JP7015238B2 - ガラスシートを担体と結合させるためのガラス物品及び方法 - Google Patents
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Description
基板接着面を有する基板、
シート接着面を有するシート、及び
基板接着面とシート接着面との間に配置された界面活性剤
を含むガラス物品が存在し、
シート接着面は、シートを2片以上に破壊することなく、該シートを基板から分離できるように、基板接着面に非永久的に結合されており、シート接着面と基板接着面との間の分離結合エネルギーは、ガラス物品が60℃で30日間のエイジングと、次に、空気中、300℃で2時間の焼成期間とに供された後に、800mJ/m2(1平方メートル当たりのミリジュール)未満である。
基板接着面を有する基板、
シート接着面を有するシート、及び
基板接着面とシート接着面との間に配置された界面活性剤
を含むガラス物品が存在し、
シート接着面は、シートを2片以上へと破壊することなく、該シートを基板から分離できるように、基板接着面に非永久的に結合されており、シート接着面と基板接着面との間の分離結合エネルギーは、ガラス物品を空気雰囲気中、500℃の温度で10分間、オーブン内で保持した後に、400mJ/m2(1平方メートル当たりのミリジュール)未満である。
基板及び/又はシートの接着面を界面活性剤溶液で洗浄する工程、
基板の接着面及び/又は、シート及び/又は基板の接着面を乾燥させる工程、及び
シートを2片以上に破壊することなく、該シートを基板から分離できるように、かつ、ガラス物品が、60℃で30日間のエイジングに供され、次に、空気中、300℃で2時間の焼成期間に供された後に、シート接着面と基板接着面との間の分離結合エネルギーが約800mJ/m2未満になるように、基板接着面をシート接着面に非永久的に結合する工程
を含む方法が記載される。
シート20、基板10、又はその両方を界面活性剤溶液で清浄化又は洗浄して、接着面14、24、又はその両方に界面活性剤を施すことができる。例えば洗剤溶液などの界面活性剤溶液は、1つ以上の界面活性剤を含みうる。例えば、界面活性剤は、ジエタノールアミド及びその誘導体(例えば、ココナッツジエタノールアミド)、ポリエチレングリコール、4-ノニルフェニル-ポリエチレングリコール、ビスフェノールAエトキシレート、オクトキシノール-9、オクチルフェノールエトキシレート、及びそれらの組合せから選択されうる。界面活性剤溶液は、1つ以上の界面活性剤を、濃縮した又は希釈した質量パーセンテージで含むことができ、例えば、1つ以上の界面活性剤は、約0.1又は0.5~約99質量パーセントの範囲、又は約1~75質量パーセントの範囲、約2~約50質量パーセントの範囲、約5~約30質量パーセントの範囲、例えば8、10、15、20、又は25質量パーセントなどでありうる。界面活性剤溶液は、液体担体などの当技術分野で知られている通常の成分をさらに含みうる。
界面活性剤層は、一表面(極性及び分散成分を含む)について測定して、約48~約75mJ/m2の範囲の表面エネルギーを有する接着面をもたらしうる。
概して、2つの表面間の接着のエネルギー(すなわち、結合エネルギー)は、二重片持ち梁方法又はくさび試験によって測定することができる。これらの試験は、改質層/第1のシートの界面における、接着剤結合の結合部の力及び効果を定性的方法でシミュレートするものである。くさび試験は、結合エネルギーの測定に一般に用いられる。例えば、ASTM D5041、ボンドジョイントにおける接着剤の劈開における破壊強度の標準試験法(Standard Test Method for Fracture Strength in Cleavage of Adhesives in Bonded Joints)、及びASTM D3762、アルミニウムの接着結合耐久性の標準試験法(Standard Test Method for Adhesive-Bonded Surface Durability of Aluminum)は、くさびを用いて基板の結合を測定するための標準試験法である。また、例えば、くさび試験を使用して結合強度を測定する1つの方法は、この試験を、本明細書で論じられる結合エネルギーを測定するために使用した、2015年8月5日出願の米国仮特許出願第62/201,245号明細書に記載されている。
式中、γは、結合エネルギーを表し、tbは、ブレード、剃刀又はくさびの厚さを表し、E1はシート20(例えば、薄いガラスシート)のヤング率を表し、tw1は、シートの厚さを表し、E2は、基板10(例えば、ガラス担体)のヤング率を表し、tw2は、基板10の厚さを表し、Lは、上述した、ブレード、剃刀、又はくさびの挿入の際のシート20と基板10との間の局所的分離の長さを表す。
典型的なウエハ結合用途に用いられるポリマー接着剤は、概して、10~100μmの厚さであり、それらの温度限界又はその付近においてそれらの質量の約5%を失い、材料及びガスの放出が低減されたより薄い層と比較して、処理装置に汚染の増加を生じる可能性がある。厚いポリマーフィルムから進化した、このようなより厚い材料については、質量分析法によって質量損失又はガス放出の量を定量化することは容易である。他方では、望ましくは、ガス放出が低減され、かつ、処理装置の汚染が減じられた、例えば、上述の界面活性剤残留物又は層などの約10~約100nm程度又はそれ未満の厚さの薄い表面処理からのガス放出の測定は、より困難である。このような材料については、質量分析法は十分に感受性ではない。しかしながら、ガス放出を測定するための多くの他の方法が存在する。
ガラス物品において、
基板接着面を含む基板、
シート接着面を含むシート、及び
前記基板接着面と前記シート接着面との間に配置された界面活性剤であって、前記シートを2片以上に破壊することなく、該シートを前記基板から分離できるように、かつ、前記ガラス物品が、60℃で30日間のエイジングに供され、次に、空気中、300℃で2時間の焼成期間に供された後に、前記シート接着面と前記基板接着面との間の分離結合エネルギーが、800mJ/m2未満になるように、前記シート接着面が前記基板接着面に非永久的に結合される、界面活性剤
を含む、ガラス物品。
前記シート接着面と前記基板接着面との間の前記分離結合エネルギーが600mJ/m2.以下であることを特徴とする、実施形態1に記載のガラス物品。
前記基板接着面と前記シート接着面との間に配置された、スタンダード・クリーン1の洗浄プロセスに由来する残留物をさらに含み、前記基板接着面が、2.5~3.5の範囲の酸素のケイ素に対する原子比、4~5の範囲のケイ素の炭素に対する原子比、及び12~14の範囲の酸素の炭素に対する原子比を含み、ケイ素、酸素、及び炭素の間の原子比が、乾燥したままの、前記基板が前記シートと結合する前の前記基板の前記基板接着面から測定されることを特徴とする、実施形態1又は2に記載のガラス物品。
前記界面活性剤が、ジエタノールアミド、ココナッツジエタノールアミド、ポリエチレングリコール、4-ノニルフェニル-ポリエチレングリコール、ビスフェノールAエトキシレート、オクトキシノール-9、オクチルフェノールエトキシレート、及びそれらの混合物からなる群より選択される化合物を含むことを特徴とする、実施形態1又は2に記載のガラス物品。
前記基板接着面と前記シート接着面との間に配置された洗剤残留物をさらに含み、前記洗剤が、ジエタノールアミド、ポリエチレングリコール、4-ノニルフェニル-ポリエチレングリコール、ビスフェノールAエトキシレート、オクトキシノール-9、及びオクチルフェノールエトキシレートからなる群より選択される化合物を含むことを特徴とする、実施形態1又は2に記載のガラス物品。
ガラス物品において、
基板接着面を含む基板、
シート接着面を含むシート、及び
前記基板接着面と前記シート接着面との間に配置された界面活性剤であって、前記シートを2片以上に破壊することなく、該シートを前記基板から分離できるように、かつ、前記ガラス物品を、空気雰囲気中、500℃の温度で10分間、オーブン内で保持した後に、前記シート接着面と前記基板接着面との間の分離結合エネルギーが、400mJ/m2未満になるように、前記シート接着面が、前記基板接着面に非永久的に結合される、界面活性剤
を含む、ガラス物品。
界面活性剤接着面の堆積したままの表面エネルギーが、約65mJ/m2~74mJ/m2であり、前記界面活性剤が、ジエタノールアミド、ココナッツジエタノールアミド、ポリエチレングリコール、4-ノニルフェニル-ポリエチレングリコール、及びそれらの混合物からなる群より選択される化合物を含むことを特徴とする、実施形態6に記載のガラス物品。
前記シート接着面と前記基板接着面との間の分離結合エネルギーが、前記ガラス物品を、空気雰囲気中、300℃~500℃の温度で10分間、オーブン内で保持した後に、350mJ/m2以下であることを特徴とする、実施形態6又は7に記載のガラス物品。
前記界面活性剤の気泡面積のパーセント変化が、前記物品を、窒素雰囲気中、350℃の温度で120分間、オーブン内で保持した後に、ガス放出試験#1に準拠して、約5パーセント以下であることを特徴とする、実施形態6~8のいずれかに記載のガラス物品。
前記基板接着面と前記シート接着面との間に配置された、スタンダード・クリーン1の洗浄プロセスに由来する残留物をさらに含むことを特徴とする、実施形態6~9のいずれかに記載のガラス物品。
ガラス物品の製造方法であって、
基板及び/又はシートの接着面を界面活性剤溶液で洗浄する工程、
前記基板の前記接着面、及び/又は、前記シートの前記接着面を乾燥させる工程、
前記シートを2片以上に破壊することなく、該シートを前記基板から分離できるように、かつ、前記ガラス物品が、60℃で30日間のエイジングに供され、次に、空気中、300℃で2時間の焼成期間に供された後に、前記シート接着面と前記基板接着面との間の分離結合エネルギーが、約800mJ/m2未満になるように、前記基板接着面を前記シート接着面に非永久的に結合する工程
を含む、方法。
前記洗浄工程が、前記基板接着面を前記シート接着面に結合する前に、前記基板接着面を洗剤溶液で、かつ、前記シート接着面をスタンダード・クリーン1のプロセスで洗浄する工程を含むことを特徴とする、実施形態11に記載の方法。
前記乾燥後かつ前記非永久的結合の前に、前記基板接着面が、2.5~3.5の範囲の酸素のケイ素に対する原子比、4~5の範囲のケイ素の炭素に対する原子比、及び12~14の範囲の酸素の炭素に対する原子比を含むことを特徴とする、実施形態11又は12に記載の方法。
前記乾燥工程が、85℃以上の温度で少なくとも15分間にわたり、前記基板の前記接着面及び前記シートの前記接着面を乾燥させる工程を含むことを特徴とする、実施形態11~13のいずれかに記載の方法。
前記乾燥工程が、前記基板の前記接着面及び前記シートの前記接着面を対流乾燥させる工程を含むことを特徴とする、実施形態11~14のいずれかに記載の方法。
10 基板
12 第1の表面
14 接着面
16 基板の厚さ
18 厚さ合計
20 シート
22 第1の表面
24 接着面
28 シートの厚さ
Claims (13)
- ガラス物品において、
基板接着面を含む基板、
シート接着面を含むシート、及び
前記基板接着面と前記シート接着面との間に配置された界面活性剤であって、前記シートを2片以上に破壊することなく、該シートを前記基板から分離できるように、かつ、前記ガラス物品が、60℃で30日間のエイジングに供され、次に、空気中、300℃で2時間の焼成期間に供された後に、前記シート接着面と前記基板接着面との間の分離結合エネルギーが、800mJ/m2未満になるように、前記シート接着面が前記基板接着面に非永久的に結合される、界面活性剤を含み、
前記界面活性剤が、ジエタノールアミド、ココナッツジエタノールアミド、ポリエチレングリコール、4-ノニルフェニル-ポリエチレングリコール、ビスフェノールAエトキシレート、オクトキシノール-9、オクチルフェノールエトキシレート、及びそれらの混合物からなる群より選択される化合物を含むことを特徴とする、ガラス物品。 - 前記シート接着面と前記基板接着面との間の前記分離結合エネルギーが、600mJ/m2以下であることを特徴とする、請求項1に記載のガラス物品。
- 前記基板接着面と前記シート接着面との間に配置された、スタンダード・クリーン1の洗浄プロセスに由来する残留物をさらに含み、前記基板接着面が、2.5~3.5の範囲の酸素のケイ素に対する原子比、4~5の範囲のケイ素の炭素に対する原子比、及び12~14の範囲の酸素の炭素に対する原子比を含み、ケイ素、酸素及び炭素の間の原子比が、乾燥されたままの、前記基板が前記シートと結合する前の前記基板の前記基板接着面から測定されることを特徴とする、請求項1又は2に記載のガラス物品。
- 前記基板接着面と前記シート接着面との間に配置された洗剤残留物をさらに含み、前記洗剤が、ジエタノールアミド、ポリエチレングリコール、4-ノニルフェニル- ポリエチレングリコール、ビスフェノールAエトキシレート、オクトキシノール-9、及びオクチルフェノールエトキシレートからなる群より選択される化合物を含むことを特徴とする、請求項1又は2に記載のガラス物品。
- ガラス物品において、
基板接着面を含む基板、
シート接着面を含むシート、及び
前記基板接着面と前記シート接着面との間に配置された界面活性剤であって、前記シートを2片以上に破壊することなく、該シートを前記基板から分離できるように、かつ、前記ガラス物品を、空気雰囲気中、500℃の温度で10分間、オーブン内で保持した後に、前記シート接着面と前記基板接着面との間の分離結合エネルギーが、400mJ/m2未満になるように、前記シート接着面が、前記基板接着面に非永久的に結合される、界面活性剤を含み、
界面活性剤接着面の堆積したままの表面エネルギーが、約65mJ/m2~74mJ/m2であり、前記界面活性剤が、ジエタノールアミド、ココナッツジエタノールアミド、ポリエチレングリコール、4-ノニルフェニル-ポリエチレングリコール、及びそれらの混合物からなる群より選択される化合物を含むことを特徴とする、ガラス物品。 - 前記シート接着面と前記基板接着面との間の分離結合エネルギーが、前記ガラス物品を、空気雰囲気中、300℃~500℃の温度で10分間、オーブン内で保持した後に、350mJ/m2以下であることを特徴とする、請求項5に記載のガラス物品。
- 前記界面活性剤の気泡面積のパーセント変化が、前記物品を、窒素雰囲気中、350℃の温度で120分間、オーブン内で保持した後に、ガス放出試験#1に準拠して、約5パーセント以下であることを特徴とする、請求項5又は6に記載のガラス物品。
- 前記基板接着面と前記シート接着面との間に配置された、スタンダード・クリーン1の洗浄プロセスに由来する残留物をさらに含むことを特徴とする、請求項5~7のいずれか一項に記載のガラス物品。
- ガラス物品の製造方法であって、
基板及び/又はシートの接着面を界面活性剤溶液で洗浄する工程、
前記基板の前記接着面、及び/又は、前記シートの前記接着面を乾燥させる工程、
前記シートを2片以上に破壊することなく、該シートを前記基板から分離できるように、かつ、前記ガラス物品が、60℃で30日間のエイジングに供され、次に、空気中、300℃で2時間の焼成期間に供された後に、前記シート接着面と前記基板接着面との間の分離結合エネルギーが、約800mJ/m2未満になるように、前記基板接着面を前記シート接着面に非永久的に結合する工程を含む、方法。 - 前記洗浄工程が、前記基板接着面を前記シート接着面に結合する前に、前記基板接着面を洗剤溶液で、かつ、前記シート接着面をスタンダード・クリーン1のプロセスで洗浄する工程を含むことを特徴とする、請求項9に記載の方法。
- 前記乾燥後かつ前記非永久的結合の前に、前記基板接着面が、2.5~3.5の範囲の酸素のケイ素に対する原子比、4~5の範囲のケイ素の炭素に対する原子比、及び12~14の範囲の酸素の炭素に対する原子比を含むことを特徴とする、請求項9又は10に記載の方法。
- 前記乾燥工程が、85℃以上の温度で少なくとも15分間にわたり、前記基板の前記接着面及び前記シートの前記接着面を乾燥させる工程を含むことを特徴とする、請求項9~11のいずれか一項に記載の方法。
- 前記乾燥工程が、前記基板の前記接着面及び前記シートの前記接着面を対流乾燥させる工程を含むことを特徴とする、請求項9~12のいずれか一項に記載の方法。
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