(57)【要約】【課題】本発明は複数の被積層体を接合し積層する被積層体の積層方法及び積層装置に関し、塵芥や内部応力の存在に拘わらず常に安定して被積層体を積層することを課題とする。【解決手段】第１の基板２０に形成された被積層樹脂１６と、第２の基板３０Ａとを積層して接合する被積層体の積層方法において、第２の基板３０Ａの外周部３０ｂを吸引用溝６２Ｂに吸着しつつ、噴射孔６６Ｂから加圧流体を噴出させることにより、第２の基板３０Ａを強制的に第１の基板２０に向け凸となるよう変形させ、この状態で第１の基板２０（被積層樹脂１６）と第２の基板３０Ａを接合する。第２の基板３０Ａに反りや傾きがあっても、この反りや傾きは強制的に変形されることにより解消され、各基板２０，３０Ａを確実に接合できる。【選択図】    図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の被積層体と第２の被積層体とを積層して接合する被積層体の積層方法において、
前記第１の被積層体または第２の被積層体の内、少なくとも一方の被積層体自体または該一方の被積層体を装着した部材を他方の被積層体に向け凸となるよう変形させつつ、前記第１の被積層体と前記第２の被積層体とを接合することを特徴とする被積層体の積層方法。
【請求項２】
請求項１記載の被積層体の積層方法において、
前記一方の被積層体自体または該一方の被積層体を装着した部材を他方の被積層体に向け凸となるよう変形させる際、加圧流体を用いて前記一方の被積層体自体または該一方の被積層体を装着した部材を変形させることを特徴とする被積層体の積層方法。
【請求項３】
請求項１記載の被積層体の積層方法において、
前記一方の被積層体自体または該一方の被積層体を装着した部材を支持する支持台と該一方の被積層体との間にスペーサを配設しておき、該スペーサにより前記一方の被積層体を他方の被積層体に向け凸となるよう変形させることを特徴とする被積層体の積層方法。
【請求項４】
第１の被積層体を装着する第１の支持台と、第２の被積層体を装着する第２の支持台とを有し、
該第１の支持台と該第２の支持台を近接させることにより、前記第１の被積層体と前記第２の被積層体とを積層する積層装置において、
前記第１の支持台または第２の被積層体の内少なくとも一方の支持台に、該一方の支持体に支持される被積層体自体または該被積層体を装着した部材を他方の支持体に向け凸となるよう変形する変形手段を設けたことを特徴とする積層装置。
【請求項５】
請求項４記載の積層装置において、
前記変形手段は、
前記一方の支持体に設けられた加圧流体を噴射する噴射孔と、
該噴射孔に前記加圧流体を供給する供給手段と、
前記一方の支持体に設けられた前記噴射孔の外側に、前記被積層体の外周位置を保持する保持手段とを具備することを特徴とする積層装置。
【請求項６】
請求項４記載の積層装置において、
前記変形手段は、
前記一方の支持体に設けられ、支持体表面から突出するスペーサと、
前記一方の支持体に設けられた前記スペーサの外周位置に、前記被積層体の外周位置を吸引することにより保持する保持手段とを具備することを特徴とする積層装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は被積層体の積層方法及び積層装置に係り、特に複数の被積層体を接合し積層する被積層体の積層方法及び積層装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、樹脂その他の材料よりなる被積層体を複数積層することにより、各種機能素子及び装置を作成することが行なわれている。例えば、マイクロデバイスを製造する場合、型を用いて所定のパターンを有した被積層体を形成し、この被積層体を複数積層することによりマイクロデバイスを製造している（例えば、特許文献１）。
【０００３】
図１は、従来行なわれていた被積層体の積層方法及びこれに用いる積層装置を説明するための図である。図中、第１の基板１及び第２の基板２は積層処理が行なわれる被積層体である。
【０００４】
第１及び第２の基板１，２を積層する積層装置は、第１の基板１を支持する第１の支持台３と、第２の基板２を支持する第２の支持台４とを有している。この第１の支持台３と第２の支持台４は、互いに近接できるよう構成されている。尚、図では説明の便宜上、積層装置の第１及び第２の支持台３，４以外の構成については、図示を省略している。
【０００５】
第１の支持台３には吸引孔５が設けられており、また第２の支持台４には吸引孔６が設けられている。この各吸引孔５，６は吸引装置に接続されており、よって吸引力を発生する。第１の基板１は吸引孔５が発生する吸引力により第１の支持台３に支持され、同様に第２の基板２は吸引孔６が発生する吸引力により第２の支持台４に支持される。
【０００６】
第１の基板１と第２の基板２とを積層するには、先ず各基板１，２を各支持台３，４に支持させると共に、基板１，２の対向する面に接着剤を塗布する。そして、第１の支持台３と第２の支持台４が近接するよう移動させ、第１の基板１と第２の基板２とを当接させる。そして、第１の基板１と第２の基板２とを融着等の手法により接合する。これにより、第１の基板１と第２の基板２は接合され、積層体が製造される。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−３２３６３２号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の被積層体の積層方法及び積層装置を採用した場合、第１の基板１及び第２の基板２に反り等の変形がない場合、また積層処理を行なう環境に塵芥７が存在しない場合には、高精度の多層化処理を行なうことができる。
【０００９】
しかしながら、第１の基板１と第２の基板２の積層処理時に図２（Ａ）に示すように、第１の基板１と第１の支持台３との間、及び第２の基板２と第２の支持台４との間に塵芥７が侵入してしまうことがある。この場合、図示されるように、第１及び第２の基板１，２が第１及び第２の支持台３，４の装着面に対して傾いた状態となってしまう。
【００１０】
このように、塵芥７により第１及び第２の基板１，２が傾いた状態で接合されると、図３（Ａ）に示すように、第１の基板１と第２の基板２との間に大きく離間した部分が発生し、この離間位置においては各基板１，２を接合することができなくなってしまう。
【００１１】
また、第２の基板２は複数の材質から構成されたものであれば、熱の印加等により内部応力が発生するものである。このように、基板内部に内部応力が発生した場合、図２（Ｂ）に示すように、第１の基板１及び第２の基板２に反り等の変形が発生してしまう。また、単一材料からなる基板であっても、樹脂シート等であれば、本当に平滑な表面を得ることは難しく、変形を有している。
【００１２】
このように、内部応力により第１及び第２の基板１，２に変形が存在する状態で接合されると、図３（Ｂ）に示すように、やはり第１の基板１と第２の基板２との間に大きく離間した部分が発生し、この離間位置においては各基板１，２を接合することができなくなってしまう。このように、従来の被積層体の積層方法及び積層装置では、信頼性の高い積層処理を行なうことができないという問題点があった。
【００１３】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、塵芥や内部応力の存在に拘わらず常に安定して被積層体を積層しうる被積層体の積層方法及び積層装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために本発明では、次に述べる各手段を講じたことを特徴とするものである。
【００１５】
請求項１記載の発明は、
第１の被積層体と第２の被積層体とを積層して接合する被積層体の積層方法において、
前記第１の被積層体または第２の被積層体の内、少なくとも一方の被積層体自体または該一方の被積層体を装着した部材を他方の被積層体に向け凸となるよう変形させつつ、前記第１の被積層体と前記第２の被積層体とを接合することを特徴とするものである。
【００１６】
上記発明によれば、第１の被積層体と第２の被積層体とを接合する際、少なくとも一方の被積層体自体または該一方の被積層体を装着した部材を他方の被積層体に向け凸となるよう変形させつつ接合するため、被積層体に反り等の変形が発生していても、凸となるよう変形させた時点で反り等の変形は強制的に解消される。
【００１７】
そして、一方の被積層体を他方の被積層体に接合するときには、凸形状に変形した最も突出した位置が先ず接合され、その後に順次その外周部分が接合されていく。このため、一対の被積層体を接合する際に、確実に両者を密着させて接合できため、製造される積層構造物の信頼性を高めることができる。
【００１８】
また、請求項２記載の発明は、
請求項１記載の積層構造物の製造方法において、
前記一方の被積層体自体または該一方の被積層体を装着した部材を他方の被積層体に向け凸となるよう変形させる際、加圧流体を用いて前記一方の被積層体自体または該一方の被積層体を装着した部材を変形させることを特徴とするものである。
【００１９】
上記発明によれば、加圧流体を用いて被積層体を凸となるよう変形させるため、容易かつ確実に被積層体を変形させることができる。また、加圧流体の流体圧を調整することにより、被積層体の変形性を調整することも可能となる。
【００２０】
また、請求項３記載の発明は、
請求項１記載の積層構造物の製造方法において、
前記一方の被積層体自体または該一方の被積層体を装着した部材を支持する支持台と該一方の被積層体との間にスペーサを配設しておき、該スペーサにより前記一方の被積層体を他方の被積層体に向け凸となるよう変形させることを特徴とするものである。
【００２１】
上記発明によれば、支持台上に配設されたスペーサを用いて被積層体を凸となるよう変形させるため、簡単な構成で被積層体を変形させることができる。
【００２２】
また、請求項４記載の発明は、
第１の被積層体を装着する第１の支持台と、第２の被積層体を装着する第２の支持台とを有し、
該第１の支持台と該第２の支持台を近接させることにより、前記第１の被積層体と前記第２の被積層体とを積層する積層装置において、
前記第１の支持台または第２の被積層体の内少なくとも一方の支持台に、該一方の支持体に支持される被積層体自体または該被積層体を装着した部材を他方の支持体に向け凸となるよう変形させる変形手段を設けたことを特徴とするものである。
【００２３】
上記発明によれば、被積層体に反り等の変形が発生していても、凸となるよう変形させた時点で反り等の変形は強制的に解消される。そして、一方の被積層体を他方の被積層体に接合するときには、凸形状に変形した最も突出した位置が先ず接合され、その後に順次その外周部分が接合されていく。このため、一対の被積層体を接合する際に、確実に両者を密着させて接合できため、製造される積層構造物の信頼性を高めることができる。
【００２４】
また、請求項５記載の発明は、
請求項４記載の積層装置において、
前記変形手段は、
前記一方の支持体に設けられた加圧流体を噴射する噴射孔と、
該噴射孔に前記加圧流体を供給する供給手段と、
前記一方の支持体に設けられた前記噴射孔の外側に、前記被積層体の外周位置を保持する保持手段とを具備することを特徴とするものである。
【００２５】
上記発明によれば、供給手段から供給され噴射孔から流出した加圧流体により加圧されて被積層体を凸となるよう変形させるため、容易かつ確実に被積層体を変形させることができる。
【００２６】
また、加圧流体の流体圧を調整することにより、被積層体の変形性を調整することも可能となる。更に、被積層体は保持手段により外周位置が保持されるため、加圧流体により変形されても、被積層体が支持体から離脱するようなことはない。
【００２７】
また、請求項６記載の発明は、
請求項４記載の積層装置において、
前記変形手段は、
前記一方の支持体に設けられ、支持体表面から突出するスペーサと、
前記一方の支持体に設けられた前記スペーサの外周位置に、前記被積層体の外周位置を吸引することにより保持する保持手段とを具備することを特徴とするものである。
【００２８】
上記発明によれば、支持体表面から突出するスペーサを用いて被積層体を凸となるよう変形させるため、容易かつ確実に被積層体を変形させることができる。また、被積層体は保持手段により外周位置が吸引保持されるため、被積層体は確実に支持体に支持される。
【００２９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。
【００３０】
図４乃至図７は、本発明の第１実施例である被積層体の積層方法を適用した積層構造物４０Ａ（図６（Ｄ）参照）の製造方法を示している。積層構造物４０Ａの製造方法は、大略すると第１の基板２０を製造する工程と、第２の基板３０Ａを製造する工程と、第２の基板３０Ａに第１の基板２０に形成された被積層樹脂１６を積層する工程とを有している。以下、この各工程について説明する。
【００３１】
先ず、図４を参照して第１の基板２０を製造する方法について説明する。第１の基板２０を製造するには、図４（Ａ）に示す型１０を用意する。この型１０は、剛性を有する材料（例えば、シリコン，ガラス等）に凹部１１がパターニングされた構成とされている。
【００３２】
この凹部１１は、後述する積層構造物４０Ａを構成する樹脂積層体３５（被積層樹脂１６）の形成位置に対応するよう構成されている（図６（Ｄ）参照）。
【００３３】
この型１０には、ディスペンサー１２を用いて樹脂溶液１３が滴下される。この樹脂溶液１３は、少なくとも凹部１１を完全に覆うよう、十分な量が滴下される。尚、型１０に対する樹脂溶液１３の配設は、ディスペンサー１２を用いた構成に限定されるものではなく、他の方法（例えばスピナーを用いる方法）を用いることも可能である。
【００３４】
型１０に樹脂溶液１３が配設されると、続いて樹脂溶液１３を適当な温度でベーキングし、溶剤成分を揮発させる（以下、この状態の樹脂溶液１３を被積層樹脂１６という）。このベーキング処理が終了した状態で、図４（Ｂ）に示すように、被積層樹脂１６は型１０の凹部１１内ばかりでなく、型１０の表面にも付着した状態となっている。
【００３５】
続いて、図４（Ｃ）に示すように、型１０の表面に付着した被積層樹脂１６を除去する処理が実施される。この被積層樹脂１６の除去には、研削盤１４を用いる。
【００３６】
この研削盤１４は、型１０の材料よりは軟らかく、被積層樹脂１６よりは硬い材料が選定されている。この研削盤１４は図示しない回転装置により型１０上で回転され、これにより型１０の表面上の被積層樹脂１６は除去される。
【００３７】
図４（Ｄ）は、型１０の表面上の被積層樹脂１６が除去された状態を示している。同図に示されるように、型１０の表面上の被積層樹脂１６は研削盤１４により除去されるが、凹部１１内に位置する被積層樹脂１６は除去されることなく、そのまま残留する。
【００３８】
この際、本実施例では型１０の表面精度を利用して研削盤１４を用いて不要な被積層樹脂１６を除去する方法を用いているため、簡単かつ迅速に表面精度の高い被積層樹脂１６を型１０に形成することができる。また、前記のように研削盤１４は、型１０より軟らかく被積層樹脂１６よりは硬い材料が選定されているため型１０に対するダメージは少ない。
【００３９】
尚、上記した例では、型１０の表面上の不要な被積層樹脂１６を除去するのに研削盤１４を用いた例を示したが、酸素プラズマによるアッシング等の他の方法を用いて除去することも可能である。また、被積層樹脂１６の材料として本実施例では樹脂溶液１３を用いたが、液状樹脂剤を硬化させるタイプの樹脂を用いることも可能である。
【００４０】
続いて、図５を参照して第２の基板３０Ａを製造する方法について説明する。第２の基板３０Ａを製造するには、図５（Ａ）に示す型２１を用意する。この型２１は、例えばシリコン或いはガラスに凹部２４がパターニングされた構成とされている。
【００４１】
この凹部２４は、後述する積層構造物４０Ａを構成する樹脂積層体３５（被積層樹脂１６）の形成位置に対応するよう構成されている（図６（Ｄ）参照）。
【００４２】
この型２１には、ディスペンサー２２を用いて溶剤２３が滴下される。この溶剤２３は、少なくとも凹部２４内に完全に充填される十分な量が滴下される。尚、型２４に対する溶剤２３の配設は、ディスペンサー２２を用いた構成に限定されるものではなく、他の方法（例えばスピナーを用いる方法）を用いることも可能である。
【００４３】
型２１に溶剤２３が充填されると、続いて図５（Ｂ）に示すように、型２１の上部に樹脂シート２５が配設される。この樹脂シート２５としては、例えばポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）を用いることができる。
【００４４】
型２１上に樹脂シート２５が配設されると、続いて図５（Ｃ）に示すように、樹脂シート２５が配設された型２１は基台２６上に載置され、更に型２１の上部には錘２７が載置される。これにより、余分な溶剤２３は型２１と樹脂シート２５との間から押し出され、溶剤２３は型２１の凹部２４内にのみに位置する状態となる。
【００４５】
続いて、基台２６上に型２１，樹脂シート２５，錘２７が積み上げられた部材は、加熱炉に入れられて所定の温度で時間保持される。これにより、凹部２４内に位置する溶剤２３が樹脂シート２５を溶かしながら樹脂シート２５中に拡散し、これにより型２１による型転写が行なわれる。加熱炉の温度及び保持時間は、使用する溶剤２３及び樹脂シート２５の材質及び量により適宜選定されるものである。
【００４６】
上記の型転写が終了し、樹脂シート２５に一体的に凹部２４の形状に対応した突出部２８が形成されると、図５（Ｄ）に示すように型２１からの離型が行なわれる。これにより、突出部２８を有した第２の基板３０Ａが形成される。尚、この第２の基板３０Ａの製造方法は、上記した製造方法の他にも射出成形、プレス成形等の製造方法を用いることも可能である。
【００４７】
上記のようにして第１の基板２０と第２の基板３０Ａが製造されると、続いて第１の基板２０に形成された被積層樹脂１６（請求項に記載の第１の被積層体）と第２の基板３０Ａ（請求項に記載の第２の被積層体）とを積層する処理が実施される。図６は、被積層樹脂１６と第２の基板３０Ａとを積層する処理を説明するための図である。
【００４８】
第１の基板２０に形成された被積層樹脂１６と第２の基板３０Ａとを積層するには、先ず図６（Ａ）に示すような、溶剤型接着剤３２が充填された容器３６を用意する。そして、この容器３６を所定の温度に加熱して溶剤蒸気３３を生成すると共に、その上部に第２の基板３０Ａを載置する。
【００４９】
この際、第２の基板３０Ａの突出部２８が溶剤蒸気３３と接するようにする。これにより溶剤蒸気３３は、第２の基板３０Ａの突出部２８が形成されている面に均一に付着し凝固する。これにより、第２の基板３０Ａは溶剤型接着剤３２が均一に形成された状態となる。
【００５０】
尚、本実施例では第２の基板３０Ａにのみ溶剤型接着剤３２を形成する例を示しているが、上記と同様の方法により第１の基板２０にも、或いは第１の基板２０と第２の基板３０Ａの両方に溶剤型接着剤３２を形成する構成としてもよい。
【００５１】
続いて、図６（Ｂ）に示すように、第１の基板２０に第２の基板３０Ａを当接させ、第２の基板３０Ａの突出部２８に第１の基板２０に形成された被積層樹脂１６を積層させる処理を実施する。即ち、第２の基板３０Ａに形成されている突出部２８（溶剤型接着剤３２が設けられている）を第１の基板２０に形成された被積層樹脂１６の上面に当接させ、被積層樹脂１６と突出部２８とを接着する。
【００５２】
ところで、第２の基板３０Ａとこれを支持する第２の支持台５１Ｂとの間に塵芥が侵入するおそれもある。この場合には、第２の支持台５１Ｂの表面に対して第２の基板３０Ａが傾いてしまうおそれがある。更に、図５（Ａ），（Ｂ）に示した工程において、溶剤２３が不均等に塗布された場合には、図５（Ｃ）に示した加熱処理時に偏在した内部応力が発生してしまい、第２の基板３０Ａに反り（変形）が発生してしまう。
【００５３】
このため本実施例では、第２の基板３０Ａに変形が発生していても、また第２の基板３０Ａに傾きが発生しても（以下、これらの積層処理が適正に行われないおそれがある理由を「内部応力等の理由」という）、確実に第１の基板２０の被積層樹脂１６と積層しうる積層方法を用いているが、説明の便宜上、この積層方法については後述するものとする。
【００５４】
上記のように突出部２８と被積層樹脂１６との溶剤型接着剤３２による接着が行なわれると、続いて第１の基板２０と第２の基板３０Ａとが引き離される。この際、被積層樹脂１６は突出部２８に接着されているため、被積層樹脂１６は第１の基板２０から離型される。即ち、図６（Ｃ）に示すように、被積層樹脂１６は第２の基板３０Ａに積層された状態となる。
【００５５】
このように被積層樹脂１６が積層された第２の基板３０Ａに対し、図６（Ａ）から図６（Ｃ）に示した処理を繰り返し実施することにより、被積層樹脂１６は複数積層され、図６（Ｄ）に示すような樹脂積層体３５を有した積層構造物４０Ａが製造される。図６（Ｄ）に示す例では、被積層樹脂１６を３層積層することにより樹脂積層体３５を形成している。このようにして製造された積層構造物４０Ａは、三次元フォトニック結晶素子等のマイクロデバイスとして使用される。
【００５６】
尚、上記した実施例では、溶剤型接着剤３２を第２の基板３０Ａに設ける方法として溶剤型接着剤３２を溶剤蒸気３３とした上で第２の基板３０Ａに付着される蒸気凝縮による方法を用いたが、溶剤型接着剤３２を第２の基板３０Ａに設ける方法はこれに限定されるものではなく、適量が設けられるものであれば、スプレーを用いる方法、浸漬する方法、或いはポッティングする方法等を用いることも可能である。また、接着剤を用いることなく、超音波溶着等の熱溶着により被積層樹脂１６と突出部２８とを接合することも可能である。
【００５７】
次に、図７乃至図９を参照して、上記の第２の基板３０Ａに変形が発生していても確実に第２の基板３０Ａの突出部２８に被積層樹脂１６を積層しうる積層方法について説明する。図７は突出部２８に被積層樹脂１６を積層する積層方法を処理手順に沿って示す図であり、図８は積層方法を実施する際に用いる積層装置５０Ａの構成図であり、図９は積層装置５０Ａに設けられる第１及び第２の支持台５１Ａ，５１Ｂを拡大して示す図である。
【００５８】
先ず、図８及び図９を用いて積層装置５０Ａについて説明する。図８に示すように、積層装置５０Ａは大略すると第１の支持台５１Ａ，第２の支持台５１Ｂ，移動機構５３，ベース台５４，及び固定台５９等により構成されている。
【００５９】
第１の支持台５１Ａは、移動機構５３に固定されている。また、第２の支持台５１Ｂは、支柱６０に固定されている。この第１の支持台５１は、図７（Ａ）に示すように第１の基板２０を吸着することにより支持する吸着チャックである。また第１及び第２の支持台５１Ａ，５１Ｂは、図９に拡大して示すように、支持台本体部６１Ａ，６１Ｂに環状の吸引用溝６２Ａ，６２Ｂが形成されると共に、この吸引用溝６２Ａ，６２Ｂには吸引用通路６３Ａ，６３Ｂが連通するよう形成されている。
【００６０】
吸引用通路６３Ａ，６３Ｂには図示しない吸引装置が接続されており、この吸引装置が稼働することにより吸引用溝６２Ａ，６２Ｂには負圧が発生する。よって、各基板２０，３０Ａが支持台５１Ａ，５１Ｂ上に載置された状態で吸引装置を稼働させることにより、各基板２０，３０Ａは各支持台５１Ａ，５１Ｂに吸引されてこれに支持される。
【００６１】
また、吸引用溝６２の直径は、第１の基板２０の直径よりも若干小さく設定されている。これにより、各支持台５１Ａ，５１Ｂ（吸引用溝６２Ａ，６２Ｂ）は、基板２０，３０Ａの外周位置を吸引することになる。
【００６２】
また、支持台本体部６１の表面中央位置、正確に言うと環状に形成された吸引用溝６２Ａ，６２Ｂの略中央位置には、噴射孔６６Ａ，６６Ｂが形成されている。この噴射孔６６Ａ，６６Ｂには噴射用通路６５Ａ，６５Ｂが接続されており、更にこの噴射用通路６５Ａ，６５Ｂには図９（Ｂ）に示すように供給装置６７が接続されている。
【００６３】
供給装置６７は加圧流体を噴射用通路６５Ａ，６５Ｂに向け供給する装置であり、よって供給装置６７から噴射用通路６５Ａ，６５Ｂに加圧流体が供給されると、この加圧流体は噴射孔６６Ａ，６６Ｂから流出する。本実施例では加圧流体として空気を用いる例を示すが、この加圧流体は空気に限定されるものではなく、例えば不活性ガス等の他の気体を用いても良い。また、気体に限定されるものではなく、水等の液体を用いることも可能である。
【００６４】
図８に戻り、積層装置５０Ａの説明を続ける。移動機構５３は、粗動機構５５，微動機構５６，昇降機構５７，及び移動台５８により構成されている。粗動機構５５は、微動機構５６，昇降機構５７，及び移動台５８を搭載しており、図中矢印Ｘ方向及び紙面に対して直交する方向に移動を行なうものである。
【００６５】
また、微動機構５６は、昇降機構５７及び移動台５８を搭載しており、図中矢印Ｘ方向及び紙面に対して直交する方向に移動を行なうものである。この微動機構５６の移動精度は、粗動機構５５の移動精度より高く設定されている。この粗動機構５５及び微動機構５６は、固定された第２の支持台５２に対して第１の支持台５１の位置決めを行なうのに使用されるが、精度の異なる２つの移動機構５５，５６を用いることにより、短時間で正確な位置決め処理を行なうことができる。また、粗動機構５５を設けることで、第２の支持台５１Ｂに第２の基板３０Ａを装着することが容易となる。
【００６６】
昇降機構５７は、移動台５８を昇降する（図中矢印Ｚ方向に移動させる）機能を奏する。これにより、第１の支持台５１Ａは第２の支持台５１Ｂに対して近接し、また離間する。
【００６７】
続いて、上記構成とされた積層装置５０Ａを用いて実施される、突出部２８に被積層樹脂１６を積層する積層方法を説明する。第１の基板２０に形成されている被積層樹脂１６を第２の基板３０Ａに形成されている突出部２８に積層するには、先ず第１の基板２０を第１の支持台５１Ａに支持させると共に、第２の基板３０Ａを第２の支持台５１Ｂに支持させる。
【００６８】
具体的には、第１の基板２０を第１の支持台５１Ａに載置した上で吸引装置を稼働させ、第１の基板２０を吸引用溝６２Ａで発生する吸引力（負圧）により第１の支持台５１Ａに吸引し支持させる。同様に、第２の基板３０Ａを第２の支持台５１Ｂに載置した上で吸引装置を稼働させ、第２の基板３０Ａを吸引用溝６２Ｂで発生する吸引力（負圧）により第２の支持台５１Ｂに吸引し支持させる。但し，噴射用通路６５に接続された供給装置６７は、停止された状態となっている。
【００６９】
上記のように各基板２０，３０Ａが各支持台５１Ａ，５１Ｂに支持されると、続いて移動機構５３が起動して第１の基板２０と第２の基板３０Ａとの位置決め処理を行なう。図７（Ａ）は、第１の基板２０と第２の基板３０Ａとの位置決め処理が終了した状態を示している。この位置決め終了状態において、第１の基板２０に形成された被積層樹脂１６と、第２の基板３０Ａに形成された突出部２８は精度よく対向した状態となっている。
【００７０】
尚、図７では変形の発生していない第１の基板２０を示しているが、前記したように第２の基板３０Ａには、内部応力等の理由により反り等の変形が発生している場合がある。
【００７１】
上記のように位置決め処理が行なわれると、続いて供給装置６７（図９参照）を起動して、噴射用通路６５Ｂのみに加圧流体（圧縮空気）を供給する。これにより、加圧流体は噴射用通路６５Ｂ・噴射孔６６Ｂが加圧される。
【００７２】
前記のように、第２の基板３０Ａの外周部３０ｂは吸引用溝６２Ｂに吸引されることにより固定されており、かつ第２の基板３０Ａは変形可能な構成である。このため、噴射孔６６Ｂから流出した加圧気体は、第２の基板３０Ａと第２の支持台５１Ｂとの間に溜まると共に第２の基板３０Ａを上方に向け付勢する。
【００７３】
この加圧気体により、第２の基板３０Ａ（請求項に記載の一方の被積層体自体に相当する）は図７（Ｂ）に示すように第１の基板２０（請求項に記載の他方の被積層体自体に相当する）に向け凸となるよう変形する。具体的には、第２の基板３０Ａは凸部３０ａを頂上とし、外周部３０ｂに向け傾斜する略円錐形状を形成するよう膨らんだ状態となる。
【００７４】
このように、第２の基板３０Ａが第１の基板２０に向け凸となるよう変形することにより、前記した内部応力等の理由により第２の基板３０Ａに反り等の変形が発生していても、凸となるよう変形させた時点でこの反り等の変形は強制的に解消される。即ち、内部応力等の理由による反り等の変形や傾きが発生していても、加圧流体により発生する変形は反り等の変形に対して大きな変形となる。このため、加圧流体により第２の基板３０Ａを凸となるよう変形させた時点で、内部応力等の理由に起因した変形や傾きは強制的に解消された状態となる。
【００７５】
このように、加圧流体により第２の基板３０Ａが強制的に変形され、変形や傾きが強制的に解消されると、続いて移動機構５３が起動し、第１の支持台５１Ａを第２の支持台５１Ｂに向け移動（上昇）させる。
【００７６】
第１の支持台５１Ａが第２の支持台５１Ｂに向け上昇すると、第２の基板３０Ａの最も突出した凸部３０ａが先ず第１の基板２０に当接し接合する。更に第１の支持台５１を上昇させると、その後凸部３０ａの外周部分が順次第１の基板２０に接合されていく。
【００７７】
この際、内部応力等の理由による不規則に第２の基板３０Ａに発生する変形や傾きは、上記のように第２の基板３０Ａを強制的に変形することにより解消されているため、第１の基板２０と第２の基板３０Ａとを確実に密着させて接合することができる。これにより、図７（Ｃ）に示すように、第２の基板３０Ａに形成されている突出部２８を、第１の基板２０に形成されている被積層樹脂１６に確実に接合させることができ、よって製造される積層構造物４０Ａの信頼性を高めることができる。
【００７８】
また、本実施例では、第２の基板３０Ａを凸となるよう変形させる際、加圧流体により変形するよう構成されているため、加圧流体の圧力を第２の基板３０Ａに均一に印加することができる。更に、加圧流体の流体圧は供給装置６７を制御することにより容易に可変することが可能であり、従って第２の基板３０Ａの変形量を調整することができる。
【００７９】
続いて、本発明の第２実施例について説明する。図１０乃至図１３は、本発明の第２実施例である被積層体の積層方法を適用した積層構造物４０Ｂ，４０Ｃ（図１２（Ｃ），図１３（Ｃ）参照）の製造方法を示している。尚、図１０乃至図１３において、先の説明に使用した図４乃至図９に示した構成と同一構成については同一符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００８０】
本実施例では、第１の基板２０は先に図４を用いて説明したと同一の製造方法で製造されたものを使用するが、第２の基板３０Ｂとしては樹脂シートを使用する。即ち、先に説明した第１実施例では突出部２８を有した第２の基板３０Ａを用いたが、本実施例では突出部２８が存在しない第２の基板３０Ｂに被積層樹脂１６を積層することを特徴としている。
【００８１】
図１０は、第２の基板３０Ｂに被積層樹脂１６を積層する積層方法を示している。積層処理を行なうには、先ず図１０（Ａ）に示すように、第１の基板２０を第１の支持台５１Ａに支持させると共に、樹脂シートよりなる第２の基板３０Ｂを第２の支持台５１Ｂに支持させる。
【００８２】
尚、第１の基板２０は、前記のように図４を用いて説明したのと同一の製造方法で製造される。また、本実施例では第２の基板３０Ｂに溶剤型接着剤３２を設けることは行なっていない。更に、図１０（Ａ）に示す状態では、噴射用通路６５Ａ，６５Ｂに接続された供給装置６７は停止された状態となっている。
【００８３】
上記のように各基板２０，３０Ｂが各支持台５１Ａ，５１Ｂに支持されると、続いて移動機構５３が起動して第１の基板２０と第２の基板３０Ｂとの位置決め処理を行なう。図１０（Ａ）は、第１の基板２０と第２の基板３０Ｂとの位置決め処理が終了した状態を示している。
【００８４】
このように位置決め処理が終了すると、続いて供給装置６７を起動して、大不の支持台５１Ｂの噴射用通路６５Ｂに加圧流体（圧縮空気）を供給する。これにより、図１０（Ｂ）に示すように、加圧流体は噴射用通路６５Ｂ・噴射孔６６Ｂを加圧する。第２の基板３０Ｂは樹脂シートであり変形可能な構成とされているため、噴射孔６６Ｂから流出した加圧気体により、第２の基板３０Ｂは第１実施例と同様に第１の基板２０に向け凸となるよう変形する。よって本実施例においても、内部応力等の理由により第２の基板３０Ｂに変形や傾きが発生していても、凸となるよう変形させた時点でこの変形や傾きは強制的に解消される。
【００８５】
このように、加圧流体により第２の基板３０Ｂが強制的に変形され、変形や傾きが強制的に解消されると、続いて移動機構５３が起動し、第１の支持台５１Ａを第２の支持台５１Ｂに向け移動（上昇）させる。これにより、第２の基板３０Ｂの最も突出した凸部３０ａが先ず第１の基板２０Ｂに当接し、その後に凸部３０ａの外周部分が順次第１の基板２０に接合されていく。
【００８６】
この際、内部応力等の理由により第２の基板３０Ｂに発生する変形や傾きは、上記のように第２の基板３０Ｂを強制的に変形することにより解消されているため、本実施例においても、第１の基板２０と第２の基板３０Ｂとを確実に密着させて接合することができる。これにより、図１０（Ｃ）に示すように、第２の基板３０Ｂと第１の基板２０に形成されている被積層樹脂１６とを確実に接合させることができる。
【００８７】
本実施例では、前記のように第２の基板３０Ｂに接着剤は配設されていない。よって本実施例では、第１の基板２０に形成された被積層樹脂１６と第２の基板３０Ｂとの接合は、融着を用いて接合する構成としている。尚、第１実施例と同様に、接着剤３２を用いることにより被積層樹脂１６を第２の基板３０Ｂに接合することも可能である。
【００８８】
上記のようにして第１の基板２０と第２の基板３０Ｂとが接合されると、続いて図１１（Ａ）に示すように、第２の支持台５１Ｂを第１の支持台５１Ａから離間させ、これにより第１の基板２０に対して第２の基板３０Ｂを離間させる。この際、被積層樹脂１６は第２の基板３０Ｂに融着により接合されているため、被積層樹脂１６は第２の基板３０Ｂに積層された状態となる。尚、被積層樹脂１６が１層積層された第２の基板３０Ｂを、以下１層構造体８０というものとする。
【００８９】
上記のようにして１層構造体８０が製造されると、図１１（Ｂ）に示すように、ディスペンサー７３を用いて被積層樹脂１６を覆うように被覆用樹脂液７２（光，熱等による硬化性樹脂等）が配設される。そして、被覆用樹脂液７２を硬化する。これにより、図１１（Ｃ）に示すように樹脂シートよりなる第２の基板３０Ｂ上に被積層樹脂７１が１層形成された構造体が製造される。
【００９０】
図１２は、１層構造体８０を２層積層することにより積層構造物４０Ｂを製造する方法を示している。積層構造物４０Ｂを製造するには、図１１（Ｂ）で示した１層構造体８０Ａを下層とし、その上部に１層構造体８０Ｂを積層する。
【００９１】
この際、１層構造体８０Ｂは、被積層樹脂１６が上部に位置するよう配置する。即ち、下層に位置する１層構造体８０Ａの被積層樹脂１６が、上層に位置する第２の基板３０Ｂの第２の基板３０Ｂと対向するよう配置する。尚、この時には、被覆用樹脂液７２は未硬化の状態を維持している。
【００９２】
続いて図１２（Ｂ）に示すように、ディスペンサー７３を用いて上部に位置する第２の基板３０Ｂに被覆用樹脂液７２を配設する。これにより、１層構造体８０Ｂの被積層樹脂１６は、被覆用樹脂液７２により覆われた状態となる。
【００９３】
続いて、積層された１層構造体８０Ａ，８０Ｂを加熱処理し、被覆用樹脂液７２を硬化する。これにより、図１２（Ｃ）に示す積層構造物４０Ｂが製造される。
【００９４】
図１３は、１層構造体８０を２層積層することにより積層構造物４０Ｃを製造する方法を示している。積層構造物４０Ｃを製造するには、図１１（Ｂ）で示した１層構造体８０Ａを下層とし、その上部に１層構造体８０Ｂを積層する。
【００９５】
この際、１層構造体８０Ｂは、被積層樹脂１６が下部に位置するよう配置する。即ち、下層に位置する１層構造体８０Ａの被積層樹脂１６と、上層に位置する第２の基板３０Ｂの被積層樹脂１６とが対向するよう配置する。尚、この時には、被覆用樹脂液７２は未硬化の状態を維持している。
【００９６】
続いて図１３（Ｂ）に示すように、一対の１層構造体８０Ａ，８０Ｂを図示しない治具により突合せて挟持する。これにより、１層構造体８０Ａに配設されていた被覆用樹脂液７２は、１層構造体８０Ｂの被積層樹脂１６をも覆う状態となる。即ち、各１層構造体８０Ａ，８０Ｂの被積層樹脂１６は、被覆用樹脂液７２により覆われた状態となる。
【００９７】
続いて、積層された１層構造体８０Ａ，８０Ｂを加熱処理し、被覆用樹脂液７２を硬化する。これにより、図１３（Ｃ）に示す積層構造物４０Ｂが製造される。このようにして製造された積層構造物４０Ｂ，４０Ｃは、光導波路等のマイクロデバイスとして使用することが可能である。また、図１２及び図１３を用いて説明した例では、１層構造体８０（８０Ａ，８０Ｂ）を２層積層した構成を示したが、１層構造体８０の積層数は２層に限定されるものではなく、３層以上形成する構成としてもよい。
【００９８】
続いて、本発明の第３実施例について説明する。図１４は、本発明の第３実施例である被積層体の積層方法を示している。尚、図１４において、先の説明に使用した図４乃至図１３に示した構成と同一構成については同一符号を付し、その説明を省略するものとする。また、本実施例では、先に説明した第２実施例と同様に、樹脂シートよりなる第２の基板３０Ｂに第１の基板２０に形成された被積層樹脂１６を積層する例について説明する。
【００９９】
第２の基板３０Ｂに対し被積層樹脂１６を積層するには、先ず図１４（Ａ）に示すように、第１の基板２０を第１の支持台８２に支持させると共に、樹脂シートよりなる第２の基板３０Ｂを第２の支持台５２に支持させる。この各支持台５２，８２に対する各基板２０，３０Ｂの支持は、吸引用通路６３，７０に接続された吸引装置を起動することにより吸引用溝６２，６９に負圧を発生させ、これにより各支持台５２，８２に各基板２０，３０Ｂを吸引することにより行なう構成とされている。
【０１００】
この際、予め第２の支持台５２の下面にはスペーサ８５を予め載置しておく。このスペーサ８５は、例えば樹脂製等の弾性を有する素材によるブロックであり、環状の吸引用溝６９の中心位置に配置される。図では、理解を容易にいするためにスペーサ８５を大きく図示しているが、スペーサ８５の実際の厚さは３０〜５０μｍ程度のものである。
【０１０１】
従って、吸引装置が起動し吸引用溝６９に吸引力が発生すると、図１４（Ｂ）に示すように第２の基板３０Ｂは弾性変形し、その外周部３０ｂは第２の支持台５２に吸着される。このように外周位置が吸引用溝６９に吸着され、中央部分がスペーサ８５により支持されるため、第２の基板３０Ｂは第１の基板２０に向け凸となるよう変形する。よって本実施例においても、内部応力等の理由により第２の基板３０Ｂに変形や傾斜が発生していても、第２の基板３０Ｂがスペーサ８５により変形された時点でこの反り等による変形は強制的に解消される。
【０１０２】
上記のようにスペーサ８５により第２の基板３０Ｂが変形されると、続いて移動機構５３が起動して第１の基板２０と第２の基板３０Ｂとの位置決め処理を行なう。続いて、移動機構５３が起動し、第１の支持台８２を第２の支持台５２に向け移動（上昇）させる。これにより、第２の基板３０Ｂの最も突出した凸部３０ａが先ず第１の基板２０に当接し、その後に凸部３０ａの外周部分が順次第１の基板２０Ｂに接合されていく。
【０１０３】
この際、内部応力等の理由により第２の基板３０Ｂに発生する変形や傾きは、上記のように第２の基板３０Ｂを強制的に変形することにより解消されているため、本実施例においても、第１の基板２０と第２の基板３０Ｂとを確実に密着させて接合することができる。これにより、図１４（Ｃ）に示すように、第２の基板３０Ｂと第１の基板２０に形成されている被積層樹脂１６とを確実に接合させることができる。
【０１０４】
上記のように、本実施例では、第１の支持台８２上にスペーサ８５を配設するだけの簡単な構成で、第２の基板２０Ｂを変形させ、内部応力等の理由に起因した変形や傾きを解消させることができる。これにより、被積層樹脂１６を確実に第２の基板３０Ｂに積層できると共に、各支持台５２，８２の構成を簡単化することができる。
【０１０５】
尚、上記した各実施例では、第２の支持台５１Ｂ，５２に支持される第２の基板３０Ａ，３０Ｂのみを変形させ、内部応力等の理由に起因した変形や傾きを解消する構成とした。しかしながら、第１の基板２０についても内部応力等の理由に起因した変形や傾きが発生する場合には、第１の基板２０についても第２の基板３０Ａ，３０Ｂに対して実施した同様な強制的な変形を行い、内部応力等の理由に起因した変形や傾きを強制的に解消した上で、積層処理を行なう構成としてもよい。
【０１０６】
特に、上記した実施例に係る積層装置５０Ａは、第１の支持台５１Ａと第２の支持台５１Ｂを同一構成としているため、各基板２０，３０Ａ，３０Ｂを選択的に凸形状に変形させることも、また同時に凸形状に変形させることも可能である。
【０１０７】
【発明の効果】
上述の如く本発明によれば、次に述べる種々の効果を実現することができる。
【０１０８】
請求項１及び請求項４記載の発明によれば、被積層体に反り等の変形が発生していても凸となるよう変形させた時点で反り等の変形は強制的に解消され、また一対の被積層体の接合時には凸形状に変形した最も突出した位置が先ず接合されその後に順次その外周部分が接合されていくため、一対の被積層体を確実に密着させて接合するでき、製造される積層構造物の信頼性を高めることができる。
【０１０９】
また、請求項２及び請求項５記載の発明によれば、加圧流体を用いて被積層体を凸となるよう変形させるため、容易かつ確実に被積層体を変形させることができる。また、加圧流体の流体圧を調整することにより、被積層体の変形性を調整することも可能となる。
【０１１０】
また、請求項３及び請求項６記載の発明によれば、支持台上に配設されたスペーサを用いて被積層体を凸となるよう変形させるため、簡単な構成で被積層体を変形させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の積層装置を説明するための図である。
【図２】従来の積層装置の問題点を説明するための図である（その１）。
【図３】従来の積層装置の問題点を説明するための図である（その２）。
【図４】本発明の第１実施例である被積層体の積層方法を適用した積層構造物の製造方法を説明するための図であり、第１の基板を製造する処理を説明するための図である。
【図５】本発明の第１実施例である被積層体の積層方法を適用した積層構造物の製造方法を説明するための図であり、第２の基板を製造する処理を説明するための図である。
【図６】本発明の第１実施例である被積層体の積層方法を適用した積層構造物の製造方法を説明するための図であり、第１の基板と第２の基板とを積層する処理を説明するための図である。
【図７】本発明の第１実施例である被積層体の積層方法を適用した積層構造物の製造方法を説明するための図であり、第１の基板と第２の基板とを積層する処理をより詳細に説明するための図である。
【図８】本発明の第１実施例である積層装置を説明するための図である。
【図９】本発明の第１実施例である積層装置に設けられる第１の支持台を拡大して示す図である。
【図１０】本発明の第２実施例である被積層体の積層方法を適用した積層構造物の製造方法を説明するための図であり、第１の基板と第２の基板とを積層する処理を説明するための図である。
【図１１】本発明の第２実施例である被積層体の積層方法を適用した積層構造物の製造方法を説明するための図であり、樹脂の被覆処理を説明するための図である。
【図１２】本発明の第２実施例である被積層体の積層方法を適用した積層構造物の製造方法を説明するための図であり、１層構造体を積層する処理を説明するための図である（その１）。
【図１３】本発明の第２実施例である被積層体の積層方法を適用した積層構造物の製造方法を説明するための図であり、１層構造体を積層する処理を説明するための図である（その２）。
【図１４】本発明の第３実施例である被積層体の積層方法及びこれに用いる積層装置を説明するための図である。
【符号の説明】
１０  型
１３  樹脂溶液
１４  研削盤
１６  被積層樹脂
２０  第１の基板
２３  溶剤
２５  樹脂シート
３０Ａ，３０Ｂ  第２の基板
３２  溶剤型接着剤
３３  溶剤蒸気
３５  樹脂積層体
４０Ａ〜４０Ｃ  積層構造物
５０Ａ，５０Ｂ  積層装置
５１Ａ  第１の支持台
５１Ｂ，８２  第２の支持台
５３  移動機構
６１Ａ，６１Ｂ，８３  支持台本体部
６２Ａ，６２Ｂ  吸引用溝
６３Ａ，６３Ｂ  吸引用通路
６５Ａ，６５Ｂ  噴射用通路
６６Ａ，６６Ｂ  噴射孔
６７  供給装置
７１  被覆用樹脂
８０，８０Ａ，８０Ｂ  １層構造体
８５  スペーサ
【図１】
2004358903.tif 000003
【図２】
2004358903.tif 000004
【図３】
2004358903.tif 000005
【図４】
2004358903.tif 000006
【図５】
2004358903.tif 000007
【図６】
2004358903.tif 000008
【図７】
2004358903.tif 000009
【図８】
2004358903.tif 000010
【図９】
2004358903.tif 000011
【図１０】
2004358903.tif 000012
【図１１】
2004358903.tif 000013
【図１２】
2004358903.tif 000014
【図１３】
2004358903.tif 000015
【図１４】
2004358903.tif 000016