JP7621663B2

JP7621663B2 - ワーク保持機構及びワーク保持方法

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Publication number: JP7621663B2
Application number: JP2022109237A
Authority: JP
Inventors: 留生山本; 恵一並木
Original assignee: Optorun Co Ltd
Current assignee: Optorun Co Ltd
Priority date: 2022-07-06
Filing date: 2022-07-06
Publication date: 2025-01-27
Anticipated expiration: 2042-07-06
Also published as: JP2024007869A

Description

本発明は、真空蒸着やスパッタリング等の表面処理を行う成膜室においてワークを保持する機構及び方法に関するものである。

例えば下記特許文献１には、ホルダ本体の表面に樹脂シートを設け、さらに樹脂シートの表面に粘着シートを設け、そこにワーク（基板）を接着させる方法が開示されている。

特許第６４３９０５４号公報

上記特許文献１に開示された方法では、表面処理の際に室内の気圧を低下させた際に、ワークが粘着シートから外れてしまう虞がある。また、これを防ぐために、より粘着力の高い粘着シートを用いると、表面処理が完了した後に作業者がワークを引き剥がすことが困難になってしまうという課題があった。

本発明では、上述の課題を鑑みて、表面処理の際にはワークが外れにくく、かつ表面処理後には作業者が容易にワークを剥がすことができる、ワーク保持機構及びワーク保持方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の第１態様に係るワーク保持機構は、
支持具と、
前記支持具の表面に設けられた接着テープと、
前記接着テープに対し前記支持具と反対側から設けられた弾性シートと、
前記弾性シートに対し、前記支持具と反対側から被覆するようにして粘着し、端部が当該弾性シートを回り込むようにして前記接着テープに粘着し、前記支持具と反対側の面にはワークが粘着可能な粘着シートとを備え、
前記弾性シートと前記接着テープとの接着力を第１接着力とし、前記粘着シートと前記接着テープとの粘着力を第１粘着力とし、前記粘着シートと前記ワークとの粘着力を第２粘着力とし、前記弾性シートと前記粘着シートとの粘着力を第３粘着力とする場合、当該第１接着力＞当該第２粘着力＞当該第３粘着力、かつ、当該第１粘着力＞当該第２粘着力＞当該第３粘着力である。

上記課題を解決するため、本発明の第２態様に係るワーク保持機構は、
支持具と、
前記支持具の表面に設けられた接着テープと、
前記接着テープに対し前記支持具と反対側から設けられた弾性シートと、
前記弾性シートの全体を内包して当該弾性シートに粘着し、前記支持具側の面が前記接着テープに粘着し、前記支持具と反対側の面にはワークが粘着可能な粘着シートとを備え、
前記粘着シートと前記接着テープとの粘着力を第１粘着力とし、前記粘着シートと前記ワークとの粘着力を第２粘着力とし、前記弾性シートと前記粘着シートとの粘着力を第３粘着力とする場合、当該第１粘着力＞当該第２粘着力＞当該第３粘着力である。

本発明の第３態様では、
前記ワークに対する表面処理中に生じる当該ワークを前記粘着シートから引き離す方向の剥離力を第１剥離力とし、当該ワークを前記粘着シートから取り外す剥離力を第２剥離力とする場合、前記第２粘着力＞当該第２剥離力＞前記第３粘着力＞当該第１剥離力である。

本発明の第４態様では、
前記第２剥離力が加わると、前記粘着シートと前記弾性シートとの間に隙間が生じ、当該粘着シートは、前記ワークとの接触部分の中央を最上部とした弧を描く形状となる。

上記課題を解決するため、本発明の第５態様に係るワーク保持機構は、
支持具の表面に接着テープを設け、
前記接着テープに対し前記支持具と反対側から弾性シートを設け、
粘着シートを、前記弾性シートに対し前記支持具と反対側から被覆するようにして粘着させ、端部が当該弾性シートを回り込むようにして前記接着テープに粘着させ、
前記粘着シートの前記支持具と反対側の面にワークを粘着させ、
前記ワークを前記粘着シートから取り外す剥離力を加えた場合に、当該粘着シートが、前記ワークとの接触部分の中央を最上部とした弧を描く形状となる。

上記課題を解決するため、本発明の第６態様に係るワーク保持機構は、
支持具の表面に接着テープを設け、
前記接着テープに対し前記支持具と反対側から弾性シートを設け、
粘着シートを、前記弾性シートの全体を内包して当該弾性シートに粘着させ、前記支持具側の面を前記接着テープに粘着させ、
前記粘着シートの前記支持具と反対側の面にワークを粘着させ、
前記ワークを前記粘着シートから取り外す剥離力を加えた場合に、当該粘着シートが、前記ワークとの接触部分の中央を最上部とした弧を描く形状となる。

本発明に係るワーク保持機構及びワーク保持方法によれば、表面処理の際にはワークが外れにくく、かつ、表面処理後には作業者が容易にワークを剥がすことができる。

本発明の実施例１に係る成膜装置の概略図である。本発明の実施例１に係るワーク保持機構及びワークの概略的断面図である。ワークに対して成膜を施している最中における、本発明の実施例１に係るワーク保持機構及びワークを表わす概略的断面図である。作業者によってワークを外す際における、本発明の実施例１に係るワーク保持機構及びワークを表わす概略的断面図である。本発明の実施例２に係るワーク保持機構及びワークの概略的断面図である。ワークに対して成膜を施している最中における、本発明の実施例２に係るワーク保持機構及びワークを表わす概略的断面図である。作業者によってワークを外す際における、本発明の実施例２に係るワーク保持機構及びワークを表わす概略的断面図である。作業者によってワークを外す際における、本発明の実施例２に係るワーク保持機構及びワークの他の例を表わす概略的断面図である。

本発明に係るワーク保持機構及びワーク保持方法は、ワーク（基板）に対して成膜等の表面処理を行う際に、当該ワークを保持するものである。以下では、本発明に係るワーク保持機構及びワーク保持方法について、実施例により図面を用いて説明する。

なお、下記実施例中において、「粘着」とは、液体と固体の両方の性質を有し、濡れたまま貼り付いている状態を指し、「接着」とは、（接着面の状態が）貼り付く前は液体であり、貼り付いた状態では固体になることを指すものとする。

［実施例１］
本実施例に係るワーク保持機構１は、図１に示すように、成膜を行う成膜装置３の構成の一部である成膜室４内において、ワーク１００を保持するものである。この成膜室４には減圧手段５が設けられており、ワーク１００に対して成膜する際には、室内が減圧（真空引き）された状態とする。

なお、図示していないが、成膜室４については、ワーク保持機構１の他に真空蒸着やスパッタリングを行う各種装置を内包しており、ワーク１００については、例えばガラス基板であるものとする。

図２に示すように、本実施例に係るワーク保持機構１は、支持具（基板ホルダ）１１、接着テープ１２、弾性シート１３、及び、粘着シート１４を備えている。

図２に示す支持具１１は、表面が平らな形状の部材である。また、接着テープ１２は、支持具１１の表面に接着して設けられるものであり、好ましくはポリイミドテープである。

弾性シート１３は、接着テープ１２に対しワーク１００側から接着するようにして設けられた、弾性変形が可能なものである。粘着シート１４は、弾性シート１３に対してそのワーク１００側（支持具１１側と反対側）から被覆するようにして粘着し、端部１４ｂが弾性シート１３を回り込むようにして接着テープ１２に粘着している。

このような構成としたワーク保持機構１に対して、図２における破線矢印で示すように支持具１１と反対側からワーク１００を載置することで、粘着シート１４のワーク１００側の面１４ａにワーク１００を粘着させることができ、これによりワーク１００を保持することができる。

図３は、ワーク保持機構１によって保持されたワーク１００に対して成膜を施している最中の、ワーク保持機構１の状態を示す概略図である。

図３中に各黒矢印で示すように、弾性シート１３と接着テープ１２との接着力を第１接着力Ａ０とし、粘着シート１４と接着テープ１２との粘着力を第１粘着力Ａ１とし、粘着シート１４とワーク１００との粘着力を第２粘着力Ｂ１とし、弾性シート１３と粘着シート１４との粘着力を第３粘着力Ｃ１とする場合、第１接着力Ａ０＞第２粘着力Ｂ１＞第３粘着力Ｃ１、かつ、第１粘着力Ａ１＞第２粘着力Ｂ１＞第３粘着力Ｃ１であるように設定されている。

成膜は成膜室４内を減圧（真空引き）した状態において行われる。その際、図３における白抜き矢印で示すように、ワーク１００をワーク保持機構１から引き離す方向に力が働く。以下ではこれを第１剥離力Ｄと呼称する。第３粘着力Ｃ１はこの第１剥離力Ｄに対し、第３粘着力Ｃ１＞第１剥離力Ｄとなるように設定されている。

すなわち、ワーク１００に対して成膜が行われている最中（ワーク１００に対する表面処理中）に真空引きによって発生する第１剥離力Ｄよりも、粘着シート１４とワーク１００との第３粘着力Ｃ１の方が大きい。したがって、図３のように、ワーク保持機構１における粘着シート１４のワーク１００側の面１４ａにワーク１００が粘着した状態が維持される。また、ワーク保持機構１の各構成の形状が大きく変形することもない。

一方、図４は、ワーク１００に対して成膜が終了した後（表面処理後）、作業者によってワーク保持機構１からワーク１００を外す際の、ワーク保持機構１の状態を示す概略図である。

図４において白抜き矢印で示すように、作業者がワーク１００を粘着シート１４から取り外す際に加える剥離力を、第２剥離力Ｅと呼称する。第２粘着力Ｂ１及び第３粘着力Ｃ１は第２剥離力Ｅに対し、第２粘着力Ｂ１＞第２剥離力Ｅ＞第３粘着力Ｃ１（＞第１剥離力Ｄ）となるように設定されている。

すなわち、作業者によりワーク１００を取り外す力である第２剥離力Ｅよりも、粘着シート１４とワーク１００との第２粘着力Ｂ１の方が大きい。当然これだけではワーク１００を取り外すことができない。

ただし、それと同時に、弾性シート１３と粘着シート１４との第３粘着力Ｃ１が第２剥離力Ｅよりも小さいことによって、弾性シート１３のワーク１００側の面１３ａから粘着シート１４が離れ、粘着シート１４と弾性シート１３との間に隙間Ｇ１が生じる。この状態において粘着シート１４は、ワーク１００側の面１４ａにおけるワーク１００との接触（粘着）部分が第２剥離力Ｅによって引っ張られることで、当該接触部分の中央１４ｃを中心としてワーク１００側に引っ張られる。

この状態においては、上記接触部分の中央１４ｃ近傍以外がワーク１００から剥がれ、結果として上記接触部分は、その中央１４ｃを最上部とした弧を描く形状となる。

なお、図３，４に示すように、ワーク１００が粘着シート１４におけるワーク１００側の面１４ａ全体に接するようにして設けられている場合においては、上述の「（ワーク１００側の面１４ａにおけるワーク１００との）接触（粘着）部分」はそのまま「ワーク１００側の面１４ａ」に置き換えて説明することができる。

いずれにせよ、上述の状態においては、作業者は第２剥離力Ｅのままの力でワーク１００を外すことができる。すなわち、作業者は、本来ワーク１００を取り外せない程度の力である第２剥離力Ｅによって、ワーク１００を取り外すことができる。

したがって、ワーク保持機構１及びワーク保持方法では、成膜等の表面処理の際には保持したワーク１００が外れにくく、かつ、表面処理後には作業者が容易にワーク１００を剥がすことができる。

［実施例２］
本実施例に係るワーク保持機構２は、実施例１に係るワーク保持機構１と同様、成膜室４内においてワーク１００を保持するものであり、図５に示すように、支持具１１、接着テープ１２、弾性シート２３、及び、粘着シート２４を備えている。
なお以下では、実施例１と重複する部分については極力省略して説明する。

図５に示す弾性シート２３は、実施例１における弾性シート１３と同一のものである。粘着シート２４は、弾性シート２３に対してその全体を内包して、内側全面２４ａが弾性シート２３の全面に粘着し、支持具１１側の外側面２４ｂが接着テープ１２に粘着している。

このような構成としたワーク保持機構２に対して、図５における破線矢印で示すように、支持具１１と反対側からワーク１００を載置することで、粘着シート２４のワーク１００側（支持具１１と反対側）の外側面２４ｃにワーク１００を粘着させることができ、これによりワーク１００を保持することができる。

図６は、ワーク保持機構２によって保持されたワーク１００に対して成膜を施している最中の、ワーク保持機構２の状態を示す概略図である。

図６中に各黒矢印で示すように、粘着シート２４と接着テープ１２との粘着力を第１粘着力Ａ２とし、粘着シート２４とワーク１００との粘着力を第２粘着力Ｂ２とし、弾性シート２３と粘着シート２４との粘着力を第３粘着力Ｃ２とする場合、第１粘着力Ａ２＞第２粘着力Ｂ２＞第３粘着力Ｃ２であるように設定されている。

実施例１において説明したとおり、成膜の際、図６における白抜き矢印で示すように、ワーク１００をワーク保持機構２から引き離す方向に第１剥離力Ｄが働く。第３粘着力Ｃ２はこの第１剥離力Ｄに対し、第３粘着力Ｃ２＞第１剥離力Ｄとなるように設定されている。

すなわち、ワーク１００に対して成膜が行われている最中に真空引きによって発生する第１剥離力Ｄよりも、粘着シート１４とワーク１００との第３粘着力Ｃ２の方が大きい。したがって、図６のように、ワーク保持機構１における粘着シート２４のワーク１００側の外側面２４ｃにワーク１００が粘着した状態が維持される。また、ワーク保持機構１の各構成が大きく変形することもない。

一方、図７は、ワーク１００に対して成膜が終了した後、作業者によってワーク保持機構２からワーク１００を取り外す際の、ワーク保持機構２の状態を示す概略図である。

図７において白抜き矢印で示す、ワーク１００を粘着シート１４から作業者が取り外す際の第２剥離力Ｅに対し、第２粘着力Ｂ２及び第３粘着力Ｃ２は、第２粘着力Ｂ２＞第２剥離力Ｅ＞第３粘着力Ｃ２（＞第１剥離力Ｄ）となるように設定されている。

すなわち、作業者によりワーク１００を取り外す力である第２剥離力Ｅよりも、粘着シート２４とワーク１００との第２粘着力Ｂ２の方が大きい。当然これだけでは取り外すことができない。

ただし、それと同時に、弾性シート２３と粘着シート２４との第３粘着力Ｃ２が第２剥離力Ｅよりも小さいことによって、弾性シート２３のワーク１００側の面２３ａから粘着シート２４が離れ、隙間Ｇ２が生じる。この状態において粘着シート２４は、ワーク１００側の外側面２４ｃにおけるワーク１００との接触（粘着）部分が第２剥離力Ｅによって引っ張られることで、当該接触部分の中央２４ｄを中心としてワーク１００側に引っ張られる。

この状態においては、上記接触部分の中央２４ｄ近傍以外がワーク１００から剥がれ、結果として上記接触部分は、その中央２４ｄを最上部とした弧を描く形状となる。

なお、図６，７に示すように、ワーク１００が粘着シート２４におけるワーク１００側の外側面２４ｃ全体に接するようにして設けられている場合においては、上述の「（ワーク１００側の外側面２４ｃにおけるワーク１００との）接触（粘着）部分」はそのまま「ワーク１００側の外側面２４ｃ」に置き換えて説明することができる。

いずれにせよ、上述の状態においては、作業者は第２剥離力のままの力でワーク１００を外すことができる。すなわち、作業者は、本来ワーク１００を取り外せない程度の力である第２剥離力Ｅによって、ワーク１００を取り外すことができる。

また、図８は、ワーク１００に対して成膜が終了した後、作業者によってワーク保持機構２からワーク１００を外す際の、ワーク保持機構２の（図７とは異なる）状態を示す概略図である。

図７で説明したように、第２粘着力Ｂ２＞第２剥離力Ｅ＞第３粘着力Ｃ２（＞第１剥離力Ｄ）となるように設定される場合、図７のように弾性シート２３におけるワーク１００側の面２３ａが粘着シート２４から離れるのではなく、図８のように支持具１１側の面２３ｂが粘着シート２４から離れ、隙間Ｇ３が生じる場合も有り得る。

そのような場合であっても、結果的に粘着シート２４は、ワーク１００側の外側面２４ｃにおけるワーク１００との接触部分が引っ張られることで、当該接触部分の中央２４ｄを中心として（内包する弾性シート２３ごと）ワーク１００側に引っ張られる。

なお、図８に示すように、ワーク１００が粘着シート２４におけるワーク１００側の外側面２４ｃ全体に接するようにして設けられている場合においては、上述の「（ワーク１００側の外側面２４ｃにおけるワーク１００との）接触（粘着）部分」はそのまま「ワーク１００側の外側面２４ｃ」に置き換えて説明することができる。

したがって、ワーク保持機構２及びワーク保持方法では、成膜等の表面処理の際には保持したワーク１００が外れにくく、かつ、表面処理後には作業者が容易にワーク１００を剥がすことができる。

本発明は、成膜等の表面処理を行う際にワークを保持する機構及び方法として好適である。

１，２ワーク保持機構
３成膜装置
４成膜室
５減圧手段
１１支持具
１２接着テープ
１３，２３弾性シート
１４，２４粘着シート
１００ワーク

Claims

支持具と、
前記支持具の表面に設けられた接着テープと、
前記接着テープに対し前記支持具と反対側から設けられた弾性シートと、
前記弾性シートに対し、前記支持具と反対側から被覆するようにして粘着し、端部が当該弾性シートを回り込むようにして前記接着テープに粘着し、前記支持具と反対側の面にはワークが粘着可能な粘着シートとを備え、
前記弾性シートと前記接着テープとの接着力を第１接着力とし、前記粘着シートと前記接着テープとの粘着力を第１粘着力とし、前記粘着シートと前記ワークとの粘着力を第２粘着力とし、前記弾性シートと前記粘着シートとの粘着力を第３粘着力とする場合、当該第１接着力＞当該第２粘着力＞当該第３粘着力、かつ、当該第１粘着力＞当該第２粘着力＞当該第３粘着力である
ワーク保持機構。
支持具と、
前記支持具の表面に設けられた接着テープと、
前記接着テープに対し前記支持具と反対側から設けられた弾性シートと、
前記弾性シートの全体を内包して当該弾性シートに粘着し、前記支持具側の面が前記接着テープに粘着し、前記支持具と反対側の面にはワークが粘着可能な粘着シートとを備え、
前記粘着シートと前記接着テープとの粘着力を第１粘着力とし、前記粘着シートと前記ワークとの粘着力を第２粘着力とし、前記弾性シートと前記粘着シートとの粘着力を第３粘着力とする場合、当該第１粘着力＞当該第２粘着力＞当該第３粘着力である
ワーク保持機構。
前記ワークに対する表面処理中に生じる当該ワークを前記粘着シートから引き離す方向の剥離力を第１剥離力とし、当該ワークを前記粘着シートから取り外す剥離力を第２剥離力とする場合、前記第２粘着力＞当該第２剥離力＞前記第３粘着力＞当該第１剥離力である
請求項１又は２に記載のワーク保持機構。
前記第２剥離力が加わると、前記粘着シートと前記弾性シートとの間に隙間が生じ、当該粘着シートは、前記ワークとの接触部分の中央を最上部とした弧を描く形状となる
請求項３に記載のワーク保持機構。
支持具の表面に接着テープを設け、
前記接着テープに対し前記支持具と反対側から弾性シートを設け、
粘着シートを、前記弾性シートに対し前記支持具と反対側から被覆するようにして粘着させ、端部が当該弾性シートを回り込むようにして前記接着テープに粘着させ、
前記粘着シートの前記支持具と反対側の面にワークを粘着させ、
前記ワークを前記粘着シートから取り外す剥離力を加えた場合に、当該粘着シートが、前記ワークとの接触部分の中央を最上部とした弧を描く形状となる
ワーク保持方法。
支持具の表面に接着テープを設け、
前記接着テープに対し前記支持具と反対側から弾性シートを設け、
粘着シートを、前記弾性シートの全体を内包して当該弾性シートに粘着させ、前記支持具側の面を前記接着テープに粘着させ、
前記粘着シートの前記支持具と反対側の面にワークを粘着させ、
前記ワークを前記粘着シートから取り外す剥離力を加えた場合に、当該粘着シートが、前記ワークとの接触部分の中央を最上部とした弧を描く形状となる
ワーク保持方法。