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Die Erfindung betrifft einen Verbund,
umfassend ein Dünnstsubstrat
mit einer Dicke < 0,3
mm und einer Oberseite sowie einer Unterseite, einem Trägersubstrat
mit einer Oberseite und einer Unterseite wobei das Dünnstsubstrat
mit dem Trägersubstrat
lösbar
verbunden ist. Bevorzugt liegt die Dicke des Trägersubstrates im Bereich 0,3 – 5,0 mm.
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In der Displayindustrie werden gegenwärtig Gläser der
Dicken 0,3 – 2
mm standardmäßig zum Herstellung
von Displays verwendet. Insbesondere für Displays für Mobiltelefone,
PDAs werden Glasdicken von 0,7 mm und 0,5 (0,4 mm) eingesetzt. Diese Gläser sind
steif und selbsttragend und die Anlagen zur Displayherstellung sind
auf diese Dicken optimiert.
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Will man jedoch Dünnstsubstrate mit Dicken kleiner
0.3 mm , wie z.B. Glas- oder Polymerfolien, für digitale oder analoge Anzeigen
verwenden, die beispielsweise den Vorteil haben, dass sie biegbar sind,
so können
derartige Dünnstsubstrate
in herkömmlichen
Prozessen nicht mehr prozessiert werden, da sich die Substratflächen unter
ihrem Eigengewicht stark durchbiegen, was als sagging bezeichnet
wird. Des weiteren sind diese Dünnstsubstrate sehr
empfindlich gegen zu starke mechanische Belastungen. Als Folge hiervon
können
die Scheiben bei unterschiedlichen Prozessschritten brechen, beispielsweise
beim Waschprozess oder bei Beschichtungen aus der Flüssigphase.
Weitere Quellen für eine
Beschädigung
sind mechanisches Verkanten oder Anstoßen. Auch besteht die Gefahr,
dass die Dünnstsubstrate
in den herkömmlichen
Prozessen hängen
bleiben, z.B. beim automatischen Substrattransport zwischen unterschiedlichen
Fertigungsschritten. Durch das Verbiegen der Dünnstsubstrate können auch
Toleranzanforderungen von Prozessen verletzt werden, beispielsweise
die Ebenheitsanforderungen von Belichtungsprozessen, was zu einem Mismatch
in den Abbildungseigenschaften führen kann.
Die Belichtungsprozesse können
z.B.
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Lithographieprozesse oder Maskenbelichtungsprozesse
sein. Des weiteren neigen dünne
flexible Substrate zu signifikanten Eigenschwingungen durch Aufnahme
bzw. Anregungen von Raum- und Körperschall
aus der Umgebung.
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Andererseits ist es wünschenswert,
dünnere, leichtere,
gebogene bzw. biegbare Displays zur Verfügung zu stellen. Dies lässt sich
durch die Verwendung von Dünnstsubstraten
erreichen, die Dicken < 0,3
mm haben.
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Allerdings ergeben sich für die Handhabung von
Dünnstsubstraten
in konventionellen Anlagen zur Displayherstellung oder zur Herstellung
von organischen Leuchtdioden sogenannten OLED's aus den zuvor beschriebenen Gründen Probleme.
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Aus der
JP2000252342 ist bekannt, ein Glassubstrat,
bereits mit einer leitfähigen
IT0-Schicht beschichtet, vollflächig
auf eine thermisch entfernbare Klebefolie und diese wiederum auf
ein Trägersubstrat
zu legen. Dieser 3-teilige Verbund wird an den Seiten verklebt und
wird durch eine thermische Behandlung von einer Minute bei 100°C wieder
gelöst. Nachteil
dieses Verfahrens ist, dass durch die geringe Temperaturbeständigkeit
dieser Verbund für
viele Displayherstellungsprozesse ungeeignet ist. Prozessschritte,
wie z.B. bei der OLED-Herstellung oder der ITO-Beschichtung, erfordern Temperaturen
bis 230°C.
Ein weiterer Nachteil der
JP2000252342 ist, dass
die Außenseite
des Glassubstrates mit der Klebefolie in Berührung kommt und dies zu weiteren Kontaminationen
führen
kann. Bei der Ausführungsform
gemäß der
JP2000252342 wird stets
eine Zwischenfolie mit Kleber, bspw. Polyester verwendet. Hierdurch
wird das Dünnstsubstrat
verunreinigt. Vor einer weiteren Verwendung ist eine Reinigung des Dünnstsubstrates
notwendig, was sehr leicht zu Beschädigungen der Glasoberfläche oder
der Glaskanten führt.
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Insbesondere ist mit der Lehre der
JP 2000252342 eine sichere
Prozessierung von Dünnstsubstraten
nicht möglich.
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Vakuumsysteme, sogenannte Chucks
zum Halten von Substraten sind bekannt und weitverbreitet in der
Halbleitertechnik . Diesbezüglich
wird verwiesen auf die
US 6.345.615 ,
US 5.423.716 ,
DE 1 95 30858 ,
DE 1 99 45601 . Vakuumtechniken werden auch
zum Fixieren von Glassubstraten eingesetzt. Diesbezüglich wird
auf die
JP 59 227123
A1 ,
JP 11 170 188 ,
JP 04300168 A1 sowie
die
JP 06 079676 verwiesen.
Ein weltverbreitetes Einsatzgebiet liegt im Bereich von Beschichtungen
aus der Flüssigphase, z.B.
beim Spin Coating. Bei sehr dünnen
oder flexiblen Substraten ist die Anwendung von Vakuumhaltern nur
eingeschränkt
möglich,
da sich die Loch-/Grabenstrukturen des Vakuumsystems auf die Substratoberfläche oder
lokalen Ausbildungen von Beschichtungen übertragen und Defekte hervorrufen können. Für Vakuumprozessen
(z.B. PVD-Beschichtungen (physikal vapor deposition)) sind reine
Vakuumhalter generell ungeeignet.
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Zur Halterung von Substraten in Vakuumprozessen
werden i.d.R. mechanische Befestigungen eingesetzt. Bei der Prozessierung
dünner
spröder Materialien
(z.B. Dünnstglas,
Keramikplättchen) kann
dies jedoch leicht durch Aufbau von mechanischen Spannungen zu Bruch
führen
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Rein elektrostatische Halter sind
in der Halbleiterindustrie bekannt und beispielsweise aus der
EP 1217655 ,
EP 0138254 ,
EP 1191581 bekannt geworden. Diese
Halter halten das Dünnstsubstrat
alleine aufgrund elektrostatischer Anziehung. Diese Halter sind
jedoch zur Halterung von isolierenden Dünnstsubstraten mit einer Dicke
im Bereich geringer als 1 mm mit einem Produktionsprozeß nicht
geeignet, da sie nur für
ausgewählte
Prozesse der Produktionskette eingesetzt werden können.
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Aus der
EP 1217655 und der
EP 0138254 ist die Halterung ausschließlich von
dünnen
Halbleitersubstraten für
die Weiterbearbeitung bekannt geworden. Bei der Halterung von Halbleitersubstraten
wird aufgrund eines Spannungsunterschiedes zwischen Halbleitersubstrat
selbst und einer Gegenelektrode ein elektrostatisches Feld ausgebildet.
Eine derartige Halterung ist bei Dünnstsubstraten, die Isolatoren sind
nicht möglich;
vielmehr müßten diese
mit einer leitenden Beschichtung, beispielsweise einer ITO-Beschichtung
versehen werden.
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Die Halterung von Isolatormaterialien
mit einer Dicke größer als
0,5 mm durch elektrostatische Kräfte
ist in der
EP 1191581 beschrieben.
Um derartige Isolatoren zu halten, war es notwendig, Spannungen
im Bereich 3000 – 10000
V anzulegen.
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Auch die Klebung von Substraten auf
Trägerplatten
ist dem Fachmann bekannt. Diesbezüglich wird auf die
US 4395451 ,
JP 07041169 verwiesen. Bei dieser
Art der Fixierung entsteht noch das zusätzliche Problem des Lösen des
Kleberverbunds am Ende der Prozessierung problematisch.
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Aufgabe der Erfindung ist es somit,
die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und einen Verbund
anzugeben, der die Handhabung, Bearbeitung und den Transport von
Dünnstsubstraten
ermöglicht.
Insbesondere soll ein System und ein Verfahren zur Verfügung gestellt
werden, dass es ermöglicht
die Dünnstsubstrate
in bereits etablierten Fertigungslinien zu prozessieren. Ein weiterer
Aspekt der Erfindung ist darin zu sehen, daß mögliche Beschädigungen
der Oberfläche
eines Dünnstsubstratverbandes
verhindert werden.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen
Verbund gemäß Anspruch
1 gelöst.
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Der Verbund gemäß Anspruch 1 zeichnet sich
insbesondere durch ein geeignetes Auflagesystem zum Halten bzw.
Unterstützen
von Dünnstsubstraten
aus sowie eine so hohe Temperaturbeständigkeit, daß der Verbund
alle Schritte bzw.
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Teilschritte zur Displayherstellung
bzw. optoelektronischen Bauteilherstellung unbeschadet übersteht.
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Die Erfinder haben überraschenderweise
gefunden, dass Dünnstsubstrate
durch adhäsive
Kräfte auf
Trägersubstraten
gehalten und fertigungstauglich fixiert werden können. Durch zusätzliche
Vakuumunterstützung
lässt sich
die Einsatzbreite des Dünnstsubstrat/Trägerplatte-Verbunds
noch erweitern. Die adhäsiven
Kräfte
treten insbesondere bei aneinandergefügten sehr ebenen Glasscheiben
mit geringer Oberflächenrauhigkeit
auf. Sind beispielsweise das Trägersubstrat
ein Glassubstrat und das Dünnstsubstrat
ein typische Displaysubstrate mit einer Dicke kleiner 0,3 mm so
können
diese über
Adhäsions- und Kohäsionskräfte extrem
gut aneinander haften.
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Dieser Adhäsionseffekt kann durch ein
geeignetes Medium, beispielsweise Wasser, Öle, Alkohole, Silikonöle, (weiche)
elastische Zwischenlage zwischen dem Dünnstsubstrat und dem Trägersubstrat
noch signifikant verstärkt
werden. Derartiger Haftvermittler dienen auch zum Ausgleich bzw.
Ausfüllen feinster
Abstände/Spalte
zwischen dem Dünnstsubstrat
und dem Trägersubstrat.
Das die Adhäsion
erhöhende
Medium muss hierzu keine Klebereigenschaften aufweisen, d.h. es
braucht sich nicht mit dem Substrat verbinden und ist daher rückstandsfrei entfernbar.
Ein die Adhäsion
erhöhendes,
vorzugsweise flüssiges
Medium muss hierzu selbst die Oberflächen des Trägersubstrates und des Dünnstsubstrates
benetzen, d.h. mit der Oberfläche
kleine Kontaktwinkel ausbilden. Dies ist beispielsweise bei polaren
Medien für
Glassubstrate der Fall. Die die Adhäsionskraft erhöhenden Medien
sind bevorzugt in sich selbst "reißfest", d.h. sie weisen
hohe Kohäsivkräfte auf
und sich "ideal" dünn, d.h.
das Medium füllt
Idealerweise nur die Lücken
aus.
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Bevorzugt ist das Medium so gewählt, dass durch
das Medium die Gesamtformstabilität des Verbunds , d.h. die Gesamtdicke,
Dickenuniformität
bzw. Oberflächenwelligkeit
nicht nachteilig beeinflusst wird.
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Weiter sind Vorbehandlungen von Glas-
und Polymersubstraten bekannt, beispielsweise das Reinigen, Reiben
der Oberfläche,
Plasma- oder UV/Ozon-Vorbehandlung,
die die Oberfläche
aktivieren und damit die Benetzfähigkeit
bzw. Adhäsions- und
Kohäsionseigenschaften
und dadurch den Zusammenhalt zweier plattenförmiger Substrate verbessern.
Mögliche
Behandlungsarten der Oberfläche sind
das Laden Radikalisieren oder Polarisieren einer Oberfläche zur
Erhöhung
der Adhäsion.
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Bevorzugt wird nach der Substratherstellung,
bspw. dem Grobzuschnitt, werden Idealerweise die Substrate auf die
Träger
aufgebracht und der Verbund durchläuft Teile oder die Gesamtprozesskette der
Weiterverarbeitung. Am Ende der Prozessierung werden die Bauteile
von den Trägern
gelöst
und die Träger
wiederverwandt oder entsorgt.
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Besonders bevorzugt werden die adhäsiven oder
adhäsiv
verstärkten
Kräfte
von Dünnstsubstrat und
Trägersubstrat
durch elektrostatische Kräfte
verstärkt.
Durch zusätzliche
Vakuumunterstützung
läßt sich
die Einsatzbreite des Dünnstsubstrat/Träger-Verbundes
noch erweitern.
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Im Fall das Trägersubstrat als elektrostatischer
Halter ausgeführt
ist, kann das Trägersubstrat als
elektrostatische Platte ausgeführt
sein.
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Will man vermeiden, dass geladene
Flächen frei
liegen, so kann man vorsehen, einen komplett isolierter Bereich
des Trägers
als elektrostatische Platte auszuführen. Der Außenbereich
des Halters bzw. Substratträgers
liegt dann bevorzugt auf Masse.
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Alternativ kann der innere Bereich
des Trägersubstrates
als elektrostatische Platte ausgeführt sein. Der Außenbereich
des Halters liegt dann bevorzugt auf Masse.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform
wird eine elektrisch leitende Beschichtung der Substratoberseite
des Dünnstglassubstrates
(z.B. mit einer transparenten leitfähigen Beschichtung, die auch
als TCO-Beschichtung bezeichnet wird, insbesondere einer mit ITO-Beschichtung)
als geerdete Gegenplatte für
die geladene Platte im Träger
vorgesehen. Die Dicke des auf dem Träger angebrachten Dünnstglassubstrates
definieren dann den Plattenabstand eines Kondensators. Das Dünnstsubstrat selbst
sollte eine hohe relative Dielektrizitätskonstante aufweisen, so dass
die Kraftwirkung verstärkt
wird. Auf diese Art ist es möglich
eine unterschiedliche elektrostatische Kraftwirkung einzustellen,
da diese für
unterschiedliche Substratdicken verschieden ist.
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Das Dünnstglassubstrat kann im Verbund
als reines Substrat, aber auch als Substrat mit isolierend beschichteter
Unterseite, z.B. als Glas-Polymer-Laminat vorliegen. Eine entsprechend
gewählte
isolierende Beschichtung mit hoher dielektrischen Verschiebung kann
die Haftwirkung elektrostatisch unzureichend haftender Dünnstglassubstrate
deutlich erhöhen.
Im Falle einer leitfähigen
Beschichtung muss noch eine zusätzliche
Isolatorschicht auf dem Trägersubstrat
aufgebracht werden. Diese leitfähige Schicht
kann dann auf Masse liegen und als Gegenkondensatorplatte dienen.
Im Gegensatz zu dem vorgenannten Ausführungsbeispiel definiert hier
die Dicke der Isolatorschicht des Trägerssubstrates den Plattenabstand
des Kondensators. Damit die Kraftwirkung verstärkt wird, sollte diese Beschichtung eine
hohe relative Dielektrizitätskonstante
aufweisen. Die elektrostatische Kraftwirkung ist dann unabhängig von
der Substratdicke.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform
wird das Substrat durch eine Kantenabdichtung versiegelt und fixiert.
Zur Versiegelung und/oder unterstützenden Fixierung für die Dünnstgläser mit
dem Trägersubstrat
können
Kleber, Klebeband oder Polymere verwandt werden. Diese Verbindungsmittel
sind so gewählt,
dass sie die verschiedenen Bedingungen des Displayprozesses aushalten, z.B.
Temperaturen bis 230° C
bei Sputterprozessen, mechanische Angriffe bei Reinigungsprozessen, chemische
Angriffe bei Lithographieschritten.
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Ein entscheidender Vorteil der Fixierung
gemäß der Erfindung
ist, dass der Verbund nach erfolgter Displayherstellung bzw. Teilschritten
der Displayherstellung wieder gelöst werden kann, so dass das Dünnstglassubstrat
alleine weiter verwendet wird.
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Der Kleber kann noch durch z.B. Füllstoffe oder
Zuschlagstoffe modifiziert werden. Wenn z.B. Cu-Ionen dem Kleber
hinzugefügt
werden, kommt es bei einer thermischen Behandlung des Substrates
ab einer bestimmten Temperatur zu einer erhöhten Belastung, der Kleber
wird spröde
und der Verbund kann getrennt werden. Es kann durch Zusatz von Silber
ein induktives Aufheizen des Klebers gefördert werden, so dass es zur
gewollten Zerstörung
des Klebers kommt, das Substrat aber nicht angegriffen wird. Die
Prozessstabilität
des Verbundes während der
Herstellung wird die ganze Zeit gewährleistet.
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Zum Lösen des Verbundes gibt es mehrere Möglichkeiten.
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Mit Hilfe von Druckluft/Inertgas
wird auf eine Kante geblasen oder durch den Träger auf eine/die Kante(n) des
Substrats bzw. dessen Fläche.
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Alternativ hierzu kann ein mechanisches Entfernen
mit einem Greifer oder Keil oder Ansaugen von der Frontseite des
Dünnstglassubstrates
vorgenommen werden und das Substrats oder Bauteils, Idealerweise
von einer Kante (Ecke) aus angehoben werden.
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Auch ist das Unterspülen des
Verbunds mit einem Trennmittel, welches die Adhäsionwirkung aufhebt von einer
Kante aus oder durch den Träger unter
das Substrat möglich.
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Während
des Ablösens
kann das Substrat mit Vakuum, elektrostatisch oder adhäsiv fixiert
werden.
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Davon zu unterscheiden ist die elektrostatische
Halterung, die bei der Prozessierung unterstützend zur adhäsiven Halterung
eingesetzt werden kann. Hier sind wesentlich höhere Kräfte wie bei der Fixierung nötig. Eine
unterstützende
elektrostatische Halterung muß auch
vor dem Ablösen
des Dünnstsubstrates
vom Trägersubstrat
ebenso wie eine unterstützende
Halterung durch Vakuum abgeschalten werden.
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Selbstverständlich sind Kombination dieser Verfahren
möglich.
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Als Dünnstsubstrate kommen in Frage:
- – Dünnst- und
Dünngläser mit
einer Dicke < 0,3 mm
- – Polymer-Dünnglas-Verbunde
mit einer Dicke < 0,3
mm
- – Kunststofffolien
mit einer Dicke < 0,3
mm
- – Kunststofffolien-Dünnglas-Verbund
mit einer Dicke < 0,3
mm
- – Keramiken
mit einer Dicke < 0,3
mm
- - Metallfolien mit einer Dicke < 0,3 mm
- – mineralische
Oxide und Oxidgemische mit einer Dicke < 0,3 mm
- – Mineralien
und Steine mit einer Dicke < 0,3
mm
- – Verbundwerkstoffe
aus mehreren der zuvor genannten Dünnstsubstraten mit einer Dicke < 0,3 mm.
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Betreffend die Polymer-Dünnstglas-Verbunde,
wobei die Polymerschicht unmittelbar auf einer Glasfolie aufgebracht
sind, wird auf die WO00/41978 verwiesen, betreffend Polymer-Dünnstglas-Verbunde,
die als Laminate aus einem Glassubstrat und mindestens einem Träger ausgebildet
sind, wird auf die WO 99/21707 und die WO 99/21708 verwiesen.
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Auf einem Trägersubstrat können ein
oder mehrere „Dünnstsubstrate" aufgebracht sein.
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Als Trägersubstrate kommen in Frage:
- – Glas
- – Glaskeramik
- – Keramik,
bspw. oxidische, silicatische, Sonderkeramiken
- – Metall
- – Kunststoff
- – Gestein
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Die Keramiken können beispielsweise Klimafolien
oder Schichtsilikate sein, die Kunststoffe beispielsweise Polymerplatten.
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Die Trägersubstrate können eine
ebene Oberfläche,
eine strukturierte Oberfläche,
eine poröse
Oberfläche
oder eine gelochte Oberfläche
mit einem oder mehreren Löchern
aufweisen.
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Als Trägersubstrat sind auch Kombinationen der
zuvor genannten Trägersubstrate
möglich.
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Die Dicke des Trägersubstrates ist beliebig wählbar und
beträgt
bevorzugt mehr als 0,3 mm, insbesondere liegt sie im Bereich 0,3 – 5,0 mm.
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Als Versiegelungs- und/oder temporäres Fixierungsmittel
kommen
- – Kleber,
z.B. Silicone, Epoxide, Polyimide, Acrylate
- – UV-härtbare,
thermisch härtbare
oder lufthärtende
Kleber
- – Kleber
mit Füllstoffen;
- – Kleber
mit Zuschlagstoffen
- – Klebebänder, z.B.
einseitig klebendes, beidseitig klebendes, aus Kapton mit Silikonkleber
bestehendes Klebeband
- – Klebeband
als Kleberahmen
- – Polymere
- - Kitte
in Frage.
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Der erfindungsgemäße Verbund zeichnet sich durch
nachfolgende Eigenschaften aus:
- – eine Temperaturbeständigkeit
bis 400° C,
insbesondere bis 250° C
bzw. 230° C
sowie
- – eine
Temperaturbeständigkeit
bis –75° C; insbesondere
bis –40° C.
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Desweiteren ist der Verbund reinigungsprozessbeständig, beispielsweise
bei Reinigung mit Bürste,
Ultraschall, Sprühen
und Kombinationen hiervon.
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Der Verbund ist auch Beschichtungsprozesschemikalienbeständig, beispielsweise
in Flüssigbeschichtungsprozessen
z.B. beständig
gegen Photolacke und des weiteren beständig im Ultrahochvakuum, Hochvakuum,
Vakuum, oder in Sputter-, CVD-, PVD-, Plasma- und thermischen Aufdampfprozessen.
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Des weiteren ist der Verbund transportprozessbeständig sowohl
waagerecht wie senkrecht. Er ist auch rotationsbeständig, chemikalienbeständig, beständig gegen
Trockenätzprozesse
bei kurzzeitigem Angriff und lagerungsbeständig.
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Der Verbund ist vereinzelbar, schneidbar, lichtbeständig (UV,
VIS, IR), Ozonbeständig
und beschichtbar sowie strukturierbar.
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Dünnstsubstrat
und Trägersubstrat
können aus
dem gleichen Material bestehen, was Spannungen durch thermische
Ausdehnungsunterschiede der Materialien verhindert.
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Das Lösen des Verbundes kann durch
- – mechanisches
Entfernen
- – Chemikalien
- – Mechanische
Schwingungen, wie Ultraschall, Megaschall
- – Druckluft
- - Strahlung (Wärme,
Licht)
- - Schneiden, Schleifen, Sägen
- – Ansaugen
von der Frontseite (Glassubstratseite)
- – Abbrennen
- – thermische
Behandlung
- – induktives
Erhitzen
- – Anlegen
von abstoßenden
elektrostatischen Kräften
erfolgen.
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Bevorzugte Anwendungsgebiete sind
- – die
Displayindustrie
- – die
optoelektronische Bauteile
- – die
Polymerelektronik
- – die
Photovoltaik
- – die
Sensorik
- – die
Biotechnologie
- – medizinische
Anwendungen.
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Nachfolgend soll die Erfindung anhand
der Figuren und der Ausführungsbeispiele
beispielhaft beschrieben werden.
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Es zeigen
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1a–c:
verschiedene Arten der adhesiven Fixierung auf einem Trägersubstrat.
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2a–d:
verschiedene Arten der Fixierung mit adhäsionsvermittelnden Stoffen
eines Dünnstsubstrates
auf einem Trägersubstrat.
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3a–3b:
Aufrollen des Substrates durch lokal fortschreitende Belastung und
Aufbringen eines haftvermittelnden Mediums auf den Träger durch
Rakeln.
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4a–b:
Versiegelung der Kanten
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5a–5b:
Lösen des
Verbundes
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6:
Tauchhalter für
einseitige Beschichtung mit zwei Dünnstglassubstrat Bei dem in
den 1a und 1c wird ein direkter Verbund
zwischen dem Dünnstsubstrat 3 und
dem Trägersubstrat 5 ausgebildet.
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Bei der in 1a gezeigten Ausführungsform ist das Dünnstsubstrat 3 direkt
auf dem gesamte Trägersubstrat 5 angeordnet.
Das Trägersubstrat umfasst
ein Anschlagsystem 13.
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Bei der Ausführungsform gemäß 1b handelt es sich um ein
beschichtetes Dünnstsubstrat 3,
beispielsweise ein auf der Unterseite 11 des Dünnstsubstrates 3 polymerbeschichtetes
Dünnstglas,
das direkt auf einem Trägersubstrat 5 mit
einem Anschlagsystem 13 angeordnet ist. Die Beschichtung
ist mit der Bezugsziffer 14 bezeichnet.
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Das in 1c gezeigte
System weist zusätzlich
zu einer Fixierung mittels Adhäsionskräften eine Fixierung
bzw. Versiegelung an den Kanten 15 bspw. mittels eines
Klebers auf.
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In den 2a bis 2d sind Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Verbundes
gezeigt, bei dem zusätzliche
Maßnahmen
zur Fixierung und Halterung getroffen sind. Diese zusätzlichen
Maßnahmen
betreffen beispielsweise das Aufbringen eines Haftvermittlers 17 auf
ein Trägersubstrat.
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2a zeigt
eine Ausführungsform
der Erfindung mir einem Haftvermittler zwischen der Unterseite 11 des
Glassubstrates 3 und dem Trägersubstrat 5. Die
Probenfixierung kann mittels eines Anschlagsystems 13 wie
in 1a gezeigt oder durch eine
Kantenabdichtung.
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2b zeigt
eine Ausführungsform
der Erfindung, bei dem das Dünnstsubstrat
ein beschichtetes Substrat analog zu der Ausführungsform in 1b ist. Der Haftvermittler 17 ist
zwischen der Unterseite 19 des beschichteten Dünnstsubstrates 3, beispielsweise
eines polymerbeschichteten Dünnstglases
und dem Trägersubstrat 5 eingebracht.
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Zusätzlich kann die Halterung des
Dünnstsubstrates
mittels adhäsiver
Kräfte
durch ein Vakuumsystem 40 im Trägersubstrat 5 unterstützt werden. Das
Vakuumsystem kann zusätzlich
zur Unterstützung
der temporären
Fixierung auf dem Trägersubstrat
auch dazu dienen, die Trennung des Verbunds mittels Einbringung
von Pressluft/Inertgas oder einer geeigneten Flüssigkeit zu unterstützen. Generell kann über solch
ein System auch Luft, die nach einer adhäsiven Anziehung des Dünnstsubstrats
noch unter dem Dünnstsubstrat
eingeschlossen ist, entfernt werden.
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2c zeigt
ein Dünnstsubstrat 3 ,
das auf einem Trägersubstrat 5 mit
Anschlagsystem 13 aufgebracht ist. Die temporäre Fixierung
wird unterstützt durch
ein Vakuumhaltesystem 40.
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Die Ausführungsform gemäß 2d entspricht im wesentlichen
der in 2c, jedoch ist
das Dünnstsubstrat 3 zusätzlich mit
einer Dichtung und/oder Fixierung im Kantenbereich 15 versehen. Im
Kantenbereich könnte
auch eine Vertiefung, bspw. eine Nut, eingelassen sein, in die beispielsweise
Kleber oder Dichtmaterial zur zusätzlichen Dichtung und/oder
Fixierung eingelassen wird.
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Zur Herstellung des Verbundes wird
zunächst
eine Vorbehandlung mit dem Ziel: einer staubfreie Oberflächen zur
Vermeidung von Dickenvariationen oder durchdrückende Unebenheiten der Substratoberflächen, bzw.
Vermeidung von Defektausbildung (Kratzer) auf der Rückseite
des Dünnstsubstrates
bzw. der Oberfläche
des Trägersubstrates.
Die Vorbehandlung kann eine Reinigung, Plasmavorbehandlung, UV oder
UV/Ozon-Vorbehandlung umfassen. Durch die Vorbehandlung können die
Adhäsionskräfte gezielt
beeinflusst, beispielsweise gegenüber dem unbehandelten Substrat
verstärkt
werden.
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Nach der Vorbehandlung wird das Dünnstsubstrat 3 auf
das Trägersubstrat 5 aufgebracht.
Bei der Aufbringung sollen Lufteinschlüssen zwischen Substrat 3 und
Träger 5 vermieden
werden. Dies kann man durch Aufschieben des Dünnstsubstrats 3 auf
das Trägersubstrat 5,
z.B. gegen Anschlagsystem 13 erreichen, durch das Auflegen
des Dünnstsubstrates
auf den Träger,
z.B. gegen ein Anschlagsystem, und anschließendes Andrücken mittels homogener Flächenlast
oder Aufrollen durch lokale fortschreitende Belastung. Ein derartiges
Aufbringen ist in 3a gezeigt.
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Die Rollen hierfür sind mit 50 bezeichnet,
die Richtung in der das Dünnstsubstrat 3 auf
das Trägersubstrat 5 aufgebracht
wird mit 52. Bei dem in 3a gezeigten
System handelt es sich um ein Dünnstsubstrat
mit einer Beschichtung. Bei einem derartigen Aufbringen des Dünnstsubstrates
auf das Trägersubstrat
werden auch die adhäsiven
Kräfte
zwischen dem Dünnstsubstrat
und dem Trägersubstrat
ausgenutzt.
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Die adhäsive Wirkung zwischen dem Dünnstglas 3 und
dem Trägersubstrat 5 kann
verstärkt
werden, wenn ein Haftvermittler 17 auf das Trägersubstrat 5 bzw.
den Träger
oder/und das Dünnstsubstrat 3 durch
z.B. Aufwischen, Aufreiben, Drucken, Rakeln, Beschichten beispielsweise
mittels Spin Coating, Tauchbeschichtung, Sprühbeschichtung aufgebracht werden.
Der Haftvermittler kann temporär,
bspw. als abwischbare Flüssigkeit)
oder permanent (als elastische Beschichtung) auf das Trägersubstrat
aufgebracht werden. Daran anschließend wird das Dünnstsubstrats
auf den Träger
bzw. das Trägersubstrat
aufgebracht. Das haftvermittelnde Medium kann entweder lokal oder
grenzflächig aufgebracht
werden. Der in 3b gezeigte
Verbund kann in Vakuum mit einem Vakuumsystem 40, z.B. unter
zusätzlicher
Belastung, oder unter Vakuumunterstützung durch die Trägerplatte
bzw. das Trägersubstrat
zusammengefügt
werden. Dies ist in 3b jedoch
nicht dargestellt. Auch Kombinationen der oben genannten Verfahren
sind möglich.
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Zusätzlich zu den oben genannten
Maßnahmen
kann eine Versiegelung der Kanten 15 des Verbundes wie
in den 4a–4b gezeigt, vorgenommen werden.
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4a zeigt
ein System ohne und 4b ein
System mit Vakuumsystem 40.
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Um den Verbund lösen können die nachfolgend beschriebenen
Maßnahmen
durchgeführt
werden.
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Mit Druckluft/Inertgas kann bspw.
aus Richtung 60 direkt auf eine Kante des Dünnstsubstrates – wie in 5a gezeigt – geblasen
werden. Alternativ kann durch den Träger 5 auf eine/die
Kante(n) des Dünnstsubstrats
bzw. dessen Fläche Druckluft
oder Inertgas in Richtung 62 geleitet werden. Dies ist
in 5b gezeigt. Das Dünnstsubstrat
kann vom Trägersubstrat
in Richtung 64 mechanisch entfernt werden, beispielsweise
mittels von Greifern oder einem Keil. Alternativ kann ein Ansaugen
von der Frontseite bzw. Vorderseite des Dünnstsubstrates erfolgen und ein
Abheben des Dünnstsubstrats
oder Bauteils, Idealerweise von einer Kante bzw. Ecke aus.
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Eine andere Möglichkeit stellt das Unterspülen des
Verbunds mit einem Trennmittel, welches die Adhäsionwirkung aufhebt , beispielsweise
von einer Kante aus oder durch den Träger unter das Dünnstsubstrat
dar.
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Möglich
sind aber auch Kombinationen dieser Verfahren.
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Optional zum zuvor beschriebenen
Trennen ist auch eine mechanische oder thermische Entfernung, bspw.
durch Abschneiden, Bestrahlen mit Wärme, Licht, Ultraschall oder
ein Abbrennen möglich.
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Vorteilhafterweise können das
Dünnstsubstrat
und Trägersubstrat
aus dem gleichen Material bestehen. Hierdurch werden Spannungen
durch thermische Ausdehnungsunterschiede der Materialien verhindert.
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Für
spezielle Produktionsprozesse, z.B. Beschichtungen aus der Flüssigphase über Tauchprozesse
(OLED), kann der "Dünnstglashalter" bzw. des Trägersubstrat
zweiseitig ausgelegt werden. Ein derartiges Trägersubstrat ist in den 6a und 6b gezeigt. Durch die zweiseitige Auslegung
kann der Durchsatz der Fertigungslinie verdoppelt werden. Es werden
Vermeidung unnötigen
Materialverlusten an Tauchlösung
oder Kontaminationen durch rückseitige Beschichtung
des Halters vermieden.
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Der in 6a gezeigte
Halter 100 nimmt auf Vorder- und Rückseite je ein Dünnstsubstrat 102 auf. Die
Zu- bzw. Abführung
für z.B.
Vakuum, Pressluft und die Aufhängung
des Halters ist mit 103 bezeichnet. Die Halter, die zweiseitig
mit einem Dünnstsubstrat
beladen sind, können
dazu benutzt werden, auf das Dünnstsubstrat
noch zusätzlich
eine Beschichtung, beispielsweise im Tauchverfahren, aufzubringen.
Bei einer derartigen zweiseitigen Tauchbeschichtung erhöht man zum
einen den Durchsatz, zum anderen verhindert man, daß Verschmutzungen auf
die Halterückseite
gelangen. Auch ist es möglich, eine
sogenannte unsymmetrische Beschichtung aufzubringen, d.h. eine Seite,
bspw. die Oberseite des Dünnstsubstrates
weist eine andere Schichtabfolge auf, wie die andere Seite, bspw.
die Unterseite des Dünnstsubstrates.
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In 6b ist
eine alternative Ausführungsform
des Halters gezeigt. Der Halter ist mit 100 bezeichnet, die Dünnstsubstrate
mit 102, die Zu- bzw. Abführung für Vakuum, Pressluft und Aufhängung des
Halters mit 103. Desweiteren ist ein Vakuumsystem 104 gezeigt
mit Vakuumzuführung 105 im
Inneren des Halters. Wird das Dünnstsubstrat
zusätzlich zur
vakuumunterstützten
Adhäsionshalterung
mit bspw. einem Kleber gehalten, so bezeichnet 106 die Kleberfläche.
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Die Kontaktflächen des Verbunds, d.h. die Oberseite
des Substratträgers
und die Unterseite des Dünnstsubstrates
zeichnen sich durch eine große Reinheit
aus, um zu verhindern, daß je
nach Art der Verbundsausführung
Partikel im Zwischenbereich die Adhäsionswirkung reduzieren bzw.
Anforderungen an die Oberflächeneigenschaften
des Dünnstsubstrats,
z.B. die Welligkeiten, Dickenuniformität des Verbunds negativ beeinflussen.
Desweiteren kann so eine Schädigungen
durch Kratzer, Brüche
sicher vermieden werden.
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Das erfindungsgemäße Trägersubstrat weist bevorzugt
Oberflächeneigenschaften
wie Warp, Waviness, etc, auf, die die Prozessanforderungen der Weiterverarbeitung
erfüllen.
Die Formstabilität
des Trägersubstrates
sollte bevorzugt auch bei Temperaturänderungen gewährleistet
sein.
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Die erfindungsgemäßen Trägersubstrate sind so konstruiert,
dass. das unterstützende
Vakuum auch über
längere
Zeiten, z.B. während
des Transportes oder der Prozessierung aufrecht gehalten wird. Des
weiteren sind die erfindungsgemäßen Trägersubstrate
so konstruiert, dass das unterstützende
Vakuum und/oder die elektrostatische Ladung leicht zugänglich unterhalten
oder aufgefrischt werden kann.
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Der erfindungsgemäße Verbund ist so ausgelegt,
dass zwischen Dünnstsubstrat
und Trägersubstrat
keine Luft eingeschlossen wird, da diese in nachfolgenden Vakuumprozessen
zu Problemen führen
könnte.
Dies wird dadurch erreicht, dass das Dünnstsubstrat auf die Trägeroberfläche aufgedrückt wird
oder durch den Einsatz eines Zwischenmediums. Alternativ kann eine
elastische isolierende Beschichtung des Trägers, der Unebenheiten (bspw. Luftspalte)
zwischen Träger
und Substrat ausgleichen kann, vorgesehen sein.
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Eine weitere Möglichkeit ist die Beladung
des Trägerssubstrates
unter Vakuum oder eine Vakuumvorrichtung im Trägersubstrat, um die eingeschlossene
Luft zu entfernen.
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Vorteilhafterweise kann der Verbund
durch Vakuum unterstützt
werden. Die Vorrichtungen, die optional zum Lösen des Verbunds in der Trägerplatte angebracht
sind, können
ebenfalls zur Erzeugung einer Vakuumhalterung dienen und insbesondere
zum Abdichten des Kantenbereichs.
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Vorteilhafterweise können in
einer fortgebildeten Ausführungsform
die erfindungsgemäßen Trägersubstrate
zusätzlich
durch elektrostatische Kräfte gehalten
werden. Generell sind die Trägersubstrate so
konstruiert, daß die
elektrostatische Ladung bzw. das unterstützende Vakuum auch über längere Zeiten
(bspw. während
des Transportes oder der Prozessierung etc.) aufrecht gehalten wird.
Des weiteren sind die erfindungsgemäßen Trägersubstrate so konstruiert,
dass das unterstützende
Vakuum und/oder die elektrostatische Ladung leicht zugänglich unterhalten
oder aufgefrischt werden kann.
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Die elektrischen Felder der Haltevorrichtung bzw.
Trägersubstrate
sind so ausgelegt, daß sie nachfolgende
Fertigungsprozesse nicht negativ beeinflussen. Idealerweise liegt
hierzu der äußere Bereich
des Trägersubstrates
und das Dünnstsubstrat, falls
es leitfähig
beschichtet ist, auf Masse.
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Die Erfindung kann Anwendung finden
in der Displayindustrie (z.B. LCD, OLED), bei der Herstellung optoelektronischer
Bauteile, in der Polymerelektronik, Photovoltaik, Sensorik und Biotechnologie