(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板とガラス基板、ガラス基板と水晶基板もしくは水晶基板と水晶基板からなり、
少なくとも一方の面が光学研磨されている第１及び第２のワークの光学研磨されている面
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に波長２５０ｎｍ以下の紫外光を照射し、
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、
積層後、予め加熱された加熱手段により、両ワークを温度２００°Ｃ以上で加熱する
ことを特徴とするワークの貼り合わせ方法。
【請求項２】
第１及び第２のワークがいずれも水晶基板であって、
両ワークの積層は各ワークの結晶軸の方向が交差するように行われ、
積層後の加熱が温度３００°Ｃ以下で行われる
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】
積層は、第１のワークの一部（片側）をまず第２のワークに接触させ、その後、徐々に第１のワークの接合面全体を第２のワークの接合面に接触させるようにする
ことを特徴とする請求項１、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】
積層は、第１のワークを接合面が凸となるように湾曲させ、この湾曲した第１のワークの接合面側頂点と第２のワークの接合面とを接触させ、湾曲を解除し、第１のワークの接合面全体を第２のワークの接合面に接触させるようにする
ことを特徴とする請求項１、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５】
両ワーク表面に真空紫外光を照射後、両ワークの記貼り合わせる面同士が接触するように積層する前に、
両ワーク表面をメガソニック洗浄する
ことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４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６】
ガラス基板とガラス基板、ガラス基板と水晶基板もしくは水晶基板と水晶基板からなる第１及び第２のワーク同士を貼り合わせる装置であって、
上記第１のワークを保持する第１のステージと、
上記第２のワークを保持する第２のステージと、
第１のワークの表面及び／または第２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１および第２のステージに保持された上記第１、第２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、
第１のステージに保持された第１のワークの表面及び第２ステージに保持された第２のワークの表面と、上記光照射ユニットとの距離を調整するための間隙設定機構と、
上記第１のステージおよび第２のステージとは別箇に設けられ、上記積層された状態の第１のワーク及び第２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の貼り合わせ装置。
【請求項７】
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６に記載のワークの貼り合わせ装置。
【請求項８】
上記第１のステージおよび第２のステージとは別箇に設けられ、
上記第１および第２のステージに保持された上記第１、第２のワークの内の一方のワークの光照射面に向けて、
超音波振動が付与された純水流を放出する純水流放出手段と、ガスを放出する放出手段とを更に備えた、
ことを特徴とする請求項６または請求項7のいずれか一項に記載のワークの貼り合わせ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
水晶等の結晶基板と結晶基板もしくは結晶基板とガラス基板もしくはガラス基板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する。
【背景技術】
【０００２】
複数のワークを積層して貼り合わせる接合技術は、様々な分野において採用されている。例えば、光学分野においては、ワークを積層してなる積層光学部材を製造する際、上記したような接合技術が採用される。
積層されるワークとしては、ガラス基板、水晶基板のような結晶基板が採用され、ガラス基板とガラス基板、ガラス基板と結晶基板、結晶基板と結晶基板といった組合せのワークを積層した積層光学部材が用途に応じて提供される。基板は平面状の場合もあれば、凹面状、凸面状の場合もある。
【０００３】
光学部品としては、例えば、透過する光に位相差を生じさせる機能を有する光学素子である波長板は、水晶のような複屈折結晶の基板を複数枚貼り合わせて構成される。
また、モアレや偽色を防止するために、ＣＣＤやＣＭＯＳといった撮像素子の前面に取り付けられる光学的ローパスフィルタは、例えば、水晶基板とガラス基板とを貼り合わせたり、水晶基板同士を貼り合わせたりすることにより構成される。
また、光学レンズを構成する際、異なる屈折率のガラス製レンズを貼り合わせることで「収差」を抑制し、必要とされる光学性能を得ることができる。
【０００４】
ワークとしてガラス基板や結晶基板を用いた接合技術は、光学分野のみにおいて用いられるものではない。例えば、ピエゾ抵抗型半導体圧力センサ、加速度センサ、アクチュエータ等のマイクロマシンの製造プロセスにおいて、結晶基板であるシリコン基板同士の接合プロセスが含まれる。また様々な水晶デバイスを製造する際も、水晶基板同士の接合が行われる。更には、電子デバイス分野での単結晶ウエーハボンディング工程においてもこのような接合技術が用いられる。
【０００５】
このようなワークとしてガラス基板、結晶基板を用いる場合のワークの貼り合わせには、以下のような接合技術が採用されてきた。
例えば、従来は、特許文献１に示すように、貼り合わせるワークの接合表面に接着剤を塗布し、ワークを積層する方法が行われてきた。接着剤としては、特許文献２に示すように紫外線硬化性接着剤が使用されることも多い。
【０００６】
ガラス基板同士を貼り合わせる方法としては、上記した方法の他、特許文献３に示すように、接合面に低融点ガラスフリットを介在させて融着させる方法や、特許文献４に記載されているようなオプティカル・コンタクト法が用いられる。オプティカル・コンタクトは、精密研磨されたガラス表面同士を密着させる方法である。
【０００７】
また、結晶基板とガラス基板とを貼り合わせる場合、例えば、特許文献５に示すように、両ワークを積層後、当該両ワークを加圧しながら加熱することが行われる。特許文献５に示す貼り合わせ方法のメカニズムは必ずしも明らかではないが、加熱によって活性化するワーク表面が加圧によって相互に結合することによりワーク同士の接合がなされるものと考えられる。
あるいは、例えば、特許文献６に示すように、水晶基板表面を鏡面研磨・薬品洗浄により、当該水晶基板表面を平滑・平坦化およびＯＨ基終端化し、両ワークを積層後、加熱することが行われる。
あるいは、特許文献７に示すように、ガラス基板の接合面にＳｉＯ２膜を形成して、ガラス基板と結晶基板を原子間結合で直接接合する方法もある。
【０００８】
更には、ワークの貼り合わせ方法として、例えば、特許文献８においては、貼り合わせる各ワークの接合面に微結晶連続薄膜を設けたあとワークを積層し、微結晶連続薄膜の接合界面および結晶粒界に原子拡散を生じさせてワークを接合する方法が提案されている。
近年、この原子拡散接合法は、水晶デバイスの水晶基板の接合にも適用できることが、京セラキンセキ（株）や東北大学の島津武仁らによって報告されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−２９０３５号公報
【特許文献２】特開２０１０−２４３９６６号公報
【特許文献３】特開２００７−２９７２４９号公報
【特許文献４】特開平９−２２１３４２号公報
【特許文献５】特開２００９−２８０４２０号公報
【特許文献６】特開平６−２１７４１号公報
【特許文献７】特開２００７−４１１１７号公報
【特許文献８】特開２０１０−４６６９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記した接合方法には様々な問題が存在する。例としてガラス基板同士、ガラス基板と結晶基板、結晶基板と結晶基板とを貼り合わせて光学素子を形成する場合を考える。
通常の接着剤や紫外線硬化性接着剤を用いる場合、接着剤を接合面に均一な密度かつ均一な厚みで塗布することが要求されるが、この塗布加工精度は必ずしも高精度ではない。そのため、接着剤中に気泡が発生したり、また接合面上の接着剤の膜厚分布が不均一になることが多い。よって、接合後のワークの光学性能にばらつきが発生しやすい。
また、接着剤を透過する光の波長領域は必ずしも広いものではなく、接着剤自体が光学素子自体の光学特性を制限してしまう。また、接着剤の耐久性も十分ではなく、接着剤によっては、透過する光が紫外線の場合、紫外線による接着剤の劣化が生じる。
【００１１】
低融点ガラスフリットを介在させて融着させる方法においても、フリットを接合面に均一な密度かつ均一な厚みで塗布することは難しく、上記したような光学特性の不均一が発生する。またガラス基板と低融点ガラスフリットとの熱膨張率の違いにより、光学素子そのものに歪みが発生することもある。
オプティカル・コンタクト法によれば、接着剤を使用しないので接着剤に起因する上記不具合は発生しないが、接合表面を高精度に研磨して面精度を高くする必要があり、製造コストが高くなる。
【００１２】
例えば、モアレ防止用の光学ローパスフィルタは、光学的光軸を互いに異ならせた複数枚の水晶複屈折板や１／４波長板等の水晶基板が互いに重ね合わされて構成される。例えば、結晶性基板同士を貼り合わせてなる光学素子の場合、ワークの積層は、各ワークの結晶方位の方向が互いに異なるように行われる。よって、所定の光学性能を得るためには、結晶性基板の結晶方位を基準とした位置合わせが必要となる。
また、特許文献５の貼り合わせ方法においては、ワークを加圧する工程が含まれる。そのため、貼り合わせの際、ワークを加圧するための大掛かりな加圧機構を必要とする。
【００１３】
特許文献６に示す方法の場合、表面の鏡面加工、洗剤洗浄、イソプロピルアルコール洗浄、硫酸や過酸化水素水混合液洗浄といった貼り合わせの前処理工程が多数存在し、貼り合わせも前処理後の加熱による表面のＯＨ基終端化、加圧、引き続き加熱と多々の工程を経る必要があり、ワーク貼り合わせ工程が複雑となる。
【００１４】
特許文献７に示すように、ガラス基板の接合面にＳｉＯ２膜を形成して、ガラス基板と結晶基板を原子間結合で直接接合したり、特許文献８の原子拡散接合法を用いて水晶基板同士の接合面に微結晶連続薄膜（金属薄膜）を設け手段当該水晶基板を接合する場合、接合面にワークではない介在物質を設ける必要がある。よって、ワーク貼り合わせ工程には、介在物質を接合面に堆積させるプロセスが設けられるが、本プロセスを実行するには大掛かりな装置が必要となり、ワーク貼り合わせ工程が複雑となる。
【００１５】
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、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、接着剤や低温ガラスフリットを使用する際に発生するワークの光学性能の劣化を抑制することができ、オプティカル・コンタクト法の場合必要とされるワーク表面の高精度研磨を不要とし、さらに、原子拡散接合法のよう接合面に介在物質を設ける必要がなく、かつ、加圧や熱膨張によるアライメントずれや、ワークの破損といった不具合を抑制することができる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】
【００１６】
本発明においては、上記課題を解決するため、水晶等の結晶基板と結晶基板、結晶基板とガラス基板、もしくはガラス基板とガラス基板からなる第１および第２のワーク同士を貼り合せるためのワーク貼り合わせ方法を次のように構成する。
【００１７】
〔工程１〕
大気中において、結晶基板とガラス基板、もしくはガラス基板とガラス基板からなる第１および第２のワークの接合面に波長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に行う。
【００１８】
〔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。
【００１９】
〔工程３〕
積層後、加圧工程を経ることなく、すなわち積層したワークを加圧することなく、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この温度を維持する。
積層されたワークは加熱されると熱膨張状態となり、この状態のまま接合される。そして加熱終了後、積層されたワークの温度が室温になり、積層されたワークには応力が発生する。この応力の大きさは、加熱時の温度と室温との温度差に依存する。上記した所定温度とは、加熱後室温となった積層されたワークが応力により破損しないときの加熱温度である。なお、積層後、接合面同士をなじませるために、（軽く押す程度に）ワークを加圧してもよい。
【００２０】
〔工程１〕乃至〔工程３〕による接合のメカニズムは必ずしも明確ではないが、以下のような現象により接合がなされるものと考えられる。
大気中において、結晶基板と結晶基板、結晶基板とガラス基板、もしくはガラス基板とガラス基板からなる第１および第２の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、基板表面において、大気中の酸素が真空紫外光の照射により分解し、活性酸素が発生する。この活性酸素と第１および第２のワーク表面に付着している有機物系不純物とが反応し、当該有機系不純物が除去される。
【００２１】
更に、活性酸素により第１および第２のワークの接合面が酸化され、第１および第２のワークを構成するガラス基板もしくは水晶基板のケイ素原子と活性酸素とが結合する。ここで、大気中には水分が存在しており、このような活性酸素と水分中との水素が結合する。その結果、第１および第２のワークの表面はケイ素原子にヒドロキシ基（ＯＨ基）が結合した状態となる。（すなわち、第１および第２のワークの表面は、ＯＨ基で終端化した状態となる。
【００２２】
〔工程２〕において、第１のワークと第２のワークとを真空紫外光が照射された接合面同士が接触するように積層すると、両ワークのＯＨ基で終端化した表面同士が接触するように積層されることになる。よって、両ワークのＯＨ基による水素結合が形成される。
更に、〔工程３〕において、積層した第１のワークと第２のワークとを加熱することにより、接合面での脱水が発生し、最終的には、第１のワークと第２のワークとは酸素の共有結合により接合されるものと考えられる。
【００２３】
ここで、第１のワークと第２のワークが結晶基板と結晶基板、結晶基板とガラス基板、もしくはガラス基板とガラス基板の場合、実験により、加熱温度が２００°Ｃ以上の条件で接合が可能であることが分かった。
しかしながら、加熱温度が高すぎると、加熱された基板の温度が室温に戻る際に発生する応力により、接合された一対のワークに割れが発生することがある。
水晶基板には結晶方位があるため、第１、第２のワークが水晶基板の場合には、一対の基板を積層する際の結晶方位の方向により、割れが発生する温度が異なる。
第１のワークと第２のワークが水晶基板の場合、一対の水晶基板の結晶方位の方向が平行の場合には、加熱温度を３００°Ｃ以上にしても割れは発生しなかったが、結晶方位の方向が交差するように積層されている場合には、加熱温度が３００°Ｃを超えると割れが発生する場合があった。したがって、水晶基板の結晶方位の方向が交差するように積層されている場合は、加熱温度を３００°Ｃ以下にするのが望ましい。
【００２４】
なお、第１のワークと第２のワーク表面に無機物系不純物が付着している可能性がある場合は、〔工程１〕の第１および第２のワークの接合面への波長２００ｎｍ以下の真空紫外光照射処理のあと、第１のワークと第２のワーク表面をメガソニック洗浄してもよい。例えば、ノズル等から放出される純水流に１〜２ＭＨｚの超音波振動を付与して、ワーク表面に当該純水流を当てる。当該純水流は、超音波の伝搬媒体として機能すると同時に、超音波の作用でワーク表面から剥離した汚染物の輸送媒体としても機能する。なお、純水流を第１および第２のワークの接合面に当てた後は、清浄ガス流を第１および第２のワークの接合面に吹き付けることにより、第１および第２のワークの接合面に残留する純水が除去される。
なお、上記したようにメガソニック洗浄は第１のワークと第２のワーク表面に付着している無機物系不純物をメカニカルに除去するものであり、〔工程１〕の後にメガソニック洗浄を行っても、ＯＨ基で終端化した第１および第２のワークの表面状態に変化はない。
【００２５】
なお、積層した第１、第２のワークを加熱するに際し、加熱手段を予め加熱しておくことにより、上記〔工程２〕から速やかに〔工程３〕に移行させることができる。
また、第１、第２のワークを積層する際、第１のワークの一部（片側）をまず第２のワークに接触させ、その後、徐々に第１のワークの接合面全体を第２のワークの接合面に接触させたり、第１のワークを接合面が凸となるように湾曲させ、この湾曲した第１のワークの接合面側頂点と第２のワークの接合面とを接触させ、湾曲を解除し、第１のワークの接合面全体を第２のワークの接合面に接触させるようにすることにより、両ワークの積層面から空気を排除することが可能となる。
【００２６】
上記第１及び第２のワーク同士の貼り合わせを実施するための装置は、以下のように構成される。
（１）上記装置を、第１のワークを保持する第１のステージと、上記第２のワークを保持する第２のステージと、第１のワークの表面及び／または第２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１および第２のステージに保持された上記第１、第２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、第１のステージに保持された第１のワークの表面及び第２ステージに保持された第２のワークの表面と、上記光照射ユニットとの距離を調整するための間隙設定機構と、上記第１のステージおよび第２のステージとは別箇に設けられ、上記積層された状態の第１のワーク及び第２のワークを加熱する加熱機構とから構成する。
（２）上記（１）において、上記加熱機構を、ワークが載置される加熱ステージで構成する。
（３）上記（１）（２）において、上記第１のステージおよび第２のステージとは別箇に、上記第１および第２のステージに保持された上記第１、第２のワークの内の一方のワークの光照射面に向けて、超音波振動が付与された純水流を放出する純水流放出手段と、ガスを放出する放出手段とから構成されるメガソニック洗浄装置を設ける。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の貼り合わせ方法によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）接合に通常の接着剤や紫外線硬化性接着剤を使用しないので、接着剤中の気泡発生や不均一な接着剤の膜厚分布に起因する接合後のワークの光学性能のばらつきが発生しない。また、接着剤そのものの特性よって制限される光学特性の問題もなく、紫外線による接着剤の劣化という問題も発生しない。
また、低融点ガラスフリットを介在させて融着させる場合に発生する低融点ガラスフリットと水晶基板もしくはガラス基板との熱膨張率の相違に伴う積層したワークの歪みの問題も発生しない。
（２）本発明の貼り合わせ方法においては、積層した第１のワークと第２のワークとの加圧工程は含まれていない。よって、貼り合わせの際、ワークを加圧するための大掛かりな加圧機構を必要としない。
【００２８】
（３）本発明による貼り合わせ方法は、特許文献６に示すような前処理工程および１時間もの長時間に渡る加熱工程を行うことなく、ワーク表面に波長２００ｎｍの真空紫外光を照射することにより、ワークの表面の洗浄やワーク表面のＯＨ基による終端化を実現している。また、真空紫外光の照射時間は例えば９０秒程度である。すなわち、本発明による貼り合わせ方法によれば、ワーク表面への短時間の真空紫外光照射という１つの工程により、ワークの表面の洗浄やワーク表面のＯＨ基による終端化が実現できる。
これに対し、特許文献６に示す方法の場合、貼りあわせる２枚のワークの表面をＯＨ基で終端化するにあたり、洗剤洗浄、イソプロピルアルコール洗浄、硫酸や過酸化水素水混合液洗浄といった貼り合わせの前処理工程後、２枚のワークを加熱して行っている。すなわち、イソプロピルアルコール洗浄、硫酸や過酸化水素水混合液洗浄といった複雑な貼り合わせの前処理工程により、ワーク表面に付着した有機物系不純物等を除去し、更に、表面の水分子を除去するために、例えば、３００°Ｃで１時間、接合前のワークを加熱保持することによりワーク表面をＯＨ基で終端化しており、本発明に比べて前処理に多くの時間を要し、処理工程も複雑である。
【００２９】
（４）また、本発明の貼り合わせ方法によれば、特許文献７に示す方法のように、ガラス基板と結晶基板を原子間結合で直接接合するため、ガラス基板の接合面にＳｉＯ２膜を形成する必要もなく、また、特許文献８の原子拡散接合法を用いた方法のように、水晶基板同士の接合面に微結晶連続薄膜（金属薄膜）を設ける必要もない。
すなわち、本発明による貼り合わせ方法は、第１および第２のワークの接合面に上記したような介在物質を設ける必要がないので、介在物質を接合面に堆積させるプロセスが不要となり、このプロセスを実行するための大掛かりな装置は不要である。
（５）第１及び第２のワークがいずれも水晶基板であって、両ワークの結晶軸の方向が交差するように積層されている場合、積層後の加熱を温度３００°Ｃ以下とすることにより、ワークの割れを防ぐことができる。
【００３０】
（６）両ワークの加熱に、予め加熱されている加熱手段を用いることにより、積層から加熱への工程を短時間に移行させることができ、貼り合わせ時間を短縮することができる。
（７）第１のワークの一部（片側）をまず第２のワークに接触させ、その後、徐々に第１のワークの接合面全体を第２のワークの接合面に接触させるようにしたり、第１のワークを接合面が凸となるように湾曲させ、この湾曲した第１のワークの接合面側頂点と第２のワークの接合面とを接触させ、湾曲を解除し、第１のワークの接合面全体を第２のワークの接合面に接触させることにより、両ワークの積層面から空気を排除することができ、両ワークを確実に貼り合わせることができるとともに、接合後の光学性能を損なうこともない。
（８）両ワーク表面に真空紫外光を照射後、両ワークの貼り合わせる面同士が接触するように積層する前に、両ワーク表面をメガソニック洗浄することにより、第１のワーク、第２のワーク表面から無機物系不純物を除去することができ、両ワークを確実に貼り合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】光照射機構およびワーク搬送機構の構成例を示す図である。
【図２】ワーク洗浄・積層機構およびワーク搬送機構の構成例を示す図である。
【図３】ワーク洗浄・積層機構の吸着ステージを上側から見た図である。
【図４】ワーク加熱機構の構成例を示す図である。
【図５】光照射機構における動作を説明する図である。
【図６】ワーク洗浄・積層機構へのワークの搬送を説明する図である。
【図７】ワーク洗浄・積層機構におけるメガソニック洗浄動作を説明する図（１）である。
【図８】ワーク洗浄・積層機構におけるメガソニック洗浄動作を説明する図（２）である。
【図９】ワーク洗浄・積層機構におけるワークの搬送、積層動作を説明する図である。
【図１０】ワークの積層の仕方を説明する図である。
【図１１】上位コントローラを設けた場合の制御部の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
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。本実施例の貼り合わせ装置は、〔工程１〕と〔工程２〕との間に、ワーク上の無機物系不純物を除去する機能を付与した構成例を示している。なお、貼り合わせ前のワーク上に無機物系不純物が存在しない、もしくは、殆ど存在しない場合、無機物系不純物を除去する機能は不要となる。
【００３３】
ワークの貼り合わせ装置は、大きく分けて、光照射機構Ａ、ワーク洗浄・積層機構Ｂ、ワーク搬送機構Ｃ、ワーク加熱機構Ｄからなる。
光照射機構Ａは、上記した〔工程１〕を実施するためのものである。また、ワーク洗浄・積層機構Ｂは、〔工程１〕の後にワーク上の無機物系不純物を除去する工程、および〔工程２〕を実施するためのものである。また、ワーク加熱機構Ｄは〔工程３〕を実施するためのものである。なお、ワーク搬送機構Ｃは、光照射機構Ａにより〔工程１〕が施されたワークをワーク洗浄・積層機構Ｂまで搬送したり、ワーク洗浄・積層機構Ｂにより〔工程２〕まで施されたワークをワーク加熱機構Ｄまで搬送するためのものである。
【００３４】
１．光照射機構Ａ、ワーク搬送機構Ｃ
図１に光照射機構Ａおよびワーク搬送機構Ｃの構成例を示す。
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、両表面から有機物系不純物を除去したり、両表面をＯＨ基で終端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。
図１においては、第１のワークＷ１と第２のワークＷ２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。
【００３５】
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１２により行われる。すなわち、ランプ点灯装置１２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。
【００３６】
第１のワークＷ１はその光照射面が光照射ユニット１０に対向するように第１のワークステージ２１ａに載置される。同様に、第２のワークＷ２はその光照射面が光照射ユニット１０に対向するように第２のワークステージ２１ｂに載置される。
なお、必要に応じて、第１および第１のワークステージ２１ａ，２１ｂには、第１および第２のワークＷ１，Ｗ２をそれぞれ位置決めするための位置決めピン２２が設けられる。第１および第２のワークＷ１，Ｗ２の形状が四角形の場合、位置決めピン２２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。
【００３７】
ワーク搬送機構Ｃは、図示を省略したワーク保管機構に保管されている第１および第２のワークＷ１，Ｗ２を搬送して、第１のワークＷ１を第１のワークステージ２１ａ上に、第２のワークＷ２を第２のワークステージ２１ｂ上に載置したり、光照射ユニット１０より放出される真空紫外光が照射された第１および第２のワークＷ１，Ｗ２をワーク洗浄・積層機構Ｂに搬送するためのものであり、ワークを掴んで搬送する搬送手段３０と、搬送手段３０を駆動する搬送機構駆動部３１と、搬送機構駆動制御部３１ａを備える。
【００３８】
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。
すなわち、このような光照射を行う場合、第１のワークＷ１が載置された第１のワークステージ２１ａ、第２のワークＷ２が載置された第２のワークステージ２１ｂ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の表面とがある程度接近するよう移動する機能を有することが望ましい。
【００３９】
このような要請に対応するため、第１のワークステージ２１ａおよび第２のワークステージ２１ｂは、移動ステージ２３上に設けられる。
また、２本の円柱状の柱２６が移動ステージ２３を貫通している。移動ステージ２３の柱２６が貫通する部分は軸受構造となっており、移動ステージ２３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。
【００４０】
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、上記フランジ部２６ａと移動ステージ２３との間には、高さ調整用カラー２６ｂが挿入される。後で述べるように、高さ調整用カラー２６ｂの厚みを調整することにより、移動ステージ２３のベース２７からの高さ（移動ステージ２３上の第１および第２のワークＷ１，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。
移動ステージ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、駆動軸２５を介して移動ステージ２３および移動ステージ２３上に配置された第１のワークステージ２１ａ、第２のワークステージ２１ｂ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。
【００４１】
２．ワーク洗浄・積層機構Ｂ
図２にワーク洗浄・積層機構Ｂの構成例を示す。また、図３にワーク洗浄・積層機構Ｂの吸着ステージを上側から見た図を示す。
吸着ステージ４１は、ワーク搬送機構Ｃによって光照射機構Ａから搬送されてきた第１および第２のワークＷ１，Ｗ２が載置され、載置された第１および第２のワークＷ１，Ｗ２を真空チャック機構により吸着保持可能となっている。
吸着ステージ４１には、第１および第２のワークＷ１，Ｗ２をそれぞれ位置決めするための位置決めピン４２が設けられる。第１および第２のワークＷ１，Ｗ２の形状が四角形の場合、位置決めピン４２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。
【００４２】
吸着ステージ４１のワーク載置面において、位置決めピン４２により位置決めされる第１のワークＷ１、第２のワークＷ２の載置領域には、図３に示すように、第１のワークＷ１の形状、第２のワークＷ２の形状に対応して構成されている吸着用溝部４１ａが形成されている。
吸着ステージ４１の内部には図２において破線で示した真空供給路４１ｂが設けられている。この真空供給路４１ｂの一方は真空供給管４３と接続されていて、他方は吸着用溝部４１ａに設けられた真空供給用孔部４１ｃ（図３参照）と連通している。
【００４３】
第１および第２のワークＷ１，Ｗ２が吸着ステージ４１上に載置されると、真空供給機構４５により真空供給管４３を介して真空供給路４１ｂ、吸着用溝部４１ａ、第１のワークＷ１の載置面からなる空間、ならびに、真空供給路４１ｂ、吸着用溝部４１ａ、第２のワークＷ２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および第２のワークＷ２は吸着ステージ４１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４６が真空供給機構４５の動作を制御することにより行われる。
【００４４】
ワーク洗浄・積層機構Ｂは、第１のワークＷ１、第２のワークＷ２表面から無機物系不純物を除去するためのメガソニック洗浄機構５０ａ、メガソニック洗浄機構５０ｂを有する。これらのメガソニック洗浄機構５０ａ、５０ｂは、１〜２ＭＨｚの超音波振動が付与された純水流を噴出する水流用ノズル５２ａ、５２ｂおよび清浄ガスを噴出するガスノズル５３ａ、５３ｂをそれぞれ有する。水流用ノズル５２ａ、５２ｂは周波数１〜２ＭＨｚの振動を付与するための超音波振動子５１ａ，５１ｂを備えており、水流用ノズル５２ａ、５２ｂに供給される純水は、超音波振動子５１ａ，５１ｂにより超音波振動が付与された状態で水流用ノズル５２ａ、５２ｂから噴出する。
【００４５】
洗浄機構駆動部５４はメガソニック洗浄機構５０ａ，５０ｂを駆動するものであり、図示を省略した純水供給手段からの純水を水流用ノズル５２ａ、５２ｂに供給したり、図示を省略した清浄ガス給手段からの清浄ガスをガスノズル５３ａ、５３ｂに供給したり、超音波振動子５１ａ，５１ｂを駆動したり、水流用ノズル５２ａ、５２ｂやガスノズル５３ａ、５３ｂの位置が所望の場所に位置するように、水流用ノズル、ガスノズルを移動させる機能を有する。この洗浄機構駆動部５４の制御は、洗浄機構駆動制御部５４ａにより行われる。
【００４６】
上記した吸着ステージ４１はシンク４７内に設けられる。メガソニック洗浄機構５０ａ，５０ｂから第１のワークＷ１、第２のワークＷ２に向けて放出される純水流は、第１および第２のワークＷ１，Ｗ２に付着していた無機物系不純物を剥離するとともに、剥離した汚染物をワーク外へと輸送する。すなわち、上記汚染物を含む純水はシンク４７に集められ、シンク４７に設けられた水排出用ドレイン４４を経由して外部へ排出される。
【００４７】
ワーク搬送機構Ｃは、先に述べたように、第１のワークＷ１、第２のワークＷ２を光照射機構Ａから搬出し、ワーク洗浄・積層機構Ｂに搬入して、上記第１のワークＷ１、第２のワークＷ２を吸着ステージ４１に載置させるためのものである。また、搬送機構Ｃは、第１のワークＷ１を搬送して第２のワークＷ２に積層させるのにも使用される。
すなわち、ワーク搬送機構Ｃは、第１のワークＷ１を掴み保持する機能、第１のワークＷ１の光照射面（メガソニック洗浄機構による洗浄面）が第２のワークＷ２の光照射面（メガソニック洗浄機構による洗浄面）を含む平面に対向するように第１のワークＷ１を反転させる機能、反転させた第１のワークＷ１を第２のワークＷ２上へ搬送する機能、第１のワークＷ１の光照射面と第２のワークＷ２の光照射面とが接触するように第２のワークＷ２上に第１のワークＷ１を積層させる機能を有する。
【００４８】
第１のワークＷ１および第２のワークＷ２が水晶基板等の結晶基板である場合、第１のワークＷ１と第２のワークＷ２とを積層させる場合は、両ワークの結晶軸方向を合わせる必要がある。
このアライメントは、吸着ステージ４１に設けた位置決めピン４２を利用して行ってもよいし、第１のワークＷ１を第２のワークＷ２上に積層する前、結晶軸方向に関して、第２のワークＷ２に対する第１のワークＷ１の位置を位置決めするアライメント機能を有するようにワーク搬送機構Ｃを構築してもよい。
【００４９】
３．ワーク加熱機構Ｄ
図４にワーク加熱機構Ｄの例を示す。
前記ワーク搬送機構Ｃは、光照射機構Ａおよびワーク洗浄・積層機構Ｂによって、上記〔工程１〕〔工程２〕の処理を施されて積層されて一体となった２枚のワークを、更に図４に示すワーク加熱機構Ｄまで搬送する機能も有する。
例えば、前記ワーク保管機構（図示せず）、光照射機構Ａ、ワーク洗浄・積層機構Ｂ、ワーク加熱機構Ｄ等は、ワーク搬送機構Ｃの搬送手段３０がアクセス可能なワーク搬送機構の周囲に配置され、ワーク搬送機構Ｃの搬送手段３０は上記ワーク保管機構からワークＷ１，Ｗ２を取り出して、前記光照射機構Ａに搬送し、光照射機構Ａおいて真空紫外光が照射されたワークＷ１，Ｗ２を、上記搬送手段３０により把持してワーク洗浄・積層機構Ｂに搬送する。そして、洗浄処理がなされると、ワークＷ１，Ｗ２を積層する。さらに、ワーク搬送機構Ｃは、積層したワークＷ１，Ｗ２を上記ワーク加熱機構Ｄに搬送して加熱処理させる。加熱処理後、貼り合わせが完了したワークは、ワーク搬送機構Ｃにより、貼り合わせ済みワークの保管機構（図示せず）に搬送して、収納される。
【００５０】
ワーク加熱機構Ｄにおける加熱ステージ６１は、積層された第１および第２のワークＷ１，Ｗ２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、加熱後室温となった積層されたワークが応力により破損しないときの加熱温度である。また、所定時間とは、ワーク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、ワークの接合面全面に渡って十分な接合状態となった状態を示す。
【００５１】
加熱ステージ６１内の加熱手段６２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６１の温度制御は、温度制御部６３により行われる。温度制御部６３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６１表面の温度情報に基づき、加熱ステージ６１表面の温度が所定の温度となるように加熱手段６２を制御する。なお、加熱ステージ６１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６３に記憶されている。
なお、ワーク加熱機構Ｄはこのような加熱ステージ態様に限るものではなく、図示を省略した加熱炉を用いても良い。この場合、加熱炉は図示を省略した温度制御機構により炉内温度が制御される。
【００５２】
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説明する。
Ａ．〔前準備〕  動作１（光照射前）
以下、説明する第１のワークＷ１と第２のワークＷ２の貼り合わせにおいて、両基板は四角形形状の水晶基板とし、ワークの辺は、ワークの結晶軸方向と一義的な関係であるものとする。すなわち、第１のワークＷ１の特定の辺の方向と第２のワークＷ２の特定の辺の方向とを略一致させれば、第１のワークＷ１の結晶軸の方向と第２のワークＷ２の結晶軸の方向とは略垂直になるものとする。
【００５３】
（１）第１のワークＷ１を第１のワークステージ２１ａ上に、第２のワークＷ２を第２のワークステージ２１ｂ上に載置する。第１のワークステージ２１ａおよび第２のワークステージ２１ｂに位置決めピン２２が設けられている場合、第１のワークＷ１は第１のワークステージ２１ａの位置決めピン２２により所定の位置に位置決めされる。
同様に、第２のワークＷ２は第２のワークステージ２１ｂの位置決めピン２２により所定の位置に位置決めされる。なお上記した所定の位置とは、光照射ユニット１０から放出される真空紫外光が第１および第２のワークＷ１，Ｗ２に照射される位置である。
【００５４】
（２）図５に示すように、第１のワークＷ１および第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移動ステージ２３を移動させ、第１のワークステージ２１ａおよび第２のワークステージ２１ｂ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、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、移動ステージ２３を移動させる。
【００５５】
上記した所定の高さとは、第１のワークステージ２１ａに載置された第１のワークＷ１の照射面および第２のワークステージ２１ｂに載置された第２のワークＷ２の照射面と、ランプ１１ａの下側との距離がＤとなるような高さである。すなわち、高さ調整用カラー２６ｂは、光照射ユニット１０と第１のワークステージ２１ａに載置された第１のワークＷ１の照射面および第２のワークステージ２１ｂに載置された第２のワークＷ２の照射面との距離とを設定する間隙設定機構として機能する。
上記した距離Ｄは、ランプ１１ａ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。
【００５６】
なお、上記した例は、第１のワークＷ１および第２のワークＷ２の厚みが同一である場合を示している。すなわち、第１のワークＷ１の照射面のベース２７からの高さと第２のワークＷ２の照射面のベース２７からの高さとは略一致し、第１のワークステージ２１ａ、第２のワークステージ２１ｂは１つの移動ステージ２３上に設けられる。
【００５７】
第１のワークＷ１および第２のワークＷ２の厚みが相違する場合は、第１のワークＷ１を載置する第１のワークステージ２１ａの上下方向の移動距離と、第２のワークＷ２を載置する第２のワークステージ２１ｂの上下方向の移動距離とは相違するので、第１のワークステージ２１ａおよび第２のワークステージ２１ｂとを独立に移動させるよう、移動ステージ２３や移動ステージ２３の移動方向を規制する複数の柱２６、高さ調整用カラー２６ｂ、ステージ移動機構２４等を２組設ける必要がある。この場合、当然ながら、第１のワークステージ２１ａに対応する高さ調整用カラー２６ｂの厚みと第１のワークステージ２１ａに対応する高さ調整用カラー２６ｂの厚みとは互いに相違する。
【００５８】
（３）一方、図４に示すワーク加熱機構Ｄにおいて、温度制御部６３により加熱ステージ６１の温度を予め温度制御する。すなわち、温度制御部６３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６１の表面の温度情報に基づき、加熱ステージ６１の表面の温度が所定の温度となるように加熱手段６２を制御する。上記したように、加熱ステージ６１の表面の温度と、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６３に記憶されている。温度制御部６３は、ワークが加熱ステージ６１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６１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６１を加熱しておくのは、〔工程２〕から速やかに〔工程３〕に移行させるためである。
【００５９】
（１）〜（３）の工程により、第１のワークステージ２１ａへの第１のワークＷ１の載置および位置決め、第２のワークステージ２１ｂへの第２のワークＷ２の載置および位置決め、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６１の事前加熱が行われる。
【００６０】
Ｂ．〔工程１〕  動作２（光照射）
（４）ランプ点灯装置１２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１２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。
（５）所定の照射時間経過後、ランプ点灯装置１２はランプ１１ａを消灯する。ここでランプ点灯装置１２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。
【００６１】
上述した（４）〜（５）の工程により、第１のワークＷ１、第２のワークＷ２への所定時間の光照射が行われる。
なお、（４）〜（５）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。
【００６２】
Ｃ．動作３（ワーク洗浄・積層機構Ｂへのワークの搬送および載置）
（６）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移動ステージ２３を下方向に移動させて、第１のワークステージ２１ａおよび第２のワークステージ２１ｂ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、ワーク搬送機構Ｃの搬送手段３０が光照射ユニット１０と第１および第２のワークステージ２１ａ，２１ｂ間の空間に進入・退避する際、上記搬送手段３０が光照射ユニット１０や第１および第２のワークステージ２１ａ，２１ｂと衝突しない高さである。
（７）ワーク搬送機構Ｃの搬送手段３０が第１のワークステージ２１ａならびに第２のワークステージ２１ｂと、両ワークステージの上部にある光照射ユニット１０との間の空間に進行し、第１のワークＷ１を捕捉する。
（８）第１のワークＷ１を捕捉した搬送手段３０は、第１のワークＷ１を所定距離だけ上方向に移動させて第１のワークステージ２１ａから第１のワークＷ１を離脱させて、図２に示すワーク洗浄・積層機構Ｂにおける吸着ステージ４１上に搬送し、吸着ステージ４１に設けられている第１のワークＷ１用位置決めピン４２を用いて第１のワークＷ１を位置決めした後、当該第１のワークＷ１を吸着ステージ４１に載置する。
【００６３】
（９）その後、ワーク搬送機構Ｃの搬送手段３０は、再び光照射機構Ａまで移動して、第２のワークステージ２１ｂ上の第２のワークＷ２を捕捉する。
（１０）第２のワークＷ２を捕捉した搬送手段３０は、第２のワークＷ２を所定距離だけ上方向に移動させて第２のワークステージ２１ｂから第２のワークＷ２を離脱させて、図２に示すワーク洗浄・積層機構Ｂにおける吸着ステージ４１上に搬送し、吸着ステージ４１に設けられている第２のワークＷ２用位置決めピン４２を用いて第２のワークＷ２を位置決めした後、当該第２のワークＷ２を吸着ステージ４１に載置する。
【００６４】
上記した第１のワークＷ１用位置決めピン４２、第２のワークＷ２用位置決めピン４２は、第１のワークＷ１および第２のワークＷ２が、後で示すようにメガソニック洗浄機構により洗浄が可能な位置に位置決めするものである。
また、後で示すように、吸着ステージ４１に設けた第２のワーク用位置決めピン４２で第２のワークＷ２に対する第１のワークＷ１の位置決めも行う場合、第１のワークＷ１用位置決めピン４２は、第１のワークＷ１を仮アライメントする。
すなわち、ワーク搬送機構Ｃの搬送手段３０により捕捉された第１のワークＷ１が当該ワーク搬送機構Ｃにより第１のワークＷ１の光照射面（洗浄面）が第２のワークＷ２の光照射面（メガソニック洗浄機構による洗浄面）を含む平面と対向するように反転された際、反転した第１のワークＷ１の結晶軸方向は、ある程度、第２のワークＷ２の結晶軸方向と合致しているように、第１のワークＷ１は吸着ステージ４１上に設けられた第１のワーク用位置決めピン４２を用いて仮アライメントされる。
【００６５】
上述した（６）〜（１０）の工程により、第１および第２のワークＷ１，Ｗ２は、光照射機構Ａからワーク洗浄・積層機構Ｂに搬送され、ワーク洗浄・積層機構Ｂの吸着ステージ４１上に載置される。
【００６６】
Ｄ．動作４（ワークの固定およびメガソニック洗浄動作）
（１１）真空チャック駆動制御部４６が真空供給機構４５を駆動し、真空供給管４３を介して吸着ステージ４１のワーク載置面に真空を供給する。すなわち、真空供給機構４５により真空供給管４３を介して真空供給路４１ｂ、吸着用溝部４１ａ、第１のワークＷ１の載置面からなる空間、ならびに、真空供給路４１ｂ、吸着用溝部４１ａ、第２のワークＷ２の載置面からなる空間内が減圧され、吸着ステージ４１上に第１のワークＷ１および第２のワークＷ２が吸着保持される。
【００６７】
（１２）図７に示すように、ワーク洗浄・積層機構Ｂは、メガソニック洗浄機構５０ａ、メガソニック洗浄機構５０ｂを駆動して、第１のワークＷ１に対応した水流用ノズル５２ａの位置、第２のワークＷ２に対応した水流用ノズル５２ｂの位置を位置決めする。
（１３）続いて、ワーク洗浄・積層機構Ｂは、水流用ノズル５２ａ、５２ｂに純水を供給するとともに、メガソニック洗浄機構５０ａ，５０ｂの各超音波振動子５１ａ，５１ｂを動作させる。これにより、水流用ノズル５２ａから超音波振動が付与された純水流が第１のワークＷ１表面に向かって噴出する。また、水流用ノズル５２ｂから超音波振動が付与された純水流が第２のワークＷ２表面に向かって噴出する。
（１４）各純水流による第１および第２のワークＷ１，Ｗ２表面での洗浄範囲は第１および第２のワークＷ１，Ｗ２表面の面積より小さいので、ワーク洗浄・積層機構Ｂは、水流用ノズル５２ａおよび５２ｂを第１および第２のワークＷ１，Ｗ２表面と略平行な仮想表面内において二次元方向に適宜移動させて、第１および第２のワークＷ１，Ｗ２表面全体を超音波振動が付与された純水流により洗浄する。
（１５）第１および第２のワークＷ１，Ｗ２表面全体の上記純水流による洗浄が終了後、ワーク洗浄・積層機構Ｂは、水流用ノズル５２ａ，５２ｂへの純水の供給を停止するとともに、メガソニック洗浄機構５０ａ，５０ｂの各超音波振動子５１ａ，５１ｂの動作を停止する。
【００６８】
（１６）図８に示すように、ワーク洗浄・積層機構Ｂは、メガソニック洗浄機構５０ａ、メガソニック洗浄機構５０ｂを駆動して、第１のワークＷ１に対応したガスノズル５３ａの位置、第２のワークＷ２に対応したガスノズル５３ｂの位置を位置決めする。
（１７）続いて、ワーク洗浄・積層機構Ｂは、ガスノズル５３ａ、５３ｂに清浄ガスを供給する。これにより、ガスノズル５３ａから清浄ガス流が第１のワークＷ１表面に向かって噴出する。また、ガスノズル５３ｂから清浄ガス流が第２のワークＷ２表面に向かって噴出する。
（１８）各ガス流が第１および第２のワークＷ１，Ｗ２表面に供給される範囲は第１および第２のワークＷ１，Ｗ２表面の面積より小さいので、ワーク洗浄・積層機構Ｂは、ガスノズル５３ａおよび５３ｂを第１および第２のワークＷ１，Ｗ２表面と略平行な仮想表面内において二次元方向に適宜移動させて、第１および第２のワークＷ１，Ｗ２表面全体に清浄ガスを吹き付け、第１および第２のワークＷ１，Ｗ２表面に残留する純水を除去する。
（１９）第１および第２のワークＷ１，Ｗ２表面全体の上記ガス流による残留純水除去が終了後、ワーク洗浄・積層機構Ｂは、ガスノズル５３ａ、５３ｂへの清浄ガスの供給を停止する。
【００６９】
上述した（１１）〜（１９）の工程により、第１および第２のワークＷ１，Ｗ２はワーク洗浄・積層機構Ｂの吸着ステージ４１上に吸着固定され、メガソニック洗浄機構５０ａ、メガソニック洗浄機構５０ｂにより、第１および第２のワークＷ１，Ｗ２の表面から無機物系不純物が除去される。
なお、メガソニック洗浄に先立って（１１）において、吸着ステージ４１上に第１のワークＷ１および第２のワークＷ２を吸着保持するのは、メガソニック洗浄中に第１および第２のワークＷ１，Ｗ２に当てられる純水流、清浄ガス流によって、上記第１および第２のワークＷ１，Ｗ２が移動しないようにするためである。
なお、メガソニック洗浄機構から第１および第２のワークＷ１，Ｗ２に向けて放出され、第１および第２のワークＷ１，Ｗ２表面から剥離した無機物系不純物含む純水はシンク４７に集められ、シンク４７に設けられた水排出用ドレイン４４を経由して外部へ排出される。
【００７０】
Ｅ．〔工程２〕  動作５（ワークの搬送および反転動作）
（２０）図９に示すように、洗浄機構駆動制御部５４ａによって洗浄機構駆動部５４を駆動することによりメガソニック洗浄機構５０ａ，５０ｂを上方向に移動させて、メガソニック洗浄機構５０ａ，５０ｂ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、ワーク搬送機構Ｃの搬送手段３０がメガソニック洗浄機構と吸着ステージ４１との間の空間に進行し、搬送手段３０に捕捉された第１のワークＷ１が吸着ステージ４１の上方にて当該ワーク搬送手段３０によって反転した際、第１のワークＷ１およびワーク搬送機構Ｃの搬送手段３０がメガソニック洗浄機構５０ａ，５０ｂおよび吸着ステージ４１のいずれかとも衝突しないようにすることができる高さである。
【００７１】
（２１）ワーク搬送機構Ｃの搬送手段３０がメガソニック洗浄機構５０ａ，５０ｂと吸着ステージ４１とのとの間の空間に進行し、第１のワークＷ１を捕捉する。
（２２）第１のワークＷ１を捕捉した搬送手段３０は、第１のワークＷ１を所定距離だけ上方向に移動させた後、第１のワークＷ１の光照射面（洗浄面）が第２のワークＷ２の光照射面（メガソニック洗浄機構による洗浄面）を含む平面と対向するように第１のワークＷ１を反転させる。ここで、上記した所定距離とは、第１のワークＷ１およびワーク搬送機構Ｃの搬送手段３０がメガソニック洗浄機構５０ａ，５０ｂおよび吸着ステージ４１と衝突しない高さである。
【００７２】
（２１）〜（２２）の工程により、第１のワークＷ１がワーク搬送機構Ｃの搬送手段３０により捕捉され、当該第１のワークＷ１の光照射面（洗浄面）が第２のワークＷ２の光照射面（メガソニック洗浄機構による洗浄面）を含む平面と対向するように反転される。
なお、ワーク搬送機構Ｃの搬送手段３０は、搬送機構駆動制御部３１ａによって制御された搬送機構駆動部３１により駆動される。
【００７３】
Ｆ．〔工程２〕  動作６（ワークの搬送、積層動作）
（２２）図９に示すように、ワーク搬送機構Ｃにより反転した第１のワークＷ１は、当該ワーク搬送機構Ｃの搬送手段３０により、第２のワークＷ２上に搬送される。
（２３）次にワーク搬送機構Ｃの搬送手段３０は、吸着ステージ４１上で第２のワークＷ２を位置決めしている第２のワーク用位置決めピン４２を用いて第１のワークＷ１の位置（結晶軸の方向）を位置決めして、第１のワークＷ１を第２のワークＷ２上に積層する。
具体的には、ワーク搬送機構Ｃの搬送手段３０は、吸着ステージ４１に設けられた位置決めピン４２に第１のワークＷ１を押し当てることにより、第１のワークＷ１を位置決めする。ここで、吸着ステージ４１に設けられた位置決めピン４２の高さは吸着ステージ４１に載置された第２のワークＷ２の厚みより高い。
【００７４】
なお、上記したように、吸着ステージ４１に第１のワークＷ１を載置する際に第１のワークＷ１の位置（結晶軸方向）が仮アライメントされている場合、反転後第２のワークＷ２上に搬送されてきた第１のワークＷ１の結晶軸方向は、ある程度、第２のワークＷ２の結晶軸方向と合致している。よって、吸着ステージ４１に設けられた位置決めピン４２に第１のワークＷ１を押し当てて第１のワークＷ１のアライメントをする場合、アライメント動作時の第１のワークＷ１の移動量は僅かでよい。
【００７５】
なお、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、搬送機構駆動制御部３１ａによって制御された搬送機構駆動部３１によりワーク搬送手段３０を駆動する。
【００７６】
なお、第２のワークＷ２への第１のワークＷ１の積層は、例えば、以下のように行われる。
図１０（ａ）（ｂ）は両ワークの積層の仕方を説明するものであり、図１０（ａ）は側面図、図１０（ｂ）は上面図である。図１０（ａ）に示すように、ワーク搬送機構Ｃは第１のワークＷ１が傾斜した姿勢で保持する。そして、傾斜の下側に位置する第１のワークＷ１の辺を、吸着ステージ４１の２本の位置決めピン４２に押し当てて位置決めしたあと、傾斜の下側に位置する第１のワークＷ１の辺側から徐々に第２のワークＷ２の受光面と第１のワークＷ１の受光面が接触するように、ワーク搬送機構Ｃは第２のワークＷ２上に第１のワークＷ１を積層する。このように積層することにより、両ワークの積層面から空気を排除することが可能となる。
【００７７】
同様に、図１０（ｃ）（ｄ）は両ワークの積層の別の仕方を説明するものであり、図１０（ｃ）は側面図、図１０（ｄ）は上面図である。図１０（ｃ）に示すように、ワーク搬送機構Ｃは第１のワークＷ１が湾曲した姿勢で保持する。この湾曲は、湾曲の凸部の頂部が仮想線を成すように設定される。そして、ワーク搬送機構Ｃは、この仮想線と直交する方向の第１のワークＷ１の辺を、吸着ステージ４１の２本の位置決めピン４２に押し当てて位置決めしたあと、第１のワークＷ１を第２のワークＷ２へ接触させる。これにより、両ワークは線接触する。この接触線は上記仮想線上にある。
そして、この接触線を基線として、徐々に第２のワークＷ２の受光面と第１のワークＷ１の受光面が接触するように、ワーク搬送機構Ｃは第２のワークＷ２上に第１のワークＷ１を積層する。このように積層することにより、両ワークの積層面から空気を排除することが可能となる。
【００７８】
（２２）〜（２３）の工程により、ワーク搬送機構Ｃにより反転した第１のワークＷ１が第２のワークＷ２上に搬送され、第２のワークＷ２に対する第１のワークＷ１の位置合わせが行われ、第１のワークＷ１の受光面が第２のワークＷ２の受光面と接触するよう両ワークが積層される。
【００７９】
Ｇ．〔搬送、設置〕  動作７（ワークの搬送、設置）
（２４）図４に示すように、ワーク搬送機構Ｃは、吸着ステージ４１上に載置されている積層された両ワーク（第１のワークＷ１および第２のワークＷ２）を掴み、当該ワークを吸着ステージ４１から退避させ、ワーク加熱機構Ｄの加熱ステージ６１まで搬送する。なお、積層された両ワークの吸着ステージ４１から加熱ステージ６１までの搬送は、作業者が実施してもよい。
（２５）ワーク搬送機構Ｃは、加熱ステージ６１まで搬送してきた積層された両ワークを加熱ステージ６１上に載置する。
（２４）〜（２５）の工程により、積層されたワークの第２のワークステージ２１ｂから加熱ステージ６１までの搬送、加熱ステージ６１上への積層されたワークの設置が行われる。
【００８０】
Ｈ．〔工程３〕  動作８（ワークの加熱）
（２６）温度制御部６３により、加熱ステージ６１の温度制御を開始する。上記したように、加熱ステージ６１は事前加熱されているので、加熱ステージ６１上へワークが設置された時点からワークＷ１，Ｗ２の温度制御が開始される。
温度制御部６３は、加熱ステージ６１に積層されたワークＷ１，Ｗ２が設置された時点から、ワーク温度が所定温度（加熱後室温となった積層されたワークＷ１，Ｗ２が応力により破損しないときの加熱温度）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、加熱手段６２を制御する。この加熱手段６２の制御は、温度制御部６３が記憶している加熱ステージ６１表面の温度とワークＷ１，Ｗ２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に基づき行われる。
【００８１】
なお、ワーク温度の降温は、加熱手段６２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。
加熱手段６２へのエネルギー供給を停止すると、加熱ステージ６１上のワークＷ１，Ｗ２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６１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６１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６１との熱交換により、加熱ステージ６１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６３により行われる。温度制御部６３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６１表面の温度情報に基づき、加熱ステージ６１表面の温度が室温となるように冷却機構を制御する。
【００８２】
〔貼り合わせ装置の変形例１〕  
上記した貼り合わせ装置の各構成要素の動作は各制御部で行われる。
すなわち、ランプ点灯装置１２はランプ１１ａの点灯・消灯、ランプ点灯時間の制御を行う。ステージ移動機構駆動制御部２４ａは、移動ステージ２３、第１のワークステージ２１ａ、第２のワークステージ２１ｂ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。
【００８３】
搬送機構駆動制御部３１ａは、第１および第２のワークＷ１，Ｗ２を掴み保持する機能、図示を省略したワーク保管機構に保管されている第１および第２のワークＷ１，Ｗ２をそれぞれ第１および第２のワークステージ２１ｂに搬送・載置する機能、第１のワークステージ２１ａ上の第１のワークＷ１、並びに、第２のワークステージ２１ｂ上の第２のワークＷ２を吸着ステージ４１に搬送・載置する機能、第１のワークＷ１の光照射面（メガソニック洗浄機構による洗浄面）が第２のワークＷ２の光照射面（メガソニック洗浄機構による洗浄面）を含む平面に対向するように第１のワークＷ１を反転させる機能、反転させた第１のワークＷ１を第２のワークＷ２上へ搬送する機能を有するワーク搬送手段３０を駆動するワーク搬送機構駆動部３１の動作を制御する。
また、搬送機構駆動制御部３１ａは、第１のワークＷ１の光照射面と第２のワークＷ２の光照射面とが接触するように第２のワークＷ２上に第１のワークＷ１を積層させる機能、第１のワークＷ１を第２のワークＷ２上に積層する前、結晶軸方向に関して第２のワークＷ２に対する第１のワークＷ１の位置を位置決めするアライメント機能、吸着ステージ４１上に載置された積層後のワークを加熱ステージ６１まで搬送する機能を有するワーク搬送手段３０を駆動するワーク搬送機構駆動部３１の動作を制御する。
【００８４】
ステージ移動機構駆動制御部２４ａは、移動ステージ２３および移動ステージ２３上に配置された第１のワークステージ２１ａ、第２のワークステージ２１ｂ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。
真空チャック駆動制御部４６は、真空チャック機構を動作させるための真空供給機構４５の動作を制御する。
洗浄機構駆動制御部５４ａは、図示を省略した純水供給手段からの純水を水流用ノズル５２ａ，５２ｂに供給する機能、図示を省略した清浄ガス給手段からの清浄ガスをガスノズル５３ａ，５３ｂに供給する機能、超音波振動子５１ａ，５１ｂを駆動する機能、水流用ノズル５２ａ，５２ｂやガスノズル５３ａ，５３ｂの位置を制御する機能を有する洗浄機構駆動部５４の動作を制御する。
【００８５】
温度制御部６３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６１表面の温度情報に基づき、加熱ステージ６１表面の温度が所定の温度となるように加熱手段６２を制御する。また、必要に応じて温度制御部６３は、上記温度情報に基づき、加熱ステージ６１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を制御する。
これらの制御部は、上記した〔工程１〕〜〔工程３〕の各工程において、その都度制御を行う。
【００８６】
ここで、図１１に示すように、これらの制御部の実行タイミングを指令する制御部である上位コントローラ１００を設け、一連の工程を自動的に実施してもよい。
上位コントローラは、上記した〔工程１〕〜〔工程３〕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。
【００８７】
〔貼り合わせ装置の変形例２〕  
上記したように、貼り合わせ前のワーク上に無機物系不純物が存在しない、もしくは、殆ど存在しない場合、無機物系不純物を除去する機能は不要となる。この場合、ワーク洗浄・積層機構Ｂにおいて、ワーク洗浄機能は不要となり、ワークの積層は光照射機構Ａにおいて行えばよい。
上記した（１）〜（２６）の工程において、（８）〜（１９）の工程が不要となる。そして、（２０）〜（２３）の工程で行われる吸着ステージ４１での第１のワークＷ１と第２のワークＷ２との積層は、光照射機構Ａの第２のワークステージ２１ｂ上で行えばよい。
【００８８】
すなわち、工程（５）を終了して〔工程１〕の真空紫外光の照射工程が終了後、以下の工程が行われる。
（Ａ）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移動ステージ２３を下方向に移動させて、第１のワークステージ２１ａおよび第２のワークステージ２１ｂ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、ワーク搬送機構Ｃに捕捉された第１のワークＷ１が、第１のワークステージ２１ａ上にて当該ワーク搬送機構Ｃによって反転した際、第１のワークＷ１およびワーク搬送機構Ｃが第１のワークステージ２１ａと衝突しない高さである。
（Ｂ）ワーク搬送機構Ｃの搬送手段３０が第１のワークステージ２１ａならびに第２のワークステージ２１ｂと、両ワークステージの上部にある光照射ユニット１０との間の空間に進行し、第１のワークＷ１を捕捉する。
（Ｃ）第１のワークＷ１を捕捉したワーク搬送機構Ｃの搬送手段３０は、第１のワークＷ１を所定距離だけ上方向に移動させた後、第１のワークＷ１の光照射面が第１のワークステージ２１ａと対向するように第１のワークＷ１を反転させる。ここで、上記した所定距離とは、第１のワークＷ１および搬送手段３０が第１のワークステージ２１ａおよび光照射ユニット１０と衝突しない高さである。
（Ｂ）〜（Ｃ）の工程により、第１のワークＷ１がワーク反転機構により捕捉され、当該第１のワークＷ１の光照射面が第１のワークステージ２１ａと対向するように反転される。
なお、ワーク搬送機構Ｃは、搬送機構駆動制御部３１ａによって制御された搬送機構駆動部３１により駆動される。
【００８９】
（Ｄ）ワーク搬送機構Ｃの搬送手段３０により反転した第１のワークＷ１は、当該搬送手段３０により、第２のワークＷ２上に搬送される。
（Ｅ）次にワーク搬送機構Ｃは、第２のワークステージ２１ｂ上で第２のワークＷ２を位置決めしている位置決めピン２２を用いて第１のワークステージ２１ａの位置（結晶軸の方向）を位置決めして、第１のワークＷ１を第２のワークＷ２上に積層する。具体的には、ワーク搬送機構Ｃの搬送手段３０は、第２のワークステージ２１ｂに設けられた位置決めピン２２に第１のワークＷ１を押し当てることにより、第１のワークＷ１を位置決めする。ここで、第２のワークステージ２１ｂに設けられた位置決めピン２２の高さは第２のワークステージ２１ｂに載置された第２のワークＷ２の厚みより高い。
工程（Ｅ）終了後、上記実施例の工程（２４）以降を行う。なお、工程（２４）では、ワーク搬送機構Ｃの搬送手段３０は、吸着ステージ４１上に載置されている積層された両ワーク（第１のワークＷ１および第２のワークＷ２）を掴み、当該ワークを吸着ステージ４１から退避させ、ワーク加熱機構Ｄの加熱ステージ６１まで搬送しているが、貼り合わせ装置の変形例２においては、第２のワークステージ２１ｂに載置されている積層された両ワーク（第１のワークＷ１および第２のワークＷ２）を掴み、当該ワークを第２のワークステージ２１ｂから退避させ、ワーク加熱機構Ｄの加熱ステージ６１まで搬送することになる。
【００９０】
本実施例に示した貼り合わせ装置は、光照射機構Ａ、ワーク洗浄・積層機構Ｂ、ワーク搬送機構Ｃ、ワーク加熱機構Ｄ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〕を実施することが可能となる。また、ワーク洗浄・積層機構Ｂにより、〔工程１〕〔工程２〕との間で、ワーク上の無機物系不純物を除去する工程を実施することもできる。
特に、本貼り合わせ装置は、上記のように４つの機構に分割しているので、予めワーク加熱機構Ｄの加熱ステージ６１を予備加熱しておくことが可能となり、〔工程２〕のワーク積層後、加熱ステージ６１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。
【００９１】
また、光照射機構Ａ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の光照射面と光照射ユニット１０との距離とを、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、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１１ａ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。
【００９２】
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。
水晶基板２枚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。
ワークの形状は以下の通りである。
接合する２枚の水晶基板の形状は、いずれも厚さ０．５ｍｍ、縦５０．８ｍｍ×横５０．８ｍｍである。また、各水晶基板の両面は光学研磨処理が施されている。ここで２枚の水晶基板同士の接合には、上記した貼り合わせ装置を用いた。
【００９３】
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。ワーク表面における放射照度は５ｍＷ／ｃｍ２であり、照射時間は９０秒とした。
その後、一対のワークのメガソニック洗浄を行った。メガソニック洗浄における洗浄液は純水であり、純水流に付与する振動周波数は１ＭＨｚとした。また清浄ガスとしては空気を用いた。
〔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、吸着ステージ４１に設けた位置決めピン４２を用いて行った。
〔工程３〕
積層したワークの加熱は、予め加熱していた加熱炉内にワークを設置し、所定時間経過間後ワークを加熱炉から取り出した。
【００９４】
なお、水晶基板の積層方向（一対の水晶基板の結晶方位の方向が直交するように積層するか平行となるように積層するか）、加熱温度、加熱時間をパラメータとし、以下の４つの条件で〔工程２〕〔工程３〕を実施した。以下、条件および接合の可否の結果を下表に示す。接合の可否は、積層して加熱した２枚の水晶基板に単位面積あたり５００Ｎの力（５００Ｎ／ｃｍ２）で両基板が剥離する方向に引っ張った際、一方の基板から他方の基板が剥離しなかった場合を可とし、剥離した場合や接合自体がなされなかった場合を否とした。
なお、〔工程３〕終了後、接合したワークの温度が室温となった際、ワークの割れが発生する場合があった。この場合は、接合の可否は否とみなした。
上記実験結果を表１に示す。
【００９５】
【表１】
0005891848.tif 000002
【００９６】
表１からわかるように、一対の水晶基板の結晶方位の方向が直交するように積層されている場合について、加熱温度による接合の可否を調べたところ、加熱温度が２００°Ｃ以下では、４時間加熱しても接合ができなかったが、２００°Ｃ以上であれば、接合が可能であることが分かった。また、一対の水晶基板の結晶方位の方向が平行となるように積層されている場合も、加熱温度が２００°Ｃ以上であれば、接合が可能であった。
すなわち、一対の水晶基板を貼り合わせる場合、一対の水晶基板の結晶方位の方向が直交するように積層されていても、前記方向が平行となるように積層されていても、加熱温度が２００°Ｃ以上の条件で接合が可能となることが分かった。
【００９７】
ここで、加熱温度および加熱時間が等しい条件６と条件９において、条件６においては、積層した水晶基板の割れが発生したが、条件９においては発生しなかった。条件６においては、一対の水晶基板の結晶方位の方向が直交するように積層されているので、各水晶基板の熱膨張方向も互いに相違する。
一方、条件９においては、一対の水晶基板の結晶方位の方向が平行となるように積層されているので、各水晶基板の熱膨張方向もほぼ同じである。そのため、加熱された基板の温度が室温に戻る際に発生する応力が、条件６に基づき接合された一対の水晶基板の方が条件９に基づき接合された一対の水晶基板の方より大きく、その結果、条件６に基づき接合された一対の水晶基板に割れが発生したものと考えられる。
【００９８】
しかしながら、一対の水晶基板の結晶方位の方向が直交するように積層されている条件４、条件５の場合は、水晶基板の割れは発生しなかった。すなわち、一対の水晶基板の結晶方位の方向が直交するように積層されていても、加熱温度を調整すれば上記一対の水晶基板には割れが生じず接合が実現できることが分かった。鋭意実験した結果、一対の水晶基板の結晶方位の方向が直交するように積層されている場合、加熱温度が３００°Ｃを超えない状態で加熱するとワークの割れが発生しないことが分かった。
【００９９】
また、一対の水晶基板の結晶方位の方向が平行となるように積層されている条件８、条件９の場合は、割れが発生しなかった。すなわち、この場合の加熱温度は、加熱後室温となった積層されたワークが応力により破損しない温度であることが分かる。また、このような加熱条件においては、温度をより高く設定することにより加熱時間を短縮しても引っ張り強度を大きくできることが分かった。
【０１００】
なお上記実験において、メガソニック洗浄を行わずに接合してみたが、上記と同様の結果が得られた。しかしながら、接合が可となったワークにおいて、接合した一対の水晶基板が剥離する方向に引っ張る力を５００Ｎ／ｃｍ２より徐々に大きくしていったところ、メガソニック洗浄を行わずに接合したワークが剥離に至ったときの引っ張る力は、メガソニック洗浄を行って接合したワークが剥離に至ったときの引っ張る力より小さかった。これは、メガソニック洗浄を行わずに接合した際、積層する前の水晶基板表面の一部に無機物系不純物が付着していたためと考えられる。
また、上記実験と同様の条件で、ガラス基板と水晶基板、ガラス基板とガラス基板とを接合してみたが、加熱温度を、加熱後室温となった積層されたワークが応力により破損しない温度に設定することにより、いずれの場合においても接合が実現できることが分かった。
【０１０１】
上記実験では、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が、紫外線放出源としてはこれに限るものではない。例えば、低圧水銀ランプや希ガス蛍光ランプを用いてもよい。発明者らが調査した結果、波長２５０ｎｍ以下の紫外線を照射すると、本発明の貼り合わせが可能であることが分かった。
【符号の説明】
【０１０２】
１０    光照射ユニット
１０ａ    ランプハウス
１１ａ    ランプ
１１ｂ    反射ミラー
２１ａ    第１のワークステージ
２１ｂ    第２のワークステージ
２３    移動ステージ
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
３０    搬送手段
４１    吸着ステージ
４１ａ    吸着用溝部
４１ｂ    真空供給路
４１ｃ    真空供給用孔部
４２    位置決めピン
４３    真空供給管
４４    水排出用ドレイン
４５    真空供給機構
４６    真空チャック駆動制御部
４７    シンク
５０ａ，５０ｂ    メガソニック洗浄機構
５１ａ，５１ｂ    超音波振動子
５２ａ、５２ｂ    水流用ノズル
５３ａ、５３ｂ    ガスノズル
５４    洗浄機構駆動部
５４ａ    洗浄機構駆動制御部
６１    加熱ステージ
６２    加熱手段
６３    温度制御部
１００    上位コントローラ
Ａ    光照射機構
Ｂ    ワーク洗浄・積層機構
Ｃ    ワーク搬送機構
Ｄ    ワーク加熱機構
Ｗ１    第１のワーク
Ｗ２    第２のワーク
【図１】
0005891848.tif 000003
【図２】
0005891848.tif 000004
【図３】
0005891848.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
0005891848.tif 000008
【図７】
0005891848.tif 000009
【図８】
0005891848.tif 000010
【図９】
0005891848.tif 000011
【図１０】
0005891848.tif 000012
【図１１】
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