KR102239613B1 - Bulk annealing of glass sheets - Google Patents

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KR102239613B1
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로버트 앨런 벨맨
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로버트 조지 맨리
프랜틱 마줌더
테레사 창
제프리 존 도미
2세 앨런 토마스 스티븐
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코닝 인코포레이티드
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Abstract

얇은 시트와 캐리어 사이의 실온 반 데르 발스 (및/또는 수소) 결합 및 고온 공유 결합 둘 다를 제어하도록, 시트(20), 캐리어(10), 또는 둘 다에 제공될 수 있는, 표면 개질 층(30) 및 연관된 열 처리. 실온 결합은, 예를 들어 진공 가공, 습식 가공 및/또는 초음파 세정 가공 동안에 얇은 시트와 캐리어를 함께 보유하기에 충분하도록 제어된다. 그리고 동시에, 고온 공유 결합은 고온 가공 동안에 얇은 시트와 캐리어 사이의 영구 결합을 방지하도록, 뿐만 아니라 고온 가공 동안에 층간박리를 방지하기에 충분한 결합을 유지하도록 제어된다.Surface modification layer 30, which may be provided on sheet 20, carrier 10, or both to control both room temperature van der Waals (and/or hydrogen) bonding and hot covalent bonding between the thin sheet and the carrier. ) And associated heat treatment. Room temperature bonding is controlled to be sufficient to hold the thin sheet and carrier together, for example during vacuum processing, wet processing and/or ultrasonic cleaning processing. And at the same time, the hot covalent bonding is controlled to prevent permanent bonding between the thin sheet and the carrier during hot processing, as well as to maintain sufficient bonding to prevent delamination during hot processing.

Description

유리 시트의 벌크 어닐링 {BULK ANNEALING OF GLASS SHEETS}Bulk annealing of glass sheets {BULK ANNEALING OF GLASS SHEETS}

본원은 35 USC §120 하에 2013년 10월 7일에 출원된 미국 출원 일련 번호 US14/047251을 우선권 주장하고, 35 U.S.C. § 119 하에 2013년 3월 15일에 출원된 미국 가출원 일련 번호 61/791,418을 우선권 주장하며, 이들 내용은 신뢰되고 그 전문이 본원에 참조로 포함된다.This application claims priority to U.S. application serial number US14/047251, filed October 7, 2013 under 35 USC §120, and 35 U.S.C. Priority is claimed to U.S. Provisional Application Serial No. 61/791,418, filed March 15, 2013 under § 119, the contents of which are trusted and incorporated herein by reference in their entirety.

발명의 분야Field of invention

본 발명은 가요성 시트를 캐리어 상에서 가공하기 위한 물품 및 방법, 보다 특히 가요성 유리 시트를 유리 캐리어 상에서 가공하기 위한 물품 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to articles and methods for processing flexible sheets on a carrier, and more particularly to articles and methods for processing flexible glass sheets on a glass carrier.

가요성 기판은 롤-대-롤 가공을 사용한 보다 저렴한 장치의 장래성, 및 보다 얇은, 보다 가벼운, 보다 가요성의, 및 보다 내구성의 디스플레이를 제조할 가능성을 제공한다. 그러나, 고품질 디스플레이의 롤-대-롤 가공에 필요한 기술, 장비 및 방법은 여전히 완전히 개발되지 않았다. 패널 제조자가 이미 유리의 대형 시트를 가공하는 툴세트에 고도로 투자했기 때문에, 가요성 기판을 캐리어에 라미네이트하고 디스플레이 장치를 시트-대-시트 가공에 의해 제조하는 것이 보다 얇은, 보다 가벼운, 및 보다 가요성의 디스플레이의 가치있는 제안을 전개시키는데 보다 단기의 해결책을 제공한다. 디스플레이는 장치 제작이 유리 캐리어에 라미네이트된 PEN을 이용한 시트 대 시트였던 중합체 시트, 예를 들어 폴리에틸렌 나프탈레이트 (PEN)에서 입증되었다. PEN의 온도 상한치는 사용될 수 있는 장치 품질 및 공정을 제한한다. 또한 중합체 기판의 높은 투과성은 거의 밀폐된 패키지를 필요로 하는 OLED 장치의 환경적 분해를 유도한다. 박막 캡슐화는 이러한 제한을 극복할 장래성을 제공하지만, 큰 용량에서 허용가능한 수율을 제공하는 것은 아직 입증되지 않았다.Flexible substrates offer the prospect of cheaper devices using roll-to-roll processing, and the possibility of manufacturing thinner, lighter, more flexible, and more durable displays. However, the technologies, equipment and methods required for roll-to-roll processing of high-quality displays have still not been fully developed. Since panel manufacturers have already invested heavily in toolsets for processing large sheets of glass, it is thinner, lighter, and more flexible to laminate flexible substrates to carriers and fabricate display devices by sheet-to-sheet processing It provides a more short-term solution for developing valuable propositions of sexuality display. The display was demonstrated on a polymer sheet, for example polyethylene naphthalate (PEN), where the device fabrication was sheet-to-sheet with PEN laminated to a glass carrier. The upper temperature limit of PEN limits the equipment quality and process that can be used. In addition, the high permeability of the polymer substrate leads to environmental degradation of OLED devices that require an almost hermetic package. Thin film encapsulation offers the potential to overcome this limitation, but it has not yet been demonstrated to provide acceptable yields at large doses.

유사한 방식으로, 디스플레이 장치는 하나 이상의 얇은 유리 기판에 라미네이트된 유리 캐리어를 사용하여 제조될 수 있다. 얇은 유리의 낮은 투과성 및 개선된 내온도성 및 내화학성이 보다 높은 성능 보다 긴 수명의 가요성 디스플레이를 가능하게 할 것으로 예상된다.In a similar manner, a display device can be manufactured using a glass carrier laminated to one or more thin glass substrates. It is expected that the low permeability and improved temperature and chemical resistance of thin glass will enable higher performance longer life flexible displays.

그러나, 열, 진공, 용매 및 산성, 및 초음파, 플랫 패널 디스플레이 (FPD) 공정은 캐리어에 결합된 얇은 유리에 대해 강한 결합을 요구한다. FPD 공정은 전형적으로 진공 침착 (스퍼터링 금속, 투명 전도성 산화물 및 산화물 반도체, 무정형 규소, 질화규소, 및 이산화규소의 화학 증착 (CVD) 침착, 및 금속 및 절연체의 건식 에칭), 열 공정 (~300 - 400℃ CVD 침착, 600℃ 이하 p-Si 결정화, 350 - 450℃ 산화물 반도체 어닐링, 650℃ 이하 도펀트 어닐링, 및 ~200 - 350℃ 접촉 어닐링), 산성 에칭 (금속 에치, 산화물 반도체 에치), 용매 노출 (스트리핑 포토레지스트, 중합체 캡슐화의 침착), 및 초음파 노출 (포토레지스트의 용매 스트리핑 및 수성 세정에서, 전형적으로 알칼리성 용액 중에서)을 포함한다.However, thermal, vacuum, solvent and acidic, and ultrasonic, flat panel display (FPD) processes require a strong bond to the thin glass bonded to the carrier. FPD processes are typically vacuum deposition (chemical vapor deposition (CVD) deposition of sputtered metals, transparent conductive oxides and oxide semiconductors, amorphous silicon, silicon nitride, and silicon dioxide, and dry etching of metals and insulators), thermal processes (~300-400 ℃ CVD deposition, 600 ℃ or less p-Si crystallization, 350-450 ℃ oxide semiconductor annealing, 650 ℃ dopant annealing, and ~200-350 ℃ contact annealing), acid etching (metal etch, oxide semiconductor etch), solvent exposure ( Stripping photoresist, deposition of polymer encapsulation), and ultrasonic exposure (in solvent stripping and aqueous cleaning of the photoresist, typically in an alkaline solution).

접착제 웨이퍼 결합은 공정이 덜 가혹한 후반부 단계를 위한 마이크로기계 시스템 (MEMS) 및 반도체 가공에서 폭넓게 사용되었다. 브루어 사이언스(Brewer Science) 및 헨켈(Henkel)에 의한 상업적 접착제는 전형적으로 5 - 200 마이크로미터 두께의, 두꺼운 중합체 접착제 층이다. 이들 층의 넓은 두께는 대량의 휘발물, 트래핑된 용매, 및 흡착된 종이 FPD 공정을 오염시킬 가능성을 유발한다. 이들 물질은 열 분해되어 ~250℃ 초과에서 기체방출한다. 물질은 또한 후속 공정에서 기체방출할 수 있는, 기체, 용매 및 산을 위한 싱크로서 작용함으로써 하류 단계에서 오염을 유발할 수 있다.Adhesive wafer bonding has been widely used in micromechanical systems (MEMS) and semiconductor processing for later stages where the process is less harsh. Commercial adhesives by Brewer Science and Henkel are typically 5-200 microns thick, thick polymeric adhesive layers. The large thickness of these layers causes a large amount of volatiles, trapped solvents, and the possibility of adsorbed paper contaminating the FPD process. These substances are thermally decomposed and outgassing above -250°C. The material can also cause contamination in the downstream stages by acting as a sink for gases, solvents and acids, which can outgas in subsequent processes.

캐리어를 이용한 가요성 유리의 가공(Processing Flexible Glass with a Carrier)이라는 제목으로 2012년 2월 8일에 출원된 미국 가출원 일련 번호 61/596,727 (이하에서 US'727)은 먼저 반 데르 발스 힘에 의해 얇은 시트, 예를 들어 가요성 유리 시트를 캐리어에 결합시키고, 이어서 장치 (예를 들어, 전자 또는 디스플레이 장치, 전자 또는 디스플레이 장치의 부품, 유기 발광 장치 (OLED) 물질, 광기전 (PV) 구조 또는 박막 트랜지스터)를 형성하기 위해 얇은 시트/캐리어를 가공한 후에 얇은 시트의 부분을 제거하는 능력은 유지하면서 특정 영역에서의 결합 강도를 증가시키는 것을 포함하는 개념을 개시한다. 장치 공정 유체가 얇은 시트와 캐리어 사이로 진입하는 것을 방지하도록 얇은 유리의 적어도 부분이 캐리어에 부착되어 하류 공정의 오염 가능성을 감소시키며, 즉 얇은 시트와 캐리어 사이에 결합된 밀봉 부분은 밀폐성이고, 일부 바람직한 실시양태에서 상기 밀봉은 물품의 외부를 포괄하여 밀봉된 물품의 임의의 영역 안으로 또는 밖으로의 액체 또는 기체 관입을 방지한다.U.S. Provisional Application Serial No. 61/596,727 (hereinafter US'727) filed on February 8, 2012 under the title Processing Flexible Glass with a Carrier, was first described by Van der Waals forces. A thin sheet, for example a flexible glass sheet, is bonded to a carrier, followed by a device (e.g., an electronic or display device, a component of an electronic or display device, an organic light emitting device (OLED) material, a photovoltaic (PV) structure or (A thin film transistor) after processing the thin sheet/carrier to form a thin sheet/carrier, while retaining the ability to remove portions of the thin sheet, discloses a concept that includes increasing the bond strength in a specific area. At least a portion of the thin glass is attached to the carrier to prevent the device process fluid from entering between the thin sheet and the carrier, reducing the likelihood of contamination of the downstream process, i.e. the sealing portion bonded between the thin sheet and the carrier is hermetic, some desirable. In embodiments the sealing covers the exterior of the article to prevent penetration of liquid or gas into or out of any area of the sealed article.

US '727은 저온 폴리실리콘 (LTPS) (약 750℃ 이하일 수 있는 고체 상 결정화 공정과 비교하여 저온) 장치 제작 공정에서 600℃ 이상에 근접한 온도, 진공, 및 습식 에치 환경이 사용될 수 있음을 계속해서 개시한다. 이들 조건은 사용될 수 있는 물질을 제한하고, 캐리어/얇은 시트에 대한 높은 요구를 유발한다. 따라서, 오염 또는 높은 공정 온도에서 얇은 유리와 캐리어 사이에서의 결합 강도의 손실 없이 얇은 유리, 즉 ≤ 0.3 mm 두께의 두께를 갖는 유리의 가공을 가능하게 하고, 공정의 말기에서 얇은 유리가 캐리어로부터 용이하게 탈-결합되는 것인, 제조업체의 기존의 자본 기반시설을 이용하는 캐리어 접근법이 바람직하다.US '727 continues that in low temperature polysilicon (LTPS) (low temperature compared to solid phase crystallization processes, which can be about 750° C. or less) temperature, vacuum, and wet etch environments close to 600° C. or higher can be used in the device manufacturing process. Start. These conditions limit the materials that can be used and place high demands on the carrier/thin sheet. Thus, it is possible to process thin glass, i.e. glass having a thickness of ≤ 0.3 mm thick, without contamination or loss of the bonding strength between the thin glass and the carrier at high process temperatures, and the thin glass is easily from the carrier at the end of the process. A carrier approach that utilizes the manufacturer's existing capital infrastructure, which is seamlessly de-coupled, is desirable.

US '727에 개시된 접근법에 대한 하나의 상업적인 이점은, US '727에 언급된 바와 같이 제조업체는, 예를 들어 PV, OLED, LCD 및 패턴화된 박막 트랜지스터 (TFT) 전자기기를 위한 얇은 유리 시트의 이점을 얻으면서 그들의 기존 자본 기반시설을 공정 장비에서 이용하는 것이 가능할 것이라는 것이다. 추가로, 상기 접근법은 결합을 용이하게 하기 위한 얇은 유리 시트 및 캐리어의 세정 및 표면 제조를 위해; 결합 영역에서의 얇은 시트와 캐리어 사이의 결합을 강화하기 위해; 비-결합 (또는 감소된/저-강도 결합) 영역에서의 캐리어로부터 얇은 시트의 이형가능성을 유지하기 위해; 및 캐리어로부터의 적출을 용이하게 하기 위한 얇은 시트의 절단을 위해 등의 공정 유연성을 가능하게 한다.One commercial advantage to the approach disclosed in US '727 is that, as mentioned in US '727, manufacturers can use thin glass sheets for, for example, PV, OLED, LCD and patterned thin film transistor (TFT) electronics. It will be possible to use their existing capital infrastructure in process equipment while taking advantage. Additionally, the approach is for cleaning and surface preparation of thin glass sheets and carriers to facilitate bonding; To strengthen the bond between the carrier and the thin sheet in the bonding area; To maintain the releasability of the thin sheet from the carrier in the non-bonding (or reduced/low-strength bonding) area; And for the cutting of thin sheets to facilitate extraction from the carrier, and the like.

유리-대-유리 결합 공정에서, 유리 표면을 세정하여 모든 금속, 유기 및 미립자 잔류물을 제거하고, 대부분 실란올-말단 표면을 남긴다. 반 데르 발스 및/또는 수소-결합력이 유리 표면을 함께 끌어당기도록 유리 표면을 먼저 긴밀하게 접촉시킨다. 열 및 임의로 압력을 이용하여, 표면 실란올 기를 축합시켜 계면을 가로질러 강한 공유 Si-O-Si 결합을 형성하며, 유리 조각을 영구적으로 융합시킨다. 금속, 유기 및 미립자 잔류물은 표면을 가림으로써 결합에 대해 요구되는 긴밀한 접촉을 막아 결합을 막을 것이다. 단위 면적당 결합의 수가 대향 표면들 상의 2개의 실란올 종이 반응하여 물로 축합될 확률에 의해 결정될 것이기 때문에, 높은 실란올 표면 농도가 또한 강한 결합을 형성하기 위해 요구된다. 주라브렐(Zhuravlel)은 잘 수화된 실리카에 대한 nm2당 히드록실의 평균 수를 4.6 내지 4.9인 것으로 보고하였다. (Zhuravlel, L. T., The Surface Chemistry of Amorphous Silika, Zhuravlev Model, Colloids and Surfaces A: Physiochemical Engineering Aspects 173 (2000) 1-38). US '727에서, 비-결합 영역이 결합된 주변부 내에 형성되고, 이러한 비-결합 영역을 형성하는 것에 대해 기재된 주된 방식은 표면 조도를 증가시키는 것이다. 2 nm Ra 초과의 평균 표면 조도는 결합 공정의 상승된 온도 동안에 유리 대 유리 결합 형성을 방지할 수 있다. 동일한 발명자에 의해 시트와 캐리어 사이의 결합을 제어하기 위해 용이화된 공정(Facilitated Processing for Controlling Bonding Between Sheet and Carrier)이라는 제목으로 2012년 12월 13일에 출원된 미국 특허 가출원 일련 번호 61/736,880 (이하에서 US '880)에서, 제어된 결합 영역은 캐리어와 얇은 유리 시트 사이의 반 데르 발스 및/또는 수소 결합을 제어함으로써 형성되지만, 공유 결합 영역은 또한 여전히 사용된다. 따라서, US '727 및 US '880에서의 얇은 시트를 캐리어를 이용하여 가공하기 위한 물품 및 방법은 FPD 공정의 가혹한 환경을 견딜 수 있지만, 일부 적용에 바람직하지 않게, 공유 결합 (예컨대, Si-O-Si)된 결합 영역, 예를 들어 대략 유리의 파괴 강도인 ~1000-2000 mJ/m2의 접착력으로 결합된 결합 영역에서, 얇은 유리와 유리 캐리어 사이의 강한 공유 결합에 의해 캐리어를 재사용할 수 없게 된다. 프라잉 또는 필링을 사용하여서는 캐리어로부터 얇은 유리의 공유 결합된 부분을 분리할 수 없고, 따라서 전체 얇은 시트를 캐리어로부터 제거할 수가 없다. 대신에, 그 위의 장치와 함께 비-결합 영역에 선을 긋고 적출하여 캐리어 상에 얇은 유리 시트의 결합된 주변부만 남긴다.In the glass-to-glass bonding process, the glass surface is cleaned to remove all metal, organic and particulate residues, leaving mostly silanol-terminated surfaces. The glass surface is first brought into intimate contact so that van der Waals and/or hydrogen-bonding forces pull the glass surface together. Using heat and optionally pressure, surface silanol groups are condensed to form strong covalent Si-O-Si bonds across the interface, permanently fusing the glass pieces. Metallic, organic and particulate residues will prevent bonding by masking the surface, preventing the tight contact required for bonding. Since the number of bonds per unit area will be determined by the probability that two silanol species on opposite surfaces will react and condense with water, a high silanol surface concentration is also required to form strong bonds. Zhuravlel reported that the average number of hydroxyls per nm 2 for well hydrated silica was 4.6 to 4.9. (Zhuravlel, LT, The Surface Chemistry of Amorphous Silika, Zhuravlev Model, Colloids and Surfaces A: Physiochemical Engineering Aspects 173 (2000) 1-38). In US '727, non-bonding regions are formed within the bonded periphery, and the main way described for forming such non-bonding regions is to increase the surface roughness. An average surface roughness of greater than 2 nm Ra can prevent glass-to-glass bond formation during elevated temperatures of the bonding process. U.S. Provisional Application Serial No. 61/736,880, filed December 13, 2012 under the title Facilitated Processing for Controlling Bonding Between Sheet and Carrier by the same inventor. In the following US '880), the controlled bonding region is formed by controlling the van der Waals and/or hydrogen bonding between the carrier and the thin glass sheet, but the covalent bonding region is also still used. Thus, articles and methods for processing thin sheets in US '727 and US '880 using a carrier can withstand the harsh environment of the FPD process, but are undesirable for some applications, such as covalent bonding (e.g., Si-O -Si) bonded area, for example, in the bonding area bonded with an adhesive force of ~1000-2000 mJ/m 2 , which is approximately the breaking strength of the glass, the carrier can be reused by strong covalent bonding between the thin glass and the glass carrier. There will be no. Using frying or peeling, it is not possible to separate the covalently bonded portions of the thin glass from the carrier, and thus the entire thin sheet cannot be removed from the carrier. Instead, the non-bonding area with the device above it is lined and excised, leaving only the bonded periphery of the thin glass sheet on the carrier.

상기 관점에서, (사용될 반도체 또는 디스플레이 제조 공정과 비상용성일 수 있는 기체방출 없이) 고온 가공을 비롯한 FPD 가공의 가혹함을 견딜 수 있지만, 또 다른 얇은 시트의 가공을 위해 캐리어의 재사용을 허용하도록 얇은 시트의 전체 영역이 캐리어로부터 (모두 한 번에 또는 나누어서) 제거되는 것을 허용하는 얇은 시트 - 캐리어 물품에 대한 필요성이 존재한다. 본 명세서는 캐리어와 얇은 시트 사이의 접착을 제어하여 FPD 가공 (LTPS 가공 포함)을 견디기에 충분히 강하지만 고온 공정 후에도 캐리어로부터 시트의 탈결합을 허용하기에 충분히 약한 일시적 결합을 생성하는 방식을 기재한다. 이러한 제어된 결합은 재-사용가능한 캐리어를 갖는 물품, 또는 대안적으로 캐리어와 시트 사이에 제어된 결합 및 공유 결합의 패턴화된 영역을 갖는 물품을 생성하는데 이용될 수 있다. 보다 구체적으로, 본 개시내용은 얇은 시트와 캐리어 사이의 실온 반 데르 발스 및/또는 수소 결합 및 고온 공유 결합 둘 다를 제어하기 위해 얇은 시트, 캐리어 또는 둘 다에 제공될 수 있는 표면 개질 층 (다양한 물질 및 연관된 표면 열 처리 포함)을 제공한다. 보다 더 구체적으로, 실온 결합은 진공 가공, 습식 가공 및/또는 초음파 세정 가공 동안에 얇은 시트 및 캐리어를 함께 보유하기에 충분하도록 제어될 수 있다. 그리고 동시에, 고온 공유 결합은 고온 가공 동안에 얇은 시트와 캐리어 사이의 영구 결합을 방지하도록, 뿐만 아니라 고온 가공 동안에 층간박리를 방지하도록 충분한 결합을 유지하도록 제어될 수 있다. 대안적 실시양태에서, 표면 개질 층을 사용하여 추가 가공 옵션, 예를 들어 추가 장치 가공을 위해 물품을 보다 작은 조각으로 다이싱한 후에도 캐리어와 시트 사이의 밀폐성을 유지하는 것을 제공하기 위한 공유 결합 영역과 함께, 다양한 제어된 결합 영역 (여기서 캐리어 및 시트는 진공 가공, 습식 가공 및/또는 초음파 세정 가공을 비롯한 다양한 공정 동안 충분히 결합됨을 유지함)을 생성할 수 있다. 추가로, 일부 표면 개질 층은, 예를 들어 고온 및/또는 진공 가공을 비롯한 FPD (예를 들어 LTPS) 가공 환경에서의 가혹한 조건 동안에 기체방출을 감소시키면서 동시에 캐리어와 시트 사이의 결합의 제어를 제공한다.In view of the above, it is possible to withstand the harshness of FPD processing, including high-temperature processing (without outgassing which may be incompatible with the semiconductor or display manufacturing process to be used), but the use of thin sheets to allow reuse of carriers for processing other thin sheets. There is a need for a thin sheet-carrier article that allows the entire area to be removed from the carrier (all at once or in portions). This specification describes a way to control the adhesion between the carrier and the thin sheet to create a temporary bond that is strong enough to withstand FPD processing (including LTPS processing), but weak enough to allow the debonding of the sheet from the carrier even after a high temperature process. . Such controlled bonding can be used to create articles with re-usable carriers, or alternatively articles with patterned regions of controlled bonding and covalent bonding between the carrier and the sheet. More specifically, the present disclosure relates to a surface modification layer (various materials) that may be provided on the thin sheet, carrier or both to control room temperature van der Waals and/or both hydrogen bonding and hot covalent bonding between the thin sheet and the carrier. And associated surface heat treatment). Even more specifically, room temperature bonding can be controlled to be sufficient to hold the thin sheet and carrier together during vacuum processing, wet processing and/or ultrasonic cleaning processing. And at the same time, the hot covalent bonding can be controlled to prevent permanent bonding between the thin sheet and the carrier during hot processing, as well as to maintain sufficient bonding to prevent delamination during hot processing. In an alternative embodiment, a covalent bonding region to provide further processing options using a surface modification layer, e.g., maintaining the hermeticity between the carrier and the sheet even after dicing the article into smaller pieces for further device processing. Together, it is possible to create a variety of controlled bonding regions, where the carrier and sheet remain sufficiently bonded during various processes including vacuum processing, wet processing and/or ultrasonic cleaning processing. Additionally, some surface modification layers provide control of the bonding between the carrier and the sheet at the same time while reducing outgassing during harsh conditions in an FPD (e.g. LTPS) processing environment, including, for example, high temperature and/or vacuum processing. do.

추가의 특징 및 이점은 하기 상세한 설명에서 기재될 것이고, 부분적으로 상세한 설명으로부터 통상의 기술자에게 명백할 것이거나 또는 기재된 설명 및 첨부된 도면에 예시된 바와 같이 다양한 측면을 실시함으로써 인지될 것이다. 상기 일반적 설명 및 하기 상세한 설명은 둘 다 단지 다양한 측면의 예시이고, 청구된 바와 같은 본 발명의 본질 및 특징을 이해하기 위한 개관 또는 프레임워크를 제공하도록 의도된 것임을 이해해야 한다.Additional features and advantages will be described in the following detailed description, and will be apparent to those skilled in the art from the detailed description in part, or will be recognized by practicing various aspects as illustrated in the described description and the accompanying drawings. It is to be understood that both the above general description and the following detailed description are merely illustrative of various aspects and are intended to provide an overview or framework for understanding the nature and features of the invention as claimed.

첨부된 도면은 본 발명의 원리의 추가의 이해를 제공하기 위해 포함되고, 본 명세서 내에 포함되고 그 일부를 구성한다. 도면은 하나 이상의 실시양태(들)를 예시하고, 설명과 함께 본 발명의 원리 및 동작을 예로서 설명하도록 기능한다. 본 명세서 및 도면에 개시된 다양한 특징은 임의의 모든 조합으로 사용될 수 있는 것으로 이해해야 한다. 비제한적인 예로서 다양한 특징이 명세서의 후반에 측면으로서 기재된 바와 같이 서로 조합될 수 있다.The accompanying drawings are included to provide a further understanding of the principles of the invention, and are incorporated into and constitute a part of this specification. The drawings illustrate one or more embodiment(s) and together with the description serve to illustrate the principles and operation of the invention by way of example. It is to be understood that the various features disclosed in the specification and drawings may be used in any and all combinations. As a non-limiting example, various features may be combined with each other as described as aspects later in the specification.

도 1은 그 사이에 표면 개질 층을 갖는 얇은 시트에 결합된 캐리어를 갖는 물품의 개략 측면도이다.
도 2는 도 1의 물품의 분해도 및 부분 투시도이다.
도 3은 온도의 함수로서 실리카에 대한 표면 히드록실 농도의 그래프이다.
도 4는 어닐링 온도의 함수로서 유리의 SC1-세정된 시트의 표면 에너지의 그래프이다.
도 5는 필름이 제조되는 구성성분 물질 중 하나의 백분율의 함수로서 유리의 시트 상에 침착된 얇은 플루오로중합체 필름의 표면 에너지의 그래프이다.
도 6은 결합 영역에 의해 캐리어에 결합된 얇은 시트의 상부 개략도이다.
도 7은 유리 시트의 스택의 개략 측면도이다.
도 8은 도 7의 스택의 한 실시양태의 분해도이다.
도 9는 시험 설정의 개략도이다.
도 10은 상이한 조건 하에 다양한 물질에 대한 (도 9의 시험 설정의 상이한 부분의) 표면 에너지 대 시간의 그래프의 모음이다.
도 11은 다양한 물질에 대한 % 버블 면적에서의 변화 대 온도의 그래프이다.
도 12는 다양한 물질에 대한 % 버블 면적에서의 변화 대 온도의 또 다른 그래프이다.
1 is a schematic side view of an article having a carrier bonded to a thin sheet with a surface modification layer therebetween.
2 is an exploded view and a partial perspective view of the article of FIG. 1;
3 is a graph of surface hydroxyl concentration for silica as a function of temperature.
4 is a graph of the surface energy of an SC1-cleaned sheet of glass as a function of annealing temperature.
5 is a graph of the surface energy of a thin fluoropolymer film deposited on a sheet of glass as a function of the percentage of one of the constituent materials from which the film is made.
6 is a schematic top view of a thin sheet bonded to a carrier by a bonding area.
7 is a schematic side view of a stack of glass sheets.
8 is an exploded view of one embodiment of the stack of FIG. 7.
9 is a schematic diagram of a test setup.
10 is a collection of graphs of surface energy versus time (of different portions of the test setup of FIG. 9) for various materials under different conditions.
11 is a graph of change in% bubble area versus temperature for various materials.
12 is another graph of change in% bubble area versus temperature for various materials.

하기 상세한 설명에서, 제한이 아닌 설명의 목적을 위해, 구체적 세부사항을 개시하는 예시적 실시양태가 본 발명의 다양한 원리의 전반적인 이해를 제공하기 위해 기재된다. 그러나, 본 발명은 본원에 개시된 특정한 세부 사항으로부터 벗어나는 다른 실시예에서 실시될 수 있다는 것이 본 개시내용의 이익을 갖는 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 또한, 널리 공지된 장치, 방법 및 재료의 설명이 본 발명의 다양한 원리의 설명을 모호하게 하지 않도록 생략될 수 있다. 마지막으로, 적용가능한 경우에, 동일한 참조 번호는 동일한 요소를 지칭한다.In the following detailed description, for purposes of explanation and not limitation, exemplary embodiments disclosing specific details are set forth to provide a thorough understanding of the various principles of the present invention. However, it will be apparent to those skilled in the art having the benefit of the present disclosure that the present invention may be practiced in other embodiments departing from the specific details disclosed herein. Further, descriptions of well-known devices, methods, and materials may be omitted so as not to obscure the description of the various principles of the present invention. Finally, where applicable, the same reference numbers refer to the same elements.

범위는 본원에서 "약" 하나의 특정한 값 및/또는 내지 "약" 또 다른 특정한 값으로 표현될 수 있다. 이러한 범위가 표현된 경우, 또 다른 실시양태는 하나의 특정한 값 및/또는 내지 다른 특정한 값을 포함한다. 유사하게, 값을 접두사 "약"을 사용하여 근사값으로 표현하는 경우, 특정 값이 또 다른 실시양태를 형성한다는 것을 이해할 것이다. 각 범위의 종점은 다른 종점과 관련하여, 및 다른 종점과 독립적으로 둘 다 유의한 것으로 추가적으로 이해되어야 할 것이다.Ranges may be expressed herein as “about” one particular value and/or to “about” another particular value. Where this range is expressed, another embodiment includes one particular value and/or to another particular value. Similarly, when values are expressed as approximations using the prefix “about”, it will be understood that certain values form another embodiment. It will be further understood that the endpoints of each range are significant both in relation to the other endpoints and independently of the other endpoints.

본원에서 사용된 방향 용어 - 예를 들어 위, 아래, 우측, 좌측, 앞, 뒤, 상부, 하부 -는 단지 도시된 바와 같은 도면과 관련해서 이루어지고 절대적 방향을 나타내려는 의도가 아니다.Orientation terms as used herein-for example up, down, right, left, front, back, top, bottom-are made only in connection with the drawing as shown and are not intended to indicate an absolute orientation.

본원에서 사용된 단수 형태는 문맥이 명확하게 달리 지시하지 않는 한 복수 지시대상을 포함한다. 따라서, 예를 들어 "구성요소"에 대한 인용은 문맥이 명확하게 달리 지시하지 않는 한 2개 이상의 이러한 구성요소를 갖는 측면을 포함한다.As used herein, the singular form includes the plural referent unless the context clearly dictates otherwise. Thus, for example, a reference to “element” includes aspects having two or more such elements unless the context clearly dictates otherwise.

캐리어를 이용한 가요성 유리의 가공(Processing Flexible Glass with a Carrier)이라는 제목으로 2012년 2월 8일에 출원된 US 61/596,727 및 US61/736,880 (시트와 캐리어 사이의 결합을 제어하기 위해 용이화된 공정(Facilitated Processing for Controlling Bonding Between Sheet and Carrier)이라는 제목으로 2012년 12월 13일에 출원됨) 둘 다에서, 얇은 유리 시트의 적어도 부분이 "비-결합"된 채로 남아 얇은 유리 시트 상에서 가공되는 장치가 캐리어로부터 제거될 수 있도록 하는, 캐리어 상에 얇은 유리 시트의 가공을 허용하는 해결책이 제공된다. 그러나, 얇은 유리의 주변부는 공유 Si-O-Si 결합의 형성을 통해 캐리어 유리에 영구적으로 (또는 공유 결합으로, 또는 밀폐형으로) 결합한다. 얇은 유리가 상기 영구 결합된 영역에서 얇은 유리 및 캐리어의 손상 없이 제거될 수 없기 때문에, 상기 공유 결합된 주변부는 캐리어의 재사용을 막는다.US 61/596,727 and US61/736,880 filed on February 8, 2012 under the title Processing Flexible Glass with a Carrier (facilitated to control the bonding between the sheet and the carrier). In both processes (filed December 13, 2012 under the title Facilitated Processing for Controlling Bonding Between Sheet and Carrier), at least a portion of the thin glass sheet remains "non-bonded" and is processed onto the thin glass sheet A solution is provided that allows the processing of thin glass sheets on the carrier, allowing the device to be removed from the carrier. However, the periphery of the thin glass is permanently (or covalently or hermetically) bonded to the carrier glass through the formation of covalent Si-O-Si bonds. Since the thin glass cannot be removed without damaging the thin glass and the carrier in the permanently bonded area, the covalently bonded periphery prevents reuse of the carrier.

유리한 표면 형상 특징을 유지하기 위해, 캐리어는 전형적으로 디스플레이 등급 유리 기판이다. 따라서, 일부 상황에서, 1회 사용 후 캐리어를 단순히 폐기하는 것은 낭비이고 많은 비용이 드는 것이다. 따라서, 디스플레이 제조의 비용을 감소시키기 위해, 캐리어를 재사용하여 1개 초과의 얇은 시트 기판을 가공할 수 있는 것이 바람직하다. 본 개시내용은 얇은 시트가 고온 가공 - 여기서 고온 가공은 ≥ 400℃ 온도에서의 가공이고, 제조되는 장치의 유형에 따라 매우 달라질 수 있고, 예를 들어 무정형 규소 또는 무정형 인듐 갈륨 아연 산화물 (IGZO) 백플레인 가공의 경우에서와 같이 약 450℃ 이하, 결정질 IGZO 가공의 경우에서와 같이 약 500-550℃ 이하, 또는 LTPS 공정에서 전형적인 것과 같이 약 600-650℃ 이하의 온도임 -을 비롯한 FPD 가공 라인의 가혹한 환경을 통해 가공될 수 있게 하지만, 또한 얇은 시트가 얇은 시트 또는 캐리어에 대한 손상 (예를 들어, 캐리어 및 얇은 시트 중 하나가 2개 이상의 조각으로 부서지거나 또는 갈라짐) 없이 캐리어로부터 용이하게 제거될 수 있게 하여, 캐리어가 재사용될 수 있게 하는 물품 및 방법을 기재한다.In order to maintain advantageous surface shape characteristics, the carrier is typically a display grade glass substrate. Thus, in some situations, simply discarding the carrier after one use is wasteful and expensive. Therefore, in order to reduce the cost of manufacturing the display, it is desirable to be able to process more than one thin sheet substrate by reusing the carrier. The present disclosure is that thin sheets are processed at high temperature-where the high temperature processing is processing at a temperature of ≥ 400° C., which can vary greatly depending on the type of device being manufactured, for example amorphous silicon or amorphous indium gallium zinc oxide (IGZO) backplane. The harshness of the FPD processing line, including a temperature of about 450°C or less as in the case of processing, about 500-550°C or less as in the case of crystalline IGZO processing, or about 600-650°C or less as typical in the LTPS process. Allows to be processed through the environment, but also allows the thin sheet to be easily removed from the carrier without damage to the thin sheet or carrier (e.g., one of the carrier and the thin sheet breaks or splits into two or more pieces). So that the carrier can be reused.

도 1 및 2에 나타낸 바와 같이, 유리 물품(2)은 두께(8)를 갖고, 두께(18)를 갖는 캐리어(10), 두께(28)를 갖는 얇은 시트(20) (즉, 예를 들어 10-50 마이크로미터, 50-100 마이크로미터, 100-150 마이크로미터, 150-300 마이크로미터, 300, 250, 200, 190, 180, 170, 160, 150, 140, 130, 120, 110, 100, 90, 80, 70, 60, 50, 40, 30, 20, 또는 10 마이크로미터의 두께를 포함하지만 이에 제한되는 것은 아닌, ≤ 300 마이크로미터의 두께를 갖는 시트), 및 두께(38)를 갖는 표면 개질 층(30)을 포함한다. 유리 물품(2)은 얇은 시트(20) 자체가 ≤ 300 마이크로미터임에도 불구하고, 보다 두꺼운 시트 (즉, 대략 ≥ .4mm, 예를 들어 .4 mm, .5 mm, .6 mm, .7 mm, .8 mm, .9 mm, 또는 1.0 mm)를 위해 고안된 장비에서 얇은 시트(20)를 가공하는 것을 허용하기 위해 고안된다. 즉, 두께(18, 28, 및 38)의 총합인 두께(8)는, 하나의 장비-예를 들어, 기판 시트 상에 전자 장치 구성요소를 배치하도록 고안된 장비-가 가공하도록 고안되었던 보다 두꺼운 시트의 두께와 동등하도록 고안된다. 예를 들어, 가공 장비가 700 마이크로미터 시트를 위해 고안되었고, 얇은 시트가 300 마이크로미터의 두께(28)를 갖는 경우, 그러면 두께(18)는, 두께(38)가 무시해도 될 정도라고 가정하면, 400 마이크로미터로 선택될 것이다. 즉, 표면 개질 층(30)은 일정한 비율로 도시되어 있지 않고; 대신에, 단지 예시를 위해 크게 과장되어 있다. 또한, 표면 개질 층은 투시도로 나타낸다. 실제로, 표면 개질 층은 재사용가능한 캐리어를 제공한 경우 결합 표면(14) 위에 균일하게 배치될 것이다. 전형적으로, 두께(38)는 대략 나노미터, 예를 들어 0.1 내지 2.0, 또는 10 nm 이하일 것이고, 일부 예에서는 100 nm 이하일 수 있다. 두께(38)는 엘립소미터에 의해 측정될 수 있다. 또한, 표면 개질 층의 존재는 표면 화학 분석, 예를 들어 ToF Sims 질량 분석법에 의해 검출될 수 있다. 따라서, 물품 두께(8)에 대한 두께(38)의 기여는 무시해도 될 정도이고, 두께(28)를 갖는 주어진 얇은 시트(20)를 가공하는데 적합한 캐리어(10)의 두께(18)를 결정하기 위한 계산에서 무시할 수 있다. 그러나, 표면 개질 층(30)이 임의의 상당한 두께(38)를 갖는 정도까지는, 그러한 것이 캐리어(10)의 두께(18)를 얇은 시트(20)의 주어진 두께(28), 및 가공 장비가 고안되었던 주어진 두께에 대해 결정하는데 고려될 수 있다.1 and 2, the glass article 2 has a thickness 8, a carrier 10 having a thickness 18, a thin sheet 20 having a thickness 28 (i.e. 10-50 micrometer, 50-100 micrometer, 100-150 micrometer, 150-300 micrometer, 300, 250, 200, 190, 180, 170, 160, 150, 140, 130, 120, 110, 100, A sheet having a thickness of ≤ 300 micrometers, including, but not limited to, a thickness of 90, 80, 70, 60, 50, 40, 30, 20, or 10 micrometers), and a surface having a thickness 38 And a modified layer 30. The glass article 2 is a thicker sheet (i.e., approximately ≥ .4 mm, for example .4 mm, .5 mm, .6 mm, .7 mm, although the thin sheet 20 itself is ≤ 300 micrometers) , .8 mm, .9 mm, or 1.0 mm). That is, the thickness 8, which is the sum of the thicknesses 18, 28, and 38, is the thicker sheet that one piece of equipment was designed to process-for example, equipment designed to place electronic device components on a substrate sheet. It is designed to be equal to the thickness of For example, if the processing equipment is designed for a 700 micrometer sheet, and the thin sheet has a thickness 28 of 300 micrometers, then the thickness 18 is, assuming that the thickness 38 is negligible. , 400 micrometers will be chosen. That is, the surface modification layer 30 is not drawn to scale; Instead, it is heavily exaggerated for illustration purposes only. In addition, the surface modification layer is shown in perspective. In practice, the surface modification layer will be evenly disposed over the bonding surface 14 provided it provides a reusable carrier. Typically, the thickness 38 will be on the order of nanometers, such as 0.1 to 2.0, or 10 nm or less, and may be 100 nm or less in some examples. The thickness 38 can be measured with an ellipsometer. In addition, the presence of the surface modification layer can be detected by surface chemical analysis, for example ToF Sims mass spectrometry. Thus, the contribution of the thickness 38 to the article thickness 8 is negligible and to determine the thickness 18 of the carrier 10 suitable for processing a given thin sheet 20 having a thickness 28. Can be neglected in the calculation for. However, to the extent that the surface modification layer 30 has any significant thickness 38, such that the thickness 18 of the carrier 10 is a given thickness 28 of the thin sheet 20, and the processing equipment is devised. It can be considered in determining for a given thickness that has been made.

캐리어(10)는 제1 표면(12), 결합 표면(14), 주변부(16), 및 두께(18)를 갖는다. 추가로, 캐리어(10)는, 예를 들어 유리를 포함하는 임의의 적합한 물질을 가질 수 있다. 캐리어는 유리일 필요는 없지만, 대신에 (표면 에너지 및/또는 결합이 유리 캐리어와 관련해서 하기에 기재된 방식과 유사한 방식으로 제어될 수 있기 때문에) 세라믹, 유리-세라믹, 또는 금속일 수 있다. 유리로 제조된 경우, 캐리어(10)는 알루미노-실리케이트, 보로-실리케이트, 알루미노-보로-실리케이트, 소다-석회-실리케이트를 비롯한 임의의 적합한 조성을 가질 수 있고, 그의 최종 용도에 따라 알칼리 함유 또는 알칼리-무함유일 수 있다. 두께(18)는 약 0.2 내지 3 mm 이상, 예를 들어 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.65, 0.7, 1.0, 2.0, 또는 3 mm 이상일 수 있고, 상기 언급된 바와 같이, 두께(28), 및 두께(38)가 무시해도 될 정도가 아닌 경우 그러한 것에 좌우될 것이다. 또한, 캐리어(10)는 도시된 바와 같이, 하나의 층으로, 또는 함께 결합된 복수의 층 (복수의 얇은 시트 포함)으로 이루어질 수 있다. 또한, 캐리어는 Gen 1 크기 이상, 예를 들어 Gen 2, Gen 3, Gen 4, Gen 5, Gen 8 이상 (예를 들어, 시트 크기 100 mm x 100 mm 내지 3 미터 x 3 미터 이상)을 가질 수 있다.The carrier 10 has a first surface 12, a mating surface 14, a perimeter 16, and a thickness 18. Additionally, the carrier 10 can have any suitable material, including, for example, glass. The carrier need not be glass, but can instead be ceramic, glass-ceramic, or metal (since the surface energy and/or bonding can be controlled in a manner similar to that described below with respect to the glass carrier). When made of glass, the carrier 10 may have any suitable composition, including alumino-silicate, boro-silicate, alumino-boro-silicate, soda-lime-silicate, and contains alkali or It may be alkali-free. The thickness 18 may be about 0.2 to 3 mm or more, such as 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.65, 0.7, 1.0, 2.0, or 3 mm or more, and as mentioned above, the thickness 28 If, and thickness 38 are not negligible it will depend on such. Further, the carrier 10 may be made of a single layer, or a plurality of layers (including a plurality of thin sheets) bonded together, as shown. In addition, the carrier may have a Gen 1 size or more, for example Gen 2, Gen 3, Gen 4, Gen 5, Gen 8 or more (e.g., sheet size 100 mm x 100 mm to 3 meters x 3 meters or more). have.

얇은 시트(20)는 제1 표면 (22), 결합 표면(24), 주변부(26), 및 두께(28)를 갖는다. 주변부(16 및 26)는 임의의 적합한 형상을 가질 수 있고, 서로 동일할 수도 있거나, 또는 서로 상이할 수도 있다. 또한, 얇은 시트(20)는, 예를 들어 유리, 세라믹, 또는 유리-세라믹을 비롯한 임의의 적합한 물질을 가질 수 있다. 유리로 제조된 경우, 얇은 시트(20)는 알루미노-실리케이트, 보로-실리케이트, 알루미노-보로-실리케이트, 소다-석회-실리케이트를 비롯한, 임의의 적합한 조성을 가질 수 있고, 그의 최종 용도에 따라 알칼리 함유 또는 알칼리 무함유일 수 있다. 얇은 시트의 열 팽창 계수는 승온에서의 가공 동안에 물품의 뒤틀림을 방지하도록 캐리어의 열 팽창 계수에 비교적 근접하게 부합될 수 있었다. 얇은 시트(20)의 두께(28)는, 상기 언급된 바와 같이, 300 마이크로미터 이하이다. 또한, 얇은 시트는 Gen 1 크기 이상, 예를 들어 Gen 2, Gen 3, Gen 4, Gen 5, Gen 8 이상 (예를 들어, 시트 크기 100 mm x 100 mm 내지 3 미터 x 3 미터 이상)을 가질 수 있다.The thin sheet 20 has a first surface 22, a bonding surface 24, a perimeter 26, and a thickness 28. The peripheries 16 and 26 may have any suitable shape, may be the same as each other, or may be different from each other. In addition, the thin sheet 20 may have any suitable material including, for example, glass, ceramic, or glass-ceramic. When made of glass, the thin sheet 20 can have any suitable composition, including alumino-silicate, boro-silicate, alumino-boro-silicate, soda-lime-silicate, and alkali depending on its end use. It may be containing or alkali free. The coefficient of thermal expansion of the thin sheet could be matched relatively close to the coefficient of thermal expansion of the carrier to prevent warping of the article during processing at elevated temperature. The thickness 28 of the thin sheet 20, as mentioned above, is less than or equal to 300 micrometers. In addition, thin sheets may have a Gen 1 size or greater, e.g. Gen 2, Gen 3, Gen 4, Gen 5, Gen 8 or greater (e.g., sheet size 100 mm x 100 mm to 3 meters x 3 meters or greater). I can.

물품(2)은 기존 장비에서 정확한 두께가 가공되게 해야 할 필요가 있을 뿐만 아니라, 가공이 수행되는 가혹한 환경을 또한 견딜 수 있어야 할 것이다. 예를 들어, 플랫 패널 디스플레이 (FPD) 가공은 습식 초음파, 진공, 및 고온 (예를 들어, ≥ 400℃) 가공을 포함할 수 있다. 일부 공정에서, 상기 언급된 바와 같이, 온도는 ≥ 500℃, 또는 ≥ 600℃, 및 650℃ 이하일 수 있다.The article 2 will not only need to have the correct thickness processed in existing equipment, but it will also need to be able to withstand the harsh environment in which the processing is performed. For example, flat panel display (FPD) processing can include wet ultrasonic, vacuum, and high temperature (eg,> 400° C.) processing. In some processes, as mentioned above, the temperature can be ≥ 500°C, or ≥ 600°C, and up to 650°C.

예를 들어 FPD 제조 동안과 같이, 물품(2)이 가공될 가혹한 환경을 견뎌내기 위해, 결합 표면(14)은 얇은 시트(20)가 캐리어(10)로부터 분리되지 않도록 충분한 강도로 결합 표면(24)에 결합되어야 한다. 그리고 상기 강도는 얇은 시트(20)가 가공 동안에 캐리어(10)로부터 분리되지 않도록 가공 전반에 걸쳐 유지되어야 한다. 또한, (캐리어(10)가 재사용될 수 있도록) 얇은 시트(20)가 캐리어(10)로부터 제거될 수 있게 하기 위해, 결합 표면(14)은 처음에 고안된 결합력에 의해 및/또는 예를 들어, 물품이 고온, 예를 들어 ≥ 400℃의 온도에서 가공을 겪을 때 발생할 수 있는 것과 같은 처음에 고안된 결합력의 변경으로 인해 초래된 결합력에 의해 결합 표면(24)에 너무 강하게 결합되어서는 안 된다. 표면 개질 층(30)은 이들 목적 둘 다를 달성하도록 결합 표면(14)과 결합 표면(24) 사이의 결합의 강도를 제어하는데 사용될 수 있다. 제어된 결합력은 얇은 시트(20) 및 캐리어(10)의 극성 및 비극성 표면 에너지 성분을 조절함으로써 제어되는 총 접착 에너지에 대한 반 데르 발스 (및/또는 수소 결합) 및 공유 인력 에너지의 기여를 제어함으로써 달성된다. 상기 제어된 결합은 FPD 가공 (습식, 초음파, 진공, 및 ≥ 400℃ 온도, 및 일부 경우에 ≥ 500℃, 또는 ≥ 600℃, 및 650℃ 이하의 가공 온도를 포함하는 열 공정 포함)을 견뎌내기에 충분히 강하고, 충분한 분리력의 인가에 의해 및 그러나 얇은 시트(20) 및/또는 캐리어(10)에 파국 손상을 유발하지 않을 힘에 의해 탈결합가능한 채 남아 있다. 이러한 탈결합은 얇은 시트(20) 및 그 위에 제작된 장치의 제거를 가능하게 하고, 또한 캐리어(10)의 재사용을 허용한다.In order to withstand the harsh environment in which the article 2 will be processed, such as during FPD manufacturing, for example, the bonding surface 14 has a sufficient strength to prevent the thin sheet 20 from separating from the carrier 10. ) Must be combined. And the strength should be maintained throughout processing so that the thin sheet 20 does not separate from the carrier 10 during processing. In addition, in order to allow the thin sheet 20 to be removed from the carrier 10 (so that the carrier 10 can be reused), the bonding surface 14 may be, for example, by means of an initially designed bonding force and/or It should not be too tightly bonded to the bonding surface 24 by the bonding force caused by the modification of the initially designed bonding force, such as may occur when the article is subjected to processing at high temperatures, for example> 400°C. The surface modification layer 30 can be used to control the strength of the bond between the bonding surface 14 and the bonding surface 24 to achieve both of these purposes. The controlled bonding force is achieved by controlling the contribution of van der Waals (and/or hydrogen bonding) and covalent attraction energy to the total bonding energy controlled by adjusting the polar and non-polar surface energy components of the thin sheet 20 and carrier 10. Is achieved. The controlled bonding is to withstand FPD processing (including wet, ultrasonic, vacuum, and thermal processes including processing temperatures of ≥ 400° C., and in some cases ≥ 500° C., or ≥ 600° C., and 650° C. or less). It is strong enough and remains debondable by application of sufficient separating force and, however, by force that will not cause catastrophic damage to the thin sheet 20 and/or carrier 10. This debonding allows the removal of the thin sheet 20 and the devices fabricated thereon, and also allows reuse of the carrier 10.

표면 개질 층(30)이 얇은 시트(20)와 캐리어(10) 사이에 고체 층으로서 도시되어 있지만, 그러한 것이 사실일 필요는 없다. 예를 들어, 층(30)은 대략 0.1 내지 2 nm 두께일 수 있고, 결합 표면(14)의 일체를 완전히 피복하지 않을 수 있다. 예를 들어, 피복률은 ≤ 100%, 1% 내지 100%, 10% 내지 100%, 20% 내지 90%, 또는 50% 내지 90%일 수 있다. 다른 실시양태에서, 층(30)은 10 nm 두께 이하일 수 있고, 또는 다른 실시양태에서는 100 nm 두께 이하일 수도 있다. 표면 개질 층(30)은 비록 캐리어(10) 및 얇은 시트(20) 중 어느 하나와 접촉할 수 없을지라도 캐리어(10)와 얇은 시트(20) 사이에 배치되는 것으로 여겨질 수 있다. 임의의 경우에, 표면 개질 층(30)의 중요한 측면은 결합 표면(24)과 결합하는 결합 표면(14)의 능력을 개질시켜, 캐리어(10)와 얇은 시트(20) 사이의 결합의 강도를 제어하는 것이다. 표면 개질 층(30)의 물질 및 두께, 뿐만 아니라 결합 이전의 결합 표면(14, 24)의 처리는 캐리어(10)와 얇은 시트(20) 사이의 결합의 강도 (접착 에너지)를 제어하는데 사용될 수 있다.Although the surface modification layer 30 is shown as a solid layer between the thin sheet 20 and the carrier 10, that need not be the case. For example, layer 30 may be approximately 0.1 to 2 nm thick and may not completely cover all of the bonding surfaces 14. For example, the coverage may be ≤ 100%, 1% to 100%, 10% to 100%, 20% to 90%, or 50% to 90%. In other embodiments, layer 30 may be 10 nm thick or less, or in other embodiments 100 nm thick or less. The surface modification layer 30 can be considered to be disposed between the carrier 10 and the thin sheet 20 even though it cannot contact either the carrier 10 or the thin sheet 20. In any case, an important aspect of the surface modification layer 30 modifies the ability of the bonding surface 14 to bond with the bonding surface 24, thereby increasing the strength of the bonding between the carrier 10 and the thin sheet 20. To control. The material and thickness of the surface modification layer 30, as well as the treatment of the bonding surfaces 14, 24 prior to bonding, can be used to control the strength of the bonding between the carrier 10 and the thin sheet 20 (adhesive energy). have.

일반적으로, 두 표면 사이의 접착 에너지는 하기에 의해 주어진다 ("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., V 61, p904):In general, the adhesion energy between two surfaces is given by ("A theory for the estimation of surface and interfacial energies. I. derivation and application to interfacial tension", LA Girifalco and RJ Good, J. Phys. Chem., V 61, p904):

<수학식 1><Equation 1>

Figure 112015099077765-pct00001
Figure 112015099077765-pct00001

상기 식에서,

Figure 112015099077765-pct00002
는 각각 표면 1, 표면 2의 표면 에너지, 및 표면 1 및 2의 계면 에너지이다. 각각의 표면 에너지는 보통 두 항; 분산 성분 γd, 및 극성 성분 γp의 조합이다.In the above formula,
Figure 112015099077765-pct00002
Is the surface energy of the surface 1, the surface 2, and the interfacial energy of the surfaces 1 and 2, respectively. Each surface energy is usually two terms; It is a combination of a dispersion component γ d and a polar component γ p.

<수학식 2><Equation 2>

Figure 112015099077765-pct00003
Figure 112015099077765-pct00003

접착력이 주로 런던 분산력 (γd) 및 극성 힘, 예를 들어 수소 결합 (γp)에 기인한 경우, 계면 에너지는 하기에 의해 주어질 수 있었다 (상기 언급된 바와 같이 문헌 [Girifalco and R. J. Good]):If the adhesion was mainly due to London dispersing force (γ d ) and polar force, for example hydrogen bonding (γ p ), the interfacial energy could be given by (Girifalco and RJ Good, as mentioned above) :

<수학식 3><Equation 3>

Figure 112015099077765-pct00004
Figure 112015099077765-pct00004

수학식 3을 수학식 1에 대입한 후, 접착 에너지를 하기와 같이 대략적으로 계산할 수 있었다:After substituting Equation 3 into Equation 1, the adhesion energy could be roughly calculated as follows:

<수학식 4><Equation 4>

Figure 112015099077765-pct00005
Figure 112015099077765-pct00005

상기 수학식 4에서, 접착 에너지 중 오로지 반 데르 발스 (및/또는 수소 결합) 성분만 고려된다. 이들은 극성-극성 상호작용 (키섬(Keesom)), 극성-비극성 상호작용 (데바이(Debye)) 및 비극성-비극성 상호작용 (런던)을 포함한다. 그러나, 다른 인력 에너지, 예를 들어 공유 결합 및 정전기적 결합이 또한 존재할 수 있다. 따라서, 보다 일반화된 형태로, 상기 수학식은 하기와 같이 기재된다:In Equation 4, only van der Waals (and/or hydrogen bonds) component of the adhesion energy is considered. These include polar-polar interactions (Keesom), polar-nonpolar interactions (Debye) and nonpolar-nonpolar interactions (London). However, other attractive energies such as covalent and electrostatic bonds may also be present. Thus, in a more generalized form, the above equation is described as follows:

<수학식 5><Equation 5>

Figure 112015099077765-pct00006
Figure 112015099077765-pct00006

상기 식에서 wc 및 we는 공유 및 정전기적 접착 에너지이다. 웨이퍼의 초기 수소 결합된 쌍을 보다 높은 온도로 가열하여 많은 또는 모든 실란올-실란올 수소 결합을 Si-O-Si 공유 결합으로 전환시키는 실리콘 웨이퍼 결합에서와 같이, 공유 접착 에너지가 오히려 통상적이다. 초기, 실온, 수소 결합은 결합된 표면의 분리를 허용하는 대략 ~100-200mJ/m2의 접착 에너지를 생성하는 한편, 고온 가공 (대략 400 내지 800℃) 동안에 달성된 것과 같은 완전히 공유 결합된 웨이퍼 쌍은 결합된 표면의 분리를 허용하지 않는 ~ 1000-3000 mJ/m2의 접착 에너지를 갖고; 대신에, 두 웨이퍼는 단일체로서의 역할을 한다. 다른 한편으로는, 양쪽 표면이 낮은 표면 에너지 물질, 예를 들어 플루오로중합체를 이용하여, 기저의 기판의 효과를 차폐하기에 충분히 큰 두께로, 완전히 코팅된 경우, 상기 접착 에너지는 코팅 물질의 접착 에너지일 것이고, 매우 낮아서 결합 표면(14, 24) 사이에 낮은 접착력을 초래하거나 또는 접착력을 초래하지 못하고, 이로써 얇은 시트(20)는 캐리어(10) 상에서 가공될 수 없을 것이다. 두 가지 극단적 경우를 고려한다: (a) 두 번 표준 클린 1 (SC1, 기술분야에 공지된 바와 같음) 세정된 실란올 기로 포화된 유리 표면은 수소 결합 (이로써 접착 에너지는 ~100-200 mJ/m2임)을 통해 실온에서 함께 결합되고, 이어서 고온으로 가열하여 실란올 기를 공유 Si-O-Si 결합으로 전환시킨다 (이로써 접착 에너지는 1000-3000 mJ/m2이 됨). 상기 후자의 접착 에너지는 유리 표면의 쌍을 탈착가능하게 하기에 너무 높고; (b) 플루오로중합체로 완전히 코팅된 2개의 유리 표면은 낮은 표면 접착 에너지 (표면 당 ~12mJ/m2)로 실온에서 결합되고 고온으로 가열된다. 상기 후자 (b)의 경우, 표면은 (표면이 합해진 경우, ~ 24 mJ/m2의 총 접착 에너지가 너무 낮기 때문에) 결합되지 않을 뿐만 아니라, 표면은 극성 반응 기가 없기 때문에 (또는 너무 적음) 고온에서도 결합되지 않는다. 이들 두 극단치 사이에, 접착 에너지의 범위는, 예를 들어 50-1000 mJ/m2로 존재하고, 이것은 목적하는 정도의 제어된 결합을 생성할 수 있다. 따라서, 본 발명자들은 이들 두 극단치 사이에 있는 접착 에너지를 유도하고, 서로 결합된 한 쌍의 유리 기판 (예를 들어 유리 캐리어(10) 및 얇은 유리 시트(20))을 FPD 가공의 가혹함 동안 유지하기에 필요한 만큼 충분할 뿐만 아니라, (예를 들어 ≥ 400℃의 고온 가공 후에도) 가공이 완료된 후 캐리어(10)로부터 얇은 시트(20)의 탈착을 허용하는 정도의 제어된 결합이 생성될 수 있게 하는 표면 개질 층(30)을 제공하는 다양한 방식을 발견하였다. 또한, 캐리어(10)로부터의 얇은 시트(20)의 탈착은 기계적 힘에 의해, 및 적어도 얇은 시트(20)에 대한 파국 손상이 없고, 그래서 바람직하게는 또한 캐리어(10)에 대한 파국 손상이 없게 되는 그러한 방식으로 수행될 수 있다.Where w c and w e are covalent and electrostatic adhesion energies. Covalent adhesion energy is rather common, as in silicon wafer bonds where the initial hydrogen bonded pair of wafers is heated to a higher temperature to convert many or all silanol-silanol hydrogen bonds into Si-O-Si covalent bonds. Initial, room temperature, hydrogen bonding produces an adhesion energy of approximately ~100-200mJ/m 2 allowing separation of the bonded surfaces, while fully covalently bonded wafers such as those achieved during high temperature processing (approximately 400-800°C) The pair has an adhesion energy of ~1000-3000 mJ/m 2 which does not allow separation of the bonded surfaces; Instead, the two wafers act as a single piece. On the other hand, when both surfaces are fully coated, with a thickness large enough to shield the effect of the underlying substrate, using a low surface energy material, such as a fluoropolymer, the adhesion energy is the adhesion of the coating material. Energy will be, and will be very low resulting in low or no adhesion between the bonding surfaces 14, 24, whereby the thin sheet 20 will not be able to be processed on the carrier 10. Consider two extreme cases: (a) twice standard clean 1 (SC1, as known in the art), the glass surface saturated with the cleaned silanol groups is hydrogen bonded (thereby the adhesion energy is ~100-200 mJ/). m 2 ) and then heated to high temperature to convert the silanol groups into covalent Si-O-Si bonds (thereby the adhesion energy is 1000-3000 mJ/m 2 ). The adhesive energy of the latter is too high to make the pair of glass surfaces detachable; (b) Two glass surfaces completely coated with fluoropolymer are bonded at room temperature with low surface adhesion energy (~12 mJ/m 2 per surface) and heated to high temperature. In the case of the latter (b) above, the surface is not only not bonded (because the total adhesion energy of ~24 mJ/m 2 is too low when the surfaces are combined), but also because the surface has no polar reactive groups (or too little) at high temperature. Is also not combined. Between these two extremes, the range of adhesion energy exists, for example 50-1000 mJ/m 2 , which can produce the desired degree of controlled bonding. Therefore, the present inventors induce the adhesion energy between these two extremes, and maintain a pair of glass substrates bonded to each other (e.g. glass carrier 10 and thin glass sheet 20) during the harshness of FPD processing. It is not only sufficient as necessary for the following, but also allows a controlled bond to be created that allows for the detachment of the thin sheet 20 from the carrier 10 after the processing is complete (even after high-temperature processing, for example ≥ 400°C). Various ways of providing the surface modification layer 30 have been found. Further, the detachment of the thin sheet 20 from the carrier 10 is by mechanical force and at least there is no catastrophic damage to the thin sheet 20, so preferably also no catastrophic damage to the carrier 10. Can be done in that way.

수학식 5는 접착 에너지가 4개의 표면 에너지 파라미터 + 존재하는 경우 공유 및 정전기적 에너지의 함수임을 기재한다.Equation 5 states that the adhesion energy is a function of the four surface energy parameters + covalent and electrostatic energy if present.

적절한 접착 에너지는 표면 개질제, 즉 표면 개질 층(30), 및/또는 결합 전의 표면의 열 처리의 신중한 선택에 의해 달성될 수 있다. 적절한 접착 에너지는 결합 표면(14) 및 결합 표면(24) 중 하나 또는 둘 다의 화학 개질제의 선택에 의해 이루어질 수 있고, 이것은 결과적으로 반 데르 발스 (및/또는 수소 결합, 이들 용어는 명세서 전반에 걸쳐 상호교환적으로 사용됨) 접착 에너지 뿐만 아니라 고온 가공 (예를 들어, 대략 ≥ 400℃)으로부터 초래되는 유사한 공유 결합 접착 에너지 둘 다를 제어한다. 예를 들어, SC1 세정된 유리 (초기에 표면 에너지의 높은 극성 성분을 갖는 실란올 기로 포화됨)의 결합 표면을 취하고, 저에너지 플루오로중합체로 코팅하여 극성 및 비극성 기에 의한 표면의 관능성 피복률의 제어를 제공한다. 이것은 실온에서 초기 반 데르 발스 (및/또는 수소) 결합의 제어를 제공할 뿐만 아니라, 보다 고온에서 공유 결합의 정도/공유 결합도의 제어를 제공한다. 실온에서 초기 반 데르 발스 (및/또는 수소) 결합의 제어는 진공 및 또는 회전-린스-건조 (SRD) 유형 가공을 허용하는 한 표면의 다른 표면에의 결합, 및 일부 경우에는 또한 용이하게 형성된 다른 표면에 대한 한 표면의 결합을 제공하도록 수행된다 - 여기서 용이하게 형성된 결합은 스퀴지를 이용하거나, 또는 감압 환경을 이용하여 얇은 시트(20)를 캐리어(10)에 가압할 때 수행된 것과 같이 얇은 시트(20)의 전체 영역 위로 외부에서 인가되는 힘의 적용 없이 실온에서 수행될 수 있다. 즉, 초기 반 데르 발스 결합은 얇은 시트 및 캐리어를 함께 보유하는 적어도 최소한의 결합도를 제공하여 하나는 고정되고 다른 하나는 중력이 인가되는 경우에 이들이 분리되지 않도록 한다. 대부분의 경우에, 초기 반 데르 발스 (및/또는 수소) 결합은 물품이 캐리어로부터의 얇은 시트의 층간박리 없이 진공, SRD, 및 초음파 가공을 또한 거칠 수 있게 되는 그러한 정도를 가질 것이다. 표면 개질 층(30) (표면 개질 층이 제조되는 물질 및/또는 표면 개질 층이 적용되는 표면의 표면 처리 포함)을 통한, 및/또는 이들을 함께 결합하기 전에 결합 표면의 열 처리에 의한, 반 데르 발스 (및/또는 수소 결합) 및 공유 상호작용 둘 다의 적절한 수준에서의 상기 정확한 제어는, FPD 스타일 가공 동안 얇은 시트(20)가 캐리어(10)와 결합할 수 있게 하는 한편, 동시에 FPD 스타일 가공 후 얇은 시트(20)가 (얇은 시트(20) 및/또는 캐리어에 대한 손상을 방지하는 적절한 힘에 의해) 캐리어(10)로부터 분리될 수 있게 하는 목적하는 접착 에너지를 달성한다. 또한, 적절한 상황에서, 정전하를 또 다른 수준의 접착 에너지의 제어를 제공하도록 하나의 유리 표면 또는 둘 다에 인가할 수 있었다.Appropriate adhesion energy can be achieved by careful selection of the surface modifier, i.e. the surface modifying layer 30, and/or the heat treatment of the surface prior to bonding. Appropriate adhesion energies can be achieved by the selection of chemical modifiers of one or both of the bonding surface 14 and the bonding surface 24, which in turn is van der Waals (and/or hydrogen bonding, these terms are used throughout the specification). Used interchangeably throughout) as well as the similar covalent bonding energy resulting from high temperature processing (eg, approximately ≧400° C.). For example, taking the bonding surface of SC1 cleaned glass (which is initially saturated with silanol groups with high polar components of surface energy) and coated with a low energy fluoropolymer to determine the functional coverage of the surface by polar and non-polar groups. Provides control. This not only provides control of the initial van der Waals (and/or hydrogen) bonds at room temperature, but also provides control of the degree of covalent bonding/degree of covalent bonding at higher temperatures. Control of the initial van der Waals (and/or hydrogen) bonds at room temperature allows for vacuum and or rotation-rinse-dry (SRD) type processing of one surface to another, and in some cases also easily formed other It is carried out to provide a bonding of one surface to the surface-here the easily formed bonding is a thin sheet, such as was done when pressing the thin sheet 20 onto the carrier 10 using a squeegee, or using a depressurized environment. It can be carried out at room temperature without the application of an externally applied force over the entire area of (20). That is, the initial van der Waals bonding provides at least a minimal degree of bonding that holds the thin sheet and carrier together so that one is fixed and the other does not separate when gravity is applied. In most cases, the initial van der Waals (and/or hydrogen) bonding will have such a degree that the article will also be able to undergo vacuum, SRD, and ultrasonic processing without delamination of the thin sheet from the carrier. Van der through the surface modification layer 30 (including the surface treatment of the material from which the surface modification layer is made and/or the surface to which the surface modification layer is applied), and/or by heat treatment of the bonding surface prior to bonding them together. This precise control at the appropriate level of both Vals (and/or hydrogen bonding) and covalent interactions allows the thin sheet 20 to bond with the carrier 10 during FPD style processing, while simultaneously FPD style processing. The desired adhesion energy is then achieved which allows the thin sheet 20 to be separated from the carrier 10 (by an appropriate force preventing damage to the thin sheet 20 and/or the carrier). Also, under appropriate circumstances, an electrostatic charge could be applied to one glass surface or both to provide another level of control of the adhesion energy.

FPD 가공, 예를 들어 p-Si 및 산화물 TFT 제작은 전형적으로는 표면 개질 층(30)의 부재 하에 얇은 유리 시트(20)를 유리 캐리어(10)와 결합시키는 유리 대 유리 결합을 유발할 400℃ 초과, 500℃ 초과, 및 일부 경우에는 600℃ 이상, 650℃ 이하의 온도에서의 열 공정을 포함한다. 따라서 Si-O-Si 결합의 형성의 제어는 재사용가능한 캐리어를 유도한다. 승온에서 Si-O-Si 결합의 형성을 제어하는 한 방법은 결합될 표면 상에서 표면 히드록실의 농도를 감소시키는 것이다.FPD processing, e.g. p-Si and oxide TFT fabrication, typically exceeds 400° C. which will lead to glass-to-glass bonding bonding the thin glass sheet 20 with the glass carrier 10 in the absence of the surface modification layer 30. , Thermal processes at temperatures above 500°C, and in some cases above 600°C and below 650°C. Thus, control of the formation of Si-O-Si bonds leads to reusable carriers. One way to control the formation of Si-O-Si bonds at elevated temperatures is to reduce the concentration of surface hydroxyls on the surfaces to be bonded.

온도의 함수로서 실리카 상에서의 표면 히드록실 농도의 일러(Iler)의 플롯 (R. K. Iller: The Chemistry of Silica (Wiley-Interscience, New York, 1979)인, 도 3에 나타낸 바와 같이, 제곱 nm당 히드록실 (OH 기)의 수는 표면의 온도가 증가함에 따라 감소한다. 따라서, 실리카 표면 (및 유추에 의해 유리 표면, 예를 들어 결합 표면(14) 및/또는 결합 표면(24))의 가열은 표면 히드록실의 농도를 감소시켜, 두 유리 표면 상에서의 히드록실이 상호작용할 가능성을 감소시킨다. 표면 히드록실 농도의 이러한 감소는 결과적으로 단위 면적당 형성된 Si-O-Si 결합을 감소시켜, 접착력을 낮춘다. 그러나, 표면 히드록실의 제거는 고온 (완전히 표면 히드록실을 제거하기 위해서는 750℃ 초과)에서 긴 어닐링 시간을 요구한다. 이러한 긴 어닐링 시간 및 높은 어닐링 온도는 고가의 공정, 및 전형적인 디스플레이 유리의 변형점을 초과할 가능성이 있으므로 실용적이지 않은 공정을 초래한다.Hydroxyl per square nm, as shown in Figure 3, which is a plot of Iler of surface hydroxyl concentration on silica as a function of temperature (RK Iller: The Chemistry of Silica (Wiley-Interscience, New York, 1979). The number of (OH groups) decreases as the temperature of the surface increases. Thus, heating of the silica surface (and by analogy to the glass surface, for example the bonding surface 14 and/or the bonding surface 24) By reducing the concentration of hydroxyl, the likelihood of the hydroxyls interacting on the two glass surfaces is reduced This reduction in the surface hydroxyl concentration consequently reduces the Si-O-Si bonds formed per unit area, resulting in lower adhesion. However, removal of surface hydroxyls requires long annealing times at high temperatures (> 750° C. to completely remove surface hydroxyls) These long annealing times and high annealing temperatures are expensive processes, and the strain point of typical display glasses. There is a possibility of exceeding, resulting in an impractical process.

상기 분석으로부터, 본 발명자들은 FPD 가공 (LTPS 가공 포함)에 적합한, 얇은 시트 및 캐리어를 포함하는 물품이, 하기 3개의 개념의 균형을 이룸으로써 제조될 수 있음을 발견했다:From the above analysis, the inventors have found that an article comprising a thin sheet and a carrier, suitable for FPD processing (including LTPS processing), can be manufactured by balancing the following three concepts:

(1) 반 데르 발스 (및/또는 수소) 결합을 제어하여 초기 실온 결합을 용이하게 하고 비-고온 FPD 공정, 예를 들어 진공 가공, SRD 가공, 및/또는 초음파 가공을 견뎌내기에 충분한 중간의 접착 에너지 (예를 들어, 표면을 결합시키기 전에 표면당 >40 mJ/m2의 표면 에너지를 가짐)를 생성함으로써 수행될 수 있는, 초기 실온 결합을 제어하는 것에 의한 캐리어 및/또는 얇은 시트 결합 표면(들)의 개질;(1) Intermediate adhesion sufficient to control van der Waals (and/or hydrogen) bonding to facilitate initial room temperature bonding and to withstand non-hot FPD processes such as vacuum processing, SRD processing, and/or ultrasonic processing. Carrier and/or thin sheet bonding surfaces by controlling the initial room temperature bonding, which can be accomplished by generating energy (e.g., having a surface energy of >40 mJ/m 2 per surface prior to bonding the surfaces) Modification of s);

(2) 장치 제작에서 층간박리 및/또는 허용불가능한 오염, 예를 들어 물품이 사용될 수 있는 반도체 및/또는 디스플레이 제조 공정에 허용불가능한 오염을 유발할 수 있는 기체방출 없이 FPD 공정을 견뎌내도록 열 안정적인 방식으로의 캐리어 및/또는 얇은 시트의 표면 개질; 및(2) in a thermally stable manner to withstand the FPD process without delamination and/or unacceptable contamination in device fabrication, e.g., outgassing that may cause unacceptable contamination to the semiconductor and/or display manufacturing process in which the article may be used. The surface modification of the carrier and/or the thin sheet of the material; And

(3) 캐리어 표면 히드록실 농도, 및 승온 (예를 들어, ≥ 400℃ 온도)에서 강한 공유 결합을 형성할 수 있는 다른 종의 농도를 제어함으로써 수행될 수 있고, 이로써 고온 가공 후에도 (특히 FPD 공정에서와 같이, 500-650℃ 범위의 열 공정 동안) 캐리어와 얇은 시트 사이의 접착력이 적어도 얇은 시트를 손상시키지 않지만 (바람직하게는 얇은 시트 또는 캐리어를 손상시키지 않지만), 캐리어 및 얇은 시트가 가공 동안 층간박리되지 않도록 이들 사이의 결합을 유지하기에 필요한 만큼 충분한 분리력을 가지고 캐리어로부터 얇은 시트의 탈결합을 허용하는 범위 내에 있도록 캐리어의 결합 표면과 얇은 시트 사이의 결합 에너지가 제어될 수 있는 것인, 고온에서의 결합의 제어.(3) It can be carried out by controlling the concentration of hydroxyl on the carrier surface, and of other species that can form strong covalent bonds at elevated temperatures (e.g., temperatures of ≥ 400°C), whereby even after high temperature processing (especially the FPD process). As in, the adhesion between the carrier and the thin sheet (during the thermal process in the range of 500-650° C.) at least does not damage the thin sheet (preferably does not damage the thin sheet or carrier), but the carrier and the thin sheet during processing The bonding energy between the bonding surface of the carrier and the thin sheet can be controlled so that it is within a range that allows debonding of the thin sheet from the carrier with sufficient separating force as necessary to maintain the bonding between them so as not to be delaminated, Control of bonding at high temperatures.

또한, 본 발명자들은, 표면 개질 층(30)의 사용이, 적절히 결합 표면 제조와 함께, 제어된 결합 영역, 즉 물품(2)이 FPD 유형 공정 (진공 및 습식 공정 포함)에서 가공될 수 있게 하기에 충분한 얇은 시트(20)와 캐리어(10) 사이의 실온 결합을 제공하나, 물품(2)이 고온 가공, 예를 들어 FPD 유형 가공, 또는 LTPS 가공을 끝낸 후에 얇은 시트(20)가 캐리어(10)로부터 (적어도 얇은 시트에 대한 손상 없이, 바람직하게는 또한 캐리어에 대한 손상 없이) 제거될 수 있도록 (≥ 400℃ 승온에서도) 얇은 시트(20)와 캐리어(10) 사이의 공유 결합을 제어하는 결합 영역을 용이하게 달성하도록 상기 개념과 균형을 이룰 수 있음을 발견하였다. FPD 가공에 적합한 재사용가능한 캐리어를 제공할, 잠재적인 결합 표면 제조, 및 표면 개질 층을 평가하기 위해, 일련의 시험을 사용하여 각각의 적합성을 평가하였다. 상이한 FPD 적용은 상이한 요건을 갖지만, LTPS 및 산화물 TFT 공정은 상기 시점에서 가장 엄격한 것으로 보이고, 따라서 이러한 공정에서 단계를 대표하는 시험은 물품(2)에 대해 목적하는 적용이기 때문에 선택되었다. 진공 공정, 습식 세정 (SRD 및 초음파 유형 공정 포함) 및 습식 에칭은 많은 FPD 적용에 전형적이다. 전형적인 aSi TFT 제작은 320℃ 이하의 가공을 요구한다. 400℃에서의 어닐링은 산화물 TFT 공정에 사용되고, 한편 600℃ 초과의 결정화 및 도펀트 활성화 단계는 LTPS 가공에서 사용된다. 따라서, 하기 5개 시험을 사용하여 특정 결합 표면 제조 및 표면 개질 층(30)이 얇은 시트(20)를 FPD 가공 동안 캐리어(10)에 결합된 채 있을 수 있게 하고, 한편 이러한 가공 (≥ 400℃ 온도에서의 가공 포함) 후에 얇은 시트(20)가 캐리어(10)로부터 (얇은 시트(20) 및/또는 캐리어(10)의 손상 없이) 제거될 수 있게 할 가능성을 평가하였다. 시험을 순서대로 수행했고, 후속적 시험을 허용하지 않을 유형의 실패가 있지 않는 한 샘플을 한 시험에서 그 다음 시험으로 진행시켰다.In addition, the inventors have found that the use of the surface modification layer 30 allows the controlled bonding area, i.e. article 2, to be processed in FPD-type processes (including vacuum and wet processes), with appropriate bonding surface preparation. Provides room temperature bonding between the thin sheet 20 and the carrier 10, which is sufficient for processing, but after the article 2 has finished high-temperature processing, e.g., FPD type processing, or LTPS processing, the thin sheet 20 is transferred to the carrier 10 A bond that controls the covalent bonding between the thin sheet 20 and the carrier 10 (even at an elevated temperature of ≥ 400° C.) so that it can be removed (at least without damage to the thin sheet, preferably also without damage to the carrier). It has been found that it is possible to balance this concept with ease to achieve the realm. Each suitability was evaluated using a series of tests to evaluate the potential bonding surface preparation, and surface modification layer, which would provide a reusable carrier suitable for FPD processing. Different FPD applications have different requirements, but the LTPS and oxide TFT processes appear to be the most stringent at this point, and thus the tests representing the steps in this process were chosen because they are the desired application for article 2. Vacuum processes, wet cleaning (including SRD and ultrasonic type processes) and wet etching are typical for many FPD applications. Typical aSi TFT fabrication requires processing below 320°C. Annealing at 400°C is used in the oxide TFT process, while crystallization and dopant activation steps above 600°C are used in LTPS processing. Thus, the following five tests are used to ensure that the specific bonding surface preparation and surface modification layer 30 allows the thin sheet 20 to remain bonded to the carrier 10 during FPD processing, while such processing (≥ 400° C. The possibility of allowing the thin sheet 20 to be removed from the carrier 10 (without damage to the thin sheet 20 and/or the carrier 10) after processing at temperature) was evaluated. The tests were run in sequence, and samples were run from one test to the next unless there was a type of failure that would not allow subsequent testing.

(1) 진공 시험. 진공 적합성 시험은 STS 멀티플렉스 PECVD 로드락(STS Multiplex PECVD loadlock) (영국 뉴포트 소재 SPTS로부터 입수가능함)에서 수행하였다 - 로드락은 소프트 펌프 밸브를 갖는 에바라(Ebara) A10S 건조 펌프 (캘리포니아주 새크라멘토 소재 에바라 테크놀로지스 인크.(Ebara Technologies Inc.)로부터 입수가능함)에 의해 펌핑되었다. 샘플을 로드락에 둔 다음, 로드락을 대기압으로부터 70 mTorr까지 45초 내에 펌핑하였다. 하기 표의 "진공" 칼럼에서 "F"의 표기에 의해 나타낸, 실패는 하기가 존재하는 경우에 일어난 것으로 여겨졌다: (a) 캐리어와 얇은 시트 사이의 접착력의 손실 (육안으로의 육안 검사에 의해, 여기서 실패는 얇은 시트가 캐리어로부터 떨어졌거나 또는 그로부터 부분적으로 탈결합된 경우 일어난 것으로 여겨졌음); (b) 캐리어와 얇은 시트 사이의 버블링 (육안으로의 육안 검사에 의해 결정된 바와 같음 - 가공 전후에 샘플의 사진을 찍은 다음 비교하였고, 실패는 결함이 육안에 보이는 치수만큼 크기가 증가한 경우 일어난 것으로 결정되었음); 또는 (c) 캐리어에 대한 얇은 시트의 이동 (육안으로의 육안 검사에 의해 결정된 바와 같음 - 시험 전후에 샘플의 사진을 찍었고, 여기서 실패는 결합 결함의 이동, 예를 들어 버블이 있는 경우, 또는 가장자리가 탈결합된 경우, 또는 캐리어 상에서 얇은 시트의 이동이 있는 경우, 일어난 것으로 여겨졌음). 하기 표에서, "진공" 칼럼에서 "P"의 표기는 샘플이 상기 기준에 따라 실패하지 않았음을 나타낸다.(1) Vacuum test. Vacuum compatibility testing was performed on a STS Multiplex PECVD loadlock (available from SPTS, Newport, UK)-the loadlock was an Evara A10S dry pump (Sacramento, CA) with a soft pump valve. Pumped by Ebara Technologies Inc.). The sample was placed in a load lock, then the load lock was pumped from atmospheric pressure to 70 mTorr within 45 seconds. The failure, indicated by the notation of "F" in the "vacuum" column of the table below, was considered to have occurred when the following was present: (a) loss of adhesion between the carrier and the thin sheet (by visual inspection by the naked eye, where Failure was believed to have occurred when the thin sheet fell from the carrier or was partially debonded therefrom); (b) Bubbling between the carrier and the thin sheet (as determined by visual inspection with the naked eye-pictures of the samples were taken before and after processing and then compared, failure occurred when the defect increased in size by the visible dimension. Decided); Or (c) movement of the thin sheet relative to the carrier (as determined by visual inspection with the naked eye-a photograph of the sample was taken before and after the test, where the failure was the movement of the bonding defect, e.g. in the presence of bubbles, or the edge Is believed to have occurred if there is a debonding, or if there is a movement of the thin sheet on the carrier). In the table below, the notation of “P” in the “vacuum” column indicates that the sample did not fail according to the above criteria.

(2) 습식 공정 시험. 습식 공정 적합성 시험은 세미툴(Semitool) 모델 SRD-470S (캘리포니아주 산타 클라라 소재 어플라이드 머티리얼스(Applied Materials)로부터 입수가능함)를 사용하여 수행하였다. 시험은 60초 500rpm 린스, 500rpm에서 15 MOhm-㎝로 Q-린스, 500rpm에서 10초 퍼지, 1800rpm에서 90초 건조, 및 따뜻한 흐르는 질소 하의 2400rpm에서 180초 건조로 이루어졌다. 하기 표의 "SRD" 칼럼에서 "F"의 표기에 의해 나타낸, 실패는 하기가 존재하는 경우에 일어난 것으로 여겨졌다: (a) 캐리어와 얇은 시트 사이의 접착력의 손실 (육안으로의 육안 검사에 의해, 여기서 실패는 얇은 시트가 캐리어로부터 떨어졌거나 또는 그로부터 부분적으로 탈결합된 경우 일어난 것으로 여겨졌음); (b) 캐리어와 얇은 시트 사이의 버블링 (육안으로의 육안 검사에 의해 결정된 바와 같음 - 가공 전후에 샘플의 사진을 찍은 다음 비교하였고, 실패는 결함이 육안에 보이는 치수만큼 크기가 증가한 경우 일어난 것으로 결정되었음); 또는 (c) 캐리어에 대한 얇은 시트의 이동 (육안으로의 육안 검사에 의해 결정된 바와 같음 - 시험 전후에 샘플의 사진을 찍었고, 여기서 실패는 결합 결함의 이동, 예를 들어 버블이 있는 경우, 또는 가장자리가 탈결합된 경우, 또는 캐리어 상에서 얇은 시트의 이동이 있는 경우 일어난 것으로 여겨졌음; 또는 (d) 얇은 시트 아래로의 물의 침투 (광학 현미경으로 50x에서 육안 검사에 의해 결정된 바와 같음, 여기서 실패는 액체 또는 잔류물이 관찰가능한 경우 일어난 것으로 결정되었음). 하기 표에서, "SRD" 칼럼에서 "P"의 표기는 샘플이 상기 기준에 따라 실패하지 않았음을 나타낸다. (2) Wet process test. Wet process suitability testing was performed using a Semitool model SRD-470S (available from Applied Materials, Santa Clara, Calif.). The test consisted of a 60 second 500 rpm rinse, a Q-rinse with 15 MOhm-cm at 500 rpm, a 10 second purge at 500 rpm, 90 seconds drying at 1800 rpm, and 180 seconds drying at 2400 rpm under warm flowing nitrogen. Failure, indicated by the notation of "F" in the "SRD" column of the table below, was considered to have occurred when the following was present: (a) loss of adhesion between the carrier and the thin sheet (by visual inspection by the naked eye, where Failure was believed to have occurred when the thin sheet fell from the carrier or was partially debonded therefrom); (b) Bubbling between the carrier and the thin sheet (as determined by visual inspection with the naked eye-pictures of the samples were taken before and after processing and then compared, failure occurred when the defect increased in size by the visible dimension. Decided); Or (c) movement of the thin sheet relative to the carrier (as determined by visual inspection with the naked eye-a photograph of the sample was taken before and after the test, where the failure was the movement of the bonding defect, for example in the presence of bubbles, or the edge Was believed to have occurred when there was debonding, or when there was migration of the thin sheet on the carrier; or (d) penetration of water under the thin sheet (as determined by visual inspection at 50x with an optical microscope, where the failure was the liquid Or the residue was determined to have occurred if observable) In the table below, the designation of “P” in the “SRD” column indicates that the sample did not fail according to the above criteria.

(3) 400℃까지의 온도 시험. 400℃ 공정 적합성 시험은 알윈21 아큐써모610 RTP(Alwin21 Accuthermo610 RTP) (캘리포니아주 산타 클라라 소재의 알윈21로부터 입수가능함)를 사용하여 수행하였다. 그에 얇은 시트가 결합된 캐리어를 6.2℃/분으로 실온에서 400℃로 만들고, 400℃에서 600초 동안 유지되고, 1℃/분으로 300℃로 냉각되는 사이클의 챔버에서 가열하였다. 이어서, 캐리어 및 얇은 시트를 실온으로 냉각되도록 하였다. 하기 표의 "400℃" 칼럼에서 "F"의 표기에 의해 나타낸 바와 같은, 실패는 하기가 존재하는 경우에 일어난 것으로 여겨졌다: (a) 캐리어와 얇은 시트 사이의 접착력의 손실 (육안으로의 육안 검사에 의해, 여기서 실패는 얇은 시트가 캐리어로부터 떨어졌거나 또는 그로부터 부분적으로 탈결합된 경우 일어난 것으로 여겨졌음); (b) 캐리어와 얇은 시트 사이의 버블링 (육안으로의 육안 검사에 의해 결정된 바와 같음 - 가공 전후에 샘플의 사진을 찍은 다음 비교하였고, 실패는 결함이 육안에 보이는 치수만큼 크기가 증가한 경우 일어난 것으로 결정되었음); 또는 (c) 캐리어와 얇은 시트 사이의 증가한 접착력 (여기서, 이러한 증가한 접착력이 (얇은 시트와 캐리어 사이에 면도날의 삽입에 의해, 및/또는 캡톤(Kapton)™ 테이프, 1" 폭 x 6" 길이의 조각을 2-3"가 100 mm 정사각형의 얇은 유리 (뉴욕주 후식 소재 생 고뱅 퍼포먼스 플라스틱(Saint Gobain Performance Plastic)으로부터의 K102 시리즈)에 부착되도록 얇은 시트에 붙이고 테이프를 당김으로써) 얇은 시트 또는 캐리어의 손상 없이 캐리어로부터 얇은 시트를 탈결합시키는 것을 방지하고, 여기서 실패는 얇은 시트 또는 캐리어를 분리하려는 시도시 얇은 시트 또는 캐리어에 대한 손상이 있는 경우, 또는 얇은 시트 및 캐리어가 상기 탈결합 방법 중 어느 하나의 수행에 의해 탈결합될 수 없는 경우에 일어난 것으로 여겨졌음). 또한, 얇은 시트를 캐리어와 결합시킨 후, 및 열 순환 전에, 대표 샘플에 대해 탈결합 시험을 수행하여, 임의의 연관된 표면 처리를 포함하는 특정 물질이 온도 순환 전에 캐리어로부터 얇은 시트의 탈결합을 허용함을 결정하였다. 하기 표에서, "400℃" 칼럼에서 "P"의 표기는 샘플이 상기 기준에 따라 실패하지 않았음을 나타낸다.(3) Temperature test up to 400°C. 400° C. process suitability tests were performed using Alwin21 Accuthermo610 RTP (available from Alwin21, Santa Clara, Calif.). The carrier to which the thin sheet was bonded thereto was heated in a chamber of a cycle that was made to 400° C. at room temperature at 6.2° C./min, maintained at 400° C. for 600 seconds, and cooled to 300° C. at 1° C./min. The carrier and thin sheet were then allowed to cool to room temperature. The failure, as indicated by the notation of “F” in the “400° C.” column of the table below, was considered to have occurred when the following was present: (a) loss of adhesion between the carrier and the thin sheet (visual inspection by the naked eye) Whereby the failure was believed to have occurred when the thin sheet fell from the carrier or was partially debonded therefrom); (b) Bubbling between the carrier and the thin sheet (as determined by visual inspection with the naked eye-pictures of the samples were taken before and after processing and then compared, failure occurred when the defect increased in size by the visible dimension. Decided); Or (c) increased adhesion between the carrier and the thin sheet, wherein this increased adhesion (by insertion of a razor blade between the thin sheet and the carrier, and/or a Kapton™ tape, 1" wide x 6" long By sticking the piece to a thin sheet and pulling the tape so that it is attached to a 2-3" 100 mm square thin glass (K102 series from Saint Gobain Performance Plastic, NY Dessert)) Prevents the debonding of the thin sheet from the carrier without damage, wherein the failure is if there is damage to the thin sheet or carrier in an attempt to separate the thin sheet or carrier, or the thin sheet and carrier are either of the above debonding methods. It was believed to have occurred if it could not be debonded by the performance of). In addition, after bonding the thin sheet with the carrier, and before thermal cycling, a debonding test was performed on a representative sample to perform any associated surface treatment. It was determined that the specific material it contained allowed the debonding of the thin sheet from the carrier prior to temperature cycling In the table below, the designation of “P” in the “400° C.” column indicates that the sample did not fail according to the above criteria. .

(4) 600℃까지의 온도 시험. 600℃ 공정 적합성 시험은 알윈21 아큐서모610 RTP를 사용하여 수행하였다. 얇은 시트를 포함하는 캐리어를 9.5℃/분으로 실온 내지 600℃로 순환되고, 600℃에서 600초 동안 유지되고, 이어서 1℃/분으로 300℃로 냉각되는 챔버에서 가열하였다. 이어서 캐리어 및 얇은 시트를 실온으로 냉각되도록 하였다. 하기 표의 "600℃" 칼럼에서 "F"의 표기에 의해 나타낸 바와 같은, 실패는 하기가 존재하는 경우에 일어난 것으로 여겨졌다: (a) 캐리어와 얇은 시트 사이의 접착력의 손실 (육안으로의 육안 검사에 의해, 여기서 실패는 얇은 시트가 캐리어로부터 떨어졌거나 또는 그로부터 부분적으로 탈결합된 경우 일어난 것으로 여겨졌음); (b) 캐리어와 얇은 시트 사이의 버블링 (육안으로의 육안 검사에 의해 결정된 바와 같음 - 가공 전후에 샘플의 사진을 찍은 다음 비교하였고, 실패는 결함이 육안에 보이는 치수만큼 크기가 증가한 경우 일어난 것으로 결정되었음); 또는 (c) 캐리어와 얇은 시트 사이의 증가한 접착력 (여기서 이러한 증가한 접착력이 (얇은 시트와 캐리어 사이에 면도날의 삽입에 의해, 및/또는 상기 기재된 바와 같은 캡톤™ 테이프의 조각을 얇은 시트에 붙이고 테이프를 당김으로써) 얇은 시트 또는 캐리어의 손상 없이 캐리어로부터 얇은 시트를 탈결합시키는 것을 방지하고, 여기서 실패는 얇은 시트 또는 캐리어를 분리하려는 시도시 얇은 시트 또는 캐리어의 손상이 있는 경우, 또는 얇은 시트 및 캐리어가 상기 탈결합 방법 중 어느 하나의 수행에 의해 탈착될 수 없는 경우에 일어난 것으로 여겨졌음). 또한, 얇은 시트를 캐리어와 결합시킨 후, 및 열 순환 전에, 대표 샘플에 대해 탈착 시험을 수행하여, 특정 물질, 및 임의의 연관된 표면 처리가 온도 순환 전에 캐리어로부터 얇은 시트의 탈결합을 허용함을 결정하였다. 하기 표에서, "600℃" 칼럼에서 "P"의 표기는 샘플이 상기 기준에 따라 실패하지 않았음을 나타낸다.(4) Temperature test up to 600°C. The 600° C. process suitability test was performed using an Alwin 21 Accu Thermo 610 RTP. The carrier comprising the thin sheet was circulated from room temperature to 600° C. at 9.5° C./min, held at 600° C. for 600 seconds, and then heated in a chamber cooled to 300° C. at 1° C./min. The carrier and thin sheet were then allowed to cool to room temperature. The failure, as indicated by the notation of “F” in the “600° C.” column of the table below, was considered to have occurred when the following was present: (a) loss of adhesion between the carrier and the thin sheet (visual inspection by the naked eye) Whereby the failure was believed to have occurred when the thin sheet fell from the carrier or was partially debonded therefrom); (b) Bubbling between the carrier and the thin sheet (as determined by visual inspection with the naked eye-pictures of the samples were taken before and after processing and then compared, failure occurred when the defect increased in size by the visible dimension. Decided); Or (c) increased adhesion between the carrier and the thin sheet, wherein this increased adhesion is achieved (by inserting a razor blade between the thin sheet and the carrier, and/or by attaching a piece of Kapton™ tape as described above to the thin sheet and applying the tape. By pulling) to prevent debonding of the thin sheet from the carrier without damaging the thin sheet or carrier, where the failure is if there is damage to the thin sheet or carrier when attempting to separate the thin sheet or carrier, or the thin sheet and carrier It was believed to have occurred when it could not be detached by performing any of the above debonding methods). In addition, after bonding the thin sheet with the carrier, and prior to thermal cycling, desorption tests were performed on representative samples to ensure that certain materials, and any associated surface treatments, allowed debonding of the thin sheet from the carrier before temperature cycling. I decided. In the table below, the notation of “P” in the “600° C.” column indicates that the sample did not fail according to the above criteria.

(5) 초음파 시험. 초음파 적합성 시험은 물품을 4개 탱크 라인에서 세정함으로써 수행되었고, 여기서 물품은 탱크 #1에서 탱크 #4로 순차적으로 각각의 탱크에서 가공되었다. 각각의 4개 탱크에 대한 탱크 치수는, 18.4"L x 10"W x 15"D였다. 2개 세정 탱크 (#1 및 #2)는 50℃에서 DI수 중에 일본 요코하마 소재 요코하마 오일즈 앤드 패츠 인더스트리 캄파니 리미티드(Yokohama Oils and Fats Industry Co Ltd.)로부터 입수가능한 1%세미클린(Semiclean) KG를 함유하였다. 세정 탱크 #1은 NEY 프로소닉 2 104 kHz 초음파 발생기 (뉴욕주 제임스타운 소재 블랙스톤-NEY 울트라소닉스(Blackstone-NEY Ultrasonics)로부터 입수가능함)로 교반하였고, 세정 탱크 #2는 NEY 프로소닉 2 104 kHz 초음파 발생기로 교반하였다. 2개 린스 탱크 (탱크 #3 및 탱크 #4)는 50℃에서 DI수를 함유하였다. 린스 탱크 #3은 NEY 스위프소닉 2D 72 kHz 초음파 발생기로 교반하였고 린스 탱크 #4는 NEY 스위프소닉 2D 104 kHz 초음파 발생기로 교반하였다. 공정은 각각의 탱크 #1-4에서 10분 동안 수행한 다음, 샘플을 탱크 #4로부터 제거한 후 회전 린스 건조 (SRD)를 수행하였다. 하기 표의 "초음파" 칼럼에서 "F"의 표기에 의해 나타낸 바와 같은, 실패는 하기가 존재하는 경우에 일어난 것으로 여겨졌다: (a) 캐리어와 얇은 시트 사이의 접착력의 손실 (육안으로의 육안 검사에 의해, 여기서 실패는 얇은 시트가 캐리어로부터 떨어졌거나 또는 그로부터 부분적으로 탈결합된 경우 일어난 것으로 여겨졌음); (b) 캐리어와 얇은 시트 사이의 버블링 (육안으로의 육안 검사에 의해 결정된 바와 같음 - 가공 전후에 샘플의 사진을 찍은 다음 비교하였고, 실패는 결함이 육안에 보이는 치수만큼 크기가 증가한 경우 일어난 것으로 결정되었음); 또는 (c) 다른 중대한 결함의 형성 (광학 현미경으로 50x에서 육안 검사에 의해 결정된 바와 같음, 여기서 실패는 전에는 관찰되지 않았던 얇은 시트와 캐리어 사이에 트래핑된 입자가 있는 경우 일어난 것으로 여겨졌음); 또는 (d) 얇은 시트 아래로의 물의 침투 (광학 현미경으로 50x에서 육안 검사에 의해 결정된 바와 같음, 여기서 실패는 액체 또는 잔류물이 관찰가능한 경우 일어난 것으로 결정되었음). 하기 표에서, "초음파" 칼럼에서 "P"의 표기는 샘플이 상기 기준에 따라 실패하지 않았음을 나타낸다. 또한, 하기 표에서, "초음파" 칼럼에서 빈칸 또는 "?"는 샘플을 상기 방법으로 시험하지 않았음을 나타낸다.(5) Ultrasonic test. The ultrasonic compatibility test was performed by cleaning the article in four tank lines, where the article was processed in each tank sequentially from tank #1 to tank #4. The tank dimensions for each of the four tanks were 18.4"L x 10"W x 15"D. Two cleaning tanks (#1 and #2) were in DI water at 50° C., Yokohama Oils & Pats, Yokohama, Japan. Containing 1% Semiclean KG, available from Yokohama Oils and Fats Industry Co Ltd. Cleaning tank #1 was a NEY Prosonic 2 104 kHz ultrasonic generator (Blackstone, Jamestown, NY). NEY Ultrasonics (available from Blackstone-NEY Ultrasonics) and rinse tank #2 was stirred with a NEY Prosonic 2 104 kHz ultrasonic generator, two rinse tanks (tank #3 and tank #4) at 50°C. Rinse tank #3 was stirred with a NEY SweepSonic 2D 72 kHz ultrasonic generator and rinse tank #4 was agitated with a NEY SweepSonic 2D 104 kHz ultrasonic generator The process was 10 in each tank #1-4. After running for a minute, a rotary rinse drying (SRD) was performed after the sample was removed from tank # 4. As indicated by the notation of “F” in the “ultrasonic” column of the table below, the failure is when the following is present. It was believed to have occurred: (a) loss of adhesion between the carrier and the thin sheet (by visual inspection, where the failure was believed to have occurred if the thin sheet fell from the carrier or partially debonded therefrom); ( b) bubbling between the carrier and the thin sheet (as determined by visual inspection with the naked eye-pictures of the samples were taken before and after processing and then compared, and the failure was determined to have occurred when the defect increased in size by the visible dimension. Or (c) formation of other significant defects (as determined by visual inspection at 50x with an optical microscope, where the failure occurred when there were particles trapped between the thin sheet and the carrier that were not previously observed); or (c) the formation of other significant defects (as determined by visual inspection at 50x with an optical microscope); Was considered); Or (d) penetration of water down the thin sheet (as determined by visual inspection at 50x with an optical microscope, where the failure was determined to have occurred if the liquid or residue was observable). In the table below, the notation of "P" in the "ultrasonic" column indicates that the sample did not fail according to the above criteria. In addition, in the table below, a blank or "?" in the "ultrasonic" column indicates that the sample was not tested by the above method.

가열에 의한 히드록실 감소를 통한 결합 표면의 제조Preparation of bonding surface through reduction of hydroxyl by heating

물품(2)이 FPD 가공을 성공적으로 겪을 수 있도록 결합 표면(14, 24) 중 하나 이상을 표면 개질 층(30)으로 개질시킨 이점 (즉, 얇은 시트(20)가 가공 동안에 캐리어(10)에 결합된 채 있지만, 고온 가공을 비롯한 가공 후에 캐리어(10)로부터 분리될 수 있음)은 유리 캐리어(10) 및 얇은 유리 시트(20)를 그들 사이에 표면 개질 층(30) 없이 갖는 물품(2)을 가공함으로써 입증되었다. 특히, 먼저 가열하여 히드록실 기를 감소시킴으로써, 그러나 표면 개질 층(30) 없이, 결합 표면(14, 24)의 제조를 시도하였다. 캐리어(10) 및 얇은 시트(20)를 세정하였고, 결합 표면(14 및 24)을 서로 결합시킨 다음, 물품(2)을 시험하였다. 결합용 유리를 제조하는 전형적인 세정 공정은 유리가 묽은 과산화수소 및 염기 (통상적으로 수산화암모늄이지만 수산화테트라메틸암모늄 용액, 예를 들어 JT 베이커(Baker) JTB-100 또는 JTB-111을 또한 사용할 수 있음)에서 세정되는 SC1 세정 공정이다. 세정은 결합 표면으로부터 입자를 제거하고, 공지된 표면 에너지를 만들며, 즉 이것은 표면 에너지의 기준치를 제공한다. 세정의 방식이 SC1일 필요는 없고, 세정의 유형이 표면 상의 실란올 기에 단지 매우 적은 영향만을 가질 수 있기 때문에, 세정의 다른 유형을 사용할 수도 있다. 다양한 시험의 결과가 하기 표 1에 기재되어 있다.The advantage of modifying one or more of the bonding surfaces 14, 24 with a surface modification layer 30 so that the article 2 can successfully undergo FPD processing (i.e., the thin sheet 20 is applied to the carrier 10 during processing. An article (2) having a glass carrier (10) and a thin glass sheet (20) without a surface modification layer (30) therebetween, which remain bonded but can be separated from the carrier (10) after processing, including high-temperature processing It was proved by processing. In particular, it was attempted to prepare the bonding surfaces 14 and 24 by first heating to reduce the hydroxyl groups, but without the surface modification layer 30. The carrier 10 and thin sheet 20 were cleaned, the bonding surfaces 14 and 24 were bonded together, and then the article 2 was tested. A typical cleaning process for making bonding glasses is in dilute hydrogen peroxide and base (usually ammonium hydroxide, but a solution of tetramethylammonium hydroxide, for example JT Baker JTB-100 or JTB-111 can also be used). It is an SC1 cleaning process that is cleaned. Cleaning removes particles from the bonding surface and creates a known surface energy, ie it provides a baseline for the surface energy. Other types of cleaning may also be used, since the mode of cleaning need not be SC1, and the type of cleaning can have only very little effect on the silanol groups on the surface. The results of various tests are shown in Table 1 below.

강하지만 분리가능한 초기, 실온 또는 반 데르 발스 및/또는 수소-결합은, 각각 이글(Eagle) XG® 디스플레이 유리 (뉴욕주 코닝 소재 코닝 인코포레이티드(Corning Incorporated)로부터 입수가능한, 대략 0.2 nm의 평균 표면 조도 Ra를 갖는, 알칼리-무함유, 알루미노-보로-실리케이트 유리)를 포함하는, 100 mm 정사각형 x 100 마이크로미터 두께의 얇은 유리 시트, 및 150mm 직경 단일 평균 플랫 (SMF) 웨이퍼 0.50 또는 0.63 mm 두께의 유리 캐리어를 단순히 세정함으로써 생성되었다. 상기 실시예에서, 유리는 40:1:2 DI수:JTB-111:과산화수소의 65℃ 조에서 10분 세정하였다. 얇은 유리 또는 유리 캐리어는 잔류 물을 제거하기 위해 질소에서 10분 동안 400℃에서 어닐링될 수 있거나 또는 어닐링되지 않을 수 있다 - 하기 표 1에서 "캐리어" 칼럼 또는 "얇은 유리" 칼럼에서의 표기 "400℃"는 샘플이 질소에서 10분 동안 400℃에서 어닐링되었음을 나타낸다. FPD 공정 적합성 시험은 상기 SC1-SC1 초기, 실온, 결합이 진공, SRD 및 초음파 시험을 통과하기에 충분히 기계적으로 강함을 입증한다. 그러나, 400℃ 및 그 초과에서의 가열은 얇은 유리 및 캐리어 사이의 영구 결합을 유발했고, 즉 얇은 유리 시트는 얇은 유리 시트 및 캐리어 중 하나 또는 둘 다의 손상 없이 캐리어로부터 제거될 수 없었다. 그리고 이것은, 각각의 캐리어 및 얇은 유리가 표면 히드록실의 농도를 감소시키기 위해 어닐링 단계를 가졌던 실시예 1c의 경우에도 사실이었다. 따라서, 가열 단독을 통한 결합 표면(14, 24)의 상기-기재된 제조 및 이어서 표면 개질 층(30) 없이, 캐리어(10) 및 얇은 시트(12)의 결합은, 온도가 ≥ 400℃일 FPD 공정에 적합한 제어된 결합이 아니다.Strong but separable initial, room temperature or van der Waals and/or hydrogen-bonds, respectively, of approximately 0.2 nm, available from Eagle XG® display glass (Corning Incorporated, Corning, NY). 100 mm square x 100 micron thick thin glass sheet, including alkali-free, alumino-boro-silicate glass, having an average surface roughness Ra, and a 150 mm diameter single average flat (SMF) wafer 0.50 or 0.63 It was created by simply cleaning the mm thick glass carrier. In the above example, the glass was washed in a 65° C. bath of 40:1:2 DI water:JTB-111:hydrogen peroxide for 10 minutes. The thin glass or glass carrier may or may not be annealed at 400° C. for 10 minutes in nitrogen to remove residual water-the designation “400 in the “carrier” column or “thin glass” column in Table 1 below. "°C" indicates that the sample was annealed at 400°C for 10 minutes in nitrogen. The FPD process suitability test demonstrates that the SC1-SC1 initial, room temperature, bond is mechanically strong enough to pass vacuum, SRD and ultrasonic tests. However, heating at 400° C. and above resulted in a permanent bond between the thin glass and the carrier, ie the thin glass sheet could not be removed from the carrier without damage to one or both of the thin glass sheet and the carrier. And this was also true for Example 1c, where each carrier and thin glass had an annealing step to reduce the concentration of surface hydroxyl. Thus, the above-described preparation of the bonding surfaces 14, 24 through heating alone and subsequently bonding of the carrier 10 and the thin sheet 12, without the surface modification layer 30, is a FPD process where the temperature is ≥ 400°C. Is not suitable for controlled binding.

<표 1> - SC1-처리된 유리 결합 표면의 공정 적합성 시험<Table 1>-Process suitability test of SC1-treated glass bonding surface

Figure 112015099077765-pct00007
Figure 112015099077765-pct00007

히드록실 감소 및 표면 개질 층에 의한 결합 표면의 제조Preparation of bonding surface by hydroxyl reduction and surface modification layer

예를 들어 열 처리에 의한 것과 같은 히드록실 감소, 및 표면 개질 층(30)을 함께 사용하여 결합 표면(14, 24)의 상호작용을 제어할 수 있다. 예를 들어, 결합 표면(14, 24)의 결합 에너지 (극성/분산 에너지 성분으로 인한 실온에서의 반 데르 발스 및/또는 수소-결합, 및 공유 에너지 성분으로 인한 고온에서의 공유 결합 둘 다)는, 실온 결합이 어려운 것에서부터, 용이한 실온 결합 및 고온 가공 후 결합 표면의 분리를 허용하는 것, - 고온 가공 후 - 표면이 손상 없이 분리되는 것을 방지하는 것까지 변하는 결합 강도를 제공하도록 제어될 수 있다. 일부 적용에서, (표면이 US '727의 얇은 시트/캐리어 개념에서 기재된 바와 같고 하기 기재된 바와 같은 "비-결합" 영역에 존재하는 경우에) 결합을 갖지 않거나 또는 매우 약한 결합을 갖는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어 FPD 공정 등을 위한 재-사용가능한 캐리어를 제공하는 다른 적용 (여기서 공정 온도 ≥ 500℃, 또는 ≥ 600℃, 및 650℃ 이하가 달성될 수 있음)에서는, 실온에서 처음에 얇은 시트와 캐리어를 함께 합하기에 충분한 반 데르 발스 및/또는 수소-결합을 갖지만 고온 공유 결합은 방지하거나 또는 제한하는 것이 바람직하다. 또 다른 적용을 위해, (표면이 US '727의 얇은 시트/캐리어 개념에서 기재된 바와 같고 하기 논의된 바와 같은 "결합 영역"에 존재하는 경우에) 처음에 얇은 유리와 캐리어를 함께 합하기 위한 충분한 실온 결합을 갖고, 또한 고온에서 강한 공유 결합을 발생시키는 것이 바람직할 수 있다. 이론에 얽매이는 것을 원하지는 않지만, 일부 경우에서 얇은 시트와 캐리어가 처음에 함께 합해지는 실온 결합을 표면 개질 층을 사용하여 제어할 수 있고, 반면에 표면 상의 히드록실 기의 (예를 들어, 표면 가열에 의한, 또는 히드록실 기와 표면 개질 층과의 반응에 의한) 감소를 사용하여, 특히 고온에서의 공유 결합을 제어할 수 있다.Hydroxyl reduction, such as, for example, by heat treatment, and the surface modification layer 30 can be used together to control the interaction of the bonding surfaces 14 and 24. For example, the binding energy of the bonding surfaces 14, 24 (both van der Waals and/or hydrogen-bonds at room temperature due to the polar/dispersive energy component, and covalent bonds at high temperature due to the covalent energy component) It can be controlled to provide varying bond strength, from difficult room temperature bonding to allowing easy room temperature bonding and separation of the bonding surface after high temperature processing,-after high temperature processing-preventing the surface from separating without damage. have. In some applications, it may be desirable to have no or very weak bonds (when the surface is as described in the thin sheet/carrier concept of US '727 and is present in a “non-bonding” region as described below). have. In other applications that provide re-usable carriers, for example for FPD processes, etc., where process temperatures ≥ 500° C., or ≥ 600° C., and 650° C. or less can be achieved, initially at room temperature with thin sheets and It is preferred to have sufficient van der Waals and/or hydrogen-bonds to bond the carriers together, but to prevent or limit hot covalent bonds. For another application, sufficient room temperature to initially join the thin glass and carrier together (if the surface is as described in the thin sheet/carrier concept of US '727 and is present in the “bonding region” as discussed below). It may be desirable to have bonds and also generate strong covalent bonds at high temperatures. While not wishing to be bound by theory, in some cases the room temperature bonding where the thin sheet and the carrier are initially joined together can be controlled using a surface modification layer, while the hydroxyl groups on the surface (e.g., surface heating Reduction by or by reaction of hydroxyl groups with the surface modification layer can be used to control covalent bonding, especially at high temperatures.

표면 개질 층(30)에 대한 물질은 에너지를 갖는 (예를 들어, 한 표면에서 측정된 바와 같은 에너지 < 40 mJ/m2, 및 극성 및 분산 성분 포함) 결합 표면(14, 24)을 제공할 수 있고, 이에 따라 표면은 오로지 약한 결합만을 생성한다. 한 예에서, 헥사메틸디실라잔 (HMDS)은 표면 히드록실과 반응하여 트리메틸실릴 (TMS) 말단 표면을 남김으로써 이러한 낮은 에너지 표면을 유발하도록 사용될 수 있다. 히드록실 농도를 감소시키도록 표면 가열을 하면서 표면 개질 층으로서 HMDS를 함께 사용하여 실온 및 고온 결합 둘 다를 제어할 수 있다. 각 결합 표면(14, 24)에 적합한 결합 표면 제조법을 선택함으로써, 다양한 능력을 갖는 물품을 달성할 수 있다. 보다 특히, LTPS 가공을 위해 재사용가능한 캐리어를 제공하는데 흥미로운 것 중에, 각각의 진공 SRD, 400℃ (부분 a 및 c), 및 600℃ (부분 a 및 c), 가공 시험을 견뎌내도록 (또는 통과하도록) 얇은 유리 시트(20)와 유리 캐리어(10) 사이에 적합한 결합을 이룰 수 있다.The material for the surface modification layer 30 will provide a bonding surface 14, 24 having energy (e.g., energy <40 mJ/m 2 as measured on one surface, and including polar and dispersive components). And thus the surface only creates weak bonds. In one example, hexamethyldisilazane (HMDS) can be used to cause this low energy surface by reacting with surface hydroxyls, leaving a trimethylsilyl (TMS) terminal surface. Both room temperature and high temperature bonding can be controlled by using HMDS together as a surface modification layer while surface heating to reduce the hydroxyl concentration. By selecting a bonding surface preparation method suitable for each bonding surface 14, 24, articles having various capabilities can be achieved. More particularly, among those of interest in providing reusable carriers for LTPS processing, each vacuum SRD, 400° C. (parts a and c), and 600° C. (parts a and c), to withstand (or pass) processing tests. ) A suitable bonding can be achieved between the thin glass sheet 20 and the glass carrier 10.

한 예에서, SC1 세정 후의 얇은 유리 및 캐리어 둘 다의 HMDS 처리는 반 데르 발스 (및/또는 수소 결합) 힘으로 실온에서 결합시키기에 곤란한 약하게 결합된 표면을 생성한다. 기계적 힘을 가해 얇은 유리를 캐리어에 결합시킨다. 표 2의 실시예 2a에 나타낸 바와 같이, 상기 결합은 충분히 약하여 캐리어의 휨이 진공 시험 및 SRD 가공에서 관찰되고, 버블링 (아마 기체방출 때문)이 400℃ 및 600℃ 열 공정에서 관찰되었고, 미립자 결함이 초음파 가공 후에 관찰되었다.In one example, HMDS treatment of both thin glass and carrier after SC1 cleaning produces a weakly bonded surface that is difficult to bond at room temperature with Van der Waals (and/or hydrogen bonding) forces. Mechanical force is applied to bond the thin glass to the carrier. As shown in Example 2a of Table 2, the bonding was sufficiently weak that the warpage of the carrier was observed in the vacuum test and SRD processing, and bubbling (possibly due to outgassing) was observed in the thermal process at 400°C and 600°C Defects were observed after ultrasonic processing.

또 다른 실시예에서, 단지 한 표면 (인용된 예에서는 캐리어)의 HMDS 처리는 진공 및 SRD 가공을 견뎌내는 보다 강한 실온 접착력을 생성한다. 그러나, 400℃ 이상에서의 열 공정은 얇은 유리를 캐리어에 영구히 결합시켰다. 이것은 실리카에 대한 트리메틸실릴 기의 최대 표면 피복률이 문헌 [Sindorf and Maciel, J. Phys. Chem. 1982, 86, 5208-5219]에서 2.8/nm2인 것으로 계산되었고, 문헌 [Suratwala et. al., Journal of Non-Crystalline Solids 316 (2003) 349-363]에서, 완전히 히드록실화된 실리카의 경우 4.6-4.9/nm2의 히드록실 농도에 비해, 2.7/nm2로서 측정되었기 때문에 예상 밖의 일은 아니다. 즉, 트리메틸실릴 기가 일부 표면 히드록실과 결합하지만, 일부 결합되지 않은 히드록실이 남아 있을 것이다. 따라서 충분한 시간 및 온도를 고려하면 얇은 유리와 캐리어를 영구적으로 결합시키는 표면 실란올 기의 축합이 예상될 것이다.In another embodiment, HMDS treatment of only one surface (carrier in the cited example) produces a stronger room temperature adhesion that withstands vacuum and SRD processing. However, thermal processes above 400° C. permanently bonded the thin glass to the carrier. This indicates that the maximum surface coverage of trimethylsilyl groups on silica is described in Sindorf and Maciel, J. Phys. Chem. 1982, 86, 5208-5219], it was calculated to be 2.8/nm 2 and described in Suratwala et. al., Journal of Non-Crystalline Solids 316 (2003) 349-363], compared to the hydroxyl concentration of 4.6-4.9/nm 2 in the case of completely hydroxylated silica, it was unexpected because it was measured as 2.7/nm 2. It's not a job. That is, the trimethylsilyl group will bond with some surface hydroxyl, but some unbound hydroxyl will remain. Therefore, considering sufficient time and temperature, condensation of surface silanol groups that permanently bonds the thin glass and the carrier will be expected.

HMDS 노출 전에 표면 히드록실 농도를 감소시키도록 유리 표면을 가열하여 표면 에너지의 증가된 극성 성분을 유도함으로써 변화된 표면 에너지가 생성될 수 있다. 이것은 고온에서 공유 Si-O-Si 결합의 형성을 위한 구동력을 감소시킬 뿐만 아니라 보다 강한 실온 결합, 예를 들어 반 데르 발스 (및/또는 수소) 결합을 유도한다. 도 4는 어닐링 후, 및 HMDS 처리 후 이글 XG® 디스플레이 유리 캐리어의 표면 에너지를 나타낸다. HMDS 노출 전에 상승된 어닐링 온도는 극성 기여 (선(404))를 증가시킴으로써 HMDS 노출 후 전체 (극성 및 분산) 표면 에너지 (선(402))를 증가시킨다. 또한 전체 표면 에너지에 대한 분산 기여 (선(406))는 열 처리에 의해 크게 변하지 않은 채 남아 있는 것으로 보여진다. 이론에 의해 얽매이는 것을 원하지 않지만, HMDS 처리 후 표면에서의 극성 성분의 증가, 및 이에 따른 전체 에너지의 증가는 HMDS에 의한 하위-단층 TMS 피복률 때문에 HMDS 처리 후에도 일부 노출된 유리 표면 영역이 존재한다는 점에 기인한 것으로 보인다.The altered surface energy can be created by heating the glass surface to reduce the surface hydroxyl concentration prior to HMDS exposure, leading to an increased polar component of the surface energy. This not only reduces the driving force for the formation of covalent Si-O-Si bonds at high temperatures, but also leads to stronger room temperature bonds, such as van der Waals (and/or hydrogen) bonds. 4 shows the surface energy of the Eagle XG® display glass carrier after annealing and after HMDS treatment. The elevated annealing temperature prior to HMDS exposure increases the total (polar and disperse) surface energy (line 402) after HMDS exposure by increasing the polarity contribution (line 404). It is also shown that the dispersion contribution to the total surface energy (line 406) remains largely unchanged by the heat treatment. While not wishing to be bound by theory, the increase in the polar component at the surface after HMDS treatment, and hence the increase in total energy, is that some exposed glass surface areas exist even after HMDS treatment because of the sub-monolayer TMS coverage by HMDS. It seems to be caused by.

실시예 2b에서, 얇은 유리 시트를 HMDS의 코팅을 갖는 비-열-처리된 캐리어와 결합하기 전에 150℃의 온도에서 진공 하에 1시간 동안 가열하였다. 얇은 유리 시트의 상기 열 처리는 ≥ 400℃ 온도에서 캐리어에 대한 얇은 유리 시트의 영구 결합을 방지하기에 충분하지 않았다.In Example 2b, the thin glass sheet was heated under vacuum at a temperature of 150° C. for 1 hour before bonding with a non-heat-treated carrier with a coating of HMDS. This heat treatment of the thin glass sheet was not sufficient to prevent the permanent bonding of the thin glass sheet to the carrier at a temperature of ≧400°C.

표 2의 실시예 2c-2e에 나타낸 바와 같이, HMDS 노출 전에 유리 표면의 어닐링 온도를 변화시키면 유리 캐리어와 얇은 유리 시트 사이의 결합을 제어하도록 유리 표면의 결합 에너지를 변화시킬 수 있다.As shown in Examples 2c-2e of Table 2, changing the annealing temperature of the glass surface prior to HMDS exposure can change the binding energy of the glass surface to control the bonding between the glass carrier and the thin glass sheet.

실시예 2c에서, 캐리어를 190℃의 온도에서 진공 하에 1시간 동안 어닐링한 후, HMDS 노출을 수행하여 표면 개질 층(30)을 제공하였다. 또한, 얇은 유리 시트를 캐리어와 결합시키기 전에 450℃에서 진공 하에 1시간 동안 어닐링하였다. 생성된 물품은 진공, SRD, 및 400℃ 시험 (부분 a 및 c, 그러나 증가한 버블링이 있어서 부분 b를 통과하지 못했음)을 견뎌 냈지만, 600℃ 시험에 실패하였다. 따라서, 실시예 2b에 비해 고온 결합에 대해 증가한 저항성은 있지만, 이것은 캐리어가 재사용가능한 ≥ 600℃ 온도에서의 가공 (예를 들어 LTPS 가공)을 위한 물품을 제조하기에는 충분하지 않았다.In Example 2c, the carrier was annealed for 1 hour under vacuum at a temperature of 190° C., and then HMDS exposure was performed to provide the surface modification layer 30. In addition, the thin glass sheet was annealed for 1 hour under vacuum at 450° C. before bonding with the carrier. The resulting article survived the vacuum, SRD, and 400° C. tests (parts a and c, but failed to pass part b due to increased bubbling), but failed the 600° C. test. Thus, there is an increased resistance to hot bonding compared to Example 2b, but this is not sufficient to make an article for processing at temperatures ≧600° C. where the carrier is reusable (eg LTPS processing).

실시예 2d에서, 캐리어를 340℃의 온도에서 진공 하에 1시간 동안 어닐링한 후, HMDS 노출을 수행하여, 표면 개질 층(30)을 제공하였다. 다시, 얇은 유리 시트를 캐리어와 결합시키기 전에 450℃에서 1시간 동안 진공 하에 어닐링하였다. 결과는 실시예 2c의 결과와 유사하였고, 물품은 진공, SRD, 및 400℃ 시험 (부분 a 및 c, 그러나 증가한 버블링이 있어서 부분 b를 통과하지 못했음)을 견뎌 냈지만, 600℃ 시험에 실패했다.In Example 2d, the carrier was annealed for 1 hour under vacuum at a temperature of 340° C., followed by HMDS exposure, to provide a surface modification layer 30. Again, the thin glass sheet was annealed under vacuum at 450° C. for 1 hour before bonding with the carrier. The results were similar to those of Example 2c, and the article withstood the vacuum, SRD, and 400°C tests (parts a and c, but did not pass part b due to increased bubbling), but failed the 600°C test. .

실시예 2e에 나타낸 바와 같이, 얇은 유리 및 캐리어 둘 다를 450℃에서 진공 하에 1시간 동안 어닐링한 후, 캐리어의 HMDS 노출을 수행하고, 이어서 캐리어 및 얇은 유리 시트를 결합시키는 것은, 영구 결합에 대한 온도 저항성을 개선시킨다. 양쪽 표면의 450℃로의 어닐링은 600℃에서 10분 동안 RTP 어닐링 후 영구 결합을 방지하며, 즉 상기 샘플은 600℃ 가공 시험 (부분 a 및 c, 그러나 증가한 버블링이 있어서 부분 b를 통과하지 못했음; 유사한 결과는 400℃ 시험의 경우에 관찰되었음)을 통과하였다.As shown in Example 2e, after annealing both the thin glass and the carrier under vacuum at 450° C. for 1 hour, the HMDS exposure of the carrier was performed, and then bonding the carrier and the thin glass sheet was performed at the temperature for permanent bonding. Improves resistance. Annealing of both surfaces to 450° C. prevents permanent bonding after RTP annealing at 600° C. for 10 minutes, ie the sample failed to pass 600° C. processing tests (parts a and c, but part b due to increased bubbling; Similar results were observed in the case of the 400° C. test).

<표 2> - HMDS 표면 개질 층의 공정 적합성 시험<Table 2>-Process suitability test of HMDS surface modified layer

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Figure 112015099077765-pct00008

상기 실시예 2a 내지 2e에서, 각각의 캐리어 및 얇은 시트는 이글 XG® 유리이었으며, 여기서 캐리어는 150 mm 직경 SMF 웨이퍼 630 마이크로미터 두께이고, 얇은 시트는 100 mm 정사각형 100 마이크로미터 두께이다. HMDS를 YES-5 HMDS 오븐 (캘리포니아주 산호세 소재의 일드 엔지니어링 시스템즈(Yield Engineering Systems)로부터 입수가능함)에서 펄스 증착에 의해 도포하였고, 이는 일 원자 층 두께이었고 (즉, 약 0.2 내지 1 nm) 다만 표면 피복은 일 단층 미만일 수 있고, 즉 표면 히드록실 중 일부가 마시엘(Maciel)에 의해 기재되고 상기 논의된 바와 같이 HMDS에 의해 피복되지 않을 수 있다. 표면 개질 층에서의 작은 두께 때문에, 장치 제작시 오염을 유발할 수 있는 기체방출의 위험이 거의 없다. 또한, "SC1" 표기에 의해 표 2에 나타낸 바와 같이, 각각의 캐리어 및 얇은 시트는 열 처리 또는 임의의 후속적 HMDS 처리 전에 SC1 공정을 사용하여 세정되었다.In Examples 2a-2e above, each carrier and thin sheet was Eagle XG® glass, wherein the carrier was a 150 mm diameter SMF wafer 630 micrometers thick, and the thin sheet 100 mm square 100 micrometers thick. HMDS was applied by pulse evaporation in a YES-5 HMDS oven (available from Yield Engineering Systems, San Jose, Calif.), which was one atomic layer thick (i.e., about 0.2 to 1 nm), but only the surface The coating may be less than a single layer, ie some of the surface hydroxyls may be described by Maciel and not covered by HMDS as discussed above. Due to the small thickness in the surface modification layer, there is little risk of outgassing which can cause contamination in device fabrication. In addition, as indicated in Table 2 by the notation "SC1", each carrier and thin sheet was cleaned using the SC1 process prior to heat treatment or any subsequent HMDS treatment.

실시예 2b와 실시예 2a의 비교는 얇은 시트와 캐리어 사이의 결합 에너지가 표면 개질 층을 포함하는 표면의 수를 변화시킴으로써 제어될 수 있음을 나타낸다. 그리고 결합 에너지의 제어를 사용하여 두 결합 표면 사이의 결합력을 제어할 수 있다. 또한, 실시예 2b-2e의 비교는, 표면의 결합 에너지가 표면 개질 물질의 적용 전에 결합 표면에 실시된 열 처리의 파라미터를 변화시킴으로써 제어될 수 있음을 나타낸다. 다시, 열 처리를 사용하여 표면 히드록실의 수를 감소시킬 수 있고, 따라서, 공유 결합도, 특히 고온에서의 공유 결합도를 제어할 수 있다.The comparison of Example 2b and Example 2a shows that the bonding energy between the thin sheet and the carrier can be controlled by varying the number of surfaces comprising the surface modification layer. And the bonding force between the two bonding surfaces can be controlled using the control of the bonding energy. Further, the comparison of Examples 2b-2e shows that the bonding energy of the surface can be controlled by changing the parameters of the heat treatment conducted on the bonding surface prior to application of the surface modifying material. Again, heat treatment can be used to reduce the number of surface hydroxyls, and thus, the degree of covalent bonding, especially at high temperatures, can be controlled.

결합 표면 상에서 표면 에너지를 제어하는데 상이한 방식으로 작용할 수 있는 다른 물질이, 두 표면 사이의 실온 및 고온 결합력을 제어하도록 표면 개질 층(30)에 대해 사용될 수 있다. 예를 들어, 하나 또는 양쪽 결합 표면을, 승온에서 캐리어와 얇은 시트 사이의 강한 영구 공유 결합의 형성을 방지하도록 종, 예를 들어 히드록실을 피복하거나 또는 입체적으로 방해하는 표면 개질 층으로 개질시켜 중간정도의 결합력을 생성하는 경우 재사용가능한 캐리어가 또한 생성될 수 있다. 가변 표면 에너지를 생성하고, 표면 히드록실을 피복하여 공유 결합의 형성을 방지하는 한 방법은, 플라즈마 중합체 필름, 예를 들어 플루오로중합체 필름의 침착이다. 플라즈마 중합은 대기압 또는 감압, 및 공급원 기체, 예를 들어 플루오로카본 공급원 (CF4, CHF3, C2F6, C3F6, C2F2, CH3F, C4F8, 클로로플루오로 카본, 또는 히드로클로로플루오로 카본 포함), 탄화수소, 예를 들어 알칸 (메탄, 에탄, 프로판, 부탄 포함), 알켄 (에틸렌, 프로필렌 포함), 알킨 (아세틸렌 포함), 및 방향족화합물 (벤젠, 톨루엔 포함), 수소, 및 기타 기체 공급원, 예를 들어 SF6으로부터의 플라즈마 여기 (DC 또는 RF 평행 플레이트, 유도 결합 플라즈마 (ICP) 전자 사이클로트론 공명 (ECR) 다운스트림 마이크로파 또는 RF 플라즈마) 하에 얇은 중합체 필름을 침착시킨다. 플라즈마 중합은 고도로 가교된 물질의 층을 생성한다. 반응 조건 및 공급원 기체의 제어를 사용하여 관능기를 바람직한 적용에 맞추도록 필름 두께, 밀도, 및 화학적 성질을 제어할 수 있다.Other materials that can act in different ways to control the surface energy on the bonding surface can be used for the surface modification layer 30 to control the room temperature and high temperature bonding forces between the two surfaces. For example, by modifying one or both bonding surfaces with a surface modification layer that sterically hinders or coats a species such as hydroxyl to prevent the formation of strong permanent covalent bonds between the carrier and the thin sheet at elevated temperature. Reusable carriers can also be created if they create a degree of bonding force. One way to generate variable surface energy and to coat surface hydroxyls to prevent the formation of covalent bonds is the deposition of a plasma polymer film, for example a fluoropolymer film. Plasma polymerization can be carried out at atmospheric pressure or reduced pressure, and source gases such as fluorocarbon sources (including CF4, CHF3, C2F6, C3F6, C2F2, CH3F, C4F8, chlorofluorocarbons, or hydrochlorofluorocarbons), hydrocarbons, e.g. For example, from alkanes (including methane, ethane, propane, butane), alkenes (including ethylene, propylene), alkynes (including acetylene), and aromatics (including benzene, toluene), hydrogen, and other gas sources, such as SF6. A thin polymer film is deposited under plasma excitation (DC or RF parallel plate, inductively coupled plasma (ICP) electron cyclotron resonance (ECR) downstream microwave or RF plasma). Plasma polymerization produces a layer of highly crosslinked material. The reaction conditions and control of the source gas can be used to control the film thickness, density, and chemistry to tailor the functional groups to the desired application.

도 5는 옥스포드(Oxford) ICP380 에치 툴 (영국 옥스포드셔 소재 옥스포드 인스트루먼츠(Oxford Instruments)로부터 입수가능함)을 이용하여 CF4-C4F8 혼합물로부터 침착된 플라즈마 중합된 플루오로중합체 (PPFP) 필름의 전체 (선(502)) 표면 에너지 (극성 (선(504)) 및 분산 (선(506)) 성분 포함)를 나타낸다. 필름은 이글 XG® 유리의 시트 상에 침착되었고, 분광학적 타원편광측정법은 필름이 1-10 nm 두께인 것을 나타내었다. 도 5로부터 알 수 있듯이, 40% 미만의 C4F8을 함유하는 플라즈마 중합된 플루오로중합체 필름으로 처리된 유리 캐리어는 >40 mJ/m2 표면 에너지를 나타내고, 실온에서 반 데르 발스 또는 수소 결합에 의해 얇은 유리와 캐리어 사이의 제어된 결합을 생성한다. 용이화된 결합은 초기에 실온에서 캐리어 및 얇은 유리를 결합시키는 경우에 관찰된다. 즉, 얇은 시트를 캐리어 상에 놓고, 이들을 한 지점에서 함께 가압한 경우, 파면이 캐리어 전체를 가로질러, 그러나 그 위에 표면 개질 층을 갖지 않은 SC1 처리된 표면의 경우에 관찰된 것보다 느린 속도로 이동한다. 제어된 결합은 진공, 습식, 초음파, 및 600℃ 이하의 열 공정을 비롯한 모든 표준 FPD 공정을 견뎌내기에 충분하고, 즉 상기 제어된 결합은 캐리어로부터 얇은 유리의 움직임 또는 층간박리 없이 600℃ 가공 시험을 통과하였다. 탈결합은 상기 기재된 바와 같이 면도날 및/또는 캡톤™ 테이프로 박리함으로써 달성되었다. 2개의 상이한 PPFP 필름 (상기 기재된 바와 같이 침착됨)의 공정 적합성은 표 3에 나타나 있다. 실시예 3a의 PPFP 1은 C4F8/(C4F8+CF4)=0으로 형성되었고, 즉 C4F8이 아닌 CF4/H2로 형성되었고, 실시예 3b의 PPFP 2는 C4F8/(C4F8+CF4)=0.38로 침착되었다. 양쪽 유형의 PPFP 필름은 진공, SRD, 400℃ 및 600℃ 가공 시험을 견뎌 냈다. 그러나, 20분의 PPFP 2의 초음파 세정 후에 이러한 가공을 견뎌내기에 불충분한 접착력을 나타내는 층간박리가 관찰된다. 그럼에도 불구하고, PPFP2의 표면 개질 층은, 초음파 가공이 필요하지 않는 경우처럼, 일부 적용에 유용할 수 있다.FIG. 5 shows the overall (line (line) of plasma polymerized fluoropolymer (PPFP) film deposited from a CF4-C4F8 mixture using an Oxford ICP380 etch tool (available from Oxford Instruments, Oxfordshire, UK). 502)) surface energy (including polarity (line 504) and dispersion (line 506) components). The film was deposited on a sheet of Eagle XG® glass, and spectroscopic ellipsometry indicated that the film was 1-10 nm thick. As can be seen from Figure 5, the glass carrier treated with a plasma polymerized fluoropolymer film containing less than 40% C4F8 exhibits >40 mJ/m 2 surface energy, and is thin by van der Waals or hydrogen bonding at room temperature. It creates a controlled bond between the glass and the carrier. Facilitated bonding is observed when initially bonding the carrier and thin glass at room temperature. That is, if thin sheets were placed on the carrier and pressed together at one point, the wavefront would cross the entire carrier, but at a slower rate than observed in the case of an SC1 treated surface that did not have a surface modification layer thereon. Move. Controlled bonding is sufficient to withstand all standard FPD processes including vacuum, wet, ultrasonic, and thermal processes below 600°C, i.e., the controlled bonding is subjected to 600°C processing tests without delamination or motion of thin glass from the carrier. Passed. Debonding was achieved by peeling with a razor blade and/or Kapton™ tape as described above. The process suitability of two different PPFP films (deposited as described above) is shown in Table 3. PPFP 1 of Example 3a was formed with C4F8/(C4F8+CF4)=0, that is, formed with CF4/H2 instead of C4F8, and PPFP 2 of Example 3b was deposited with C4F8/(C4F8+CF4)=0.38. . Both types of PPFP films withstood vacuum, SRD, 400°C and 600°C processing tests. However, after 20 minutes of ultrasonic cleaning of PPFP 2, delamination was observed showing insufficient adhesion to withstand this processing. Nevertheless, the surface modification layer of PPFP2 can be useful for some applications, such as when ultrasonic processing is not required.

<표 3> - PPFP 표면 개질 층의 공정 적합성 시험<Table 3>-Process suitability test of PPFP surface modified layer

Figure 112015099077765-pct00009
Figure 112015099077765-pct00009

상기 실시예 3a 및 3b에서, 각각의 캐리어 및 얇은 시트는 이글 XG® 유리였고, 여기서 캐리어는 150mm 직경 SMF 웨이퍼 630 마이크로미터 두께이고, 얇은 시트는 100 정사각형 mm 100 마이크로미터 두께이다. 표면 개질 층에서의 작은 두께 때문에, 장치 제작시 오염을 유발할 수 있는 기체방출의 위험이 적다. 또한, 표면 개질 층이 다시 분해되는 것으로 보이지 않았기 때문에, 기체방출의 위험이 보다 더 적다. 또한, 표 3에 나타낸 바와 같이, 각각의 얇은 시트를 150℃에서 1시간 동안 진공 하에 열 처리하기 전에 SC1 공정을 사용하여 세정하였다.In Examples 3a and 3b above, each carrier and thin sheet was Eagle XG® glass, wherein the carrier was a 150 mm diameter SMF wafer 630 micrometers thick, and the thin sheet was 100 square mm 100 micrometers thick. Due to the small thickness in the surface modification layer, there is little risk of outgassing which can cause contamination during device fabrication. Also, since the surface modification layer did not appear to degrade again, the risk of outgassing is less. In addition, as shown in Table 3, each thin sheet was cleaned using an SC1 process before heat treatment at 150° C. for 1 hour under vacuum.

표면 에너지를 제어하는데 상이한 방식으로 작용할 수 있는 또 다른 물질이 얇은 시트와 캐리어 사이의 실온 및 고온 결합력을 제어하도록 표면 개질 층으로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 제어된 결합을 생성할 수 있는 결합 표면은 유리 캐리어 및/또는 유리 얇은 시트를 실란 처리함으로써 생성될 수 있다. 적합한 표면 에너지를 생성하도록, 및 적용을 위해 충분한 열 안정성을 갖도록 실란이 선택된다. 처리될 캐리어 또는 얇은 유리를 공정, 예를 들어 O2 플라즈마 또는 UV-오존, 및 SC1 또는 표준 클린 투 (기술분야에 공지된 바와 같은 SC2) 세정에 의해 세정하여 표면 실란올 기와 반응하는 실란을 방해할 유기물 및 기타 불순물 (예를 들어, 금속)을 제거할 수 있다. 다른 화학물질을 기재로 하는 세척, 예를 들어 HF, 또는 H2SO4 세척 화학물질을 또한 사용할 수 있다. 캐리어 또는 얇은 유리는 (HMDS의 표면 개질 층과 관련해서 상기에서 논의된 바와 같이) 실란 적용 전에 표면 히드록실 농도를 제어하도록 가열할 수 있고/있거나, 실란 적용 후 표면 히드록실과의 실란 축합을 완료하도록 가열할 수 있다. 실란화 후 미반응 히드록실 기의 농도는 ≥ 400℃ 온도에서 얇은 유리와 캐리어 사이의 영구 결합을 방지하도록, 즉 제어된 결합을 형성하도록 결합 전에 충분히 낮게 만들 수 있다. 이러한 접근법은 하기에 기재되어 있다.Another material that can act in different ways to control the surface energy can be used as the surface modification layer to control the room temperature and high temperature bonding forces between the thin sheet and the carrier. For example, bonding surfaces capable of producing controlled bonding can be created by silanizing a glass carrier and/or a thin sheet of glass. Silanes are chosen to produce suitable surface energy and to have sufficient thermal stability for the application. The carrier or thin glass to be treated is cleaned by a process, e.g., O2 plasma or UV-ozone, and SC1 or standard clean-to (SC2 as known in the art) cleaning to prevent silane reacting with surface silanol groups Organics and other impurities (eg metals) can be removed. Other chemical based washings, such as HF, or H2SO4 washing chemicals, can also be used. The carrier or thin glass can be heated to control the surface hydroxyl concentration prior to silane application (as discussed above with respect to the surface modification layer of HMDS) and/or complete the silane condensation with the surface hydroxyl after silane application. Can be heated to do so. The concentration of unreacted hydroxyl groups after silanization can be made low enough prior to bonding to prevent permanent bonding between the thin glass and the carrier at temperatures> 400° C., ie to form a controlled bond. This approach is described below.

실시예 4aExample 4a

이어서, O2 플라즈마 및 SC1 처리된 결합 표면을 갖는 유리 캐리어를 톨루엔 중 1% 도데실트리에톡시실란 (DDTS)으로 처리하고, 150℃에서 진공 하에 1시간 동안 어닐링하여 축합을 완료하였다. DDTS 처리된 표면은 45 mJ/m2의 표면 에너지를 나타내었다. 표 4에 나타낸 바와 같이, 유리 얇은 시트 (SC1 세정되었고 400℃에서 진공 하에 1시간 동안 가열되었음)를 그 위에 DDTS 표면 개질 층을 갖는 캐리어 결합 표면에 결합시켰다. 상기 물품은 습식 및 진공 공정 시험을 견뎌 냈지만 실란의 열 분해로 인해 캐리어 아래에서 버블 형성 없이 400℃ 초과의 열 공정을 견뎌내지 못했다. 상기 열 분해는 모든 선형 알콕시 및 클로로 알킬실란 R1xSi(OR2)y(Cl)z (여기서 x=1 내지 3, 및 y+z = 4-x, 양호한 열 안정성을 갖는 코팅을 생성하는 메틸, 디메틸, 및 트리메틸 실란 (x=1 내지 3, R1=CH3)은 제외함)의 경우에 예상된다.Subsequently, the glass carrier with O2 plasma and SC1 treated bonding surface was treated with 1% dodecyltriethoxysilane (DDTS) in toluene and annealed at 150° C. under vacuum for 1 hour to complete condensation. The DDTS-treated surface showed a surface energy of 45 mJ/m 2. As shown in Table 4, a glass thin sheet (SC1 cleaned and heated at 400° C. under vacuum for 1 hour) was bonded to a carrier bonding surface with a DDTS surface modification layer thereon. The article survived wet and vacuum process tests, but failed to withstand thermal processes above 400° C. without bubble formation under the carrier due to thermal decomposition of the silane. The thermal decomposition results in all linear alkoxy and chloroalkylsilanes R1 x Si(OR2) y (Cl) z (where x=1-3, and y+z=4-x, methyl, which yields a coating with good thermal stability, dimethyl-, and trimethyl-silane (x = 1 to 3, R1 = CH 3) is expected in the case of not including).

실시예 4bExample 4b

이어서, O2 플라즈마 및 SC1 처리된 결합 표면을 갖는 유리 캐리어를 톨루엔 중 1% 3,3,3, 트리플루오로프로필트리에톡시실란 (TFTS)으로 처리하고, 150℃에서 진공 하에 1시간 동안 어닐링하여 축합을 완료하였다. TFTS 처리된 표면은 47 mJ/m2의 표면 에너지를 나타내었다. 표 4에 나타낸 바와 같이, 유리 얇은 시트 (SC1 세정된 다음 400℃에서 진공 하에 1시간 동안 가열되었음)를 그 위에 TFTS 표면 개질 층을 갖는 캐리어 결합 표면에 결합시켰다. 상기 물품은 유리 캐리어에 대한 유리 얇은 시트의 영구 결합 없이 진공, SRD, 및 400℃ 공정 시험을 견뎌 냈다. 그러나, 600℃ 시험은 실란의 열 분해로 인해 캐리어 아래에서 버블 형성을 초래했다. 이것은 프로필 기의 제한된 열 안정성 때문에 예상 밖의 일은 아니었다. 상기 샘플이 버블링으로 인해 600℃ 시험에 실패했지만, 상기 샘플의 물질 및 열 처리는 버블 및 그의 부작용, 예를 들어 표면 편평도의 감소, 또는 증가한 표면파형이 허용될 수 있는 일부 적용에 사용될 수 있다.Then, the glass carrier having the bonding surface treated with O2 plasma and SC1 was treated with 1% 3,3,3 in toluene, trifluoropropyltriethoxysilane (TFTS), and annealed at 150° C. under vacuum for 1 hour. Condensation is complete. The TFTS-treated surface showed a surface energy of 47 mJ/m 2. As shown in Table 4, a glass thin sheet (SC1 cleaned and then heated at 400° C. for 1 hour under vacuum) was bonded to a carrier bonding surface with a TFTS surface modification layer thereon. The article survived vacuum, SRD, and 400° C. process tests without permanent bonding of the glass thin sheet to the glass carrier. However, the 600° C. test resulted in bubble formation under the carrier due to thermal decomposition of the silane. This was not unexpected because of the limited thermal stability of the propyl group. Although the sample failed the 600° C. test due to bubbling, the material and heat treatment of the sample can be used in some applications where bubbling and its side effects, such as a decrease in surface flatness, or an increased surface waveform may be tolerated. .

실시예 4cExample 4c

이어서, O2 플라즈마 및 SC1 처리된 결합 표면을 갖는 유리 캐리어를 톨루엔 중 1% 페닐트리에톡시실란 (PTS)으로 처리하고, 200℃에서 진공 하에 1시간 동안 어닐링하여 축합을 완료하였다. PTS 처리된 표면은 54 mJ/m2의 표면 에너지를 나타내었다. 표 4에 나타낸 바와 같이, 유리 얇은 시트 (SC1 세정된 다음 400℃에서 진공 하에 1시간 동안 가열되었음)를 PTS 표면 개질 층을 갖는 캐리어 결합 표면에 결합시켰다. 상기 물품은 유리 캐리어와 유리 얇은 시트의 영구 결합 없이 진공, SRD, 및 600℃ 이하의 열 공정을 견뎌 냈다.Subsequently, the glass carrier with O2 plasma and SC1 treated bonding surface was treated with 1% phenyltriethoxysilane (PTS) in toluene and annealed at 200° C. under vacuum for 1 hour to complete condensation. The PTS-treated surface showed a surface energy of 54 mJ/m 2. As shown in Table 4, a glass thin sheet (SC1 cleaned and then heated at 400° C. for 1 hour under vacuum) was bonded to the carrier bonding surface with the PTS surface modification layer. The article survived vacuum, SRD, and thermal processes up to 600° C. without permanent bonding of the glass carrier and the glass thin sheet.

실시예 4dExample 4d

이어서, O2 플라즈마 및 SC1 처리된 결합 표면을 갖는 유리 캐리어를 톨루엔 중 1% 디페닐디에톡시실란 (DPDS)으로 처리하고, 200℃에서 진공 하에 1시간 동안 어닐링하여 축합을 완료하였다. DPDS 처리된 표면은 47 mJ/m2의 표면 에너지를 나타내었다. 표 4에 나타낸 바와 같이, 유리 얇은 시트 (SC1 세정된 다음 400℃에서 진공 하에 1시간 동안 가열되었음)를 DPDS 표면 개질 층을 갖는 캐리어 결합 표면에 결합시켰다. 상기 물품은 유리 캐리어와 유리 얇은 시트의 영구 결합 없이 진공 및 SRD 시험, 뿐만 아니라 600℃ 이하의 열 공정을 견뎌 냈다.Subsequently, the glass carrier with O2 plasma and SC1 treated bonding surface was treated with 1% diphenyldiethoxysilane (DPDS) in toluene and annealed at 200° C. under vacuum for 1 hour to complete condensation. The DPDS-treated surface showed a surface energy of 47 mJ/m 2. As shown in Table 4, a glass thin sheet (SC1 cleaned and then heated at 400° C. for 1 hour under vacuum) was bonded to a carrier bonding surface with a DPDS surface modification layer. The articles survived vacuum and SRD tests, as well as thermal processes up to 600° C. without permanent bonding of the glass carrier and the glass thin sheet.

실시예 4eExample 4e

이어서, O2 플라즈마 및 SC1 처리된 결합 표면을 갖는 유리 캐리어를 톨루엔 중 1% 4-펜타플루오로페닐트리에톡시실란 (PFPTS)으로 처리하고, 200℃에서 진공 하에 1시간 동안 어닐링하여 축합을 완료하였다. PFPTS 처리된 표면은 57 mJ/m2의 표면 에너지를 나타내었다. 표 4에 나타낸 바와 같이, 유리 얇은 시트 (SC1 세정된 다음 400℃에서 진공 하에 1시간 동안 가열되었음)를 PFPTS 표면 개질 층을 갖는 캐리어 결합 표면에 결합시켰다. 상기 물품은 유리 캐리어와 유리 얇은 시트의 영구 결합 없이 진공 및 SRD 시험, 뿐만 아니라 600℃ 이하의 열 공정을 견뎌 냈다.Subsequently, the glass carrier with O2 plasma and SC1 treated bonding surface was treated with 1% 4-pentafluorophenyltriethoxysilane (PFPTS) in toluene and annealed at 200° C. under vacuum for 1 hour to complete condensation. . The PFPTS-treated surface showed a surface energy of 57 mJ/m 2. As shown in Table 4, a glass thin sheet (SC1 cleaned and then heated at 400° C. for 1 hour under vacuum) was bonded to the carrier bonding surface with the PFPTS surface modification layer. The articles survived vacuum and SRD tests, as well as thermal processes up to 600° C. without permanent bonding of the glass carrier and the glass thin sheet.

<표 4> - 실란 표면 개질 층의 공정 적합성 시험<Table 4>-Process suitability test of the silane surface modification layer

Figure 112015099077765-pct00010
Figure 112015099077765-pct00010

상기 실시예 4a 내지 4e에서, 각각의 캐리어 및 얇은 시트는 이글 XG® 유리였고, 여기서 캐리어는 150 mm 직경 SMF 웨이퍼 630 마이크로미터 두께이고, 얇은 시트는 100 mm 제곱 100 마이크로미터 두께이다. 실란 층은 자기-조립 단분자층 (SAM)이었고, 따라서 대략 약 2nm 미만의 두께였다. 상기 실시예에서, SAM은 아릴 또는 알킬 비극성 꼬리기 및 모노, 디, 또는 트리-알콕시드 머리기를 갖는 유기실란을 사용하여 생성되었다. 이들은 유리 상의 실란올 표면과 반응하여 유기 관능기를 직접 부착시킨다. 비극성 머리기 사이의 보다 약한 상호작용이 유기 층을 구성한다. 표면 개질 층에서의 작은 두께 때문에, 장치 제작시 오염을 유발할 수 있는 기체방출의 위험이 거의 없다. 또한, 표면 개질 층이 실시예 4c, 4d, 및 4e에서 다시 분해되는 것으로 보이지 않았기 때문에, 기체방출의 위험이 보다 더 적다. 또한, 표 4에 나타낸 바와 같이, 각각의 유리 얇은 시트를 400℃에서 1시간 동안 진공 하에 열 처리하기 전에 SC1 공정을 사용하여 세정하였다.In Examples 4a-4e above, each carrier and thin sheet was Eagle XG® glass, wherein the carrier was a 150 mm diameter SMF wafer 630 micrometers thick, and the thin sheet 100 mm squared 100 micrometers thick. The silane layer was a self-assembled monolayer (SAM) and thus was approximately less than about 2 nm thick. In this example, the SAM was created using an organosilane having an aryl or alkyl nonpolar tail group and a mono, di, or tri-alkoxide head group. They react with the silanol surface on the glass to directly attach organic functional groups. The weaker interactions between the non-polar head groups make up the organic layer. Due to the small thickness in the surface modification layer, there is little risk of outgassing which can cause contamination in device fabrication. In addition, since the surface modification layer did not appear to degrade again in Examples 4c, 4d, and 4e, the risk of outgassing was even less. In addition, as shown in Table 4, each glass thin sheet was cleaned using an SC1 process before heat treatment at 400° C. for 1 hour under vacuum.

실시예 4a-4e의 비교로부터 알 수 있듯이, 초기 실온 결합을 용이하게 하도록 결합 표면의 표면 에너지를 40 mJ/m2 초과가 되게 제어하는 것은 FPD 가공을 견뎌 낼 것이고 그런데도 얇은 시트가 손상 없이 캐리어로부터 제거될 수 있게 할 제어된 결합을 생성하는 것에 대한 논의만이 아니다. 특히, 실시예 4a-4e로부터 알 수 있듯이, 각각의 캐리어는 40 mJ/m2 초과의 표면 에너지를 가졌고, 이것은 물품이 진공 및 SRD 가공을 견뎌내도록 초기 실온 결합을 용이하게 하였다. 그러나, 실시예 4a 및 4b는 600℃ 가공 시험을 통과하지 못하였다. 상기에서 언급된 바와 같이, 특정 적용에 있어서, 결합이 고온 이하 (예를 들어, ≥ 400℃, ≥ 500℃, 또는 ≥600℃, 650℃ 이하, 물품이 사용될 수 있도록 고안된 공정에 적절하게) 가공을 결합의 분해 없이 얇은 시트 및 캐리어를 함께 보유하고, 또한 얇은 시트와 캐리어 사이에 영구 결합이 없도록 그러한 고온에서 일어나는 공유 결합을 제어하기에 불충분한 시점까지 견뎌내는 것이 또한 중요하다.As can be seen from the comparison of Examples 4a-4e, controlling the surface energy of the bonding surface to be greater than 40 mJ/m 2 to facilitate initial room temperature bonding will withstand the FPD processing and nevertheless thin sheets from the carrier without damage. It is not just the discussion of creating controlled associations that will allow them to be eliminated. In particular, as can be seen from Examples 4a-4e, each carrier had a surface energy greater than 40 mJ/m 2 , which facilitated the initial room temperature bonding so that the article withstands vacuum and SRD processing. However, Examples 4a and 4b did not pass the 600°C processing test. As mentioned above, for certain applications, the bonds are processed below high temperatures (e.g., ≥ 400°C, ≥ 500°C, or ≥600°C, 650°C or below, as appropriate to the process in which the article is designed to be used). It is also important to hold the thin sheet and carrier together without decomposition of the bond, and to withstand to a point insufficient to control the covalent bonds occurring at such high temperatures so that there is no permanent bond between the thin sheet and the carrier.

실시예 4, 3, 및 2에서 상기-기재된 분리는, 얇은 시트와 캐리어 사이의 결합 계면을 개질시키는 임의의 추가 열 또는 화학 에너지의 첨가 없이 실온에서 수행한다. 유일한 에너지 투입은 기계적 풀링 및/또는 박리력이다.The above-described separation in Examples 4, 3, and 2 is carried out at room temperature without the addition of any additional heat or chemical energy to modify the bonding interface between the thin sheet and the carrier. The only energy input is mechanical pulling and/or peeling force.

실시예 3 및 4에서 상기 기재된 물질을 캐리어에, 얇은 시트에, 또는 함께 결합될 캐리어 및 얇은 시트 표면 둘 다에 적용할 수 있다.The materials described above in Examples 3 and 4 can be applied to a carrier, to a thin sheet, or to both the carrier and the thin sheet surface to be bonded together.

제어된 결합의 용도Uses of controlled coupling

재사용가능한 캐리어Reusable carrier

표면 개질 층 (물질 및 연관된 결합 표면 열 처리 포함)을 통해 제어된 결합의 한 용도는, 예를 들어 LTPS 가공에서와 같이, ≥ 600℃ 온도를 요구하는 공정을 겪은 물품에서 캐리어의 재사용을 제공하는 것이다. 상기 실시예 2e, 3a, 3b, 4c, 4d, 및 4e에 의해 예시된 바와 같은, 표면 개질 층 (물질 및 결합 표면 열 처리 포함)을 사용하여 이러한 온도 조건 하에 캐리어의 재사용을 제공할 수 있다. 특히, 이들 표면 개질 층을 사용하여 얇은 시트 및 캐리어의 결합 영역 사이의 겹침 영역의 표면 에너지를 변경할 수 있고, 이로써 전체 얇은 시트를 가공 후 캐리어로부터 분리할 수 있다. 얇은 시트는 모두 한 번에 분리할 수도 있고, 또는 예를 들어, 먼저 얇은 시트의 부분 상에 제조된 장치를 제거하고 그 후에 남은 부분을 제거하여 재사용을 위해 캐리어를 세정하는 경우와 같이 분할해서 분리할 수도 있다. 전체 얇은 시트를 캐리어로부터 제거하는 경우에, 단순히 그 위에 또 다른 얇은 시트를 놓음으로써 캐리어를 그대로 재사용할 수 있다. 대안적으로, 캐리어를 세정하고 표면 개질 층을 새로 형성함으로써 다시 얇은 시트를 지니도록 제조할 수 있다. 표면 개질 층이 캐리어와 얇은 시트의 영구 결합을 방지하기 때문에, 이들은 온도가 ≥ 600℃인 공정에 사용할 수 있다. 물론, 이러한 표면 개질 층이 ≥ 600℃ 온도에서 가공하는 동안에 결합 표면 에너지를 제어할 수 있지만, 이들은 또한 보다 낮은 온도에서 가공을 견뎌 낼 얇은 시트 및 캐리어 조합을 제조하는데 사용될 수 있고, 이러한 보다 낮은 온도 적용에서 결합을 제어하도록 사용될 수 있다. 또한, 물품의 열 가공이 400℃를 초과하지 않을 경우, 실시예 2c, 2d, 4b에 의해 예시된 바와 같은 표면 개질 층을 또한 이러한 동일한 방식으로 사용할 수 있다.One use of controlled bonding through a surface modification layer (including material and associated bonding surface heat treatment) is to provide reuse of carriers in articles that have undergone a process requiring a temperature of ≥ 600° C., for example in LTPS processing. will be. Surface modification layers (including material and bonding surface heat treatment), as illustrated by Examples 2e, 3a, 3b, 4c, 4d, and 4e above, can be used to provide reuse of carriers under these temperature conditions. In particular, these surface modification layers can be used to change the surface energy of the overlapping area between the bonding area of the thin sheet and the carrier, whereby the entire thin sheet can be separated from the carrier after processing. The thin sheets may be separated all at once, or separated by dividing, for example, first removing the device manufactured on the part of the thin sheet and then removing the remaining part to clean the carrier for reuse. You may. In the case of removing the entire thin sheet from the carrier, the carrier can be reused as it is by simply placing another thin sheet on it. Alternatively, it can be made to have a thin sheet again by cleaning the carrier and forming a new surface modification layer. Since the surface modification layer prevents permanent bonding of the carrier and the thin sheet, they can be used in processes with temperatures ≥ 600°C. Of course, these surface modification layers can control the bonding surface energy during processing at temperatures ≥ 600° C., but they can also be used to make thin sheet and carrier combinations that will withstand processing at lower temperatures, and such lower temperature It can be used to control coupling in applications. In addition, if the thermal processing of the article does not exceed 400° C., a surface modification layer as exemplified by Examples 2c, 2d, 4b can also be used in this same manner.

제어된 결합 영역을 제공하기 위해To provide a controlled bonding area

표면 개질 층 (물질 및 연관된 결합 표면 열 처리 포함)을 통한 제어된 결합의 두 번째 용도는 유리 캐리어와 유리 얇은 시트 사이에, 제어된 결합 영역을 제공하는 것이다. 보다 특히, 표면 개질 층을 사용하여 충분한 분리력이 결합에 의해 유발된 얇은 시트 또는 캐리어에 대한 손상 없이 얇은 시트 부분을 캐리어로부터 분리할 수 있지만, 캐리어에 대해서 얇은 시트를 보유하기에 충분한 결합력이 가공 전반에 걸쳐 유지되는, 제어된 결합의 영역을 형성할 수 있다. 도 6과 관련해서, 유리 얇은 시트(20)를 결합된 영역(40)에 의해 유리 캐리어(10)에 결합시킬 수 있다. 결합된 영역(40)에서, 캐리어(10) 및 얇은 시트(20)를 단일체로서 작용하도록 서로 공유 결합시킨다. 또한, 주변부(52)를 갖는 제어된 결합 영역(50)이 존재하고, 여기서 캐리어(10) 및 얇은 시트(20)가 연결되어 있지만, 고온 가공, 예를 들어 ≥ 600℃ 온도에서의 가공 후에도 서로로부터 분리될 수 있다. 10개 제어된 결합 영역(50)을 도 6에 나타냈지만, 1개를 비롯한 임의의 적합한 수를 제공할 수 있다. 상기 실시예 2a, 2e, 3a, 3b, 4c, 4d, 및 4e에 의해 예시된 바와 같은, 물질 및 결합 표면 열 처리를 포함한, 표면 개질 층(30)을 사용하여 캐리어(10)와 얇은 시트(20) 사이에 제어된 결합 영역(50)을 제공할 수 있다. 특히, 이들 표면 개질 층은 캐리어(10) 또는 얇은 시트(20) 상의 제어된 결합 영역(50)의 주변부(52) 내에 형성될 수 있다. 따라서, 물품(2)이 고온에서 가공되어 결합 영역(40)에서 또는 장치 가공 동안에 공유 결합을 형성하는 경우, 주변부(52)에 결합된 영역 내에 캐리어(10)와 얇은 시트(20) 사이의 제어된 결합이 제공될 수 있고, 이로써 분리력은 (얇은 시트 또는 캐리어에 대한 파국 손상 없이) 상기 영역에서 얇은 시트 및 캐리어를 분리할 수 있지만, 얇은 시트 및 캐리어는 초음파 가공을 비롯한 가공 동안에 층간박리되지 않을 것이다. 따라서, 표면 개질 층 및 임의의 연관된 열 처리에 의해 제공된 본원의 제어된 결합은 US '727에서의 캐리어 개념에 대해 개선시킬 수 있다. 특히, 결합된 주변부 및 비결합 중심 영역을 갖는 US '727의 캐리어는 ≥ 약 600℃의 고온 온도 공정을 비롯한 FPD 공정을 견디는 것으로 입증되었지만, 초음파 공정, 예를 들어 습식 세정 및 레지스트 스트립 공정은 여전히 어렵다. 특히, 비-결합 영역에서는 얇은 유리와 캐리어를 결합시키는 접착력이 거의 없거나 또는 전혀 없기 때문에, 용액에서의 압력 파동은 비-결합 영역의 얇은 유리에서 공명을 유도하는 것으로 나타났다 (비-결합은 US '727에 기재되어 있음). 얇은 유리에서 정상파가 형성될 수 있으며, 여기서 이들 파동은 초음파 교반이 충분한 강도의 것일 경우에 결합 및 비결합 영역 사이의 계면에서 얇은 유리의 파괴를 유도할 수 있는 진동을 생성할 수 있다. 상기 문제는 얇은 유리와 캐리어 사이의 간격을 최소화함으로써, 및 이들 영역(50)에서 충분한 접착, 또는 캐리어(20)와 얇은 유리(10) 사이의 제어된 결합을 제공함으로써 제거될 수 있다. 결합 표면의 표면 개질 층 (실시예 2a, 2e, 3a, 3b, 4c, 4d 및 4e에 의해 예시된 바와 같은 물질 및 임의의 연관된 열 처리 포함)은 결합 에너지를 제어하여 제어된 결합 영역에서 이들 원치 않는 진동을 회피하도록 얇은 층(20)과 캐리어(10) 사이에 충분한 결합을 제공한다.A second use of controlled bonding via a surface modification layer (including material and associated bonding surface heat treatment) is to provide a controlled bonding area between the glass carrier and the glass thin sheet. More particularly, the use of a surface modification layer allows sufficient separating force to separate the thin sheet portion from the carrier without damage to the thin sheet or carrier caused by bonding, but sufficient bonding force to hold the thin sheet against the carrier throughout the processing. It is possible to form an area of controlled bonding that is maintained throughout. Referring to FIG. 6, the glass thin sheet 20 can be bonded to the glass carrier 10 by means of a bonded region 40. In the bonded region 40, the carrier 10 and the thin sheet 20 are covalently bonded to each other to act as a unitary body. In addition, there is a controlled bonding area 50 with a periphery 52, in which the carrier 10 and the thin sheet 20 are connected, but after processing at a high temperature, for example at a temperature of ≥ 600° C. Can be separated from Although ten controlled bonding regions 50 are shown in FIG. 6, any suitable number may be provided, including one. A carrier 10 and a thin sheet using a surface modification layer 30, including material and bonding surface heat treatment, as illustrated by Examples 2a, 2e, 3a, 3b, 4c, 4d, and 4e above ( 20) it is possible to provide a controlled bonding area 50 between. In particular, these surface modification layers may be formed in the periphery 52 of the controlled bonding area 50 on the carrier 10 or thin sheet 20. Thus, when the article 2 is processed at high temperature to form a covalent bond in the bonding area 40 or during device processing, control between the carrier 10 and the thin sheet 20 within the area bonded to the periphery 52 A bonded bond can be provided, whereby the separating force can separate the thin sheet and carrier in the area (without catastrophic damage to the thin sheet or carrier), but the thin sheet and carrier will not delaminate during processing, including ultrasonic processing. will be. Thus, the controlled bonding herein provided by the surface modification layer and any associated heat treatment can improve on the carrier concept in US '727. In particular, carriers of US '727 with bonded periphery and unbonded center regions have been proven to withstand FPD processes, including hot temperature processes of ≥ about 600° C., while ultrasonic processes such as wet cleaning and resist strip processes are still It is difficult. In particular, since there is little or no adhesion to bond the thin glass and the carrier in the non-bonding region, the pressure wave in solution has been shown to induce resonance in the thin glass in the non-bonding region (non-bonding is US ' 727). Standing waves can form in thin glass, where these waves can generate vibrations that can lead to breakdown of the thin glass at the interface between the bonded and unbonded regions if ultrasonic agitation is of sufficient strength. This problem can be eliminated by minimizing the spacing between the thin glass and the carrier, and by providing sufficient adhesion in these regions 50, or a controlled bonding between the carrier 20 and the thin glass 10. The surface modification layer of the bonding surface (including the material as exemplified by Examples 2a, 2e, 3a, 3b, 4c, 4d and 4e and any associated heat treatment) controls the bonding energy to control these desired values in the controlled bonding area. Provides sufficient bonding between the thin layer 20 and the carrier 10 to avoid non-vibration.

이어서, 주변부(57)를 갖는 목적 부분 (56)을 적출하는 동안, 주변부(52) 내의 얇은 시트(20)의 부분은 가공 후 및 주변부(57)를 따라 얇은 시트를 분리한 후 캐리어(10)로부터 간단히 분리될 수 있다. 표면 개질 층이 캐리어와 얇은 시트의 영구 결합을 방지하도록 결합 에너지를 제어하기 때문에, 이들은 온도가 ≥ 600℃인 공정에 사용할 수 있다. 물론, 이들 표면 개질 층이 ≥ 600℃ 온도에서 가공하는 동안에 결합 표면 에너지를 제어할 수 있지만, 이들은 또한 보다 낮은 온도에서 가공을 견뎌 낼 얇은 시트 및 캐리어 조합을 제조하는데 사용될 수 있고, 이러한 보다 낮은 온도 적용에서 사용될 수 있다. 또한, 물품의 열 가공이 400℃를 초과하지 않을 경우, 실시예 2c, 2d, 4b에 의해 예시된 바와 같은 표면 개질 층을 또한 이러한 동일한 방식으로-일부 경우에는, 다른 공정 요건에 따라-결합 표면 에너지를 제어하도록 사용할 수 있다.Subsequently, while extracting the target portion 56 having the periphery 57, the portion of the thin sheet 20 in the periphery 52 is processed and after separating the thin sheet along the periphery 57, the carrier 10 Can be simply separated from Since the surface modification layer controls the bonding energy to prevent permanent bonding of the carrier and the thin sheet, they can be used in processes where the temperature is ≧600°C. Of course, while these surface modification layers can control the bonding surface energy during processing at temperatures ≥ 600° C., they can also be used to make thin sheet and carrier combinations that will withstand processing at lower temperatures, and such lower temperature Can be used in applications. In addition, if the thermal processing of the article does not exceed 400° C., the surface modification layer as illustrated by Examples 2c, 2d, 4b is also applied in this same way-in some cases, according to other process requirements-the bonding surface. Can be used to control energy.

결합 영역을 제공하기 위해To provide a bonding area

표면 개질 층 (물질 및 임의의 연관된 결합 표면 열 처리 포함)을 통한 제어된 결합의 세 번째 용도는 유리 캐리어와 유리 얇은 시트 사이의 결합 영역을 제공하는 것이다. 도 6과 관련해서, 유리 얇은 시트(20)를 결합된 영역(40)에 의해 유리 캐리어(10)에 결합시킬 수 있다.A third use of controlled bonding via a surface modification layer (including material and any associated bonding surface heat treatment) is to provide a bonding area between the glass carrier and the glass thin sheet. Referring to FIG. 6, the glass thin sheet 20 can be bonded to the glass carrier 10 by means of a bonded region 40.

세 번째 용도의 한 실시양태에서, 결합된 영역(40)에서, 캐리어(10) 및 얇은 시트(20)를 단일체로서 작용하도록 서로 공유 결합시킬 수 있다. 또한, 주변부(52)를 갖는 제어된 결합 영역(50)이 존재하고, 여기서 캐리어(10) 및 얇은 시트(20)는 가공을 견뎌내기에 충분하지만 고온 가공, 예를 들어 ≥ 600℃ 온도에서의 가공 후에도 캐리어로부터 얇은 시트의 분리를 허용하도록 서로 결합되어 있다. 따라서, 상기 실시예 1a, 1b, 1c, 2b, 2c, 2d, 4a, 및 4b에 의해 예시된 바와 같은 표면 개질 층(30) (물질 및 결합 표면 열 처리 포함)을 사용하여 캐리어(10)와 얇은 시트(20) 사이에 결합 영역(40)을 제공할 수 있다. 특히, 이들 표면 개질 층 및 열 처리는 캐리어(10) 또는 얇은 시트(20) 상의 제어된 결합 영역(50)의 주변부(52)의 외부에 형성될 수 있다. 따라서, 물품(2)이 고온에서 가공되거나, 또는 고온에서 처리되어 공유 결합을 형성한 경우, 캐리어 및 얇은 시트(20)는 주변부(52)에 결합된 영역의 외부의 결합 영역(40) 내에서 서로 결합될 것이다. 이어서, 주변부(57)를 갖는 목적 부분 (56)을 적출하는 동안, 얇은 시트(20) 및 캐리어(10)를 다이싱하는 것이 바람직한 경우, 이들 표면 개질 층 및 열 처리는 얇은 시트(20)를 캐리어(10)와 공유 결합시키고 이것이 이 영역에서 단일체로서 작용하므로 물품은 선(5)을 따라 분리될 수 있다. 표면 개질 층이 캐리어와 얇은 시트의 영구 공유 결합을 제공하기 때문에, 이들은 온도가 ≥ 600℃인 공정에 사용할 수 있다. 또한, 물품, 또는 결합 영역(40)의 초기 형성의 열 가공이 ≥ 400℃이나 600℃ 미만일 경우, 실시예 4a에서 물질 및 열 처리에 의해 예시된 바와 같은, 표면 개질 층을 또한 이러한 동일한 방식으로 사용할 수 있다.In one embodiment of the third use, in the bonded region 40, the carrier 10 and the thin sheet 20 may be covalently bonded to each other to act as a unitary body. In addition, there is a controlled bonding area 50 with a periphery 52, where the carrier 10 and the thin sheet 20 are sufficient to withstand the processing, but high temperature processing, for example processing at a temperature of ≥ 600°C. They are joined together to allow separation of the thin sheets from the carrier even afterwards. Thus, using the surface modification layer 30 (including material and bonding surface heat treatment) as exemplified by Examples 1a, 1b, 1c, 2b, 2c, 2d, 4a, and 4b above, the carrier 10 and A bonding region 40 may be provided between the thin sheets 20. In particular, these surface modification layers and heat treatments can be formed outside the perimeter 52 of the controlled bonding area 50 on the carrier 10 or thin sheet 20. Thus, when the article 2 is processed at a high temperature, or is processed at a high temperature to form a covalent bond, the carrier and the thin sheet 20 are within the bonding area 40 outside the area bonded to the periphery 52. Will be combined with each other. Subsequently, while it is desirable to dicing the thin sheet 20 and the carrier 10 while extracting the target portion 56 having the periphery 57, these surface modification layers and heat treatments are applied to the thin sheet 20. The article can be separated along the line 5 as it is covalently bonded with the carrier 10 and it acts as a monolith in this area. Since the surface modification layer provides a permanent covalent bonding of the carrier and the thin sheet, they can be used in processes with temperatures ≥ 600°C. In addition, when the thermal processing of the article, or the initial formation of the bonding region 40, is ≥ 400°C or less than 600°C, the surface modification layer, as illustrated by the material and heat treatment in Example 4a, is also prepared in this same way. Can be used.

세 번째 용도의 제2 실시양태에서, 결합된 영역(40)에서, 캐리어(10) 및 얇은 시트(20)를 상기 기재된 다양한 표면 개질 층을 통한 제어된 결합에 의해 서로 결합시킬 수 있다. 또한, 주변부(52)를 갖는, 제어된 결합 영역(50)이 존재하고, 여기서 캐리어(10) 및 얇은 시트(20)는 가공을 견뎌내기에 충분하지만 고온 가공, 예를 들어 ≥ 600℃ 온도에서의 가공 후에도 캐리어로부터 얇은 시트의 분리를 허용하도록 서로 결합되어 있다. 따라서, 가공을 600℃ 이하의 온도에서 수행할 것이고, 영역(40)에서 영구 또는 공유 결합을 갖지 않는 것이 바람직한 경우, 상기 실시예 2e, 3a, 3b, 4c, 4d, 및 4e에 의해 예시된 바와 같은 표면 개질 층(30) (물질 및 결합 표면 열 처리 포함)을 사용하여 캐리어(10)와 얇은 시트(20) 사이의 결합 영역(40)을 제공할 수 있다. 특히, 이들 표면 개질 층 및 열 처리는 제어된 결합 영역(50)의 주변부(52)의 외부에 형성될 수 있고, 캐리어(10) 상에 또는 얇은 시트(20) 상에 형성될 수 있다. 제어된 결합 영역(50)은 결합 영역(40)에 형성되었던 것과 동일한, 또는 상이한 표면 개질 층으로 형성될 수 있다. 대안적으로, 가공을 오로지 400℃ 이하의 온도에서 수행할 것이고, 영역(40)에서 영구 또는 공유 결합을 갖지 않는 것이 바람직한 경우, 상기 실시예 2c, 2d, 2e, 3a, 3b, 4b, 4c, 4d, 4e에 의해 예시된 바와 같은 표면 개질 층(30) (물질 및 결합 표면 열 처리 포함)을 사용하여 캐리어(10)와 얇은 시트(20) 사이에 결합 영역(40)을 제공할 수 있다.In a second embodiment of the third use, in the bonded region 40, the carrier 10 and the thin sheet 20 can be bonded to each other by controlled bonding via the various surface modification layers described above. In addition, there is a controlled bonding area 50, with a periphery 52, where the carrier 10 and the thin sheet 20 are sufficient to withstand the processing, but at a high temperature processing, for example at a temperature of ≥ 600°C. They are joined together to allow separation of the thin sheets from the carrier even after processing. Thus, if the processing will be carried out at a temperature of 600° C. or lower, and it is desired to have no permanent or covalent bonds in the region 40, as illustrated by Examples 2e, 3a, 3b, 4c, 4d, and 4e above. The same surface modification layer 30 (including material and bonding surface heat treatment) can be used to provide the bonding region 40 between the carrier 10 and the thin sheet 20. In particular, these surface modification layers and heat treatments may be formed outside the periphery 52 of the controlled bonding region 50 and may be formed on the carrier 10 or on the thin sheet 20. The controlled bonding region 50 may be formed of the same or different surface modification layer that was formed in the bonding region 40. Alternatively, if processing will only be carried out at temperatures below 400° C., and it is desired to have no permanent or covalent bonds in region 40, the above examples 2c, 2d, 2e, 3a, 3b, 4b, 4c, A surface modification layer 30 (including material and bonding surface heat treatment) as illustrated by 4d and 4e may be used to provide bonding region 40 between carrier 10 and thin sheet 20.

영역(50)에서 제어된 결합 대신에, 영역(50)에서 비-결합 영역이 존재할 수 있고, 여기서 비-결합 영역은 US '727에 기재된 바와 같은 증가된 표면 조도를 갖는 영역일 수 있거나, 또는 실시예 2a에 의해 예시된 바와 같은 표면 개질 층이 제공될 수 있다.Instead of controlled bonding in region 50, there may be a non-binding region in region 50, wherein the non-binding region may be a region with increased surface roughness as described in US '727, or A surface modification layer as illustrated by Example 2a may be provided.

벌크 어닐링 또는 벌크 가공을 위해For bulk annealing or bulk processing

결합을 제어하는 상기-기재된 방식의 네 번째 용도는 유리 시트의 스택의 벌크 어닐링을 위한 것이다. 어닐링은 유리의 압축을 달성하기 위한 열 공정이다. 압축은 유리 본체를 유리 연화점 미만이지만 후속 가공 단계에 이르는 최대 온도를 초과하는 온도로 재가열하는 것을 포함한다. 이것은 후속 가공 동안보다는 후속 가공 전에 유리에서 구조 재배열 및 치수 이완을 달성한다. 후속 가공 전의 어닐링은, 고온 환경에 적용된 후에도, 많은 층으로 이루어진 구조가 매우 엄격한 허용오차로 정렬되어야 하는 플랫 패널 디스플레이 장치의 제조에서와 같이, 후속 가공 동안에 유리 본체에서 정확한 배향 및/또는 편평도를 유지하는데 유리하다. 유리가 한 고온 공정에서 압축된 경우, 고온 공정 전에 유리 상에 침착된 구조물의 층은 고온 공정 후에 침착된 구조물의 층에 정확히 정렬할 수 없다.A fourth use of the above-described way of controlling bonding is for bulk annealing of stacks of glass sheets. Annealing is a thermal process to achieve compression of the glass. Compression involves reheating the glass body to a temperature below the glass softening point but above the maximum temperature leading to a subsequent processing step. This achieves structural rearrangement and dimensional relaxation in the glass before subsequent processing rather than during subsequent processing. Annealing before subsequent processing maintains the correct orientation and/or flatness in the glass body during subsequent processing, as in the manufacture of flat panel display devices in which many layered structures must be aligned with very tight tolerances, even after being applied in a high temperature environment. It is advantageous to do. When the glass is compressed in one high temperature process, the layers of the structure deposited on the glass before the hot process cannot accurately align with the layers of the structure deposited after the hot process.

유리 시트를 스택으로 압축시키는 것은 경제적으로 매력적이다. 그러나, 이것은 점착성을 피하도록 인접한 시트를 끼우거나, 또는 분리하게 만들었다. 동시에, 시트를 매우 편평하게 및 광학-특성, 또는 아주 깨끗한 표면 마감을 갖도록 유지하는 것이 유리하다. 또한, 유리 시트, 예를 들어 작은 표면적을 갖는 시트의 특정 스택의 경우, 어닐링 공정 동안에 유리 시트가 함께 "점착되게" 만들어 이들을 유닛으로서 분리 없이 용이하게 이동시킬 수 있지만, 어닐링 공정 후에는 (예를 들어 박리함으로써) 서로로부터 용이하게 분리되어 시트를 개별적으로 사용할 수 있는 것이 유리할 수 있다. 대안적으로, 유리 시트의 선택된 하나가 서로 영구 결합하는 것을 방지하는 한편, 동시에 유리 시트의 다른 하나, 또는 이들 다른 유리 시트의 부분, 예를 들어 그의 주변부가 서로 영구 결합할 수 있게 하는, 유리 시트의 스택을 어닐링하는 것이 유리할 수 있다. 또 다른 대안으로서, 유리 시트를 벌크로, 스택 중의 시트의 선택된 인접한 쌍의 주변부를 선택적으로 영구 결합시키도록 적층하는 것이 유리할 수 있다. 유리 시트 사이의 결합을 제어하는 상기-기재된 방식을 이용하여 상기 벌크 어닐링 및/또는 선택적 결합을 달성할 수 있다. 결합을 인접한 시트 사이의 임의의 특정 계면에서 제어하기 위해, 그 계면에 대면하는 주요 표면 중 적어도 하나 상에 표면 개질 층을 사용할 수 있다.Compressing glass sheets into a stack is economically attractive. However, this caused adjacent sheets to be sandwiched or separated to avoid tackiness. At the same time, it is advantageous to keep the sheet very flat and optically-characterized, or have a very clean surface finish. Also, for certain stacks of glass sheets, e.g. sheets with small surface areas, the glass sheets can be "sticky" together during the annealing process so that they can be easily moved without separating them as units, but after the annealing process (e.g. It may be advantageous to be easily separated from each other and to be able to use the sheets individually. Alternatively, a glass sheet, which prevents selected one of the glass sheets from permanently bonding to each other, while at the same time allowing the other of the glass sheet, or portions of these other glass sheets, for example their peripheries, to be permanently bonded to each other. It may be advantageous to anneal the stack of. As another alternative, it may be advantageous to laminate the glass sheets in bulk to selectively permanently bond the peripheries of selected adjacent pairs of sheets in the stack. The bulk annealing and/or selective bonding can be achieved using the above-described manner of controlling bonding between the glass sheets. In order to control bonding at any particular interface between adjacent sheets, a surface modification layer can be used on at least one of the major surfaces facing that interface.

선택된 영역 (예를 들어 주변부 주위)에서 벌크 어닐링 또는 벌크 영구 결합에 적합한 유리 시트의 스택의 한 실시양태는, 도 7 및 8과 관련해서 기재될 것이다. 여기서 도 7은 유리 시트(770-772)의 스택(760)의 개략 측면도이고, 도 8은 추가 설명의 목적을 위한 그의 분해도이다.One embodiment of a stack of glass sheets suitable for bulk annealing or bulk permanent bonding in a selected area (eg, around the periphery) will be described in connection with FIGS. 7 and 8. 7 is a schematic side view of a stack 760 of glass sheets 770-772, and FIG. 8 is an exploded view thereof for the purposes of further explanation.

유리 시트의 스택(760)은 유리 시트(770-772), 및 유리 시트(770-772) 사이의 결합을 제어하는 표면 개질 층(790)을 포함할 수 있다. 또한, 스택(760)은 스택의 상부 및 하부에 배치된 커버 시트(780, 781)를 포함할 수 있고, 커버와 인접한 유리 시트 사이에 표면 개질 층(790)을 포함할 수 있다.The stack 760 of glass sheets may include glass sheets 770-772, and a surface modification layer 790 that controls bonding between the glass sheets 770-772. Further, the stack 760 may include cover sheets 780 and 781 disposed above and below the stack, and may include a surface modification layer 790 between the cover and adjacent glass sheets.

도 8에 도시된 바와 같이, 각각의 유리 시트(770-772)는 제1 주요 표면(776) 및 제2 주요 표면(778)을 포함한다. 유리 시트는 임의의 적합한 유리 물질, 예를 들어 알루미노-실리케이트 유리, 보로-실리케이트 유리, 또는 알루미노-보로-실리케이트 유리로 제조될 수 있다. 또한, 유리는 알칼리 함유일 수도 있거나, 또는 알칼리-무함유일 수도 있다. 각각의 유리 시트(770-772)는 동일한 조성을 가질 수 있거나, 또는 시트는 상이한 조성을 가질 수 있다. 또한, 유리 시트는 임의의 적합한 종류를 가질 수 있다. 즉, 예를 들어 유리 시트(770-772)는 상기 기재된 바와 같이 모두 캐리어일 수 있거나, 상기 기재된 바와 같이 모두 얇은 시트일 수 있거나, 또는 교대로 캐리어 및 얇은 시트일 수 있다. 벌크 어닐링이 얇은 시트를 위해서 보다 캐리어를 위해서 상이한 시간-온도 순환을 요구하는 경우 캐리어의 스택, 및 얇은 시트의 별개의 스택을 갖는 것이 유리하다. 대안적으로, 우측 표면 개질 층 물질 및 배치를 이용하여, 교대로 캐리어 및 얇은 시트를 포함하는 스택을 갖는 것이 바람직할 수 있고, 이로써 캐리어 및 얇은 시트의 목적 쌍, 즉 물품을 형성하는 것들은, 이후의 가공을 위해 벌크로 서로 공유 결합될 수 있는 한편, 동시에 인접한 물품을 서로로부터 분리하는 능력을 보존할 수도 있다. 또 추가로, 스택에 임의의 적합한 수의 유리 시트가 존재할 수 있다. 즉, 단지 3개의 유리 시트(770-772)가 도 7 및 8에 도시되어 있지만, 임의의 적합한 수의 유리 시트를 스택(760)에 포함시킬 수 있다.As shown in FIG. 8, each glass sheet 770-772 includes a first major surface 776 and a second major surface 778. The glass sheet can be made of any suitable glass material, for example alumino-silicate glass, boro-silicate glass, or alumino-boro-silicate glass. Further, the glass may be alkali-containing or may be alkali-free. Each of the glass sheets 770-772 may have the same composition, or the sheets may have a different composition. Also, the glass sheet can have any suitable kind. That is, for example, the glass sheets 770-772 may all be carriers as described above, all thin sheets as described above, or alternatively may be carriers and thin sheets. It is advantageous to have a stack of carriers, and a separate stack of thin sheets, if bulk annealing requires different time-temperature cycling for the carrier than for the thin sheet. Alternatively, using the right surface modification layer material and arrangement, it may be desirable to have a stack comprising alternately carriers and thin sheets, whereby the target pairs of carriers and thin sheets, i.e. those forming the article, are then It can be covalently bonded to each other in bulk for processing of, while at the same time preserving the ability to separate adjacent articles from each other. Additionally, there may be any suitable number of glass sheets in the stack. That is, although only three glass sheets 770-772 are shown in FIGS. 7 and 8, any suitable number of glass sheets may be included in the stack 760.

임의의 특정 스택(760)에서 임의의 하나의 유리 시트는 표면 개질 층을 포함하지 않거나, 1개의 표면 개질 층, 또는 2개의 표면 개질 층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이, 시트(770)는 표면 개질 층을 포함하지 않고, 시트(771)는 그의 제2 주요 표면(778) 상에 1개의 표면 개질 층(790)을 포함하고, 시트(772)는 하나의 표면 개질 층이 각각의 그의 주요 표면(776, 778) 상에 있는 2개의 표면 개질 층(790)을 포함한다.Any one glass sheet in any particular stack 760 may not include a surface modification layer, or may include one surface modification layer, or two surface modification layers. For example, as shown in FIG. 8, sheet 770 does not include a surface modification layer, and sheet 771 includes one surface modification layer 790 on its second major surface 778. And the sheet 772 includes two surface modification layers 790 with one surface modification layer on each of its major surfaces 776 and 778.

커버 시트(780, 781)는 주어진 공정에 대한 시간-온도 사이클을 (시간 및 온도의 측면에서 뿐만 아니라, 예를 들어 기체방출과 같은 다른 적절한 고려사항과 관련해서) 적절히 견뎌 낼 임의의 물질일 수 있다. 유리하게는, 커버 시트는 가공되는 유리 시트와 동일한 물질로 제조될 수 있다. 커버 시트(780, 781)가 존재하고, 주어진 시간-온도 사이클에 걸쳐 스택을 부착시킬 때 유리 시트와 바람직하지 않게 결합할 물질을 갖는 경우, 표면 개질 층(790)을 유리 시트(771)와 커버 시트(781) 사이에 및/또는 유리 시트(772)와 커버 시트(780) 사이에, 적절하게 포함시킬 수 있다. 커버와 유리 시트 사이에 존재하는 경우, 표면 개질 층은 커버 상에 있을 수 있거나 (커버(781) 및 인접한 시트(771)가 있는 것으로 도시된 바와 같음), 유리 시트 상에 있을 수 있거나 (커버(780) 및 시트(772)가 있는 것으로 도시된 바와 같음), 또는 커버 및 인접한 시트 둘 다 상에 있을 수 있다 (도시되지 않음). 대안적으로, 커버 시트(780, 781)가 존재하지만 인접한 시트(772, 772)와 결합하지 않을 물질을 갖는 경우, 표면 개질 층(790)은 그들 사이에 존재할 필요가 없다.The cover sheets 780, 781 can be any material that will adequately withstand the time-temperature cycle for a given process (not only in terms of time and temperature, but also with respect to other suitable considerations, e. have. Advantageously, the cover sheet can be made of the same material as the glass sheet being processed. If cover sheets 780, 781 are present and have a material that will undesirably bond with the glass sheet when attaching the stack over a given time-temperature cycle, the surface modification layer 790 is applied with the glass sheet 771 Between the sheet 781 and/or between the glass sheet 772 and the cover sheet 780, it can be included suitably. When present between the cover and the glass sheet, the surface modification layer may be on the cover (as shown with the cover 781 and adjacent sheet 771), or may be on the glass sheet (cover ( 780) and sheet 772), or on both the cover and adjacent sheets (not shown). Alternatively, if cover sheets 780, 781 are present but have a material that will not bond with adjacent sheets 772, 772, the surface modification layer 790 need not be present between them.

스택에서 인접한 시트 사이에 계면이 존재한다. 예를 들어, 유리 시트(770-772) 중 인접한 것들 사이에, 계면이 규정되어 있고, 즉 시트(770)와 시트(771) 사이에 계면(791)이 존재하고, 시트(770)와 시트(772) 사이에 계면(792)이 존재한다. 또한, 커버 시트(780, 781)가 존재하는 경우, 커버(781)와 시트(771) 사이에 계면(793)이 존재할 뿐만 아니라, 시트(772와 커버(780) 사이에도 계면(794)이 존재한다.There is an interface between adjacent sheets in the stack. For example, between adjacent ones of the glass sheets 770-772, an interface is defined, that is, an interface 791 exists between the sheet 770 and the sheet 771, and the sheet 770 and the sheet ( There is an interface 792 between 772). In addition, when the cover sheets 780 and 781 are present, not only the interface 793 exists between the cover 781 and the sheet 771, but also an interface 794 exists between the sheet 772 and the cover 780. do.

인접한 유리 시트 사이의 주어진 계면(791, 792)에서, 또는 유리 시트와 커버 시트 사이의 주어진 계면(793, 794)에서 결합을 제어하기 위해, 표면 개질 층(790)을 사용할 수 있다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 각 계면(791, 792)에서, 그 계면에 대면하는 주요 표면 중 적어도 하나에 표면 개질 층(790)이 존재한다. 예를 들어, 계면(791)의 경우, 유리 시트(771)의 제2 주요 표면(778)은 시트(771)와 인접한 시트(770) 사이의 결합을 제어하도록 표면 개질 층(790)을 포함한다. 도시되어 있지 않지만, 시트(770)의 제1 주요 표면(776)은 시트(771)와의 결합을 제어하도록 그 위에 표면 개질 층(790)을 또한 포함할 수 있으며, 즉 임의의 특정 계면에 대면하는 각각의 주요 표면에 표면 개질 층이 있을 수 있다.A surface modification layer 790 can be used to control bonding at a given interface 791, 792 between adjacent glass sheets, or at a given interface 793, 794 between a glass sheet and a cover sheet. For example, as shown, at each interface 791, 792, a surface modification layer 790 is present on at least one of the major surfaces facing the interface. For example, for the interface 791, the second major surface 778 of the glass sheet 771 includes a surface modification layer 790 to control the bonding between the sheet 771 and an adjacent sheet 770. . Although not shown, the first major surface 776 of the sheet 770 may also include a surface modification layer 790 thereon to control bonding with the sheet 771, i.e. facing any particular interface. There may be a surface modification layer on each major surface.

임의의 주어진 계면(791-794)에서 특정 표면 개질 층(790) (및 임의의 연관된 표면 개질 처리 - 예를 들어 특정 표면 개질 층을 그 표면에 적용하기 전에 특정 표면에 대한 열 처리, 또는 표면 개질 층이 접촉할 수 있는 표면의 표면 열 처리)는, 그 특정 계면(791-794)에 대면하는 주요 표면(776, 778)이 인접한 시트 사이의 결합을 제어하고, 그에 따라 스택(760)에 적용되는 주어진 시간-온도 사이클에 대한 목적하는 결과를 달성하도록 선택될 수 있다.A specific surface modification layer 790 (and any associated surface modification treatment) at any given interface 791-794-e.g., a heat treatment for a specific surface, or surface modification prior to applying a specific surface modification layer to that surface. The surface heat treatment of the surfaces the layer can contact), the major surfaces (776, 778) facing that particular interface (791-794) control the bonding between adjacent sheets, and are applied to the stack 760 accordingly. Can be selected to achieve the desired result for a given time-temperature cycle.

400℃ 이하의 온도에서 유리 시트(770-772)의 스택을 벌크 어닐링하고, 어닐링 공정 후 각각의 유리 시트를 서로로부터 분리하는 것이 바람직한 경우, 그러면 임의의 특정 계면, 예를 들어 계면(791)에서의 결합은, 임의의 연관된 표면 제조와 함께, 실시예 2a, 2c, 2d, 2e, 3a, 3b, 또는 4b-4e 중 어느 하나에 따른 물질을 사용하여 제어될 수 있었다. 보다 특히, 시트(770)의 제1 표면(776)은 표 2-4에서 "얇은 유리"로서 처리될 것이고, 한편 시트(771)의 제2 표면(778)은, 표 2-4에서 "캐리어"로서 처리될 것이고, 또는 그 반대도 마찬가지이다. 이어서 400℃ 이하의 온도를 갖는, 적합한 시간-온도 사이클은 스택 전반에 걸쳐 필요한 시간-온도를 달성하도록, 목적하는 압축도, 스택에서의 시트의 수, 뿐만 아니라 시트의 크기 및 두께를 기준으로 선택할 수 있었다.If it is desirable to bulk anneal the stack of glass sheets 770-772 at a temperature of 400° C. or less and separate each glass sheet from each other after the annealing process, then at any particular interface, for example interface 791 The binding of can be controlled using a material according to any one of Examples 2a, 2c, 2d, 2e, 3a, 3b, or 4b-4e, with any associated surface preparation. More specifically, the first surface 776 of the sheet 770 will be treated as "thin glass" in Table 2-4, while the second surface 778 of the sheet 771 will be treated as "carrier" in Table 2-4. Will be treated as "and vice versa. Then a suitable time-temperature cycle, having a temperature of 400° C. or less, is selected based on the desired degree of compression, the number of sheets in the stack, as well as the size and thickness of the sheets, to achieve the required time-temperature throughout the stack. Could.

유사하게, 600℃ 이하의 온도에서 유리 시트(770-772)의 스택을 벌크 어닐링하고, 어닐링 공정 후 각각의 유리 시트를 서로로부터 분리하는 것이 바람직한 경우, 그러면 임의의 특정 계면, 예를 들어 계면(791)에서의 결합은, 임의의 연관된 표면 제조와 함께, 실시예 2a, 2e, 3a, 3b, 4c, 4d, 4e 중 어느 하나에 따른 물질을 사용하여 제어될 수 있었다. 보다 특히, 시트(770)의 제1 표면(776)은 표 2-4에서 "얇은 유리"로서 처리될 것이고, 한편 시트(771)의 제2 표면(778)은, 표 2-4에서 "캐리어"로서 처리될 것이고, 또는 그 반대도 마찬가지이다. 이어서 600℃ 이하의 온도를 갖는, 적합한 시간-온도 사이클은 스택 전반에 걸쳐 필요한 시간-온도를 달성하도록, 목적하는 압축도, 스택에서의 시트의 수, 뿐만 아니라 시트의 크기 및 두께를 기준으로 선택할 수 있었다.Similarly, if it is desirable to bulk anneal the stack of glass sheets 770-772 at a temperature of 600° C. or lower, and separate each glass sheet from each other after the annealing process, then any specific interface, e.g. 791) could be controlled using a material according to any one of Examples 2a, 2e, 3a, 3b, 4c, 4d, 4e, with any associated surface preparation. More specifically, the first surface 776 of the sheet 770 will be treated as "thin glass" in Table 2-4, while the second surface 778 of the sheet 771 will be treated as "carrier" in Table 2-4. Will be treated as "and vice versa. Then a suitable time-temperature cycle, having a temperature of 600° C. or less, is selected based on the desired degree of compression, the number of sheets in the stack, as well as the size and thickness of the sheets, to achieve the required time-temperature throughout the stack. Could.

또한, 시트의 스택 및 이들 각각의 쌍 사이의 표면 개질 층을 적절히 구성함으로써, 벌크 어닐링, 및 벌크 물품 형성을 수행할 수 있다. 400℃ 이하의 온도에서 유리 시트(770-772)의 스택을 벌크 어닐링하고, 이어서 물품(2)을 형성하도록 인접한 시트의 쌍을 서로 벌크로 공유 결합시키는 것이 바람직한 경우, 결합을 제어하기 위해 적합한 물질 및 연관된 표면 제조를 선택할 수 있다. 예를 들어, 주변부 주위에서 (또는 다른 바람직한 결합 영역(40)에서), 물품(2)으로 형성될 것인 유리 시트 쌍, 예를 들어 시트(770 및 771) 사이의 계면에서의 결합은 (i) 실시예 2c, 2d, 4b 중 어느 하나에 따른 물질을 시트(770, 771)의 주변부 주위에서 (또는 다른 바람직한 결합 영역(40)에서) 임의의 연관된 표면 처리와 함께; 및 (ii) 실시예 2a, 2e, 3a, 3b, 4c, 4d, 4e 중 어느 하나에 따른 물질을 시트(770, 771)의 내부 영역 상에서 (즉, (i)에서 처리된 바와 같은 주변부의 내부 영역, 또는 하나의 시트로부터 다른 시트의 분리가 바람직한 목적하는 제어된 결합 영역(50)에서) 임의의 연관된 표면 처리와 함께 사용함으로써 제어될 수 있다. 상기의 경우, 이어서 제어된 결합 영역(50)에서의 장치 가공은 600℃ 이하의 온도에서 수행할 수 있었다.In addition, bulk annealing and bulk article formation can be performed by appropriately configuring a stack of sheets and a surface modification layer between each pair of them. If it is desirable to bulk anneal the stack of glass sheets (770-772) at a temperature of 400° C. or less, and then to bulk covalently bond adjacent pairs of sheets to each other to form article 2, a suitable material to control bonding And associated surface preparation. For example, around the periphery (or in another preferred bonding area 40), the bonding at the interface between a pair of glass sheets that will be formed into the article 2, for example sheets 770 and 771, is (i ) The material according to any one of Examples 2c, 2d, 4b around the periphery of the sheets 770, 771 (or in other preferred bonding areas 40) with any associated surface treatment; And (ii) the material according to any one of Examples 2a, 2e, 3a, 3b, 4c, 4d, 4e on the inner region of the sheets 770, 771 (i.e., the inside of the periphery as treated in (i)). The area, or separation of one sheet from another, can be controlled by use with any associated surface treatment (in the desired controlled bonding area 50) desired. In this case, subsequent processing of the device in the controlled bonding region 50 could be performed at a temperature of 600° C. or less.

서로 간의 적합성을 위해 물질 및 열 처리를 적절히 선택할 수 있었다. 예를 들어, 제어된 결합 영역을 위한 실시예 2a에 따른 물질과의 결합 영역(40)을 위해 임의의 물질 (2c, 2d, 또는 4b)을 사용할 수 있었다. 대안적으로, 결합 영역 및 제어된 결합 영역을 위한 열 처리는 인접한 영역에서 원하는 결합도에 불리한 영향을 미치는 한 영역에서의 열 처리의 효과를 최소화하도록 적절히 제어될 수 있었다.Materials and heat treatments could be appropriately selected for mutual compatibility. For example, any material (2c, 2d, or 4b) could be used for the bonding area 40 with the material according to Example 2a for a controlled bonding area. Alternatively, the heat treatment for the bonding area and the controlled bonding area could be properly controlled to minimize the effect of heat treatment in one area adversely affecting the desired degree of bonding in adjacent areas.

표면 개질 층(790) 및 스택 중의 유리 시트를 위한 연관된 열 처리를 적절히 선택한 후, 그러한 시트를 스택으로 적절히 배열한 후 400℃ 이하로 가열하여 이들이 서로 영구 결합되는 것 없이 모든 시트를 스택으로 벌크 어닐링할 수 있었다. 이어서, 스택을 600℃ 이하로 가열하여 결합 영역 및 제어된 결합 영역의 패턴을 갖는 물품(2)을 형성하도록 목적하는 결합 영역에서 한 쌍의 인접한 시트의 공유 결합을 형성할 수 있었다. 물품(2)을 형성하도록 결합 영역(40)에 의해 공유 결합되어야 하는 시트의 한 쌍, 및 분리되었지만 인접한 물품(2)을 형성하는 그러한 시트의 또 다른 쌍 사이의 계면에서의 결합은, 실시예 2a, 2e, 3a, 3b, 4c, 4d, 4e의 물질 및 연관된 열 처리로 제어될 수 있어, 인접한 물품(2)은 서로 공유 결합되지 않을 것이다. 인접한 물품 사이의 결합을 제어하는 이러한 동일한 방식으로, 스택에 존재하는 물품 및 임의의 커버 시트 사이의 결합은 제어될 수 있었다.After appropriate selection of the surface modification layer 790 and the associated heat treatment for the glass sheets in the stack, the sheets are properly arranged into a stack and then heated to 400° C. or lower to bulk anneal all sheets into the stack without permanently bonding them to each other. Could. The stack could then be heated to 600° C. or lower to form covalent bonds of a pair of adjacent sheets in the desired bonding area to form an article 2 having a pattern of bonding areas and controlled bonding areas. The bonding at the interface between a pair of sheets that must be covalently bonded by the bonding region 40 to form an article 2, and another pair of such sheets forming a separate, but adjacent article 2, is an example The material of 2a, 2e, 3a, 3b, 4c, 4d, 4e and the associated heat treatment can be controlled so that adjacent articles 2 will not be covalently bonded to each other. In this same way of controlling the bonding between adjacent articles, the bonding between the articles present in the stack and any cover sheets could be controlled.

추가로, 상기와 유사하게, 스택(760)으로부터 물품(2)을 사전에 그 동일한 스택(760)의 어닐링 없이 벌크로 형성할 수 있다. 대신에, 시트는, 목적하는 제어된 결합을 위해 시트를 스택으로 구성하여 물품을 벌크로 제조하기 전에, 개별적으로 어닐링되거나, 또는 다른 스택으로 어닐링되어 그로부터 분리될 수 있었다. 벌크 어닐링한 후 하나의 및 동일한 스택으로부터 물품을 벌크로 형성하는 바로 앞에-기재된 방식에서, 벌크 어닐링은 간단히 생략된다.Additionally, similar to the above, the article 2 from the stack 760 can be formed in bulk without prior annealing of the same stack 760. Instead, the sheets could be annealed individually, or annealed to another stack and separated therefrom, prior to making the article bulk by configuring the sheets into a stack for the desired controlled bonding. In the immediately-described manner of forming articles into bulk from one and the same stack after bulk annealing, bulk annealing is simply omitted.

계면(791)에서 결합을 제어하는 유일한 방식을 상기에서 상세히 설명했지만, 물론 동일한 것이 계면(792)에서, 또는 특정 스택에 존재할 수 있는 임의의 다른 계면에 대해 - 스택 중의 3개 초과의 유리 시트의 경우에서와 같이, 또는 유리 시트에 바람직하지 않게 결합될 커버 시트가 존재하는 경우에서와 같이 수행될 수 있다. 또한, 결합을 제어하는 동일한 방식을 존재하는 임의의 계면(791, 792, 793, 794)에서 사용할 수 있지만, 결합을 제어하는 상기-기재된 방식 중 다른 것을 목적하는 결합의 유형 면에서 동일하거나 또는 상이한 결과를 생성하도록 다른 계면에서 또한 사용할 수 있다.The only way to control bonding at interface 791 has been detailed above, but of course the same is at interface 792, or for any other interface that may be present in a particular stack-of more than three glass sheets in the stack. This can be done as in the case, or as in the case where there is a cover sheet to be undesirably bonded to the glass sheet. In addition, the same way of controlling bonding can be used at any interface (791, 792, 793, 794) present, but other of the above-described ways of controlling bonding are the same or different in terms of the type of bonding desired. It can also be used at other interfaces to produce results.

벌크 어닐링하거나, 물품(2)을 벌크로 형성하는 상기 공정에서, HMDS가 계면에서의 결합을 제어하기 위한 물질로서 사용되고, HMDS가 스택의 외부 주변에 노출된 경우, HMDS의 영역에서 공유 결합을 방지하는 것이 바람직한 경우에 산소-무함유 분위기에서 약 400℃ 초과의 가열을 수행해야 한다. 즉, HMDS가 HMDS를 산화시키기에 충분한 분위기 중의 산소의 양에 (약 400℃ 초과의 온도에서) 노출된 경우, HMDS가 산화되었던 임의의 그러한 영역에서의 결합은 인접한 유리 시트 사이의 공유 결합이 될 것이다. 다른 알킬 탄화수소 실란, 예를 들어 에틸, 프로필, 부틸, 또는 스테릴 실란은 유사하게 보다 고온, 예를 들어 약 400℃ 초과에서 산소에의 노출에 의해 영향을 받을 수 있다. 유사하게, 표면 개질 층을 위해 다른 물질을 사용하는 경우, 벌크 어닐링을 위한 환경은 물질이 어닐링의 시간-온도 사이클 동안에 분해하지 않을 것으로 선택해야 한다. 본원에 사용된 바와 같이, 무산소는 1000 부피ppm 미만, 보다 바람직하게는 100 부피ppm 미만의 산소 농도를 의미할 수 있다.In the above process of bulk annealing or forming the article 2 into bulk, HMDS is used as a material to control bonding at the interface, and when HMDS is exposed to the outer periphery of the stack, covalent bonding is prevented in the area of HMDS. If it is desirable to do so, heating above about 400° C. should be carried out in an oxygen-free atmosphere. That is, if HMDS is exposed to an amount of oxygen in the atmosphere sufficient to oxidize HMDS (at temperatures above about 400° C.), bonding in any such area where HMDS has been oxidized will result in covalent bonds between adjacent glass sheets. will be. Other alkyl hydrocarbon silanes such as ethyl, propyl, butyl, or steryl silanes can likewise be affected by exposure to oxygen at higher temperatures, such as above about 400°C. Similarly, when using other materials for the surface modification layer, the environment for bulk annealing should be chosen so that the material will not decompose during the time-temperature cycle of the annealing. As used herein, oxygen free can mean an oxygen concentration of less than 1000 ppm by volume, more preferably less than 100 ppm by volume.

일단 시트의 스택이 벌크 어닐링되면, 각각의 시트를 스택으로부터 분리할 수 있다. 각각의 시트는 (예를 들어, ≥ 400℃ 온도에서 산소 환경에서 가열하는 산소 플라즈마에 의해, 또는 화학적 산화, SC1, 또는 SC2에 의해) 표면 개질 층(790)을 제거하도록 처리될 수 있다. 각각의 시트는, 목적에 따라, 예를 들어 전자 장치, 예를 들어 OLED, FPD, 또는 PV 장치 기판으로서 사용할 수 있다.Once the stack of sheets is bulk annealed, each sheet can be separated from the stack. Each sheet may be treated to remove the surface modification layer 790 (eg, by an oxygen plasma heating in an oxygen environment at a temperature> 400° C., or by chemical oxidation, SC1, or SC2). Each sheet can be used, depending on the purpose, for example as an electronic device, for example an OLED, FPD, or a PV device substrate.

벌크 어닐링의 상기-기재된 방법, 또는 벌크 가공은, 경제적인 방법으로 깨끗한 시트 표면을 유지하는 이점을 갖는다. 보다 특히, 시트는 클린-룸 어닐링 레어에서와 같이 시작에서 마무리까지 깨끗한 환경에서 유지되어야 할 필요가 없다. 대신에, 스택은 시트 사이에 유체 흐름이 없기 때문에 시트 표면이 입자로 더러워지지 않고 깨끗한 환경에서 형성되고, 이어서 표준 어닐링 레어 (즉, 청정도가 제어되지 않는 곳)에서 가공될 수 있다. 따라서, 시트 표면은 시트의 스택이 어닐링되는 환경으로부터 보호된다. 어닐링 후, 시트의 스택은 시트가 어느 정도의 접착력을 유지하지만, 충분한 힘 적용시 시트의 손상 없이 서로 분리가능한 채로 남아 있기 때문에 (동일하거나 또는 상이한 시설에서) 추가의 공정 영역으로 용이하게 수송될 수 있다. 즉, 유리 제조자는 (예를 들어) 유리 시트의 스택을 조립 및 어닐링하고, 이어서 시트를 스택으로서 운송할 수 있고, 시트는 (수송시 이들이 분리될 염려 없이) 배송 동안에 함께 붙어 있고, 이들의 목적지에 도착시 시트는 시트를 개별적으로 또는 보다 작은 그룹으로 사용할 수 있는 소비자에 의해 스택으로부터 분리될 수 있다. 일단 분리를 바람직하다면, 시트의 스택은 (필요에 따라 스택을 세척한 후) 깨끗한 환경에서 다시 가공될 수 있다.The above-described method of bulk annealing, or bulk processing, has the advantage of maintaining a clean sheet surface in an economical way. More particularly, the sheet does not have to be maintained in a clean environment from start to finish as in clean-room annealing rares. Instead, the stack can be formed in a clean environment where the sheet surface is not contaminated with particles because there is no fluid flow between the sheets, and then processed in standard annealing rares (i.e., where cleanliness is not controlled). Thus, the sheet surface is protected from the environment in which the stack of sheets is annealed. After annealing, the stack of sheets can be easily transported to additional processing areas (at the same or different facilities) as the sheets retain some degree of adhesion, but remain separable from each other without damaging the sheets when sufficient force is applied. have. That is, a glass manufacturer can assemble and anneal a stack of glass sheets (for example), and then transport the sheets as a stack, the sheets sticking together during shipping (without fear of their separation in transit) and their destination. Upon arrival, the sheets can be separated from the stack by a consumer who can use the sheets individually or in smaller groups. Once separation is desired, the stack of sheets can be processed again in a clean environment (after washing the stack as needed).

벌크 어닐링의 실시예Examples of bulk annealing

융합 인발 공정으로부터 입수한 그대로 유리 기판을 사용하였다. 융합 인발된 유리 조성은 (몰% 단위로): SiO2 (67.7), Al2O3 (11.0), B2O3 (9.8), CaO (8.7), MgO (2.3), SrO (0.5)이었다. 일곱 (7)개의, 0.7 mm 두께 x 150 mm 직경, 융합 인발된 유리 기판은 HF를 사용하여 200 nm 깊이 기점/부척으로 리소그래픽 방법에 의해 패턴화되었다. 표면 개질 층으로서 이 (2) nm의 플라즈마 침착된 플루오로중합체를 모든 유리 기판의 모든 결합 표면에 코팅했으며, 즉 또 다른 기판과 대면하는 기판의 각 표면을 코팅했고, 그 결과 각 시트 표면의 생성된 표면 에너지는 대략 35m J/m2이었다. 7개 코팅된 각각의 유리 기판을 함께 두어 단일의 두꺼운 기판 ("유리 스택"으로서 지칭됨)을 형성하였다. 유리 스택을 질소 퍼징된 관형 퍼니스에서 15분 기간에 걸쳐 30℃에서 590℃로 램핑하고, 590℃에서 30분 유지하고, 이어서 50분 기간에 걸쳐 약 230℃로 낮추어 램핑하고, 이어서 유리 스택을 퍼니스로부터 제거하고 약 30℃의 실온으로 약 10분 내로 냉각시켜 어닐링하였다. 냉각 후, 기판을 퍼니스로부터 제거하고 면도칼 웨지를 사용하여 각각의 시트로 용이하게 분리하였다 (즉, 샘플은 전체적으로 또는 국소적으로, 영구 결합되지 않았다). 유리 기점을 어닐링되지 않은 석영 레퍼런스와 비교함으로써 각 개별 기판에서 압축을 측정하였다. 각각의 기판은 약 185ppm을 압축한 것으로 밝혀졌다. 각각의 샘플로서 (함께 적층되지 않은) 기판 중 2개는 상기 기재된 바와 같이 (590℃/30분 유지) 2차 어닐링 사이클을 거쳤다. 압축을 다시 측정하였고 기판은 2차 열 처리로 인해 10 ppm (실제로 0 내지 2.5 ppm) 미만을 추가로 압축한 것으로 밝혀졌다 (2차 열 처리 후의 유리 치수의 변화 - 본래 유리 치수와 비교해서 - 에서 1차 열 처리 후의 유리 치수의 변화를 뺀 것). 따라서, 본 발명자들은 개별 유리 시트가 코팅되고, 적층되고, 고온에서 열 처리되어 압착, 냉각, 개별 시트로의 분리를 달성할 수 있고, 제2 열 처리 후에 < 10 ppm, 심지어 < 5 ppm의 치수 변화 (제1 열 처리 후의 그들의 크기 변화와 비교하여)를 가질 수 있음을 입증하였다.The glass substrate was used as it was obtained from the fusion drawing process. The fusion-drawn glass composition was (in mole %): SiO2 (67.7), Al2O3 (11.0), B2O3 (9.8), CaO (8.7), MgO (2.3), and SrO (0.5). Seven (7), 0.7 mm thick x 150 mm diameter, fusion drawn glass substrates were patterned by a lithographic method with a 200 nm depth fiducial/scale using HF. As a surface modification layer, this (2) nm plasma deposited fluoropolymer was coated on all bonding surfaces of all glass substrates, i.e. each surface of the substrate facing another substrate was coated, resulting in the creation of each sheet surface. The resulting surface energy was approximately 35m J/m 2 . Each of the seven coated glass substrates was put together to form a single thick substrate (referred to as a “glass stack”). The glass stack was ramped from 30° C. to 590° C. over a 15 minute period in a nitrogen purged tubular furnace, held at 590° C. for 30 minutes, then lowered to about 230° C. over a 50 minute period, and then the glass stack was furnace And annealed by cooling to room temperature of about 30° C. in about 10 minutes. After cooling, the substrate was removed from the furnace and easily separated into each sheet using a razor wedge (i.e., the sample was not permanently bonded, either entirely or locally). Compression was measured on each individual substrate by comparing the glass fiducial to an unannealed quartz reference. Each substrate was found to compress about 185 ppm. Two of the substrates (not laminated together) as each sample were subjected to a second annealing cycle as described above (hold at 590° C./30 min). Compression was measured again and the substrate was found to have further compressed less than 10 ppm (actually 0 to 2.5 ppm) due to the secondary heat treatment (change in glass dimensions after secondary heat treatment-compared to the original glass dimensions- Subtracting the change in glass dimensions after the primary heat treatment). Therefore, the inventors of the present invention can achieve compression, cooling, separation into individual sheets by coating individual glass sheets, laminating and heat treatment at high temperature, and dimensions of <10 ppm, even <5 ppm after the second heat treatment. It has been demonstrated that it can have a change (compared to their size change after the first heat treatment).

상기-기재된 어닐링 실시예에서 퍼니스가 질소로 퍼징되었지만, 어닐링 퍼니스는 또한 어닐링 온도, 및 특정 환경에서 그러한 온도에서의 표면 개질 층 물질의 안정성에 따라, 공기, 아르곤, 산소, CO2, 또는 그의 조합을 비롯한 다른 기체로 퍼징될 수 있다.Although the furnace was purged with nitrogen in the above-described annealing examples, the annealing furnace may also be air, argon, oxygen, CO 2 , or a combination thereof, depending on the annealing temperature and the stability of the surface modification layer material at that temperature in a particular environment. It can be purged with other gases including.

또한, 나타내진 않았지만, 유리는 시트 대신에 스풀 형태로 어닐링될 수 있다. 즉, 적합한 표면 개질 층은 유리 리본의 한 면 또는 양쪽 면 상에 형성될 수 있고, 리본은 이어서 롤링될 수 있다. 전체 롤은 시트에 대해 상기에서 언급된 바와 같은 동일한 처리가 적용될 수 있고, 그 결과 전체 스풀의 유리는 유리의 한 랩이 인접한 것에 점착되지 않고 어닐링될 것이다. 펼치자마자, 표면 개질 층은 임의의 적합한 공정에 의해 제거될 수 있다.Also, although not shown, the glass can be annealed in the form of a spool instead of a sheet. That is, a suitable surface modification layer can be formed on one or both sides of the glass ribbon, and the ribbon can then be rolled. The entire roll may be subjected to the same treatment as mentioned above for the sheet, so that the entire spool of glass will be annealed without sticking one wrap of glass to the adjacent one. Upon unfolding, the surface modification layer can be removed by any suitable process.

기체방출Outgassing

전형적인 웨이퍼 결합 적용에서 사용되는 중합체 접착제는 일반적으로 10-100 마이크로미터 두께이고 그의 온도 한계에서 또는 그 근방에서 그의 질량의 약 5%를 손실한다. 두꺼운 중합체 필름으로부터 발생된 이러한 물질의 경우, 질량-분광측정법에 의해 질량 손실의 양, 또는 기체방출을 정량화하는 것이 용이하다. 다른 한편, 대략 10 nm 두께 이하의 얇은 표면 처리, 예를 들어 상기 기재된 플라즈마 중합체 또는 자기-조립 단분자층 표면 개질 층으로부터, 뿐만 아니라 열분해된 실리콘 오일의 얇은 층에 의해 기체방출을 측정하는 것은 보다 어렵다. 이러한 물질에 있어서, 질량-분광측정법은 충분히 감수성이지 않다. 그러나, 기체방출을 측정하는 많은 다른 방법이 있다.Polymeric adhesives used in typical wafer bonding applications are generally 10-100 microns thick and lose about 5% of their mass at or near their temperature limits. For these materials generated from thick polymer films, it is easy to quantify the amount of mass loss, or outgassing, by mass-spectrometry. On the other hand, it is more difficult to measure outgassing from thin surface treatments of about 10 nm or less thickness, for example from the plasma polymer or self-assembled monolayer surface modified layers described above, as well as by thin layers of pyrolyzed silicone oil. For these materials, mass-spectrometry is not sufficiently sensitive. However, there are many other methods of measuring outgassing.

소량의 기체방출을 측정하는 첫 번째 방법은 표면 에너지 측정을 기준으로 하고, 도 9와 관련해서 기재될 것이다. 이 시험을 수행하기 위해, 도 9에 도시된 바와 같은 설정을 사용할 수 있다. 그 위에 시험할 표면 개질 층을 갖는 제1 기판, 또는 캐리어(900)는 표면(902)을 제공하고, 즉 표면 개질 층이 조성 및 두께가 시험할 표면 개질 층(30)에 상응한다. 제2 기판, 또는 커버(910)는 그의 표면(912)이 캐리어(900)의 표면(902)에 인접하지만, 그것과 접촉하지 않도록 놓여 있다. 표면(912)은 코팅되지 않은 표면, 즉 커버가 제조되는 맨 물질의 표면이다. 스페이서(920)는 캐리어(900) 및 커버(910) 사이의 여러 지점에 놓여 있고 이들을 서로 이격된 관계로 유지한다. 스페이서(920)는 하나에서 다른 하나로 물질의 이동을 허용하도록 커버(910)를 캐리어(900)로부터 분리하기에 충분히 두껍지만, 시험 동안에 표면(902 및 912)에서 챔버 분위기로부터의 오염의 양을 최소화하도록 충분히 얇아야 한다. 캐리어(900), 스페이서(920), 및 커버(910)는, 함께 시험 물품(901)을 형성한다.The first method of measuring small outgassing is based on the measurement of surface energy, and will be described in connection with FIG. To perform this test, a setup as shown in Fig. 9 can be used. A first substrate, or carrier 900, having a surface modification layer to be tested thereon provides a surface 902, ie the surface modification layer corresponds in composition and thickness to the surface modification layer 30 to be tested. The second substrate, or cover 910, is placed such that its surface 912 is adjacent to, but not in contact with, the surface 902 of the carrier 900. Surface 912 is an uncoated surface, that is, the surface of the bare material from which the cover is made. The spacers 920 are placed at various points between the carrier 900 and the cover 910 and keep them in a spaced relationship. Spacer 920 is thick enough to separate cover 910 from carrier 900 to allow material transfer from one to another, but minimizes the amount of contamination from the chamber atmosphere on surfaces 902 and 912 during testing. It should be thin enough to do. The carrier 900, the spacer 920, and the cover 910 together form a test article 901.

시험 물품(901)을 조립하기 전에, 표면(902), 즉 그 위에 제공된 표면 개질 층을 갖는 캐리어(900)의 표면의 표면 에너지 그대로, 맨 표면(912)의 표면 에너지를 측정한다. 도 10에 나타낸 바와 같은 표면 에너지, 극성 및 분산 성분 둘 다는, 에스. 후(S. Wu) (1971)에 의해 개발된 이론 모델을 3종의 시험 액체; 물, 디아이오도메탄 및 헥사데칸의 세 접촉각에 피팅함으로써 측정되었다. (참조: 문헌 [S. Wu, J. Polym. Sci. C, 34, 19, 1971]).Before assembling the test article 901, the surface energy of the bare surface 912 is measured, as is the surface energy of the surface 902, that is, the surface of the carrier 900 having a surface modification layer provided thereon. Both of the surface energy, polarity and dispersion components as shown in Fig. 10 are S. The theoretical model developed by S. Wu (1971) was used as three test liquids; It was measured by fitting to the three contact angles of water, diiodomethane and hexadecane. (See: S. Wu, J. Polym. Sci. C, 34, 19, 1971).

조립 후, 시험 물품(901)을 가열 챔버 (930)에 넣고, 시간-온도 사이클 내내 가열한다. 가열은 대기압에서 및 흐르는 N2 기체, 즉 2 표준 리터/분의 속도로 화살표 (940)의 방향으로 흐르는 N2 기체 하에 수행한다.After assembly, test article 901 is placed in heating chamber 930 and heated throughout the time-temperature cycle. The heating is carried out at atmospheric pressure and under flowing N2 gas, i.e., N2 gas flowing in the direction of arrow 940 at a rate of 2 standard liters/minute.

가열 사이클 동안에, 표면(902)에서의 변화 (예를 들어, 증발, 열분해, 분해, 중합, 캐리어와의 반응, 및 탈습윤으로 인한 표면 개질 층에 대한 변화 포함)는 표면(902)의 표면 에너지에서의 변화에 의해 나타난다. 표면(902)의 표면 에너지에서의 변화 자체로는 반드시 표면 개질 층이 기체방출되었음을 의미하지 않지만, 그의 특성이, 예를 들어 상기 언급된 메카니즘으로 인해 변하고 있기 때문에 그 온도에서 물질의 일반적인 불안정성을 나타낸다. 따라서, 표면(902)의 표면 에너지에서의 변화가 적을수록, 표면 개질 층이 보다 안정적이다. 다른 한편으로는, 표면(902)에 대한 표면(912)의 근접성 때문에, 표면(902)으로부터 기체방출된 임의의 물질은 표면(912) 상에 수집될 것이고 표면(912)의 표면 에너지를 변화시킬 것이다. 따라서, 표면(912)의 표면 에너지에서의 변화는 표면(902) 상에 존재하는 표면 개질 층의 기체방출의 프록시가 된다.During the heating cycle, changes in the surface 902 (including, for example, changes to the surface modification layer due to evaporation, pyrolysis, decomposition, polymerization, reaction with carriers, and dewetting) are the surface energy of the surface 902 Manifested by a change in The change in the surface energy of the surface 902 by itself does not necessarily mean that the surface modification layer has been outgassed, but since its properties are changing, for example due to the above-mentioned mechanisms, it indicates the general instability of the material at that temperature. . Thus, the less the change in the surface energy of the surface 902, the more stable the surface modification layer. On the other hand, because of the proximity of the surface 912 to the surface 902, any material outgassed from the surface 902 will collect on the surface 912 and change the surface energy of the surface 912. will be. Thus, the change in the surface energy of the surface 912 becomes a proxy for outgassing of the surface modification layer present on the surface 902.

따라서, 기체방출에 대한 한 시험은 커버 표면(912)의 표면 에너지에서의 변화를 사용한다. 구체적으로, ≥ 10 mJ/m2의 - 표면(912)의 - 표면 에너지에서의 변화가 있는 경우, 그러면 기체방출이 있다. 상기 규모의 표면 에너지에서의 변화는 물질 특성 및 장치 성능에서 필름 접착력의 손실 또는 분해를 유도할 수 있는 오염과 일치한다. ≤ 5 mJ/m2의 표면 에너지에서의 변화는 표면 에너지 측정의 반복성 및 표면 에너지의 불균일성에 가깝다. 상기 작은 변화는 최소의 기체방출과 일치한다.Thus, one test for outgassing uses a change in the surface energy of the cover surface 912. Specifically, if there is a change in the surface energy-of the surface 912 of ≥ 10 mJ/m 2, then there is outgassing. Changes in surface energy on this scale are consistent with contamination that can lead to loss or degradation of film adhesion in material properties and device performance. The change in surface energy of ≤ 5 mJ/m 2 is close to the repeatability of the surface energy measurement and the non-uniformity of the surface energy. This small change is consistent with minimal outgassing.

도 10의 결과를 초래했던 시험 동안에, 캐리어(900), 커버(910), 및 스페이서(920)는, 뉴욕주 코닝 소재 코닝 인코포레이티드로부터 입수가능한 이글 XG 유리, 알칼리-무함유 알루미노-보로-실리케이트 디스플레이-등급 유리로 제조되었지만, 그러한 것이 사실일 필요는 없다. 캐리어(900) 및 커버(910)는 150mm 직경 0.63mm 두께였다. 일반적으로, 캐리어(910) 및 커버(920)는 각각, 기체방출 시험이 바람직한, 캐리어(10) 및 얇은 시트(20)와 동일한 물질로 제조될 것이다. 상기 시험 동안, 실리콘 스페이서는 0.63 mm 두께, 2 mm 폭, 및 8 cm 길이였고, 이것에 의해 0.63 mm의 간격을 표면(902 및 912) 사이에 형성한다. 상기 시험 동안에, 챔버 (930)를 실온에서 시험 한계 온도까지 9.2℃/분의 속도로 순환되고, 그래프에서 "어닐링 시간"으로서 나타낸 바와 같은 다양한 시간 동안 시험 한계 온도에서 유지되고, 이어서 퍼니스 속도로 200℃로 냉각되는 MPT-RTP600s 신속 열 가공 장비에 포함시켰다. 오븐을 200℃로 냉각시킨 후, 시험 물품을 제거했고, 시험 물품을 실온으로 냉각시킨 후, 각 표면(902 및 912)의 표면 에너지를 다시 측정하였다. 따라서, 예를 들어 물질 #1에 대해, 450℃의 한계 온도로 시험한, 커버 표면 에너지에서의 변화에 관한 데이터, 선(1003)을 이용하여, 데이터를 다음과 같이 수집하였다. 0분에서의 데이터 포인트는 75 mJ/m2 (제곱 미터당 밀리-줄)의 표면 에너지를 나타내고, 맨 유리의 표면 에너지이고, 즉 아직 시간-온도 사이클이 실행되지 않았다. 1분에서의 데이터 포인트는 다음과 같이 수행된 시간-온도 사이클 후에 측정된 바와 같은 표면 에너지를 나타낸다: (표면(902)을 제공하도록 캐리어(900)에 표면 개질 층으로서 사용된 물질 #1을 갖는) 물품(901)을 실온, 및 대기압에서 가열 챔버 (930)에 넣고; 챔버를 2 표준 리터/분의 N2 기체 흐름 하에, 9.2℃/분의 속로도 450℃의 시험-한계 온도로 가열하고, 450℃의 시험-한계 온도에서 1분 동안 유지하고; 이어서 챔버를 1℃/분의 속도로 300℃로 냉각되도록 하고, 이어서 물품(901)을 챔버 (930)로부터 제거하고; 이어서 물품을 (N2가 흐르는 분위기 없이) 실온으로 냉각되도록 하고; 이어서 표면(912)의 표면 에너지를 측정했고 1분 동안의 포인트로서 선(1003)에 플롯팅하였다. 이어서 물질 #1 (선(1003, 1004))에 대해 남아 있는 데이터 포인트, 뿐만 아니라 물질 #2 (선(1203, 1204)), 물질 #3 (선(1303, 1304)), 물질 #4 (선(1403, 1404)), 물질 #5 (선(1503, 1504)), 및 물질 #6 (선(1603, 및 1604))에 대한 데이터 포인트를, 적절히 어닐링 시간의 분이 시험-한계 온도, 450℃, 또는 600℃에서의 유지 시간에 상응하는 유사한 방식으로 결정하였다. 상응하는 표면 개질 층 물질 (물질 #1-6)에 대한 표면(902)의 표면 에너지를 대표하는, 선(1001, 1002, 1201, 1202, 1301, 1302, 1401, 1402, 1501, 1502, 1601, 및 1602)에 대한 데이터 포인트를, 표면(902)의 표면 에너지를 각 시간-온도 사이클 후에 측정한 점을 제외하고, 유사한 방식으로 결정하였다.During the tests that resulted in the results of FIG. 10, the carrier 900, cover 910, and spacer 920 were Eagle XG glass, alkali-free alumino-available from Corning, Inc., Corning, NY. Although made of boro-silicate display-grade glass, that need not be the case. The carrier 900 and the cover 910 were 150 mm in diameter and 0.63 mm thick. In general, carrier 910 and cover 920 will each be made of the same material as carrier 10 and thin sheet 20, for which outgassing testing is desirable. During this test, the silicone spacer was 0.63 mm thick, 2 mm wide, and 8 cm long, thereby forming a gap of 0.63 mm between surfaces 902 and 912. During the test, the chamber 930 is cycled from room temperature to the test limit temperature at a rate of 9.2° C./min, maintained at the test limit temperature for various times as indicated by the “annealing time” in the graph, and then 200 at the furnace speed. Included in MPT-RTP600s rapid thermal processing equipment cooled to °C. After cooling the oven to 200° C., the test article was removed, and after cooling the test article to room temperature, the surface energy of each surface 902 and 912 was measured again. Thus, for example, for material #1, using data on the change in cover surface energy, line 1003, tested at a limit temperature of 450°C, the data was collected as follows. The data point at 0 minutes represents a surface energy of 75 mJ/m 2 (milli-joules per square meter), and is the surface energy of the bare glass, i. The data points at 1 minute represent the surface energy as measured after a time-temperature cycle performed as follows: (with material #1 used as a surface modification layer on carrier 900 to provide surface 902) ) Put the article 901 into the heating chamber 930 at room temperature and atmospheric pressure; The chamber was heated to a test-limit temperature of 450° C. under 2 standard liters/min of N2 gas flow, even at a rate of 9.2° C./min, and held at a test-limit temperature of 450° C. for 1 minute; The chamber is then allowed to cool to 300° C. at a rate of 1° C./min, and the article 901 is then removed from the chamber 930; The article is then allowed to cool to room temperature (without a flowing atmosphere of N2); The surface energy of the surface 912 was then measured and plotted on line 1003 as a point over 1 minute. Then the remaining data points for material #1 (line(1003, 1004)), as well as material #2 (line(1203, 1204)), material #3 (line(1303, 1304)), material #4 (line (1403, 1404)), Material #5 (Lines 1503, 1504), and Material #6 (Lines 1603, and 1604)), appropriately in minutes of annealing time, test-limit temperature, 450°C. , Or in a similar manner corresponding to the holding time at 600°C. Lines 1001, 1002, 1201, 1202, 1301, 1302, 1401, 1402, 1501, 1502, 1601, representing the surface energy of the surface 902 for the corresponding surface modification layer material (Material #1-6) And 1602) were determined in a similar manner, except that the surface energy of the surface 902 was measured after each time-temperature cycle.

상기 조립 공정, 및 시간-온도 사이클을, 하기 기재된 바와 같은 6개 상이한 물질에 대해 수행하고, 결과를 도 10에 그래프로 나타내었다. 6개 물질 중, 물질 #1-4는 상기 기재된 표면 개질 층 물질에 상응한다. 물질 #5 및 #6은 비교 실시예이다.The assembly process, and time-temperature cycle, were performed for six different materials as described below, and the results are plotted in FIG. 10. Of the six materials, materials #1-4 correspond to the surface modification layer materials described above. Materials #5 and #6 are comparative examples.

물질 #1은 CHF3-CF4 플라즈마 중합된 플루오로중합체이다. 상기 물질은 상기 실시예 3b에서의 표면 개질 층과 일치한다. 도 10에 나타낸 바와 같이, 선(1001 및 1002)은 캐리어의 표면 에너지가 유의하게 변하지 않았음을 보여준다. 따라서, 상기 물질은 450℃ 내지 600℃의 온도에서 매우 안정적이다. 또한, 선(1003 및 1004)에 나타낸 바와 같이, 커버의 표면 에너지도 유의하게 변하지 않았고, 즉 변화는 ≤ 5mJ/m2이었다. 따라서, 450℃ 내지 600℃에서 상기 물질과 연관된 기체방출은 없었다.Material #1 is a CHF3-CF4 plasma polymerized fluoropolymer. This material is consistent with the surface modification layer in Example 3b above. As shown in Fig. 10, lines 1001 and 1002 show that the surface energy of the carrier has not changed significantly. Thus, the material is very stable at temperatures of 450°C to 600°C. Further, as shown by lines 1003 and 1004, the surface energy of the cover also did not change significantly, that is, the change was ≤ 5 mJ/m 2 . Thus, there was no outgassing associated with the material between 450°C and 600°C.

물질 #2는 페닐트리에톡시실란의 1% 톨루엔 용액으로부터 침착되고 진공 오븐에서 30분 동안 190℃에서 경화된 자기-조립 단분자층 (SAM)인 페닐실란이다. 상기 물질은 상기 실시예 4c의 표면 개질 층과 일치한다. 도 10에 나타낸 바와 같이, 선(1201 및 1202)은 캐리어의 표면 에너지에서의 약간의 변화를 나타낸다. 상기 언급된 바와 같이, 이것은 표면 개질 층에서의 약간의 변화를 나타내고, 비교해서, 물질 #2가 물질 #1보다 다소 덜 안정적이다. 그러나, 선(1203 및 1204)에 의해 주지된 바와 같이, 캐리어의 표면 에너지에서의 변화는 ≤ 5mJ/m2이고, 표면 개질 층에 대한 변화가 기체방출을 유발하지 않았음을 보여준다.Material #2 is phenylsilane, a self-assembled monolayer (SAM) deposited from a 1% toluene solution of phenyltriethoxysilane and cured at 190° C. for 30 minutes in a vacuum oven. This material is consistent with the surface modification layer of Example 4c above. As shown in Fig. 10, lines 1201 and 1202 represent slight changes in the surface energy of the carrier. As mentioned above, this shows a slight change in the surface modification layer, and in comparison, material #2 is somewhat less stable than material #1. However, as noted by lines 1203 and 1204, the change in the surface energy of the carrier is ≦5 mJ/m 2 , showing that the change to the surface modification layer did not cause outgassing.

물질 #3은 펜타플루오로페닐트리에톡시실란의 1% 톨루엔 용액으로부터 침착되고 진공 오븐에서 30분 동안 190℃에서 경화된 SAM인 펜타플루오로페닐실란이다. 상기 물질은 상기 실시예 4e의 표면 개질 층과 일치한다. 도 10에 나타낸 바와 같이, 선(1301 및 1302)은 캐리어의 표면 에너지에서의 약간의 변화를 나타낸다. 상기 언급된 바와 같이, 이것은 표면 개질 층에서의 약간의 변화를 나타내고, 비교해서, 물질 #3이 물질 #1보다 다소 덜 안정적이다. 그러나, 선(1303 및 1304)에 의해 주지된 바와 같이, 캐리어의 표면 에너지에서의 변화는 ≤ 5mJ/m2이고, 표면 개질 층에 대한 변화가 기체방출을 유발하지 않았음을 보여준다.Material #3 is pentafluorophenylsilane, a SAM deposited from a 1% toluene solution of pentafluorophenyltriethoxysilane and cured at 190° C. for 30 minutes in a vacuum oven. This material is consistent with the surface modification layer of Example 4e above. As shown in Fig. 10, lines 1301 and 1302 represent slight changes in the surface energy of the carrier. As mentioned above, this shows a slight change in the surface modification layer, and in comparison, material #3 is somewhat less stable than material #1. However, as noted by lines 1303 and 1304, the change in the surface energy of the carrier is ≦5 mJ/m 2 , showing that the change to the surface modification layer did not cause outgassing.

물질 #4는 YES HMDS 오븐에서 140℃에서 증기로부터 침착된 헥사메틸디실라잔 (HMDS)이다. 상기 물질은 상기 표 2의 실시예 2b의 표면 개질 층과 일치한다. 도 10에 나타낸 바와 같이, 선(1401 및 1402)은 캐리어의 표면 에너지에서의 약간의 변화를 나타낸다. 상기 언급된 바와 같이, 이것은 표면 개질 층에서의 약간의 변화를 나타내고, 비교해서, 물질 #4가 물질 #1보다 다소 덜 안정적이다. 또한, 물질 #4에 대한 캐리어의 표면 에너지에서의 변화는 물질 #2 및 #3 중 임의의 것의 것보다 크고, 비교해서, 물질 #4가 물질 #2 및 #3보다 다소 덜 안정적임을 나타낸다. 그러나, 선(1403 및 1404)에 의해 주지된 바와 같이, 캐리어의 표면 에너지에서의 변화는 ≤ 5mJ/m2이고, 표면 개질 층에 대한 변화가 커버의 표면 에너지에 영향을 미쳤던 기체방출을 유발하지 않았음을 보여준다. 그러나, 이것은 HMDS가 기체방출하는 방식과 일치한다. 즉, HMDS는 커버의 표면 에너지에 영향을 미치지 않고, 일부 전자장치 제작 장비 및/또는 가공에 영향을 미칠 수 없는 암모니아 및 물을 기체방출한다. 다른 한편으로는, 기체방출의 생성물이 얇은 시트와 캐리어 사이에 트래핑되는 경우, 2차 기체방출 시험과 관련해서 하기에 언급된 바와 같은, 다른 문제가 있을 수 있다.Material #4 is hexamethyldisilazane (HMDS) deposited from steam at 140° C. in a YES HMDS oven. The material is consistent with the surface modification layer of Example 2b in Table 2 above. As shown in Fig. 10, lines 1401 and 1402 represent slight changes in the surface energy of the carrier. As mentioned above, this shows a slight change in the surface modification layer, and in comparison, material #4 is somewhat less stable than material #1. In addition, the change in the surface energy of the carrier for Material #4 is greater than that of any of Materials #2 and #3, indicating, in comparison, that Material #4 is somewhat less stable than Materials #2 and #3. However, as noted by lines 1403 and 1404, the change in the surface energy of the carrier is ≤ 5 mJ/m 2, and the change to the surface modification layer does not cause outgassing which had an effect on the surface energy of the cover. Shows that it didn't. However, this is consistent with the way HMDS outgasses. In other words, HMDS releases ammonia and water that do not affect the surface energy of the cover and cannot affect some electronic device manufacturing equipment and/or processing. On the other hand, if the product of outgassing is trapped between the thin sheet and the carrier, there may be other problems, as mentioned below with respect to the secondary outgassing test.

물질 #5는 글리시독시프로필트리에톡시실란의 1% 톨루엔 용액으로부터 침착되고 진공 오븐에서 30분 동안 190℃에서 경화된 SAM인 글리시독시프로필실란이다. 이것은 비교 실시예 물질이다. 선(1501 및 1502)에 의해 나타낸 바와 같이, 캐리어의 표면 에너지에서는 비교적 작은 변화가 있지만, 선(1503 및 1504)에 의해 나타낸 바와 같이 커버의 표면 에너지에서는 유의한 변화가 있다. 도 10을 참조한다. 즉, 물질 #5가 캐리어 표면에서 비교적 안정적이었지만, 실제로 커버 표면 상에서 유의한 양의 물질을 기체방출했고, 커버 표면 에너지는 ≥ 10mJ/m2만큼 변화하였다. 600℃에서 10분이 끝날 때 표면 에너지가 10mJ/m2 내에 있지만, 그 시간 동안의 변화는 10mJ/m2을 초과한다. 예를 들어, 1 및 5분에서의 데이터 포인트를 참조한다. 이론에 의해 얽매이는 것을 원하지는 않지만, 5분 내지 10분에 표면 에너지에서의 약간의 증가는 기체방출된 물질의 일부가 분해되어 커버 표면에서 떨어지게 할 가능성이 있다.Material #5 is glycidoxypropylsilane, a SAM deposited from a 1% toluene solution of glycidoxypropyltriethoxysilane and cured at 190° C. for 30 minutes in a vacuum oven. This is a comparative example material. As indicated by lines 1501 and 1502, there is a relatively small change in the surface energy of the carrier, but there is a significant change in the surface energy of the cover as indicated by lines 1503 and 1504. See FIG. 10. That is, although material #5 was relatively stable on the carrier surface, a significant amount of material was actually outgassed on the cover surface, and the cover surface energy was changed by ≥ 10 mJ/m 2. At the end of 10 minutes at 600° C., the surface energy is within 10 mJ/m 2 , but the change during that time exceeds 10 mJ/m 2. See, for example, data points at 1 and 5 minutes. While not wishing to be bound by theory, a slight increase in surface energy from 5 to 10 minutes has the potential to cause some of the outgassed material to decompose and fall off the cover surface.

물질 #6은 5 ml 다우 코닝(Dow Corning) 704 확산 펌프 오일 테트라메틸테트라페닐 트리실록산 (다우 코닝으로부터 입수가능함)을 캐리어 상에 분배하고, 이를 500℃ 핫 플레이트에 공기 중에서 8분 동안 놓음으로써 제조된 실리콘 코팅 DC704이다. 샘플 제조의 완료는 가시적인 연기의 종료에 의해 주지된다. 샘플을 상기 방법으로 제조한 후, 상기 기재된 기체방출 시험을 수행하였다. 이것은 비교 실시예 물질이다. 도 10에 나타낸 바와 같이, 선(1601 및 1602)은 캐리어의 표면 에너지에서의 약간의 변화를 나타낸다. 상기 언급된 바와 같이, 이것은 표면 개질 층에서의 약간의 변화를 나타내고, 비교해서, 물질 #6이 물질 #1보다 덜 안정적이다. 또한, 선(1603 및 1604)에 의해 주지된 바와 같이, 캐리어의 표면 에너지에서의 변화는 ≥ 10mJ/m2이고, 유의한 기체방출을 나타낸다. 보다 특히, 450℃의 시험-한계 온도에서, 10분 동안의 데이터 포인트는 약 15mJ/m2의 표면 에너지에서의 감소를 나타내고, 1 및 5분에서의 데이터 포인트의 경우는 표면 에너지에서 훨씬 더 큰 감소를 나타낸다. 유사하게, 600℃ 시험-한계 온도에서의 순환 동안 커버의 표면 에너지에서의 변화인, 커버의 표면 에너지에서의 감소는 10분 데이터 포인트에서 약 25mJ/m2이었고, 5분에서는 다소 더 컸고, 1분에서는 다소 더 적었다. 전체적으로, 시험의 전 범위에 걸쳐 상기 물질의 경우에 유의한 양의 기체방출이 나타났다.Material #6 is prepared by dispensing 5 ml Dow Corning 704 diffusion pump oil tetramethyltetraphenyl trisiloxane (available from Dow Corning) onto a carrier and placing it on a 500° C. hot plate in air for 8 minutes. It is a silicone coated DC704. The completion of sample preparation is noted by the end of the visible smoke. After preparing the sample by the above method, the outgassing test described above was performed. This is a comparative example material. As shown in Fig. 10, lines 1601 and 1602 represent slight changes in the surface energy of the carrier. As mentioned above, this shows a slight change in the surface modification layer, and in comparison, material #6 is less stable than material #1. Also, as noted by lines 1603 and 1604, the change in the surface energy of the carrier is ≧10 mJ/m 2 , indicating significant outgassing. More particularly, at a test-limit temperature of 450°C, the data points for 10 minutes show a decrease in surface energy of about 15 mJ/m 2 , and for the data points at 1 and 5 minutes, the surface energy is much larger. Indicates a decrease. Similarly, the decrease in the surface energy of the cover, which is the change in the surface energy of the cover during cycling at 600° C. test-limit temperature, was about 25 mJ/m 2 at the 10 min data point, slightly greater at 5 min, 1 It was somewhat less in minutes. Overall, there was a significant amount of outgassing for this material over the entire range of the test.

유의하게, 물질 #1-4의 경우, 시간-온도 사이클 전반에 걸친 표면 에너지는 커버 표면이 맨 유리의 표면 에너지와 일치하는 표면 에너지에 남아있고, 즉 캐리어 표면으로부터 기체방출된 수집된 물질이 없음을 보여준다. 물질 #4의 경우, 표 2와 관련해서 언급된 바와 같이, 캐리어 및 얇은 시트 표면이 제조되는 방식은 물품 (표면 개질 층을 통해 캐리어와 함께 결합된 얇은 시트)이 FPD 가공을 견뎌 낼지의 여부에 있어서 큰 차이가 있다. 따라서, 도 10에 나타낸 물질 #4의 실시예가 가스방출할 수 없지만, 상기 물질은 표 2의 논의와 관련해서 언급된 바와 같이 400℃ 또는 600℃ 시험을 견뎌 낼 수도 있고 또는 견뎌내지 못할 수도 있다.Significantly, for material #1-4, the surface energy over the time-temperature cycle remains at the surface energy where the cover surface matches the surface energy of the bare glass, i.e. no collected material outgassed from the carrier surface. Shows. For Material #4, as mentioned in connection with Table 2, the manner in which the carrier and thin sheet surfaces are made depends on whether the article (thin sheet bonded together with the carrier via a surface modification layer) will withstand FPD processing. There is a big difference. Thus, although the example of material #4 shown in FIG. 10 is not outgassing, the material may or may not withstand 400° C. or 600° C. tests as mentioned in connection with the discussion of Table 2.

소량의 기체방출을 측정하는 두 번째 방식은 조립 물품을 기준으로 하고, 즉 얇은 시트가 표면 개질 층을 통해 캐리어에 결합되고, 기체방출을 결정하는데 퍼센트 버블 면적에서의 변화를 사용하는 방법이다. 즉, 물품을 가열하는 동안, 캐리어와 얇은 시트 사이에 형성된 버블은 표면 개질 층의 기체방출을 나타낸다. 1차 기체방출 시험과 관련해서 상기 언급된 바와 같이, 매우 얇은 표면 개질 층의 기체방출을 측정하는 것은 어렵다. 이러한 2차 시험에서, 얇은 시트 아래의 기체방출은 얇은 시트와 캐리어 사이의 강한 접착력에 의해 제한될 수 있다. 그럼에도 불구하고, ≤ 10nm 두께의 층 (예를 들어, 플라즈마 중합된 물질, SAM, 및 열분해된 실리콘 오일 표면 처리)은, 그의 보다 적은 절대 질량 손실에도 불구하고, 열 처리 동안에 계속 버블을 생성할 수 있다. 그리고 얇은 시트와 캐리어 사이의 버블의 생성은 얇은 시트 상의 장치 가공 동안에 패턴 발생, 포토리소그래피 가공, 및/또는 배향과 관련된 문제를 유발할 수 있다. 또한, 얇은 시트와 캐리어 사이의 결합된 영역의 경계에서의 버블링은 하류 공정을 오염시키는 한 공정으로부터의 공정 유체와 관련된 문제를 유발할 수 있다. 기체방출을 나타내는, ≥ 5의 % 버블 면적에서의 변화가 유의하고, 바람직하지 않다. 다른 한편으로는 ≤ 1의 % 버블 면적에서의 변화는 유의하지 않고 기체방출이 없었다는 표시이다.A second way of measuring small outgassing is based on the assembled article, i.e. a thin sheet is bonded to the carrier through a surface modification layer, and the change in percent bubble area is used to determine outgassing. That is, while heating the article, bubbles formed between the carrier and the thin sheet indicate outgassing of the surface modification layer. As mentioned above in connection with the primary outgassing test, it is difficult to measure outgassing of very thin surface modification layers. In this secondary test, outgassing under the thin sheet can be limited by the strong adhesion between the thin sheet and the carrier. Nevertheless, layers <10 nm thick (e.g. plasma polymerized material, SAM, and pyrolyzed silicone oil surface treatment) can continue to bubble during heat treatment, despite their less absolute mass loss. have. And the creation of bubbles between the thin sheet and the carrier can cause problems with pattern generation, photolithographic processing, and/or orientation during device processing on the thin sheet. In addition, bubbling at the boundary of the bonded area between the thin sheet and the carrier can cause problems with the process fluid from one process contaminating the downstream process. A change in the% bubble area of ≥ 5 indicating outgassing is significant, and is not preferable. On the other hand, the change in% bubble area of ≤ 1 is not significant and is an indication that there was no outgassing.

등급 1000 클린 룸에서 수동 결합으로 결합된 얇은 유리의 평균 버블 면적은 1%이다. 결합된 캐리어에서 %버블은 캐리어, 얇은 유리 시트, 및 표면 제조의 청정도의 함수이다. 이들 초기 결함이 열 처리 후 버블 성장을 위한 핵형성 부위로서 작용하기 때문에, 열 처리시 1% 미만의 버블 면적에서의 임의의 변화는 샘플 제조의 가변성 내에 있다. 상기 시험을 수행하기 위해, 투시도 유닛을 갖는 상업적으로 입수가능한 데스크탑 스캐너 (엡손 익스프레션(Epson Expression) 10000XL 포토)를 사용하여 결합 직후의 얇은 시트 및 캐리어를 결합시킨 영역의 1차 스캔 영상을 만들었다. 표준 엡손 소프트웨어를 사용하고 508 dpi (50 마이크로미터/픽셀) 및 24 bit RGB를 사용하여 일부분을 스캔하였다. 영상 가공 소프트웨어는 먼저, 필요에 따라, 샘플의 상이한 섹션의 영상을 단일 영상으로 스티칭하고, 스캐너 인공물을 (스캐너에서 샘플 없이 수행된 검정 보정 참조 스캔을 사용하여) 제거함으로써 영상을 제조한다. 이어서 결합된 영역은 표준 영상 가공 기법, 예컨대 경계화, 구멍 충전, 침식/확장, 및 블로브 분석을 사용하여 분석한다. 보다 새로운 엡손 익스프레션 11000XL 포토를 또한 유사한 방식으로 사용할 수 있다. 전송 모드에서, 결합 영역에서의 버블이 스캔 영상에서 보이고 버블 영역에 대한 값을 결정할 수 있다. 이어서, 버블 영역을 총 결합 영역 (즉, 얇은 시트와 캐리어 사이의 총 겹침 영역)과 비교하여 총 결합 영역에 대한 결합 영역에서의 버블의 % 면적을 계산한다. 이어서 샘플을 MPT-RTP600s 신속 열 가공 시스템에서 N2분위기 하에 300℃, 450℃, 및 600℃의 시험-한계 온도에서, 10분 이하 동안 열 처리한다. 특히, 수행되는 시간-온도 사이클은: 물품을 실온 및 대기압에서 가열 챔버로 삽입하고; 이어서 챔버를 9℃/분의 속도로 시험-한계 온도로 가열하고; 챔버를 시험-한계 온도에서 10분 동안 유지하고; 이어서 챔버를 퍼니스 속도로 200℃로 냉각시키고; 물품을 챔버로부터 제거하여 실온으로 냉각되도록 하고; 이어서 물품을 광학 스캐너로 다시 스캔하는 것을 포함하였다. 이어서, 2차 스캔으로부터의 % 버블 면적을 상기에서와 같이 계산하고 1차 스캔으로부터의 % 버블 면적과 비교하여 % 버블 면적에서의 변화 (Δ% 버블 면적)를 결정하였다. 상기 언급된 바와 같이, ≥ 5%의 버블 면적에서의 변화는 유의하고 기체방출의 표시이다. % 버블 면적에서의 변화는 본래 % 버블 면적에서의 가변성 때문에 측정 기준으로서 선택하였다. 즉, 대부분의 표면 개질 층은 얇은 시트 및 캐리어를 제조한 후 및 이들을 결합시키기 전에 취급 및 청정도로 인해 1차 스캔에서 약 2%의 버블 면적을 갖는다. 그러나, 물질 사이에 변화가 일어날 수 있다. 1차 기체방출 시험 방법과 관련해서 기재된 동일한 물질 #1-6을 2차 기체방출 시험 방법에서 다시 사용하였다. 이들 물질 중, 물질 #1-4는 1차 스캔에서 약 2% 버블 면적을 나타냈고, 한편 물질 #5 및 #6은 1차 스캔에서 유의하게 보다 큰 버블 면적, 즉 약 4%를 나타내었다.In a class 1000 clean room, the average bubble area of thin glass bonded by passive bonding is 1%. The% bubble in the bonded carrier is a function of the cleanliness of the carrier, thin glass sheet, and surface preparation. Since these initial defects act as nucleation sites for bubble growth after heat treatment, any change in bubble area of less than 1% upon heat treatment is within the variability of sample preparation. To perform this test, a commercially available desktop scanner (Epson Expression 10000XL photo) with a perspective view unit was used to create a first scan image of the area in which the thin sheet and carrier were bonded immediately after bonding. Portions were scanned using standard Epson software and using 508 dpi (50 microns/pixel) and 24 bit RGB. The image processing software first, if necessary, prepares the image by stitching the images of different sections of the sample into a single image and removing the scanner artifact (using a calibration calibration reference scan performed without the sample in the scanner). The bound regions are then analyzed using standard imaging techniques such as bordering, hole filling, erosion/expansion, and blob analysis. The newer Epson Expression 11000XL photo can also be used in a similar manner. In the transmission mode, bubbles in the combined region are visible in the scanned image, and a value for the bubble region may be determined. The bubble area is then compared to the total bonding area (i.e., the total overlapping area between the thin sheet and the carrier) to calculate the% area of the bubbles in the bonding area relative to the total bonding area. The samples are then heat treated for up to 10 minutes at test-limit temperatures of 300° C., 450° C., and 600° C. in an N2 atmosphere in an MPT-RTP600s rapid thermal processing system. In particular, the time-temperature cycle carried out includes: inserting the article into the heating chamber at room temperature and atmospheric pressure; The chamber is then heated to the test-limit temperature at a rate of 9° C./min; Holding the chamber at the test-limit temperature for 10 minutes; The chamber is then cooled to 200° C. at a furnace speed; The article is removed from the chamber and allowed to cool to room temperature; It then included rescanning the article with an optical scanner. The% bubble area from the second scan was then calculated as above and compared to the% bubble area from the first scan to determine the change in% bubble area (Δ% bubble area). As mentioned above, a change in bubble area of ≥ 5% is significant and is an indication of outgassing. The change in% bubble area was originally chosen as a measure because of the variability in% bubble area. That is, most of the surface modification layers have a bubble area of about 2% in the first scan after making thin sheets and carriers and before bonding them due to handling and cleanliness. However, variations can occur between substances. The same substances #1-6 described in relation to the primary outgassing test method were used again in the secondary outgassing test method. Of these materials, Materials #1-4 showed about 2% bubble area in the first scan, while Materials #5 and #6 showed significantly larger bubble areas, ie, about 4% in the first scan.

2차 기체방출 시험의 결과를 도 11 및 12와 관련해서 기재할 것이다. 물질 #1-3에 대한 기체방출 시험 결과는 도 11에 나타내고, 한편 물질 #4-6에 대한 기체방출 시험 결과는 도 12에 나타낸다.The results of the secondary outgassing test will be described with reference to FIGS. 11 and 12. The results of the outgassing test for Substance #1-3 are shown in Fig. 11, while the results of the outgassing test for Substance #4-6 are shown in Fig. 12.

물질 #1에 대한 결과는 도 11에서 정사각형 데이터 포인트로서 나타나 있다. 도면으로부터 알 수 있듯이, % 버블 면적에서의 변화는 300℃, 450℃, 및 600℃의 시험-한계 온도의 경우에 0에 근접했다. 따라서, 물질 #1은 이러한 온도에서 기체방출을 나타내지 않는다.The results for Material #1 are shown as square data points in FIG. 11. As can be seen from the figure, the change in% bubble area was close to zero for the test-limit temperatures of 300°C, 450°C, and 600°C. Thus, Material #1 does not exhibit outgassing at these temperatures.

물질 #2에 대한 결과는 도 11에서 마름모형 데이터 포인트로서 나타나 있다. 도면으로부터 알 수 있듯이, % 버블 면적에서의 변화는 450℃ 및 600℃의 시험-한계 온도의 경우에 1 미만이다. 따라서, 물질 #2는 이러한 온도에서 기체방출을 나타내지 않는다.The results for material #2 are shown as rhombus data points in FIG. 11. As can be seen from the figure, the change in% bubble area is less than 1 for the test-limit temperatures of 450°C and 600°C. Thus, Material #2 does not exhibit outgassing at these temperatures.

물질 #3에 대한 결과는 도 11에서 삼각형 데이터 포인트로서 나타나 있다. 도면으로부터 알 수 있듯이, 물질 #1에 대한 결과와 유사하게, % 버블 면적에서의 변화는 300℃, 450℃, 및 600℃의 시험-한계 온도의 경우에 0에 근접했다. 따라서, 물질 # 1은 이러한 온도에서 기체방출을 나타내지 않는다.Results for Material #3 are shown as triangular data points in FIG. 11. As can be seen from the figure, similar to the results for Material #1, the change in% bubble area was close to zero for the test-limit temperatures of 300°C, 450°C, and 600°C. Thus, Material #1 does not exhibit outgassing at these temperatures.

물질 #4에 대한 결과는 도 12에서 원형 데이터 포인트로서 나타나 있다. 도면으로부터 알 수 있듯이, % 버블 면적에서의 변화는 300℃의 시험-한계 온도의 경우에 0에 근접하지만, 일부 샘플의 경우에 450℃ 및 600℃의 시험-한계 온도에서 1%에 근접하고, 그 동일한 물질의 다른 샘플의 경우에 450℃ 및 600℃의 시험-한계 온도에서 약 5%이다. 물질 #4에 대한 결과는 매우 불일치하고, 얇은 시트 및 캐리어 표면이 HMDS 물질과 결합시키기 위해 제조되는 방식에 좌우된다. 샘플 수행이 샘플이 제조되는 방식에 좌우되는 방식은 상기 표 2와 관련해서 기재된 이러한 물질의 실시예, 및 관련된 논의와 일치한다. 이러한 물질에 있어서, 450℃ 및 600℃ 시험-한계 온도에 대해 1%에 가까운 % 버블 면적에서의 변화를 갖는 샘플이, 상기 기재된 분리 시험에 따르는 캐리어로부터 얇은 시트의 분리를 허용하지 않았다는 점에 주목하였다. 즉, 얇은 시트와 캐리어 사이의 강한 접착력은 버블 발생을 제한했을 수 있다. 다른 한편으로, 5%에 가까운 % 버블 면적에서의 변화를 갖는 샘플은 캐리어로부터 얇은 시트의 분리를 허용했다. 따라서, 기체방출을 갖지 않았던 샘플은 캐리어 및 얇은 시트를 함께 점착시키는 온도 처리 후 (캐리어로부터 얇은 시트의 제거를 막는) 증가한 접착력의 바람직하지 않은 결과를 가졌고, 한편 얇은 시트 및 캐리어의 제거를 허용했던 샘플은 기체방출의 바람직하지 않은 결과를 가졌다.Results for Material #4 are shown as circular data points in FIG. 12. As can be seen from the figure, the change in% bubble area is close to zero for the test-limit temperature of 300°C, but closes to 1% for the test-limit temperature of 450°C and 600°C for some samples, For other samples of the same material it is about 5% at test-limit temperatures of 450°C and 600°C. The results for Material #4 are very inconsistent and depend on how the thin sheet and carrier surfaces are made to bond with the HMDS material. The manner in which the sample performance depends on the manner in which the sample is prepared is consistent with the examples of these materials described in connection with Table 2 above, and the related discussion. Note that for these materials, samples with a change in% bubble area close to 1% for the 450° C. and 600° C. test-limit temperatures did not allow separation of the thin sheet from the carrier according to the separation test described above. I did. That is, the strong adhesion between the thin sheet and the carrier may have limited bubble generation. On the other hand, samples with a change in% bubble area close to 5% allowed separation of the thin sheet from the carrier. Thus, samples that did not have outgassing had an undesirable result of increased adhesion (preventing removal of the thin sheet from the carrier) after temperature treatment to stick the carrier and the thin sheet together, while allowing the removal of the thin sheet and the carrier. The sample had an undesirable result of outgassing.

물질 #5에 대한 결과는 도 12에서 삼각형 데이터 포인트로서 나타나 있다. 도면으로부터 알 수 있듯이, % 버블 면적에서의 변화는 300℃의 시험-한계 온도의 경우에 약 15%이고, 450℃ 및 600℃의 보다 높은 시험-한계 온도의 경우에 그 값을 상당히 넘는다. 따라서, 물질 #5는 이러한 온도에서 유의한 기체방출을 나타낸다.Results for Material #5 are shown as triangular data points in FIG. 12. As can be seen from the figure, the change in% bubble area is about 15% for the test-limit temperature of 300°C, and significantly exceeds that value for the higher test-limit temperature of 450°C and 600°C. Thus, Material #5 exhibits significant outgassing at these temperatures.

물질 #6에 대한 결과는 도 12에서 정사각형 데이터 포인트로서 나타나 있다. 이 도면으로부터 알 수 있듯이, % 버블 면적에서의 변화는 300℃의 시험-한계 온도의 경우에 2.5%를 넘고, 450℃ 및 600℃의 시험-한계 온도의 경우에 5%를 넘는다. 따라서, 물질 #6은 450℃ 및 600℃의 시험-한계 온도에서 유의한 기체방출을 나타낸다.Results for material #6 are shown as square data points in FIG. 12. As can be seen from this figure, the change in% bubble area is more than 2.5% for the test-limit temperature of 300°C and more than 5% for the test-limit temperature of 450°C and 600°C. Thus, Material #6 exhibits significant outgassing at test-limit temperatures of 450°C and 600°C.

결론conclusion

본 발명의 상기 기재된 실시양태, 특히 임의의 "바람직한" 실시양태는 단지 본 발명의 다양한 원리의 명확한 이해를 위해 기재된 실행의 가능한 실시예라는 것이 강조되어야 한다. 많은 변화 및 변형이 본 발명의 취지 및 다양한 원리로부터 실질적으로 벗어나지 않으면서 본 발명의 상기 기재된 실시양태에 대해 수행될 수 있다. 모든 이러한 변경 및 변형이 본 개시내용 및 본 발명의 범위 내에 포함되고 하기의 청구범위에 의해 보호되도록 의도된다.It should be emphasized that the above-described embodiments of the invention, in particular any "preferred" embodiments, are only possible examples of the described implementation for a clear understanding of the various principles of the invention. Many changes and modifications can be made to the above-described embodiments of the invention without substantially departing from the spirit and various principles of the invention. All such changes and modifications are intended to be included within the scope of this disclosure and the invention and to be covered by the following claims.

예를 들어, 많은 실시양태의 표면 개질 층(30)은 캐리어(10) 상에 형성된 것으로 나타나 있고 논의되어 있지만, 대신에, 또는 부가적으로, 얇은 시트(20) 상에 형성될 수도 있다. 즉, 실시예 4 및 3에 기재된 바와 같은 물질을 함께 결합될 면의 캐리어(10)에, 얇은 시트(20)에, 또는 캐리어(10)와 얇은 시트(20) 둘 다에 적용할 수 있다.For example, the surface modification layer 30 of many embodiments has been shown and discussed as being formed on the carrier 10, but instead, or in addition, may be formed on the thin sheet 20. That is, the material as described in Examples 4 and 3 can be applied to the carrier 10 on the sides to be bonded together, to the thin sheet 20, or to both the carrier 10 and the thin sheet 20.

또한, 일부 표면 개질 층(30)이 물품(2)을 400℃, 또는 600℃의 온도에서 가공한 후에도 얇은 시트(20)가 캐리어(10)로부터 제거될 수 있도록 결합 강도를 제어하는 것으로 기재되었지만, 물론 물품(2)을, 물품이 통과했던 특정 시험의 온도보다 낮은 온도에서 가공할 수 있고, 여전히 얇은 시트(20) 또는 캐리어(10)의 손상 없이 얇은 시트(20)를 캐리어(10)로부터 제거하는 동일한 능력을 달성할 수 있다.In addition, although some surface modification layer 30 has been described as controlling the bonding strength so that the thin sheet 20 can be removed from the carrier 10 even after processing the article 2 at a temperature of 400°C, or 600°C. , Of course, the article 2 can be processed at a temperature lower than the temperature of the specific test the article has passed, and still remove the thin sheet 20 from the carrier 10 without damaging the thin sheet 20 or You can achieve the same ability to eliminate.

추가로, 제어된 결합 개념은 본원에서 캐리어 및 얇은 시트와 함께 사용될 수 있는 것으로 기재되었지만, 특정 상황에서 이들은 유리, 세라믹, 또는 유리 세라믹의 보다 두꺼운 시트 사이의 결합을 제어하도록 적용될 수 있고, 시트 (또는 그의 일부분)를 서로로부터 탈착시키는 것이 바람직할 수 있다.Additionally, although the concept of controlled bonding has been described herein as being able to be used with carriers and thin sheets, in certain circumstances they may be applied to control bonding between thicker sheets of glass, ceramic, or glass ceramic, and sheets ( Or a portion thereof) from each other may be desirable.

추가로, 제어된 결합 개념은 본원에서 유리 캐리어 및 유리 얇은 시트와 함께 유용한 것으로 기재되었지만, 캐리어는 다른 물질, 예를 들어 세라믹, 유리 세라믹, 또는 금속으로 제조될 수 있다. 유사하게, 캐리어에 제어가능하게 결합된 시트는 다른 물질, 예를 들어 세라믹 또는 유리 세라믹으로 제조될 수 있다.Additionally, although the controlled bonding concept has been described herein as useful with a glass carrier and a glass thin sheet, the carrier can be made of other materials, such as ceramic, glass ceramic, or metal. Similarly, the sheet controllably bonded to the carrier can be made of another material, for example ceramic or glass ceramic.

제1 측면에 따라, 하기:According to the first aspect, the following:

복수의 유리 층을 적층하고;Laminating a plurality of glass layers;

유리 층의 스택을 각각의 유리 층이 압축되기에 충분한 시간-온도 사이클에 노출시키는 단계를 포함하는 유리를 어닐링하는 방법이 제공되며,There is provided a method of annealing glass comprising exposing a stack of glass layers to a time-temperature cycle sufficient for each glass layer to be compressed,

각각의 상기 유리 층은 2개의 주요 표면을 갖고, 이에 따라 복수의 유리 층에서 유리층 중 인접한 것들 사이에 계면이 규정되며, 상기 계면 중 하나에 대면하는 주요 표면들 중 적어도 하나 상에 표면 개질 층이 배치되고,Each of the glass layers has two major surfaces, thus defining an interface between adjacent ones of the glass layers in a plurality of glass layers, and a surface modification layer on at least one of the major surfaces facing one of the interfaces. Is being placed,

상기 표면 개질 층은, 시간-온도 사이클 동안 스택에서 상기 계면 중 하나를 규정하는 유리 층 중 인접한 것들 사이의 결합을 제어하기에 충분하고, 결합은 한 층은 고정되고 다른 층은 중력이 인가되는 경우에 한 층이 또 다른 층으로부터 분리되지 않도록 하지만, 유리 층 중 인접한 것들 중 하나를 둘 이상의 조각으로 파괴하지 않으면서 층들이 분리될 수 있도록 하는 힘을 갖도록 제어된다.The surface modification layer is sufficient to control the bonding between adjacent ones of the glass layers defining one of the interfaces in the stack during a time-temperature cycle, and the bonding is fixed in one layer and gravity is applied to the other layer. Is controlled to have the force to allow the layers to separate without breaking one of the adjacent ones of the glass layer into two or more pieces.

제2 측면에 따라, 시간-온도 사이클은 ≥ 400℃이지만 유리 시트의 변형점 미만인 온도를 포함하는, 측면 1의 방법이 제공된다.According to a second aspect, the method of aspect 1 is provided, wherein the time-temperature cycle comprises a temperature of ≧400° C. but below the strain point of the glass sheet.

제3 측면에 따라, 시간-온도 사이클은 ≥ 600℃이지만 유리 시트의 변형점 미만인 온도를 포함하는, 측면 1의 방법이 제공된다.According to a third aspect, the method of aspect 1 is provided, wherein the time-temperature cycle comprises a temperature of ≧600° C. but below the strain point of the glass sheet.

제4 측면에 따라, 표면 개질 층은 HMDS, 플라즈마 중합된 플루오로중합체 및 방향족 실란 중 하나인, 측면 1 내지 3 중 어느 하나의 방법이 제공된다.According to a fourth aspect, the method of any one of aspects 1 to 3 is provided, wherein the surface modification layer is one of HMDS, plasma polymerized fluoropolymer and aromatic silane.

제5 측면에 따라, 표면 개질 층이 플라즈마 중합된 플루오로중합체를 포함하는 경우, 표면 개질 층은 플라즈마 중합된 폴리테트라플루오로에틸렌; 및 ≤ 40% C4F8을 갖는 CF4-C4F8 혼합물로부터 침착된 플라즈마 중합된 플루오로중합체 표면 개질 층 중 하나인, 측면 4의 방법이 제공된다.According to the fifth aspect, when the surface modification layer comprises a plasma polymerized fluoropolymer, the surface modification layer is plasma polymerized polytetrafluoroethylene; And a plasma polymerized fluoropolymer surface modification layer deposited from a CF4-C4F8 mixture having <40% C4F8.

제6 측면에 따라, 표면 개질 층이 방향족 실란을 포함하는 경우 표면 개질 층은 페닐 실란인, 측면 4의 방법이 제공된다.According to a sixth aspect, the method of aspect 4 is provided, wherein the surface modification layer is phenyl silane when the surface modification layer comprises an aromatic silane.

제7 측면에 따라, 표면 개질 층이 방향족 실란을 포함하는 경우, 표면 개질 층은 페닐트리에톡시실란; 디페닐디에톡시실란; 및 4-펜타플루오로페닐트리에톡시실란 중 하나인, 측면 4의 방법이 제공된다.According to a seventh aspect, when the surface modification layer comprises an aromatic silane, the surface modification layer is phenyltriethoxysilane; Diphenyldiethoxysilane; And 4-pentafluorophenyltriethoxysilane.

제8 측면에 따라, 시간-온도 사이클이 무산소 환경에서 수행되는 것인, 측면 1-7 중 어느 하나의 방법이 제공된다.According to an eighth aspect, there is provided a method of any one of aspects 1-7, wherein the time-temperature cycle is performed in an oxygen-free environment.

제9 측면에 따라, 유리 층의 스택은 압연 유리 시트를 포함하는, 측면 1-8 중 어느 하나의 방법이 제공된다.According to a ninth aspect, the method of any one of aspects 1-8 is provided, wherein the stack of glass layers comprises a rolled glass sheet.

Claims (9)

복수의 유리 층을 적층하고;
유리 층의 스택을 각각의 유리 층이 압축되기에 충분한 시간-온도 사이클에 노출시키는 것을 포함하는, 유리를 어닐링하는 방법이며,
상기 시간-온도 사이클은 ≥ 400℃이지만 유리의 변형점 미만인 온도를 포함하고,
각각의 상기 유리 층은 2개의 주요 표면을 갖고, 이에 따라 복수의 유리 층에서 유리 층 중 인접한 것들 사이에 계면이 규정되며, 상기 계면 중 하나에 대면하는 주요 표면들 중 적어도 하나 상에 표면 개질 층이 배치되고,
상기 표면 개질 층은, 시간-온도 사이클 동안 스택에서 상기 계면 중 하나를 규정하는 유리 층 중 인접한 것들 사이의 결합을 제어하기에 충분하고, 결합은 한 층은 고정되고 다른 층은 고정되지 않은 유리층의 스택을 고정되지 않은 층을 아래로 향하게 하여도 한 층이 또 다른 층으로부터 분리되지 않도록 하지만, 유리 층 중 인접한 것들 중 하나를 둘 이상의 조각으로 파괴하지 않으면서 층들이 분리될 수 있도록 하는 힘을 갖도록 제어되는 것이며,
상기 표면 개질 층은 HMDS, 플라즈마 중합된 플루오로중합체 및 방향족 실란 중 하나인 방법.
Laminating a plurality of glass layers;
A method of annealing glass comprising exposing a stack of glass layers to a time-temperature cycle sufficient for each glass layer to be compressed,
The time-temperature cycle includes a temperature ≥ 400° C. but below the strain point of the glass,
Each of the glass layers has two major surfaces, thus defining an interface between adjacent ones of the glass layers in a plurality of glass layers, and a surface modification layer on at least one of the major surfaces facing one of the interfaces. Is being placed,
The surface modification layer is sufficient to control the bonding between adjacent ones of the glass layers defining one of the interfaces in the stack during the time-temperature cycle, the bonding being fixed in one layer and not fixed in the glass layer. Directing the stack of unfixed layers down prevents one layer from separating from another, but the force that allows the layers to separate without destroying one of the adjacent ones of the glass layer into two or more pieces. Is controlled to have,
The surface modification layer is one of HMDS, plasma polymerized fluoropolymer and aromatic silane.
삭제delete 제1항에 있어서, 시간-온도 사이클은 ≥ 600℃이지만 유리의 변형점 미만인 온도를 포함하는, 방법.The method of claim 1, wherein the time-temperature cycle comprises a temperature> 600° C. but below the strain point of the glass. 삭제delete 제1항에 있어서, 표면 개질 층이 플라즈마 중합된 플루오로중합체를 포함하는 경우, 표면 개질 층은 플라즈마 중합된 폴리테트라플루오로에틸렌; 및 CF4-C4F8 혼합물 내의 C4F8 양의 비율이 ≤ 0.40 인 CF4-C4F8 혼합물로부터 침착된 플라즈마 중합된 플루오로중합체 표면 개질 층 중 하나인 방법.The method of claim 1, wherein when the surface modification layer comprises a plasma polymerized fluoropolymer, the surface modification layer comprises plasma polymerized polytetrafluoroethylene; And a plasma polymerized fluoropolymer surface modification layer deposited from a CF4-C4F8 mixture having a ratio of the amount of C4F8 in the CF4-C4F8 mixture <0.40. 제1항에 있어서, 표면 개질 층이 방향족 실란을 포함하는 경우, 표면 개질 층은 페닐 실란인 방법.The method of claim 1, wherein when the surface modification layer comprises an aromatic silane, the surface modification layer is a phenyl silane. 제1항에 있어서, 표면 개질 층이 방향족 실란을 포함하는 경우, 표면 개질 층은 페닐트리에톡시실란; 디페닐디에톡시실란; 및 4-펜타플루오로페닐트리에톡시실란 중 하나인 방법.The method of claim 1, wherein when the surface modification layer comprises an aromatic silane, the surface modification layer comprises phenyltriethoxysilane; Diphenyldiethoxysilane; And 4-pentafluorophenyltriethoxysilane. 제1항에 있어서, 시간-온도 사이클이 무산소 환경에서 수행되는 것인 방법.The method of claim 1, wherein the time-temperature cycle is carried out in an oxygen-free environment. 제1항에 있어서, 유리 층의 스택은 압연 유리 시트를 포함하는, 방법.The method of claim 1, wherein the stack of glass layers comprises a rolled glass sheet.
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