(57)【要約】【課題】光学部品と支持部品とを接合する場合に、光学部品の熱除去のために、異種材料の光学部品と支持部品とを強い接合力で接合させ、かつ、熱除去を効率よく行うことができるようにする。【解決手段】石英ガラスからなる光学部品１０と、セラミックスからなる支持部品１５とを接合させる方法であり、支持部品１５表面に無電解メッキで金属層１６０を形成する工程と、形成された金属層を研磨パッド３５２で研磨し支持部品１５表面に第１平滑面１６１ａを形成する工程と、光学部品１０表面を研磨パッド３５２で研磨し第２平滑面１０ａを形成する工程と、超音波洗浄水で第１平滑面１６１ａと第２平滑面１０ａとを洗浄する工程と、真空室内で、第１平滑面１６１ａに蒸着で第１金属膜１７を形成し、第２平滑面１０ａに蒸着で第２金属膜１１を形成する工程と、第１金属膜１７と第２金属膜１１とを接触させた面間の原子拡散により原子間接合させる工程と、を備える接合方法。【選択図】図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
石英ガラス材料からなる光学部品と、該光学部品を支持するファインセラミックスからなる支持部品とを接合させる光学部品の接合方法であって、
該支持部品の表面に無電解メッキで金属層を形成する金属層形成工程と、
該金属層形成工程で形成された該金属層を研磨パッドで研磨して所定の厚みにすると共に該支持部品の表面に第１の平滑面を形成する第１の平滑面形成工程と、
該光学部品の表面を研磨パッドで研磨して第２の平滑面を形成する第２の平滑面形成工程と、
超音波を伝播した洗浄水で該第１の平滑面と該第２の平滑面とを洗浄する洗浄工程と、
真空室内において、該第１の平滑面に蒸着又はスパッタリングで第１の金属膜を形成し、該第２の平滑面に蒸着又はスパッタリングで第２の金属膜を形成する金属膜形成工程と、
該第１の金属膜と該第２の金属膜とを接触させた面間に生じる原子拡散により原子間接合させる接合工程と、を備える光学部品の接合方法。
【請求項２】
真空室内で前記接合工程を実施する請求項１記載の光学部品の接合方法。
【請求項３】
前記金属膜形成工程は、Ａｕ（金）又はＰｔ（白金）を用いて、前記第１の金属膜と前記第２の金属膜とを形成させ、
前記接合工程は、大気圧空間で金膜同士又は白金膜同士の該第１の金属膜と該第２の金属膜とを接触させて行う請求項１記載の光学部品の接合方法。
【請求項４】
石英ガラス材料からなる光学部品と、該光学部品を支持するファインセラミックスからなる支持部品とを接合させる光学部品の接合方法であって、
該支持部品の表面に無電解メッキで第１の金属層を形成する第１の金属層形成工程と、
該光学部品の表面に無電解メッキで第２の金属層を形成する第２の金属層形成工程と、
該第１の金属層を所定の厚みに研磨パッドで研磨すると共に第１の平滑面を形成する第１の平滑面形成工程と、
該第２の金属層を所定の厚みに研磨パッドで研磨すると共に第２の平滑面を形成する第２の平滑面形成工程と、
超音波を伝播した超音波洗浄水で該第１の平滑面と該第２の平滑面とを洗浄する洗浄工程と、
該支持部品と該光学部品とを収容した真空室内に希ガスを供給し、希ガスに高周波電圧を印加させることで生成されるイオンまたはプラズマを該第１の平滑面と該第２の平滑面とに照射させ該第１の平滑面及び該第２の平滑面の酸化膜や窒化膜等の接合に不要な膜を除去する膜除去工程と、
膜除去工程後に、活性化された該第１の平滑面と活性化された該第２の平滑面とを接触させ金属結合で接合させる接合工程と、を備える光学部品の接合方法。
【請求項５】
真空室内で前記接合工程を実施する請求項４記載の光学部品の接合方法。
【請求項６】
前記第１の金属層及び前記第２の金属層は、Ａｕ（金）又はＰｔ（白金）を用いて形成され、大気圧空間で前記接合工程を実施する請求項４記載の光学部品の接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学部品の接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザー光線を用いて被加工物を加工するレーザー加工装置は、レーザー光線によりレーザー加工装置を構成する光学部品に熱が発生する。これによりレンズ、ミラー、プリズム、回折格子、又は光学結晶等の光学部品が歪み、レーザー加工精度が悪化する問題がある。この問題に鑑み、光学部品から熱を除去するためにレーザー加工装置内において光学部品を支持する支持部品は、熱伝導率が高い材料を用いる事が好ましい。さらに、支持部品は、熱により変形しないように熱膨張係数も小さい材料であると好ましい。このような熱伝導率が高く熱膨張しにくい材質として、窒化ホウ素（ＢＮ）又は炭化ケイ素（ＳｉＣ）を含むファインセラミックスを用いるとよい。
【０００３】
石英ガラス材料からなる光学部品とファインセラミックスからなる支持部品とを、ネジで合体させたり、支持部品で光学部品を挟んだりすると、光学部品に力が加わり歪みが発生するという問題がある。また、高分子樹脂等からなる接着剤を用いて光学部品と支持部品とを接着させると、光学部品を透過するレーザー光により接着剤からガスが発生して、光学部品の光学特性を低下させることがある。さらに、レーザー光線により接着剤が劣化して、光学部品が支持部品から剥がれるという問題がある。
【０００４】
上記のような問題を解決するための方法として、例えば、石英ガラス材料とファインセラミックスというような異種材料を原子レベルで結合させる特許文献１に記載の原子拡散接合（ＡＤＢ：Ａｔｏｍｉｃ  Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）を用いる方法が考えられる。原子拡散接合では、２つの異種材料の一方または両方の接合面に、真空雰囲気下で所定の金属を薄く成膜して、成膜した金属膜同士をこの環境下で接触させることにより接合する。
【０００５】
上記のような問題を解決するための方法の別例としては、例えば、特許文献２に記載される表面活性化常温接合(ＳＡＢ：Ｓｕｒｆａｃｅ−ａｃｔｉｖｅｄ  Ｒｏｏｍ−ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｂｏｎｄｉｎｇ)を用いる方法が考えられる。表面活性化常温接合では、真空中でアルゴンイオンビームやプラズマ化したアルゴンガスにより接合面表面をスパッタリングすることで、接合面表面の汚染物質を除去する。それにより形成された清浄な表面（活性化された表面）同士を接合することにより、２つの異種材料を常温無加圧で固相での接合を可能とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許５４０１６６１号公報
【特許文献２】特許２７９１４２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、支持部品と光学部品との接合に原子拡散接合を適用する場合においては、支持部品であるファインセラミックスが構造上気孔（隙間）を備えているため光学部品に接する面に隙間ができてしまい、また、その隙間に不純物が残留しやすい。これらの理由により、支持部品と光学部品との接合力及び支持部品による光学部品の除熱作用が低下するという問題がある。
また、表面活性化常温接合は、光学部品の材料である石英ガラスには用いる事ができないという問題がある。
【０００８】
よって、光学部品と支持部品とを接合させる場合には、光学部品から熱を支持部品により除去させる為に、異種材料からなる光学部品と支持部品とを強い接合力で接合させ、かつ、光学部品の冷却を効率よく行わせることができるようにするという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するための本発明は、石英ガラス材料からなる光学部品と、該光学部品を支持するファインセラミックスからなる支持部品とを接合させる光学部品の接合方法であって、該支持部品の表面に無電解メッキで金属層を形成する金属層形成工程と、該金属層形成工程で形成された該金属層を研磨パッドで研磨して所定の厚みにすると共に該支持部品の表面に第１の平滑面を形成する第１の平滑面形成工程と、該光学部品の表面を研磨パッドで研磨して第２の平滑面を形成する第２の平滑面形成工程と、超音波を伝播した洗浄水で該第１の平滑面と該第２の平滑面とを洗浄する洗浄工程と、真空室内において、該第１の平滑面に蒸着又はスパッタリングで第１の金属膜を形成し、該第２の平滑面に蒸着又はスパッタリングで第２の金属膜を形成する金属膜形成工程と、該第１の金属膜と該第２の金属膜とを接触させた面間に生じる原子拡散により原子間接合させる接合工程と、を備える光学部品の接合方法である。
【００１０】
前記接合工程は真空室内で実施すると好ましい。
【００１１】
前記金属膜形成工程は、Ａｕ（金）又はＰｔ（白金）を用いて、前記第１の金属膜と前記第２の金属膜とを形成させ、前記接合工程は、大気圧空間で金膜同士又は白金膜同士の該第１の金属膜と該第２の金属膜とを接触させて行うと好ましい。
【００１２】
また、上記課題を解決するための本発明は、石英ガラス材料からなる光学部品と、該光学部品を支持するファインセラミックスからなる支持部品とを接合させる光学部品の接合方法であって、該支持部品の表面に無電解メッキで第１の金属層を形成する第１の金属層形成工程と、該光学部品の表面に無電解メッキで第２の金属層を形成する第２の金属層形成工程と、該第１の金属層を所定の厚みに研磨パッドで研磨すると共に第１の平滑面を形成する第１の平滑面形成工程と、該第２の金属層を所定の厚みに研磨パッドで研磨すると共に第２の平滑面を形成する第２の平滑面形成工程と、超音波を伝播した超音波洗浄水で該第１の平滑面と該第２の平滑面とを洗浄する洗浄工程と、該支持部品と該光学部品とを収容した真空室内に希ガスを供給し、希ガスに高周波電圧を印加させることで生成されるイオンまたはプラズマを該第１の平滑面と該第２の平滑面とに照射させ該第１の平滑面及び該第２の平滑面の酸化膜や窒化膜等の接合に不要な膜を除去する膜除去工程と、膜除去工程後に、活性化された該第１の平滑面と活性化された該第２の平滑面とを接触させ金属結合で接合させる接合工程と、を備える光学部品の接合方法である。
【００１３】
前記接合工程は真空室内で実施すると好ましい。
【００１４】
前記第１の金属層及び前記第２の金属層は、Ａｕ（金）又はＰｔ（白金）を用いて形成され、大気圧空間で前記接合工程を実施すると好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る光学部品の接合方法は、ファインセラミックスからなる支持部品の表面に無電解メッキで金属層を形成する金属層形成工程と、金属層形成工程で形成された金属層を研磨パッドで研磨して所定の厚みにすると共に支持部品の表面に第１の平滑面を形成する第１の平滑面形成工程と、石英ガラス材料からなる光学部品の表面を研磨パッドで研磨して第２の平滑面を形成する第２の平滑面形成工程と、超音波を伝播した洗浄水で第１の平滑面と第２の平滑面とを洗浄する洗浄工程と、真空室内において、第１の平滑面に蒸着又はスパッタリングで第１の金属膜を形成し、第２の平滑面に蒸着又はスパッタリングで第２の金属膜を形成する金属膜形成工程と、第１の金属膜と第２の金属膜とを接触させた面間に生じる原子拡散により原子間接合させる接合工程と、を備えることから、異種材料からなる光学部品と支持部品とを強い接合力で接合させることができると共に、熱伝導率が高い支持部品にある程度の広い接触面積で光学部品を接合させることで光学部品の使用時における支持部品による効率的な除熱が可能となる。また、光学部品と支持部品とは金属を介して接合されているため、支持部品を構成するファインセラミックスの気孔（隙間）が光学部品との接合箇所には現れないことになり、光学部品が使用されて熱を持っても支持部品と光学部品との接合力が落ちず、また、支持部品による除熱効率が低下することもない。
【００１６】
本発明に係る接合方法は、ファインセラミックスからなる支持部品の表面に無電解メッキで第１の金属層を形成する第１の金属層形成工程と、石英ガラス材料からなる光学部品の表面に無電解メッキで第２の金属層を形成する第２の金属層形成工程と、第１の金属層を所定の厚みに研磨パッドで研磨すると共に第１の平滑面を形成する第１の平滑面形成工程と、第２の金属層を所定の厚みに研磨パッドで研磨すると共に第２の平滑面を形成する第２の平滑面形成工程と、超音波を伝播した超音波洗浄水で第１の平滑面と第２の平滑面とを洗浄する洗浄工程と、支持部品と光学部品とを収容した真空室内に希ガスを供給し、希ガスに高周波電圧を印加させることで生成されるイオンまたはプラズマを第１の平滑面と第２の平滑面とに照射させ第１の平滑面及び第２の平滑面の酸化膜や窒化膜等の接合に不要な膜を除去する膜除去工程と、膜除去工程後に、活性化された第１の平滑面と活性化された第２の平滑面とを接触させ金属結合で接合させる接合工程と、を備えることから、異種材料からなる光学部品と支持部品とを強い接合力で接合させることができると共に、熱伝導率が高い支持部品にある程度の広い接触面積で光学部品を接合させることで光学部品の使用時における支持部品による効率的な除熱が可能となる。また、光学部品と支持部品とは金属を介して接合されているため、支持部品を構成するファインセラミックスの気孔（隙間）が光学部品との接合箇所には現れないことになり、光学部品が使用されて熱を持っても支持部品と光学部品との接合力が落ちず、また、支持部品による除熱効率が低下することもない。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】光学部品と支持部品の一例を示す斜視図である。
【図２】支持部品の表面に無電解メッキで金属層を形成している状態を示す断面図である。
【図３】支持部品の表面に形成された金属層の厚みを電気メッキにより増している状態を示す断面図である。
【図４】搬送手段によって金属層が形成された支持部品が仮置きテーブルに載置された状態を示す側面図である。
【図５】反転手段により支持部品が反転されて金属層が上方に向いた状態を示す側面図である。
【図６】支持部品の金属層を研磨パッドで研磨している状態を示す側面図である。
【図７】光学部品の表面を研磨パッドで研磨している状態を示す側面図である。
【図８】支持部品の第１の平滑面が超音波洗浄されている状態を示す断面図である。
【図９】マスク工程を説明するための説明図である。
【図１０】真空蒸着装置の真空室内において、支持部品の第１の平滑面に蒸着で第１の金属膜を形成し、光学部品の第２の平滑面に蒸着で第２の金属膜を形成する状態を説明する断面図である。
【図１１】真空蒸着装置の真空室内において、第１の金属膜と第２の金属膜とを接触させて原子拡散接合している状態を説明する断面図である。
【図１２】支持部品が接合された光学部品の斜視図である。
【図１３】光学部品の表面に無電解メッキで第１の金属層を形成し、支持部品の表面に無電解メッキで第２の金属層を形成する場合の断面図である。
【図１４】搬送手段によって第１の金属層が形成された支持部品が仮置きテーブルに載置された状態を示す側面図である。
【図１５】反転手段により支持部品が上下反転されて第１の金属層が上方に向いた状態を示す側面図である。
【図１６】支持部品の第１の金属層を研磨パッドで研磨している状態を示す側面図である。
【図１７】光学部品の表面に形成された第２の金属層の厚みを電気メッキにより増している状態を示す断面図である。
【図１８】光学部品の第２の金属層を研磨パッドで研磨している状態を示す側面図である。
【図１９】支持部品の第１の平滑面及び光学部品の第２の平滑面が超音波洗浄されている状態を示す断面図である。
【図２０】膜除去装置の真空室内において、支持部品の第１の平滑面を活性化させ、また、光学部品の第２の平滑面を活性化させている状態を説明する断面図である。
【図２１】膜除去装置の真空室内において、支持部品の活性化された第１の平滑面と光学部品の活性化された第２の平滑面とを接触させ金属結合で接合させている状態を説明する断面図である。
【図２２】支持部品が接合された光学部品の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明に係る接合方法（以下、実施形態１の接合方法とする。）を実施して、図１に示す光学部品１０と支持部品１５と接合させる場合の接合方法の各工程について説明していく。本実施形態１の接合方法は、原子拡散接合（ＡＤＢ）を利用する接合方法である。
【００１９】
図１に示す光学部品１０は、例えば、レーザー加工装置に備えられるビームスプリッター、回折格子、レンズ、又はミラー等であり、石英ガラス材料からなり、直方体状の外形を備えている。図１において下方を向いている光学部品１０の略平坦な表面１０ａは、支持部品１５と接合される接合面となる。なお、光学部品１０の外形は直方体状に限定されるものではない。石英ガラス材料からなる光学部品１０の熱伝導率は、１．３Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、熱膨張係数は、０．５〜０．６×１０−６／℃となっている。
【００２０】
図１に示す支持部品１５は、ファインセラミックス（例えば、窒化ホウ素、又は炭化ケイ素等）からなり、矩形の平板状の外形を備えている。図１において上方を向いている支持部品１５の略平坦な表面１５ａは、光学部品１０の表面１０ａと接合される接合面となり、光学部品１０の表面１０ａよりも面積が大きく設定されている。なお、支持部品１５の外形は矩形の平板状に限定されるものではない。
【００２１】
支持部品１５が、窒化ホウ素を含むファインセラミックスからなる場合には、支持部品１５の熱伝導率は、３０〜３５Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、熱膨張係数は、１．２〜１．３×１０−６／℃である。
支持部品１５が、炭化ケイ素を含むファインセラミックスからなる場合には、支持部品１５の熱伝導率は、２００〜２７０Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、熱膨張係数は、４．５×１０−６／℃である。
このように、支持部品１５の熱伝導率は光学部品１０に比べて高いため、光学部品１０が使用されて熱を持っても、光学部品１０に接合された支持部品１５により効率的に除熱される。また、支持部品１５の熱膨張係数も低い値となっているため、支持部品１５が熱によって許容値以上に膨張してしまうこともない。
【００２２】
（１）金属層形成工程
まず、図２に示すように、支持部品１５の表面１５ａに無電解メッキで金属層（メッキ層）を形成する。無電解メッキは金属素材だけで無く、支持部品１５のようなファインセラミックスにもメッキすることが可能である
図２に示す箱型のメッキ槽２０内には、例えば、硫酸ニッケル、硝酸ニッケル、又はスルファミン酸ニッケル等及び還元剤からなるニッケルメッキ液が蓄えられている。そして、支持部品１５を表面１５ａ側からニッケルメッキ液に浸漬させる。なお、少なくとも支持部品１５の裏面１５ｂは、ニッケルメッキ液から出ている状態となる。めっき液中の還元剤からの電子によって、支持部品１５の表面１５ａにニッケルイオンが均一な厚みで還元析出する。そして、所定時間無電解メッキを行い、支持部品１５の表面１５ａに所定厚み（例えば、約１０μｍ）の金属層１６０を形成する。
【００２３】
なお、無電解メッキで形成される金属層１６０はニッケル層（Ｎｉ層）でなくてもよく、鉄層（Ｆｅ層）、コバルト層（Ｃｏ層）、銅層（Ｃｕ層）、銀層（Ａｇ層）、鉛層（Ｓｎ層）、白金層（Ｐｔ層）、金層（Ａｕ層）であってもよい。
【００２４】
本実施形態においては、例えば、支持部品１５の表面１５ａに薄い所定厚み（約１０μｍ）の金属層１６０を形成した後、金属層１６０の厚みをさらに厚くするために、図３に示すように支持部品１５の金属層１６０に金属層１６０を構成する金属と同じ金属で電気メッキを施す。
支持部品１５が図２に示すメッキ槽２０から搬送される図３に示す箱型のメッキ槽２１内には、例えば、硫酸ニッケル、硝酸ニッケル、又はスルファミン酸ニッケル等のニッケルメッキ液が蓄えられている。メッキ槽２１内において、支持部品１５の金属層１６０は、スイッチ２１１を介して直流電源２１２の負極に接続される。また、メッキ液に浸された電解金属２１３（例えば、ニッケル）が、直流電源２１２の正極に接続される。
【００２５】
そして、支持部品１５の金属層１６０を陰極、電解金属２１３を陽極としてスイッチ２１１を入れてニッケルメッキ液に電流を流す。その結果、陰極の金属層１６０上ではニッケルメッキ液中のイオン化したニッケルが還元されて析出し、金属層１６０（ニッケル層）をさらに厚くしていく。そして、所定時間電気メッキを行い、金属層１６０を所定厚みまで厚くする（例えば、厚み５０μｍとする）。以下、厚みが増した金属層を金属層１６１（図４参照）とする。なお、金属層１６１の厚みは、５０μｍ〜１００μｍが好ましい。
【００２６】
次いで、図４に示す搬送手段３０が、図３に示すメッキ槽２１から金属層１６１が形成された支持部品１５を搬出し、図４に示す載置面３１ａを備える仮置きテーブル３１に支持部品１５を搬入する。
図４に示す搬送手段３０は、例えば、外形が平板状でありその下面（吸着面）で支持部品１５を吸着保持する吸着パッド３００と、吸着パッド３００を支持し水平方向及び上下方向に移動可能なアーム３０１とを備えている。
【００２７】
図４に示す搬送手段３０が、図３に示す支持部品１５の裏面１５ｂを吸着保持し、支持部品１５をメッキ槽２１から引き上げる。そして、支持部品１５を吸着保持した搬送手段３０が、図４に示す仮置きテーブル３１の上方まで移動し、載置面３１ａ上に支持部品１５が載置した後、支持部品１５から離間する。
【００２８】
図５に示すように、例えば、仮置きテーブル３１の載置面３１ａに載置された支持部品１５は、反転手段３２によって表面１５ａと裏面１５ｂとが上下反転される。反転手段３２は、水平方向及び上下方向に移動可能となっており、支持部品１５に形成された金属層１６１を吸引部材３２０で吸引保持した後に、吸引部材３２０を矢印Ｒ１方向に回転することで、図５に示すように支持部品１５を裏面１５ｂが下方に向いた状態にする。なお、反転手段３２の構成は上記例に限定されるものではなく、例えば、支持部品１５を外周側から挟持した状態で表面１５ａと裏面１５ｂとを上下反転するものであってもよい。
【００２９】
（２）第１の平滑面形成工程
次に、金属層形成工程で支持部品１５に形成された金属層１６１を研磨パッドでＣＭＰ研磨して所定の厚みにすると共に支持部品１５の表面１５ａに第１の平滑面を形成する。即ち、例えば、図５に示す反転手段３２が、図６に示す保持面３３ａを備える保持テーブル３３に支持部品１５を搬入する。先に説明した支持部品１５の上下反転は、保持テーブル３３上でなされてもよい。
なお、ＣＭＰ研磨（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）とは、研磨液（スラリ）を用いた湿式研磨である。金属層１６１の研磨は、研磨液を用いないで、砥粒を含んだ乾燥した研磨パッドを金属層１６１に押し付けて行うドライポリッシュであってもよい。
【００３０】
保持テーブル３３の保持面３３ａは、例えば、ポーラス部材等からなり、真空発生装置等の図示しない吸引源に連通し、吸引源が吸引することで生み出された吸引力が伝達される。保持テーブル３３は、図示しない回転手段によりＺ軸方向の軸心周りに回転可能となっている。
図５に示す反転手段３２が、支持部品１５を金属層１６１が上側を向いた状態で保持面３３ａ上に載置する。そして、保持テーブル３３により支持部品１５が吸引保持された後、反転手段３２は支持部品１５から離間する。
【００３１】
図６に示す研磨手段３５が、支持部品１５に形成された金属層１６１を研磨する。
研磨手段３５は、例えば、軸方向が鉛直方向（Ｚ軸方向）であるスピンドル３５０と、スピンドル３５０を回転駆動する図示しないモータと、スピンドル３５０の下端に固定された円形板状のマウント３５１と、マウント３５１の下面に着脱可能に取り付けられた円形の研磨パッド３５２とから構成されている。研磨パッド３５２は、例えば、フェルト等の不織布からなり、中央部分にスラリが通液される貫通孔が形成されている。研磨パッド３５２の研磨面（下面）は、例えば、支持部品１５の金属層１６１の被研磨面（上面）よりも大きくなっている。
【００３２】
スピンドル３５０の内部には、軸方向に延びるスラリ流路が形成されており、該スラリ流路に図示しないスラリ供給手段が連通している。スラリ供給手段からスピンドル３５０に対して供給されるスラリは、スラリ流路の下端の開口から研磨パッド３５２に向かって噴出し、研磨パッド３５２の貫通孔を通り研磨パッド３５２と金属層１６１との接触部位に到達する。
使用されるスラリには、例えば、研磨粒子（遊離砥粒）としてシリカ粒子、アルミナ粒子、セリア粒子、チタニア粒子、ジルコニア粒子、又はゲルマニア粒子のうち少なくとも１つが含まれている。また、研磨速度を速くするため、スラリには金属酸化剤を含むと好ましい。含まれる金属酸化剤は、例えば、過酸化水素、ペルオキソ硫酸塩、硝酸、過ヨウ素酸カリウム、次亜塩素酸、又はオゾン等である。
【００３３】
研磨手段３５が金属層１６１を研磨する所定の研磨加工位置に保持テーブル３３が位置付けられる。該位置付けは、図６に示すように、研磨パッド３５２が金属層１６１の被研磨面（上面）全面に当接するように行われる。
図６に示すように、図示しないモータによりスピンドル３５０が回転駆動されるのに伴って研磨パッド３５２が回転する。また、研磨手段３５が降下していき、研磨パッド３５２が金属層１６１に当接することで研磨加工が行われる。また、保持テーブル３３を所定の回転速度で回転するのに伴い保持面３３ａ上に保持された支持部品１５も回転するので、研磨パッド３５２が金属層１６１の被研磨面全面の研磨加工を行う。また、ＣＭＰ研磨加工中は、スラリを研磨パッド３５２と金属層１６１との接触部位に対して供給する。
【００３４】
例えば、厚み約３０μｍまでＣＭＰ研磨された金属層１６１から研磨パッド３５２を離間させることで、支持部品１５の表面１５ａに第１の平滑面１６１ａ（金属層１６１の被研磨面１６１ａ）が形成される。なお、研磨後の金属層１６１の厚みは、３０μｍ以上１００μｍ以下とすると好ましく、第１の平滑面１６１ａの平坦度は、１．５ｎｍ以下であると好ましい。研磨後の金属層１６１が１００μｍより厚くても、後述する接合工程において光学部品１０と接合できるが、前述の金属層形成工程における金属層１６１の形成に時間がかかるので１００μｍ以下が好ましい。
【００３５】
上記のように、（１）金属層形成工程において、無電解メッキを行い支持部品１５に薄い金属層１６０（図２参照）を形成し、その後、電気メッキを行い金属層１６０を厚い金属層１６１に成長させ、さらに、（２）第１の平滑面形成工程において研磨して金属層１６１を所定の厚みまで薄化する理由は、以下に示す通りである。
高い平坦度を備えた均一な厚みの金属層を形成するためには、厚い金属層を形成して研磨によって薄くすることで、均一な厚みの金属層を形成しやすい。そのため、厚い金属層を支持部品１５に形成する必要がある。ここで、無電解メッキのみで厚い金属層を形成するには時間が多くかかるが、電気メッキでは短時間で厚い金属層を形成する事ができる。
【００３６】
しかし、ファインセラミックスからなる支持部品１５は導電性が低いので、無電解メッキでなければ支持部品１５の表面１５ａに金属層を形成することができない。そこで、無電解メッキで支持部品１５の表面１５ａに薄い金属層１６０を形成した後、無電解メッキで形成した金属層１６０に電気メッキで金属層を積層させると厚い金属層１６１が形成できる。そして、研磨により金属層１６１の厚みを３０μｍ以上１００μｍ以下として、平坦度１．５ｎｍ以下と高度に平坦化された第１の平滑面１６１ａを得ることができる。
【００３７】
また、無電解メッキだけでは形成された金属層１６０が薄いので、支持部品１５の表面１５ａの凹凸（気孔）の影響を受けて、金属層１６０の表面に凹凸が形成されることがある。そのため、無電解メッキで形成された厚み約１０μｍの金属層１６０に、電気メッキで金属層１６０の表面の凹凸を埋めた金属層１６１（例えば、厚み５０μｍ）を形成している。そして、厚み５０μｍの金属層１６１を厚み３０μｍ程度まで研磨することで、無電解メッキで金属層１６０の表面に形成された凹凸が表出しない第１の平滑面１６１ａを得ることができる。
【００３８】
（３）第２の平滑面形成工程
支持部品１５に対する金属層形成工程及び第１の平滑面形成工程を実施するのと並行して、又は、実施する前後において、図７に示す光学部品１０の表面１０ａを研磨パッド３５２で例えばＣＭＰ研磨して第２の平滑面を形成する第２の平滑面形成工程を実施する。
研磨手段３５が光学部品１０の表面１０ａを研磨する所定の研磨加工位置に、光学部品１０を保持面３４ａで吸引保持する保持テーブル３４が位置付けられる。該位置付けは、例えば、研磨パッド３５２が光学部品１０の表面１０ａ全面に当接するように行われる。
【００３９】
図７に示すように、研磨手段３５が降下していき、回転する研磨パッド３５２が光学部品１０の表面１０ａに当接し研磨加工が行われる。該研磨は、保持テーブル３４を所定の回転速度で回転させつつ、スラリ（例えば、第１の平滑面形成工程で使用したスラリと同一のスラリ）を研磨パッド３５２と光学部品１０の表面１０ａとの接触部位に対して供給しつつ行う。
そして、光学部品１０の表面１０ａが、例えば、平坦度１．５ｎｍ以下になるまで研磨された後、光学部品１０の表面１０ａに対するＣＭＰ研磨が終了し、光学部品１０の表面１０ａが第２の平滑面１０ａとなる。なお、第２の平滑面１０ａの形成はドライポリッシュでなされるものとしてもよい。
【００４０】
（４）洗浄工程
図示しない搬送手段が、図６に示す第１の平滑面１６１ａを備える支持部品１５を、図８に示す超音波洗浄装置２３に搬入する。
超音波洗浄装置２３を構成する箱型の水槽２３０内には、例えば、純水等の洗浄水が溜められている。水槽２３０内には、例えば、振動素子（圧電素子）等を備え超音波を発振することができる超音波発振部２３１が配設されており、超音波発振部２３１には高周波電力を供給する高周波電源２３２が接続されている。
【００４１】
支持部品１５を第１の平滑面１６１ａ側から水槽２３０内の洗浄水に浸した状態で、高周波電源２３２から所定の高周波電力が超音波発振部２３１に供給されると、超音波発振部２３１が高周波電力を機械振動に変換することで所定の振動周波数の超音波を発振する。そして、発振された超音波が伝播した洗浄水によって、支持部品１５の第１の平滑面１６１ａが洗浄される。即ち、超音波で洗浄水中に発生した気泡（キャビテーション気泡）が、第１の平滑面１６１ａに当たって壊れるときの衝撃波で第１の平滑面１６１ａに付着した研磨屑等が落とされる。
【００４２】
同様に、図示しない搬送手段が、図７に示す第２の平滑面１０ａを備える光学部品１０を、図８に示す超音波洗浄装置２３に搬入する。そして、光学部品１０の第２の平滑面１０ａが、超音波洗浄装置２３によって超音波洗浄される。
【００４３】
（５）マスク工程
例えば、本実施形態においては、図９に示す支持部品１５の第１の平滑面１６１ａ以外のいずれかの面、又は光学部品１０の第２の平滑面１０ａ以外のいずれかの面をマスクするマスク工程を実施する。なお、マスク工程は実施せずに、後述する金属膜形成工程を実施してもよい。
即ち、支持部品１５に接合された光学部品１０がレーザー加工装置に組み込まれた場合に、例えば図９に示す光学部品１０の側面１０ｃ、１０ｄが、レーザー光が通過する通過面となる場合等においては、光学部品１０の側面１０ｃ、１０ｄに例えば洗浄除去可能な保護膜を形成する。そして、後述する金属膜形成工程において、光学部品１０の側面１０ｃ、１０ｄに直に金属膜が形成されないようにする。保護膜の形成方法は、光学部品１０の側面１０ｃ、１０ｄに対する保護膜剤のスプレーコーティング、シール部材の光学部品１０の側面１０ｃ、１０ｄに対する貼着等の従来から知られている方法で行う。また、マスク工程は、例えば、第２の平滑面形成工程の前に行ってもよい。
【００４４】
（６）金属膜形成工程
次に、真空室内において、支持部品１５の第１の平滑面１６１ａに蒸着で第１の金属膜を形成し、光学部品１０の第２の平滑面１０ａに蒸着で第２の金属膜を形成する金属膜形成工程を実施する。なお、金属膜形成工程においては、蒸着ではなく、スパッタリングにより第１の金属膜及び第２の金属膜を形成するものとしてもよい。
【００４５】
支持部品１５及び光学部品１０は、例えば、図示しない搬送手段によって、図１０に示す真空蒸着装置８に搬送される。
例えば、真空蒸着装置８のチャンバ８１の側壁には排気口８１０が形成されており、この排気口８１０にはチャンバ８１内の空気を吸引する真空ポンプ８９が接続されている。真空ポンプ８９を作動させることで、チャンバ８１の内部を所定の真空雰囲気まで減圧することができる。チャンバ８１の側部には、搬入出口８１１と、この搬入出口８１１を開閉するゲートバルブ８１２とが設けられている。
【００４６】
チャンバ８１の内部下方には、成膜材料である金属Ｍ（例えば、ニッケル）が載置されたテーブル８２が配設されている。例えば、テーブル８２の内部には、発熱体（抵抗体）に電流を流すことで発熱するヒータ８２０が配設されており、ヒータ８２０には、電源８２１が接続されている。電源８２１からヒータ８２０に所定の電力が供給されることで、ヒータ８２０がテーブル８２内部から金属Ｍを加熱・蒸発させる。
【００４７】
図１０に示す金属Ｍは、ニッケル以外にも、例えば、Ａｌ（アルミニウム）、Ｓｉ（ケイ素）、Ｔｉ（チタン）、Ｖ（バナジウム）、Ｃｒ（クロム）、Ｆｅ（鉄）、Ｃｏ（コバルト）、Ｃｕ（銅）、Ｚｎ（亜鉛）、Ｇａ（ガリウム）、Ｇｅ（ゲルマニウム）、Ｚｒ（ジルコニウム）、Ｎｂ（ニオブ）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｒｕ（ルテニウム）、Ｒｈ（ロジウム）、Ｐｄ（パラジウム）、Ａｇ（銀）、Ｉｎ（インジウム）、Ｓｎ（スズ）、Ｈｆ（ハフニウム）、Ｔａ（タンタル）、Ｐｔ（白金）、又はＡｕ（金）等であってもよい。
金属Ｍが、低融点の金属である場合には、金属Ｍの加熱は例えば高周波誘導加熱で行ってもよく、金属Ｍが、高融点の金属である場合には、金属Ｍの加熱は例えば電子ビーム加熱で行ってもよい。
【００４８】
チャンバ８１内の上部には、軸受け８１９を介して昇降自在に支持部品回転手段８３が配設されている。支持部品回転手段８３は、後述する第１の保持手段８５が保持する支持部品１５を水平方向及び上下方向に回転する。支持部品回転手段８３は、支持部品１５の第１の平滑面１６１ａに形成される第１の金属膜と光学部品１０の第２の平滑面１０ａに形成される第２の金属膜とを接触させて接合を行う接合手段８４によって、上下動可能に支持されている。
【００４９】
接合手段８４は、Ｚ軸方向（鉛直方向）の軸心を有するボールネジ８４０と、ボールネジ８４０と平行にチャンバ８１の天板上に配設されたガイドレール８４１と、ボールネジ８４０の上端に連結しボールネジ８４０を回動させるモータ８４２と、内部のナットがボールネジ８４０に螺合し側部がガイドレール８４１に摺接する昇降部材８４３とを備えており、モータ８４２がボールネジ８４０を回動させることに伴い昇降部材８４３がガイドレール８４１にガイドされてＺ軸方向に往復移動し、昇降部材８４３が支持する支持部品回転手段８３もＺ軸方向に往復移動する。
【００５０】
支持部品回転手段８３は、例えば、軸方向がＺ軸方向であり昇降部材８４３に回転可能に支持される回転軸８３０と、回転軸８３０の上端に連結し回転軸８３０を回転させるモータ８３２と、回転軸８３０の下端に取り付けられた反転機構８３３とを備えている。そして、反転機構８３３には、支持部品１５を保持する第１の保持手段８５が取り付けられている。
【００５１】
回転軸８３０は、軸受け８１９を介してチャンバ８１内に挿通されている。
反転機構８３３は、例えば、第１の保持手段８５を保持するホルダー、ホルダーを回転させるスピンドル及びモータ等から構成されており、第１の保持手段８５を上下に反転させることができる。
第１の保持手段８５は、例えば、水平方向に移動可能な挟持クランプ８５１により、支持部品１５をその側面から挟持して支持部品１５を保持することができる。
【００５２】
例えば、チャンバ８１の上部には、光学部品１０を保持する第２の保持手段８６が配設されている。第２の保持手段８６は、例えば、水平方向に移動可能な挟持クランプ８６１により、光学部品１０を側面１０ｃ、１０ｄから挟持して光学部品１０を保持することができる。第２の保持手段８６は、例えば、電動シリンダ又はボールネジ機構等の昇降手段８６２によってＺ軸方向に昇降可能となっている。
なお、第１の保持手段８５及び第２の保持手段８６は、本実施形態における例に限定されるものではなく、例えば、減圧環境（真空雰囲気）にしたチャンバ８１内でも支持部品１５又は光学部品１０を吸着保持可能な静電チャック等であってもよい。
【００５３】
金属膜形成工程においては、まず、図１０に示すように、チャンバ８１内において、第１の保持手段８５によって支持部品１５が第１の平滑面１６１ａ側を下方（−Ｚ方向）に向けた状態で保持される。また、チャンバ８１内において、第２の保持手段８６によって光学部品１０が第２の平滑面１０ａ側を下方に向けた状態で保持される。
【００５４】
そして、チャンバ８１の搬入出口８１１をゲートバルブ８１２で閉め、真空ポンプ８９によってチャンバ８１内を減圧排気し真空雰囲気とする。真空雰囲気とすることで、金属Ｍが気化しやすくなる。
例えば、支持部品回転手段８３が第１の保持手段８５をＺ軸方向の軸心周りに回転させて、支持部品１５がテーブル８２の上方に位置付けられる。そして、接合手段８４が第１の保持手段８５をチャンバ８１内の所定の高さ位置まで下降させることで、第１の保持手段８５に保持された支持部品１５の第１の平滑面１６１ａとテーブル８２上の金属Ｍとが、高さ方向に所定の間隔を空けて対向した状態になる。
【００５５】
電源８２１からヒータ８２０に電力が供給され、テーブル８２上の金属Ｍがヒータ８２０により加熱され溶解・蒸発し気化する（又は、昇華する）。そして、支持部品１５の第１の平滑面１６１ａに蒸発、昇華した金属Ｍの粒子が付着し堆積されていくことで、第１の金属膜１７が形成されていく。第１の平滑面１６１ａ全面に一様な厚みの極めて薄い第１の金属膜１７を形成した後、支持部品回転手段８３が第１の保持手段８５をＺ軸方向の軸心周りに回転させて、支持部品１５をテーブル８２の上方から退避させて第１の平滑面１６１ａに対する第１の金属膜１７の形成を完了させる。
【００５６】
例えば、昇降手段８６２が第２の保持手段８６をチャンバ８１内の所定の高さ位置まで下降させて、第２の保持手段８６に保持された光学部品１０の第２の平滑面１０ａとテーブル８２上の金属Ｍとが、高さ方向に所定の間隔を空けて対向した状態になる。電源８２１からヒータ８２０に電力が供給されて、テーブル８２上の金属Ｍが加熱されて蒸発又は昇華して、気化した金属Ｍの粒子が光学部品１０の第２の平滑面１０ａに堆積されていくことで第２の金属膜１１が形成されていく。第２の平滑面１０ａ全面に一様な厚みの極めて薄い第２の金属膜１１を形成した後、ヒータ８２０に対する電力供給が停止されて、金属膜形成工程が終了する。
【００５７】
なお、真空蒸着装置８において、支持部品１５の第１の平滑面１６１ａに対する第１の金属膜１７の形成及び光学部品１０の第２の平滑面１０ａに対する第２の金属膜１１の形成は、同時に行われてもよい。
また、第１の金属膜１７の形成及び第２の金属膜１１の形成は、スパッタリング装置を用いたスパッタリングによってなされてもよい。この場合には、例えば、真空中でスパッタリング装置内にアルゴンガスを導入し、電圧の印加により発生させたプラズマ中のアルゴン原子をスパッタ源（例えば、ニッケル板）に衝突させてスパッタ源から金属粒子をはじき出させる。そして、該金属粒子が、第１の平滑面１６１ａ（第２の平滑面１０ａ）がスパッタ源に対向した状態となっている支持部品１５（光学部品１０）に向かっていき、第１の平滑面１６１ａ（第２の平滑面１０ａ）に該金属粒子が堆積することで第１の金属膜（第２の金属膜）が形成される。
【００５８】
（７）接合工程
次に、支持部品１５の第１の金属膜１７と光学部品１０の第２の金属膜１１とを接触させ原子拡散接合によって接合する。
チャンバ８１内は真空雰囲気を維持しており、また、チャンバ８１内の温度は常温となっている。
図１１に示すように、反転機構８３３によって、第１の保持手段８５が上下方向に反転されて、第１の保持手段８５によって保持された支持部品１５の第１の金属膜１７が上側を向いた状態になる。また、支持部品回転手段８３が第１の保持手段８５をＺ軸方向の軸心周りに回転させて、支持部品１５が第２の保持手段８６が保持した光学部品１０の下方に位置付けられ、支持部品１５の第１の金属膜１７と光学部品１０の第２の金属膜１１とがＺ軸方向において対向した状態になる。
【００５９】
例えば、接合手段８４が第１の保持手段８５を上昇させて、支持部品１５の第１の金属膜１７と光学部品１０の第２の金属膜１１とを接触させる（無加圧、又は僅かな加圧とする）。その結果、第１の金属膜１７と第２の金属膜１１との接触界面に原子拡散が生じてそれぞれの金属原子が互いに結合するため、接合手段８４によって支持部品１５から光学部品１０に大きな圧力を加えずとも、充分な接合強度で第１の金属膜１７と第２の金属膜１１とが接合される。
【００６０】
第１の金属膜１７と第２の金属膜１１とが接合された後、真空ポンプ８９によるチャンバ８１内の減圧を停止する。次いで、搬入出口８１１のゲートバルブ８１２を開いて、図示しない搬送手段により光学部品１０が接合された支持部品１５をチャンバ８１内から搬出する。
【００６１】
その後、例えば、図１２に示す光学部品１０が接合された支持部品１５の四隅には、固定ボルト１７１が挿通されるボルト挿通穴１７０が厚み方向（Ｚ軸方向）に向かって貫通形成され、固定ボルト１７１によって図示しないレーザー加工装置内の所定の設置箇所等に光学部品１０が接合された支持部品１５が固定可能な状態になる。
【００６２】
接合工程は、上記のようにチャンバ８１内の真空雰囲気下で行われる例に限定されるものではない。例えば、金属膜形成工程において、支持部品１５の第１の金属膜１７及び光学部品１０の第２の金属膜１１の両方をＡｕ（金）で形成していた場合、又は支持部品１５の第１の金属膜１７及び光学部品１０の第２の金属膜１１の両方をＰｔ（白金）で形成していた場合には、接合工程は、常温の大気圧空間（例えば、真空ポンプ８９による減圧が解除されゲートバルブ８１２が開かれた状態のチャンバ８１内）で金膜同士又は白金膜同士の第１の金属膜１７と第２の金属膜１１とを接触させて行ってもよい。また、この場合には、真空蒸着装置８外に設置された図示しない接触手段によって、チャンバ８１から搬出された支持部品１５の第１の金属膜１７と光学部品１０の第２の金属膜１１とを接触させてもよい。
これは、金又は白金は、大気圧空間でも酸化膜が形成され難いため、大気圧空間内でも第１の金属膜１７と第２の金属膜１１との接合面は原子拡散接合を行うことができることによる。
【００６３】
上記のように本発明に係る光学部品の接合方法（実施形態１の接合方法）は、支持部品１５の表面１５ａに無電解メッキで金属層１６０及び電気メッキで金属層１６１を形成する金属層形成工程と、金属層形成工程で形成された金属層１６１を研磨パッド３５２で研磨（本例においてはＣＭＰ研磨）して所定の厚みにすると共に支持部品１５の表面１５ａに第１の平滑面１６１ａを形成する第１の平滑面形成工程と、光学部品１０の表面１０ａを研磨パッド３５２で研磨（本例においてはＣＭＰ研磨）して第２の平滑面１０ａを形成する第２の平滑面形成工程と、超音波を伝播した洗浄水で第１の平滑面１６１ａと第２の平滑面１０ａとを洗浄する洗浄工程と、真空室内（真空雰囲気となったチャンバ８１内）において、第１の平滑面１６１ａに蒸着又はスパッタリングで第１の金属膜１７を形成し、第２の平滑面１０ａに蒸着又はスパッタリングで第２の金属膜１１を形成する金属膜形成工程と、第１の金属膜１７と第２の金属膜１１とを接触させた面間に生じる原子拡散により原子間接合させる接合工程と、を備えることから、異種材料からなる光学部品１０と支持部品１５とを強い接合力で接合させることができると共に、熱伝導率が高い支持部品１５にある程度の広い接触面積で光学部品１０を接合させることで光学部品１０の使用時における支持部品１５による効率的な除熱が可能となる。また、光学部品１０と支持部品１５とは金属を介して接合されているため、支持部品１５を構成するファインセラミックスの気孔（隙間）が光学部品１０との接合箇所には現れないことになり、光学部品１０が使用されて熱を持っても支持部品１５と光学部品１０との接合力が落ちず、また、支持部品１５による除熱効率が低下することもない。
【００６４】
以下に、本発明に係る接合方法（以下、実施形態２の接合方法とする）を実施して、図１に示す光学部品１０と支持部品１５と接合させる場合の接合方法の各工程について説明していく。本実施形態２の接合方法は、表面活性化常温接合(ＳＡＢ)を利用する接合方法である。
【００６５】
（１）第１の金属層形成工程
まず、図１３に示すように、支持部品１５の表面１５ａに無電解メッキで金属層を形成する。該第１の金属層形成工程は、実施形態１の接合方法における金属層形成工程と同様に実施される。即ち、図１３に示すメッキ槽２０内において、所定時間無電解メッキを行い、支持部品１５の表面１５ａに所定厚み（例えば、約１０μｍ）の第１の金属層を形成する。
さらに、形成した該第１の金属層の厚みをさらに厚くするために、実施形態１の接合方法における金属層形成工程と同様に、図３に示す電気メッキ槽２１内で、支持部品１５の第１の金属層に該第１の金属層を構成する金属と同じ金属で電気メッキを施し、第１の金属層を所定厚み（例えば、厚み５０μｍとする）まで厚くした第１の金属層１６１（図１４参照）を形成する。
【００６６】
次いで、図１４に示す搬送手段３０が、図３に示すメッキ槽２１から第１の金属層１６１が形成された支持部品１５を搬出し、図１４に示す仮置きテーブル３１の上方まで移動し、仮置きテーブル３１の載置面３１ａ上に支持部品１５が裏面１５ｂ側を上に向けた状態で載置される。
さらに、図１５に示すように、支持部品１５が反転手段３２によって表面１５ａと裏面１５ｂとが上下反転され、第１の金属層１６１が上側を向けられる。
【００６７】
（２）第１の平滑面形成工程
例えば、図１５に示す反転手段３２が、図１６に示す保持テーブル３３の保持面３３ａ上に支持部品１５を第１の金属層１６１が上側を向いた状態で載置し、保持テーブル３３により支持部品１５が吸引保持された後、支持部品１５から離間する。
【００６８】
図１６に示す研磨手段３５が支持部品１５に形成された第１の金属層１６１を例えばＣＭＰ研磨する。第１の金属層１６１のＣＭＰ研磨が、実施形態１の接合方法における第１の平滑面形成工程と同様に実施され、第１の金属層１６１の厚みが例えば約５０μｍ（３０μｍ以上１００μｍ以下）となり、平坦度１．５ｎｍ以下と高度に平坦化された第１の平滑面１６１ａを支持部品１５が備えた状態になる。なお、第１の金属層１６１がドライポリッシュされることで第１の平滑面１６１ａが形成されるものとしてもよい。
【００６９】
（３）第２の金属層形成工程
上記のような支持部品１５に対する第１の金属層形成工程〜第１の平滑面形成工程を実施するのと並行して、又は、実施する前後において、図１３に示す光学部品１０の表面１０ａに無電解メッキで第２の金属層を形成する。即ち、図１３に示すメッキ槽２０内において、所定時間無電解メッキを行い、光学部品１０の表面１０ａに所定厚み（例えば、約１０μｍ）の第２の金属層１２０（例えば、ニッケル層、図１７参照）を形成する。
【００７０】
光学部品１０の表面１０ａに形成した第２の金属層１２０の厚みをさらに厚くするために、図１７に示すような電気メッキ槽２１内で、第２の金属層１２０に第２の金属層１２０を構成する金属と同じ金属（例えば、ニッケル）で電気メッキを施す。即ち、メッキ槽２１内において、光学部品１０の第２の金属層１２０は、スイッチ２１１を介して直流電源２１２の負極に接続される。また、電解金属２１３（例えば、ニッケル）が、直流電源２１２の正極に接続される。
【００７１】
そして、光学部品１０の第２の金属層１２０を陰極、電解金属２１３を陽極としてスイッチ２１１を入れてニッケルメッキ液に直流電流を流す。その結果、第２の金属層１２０上ではニッケルイオンが還元されて析出し、第２の金属層１２０をさらに厚くしていく。そして、所定時間電気メッキを行い、第２の金属層１２０を所定厚み（例えば、３０μｍ以上１００μｍ以下の厚み５０μｍとする）まで厚くした第２の金属層１２２を形成する。
【００７２】
次いで、例えば、図１４に示す搬送手段３０による光学部品１０の仮置きテーブル３１への載置、及び図１５に示す反転手段３２による光学部品１０の表面１０ａと裏面１０ｂとの上下反転が行われ、さらに、反転手段３２が光学部品１０を図１８に示す保持テーブル３４に搬入する。
【００７３】
（４）第２の平滑面形成工程
反転手段３２が、図１８に示す保持面３４ａ上に光学部品１０を第２の金属層１２２が上側を向いた状態で載置し、保持テーブル３４により光学部品１０が吸引保持される。
そして、図１８に示すように、研磨手段３５が降下していき、回転する研磨パッド３５２が光学部品１０の第２の金属層１２２に当接することで研磨加工が行われる。また、保持テーブル３４を所定の回転速度で回転させて保持面３４ａ上に保持された光学部品１０を回転させつつ、スラリ（研磨粒子及び金属酸化剤が含まれたスラリ）を研磨パッド３５２と光学部品１０の第２の金属層１２２との接触部位に対して供給する。
そして、光学部品１０の第２の金属層１２２の上面が、例えば平坦度１．５ｎｍ以下になるまで研磨された後、光学部品１０の第２の金属層１２２に対するＣＭＰ研磨が終了し（例えば、研磨後の第２の金属層１２２の厚みは３０μｍとする）、光学部品１０が第２の平滑面１２２ａを備えた状態になる。なお、第２の金属層１２２がドライポリッシュされることで第２の平滑面１２２ａが形成されるものとしてもよい。
【００７４】
（５）洗浄工程
図示しない搬送手段が、図１６に示す第１の平滑面１６１ａを備える支持部品１５及び図１８に示す第２の平滑面１２２ａを備える光学部品１０を、図１９に示す超音波洗浄装置２３に搬入する。
支持部品１５を第１の平滑面１６１ａ側から水槽２３０内の洗浄水に浸し、かつ、光学部品１０を第２の平滑面１２２ａ側から水槽２３０内の洗浄水に浸した状態で、高周波電源２３２から所定の高周波電力が超音波発振部２３１に供給される。そして、超音波発振部２３１から発振された超音波が伝播した洗浄水によって、支持部品１５の第１の平滑面１６１ａ及び光学部品１０の第２の平滑面１２２ａが洗浄される。
【００７５】
（６）膜除去工程
次に、支持部品１５と光学部品１０とを収容した真空室内に希ガスを供給し、希ガスに高周波電圧を印加させることで生成されるイオンまたはプラズマを支持部品１５の第１の平滑面１６１ａと光学部品１０第２の平滑面１２２ａとに照射させ第１の平滑面１６１ａ及び第２の平滑面１２２ａの酸化膜や窒化膜等の接合に不要な膜を除去する。該酸化膜や窒化膜等は、例えば支持部品１５及び光学部品１０を図２０に示す膜除去装置７に搬送する段階等において形成されてしまう。即ち、搬送における大気中で第１の平滑面１６１ａ及び第２の平滑面１２２ａは、酸素による酸化膜や吸着した水及び有機物分子によりすぐ覆われてしまう。
【００７６】
支持部品１５及び光学部品１０は、例えば、図示しない搬送手段によって、図２０に示す膜除去装置７に搬送される。
膜除去装置７は、例えば、図１０に示す真空蒸着装置８と同様に、チャンバ８１、支持部品回転手段８３、接合手段８４、第１の保持手段８５、第２の保持手段８６、及び真空ポンプ８９等を備えている。なお、第１の保持手段８５及び第２の保持手段８６は、本実施形態における例に限定されるものではなく、例えば、減圧環境（真空雰囲気）にしたチャンバ８１内でも支持部品１５又は光学部品１０を吸着保持可能な静電チャック等であってもよい。
【００７７】
膜除去装置７のチャンバ８１の内部下方には、希ガスをチャンバ８１内に噴出するガス噴出ヘッド７０が、軸受け７１を介して昇降自在に配設されている。縦断面が略Ｔ字形状となっているガス噴出ヘッド７０の内部には、ガス拡散空間７２が設けられており、ガス拡散空間７２の下部にはガス導入路７２ａが連通し、ガス拡散空間７２の上部には複数のガス吐出路７２ｂが連通している。各ガス吐出路７２ｂの上端は、ガス噴出ヘッド７０の上面において開口している。
【００７８】
ガス噴出ヘッド７０には、ガス噴出ヘッド７０を上下動させるエアシリンダ７３が接続されている。エアシリンダ７３は、例えば、内部にピストンを備えチャンバ８１の下面に固定されたシリンダチューブ７３ａと、シリンダチューブ７３ａに挿入され上端側がピストンに取り付けられたピストンロッド７３ｂと、ピストンロッド７３ｂの下端側に固定されガス噴出ヘッド７０を支持する連結部材７３ｃとを備える。エアがシリンダチューブ７３ａに供給（または、排出）されその内部圧力が変化することで、ピストンロッド７３ｂと共にガス噴出ヘッド７０が上下動する。なお、膜除去装置７は、エアシリンダ７３を備えない構成としてもよい。
【００７９】
ガス噴出ヘッド７０の内部に形成されたガス導入路７２ａには、希ガス供給源７５が連通している。希ガス供給源７５は、例えば、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、又はＸｅを蓄えている。
ガス噴出ヘッド７０には、整合器７７を介して高周波電源７８が電気的に接続されており、高周波電源７８は、第１の保持手段８５及び第２の保持手段８６にも電気的に接続されている。高周波電源７８から整合器７７を介してガス噴出ヘッド７０、第１の保持手段８５及び第２の保持手段８６に高周波電力を供給することにより、ガス吐出路７２ｂから上方に吐出された希ガスをイオン化又はプラズマ化することができ、該イオン化又はプラズマ化した希ガスを第１の保持手段８５及び第２の保持手段８６側に移動させることができる。
【００８０】
膜除去工程では、まず、図２０に示すように、チャンバ８１内において、第１の保持手段８５が支持部品１５を第１の平滑面１６１ａ側を下方（−Ｚ方向）に向けた状態で保持する。また、チャンバ８１内において、第２の保持手段８６が光学部品１０を第２の平滑面１２２ａ側を下方に向けた状態で保持する。
【００８１】
チャンバ８１の搬入出口８１１をゲートバルブ８１２で閉め、真空ポンプ８９によってチャンバ８１内を減圧排気し真空雰囲気とする。
例えば、支持部品回転手段８３が第１の保持手段８５をＺ軸方向の軸心周りに回転させて、支持部品１５がガス噴出ヘッド７０の上方に位置付けられる。そして、接合手段８４が第１の保持手段８５をチャンバ８１内の所定の高さ位置まで下降させることで、第１の保持手段８５に保持された支持部品１５の第１の平滑面１６１ａとガス噴出ヘッド７０とが、高さ方向に所定の間隔を空けて対向した状態になる。
【００８２】
希ガス供給源７５から希ガスをガス噴出ヘッド７０内のガス導入路７２ａへ供給して、各ガス吐出路７２ｂの開口から、第１の保持手段８５で保持されている支持部品１５の第１の平滑面１６１ａに向かって均一に噴出させる。また、チャンバ８１内に希ガスを導入するとともに、高周波電源７８からガス噴出ヘッド７０及び第１の保持手段８５に高周波電力を印加して、ガス噴出ヘッド７０と支持部品１５の第１の平滑面１６１ａとの間に高周波電界を生じさせ、希ガスをイオン化・プラズマ化させる。
【００８３】
高エネルギーを有するイオン化・プラズマ化した希ガスは、チャンバ８１内を上昇し、支持部品１５の第１の平滑面１６１ａへと到達する。そして、第１の平滑面１６１ａに付着した水分子等による汚染層、酸化膜、及び窒化膜等がイオン化・プラズマ化した希ガスにより除去される（スパッタエッチングされる）と共に、第１の平滑面１６１ａが活性化する（結合手を持った金属原子が露出した状態になる）。
【００８４】
第１の平滑面１６１ａ全面を所定時間酸化膜等の除去及び活性化した後、支持部品回転手段８３が第１の保持手段８５をＺ軸方向の軸心周りに回転させて、支持部品１５をガス噴出ヘッド７０の上方から退避させて第１の平滑面１６１ａに対する酸化膜等の除去及び活性化を完了させる。
【００８５】
例えば、昇降手段８６２が第２の保持手段８６をチャンバ８１内の所定の高さ位置まで下降させて、第２の保持手段８６に保持された光学部品１０の第２の平滑面１２２ａとガス噴出ヘッド７０とが、高さ方向に所定の間隔を空けて対向した状態になる。
そして、第２の平滑面１２２ａに対する酸化膜等の除去及び活性化が、第１の平滑面１６１ａに対する場合と同様に行われる。所定時間第２の平滑面１２２ａに対する酸化膜等の除去及び活性化が行われた後、チャンバ８１内への希ガスの供給及び高周波電源７８による電圧印加が停止される。
【００８６】
なお、膜除去装置７において、支持部品１５の第１の平滑面１６１ａの接合に不要な膜の除去及び光学部品１０の平滑面１２２ａの接合に不要な膜の除去は、ガス噴出ヘッド７０をチャンバ８１内に２つ設ける、又はガス噴出ヘッド７０のガス噴出面をさらに広くする等して同時に行われるものとしてもよい。
【００８７】
（７）接合工程
膜除去工程後に、支持部品１５の活性化された第１の平滑面１６１ａと光学部品１０の活性化された第２の平滑面１２２ａとを接触させ金属結合で接合させる。
チャンバ８１内は真空雰囲気を維持しており、また、チャンバ８１内の温度は常温とされる。
図２１に示すように、反転機構８３３によって、第１の保持手段８５が上下方向に反転されて、第１の保持手段８５によって保持された支持部品１５の第１の平滑面１６１ａが上側を向いた状態になる。また、支持部品回転手段８３が第１の保持手段８５をＺ軸方向の軸心周りに回転させて、支持部品１５が第２の保持手段８６が保持した光学部品１０の下方に位置付けられ、支持部品１５の第１の平滑面１６１ａと光学部品１０の第２の平滑面１２２ａとがＺ軸方向において対向した状態になる。
【００８８】
例えば、接合手段８４が第１の保持手段８５を上昇させて、支持部品１５の第１の平滑面１６１ａと光学部品１０の第２の平滑面１２２ａとを接触させる。その結果、活性化した両接合面に出現した結合手によって両部品が原子レベルで接合される（金属結合する）。このような表面活性化常温接合は、該接合箇所には残存応力等が存在せず、接合強度も十分なものとなる。
【００８９】
第１の金属膜１７と第２の金属膜１１とが接合された後、真空ポンプ８９によるチャンバ８１内の減圧を停止する。次いで、搬入出口８１１のゲートバルブ８１２を開いて、図示しない搬送手段により光学部品１０が接合された支持部品１５をチャンバ８１内から搬出する。
【００９０】
その後、例えば、図２２に示す光学部品１０が接合された支持部品１５の四隅には、固定ボルト１７１が挿通されるボルト挿通穴１６１ｃが厚み方向（Ｚ軸方向）に向かって貫通形成され、固定ボルト１７１によって図示しないレーザー加工装置内の所定の設置箇所等に光学部品１０が接合された支持部品１５が固定可能な状態になる。
【００９１】
接合工程は、上記のようにチャンバ８１内の真空雰囲気下で行われる例に限定されるものではない。例えば、第１の金属層形成工程及び第２の金属層形成工程において、支持部品１５の第１の金属層１６１及び光学部品１０の第２の金属層１２２の両方をＡｕ（金）で形成していた場合、又は支持部品１５の第１の金属層１６１及び光学部品１０の第２の金属層１２２の両方をＰｔ（白金）で形成していた場合には、接合工程は、常温の大気圧空間（例えば、真空ポンプ８９による減圧が解除されゲートバルブ８１２が開かれた状態のチャンバ８１内）で、支持部品１５の第１の平滑面１６１ａと光学部品１０の第２の平滑面１２２ａとを接触させて行ってもよい。また、この場合には、真空蒸着装置８外に設置された図示しない接触手段によって、チャンバ８１から搬出された支持部品１５の第１の平滑面１６１ａと光学部品１０の第２の平滑面１２２ａとを接触させてもよい。
これは、金又は白金は、大気圧空間でも酸化膜が形成され難いため、大気圧空間内でも活性化された後の第１の平滑面１６１ａと第２の平滑面１２２ａとは表面活性化常温接合を行うことができることによる。
【００９２】
上記のように本発明に係る光学部品の接合方法（実施形態２の接合方法）は、ファインセラミックスからなる支持部品１５の表面１５ａに無電解メッキ及び電気メッキで第１の金属層１６１を形成する第１の金属層形成工程と、石英ガラス材料からなる光学部品１０の表面１０ａに無電解メッキ及び電気メッキで第２の金属層１２２を形成する第２の金属層形成工程と、第１の金属層１６１を所定の厚みに研磨パッド３５２で研磨（本例においてはＣＭＰ研磨）すると共に第１の平滑面１６１ａを形成する第１の平滑面形成工程と、第２の金属層１２２を所定の厚みに研磨パッド３５２で研磨（本例においてはＣＭＰ研磨）すると共に第２の平滑面１２２ａを形成する第２の平滑面形成工程と、超音波を伝播した超音波洗浄水で第１の平滑面１６１ａと第２の平滑面１２２ａとを洗浄する洗浄工程と、支持部品１５と光学部品１０とを収容したチャンバ８１の真空室内に希ガスを供給し、希ガスに高周波電圧を印加させることで生成されるイオンまたはプラズマを第１の平滑面１６１ａと第２の平滑面１２２ａとに照射させ第１の平滑面１６１ａ及び第２の平滑面１２２ａの酸化膜や窒化膜等の接合に不要な膜を除去する膜除去工程と、膜除去工程後に、活性化された第１の平滑面１６１ａと活性化された第２の平滑面１２２ａとを接触させ金属結合で接合させる接合工程と、を備えることから、異種材料からなる光学部品１０と支持部品１５とを強い接合力で接合させることができると共に、熱伝導率が高い支持部品１５にある程度の広い接触面積で光学部品１０を接合させることで光学部品１０の使用時における支持部品１５による効率的な除熱が可能となる。また、光学部品１０と支持部品１５とは金属を介して接合されているため、支持部品１５を構成するファインセラミックスの気孔（隙間）が光学部品１０との接合箇所には現れないことになり、光学部品１０が使用されて熱を持っても支持部品１５と光学部品１０との接合力が落ちず、また、支持部品１５による除熱効率が低下することもない。
【００９３】
本発明に係る光学部品の接合方法は上記実施形態１、２に限定されるものではなく、また、添付図面に図示されている各種装置の各構成についても、これに限定されず、本発明の効果を発揮できる範囲内で適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００９４】
１０：光学部品  １０ａ：光学部品の表面（接合面）、第２の平滑面  １１：第２の金属膜
１５：支持部品  １５ａ：支持部品の表面（接合面）  
１６１：金属層  １６１ａ：第１の平滑面  １７：第１の金属膜
２０：無電解メッキ槽  ２１：電解メッキ槽  ２１１：スイッチ  ２１２：直流電源  ２１３：電解金属
３０：搬送手段  ３００：吸着パッド  ３０１：アーム
３１：仮置きテーブル  ３２：反転手段
３３：保持テーブル  ３５：研磨手段  ３５０：スピンドル  ３５１：マウント  ３５２：研磨パッド  
２３：超音波洗浄装置  ２３１：超音波発振部
８：真空蒸着装置  ８１：チャンバ  ８９：真空ポンプ
８２：テーブル  ８２０：ヒータ  Ｍ：金属  ８３：支持部品回転手段  ８４：接合手段
８５：第１の保持手段  ８６：第２の保持手段  ８９：真空ポンプ
１５：支持部品  １６１：第１の金属層  １６１ａ：第１の平滑面
１０：光学部品  １２２：第２の金属層  １２２ａ：第２の平滑面
７：膜除去装置  ７０：ガス噴出ヘッド  ７３：エアシリンダ  ７５：希ガス供給源
７８：高周波電源
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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