(57)【要約】【課題】  高精度の鏡面研磨処理を施す必要がなく、しかもガラス転移点より高い温度にガラス基板を加熱する必要もないガラス基板接合技術を提供する。【解決手段】  ガラス基板の接合面に水酸基を形成し（Ｓ１）、ガラス基板の接合面同士を密着させ（Ｓ２）、ガラス転移点より低い設定温度に加熱しつつ、前記設定温度が低いほど高くなるように設定された所定圧力以上に加重して(Ｓ３）、複数のガラス基板同士を接合する。【選択図】            図２
2005082443.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のガラス基板の接合面同士を密着させる段階と、
接合面同士を密着させた前記複数のガラス基板を、ガラス転移点より低い設定温度に加熱しつつ、前記設定温度が低いほど高くなるように設定された所定圧力以上に加重して複数のガラス基板同士を接合する段階と、を有することを特徴とするガラス基板の接合方法。
【請求項２】
前記ガラス基板は、石英ガラス基板であり、
前記ガラス基板同士を接合する段階では、前記温度Ｔ（℃）および前記圧力Ｐ（ｋｇ重／ｃｍ2）が、０．５≦Ｐ、３００≦Ｔ＜１２５０、かつＰ≧−０．０６２Ｔ＋３６．５という式で規定される条件を満たすことを特徴とする請求項１に記載のガラス基板の接合方法。
【請求項３】
前記ガラス基板は、硼珪酸ガラス基板であり、
前記ガラス基板同士を接合する段階では、前記温度Ｔ（℃）および前記圧力Ｐ（ｋｇ重／ｃｍ2）が、１≦Ｐ、４００≦Ｔ＜７００、かつＰ≧−０．１２Ｔ＋７１．３という式で規定される条件を満たすことを特徴とする請求項１に記載のガラス基板の接合方法。
【請求項４】
前記ガラス基板同士を接合する段階では、接合面同士を密着させた前記複数のガラス基板を一対の導電性板状体で挟んだ状態で各導電性板状体へ通電することによって前記ガラス基板を加熱しつつ、当該導電性板状体を介して前記ガラス基板を加重することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のガラス基板の接合方法。
【請求項５】
さらに、前記複数のガラス基板の接合面同士を密着させる段階の前に、前記ガラス基板を洗浄して当該ガラス基板の接合面に水酸基を形成する段階を有することを特徴とする請求項４に記載のガラス基板の接合方法。
【請求項６】
複数のガラス基板を接合するためのガラス基板の接合装置であって、
接合面同士を密着させた状態の複数のガラス基板を、ガラス転移点より低い設定温度に加熱する加熱手段と、
前記加熱手段によってガラス基板を加熱している状態で、前記設定温度が低いほど高くなるように設定された所定圧力以上に加重する加重手段と、を有することを特徴とするガラス基板の接合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス基板同士を接合する接合方法および装置に関し、特にガラス基板を加熱しつつ加重することによって、ガラス基板同士を接合する接合方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
石英ガラス材同士を接合する際に、石英ガラスの接合面を高精度に鏡面研磨して接合面での微視的な「うねり」などを除去した後、洗浄水を用いて洗浄し、洗浄水で濡れた状態でガラスの接合面同士を密着する石英ガラスの接合技術が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。この技術によれば、比較的低い温度で石英ガラス同士を接合することができる。
【０００３】
また、石英ガラス部品同士を密着させた部分に１００ｇ重／ｃｍ2乃至３００ｇ重／ｃｍ2程度の所定の圧力を加えつつ、石英ガラス材料のガラス転移点以上に加熱することによって、石英ガラス部品同士を接合する技術も提案されている（たとえば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開平６−２９８５３９号公報
【特許文献２】特開平２００３−５４９７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、以上のような従来のガラス接合技術には、いくつかの問題がある。まず、上記特許文献１に示された技術では、接合面における鏡面研磨精度を１００オングストローム程度にし、面のうねりも０．５μｍ程度にする必要がある。このように高い研磨精度が要求されるため、新たに高精度の研磨工程が必要となり、製造コストが増加してしまうおそれがある。
【０００５】
また、上記特許文献２に示された技術では、石英ガラス部品同士を接合する際に、石英ガラス部品を石英ガラスのガラス転移点（成分にもよるが、１２５０℃程度）より高い温度に加熱せねばならない。したがって、石英ガラス材料が加熱によって悪影響をうけるおそれがある。
【０００６】
本発明は、以上の問題点を解決するためになされたものである。したがって、本発明の目的は、高精度の鏡面研磨処理を施す必要がなく、しかもガラス転移点より高い温度にガラス基板を加熱する必要もないガラス基板接合技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的は、以下のような構成によって達成することができる。
【０００８】
（１）本発明のガラス基板の接合方法は、複数のガラス基板の接合面同士を密着させる段階と、接合面同士を密着させた前記複数のガラス基板を、ガラス転移点より低い設定温度に加熱しつつ、前記設定温度が低いほど高くなるように設定された所定圧力以上に加重して複数のガラス基板同士を接合する段階と、を有することを特徴とする。
【０００９】
（２）本発明のガラス基板の接合装置は、複数のガラス基板を接合するためのガラス基板の接合装置であって、接合面同士を密着させた状態の複数のガラス基板を、ガラス転移点より低い設定温度に加熱する加熱手段と、前記加熱手段によってガラス基板を加熱している状態で、前記設定温度が低いほど高くなるように設定された所定圧力以上に加重する加重手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のガラス基板の接合方法および装置によれば、接合面同士を密着させたガラス基板を、ガラス転移点より低い設定温度に加熱しつつ、設定温度が低いほど高くなるように設定された所定圧力以上に加重して複数のガラス基板同士を接合するので、ガラス基板の接合面の鏡面研磨の精度が高くない場合であっても、ガラス転移点以上に加熱することなく、ガラス基板同士を接合することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、添付図面を参照して、本発明に係るガラス基板の接合装置および方法についての好適な実施形態を説明する。まず、石英ガラス基板同士を接合する場合を例にとって説明する。
【００１２】
図１は、本実施の形態のガラス基板用接合装置の概略を示すものである。この接合装置は、少なくとも２枚の重ね合わされた石英ガラス基板を加重および加熱して接合するものである。本実施の形態の接合装置は、従来に比べて比較的高い圧力で石英ガラス基板を加重しつつ加熱することによって、石英ガラス基板の接合面の鏡面研磨精度が高くない場合であっても、石英ガラスのガラス転移点以下の温度での処理で、石英ガラス基板同士を接合することができる装置である。なお、本明細書において「接合面」とは、接合されるべき表面を意味する。
【００１３】
図１に示されるとおり、接合装置１は、チャンバ３を有しており、チャンバ３内は、真空ポンプ５によって真空に排気されている。チャンバ３内には、大別して、複数の石英ガラス基板ａ，ｂを密着させた状態で加熱する加熱機構（加熱手段）と、石英ガラス基板ａ，ｂを加熱している状態で石英ガラス基板ａ，ｂを加重する加重機構（加重手段）とを有する。
【００１４】
加熱機構は、上側の導電性板状体２と下側の導電性板状体４とからなる一対の導電性板状体２，４を備えている。本実施の形態では、導電性板状体２，４は、加熱の特性などの観点からカーボン板を採用している。しかしながら、本実施の形態と異なり、導電性板状体２，４が、ステンレスなどの他の導電性材料で構成されていてもよい。
【００１５】
以上のようにカーボン板で構成された上側の導電性板状体２は、その両端で電極部６１，６２に支持されており、電気的に接続されている。同様に、下側の導電性板状体４は、その両側で電極部８１，８２に支持されており、電気的に接続されている。各導電性板状体２，４には、それぞれ電極部６１，６２および電極部８１，８２を通じてチャンバ３外部から電流が供給される。この結果、一対の導電性板状体２，４は、複数の石英ガラス基板ａ，ｂを挟み込んだ状態で通電されて発熱し、石英ガラス基板ａ，ｂを加熱する。
【００１６】
次に、加重機構を説明する。加重機構は、上側および下側の加重機構からなる。上側の加重機構は、先端面に絶縁部１２が設けられた加重受け１０と、加重受け１０に連結された昇降機構１４とを備えている。昇降機構１４は、加重受け１０を上下方向に移動するものである。同様に、下側の加重機構も、加重受け１６と、加重受け１６を移動させるための昇降機構２０を有しており、加重受け１６の先端面には、絶縁部１８が設けられている。
【００１７】
また、石英ガラス基板ａ，ｂが装着される付近の温度を測定するための温度センサ８、および加重量を算出するための加重センサ７１，７２が設けられていてもよい。また、接合装置１には、種々の制御を行うためのコントローラ３０が付随されていてもよい。コントローラ３０は、温度センサ８および加重センサ７１，７２からの測定データ、およびユーザによる設定値に基づいて、上側および下側の導電性板状体２，４へ流す電流量を調整して温度を制御するとともに、加重機構により石英ガラス基板ａ，ｂに加えられる圧力を制御するものである。
【００１８】
このような接合装置１を用いて石英ガラス基板ａ,ｂの加熱および加重を行う際には、昇降機構１４，２０の駆動にともなって、加重受け１０,１６が各々移動し、加重受け１０，１６の先端に設けられた絶縁部１２，１８が導電性板状体２，４に当接する。この結果、導電性板状体２，４が複数の石英ガラス基板ａ，ｂを挟み込んで加熱している状態のまま、導電性板状体２，４を介してガラス基板ａ，ｂに加重することができる。
【００１９】
以上のように構成される接合装置１を用いて複数の石英ガラス基板同士を接合する方法について説明する。図２は、本実施の形態における石英ガラス基板の接合方法の処理順序を示すフローチャートである。
【００２０】
まず、ステップＳ１では、石英ガラス基板ａ，ｂを洗浄して石英ガラス基板ａ，ｂの接合面に水酸基（ＯＨ基）を形成する。たとえば、過酸化水素水をベースとした洗浄処理によって、石英ガラス基板ａ，ｂの接合面に水酸基（ＯＨ基）を形成することができる。具体的には、Ｈ2ＳＯ4とＨ2Ｏ2を４：１に混合した混合液を用いて、１３０℃で１５分間程度処理することによって、石英ガラス基板ａ,ｂの接合面に水酸基を形成することができる。但し、本実施の形態と異なり、ＮＨ4ＯＨ−Ｈ2Ｏ2−Ｈ2Ｏの混合液（ＳＣ−１）、および／または、ＨＣｌ−Ｈ2Ｏ2−Ｈ2Ｏの混合液（ＳＣ−２）を洗浄液として用いたＲＣＡ（商標）洗浄と呼ばれる洗浄処理を採用して、水酸基を形成してもよい。
【００２１】
なお、石英ガラス基板ａ，ｂ同士を接合するメカニズムには、石英ガラス基板ａ，ｂ接合面の水酸基が関与していると考えられるため、実際の接合の処理に先立って、以上のような所定の洗浄処理を施すことが望ましい。しかしながら、本実施の形態と異なり、水洗浄などの他の処理を施してもよい。
【００２２】
次に、ステップＳ２では、複数の石英ガラス基板ａ，ｂを配置する。具体的には、石英ガラス基板ａ，ｂは、接合面が密着するように配置される。本実施の形態では、図１に示されるとおり、複数の石英ガラス基板ａ，ｂは、一対の導電性板状体２，４に挟まれて保持される。なお、石英ガラス基板ａ，ｂを一対の導電性板状体２，４に挟まれるように配置するためには、種々の機構を採用することができるが、その詳細は省略する。
【００２３】
次に、ステップＳ３では、複数の石英ガラス基板ａ，ｂを加熱しつつ加重する処理を実行する。なお、ステップＳ３の処理は、真空中で実行されることが望ましい。真空中で加熱しつつ加重することによって、接合される石英ガラス基板間の界面に発生するボイド（空隙）を軽減することができる。但し、本実施の形態と異なり、大気中、または他の雰囲気中で、ステップＳ３の処理を実行することもできる。
【００２４】
ステップＳ３の処理をより具体的に説明すれば、まず、一対の導電性板状体２，４によって石英ガラス基板ａ，ｂを挟み込んだ状態で、導電性板状体２，４に通電する。この結果、導電性板状体２，４が発熱し、ガラス基板ａ，ｂを設定温度Ｔ（℃）に加熱する。
【００２５】
また、石英ガラス基板ａ，ｂを加熱しつつ、昇降機構１４，２０が駆動される。この結果、先端に絶縁部１２，１８が設けられた加重受け１０，１６が移動し、導電性板状体２，４に当接する。このように加重機構は、導電性板状体２，４を介して石英ガラス基板ａ，ｂを挟み込むことによって加重する。なお、石英ガラス基板ａ，ｂは、後述するように、所定圧力ＰMIN以上の圧力Ｐで加重される。
【００２６】
ここで、ステップＳ３の処理は、以下に示されるように、従来よりも比較的高い圧力で石英ガラス基板ａ,ｂを加重することによって、設定温度Ｔ（℃）を石英ガラスのガラス転移点よりも低い温度（たとえば、Ｔ＜１２５０℃）とした場合であっても、石英ガラス基板ａ,ｂ同士を接合することを可能としている。なお、加重および加熱の時間は、２時間以下であり、好適には、３０分程度である。
【００２７】
図３は、本実施の形態において石英ガラス基板同士を接合するための温度Ｔ（℃）と圧力Ｐ（ｋｇ重／ｃｍ2）との関係についてのデータを示すための図である。なお、ＳＩ単位系に換算する場合には、１ｋｇ重は約９．８×１０4Ｐａで計算すればよい。
【００２８】
図中で、黒丸印は、石英ガラス基板ａ，ｂ同士が、ほぼ完全に接合した場合（以下、「完全接合状態」と称する）を示している。この場合では、石英ガラス基板ａ，ｂ同士が、ほぼ完全に接合しているため、接合界面に力を加えた場合であっても、界面では剥離が生ぜず、基板ａ，ｂ側が破壊される。
【００２９】
白丸印は、接合界面に力を加えたときに、界面の総ての領域で完全に接合しているとはいえないが、界面の一部の領域では、基板同士が完全に接合されている場合を示している（したがって、剥離後の接合面には、他方の材料が島状に残る）。したがって、白丸印で示される状態は、完全接合状態とはいえないものの、基板同士が比較的強固に接合されている状態であるといえる。
【００３０】
白三角印は、接合界面に力を加えたときに界面で石英ガラス基板ａ,ｂが剥離するものの、石英ガラス基板ａ,ｂ同士の接合は達成されている状態である。一方、×印で示されている場合には、石英ガラス基板ａ，ｂを接合することができなかった場合を示している。
【００３１】
石英ガラス基板ａ,ｂ同士を接合するためには、少なくとも、図３に白三角印で示されているとおり、Ｔ＝３００℃（図中、「Ｌ１」と表示）、Ｐ＝０．５ｋｇ重／ｃｍ2（図中、「Ｌ２」と表示）、およびＰ（ｋｇ重／ｃｍ2）＝−０．０６２Ｔ（℃）＋３６．５（図中、「Ｌ３」と表示）からなる３本の線分で区画された領域内で処理がなされる必要がある。設定温度を石英ガラスのガラス転移点（ここでは、１２５０℃とした）より低くするという条件を加味すれば、温度Ｔ（℃）および圧力Ｐ（ｋｇ重／ｃｍ2）が、０．５≦Ｐ、３００≦Ｔ＜１２５０、かつＰ≧−０．０６２Ｔ＋３６．５という式で規定される条件を満たすことで、基板同士を接合することが可能である。
【００３２】
石英ガラス基板同士の界面で部分的にではあるが完全な接合を得ることができ、さらに強固にガラス基板同士を接合するためには、図３の白丸で示されているように、温度Ｔ（℃）および圧力Ｐ（ｋｇ重／ｃｍ2）が、０．５≦Ｐ、４００≦Ｔ＜１２５０、かつＰ≧−０．０６２Ｔ＋４３．１いう式で規定される条件を満たす必要がある。
【００３３】
さらに、界面のほとんどの部分で石英ガラス基板同士を完全接合状態とするためには、図３に黒丸印で示されているとおり、Ｔ＝５００℃、Ｐ＝０．５ｋｇ重／ｃｍ2、およびＰ（ｋｇ重／ｃｍ2）＝−０．０６２Ｔ（℃）＋４９．３からなる３本の線分で区画された領域内で処理がなされる必要がある。設定温度を石英ガラスのガラス転移点より低くするという条件も加味すれば、温度Ｔ（℃）および圧力Ｐ（ｋｇ重／ｃｍ2）が、０．５≦Ｐ、５００≦Ｔ＜１２５０、かつＰ≧−０．０６２Ｔ＋４９．３という式で規定される条件を満たすことで、界面の総ての領域で強固に基板同士を接合することができる。
【００３４】
なお、基板接合強度として、上記のように黒丸印、白丸印、および白三角印で示される水準のうち、いかなる水準を採用するかについては、接合した石英ガラス基板の使用用途および製品仕様などによって適宜に設定すればよい。
【００３５】
ここで、黒丸印で示される水準で石英ガラス基板を接合する場合を例にとれば、図３に示されるように、基板を加熱する際の目標値となる設定温度Ｔが８００℃程度の場合には、０．５ｋｇ重／ｃｍ2程度の所定圧力ＰMIN以上の圧力Ｐで加重することによって、石英ガラス基板を接合することができるのに対し、設定温度Ｔが７００℃程度の場合には、６．６ｋｇ重／ｃｍ2程度の所定圧力ＰMIN以上の圧力Ｐで加重する必要があり、さらに、設定温度Ｔ（℃）が６００℃程度の場合には、１２．７ｋｇ重程度の所定圧力以上の圧力Ｐで加重する必要がある。すなわち、本実施の形態の処理では、設定温度Ｔが低いほど、所定圧力ＰMINが高く設定される。したがって、本実施の形態の処理は、石英ガラス基板を、石英ガラスのガラス転移点より低い設定温度Ｔに加熱しつつ、設定温度Ｔが低いほど高くなるように設定された所定圧力ＰMIN以上に加重して複数の石英ガラス基板同士を接合するものであるといえる。
【００３６】
ステップＳ４では、以上のように、接合が完了した石英ガラス基板を取り出し、処理を完了する。
【００３７】
以上のように、本実施の形態のガラス基板の接合装置および接合方法について説明したが、本実施の形態の技術は、石英ガラス以外のガラス材料からなるガラス基板同士を接合する場合にも応用することができる。
【００３８】
図４は、硼珪酸ガラス基板同士を接合するための温度Ｔ（℃）と圧力Ｐ（ｋｇ重／ｃｍ2）との関係についてのデータを示すための図である。硼珪酸ガラスのガラス転移点は、その成分によって異なるが、４００℃乃至７００℃である。本実施の形態では、ガラス転移点が７００℃の場合を例にとって説明する。なお、図４におけ黒丸印、白丸印、白三角印、および×印の意味は、図３で説明したものと同様である。
【００３９】
図４に示されるとおり、硼珪酸ガラス基板同士を接合するためには、図４に白三角印で示されているとおり、Ｔ＝４００℃（図中、「Ｌ１」と表示）、Ｐ＝１ｋｇ重／ｃｍ2（図中、「Ｌ２」と表示）、およびＰ（ｋｇ重／ｃｍ2）＝−０．１２Ｔ（℃）＋７１．３（図中、「Ｌ３」と表示）からなる３本の線分で区画された条件で処理がなされる必要がある。設定温度を硼珪酸ガラスのガラス転移点より低くするという条件を加味すれば、温度Ｔ（℃）および圧力Ｐ（ｋｇ重／ｃｍ2）が、１≦Ｐ、４００≦Ｔ＜７００、かつＰ≧−０．１２Ｔ＋７１．３という式で規定される条件を満たすことで、硼珪酸ガラス基板同士を接合させることができる。
【００４０】
硼珪酸ガラス基板同士の界面で部分的にではあるが完全な接合を得ることができ、さらに強固に硼珪酸ガラス基板同士を接合するためには、図４に白丸印で示されているように、温度Ｔ（℃）および圧力Ｐ（ｋｇ重／ｃｍ2）が、１≦Ｐ、４５０≦Ｔ＜７００、かつＰ≧−０．１２Ｔ＋７７．２いう式で規定される条件を満たす必要がある。
【００４１】
さらに、界面のほとんどの部分で硼珪酸ガラス基板同士を完全接合状態とするためには、図４に黒丸印で示されているとおり、１≦Ｐ、５００≦Ｔ＜７００、かつＰ≧−０．１２Ｔ＋８３．１という式で規定される条件を満たす必要がある。
【００４２】
なお、硼珪酸ガラス基板同士を接合する場合にも、設定温度Ｔが低いほど、所定圧力ＰMINが高く設定される。したがって、本実施の形態の処理は、ガラス基板を、ガラス転移点より低い設定温度Ｔに加熱しつつ、設定温度Ｔが低いほど高くなるように設定された所定圧力ＰMIN以上に加重して複数のガラス基板同士を接合するものであるといえる。
【００４３】
以上のように、本実施の形態のガラス基板の接合技術によれば、ガラス基板の接合面の鏡面研磨の精度が高くない場合であっても、ガラス転移点以上に加熱することなく、ガラス基板同士を接合することができる。
【００４４】
このような作用効果の生じる原因については、不明な点も多いが、以下のように考えられる。ガラス基板の接合面の鏡面研磨精度が高くない場合であっても、ガラス基板を比較的に高い圧力で加重することによって、複数のガラス基板が物理的に変形してガラスの接合面同士の接触面積が増加する。この結果、あたかもガラス基板の接合面における微細な「うねり」を軽減して鏡面研磨精度を高めた場合と同様の接触状態が発生するものと考えられる。そして、接触面積が増加した状態では、各ガラス基板の接合面の水酸基（ＯＨ基）の作用によって基板同士をガラス転移点以下の温度で接合することが可能となるものと考えられる。
【００４５】
以上のように、本実施の形態の基板接合技術によれば、以下のような効果が得られる。
【００４６】
（ア）接合面同士を密着させたガラス基板ａ,ｂを、ガラス転移点より低い設定温度Ｔに加熱しつつ、設定温度Ｔが低いほど高くなるように設定された所定圧力ＰMIN以上に加重して複数のガラス基板同士を接合するので、鏡面研磨精度を極端に高めることなく、しかもガラス転移点より低い温度プロセスによって、ガラス基板同士を接合することができる。
【００４７】
（イ）ガラス基板が石英ガラス基板である場合に、温度Ｔ（℃）および圧力Ｐ（ｋｇ重／ｃｍ2）が、０．５≦Ｐ、３００≦Ｔ＜１２５０、かつＰ≧−０．０６２Ｔ＋３６．５という式で規定される条件を満たすように処理することによって、石英ガラスのガラス転移点より低い温度であるにもかかわらず、石英ガラス基板同士を接合することができる。さらに好ましくは、温度Ｔ（℃）および圧力Ｐ（ｋｇ重／ｃｍ2）が、０．５≦Ｐ、５００≦Ｔ＜１２５０、かつＰ≧−０．０６２Ｔ＋４９．３という式で規定される条件を満たすように処理することによって、石英ガラス基板同士を、その境界面のほとんどの領域で完全に接合した状態とすることができる。
【００４８】
（ウ）ガラス基板が硼珪酸ガラス基板である場合に、前記ガラス基板同士を接合する段階では、前記温度Ｔ（℃）および前記圧力Ｐ（ｋｇ重／ｃｍ2）が、１＜Ｐ、４００≦Ｔ＜７００、かつＰ≧−０．１２Ｔ＋７１．３という式で規定される条件を満たすように処理することによって、硼珪酸ガラスのガラス転移点より低い温度であるにもかかわらず、硼珪酸ガラス基板同士を接合することができる。さらに好ましくは、温度Ｔ（℃）および圧力Ｐ（ｋｇ重／ｃｍ2）が、１＜Ｐ、５００≦Ｔ＜７００、かつＰ≧−０．１２Ｔ＋８３．１という式で規定される条件を満たすように処理することによって、硼珪酸ガラス基板同士を、その境界面のほとんどの領域で完全に接合した状態とすることができる。
【００４９】
（エ）特に、複数のガラス基板を一対の導電性板状体で挟んだ状態で各導電性板状体へ通電することによって前記ガラス基板を加熱しつつ、導電性板状体を介して前記ガラス基板を加重するので、２枚の基板の全面を短時間で均一に加熱できるとともに、加熱の際に基板に対して均一な分布で加重で施すことができる。したがって、ガラス基板の面内方向での接合状態も均一となる。
【００５０】
（オ）複数のガラス基板の接合面同士を密着させる前に、ガラス基板を洗浄してガラス基板の接合面に水酸基を形成するので、ガラス基板の接合面に形成される水酸基のカバレッジを増加させ、ガラス基板同士を強固に接合することができる。
【００５１】
（カ）ガラス基板の加熱および加重は、真空中で実行されるので、接合されるガラス基板間の界面に発生するボイド（空隙）を軽減することができる。したがって、光学素子などの用途に使用するのに良好なガラス基板接合が実現できる。
【００５２】
以上のように、本実施の形態について、好適な実施の形態を説明したが、本発明には、添付した特許請求の範囲に記載した形態に加えて、以下のような形態が含まれる。
【００５３】
[付記１]前記ガラス基板は、石英ガラス基板であり、前記ガラス基板同士を接合する段階では、前記温度Ｔ（℃）および前記圧力Ｐ（ｋｇ重／ｃｍ2）が、０．５≦Ｐ、５００≦Ｔ＜１２５０、かつＰ≧−０．０６２Ｔ＋４９．３という式で規定される条件を満たすことを特徴とする請求項１に記載のガラス基板の接合方法。
【００５４】
[付記２]前記ガラス基板は、硼珪酸ガラス基板であり、前記ガラス基板同士を接合する段階では、前記温度Ｔ（℃）および前記圧力Ｐ（ｋｇ重／ｃｍ2）が、１＜Ｐ、５００≦Ｔ＜７００、かつＰ≧−０．１２Ｔ＋８３．１という式で規定される条件を満たすことを特徴とする請求項１に記載のガラス基板の接合方法。
【００５５】
[付記３]前記ガラス基板同士を接合する段階は、真空中でなされることを特徴とする請求項１に記載のガラス基板の接合方法。
【００５６】
[付記４]前記ガラス基板の接合面に水酸基を形成する段階では、Ｈ2ＳＯ4、およびＨ2Ｏ2の混合液を用いてガラス基板を洗浄することによって、ガラス基板の接合面に水酸基を形成することを特徴とする請求項５に記載のガラス基板の接合方法。
【００５７】
[付記５]前記ガラス基板の接合面に水酸基を形成する段階では、ＮＨ4ＯＨ、Ｈ2Ｏ2、およびＨ2Ｏの混合液、および／またはＨＣｌ、Ｈ2Ｏ2、およびＨ2Ｏの混合液を用いてガラス基板を洗浄することによって、ガラス基板の接合面に水酸基を形成することを特徴とする請求項５に記載のガラス基板の接合方法。
【００５８】
[付記６]前記加熱手段は、前記複数のガラス基板を挟み込んだ状態で通電されて発熱する導電性板状体であることを特徴とする請求項６に記載のガラス基板の接合装置。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
ガラス基板の接合の際に、ガラス基板の接合面の鏡面研磨精度を高めることなく、ガラス転移点よりも低い処理温度にて、ガラス基板同士を直接的に接合することができるので、複数のガラス基板を接合して構成される光学素子、電子素子、およびパネル部品など各種製品の製造工程に本発明を適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の一実施形態であるガラス基板用接合装置の概略を示す図である。
【図２】ガラス基板の接合方法の処理順序を示すフローチャートである。
【図３】図２の処理によって石英ガラス基板同士を接合する際における温度と圧力の関係を示す実験データである。
【図４】図２の処理によって硼珪酸ガラス基板同士を接合する際における温度と圧力の関係を示す実験データである。
【符号の説明】
【００６１】
１    接合装置、
３    チャンバ、
２,４    導電性板状体、
１０,１６    加重受け、
１２,１８    絶縁部、
１４,２０    昇降機構
３０  コントローラ。
【図１】
2005082443.tif 000003
【図２】
2005082443.tif 000004
【図３】
2005082443.tif 000005
【図４】
2005082443.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成15年9月18日(2003.9.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2005082443.tif 000007
【図２】
2005082443.tif 000008
【図３】
2005082443.tif 000009
【図４】
2005082443.tif 000010