(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被着体に接合膜を転写するのに用いる接合膜転写シートであって、
基材と、
該基材の一方の面に設けられた接合膜とを有し、
前記基材と前記接合膜とは剥離性を有しており、
前記接合膜は、シロキサン（Ｓｉ−Ｏ）結合を含む原子構造を有するＳｉ骨格と、該Ｓｉ骨格に結合し、有機基からなる脱離基とを含むものであり、
前記接合膜は、その少なくとも一部の領域にエネルギーを付与し、前記脱離基が前記Ｓｉ骨格から脱離することにより前記接合膜に発現した接着性を利用して、前記被着体に接合し、前記基材との界面で剥離し得るものであることを特徴とする接合膜転写シート。
【請求項２】
前記接合膜を構成する全原子からＨ原子を除いた原子のうち、Ｓｉ原子の含有率とＯ原子の含有率の合計が、１０原子％以上９０原子％以下である請求項１に記載の接合膜転写シート。
【請求項３】
前記接合膜中のＳｉ原子とＯ原子の存在比は、３：７以上７：３以下である請求項１または２に記載の接合膜転写シート。
【請求項４】
前記Ｓｉ骨格の結晶化度は、４５％以下である請求項１ないし３のいずれかに記載の接合膜転写シート。
【請求項５】
前記接合膜は、Ｓｉ−Ｈ結合を含んでいる請求項１ないし４のいずれかに記載の接合膜転写シート。
【請求項６】
前記Ｓｉ−Ｈ結合を含む接合膜についての赤外光吸収スペクトルにおいて、シロキサン結合に帰属するピーク強度を１としたとき、Ｓｉ−Ｈ結合に帰属するピーク強度が０．００１以上０．２以下である請求項５に記載の接合膜転写シート。
【請求項７】
前記脱離基は、アルキル基である請求項１ないし６のいずれかに記載の接合膜転写シート。
【請求項８】
前記脱離基としてメチル基を含む接合膜についての赤外光吸収スペクトルにおいて、シロキサン結合に帰属するピーク強度を１としたとき、メチル基に帰属するピーク強度が０．０５以上０．４５以下である請求項７に記載の接合膜転写シート。
【請求項９】
前記接合膜は、ポリオルガノシロキサンを材料として構成されている請求項８に記載の接合膜転写シート。
【請求項１０】
前記ポリオルガノシロキサンは、オクタメチルトリシロキサンの重合物を成分とするものである請求項９に記載の接合膜転写シート。
【請求項１１】
前記接合膜は、プラズマ重合により形成されたものである請求項１ないし１０のいずれかに記載の接合膜転写シート。
【請求項１２】
前記プラズマ重合において、プラズマを発生させる際の高周波の出力密度は、０．０１Ｗ／ｃｍ２以上１００Ｗ／ｃｍ２以下である請求項１１に記載の接合膜転写シート。
【請求項１３】
前記接合膜の平均厚さは、１ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である請求項１ないし１２のいずれかに記載の接合膜転写シート。
【請求項１４】
前記接合膜は、流動性を有しない固体状のものである請求項１ないし１３のいずれかに記載の接合膜転写シート。
【請求項１５】
前記基材は、可撓性を有するものである請求項１ないし１４のいずれかに記載の接合膜転写シート。
【請求項１６】
前記基材は、樹脂材料で構成されている請求項１５に記載の接合膜転写シート。
【請求項１７】
前記樹脂材料は、フッ素系樹脂、ポリオレフィン、ポリエステルおよびポリイミドのいずれかである請求項１６に記載の接合膜転写シート。
【請求項１８】
前記基材は、その表面エネルギーが、前記被着体の表面エネルギーより小さいものである請求項１ないし１７のいずれかに記載の接合膜転写シート。
【請求項１９】
前記基材の表面エネルギーは、５ｍＮ／ｍ以上２００ｍＮ／ｍ以下である請求項１ないし１８のいずれかに記載の接合膜転写シート。
【請求項２０】
前記基材は、表面の一部に凸部を有しており、前記接合膜は、前記表面を覆うように成膜されたものである請求項１ないし１９のいずれかに記載の接合膜転写シート。
【請求項２１】
当該接合膜転写シートは、さらに、前記接合膜の表面を覆うカバーシートを有している請求項１ないし２０のいずれかに記載の接合膜転写シート。
【請求項２２】
前記カバーシートは、その表面エネルギーが、前記基材の表面エネルギーより小さいものである請求項２１に記載の接合膜転写シート。
【請求項２３】
請求項１ないし２２のいずれかに記載の接合膜転写シートを用いて、前記被着体と他の被着体とを接合する接合方法であって、
前記接合膜転写シートの前記接合膜の表面にエネルギーを付与し、前記脱離基を前記Ｓｉ骨格から脱離させ、接着性を発現させ、前記接合膜の表面と前記被着体とが密着するように、前記接合膜転写シートと前記被着体とを積層し、第１の仮接合体を得る第１の工程と、
前記第１の仮接合体から前記基材を剥離して、前記被着体に前記接合膜を転写し、第２の仮接合体を得る第２の工程と、
前記第２の仮接合体の前記接合膜の剥離面にエネルギーを付与し、前記脱離基を前記Ｓｉ骨格から脱離させ、接着性を発現させ、前記接合膜の剥離面と前記他の被着体とが密着するように、前記第２の仮接合体と前記他の被着体とを積層し、接合体を得る第３の工程とを有することを特徴とする接合方法。
【請求項２４】
前記第１の工程におけるエネルギーの付与は、前記基材と前記被着体とが近づくように前記第１の仮接合体に押圧力を付与する方法により行われる請求項２３に記載の接合方法。
【請求項２５】
前記押圧力は、０．２ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下である請求項２４に記載の接合方法。
【請求項２６】
前記被着体は、表面の一部に凸部を有しており、前記第１の工程において前記凸部と前記接合膜とが密着するように、前記接合膜転写シートと前記被着体とを積層することにより、前記第２の工程において、前記凸部と接した部分の前記接合膜が選択的に転写され、前記第３の工程において、前記被着体と前記他の被着体とを部分的に接合する請求項２３ないし２５のいずれかに記載の接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接合膜転写シートおよび接合方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
２つの部材（基材）同士を接合（接着）する際には、従来、エポキシ系接着剤、ウレタン系接着剤、シリコーン系接着剤等の接着剤を用いて行う方法が多く用いられている。
例えば、従来のインクジェットプリンターが備える液滴吐出ヘッド（インクジェット式記録ヘッド）では、樹脂材料、金属材料、シリコン系材料等の異種材料からなる部材同士が、接着剤を用いて接着されている（例えば、特許文献１参照）。
このように接着剤を用いて部材を接着する際には、液状またはペースト状の接着剤を接着面に塗布し、塗布された接着剤を介して部材同士を貼り合わせる。その後、熱または光の作用により接着剤を硬化させることで接着が完了する。
【０００３】
ところが、部材の接着面に接着剤を塗布する際には、印刷法等の煩雑な方法を用いる必要がある。例えば、接着面の一部の領域に対して選択的に接着剤を塗布する場合、塗布の位置精度や厚さを厳密に制御することは極めて困難である。このため、このように接着剤を用いた接着方法では、前述の液滴吐出ヘッドの部材同士を高い寸法精度で接着することは困難である。その結果、プリンターの印字精度を十分に高めることも困難であった。
【０００４】
また、接着剤の硬化時間が非常に長くなるため、接着に長時間を要するととともに、硬化中に部材同士の位置がずれてしまったり、硬化中の加熱により熱膨張率差のある部材同士の接着界面に熱応力が残留し、液滴吐出ヘッドの変形、損傷を招くおそれがある。
さらに、部材の構成材料によっては、接着強度を高めるためにプライマーを用いる必要があり、そのためのコストと手間が接着工程を複雑化している。
【０００５】
一方、接着剤を用いない接合方法として、固体接合による方法がある。
固体接合は、接着剤等の中間層が介在することなく、部材同士を直接接合する方法である。
このような固体接合によれば、接着剤のような中間層を用いないので、寸法精度の高い接合体を得ることができる。
【０００６】
しかしながら、接合可能な構成材料に制約があるため、部材が限定されるという問題がある。一般に、接合可能な材料は、シリコン系材料や一部の金属材料に限られており、しかも、同種材料同士の接合しかできない。
また、固体接合を行う雰囲気が減圧雰囲気に限られる上、高温（７００以上８００℃以下程度）の熱処理を必要とするなど、接合プロセスにも制約がある。
【０００７】
さらに、固体接合では、２つの部材の各接合面のうち、互いに接触している面全体が接合するため、一部を選択的に接合することは困難である。このため、仮に異種材料からなる部材同士を接合することができたとしても、熱膨張率差に伴って接合界面に大きな応力が発生し、接合体の反りや剥離等の問題を引き起こすおそれがある。
このような問題を受け、２つの部材同士を、接合面の一部の領域において選択的に、高い寸法精度で強固に接合する方法が求められている。
【０００８】
そこで、特許文献２では、プラズマ重合により形成された接合膜を用いて部材同士を接合する方法が提案されている。
このような接合膜は、気相成膜法で成膜されているため、従来に比べて接合膜の位置精度や厚さを厳密に制御し易い。しかしながら、プラズマ重合により形成した接合膜をパターニングする際には、フォトリソグラフィー技術とエッチング技術とを用いて不要部分を除去する必要があり、製造工程の複雑化、高コスト化が懸念される。
また、特許文献２では、接合に供する部材の表面に接合膜を成膜する必要があるため、成膜装置と部材とは不可分であり、成膜装置がある場所に必ず部材を用意しなければならない。ところが、成膜装置は大型で重量も大きく、可搬性が著しく低いため、製品の製造プロセスでは、部材の動線に地理的制約を伴うことが懸念される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−２５４６６０号公報
【特許文献２】特開２００８−３０７８７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、部材表面に接合膜を簡単に転写することができるので、これにより接合膜を転写された部材と他の部材との簡単な接合を可能にする接合膜転写シート、およびかかる接合膜転写シートを用いて２つの部材同士を効率よく接合する接合方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の接合膜転写シートは、被着体に接合膜を転写するのに用いる接合膜転写シートであって、
基材と、
該基材の一方の面に設けられた接合膜とを有し、
前記基材と前記接合膜とは剥離性を有しており、
前記接合膜は、シロキサン（Ｓｉ−Ｏ）結合を含む原子構造を有するＳｉ骨格と、該Ｓｉ骨格に結合し、有機基からなる脱離基とを含むものであり、
前記接合膜は、その少なくとも一部の領域にエネルギーを付与し、前記脱離基が前記Ｓｉ骨格から脱離することにより前記接合膜に発現した接着性を利用して、前記被着体に接合し、前記基材との界面で剥離し得るものであることを特徴とする。
これにより、接合膜を転写された部材（第１の被着体）と他の部材（第２の被着体）との簡単な接合を可能にする接合膜転写シートが得られる。
【００１２】
本発明の接合膜転写シートでは、前記接合膜を構成する全原子からＨ原子を除いた原子のうち、Ｓｉ原子の含有率とＯ原子の含有率の合計が、１０原子％以上９０原子％以下であることが好ましい。
これにより、接合膜は、Ｓｉ原子とＯ原子とが強固なネットワークを形成し、接合膜自体が強固なものとなる。また、かかる接合膜は、第１の被着体および第２の被着体に対して、特に高い接合強度を示すものとなる。
【００１３】
本発明の接合膜転写シートでは、前記接合膜中のＳｉ原子とＯ原子の存在比は、３：７以上７：３以下であることが好ましい。
これにより、接合膜の安定性が高くなり、第１の被着体と第２の被着体とをより強固に接合することができるようになる。
本発明の接合膜転写シートでは、前記Ｓｉ骨格の結晶化度は、４５％以下であることが好ましい。
これにより、Ｓｉ骨格は特にランダムな原子構造を含むものとなる。そして、寸法精度および接着性に優れた接合膜が得られる。
【００１４】
本発明の接合膜転写シートでは、前記接合膜は、Ｓｉ−Ｈ結合を含んでいることが好ましい。
Ｓｉ−Ｈ結合は、シロキサン結合の生成が規則的に行われるのを阻害すると考えられる。このため、シロキサン結合は、Ｓｉ−Ｈ結合を避けるように形成されることとなり、Ｓｉ骨格の規則性が低下する。このようにして、接合膜中にＳｉ−Ｈ結合が含まれることにより、結晶化度の低いＳｉ骨格を効率よく形成することができる。
【００１５】
本発明の接合膜転写シートでは、前記Ｓｉ−Ｈ結合を含む接合膜についての赤外光吸収スペクトルにおいて、シロキサン結合に帰属するピーク強度を１としたとき、Ｓｉ−Ｈ結合に帰属するピーク強度が０．００１以上０．２以下であることが好ましい。
これにより、接合膜中の原子構造は、相対的に最もランダムなものとなる。このため、接合膜は、接合強度、耐薬品性および寸法精度において特に優れたものとなる。
【００１６】
本発明の接合膜転写シートでは、前記脱離基は、アルキル基であることが好ましい。
これにより、耐候性および耐薬品性に優れた接合膜が得られる。
本発明の接合膜転写シートでは、前記脱離基としてメチル基を含む接合膜についての赤外光吸収スペクトルにおいて、シロキサン結合に帰属するピーク強度を１としたとき、メチル基に帰属するピーク強度が０．０５以上０．４５以下であることが好ましい。
これにより、メチル基の含有率が最適化され、メチル基がシロキサン結合の生成を必要以上に阻害するのを防止しつつ、接合膜中に必要かつ十分な数の活性手が生じるため、接合膜に十分な接着性が生じる。また、接合膜には、メチル基に起因する十分な耐候性および耐薬品性が発現する。
【００１７】
本発明の接合膜転写シートでは、前記接合膜は、ポリオルガノシロキサンを材料として構成されていることが好ましい。
これにより、接着性により優れた接合膜が得られる。また、この接合膜は、耐候性および耐薬品性に優れたものとなり、例えば、薬品類等に長期にわたって曝されるような被着体の接合に際して、有効に用いられるものとなる。
【００１８】
本発明の接合膜転写シートでは、前記ポリオルガノシロキサンは、オクタメチルトリシロキサンの重合物を成分とするものであることが好ましい。
これにより、接着性に特に優れた接合膜が得られる。
本発明の接合膜転写シートでは、前記接合膜は、プラズマ重合により形成されたものであることが好ましい。
これにより、緻密で均質な接合膜を効率よく製造することができ、被着体に対して特に強固に接合可能な接合膜が得られる。
【００１９】
本発明の接合膜転写シートでは、前記プラズマ重合において、プラズマを発生させる際の高周波の出力密度は、０．０１Ｗ／ｃｍ２以上１００Ｗ／ｃｍ２以下であることが好ましい。
これにより、高周波の出力密度が高過ぎて原料ガスに必要以上のプラズマエネルギーが付加されるのを防止しつつ、ランダムな原子構造を有するＳｉ骨格を確実に形成することができる。
【００２０】
本発明の接合膜転写シートでは、前記接合膜の平均厚さは、１ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であることが好ましい。
これにより、第１の被着体と第２の被着体とを接合した接合体の寸法精度が著しく低下するのを防止しつつ、これらをより強固に接合することができる。
本発明の接合膜転写シートでは、前記接合膜は、流動性を有しない固体状のものであることが好ましい。
これにより、接合膜転写シートを用いて得られた接合体の寸法精度は、従来に比べて格段に高いものとなる。また、従来に比べ、短時間で強固な接合が可能になる。
【００２１】
本発明の接合膜転写シートでは、前記基材は、可撓性を有するものであることが好ましい。
これにより、仮に第１の被着体の表面に凹凸があったとしても、接合膜転写シートをその凹凸形状に沿って変形させることができるので、接合膜転写シートを第１の被着体に積層する際に、積層界面の密着性を高めることができる。
【００２２】
本発明の接合膜転写シートでは、前記基材は、樹脂材料で構成されていることが好ましい。
これにより、基材は特に可撓性に優れたものとなるため、第１の被着体に対する密着性がより高い接合膜転写シートが得られる。特に小さな曲率半径で湾曲させた場合でも、破断するおそれが少なくなるため、剥離プロセスを容易かつ確実に行うことができる。
【００２３】
本発明の接合膜転写シートでは、前記樹脂材料は、フッ素系樹脂、ポリオレフィン、ポリエステルおよびポリイミドのいずれかであることが好ましい。
これにより、基材は、特に可撓性に優れるとともに、接合膜に対する優れた剥離性をも有するものとなる。このため、小さな曲率半径で湾曲させた場合でも、基材の破断を防止しつつ、剥離プロセスを容易かつ確実に行い得る接合膜転写シートが得られる。
【００２４】
本発明の接合膜転写シートでは、前記基材は、その表面エネルギーが、前記被着体の表面エネルギーより小さいものであることが好ましい。
これにより、第１の被着体は、接合膜に対して相対的に高い密着性を示し、接合膜と強固に接合される一方、基材は接合膜に対して相対的に低い密着性を示すことになるから、接合膜は、第１の被着体に確実に転写されるものとなる。
【００２５】
本発明の接合膜転写シートでは、前記基材の表面エネルギーは、５ｍＮ／ｍ以上２００ｍＮ／ｍ以下であることが好ましい。
これにより、基材と接合膜との界面で意図しない剥離が生じるのを防止するとともに、適度な剥離力を加えることで、基材と接合膜との界面に剥離を生じさせることができる。
本発明の接合膜転写シートでは、前記基材は、表面の一部に凸部を有しており、前記接合膜は、前記表面を覆うように成膜されたものであることが好ましい。
これにより、可撓性を有する第１の被着体に対しても接合膜を転写することができる。
【００２６】
本発明の接合膜転写シートでは、当該接合膜転写シートは、さらに、前記接合膜の表面を覆うカバーシートを有していることが好ましい。
これにより、接合膜の表面を保護し、異物の付着や損傷等を防止することができる。その結果、耐久性に優れ、長期の保存や流通に適した接合膜転写シートが得られる。
本発明の接合膜転写シートでは、前記カバーシートは、その表面エネルギーが、前記基材の表面エネルギーより小さいものであることが好ましい。
これにより、カバーシートは、接合膜に対して相対的に低い密着性を示す一方、基材は接合膜に対して相対的に高い密着性を示すことになるから、カバーシートと接合膜との間が接合してしまうのを防止して、確実に剥離可能なカバーシートが得られる。
【００２７】
本発明の接合方法は、本発明の接合膜転写シートを用いて、前記被着体と他の被着体とを接合する接合方法であって、
前記接合膜転写シートの前記接合膜の表面にエネルギーを付与し、前記脱離基を前記Ｓｉ骨格から脱離させ、接着性を発現させ、前記接合膜の表面と前記被着体とが密着するように、前記接合膜転写シートと前記被着体とを積層し、第１の仮接合体を得る第１の工程と、
前記第１の仮接合体から前記基材を剥離して、前記被着体に前記接合膜を転写し、第２の仮接合体を得る第２の工程と、
前記第２の仮接合体の前記接合膜の剥離面にエネルギーを付与し、前記脱離基を前記Ｓｉ骨格から脱離させ、接着性を発現させ、前記接合膜の剥離面と前記他の被着体とが密着するように、前記第２の仮接合体と前記他の被着体とを積層し、接合体を得る第３の工程とを有することを特徴とする。
これにより、接合膜転写シートを用いて２つの部材同士を効率よく接合することができる。
【００２８】
本発明の接合方法では、前記第１の工程におけるエネルギーの付与は、前記基材と前記被着体とが近づくように前記第１の仮接合体に押圧力を付与する方法により行われることが好ましい。
これにより、押圧力を付与する領域を適宜設定するのみで、接合膜を転写する領域を簡単に制御することができる。
【００２９】
本発明の接合方法では、前記押圧力は、０．２ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下であることが好ましい。
これにより、接合膜において、その接着性を必要かつ十分に発現させることができる。また、この圧力が前記上限値を上回っても構わないが、基材や第１の被着体の各構成材料によっては損傷等が生じるおそれがある。
【００３０】
本発明の接合方法では、前記被着体は、表面の一部に凸部を有しており、前記第１の工程において前記凸部と前記接合膜とが密着するように、前記接合膜転写シートと前記被着体とを積層することにより、前記第２の工程において、前記凸部と接した部分の前記接合膜が選択的に転写され、前記第３の工程において、前記被着体と前記他の被着体とを部分的に接合することが好ましい。
これにより、凸部の形状を適宜選択することのみで、接合膜を効率よく簡単にパターニングし、これにより得られた接合膜を介して第１の被着体と第２の被着体とを部分的に効率よく接合することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の接合膜転写シートおよび接合方法の第１実施形態を説明するための図（縦断面図）である。
【図２】本発明の接合膜転写シートおよび接合方法の第１実施形態を説明するための図（縦断面図）である。
【図３】本発明の接合膜転写シートが備える接合膜のエネルギー付与前の状態を示す部分拡大図である。
【図４】本発明の接合膜転写シートが備える接合膜のエネルギー付与後の状態を示す部分拡大図である。
【図５】本発明の接合方法に用いられるプラズマ重合装置を模式的に示す縦断面図である。
【図６】基材上に接合膜を作製する方法を説明するための図（縦断面図）である。
【図７】本発明の接合方法の第１実施形態において用いる接合装置の構成を模式的に示す斜視図である。
【図８】本発明の接合方法の第１実施形態において用いる接合装置の構成を模式的に示す斜視図である。
【図９】本発明の接合膜転写シートおよび接合方法の第２実施形態を説明するための図（縦断面図）である。
【図１０】本発明の接合膜転写シートおよび接合方法の第２実施形態を説明するための図（縦断面図）である。
【図１１】本発明の接合方法の第２実施形態において用いる接合装置の構成を模式的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の接合膜転写シートおよび接合方法を、添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
＜第１実施形態＞
まず、本発明の接合膜転写シートおよび接合方法の第１実施形態について説明する。
図１および図２は、本発明の接合膜転写シートおよび接合方法の第１実施形態を説明するための図（縦断面図）、図３は、本発明の接合膜転写シートが備える接合膜のエネルギー付与前の状態を示す部分拡大図、図４は、本発明の接合膜転写シートが備える接合膜のエネルギー付与後の状態を示す部分拡大図である。なお、以下の説明では、図１および図２中の上側を「上」、下側を「下」という。
【００３３】
図１に示す接合膜転写シート１ａは、基材２ａと、基材２ａ上に成膜された接合膜３とを有するものであり、任意の第１の被着体５ａに対して接合膜３を転写するように用いられるものである。
接合膜３は、例えばプラズマ重合により成膜されたものであり、シロキサン（Ｓｉ−Ｏ）結合を含む原子構造を有するＳｉ骨格と、このＳｉ骨格に結合する脱離基とを含むものである。また、基材２ａは、接合膜３に対する剥離性を有するものである。
【００３４】
このような接合膜３は、その少なくとも一部の領域にエネルギーを付与することにより、接合膜３に存在する脱離基がＳｉ骨格から脱離し、接合膜３のエネルギーを付与した領域に接着性が発現するという特徴を有する。また、接合膜３は、この接着性を利用して第１の被着体５ａに接合されるとともに、基材２ａとの界面で剥離することで、第１の被着体５ａに転写される。
【００３５】
ところで、接合膜転写シート１ａは、以下のような本発明の接合方法において用いられる。
本実施形態に係る接合方法は、接合膜転写シート１ａの接合膜３の上面（表面）にエネルギーを付与するとともに、接合膜３と第１の被着体５ａとが密着するように、接合膜転写シート１ａと第１の被着体５ａとを積層し、第１の仮接合体７を得る第１の工程と、第１の仮接合体７から基材２ａを剥離することにより、第１の被着体５ａに接合膜３を転写して第２の仮接合体８を得る第２の工程と、第２の仮接合体８の接合膜３の上面（剥離面）にエネルギーを付与するとともに、接合膜３と第２の被着体６とが密着するように、第２の仮接合体８と第２の被着体６とを積層し、接合体１０を得る第３の工程とを有する。
【００３６】
第２の工程では、接合膜３において発現した接着性を利用して接合膜３が第１の被着体５ａに転写される。この転写は、接合膜３と第１の被着体５ａとを接合した後、接合膜３と基材２ａとの界面を剥離させることにより行われる。これにより、接合膜３の一部（接合膜３３）が第１の被着体５ａへ移動することとなる。接合膜３３が転写された第１の被着体５ａは、第３の工程において接合膜３３の剥離面に再度エネルギーを付与することにより、接着性が発現し、第２の被着体（他の被着体）６に対して接合可能になる。これにより、接合膜３３を介して第１の被着体５ａと第２の被着体６とを接合してなる接合体１０が得られる。
このようにして得られた接合体１０は、低温下であっても、第１の被着体５ａと第２の被着体６とを高い寸法精度で強固に接合したものとなる。
【００３７】
（接合膜転写シート）
まず、本発明の接合膜転写シートについて説明する。
図１に示す接合膜転写シート１ａは、前述したように、基材２ａと、接合膜３とを有するものである。以下、各部の構成について詳述する。
基材２ａは、接合膜３を支持するものであり、接合膜３に対する剥離性を有するものである。また、図１に示す基材２ａは、両面が平坦面である基板状（シート状）のものであり、その厚さは全体で均一である。
【００３８】
基材２ａの構成材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）等のポリオレフィン、環状ポリオレフィン、変性ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリカーボネート、ポリ−（４−メチルペンテン−１）、アイオノマー、アクリル系樹脂、ポリメチルメタクリレート、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、アクリロニトリル−スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、ブタジエン−スチレン共重合体、ポリオキシメチレン、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、エチレン−ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリシクロヘキサンテレフタレート（ＰＣＴ）等のポリエステル、ポリエーテル、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルイミド、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリフェニレンオキシド、変性ポリフェニレンオキシド、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、芳香族ポリエステル（液晶ポリマー）、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、その他フッ素系樹脂、スチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリブタジエン系、トランスポリイソプレン系、フッ素ゴム系、塩素化ポリエチレン系等の各種熱可塑性エラストマー、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、アラミド系樹脂、不飽和ポリエステル、シリコーン樹脂、ポリウレタン等、またはこれらを主とする共重合体、ブレンド体、ポリマーアロイ等の樹脂系材料、フッ化チタン酸カリウム、ケイフッ化カリウム、フッ化ジルコン酸カリウム、ケイフッ酸等のフッ素系無機材料が挙げられる。
【００３９】
このうち、基材２ａは、可撓性を有するものが好ましい。これにより接合膜転写シート１ａは、第１の被着体５ａと積層する際に、積層界面の密着性を高めることができる。これは、基材２ａが可撓性を有しているため、仮に第１の被着体５ａの表面に凹凸があったとしても、接合膜転写シート１ａがその凹凸形状に沿って変形し得るため、両者の密着性が向上するからである。したがって、基材２ａが可撓性を有することにより、第１の仮接合体７において、接合膜転写シート１ａと第１の被着体５ａとの積層ムラを抑制し、接合膜３を確実に転写することができる。
【００４０】
また、第１の被着体５ａに積層した接合膜転写シート１ａから基材２ａを剥離する際に、基材２ａは容易に湾曲し得るものとなる。このため、剥離作業が容易になるとともに、剥離の際に基材２ａが接合膜３に損傷を与えるなどの不具合が防止される。
さらに、基材２ａが可撓性を有することにより、接合膜転写シート１ａ自体も可撓性を有するものとなる。このような接合膜転写シート１ａは、ロール状に巻き取ることができるので、保管時および搬送時に省スペース化が図られる。さらに、ロール状に巻き取られた接合膜転写シート１ａは、順次繰り出されることにより必要な長さを容易に供給可能である。このため、本発明の接合方法を接合装置により行う場合、接合膜転写シート１ａは装置への親和性に優れた、量産に適したものとなる。
【００４１】
また、基材２ａは、樹脂系材料を主材料とするものが好ましく、この樹脂系材料は、特にフッ素系樹脂、ポリオレフィン、ポリエステルおよびポリイミドのいずれかであるのがより好ましい。このような基材２ａは、特に可撓性に優れているばかりか、接合膜３に対する優れた剥離性を有しているため、上述したような効果がより顕著になる。特に小さな曲率半径で湾曲させた場合でも、基材２ａが破断するおそれが少ないため、前述した剥離プロセスを容易かつ確実に行うことができる。なお、フッ素系樹脂の具体例としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、パーフルオロエチレン−プロペン共重合体（ＦＥＰ）およびエチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）等が挙げられる。
【００４２】
さらに、樹脂系材料は軽量であるため、大量の接合膜転写シート１ａをロール状に巻き取ったとしても、そのロールは比較的軽量で可搬性に優れたものとなるため、取り扱いが容易になる。
このような基材２ａの平均厚さは、構成材料や目的とする可撓性に応じて適宜設定されるが、一例として０．０１ｍｍ以上１０ｍｍ以下程度であるのが好ましく、０．１ｍｍ以上３ｍｍ以下程度であるのがより好ましい。
【００４３】
また、基材２ａは、その表面エネルギー（表面自由エネルギー）が、第１の被着体５ａの表面エネルギーより小さいものであるのが好ましい。これにより第１の被着体５ａは、接合膜３に対して相対的に高い密着性を示し、接合膜３と強固に接合される一方、基材２ａは、接合膜３に対して相対的に低い密着性を示す。すなわち、第１の被着体５ａと接合膜３との界面は相対的に強固に接合される一方、基材２ａと接合膜３との界面の接合強度は相対的に低くなる。これにより、接合膜転写シート１ａと第１の被着体５ａとを積層し、得られた第１の仮接合体７から基材２ａを剥離する際には、第１の被着体５ａと接合膜３との界面で剥離を生じさせることなく、基材２ａと接合膜３との界面で確実に剥離を生じさせることができる。その結果、接合膜３を第１の被着体５ａに確実に転写することができる。
【００４４】
具体的な基材２ａの表面エネルギーは、５ｍＮ／ｍ以上２００ｍＮ／ｍ以下であるのが好ましく、１０ｍＮ／ｍ以上１００ｍＮ／ｍ以下であるのがより好ましい。基材２ａの表面エネルギーが前記範囲内であれば、基材２ａは、接合膜転写シート１ａとして製造され流通する際、意図しないときに基材２ａと接合膜３との界面で剥離してしまうことが防止されるとともに、第１の被着体５ａに接合膜３を転写する際には、適度な剥離力を加えることで基材２ａと接合膜３との界面で容易かつ確実に剥離させることができる。
【００４５】
一方、第１の被着体５ａの表面エネルギーは、基材２ａの表面エネルギーより高ければよいが、好ましくは１．１倍以上とされ、より好ましくは１．５倍以上とされ、さらに好ましくは２倍以上とされる。この程度の差があれば、基材２ａや第１の被着体５ａの表面エネルギーのバラツキが十分に吸収されるため、両者の密着強度の大小関係が部分的に逆転してしまうのを防止することができる。
なお、このような大きな表面エネルギーを有する第１の被着体５ａの構成材料としては、後に詳述するが、無機材料が好ましく用いられる。
【００４６】
また、基材２ａの表面エネルギーは、前述したように第１の被着体５ａの表面エネルギーより小さいことが好ましいが、何らかの表面処理等により、第１の被着体５ａと接合膜３との接合強度を強制的に高めた場合には、必ずしも小さくなくてもよい。かかる表面処理としては、例えば、スパッタリング処理、ブラスト処理のような物理的表面処理、酸素プラズマ、窒素プラズマ等を用いたプラズマ処理、コロナ放電処理、エッチング処理、電子線照射処理、紫外線照射処理、オゾン暴露処理のような化学的表面処理、または、これらを組み合わせた処理等が挙げられる。このような処理を施すことにより、第１の被着体５ａの表面を清浄化するとともに、活性化させることができる。その結果、第１の被着体５ａと接合膜３との密着強度を確実に高めることができる。
【００４７】
また、物理的表面処理では、第１の被着体５ａの表面の表面粗さを高めることによって、第１の被着体５ａと接合膜３との界面にアンカー効果を生じさせ、密着強度の向上を図ることができる。
以上のような基材２ａの上面には接合膜３が設けられる。接合膜３は、前述したように、その少なくとも一部の領域にエネルギーを付与することにより、その領域に接着性が発現するという特徴を有するものである。
【００４８】
このような接合膜３は、例えばプラズマ重合により形成されたものであり、図３に示すように、シロキサン（Ｓｉ−Ｏ）結合３０２を含み、ランダムな原子構造（アモルファス構造）を有するＳｉ骨格３０１と、このＳｉ骨格３０１に結合する脱離基３０３とを有するものである。このような接合膜３は、シロキサン結合３０２を含みランダムな原子構造を有するＳｉ骨格３０１の影響によって、変形し難い強固な膜となる。これは、Ｓｉ骨格３０１の結晶性が低くなる（非晶質化する）ため、結晶粒界における転位やズレ等の欠陥が生じ難いためであると考えられる。このため、接合膜３自体が接合強度、耐薬品性、耐光性および寸法精度の高いものとなり、最終的に得られる接合体１０においても、接合強度、耐薬品性、耐光性および寸法精度が高いものが得られる。
【００４９】
このような接合膜３にエネルギーが付与されると、脱離基３０３がＳｉ骨格３０１から脱離し、図４に示すように、接合膜３の表面３５および内部に、活性手３０４が生じる。そして、これにより、接合膜３表面に接着性が発現する。かかる接着性が発現すると、接合膜３は、第１の被着体５ａに対して強固に効率よく接合可能なものとなる。
なお、シロキサン結合３０２の結合エネルギーは、Ｓｉ原子が関連する他の結合の結合エネルギーより高い。言い換えると、脱離基３０３とＳｉ骨格３０１との結合エネルギーは、Ｓｉ骨格３０１中のシロキサン結合３０２の結合エネルギーよりも小さい。このため、接合膜３は、エネルギーの付与により、Ｓｉ骨格３０１が破壊されるのを防止しつつ、脱離基３０３とＳｉ骨格３０１との結合を選択的に切断し、脱離基３０３を脱離させることができる。
【００５０】
また、このような接合膜３は、流動性を有しない固体状のものとなる。このため、従来、流動性を有する液状または粘液状の接着剤に比べて、接着層（接合膜３）の厚さや形状がほとんど変化しない。これにより、接合体１０の寸法精度は、従来に比べて格段に高いものとなる。さらに、接着剤の硬化に要する時間が不要になるため、短時間での接合が可能となる。
【００５１】
また、製造後の接合膜転写シート１ａを流通させる場合には、接合膜３が固体状であるため、流通または保管途中で接合膜３が流れ出す等の不具合が防止される。
なお、接合膜３においては、特に接合膜３を構成する全原子からＨ原子を除いた原子のうち、Ｓｉ原子の含有率とＯ原子の含有率の合計が、１０原子％以上９０原子％以下程度であるのが好ましく、２０原子％以上８０原子％以下程度であるのがより好ましい。Ｓｉ原子とＯ原子とが、前記範囲の含有率で含まれていれば、接合膜３はＳｉ原子とＯ原子とが強固なネットワークを形成し、接合膜３自体が強固なものとなる。また、かかる接合膜３は、第１の被着体５ａに対して、特に高い接合強度を示すものとなる。
【００５２】
また、接合膜３中のＳｉ原子とＯ原子の存在比は、３：７以上７：３以下程度であるのが好ましく、４：６以上６：４以下程度であるのがより好ましい。Ｓｉ原子とＯ原子の存在比を前記範囲内になるよう設定することにより、接合膜３の安定性が高くなり、第１の被着体５ａに対してより強固に接合することができるようになる。
また、接合膜３中のＳｉ骨格３０１の結晶化度は、４５％以下であるのが好ましく、４０％以下であるのがより好ましい。これにより、Ｓｉ骨格３０１は十分にランダムな原子構造を含むものとなり、より非晶質的な特性を示す。このため、前述したＳｉ骨格３０１の特性が顕在化し、接合膜３の寸法精度および接着性がより優れたものとなる。
【００５３】
なお、Ｓｉ骨格３０１の結晶化度は、一般的な結晶化度測定方法により測定することができ、具体的には、結晶部分における散乱Ｘ線の強度に基づいて測定する方法（Ｘ線法）、赤外線吸収の結晶化バンドの強度から求める方法（赤外線法）、核磁気共鳴吸収の微分曲線の下の面積に基づいて求める方法（核磁気共鳴吸収法）、結晶部分には化学試薬が浸透し難いことを利用した化学的方法等により測定することができる。
このうち、簡便性等の観点からＸ線法が好ましく用いられる。
【００５４】
また、Ｓｉ骨格３０１の結晶化度を測定する際には、接合膜３に対して上述の測定方法を適用すればよいが、あらかじめ接合膜３に前処理を施しておくのが好ましい。この前処理としては、後述する接合膜３にエネルギーを付与する処理（例えば、紫外線照射処理等）が挙げられる。エネルギーの付与により、接合膜３中の脱離基が脱離し、Ｓｉ骨格３０１の結晶化度をより正確に測定することが可能になる。
【００５５】
また、接合膜３は、その構造中にＳｉ−Ｈ結合を含んでいるのが好ましい。このＳｉ−Ｈ結合は、プラズマ重合等の気相成膜法によってシランが重合反応する際に重合物中に生じるものであるが、このとき、Ｓｉ−Ｈ結合がシロキサン結合の生成が規則的に行われるのを阻害すると考えられる。このため、シロキサン結合は、Ｓｉ−Ｈ結合を避けるように形成されることとなり、Ｓｉ骨格３０１の原子構造の規則性が低下する。このようにして、プラズマ重合等の気相成膜法によれば、結晶化度の低いＳｉ骨格３０１を効率よく形成することができる。
【００５６】
一方、接合膜３中のＳｉ−Ｈ結合の含有率が多ければ多いほど結晶化度が低くなるわけではない。具体的には、接合膜３の赤外光吸収スペクトルにおいて、シロキサン結合に帰属するピークの強度を１としたとき、Ｓｉ−Ｈ結合に帰属するピークの強度は、０．００１以上０．２以下程度であるのが好ましく、０．００２以上０．０５以下程度であるのがより好ましく、０．００５以上０．０２以下程度であるのがさらに好ましい。Ｓｉ−Ｈ結合のシロキサン結合に対する割合が前記範囲内であることにより、接合膜３中の原子構造は、相対的に最もランダムなものとなる。このため、Ｓｉ−Ｈ結合のピーク強度がシロキサン結合のピーク強度に対して前記範囲内にある場合、接合膜３は、接合強度、耐薬品性および寸法精度において特に優れたものとなる。
【００５７】
また、Ｓｉ骨格３０１に結合する脱離基３０３は、前述したように、Ｓｉ骨格３０１から脱離することによって、接合膜３に活性手を生じさせるよう振る舞うものである。したがって、脱離基３０３には、エネルギーを付与されることによって、比較的簡単に、かつ均一に脱離するものの、エネルギーが付与されないときには、脱離しないようＳｉ骨格３０１に確実に結合しているものである必要がある。
【００５８】
なお、プラズマ重合等の気相成膜法による成膜の際には、原料ガスの成分が重合して、シロキサン結合を含むＳｉ骨格３０１と、それに結合した残基とを生成するが、例えばこの残基が脱離基３０３となり得る。
かかる観点から、脱離基３０３には、Ｈ原子、Ｂ原子、Ｃ原子、Ｎ原子、Ｏ原子、Ｐ原子、Ｓ原子およびハロゲン系原子、またはこれらの各原子を含み、これらの各原子がＳｉ骨格３０１に結合するよう配置された原子団からなる群から選択される少なくとも１種で構成されたものが好ましく用いられる。かかる脱離基３０３は、エネルギーの付与による結合／脱離の選択性に比較的優れている。このため、このような脱離基３０３は、上記のような必要性を十分に満足し得るものとなり、接合膜３の接着性をより高度なものとすることができる。
【００５９】
なお、上記のような各原子がＳｉ骨格３０１に結合するよう配置された原子団（基）としては、例えば、メチル基、エチル基のようなアルキル基、ビニル基、アリル基のようなアルケニル基、アルデヒド基、ケトン基、カルボキシル基、アミノ基、アミド基、ニトロ基、ハロゲン化アルキル基、メルカプト基、スルホン酸基、シアノ基、イソシアネート基等が挙げられる。
【００６０】
これらの各基の中でも、脱離基３０３は、特に有機基であるのが好ましく、アルキル基であるのがより好ましい。有機基およびアルキル基は化学的な安定性が高いため、有機基およびアルキル基を含む接合膜３は、耐候性および耐薬品性に優れたものとなる。
ここで、脱離基３０３が特にメチル基（−ＣＨ３）である場合、その好ましい含有率は、赤外光吸収スペクトルにおけるピーク強度から以下のように規定される。
【００６１】
すなわち、接合膜３の赤外光吸収スペクトルにおいて、シロキサン結合に帰属するピークの強度を１としたとき、メチル基に帰属するピークの強度は、０．０５以上０．４５以下程度であるのが好ましく、０．１以上０．４以下程度であるのがより好ましく、０．２以上０．３以下程度であるのがさらに好ましい。メチル基のピーク強度がシロキサン結合のピーク強度に対する割合が前記範囲内であることにより、メチル基がシロキサン結合の生成を必要以上に阻害するのを防止しつつ、接合膜３中に必要かつ十分な数の活性手が生じるため、接合膜３に十分な接着性が生じる。また、接合膜３には、メチル基に起因する十分な耐候性および耐薬品性が発現する。
このような特徴を有する接合膜３の構成材料としては、例えば、ポリオルガノシロキサンのようなシロキサン結合とそれに結合した脱離基３０３となり得る有機基とを含む重合物等が挙げられる。
【００６２】
ポリオルガノシロキサンで構成された接合膜３は、それ自体が優れた機械的特性を有している。また、多くの材料に対して特に優れた接着性を示すものである。したがって、ポリオルガノシロキサンで構成された接合膜３は、基材２ａに対して特に強固に被着するとともに、第１の被着体５ａに対しても特に強い被着力を示し、その結果として、基材２ａと第１の被着体５ａとを強固に接合することができる。
【００６３】
また、ポリオルガノシロキサンは、通常、撥水性（非接着性）を示すが、エネルギーを付与されることにより、容易に有機基を脱離させることができ、親水性に変化し、接着性を発現するが、この非接着性と接着性との制御を容易かつ確実に行えるという利点を有する。
なお、この撥水性（非接着性）は、主に、ポリオルガノシロキサン中に含まれた有機基（例えばアルキル基）による作用である。したがって、ポリオルガノシロキサンで構成された接合膜３は、エネルギーを付与されることにより、表面３５に接着性が発現するとともに、表面３５以外の部分においては、前述した有機基による作用・効果が得られるという利点も有する。したがって、このような接合膜３は、耐候性および耐薬品性に優れたものとなり、例えば、薬品類等に長期にわたって曝されるような光学素子や液滴吐出ヘッドの組み立てに際して、有効に用いられるものとなる。
【００６４】
また、ポリオルガノシロキサンの中でも、特に、オクタメチルトリシロキサンの重合物を主成分とするものが好ましい。オクタメチルトリシロキサンの重合物を主成分とする接合膜３は、接着性に特に優れるものである。また、オクタメチルトリシロキサンを主成分とする原料は、常温で液状をなし、適度な粘度を有するため、取り扱いが容易であるという利点もある。
【００６５】
このような接合膜３の平均厚さは、１ｎｍ以上１０００ｎｍ以下程度であるのが好ましく、２ｎｍ以上８００ｎｍ以下程度であるのがより好ましい。接合膜３の平均厚さを前記範囲内とすることにより、接合体１０の寸法精度が著しく低下するのを防止しつつ、基材２ａと第１の被着体５ａとをより強固に接合することができる。
すなわち、接合膜３の平均厚さが前記下限値を下回った場合は、十分な接合強度が得られないおそれがある。一方、接合膜３の平均厚さが前記上限値を上回った場合は、接合体１０の寸法精度が低下するおそれがある。
【００６６】
さらに、接合膜３の平均厚さが前記範囲内であれば、接合膜３にある程度の形状追従性が保たれる。このため、例えば、基材２ａの接合面（接合膜３に隣接する面）に凹凸が存在している場合でも、その凹凸の高さにもよるが、凹凸の形状に追従するように接合膜３を被着させることができる。その結果、接合膜３は、凹凸を吸収して、その表面に生じる凹凸の高さを緩和することができる。そして、接合膜転写シート１ａと第１の被着体５ａとを貼り合わせた際に、両者の密着性を高めることができる。
なお、上記のような形状追従性の程度は、接合膜３の厚さが厚いほど顕著になる。したがって、形状追従性を十分に確保するためには、接合膜３の厚さをできるだけ厚くすればよい。
【００６７】
以上、接合膜３について詳述したが、このような接合膜３は、例えばプラズマ重合等の気相成膜法により作製されたものである。このうちプラズマ重合法によれば、緻密で均質な接合膜３を効率よく作製することができる。これにより、接合膜３は、第１の被着体５ａに対して特に強固に接合し得るものとなる。さらに、プラズマ重合法で作製された接合膜３は、エネルギーが付与されて活性化された状態が比較的長時間にわたって維持される。このため、接合体１０の製造過程の簡素化、効率化を図ることができる。なお、接合膜３は、プラズマ重合法以外に、ＣＶＤ法（特にプラズマＣＶＤ法）、ＰＶＤ法のような各種気相成膜法の他、各種液相成膜法により作製することができる。
【００６８】
以上のような接合膜転写シート１ａは、必要に応じて、接合膜３の上面を覆うように設けられたカバーシートを有していてもよい。かかるカバーシートは、接合膜３の上面を保護し、異物の付着や接合膜３の損傷等を防止する。これにより、接合膜転写シート１ａは、耐久性に優れたものとなり、長期の保存や流通に適したものとなる。
このカバーシートは、接合膜転写シート１ａを使用する前に剥離される。この際、接合膜３とカバーシートとの界面で確実に剥離が生じる必要があることから、この界面の密着強度は、基材２ａと接合膜３との密着強度より小さいことが好ましい。
【００６９】
かかる観点から、カバーシートは、その表面エネルギーが、基材２ａの表面エネルギーより小さいものであるのが好ましい。これにより基材２ａは、接合膜３に対して相対的に高い密着性を示し、接合膜３と比較的強く密着する一方、カバーシートは、接合膜３に対して相対的に低い密着性を示すこととなる。その結果、仮に接合膜転写シート１ａに意図せずエネルギーが付与されたとしても、カバーシートと接合膜３との間が接合してしまうのを防止し、接合膜３との界面で確実に剥離可能なカバーシートが得られる。
【００７０】
具体的には、カバーシートの表面エネルギーは、基材２ａの表面エネルギーの０．３倍以上０．９５倍以下程度であるのが好ましく、０．４倍以上０．９倍以下程度であるのがより好ましい。
カバーシートの構成材料としては、前述した基材２ａと同様の構成材料が挙げられる。
また、接合膜転写シート１ａは、ロール状に巻き取られた状態で保管または流通することもあるため、カバーシートには基材２ａと同様、可撓性を有するものが好ましく用いられる。
【００７１】
以下、接合膜３を作製する方法について説明する。
まず、接合膜３の作製方法を説明するのに先立って、プラズマ重合法により接合膜３を作製する際に用いるプラズマ重合装置について説明する。
図５は、本発明の接合方法に用いられるプラズマ重合装置を模式的に示す縦断面図である。なお、以下の説明では、図５中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
【００７２】
図５に示すプラズマ重合装置１００は、チャンバー１０１と、基材２ａを支持する第１の電極１３０と、第２の電極１４０と、各電極１３０、１４０間に高周波電圧を印加する電源回路１８０と、チャンバー１０１内にガスを供給するガス供給部１９０と、チャンバー１０１内のガスを排気する排気ポンプ１７０とを備えている。これらの各部のうち、第１の電極１３０および第２の電極１４０がチャンバー１０１内に設けられている。以下、各部について詳細に説明する。
【００７３】
チャンバー１０１は、内部の気密を保持し得る容器であり、内部を減圧（真空）状態にして使用されるため、内部と外部との圧力差に耐え得る耐圧性能を有するものとされる。
図５に示すチャンバー１０１は、軸線が水平方向に沿って配置されたほぼ円筒形をなすチャンバー本体と、チャンバー本体の左側開口部を封止する円形の側壁と、右側開口部を封止する円形の側壁とで構成されている。
【００７４】
チャンバー１０１の上方には供給口１０３が、下方には排気口１０４が、それぞれ設けられている。そして、供給口１０３にはガス供給部１９０が接続され、排気口１０４には排気ポンプ１７０が接続されている。
なお、本実施形態では、チャンバー１０１は、導電性の高い金属材料で構成されており、接地線１０２を介して電気的に接地されている。
【００７５】
第１の電極１３０は板状をなしており、基材２ａを支持している。
この第１の電極１３０は、チャンバー１０１の側壁の内壁面に、鉛直方向に沿って設けられており、これにより、第１の電極１３０は、チャンバー１０１を介して電気的に接地されている。なお、第１の電極１３０は、図５に示すように、チャンバー本体と同心状に設けられている。
【００７６】
第１の電極１３０の基材２ａを支持する面には、静電チャック（吸着機構）１３９が設けられている。
この静電チャック１３９により、図５に示すように、基材２ａを鉛直方向に沿って支持することができる。また、基材２ａに多少の反りがあっても、静電チャック１３９に吸着させることにより、その反りを矯正した状態で基材２ａをプラズマ処理に供することができる。
【００７７】
第２の電極１４０は、基材２ａを介して、第１の電極１３０と対向して設けられている。なお、第２の電極１４０は、チャンバー１０１の側壁の内壁面から離間した（絶縁された）状態で設けられている。
この第２の電極１４０には、配線１８４を介して高周波電源１８２が接続されている。また、配線１８４の途中には、マッチングボックス（整合器）１８３が設けられている。これらの配線１８４、高周波電源１８２およびマッチングボックス１８３により、電源回路１８０が構成されている。
このような電源回路１８０によれば、第１の電極１３０は接地されているので、第１の電極１３０と第２の電極１４０との間に高周波電圧が印加される。これにより、第１の電極１３０と第２の電極１４０との間隙には、高い周波数で向きが反転する電界が誘起される。
【００７８】
ガス供給部１９０は、チャンバー１０１内に所定のガスを供給するものである。
図５に示すガス供給部１９０は、液状の膜材料（原料液）を貯留する貯液部１９１と、液状の膜材料を気化してガス状に変化させる気化装置１９２と、キャリアガスを貯留するガスボンベ１９３とを有している。また、これらの各部とチャンバー１０１の供給口１０３とが、それぞれ配管１９４で接続されており、ガス状の膜材料（原料ガス）とキャリアガスとの混合ガスを、供給口１０３からチャンバー１０１内に供給するように構成されている。
【００７９】
貯液部１９１に貯留される液状の膜材料は、プラズマ重合装置１００により、重合して基材２ａの表面に重合膜を形成する原材料となるものである。
このような液状の膜材料は、気化装置１９２により気化され、ガス状の膜材料（原料ガス）となってチャンバー１０１内に供給される。なお、原料ガスについては、後に詳述する。
【００８０】
ガスボンベ１９３に貯留されるキャリアガスは、電界の作用により放電し、およびこの放電を維持するために導入するガスである。このようなキャリアガスとしては、例えば、Ａｒガス、Ｈｅガス等が挙げられる。
また、チャンバー１０１内の供給口１０３の近傍には、拡散板１９５が設けられている。
【００８１】
拡散板１９５は、チャンバー１０１内に供給される混合ガスの拡散を促進する機能を有する。これにより、混合ガスは、チャンバー１０１内に、ほぼ均一の濃度で分散することができる。
排気ポンプ１７０は、チャンバー１０１内を排気するものであり、例えば、油回転ポンプ、ターボ分子ポンプ等で構成される。このようにチャンバー１０１内を排気して減圧することにより、ガスを容易にプラズマ化することができる。また、大気雰囲気との接触による基材２ａの汚染・酸化等を防止するとともに、プラズマ処理による反応生成物をチャンバー１０１内から効果的に除去することができる。
また、排気口１０４には、チャンバー１０１内の圧力を調整する圧力制御機構１７１が設けられている。これにより、チャンバー１０１内の圧力が、ガス供給部１９０の動作状況に応じて、適宜設定される。
【００８２】
次に、上記のプラズマ重合装置１００を用いて、基材２ａ上に接合膜３を作製する方法について説明する。
図６は、基材２ａ上に接合膜３を作製する方法を説明するための図（縦断面図）である。なお、以下の説明では、図６中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
接合膜３は、強電界中に、原料ガスとキャリアガスとの混合ガスを供給することにより、原料ガス中の分子を重合させ、重合物を基材２ａ上に堆積させることにより得ることができる。以下、詳細に説明する。
【００８３】
まず、基材２ａを用意する。
次に、基材２ａをプラズマ重合装置１００のチャンバー１０１内に収納して封止状態とした後、排気ポンプ１７０の作動により、チャンバー１０１内を減圧状態とする。
次に、ガス供給部１９０を作動させ、チャンバー１０１内に原料ガスとキャリアガスの混合ガスを供給する。供給された混合ガスは、チャンバー１０１内に充填される（図６（ａ）参照）。
【００８４】
ここで、混合ガス中における原料ガスの占める割合（混合比）は、原料ガスやキャリアガスの種類や目的とする成膜速度等によって若干異なるが、例えば、混合ガス中の原料ガスの割合を２０％以上７０％以下程度に設定するのが好ましく、３０％以上６０％以下程度に設定するのがより好ましい。これにより、重合膜の形成（成膜）の条件の最適化を図ることができる。
また、供給するガスの流量は、ガスの種類や目的とする成膜速度、膜厚等によって適宜決定され、特に限定されるものではないが、通常は、原料ガスおよびキャリアガスの流量を、それぞれ、１ｃｃｍ以上１００ｃｃｍ以下程度に設定するのが好ましく、１０ｃｃｍ以上６０ｃｃｍ以下程度に設定するのがより好ましい。
【００８５】
次いで、電源回路１８０を作動させ、一対の電極１３０、１４０間に高周波電圧を印加する。これにより、一対の電極１３０、１４０間に存在するガスの分子が電離し、プラズマが発生する。このプラズマのエネルギーにより原料ガス中の分子が重合し、図６（ｂ）に示すように、重合物が基材２ａ上に付着・堆積する。これにより、プラズマ重合膜からなる接合膜３が形成される（図６（ｃ）参照）。
【００８６】
また、プラズマの作用により、基材２ａの表面が活性化・清浄化される。このため、原料ガスの重合物が基材２ａの表面に堆積し易くなり、接合膜３の安定した成膜が可能になる。このようにプラズマ重合法によれば、基材２ａの構成材料によらず、基材２ａ上に接合膜３を確実に成膜することができる。
原料ガスとしては、例えば、メチルシロキサン、オクタメチルトリシロキサン、デカメチルテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、メチルフェニルシロキサンのようなオルガノシロキサン等が挙げられる。
このような原料ガスを用いて得られるプラズマ重合膜、すなわち接合膜３は、これらの原料が重合してなるもの（重合物）、すなわちポリオルガノシロキサンで構成されることとなる。
【００８７】
プラズマ重合の際、一対の電極１３０、１４０間に印加する高周波の周波数は、特に限定されないが、１ｋＨｚ以上１００ＭＨｚ以下程度であるのが好ましく、１０ＭＨｚ以上６０ＭＨｚ以下程度であるのがより好ましい。
また、高周波の出力密度は、特に限定されないが、０．０１Ｗ／ｃｍ２以上１００Ｗ／ｃｍ２以下程度であるのが好ましく、０．１Ｗ／ｃｍ２以上５０Ｗ／ｃｍ２以下程度であるのがより好ましく、１Ｗ／ｃｍ２以上４０Ｗ／ｃｍ２以下程度であるのがさらに好ましい。高周波の出力密度を前記範囲内とすることにより、高周波の出力密度が高過ぎて原料ガスに必要以上のプラズマエネルギーが付加されるのを防止しつつ、ランダムな原子構造を有するＳｉ骨格３０１を確実に形成することができる。すなわち、高周波の出力密度が前記下限値を下回った場合、原料ガス中の分子に重合反応を生じさせることができず、接合膜３を形成することができないおそれがある。一方、高周波の出力密度が前記上限値を上回った場合、原料ガスが分解する等して、脱離基３０３となり得る構造がＳｉ骨格３０１から分離してしまい、得られる接合膜３において脱離基３０３の含有率が低くなったり、Ｓｉ骨格３０１のランダム性が低下する（規則性が高くなる）おそれがある。
【００８８】
また、成膜時のチャンバー１０１内の圧力は、１３３．３×１０−５Ｐａ以上１３３３Ｐａ以下（１×１０−５Ｔｏｒｒ以上１０Ｔｏｒｒ以下）程度であるのが好ましく、１３３．３×１０−４Ｐａ以上１３３．３Ｐａ以下（１×１０−４Ｔｏｒｒ以上１Ｔｏｒｒ以下）程度であるのがより好ましい。
原料ガス流量は、０．５ｓｃｃｍ以上２００ｓｃｃｍ以下程度であるのが好ましく、１ｓｃｃｍ以上１００ｓｃｃｍ以下程度であるのがより好ましい。一方、キャリアガス流量は、５ｓｃｃｍ以上７５０ｓｃｃｍ以下程度であるのが好ましく、１０ｓｃｃｍ以上５００ｓｃｃｍ以下程度であるのがより好ましい。
【００８９】
処理時間は、１分以上１０分以下程度であるのが好ましく、４分以上７分以下程度であるのがより好ましい。
また、基材２ａの温度は、２５℃以上であるのが好ましく、２５℃以上１００℃以下程度であるのがより好ましい。
以上のようにして、接合膜３を得る。
【００９０】
なお、接合膜３は、その厚さにもよるが比較的高い透光性を有したものとなる。そして、接合膜３の形成条件（プラズマ重合の際の条件や原料ガスの組成等）を適宜設定することにより、接合膜３の屈折率を調整することができる。具体的には、プラズマ重合の際の高周波の出力密度を高めることにより、接合膜３の屈折率を高めることができ、反対に、プラズマ重合の際の高周波の出力密度を低くすることにより、接合膜３の屈折率を低くすることができる。
【００９１】
具体的には、シラン系ガスを原料とするプラズマ重合法によれば、屈折率の範囲が１．３５以上１．６以下程度の接合膜３が得られる。このような接合膜３は、その屈折率が、水晶や石英ガラスの屈折率に近いため、例えば接合膜３を光路が貫通するような構造の光学部品を製造する際に好適に用いられる。また、接合膜３の屈折率を調整することができるので、所望の屈折率の接合膜３を作製することができる。
また、接合膜３は、水晶や石英ガラスの熱膨張率に近いため、接合膜３と光学部品との熱膨張率差が小さくなり、接合体１０の接合後の変形を抑制することができる。
【００９２】
（接合方法）
次に、本発明の接合方法について図１、２を参照しつつ説明する。
本実施形態に係る接合方法は、前述したように、接合膜転写シート１ａの接合膜３の上面（表面）にエネルギーを付与するとともに、接合膜３と第１の被着体５ａとが密着するように、接合膜転写シート１ａと第１の被着体５ａとを積層し、第１の仮接合体７を得る第１の工程と、第１の仮接合体７から基材２ａを剥離することにより、第１の被着体５ａに接合膜３の一部（接合膜３３）を転写して第２の仮接合体８を得る第２の工程と、第２の仮接合体８の接合膜３３の上面（剥離面）にエネルギーを付与するとともに、接合膜３３と第２の被着体６とが密着するように、第２の仮接合体８と第２の被着体６とを積層し、接合体１０を得る第３の工程とを有する。以下、各工程について順次説明する。
【００９３】
［１］まず、接合膜転写シート１ａを用意する（図１（ａ）参照）。
次いで、接合膜転写シート１ａの接合膜３の上面３１にエネルギーを付与する。エネルギーを付与すると、接合膜３の上面３１に接着性が発現する。
接合膜３の上面３１にエネルギーを付与する方法としては、上面３１を活性化し得る方法であれば、いかなる方法であってもよく、例えば、エネルギー線を照射する方法、加熱する方法、押圧力（物理的エネルギー）を付与する方法、プラズマに曝す（プラズマエネルギーを付与する）方法、オゾンガスに曝す（化学的エネルギーを付与する）方法等が挙げられる。
【００９４】
このうち、エネルギーを付与する方法としては、押圧力を付与する方法が好ましく用いられる。かかる方法によれば、単に接合すべき領域を押圧しさえすれば、接合膜３の目的とする領域のみを第１の被着体５ａに対して選択的に接合することができる。その結果、接合膜３の一部のみを第１の被着体５ａに転写することができる。このため、特殊な装置等を用いる必要がなく、接合プロセスを容易に行うことができる。
【００９５】
例えば、接合膜３のうち、図１（ｂ）に示す領域３２のみを転写する場合には、領域３２に対応する領域に凸部５１を有する第１の被着体５ａを用いる。
次いで、接合膜３と凸部５１とが接するように、接合膜転写シート１ａと第１の被着体５ａとを積層する。そして、得られた積層体を厚さ方向（基材２ａと第１の被着体５ａとが近づく方向）に押圧する（第１の工程）。これにより、凸部５１が接合膜３の一部を選択的に押圧することになり、接合膜３の領域３２に対して選択的に押圧力が付与される。その結果、領域３２が部分的に接合されてなる第１の仮接合体７が得られる（図１（ｃ）参照）。
このような方法によれば、転写すべき領域３２の形状（平面視形状）に応じて凸部５１の形状を適宜変更するのみで、転写する領域を簡単に変更することができる。
【００９６】
なお、図１（ｂ）における凸部５１の下面は平坦面であるのが好ましく、また、凸部５１の断面形状は、台形または矩形であるのが好ましい。これにより、凸部５１は、接合膜３の一部を均一かつ正確に押圧することができる。
また、凸部５１の高さは、特に限定されないが、５０μｍ以上５ｍｍ以下程度であるのが好ましく、１００μｍ以上３ｍｍ以下程度であるのがより好ましい。これにより、凸部５１は、欠損等を確実に防止するとともに、押圧に伴って接合膜転写シート１ａが波打ったりしても、目的外の領域を押圧することなく、目的とする領域のみを確実に押圧することができる。
【００９７】
また、第１の被着体５ａは、剛性を有するものであるのが好ましい。これにより、積層体の押圧に際して、凸部５１が変形してしまうことが防止される。その結果、前記転写すべき領域３２の形状が変形してしまうのを確実に防止して、正確な接合を可能にする。
ここで、第１の被着体５ａのうち、接合膜３と接触する面には、水酸基（ＯＨ基）が結合している状態になっているのが好ましい。第１の被着体５ａの表面がこのような状態になっていると、第１の被着体５ａと接合膜３との接合強度が向上することとなり、接合膜転写シート１ａと第１の被着体５ａとをより強固に接合することができる。なお、かかる効果は、以下のような現象によるものと推察される。
【００９８】
本工程において、接合膜３と第１の被着体５ａとを接触（密着）させたときに、第１の被着体５ａの表面に存在する水酸基と、接合膜３の活性化させた表面に存在する水酸基とが、水素結合によって互いに引き合い、水酸基同士の間に引力が発生する。
また、この水素結合によって互いに引き合う水酸基同士は、温度条件等によって、脱水縮合する。その結果、接合膜３と第１の被着体５ａとの接触界面では、脱離したＯＨ基が結合していた結合手同士が酸素原子を介して結合する。これにより、接合膜３と第１の被着体５ａとが化学的に強固に接合される。
【００９９】
なお、第１の被着体５ａのうち、接合膜３を密着させるべき領域の表面に水酸基が結合している状態を形成するためには、例えば、第１の被着体５ａに酸素プラズマ等のプラズマ処理を施す方法、エッチング処理を施す方法、電子線を照射する方法、紫外光を照射する方法、オゾンに曝す方法、またはこれらを組み合わせた方法等が挙げられる。このような方法を用いることにより、第１の被着体５ａの表面を清浄化するとともに、表面付近の結合の一部を切断して、表面を活性化することができる。このような状態の表面には、周囲の水分が接触することにより、水酸基（ＯＨ基）が自然に結合する。このようにして、水酸基が結合している状態を形成することができる。
【０１００】
また、第１の被着体５ａの構成材料によっては、上記のような処理を施さなくても、表面に水酸基が結合しているものもある。かかる構成材料としては、例えば、ステンレス鋼、アルミニウムのような各種金属材料、シリコン、石英ガラスのようなシリコン系材料、アルミナのような酸化物系セラミックス材料（無機系材料）等が挙げられる。なお、第１の被着体５ａは、その全体が上記のような材料で構成されていなくてもよく、少なくとも表面付近が上記のような材料で構成されていればよい。
このような材料で構成された第１の被着体５ａは、その表面が酸化膜で覆われており、この酸化膜の表面には、水酸基が結合している。したがって、このような材料で構成された第１の被着体５ａを用いると、水酸基を露出させる処理を施さなくても、接合膜転写シート１ａと第１の被着体５ａとを強固に接合することができる。
【０１０１】
また、第１の被着体５ａの表面および内部には、終端化されていない活性な結合手（ダングリングボンド）が含まれていてもよい。さらに、水酸基とダングリングボンドとが混在した状態であってもよい。第１の被着体５ａの表面および内部にダングリングボンドが含まれていると、接合膜３の表面に露出したダングリングボンドとの間で、ネットワーク状に構築された共有結合に由来するより強固な接合がなされる。その結果、接合膜転写シート１ａと第１の被着体５ａとをより強固に接合することができる。
【０１０２】
また、第１の被着体５ａは、その表面に、接合膜３と同様の接合膜を有するものでもよい。これにより、接合膜転写シート１ａと第１の被着体５ａとの間では、接合膜同士が接合することとなるため、１層の接合膜３を介した接合に比べて、接合強度を高めることができる。また、第１の被着体５ａの構成材料によらず、強固な接合が可能になる。
なお、第１の被着体５ａの表面にあらかじめ設けられた接合膜にも、接合に先立ってエネルギーを付与する必要がある。
【０１０３】
また、エネルギーが付与された活性化された接合膜３の表面は、その活性状態が経時的に緩和してしまう。このため、接合膜転写シート１ａは、エネルギーの付与後、できるだけ早く第１の被着体５ａに積層されるのが好ましい。具体的には、エネルギーの付与後、６０分以内に積層するのが好ましく、５分以内に積層するのがより好ましい。かかる時間内であれば、接合膜３の表面が十分な活性状態を維持しているので、貼り合せたときに十分な接合強度を得ることができる。
【０１０４】
換言すれば、活性化させる前の接合膜３は、化学的に安定であり、耐候性に優れている。このため、活性化させる前の接合膜３は、長期にわたる保存に適したものである。したがって、接合膜転写シート１ａを多量に製造または購入して保管しておき、第１の被着体５ａとの積層を行う直前にエネルギーを付与するようにすれば、第１の仮接合体７および接合体１０の製造効率の観点から有効である。
なお、従来のシリコン直接接合やオプティカルコンタクトのような固体接合では、表面を活性化させても、その活性状態は、大気中では数秒以上数十秒以下程度の極めて短時間しか維持されない。このため、表面の活性化を行った後、接合する２つの部材を貼り合わせる等の作業を行う時間を十分に確保することができないという問題があった。
【０１０５】
これに対し、本発明によれば、プラズマ重合膜の作用により、エネルギーを付与した後でも数分以上の比較的長時間にわたってその活性状態を維持することができる。このため、作業に要する時間を十分に確保することができ、接合作業の効率化を図ることができる。
また、積層体に付与される押圧力は、０．２ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下程度であるのが好ましく、１ＭＰａ以上５ＭＰａ以下程度であるのがより好ましい。これにより、接合膜３において、その接着性を必要かつ十分に発現させることができる。なお、この圧力が前記上限値を上回っても構わないが、基材２ａや第１の被着体５ａの各構成材料によっては損傷等が生じるおそれがある。
【０１０６】
また、加圧する時間は、特に限定されないが、１０秒以上３０分以下程度であるのが好ましい。なお、加圧する時間は、加圧する際の圧力に応じて適宜変更すればよい。具体的には、積層体を加圧する際の圧力が高いほど、加圧する時間を短くしても、十分な接着性を発現させることができる。
なお、積層体の押圧は、いかなる雰囲気中で行うようにしてもよいが、大気雰囲気中で行われるのが好ましい。これにより、雰囲気を制御することに手間やコストをかける必要がなくなり、活性化処理をより簡単に行うことができる。
【０１０７】
また、押圧力を付与する方法以外では、エネルギー線を照射する方法またはプラズマに曝す方法（プラズマ処理）が好ましい。かかる方法によれば、接合膜３の上面３１を効率よく活性化させる。また、この方法によれば、接合膜３中の分子構造を必要以上に（例えば、基材２ａとの界面に至るまで）切断しないので、接合膜３の特性が低下してしまうのを避けることができる。さらに、例えばプラズマ処理を施した後、押圧力を付与する方法のように、複数の方法を組み合わせるようにしてもよい。
【０１０８】
エネルギー線としては、例えば、紫外光、レーザー光のような光、電子線、粒子線等が挙げられる。
また、エネルギー線には、特に紫外線（例えば波長１２６ｎｍ以上３００ｎｍ以下程度）を照射する方法を用いるのが好ましい。かかる紫外線によれば、接合膜３の特性の著しい低下を防止しつつ、広い範囲をムラなく、より短時間に処理することができる。このため、接合膜３の上面３１の活性化をより効率よく行うことができる。また、紫外線には、紫外ランプ等の簡単な設備で発生させることができるという利点もある。
【０１０９】
なお、紫外線の波長は、より好ましくは、１６０ｎｍ以上２００ｎｍ以下程度とされる。
また、紫外線を照射する時間は、接合膜３の上面３１付近の化学結合を切断し得る程度の時間であればよく、特に限定されないが、０．５分以上３０分以下程度であるのが好ましく、１分以上１０分以下程度であるのがより好ましい。
【０１１０】
なお、接合膜３の全面ではなく、一部の領域に対してエネルギー線を照射するようにしてもよい。この場合、レーザー光、電子線のような指向性の高いエネルギー線であれば、目的の方向に向けて照射することにより、所定領域に対してエネルギー線を選択的にかつ簡単に照射することができる。
また、指向性の低いエネルギー線であっても、所定領域以外の領域を覆うようにして照射すれば、所定領域に対してエネルギー線を選択的に照射することができる。
【０１１１】
一方、接合膜３に曝すプラズマには、大気圧プラズマが好ましく用いられる。大気圧プラズマによれば、減圧手段等の高価な設備を用いることなく、容易にプラズマ処理を行うことができる。また、このプラズマ処理には、接合膜３の近傍でプラズマを発生させるダイレクトプラズマ方式の他、被処理物とプラズマ発生部とが離間したリモートプラズマ方式またはダウンフロープラズマ方式による処理も好ましく用いられる。ダイレクトプラズマ方式によれば、接合膜３の近傍でプラズマを発生させるため、プラズマ処理を効率よくかつ均一に行うことができる。また、リモートプラズマ方式やダウンフロープラズマ方式のように被処理物とプラズマ発生部とが離間している場合、被処理物とプラズマ発生部とが干渉しないため、被処理物（接合膜３）をイオン損傷から避けることができる。
また、減圧雰囲気中でプラズマ処理を行った場合、接合膜３の内部に意図せず閉じ込められたガスや経時的に発生したガス等が、接合膜３の外部に強制的に引き出されるおそれがある。このような現象が起こると、接合膜３に損傷が生じ、接着性の低下を招くとともに、屈折率の上昇幅が意図せず変化してしまうこととなる。
【０１１２】
これに対し、大気圧下でプラズマ処理を行うことにより、損傷を与えることなく接合膜３に接着性を発現させることができる。
このようにしてエネルギーが付与され、活性化された接合膜３の上面３１には、終端化されていない結合手（ダングリングボンド）や、この結合手に周囲の水分が接触してなる水酸基（ＯＨ基）等が露出する。なお、前述の「活性化させる」とは、上面３１付近および内部の結合が切断されて、終端化されていない結合手が生じた状態や、その結合手に水酸基が結合した状態のいずれか一方、または、これらの状態が混在した状態のことを言う。
以上のようにして第１の仮接合体７を得ることができる。
【０１１３】
このようにして得られた第１の仮接合体７では、接合膜転写シート１ａと第１の被着体５ａとの接合強度が５ＭＰａ（５０ｋｇｆ／ｃｍ２）以上であるのが好ましく、１０ＭＰａ（１００ｋｇｆ／ｃｍ２）以上であるのがより好ましい。このような接合強度を有する第１の仮接合体７は、後述する工程において、接合膜転写シート１ａから基材２ａを剥離した際に、接合膜３と第１の被着体５ａとの界面で剥離が生じるのを確実に防止し得るものとなる。
また、接合膜転写シート１ａと第１の被着体５ａとの積層には、各種ラミネート装置、各種プレス装置が用いられる。
【０１１４】
［２］次に、図１（ｄ）に示すように、第１の仮接合体７から基材２ａを剥離する。この剥離は、基材２ａと接合膜３との界面を広げるように、基材２ａを第１の仮接合体７から引き剥がすことにより行われる（第２の工程）。これにより、接合膜３の一部を第１の被着体５ａに転写してなる第２の仮接合体８が得られる（図２（ｅ）参照）。
この剥離では、接合膜３のうち、第１の被着体５ａの凸部５１に対向する部分（接合膜３３）が第１の被着体５ａに転写され、残る部分の接合膜３は、転写されることなく基材２ａとともに引き剥がされる。このため、第２の仮接合体８は、第１の被着体５ａと、その凸部５１の上面に部分的に設けられた接合膜３３とを有するものとなる。このようにして接合膜転写シート１ａを用いることにより、凸部５１の形状を適宜選択することのみで、接合膜３を効率よく簡単にパターニングすることができる。
なお、得られた第２の仮接合体８に転写された接合膜３３の上面は、基材２ａから剥離した剥離面となる。
【０１１５】
［３］次に、第２の仮接合体８の接合膜３３の上面（剥離面）にエネルギーを付与する。
接合膜３３にエネルギーを付与する方法としては、前述した接合膜３にエネルギーを付与する方法と同様である。本実施形態では、押圧力を付与する方法について説明する。
まず、第２の仮接合体８と接合する第２の被着体６を用意する。第２の被着体６の形状は、特に限定されず、平板状、ブロック状のいずれでもよいが、ここでは、平板状のものを例に説明する。
【０１１６】
また、第２の被着体６の構成材料は、基材２ａの構成材料と同様とされる。
次いで、図２（ｆ）に示すように、接合膜３３と第２の被着体６とが接するように、第２の仮接合体８と第２の被着体６とを積層する。そして、得られた積層体を厚さ方向（第２の仮接合体８と第２の被着体６とが近づく方向）に押圧する（第３の工程）。これにより、凸部５１が接合膜３３を押圧することになり、接合膜３３に対して押圧力が付与される。その結果、接合膜３３を介して第１の被着体５ａと第２の被着体６とが接合され、接合体１０が得られる（図２（ｇ）参照）。
【０１１７】
積層体を押圧する際の押圧力は、前述した接合膜転写シート１ａと第１の被着体５ａとを積層してなる積層体に付与する押圧力と同様とされる。
また、積層体の押圧には、前述したように、各種ラミネート装置、各種プレス装置等を用いることができる。
このようにして、接合膜３３は、エネルギーを付与する領域を選択することにより、接着性を発現させる領域を自在に制御することができる。例えば、凸部５１の形状に応じて接合膜３をパターニングすることができるため、従来のパターニング方法に比べて、より微細なパターンの接合膜３３を得ることができる。具体的には、隙間を介して隣接するライン状の接合膜３３を形成する場合、その隙間の幅を１μｍ以下の微小なものとすることができる。
【０１１８】
また、このような効果は、接着剤や固体接合といった従来の接合方法では得られないものであり、接合プロセスの効率化の観点から極めて有用である。すなわち、エネルギーを付与する領域を選択することにより、接合強度の容易な調整が可能になるため、接合膜３３の形状や面積を最適化することで、接合部に生じる応力の局所集中を緩和することができる。これにより、第１の被着体５ａと第２の被着体６との間に生じる熱膨張差を緩和することができる。
【０１１９】
また、接合膜転写シート１ａは、取扱いが容易で流通や保存にも適したシート状の形態をとり、単に物理的あるいは化学的なエネルギーを付与するのみで、強固な接着性を自在に発現し得る。このため、接合膜転写シート１ａは、各種製品の量産プロセスに対して優れた親和性を有するものとなる。
具体的には、プラズマ重合法により形成される接合膜は、従来、接合に供される部材の表面に直接成膜される必要があったため、成膜装置が設定されている場所に部材を用意する必要があった。これは、成膜装置が大型で重量も大きく、容易に移動することは不可能であるためである。ところが、このように成膜装置と部材とが不可分であるという地理的制約があると、部材の動線が限定されてしまうこととなり、製品の製造プロセスの自由度が低下するという問題があった。
【０１２０】
これに対し、本発明によれば、接合膜を形成するプロセスと、部材を接合するプロセスとを、異なる場所で行うことができる。このため、接合膜転写シート１ａを大量に製造しておけば、この接合膜転写シート１ａを所望の場所に運搬し、所望の場所で部材の接合を行うことができる。その結果、製品の製造プロセスの自由度が飛躍的に増大し、量産効率を高めることができる。
【０１２１】
また、接合膜３３は、接合強度、耐薬品性および寸法精度に優れていることから、得られた接合体１０も、接合強度、耐薬品性および寸法精度に優れたものとなる。
特に、接合体１０は、従来の接合方法で用いられていた接着剤のように、アンカー効果のような物理的結合に基づく接着ではなく、共有結合のように短時間で起こる強固な化学的結合に基づいて接合している。このため、接合体１０は、極めて剥離し難く、接合ムラ等も生じ難いものとなる。
【０１２２】
また、本発明の接合方法によれば、従来の固体接合のように、高温（７００℃以上８００℃以下程度）での熱処理を必要としないことから、耐熱性の低い材料で構成された基材をも、接合に供することができる。これにより、基材の構成材料の選択の幅を広げることができる。
また、本発明によれば、第１の被着体５ａと第２の被着体６との接合において、接合膜３３の剥離面が接合界面となる。このため、この剥離面は、剥離の直前まで基材２ａに接していて異物の付着や損傷等から保護された状態になっているため、良好な接合に適した状態にある。さらに、第１の工程で接合膜３にエネルギーを付与した際にも、この剥離面近傍では脱離基が脱離し難いため、成膜直後の状態が維持され易く、接着性を十分に潜在させ得るという利点もある。よって、この剥離面にエネルギーを付与することにより、剥離面は第２の被着体６に対して強固に接合されることとなる。このように接合膜転写シート１ａを用いれば、気相成膜法で成膜され、接着性の発現を自在に制御し得る接合膜３を、両面テープが如く取り扱うことができるので、第１の被着体５ａと第２の被着体６とを簡単にかつ強固に接合することができる。
【０１２３】
また、得られた接合体１０における接合界面は、いずれも気密性および液密性に優れたものとなる。これは、接合膜３３がそれ自体高密度で通気性の低いものであり、また接合メカニズムも前述したような化学結合に基づくものであるため、小さな分子の通過も制限するためである。したがって、閉空間ができるように接合領域を設定して接合体１０を製造した場合、得られた閉空間（例えば図２の閉空間３４）の気密性は、ヘリウムガスを用いたリーク量（リークレート）で、１×１０−９Ｐａ・ｍ３／ｓｅｃ以下となることが期待できる。このようなリーク量であれば、長期にわたって閉空間の気密性を維持することができるので、閉空間を減圧状態で維持したり、所定のガスで置換したりする場合に、本発明は有効に用いられる。
なお、接合体１０を得た後、この接合体１０に対して、必要に応じ、以下の２つの工程［４Ａ］、［４Ｂ］のうちのいずれか一方または双方を行うようにしてもよい。
【０１２４】
［４Ａ］得られた接合体１０を、第１の被着体５ａと第２の被着体６とが互いに近づく方向に加圧する。
これにより、第１の被着体５ａや第２の被着体６の表面に接合膜３３の表面がより接近し、接合体１０における接合強度をより高めることができる。
このとき、接合体１０を加圧する際の圧力はできるだけ高い方が好ましい。これにより、この圧力に比例して接合体１０における接合強度を高めることができる。
なお、この圧力は、第１の被着体５ａや第２の被着体６の構成材料や厚さ、接合装置等の条件に応じて、適宜調整すればよい。具体的には、１ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下程度であるのが好ましく、１ＭＰａ以上５ＭＰａ以下程度であるのがより好ましい。
また、加圧する時間は、特に限定されないが、１０秒以上３０分以下程度であるのが好ましい。
【０１２５】
［４Ｂ］得られた接合体１０を加熱する。
これにより、接合体１０における接合強度をより高めることができる。
このとき、接合体１０を加熱する際の温度は、室温より高く、接合体１０の耐熱温度未満であれば、特に限定されないが、好ましくは２５℃以上１００℃以下程度とされ、より好ましくは５０℃以上１００℃以下程度とされる。かかる範囲の温度で加熱すれば、接合体１０が熱によって変質・劣化するのを確実に防止しつつ、接合強度を確実に高めることができる。
【０１２６】
また、加熱時間は、特に限定されないが、１分以上３０分以下程度であるのが好ましい。
また、前記工程［４Ａ］、［４Ｂ］の双方を行う場合、これらを同時に行うのが好ましい。すなわち、接合体１０を加圧しつつ、加熱するのが好ましい。これにより、加圧による効果と、加熱による効果とが相乗的に発揮され、接合体１０の接合強度を特に高めることができる。
【０１２７】
なお、２つの被着体の熱膨張率がほぼ等しい場合には、上記のようにして接合体１０を加熱するのが好ましいが、２つの被着体の熱膨張率が互いに大きく異なっている場合には、できるだけ低温下で接合を行うのが好ましい。接合を低温下で行うことにより、接合界面に発生する熱応力のさらなる低減を図ることができる。
具体的には、熱膨張率差にもよるが、２５℃以上５０℃以下程度で加熱するのが好ましく、２５℃以上４０℃以下程度で加熱するのがより好ましい。このような温度範囲であれば、熱膨張率差がある程度大きくても（例えば、５×１０−５／Ｋ以上）、接合界面に発生する熱応力を十分に低減することができる。その結果、接合体１０における反りや剥離等の発生を確実に防止することができる。
以上のような工程［４Ａ］、［４Ｂ］を行うことにより、接合体１０における接合強度のさらなる向上を図ることができる。
【０１２８】
（接合装置）
ところで、上述したような本発明の接合方法は、以下のような接合装置を用いて行うことができる。
図７、８は、それぞれ本発明の接合方法の第１実施形態において用いる接合装置の構成を模式的に示す斜視図である。なお、以下の説明では、図７、８中の上側を「上」、下側を「下」という。
【０１２９】
図７に示す接合装置５００は、平板状のステージ５０１と、ステージ５０１の両端にそれぞれ設けられたローラー５０２およびローラー５０３とを有している。
また、ステージ５０１の左側上方には、接合膜転写シート１ａをロール状に巻き取ったシートロール５１０が回転自在に設けられている。シートロール５１０からは、接合膜転写シート１ａが順次繰り出されるようになっており、繰り出された接合膜転写シート１ａは、ステージ５０１上の左端から右端へと通過し、ステージ５０１の右側下方に設けられた巻き取りロール５１１で巻き取られるよう構成されている。
【０１３０】
また、シートロール５１０では、接合膜３が設けられた面が上方を向くように接合膜転写シート１ａが巻き取られている。
また、シートロール５１０の右側、および、巻き取りロール５１１の左側には、それぞれガイドロール５１２およびガイドロール５１３が設けられている。このうち、ガイドロール５１２は、ステージ５０１の左側上方から右側下方に向けて繰り出された接合膜転写シート１ａの進行方向を、水平方向に変更する。一方、ガイドロール５１３は、ステージ５０１上を左側から右側へと進行する接合膜転写シート１ａの進行方向を、巻き取りロール５１１に向くように変更する。
以上のようなシートロール５１０、巻き取りロール５１１、ガイドロール５１２およびガイドロール５１３により、ステージ５０１の上面に沿って接合膜転写シート１ａを左側から右側へと搬送されるようになっている。
【０１３１】
また、ガイドロール５１２とガイドロール５１３との間には、左側からプラズマ処理機構５２０、第１の被着体供給機構５３０、押圧機構５４０、および剥離機構５５０が順次設けられている。
プラズマ処理機構５２０は、ステージ５０１の上方に設けられ、接合膜転写シート１ａの接合膜３に向けてプラズマＰを供給し得る機構である。かかる機構としては、前述したようなダイレクトプラズマ方式、リモートプラズマ方式、ダウンフロープラズマ方式等の各種大気圧プラズマ装置が挙げられる。このようなプラズマ処理機構５２０とステージ５０１との間を接合膜転写シート１ａが通過すると、通過の際に接合膜３にエネルギーが付与され、接着性が発現する。
【０１３２】
プラズマ処理機構５２０を通過した接合膜転写シート１ａは、その右側に設けられた第１の被着体供給機構５３０に搬送される。第１の被着体供給機構５３０は、第１の被着体５ａを把持し、上方から接合膜転写シート１ａ上に載置するマニピュレーター（図示せず）等を有している。接合膜転写シート１ａ上に載置された第１の被着体５ａは、接合膜３に発現した接着性により接合膜転写シート１ａと接合される。
【０１３３】
接合膜転写シート１ａに接合された第１の被着体５ａは、接合膜転写シート１ａの移動とともに、その右側に設けられた押圧機構５４０に搬送される。押圧機構５４０は、ステージ５０１を挟んで上下それぞれに設けられた押圧ローラー５４１および押圧ローラー５４２を有している。この２つの押圧ローラー５４１、５４２の間には、ステージ５０１および接合膜転写シート１ａが位置しており、２つの押圧ローラー５４１、５４２の離間距離は、第１の被着体５ａを接合膜転写シート１ａに押圧可能な距離に調整されている。かかる押圧機構５４０により第１の被着体５ａと接合膜転写シート１ａとがより強固に接合され、第１の仮接合体７が得られる。
【０１３４】
得られた第１の仮接合体７は、接合膜転写シート１ａの移動とともに、その右側に設けられた剥離機構５５０に搬送される。剥離機構５５０は、接合膜転写シート１ａの進行方向を下方に変更するガイドロール５１３を有している。この剥離機構５５０により、第１の仮接合体７から基材２ａが強制的に剥離されることとなる。その結果、一部の接合膜３が第１の被着体５ａに転写され、第２の仮接合体８が得られるとともに、残る接合膜３は、基材２ａとともに巻き取りロール５１１に巻き取られる。
【０１３５】
得られた第２の仮接合体８は、図示しない把持部により把持され、図８に示す接合装置６００において、第２の被着体６との接合工程に供される。
図８に示す接合装置６００は、左側から順次設けられたプラズマ処理機構６１０、第２の被着体供給機構６２０、および押圧機構６３０を有している。
プラズマ処理機構６１０は、上面に第２の仮接合体８を載置し得る基台６１１と、第２の仮接合体８にプラズマ処理を施すプラズマ源６１２とを有している。プラズマ源６１２からプラズマＰが発生すると、第２の仮接合体８の接合膜３３に対してプラズマ処理が施される。これにより接合膜３３にエネルギーが付与され、接着性が発現する。
【０１３６】
プラズマ処理が施された第２の仮接合体８は、その右側に設けられた第２の被着体供給機構６２０に搬送される。第２の被着体供給機構６２０は、第２の被着体６を把持し、上方から第２の仮接合体８の接合膜３３上に載置するマニピュレーター（図示せず）と、上面にマニピュレーターを載置可能な基台６２１とを有している。第２の仮接合体８上に載置された第２の被着体６は、接合膜３３に発現した接着性により第２の仮接合体８と接合される。その結果、接合膜３３を介して第１の被着体５ａと第２の被着体６とが接合され、接合体１０が得られる。
得られた接合体１０は、押圧機構６３０に搬送される。押圧機構６３０は、基台６３１と、基台６３１上に設けられ、接合体１０を押圧する荷重発生器（図示せず）とを有している。押圧機構６３０により接合体１０に押圧力が付与され、接合体１０の接合がより強固なものとなる。
【０１３７】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の接合膜転写シートおよび接合方法の第２実施形態について説明する。
図９、１０は、本発明の接合膜転写シートおよび接合方法の第２実施形態を説明するための図（縦断面図）である。なお、以下の説明では、図９および図１０中の上側を「上」、下側を「下」という。
【０１３８】
以下、接合膜転写シートおよび接合方法の第２実施形態について説明するが、前記第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。なお、本実施形態において、第１実施形態と同様の構成部分については、先に説明した構成部分と同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
本実施形態では、接合膜転写シートの形状が異なる以外は、前記第１実施形態と同様である。
【０１３９】
図９に示す接合膜転写シート１ｂは、基材２ｂと、基材２ｂ上に成膜された接合膜３とを有するものであり、第１の被着体５ｂに対して接合膜３を転写するように用いられるものである。
基材２ｂは、接合膜３に対する剥離を有し、その上面に凸部２１を有するものである。この凸部２１は、前記第１実施形態における凸部５１と同様、接合膜３の一部の領域３２に対して選択的に押圧力を付与するためのものである。
【０１４０】
凸部２１の上面は平坦面であるのが好ましく、また、凸部２１の断面形状は、台形または矩形であるのが好ましい。これにより、凸部２１は、接合膜３の一部を均一かつ正確に押圧することができる。また、凸部２１の高さは、特に限定されず、前述した凸部５１の高さと同様に設定される。
また、接合膜３は、このような凸部２１を有する基材２ｂの上面を覆うように設けられている。これにより、接合膜３は、凸部２１を含む凹凸形状に沿って設けられることになるので、接合膜３の上面には凸部２１の形状を反映した段差が生じている。
このような基材２ｂは、剛性を有するものであるのが好ましい。これにより、接合膜転写シート１ｂと第１の被着体５ｂとを積層してなる積層体の押圧に際して、凸部２１が変形してしまうことが防止される。その結果、転写される接合膜３３の形状が変形してしまうのを確実に防止して、正確な接合を可能にする。
【０１４１】
次に、かかる接合膜転写シート１ｂを用いて、第１の被着体５ｂと第２の被着体６とを接合してなる接合体１０を製造する方法について説明する。
本実施形態に係る接合方法は、前記第１実施形態と同様、接合膜転写シート１ｂの接合膜３の上面（表面）にエネルギーを付与するとともに、接合膜３と第１の被着体５ｂとが密着するように、接合膜転写シート１ｂと第１の被着体５ｂとを積層し、第１の仮接合体７を得る第１の工程と、第１の仮接合体７から基材２ｂを剥離することにより、第１の被着体５ｂに接合膜３の一部を転写して第２の仮接合体８を得る第２の工程と、第２の仮接合体８の接合膜３３の上面（剥離面）にエネルギーを付与するとともに、接合膜３３と第２の被着体６とが密着するように、第２の仮接合体８と第２の被着体６とを積層し、接合体１０を得る第３の工程とを有する。以下、各工程について順次説明する。
【０１４２】
［１］まず、接合膜転写シート１ｂを用意する（図９（ａ）参照）。
次いで、接合膜転写シート１ｂの接合膜３の上面３１にエネルギーを付与する。これにより、接合膜３の上面３１に接着性が発現する。
ここでは、接合膜３のうち、凸部２１が設けられた領域３２に押圧力を付与する場合について説明する。
【０１４３】
具体的には、第１の被着体５ｂを用意し、図９（ｂ）に示すように、接合膜３と第１の被着体５ｂとが接するように、接合膜転写シート１ｂと第１の被着体５ｂとを積層する。そして、得られた積層体を厚さ方向（基材２ｂと第１の被着体５ｂとが近づく方向）に押圧する（第１の工程）。これにより、凸部２１が接合膜３の一部を選択的に押圧することになり、接合膜３の領域３２に対して選択的に押圧力が付与される。その結果、領域３２が部分的に接合されてなる第１の仮接合体７が得られる（図９（ｃ）参照）。
【０１４４】
なお、図９（ｂ）に示す第１の被着体５ｂは、平板状をなしているが、接合膜３に当接する平面を有するものであれば、その形状は特に限定されない。
また、第１の被着体５ｂは、可撓性を有するものであるのが好ましい。これにより、積層体の押圧に際して、第１の被着体５ｂの形状追従性が向上するので、接合膜転写シート１ｂと第１の被着体５ｂとの密着性をより高めることができる。
【０１４５】
［２］次に、図９（ｄ）に示すように、第１の仮接合体７から第１の被着体５ｂを引き剥がす（第２の工程）。これにより、接合膜３の一部（接合膜３３）と基材２ｂとの界面が剥離し、接合膜３３を第１の被着体５ｂに転写してなる第２の仮接合体８が得られる（図１０（ｅ）参照）。
この剥離では、接合膜３のうち、基材２ｂの凸部２１に対応する部分が第１の被着体５ｂに転写され、残る部分の接合膜３は、転写されることなく基材２ｂとともに残存する。このため、第２の仮接合体８は、第１の被着体５ｂと、部分的に転写された接合膜３３とを有するものとなる。このようにして接合膜転写シート１ｂを用いることにより、基材２ｂの凸部２１の形状を適宜選択することのみで、接合膜３を効率よく簡単にパターニングすることができる。
なお、得られた接合膜３３の上面は、基材２ｂから剥離した剥離面となる。
【０１４６】
［３］次に、第２の仮接合体８の接合膜３３の上面（剥離面）にエネルギーを付与する。
具体的には、まず、第２の被着体６を用意する。
次いで、前記第１実施形態と同様にして接合膜３３の上面にエネルギーを付与する。
具体的には、図１０（ｆ）に示すように、接合膜３３と第２の被着体６とが接するように、第２の仮接合体８と第２の被着体６とを積層する。そして、得られた積層体を厚さ方向（第２の仮接合体８と第２の被着体６とが近づく方向）に押圧する（第３の工程）。これにより、接合膜３３に対して押圧力が付与され、接合膜３３を介して第１の被着体５ｂと第２の被着体６とを接合してなる接合体１０が得られる（図１０（ｇ）参照）。
以上のような本実施形態においても、前記第１実施形態と同様の作用・効果が得られる。
【０１４７】
また、本実施形態では、基材２ｂに凸部２１が設けられているため、第１の被着体５ｂとして可撓性を有するものを用いることもできる。したがって可撓性を有する第１の被着体５ｂに対して接合膜３３を転写する場合には、本実施形態が好適である。
ところで、上述したような本発明の接合方法は、図１１に示す接合装置７００および図８に示す接合装置６００を用いて行うことができる。
【０１４８】
図１１は、本発明の接合方法の第２実施形態において用いる接合装置の構成を模式的に示す斜視図である。なお、以下の説明では、図１１中の上側を「上」、下側を「下」という。
図１１に示す接合装置７００は、左側から順次設けられたプラズマ処理機構７１０、第１の被着体供給機構７２０、押圧機構７３０、および剥離機構７４０を有している。
【０１４９】
プラズマ処理機構７１０は、上面に接合膜転写シート１ｂを載置し得る基台７１１と、接合膜転写シート１ｂにプラズマ処理を施すプラズマ源７１２とを有している。プラズマ源７１２からプラズマＰが発生すると、接合膜転写シート１ｂの接合膜３に対してプラズマ処理が施される。これにより接合膜３にエネルギーが付与され、接着性が発現する。
プラズマ処理が施された接合膜転写シート１ｂは、その後、第１の被着体供給機構７２０に搬送される。第１の被着体供給機構７２０は、第１の被着体５ｂを把持し、上方から接合膜転写シート１ｂの接合膜３上に載置するマニピュレーター（図示せず）と、上面にマニピュレーターを載置可能な基台７２１とを有している。接合膜転写シート１ｂ上に載置された第１の被着体５ｂは、接合膜３に発現した接着性により接合膜転写シート１ｂと接合される。その結果、接合膜３を介して第１の被着体５ｂと接合膜転写シート１ｂとが接合され、第１の仮接合体７が得られる。
【０１５０】
得られた第１の仮接合体７は、押圧機構７３０に搬送される。押圧機構７３０は、基台７３１と、基台７３１上に設けられ、第１の仮接合体７を押圧する荷重発生器７３２とを有している。押圧機構７３０により第１の仮接合体７に押圧力が付与され、第１の仮接合体７の接合がより強固なものとなる。
その後、第１の仮接合体７は、剥離機構７４０に搬送される。剥離機構７４０は、基台７４１と、基台７４１上に設けられ、第１の仮接合体７から第１の被着体５ｂを上方に引き剥がすマニピュレーター（図示せず）とを有している。この剥離機構７４０により、第１の仮接合体７から第１の被着体５ｂが強制的に剥離されることとなる。その結果、一部の接合膜３が第１の被着体５ｂに転写され、第２の仮接合体８が得られるとともに、残る接合膜３は基材２ｂ上に残存することとなる。
【０１５１】
得られた第２の仮接合体８は、図示しない把持部により把持され、前述した図８に示す接合装置６００において、第２の被着体６との接合工程に供される。
以上のような本発明の接合方法は、種々の部材同士を接合するのに用いられる。
具体的には、トランジスター、ダイオード、メモリーのような半導体素子、水晶発振子のような圧電素子、反射鏡、光学レンズ、回折格子、光学フィルターのような光学素子、太陽電池のような光電変換素子、半導体基板とそれに搭載される半導体素子、絶縁性基板と配線または電極、インクジェット式記録ヘッド、マイクロリアクター、マイクロミラーのようなＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）部品、圧力センサー、加速度センサーのようなセンサー部品、半導体素子や電子部品のパッケージ部品、磁気記録媒体、光磁気記録媒体、光記録媒体のような記録媒体、液晶表示素子、有機ＥＬ素子、電気泳動表示素子のような表示素子用部品、燃料電池用部品等の接合に際して、本発明の接合方法が適用可能である。
【０１５２】
以上、本発明の接合膜転写シートおよび接合方法を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
例えば、前記各実施形態では、基材の上面全体を覆うように接合膜を設けているが、接合膜は所定の形状にパターニングされていてもよい。
また、本発明の接合方法では、前記実施形態の構成に限定されず、任意の目的の工程が１または２以上追加されていてもよい。
【実施例】
【０１５３】
次に、本発明の具体的実施例について説明する。
１．接合体の製造
（実施例１）
＜１＞まず、基材として、幅５０ｍｍ×長さ１００ｍｍ×平均厚さ１００μｍのポリエチレンフィルムを用意した。なお、ポリエチレンの表面エネルギーは３１ｍＮ／ｍである。
【０１５４】
また、第１の被着体として、縦２０ｍｍ×横２０ｍｍ×高さ５ｍｍの枠状部材（ＯＡ１０ガラス製）と、この枠状部材の一方の面を塞ぐ、縦２０ｍｍ×横２０ｍｍ×平均厚さ１ｍｍの基板（ＯＡ１０ガラス製）とがあらかじめ接合されてなる部材を用意した。なお、枠状部材の枠の幅は、２ｍｍであった。すなわち、第１の被着体は、一方の面側に、縦１６ｍｍ×横１６ｍｍの開口を有する容器状の部材である。なお、ＯＡ１０ガラスの表面エネルギーは、３００ｍＮ／ｍである。
さらに、第２の被着体として、縦２０ｍｍ×横２０ｍｍ×平均厚さ１ｍｍの板状部材（ＯＡ１０ガラス製）を用意した。なお、第２の被着体には、その中央部を貫通するように、内径２ｍｍの貫通孔が設けられている。この貫通孔は、接合体の製造後、接合体内部のリーク量を評価する際に用いられるものである。
【０１５５】
＜２＞次いで、図５に示すプラズマ重合装置１００により、基材上に、平均厚さ２００ｎｍのプラズマ重合膜を成膜した。なお、成膜条件は以下に示す通りである。
＜成膜条件＞
・原料ガスの組成    ：オクタメチルトリシロキサン
・原料ガスの流量    ：５０ｓｃｃｍ
・キャリアガスの組成：アルゴン
・キャリアガスの流量：１００ｓｃｃｍ
・高周波電力の出力  ：１００Ｗ
・高周波出力密度    ：２５Ｗ／ｃｍ２
・チャンバー内圧力  ：１Ｐａ（低真空）
・処理時間          ：１５分
・基板温度          ：２０℃
【０１５６】
これにより、基材上にプラズマ重合膜を成膜した。そして、基材およびプラズマ重合膜の２層からなる接合膜転写シートを得た。
このようにして成膜されたプラズマ重合膜は、オクタメチルトリシロキサン（原料ガス）の重合物で構成されており、シロキサン結合を含み、ランダムな原子構造を有するＳｉ骨格と、アルキル基（脱離基）とを含むものであった。また、Ｓｉ骨格の結晶化度を測定するため、プラズマ重合膜の一部に波長４０５ｎｍの紫外線を６００秒間照射した後、Ｘ線回折法により結晶化度を測定した。その結果、プラズマ重合膜の結晶化度は３０％以下であった。
【０１５７】
＜３＞次に、得られた各プラズマ重合膜に以下に示す条件でプラズマ処理を施した。
＜プラズマ処理条件＞
・プラズマ処理方式：ダイレクトプラズマ方式
・処理ガスの組成  ：ヘリウムガス
・雰囲気圧力      ：大気圧（１００ｋＰａ）
・電極間距離      ：１ｍｍ
・印加電圧        ：１ｋＶｐ−ｐ
・電圧周波数      ：４０ＭＨｚ
【０１５８】
＜４＞次に、プラズマ処理を施してから１分後に、プラズマ重合膜と枠状部材とが接するように、基材と第１の被着体とを積層した。そして得られた積層体を５ＭＰａで押圧した。これにより、基材と第１の被着体とが接合され、第１の仮接合体を得た。
＜５＞次に、第１の仮接合体から基材を引き剥がした。これにより、第１の被着体が接していた部分のプラズマ重合膜が第１の被着体側に残存し、転写することができた。これにより、第１の被着体とこれに被着したプラズマ重合膜とからなる第２の仮接合体を得た。
【０１５９】
＜６＞次いで、第２の仮接合体が有するプラズマ重合膜に、＜３＞と同様にしてプラズマ処理を施した。
＜７＞次に、プラズマ処理を施してから１分後に、プラズマ重合膜と第２の被着体とが接するように、第２の仮接合体と第２の被着体とを積層した。そして得られた積層体を５ＭＰａで押圧した。これにより、第２の仮接合体と第２の被着体とが接合され、接合体を得た。
【０１６０】
（実施例２）
まず、実施例１と同様にして基材上にプラズマ重合膜を成膜した。
次いで、基材と同じサイズで、平均厚さ１００μｍのポリプロピレンフィルム（カバーシート）を用意した。そして、プラズマ重合膜とカバーシートとが接するように、基材とカバーシートとを積層し、ラミネート装置で押圧した。これにより、基材、プラズマ重合膜およびカバーシートの３層からなる接合膜転写シートを得た。なお、ポリプロピレンの表面エネルギーは２３ｍＮ／ｍである。
得られた接合膜転写シートを大気中で１００時間放置した後、実施例１と同様にして第１の被着体と第２の被着体とを接合し、接合体を得た。
【０１６１】
（実施例３）
基材を、幅５０ｍｍ×長さ１００ｍｍ×平均厚さ１００μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムに変更した以外は、実施例１と同様にして接合体を得た。なお、ポリエチレンテレフタレートの表面エネルギーは４３ｍＮ／ｍである。
（実施例４）
基材を、幅５０ｍｍ×長さ１００ｍｍ×平均厚さ１００μｍのポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）フィルムに変更した以外は、実施例１と同様にして接合体を得た。なお、ポリテトラフルオロエチレンの表面エネルギーは１８ｍＮ／ｍである。
【０１６２】
（実施例５）
基材を、幅５０ｍｍ×長さ１００ｍｍ×平均厚さ５０μｍのポリイミドフィルムに変更した以外は、実施例１と同様にして接合体を得た。なお、ポリイミドの表面エネルギーは５０ｍＮ／ｍである。
（実施例６）
基材として、縦２０ｍｍ×横２０ｍｍ×高さ０．５ｍｍの枠状部材（ポリエチレン製）と、この枠状部材の一方の面を塞ぐ、縦２０ｍｍ×横２０ｍｍ×平均厚さ１ｍｍの基板（ポリエチレン製）とがあらかじめ接合されてなる部材を用いるようにした以外は、前記実施例１と同様にして接合体を得た。
すなわち、上記部材の枠状部材を覆うようにプラズマ重合膜を形成した。これにより、接合膜転写シートを得るとともに、この接合膜転写シートを用いて接合体を得た。
【０１６３】
（比較例１）
まず、基材として、幅５０ｍｍ×長さ１００ｍｍ×平均厚さ０．１２ｍｍの紙テープを用いた以外は、前記実施例１と同様にして接合膜転写シートを得た。
次いで、実施例１と同様にしてプラズマ重合膜にプラズマ処理を施し、プラズマ重合膜と第１の被着体の枠状部材とが接するように、基材と第１の被着体とを積層した。そして得られた積層体を５ＭＰａで押圧した。これにより、基材と第１の被着体とが接合され、第１の仮接合体を得た。
【０１６４】
次いで、第１の仮接合体から基材を引き剥がしたところ、一部のプラズマ重合膜が基材側に付いたまま剥がれてしまった。また、一部、第１の被着体側に点状のプラズマ重合膜が残留した。
以上のことから、比較例１では、接合膜転写シートから第１の被着体側にプラズマ重合膜を転写することができなかった。
【０１６５】
（比較例２）
基材の材質をポリエチレンからＯＡガラスに変更した以外は、前記実施例６と同様にして接合膜転写シートを得た。
次いで、実施例６と同様にしてプラズマ重合膜にプラズマ処理を施し、プラズマ重合膜と第１の被着体の枠状部材とが接するように、基材と第１の被着体とを積層した。そして得られた積層体を５ＭＰａで押圧した。これにより、基材と第１の被着体とが接合され、第１の仮接合体を得た。
【０１６６】
次いで、第１の仮接合体から基材を引き剥がしたところ、一部のプラズマ重合膜が基材側に付いたまま剥がれてしまった。また、一部、第１の被着体側に点状のプラズマ重合膜が残存した。
以上のことから、比較例２では、接合膜転写シートから第１の被着体側にプラズマ重合膜を転写することができなかった。
（比較例３）
第１の被着体と第２の被着体との間をエポキシ系接着剤で接着し、接合体を得た。なお、エポキシ系接着剤の平均厚さは、２００μｍとした。
【０１６７】
２．接合体の評価
２．１  接合強度の評価
各実施例および各比較例で得られた接合体について、それぞれ接合強度を測定した。
接合強度の測定は、各接合体において第１の被着体と第２の被着体とを強制的に引き剥がしたとき、剥がれる直前の引っ張り力を測定することにより行った。また、接合強度の測定は、接合直後と、接合後に−４０℃から１２５℃の温度サイクルを５０回繰り返した後のそれぞれにおいて行った。
【０１６８】
その結果、各実施例で得られた接合体では、接合直後および温度サイクル後のいずれにおいても、十分な接合強度（１０ＭＰａ以上）を有していた。
一方、各比較例で得られた接合体のうち、比較例１、２については接合強度が測定できなかった。また、比較例３については、接合直後は十分な接合強度（１０ＭＰａ以上）を有していたものの、温度サイクル後には接合強度が低下した。
【０１６９】
２．２  リーク量の評価
各実施例および各比較例で得られた接合体について、それぞれリーク量を測定した。
リーク量の測定は、リークディテクターを用いて真空法により行った。また、プローブガスとしてはヘリウムガスを用いた。
また、リーク量の測定は、接合直後と２．１の温度サイクル後のそれぞれにおいて行った。
その結果、各実施例で得られた接合体では、接合直後および温度サイクル後のいずれにおいても、リーク量は１×１０−９Ｐａ・ｍ３／ｓｅｃ未満であった。
【０１７０】
一方、各比較例で得られた接合体のうち、比較例１、２についてはリーク量が測定できなかった。また、比較例３については、接合直後からリーク量が非常に大きく、１×１０−６Ｐａ・ｍ３／ｓｅｃ以上であった。
以上の評価結果から、各実施例で得られた接合体は、温度サイクルを経ても、接合強度および気密性に優れたものであることが明らかとなった。
【符号の説明】
【０１７１】
１ａ、１ｂ……接合膜転写シート  ２ａ、２ｂ……基材  ２１……凸部  ３、３３……接合膜  ３０１……Ｓｉ骨格  ３０２……シロキサン結合  ３０３……脱離基  ３０４……活性手  ３１……上面  ３２……領域  ３４……閉空間  ３５……表面  ５ａ、５ｂ……第１の被着体  ５１……凸部  ６……第２の被着体  ７……第１の仮接合体  ８……第２の仮接合体  １００……プラズマ重合装置  １０１……チャンバー  １０２……接地線  １０３……供給口  １０４……排気口  １３０……第１の電極  １３９……静電チャック  １４０……第２の電極  １７０……ポンプ  １７１……圧力制御機構  １８０……電源回路  １８２……高周波電源  １８３……マッチングボックス  １８４……配線  １９０……ガス供給部  １９１……貯液部  １９２……気化装置  １９３……ガスボンベ  １９４……配管  １９５……拡散板  ５００……接合装置  ５０１……ステージ  ５０２、５０３……ローラー  ５１０……シートロール  ５１１……巻き取りロール  ５１２、５１３……ガイドロール  ５２０……プラズマ処理機構  ５３０……第１の被着体供給機構  ５４０……押圧機構  ５４１、５４２……押圧ローラー  ５５０……剥離機構  ６００……接合装置  ６１０……プラズマ処理機構  ６１１……基台  ６１２……プラズマ源  ６２０……第２の被着体供給機構  ６２１……基台  ６３０……押圧機構  ６３１……基台  ７００……接合装置  ７１０……プラズマ処理機構  ７１１……基台  ７１２……プラズマ源  ７２０……第１の被着体供給機構  ７２１……基台  ７３０……押圧機構  ７３１……基台  ７３２……荷重発生器  ７４０……剥離機構  ７４１……基台  Ｐ……プラズマ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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