JP7106276B2 - シート及び担体を有する物品及び方法 - Google Patents

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Description

関連技術の相互参照
本出願は、２０１５年６月２６日出願の米国仮特許出願第６２／１８５０９５号の米国特許法第１１９条に基づく優先権を主張するものであって、その内容に依拠し、参照により全内容が本明細書に援用されるものである。
本開示は、概して、シート及び担体を有する物品及び方法に関し、特には、担体に一時的に結合されたシートを提供する物品及び方法に関するものである。
より薄く、より軽く、より柔軟で、より耐久性があるディスプレイを構成する可能性が得られる、フレキシブルガラスシートの提供が望まれている。しかし、ガラスシートの柔軟性を増加させると、主として比較的厚く比較的硬いガラスシートを処理するように設計されている装置を用いて、ガラスを処理することには障害がある。担体にフレキシブルガラスシートを一時的に結合することによって、この懸念に対処することができる。この結果得られる物品は、フレキシブルガラスシートそのものと比較して、比較的厚く、比較的硬い。次に、ガラスシートを担体に結合したままの状態で、ガラスシートを処理する装置によって物品を取り扱うことができる。処理後、フレキシブルガラスシートを担体から外して、後にディスプレイ又は他の装置に用いることができる。
物品が処理装置によって処理されている間、担体にフレキシブルシート（例えば、フレキシブルガラスシート）を結合させるのに十分なファンデルワールス結合を利用して、担体にシートを一時的に結合したいという要望がある。更に、フレキシブルシート及び／又は担体を損傷又は破壊せずに、その後、担体からシートを取り外すのを複雑又は阻止し得るシートと担体との間の共有結合の形成が抑制、例えば、防止又は低減されるように、担体にシートを一時的に結合させたいという要望がある。担体の結合表面及びシートの結合表面の一方の表面粗さを増加させることによって、高温処理中又は高温処理後における、シートと担体との間の共有結合の形成を抑制、例えば、防止又は低減することができる。しかし、表面粗さを増加させると、低温処理中に利用されるシートと担体とを互いに結合するファンデルワールス結合力が、表面に自発的な結合が生じない又は生じても非常に弱く、装置による処理に耐えられない点まで大幅に低下し得る。
以下は、詳細な説明に記載の一部の例示的な態様について、基本的な理解を得るために、本開示を簡略化した概要の提示である。本開示は、プラズマ重合材料を含む表面改質層を提供するものである。プラズマ重合材料は、何もしなければ、中程度の表面粗さを有する担体結合表面及びシート結合表面の少なくとも一方を平坦化する（本明細書において、表面粗さは、二乗平均平方根表面粗さＲｑを意味する）。プラズマ重合材料で表面粗さを減少させることによって、ファンデルワールス結合力を十分に高くして、担体に対するシートの当初の結合が、装置による処理に耐えることができるようになる。同時に、プラズマ重合材料によって、もしなければ、処理後にシートを担体から分離するのが阻止されるであろう、シートと担体との間の共有結合の形成が、抑制、例えば、防止又は低減される。
本開示の第１の態様において、物品は、担体結合表面を有する担体と、シート結合表面を有するシートと、担体結合表面及びシート結合表面の少なくとも一方に配置された表面改質層とを備えている。表面改質層は、プラズマ重合材料を含んでいる。プラズマ重合材料は、担体結合表面及びシート結合表面の少なくとも一方を平坦化する。担体がシートに一時的に結合されるように、担体結合表面及びシート結合表面が、表面改質層に結合されている。
第１の態様の１つの例において、平坦化された担体結合表面及び平坦化されたシート結合表面の少なくとも一方が、約０．８ｎｍ未満の表面粗さＲｑを有している。
第１の態様の更なる例において、担体結合表面及びシート結合表面の少なくとも一方が、約０．８ｎｍ～約５．０ｎｍの範囲内の表面粗さＲｑを有している。
第１の態様の別の例において、担体結合表面及びシート結合表面の少なくとも一方が、約２．０ｎｍを超える表面粗さＲｑを有している。
第１の態様の更に別の例において、表面改質層が、担体結合表面の一部及びシート結合表面の一部の少なくとも一方が、表面改質層に侵入できるように、弾性率及び塑性の少なくとも一方を有している。例えば弾性率は、約０．６ＧＰａ～約２０ＧＰａの範囲内である。
第１の態様の更に別の例において、担体及びシートの少なくとも一方が、ガラスを含んでいる。
第１の態様の更に別の例において、担体が、約２００μｍ～約３ｍｍの範囲内の厚さを有している。
第１の態様の更に別の例において、シートが、約３００μｍ以下の厚さを有している。
第１の態様の更に別の例において、表面改質層が、約０．１ｎｍ～約１００ｎｍの範囲内の厚さを有している。
第１の態様は、単独、又は前述の第１の態様の例の１つ又は任意の組み合わせと組み合わせて、提供することができる。
本開示の第２の態様において、物品は、担体結合表面を有する担体と、シート結合表面を有するシートと、担体結合表面に配置された担体表面改質層及びシート結合表面に配置されたシート表面改質層の少なくとも一方とを備えている。担体表面改質層及びシート表面改質層の少なくとも一方が、プラズマ重合材料を含んでいる。プラズマ重合材料は、担体結合表面及びシート結合表面の少なくとも一方を平坦化する。担体がシートに一時的に結合されるように、担体結合表面及びシート結合表面が、担体表面改質層及びシート表面改質層の少なくとも一方に結合されている。
第２の態様の１つの例において、担体表面改質層及びシート表面改質層の少なくとも一方に関し、物品は担体表面改質層のみを有している。シート結合表面の少なくとも一部が、担体表面改質層に侵入している。
第２の態様の別の例において、担体表面改質層及びシート表面改質層の少なくとも一方に関し、物品はシート表面改質層のみを有している。担体結合表面の少なくとも一部が、シート表面改質層に侵入している。
第２の態様の更に別の例において、担体表面改質層及びシート表面改質層の少なくとも一方に関し、物品は担体表面改質層及びシート表面改質層の両方を有している。（ｉ）シート結合表面の一部が、担体表面改質層に侵入している、及び（ｉｉ）担体結合表面の一部が、シート表面改質層に侵入しているうちの少なくとも一方である。
第２の態様の更に別の例において、平坦化された担体結合表面及び平坦化されたシート結合表面の少なくとも一方が、約０．８ｎｍ未満の表面粗さＲｑを有している。
第２の態様の更に別の例において、担体結合表面及びシート結合表面の少なくとも一方が、約０．８ｎｍ～約５．０ｎｍの範囲内の表面粗さＲｑを有している。
第２の態様は、単独、又は前述の第２の態様の例の１つ又は任意の組み合わせと組み合わせて、提供することができる。
本開示の第３の態様において、物品を製造する方法が、担体の担体結合表面及びシートのシート結合表面の少なくとも一方に、表面改質層を蒸着するステップを備えている。表面改質層はプラズマ重合材料を含んでいる。プラズマ重合材料は、担体結合表面及びシート結合表面の少なくとも一方を平坦化する。本方法は、担体がシートに一時的に結合されるように、担体結合表面及びシート結合表面の少なくとも一方を表面改質層に結合するステップを備えている。
第３の態様の１つの例において、平坦化された担体結合表面及び平坦化されたシート結合表面の少なくとも一方が、約０．８ｎｍ未満の表面粗さＲｑを有している。
第３の態様の別の例において、担体結合表面及びシート結合表面の少なくとも一方が、約０．８ｎｍ～約５．０ｎｍの範囲内の表面粗さＲｑを有している。
第３の態様の更に別の例において、本方法は、担体結合表面の一部及びシート結合表面の一部の少なくとも一方が、表面改質層に侵入できるようにする、表面改質層の弾性率及び塑性率の少なくとも一方を更に含んでいる。
第３の態様は、単独、又は前述の第３の態様の例の１つ又は任意の組み合わせと組み合わせて、提供することができる。
本発明の前述及びその他の特徴、態様、及び効果は、添付図面を参照しながら、以下の詳細な説明を読むことによってより良く理解される。
非組立（非結合）状態の例示的な物品を示す図。 組立（一時的に結合された）状態の例示的な物品を示す図。 担体がシートに一時的に結合されるように、担体結合表面及びシート結合表面の少なくとも一方が、表面改質層に結合される実施の形態を示す図。 担体がシートに一時的に結合されるように、担体結合表面及びシート結合表面の少なくとも一方が、表面改質層に結合される実施の形態を示す図。 担体がシートに一時的に結合されるように、担体結合表面及びシート結合表面の少なくとも一方が、表面改質層に結合される実施の形態を示す図。 担体がシートに一時的に結合されるように、担体結合表面及びシート結合表面の少なくとも一方が、表面改質層に結合される実施の形態を示す図。 担体がシートに一時的に結合されるように、担体結合表面及びシート結合表面の少なくとも一方が、表面改質層に結合される実施の形態を示す図。 担体がシートに一時的に結合されるように、担体結合表面及びシート結合表面の少なくとも一方が表面改質層に結合される実施の形態を示す図。 担体がシートに一次的に結合されるように、担体結合表面及びシート結合表面の少なくとも一方が、表面改質層に結合される実施の形態を示す図。 担体がシートに一次的に結合されるように、担体結合表面及びシート結合表面の少なくとも一方が表面改質層に結合される実施の形態を示す図。 担体がシートに一次的に結合されるように、担体結合表面及びシート結合表面の少なくとも一方が、表面改質層に結合される実施の形態を示す図。 担体がシートに一次的に結合されるように、担体結合表面及びシート結合表面の少なくとも一方が、表面改質層に結合される実施の形態を示す図。 担体がシートに一次的に結合されるように、担体結合表面及びシート結合表面の少なくとも一方が、表面改質層に結合される実施の形態を示す図。 担体がシートに一次的に結合されるように、担体結合表面及びシート結合表面の少なくとも一方が、表面改質層に結合される実施の形態を示す図。
ここで、以下添付図面を参照して、例についてより詳細に説明する。図面全体を通して、可能な限り、同一又は同様の部品には同じ参照番号を用いている。
図１及び図２は、単独又は組み合わせて使用することができる、様々な例示的な特徴を有する例示的な物品１００を示す図である。図１は非組立（例えば、非結合）状態の例示的な物品１００を示し、図２は組立（例えば、結合）状態の例示的な物品１００を示している。図示のように、物品１００は、担体１１０、シート１２０、及び表面改質層１３０を備えることができる。担体は担体結合表面１１５を有することができる。シートはシート結合表面１２５を有することができる。図２に示すように、担体１１０がシート１２０に一時的に結合されるように、担体結合表面１１５、シート結合表面１２５、及び表面改質層１３０を互いに結合して、物品１００を形成することができる。
担体１１０は、ガラス（例えば、アルミノシリケート、ホウケイ酸塩、アルミノホウケイ酸塩、ソータライムケイ酸塩、アルカリ含有、又はアルカリ非含有等）、セラミック、ガラスセラミック、金属、シリコン、ポリシリコン、単結晶シリコン、サファイヤ、石英、又は本明細書に明示的に記載してないものを含む、他の任意の材料を単独又は別の材料と組み合わせて構成又は含むことができる。加えて、担体１１０は、図示のように１つの層、又は互いに結合された複数の層（同じ又は異なる材料の複数の層を含む）を含むことができる。更に、担体１１０は、第一世代のサイズ以上、例えば、第二世代、第三世代、第四世代、第五世代、第八世代、又はそれより大きいサイズ（例えば、１００ｍｍ×１００ｍｍ～３ｍ×３ｍ、又はそれより大きいシートサイズ）であってよい。シート１２０は、ガラス（例えば、アルミノシリケート、ホウケイ酸塩、アルミノホウケイ酸塩、ソータライムケイ酸塩、アルカリ含有、又はアルカリ非含有等）、セラミック、ガラスセラミック、金属、ポリマー又は複数のポリマー、ポリマー又は複数のポリマーとガラスの合成物、シリコン、ポリシリコン、単結晶シリコン、サファイヤ、石英、又は本明細書に明示的に記載してないものを含む、他の任意の材料を単独又は別の材料と組み合わせて構成又は含むことができる。更に、シート１２０は、第一世代のサイズ以上、例えば、第二世代、第三世代、第四世代、第五世代、第八世代、又はそれより大きいサイズ（例えば、１００ｍｍ×１００ｍｍ～３ｍ×３ｍ、又はそれより大きいシートサイズ）であってよい。更に、シート１２０は、スルーホールビアを有する、インターポーザ（例えば、インターポーザシート又はインターポーザウェーハ）であってよい。
物品１００は、物品厚さ１０１を有することができ、担体１１０は、担体厚さ１１１を有することができ、シート１２０は、シート厚さ１２１を有することができ、表面改質層１３０は表面改質層厚さ１３１を有することができる。物品厚さ１０１は、担体厚さ１１１、シート厚さ１２１、及び表面改質層厚さ１３１を含んでいる。１つの例において、物品１００は、０．４ｍｍ、０．５ｍｍ、０．６ｍｍ、０．７ｍｍ、０．８ｍｍ、０．９ｍｍ、１．０ｍｍ、２．０ｍｍ、又は３．０ｍｍ以上を含みこれに限定されない、約０．４ｍｍ～約３．０ｍｍの範囲内の物品厚さ１０１を有している。物品１００は、本明細書に明示的に開示されていない厚さ（例えば、０．４ｍｍ未満、３．０ｍｍより大きい厚さ、又はその他の任意の厚さ）を含む、任意の厚さであってよい物品厚さ１０１を有することができることを理解されたい。別の例において、担体１１０は、０．２ｍｍ、０．３ｍｍ、０．４ｍｍ、０．５ｍｍ、０．６ｍｍ、０．６５ｍｍ、０．７ｍｍ、１．０ｍｍ、２．０ｍｍ、又は３．０ｍｍを含みこれに限定されない、約０．２ｍｍ～約３ｍｍの範囲内の担体厚さ１１１を有することができる。担体は、本明細書に明示的に開示されていない厚さ（例えば、０．２ｍｍ未満の厚さ、３ｍｍを超える厚さ、又はその他の任意の厚さ）を含む、任意の厚さであってよい担体厚さ１１１を有することができることを理解されたい。更に別の例において、シート１２０は、１０～５０μｍ、５０～１００μｍ、１００～１５０μｍ、１５０～３００μｍ、又は３００、２５０、２００、１９０、１８０、１７０、１６０、１５０、１４０、１３０、１２０、１１０、９０、８０、７０、６０、５０、４０、３０、２０、又は１０μｍ未満又は実質的に等しい厚さを含みこれに限定されない、約３００μｍ以下のシート厚さ１２１を有することができる。シート１２０は、本明細書に明示的に開示されていない厚さ（例えば、３００μｍを超える厚さ又はその他の任意の厚さ）を含む、任意の厚さであってよいシート厚さ１２１を有することができることを理解されたい。更に別の例において、表面改質層１３０は、約０．１ｎｍ～約１００ｎｍの範囲内の表面改質層厚さ１３１を有することができる。表面改質層１３０は、本明細書に明示的に開示されていない厚さ（例えば、０．１ｎｍ未満の厚さ、１００ｎｍを超える厚さ、又はその他の任意の厚さ）を含む、任意の厚さであってよい表面改質層厚さ１３１を有することができることを理解されたい。
一部の例において、物品厚さ１０１を構成して、既存の処理装置を含む、処理装置で処理することができる物品厚さ１０１を有する物品１００を提供することができる。例えば、担体結合表面１１５、シート結合表面１２５、及び表面改質層１３０を相互に結合した後、様々な処理を受けることができる。処理後、処理中にシート上に製造された装置があればそれを含めて、シート１２０及び担体１１０を分離して、例えば、担体１１０を再利用することができる。処理の種類には、真空処理、湿式処理、超音波洗浄処理、スピンリンス乾燥（ＳＲＤ）処理、及び高温処理、例えば、ＦＰＤ処理、ｐ－Ｓｉ及び酸化物半導体ＴＦＴ製造、ＩＧＺＯバックプレーン処理、ＬＴＰＳ、アモルファスシリコン（ａＳｉ）ボトムゲートＴＦＴ、多結晶シリコン（ｐＳｉ）トップゲートＴＦＴ、アモルファス酸化物（ＩＧＺＯ）ボトムゲートＴＦＴ、タッチスクリーン製造、インターポーザ製造等が含まれる。
表面改質層１３０は、担体結合表面１１５とシート結合表面１２５との間の結合強度（付着エネルギー又は結合エネルギー）を制御するように構成されている。特に、表面改質層１３０は、物品１００の処理中、シート１２０と担体１１０とが相互に結合された状態を維持するのに十分である一方、処理後、シート１２０及び担体１１０が、損傷（例えば 壊滅的な損傷、例えば、担体１１０又はシート１２０のいずれか一方が、２つ以上の破片に破壊）せずに、分離することができるように、即ち、シート１２０が担体１１０に一時的に結合されるように、担体結合表面１１５及びシート結合表面１２５に結合される。表面改質層１３０は、例えば、プラズマ蒸着によって形成されたプラズマ重合材料を含むことができる。以下に更に詳細に説明するように、プラズマ重合材料は、担体結合表面１１５及びシート結合表面１２５の少なくとも一方を平坦化することができる。
一般に、２つの表面間の付着エネルギー（Ｗ）は、Ｄｕｐｒｅ（１８６９）によって最初に定義された以下の式によって与えられる。
Figure 0007106276000001
（「Ａ ｔｈｅｏｒｙ ｆｏｒ ｔｈｅ ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｕｒｆａｃｅ ａｎｄ ｉｎｔｅｒｆａｃｉａｌ ｅｎｅｒｇｉｅｓ. Ｉ. ｄｅｒｉｖａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｔｏ ｉｎｔｅｒｆａｃｉａｌ ｔｅｎｓｉｏｎ」Ｌ．Ａ ．Ｇｉｒｉｆａｌｃｏ ａｎｄ Ｒ. Ｊ. Ｇｏｏｄ、Ｊ. Ｐｈｙｓ. Ｃｈｅｍ. Ｖ６１、ｐ９０４）、ここで、（Ｙ１）、（Ｙ２）、（Ｙ１２）、γ１、γ２、γ１２は、それぞれ、表面１、表面２、及び表面１と表面２との界面エネルギーである。個々の表面エネルギー（Ｙ）は、通常、分散成分（Ｙｄ）と極性成分（Ｙｐ）の２つの項の組み合わせであり、以下のようになる。
Figure 0007106276000002
付着が、主として、ロンドン分散力（Ｙｄ）及び極性力（Ｙｐ）、例えば、水素結合によるものである場合、界面エネルギー（Ｙ１２）は以下の式によって与えることができる。
Figure 0007106276000003
（前述のＧｉｒｉｆａｌｃｏ及びＲ. Ｊ. Ｇｏｏｄ）
（３）を（１）に代入して、付着エネルギー(Ｗ)を次のように近似することができる。
Figure 0007106276000004
前述の式（４）において、付着エネルギーのファンデルワールス（及び／又は水素結合）成分のみを考慮する。これには、極性－極性相互作用（Ｋｅｅｓｏｍ）、極性－非極性相互作用（Ｄｅｂｙｅ）、及び非極性－非極性相互作用（Ｌｏｎｄｏｎ）が含まれる。しかし、他の誘引エネルギー、例えば、共有結合及び静電結合も存在し得る。従って、より一般化された形式で、上記式（４）は、以下のように記述することができる。
Figure 0007106276000005
ここで、（Ｗｃ）及び（Ｗｅ）は共有付着エネルギー及び静電付着エネルギーである。
結合エネルギーは、シートを担体から分離するのに必要なエネルギーである。結合エネルギーは、様々な異なる方法で測定することができる。例えば、本明細書で使用されるように、結合エネルギーは以下のように測定することができる。
結合エネルギーは、ダブルカンチレバービーム法（ウェッジ法としても知られる）を用いて、測定することができる。本方法において、既知の厚さ（ｔ）の楔が、結合されたシートと担体との間の端部に配置される。楔によって、特有の剥離距離（Ｌ）がもたらされる。この剥離距離を測定して、結合エネルギー（ＹＢＥ）の算出に用いる。
Figure 0007106276000006
ここで、（Ｅ１）は担体の弾性率、（ｔ１）は担体の厚さ、（Ｅ２）はシートの弾性率、及び（ｔ２）はシートの厚さである。
共有結合エネルギーは、例えば、シリコンウェーハの結合のように、最初に水素結合されたウェーハ対がより高い温度に加熱され、シラノール－シラノール水素結合の大部分又はすべてが、Ｓｉ－Ｏ－Ｓｉ共有結合に変換される状況を含んでいる。室温における、最初の水素（又はファンデルワールス）結合によって、特定の処理中、ウェーハを相互に保持するのに十分である一方、依然として結合表面の分離を可能にする、約１００～２００ｍＪ／ｍ２の付着エネルギーが生成される。しかし、高温処理（例えば、約４００～約８００℃の範囲内の温度を含む処理）において、完全に共有結合されたウェーハ対が形成され、結合表面を分離することができない。高温処理において生成された結合は、約１０００～３０００ｍＪ／ｍ２の付着エネルギーを有し、２つのウェーハは、モノリスとして作用する（例えば、シート結合表面１２５が担体結合表面１１５に永久結合される）。
別の例において、結合される両方の表面が、下部基板の影響を遮断するのに十分な厚さを有する、低表面エネルギー材料（例えば、炭化水素ポリマー又はフルオロポリマー）で完全に被覆されている場合には、付着エネルギーは、低表面エネルギーの被覆材料の付着エネルギーとなる。この結合は非常に低く、結合表面間の付着が低いか又は全くないため、例えば、シート１２０が担体１１０から分離せずに、結合された物品を処理することはできない。
次の２つの場合を考える。（ａ）シラノール基で飽和した、２つのスタンダードクリーン１（例えば、当技術分野で知られているＳＣ１）の清浄なガラス表面を、室温において、水素結合によって相互に結合し（これによる付着エネルギーは、約１００～２００ｍＪ／ｍ２）、続いてシラノール基を共有Ｓｉ－Ｏ－Ｓｉ結合に変換する高温度に加熱（これによる付着エネルギーは、約１０００～３０００ｍＪ／ｍ２）、及び（ｂ）室温において、低表面付着エネルギー（例えば、１表面当り約１２ｍＪ／ｍ２）を有する被覆材料で完全に被覆した２つのガラス表面を結合し、高温度に加熱。（ａ）の場合、高温度に加熱後の付着エネルギーが強過ぎて、１対のガラス表面を分離することはできない。（ｂ）の場合、表面は（表面同士を合わせたときの約２４ｍＪ／ｍ２の総付着エネルギーが低く過ぎるため）室温で結合しないだけでなく、高温度においても、極性反応基がない（又は少な過ぎる）ため結合しない。従って、この２つの極端な場合の間に、所望の制御された又は一時的な結合度を生じさせることができる、例えば、約５０～１０００ｍＪ／ｍ２の付着エネルギー範囲が存在する。
本願は、例えば、処理中、担体結合表面１１５及びシート結合表面１２５を一時的に結合する一方、処理後、担体１１０及びシート１２０の分離を可能にするように構成された、表面改質層１３０を有する物品１００を提供するための方法及び装置の開示である。式（５）は、付着エネルギーが４つの表面エネルギーパラメータと、もしあれば、共有及び静電エネルギーを加えたものの関数であることを示している。従って、表面改質剤（例えば、表面改質層１３０）を制御することによって、適切な付着エネルギーを実現することができる。１つの例において、担体１１０及びシート１２０の少なくとも一方がガラスを含んでいる。
更に、本願は予想外の結果を開示する。特に、担体結合表面１１５及びシート結合表面１２５の少なくとも一方に、被覆又は層（例えば、表面改質層１３０）を蒸着しても、担体結合表面１１５及びシート結合表面１２５の少なくとも一方の表面粗さ（例えば、表面粗さＲｑ）に影響を全く与えない（例えば、同じに留まる）か、又は目立たたせる（例えば、増加させる）と予想していた。しかし、本願は、担体結合表面１１５及びシート結合表面１２５の少なくとも一方に配置される表面改質層１３０が、プラズマ重合材料を含み、プラズマ重合材料が、全く意外にも、担体結合表面１１５及びシート結合表面１２５の少なくとも一方を平坦化する（例えば、表面粗さを低減する）ことを開示する。
プラズマ重合材料に関連するこの驚くべきかつ予想外の平坦化に基づいて、物品１００が処理に耐えることができる一方、処理後、担体１１０及びシート１２０が互いに分離できる、即ち、担体１１０がシート１２０に一時的に結合されるように、担体結合表面１１５、シート結合表面１２５、及び表面改質層１３０が互いに結合される。表面改質層１３０に関し、担体結合表面１１５及びシート結合表面１２５の少なくとも一方を「平坦化する」とは、表面改質層１３０が、担体結合表面１１５及びシート結合表面１２５の少なくとも一方に配置されると理解されたい。即ち、表面改質層は、担体結合表面１１５及びシート結合表面１２５の少なくとも一方に層又は被覆を形成し、表面に配置された後、層又は被覆が、単独又は担体結合表面１１５及びシート結合表面１２５の少なくとも一方の下部の表面粗さ（例えば、表面粗さＲｑ）と組み合わせて、担体結合表面１１５及びシート結合表面１２５の少なくとも一方の下部の表面粗さ（例えば、表面粗さＲｑ）よりも小さい表面粗さ（例えば、表面粗さＲｑ）を有する。
例えば、平坦化された担体結合表面及び平坦化されたシート結合表面の少なくとも一方が、０．８ｎｍ未満の表面粗さＲｑを有することができる。別の例において、平坦化してない担体結合表面１１５及びシート結合表面１２５の少なくとも一方は、約０．８ｎｍ～約５．０ｎｍの範囲内の表面粗さＲｑを有し得る。更に別の例において、平坦化してない担体結合表面１１５及びシート結合表面１２５の少なくとも一方は、約２．０より大きい表面粗さＲｑを有し得る。更に別の例において、表面改質層１３０は弾性率及び塑性を有している。弾性率及び塑性の少なくとも一方によって、担体結合表面１１５及びシート結合表面１２５の少なくとも一方の少なくとも一部が、表面改質層１３０に侵入できるようにすることができる。例えば、弾性率は、約０．６ＧＰａ～約２０ＧＰａの範囲とすることができる。表面改質層１３０は、担体結合表面１１５及びシート結合表面１２５の少なくとも一方の少なくとも一部が、本明細書に明示的に開示されていない弾性率又は塑性（例えば、０．６ＧＰａより小さい弾性率、２０ＧＰａより大きい弾性率、又は他の任意の弾性率若しくは塑性）を有する表面改質層１３０に侵入できる、弾性率及び塑性の少なくとも一方を有することができると理解されたい。
物品を製造する例示的な方法は、担体１１０の担体結合表面１１５及びシート１２０のシート結合表面１２５の少なくとも一方に、表面改質層１３０を蒸着するステップを備えている。表面改質層１３０は、プラズマ重合材料を含んでいる。プラズマ重合材料は、担体結合表面１１５及びシート結合表面１２５の少なくとも一方を平坦化する。本方法は、担体結合表面１１５及びシート結合表面１２５の少なくとも一方を、表面改質層１３０に結合するステップを更に備えている。１つの例において、本方法は、表面改質層１３０の弾性率及び塑性の少なくとも一方を選択して、担体結合表面１１５及びシート結合表面の１２５の少なくとも一方の少なくとも一部が、表面改質層１３０に侵入できるようにするステップを更に備えている。
図３～１４は、担体１１０がシート１２０に一時的に結合されるように、担体結合表面１１５及びシート結合表面１２５を表面改質層１３０の結合することができる、様々な実施の形態を示す図である。説明のために、担体結合表面１１５、シート結合表面１２５、及び表面改質層１３０の対応する表面粗さ（例えば、表面粗さＲｑ）は、相対表面粗さで示してある。更に、表面改質層１３０は、担体結合表面１１５及びシート結合表面１２５の少なくとも一方の全体にわたり（例えば、１００％の被覆率）配置することができる。別の例において、表面改質層１３０は、担体結合表面１１５及びシート結合表面１２５の少なくとも一方の全体未満にわたり（例えば、１００％未満の被覆率）配置することができる。
更に、表面粗さは、単に説明のために、ギザギザ又は三角形のパターンで示してあるが、本開示の範囲を限定すると解釈されるものではないことを理解されたい。担体結合表面１１５、シート結合表面１２５、及び表面改質層１３０のいずれか１つ又は複数の表面上の凹凸の任意の形状、サイズ、又は分布が、本明細書において熟慮されている。更に、担体結合表面１１５及びシート結合表面１２５の少なくとも一方は、任意の量、表面改質層１３０に侵入できる。担体結合表面１１５及びシート結合表面１２５の少なくとも一方が、表面改質層１３０に多く侵入すればする程、担体結合表面１１５及びシート結合表面１２５の少なくとも一方が、表面改質層１３０に接触する対応する表面積が大きくなり、担体結合表面１１５及びシート結合表面１２５の少なくとも一方と表面改質層１３０との間の結合力（例えば、付着力）が増大する。侵入量は、例えば、表面改質層１３０の弾性率及び塑性の少なくとも一方を調整、（例えば、積層により、又は加圧器内において）担体１１０及びシート１２０の少なくとも一方に異なる量の圧力を加える、及び担体結合表面１１５及びシート結合表面１２５の少なくとも一方が、表面改質層１３０により多くの量又はより少ない量侵入するように、表面改質層１３０の厚さを変えることによって、制御することができる。
図３に示すように、担体結合表面１１５及びシート結合表面１２５は、比較的滑らかに示す（例えば、０．８ｎｍ未満）同一又は同様の表面粗さ（例えば、表面粗さＲｑ）を有することができ、担体１１０がシート１２０に一時的に結合されるように、担体結合表面１１５及びシート結合表面１２５を表面改質層１３０に結合することができる。図４に示すように、担体結合表面１１５は、比較的滑らかに示す（例えば、０．８ｎｍ未満）表面粗さ（例えば、表面粗さＲｑ）を有し、シート結合表面１２５は、中程度に粗く示す（例えば、約０．８ｎｍ～約５ｎｍの範囲）表面粗さ（表面粗さＲｑ）を有することができる。図示のように、表面改質層１３０によって、中程度に粗いシート結合表面１２５を平坦化することによって、担体１１０がシート１２０に一時的に結合されるように、担体結合表面１１５及びシート結合表面１２５を表面改質層１３０に結合することができる。図５に示すように、担体結合表面１１５は、中程度に粗く示す（例えば、約０．８ｎｍ～約５ｎｍの範囲）表面粗さ（表面粗さＲｑ）を有し、シート結合表面１２５は、比較的滑らかに示す（例えば、０．８ｎｍ未満）表面粗さ（例えば、表面粗さＲｑ）を有することができる。図示のように、表面改質層１３０によって、中程度に粗い担体結合表面１１５を平坦化することによって、担体１１０がシート１２０に一時的に結合されるように、担体結合表面１１５及びシート結合表面１２５を表面改質層１３０に結合することができる。図６に示すように、担体結合表面１１５及びシート結合表面１２５は、中程度に粗く示す（例えば、約０．８ｎｍ～約５ｎｍの範囲）同一又は同様の表面粗さ（表面粗さＲｑ）を有することができる。図示のように、表面改質層１３０によって、中程度に粗い担体結合表面１１５及びシート結合表面１２５を平坦化することによって、担体１１０がシート１２０に一時的に結合されるように、担体結合表面１１５及びシート結合表面１２５を表面改質層１３０に結合することができる。別の例において、担体結合表面１１５及びシート結合表面１２５の少なくとも一方が、本明細書に明示的に開示されていない表面粗さＲｑを含む、任意の表面粗さ（例えば、５．０ｎｍを超える表面粗さＲｑ）を有することができ、表面改質層１３０によって担体結合表面１１５及びシート結合表面１２５を平坦化することによって、担体１１０がシート１２０に一時的に結合されるように、担体結合表面１１５及びシート結合表面１２５を表面改質層１３０に結合することができる。
図３～６に示すように、担体結合表面１１５及びシート結合表面１２５は、間に表面改質層を挟んで、互いに離間する（例えば、接触しないようにする）ことができる。かかる構成において、高温処理後においても、担体結合表面１１５とシート結合表面１２５との間に、共有結合は殆んど又は全く観察されない。むしろ、かかる構成において、担体結合表面１１５、シート結合表面１２５、及び表面改質層１３０を互いに結合している主な力は、担体結合表面１１５と表面改質層１３０との間のファンデルワールス力、及びシート結合表面１２５と表面改質層１３０との間のファンデルワールス力である。シート結合表面１２５と表面改質層１３０との間の共有結合、及び担体結合表面１１５と表面改質層１３０との間の共有結合も、かかる共有結合が、処理後、担体１１０とシート１２０とを互いに分離する能力に殆んど又は全く影響を及ぼさない限りにおいて生じ得る。例えば、担体１１０及びシート１２０は、（例えば、表面改質層１３０が、担体結合表面１１５及びシート結合表面１２５の少なくとも一方から分離する）接着破壊、及び（例えば、表面改質層１３０が、それ自体から分離する）凝集破壊の少なくとも一方よって、互いに分離することができる。
図７～９に示すように、担体結合表面１１５及びシート結合表面１２５は、一部の位置において、表面改質層１３０を間に挟んで離間する（例えば、接触しないようにする）ことができ、別の位置において、表面改質層１３０を間に挟まずに、互いに接触することができる。かかる構成において、高温処理後においても、表面改質層１３０を間に挟んで、互いに離間した担体結合表面１１５及びシート結合表面１２５の領域において、担体結合表面１１５とシート結合表面１２５との間に、共有結合は殆んど又は全く観察されない。表面改質層１３０を間に挟まずに互いに接触している担体結合表面１１５及びシート結合表面１２５の領域において、担体結合表面１１５とシート結合表面１２５との間の共有結合が観察し得る。かかる構成において、担体結合表面１１５、シート結合表面１２５、及び表面改質層１３０を互いに結合している主な力は、依然として、担体結合表面１１５と表面改質層１３０との間のファンデルワールス力、及びシート結合表面１２５と表面改質層１３０との間のファンデルワールス力である。図３～６に示す前述の例示的な実施の形態と同様に、シート結合表面１２５と表面改質層１３０との間の共有結合、及び担体結合表面１１５と表面改質層１３０との間の共有結合が、処理後、担体１１０とシート１２０とを互いに分離する能力に殆んど又は全く影響を及ぼさない限りにおいて生じ得る。例えば、担体１１０及びシート１２０は、（例えば、表面改質層１３０が、担体結合表面１１５及びシート結合表面１２５の少なくとも一方から分離する）接着破壊、及び（例えば、表面改質層１３０が、それ自体から分離する）凝集破壊の少なくとも一方よって、互いに分離することができる。更に、担体１１０及びシート１２０を結合している主な力が、表面改質層１３０と担体結合表面１１５及びシート結合表面の少なくとも一方との間のファンデルワールス力であるため、担体１１０及びシート１２０のいずれか一方又は両方を損傷（２つ以上の破片に破壊）せずに、担体結合表面１１５とシート結合表面１２５との間（例えば、担体結合表面１１５とシート結合表面１２５とが接触している領域）に形成された共有結合を（例えば、処理後）破ることができ、担体１１０及びシート１２０の分離が可能になる。
図７に示すように、担体結合表面１１５は、比較的滑らかに示す（例えば、０．８ｎｍ未満）表面粗さ（例えば、表面粗さＲｑ）を有することができ、シート結合表面１２５は、中程度に粗く示す（例えば、約０．８ｎｍ～約５ｎｍの範囲）表面粗さ（表面粗さＲｑ）を有することができ、中程度に粗いシート結合表面１２５は、一部の位置において、間に表面改質層１３０を挟まずに、比較的滑らかな担体結合表面接触し、中程度に粗いシート結合表面１２５は、別の位置において、間に表面改質層１３０を挟んで、比較的滑らかな担体結合表面１１５から離間している。図示のように、表面改質層１３０によって、中程度に粗いシート結合表面１２５を平坦化することによって、担体結合表面１１５、シート結合表面１２５、及び表面改質層１３０を互いに結合して、担体１１０とシート１２０との間に一時的な結合を形成することができる。
図８に示すように、担体結合表面１１５は、中程度に粗く示す（例えば、約０．８ｎｍ～約５ｎｍの範囲）表面粗さ（表面粗さＲｑ）有することができ、シート結合表面１２５は、比較的滑らかに示す（例えば、０．８ｎｍ未満）表面粗さ（例えば、表面粗さＲｑ）を有することができ、中程度に粗い担体結合表面１１５は、一部の位置において、間に表面改質層１３０を挟まずに、比較的滑らかなシート結合表面１２５と接触し、中程度に粗い担体結合表面１１５は、別の位置において、間に表面改質層１３０を挟んで比較的滑らかなシート結合表面１２５から離間している。図示のように、表面改質層１３０によって、中程度に粗い担体結合表面１１５を平坦化することによって、担体結合表面１１５、シート結合表面１２５、及び表面改質層１３０を互いに結合して、担体１１０とシート１２０との間に一時的な結合を形成することができる。
図９に示すように、担体結合表面１１５及びシート結合表面１２５は、中程度に粗く示す（例えば、約０．８ｎｍ～約５ｎｍの範囲）同一又は同様の表面粗さ（例えば、表面粗さＲｑ）を有することができ、中程度に粗いシート結合表面１２５は、一部の位置において、間に表面改質層１３０を挟まずに、中程度に粗い担体結合表面１１５と接触し、中程度に粗いシート結合表面１２５は、別の位置において、間に表面改質層１３０を挟んで、中程度に粗い担体結合表面１１５から離間している。図示のように、表面改質層１３０によって、中程度に粗い担体結合表面１１５及び中程度に粗いシート結合表面１２５を平坦化することによって、担体結合表面１１５、シート結合表面１２５、及び表面改質層１３０を互いに結合して、担体１１０とシート１２０との間に一時的な結合を形成することができる。
図１０～１４は、担体結合表面１１５を有する担体１１０と、シート結合表面１２５を有するシート１２０と、担体結合表面１１５に配置された担体表面改質層１３０ａ及びシート結合表面１２５に配置されたシート表面改質層１３０ｂの少なくとも一方とを示す図である。担体表面改質層１３０ａ及びシート表面改質層１３０ｂの少なくとも一方は、プラズマ重合材料を含んでいる。プラズマ重合材料は、担体結合表面１１５及びシート結合表面１２５の少なくとも一方を平坦化する。担体結合表面１１５、シート結合表面１２５、担体表面改質層１３０ａ及びシート表面改質層１３０ｂの少なくとも一方が互いに結合され、担体１１０とシート１２０との間に一時的な結合が形成される。
図１０～１４に示す例示的な実施の形態に関し、高温処理の後においても、担体結合表面１１５とシート結合表面１２５との間に、共有結合は殆んど又は全く観察されない。むしろ、かかる構成において、担体結合表面１１５と、シート結合表面１２５と、担体表面改質層１３０ａ及びシート表面改質層１３０ｂの少なくとも一方を互いに結合している主な力は、（ｉ）担体結合表面１１５と、担体表面改質層１３０ａ及びシート表面改質層１３０ｂの少なくとも一方との間のファンデルワールス力、（ｉｉ）シート結合表面１２５と、シート表面改質層１３０ｂ及び担体表面改質層１３０ａの少なくとも一方との間のファンデルワールス力、及び（ｉｉｉ）表面改質層１３０ａ及び１３０ｂが共に存在する限りにおいて、担体表面改質層１３０ａと、シート表面改質層１３０ｂとの間のファンデルワールス力である。加えて、担体結合表面１１５及びシート結合表面１２５が、間に担体表面改質層１３０ａ及びシート表面改質層１３０ｂの少なくとも一方を挟んで、互いに離間している（接触していない）領域においては、高温処理後においても、担体結合表面１１５とシート結合表面１２５との間に共有結合が殆んど又は全く観察されない。担体結合表面１１５とシート結合表面１２５とが、担体表面改質層１３０ａ及びシート表面改質層１３０ｂの少なくとも一方を間に挟まずに、互いに接触している領域において、担体結合表面１１５とシート結合表面１２５との間に共有結合が観察し得る。かかる構成において、担体結合表面１１５と、シート結合表面１２５と、担体表面改質層１３０ａ及びシート表面改質層１３０ｂの少なくとも一方とを互いに結合している主な力は、依然として（ｉ）担体結合表面１１５と、担体表面改質層１３０ａ及びシート表面改質層１３０ｂの少なくとも一方との間のファンデルワールス力、（ｉｉ）シート結合表面１２５と、シート表面改質層１３０ｂ及び担体表面改質層１３０ａの少なくとも一方との間のファンデルワールス力、及び（ｉｉｉ）表面改質層１３０ａ及び１３０ｂが共に存在する限りにおいて、担体表面改質層１３０ａとシート表面改質層１３０ｂとの間のファンデルワールス力である。図３～９に示す前述の例示的な実施の形態と同様に、図１０～１４に示す例示的な実施の形態においても、処理後、担体結合表面１１５と、担体表面改質層１３０ａ及びシート表面改質層１３０ｂの少なくとも一方との間の共有結合、シート結合表面１２５と、シート表面改質層１３０ｂ及び担体表面改質層１３０ａの少なくとも一方との間の共有結合、及び担体表面改質層１３０ａ及びシート表面改質層１３０ｂの両方が存在する場合、その間の共有結合が、担体１１０とシート１２０とを互いに分離する能力に殆んど又は全く影響を及ぼさない限りにおいて生じ得る。例えば、担体１１０及びシート１２０は、（例えば、担体表面改質層１３０ａ及びシート表面改質層１３０ｂの少なくとも一方が、担体結合表面１１５及びシート結合表面１２５の少なくとも一方から分離する）接着破壊、及び（例えば、担体表面改質層１３０ａ及びシート表面改質層１３０ｂの少なくとも一方が、それ自体及び互いからのうち少なくとも一方によって分離する）凝集破壊の少なくとも一方によって、互いに分離することができる。更に、担体結合表面１１５と、シート結合表面１２５とを互いに結合している主な力は、（ｉ）担体結合表面１１５と、担体表面改質層１３０ａ及びシート表面改質層１３０ｂの少なくとも一方との間のファンデルワールス力、（ｉｉ）シート結合表面１２５と、シート表面改質層１３０ｂ及び担体表面改質層１３０ａの少なくとも一方との間のファンデルワールス力、及び（ｉｉｉ）表面改質層１３０ａ及び１３０ｂが共に存在する限りにおいて、担体表面改質層１３０ａとシート表面改質層１３０ｂとの間のファンデルワールス力であるため、担体１１０及びシート１２０のいずれか一方又は両方を損傷（２つ以上の破片に破壊）せずに、担体結合表面１１５とシート結合表面１２５との間（例えば、担体結合表面１１５とシート結合表面１２５とが接触している領域）に形成された共有結合を（例えば、処理後）破ることができ、担体１１０及びシート１２０の分離が可能になる。
図１０は、担体表面改質層１３０ａ及びシート表面改質層１３０ｂの少なくとも一方に関し、担体結合表面１１５に配置された担体表面改質層１３０ａ、及びシート結合表面１２５に配置されたシート表面改質層１３０ｂの両方を有する物品を示す図である。１つの例において、シート結合表面１２５の少なくとも一部が、担体表面改質層１３０ａに侵入している、及び担体結合表面１１５の少なくとも一部が、シート表面改質層１３０ｂに侵入しているうちの少なくとも一方である。別の例において、シート結合表面１２５はシート表面改質層１３０ｂを越えて延びることはできず、担体結合表面１１５は、担体表面改質層１３０ａを越えて延びることはできない。更に別の例において、シート結合表面１２５の少なくとも一部は、担体表面改質層１３０ａに侵入できるのに対し、担体結合表面１１５は、担体表面改質層１３０ａを越えて延びることはできない。更に別の例において、担体結合表面１１５の少なくとも一部は、シート表面改質層１３０ｂに侵入できるのに対し、シート結合表面１２５は、シート表面改質層１３０ｂを越えて延びることはできない。
図１１は、担体表面改質層１３０ａ及びシート表面改質層１３０ｂの少なくとも一方に関し、シート結合表面１２５に配置されたシート表面改質層１３０ｂのみを有する物品を示す図である。図１３に示すように、担体結合表面１１５の少なくとも一部が、シート表面改質層１３０ｂに侵入している。図示のように、シート表面改質層１３０ｂによって、シート結合表面１２５を平坦化することによって、担体結合表面１１５、シート結合表面１２５、及び（担体結合表面１１５の少なくとも一部が侵入している）シート表面改質層１３０ｂが互いに結合され、担体１１０とシート１２０との間に一時的な結合を形成することができる。
図１２は、担体表面改質層１３０ａ及びシート表面改質層１３０ｂの少なくとも一方に関し、担体結合表面１１５に配置された担体表面改質層１３０ａのみを有する物品を示す図である。図１４に示すように、シート結合表面１２５の少なくとも一部が、担体表面改質層１３０ａに侵入している。図示のように、シート表面改質層１３０ａによって、担体結合表面１１５を平坦化することによって、担体結合表面１１５、シート結合表面１２５、及び（シート結合表面１２５の少なくとも一部が侵入している）担体表面改質層１３０ａが互いに結合され、担体１１０とシート１２０との間に一時的な結合が形成される。
図１３及び図１４に示すように、（ｉ）担体結合表面１１５と、担体表面改質層１３０ａ及びシート表面改質層１３０ｂの少なくとも一方との間、及び／又は（ｉｉ）シート結合表面１２５と、シート表面改質層１３０ｂ及び担体表面改質層１３０ａの少なくとも一方との間に、間隙（例えば、空隙又は当技術分野で知られている「ブリスター」）を形成することができる。別の例において（例えば、図１０）、（ｉ）担体結合表面１１５と、担体表面改質層１３０ａ及びシート表面改質層１３０ｂの少なくとも一方との間、及び／又は（ｉｉ）シート結合表面１２５と、シート表面改質層１３０ｂ及び担体表面改質層１３０ａの少なくとも一方との間に、ブリスターが形成されないように、（ｉ）担体表面改質層１３０ａ及びシート表面改質層１３０ｂの少なくとも一方に対する、担体結合表面１１５の侵入量、及び／又は（ｉｉ）シート表面改質層１３０ｂ及び担体表面改質層１３０ａの少なくとも一方に対する、シート結合表面１２５の侵入量を制御することができる。例えば、担体表面改質層１３０ａ及びシート表面改質層１３０ｂの少なくとも一方の弾性率及び塑性の少なくとも一方を調整する、（例えば、積層により、又は加圧器内において）担体１１０及びシート１２０の少なくとも一方に異なる量の圧力を加える、並びに担体表面改質層１３０ａ及びシート表面改質層１３０ｂの少なくとも一方の厚さを変えることの少なくとも一方によって、担体結合表面１１５及びシート結合表面１２５の少なくとも一方が、より多くの量又はより少ない量、担体表面改質層１３０ａ及びシート表面改質層１３０ｂの少なくとも一方に侵入できる。別の例において、（ｉ）担体表面改質層１３０ａ及びシート表面改質層１３０ｂの少なくとも一方に対する、担体結合表面１１５の侵入、並びに（ｉｉ）シート表面改質層１３０ｂ及び担体表面改質層１３０ａの少なくとも一方に対する、シート結合表面１２５の侵入の少なくとも一方によって、いずれか一方又は両方の相対表面粗さに関係なく、例えば、間に表面改質層（例えば、柔軟表面層）を有さない表面間の（例えば、ファンデルワールス結合及び共有結合の少なくとも一方に基づく）付着エネルギーより小さい、等しい、又は大きい（例えば、ファンデルワールス結合に基づく）付着エネルギーを提供することができる。
図３～１４に示す実施の形態の任意の１つ以上を組み合わせて、担体１１０及びシート１２０を一時的に結合することができることを理解されたい。更に、１つの例において、平坦化された担体結合表面、及び平坦化されたシート結合表面の少なくとも一方が、約０．８ｎｍ未満の表面粗さＲｑを有することができる。別の例において、担体結合表面１１５及びシート結合表面１２５の少なくとも一方が、平坦化する前に、約０．８ｎｍ～約５．０ｎｍの範囲内の表面粗さＲｑを有することができる。前述のように、担体結合表面１１５、シート結合表面１２５、並びに担体表面改質層１３０ａ及びシート表面改質層１３０ｂの少なくとも一方について、別の表面粗さが本明細書において熟慮されている。
前述のように、表面改質層１３０は、プラズマ重合材料を含むことができる。１つの例において、プラズマ重合材料は、前駆体が活性化され、プラズマによって蒸着されたポリマー材料が形成される化学気相蒸着法によって形成された、プラズマ重合膜を含むことができる。別の例において、プラズマ重合材料（例えば、プラズマ重合膜）は、脂肪族若しくは芳香族炭化水素、ポリエステル、又はポリイミドを含むことができる。更に別の例において、プラズマ重合体は、大気圧又は減圧下で蒸着することができる。更に、プラズマ重合材料は、原料ガスからのプラズマ励起（例えば、ＤＣ若しくはＲＦ平行プレート、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）、下流マイクロ波、又はＲＦプラズマ）を含む、プラズマ蒸着によって形成することができる。一部の例において、原料ガスは、フッ化炭素源（例えば、ＣＦ４、ＣＨＦ３、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ６、Ｃ２Ｆ２、ＣＨ３Ｆ、Ｃ４Ｆ８、クロロフルオロ炭素、若しくはヒドロクロロフルオロ炭素）、炭化水素（例えば、メタン、エタン、プロパン、若しくはブタンを含むアルカン）、アルケン（例えば、エチレン若しくはプロピレンを含む）、又は芳香族化合物（例えば、ベンゼン若しくはトルエンを含む）。別の例において、原料ガスは、ＳＦ６を含む水素又は他のガス源を含むことができる。加えて、プラズマ重合は、高度に架橋された材料の層を生成する。一部の例において、反応条件及び原料ガスの制御を通して、膜厚、密度、及び化学特性を制御して、例えば、官能基を所望の用途に合わせることができる。明細書に記載の具体的なプラズ重合フィルムは、非限定的な代表例であって、当業者は、本明細書に明示的に開示されていないプラズマ重合体を含む、異なるプラズマジオメトリ及び原材料で同様の効果を達成することができることが認識されるであろう。特に、本願は、表面を平坦化するように構成されたあらゆるプラズマ重合材料は、本開示の範囲に包含されるものと考える。
更に以下の具体的な実施例は、前述の例示的な実施の形態によるものであり、非限定的な代表例として理解されたい。
第１の実施例において、Ｏｘｆｏｒｄ ＰｌａｓｍａＬａｂ１００エッチングツールにおいて、メタン及び水素から脂肪族プラズ重合膜を蒸着した。プロセス条件は、２標準立方センチメートル／分（ｓｃｃｍ）のメタン、３８ｓｃｃｍの水素、２５ミリトル（ｍＴ）の圧力、２７５ワット（Ｗ）、１３．５６メガヘルツ（ＭＨｚ）の無線周波数（ＲＦ）であった。プロセス時間を変えて、プラズマ重合体の厚さを１１～６０ナノメートル（ｎｍ）に調整した。厚さは非晶質炭素モデルを用いたｎ＆ｋアナライザで測定した。２５ｓｃｃｍの窒素、２５ｓｃｃｍの酸素、Ｏ２、１０ｍＴ、３００ＷのＲＦ、及び５秒のプロセス時間で、同じＯｘｆｏｒｄツールにおいて表面を活性化した。更に、４３３ミリリットル（ｍｌ）の脱イオン水、１０６ｍｌの塩酸、及び１１ｍｌの４９％フッ化水素酸水溶液中において、厚さ２００μｍ（μｍ、ミクロン）のガラス基体を室温で１分間エッチングした。これによって、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）で測定したとき、１．０ｎｍの二乗平均平方根（ＲＭＳ、Ｒｑ）の表面粗さが得られた。粗面化した薄いガラスを、プラズマ重合体の表面に結合させ、次いで基板を担体に取り付けることによって担体と相互に結合した。プラズマ重合体の表面エネルギーが高いため、表面結合が自己伝播した。テフロン（登録商標）スキージを使用して、結合表面の粒子及び湾曲によって形成され、閉じ込められた気泡を除去した。炭化ケイ素サセプタ上のＭＰＴ急速熱処理システム（ＲＴＰ）内の流動窒素中において、結合したサンプルを３００℃で１０分間アニールした。ウェッジ試験によって、結合エネルギーを測定した。以下の表１に示すように、プラズ重合体の厚さの増加と共に、粗さ（Ｒｑ）が減少することが観察された。表面粗さが０．８ｎｍＲＭＳ（Ｒｑ）未満に減少すると、重合体の厚さの増加につれて、結合エネルギーが増加し、薄いガラスと処理されたプラズマ重合体被覆担体との間のファンデルワールス相互作用の期待値に近い値に達した。
Figure 0007106276000007
第２の実施例において、Ｃｏｒｎｉｎｇ（登録商標）ＥＡＧＬＥ ＸＧ（登録商標）ガラスの厚さ２００μｍのガラス基体から、レーザ損傷プロセスによってビアを形成し、薄いガラスのインターポーザのセットを形成し、前述のＨＦ－ＨＮＯ３溶液でエッチングした。ビアのエッチングによって、基体の厚さが１８０μｍに減少し、直径５０μｍのビアが形成され、ＡＦＭによって、エッチング後の表面粗さが１ｎｍＲｑとして示された。これ等のインターポーザのサンプルに対し、第１の実施例に関して説明したように、プラズマ重合体を異なる厚さで被覆し、Ｃｏｒｎｉｎｇ（登録商標）ＥＡＧＬＥ ＸＧ（登録商標）ガラスの厚さ０．７ｍｍのガラス担体に結合した。サンプルは、Ｎ２を含むＲＴＰシステムにおいて、３００℃で１０分間アニールした。結合エネルギー（ＢＥ、ミリジュールパー平方メートル（ｍＪ／ｍ２）単位）対プラズマ重合体の厚さ（単位ｎｍ）を以下の表２に示す。厚さ４０ｎｍを超えるプラズマ重合体について、２００ｍＪ／ｍ２を超える適切な結合エネルギーを実現することができる。
Figure 0007106276000008
第３の実施例において、Ｃｏｒｎｉｎｇ（登録商標）ＥＡＧＬＥ ＸＧ（登録商標）ガラスの厚さ２００μｍのガラス基体から、レーザ損傷プロセスによってビアを形成し、薄いガラスのインターポーザのセットを形成し、前述のＨＦ－ＨＮＯ３溶液でエッチングした。ビアのエッチングによって、基体の厚さが１８０μｍに減少し、直径３０μｍのビアが形成された。これ等のインターポーザのサンプルに対し、プラズマ重合体蒸着条件を１０ｓｃｃｍのエチレン、５０ｓｃｃｍの水素、５ｍＴの圧力、５０ＷのＲＦでバイアスしたコイルに１５００ＷのＲＦを印加し、続いて、３５ｓｃｃｍの窒素、５ｓｃｃｍの酸素、１５ｍＴの圧力、５０ＷのＲＦでバイアスしたコイルに８００ＷのＲＦを印加して５秒間処理したことを除き、第１の実施例に関して説明したように、Ｏｘｆｏｒｄツールにおいて、プラズマ重合体を異なる厚さで被覆した。Ｃｏｒｎｉｎｇ（登録商標）ＥＡＧＬＥ ＸＧ（登録商標）ガラスの厚さ０．７ｍｍのガラス担体に、結合インターポーザを結合した。サンプルは、Ｎ２を含むＲＴＰシステムにおいて、３００℃で１０分間アニールした。１３．７ｍｍの厚さの重合体に対し、３１２ｍＪ／ｍ２の結合エネルギーが得られた。
特許請求した主題の精神及び範囲を逸脱せずに、本開示に対し様々な改良及び変形が可能であることは、同業者には明らかであろう。
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
実施形態１
物品であって、
担体結合表面を有する担体と、
シート結合表面を有するシートと、
前記担体結合表面及び前記シート結合表面の少なくとも一方に配置された表面改質層と、を備え、前記表面改質層が、プラズマ重合材料を含み、前記プラズマ重合材料が、前記担体結合表面及び前記シート結合表面の前記少なくとも一方を平坦化し、前記担体が前記シートに一時的に結合されるように、前記担体結合表面及び前記シート結合表面が、前記表面改質層に結合されて成る物品。
実施形態２
前記平坦化された担体結合表面及び前記平坦化されたシート結合表面の前記少なくとも一方が、０．８ｎｍ未満の表面粗さＲｑを有する、実施形態１記載の物品。
実施形態３
前記担体結合表面及び前記シート結合表面の前記少なくとも一方が、約０．８ｎｍ～約５．０ｎｍの範囲内の表面粗さＲｑを有する、実施形態１又は２記載の物品。
実施形態４
前記担体結合表面及び前記シート結合表面の前記少なくとも一方が、約２．０ｎｍを超える表面粗さＲｑを有する、実施形態１又は２記載の物品。
実施形態５
前記表面改質層が、前記担体結合表面及び前記シート結合表面の少なくとも一方の少なくとも一部が、前記表面改質層に侵入できるように構成された、弾性率及び塑性の少なくとも一方を有する、実施形態１～４のいずれかに記載の物品。
実施形態６
前記弾性率が、約０．６ＧＰａ～約２０ＧＰａの範囲である、実施形態５記載の物品。
実施形態７
前記担体及び前記シートの少なくとも一方が、ガラスを含んで成る、実施形態１～６のいずれかに記載の物品。
実施形態８
前記担体が、約２００μｍ～３ｍｍの厚さを有する、実施形態１～７のいずれかに記載の物品。
実施形態９
前記シートが約３００μｍ以下の厚さを有する、実施形態１～８のいずれかに記載の物品。
実施形態１０
前記表面改質層が、約０．１ｎｍ～約１００ｎｍの範囲内の厚さを有する、実施形態１～９のいずれかに記載の物品。
実施形態１１
物品であって、
担体結合表面を有する担体と、
シート結合表面を有するシートと、
前記担体結合表面に配置された担体表面改質層及び前記シート結合表面に配置されたシート表面改質層の少なくとも一方と、
を備え、前記担体表面改質層及び前記シート表面改質層の前記少なくとも一方が、プラズマ重合材料を含み、前記プラズマ重合材料が、前記担体結合表面及び前記シート結合表面の前記少なくとも一方を平坦化し、前記担体が前記シートに一時的に結合されるように、前記担体結合表面及び前記シート結合表面が、前記担体表面改質層及び前記シート表面改質層の前記少なくとも一方に結合されて成る物品。
実施形態１２
前記担体表面改質層及び前記シート表面改質層の前記少なくとも一方に関し、前記物品が前記担体表面改質層のみを有し、前記シート結合表面の少なくとも一部が、前記担体表面改質層に侵入して成る、実施形態１１記載の物品。
実施形態１３
前記担体表面改質層及び前記シート表面改質層の前記少なくとも一方に関し、前記物品が前記シート表面改質層のみを有し、前記担体結合表面の少なくとも一部が、前記シート表面改質層に侵入して成る、実施形態１１記載の物品。
実施形態１４
前記担体表面改質層及び前記シート表面改質層の前記少なくとも一方に関し、前記物品が、前記担体表面改質層及び前記シート表面改質層の両方を有し、（ｉ）前記シート結合表面の少なくとも一部が、前記担体表面改質層に侵入して成る、及び（ｉｉ）前記担体結合表面の少なくとも一部が、前記シート表面改質層に侵入して成るかの少なくとも一方である、実施形態１１記載の物品。
実施形態１５
前記平坦化された担体結合表面及び前記平坦化されたシート結合表面の前記少なくとも一方が、約０．８ｎｍ未満の表面粗さＲｑを有する、実施形態１１～１４のいずれかに記載の物品。
実施形態１６
前記担体結合表面及び前記シート結合表面の前記少なくとも一方が、約０．８ｎｍ～約５．０ｎｍの範囲内の表面粗さＲｑを有する、実施形態１１～１５のいずれかに記載の物品。
実施形態１７
物品を製造する方法であって、
担体の担体結合表面及びシートのシート結合表面の少なくとも一方に、表面改質層を蒸着するステップであって、前記表面改質層がプラズマ重合材料を含み、前記プラズマ重合材料を蒸着することによって、前記担体結合表面及び前記シート結合表面の前記少なくとも一方が平坦化される、ステップと、
前記担体が前記シートに一時的に結合されるように、前記担体結合表面及び前記シート結合表面を、前記表面改質層に結合するステップと、
を備えた方法。
実施形態１８
前記平坦化された担体結合表面及び前記平坦化されたシート結合表面の前記少なくとも一方が、約０．８ｎｍ未満の表面粗さＲｑを有する、実施形態１７記載の方法。
実施形態１９
前記担体結合表面及び前記シート結合表面の前記少なくとも一方が、約０．８ｎｍ～約５．０ｎｍの範囲内の表面粗さＲｑを有する、実施形態１７又は１８記載の方法。
実施形態２０
前記表面改質層の弾性率及び塑性の少なくとも一方によって、前記担体結合表面及びシート結合表面の少なくとも一方の少なくとも一部が、前記表面改質層に侵入できるようにする、実施形態１７～１９のいずれかに記載の方法。
１００ 物品
１０１ 物品厚さ
１１０ 担体
１１１ 担体厚さ
１１５ 担体結合表面
１２０ シート
１２１ シート厚さ
１２５ シート結合表面
１３０ 表面改質層
１３１ 表面改質層厚さ

Claims (14)

  1. 担体結合表面を有する担体と、
    シート結合表面を有するシートと、
    前記担体結合表面及び前記シート結合表面の少なくとも一方が、０．８ｎｍ～５．０ｎｍの範囲内の表面粗さＲｑを有し、
    前記担体結合表面及び前記シート結合表面の少なくとも一方に配置され、前記担体が前記シートに一時的に結合するように、前記担体結合表面及び前記シート結合表面を結合する表面改質層を備え、
    前記表面改質層は、前記担体結合表面及び前記シート結合表面の前記少なくとも一方を平坦化し、
    担体結合表面およびシート結合表面の少なくとも一方の下部の前記表面粗さＲｑが０．８ｎｍ未満を有するようにするプラズマ重合材料を含み、
    該０．８ｎｍ未満の前記表面粗さＲｑを有する前記表面改質層が、０．８ｎｍ未満の前記表面粗さＲｑを有する前記担体結合表面又は前記シート結合表面と結合する
    ことを特徴とする物品。
  2. 担体結合表面を有する担体と、
    シート結合表面を有するシートと、
    前記担体結合表面及び前記シート結合表面の少なくとも一方が、０．８ｎｍ～５．０ｎｍの範囲内の表面粗さＲｑを有し、
    前記担体結合表面および前記シート結合表面は
    前記担体結合表面に配置された担体表面改質層及び前記シート結合表面に配置されたシート表面改質層の少なくとも一方であって、
    前記担体が前記シートに一時的に結合されるように、前記担体表面改質層及び前記シート表面改質層の前記少なくとも一方に結合する担体表面改質層及び前記シート結合表面に配置されたシート表面改質層の少なくとも一方を備え、
    前記担体表面改質層及び前記シート表面改質層の前記少なくとも一方は、前記担体結合表面及び前記シート結合表面の前記少なくとも一方を平坦化し、
    前記担体結合表面および前記シート結合表面の少なくとも一方の下部の前記表面粗さＲｑが０．８ｎｍ未満を有するようにするプラズマ重合材料を含み、
    該０．８ｎｍ未満の前記表面粗さＲｑを有する前記担体表面改質層又は前記シート表面改質層が、０．８ｎｍ未満の前記表面粗さＲｑを有する前記担体結合表面又は前記シート結合表面と結合する
    ことを特徴とする物品。
  3. 前記表面改質層が、前記担体結合表面及び前記シート結合表面の少なくとも一方の少なくとも一部が、前記表面改質層に侵入できるように構成された、弾性率及び塑性の少なくとも一方を有することを特徴とする、請求項１又は２記載の物品。
  4. 前記弾性率が、約０．６ＧＰａ～約２０ＧＰａの範囲であることを特徴とする、請求項３記載の物品。
  5. 前記担体及び前記シートの少なくとも一方が、ガラスを含んで成ることを特徴とする、請求項１～４いずれか１項記載の物品。
  6. 前記担体が、約２００μｍ～３ｍｍの厚さを有することを特徴とする、請求項１～５いずれか１項記載の物品。
  7. 前記シートが約３００μｍ以下の厚さを有することを特徴とする、請求項１～６いずれか１項記載の物品。
  8. 前記表面改質層が、約０．１ｎｍ～約１００ｎｍの範囲内の厚さを有することを特徴とする、請求項１～７いずれか１項記載の物品。
  9. 前記平坦化された担体結合表面及び前記平坦化されたシート結合表面の前記少なくとも一方が、約０．８ｎｍ未満の表面粗さＲｑを有することを特徴とする、請求項１～８いずれか１項記載の物品。
  10. 前記担体結合表面及び前記シート結合表面の前記少なくとも一方が、約０．８ｎｍ～約５．０ｎｍの範囲内の表面粗さＲｑを有することを特徴とする、請求項１～９いずれか１項記載の物品。
  11. 物品を製造する方法であって、
    担体の担体結合表面及びシートのシート結合表面の少なくとも一方に、表面改質層を蒸着するステップであって、前記表面改質層がプラズマ重合材料を含み、前記プラズマ重合材料を蒸着することによって、前記担体結合表面及び前記シート結合表面の前記少なくとも一方が平坦化され、下部の担体結合表面およびシート結合表面の少なくとも一方の表面粗さよりも小さい表面粗さを有するようにする、ステップと、
    前記担体が前記シートに一時的に結合されるように、前記担体結合表面及び前記シート結合表面を、前記表面改質層に結合するステップと、
    を備えたことを特徴とする方法。
  12. 前記平坦化された担体結合表面及び前記平坦化されたシート結合表面の前記少なくとも一方が、約０．８ｎｍ未満の表面粗さＲｑを有することを特徴とする、請求項１１記載の方法。
  13. 前記担体結合表面及び前記シート結合表面の前記少なくとも一方が、約０．８ｎｍ～約５．０ｎｍの範囲内の表面粗さＲｑを有することを特徴とする、請求項１１又は１２記載の方法。
  14. 前記表面改質層の弾性率及び塑性の少なくとも一方によって、前記担体結合表面及びシート結合表面の少なくとも一方の少なくとも一部が、前記表面改質層に侵入できることを特徴とする、請求項１１～１３いずれか１項記載の方法。
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