CN108866492B - 粘接式保持件及被保持体的保持方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种即便在被加热到低于粘接体的耐热温度的规定温度的气氛下使用，也能防止基板从粘接体脱离的粘接式保持件。本发明是具有底板(3)和包括突出设置在底板(3)的一面上的至少一个弹性体的粘接体(4)。粘接体的厚度设置为当在保持面与被保持体抵接的状态下向突出设置方向施加了按压力时，该保持面整面与被保持体呈面接触，该保持面具有0.785～1的范围内的圆度，保持面的面积在厚度设置为t时，大于π(t/6)²，且小于等于π(t/2+1/2)²。

Description

粘接式保持件及被保持体的保持方法

技术领域

本发明涉及一种具有底板和包括突出设置在底板的一面上的至少一个弹性体的粘接体，将粘接体的突出设置方向的前端的保持面粘接在被保持体上并保持的粘接式保持件及被保持体的保持方法，尤其是涉及在低于粘接体的耐热温度的加热气氛中使用的产品。

背景技术

例如，当在真空气氛的真空室内，对硅晶片或玻璃基板等基板进行加热处理、成膜处理或蚀刻处理等各种处理时，有时会使基板呈在竖直方向立起的姿态或呈基板的处理面朝向垂直方向下的姿态，在该状态下进行规定的处理。对于以这样的姿态保持作为被保持体的基板的简单方便的保持件，以往已知的是具有底板和包括突出设置在底板的一面上的至少一个弹性体的粘接体的所谓粘接式保持件(例如参照专利文献1)。在这样的保持件上，适当选择粘接体的种类和其形状，以产生克服基板自身重量的粘接力，其中，考虑在被加热到比粘接体的耐热温度低的规定温度(例如200℃)的气氛中使用保持件，通常已知的是使用铝等金属制成的产品作为底板。

此处，如上所述，当在被加热到比粘接体的耐热温度低的规定温度气氛中使用保持件时，存在一旦粘接体被加热到规定温度(例如比室温高100℃以上的温度)，则基板会从粘接体脱离的问题。因此，本申请的发明人们经过不断研究认识到如下情况，即以底板为铝材、粘接体为氟橡胶的情况为例进行说明的话，已知一旦加热保持件，则底板和粘接体分别发生热膨胀，但由于此时底板和粘接体的线膨胀系数不同，从粘结体的保持面周边部起基板和保持面之间形成间隙，换言之，粘接体的保持面翘曲呈凸起状，此时的翘曲导致基板从粘接体脱离。并且，已知由于与保持件的温度对应的粘接体的翘曲量由粘接体的保持面的圆度、面积和厚度来决定，如果使该翘曲量小于与保持件的温度对应的规定值的话，则可防止基板脱离。

现有技术文献

专利文献

【专利文献1】专利公开2004－356542号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

基于上述内容，本发明的课题是提供一种即便在被加热到低于粘接体的耐热温度的规定温度的气氛下使用，也能防止基板从粘接体脱离的粘接式保持件及被保持体的保持方法。

解决技术问题的手段

为解决上述技术问题，本发明是一种粘接式保持件，其具有底板和包括突出设置在底板的一面上的至少一个弹性体的粘接体，将粘接体的突出设置方向的前端的保持面粘接并保持在被保持体上，在低于所述粘接体的耐热温度的加热气氛中使用，其特征在于：粘接体的厚度设置为当在保持面与被保持体抵接的状态下向突出设置方向施加按压力时，该保持面整面与被保持体呈面接触，该保持面具有0.785～1的范围内的圆度，保持面的面积在厚度设置为t时，大于π(t/6)²，且小于等于π(t/2+1/2)²。

采用本发明，例如即便在粘接体被加热到高于室温100℃以上且低于粘接体的耐热温度的规定温度的气氛中使用，该温度下粘接体的保持面的翘曲量也小于规定值，可防止被保持体从粘接体脱离。此时，在本发明中，作为粘接体，例如可使用与底板距离规定间隔而竖直设立的圆柱状产品，或者由规定厚度的基底粘接片和浮雕状设置在该基底粘接片的一面上的凸起构成的产品，所述粘接体的“厚度”，是指从底板表面到保持面的距离。此外，本申请的发明人们通过实验确认了一旦其厚度薄于0.5mm，则即便在保持面与被保持体抵接的状态下向突出设置方向施加按压力，保持面也不会整面与被保持体呈面接触。再有，所述翘曲量，是指以被保持体和保持面紧密接触的位置为基准，从被保持体到脱离时的保持面的距离。

在本发明中，所述保持面优选其轮廓不带有角度小于90度的角。由此，一旦保持面有角度小于90度的角，则被加热到低于粘接体耐热温度的规定温度时该角的翘曲量局部增加，无法防止被保持体从粘接体脱离。此外，粘接体的保持面优选是不带有角部的轮廓，即不带有角的圆形或近圆的形状(正六边形以上的正多边形)。由此，通过使保持面的周边部的翘曲量相同，可容易地进行用于防止被保持体脱离的翘曲量的管理，是有利的。

再有，为解决上述技术问题，本发明涉及一种被保持体的保持方法，其包含：将包括在常温下突出设置在底板的一面上的至少一个弹性体的粘接体相对于被保持体从其上方按压并使粘接体的突出方向的前端的保持面粘接的步骤；以及通过底板提升被保持体后，在粘接体被加热到高于室温100℃以上且低于粘接体耐热温度的规定温度的气氛中、以及在被保持体自身重量作用到保持面上的状态下保持被保持体的步骤，其特征在于：在保持所述被保持体的步骤期间，还包含将所述保持面的翘曲量维持在小于与所述保持件的温度对应的规定值的步骤。

附图说明

图1是使用本发明的实施方式的粘接式保持件的溅射装置的剖面示意图。

图2(a)和(b)是本发明的实施方式的粘接式保持件的立体图和剖面图。

图3是说明在加热前后以粘接式保持件保持基板的状态的侧视图。

图4(a)和(b)是显示示出本发明的效果的实验结果的图表。

图5(a)～(c)是说明用于示出本发明的效果的实验中使用中的实验用的粘接式保持件的图。

具体实施方式

以下参照附图，以液晶用玻璃基板(下称“基板W”)为被保持体，说明将基板W保持在内部被加热到规定温度的真空室内的本发明的粘接式保持件及被保持体的保持方法的实施方式。在下述内容中，保持件以图1所示的姿态保持基板W，表示上、下等方向的用语以图1为基准进行说明。

参照图1，SM是在真空气氛中对基板W进行成膜处理的溅射装置。溅射装置SM具有真空室1，可通过图外的真空泵抽真空到规定的压力。在真空室1内，设置有图外的气体导入装置，可以以规定的流量导入放电用的稀有气体和反应性溅射时的反应气体。再有，在真空室1内的下部，设置有具有由根据要在基板W上形成薄膜而选择的材料构成的靶的溅射阴极2。此外，溅射装置SM本身可使用公知的溅射装置，因此省略对其的详细说明。并且，在通过溅射成膜时，为将基板W保持为成膜面W1朝向溅射阴极2的姿态，使用本发明的粘接式保持件HE。

粘接式保持件HE如图2(a)及(b)所示，由底板3和包括突出设置在底板3的一面上的粘性弹性体的粘接体4构成。作为底板3为由铝或不锈钢等金属，或者氟碳树脂等树脂构成，根据基板W的面积和重量设定底板3的面积和厚度。另一方面，作为粘接体4，使用氟橡胶、硅橡胶、丁腈橡胶、丁二烯橡胶等，粘接式保持件HE在被加热到较高温度时，优选不含硅氧烷的氟橡胶。此时，粘接体4由在底板3上在其表面的X轴方向和Y轴方向上等距配置的多个圆柱状的产品构成，其突出方向的前端的保持面41高度统一使得彼此位于同一平面上。底板3上设置的粘接体4的个数、粘接体4彼此的间隔和保持面41的面积根据基板W的尺寸和重量适当设置。

再有，粘接体4的厚度t，即从底板3的表面到保持面41的高度设定在0.5mm～3mm的范围内。一旦粘接体4的厚度t薄于0.5mm，则即便在保持面41抵接的状态下相对于基板W向突出设置方向施加按压力，保持面41也不会整面与基板W呈面接触，与基板W的粘合性变差，相反，一旦厚度t厚于3mm，则在剥离基板W时，各粘接体4拉长，例如在使用运送机器人剥离基板W时，其握持性变差。再有，由于粘接体4一方面过硬则与基板W的粘合性变差，另一方面太软则会因外力变形而导致剥离，所以硬度(A型)优选在45～65的范围内，再有，由于在温度有变化的使用环境中使用，所以使用其粘接力为常温下100～400kPa的范围的产品。

粘接体4对底板3的粘接可使用例如公知的粘合剂。再有，也可在底板3表面对粘合性材料进行加硫成型而一体成型。此时，为提高粘合强度，也可实施打底处理，或用于使底板3表面粗化的喷砂处理。再有，为在底板3上效率良好地形成多个圆柱状的粘接体4，也可用上下一对的模具一体成型。此时，虽未特别图示说明，但在底板3的规定位置设置生橡胶的注入孔，在下模具和底板3之间填充粘合性材料，在由上模具和下模具从上下方向夹持住的状态下进行加硫成型。之后取下模具，通过去除不需要的粘合性材料而在底板3上形成多个圆柱状的橡胶。底板3上也可开设有固定用的安装孔，例如在粘接体老化时进行替换。

接着，说明使用了上述粘接式保持件HE的作为被保持体的基板W的保持方法。例如，在通过闸阀Gv与真空室1相连的图外的负载锁定室11中，虽未特别说明，但以粘接体4分别朝向上方的姿态设置保持件HE，设置基板W相对于各粘接体4的保持面41位置固定。并且，使图外的真空吸盘吸附在基板W的下表面并相对于各粘接体4的保持面41按压基板W(使保持面粘接的步骤)。由此，通过将粘接体4的保持面41粘接到基板W上来保持基板W。之后，将负载锁定室11抽真空，通过保持件HE的底板3提升基板W后，用图外的运送机器人运送到真空室1内。此时，真空室1的内顶部悬挂设置有安装座12，该安装座12上装有底板3，在该状态下，基板W为其成膜面W1朝向其下方的姿势，呈基板W的自身重量作用在粘接体4的保持面41上的状态(保持基板的步骤)。作为将底板3安装到安装座12上的方法，使用磁吸式等公知方法。

然而，在以溅射装置SM对基板W进行成膜处理时，上述保持件HE被来自等离子体的辐射热加热到低于粘接体4的耐热温度的规定温度，此时，一旦粘接体4被加热到规定温度(例如高于室温100℃以上的温度)，则存在基板W从粘接体4脱离的情况。即证明在底板3是铝材质，粘接体4是氟橡胶时，保持件HE一旦被加热，则底板3和粘接体4分别发生热膨胀，但由于此时底板3的线膨胀系数(25ppm/k)和粘接体4的线膨胀系数(150ppm/k)不同，所以如图3所示，相对于基板W，粘接体4的保持面41从其周边部42起在基板W和保持面41之间形成间隙，换言之，粘接体4的保持面41翘曲呈凸状，此时的翘曲导致(即翘曲量Cd超过规定值时)基板W从粘接体4脱离。因此，在本实施方式的保持方法中，在成膜处理期间，即在如上所述地保持基板W的步骤期间，维持保持面41的翘曲量小于与保持件HE的加热温度(例如高于室温100℃以上且低于粘接体的耐热温度的规定温度)对应的规定值。即以保持面41的圆度、面积和粘接体4的厚度t来决定与粘接体4的温度对应的粘接体4的翘曲量Cd，如果使保持件HE被加热到最高温度时的翘曲量Cd小于规定值的话，则可防止基板W脱离。

因此，在上述保持方法的实施过程中使用的本实施方式的保持件HE中，保持面41具有圆度在0.785～1范围内的轮廓，例如是圆形、矩形或六边形等(正)多边形、或者长圆形的轮廓，在厚度为t时，设定保持面41的面积大于π(t/6)²，且小于等于π(t/2+1/2)²。由此，确认当在粘接体4被加热到高于室温100℃以上且低于粘接体4的耐热温度的规定温度的气氛中，并且在将基板W的自身重量作用到保持面41的状态下保持基板W时，在该耐热温度下粘接体4的保持面41的翘曲量Cd小于规定值，可防止基板W从粘接体4脱离。此时，保持面41优选具有不带有角度小于90度的角的轮廓。一旦保持面41具有角度小于90度的角，则在被加热到低于粘接体4的耐热温度的规定温度时该角处的翘曲量局部增加，无法防止基板W从粘接体4脱离。此外，粘接体4的保持面41优选是不带有角部的轮廓即不带有角的圆形或近圆形状(正六边形以上的正多边形)。由此，通过使保持面41的周边部的翘曲量相同，可容易地进行防止被保持体的脱离的翘曲量的管理，是有利的。

下面，为确认本发明的效果，进行接下来的实验。以40mm×40mm×厚度0.7mm的液晶用玻璃基板为被保持体，并且底板3是板厚2mm、直径12mm的铝材质的产品。进而，作为粘接体4，在底板3的一面上使用公知的粘合剂在X轴方向和Y轴方向以等间隔竖直设立五个形成为直径d1为2mm的圆柱状(即保持面41的轮廓是圆形，圆度为1)的氟橡胶(耐热温度约为230℃)，制成与上述实施方式对应的粘接式保持件HE(参照图2)。此时，准备厚度为0.1mm、0.4mm、1mm及3mm的粘接体4，在将液晶用玻璃基板粘合在粘接体4的各保持面41上后，在液晶用玻璃基板呈朝向垂直方向向下方的姿态的状态下使底板3和粘接体4的温度从常温的25℃上升到200℃，用公知的位移计测量出此时的粘接体4的翘曲量Cd。其测量结果如图4(a)所示。

图4(a)中，－◇－线表示厚度是0.1mm的粘接体，－□－线表示厚度是0.4mm的粘接体，－△－线表示厚度是1mm的粘接体，－×－线表示厚度是3mm的粘接体。由此，确认粘接体4的厚度t越厚，底板3进而粘接体4受热时的翘曲量Cd越大。此时，确认翘曲量Cd一旦超过规定值(例如8μm)，则液晶用玻璃基板完全从粘接体4的保持面41脱离。此处，在设定保持面41的直径D(mm)/粘接体的厚度t(mm)为z、翘曲量(mm)/粘接体的厚度t(mm)为y时，根据上述测量结果用图表表示y比z的关系，则如图4(b)所示。根据该图4(b)，1＜z时，则可想到y＝8z/1000－8/1000(此外，0＜z≦1时，由于不产生翘曲，所以无需考虑)。并且，由于在8μm以下可防止基板W落下，所以y×t≦8/1000的关系成立。对其进行整理，得到直径D的范围为0＜D≦t+1.0，此时，由于直径D在D＜t/3时产生屈曲等问题，所以合适的直径D的范围是t/3＜D≦t+1.0。接着适合的保持面41的面积S(mm²)的范围是π(t/6)²＜S≦π(t/2+1/2)²。可知像这样考虑保持面41的圆度和粘接体4的厚度t适当设置保持面41的面积S的话，可切实防止基板W从粘接体4脱离。

接着，作为与上述实施方式对应的粘接式保持件HE，准备了在板厚2mm、直径12mm的铝材质的底板3的一面上用公知的粘合剂在X轴方向和Y轴方向上以等间隔竖直设置五个呈直径d1为2mm、厚度t为3mm的圆柱状(保持面41的圆度为1、保持面的面积为πmm²)的氟橡胶产品(样本1：参照图2)，以及在X轴方向和Y轴方向上以等间隔竖直设置五个形成为直径d1为3.3mm、厚度t为1mm的圆柱状(保持面41的圆度为1、保持面的面积为3.3²×πmm²)的氟橡胶产品(样本2：参照图2)。再有，作为实验用的粘接式保持件HE₁，准备了在上述底板3的一面上在X轴方向和Y轴方向上以等间隔竖直设置三个形成为直径d2为5mm、厚度t为3mm的圆柱状的氟橡胶(保持面41的圆度为1、保持面的面积为5²×πmm²)产品(样本3：参照图5(a))。作为另一实验用的粘接式保持件HE₂，准备了在上述底板3的一面上用公知的粘合剂在X轴方向和Y轴方向上以等间隔竖直设置五个形成为一边Sd为1mm的正方形(保持面41的圆度为0.785、保持面的面积为1mm²)、厚度t为2mm的棱柱状的氟橡胶产品(样本4：参照图5(b))，以及在X轴方向和Y轴方向上以等间隔竖直设置五个形成为一边为3.2mm的正方形、厚度t为1mm的棱柱状的氟橡胶产品(保持面41的圆度为0.785、保持面的面积为10.24mm²)(样本5：参照图5(b))。作为又一实验用的粘接式保持件HE₃，还准备了在底板3的一面上粘接直径为12mm、厚度t为0.5mm的一张片状的氟橡胶产品(样本6：参照图5(c))。

与上述一样，在将液晶用玻璃基板粘合到各样本1～6的粘接体4的各保持面41上后，在液晶用玻璃基板呈朝向垂直方向下方的姿态的状态下，可在常温(25℃)下保持液晶用玻璃基板超过规定时间(12小时)，并且，在使底板3和粘接体4的温度从室温的25℃上升到200℃时，进行液晶用玻璃基板是否脱离的测试。由此，保持面41的面积S(mm²)和厚度t的关系对于满足π(t/6)²＜S≦π(t/2+1/2)²的样本1、样本4确认液晶用玻璃基板不脱离，可以保持。另一方面，对于样本2、3、5，确认如果使底板3和粘接体4升温，则粘接体4一旦超过高于室温100℃的温度(125℃)，则液晶用玻璃基板脱离。再有，在样本6中，确认与粘合保持面时的按压力无关，对于液晶用玻璃基板，无法使粘接体与其整面粘合。此外，确认如果保持面41的圆度小于0.785、或保持面41上存在角度小于90度的角，则在加热到低于粘接体的耐热温度的规定温度时，不能防止翘曲量局部增加液晶用玻璃基板从粘接体脱离。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不仅限于上述限定内容。在上述实施方式中，以粘接体4为圆柱状的产品为例进行了说明，但也可如上述实验例所示，根据粘接体的厚度有时也可使用保持面41的圆度为0.785以上的棱柱状产品。再有，在上述实施方式中，以在底板3上在其表面内的X轴方向和Y轴方向上以等间距配置的多个圆柱状的产品来形成粘接体4为例进行了说明，但并不仅限于此，粘接体4无需根据基板W的尺寸或重量等间距配置，再有，虽未特别图示说明，但粘接体4例如可用具有规定厚度的粘贴在底板上的基底粘接片和在该基底粘接片的一面上留出间隔设计成浮雕状的凸起构成，此时，粘接体的“厚度”是指包含基底粘接片的从底板表面到保持面的距离。进而，在上述实施方式中，以使用溅射装置SM的产品为例进行说明，但本发明并不限于上述用途。

附图标记说明

HE…粘接式保持件、W…基板(被保持体)、1…真空室、3…底板、4…粘接体、41…保持面、42…保持面的周边部、d1…粘接体的直径、t…粘接体的厚度。

Claims (6)

1.一种粘接式保持件，其具有底板和包括突出设置在底板的一面上的多个弹性体的粘接体，将各粘接体的突出设置方向的前端的保持面分别粘接并保持在被保持体上，其特征在于：

所述各粘接体分别构成为：通过在高于室温100℃以上且低于所述粘接体的耐热温度的加热气氛中使用时，被保持体的自身重量以及底板和粘接体的线膨胀系数的不同，而所述保持面呈凸形翘曲；

所述各粘接体的粘接力在常温下是100～400kPa范围内的力，各粘接体的厚度设置为当在保持面与被保持体抵接的状态下向突出设置方向施加按压力时，该保持面整面与被保持体面接触，该保持面具有0.785～1的范围内的圆度，保持面的面积mm²在厚度设置为tmm时，大于π(t/6)²，且小于等于π(t/2+1/2)²。

2.根据权利要求1所述的粘接式保持件，其特征在于：

所述弹性体是氟橡胶，所述底板是铝材质的。

3.根据权利要求1或2所述的粘接式保持件，其特征在于：

所述粘接体的厚度设定在0.5mm～3mm的范围内。

4.根据权利要求1或2所述的粘接式保持件，其特征在于：

所述保持面的轮廓不带有角度小于90度的角。

5.根据权利要求3所述的粘接式保持件，其特征在于：

所述保持面的轮廓不带有角度小于90度的角。

6.一种被保持体的保持方法，是使用具有底板和包括突出设置在底板的一面上的多个弹性体的粘接体的粘接式保持件，使各粘接体的突出设置方向的前端的保持面粘接并保持在被保持体上的方法，其包含：

将包括在常温下突出设置在底板的一面上的、粘接力在常温下是100～400kPa范围内的弹性体的各粘接体相对于被保持体从其上方按压并使粘接体的突出方向的前端的保持面分别粘接的步骤；以及

通过底板提升被保持体后，在粘接体被加热到高于室温100℃以上且低于粘接体的耐热温度的规定温度的气氛中，且通过粘接体被加热时被保持体的自身重量以及底板和粘接体的线膨胀系数的不同，以粘接体的保持面呈凸形翘曲的姿态保持被保持体的步骤，其特征在于：

在保持所述被保持体的步骤期间，还包含将所述保持面的翘曲量维持在小于与所述保持件的温度对应的使被保持体从粘接体脱离的规定值的步骤，其中，该保持面具有0.785～1的范围内的圆度，保持面的面积mm²在厚度设置为tmm时，大于π(t/6)²，且小于等于π(t/2+1/2)²。

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