JP4445288B2 - アライメント接着方法、アライメント接着装置、光学素子、光ピックアップ装置 - Google Patents

Description

本発明は、光学素子の作製に用いるアライメント接着方法とアライメント接着装置、及び、そのアライメント接着方法やアライメント接着装置を用いて作製した光学素子、及び、その光学素子を用いた光ピックアップ装置に関する。

従来、光学素子の作製に用いるアライメント接着装置に関する従来技術としては、例えば図１４に示すような構成のものがあった。図１４において、符号１０１は光照射装置、１０２はアライメント光を照射するアライメントマーク検出光学系、１０３はマスクホルダ、１０４はマスク（上基板）、１０５は真空排気口、１０６はマスク（上基板）吸着溝、１０７はＸ，Ｙ，θ方向移動装置１１５を有する基板チャック、１０８はウエハ吸着溝、１０９はウエハ（下基板）、１１０はアライメントマーク、１１１はレジスト、１１２は基板チャックの上下（Ｚ方向）移動機構、１１３はデバイスパターン、１１４はベースである。

図１４に示すアライメント接着装置１００では、デバイス形成面に設けられたアライメントマーク１１０を有するウエハ（下基板）１０９を基板チャック１０７上に固定し、アライメントマーク検出光学系１０２を用いて、このアライメントマーク１１０を検出し、一方の、マスク（上基板）１０４に設けたアライメントマーク１１０と位置合わせし、アライメント終了後、このアライメント位置に対しして、デバイスパターン１１３を露光する。
通常、アライメントは、アライメントマーク１１０に次層のデバイスパターン１１３を形成するための膜構成と、これをエッチングしてパターン化するために使用されるレジストパターンを形成するためのレジスト膜１１１が形成された上から、例えばアライメントマーク検出光学系１０２により、これらの膜構成とレジスト膜を通して、アライメントマーク１１０を検出して実行される。

アライメントは、アライメントマーク検出により、あらかじめ設定されているアライメントマーク位置と、デバイスパターン形成のための露光位置とのズレ量を検出した後、そのズレ量を補正するように露光すべきウエハ（下基板）１０９の位置にステージ（基板チャック）１０７を移動して、露光が実行される。
ウエハ（下基板）１０９とマスク（上基板）１０４の平行を規定する方法として、基板同士を密着・加圧して平行出しを行う方法が有る。これは、マスク（上基板）１０４とウエハ（下基板）１０９を面接触させるものであり、加圧力を接触面に発生した干渉縞で制御するものや、空気バネ（所謂、エアダンパー）を用いてウエハとマスク間にかかる力を一定にする方法が有る。一般にマスクとウエハ間の媒体は空気となる。
しかしながら、マスクとウエハ間に接着剤のような粘性を有する媒体（接着剤）を挟んでアライメント接着する場合、接着剤の粘性により接着剤の反発力が空気バネの圧力より大きくなり、接着剤の厚み制御のみならず、平行が出なくなる等の問題がある。空隙制御対策として、ホールセンサを用い、基板チャック１０７とマスクホルダ１０３間を制御する方法が有るが、装置コストが高くなる難点がある。また、マスクホルダ１０３は、露光部（光照射範囲）が開口した形状をしており、マスクが反るという問題がある。

さらには、基板周辺へ食み出した接着剤が周辺の空気や水分と反応し、所定の硬化工程で硬化せずに基板チャックやマスクホルダに付着するため、洗浄工程が必要になる。また、その後のプロセスで基板周辺部の未硬化接着剤に起因する搬送トラブルや接着剤によるデバイス品質の低下等の問題がある。このような問題を避けるため、接着範囲を基板サイズより小さくする方法も有るが、この場合、１枚の基板から取れるデバイスの数が少なくなるため、デバイスのコストがアップする等の問題がある。

本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、平面性のよいマスクホルダを用い、接着品質の向上を図ることができるアライメント接着方法及びアライメント接着装置を提供することを目的とする。また、本発明は、工程の短縮を図ることができるアライメント接着方法及びアライメント接着装置を提供することを目的とする。さらに本発明は、接着剤を安定に硬化することができ、接着品質の向上を図ることができるアライメント接着方法及びアライメント接着装置を提供することを目的とする。さらに本発明は、上記のアライメント接着方法やアライメント接着装置を用いて作製した光学素子、特に、偏光分離機能を有し波面収差の小さい光学素子（偏光分離素子）を提供することを目的とする。また、本発明は、その光学素子を用い、小型化に適した光ピックアップ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための解決手段として、本発明は以下のような特徴を有している。
［１］．本発明のアライメント接着方法は、アライメントを検出する手段と、基板を固定する基板チャックと、該基板チャックをＸ，Ｙ，Ｚ，θの各方向に移動可能な移動手段と、光学的に透明な平面部材からなるマスクホルダと、光を照射する光照射部とを備えた装置を用い、前記基板チャック上に、エッチングにより形成される凹凸を有するアライメントマークを備えた下基板をセットする工程と、前記マスクホルダ部に、エッチングにより形成される凹凸を有するアライメントマークを備えた上基板をセットする工程と、上下の基板のアライメントマークを位置合せする工程と、接着剤を塗布する工程と、接着する周辺にガスを導入し接着剤周辺の雰囲気をガスで覆う工程と、前記接着剤の厚みが所定の値となるように上下の基板の間隔を狭める工程と、光を照射して接着剤を硬化し接着する工程とを有することを特徴とする（請求項１）。

［２］．［１］に記載のアライメント接着方法において、前記導入ガスは不活性ガスであることを特徴とする（請求項２）。
［３］．［２］に記載のアライメント接着方法において、前記不活性ガスは窒素ガスもしくはアルゴンガスであることを特徴とする（請求項３）。
［４］．［１］〜［３］のいずれか一つに記載のアライメント接着方法において、前記不活性ガス導入工程と光を照射する工程とが連動していることを特徴とする（請求項４）。
［５］．［１］〜［４］のいずれか一つに記載のアライメント接着方法において、前記不活性ガスはマスクホルダと基板チャック間に導入してなることを特徴とする（請求項５）。
［６］．［１］〜［５］のいずれか一つに記載のアライメント接着方法において、前記不活性ガスは装置全体を覆うように導入してなることを特徴とする（請求項６）。

［７］．［１］〜［６］のいずれか一つに記載のアライメント接着方法において、前記接着剤が光硬化型のアクリル樹脂系もしくはエポキシ樹脂系の材料であることを特徴とする（請求項７）。
［８］．［１］〜［７］のいずれか一つに記載のアライメント接着方法において、前記不活性ガスはマスクホルダから噴き出すことを特徴とする（請求項８）。
［９］．［１］〜［８］のいずれか一つに記載のアライメント接着方法において、前記マスクホルダは、基板の外側周辺に微細孔を加工したガス噴出し口を有することを特徴とする（請求項９）。
［１０］．［９］に記載のアライメント接着方法において、前記マスクホルダのガス噴出し口の外側に可撓性のシートを設けた構造とすることを特徴とする（請求項１０）。
［１１］．［１］〜［１０］のいずれか一つに記載のアライメント接着方法において、前記基板チャックにガス吸入口を設けたことを特徴とする（請求項１１）。

［１２］．本発明のアライメント接着装置は、アライメントを検出する手段と、基板を固定する基板チャックと、該基板チャックをＸ，Ｙ，Ｚ，θの各方向に移動可能な移動手段と、光学的に透明な平面部材からなるマスクホルダと、光を照射する光照射部とを備え、前記基板チャック上に、エッチングにより形成される凹凸を有するアライメントマークを備えた下基板をセットする手段と、前記マスクホルダ部に、エッチングにより形成される凹凸を有するアライメントマークを備えた上基板をセットする手段と、上下の基板のアライメントマークを位置合せする手段と、接着剤を塗布する手段と、接着する周辺にガスを導入し接着剤周辺の雰囲気をガスで覆う手段と、前記接着剤の厚みが所定の値となるように上下の基板の間隔を狭める手段と、光を照射して接着剤を硬化し接着する手段とを具備し、［１］〜［１１］のいずれか一つに記載のアライメント接着方法を用いたことを特徴とする（請求項１２）。

［１３］．基板を接着剤で貼り合わせた構造を有する光学素子において、［１］〜［１１］のいずれか一つに記載のアライメント接着方法を用いて作製したことを特徴とする（請求項１３）。
［１４］．基板を接着剤で貼り合わせた構造を有する光学素子において、［１２］に記載のアライメント接着装置により作製したことを特徴とする（請求項１４）。
［１５］．［１３］または［１４］に記載の光学素子において、基板上あるいは基板間に回折格子またはホログラムを有し、偏光分離機能を有することを特徴とする（請求項１５）。

［１６］．光記録媒体に対して情報の記録または再生または消去を行う光ピックアップ装置において、［１５］に記載の光学素子を用いたことを特徴とする（請求項１６）。

前記解決手段の［１］に記載のアライメント接着方法では、アライメントを検出する手段と、基板を固定する基板チャックと、該基板チャックをＸ，Ｙ，Ｚ，θの各方向に移動可能な移動手段と、光学的に透明な平面部材からなるマスクホルダと、光を照射する光照射部とを備えた装置を用い、前記基板チャック上に、エッチングにより形成される凹凸を有するアライメントマークを備えた下基板をセットする工程と、前記マスクホルダ部に、エッチングにより形成される凹凸を有するアライメントマークを備えた上基板をセットする工程と、上下の基板のアライメントマークを位置合せする工程と、接着剤を塗布する工程と、接着する周辺にガスを導入し接着剤周辺の雰囲気をガスで覆う工程と、前記接着剤の厚みが所定の値となるように上下の基板の間隔を狭める工程と、光を照射して接着剤を硬化し接着する工程とを有することにより、上基板の反りを防止でき、アライメント精度及び、接着層厚みの制御性、接着層厚みの均一性、接着後の上下基板の総厚みの制御性、平行度品質や接着層厚みの均一性が向上し、さらに、硬化後の接着剤周辺部のベトツキを防止でき、高品質で安定した接着方法を提供することができる。

前記解決手段の［２］〜［６］に記載のアライメント接着方法では、［１］の効果に加え、導入ガス雰囲気に不活性ガス（特に窒素ガスもしくはアルゴンガス）を用い、光を照射する工程と連動し接着剤周辺に不活性ガスを導入して不活性ガス雰囲気を形成したことにより、工程を短縮した、低コストな接着が可能となる。

前記解決手段の［７］に記載のアライメント接着方法では、［１］〜［６］のいずれかの効果に加え、接着剤に光硬化型のアクリル樹脂系もしくはエポキシ樹脂系の材料を用いたことにより、低コストな接着方法を提供することができる。

前記解決手段の［８］〜［１１］に記載のアライメント接着方法では、マスクホルダに基板の外形周辺に沿って微細孔を加工し、この孔から不活性ガスを噴出し、基板チャック側にガス排出口を形成したことにより、接着剤を安定に硬化する接着方法の提供と接着品質の向上を図ることができる。

前記解決手段の［１２］に記載のアライメント接着装置では、アライメントを検出する手段と、基板を固定する基板チャックと、該基板チャックをＸ，Ｙ，Ｚ，θの各方向に移動可能な移動手段と、光学的に透明な平面部材からなるマスクホルダと、光を照射する光照射部とを備え、前記基板チャック上に、エッチングにより形成される凹凸を有するアライメントマークを備えた下基板をセットする手段と、前記マスクホルダ部に、エッチングにより形成される凹凸を有するアライメントマークを備えた上基板をセットする手段と、上下の基板のアライメントマークを位置合せする手段と、接着剤を塗布する手段と、接着する周辺にガスを導入し接着剤周辺の雰囲気をガスで覆う手段と、前記接着剤の厚みが所定の値となるように上下の基板の間隔を狭める手段と、光を照射して接着剤を硬化し接着する手段とを具備し、［１］〜［１１］のいずれか一つに記載のアライメント接着方法を用いたことにより、［１］〜［１１］のいずれかと同様の効果が得られ、高品質で安定した接着を行うことができる接着装置を提供することができる。

前記解決手段の［１３］、［１４］に記載の光学素子では、［１］〜［１１］のいずれか一つに記載のアライメント接着方法、あるいは［１２］に記載のアライメント接着装置を用いて作製したことにより、接着品質の良い高品質な光学素子を得ることができる。
また、［１５］に記載の光学素子のように、基板上あるいは基板間に回折格子またはホログラムを有し、偏光分離機能を有する構成の場合には、波面収差の向上と小型化が可能な偏光分離素子を得ることが可能となる。

前記解決手段の［１６］に記載の光ピックアップ装置では、［１５］に記載の光学素子を用いたことにより、波面収差の向上と小型化が可能な光ピックアップ装置を得ることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図示の実施例に基いて詳細に説明する。

［実施例１］
まず、本発明の第１の実施例を図１乃至図５を参照して説明する。
図１（ａ）は、直径φ１００ｍｍ、厚さ１．００ｍｍのＢＫ７からなる光学ガラス基板１１に格子１３とアライメントマーク１２を形成した上基板（マスク）１０の上面と断面を示す図であり、図１（ｂ）は、直径φ１００ｍｍ、厚さ１．００ｍｍのＢＫ７からなる光学ガラス基板２１に、直径φ８０ｍｍ、厚さ０．１０ｍｍの有機複屈折膜２３を、該有機複屈折膜と同じ屈折率の紫外線硬化型接着剤２２で中心を合わせて接着した後、回折格子２５とアライメントマーク２４を形成した下基板（ウエハ）２０の上面と断面を示す図である。

基板の作製方法は、初めに、直径φ１００ｍｍ、厚さ１．００ｍｍのショット製光学ガラスＢＫ７からなる下基板２１を図示しない回転塗布装置の基板固定テーブルに載せ、真空吸着し、固定した。その後、基板固定テーブルを１０〜５０ｒｐｍで回転させながら、下基板２１の中央部にディスペンサーを用いて屈折率１．５２、粘度５００ｃｐｓ（２５℃）のオーテックス社製 ＥＸ１５００−４ エポキシ樹脂系紫外線硬化型接着剤２２を約１０ｇ滴下した。その後、基板固定テーブルを３００〜５００ｒｐｍで回転させ、下基板２１の全面に接着剤２２を広げ、基板固定テーブルの回転を停止した。
その後、直径φ８０ｍｍ、厚さ１００μｍの有機複屈折膜２３の中心を基板中心に合わせ載置装置を用いて下基板上の接着剤面に載せた。
その後、基板固定テーブルを１０００〜２０００ｒｐｍで回転させ、紫外線硬化型接着剤２２を振り切り、接着層厚さを基板面内で一定にして有機複屈折膜表面を平坦化した。
その後、基板固定テーブルの回転を停止し、有機複屈折膜側から高圧水銀灯を用いて波長３５６ｎｍ、強度５０ｍＷ／ｃｍ^２ の紫外線を２００秒間照射し、紫外線硬化型接着剤２２を硬化した。このときの硬化後の接着層厚みは２０μｍであった。

次に、有機複屈折膜２３を接着した下基板２１を基板固定テーブルから外し、有機複屈折膜上にポジレジストを１．１μｍの厚さに塗布し、９０℃で３０分のプリベークを行った。その後、下基板２１を縮小投影露光装置（ＮＡ＝０．４５、σ＝０．６、波長；ｉ線）に装着し、１０００周期ある２．０μｍライン・アンド・スペースのデバイスパターンとライン幅３０μｍ、長さ１３０μｍの十字形状アライメントパターンのレチクルを用いて露光を行い、現像液ＮＭＤ−３を用いて現像を行い、１００℃で３０分のポストベークを行い、周期的なレジストパターンを完成させた。その後、前記のレジストパターン上にスパッタ法によってアルミニウム（Ａｌ）を蒸着し、引き続きアセトンを用いてレジストを溶解してＡｌのリフトオフを行い、レジストパターンを反転させたＡｌパターンを完成させた。
その後、日本真空技術社製 ＮＬＤ−８００エッチング装置を用い基板バイアス２００Ｗ，アンテナ電力１ＫＷ，酸素ガス４０ＳＣＣＭ、基板温度−３０℃のエッチング条件で、前記のＡｌパターンを金属マスクにして有機複屈折膜２３を深さ４μｍエッチングした。
その後、リン酸系のＡｌエッチング液を用いてＡｌパターンを除去し、１０００周期ある凹凸格子（以後、回折格子と記述）２５と、凹凸形状のアライメントマーク２４とを有する下基板（ウエハ）２０を完成させた。

一方の直径φ１００ｍｍ、厚さ１．００ｍｍのショット製光学ガラスＢＫ７からなる上基板１１も同様に、基板１１上にポジレジストを１．１μｍの厚さに塗布し、９０℃で３０分のプリベークを行った。その後、基板１１を縮小投影露光装置（ＮＡ＝０．４５、σ＝０．６、波長；ｉ線）に装着し、１０００周期ある５μｍライン・アンド・スペースのデバイスパターンとライン幅２０μｍ、長さ１１０μｍの十字形状アライメントパターンのレチクルを用いて露光を行い、現像液ＮＭＤ−３を用いて現像を行い、１００℃で３０分のポストベークを行い、周期的なレジストパターンを完成させた。
その後、日本真空技術社製 ＮＬＤ−８００ エッチング装置を用い基板バイアス４００Ｗ，アンテナ電力１ＫＷ，酸素ガス６０ＳＣＣＭ、基板温度−３０℃のエッチング条件で、前記のレジストパターンをマスクにして深さ０．５μｍまでエッチングした。
その後、アセトンを用いてレジストを除去し、１０００周期ある凹凸格子１３と、凹凸形状のアライメントマーク１２とを有する上基板（マスク）１０を完成させた。

図２は本発明の第１の実施例を示すアライメント接着装置の構成説明図であり、（ａ）はアライメント接着装置３０の概略構成を示す断面図、（ｂ）はアライメント接着装置３０に用いられる石英ガラスマスクホルダを下面側から見た平面図である。このアライメント接着装置３０は、光照射装置３１、アライメント光を照射してアライメントマークを検出するアライメントマーク検出光学系３２、石英ガラスマスクホルダ３３、真空排気口３４、上基板吸着用溝３５、ガス導入口３６、ガス噴出し口３７、下基板側の基板チャック３８、基板チャック３８をＸ，Ｙ，θ方向に移動する移動装置３９、基板チャック３８のベース４０を図示しないＺ軸制御ステージにより上下（Ｚ方向）に移動する移動機構４１、基板チャック側の真空排気口４２、下基板吸着溝４３、及び図示しない接着剤滴下装置から構成されている。

石英ガラスマスクホルダ３３には、図２（ｂ）に示すように、厚み１０ｍｍ、直径φ１８０ｍｍの石英ガラス上に上基板を真空吸着により固定するための吸着用溝３５とこの溝を真空排気するための真空排気口３４を加工している。
尚、この上基板吸着用溝３５の形状は今回用いた上基板１０の直径がφ１００ｍｍ、３５ｍｍ長さのオリフラ付であるので、外径φ９０ｍｍ、内径φ８７ｍｍ、とし、溝深さを０．５ｍｍとした。さらに、同一平面の直径φ１２０ｍｍの円周上に上基板外周を囲むように１５°間隔で直径φ０．５ｍｍの孔を２４個開け、ガス噴出し口３７とした。
また、下基板２０を固定する基板チャック３８は、直径φ１８０ｍｍのアルミニウム製で基板を真空吸着する溝４３と真空排気用口４２とを加工した後、全面を陽極酸化し、表面を弗素化物で被覆した。この基板チャック３８の下部には詳細を図示していないＸ，Ｙ，θ方向移動装置３９の移動機構が設置してあり、基板チャック３８をベース４０に対してＸ方向、Ｙ方向、θ方向（回転方向）の各方向に移動できるようになっている。また、基板チャック３８のベース４０は詳細を図示しない基板チャック上下移動機構４１の図示しないＺ軸制御ステージ上に固定されており、上下（Ｚ方向）に移動できるようになっている。

初めに、前述した方法で作った上基板１０を石英ガラスマスクホルダ３３に真空吸着により固定し、下基板２０を基板チャック３８に真空吸着により固定した。その後、上基板１０と、下基板２０上の有機複屈折膜２３との間に、直径φ６ｍｍ、高さ２．０００ｍｍ、平行度０．００１ｍｍ、表面粗さＲａ＜１０ｎｍのアルミナ円柱４４を図示しない支持アームの移動により１２０°等分の位置に３個挿入した後、基板チャック上下移動機構４１のＺ軸制御ステージにより基板チャック３８を上昇し、アルミナ円柱４４を上基板１０及び下基板の有機複屈折膜２３間で挟み、１Ｎ／個で加圧し、停止した点を平行面として基板チャック３８を固定し、ギャップ２．０００ｍｍとして記憶した。図３は、上基板１０と下基板２０上の有機複屈折膜２３間にアルミナ円柱４４を挟み、平行出しとギャップ基準出しを行った様子を示している。
その後、ギャップ１０．０００ｍｍを指定し、基板チャック上下移動機構４１のＺ軸制御ステージにより基板チャック３８を下降し、アルミナ円柱４４を基板外へ移動した。

次に、下基板２０を固定した基板チャック３８を移動装置３９で図中の左方向に移動し、下基板２０の中央に図示しないディスペンサーを用い、オーテックス社製の紫外線硬化型エポキシ樹脂系接着剤（型番ＥＸ−１５００−４）を０．５ｍＬ滴下した。
次に, 下基板２０を固定した基板チャック３８を移動装置３９で図中の右方向に戻し、接着層厚み１００μｍを確保するギャップ２．３００ｍｍまで基板チャック上下移動機構４１のＺ軸制御ステージにより基板チャック３８を上昇した後、アライメント検出光学系（画像記憶装置付顕微鏡）３２により石英ガラスマスクホルダ３３を通して上下基板のアライメントマーク位置を検出し、アライメントを行った。

ここでアライメントの詳細方法を記す。初めに、アライメント検出光学系（画像記憶装置付顕微鏡）３２により上基板１０のアライメントマーク１２を検出し、十字線で挟み込んだ画像を記憶し、次に、顕微鏡の焦点位置を下基板２０に合わせ、下基板２０のアライメントマーク２４を検出し、検出されたアライメントエラー（画像を記憶した十字線とのズレ）を基板チャック３８の移動装置３９により、基板チャック３８をＸ，Ｙ，θの各方向に移動させることにより補正した。これを基板面内で同一線上の５０ｍｍ離れた少なくとも２点でアライメントを実施した。アライメント補正後、下基板の基板チャック３８は、基板チャックのＸ，Ｙ，θ方向移動装置３９及びベース４０に真空吸着等により固定される。図４にプリアライメントの様子を示す。
その後、最終接着剤厚み５０μｍを確保するため、再度、基板チャック上下移動機構４１のＺ軸制御ステージにより基板チャック３８を上昇し、接着剤４５を基板全体に押し広げ、ギャップ２．２００ｍｍの位置で固定した（上下基板総厚み２．０００ｍｍ、有機複屈折膜２３の厚みが０．１００ｍｍ、下基板２１と有機複屈折膜の接着剤厚みが０．０５０ｍｍ、有機複屈折膜２３と上基板１０の接着層厚みが０．０５０ｍｍであるため）。そして接着剤４５の広がりが十分に行われる間、この状態を２分間保持した。

次に、図５に示すように、光照射装置３１により、石英ガラスマスクホルダ３３を通して接着剤全面に波長３６５ｎｍ、光強度４０ｍＷ／ｃｍ^２ の紫外線（ＵＶ）を２００秒間照射し、接着剤４５を硬化した。この紫外線照射工程で、石英ガラスマスクホルダ３３のガス導入口３６に図示しないガスボンベから圧力０．２ｋｇｆ／ｃｍ^２ で０．５Ｌ／ｍｉｎの不活性ガス（例えば窒素ガス）を導入し、基板周辺の空間を窒素ガス雰囲気状態にして接着剤４５を硬化した。
その後、ＵＶ照射と窒素ガス導入を停止し、石英ガラスマスクホルダ３３の真空排気を切り、上基板１０の真空吸着固定を解除する。次に基板チャック上下移動機構４１のＺ軸制御ステージにより基板チャック３８を下降した後、基板チャック３８の真空吸着を切り、アライメント接着した上下基板を取り出した。

このアライメント接着した上下基板５０を、図６（ａ）に示すようにダイシング装置５１により５ｍｍ角に切断して、多数の光学素子５２を切り出した。この光学素子５２は、図６（ｂ）に示すように、上下の基板間に有機複屈折膜２３からなる回折格子２５を有しており、入射光の偏光状態に応じて出射光を透過光と回折光に分離する偏光分離機能を有する光学素子（偏光分離素子）である。

本実施例では、このような構成の光学素子を作製するにあたって、上記のアライメント接着装置３０を用いた接着方法により上基板１０と下基板２０を接着して作製するので、上基板の反りを防止でき、アライメント精度及び、接着層厚みの制御性、接着層厚みの均一性、接着後の上下基板の総厚みの制御性、平行度品質や接着層厚みの均一性が向上し、高品質で安定した接着を行うことができる。また、接着工程を行う雰囲気を不活性ガス（例えば窒素ガス）雰囲気にしたことで、基板周辺に食み出した接着剤のベトツキが発生することなく接着することができた。

本実施例の接着装置と従来の接着装置で接着した基板について、接着剤のベトツキと、その後の工程における基板搬送トラブルの発生について比較評価を行った結果を下記の表１に示す。評価は基板周辺に食み出した接着剤にベトツキがない場合は○、ベトツキがある場合を×とした。また、その後のプロセス装置で基板が搬送機構に接着（粘着）して正常に搬送ができない等の搬送トラブルの発生の有無を調べた。表１の通り、従来の接着装置を用いた接着方法では基板の周辺に食み出した接着剤にベトツキがあり、搬送トラブルの発生もあるが、本実施例の接着装置を用いた接着方法では、基板周辺から食み出した接着剤にベトツキがなく、その後のプロセス装置で基板が搬送機構に接着（粘着）して正常に搬送ができない等の搬送トラブルや、接着剤がデバイス表面に付着し光学特性が低下する等の品質問題の無いアライメント接着ができた。

本実施例ではアライメント検出光学系１台で、高精度に配置した複数のアライメントマークを交互に検出する方法を示したが、複数台のアライメント検出光学系を設置し、複数のアライメントマークを同時に検出する方法も可能である。また、上下の基板のアライメントマークを検出するのに、顕微鏡の焦点を移動する例を示したが、顕微鏡を固定し、それぞれの基板を所定の焦点位置まで移動してアライメントする方法でもよい。

尚、本実施例では上下の基板１１，２１にホウ酸クラウンガラス（ＢＫ７）を用いた例を示したが、基板はＢＫ７に限定されるものではなく、 石英ガラス、ホウ珪酸ガラス、フッケイ・クラウンガラス、バリウムクラウンガラス、クラウンガラス、等の透明なガラス基板、ポリエステルや、アクリル等の高分子フィルムやシート、板等を用いても良い。また、接着剤としては紫外線硬化型のエポキシ樹脂系接着剤を用いたが、アクリル樹脂系の接着剤でもよい。また、本実施例では紫外線照射工程で窒素ガスを導入したが、接着剤を滴下する工程から窒素ガスを導入するのが望ましい。窒素ガスの圧力は接着後の基板厚みに応じて変え、この空間の圧力が高くならないようにするのが望ましい。さらに、導入ガスとしてはプロセスコストから窒素ガスを用いたが、アルゴンガス等の不活性ガスでも良く、また、導入するガスの温度を制御して導入してもよい。本実施例では、接着剤の粘度を僅かに下げるため、導入するガスの温度を２８℃とした。

本実施例では、図３に示す工程で、アルミナ製の円柱４４を用いたが、アルミナ製のボールであっても良く、また、材質はジルコニア、 窒化アルミナ、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素（ｃ−ＢＮ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、ＺｒＳｉＯ_４等のセラミックスや、炭化タングステン（ＷＣ）、ＷＣ−Ｃｏ合金、ＷＣ−ＴｉＣ−Ｃｏ合金等、所謂、超硬合金を用いても良い。また、本実施例では直径をφ６ｍｍ、厚みを２ｍｍとしたが、この寸法に限定するものではなく、用いる基板厚、狙いの接着層厚み等により変えて用いても良い。同様に、上下の基板形状を円形としているが、この形状に限定するものではなく、多角形や楕円形等でも良い。また、装置との接触を考慮し、基板の角部を面取り（例えば、０．３Ｒや０．３Ｃ）することが望ましい。

［実施例２］
次に本発明の第２の実施例を図７を参照して説明する。
図７は本発明の第２の実施例を示すアライメント接着装置の概略断面図である。このアライメント接着装置の基本的な構成は実施例1で説明したアライメント接着装置３０と同様であり、本実施例では、そのアライメント接着装置３０の周囲を導電性ビニール６１で覆って密閉空間を形成し、その側面にガス導入口６２とガス排出口６３を設けたガス閉じ込め装置６０を有する構成とした。
尚、上基板１０と下基板２０の構成は図１と同じであり、作製方法は実施例1で説明した通りであるので、ここでは説明を省略する。

初めに、実施例１と同様の方法で作製した上基板１０を石英ガラスマスクホルダ３３に真空吸着により固定し、下基板２０を基板チャック３８に真空吸着により固定した後、ガス閉じ込め装置６０のガス導入口６２から石英ガラスマスクホルダ３３のガス導入口３６を通して圧力０．２ｋｇｆ／ｃｍ^２で１Ｌ／ｍｉｎの窒素ガスを導入し、内部を窒素ガスで置換した。次に、上基板１０と下基板２０上の有機複屈折膜間に、直径φ６ｍｍ、高さ２．０００ｍｍ、平行度０．００１ｍｍ、表面粗さＲａ＜１０ｎｍのジルコニア円柱を図示しない支持アームの移動により１２０°等分の位置に３個挿入した後（図３と同様な工程）、基板チャック上下移動機構４１のＺ軸制御ステージにより基板チャック３８を上昇し、ジルコニア円柱を上基板１０及び下基板の有機複屈折膜間で挟み、１Ｎ／個で加圧し、停止した点を平行面として基板チャック３８を固定し、ギャップ２．０００ｍｍとして記憶した。
その後、ギャップ１０．０００ｍｍを指定し、基板チャック上下移動機構４１のＺ軸制御ステージにより基板チャック３８を下降し、ジルコニア円柱を基板外へ移動した。

次に、下基板２０を固定した基板チャック３８を移動装置３９で図中の左方向に移動し、下基板２０の中央に図示しないディスペンサーを用い、オーテックス社製の紫外線硬化型エポキシ樹脂系接着剤（型番ＥＸ−１５００−４）を０．５ｍＬ滴下した。
次に, 下基板２０を固定した基板チャック３８を移動装置３９で図中の右方向に戻し、接着層厚み１００μｍを確保するギャップ２．３００ｍｍまで基板チャック上下移動機構４１のＺ軸制御ステージにより基板チャック３８を上昇し、アライメント検出光学系（画像記憶装置付顕微鏡）により石英ガラスマスクホルダ３３を通して上下基板のアライメントマーク位置を検出し、アライメントを行った。尚、アライメント方法の詳細は実施例１と同様であるので、ここでは説明を省略する。

アライメント補正後、下基板の基板チャック３８は、Ｘ，Ｙ，θ方向の移動装置３９及びベース４０に真空吸着等により固定される。
その後、最終接着剤厚み５０μｍを確保するため、再度、基板チャック上下移動機構４１のＺ軸制御ステージにより基板チャック３８を上昇し、接着剤４５を基板全体に押し広げ、ギャップ２．２００ｍｍの位置で固定した。また、接着剤４５の広がりが十分行われる間、この状態を２分間保持した。

次に、図７に示すように、光照射装置３１により、石英ガラスマスクホルダ３３を通して接着剤全面に波長３６５ｎｍ、光強度４０ｍＷ／ｃｍ^２の紫外線（ＵＶ）を２００秒間照射し、接着剤４５を硬化した。
その後、ＵＶ照射と窒素ガス導入を停止し、図示しない乾燥空気導入口からガス閉じ込め装置６０内に乾燥空気を導入した後、石英ガラスマスクホルダ３３の真空排気を切り、上基板１０の真空吸着固定を解除する。次に基板チャック上下移動機構４１のＺ軸制御ステージにより基板チャック３８を下降した後、基板チャック３８の真空吸着を切り、アライメント接着した上下基板を取り出した。

このアライメント接着した上下基板５０は、実施例１と同様に、図６（ａ）に示すようなダイシング装置５１により５ｍｍ角に切断して、多数の光学素子５２を切り出した。この光学素子５２は、図６（ｂ）に示すように、上下の基板間に有機複屈折膜２３からなる回折格子２５を有しており、入射光の偏光状態に応じて出射光を透過光と回折光に分離する偏光分離機能を有する光学素子（偏光分離素子）である。

本実施例では、このような構成の光学素子を作製するにあたって、上記のアライメント接着装置３０を用いた接着方法により上基板１０と下基板２０を接着して作製するので、上基板の反りを防止でき、アライメント精度及び、接着層厚みの制御性、接着層厚みの均一性、接着後の上下基板の総厚みの制御性、平行度品質や接着層厚みの均一性が向上し、高品質で安定した接着を行うことができる。また、本実施例では図７に示すように、アライメント接着装置３０をガス閉じ込め装置６０内に配置し、接着工程を行う雰囲気を窒素ガス雰囲気にしたことで、基板周辺に食み出した接着剤のベトツキが発生することなく接着することができた。

［実施例３］
次に本発明の第３の実施例を図８を参照して説明する。
図８は本発明の第３の実施例を示すアライメント接着装置の概略断面図である。このアライメント接着装置７０の基本的な構成は実施例1で説明したアライメント接着装置３０と略同様であるが、このアライメント接着装置７０では、実施例1と同じ装置構成で、石英ガラスマスクホルダ３３の同一平面の直径φ１２０ｍｍの円周上に上基板外周を囲むように２２．５°間隔で直径φ０．５ｍｍの孔を１６個開け、ガス噴出し口３７としたものであり、さらに、石英ガラスマスクホルダ３３側に厚み０．２ｍｍ、長さが２．１ｍｍの断面形状が長方形のＳｉゴムシール４７をガス噴出し口３６を囲むように固定したものである。また、基板チャック３８にはガス吸入口４６を設けている。
尚、上基板１０と下基板２０の構成は図１と同じであり、作製方法は実施例1で説明した通りであるので、ここでは説明を省略する。

初めに、実施例１と同様の方法で作製した上基板１０を石英ガラスマスクホルダ３３上に真空吸着により固定し、同様に下基板２０を基板チャック３８に真空吸着により固定した。その後、基板チャック３８と石英ガラスマスクホルダ３３間に、直径φ５ｍｍ、高さ５．０００ｍｍ、平行度０．００１ｍｍ、表面粗さＲａ＜１０ｎｍのジルコニア円柱を図示しない支持アームの移動により１２０°等分の位置に３個挿入した（図３と同様な工程）。次に、基板チャック上下移動機構４１のＺ軸制御ステージにより基板チャック３８を上昇し、基板チャック３８と石英ガラスマスクホルダ３３間にジルコニア円柱を挟み込み、１Ｎ／個で加圧し、停止した点を接着の平行面として基板チャック３８を固定し、ギャップ５．０００ｍｍとして記憶した。その後、基板チャック上下移動機構４１のＺ軸制御ステージにより基板チャック３８を下降し、ジルコニア円柱を基板外へ移動した。

次に、下基板２０を固定した基板チャック３８を移動装置３９で図中の左方向に移動し、下基板２０の中央に図示しないディスペンサーを用い、オーテックス社製の紫外線硬化型エポキシ樹脂系接着剤（型番ＥＸ−１５００−４）を０．５ｍＬ滴下した。同時に、石英ガラスマスクホルダ３３のガス導入口３６に図示しないガスボンベから圧力０．２ｋｇｆ／ｃｍ^２で０．５Ｌ／ｍｉｎの窒素ガスを導入し、Ｓｉゴムシール４７で仕切っている空間内を窒素ガスで置換し、基板周辺の空間を窒素ガス雰囲気状態にした。本実施例では、Ｓｉゴムシール４７で基板周囲の空間を仕切っているため、より確実に窒素ガス雰囲気を形成できた。以下、接着剤の硬化終了まで、窒素ガスを導入した。

次に, 下基板２０を固定した基板チャック３８を移動装置３９で図中の右方向に戻し、接着層厚み５００μｍを確保するギャップ０．５００ｍｍまで基板チャック上下移動機構４１のＺ軸制御ステージにより基板チャック３８を上昇した。以下、実施例1と同様にアライメントを行った。アライメント補正後、下基板の基板チャック３８は、Ｘ，Ｙ，θ方向の移動装置３９及びベース４０に真空吸着等により固定した。
その後、最終接着剤厚み５０μｍを得るため、再度、基板チャック上下移動機構４１のＺ軸制御ステージにより基板チャック３８を上昇し、図８に示すように接着剤４５を基板全体に押し広げ、ギャップ０．０５０ｍｍの位置で固定し、アライメントのズレを確認した。アライメント終了後、接着剤４５の広がりが十分行われる間、この状態を２分間保持した。

次に、光照射装置３１により、石英ガラスマスクホルダ３３を通して、接着剤全面に波長３６５ｎｍ、光強度４０ｍＷ／ｃｍ^２の紫外線（ＵＶ）を２５０秒間照射し、接着剤４５を硬化した。その後、石英ガラスマスクホルダ３３の真空吸着を切り、上基板１０の真空吸着固定を解除する。次に基板チャック上下移動機構４１のＺ軸制御ステージにより基板チャック３８を下降した後、基板チャック３８の真空吸着を切りアライメント接着した上下基板を取り出した。

このアライメント接着した上下基板５０は、実施例１と同様に、図６（ａ）に示すようなダイシング装置５１により５ｍｍ角に切断して、多数の光学素子５２を切り出した。この光学素子５２は、図６（ｂ）に示すように、上下の基板間に有機複屈折膜２３からなる回折格子２５を有しており、入射光の偏光状態に応じて出射光を透過光と回折光に分離する偏光分離機能を有する光学素子（偏光分離素子）である。

本実施例では、このような構成の光学素子を作製するにあたって、上記のアライメント接着装置７０を用いた接着方法により上基板１０と下基板２０を接着して作製するので、上基板の反りを防止でき、アライメント精度及び、接着層厚みの制御性、接着層厚みの均一性、接着後の上下基板の総厚みの制御性、平行度品質や接着層厚みの均一性が向上し、高品質で安定した接着を行うことができる。また、本実施例では図８に示すように、基板の周囲をＳｉゴムシール４７で囲んで窒素ガス雰囲気空間を限定したことで、少ないガス量でも窒素濃度を高めることが可能となり、基板周辺に食み出した接着剤のベトツキが発生することなく接着することができた。

また、本実施例では、断面形状が長方形のＳｉゴムシール４７を用いたが、形状はこれに限定されるものではなく、図９に示すような断面形状が三角形のＳｉゴムシール４８や、その他、円、正方形、五角形等の多角形状のＳｉゴムシールを用いてガス噴出し口３７を囲んでもよい。また、材質はＳｉゴムに限定するものではなく、フッ素系ゴム等のその他のゴムや、ポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素系樹脂等の高分子フィルムを用いてもよい。また、シールの長さは接着硬化した基板の厚みと同じか、もしくは接着硬化した基板厚みより短くするのが望ましい。

［実施例４］
次に本発明の第４の実施例を図１０を参照して説明する。
図１０は本発明の第４の実施例を示すアライメント接着装置の構成説明図であり、（ａ）はアライメント接着装置の概略断面図、（ｂ）はガス噴出し装置のリング面に平行な概略断面図である。このアライメント接着装置８０は、ガス噴出し装置をリング状とし、接着剤側面に不活性ガス（例えば窒素ガス）を噴出して接着する例であり、基板チャック３８の外周部に位置するところにガス噴出し装置を設けた点を除いて、アライメント接着装置の基本構成は実施例1で説明したアライメント接着装置３０と略同様である。

ガス噴出し装置は、外径φ３ｍｍ、内径φ２ｍｍのＳＵＳパイプ８２に、ガス噴出し口８３となる直径φ０．３ｍｍの孔を１０ｍｍピッチで開けた後、この孔を内側にして内径φ１８０ｍｍのリング状に加工し、その一端にガス導入口８１となるガス導入用ＳＵＳパイプを接続したものである。このガス噴出し装置に上下に移動する装置８４が取りつけてあり、上下の基板１０，２０を接着した接着層４５と同じ位置まで移動した後、ガスを噴出す機構となっている。
尚、上基板１０と下基板２０の構成は図１と同じであり、作製方法は実施例1で説明した通りであるので、ここでは説明を省略する。

初めに前述した方法で作った上基板１０を石英ガラスマスクホルダ３３上に真空吸着により固定し、同様に、下基板２０は基板チャック３８上に真空吸着により固定した。その後、基板チャック３８と石英ガラスマスクホルダ３３間に、直径φ５ｍｍ、高さ５．０００ｍｍ、平行度０．００１ｍｍ、表面粗さＲａ＜１０ｎｍのジルコニア円柱を図示しない支持アームの移動により１２０°等分の位置に３個挿入した（図３と同様な工程）。次に、基板チャック上下移動機構４１のＺ軸制御ステージにより基板チャック３８を上昇し、基板チャック３８と石英ガラスマスクホルダ３３間にジルコニア円柱を挟み込み、１Ｎ／個で加圧し、停止した点を接着の平行面として基板チャック３８を固定し、ギャップ５．０００ｍｍとして記憶した。その後、基板チャック上下移動機構４１のＺ軸制御ステージにより基板チャック３８を下降し、ジルコニア円柱を基板外へ移動した。

次に、下基板２０を固定した基板チャック３８を移動装置３９で図中の左方向に移動し、下基板２０の中央に図示しないディスペンサーを用い、オーテックス社製の紫外線硬化型エポキシ樹脂系接着剤（型番ＥＸ−１５００−４）を０．５ｍＬ滴下した。同時にリング状のガス噴出し装置を上下移動装置８４で接着剤４５と同じ位置まで移動した後、ガス導入口８１に図示しないガスボンベから圧力０．２ｋｇｆ／ｃｍ^２で０．５Ｌ／ｍｉｎの窒素ガスを導入し、ガス噴出し口８３から窒素ガスを噴出して、接着剤端面周辺の空間を窒素ガス雰囲気状態にした。以下、接着剤の硬化終了まで、窒素ガスを吹き出した。

次に, 下基板２０を固定した基板チャック３８を移動装置３９で図中の右方向に戻し、接着層厚み５００μｍを確保するギャップ０．５００ｍｍまで基板チャック上下移動機構４１のＺ軸制御ステージにより基板チャック３８を上昇した。以下、実施例1と同様にアライメントを行った。アライメント補正後、下基板の基板チャック３８は、Ｘ，Ｙ，θ方向の移動装置３９及びベース４０に真空吸着等により固定した。
その後、最終接着剤厚み５０μｍを得るため、再度、基板チャック上下移動機構４１のＺ軸制御ステージにより基板チャック３８を上昇し、図１０に示すように接着剤４５を基板全体に押し広げ、ギャップ０．０５０ｍｍの位置で固定し、アライメントのズレを確認した。アライメント終了後、接着剤４５の広がりが十分行われる間、この状態を２分間保持した。

次に、光照射装置３１により、石英ガラスマスクホルダ３３を通して、接着剤全面に波長３６５ｎｍ、光強度４０ｍＷ／ｃｍ^２の紫外線（ＵＶ）を２５０秒間照射し、接着剤４５を硬化した。その後、石英ガラスマスクホルダ３３の真空吸着を切り、上基板１０の真空吸着固定を解除する。次に基板チャック上下移動機構４１のＺ軸制御ステージにより基板チャック３８を下降した後、基板チャック３８の真空吸着を切りアライメント接着した上下基板を取り出した。

このアライメント接着した上下基板５０は、実施例１と同様に、図６（ａ）に示すようなダイシング装置５１により５ｍｍ角に切断して、多数の光学素子５２を切り出した。この光学素子５２は、図６（ｂ）に示すように、上下の基板間に有機複屈折膜２３からなる回折格子２５を有しており、入射光の偏光状態に応じて出射光を透過光と回折光に分離する偏光分離機能を有する光学素子（偏光分離素子）である。

本実施例では、このような構成の光学素子を作製するにあたって、上記のアライメント接着装置８０を用いた接着方法により上基板１０と下基板２０を接着して作製するので、上基板の反りを防止でき、アライメント精度及び、接着層厚みの制御性、接着層厚みの均一性、接着後の上下基板の総厚みの制御性、平行度品質や接着層厚みの均一性が向上し、高品質で安定した接着を行うことができる。また、本実施例では図１０に示すように、ガス噴出し装置をリング状とし、窒素ガス雰囲気空間を限定したことで、窒素濃度を高めることが可能となり、基板周辺に食み出した接着剤のベトツキが発生することなく接着することができた。

また、本実施例では、ガス噴出し装置に断面形状が円形のＳＵＳパイプ８２を用いたが、形状はこれに限定されるものではなく、断面が三角形、四角形等の多角形であっても良く、噴出し口８３の径は本実施例の直径φ０．３ｍｍに限定するものではなく、直径がφ０．１ｍｍ〜φ２ｍｍがより望ましく、製作コストを考慮するとφ０．１ｍｍ〜φ０．３ｍｍが好適である。このガス噴出し口８３の数は多いのが望ましいが、同様に製作コストを考慮すると１００個以内が望ましい。

［実施例５］
次に本発明の第５の実施例を図１１を参照して説明する。
図１１は本発明の第５の実施例を示すアライメント接着装置の概略断面図である。このアライメント接着装置８０’は、実施例４（図１０）のアライメント接着装置と同様にガス噴出し装置をリング状としたものであるが、さらにその外側に導電性プラスチックシート８５を形成したものである。すなわち、アライメント接着装置８０’の基本構成はマスクホルダ外周部に導電性プラスチックシート８５を形成した点を除き、実施例４と同じである。

ガス噴出し装置は、図１０（ｂ）と同様に、外径φ３ｍｍ、内径φ２ｍｍのＳＵＳパイプ８２に、ガス噴出し口８３となるφ０．３ｍｍの孔を１０ｍｍピッチで開けた後、この孔を内側にして内径φ１８０ｍｍのリング状に加工し、その一端にガス導入口８１となるガス導入用ＳＵＳパイプを接続したものである。このガス噴出し装置に上下に移動する装置３９が取りつけてあり、上下の基板１０，２０を接着した接着層４５と同じ位置まで移動した後、ガスを噴出す機構となっている。そして、このガス噴出し装置の外側に位置するマスクホルダ外周部に、厚み０．２ｍｍの導電性プラスチックシート８５が設けられている。
尚、上基板１０と下基板２０の構成は図１と同じであり、作製方法は実施例1で説明した通りであるので、ここでは説明を省略する。

初めに前述した方法で作った上基板１０を石英ガラスマスクホルダ３３上に真空吸着により固定し、同様に、下基板２０は基板チャック３８上に真空吸着により固定した。その後、基板チャック３８と石英ガラスマスクホルダ３３間に、直径φ５ｍｍ、高さ５．０００ｍｍ、平行度０．００１ｍｍ、表面粗さＲａ＜１０ｎｍのジルコニア円柱を図示しない支持アームの移動により１２０°等分の位置に３個挿入した（図３と同様な工程）。次に、基板チャック上下移動機構４１のＺ軸制御ステージにより基板チャック３８を上昇し、基板チャック３８と石英ガラスマスクホルダ３３間にジルコニア円柱を挟み込み、１Ｎ／個で加圧し、停止した点を接着の平行面として基板チャック３８を固定し、ギャップ５．０００ｍｍとして記憶した。その後、基板チャック上下移動機構４１のＺ軸制御ステージにより基板チャック３８を下降し、ジルコニア円柱を基板外へ移動した。

次に、下基板２０を固定した基板チャック３８を移動装置３９で図中の左方向に移動し、下基板２０の中央に図示しないディスペンサーを用い、オーテックス社製の紫外線硬化型エポキシ樹脂系接着剤（型番ＥＸ−１５００−４）を０．５ｍＬ滴下した。同時にリング状のガス噴出し装置を上下移動装置８４で接着剤４５と同じ位置まで移動した後、ガス導入口８１に図示しないガスボンベから圧力０．２ｋｇｆ／ｃｍ^２で０．５Ｌ／ｍｉｎの窒素ガスを導入し、ガス噴出し口８３から窒素ガスを噴出して、接着剤端面周辺の空間を窒素ガス雰囲気状態にした。以下、接着剤の硬化終了まで、窒素ガスを吹き出した。

次に, 下基板２０を固定した基板チャック３８を移動装置３９で図中の右方向に戻し、接着層厚み５００μｍを確保するギャップ０．５００ｍｍまで基板チャック上下移動機構４１のＺ軸制御ステージにより基板チャック３８を上昇した。以下、実施例1と同様にアライメントを行った。アライメント補正後、下基板の基板チャック３８は、Ｘ，Ｙ，θ方向の移動装置３９及びベース４０に真空吸着等により固定した。
その後、最終接着剤厚み５０μｍを得るため、再度、基板チャック上下移動機構４１のＺ軸制御ステージにより基板チャック３８を上昇し、図１０に示すように接着剤４５を基板全体に押し広げ、ギャップ０．０５０ｍｍの位置で固定し、アライメントのズレを確認した。アライメント終了後、接着剤４５の広がりが十分行われる間、この状態を２分間保持した。

次に、光照射装置３１により、石英ガラスマスクホルダ３３を通して、接着剤全面に波長３６５ｎｍ、光強度４０ｍＷ／ｃｍ^２の紫外線（ＵＶ）を２５０秒間照射し、接着剤４５を硬化した。その後、石英ガラスマスクホルダ３３の真空吸着を切り、上基板１０の真空吸着固定を解除する。次に基板チャック上下移動機構４１のＺ軸制御ステージにより基板チャック３８を下降した後、基板チャック３８の真空吸着を切りアライメント接着した上下基板を取り出した。

このアライメント接着した上下基板５０は、実施例１と同様に、図６（ａ）に示すようなダイシング装置５１により５ｍｍ角に切断して、多数の光学素子５２を切り出した。この光学素子５２は、図６（ｂ）に示すように、上下の基板間に有機複屈折膜２３からなる回折格子２５を有しており、入射光の偏光状態に応じて出射光を透過光と回折光に分離する偏光分離機能を有する光学素子（偏光分離素子）である。

本実施例では、このような構成の光学素子を作製するにあたって、上記のアライメント接着装置８０を用いた接着方法により上基板１０と下基板２０を接着して作製するので、上基板の反りを防止でき、アライメント精度及び、接着層厚みの制御性、接着層厚みの均一性、接着後の上下基板の総厚みの制御性、平行度品質や接着層厚みの均一性が向上し、高品質で安定した接着を行うことができる。また、本実施例では図１１に示すように、ガス噴出し装置をリング状とし、さらにその外側に導電性プラスチックシート８５を形成して、窒素ガス雰囲気空間を限定したことで、窒素濃度を高めることが可能となり、基板周辺に食み出した接着剤のベトツキが発生することなく接着することができた。

また、本実施例では、ガス噴出し装置に断面形状が円形のＳＵＳパイプ８２を用いたが、形状はこれに限定されるものではなく、断面が三角形、四角形等の多角形であっても良く、噴出し口８３の径は本実施例の直径φ０．３ｍｍに限定するものではなく、直径がφ０．１ｍｍ〜φ２ｍｍがより望ましく、製作コストを考慮するとφ０．１ｍｍ〜φ０．３ｍｍが好適である。このガス噴出し口８３の数は多いのが望ましいが、同様に製作コストを考慮すると１００個以内が望ましい。

［実施例６］
次に本発明の第６の実施例を図１２を参照して説明する。
図１２は本発明の第６の実施例を示す光ピックアップ装置の概略構成図であり、光記録媒体としてＣＤ（コンパクトディスク）系の光ディスク（ＣＤ，ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−ＲＷ等）を用いる光ピックアップ装置の構成例である。
ＣＤ用の光ピックアップ装置ではレーザーダイオード９１から出射された波長７８０ｎｍの光は、偏光分離素子９２、コリメータレンズ９３、対物レンズ９４を通ってＣＤ系の光ディスク９５を照射し、ＣＤ系の光ディスク９５の記録ピットからの反射光は対物レンズ９４を通って偏光分離素子９２で回折されフォトダイオード９６に導かれ、フォーカス検出、トラック検出、信号検出が行われる。
尚、本実施例の光ピックアップ装置では、偏光分離素子９２として、実施例１〜５のいずれかの装置及び方法で作製した、図６（ｂ）に示すような構成の偏光分離素子５２を用いている。

本実施例の光ピックアップ装置を用い、ＣＤ−ＲＷに信号を記録し、その後、同じ光ピックアップ装置で信号の再生を行ったところ、従来のプリズムを接着したビームスプリッタと１／４波長板（λ／４板）を組み合わせたＣＤ用光ピックアップ装置と同等の再生信号出力を得ることができ、本実施例の光ピックアップ装置が従来の光ピックアップ装置と同等の記録／再生特性を持つことが確認できた。
また、本実施例の光ピックアップ装置では、偏光分離素子９２が、従来のプリズムを接着したビームスプリッタよりも小さくなっており、かつ偏光分離素子の上基板１０に格子１３を形成してλ／４板の機能も組み込んでいるため、従来の光ピックアップ装置と比較して小型化が実現できた。

［実施例７］
次に本発明の第７の実施例を図１３を参照して説明する。
図１３は本発明の第７の実施例を示す光ピックアップ装置の概略構成図であり、光記録媒体としてＤＶＤ（デジタルバーサタイルディスク）系の光ディスク（ＤＶＤ，ＤＶＤ−Ｒ，ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ等）を用いる光ピックアップ装置の構成例である。
ＤＶＤ用の光ピックアップ装置ではレーザーダイオード９１から出射された波長６８０ｎｍの光は偏光分離素子９２とコリメータレンズ９３、λ／４板９７、対物レンズ９４を通った後、ＤＶＤ系の光ディスク９８を照射し、ＤＶＤ系の光ディスク９８の記録ピットからの反射光はλ／４板９７で直線偏光になった後、偏光分離素子９２で回折してフォトダイオード９６に導かれ、フォーカス検出、トラック検出、信号検出が行われる。
尚、本実施例の光ピックアップ装置では、偏光分離素子９２として、実施例１〜５のいずれかの装置及び方法で作製した、図６（ｂ）に示すような構成の偏光分離素子５２を用いている。

本実施例の光ピックアップ装置を用い、ＤＶＤ−ＲＯＭから情報信号の再生を行ったところ、従来のプリズムを接着したビームスプリッタとλ／４板を組み合わせたＤＶＤ用光ピックアップ装置と同等の信号出力を得ることができ、本実施例の光ピックアップ装置が従来の光ピックアップと同等の再生特性を持つことが確認できた。
また、本実施例の光ピックアップ装置では、偏光分離素子９２が、従来のプリズムを接着したビームスプリッタよりも小さくなっているため、従来の光ピックアップ装置よりも小型になっている。

以上説明したように、本発明のアライメント接着方法及び装置は、基板を接着剤で貼り合わせた構造を有する光学素子、特に基板上あるいは基板間に回折格子またはホログラムを有し、偏光分離機能を有する光学素子（偏光分離素子）の作製に好適に利用することができる。そして本発明に係る光学素子（偏光分離素子）は、光ピックアップ装置に好適に利用することができ、光ピックアップ装置の小型化を図ることができる。そして本発明に係る光ピックアップ装置は、ＣＤ系の光ディスクドライブ装置や、ＤＶＤ系の光ディスクドライブ装置等に搭載される光ピックアップとして好適に利用することができる。

光学素子を構成する上基板と下基板の構成説明図である。 本発明の第１の実施例を示すアライメント接着装置の構成説明図である。 図２に示す構成のアライメント接着装置による接着工程の説明図である。 図２に示す構成のアライメント接着装置による接着工程の説明図である。 図２に示す構成のアライメント接着装置による接着工程の説明図である。 接着された上下基板から光学素子を切り出す工程と、切り出された光学素子の構成例を示す図である。 本発明の第２の実施例を示すアライメント接着装置の概略断面図である。 本発明の第３の実施例を示すアライメント接着装置の概略断面図である。 本発明の第３の実施例の別の構成例を示すアライメント接着装置の概略要部断面図である。 本発明の第４の実施例を示すアライメント接着装置の概略断面図である。 本発明の第５の実施例を示すアライメント接着装置の概略断面図である。 本発明の第６の実施例を示す光ピックアップ装置の概略構成図である。 本発明の第７の実施例を示す光ピックアップ装置の概略構成図である。 従来技術の一例を示すアライメント接着装置の概略断面図である。

符号の説明

１０：上基板
１１：光学ガラス基板
１２：アライメントマーク
１３：格子
２０：下基板
２１：光学ガラス基板
２２：接着剤
２３：有機複屈折膜
２４：アライメントマーク
２５：回折格子
３０，７０，８０，８０’：アライメント接着装置
３１：光照射装置
３２：アライメント検出光学系
３３：石英ガラスマスクホルダ
３４：真空排気口
３５：上基板吸着溝
３６：ガス導入口
３７：ガス噴出し口
３８：基板チャック
３９：Ｘ，Ｙ，θ方向の移動装置
４０：ベース
４１：基板チャック上下移動機構
４２：真空排気口
４３：下基板吸着溝
４４：アルミナ円柱
４５：接着剤
４６：ガス吸入口
４７，４８：Ｓｉゴムシール
５０：接着した上下基板
５１：ダイシングソー
５２：光学素子
６０：ガス閉じ込め装置
９１：レーザーダイオード
９２：偏光分離素子
９３：コリメータレンズ
９４：対物レンズ
９５：ＣＤ系光ディスク（光記録媒体）
９６：フォトダイオード
９７：λ／４板
９８：ＤＶＤ系光ディスク（光記録媒体）

Claims (16)

1. アライメントを検出する手段と、基板を固定する基板チャックと、該基板チャックをＸ，Ｙ，Ｚ，θの各方向に移動可能な移動手段と、光学的に透明な平面部材からなるマスクホルダと、光を照射する光照射部とを備えた装置を用い、前記基板チャック上に、エッチングにより形成される凹凸を有するアライメントマークを備えた下基板をセットする工程と、前記マスクホルダ部に、エッチングにより形成される凹凸を有するアライメントマークを備えた上基板をセットする工程と、上下の基板のアライメントマークを位置合せする工程と、接着剤を塗布する工程と、接着する周辺にガスを導入し接着剤周辺の雰囲気をガスで覆う工程と、前記接着剤の厚みが所定の値となるように上下の基板の間隔を狭める工程と、光を照射して接着剤を硬化し接着する工程とを有することを特徴とするアライメント接着方法。
2. 請求項１記載のアライメント接着方法において、
   前記導入ガスは不活性ガスであることを特徴とするアライメント接着方法。
3. 請求項２記載のアライメント接着方法において、
   前記不活性ガスは窒素ガスもしくはアルゴンガスであることを特徴とするアライメント接着方法。
4. 請求項１〜３のいずれか一つに記載のアライメント接着方法において、
   前記不活性ガス導入工程と光を照射する工程とが連動していることを特徴とするアライメント接着方法。
5. 請求項１〜４のいずれか一つに記載のアライメント接着方法において、
   前記不活性ガスはマスクホルダと基板チャック間に導入してなることを特徴とするアライメント接着方法。
6. 請求項１〜５のいずれか一つに記載のアライメント接着方法において、
   前記不活性ガスは装置全体を覆うように導入してなることを特徴とするアライメント接着方法。
7. 請求項１〜６のいずれか一つに記載のアライメント接着方法において、
   前記接着剤が光硬化型のアクリル樹脂系もしくはエポキシ樹脂系の材料であることを特徴とするアライメント接着方法。
8. 請求項１〜７のいずれか一つに記載のアライメント接着方法において、
   前記不活性ガスはマスクホルダから噴き出すことを特徴とするアライメント接着方法。
9. 請求項１〜８のいずれか一つに記載のアライメント接着方法において、
   前記マスクホルダは、基板の外側周辺に微細孔を加工したガス噴出し口を有することを特徴とするアライメント接着方法。
10. 請求項９に記載のアライメント接着方法において、
    前記マスクホルダのガス噴出し口の外側に可撓性のシートを設けた構造とすることを特徴とするアライメント接着方法。
11. 請求項１〜１０のいずれか一つに記載のアライメント接着方法において、
    前記基板チャックにガス吸入口を設けたことを特徴とするアライメント接着方法。
12. アライメントを検出する手段と、基板を固定する基板チャックと、該基板チャックをＸ，Ｙ，Ｚ，θの各方向に移動可能な移動手段と、光学的に透明な平面部材からなるマスクホルダと、光を照射する光照射部とを備え、前記基板チャック上に、エッチングにより形成される凹凸を有するアライメントマークを備えた下基板をセットする手段と、前記マスクホルダ部に、エッチングにより形成される凹凸を有するアライメントマークを備えた上基板をセットする手段と、上下の基板のアライメントマークを位置合せする手段と、接着剤を塗布する手段と、接着する周辺にガスを導入し接着剤周辺の雰囲気をガスで覆う手段と、前記接着剤の厚みが所定の値となるように上下の基板の間隔を狭める手段と、光を照射して接着剤を硬化し接着する手段とを具備し、請求項１〜１１のいずれか一つに記載のアライメント接着方法を用いたことを特徴とするアライメント接着装置。
13. 基板を接着剤で貼り合わせた構造を有する光学素子において、
    請求項１〜１１のいずれか一つに記載のアライメント接着方法を用いて作製したことを特徴とする光学素子。
14. 基板を接着剤で貼り合わせた構造を有する光学素子において、
    請求項１２記載のアライメント接着装置により作製したことを特徴とする光学素子。
15. 請求項１３または１４記載の光学素子において、
    基板上あるいは基板間に回折格子またはホログラムを有し、偏光分離機能を有することを特徴とする光学素子。
16. 光記録媒体に対して情報の記録または再生または消去を行う光ピックアップ装置において、
    請求項１５記載の光学素子を用いたことを特徴とする光ピックアップ装置。

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