変形が発生しない圧力に設定される。
この加圧処理により活性化された面同士の接合反応が生じる。ここで上記した所定時間とは、接合面において十分に接合できている箇所とあまり接合ができていない箇所とが混在しているものの両ワークが接合状態となるまでの時間である。
すなわち、本工程３で一対の２枚のワークは「仮接合」される。
〔工程４〕
上記した所定時間加圧後加圧状態を解除し、「仮接合」状態のワークを加熱し、ワーク温度を所定温度まで昇温させて、接合が完了するまでをこの温度を維持する。ここで、所定温度とはワークの変形が生じない程度の温度であり、接合の完了とは、〔工程３〕終了後に接合面に存在していたあまり接合ができていない箇所が十分な接合状態となった状態を示す。
【００１７】
すなわち、本発明は、一対のワークの接合面に波長２００ｎｍ以下の真空紫外光を照射し、真空紫外光が照射された接合面同士を対向させて位置合わせを行って接合面同士が接触するように積層し、積層された一対のワークを加圧して、加圧状態を所定時間維持し、この加圧状態を解除して、ワーク温度を所定温度まで昇温させて、接合が完了するまでをこの温度を維持することを特徴とするものである。このように、加圧解除後、ワークを加熱することにより、前記従来例で説明したような流路形成の不具合等を発生させることなく、樹脂と樹脂もしくは樹脂とガラス基板からなるワーク同士を良好に接合させることができる。
すなわち、本発明は次のようにして前記課題を解決する。
（１）樹脂と樹脂もしくは樹脂とガラスからなる第一及び第二のワーク同士を貼り合わせる方法において、両ワークの貼り合わせる面の少なくとも一方に紫外光を照射し、光照射後、両ワークの上記貼り合わせる面同士が接触するように積層し、両ワークを、その接触面が加圧されるように加圧し、加圧を解除後、両ワークを加熱する。
ことを特徴とするワークの貼り合わせ方法。
（２）上記（１）において、両ワークの加熱を加熱手段により行い、当該加熱手段を予め加熱しておく。
（３）上記（１）（２）において、両ワークはマイクロチップ基板であって、ワークの少なくとも一方には微細な流路が形成されている。
（４）樹脂と樹脂もしくは樹脂とガラスからなる第一および第二のワーク同士を貼り合せる装置を以下のように構成する。
上記第一のワークを保持するステージと、上記ステージに保持された第一のワークの表面に紫外光を照射する光照射ユニットと、上記ステージに保持された第一のワークの光照射面に、第二のワークの一方の面が接触するように積層された上記第一のワークおよび第二のワークの少なくとも上下方向の移動を規制する移動規制機構と、上記積層された状態の第一のワーク及び第二のワークを、その接触面が加圧されるように加圧する加圧機構と、上記ステージとは別箇に設けられ、加圧解除後の上記積層された状態の第一のワーク及び第二のワークを加熱する加熱機構とから構成する。
（５）樹脂と樹脂もしくは樹脂とガラスからなる第一及び第二のワーク同士を貼り合せる装置を以下のように構成する。
上記第一のワークを保持する第一のステージと、上記第二のワークを保持する第二のステージと、第一のワークの表面及び／または第二のワークの表面に紫外光を照射する光照射ユニットと、少なくとも、上記第一および第二のステージに保持された上記第一、第二のワークの内の一方のワークの光照射面が、他方のワークの表面もしくは光照射面に接触するように両者を積層させるワーク積層機構と、積層された第一及び第二のワークの少なくとも上下方向の移動を規制する移動規制機構と、積層された状態の上記第一のワーク及び第二のワークを、その接触面が加圧されるように加圧する加圧機構と、第一のステージに保持された第一のワークの表面及び／または第二ステージに保持された第二のワークの表面と、上記光照射ユニットとの距離をそれぞれ独立して調整するための間隙設定機構と、上記第一のステージおよび第二のステージとは別箇に設けられ、加圧解除後の上記積層された状態の第一のワーク及び第二のワークを加熱する加熱機構とから構成する。
（６）上記（４）（５）において、加熱機構を、ワークが載置される加熱ステージで構成する。
（７）上記（５）（６）において、両ワークはマイクロチップ基板であって、ワークの少なくとも一方には微細な流路が形成されている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によるワークの貼り合わせ方法によれば、一対のワークの接合面へ真空紫外光照射処理し（〔工程１〕）、ワーク同士の位置合わせ（〔工程２〕）を行ったあと、まず両ワークに圧力を加える（〔工程３〕）。この工程３においては、両ワークに熱を加えないので、両ワークが熱による変形が発生することはない。さらには、一対のワークの材質が互いに相違する場合に発生する熱膨張係数の違いに起因するアライメントずれの不具合も当然ながら発生しない。例えば、ワークがマイクロチップ基板の場合、アライメントずれに伴う微細流路形成の不具合を回避することが可能となる。
【００１９】
また本工程３は、上記したような「仮接合」工程であるので、接合面における接合が不十分な箇所の発生を解消するために加圧圧力を大きくする必要はなく、加圧によるワークの変形といった不具合も生じない。例えば、ワークがＣＯＰ等の樹脂からなる一対のマイクロチップ基板であったとしても、マイクロチップ基板の変形に伴う両マイクロチップ基板のアライメントずれや微細流路自体の変形といった不具合を抑制することができる。また本工程３ではワーク同士の接合がある程度確保されていればよいので、加圧処理時間を長時間かける必要はない。すなわち、従来の貼り合わせ方法における加圧工程に費やす時間よりも加圧時間を短縮することが可能となる。
【００２０】
上記した〔工程３〕に続く〔工程４〕は、加圧を解除した状態で「仮接合」されたワークを加熱し、ワーク温度を所定温度まで昇温させて接合が完了するまでをこの温度を維持する。〔工程３〕の時点で接合の一部は十分行われており、〔工程４〕における本加熱工程は接合面に存在していたあまり接合ができていない箇所が十分な接合状態になるまで行うだけなので、従来の貼り合わせ方法における加熱工程に費やす時間よりも加熱時間を短縮することが可能となる。
【００２１】
また、既に〔工程３〕で「仮接合」が行われており、また〔工程４〕における所定温度はワークの変形が生じない程度の温度であるので、一対のワークのアライメントずれやワークの変形は発生しない。上記したように加熱時間の短縮化が可能であり、また「仮接合」が既に行われているので、２枚のマイクロチップ基板が異種材料でそれぞれの熱膨張率係数が相違する場合においても、各ワークの熱膨張の度合いが相違することに起因する２枚のワークのアライメントずれは抑制される。
例えば、ワークがＣＯＰ等の樹脂からなる一対のマイクロチップ基板であったとしても、マイクロチップ基板の変形に伴う両マイクロチップ基板のアライメントずれが抑制され、２枚のマイクロチップ基板それぞれの表面に形成された微細な溝部同士の位置関係のずれに伴う流路形状の不具合や流路自体の変形といった不具合も抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施例の装置構成例を示す図である。
【図２】反転ステージユニットを図１の矢印Ａの方向から見た図である。
【図３】加圧ステージユニットを図１の矢印Ｂの方向から見た図である。
【図４】ワーク搬送機構、ワーク加熱機構の例を示す図である。
【図５】本発明の実施例の動作（光照射ユニットの退避）を説明する図（１）である。
【図６】本発明の実施例の動作（反転、加圧動作の準備）を説明する図（２）である。
【図７】本発明の実施例の動作（反転動作）を説明する図（３）である。
【図８】本発明の実施例の動作（加圧動作）を説明する図（４）である。
【図９】本発明の実施例の動作（加圧動作）を説明する図（５）である。
【図１０】本発明の実施例の動作（ワークの取り出し）を説明する図（６）である。
【図１１】本発明の変形例である各制御部の実行タイミングを制御する上位コントローラを設けた場合の構成例を示す図である。
【図１２】貼り合わせ実験を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
Ｉ．貼り合わせ装置
以下、本発明によるワークの貼り合わせ方法を実施するための貼り合わせ装置の実施例について説明する。
ワークの貼り合わせ装置は、大きく分けて、Ａ．光照射・ワーク積層・加圧機構、Ｂ．ワーク搬送機構、Ｃ．ワーク加熱機構からなる。
光照射・ワーク加圧機構は、上記した〔工程１〕〔工程２〕〔工程３〕を実施するためのものである。また、ワーク加熱機構は〔工程４〕を実施するためのものである。なお、ワーク搬送機構は、光照射・ワーク加圧機構により〔工程１〕から〔工程３〕まで施されたワークをワーク加熱機構まで搬送するためのものである。
【００２４】
Ａ．光照射・ワーク積層・加圧機構
図１に光照射・ワーク積層・加圧機構の構成例を示す。
光照射・ワーク積層・加圧機構は、図１に示すように、光照射ユニット１０、ベース４１上に設けられた加圧ステージユニット２０（加圧機構）および反転ステージユニット３０（ワーク積層機構）の３つのユニットから構成される。
【００２５】
ａ．光照射ユニット１０
光照射ユニット１０は、第１のワークＷ１の表面（接合面）、第２のワークＷ２の表面（接合面）に真空紫外光を照射して、両表面を活性化するためのものである。光照射ユニット１０は、少なくとも１本以上のランプ１１ａと、ランプ１１ａから放出される光をワーク側（図１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。上記第１のワークＷ１，第２のワークＷ２は、それぞれが樹脂基板で構成されるか、あるいは、いずれか一方のワークが樹脂基板であり、他方のワークがガラス基板で構成される。
図１においては、第１のワークと第２のワークの両方に真空紫外光を照射可能なようにランプハウス１０ａ内に、ランプ１１ａ、反射ミラー１１ｂが複数設置されている。
【００２６】
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はランプ１１ａの点灯・消灯を制御したり、ランプ１１ａへの供給電力の値を調整することにより、ランプ１１ａから放出されるＵＶ光の強度を調整する機能等を有する。
なお、光照射ユニット１０は光照射ユニット駆動部１７により図１の左右に駆動可能なように構成される。ここで光照射ユニット駆動部１７の動作は、光照射ユニット駆動制御部１７ａにより制御される。
【００２７】
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、反転ステージ３１に載置された第１のワークＷ１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２のワークＷ２に積層させるためのものである。
図２は反転ステージユニットを図１の矢印Ａの方向から見た図である。
反転ステージ３１には、第１のワークＷ１を位置決めするための位置決めピン３１ｃが設けられている。第１のワークＷ１のような四角形のワークの場合、位置決めピン３１ｃは３本設けられる。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。
【００２８】
反転ステージ３１は、第１のワークＷ１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のワーク載置面には、ワーク（第１のワークＷ１）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１のワークＷ１が反転ステージ３１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１のワークＷ１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１のワークＷ１は反転ステージ３１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。
【００２９】
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。軸は、図１、図２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１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、軸に固定されている反転ステージ３１も１８０度反転する。
図１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。ばね定数等のばねの特性は、反転ステージ３１がほぼ水平に保持されるように設定される。
【００３０】
図１に示す貼り合わせ装置が大気中に設置される場合、光照射ユニット１０から第１のワークＷ１、第２のワークＷ２に照射される波長１７２ｎｍのＵＶ光は、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１のワークＷ１の表面、第２のワークＷ２の表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。
【００３１】
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１のワークＷ１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２のワークＷ２に積層させるためのものである。
更には、積層された第１のワークＷ１と第２のワークＷ２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、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からなる。加圧ステージ２３の上面には、ばね２７と当該ばね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。
【００３２】
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２のワークＷ２の表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。
【００３３】
ワークステージ２１上には、第２のワークＷ２が載置される。図示は省略するが、ワークステージ２１には第２のワークＷ２の位置を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１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、ワークステージは、中心軸（軸の方向は、図１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。
【００３４】
図３は加圧ステージユニットを図１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、ストッパの詳細な動作については後で述べる。
【００３５】
Ｂ．ワーク搬送機構、Ｃ．ワーク加熱機構
図４にワーク搬送機構、ワーク加熱機構の例を示す。同図Ａは図１−３で説明した光照射・ワーク積層・加圧機構を示し、Ｂはワーク搬送機構、Ｃはワーク加熱機構を示す。
ワーク搬送機構は、光射光照射・ワーク積層・加圧機構によって、上記した〔工程１〕〔工程２〕〔工程３〕の処理を施されて「仮接合」されて一体となった２枚のワークを、ワーク加熱機構まで搬送する機構である。光射光照射・ワーク積層・加圧機構の加圧ステージユニット２０におけるワークステージ２１上に載置された仮接合後のワークＷは、ワーク搬送機構における搬送機構３７によって、上記ワークステージ２１からワーク加熱機構の加熱ステージ２９まで搬送される。ここで、搬送機構３７の駆動制御は、搬送機構制御部３７ａによって行われる。
【００３６】
ワーク加熱機構における加熱ステージ２９は、仮接合されたワークＷを加熱し、ワーク温度を所定温度まで昇温させて、所定時間この温度を維持し、その後、降温させるものである。
上記したように、所定温度とは、ワークＷの変形が生じない程度の温度である。また、所定時間とは、ワークＷの加熱開始から接合が完了するまでの時間である。なお、上記したように、接合の完了とは、〔工程３〕終了後に接合面に存在していたあまり接合ができていない箇所が十分な接合状態となった状態を示す。
加熱ステージ２９内の加熱機構２９ａは、例えば、ステージ内部にシースヒータを埋設することにより構成される。加熱ステージ２９の温度制御は、温度制御部２９ｃにより行われる。温度制御部２９ｃは、図示を省略した温度センサによって計測された加熱ステージ２９表面の温度情報に基づき、加熱ステージ２９表面の温度が所定の温度となるように加熱機構２９ａを制御する。なお、加熱ステージ２９表面の温度と、ワークの昇温特性やワークの到達温度との相関関係データのテーブルは予め温度制御部２９ｃに記憶されている。
【００３７】
以下、本発明のワークの貼り合わせ方法を実施する際の貼り合わせ装置の動作例について、前記図１〜図４及び図５〜図１０を参照しながら説明する。ワークとしては、マイクロチップ基板を例に取る。
Ａ．〔前準備〕 動作１（光照射前）
（１）反転ステージユニット３０において、第１のワークＷ１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１のワークＷ１を載置し、かつ、第１のワークＷ１および第２のワークＷ２が光照射ユニット１０の照射領域に位置するように光照射ユニット１０が光照射ユニット駆動部１７によって位置決めされたときに、ランプ１１ａの下側と第１のワークＷ１の照射面との距離がＤ（図５参照）となるような高さである。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１のワークＷ１の表面との距離を設定する間隙設定機構として機能する。
（２）第１のワークＷ１を反転ステージユニット３０の反転ステージ３１に載置し、所定の位置に位置決めする。ここで第１のワークＷ１は四角形形状であるとする。位置決めは、図２に示すように、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１のワークＷ１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。
【００３８】
（３）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１のワークＷ１の載置面からなる空間内が減圧され、第１のワークＷ１は反転ステージ３１上に吸着保持される。
（４）一方、加圧ステージユニット２０において、第２のワークＷ２をワークステージ２１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１のワークＷ１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２のワークＷ２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。
（５）第２のワークＷ２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、ワークステージ２１を移動させる。
【００３９】
補助ステージ２２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２のワークＷ２の表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、この所定の高さとは、ワークステージ２１に第２のワークＷ２を載置し、かつ、第１のワークＷ１および第２のワークＷ２が光照射ユニット１０の照射領域に位置するように光照射ユニット１０が光照射ユニット駆動部１７（図１参照）によって位置決めされたときに、ランプ１１ａの下側と第２のワークＷ２の照射面との距離が後述するＤとなるような高さである。
すなわち、第１のワークＷ１の照射面のベース４１からの高さと第２のワークＷ２の照射面のベース４１からの高さとは略一致する。
【００４０】
（６）温度制御部２９ｃ（図４参照）により、加熱ステージ２９の温度を予め温度制御する。すなわち、温度制御部２９ｃは、図示を省略した温度センサによって計測された加熱ステージ２９表面の温度情報に基づき、加熱ステージ２９表面の温度が所定の温度となるように加熱機構２９ａを制御する。上記したように、加熱ステージ２９表面の温度と、ワークの昇温特性やワークの到達温度との相関関係データのテーブルは予め温度制御部２９ｃに記憶されている。温度制御部２９ｃは、ワークが加熱ステージ２９に載置された際、ワーク温度が所定温度（ワークの変形が生じない程度の温度）に到達するように、記憶している上記テーブルに基づき加熱ステージ２９の温度を昇温させて一定温度に維持する。
このように、予め加熱ステージ２９を加熱しておくのは、〔工程３〕から速やかに〔工程４〕に移行させるためである。
【００４１】
（１）〜（６）の工程により、反転ステージ３１への第１のワークＷ１の位置決め、ワークステージ２１への第２のワークＷ２の位置決め、第１のワークＷ１表面の高さと第２のワークＷ２表面の高さの調整、加熱ステージ２９の事前加熱が行われる。
【００４２】
Ｂ．〔工程１〕 動作２（光照射）
（７）光照射ユニット駆動部１７は、光照射ユニット１０の照射領域内に反転ステージユニット３０が保持する第１のワークＷ１と加圧ステージユニット２０が保持する第２のワークＷ２が位置するように、光照射ユニット１０を駆動する。図１は、光照射ユニット１０の照射領域内にワークＷ１，Ｗ２が位置する状態を示している。すなわち、ワークＷ１、ワークＷ２の上方に、光照射ユニット１０のランプ１１ａが位置している。
【００４３】
なお、上記したように、第１のワークＷ１の照射面および第２のワークＷ２の照射面は、ほぼ同一平面上に位置する。また、ランプ１１ａの下側と第１のワークＷ１の照射面との距離、ランプ１１ａの下側と第２のワークＷ２の照射面との距離をＤとする。この距離Ｄは、ランプから放出される波長１７２ｎｍのＵＶ光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が設定される。
【００４４】
（８）ランプ点灯装置１３（図１参照）によりランプ１１ａが点灯され、波長１７２ｎｍのＵＶ光が第１のワークＷ１に照射されるとともに、第２のワークＷ２に照射される。なお、ランプ点灯装置１３は、第１のワークＷ１表面および第２のワークＷ２表面における放射照度が所定の値となるようにランプ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。
【００４５】
上述した（７）〜（９）の工程により、第１のワークＷ１、第２のワークＷ２の照射領域への配置、および両ワークへの所定時間の光照射が行われる。
なお、（７）〜（９）の工程では、第１のワークＷ１および第２のワークＷ２への光照射を同時に行っているが必ずしも同時に行う必要は無く、例えば、先に第１のワークＷ１にＵＶ光を照射して、その後、第２のワークＷ２にＵＶ光を照射してもよい。或いは、先に第２のワークＷ２にＵＶ光を照射して、その後、第１のワークＷ１にＵＶ光を照射してもよい。
但し、光照射面の活性化状態にはある程度寿命があるので、第１のワークＷ１、第２のワークＷ２の両方に光照射する場合は同時に行うことが望ましい。
上記のように、第１のワークＷ１と第２のワークＷ２に対して個別にＵＶ光を照射する場合には、光照射ユニット１０を光照射ユニット駆動部１７により左右に駆動可能なように構成し、光照射ユニット１０から放出されるＵＶ光を第１のワークＷ１と第２のワークＷ２に対して個別に照射する。このように構成すれば、光照射ユニット１０をコンパクトに構成することが可能となる。
また、２枚のワークＷ１，Ｗ２の一方のみにＵＶ光を照射して、貼り合わせするように構成することも可能である。
【００４６】
Ｃ．〔工程２〕 動作３（光照射ユニットの退避）
（１０）図５に示すように、光照射ユニット駆動部１７（図１参照）は光照射ユニット１０を退避位置に位置するように駆動する。この退避位置は、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）の工程により、反転ステージ上方から光照射ユニット１０が退避した状態となる。
【００４７】
Ｄ．〔工程２〕 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。この所定の高さとは、反転ステージ３１が反転した際、反転ステージ３１上に吸着保持されている第１のワークＷ１が、ワークステージ２１上の第２のワークＷ２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１のワークＷ１と第２のワークＷ２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３参照）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。
（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が吸着保持する第１のワークＷ１がワークステージ２１上の第２のワークＷ２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。
【００４８】
Ｅ．〔工程２〕 動作５（反転動作）
（１３）図７に示すように、反転ステージユニット３０において、第１のワークＷ１を吸着保持する反転ステージ３１が反転し、第１のワークＷ２は第２のワークＷ２と対向する位置に配置される。
具体的には、図２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７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。
【００４９】
（１５）反転ステージ３１上の第１のワークＷ１とワークステージ２１上の第２のワークＷ２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１のワークＷ１が第２のワークＷ２に積層される際、第１のワークＷ１が第２のワークＷ２に所望の位置関係で重ねあわされるような関係である。
ここで、第１のワークＷ１と第２のワークＷ２とを精密に位置合わせする必要がある場合は、予めワークＷ１およびワークＷ２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１のワークＷ１のアライメントマークと第２のワークＷ２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。
（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、場合によっては、第１のワークＷ１と第２のワークＷ２との位置合わせが行われる。
【００５０】
Ｆ．〔工程２〕〔工程３〕 動作６（加圧動作）
（１６）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、ワークステージ２１を上方向に移動させて、ワークステージ２１に載置された第２のワークＷ２と反転ステージ３１に吸着保持されている第１のワークＷ１とを接触させる。このとき、ベース４１上面と加圧ステージ２３表面との距離はＳ１となる。
【００５１】
（１７）図９に示すように、加圧ステージユニット２０において、第１のワークＷ１と第２のワークＷ２とを接触させた後（第２のワークＷ２上に第１のワークＷ１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１のワークＷ１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２のワークＷ２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１のワークＷ１と第２のワークＷ２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１のワークＷ１およびＷ２のワークの上方向への移動を規制する移動規制機構に相当する。
【００５２】
すなわち、加圧ステージ２３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、第１のワークＷ１と第２のワークＷ２には、Ｐ＝｜ｋｘ｜なる大きさの圧力が印加される。
すなわち、第１のワークＷ１と第２のワークＷ２へ印加する圧力は、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１５（図９参照）を用いて行われる。圧力センサ１５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。
【００５３】
なお、第１のワークＷ１と第２のワークＷ２へ印加する圧力は、加圧中に圧力値を変更することも可能である。例えば、第１のワークＷ１、第２のワークＷ２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２のワークＷ２と第１のワークＷ１とが接触したときのベース４１上面と加圧ステージ２３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１のワークＷ１と第２のワークＷ２に印加される圧力Ｐ＝｜ｋｘ｜もばらつくことになる。
【００５４】
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を駆動し、第１のワークＷ１と第２のワークＷ２にＰ＝｜ｋｘ｜なる大きさの圧力を印加する。この加圧状態を維持したまま、次に圧力センサ１５によって検出された圧力Ｐｓを確認し、圧力Ｐｓが所定の圧力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１５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１５からの圧力情報に基づき検出圧力Ｐｓが所定の圧力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。
【００５５】
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となるようにし、第１のワークＷ１と第２のワークＷ２に印加される圧力Ｐ＝｜ｋｘ｜の大きさが調整される。
（１６）〜（１８）の工程により、第１のワークＷ１と第２のワークＷ２の積層（〔工程２〕）ならびにこれらへの加圧（〔工程３〕）が行われる。
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のワークＷ１と第２のワークＷ２の接触圧力を調整する機構に相当する。
【００５６】
Ｇ．〔工程３〕 動作７（ワーク（マイクロチップ）の加圧解除）
（１９）第１のワークＷ１と第２のワークＷ２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１のワークＷ１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とマイクロチップ表面（マイクロチップの第１のワークＷ１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１のワークＷ１と第２のワークＷ２への圧力印加開始から第１のワークＷ１と第２のワークＷ２との接合面において十分に接合できている箇所とあまり接合ができていない箇所とが混在しているものの両ワークが接合状態（「仮接合」状態）となるまでの時間である。
【００５７】
（２０）図１０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、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からマイクロチップ表面が離間状態となり、マイクロチップへの加圧が解除される任意の位置である。
【００５８】
（２１）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。
（２２）反転ステージユニット３０において、第１のワークＷ１を吸着保持する反転ステージ３１が工程（１５）とは逆方向に反転し、マイクロチップ上方から反転ステージ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（図２参照）の回転軸３３ｅが図１０に示すように−１８０度回転する。
（１９）〜（２２）の工程により、積層された第１のワークＷ１と第２のワークＷ２の「仮接合」（〔工程３〕）と、積層されたワークへの加圧解除（〔工程３〕）が行われる。
【００５９】
Ｈ．〔工程４〕 動作８（ワーク（マイクロチップ）の搬送）
（２３）図４に示すように、ワーク搬送機構における搬送機構３７は、加圧ステージユニット２０において、ワークステージ２１上に載置されている「仮接合」されたワークＷ（マイクロチップ）を掴み、当該ワークＷをワークステージ２１から退避させ、加熱ステージ２９まで搬送する。なお、ワークＷのワークステージ２１から加熱ステージ２９までの搬送は、作業者が実施してもよい。この場合、搬送機構３７は不要となる。
（２４）搬送機構３７は、加熱ステージ２９まで搬送してきたワークを加熱ステージ２９上に載置する。
（２３）〜（２４）の工程により、ワークＷ（マイクロチップ）のワークステージ２１から加熱ステージ２９までの搬送、加熱ステージ２９上へのワークＷの設置が行われる。
【００６０】
Ｉ．〔工程４〕 動作９（ワーク（マイクロチップ）の加熱）
（２５）温度制御部２９ｃにより、加熱ステージ２９の温度制御を開始する。上記したように、加熱ステージ２９は事前加熱されているので、加熱ステージ２９上へワークＷが設置された時点からワークＷの温度制御が開始される。
温度制御部２９ｃは、加熱ステージ２９にワークＷが設置された時点から、ワーク温度が所定温度（ワークＷの変形が生じない程度の温度）まで到達して、所定時間（ワークの加熱開始から接合が完了するまでの時間）この温度が維持されて、その後降温するように、加熱機構２９ａを制御する。この加熱機構２９ａの制御は、温度制御部２９ｃが記憶している加熱ステージ２９表面の温度とワークＷの昇温特性やワークＷの到達温度との相関関係データのテーブルに基づき行われる。
【００６１】
なお、ワーク温度の降温は、加熱機構２９ａへのエネルギー供給を停止（例えば、ステージ内部に埋設されたシースヒータへの電力供給を停止）することにより行われる。
加熱機構２９ａへのエネルギー供給を停止すると、加熱ステージ２９上のワーク（マイクロチップ）は室温まで冷却される。
なお、冷却時間を短縮する場合は、加熱ステージ２９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、加熱ステージ２９内に冷却管を埋設し、当該冷却管に冷媒を流す。そして冷媒と加熱ステージ２９との熱交換により、加熱ステージ２９の冷却を実施する。なお、冷却機構の制御も、例えば、温度制御部２９ｃにより行われる。温度制御部２９ｃ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加熱ステージ２９表面の温度情報に基づき、加熱ステージ２９表面の温度が室温となるように冷却機構を制御する。
【００６２】
上記した貼り合わせ装置の各構成要素の動作は、図１〜図４に示した各制御部で行われる。
すなわち、ランプ点灯装置１３はＵＶランプ１１ａの点灯・消灯、ランプ点灯時間の制御を行う。真空チャック駆動制御部３５ｂは、真空チャック機構を動作させるための真空供給機構３５の動作を制御する。
反転ステージ制御部３３ａは、反転ステージ３１を反転させるための反転ステージ駆動機構３３の動作を制御する。
ステージ移動機構駆動制御部２４ａは、加圧ステージ２３、補助ステージ２２、ワークステージ２１を上下方向に移動させるステージ移動機構２４の動作を制御する。
ワークステージ駆動制御部２１ａは、必要に応じて第１のワークＷ１、第２のワークＷ２の位置合わせを行うためにワークステージ２１を駆動制御する。
【００６３】
ストッパ駆動制御部２８ｂは、マイクロチップへの加圧に寄与するストッパ２８を駆動するためのストッパ駆動部２８ａの動作を制御する。
固定機構駆動制御部３６ｂは、反転ステージ３１が図８において反時計周りに反転することを規制するための反転ステージ固定機構３６を駆動する固定機構駆動部３６ａの動作を制御する。
【００６４】
搬送機構制御部３７ａは、ワークステージ上に載置された「仮接合」後のワークを加熱ステージ２９まで搬送する搬送機構３７の動作を制御する。
温度制御部２９ｃは、図示を省略した温度センサによって計測された加熱ステージ２９表面の温度情報に基づき、加熱ステージ２９表面の温度が所定の温度となるように加熱機構２９ａを制御する。また、必要に応じて温度制御部２９ｃは、上記温度情報に基づき、加熱ステージ２９表面の温度が所定の温度となるように図示を省略した冷却機構２９ｂを制御する。
これらの制御部は、上記した〔工程１〕〜〔工程４〕の各工程において、その都度制御を行う。
【００６５】
上述した本発明における接合プロセスはまだ明解には判明していないが、以下のようにしてワークの接合がおこなわれるものと考えられる。
〔工程１〕
通常、ワーク接合面への真空紫外光の照射は大気中で行われる。ワークの接合面に波長２００ｎｍ以下の真空紫外光を照射すると活性酸素が生成され、この活性酸素により接合面が酸化される。例えばワークが樹脂の場合、活性酸素の酸化力により、基板表面の樹脂の分子間結合が切断されたり揮発され、ワーク表面の付着有機物等は分解・除去される。すなわち、ワーク表面はクリーニングされ、樹脂表面の高分子主鎖が切断されてラジカルが生成される。
また、ワーク（樹脂）表面に真空紫外光が照射されることにより、光照射面においてヒドロキシル基（−ＯＨ）、カルボキシル基（−ＣＯＯＨ）、アルデヒド基（−ＣＨＯ）等の反応性の高い官能基の生成やワーク表面がこれらの官能基で置換されたり、真空紫外光照射により樹脂表面の高分子主鎖が直接切断され、光照射面にラジカルが随所に発生するものと考えられる。
すなわち、真空紫外光照射によるワークの接合面の活性化は、例えばワークが樹脂の場合、ワーク表面でのラジカル生成や樹脂自体の結合ダメージに伴う反応性の高い官能基等を発生させて、接合面自体が化学反応を起こしやすい状態にすることと考えられる。
【００６６】
〔工程２〕
〔工程１〕により表面が活性化された接合面同士を対向させて位置合わせを行った後、接合面同士を接触させて積層することにより、接合面同士の化学反応が発生するものと考えられる。例えば、各接合面に存在するラジカル同士の結合や上記官能基を介した何らかの結合反応が進むものと考えられる。すなわち、このような化学反応によりワーク同士の接合が進むものと考えられる。なお、1枚のワークがガラス基板でもう１枚のワークが樹脂の場合は、例えば、ＯＨラジカルを介した化学反応や、活性酸素を介した結合反応によりワーク同士の接合が進むものと考えられる
【００６７】
〔工程３〕
積層された一対のワークを加圧して、加圧状態を所定時間維持することにより、〔工程２〕において開始した化学反応（ワーク同士の接合）が促進されるものと思われる。なお、ワークの光照射面の形状（例えば、ワークがマイクロチップ基板の場合は、光照射面の一部には流路を形成する溝部構造を有する）の影響により、接合面への加圧が必ずしも均一に行われていない可能性があり、上記した化学反応の促進も必ずしも均一に行われないこと有りうる。よって、場合によっては接合面において十分に接合できている箇所とあまり接合ができていない箇所とが混在するものと考えられる。
〔工程４〕
上記した所定時間加圧後加圧状態を解除し、「仮接合」状態のワークを加熱し、ワーク温度を所定温度まで昇温させて、接合が完了するまでをこの温度を維持ことにより、各ワークの活性化された表面におけるラジカルや反応性の高い官能基等が拡散するものと考えられる。よって、〔工程３〕終了後に接合面に存在していたあまり接合ができていない箇所においても拡散してきたラジカルや反応性の高い官能基等による化学反応が進み、結果としてこのような箇所においても結合の強度が増加し、十分な接合状態となるものと考えられる。
【００６８】
〔貼り合わせ装置の変形例〕
前記したように、貼り合わせ装置の各構成要素の動作は、図１〜図４に示した、ランプ点灯装置１３、光照射ユニット駆動制御部１７ａ、光照射ユニット駆動部１７、真空チャック駆動制御部３５ｂ、真空供給機構３５、反転ステージ制御部３３ａ、反転ステージ駆動機構３３、ステージ移動機構駆動制御部２４ａ、ステージ移動機構２４、ワークステージ駆動制御部２１ａ、ストッパ駆動制御部２８ｂ、ストッパ駆動部２８ａ、固定機構駆動制御部３６ｂ、固定機構駆動部３６ａ、搬送機構制御部３７ａ、搬送機構３７、温度制御部２９ｃ、加熱機構２９ａ、冷却機構２９ｂ等により制御されるが、図１１に示すように、これらの各制御部等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、本発明の貼り合わせ装置における一連の工程を自動的に実施するように構成してもよい。
上位コントローラ５０は、上記した〔工程１〕〜〔工程４〕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。
【００６９】
なお、図９に示した圧力センサ１５は、第１のワークＷ１と第２のワークＷ２へ印加される圧力を検出し、例えば前述したようにステージ移動機構駆動制御部２４ａに送出されるが、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１のワークＷ１、第２のワークＷ２をそれぞれ反転ステージ３１、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。
【００７０】
本実施例に示した貼り合わせ装置は、Ａ．光照射・ワーク積層・加圧機構、Ｂ．ワーク搬送機構、Ｃ．ワーク加熱機構を有しているので、本発明の貼り合わせ方法の〔工程１〕〔工程２〕〔工程３〕〔工程４〕を実施することが可能となる。
特に、本貼り合わせ装置は、上記のように３つの機構に分割しているので、予めワーク加熱機構の加熱ステージ２９を予備加熱しておくことが可能となり、〔工程３〕のワーク加圧・ワーク加圧解除後、加熱ステージ２９に搬送されてきたワークを速やかに加熱することが可能となる。
【００７１】
また、Ａ．光照射・ワーク積層・加圧機構においては、第１のワークＷ１の光照射面と第２のワークＷ２の光照射面とをほぼ同じ高さに調節することが可能であり、更にはこれらの照射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。
例えば、光照射ユニット１０から両ワークの照射面に照射されるＵＶ光が中心波長１７２ｎｍのＵＶ光であるとき、ランプの下側と両ワークの照射面との距離を例えば、１〜５ｍｍに設定することが可能となる。よって、大気中で著しく減衰する波長１７２ｎｍのＵＶ光を照射する際、照射雰囲気が大気中であっても第１のワークＷ１表面と、第２のワークＷ２表面を改質することが可能となる。すなわち、ＵＶ光照射雰囲気を波長１７２ｎｍのＵＶ光が減衰しない真空雰囲気にする必要がないので、装置全体をよりコンパクトに構成することができる。
【００７２】
なお、上記したように本実施例では、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（第１のステージ）３１に保持された第１のワークＷ１の表面と、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（第２のステージ）２１に保持された第２のワークＷ２の表面と、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、間隙設定機構により、反転ステージ（第１のステージ）３１に保持された第１のワークＷ１の表面との距離および／またはワークステージ（第２のステージ）２１に保持された第２のワークＷ２の表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。
【００７３】
ＩＩ．貼り合わせ実験
以下、本発明の貼り合わせ方法の実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
〔実験１〕
ポリジメチルシロキサン (Ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ: ＰＤＭＳ)製の板状ワークとガラス製ワークとを一対のワークとして用い、当該一対のワークを本発明の貼り合わせ方法により接合した。なお、比較として、同様のワークを従来の貼り合わせ方法により接合し、両者の接合強度を調査した。
【００７４】
ワークの形状は以下の通りである。
図１２（ａ）に示すように、第１のワークＷ１は、厚さ２ｍｍ、縦１０ｍｍ×横１０ｍｍのＰＤＭＳ製の板状樹脂１０２を、厚み１ｍｍ、縦３０ｍｍ×横５０ｍｍの長方形の金属板１０１に接着剤にて固定したものである。
一方、第２のワークＷ２は、厚さ１ｍｍ、縦１５ｍｍ×横２０ｍｍのガラス板１０４を、厚み１ｍｍ、縦３０ｍｍ×横５０ｍｍの長方形の金属板１０３に接着剤にて固定したものである。
接合は、第１のワークＷ１の板状樹脂部分と第２のワークＷ２のガラス板部分との間で行った。
第１のワークＷ１と第２のワークＷ２との接合には、上記した貼り合わせ装置を用いた。
【００７５】
実験条件は以下の通りである。
〔工程１〕中心波長１７２ｎｍのエキシマランプから放出される光を照射した。ワークの照射面とランプ下面との距離Ｄは３ｍｍ、ワーク表面における放射照度は１０ｍＷ／ｃｍ２であり、照射時間は１２０秒とした。
〔工程２〕
光照射された接合面同士を対向させて接合面同士が接触するように積層した。両者の位置合わせは、反転ステージ３１、ワークステージ２１に設けた位置決めピンを用いて行った。
積層は、図１２（ａ）のように長方形の金属板１０１，１０３の長手方向が交差するように行った。なお、第１のワークＷ１の金属板１０１には、第２のワークＷ２と重ならない部分に貫通穴１０１ａが２箇所設けてある。
〔工程３〕
１ｋｇｆ／ｃｍ２の圧力で加圧した。加圧時間は１０秒とし、その後、加圧状態を解除した。
〔工程４〕
予め１５０℃に加熱していた加熱ステージ２９上にワークを乗せ、５秒後ワークを加熱ステージ２９から取り出した。
【００７６】
なお、比較例として、特許文献３のような真空紫外光照射および加圧処理のみからなる貼り合わせ方法で、上記したのと同様のワークを接合した。なお、実験条件は、上記した〔工程1〕〔工程２〕〔工程３〕と同じである。
【００７７】
上記した２つの貼り合わせ方法にて接合したワークの接合強度を比較した。接合強度は以下のような方法で測定した。
図１２（ｂ）に示すように、接合した第１のワークＷ１、第２のワークＷ２を固定板１１０に固定する。具体的には、固定板１１０に設けたねじ穴と第１のワークＷ１に設けた貫通穴１０１ａとを用いて、固定板１１０に接合した第１のワークＷ１、第２のワークＷ２をねじ留めする。
次に、プッシュプルゲージ１１２の先端に取り付けられたフック１１１を第２のワークＷ２に掛けて引っ張る。そして、第１のワークＷ１のＰＤＭＳ板１０２と第２のワークＷ２の
ガラス板１０４との接合が破壊され、両者が剥がれたときの力をプッシュプルゲージ１１２によって測定し、この測定値を接合強度とした。
【００７８】
下記表にその結果を示す。なお、実験は、同じ仕様のワーク４枚について実施し、そのうち２枚を本発明の貼り合わせ方法で接合し、残り２枚を従来の真空紫外光照射および加圧処理のみからなる貼り合わせ方法で接合した。
【００７９】
【表１】
【００８０】
上記結果から明らかなように、〔工程４〕まで実施する本発明による貼り合わせ方法の方が接合強度が高い。これは、〔工程３〕の加圧工程に要した時間が１０秒と短く、〔工程４〕を実施しない従来法では、接合面において十分に接合できている箇所とあまり接合ができていない箇所との混在が顕著であるためと考えられる。
【００８１】
〔実験２〕
次に、〔工程４〕の加熱工程において、適切な加熱範囲（基板温度範囲）を調査した。
【００８２】
〔実験２−１〕
ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）製樹脂ワークとガラス製ワークについて加熱範囲（基板温度範囲）を調査した。
ワークの形状は以下の通りである。
第１のワークは、厚さ２ｍｍ、縦１０ｍｍ×横１０ｍｍのＰＤＭＳ製の板状樹脂であり、第２のワークは、厚さ１ｍｍ、縦１５ｍｍ×横２０ｍｍのガラス板である。第１のワークと第２のワークとの接合には、上記した貼り合わせ装置を用いた。
【００８３】
実験条件は以下の通りである。
〔工程１〕中心波長１７２ｎｍのエキシマランプから放出される光を照射した。ワークの照射面とランプ下面との距離Ｄは３ｍｍ（実験１と同じにした）、ワーク表面における放射照度は１０ｍＷ／ｃｍ２であり、照射時間は３００秒とした。
〔工程２〕
光照射された接合面同士を対向させて接合面同士が接触するように積層した。両者の位置合わせは、反転ステージ、加圧ステージに設けた位置決めピンを用いて行った。
〔工程３〕
１ｋｇｆ／ｃｍ２の圧力で加圧した。加圧時間は１０秒とし、その後、加圧状態を解除した。
【００８４】
〔工程４〕
以下の４つの条件で加熱を行った。
（条件１）基板温度を室温とした（すなわち、加熱しない）。
（条件２）予め１００℃に加熱しておき加熱していた加熱ステージ上にワークを乗せ、５秒後ワークを加熱ステージから取り出した。
（条件３）予め１２５℃に加熱しておき加熱していた加熱ステージ上にワークを乗せ、５秒後ワークを加熱ステージから取り出した。
（条件４）予め１５０℃に加熱しておき加熱していた加熱ステージ上にワークを乗せ、５秒後ワークを加熱ステージから取り出した。下記表２にその結果を示す。
【００８５】
【表２】
【００８６】
ここで接合結果の判定は、作業者による引っ張り試験により両ワークが剥がれたか剥がれなかったかにより行った。
ＰＤＭＳの軟化点は２５０℃、ガラスの軟化点は一般に５００℃以上であるので、本実験における〔工程４〕に適切な温度範囲は、１００℃以上２５０℃未満と考えられる。
【００８７】
〔実験２−２〕環状オレフィンコポリマー（Ｃｙｃｌｉｃ Ｏｌｅｆｉｎ Ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ：以下ＣＯＣとも言う）製樹脂ワークとＣＯＣ製樹脂ワークについて加熱範囲（基板温度範囲）を調査した。
【００８８】
ワークの形状は以下の通りである。
第１のワークは、厚さ２ｍｍ、縦１０ｍｍ×横１０ｍｍのＣＯＣ製の板状樹脂であり、第２のワークは、厚さ２ｍｍ、縦１０ｍｍ×横１０ｍｍのガラス板である。第１のワークと第２のワークとの接合には、上記した貼り合わせ装置を用いた。
【００８９】
実験条件は以下の通りである。
〔工程１〕中心波長１７２ｎｍのエキシマランプから放出される光を照射した。ワークの照射面とランプ下面との距離Ｄは２．６ｍｍ、ワーク表面における放射照度は５ｍＷ／ｃｍ２であり、照射時間は３００秒とした。
〔工程２〕
光照射された接合面同士を対向させて接合面同士が接触するように積層した。両者の位置合わせは、反転ステージ、加圧ステージに設けた位置決めピンを用いて行った。
〔工程３〕
１００００Ｐａの圧力で加圧した。加圧時間は１０秒とし、その後、加圧状態を解除した。
〔工程４〕
以下の４つの条件で加熱を行った。
（条件１）基板温度を室温とした（すなわち、加熱しない）。
（条件２）予め６０℃に加熱しておき加熱していた加熱ステージ上にワークを乗せ、１２０秒後ワークを加熱ステージから取り出した。
（条件３）予め７０℃に加熱しておき加熱していた加熱ステージ上にワークを乗せ、１２０秒後ワークを加熱ステージから取り出した。
（条件４）予め８７℃に加熱しておき加熱していた加熱ステージ上にワークを乗せ、１２０秒後ワークを加熱ステージから取り出した。
下記表にその結果を示す。
【００９０】
【表３】
【００９１】
ここで接合結果の判定は、作業者による引っ張り試験により両ワークが剥がれたか剥がれなかったかにより行った。
【００９２】
上記結果より、本実験における〔工程４〕に適切な温度範囲は６０℃以上８７℃以下であると考えられる。ＣＯＣの軟化点は８７℃であるので、適切な温度範囲は、（ＣＯＣの軟化点−１０度）以上ＣＯＣの軟化点以下と考えられる。
【００９３】
〔実験２−２〕
シクロオレフィンポリマー（Ｃｙｃｌｏ Ｏｌｅｆｉｎ Ｐｏｌｙｍｅｒ：以下ＣＯＰとも言う）製樹脂ワークとＣＯＰ製樹脂ワークについて加熱範囲（基板温度範囲）を調査した。
【００９４】
ワークの形状は以下の通りである。
第１のワークは、厚さ２ｍｍ、縦１０ｍｍ×横１０ｍｍのＣＯＰ製の板状樹脂であり、第２のワークは、厚さ２ｍｍ、縦１０ｍｍ×横１０ｍｍのガラス板である。第１のワークと第２のワークとの接合には、上記した貼り合わせ装置を用いた。
【００９５】
実験条件は以下の通りである。
〔工程１〕中心波長１７２ｎｍのエキシマランプから放出される光を照射した。ワークの照射面とランプ下面との距離Ｄは２．６ｍｍ、ワーク表面における放射照度は５ｍＷ／ｃｍ２であり、照射時間は３００秒とした。
〔工程２〕
光照射された接合面同士を対向させて接合面同士が接触するように積層した。両者の位置合わせは、反転ステージ、加圧ステージに設けた位置決めピンを用いて行った。
〔工程３〕
１００００Ｐａの圧力で加圧した。加圧時間は１０秒とし、その後、加圧状態を解除した。
【００９６】
〔工程４〕
以下の４つの条件で加熱を行った。
（条件１）基板温度を室温とした（すなわち、加熱しない）。
（条件２）予め１２７℃に加熱しておき加熱していた加熱ステージ上にワークを乗せ、１２０秒後ワークを加熱ステージから取り出した。
（条件３）予め１３２℃に加熱しておき加熱していた加熱ステージ上にワークを乗せ、１２０秒後ワークを加熱ステージから取り出した。
（条件４）予め１３７℃に加熱しておき加熱していた加熱ステージ上にワークを乗せ、１２０秒後ワークを加熱ステージから取り出した。
下記表にその結果を示す。
【００９７】
【表４】
【００９８】
ここで接合結果の判定は、作業者による引っ張り試験により両ワークが剥がれたか剥がれなかったかにより行った）。
上記結果より、本実験における〔工程４〕に適切な温度範囲は、１２７℃より大きく１３７℃以下であると考えられる。ＣＯＰの軟化点は１３７℃であるので、適切な温度範囲は、（ＣＯＰの軟化点−１０度）以上ＣＯＰの軟化点以下と考えられる。
【符号の説明】
【００９９】
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
１７ 光照射ユニット駆動部
１７ａ 光照射ユニット駆動制御部
２０ 加圧ステージユニット
２１ ワークステージ
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
２５ 駆動軸
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
２９ 加熱ステージ
２９ａ 加熱機構
２９ｂ 冷却機構
２９ｃ 温度制御部
３０ 反転ステージユニット
３１ 反転ステージ
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
３７ 搬送機構
３７ａ 搬送機構制御部
４１ ベース
５０ 上位コントローラ
１０１，１０３ 金属板
１０１ａ 貫通穴
１０２ ＰＤＭＳ板
１０４ ガラス板
１１１ フック
１１２ プッシュプルゲージ
Ｗ，Ｗ１，Ｗ２ ワーク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂と樹脂もしくは樹脂とガラスからなる第一及び第二のワーク同士を貼り合わせる方法であって、
両ワークの貼り合わせる面の少なくとも一方に紫外光を照射し、
光照射後、両ワークの上記貼り合わせる面同士が接触するように積層し、
両ワークを、その接触面が加圧されるように加圧し、
加圧を解除後、両ワークを加熱する
ことを特徴とするワークの貼り合わせ方法。
【請求項２】
両ワークの加熱は加熱手段により行われ、当該加熱手段は予め加熱されている
ことを特徴とする請求項１記載のワークの貼り合わせ方法。
【請求項３】
両ワークはマイクロチップ基板であって、
ワークの少なくとも一方には微細な流路が形成されている
ことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか一項に記載のワークの貼り合わせ方法。
【請求項４】
樹脂と樹脂もしくは樹脂とガラスからなる第一および第二のワーク同士を貼り合せる装置であって、
上記第一のワークを保持するステージと、
上記ステージに保持された第一のワークの表面に紫外光を照射する光照射ユニットと、
上記ステージに保持された第一のワークの光照射面に、第二のワークの一方の面が接触するように積層された上記第一のワークおよび第二のワークの少なくとも上下方向の移動を規制する移動規制機構と、
上記積層された状態の第一のワーク及び第二のワークを、その接触面が加圧されるように加圧する加圧機構と、
上記ステージとは別箇に設けられ、加圧解除後の上記積層された状態の第一のワーク及び第二のワークを加熱する加熱機構とを備えた
ことを特徴とするワーク貼り合わせ装置。
【請求項５】
樹脂と樹脂もしくは樹脂とガラスからなる第一及び第二のワーク同士を貼り合せる装置であって、
上記第一のワークを保持する第一のステージと、
上記第二のワークを保持する第二のステージと、
第一のワークの表面及び／または第二のワークの表面に紫外光を照射する光照射ユニットと、
少なくとも、上記第一および第二のステージに保持された上記第一、第二のワークの内の一方のワークの光照射面が、他方のワークの表面もしくは光照射面に接触するように両者を積層させるワーク積層機構と、
積層された第一及び第二のワークの少なくとも上下方向の移動を規制する移動規制機構と、
積層された状態の上記第一のワーク及び第二のワークを、その接触面が加圧されるように加圧する加圧機構と、
第一のステージに保持された第一のワークの表面及び／または第二ステージに保持された第二のワークの表面と、上記光照射ユニットとの距離をそれぞれ独立して調整するための間隙設定機構と、
上記第一のステージおよび第二のステージとは別箇に設けられ、加圧解除後の上記積層された状態の第一のワーク及び第二のワークを加熱する加熱機構とを備えた
ことを特徴とするワーク貼り合わせ装置。
【請求項６】
上記加熱機構が、ワークが載置される加熱ステージである
ことを特徴とする請求項４または請求項５のいずれか一項に記載のワーク貼り合わせ装置。
【請求項７】
両ワークはマイクロチップ基板であって、
ワークの少なくとも一方には微細な流路が形成されている
ことを特徴とする請求項５または請求項６のいずれか一項に記載のワークの貼り合わせ装置。
【請求項１】
樹脂と樹脂もしくは樹脂とガラスからなる第一及び第二のワーク同士を貼り合わせる方法であって、
両ワークの貼り合わせる面の少なくとも一方に紫外光を照射し、
光照射後、両ワークの上記貼り合わせる面同士が接触するように積層し、
両ワークを、その接触面が加圧されるように加圧し、
加圧を解除後、両ワークを加熱する
ことを特徴とするワークの貼り合わせ方法。
【請求項２】
両ワークの加熱は加熱手段により行われ、当該加熱手段は予め加熱されている
ことを特徴とする請求項１記載のワークの貼り合わせ方法。
【請求項３】
両ワークはマイクロチップ基板であって、
ワークの少なくとも一方には微細な流路が形成されている
ことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか一項に記載のワークの貼り合わせ方法。
【請求項４】
樹脂と樹脂もしくは樹脂とガラスからなる第一および第二のワーク同士を貼り合せる装置であって、
上記第一のワークを保持するステージと、
上記ステージに保持された第一のワークの表面に紫外光を照射する光照射ユニットと、
上記ステージに保持された第一のワークの光照射面に、第二のワークの一方の面が接触するように積層された上記第一のワークおよび第二のワークの少なくとも上下方向の移動を規制する移動規制機構と、
上記積層された状態の第一のワーク及び第二のワークを、その接触面が加圧されるように加圧する加圧機構と、
上記ステージとは別箇に設けられ、加圧解除後の上記積層された状態の第一のワーク及び第二のワークを加熱する加熱機構とを備えた
ことを特徴とするワーク貼り合わせ装置。
【請求項５】
樹脂と樹脂もしくは樹脂とガラスからなる第一及び第二のワーク同士を貼り合せる装置であって、
上記第一のワークを保持する第一のステージと、
上記第二のワークを保持する第二のステージと、
第一のワークの表面及び／または第二のワークの表面に紫外光を照射する光照射ユニットと、
少なくとも、上記第一および第二のステージに保持された上記第一、第二のワークの内の一方のワークの光照射面が、他方のワークの表面もしくは光照射面に接触するように両者を積層させるワーク積層機構と、
積層された第一及び第二のワークの少なくとも上下方向の移動を規制する移動規制機構と、
積層された状態の上記第一のワーク及び第二のワークを、その接触面が加圧されるように加圧する加圧機構と、
第一のステージに保持された第一のワークの表面及び／または第二ステージに保持された第二のワークの表面と、上記光照射ユニットとの距離をそれぞれ独立して調整するための間隙設定機構と、
上記第一のステージおよび第二のステージとは別箇に設けられ、加圧解除後の上記積層された状態の第一のワーク及び第二のワークを加熱する加熱機構とを備えた
ことを特徴とするワーク貼り合わせ装置。
【請求項６】
上記加熱機構が、ワークが載置される加熱ステージである
ことを特徴とする請求項４または請求項５のいずれか一項に記載のワーク貼り合わせ装置。
【請求項７】
両ワークはマイクロチップ基板であって、
ワークの少なくとも一方には微細な流路が形成されている
ことを特徴とする請求項５または請求項６のいずれか一項に記載のワークの貼り合わせ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−２２３８５８（Ｐ２０１２−２２３８５８Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９４０７０（Ｐ２０１１−９４０７０）
【出願日】平成２３年４月２０日（２０１１．４．２０）
【出願人】（０００１０２２１２）ウシオ電機株式会社 (1,414)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２０日（２０１１．４．２０）
【出願人】（０００１０２２１２）ウシオ電機株式会社 (1,414)
【Ｆターム（参考）】
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