KR20180025859A - 캐리어 기판, 적층체, 전자 디바이스의 제조 방법 - Google Patents

캐리어 기판, 적층체, 전자 디바이스의 제조 방법 Download PDF

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KR20180025859A
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glass
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glass substrate
laminate
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KR1020177035450A
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가즈타카 오노
다카토시 야오이타
레오 우스이
겐이치 에바타
준 아키야마
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아사히 가라스 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 복수회 재이용하여 전자 디바이스의 제조를 행했을 때에도, 전자 디바이스의 제조 수율이 우수한, 캐리어 기판을 제공한다. 본 발명은 기판의 표면에 전자 디바이스용 부재를 제조할 때에, 이 기판에 접합되어 사용되는 캐리어 기판이며, 캐리어 기판은, 적어도 제1 유리 기판을 포함하고, 이 제1 유리 기판은, 하기 콤팩션이 80ppm 이하인, 캐리어 기판에 관한 것이다. 콤팩션: 제1 유리 기판을 실온으로부터 100℃/시간으로 승온하여 600℃에서 80분간의 가열 처리를 하고 나서, 100℃/시간으로 실온까지 냉각한 경우의 수축률.

Description

캐리어 기판, 적층체, 전자 디바이스의 제조 방법
본 발명은 캐리어 기판에 관한 것으로, 특히 소정의 콤팩션을 나타내는 유리 기판을 포함하는 캐리어 기판에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 캐리어 기판을 포함하는 적층체 및 전자 디바이스의 제조 방법에 관한 것이다.
최근들어 태양 전지(PV), 액정 패널(LCD), 유기 EL 패널(OLED) 등의 디바이스(전자 기기)의 박형화, 경량화가 진행되고 있으며, 이들 디바이스에 사용하는 유리 기판의 박판화가 진행되고 있다. 박판화에 의해 유리 기판의 강도가 부족하면, 디바이스의 제조 공정에 있어서, 유리 기판의 핸들링성이 저하된다.
최근에는, 상기한 과제에 대응하기 위하여, 유리 기판과 캐리어 기판을 적층한 유리 적층체를 준비하고, 적층체의 유리 기판 위에 표시 장치 등의 전자 디바이스용 부재를 형성한 후, 유리 기판으로부터 캐리어 기판을 분리하는 방법이 제안되고 있다(예를 들어, 특허문헌 1). 그리고, 분리된 캐리어 기판을, 표시 장치의 제조에 캐리어 기판으로서 재이용하는 것도 검토되고 있다.
국제 공개 제2007/018028호
한편, 최근들어 전자 디바이스의 고성능화의 요구에 수반하여, 전자 디바이스의 제조 시에 보다 고온 조건 하(예를 들어, 500℃ 이상)에서의 처리의 실시가 요망되고 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 캐리어 기판은 복수회 재이용되는 것이 바람직하다.
본 발명자들은, 특허문헌 1에 기재된 캐리어 기판을, 고온 처리를 수반하는 전자 디바이스의 제조에 반복 사용하여, 전자 디바이스의 제조를 검토했다. 구체적으로는, 특허문헌 1에 기재된 캐리어 기판을 포함하는 적층체를, 고온 처리를 수반하는 전자 디바이스의 제조에 적용한 후, 캐리어 기판을 박리하고, 이 캐리어 기판을 다시 이용하여 전자 디바이스를 제조하는 처리를 실시함을 상정하고, 유리 기판의 반복 고온 처리를 컴퓨터 시뮬레이션에 의해 모의했다.
그 결과, 캐리어 기판을 재이용하여 전자 디바이스의 제조를 행한 경우, 전자 디바이스에 있어서 패턴의 어긋남 등이 일어나기 쉬워, 전자 디바이스의 수율이 저하될 우려가 있음이 지견되었다.
본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 복수회 재이용하여 전자 디바이스의 제조를 행했을 때에도, 전자 디바이스의 제조 수율이 우수한, 캐리어 기판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 캐리어 기판을 포함하는 적층체 및 해당 적층체를 사용한 전자 디바이스의 제조 방법을 제공하는 것도 목적으로 한다.
본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위하여 예의 검토를 행한 결과, 소정의 콤팩션을 나타내는 유리 기판을 포함하는 캐리어 기판을 사용함으로써, 상기 과제를 해결할 수 있음을 알아내고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명의 제1 형태는, 기판의 표면에 전자 디바이스용 부재를 제조할 때에, 기판에 접합되어 사용되는 캐리어 기판이며, 이 캐리어 기판은 적어도 제1 유리 기판을 포함하고, 이 제1 유리 기판은 하기 콤팩션이 80ppm 이하인, 캐리어 기판이다.
콤팩션: 제1 유리 기판을 실온으로부터 100℃/시간으로 승온하여 600℃에서 80분간의 가열 처리를 하고 나서, 100℃/시간으로 실온까지 냉각한 경우의 수축률
또한, 제1 형태에 있어서, 콤팩션이 70ppm 이하인 것이 바람직하다.
또한, 제1 형태에 있어서, 제1 유리 기판의 변형점이 700℃ 이상인 것이 바람직하다.
또한, 제1 형태에 있어서, 제1 유리 기판이, 산화물 기준의 질량 백분율 표시에 있어서, 하기를 함유하는 유리를 포함하는 것이 바람직하다.
Figure pct00001
또한, 제1 형태에 있어서, 제1 유리 기판 위에 배치된 밀착층을 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제2 형태는, 제1 형태의 캐리어 기판과, 이 캐리어 기판 위에 배치된 기판을 갖는 적층체이다.
또한, 제2 형태에 있어서, 기판이 제2 유리 기판인 것이 바람직하다.
본 발명의 제3 형태는, 제2 형태의 적층체의 기판의 표면 위에 전자 디바이스용 부재를 형성하여, 전자 디바이스용 부재를 갖는 적층체를 얻는 부재 형성 공정과,
전자 디바이스용 부재를 갖는 적층체로부터 캐리어 기판을 제거하여, 기판과 전자 디바이스용 부재를 갖는 전자 디바이스를 얻는 분리 공정을 구비하는 전자 디바이스의 제조 방법이다.
또한, 제3 형태에 있어서, 전자 디바이스용 부재가 저온 폴리실리콘(LTPS)을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 제3 형태에 있어서, 전자 디바이스용 부재를 형성할 때에 프로세스 온도가 450℃ 이상인 공정을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 복수회 재이용하여 전자 디바이스의 제조를 행했을 때에도, 전자 디바이스의 제조 수율이 우수한, 캐리어 기판을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 캐리어 기판을 포함하는 적층체 및 해당 적층체를 사용한 전자 디바이스의 제조 방법을 제공할 수도 있다.
도 1은 본 발명에 관한 캐리어 기판의 일 실시 형태의 모식적 단면도이다.
도 2는 본 발명에 관한 적층체의 일 실시 형태의 모식적 단면도이다.
도 3은 본 발명에 관한 적층체의 다른 실시 형태의 모식적 단면도이다.
도 4의 (A), 도 4의 (B)는, 본 발명에 관한 부재를 갖는 기판의 제조 방법의 일 실시 형태를 공정순으로 도시하는 모식적 단면도이다. 도 4의 (A)는 부재 형성 공정에서 얻어지는 전자 디바이스용 부재를 갖는 적층체(22)의 모식적 단면도이며, 도 4의 (B)는 분리 공정에서 얻어지는 부재를 갖는 기판(24)과, 캐리어 기판(10)의 모식적 단면도이다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시 형태에 제한되지 않고, 본 발명의 범위를 일탈하지 않고, 이하의 실시 형태에 다양한 변형 및 치환을 가할 수 있다.
본 발명의 캐리어 기판의 특징점의 하나는, 소정의 콤팩션을 나타내는 유리 기판을 포함하는 점을 들 수 있다.
본 발명자들은, 캐리어 기판을 복수회 재이용했을 때에, 전자 디바이스의 수율이 저하되어 가는 이유에 대하여 검토를 행한바, 캐리어 기판의 열 수축(콤팩션)이 영향을 미치고 있음을 지견하고 있다.
먼저, 전자 디바이스를 제조할 때에는, 통상 마스크를 사용하여 미세 패턴을 제작하는 프로세스가 포함된다. 마스크의 형상(개구부의 크기)은, 가열 처리 시에, 피처리물이 열 수축되는 것을 고려하여 제작되는 경우가 많다. 그로 인해, 캐리어 기판을 포함하는 적층체를 사용하여 전자 디바이스를 제조할 때, 마스크의 형상은 1회째의 전자 디바이스의 제조 시의 열 수축된 적층체의 크기에 기초하여 설계된다.
본 발명자들은, 특허문헌 1에 기재된 지지판인 유리 기판(아사히 가라스 가부시끼가이샤제 AN100)을 포함하는 캐리어 기판을 사용하여 전자 디바이스를 제조한 후, 다시 캐리어 기판을 사용하여 전자 디바이스를 제조할 때에, 캐리어 기판이 더욱 열 수축되기 때문에, 일단 제작된 마스크를 사용하여 전자 디바이스를 제작하면, 패턴의 어긋남이 발생하기 쉬움을 지견하고 있다. 즉, 캐리어 기판의 열 수축에 의해 그 위에 배치되는 기판도 수축되어, 결과적으로 형성되는 패턴의 위치 어긋남이 발생하여, 전자 디바이스의 제조 수율이 저하됨을 지견하고 있다.
본 발명자들은, 상기 원인을 알아내고, 그 해결 방법을 검토한바, 소정의 가열 조건 하에서 처리되었을 때의 콤팩션이 소정값인 유리 기판을 사용하면, 전자 디바이스의 제조의 2회째 이후에 있어서도, 유리 기판(환언하면, 캐리어 기판)의 열 수축을 억제할 수 있어, 결과적으로 전자 디바이스의 제조 수율이 우수함을 알아내었다.
본 발명의 캐리어 기판은, 적어도 소정의 특성을 갖는 제1 유리 기판을 갖고 있으면 되지만, 도 1에 도시하는 캐리어 기판을 적합하게 들 수 있다. 도 1은 본 발명에 관한 캐리어 기판의 제1 실시 형태의 모식적 단면도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 캐리어 기판(10)은, 제1 유리 기판(12)과, 제1 유리 기판(12) 위에 배치된 밀착층(14)을 갖는 적층체이다. 밀착층(14)은, 표면(14b)이 제1 유리 기판(12)의 제1 주면에 접하고, 표면(14a)에는 다른 재료는 접하고 있지 않다.
이 캐리어 기판(10)은, 통상 도 2에 도시한 바와 같이 밀착층(14)의 표면(14a)과 기판(16)이 접하도록 적층함으로써, 기판(16) 위에 액정 패널 등의 전자 디바이스용 부재를 제조하는 부재 형성 공정에 사용된다.
도 2는 본 발명에 관한 적층체의 일 실시 형태의 모식적 단면도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 적층체(100)는 제1 유리 기판(12)의 층과 기판(16)의 층과 이들 사이에 밀착층(14)이 존재하는 적층체이다. 밀착층(14)은, 그의 한쪽 면이 제1 유리 기판의 층에 접함과 함께, 그의 다른 쪽 면이 기판(16)의 제1 주면(16a)에 접하고 있다. 또한, 기판(16)은, 박리 가능하게 밀착층(14) 위에 적층되어 있다.
제1 유리 기판(12) 및 밀착층(14)을 포함하는 캐리어 기판(10)은, 액정 패널 등의 전자 디바이스용 부재를 제조하는 부재 형성 공정에 있어서, 기판(16)을 보강하는 보강판으로서 기능한다.
이 적층체(100)는 후술하는 부재 형성 공정까지 사용된다. 즉, 이 적층체(100)는, 그 기판(16)의 제2 주면(16b) 표면 위에 액정 표시 장치 등의 전자 디바이스용 부재가 형성될 때까지 사용된다. 그 후, 전자 디바이스용 부재가 형성된 적층체는, 캐리어 기판(10)과 부재를 갖는 기판으로 분리되어, 캐리어 기판(10)은 전자 디바이스를 구성하는 부분은 되지 않는다. 캐리어 기판(10)에는 새로운 기판(16)이 적층되어, 새로운 적층체(100)로서 재이용할 수 있다.
또한, 밀착층(14)은 제1 유리 기판(12) 위에 고정되어 있고, 기판(16)은 캐리어 기판(10)의 밀착층(14) 위에 박리 가능하게 적층(밀착)된다. 본 발명에 있어서, 해당 고정과 박리 가능한 적층(밀착)은 박리 강도(즉, 박리에 요하는 응력)에 차이가 있고, 고정은 밀착에 비하여 박리 강도가 큼을 의미한다. 즉, 밀착층(14)과 제1 유리 기판(12)의 계면의 박리 강도가, 밀착층(14)과 기판(16)의 계면의 박리 강도보다 크게 된다. 바꾸어 말하면, 박리 가능한 적층(밀착)이란, 박리 가능한 동시에, 고정되어 있는 면의 박리를 발생시키지 않고 박리 가능함도 의미한다.
보다 구체적으로는, 제1 유리 기판(12)과 밀착층(14)의 계면은 박리 강도(x)를 갖고, 제1 유리 기판(12)과 밀착층(14)의 계면에 박리 강도(x)를 초과하는 박리 방향의 응력이 가해지면, 제1 유리 기판(12)과 밀착층(14)의 계면이 박리된다. 밀착층(14)과 기판(16)의 계면은 박리 강도(y)를 갖고, 밀착층(14)과 기판(16)의 계면에 박리 강도(y)를 초과하는 박리 방향의 응력이 가해지면, 밀착층(14)과 기판(16)의 계면이 박리된다.
적층체(100)(후술하는 전자 디바이스용 부재를 갖는 적층체도 의미한다)에 있어서는, 상기 박리 강도(x)는 상기 박리 강도(y)보다도 높다. 따라서, 적층체(100)에 제1 유리 기판(12)과 기판(16)을 박리하는 방향의 응력이 가해지면, 적층체(100)는 밀착층(14)과 기판(16)의 계면에서 박리되어 기판(16)과 캐리어 기판(10)으로 분리된다.
박리 강도(x)는, 박리 강도(y)와 비교하여, 충분히 높은 것이 바람직하다. 박리 강도(x)를 높이는 것은, 제1 유리 기판(12)에 대한 밀착층(14)의 부착력을 높이며, 또한 가열 처리 후에 있어서 기판(16)에 대해서 보다 상대적으로 높은 부착력을 유지할 수 있음을 의미한다.
제1 유리 기판(12)에 대한 밀착층(14)의 부착력을 높이는 방법은 특별히 제한되지 않는데, 예를 들어 후술하는 바와 같이, 경화성 수지를 제1 유리 기판(12) 위에서 경화시켜, 소정의 밀착층(14)을 형성하는 방법을 들 수 있다. 경화 시의 접착력으로, 제1 유리 기판(12)에 대하여 높은 결합력으로 결합된 밀착층(14)을 형성할 수 있다. 한편, 밀착층(14)의 기판(16)에 대한 결합력은, 상기 경화 시에 발생하는 결합력보다도 낮은 것이 통례이다. 따라서, 제1 유리 기판(12) 위에서 경화성 수지의 층에 경화 처리(가열 처리)를 실시하여 밀착층(14)을 형성하고, 그 후 밀착층(14)의 면에 기판(16)을 적층함으로써, 원하는 박리 관계를 만족하는 적층체(100)를 제조할 수 있다.
또한, 도 1에 있어서는, 제1 유리 기판과 밀착층을 갖는 캐리어 기판에 대하여 상세하게 설명했지만, 이 형태에는 한정되지 않고, 기판을 박리 가능하게 적층가능하면 밀착층은 없어도 된다. 즉, 제1 유리 기판을 포함하는 캐리어 기판이어도 된다.
이 실시 형태의 경우, 도 3에 도시한 바와 같이, 제1 유리 기판(112) 위에 기판(116)이 배치되어, 적층체(110)가 형성된다.
또한, 본 실시 형태에 있어서는, 제1 유리 기판(112)의 기판(116)과 접하는 측의 표면(도 3 중 표면(112a))의 표면 조도(Ra)는 2.0㎚ 이하인 것이 바람직하고, 1.0㎚ 이하인 것이 보다 바람직하다. 하한값은 특별히 제한되지 않지만, 0이 가장 바람직하다. 상기 범위이면, 기판(116)과의 밀착성이 보다 양호해지고, 기판(116)의 위치 어긋남 등을 보다 억제할 수 있음과 함께, 기판(116)의 박리성도 우수하다.
표면 조도(Ra)는 JIS B 0601(2001년 개정)에 따라 측정된다.
이하에서는, 캐리어 기판(10) 및 적층체(100)를 구성하는 각 층(제1 유리 기판(12), 기판(16), 밀착층(14))에 대하여 상세하게 설명하고, 그 후, 캐리어 기판, 적층체 및 부재를 갖는 기판의 제조 방법에 대하여 상세하게 설명한다.
또한, 적층체(110) 중의 제1 유리 기판(112) 및 기판(116)은, 상기 제1 유리 기판(12) 및 기판(16)과 마찬가지의 구성이기 때문에, 설명을 생략한다.
<제1 유리 기판(12)>
제1 유리 기판(12)은, 기판(16)을 지지하여 보강하고, 후술하는 부재 형성 공정(전자 디바이스용 부재를 제조하는 공정)에 있어서 전자 디바이스용 부재의 제조 시에 기판(16)의 변형, 흠집 발생, 파손 등을 방지한다.
제1 유리 기판(12)은 600℃에서 80분간의 가열 처리 시의 콤팩션(콤팩션값)이 80ppm 이하인 유리 기판이다. 그 중에서도, 전자 디바이스의 제조 수율이 보다 우수한 점(이후, 간단히 「본 발명의 효과가 보다 우수한 점」이라고도 칭한다)에서, 콤팩션은 70ppm 이하가 바람직하고, 60ppm 이하가 보다 바람직하고, 50ppm 이하가 더욱 바람직하다. 하한은 특별히 제한되지 않지만, 유리의 특성상, 20ppm 이상인 경우가 많다.
콤팩션이 80ppm 초과인 경우, 전자 디바이스의 제조 수율이 떨어진다.
상기 콤팩션이란, 가열 처리 시에 유리 구조의 완화에 의해 발생하는 유리 열 수축률이다. 본 발명에 있어서, 콤팩션이란, 유리 기판의 표면에 소정의 간격으로 압흔을 2개소 만들고, 그 후, 유리 기판을 실온으로부터 100℃/시간으로 600℃까지 가열, 승온하고, 600℃에서 80분간 유지한 후, 100℃/시간으로 실온까지 냉각한 경우의, 압흔 간격 거리의 수축률(ppm)을 의미하는 것으로 한다.
본 발명에 있어서의 콤팩션은, 하기 방법으로 측정할 수 있다.
유리 기판의 표면을 연마 가공하여 100㎜×20㎜의 시료를 얻는다. 해당 시료의 표면에 점상의 압흔을 긴 변 방향으로 2개소, 간격 A(A=95㎜)로 만든다.
다음에 해당 시료를 실온으로부터 600℃까지 승온 속도 100℃/시(=1.6℃/분)로 가열하고, 600℃에서 80분간 유지한 후, 강온 속도 100℃/시로 실온까지 냉각한다. 그리고, 다시 압흔간 거리를 측정하여, 그 거리를 B라고 한다. 이와 같이 하여 얻은 A, B로부터 하기 식을 사용하여 콤팩션을 산출한다. 또한, A, B는 광학 현미경을 사용하여 측정한다.
콤팩션[ppm]=(A-B)/A×106
제1 유리 기판(12)의 변형점의 범위는 특별히 제한되지 않지만, 본 발명의 효과가 보다 우수한 점에서, 700℃ 이상이 바람직하고, 710℃ 이상이 보다 바람직하다. 단, 변형점이 너무 높으면, 유리 성형상 문제가 발생하기 때문에, 770℃ 이하가 바람직하다. 760℃ 이하가 보다 바람직하고, 750℃ 이하가 더욱 바람직하다.
변형점이란, 유리의 점성 유동이 사실상 일어날 수 없는 온도에서, 서랭 영역에 있어서의 하한 온도에 상당하고, 점도가 1014. 5dPa·s {poise}에 상당하는 온도를 의미한다. 변형점은, JIS-R3103(2001년) 및 ASTM-C336(1971년)에 규정되어 있는 파이버 일롱게이션법을 사용하여 측정한다.
제1 유리 기판(12)의 조성은 특별히 제한되지 않지만, 본 발명의 효과가 보다 우수한 점에서, 산화물 기준의 질량 백분율 표시로, 유리 모조성으로서, 이하의 범위인 것이 바람직하다.
Figure pct00002
다음에 각 성분의 조성 범위에 대하여 설명한다.
SiO2는 50％(산화물 기준의 질량 백분율 표시, 특기하지 않는 한 이하 동일) 미만이면, 변형점이 충분히 올라가지 않으며, 또한 열 팽창 계수가 증대되고, 밀도가 상승되므로, 50％ 이상이 바람직하다. 53％ 이상이 보다 바람직하고, 55％ 이상이 더욱 바람직하고, 57％ 이상이 특히 바람직하다. 73％ 초과이면, 용해성이 저하되고, 탈포성이 저하되기 때문에, 73％ 이하가 바람직하다. 70％ 이하가 보다 바람직하고, 67％ 이하가 더욱 바람직하고, 65％ 이하가 특히 바람직하다.
Al2O3은 유리의 분상성을 억제하여, 열 팽창 계수를 낮추고, 변형점을 올리지만, 10.5％ 미만이면 이 효과가 나타나지 않고, 또한, 이외의 팽창을 올리는 성분을 증가시키게 되기 때문에, 결과적으로 열 팽창이 커진다. 10.5％ 이상이 바람직하고, 15％ 이상이 보다 바람직하고, 17％ 이상이 더욱 바람직하다. 24％ 초과이면 유리의 용해성이 나빠지거나, 실투 온도를 상승시킬 우려가 있으므로, 24％ 이하가 바람직하고, 22％ 이하가 보다 바람직하다.
B2O3은 유리의 용해 반응성을 좋게 하고, 또한, 실투 온도를 저하시키기 위하여 0％ 이상 5％ 이하 첨가할 수 있다. 상기한 효과를 얻기 위해서는, 0.1％ 이상이 바람직하다. 그러나, 너무 많으면 변형점이 낮아진다. 따라서 5％ 이하가 바람직하고, 3％ 이하가 보다 바람직하다.
MgO는 알칼리 토류 중에서는 팽창을 높이지 않으며, 또한 변형점을 과대하게는 저하시키지 않는다는 특징을 갖고, 용해성도 향상시킨다.
여기서, MgO 함유량은 0％ 이상 10％ 이하인 것이 바람직하지만, 1％ 이상이 보다 바람직하다. 10％를 초과하면, 실투 온도가 상승될 우려가 있으므로, 10％ 이하가 바람직하고, 7％ 이하가 보다 바람직하고, 6％ 이하가 더욱 바람직하다.
CaO는, MgO에 이어 알칼리 토류 중에서는 팽창을 높이지 않으며, 또한 변형점을 과대하게는 저하시키지 않는다는 특징을 갖고, 용해성도 향상시킨다.
여기서, CaO의 함유량은 0％ 이상 14.5％ 이하인 것이 바람직하지만, 1％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 3％ 이상이 더욱 바람직하다. 14.5％를 초과하면, 실투 온도가 상승될 우려가 있다. 10％ 이하가 보다 바람직하고, 7％ 이하가 더욱 바람직하다.
SrO는 유리의 실투 온도를 상승시키지 않고 용해성을 향상시키는 임의 성분이다.
여기서, SrO 함유량은 0％ 이상 24％ 이하인 것이 바람직하지만, 1％ 이상이 보다 바람직하다. 24％를 초과하면 팽창 계수가 증대될 우려가 있다. 12％ 이하가 보다 바람직하고, 9％ 이하가 더욱 바람직하다.
BaO는 필수적이지 않지만 용해성 향상이나, 내실투성의 향상을 위하여 함유할 수 있다. 그러나, 너무 많으면 유리의 팽창과 밀도를 과대하게 증가시키므로, 13.5％ 이하가 바람직하고, 12％ 이하가 보다 바람직하고, 10％ 이하가 더욱 바람직하다.
또한, 특히 밀도가 문제되는 경우에는, BaO의 함유량은 적은 편이 좋고, 5％ 이하가 바람직하고, 1％ 이하가 바람직하고, 0.5％ 이하가 더욱 바람직하고, 실질적으로 함유하지 않는 것이 특히 바람직하다. 실질적으로 함유하지 않는다는 것은, 불가피적 불순물을 제외하고 함유하지 않는다는 의미이다.
한편, 내실투성을 중시하는 경우에는, 1％ 이상이 바람직하고, 3％ 이상이 보다 바람직하고, 5％ 이상이 더욱 바람직하다.
MgO, CaO, SrO, BaO는 합계량으로 8％보다도 적으면, 용해성이 부족하다. 8％ 이상이 바람직하고, 10％ 이상이 보다 바람직하다. 12％ 이상이 더욱 바람직하고, 14％ 이상이 특히 바람직하다. 29.5％보다도 많으면, 열 팽창 계수를 작게 할 수 없다는 난점이 발생할 우려가 있으므로, 29.5％ 이하가 바람직하고, 25％ 이하가 보다 바람직하고, 23％ 이하가 더욱 바람직하고, 21％ 이하가 특히 바람직하다.
그 밖의 성분으로서, 본 발명의 특징을 손상시키지 않는 범위에서, 물성을 조정하기 위한 성분이나, 청징제를 첨가할 수 있다. 물성을 조정하기 위한 성분으로서는, Fe2O3, ZnO, ZrO2, TiO2, Nb2O5, Ta2O5, Y2O3, La2O3, Gd2O3, P2O5, 청징제로서는, SnO2, SO3, Cl, F 등을 들 수 있다. 모두 1％ 미만의 범위에서 함유할 수 있다.
Li2O, Na2O, K2O 등의 알칼리 금속 산화물은, 원료의 불가피적 불순물로서 혼입되거나, 용융 촉진을 위하여 첨가하는 경우가 있다. 이들은, TFT 제조 공정 내에서의 알칼리 이온에 의한 오염의 원인이 되어, 그 결과 TFT 특성을 열화시킬 가능성이 있다. 그로 인해, 가능한 한 함유하지 않는 것이 바람직하다. 구체적으로는 0.1％ 이하가 바람직하다. 0.08％ 이하가 보다 바람직하고, 0.05％ 이하가 더욱 바람직하고, 0.03％ 이하가 특히 바람직하다.
As2O3, PbO, CdO는, 환경에 악영향을 미치기 때문에, 이들 성분은 실질적으로 함유하지 않는다.
제1 유리 기판(12) 또는 제1 유리 기판(112)에 사용되는 유리는, 적층 기판의 반송 시의 휨을 저감시키기 때문에, 영률이 높은 것이 바람직하다. 77㎬ 이상이 바람직하고, 80㎬ 이상이 더욱 바람직하고, 82㎬ 이상이 특히 바람직하다.
또한, 제1 유리 기판(12) 또는 제1 유리 기판(112)에 사용되는 유리에 흠집이 생기면, 리사이클을 행할 때에, 강도 저하를 초래하거나, 후술하는 자외광 조사 시의 불균일을 초래하거나 할 가능성이 있다. 그로 인해, 제1 유리 기판(12) 또는 제1 유리 기판(112)의 유리의 비커스 경도는 높은 편이 바람직하다. 580 이상이 바람직하고, 590 이상이 보다 바람직하고, 600 이상이 더욱 바람직하다.
제1 유리 기판(12) 또는 제1 유리 기판(112)에 사용되는 유리를 사용하여 액정 디스플레이나 OLED 디스플레이 등의 전자 디바이스를 제조하는 공정에 있어서, 제1 유리 기판(12)을 통하여, 예를 들어 자외광을 조사함으로써, 액정 배향막의 경화나, 수지-유리 계면에 있어서의 결합을 파괴하여, 박리를 용이하게 하는 공정이 포함되는 경우가 있다. 그로 인해, 유리의 자외선 투과율이 높은 것이 바람직하다. 300㎚의 외부 투과율(표리면의 반사를 포함한 투과율)은, 0.5㎜ 두께 환산으로, 40％ 이상인 것이 바람직하다. 50％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 60％ 이상인 것이 더욱 바람직하고, 70％ 이상인 것이 특히 바람직하다.
제1 유리 기판(12)의 두께는, 기판(16)보다도 두꺼워도 되고, 얇아도 되는데, 통상 기판(16)보다도 얇은 경우가 많다. 바람직하게는, 기판(16)의 두께, 밀착층(14)의 두께 및 적층체(100)의 두께에 기초하여, 제1 유리 기판(12)의 두께가 선택된다. 예를 들어, 현행의 부재 형성 공정이 두께 0.5㎜의 기판을 처리하도록 설계된 것으로서, 기판(16)의 두께와 밀착층(14)의 두께의 합이 0.1㎜인 경우, 제1 유리 기판(12)의 두께를 0.4㎜로 한다. 제1 유리 기판(12)의 두께는, 통상의 경우, 0.2 내지 0.5㎜인 것이 바람직하고, 기판(16)보다도 두꺼운 것이 바람직하다.
제1 유리 기판(12)의 제조 방법은 특별히 제한되지 않고, 상술한 콤팩션을 나타내는 유리 기판이 얻어지면 된다. 그 중에서도, 콤팩션의 조정이 쉬운 점에서, 유리 원료를 용해하여 용융 유리를 얻는 용해 공정과, 용해 공정에 의해 얻어진 용융 유리를 판상의 유리 리본으로 성형하는 성형 공정과, 성형 공정에 의해 성형된 유리 리본을 서랭하는 서랭 공정을 갖는 제조 방법인 것이 바람직하다.
용해 공정에서는, 유리 원료를 용해하여 용융 유리를 얻는다. 예를 들어, 얻어지는 유리판의 조성으로 되도록 유리 원료를 제조하고, 유리 원료를 용해로에 연속적으로 투입하고, 1450 내지 1650℃ 정도로 가열하여 용융 유리를 얻는다.
성형 공정에서는, 용해 공정에 의해 얻어진 용융 유리를 판상의 유리 리본(리본상 유리판)으로 성형한다. 보다 구체적으로는, 플로트법 또는 퓨전법에 의해, 소정의 판 두께의 유리 리본으로 성형한다.
서랭 공정에서는, 성형 공정에 의해 얻어진 판상의 유리 리본을 서랭한다. 상술한 소정의 범위의 콤팩션으로 조정하기 위해서는, 이 서랭 공정에서의 냉각 속도를 제어하는 방법이 바람직하다. 평균 냉각 속도로서는, 예를 들어 15 내지 600℃/분의 범위에서 조정할 수 있다. 본 발명의 효과가 보다 우수한 점에서, 20 내지 400℃/분인 것이 바람직하고, 30 내지 300℃/분인 것이 보다 바람직하고, 30 내지 100℃/분인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 평균 냉각 속도란, 리본상 유리판의 표면 온도를 TH(℃), 실온을 TL(℃)로 하고, 또한 리본상 유리판의 표면 온도가 TH로부터 TL로 냉각될 때까지의 시간을 t(분)로 한 경우에, (TH-TL)/t로 나타내는 속도이다.
또한, 구체적인 냉각 수단은 특별히 한정되지 않고 종래 공지의 냉각 방법이면 된다. 예를 들어 온도 구배를 갖는 가열로를 사용하는 방법을 들 수 있다.
<기판>
기판(16)은, 제1 주면(16a)이 밀착층(14)과 접하고, 밀착층(14)측과는 반대측의 제2 주면(16b)에 전자 디바이스용 부재가 설치된다. 즉, 기판(16)은, 후술하는 전자 디바이스를 형성하기 위하여 사용되는 기판이다.
기판(16)의 종류는 특별히 제한되지 않고, 유리 기판, 수지 기판, 금속 기판 등을 들 수 있다.
기판(16)으로서 유리 기판(이후, 제2 유리 기판이라고도 칭한다)을 사용하는 경우, 제2 유리 기판의 종류는, 일반적인 것이어도 되는데, 예를 들어 LCD, OLED와 같은 표시 장치용의 유리 기판 등을 들 수 있다. 제2 유리 기판은 내약품성, 내투습성이 우수하며, 또한 열 수축률이 낮다. 열 수축률의 지표로서는, JIS R 3102(1995년 개정)에 규정되어 있는 선팽창 계수가 사용된다.
제2 유리 기판은, 유리 원료를 용융하고, 용융 유리를 판상으로 성형하여 얻어진다. 이러한 성형 방법은, 일반적인 것이어도 되는데, 예를 들어 플로트법, 퓨전법, 슬롯 다운드로우법 등이 사용된다. 또한, 특히 두께가 얇은 제2 유리 기판은, 일단 판상으로 성형한 유리를 성형 가능 온도로 가열하고, 연신 등의 수단으로 잡아늘여 얇게 하는 방법(리드로우법)으로 성형하여 얻을 수도 있다.
제2 유리 기판의 유리 종류는 특별히 한정되지 않지만, 무알칼리 붕규산 유리, 붕규산 유리, 소다석회 유리, 고실리카 유리, 그 밖의 산화규소를 주된 성분으로 하는 산화물계 유리가 바람직하다. 산화물계 유리로서는, 산화물 환산에 의한 산화규소의 함유량이 40 내지 90질량％인 유리가 바람직하다.
제2 유리 기판의 유리로서는, 전자 디바이스용 부재의 종류나 그의 제조 공정에 적합한 유리가 채용된다. 예를 들어, 액정 패널용의 유리 기판은, 알칼리 금속 성분의 용출이 액정에 영향을 주기 쉬운 점에서, 알칼리 금속 성분을 실질적으로 포함하지 않는 유리(무알칼리 유리)를 포함한다(단, 통상 알칼리 토금속 성분은 포함된다). 이와 같이, 제2 유리 기판의 유리는, 적용되는 디바이스의 종류 및 그의 제조 공정에 기초하여 적절히 선택된다. 여기서, 알칼리 금속 성분을 실질적으로 포함하지 않는다는 것은, 알칼리 금속 성분의 함유량이 0.1질량％ 이하임을 나타낸다.
기판(16) 또는 기판(116)으로서 수지 기판을 사용하는 경우, 수지 기판을 구성하는 수지의 종류는 특별히 제한되지 않지만, 내열성의 관점에서, 폴리이미드 수지가 적합하다.
기판(16)의 두께는, 기판(16)의 박형화 및/또는 경량화의 관점에서, 0.3㎜ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.15㎜ 이하이고, 더욱 바람직하게는 0.10㎜ 이하이다. 0.3㎜ 이하인 경우, 기판(16)에 양호한 플렉시블성을 부여하는 것이 가능하다. 0.15㎜ 이하인 경우, 기판(16)을 롤상으로 권취하는 것이 가능하다.
또한, 기판(16)의 두께는, 기판(16)의 제조가 용이한 점, 기판(16)의 취급이 용이한 점 등의 이유로, 0.03㎜ 이상인 것이 바람직하다.
폴리이미드 등의 수지 기판을 사용하는 경우에는, 제1 유리 기판(112) 위에 직접 폴리이미드의 전구체를 도포하고, 400℃ 내지 500℃의 고온에서 열 처리함으로써, 경화시키는 방법이 있다. 이 경우, 기판(116)의 두께는 0.1㎜ 이하인 것이 바람직하고, 0.05㎜ 이하인 것이 보다 바람직하다. 한편, 디바이스로서 박리했을 때의 강도를 유지하기 위하여, 0.001㎜ 이상인 것이 바람직하고, 0.005㎜ 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.01㎜ 이상인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 이러한 공정으로 디바이스를 제조하는 경우의 제1 유리 기판(112)의 유리는, 높은 자외선 투과율이 요구된다. 이것은, 제1 유리 기판(112) 위에 직접 형성한 기판(116)을 박리할 때에, 제1 유리 기판(112)측으로부터 자외선을 조사하기 때문이다. 그로 인해, 제1 유리 기판(112)의 유리의 자외선 투과율은, 파장 300㎚에 있어서의 외부 투과율로서, 판 두께와 관계없이, 40％ 이상이 바람직하고, 50％ 이상이 보다 바람직하고, 60％ 이상이 더욱 바람직하고, 70％ 이상이 특히 바람직하다.
제1 유리 기판(112)의 판 두께는 특별히 한정되지 않지만, 판 두께가 너무 얇아지면, 휨이 커져, 반송 시에 문제가 발생하기 때문에, 0.4㎜ 이상이 바람직하고, 0.5㎜ 이상이 보다 바람직하다. 한편, 너무 두꺼우면 기판 중량이 너무 커져, 반송 기기의 부하가 커지기 때문에, 1.0㎜ 이하가 바람직하고, 0.7㎜ 이하가 보다 바람직하다.
<밀착층>
밀착층(14)은, 기판(16)과 제1 유리 기판(12)을 분리하는 조작이 행하여질 때까지 기판(16)의 위치 어긋남을 방지함과 함께, 기판(16) 등이 분리 조작에 의해 파손되는 것을 방지한다. 밀착층(14)의 기판(16)과 접하는 표면(14a)은, 기판(16)의 제1 주면(16a)에 박리 가능하게 적층(밀착)된다. 상술한 바와 같이, 밀착층(14)은 기판(16)의 제1 주면(16a)에 약한 결합력으로 결합되어 있고, 그 계면의 박리 강도(y)는, 밀착층(14)과 제1 유리 기판(12) 사이의 계면의 박리 강도(x)보다도 낮다.
즉, 기판(16)과 제1 유리 기판(12)을 분리할 때에는, 기판(16)의 제1 주면(16a)과 밀착층(14)의 계면에서 박리되고, 제1 유리 기판(12)과 밀착층(14)의 계면에서는 박리되기 어렵다. 이로 인해, 밀착층(14)은 기판(16)의 제1 주면(16a)과 밀착되지만, 기판(16)을 용이하게 박리할 수 있는 표면 특성을 갖는다. 즉, 밀착층(14)은, 기판(16)의 제1 주면(16a)에 대하여 어느 정도의 결합력으로 결합되어 기판(16)의 위치 어긋남 등을 방지하고 있는 동시에, 기판(16)을 박리할 때에는, 기판(16)을 파괴하지 않고, 용이하게 박리할 수 있을 정도의 결합력으로 결합되어 있다. 본 발명에서는, 이 밀착층(14) 표면의 용이하게 박리할 수 있는 성질을 박리성이라고 한다. 한편, 제1 유리 기판(12)의 제1 주면과 밀착층(14)은 상대적으로 박리하기 어려운 결합력으로 결합되어 있다.
밀착층(14)의 종류는 특별히 제한되지 않고, 수지 등으로 구성되는 유기층이어도, 무기층이어도 된다. 이하, 각각의 경우에 대하여 상세하게 설명한다.
(유기층)
유기층으로서는, 소정의 수지를 포함하는 수지층인 것이 바람직하다. 수지층을 형성하는 수지의 종류는 특별히 한정되지 않고 예를 들어, 실리콘 수지, 폴리이미드 수지, 아크릴 수지, 폴리올레핀 수지, 폴리우레탄 수지 또는 불소계 수지 등을 들 수 있다. 몇 가지의 종류의 수지를 혼합하여 사용할 수도 있다. 그 중에서도 실리콘 수지, 폴리이미드 수지, 불소계 수지가 바람직하다.
실리콘 수지란, 소정의 오르가노실록시 단위를 포함하는 수지이며, 통상 경화성 실리콘을 경화시켜 얻어진다. 경화성 실리콘은, 그의 경화 기구에 의해 부가 반응형 실리콘, 축합 반응형 실리콘, 자외선 경화형 실리콘 및 전자선 경화형 실리콘으로 분류되는데, 모두 사용할 수 있다. 이들 중에서도 부가 반응형 실리콘 또는 축합 반응형 실리콘이 바람직하다.
부가 반응형 실리콘으로서는, 주제 및 가교제를 포함하고, 백금계 촉매 등의 촉매의 존재 하에서 경화되는 경화성의 조성물을 적합하게 사용할 수 있다. 부가 반응형 실리콘의 경화는, 가열 처리에 의해 촉진된다. 부가 반응형 실리콘 중의 주제는, 규소 원자에 결합된 알케닐기(비닐기 등)를 갖는 오르가노폴리실록산(즉, 오르가노알케닐폴리실록산. 또한, 직쇄상이 바람직하다)인 것이 바람직하고, 알케닐기 등이 가교점이 된다. 부가 반응형 실리콘 중의 가교제는, 규소 원자에 결합된 수소 원자(하이드로실릴기)를 갖는 오르가노폴리실록산(즉, 오르가노하이드로겐폴리실록산. 또한, 직쇄상이 바람직하다)인 것이 바람직하고, 하이드로실릴기 등이 가교점이 된다.
부가 반응형 실리콘은, 주제와 가교제의 가교점이 부가 반응을 함으로써 경화된다. 또한, 가교 구조에서 유래하는 내열성이 보다 우수한 점에서, 오르가노알케닐폴리실록산의 알케닐기에 대한, 오르가노하이드로겐폴리실록산의 규소 원자에 결합된 수소 원자의 몰비가 0.5 내지 2인 것이 바람직하다.
부가 반응형 실리콘을 사용하는 경우, 필요에 따라 촉매(특히, 백금족 금속계 촉매)를 더 사용해도 된다.
백금족 금속계 촉매(히드로실릴화용 백금족 금속 촉매)는, 상기 오르가노알케닐폴리실록산 중의 알케닐기와, 상기 오르가노하이드로겐폴리실록산 중의 수소 원자의 히드로실릴화 반응을, 진행·촉진시키기 위한 촉매이다. 백금족 금속계 촉매로서는, 백금계, 팔라듐계, 로듐계 등의 촉매를 들 수 있고, 특히 백금계 촉매로서 사용하는 것이 경제성, 반응성의 관점에서 바람직하다.
축합 반응형 실리콘으로서는, 단량체인 가수분해성 오르가노실란 화합물 혹은 그의 혼합물(단량체 혼합물) 또는 단량체 혹은 단량체 혼합물을 부분 가수분해 축합 반응시켜 얻어지는 부분 가수분해 축합물(오르가노폴리실록산)을 적합하게 사용할 수 있다.
이 축합 반응형 실리콘을 사용하여, 가수분해·축합 반응(졸겔 반응)을 진행시킴으로써, 실리콘 수지를 형성할 수 있다.
폴리이미드 수지란, 이미드 구조를 갖는 수지이며, 테트라카르복실산류와 디아민류를 반응시켜 얻어지는 수지이다.
폴리이미드 수지의 구조는 특별히 제한되지 않지만, 하기 식 (1)로 표현되는, 테트라카르복실산류의 잔기(X)와 디아민류의 잔기(A)를 갖는 반복 단위를 포함하는 것이 바람직하다.
Figure pct00003
식 (1) 중 X는 테트라카르복실산류로부터 카르복시기를 제외한 테트라카르복실산 잔기를, A는 디아민류로부터 아미노기를 제외한 디아민 잔기를 나타낸다.
식 (1) 중 X는, 이하의 식 (X1) 내지 (X4)로 표현되는 기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 기를 포함하는 것이 바람직하다.
Figure pct00004
그 중에서도, 폴리이미드 수지의 내열성이 우수한 점에서, X의 총 수의 50몰％ 이상(바람직하게는, 80 내지 100몰％)이 이하의 식 (X1) 내지 (X4)로 표현되는 기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 기를 포함하는 것이 보다 바람직하다. X의 총 수의 실질적으로 전체 수(100몰％)가 이하의 식 (X1) 내지 (X4)로 표현되는 기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 기를 포함하는 것이 더욱 바람직하다.
또한, A는 디아민류로부터 아미노기를 제외한 디아민 잔기를 나타내고, 이하의 식 (A1) 내지 (A8)로 표현되는 기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 기를 포함하는 것이 바람직하다.
그 중에서도, 폴리이미드 수지의 내열성이 우수한 점에서, A의 총 수의 50몰％ 이상(바람직하게는, 80 내지 100몰％)이 이하의 식 (A1) 내지 (A8)로 표현되는 기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 기를 포함하는 것이 보다 바람직하다. A의 총 수의 실질적으로 전체 수(100몰％)가 이하의 식 (A1) 내지 (A8)로 표현되는 기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 기를 포함하는 것이 더욱 바람직하다.
Figure pct00005
이상에 나타낸 폴리이미드는 유기층뿐만 아니라, 제2 기판(기판(116))으로서 사용할 수도 있다.
유기층의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 1 내지 100㎛인 것이 바람직하고, 5 내지 30㎛인 것이 보다 바람직하고, 7 내지 20㎛인 것이 더욱 바람직하다. 유기층의 두께가 이러한 범위이면, 유기층과 제1 유리 기판 또는 기판의 밀착이 충분해지기 때문이다.
(무기층)
무기층을 구성하는 재료는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 산화물, 질화물, 산질화물, 탄화물, 탄질화물, 규화물 및 불화물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다. 그 중에서도, 기판(16)의 박리성이 보다 우수한 점에서, 산화물을 포함하는 것이 바람직하다.
산화물(바람직하게는, 금속 산화물), 질화물(바람직하게는, 금속 질화물), 산질화물(바람직하게는, 금속 산질화물)로서는, 예를 들어 Si, Hf, Zr, Ta, Ti, Y, Nb, Na, Co, Al, Zn, Pb, Mg, Bi, La, Ce, Pr, Sm, Eu, Gd, Dy, Er, Sr, Sn, In 및 Ba로부터 선택되는 1종류 이상의 원소의 산화물, 질화물, 산질화물을 들 수 있다.
보다 구체적으로는, 질화산화규소(SiNxOy), 산화티타늄(TiO2), 산화인듐(In2O3), 인듐세륨옥사이드(ICO), 산화주석(SnO2), 산화아연(ZnO), 산화갈륨(Ga2O3), 산화인듐주석(ITO), 산화인듐아연(IZO), 산화아연주석(ZTO), 갈륨 첨가 산화아연(GZO) 등을 들 수 있다.
탄화물(바람직하게는, 금속 탄화물), 탄질화물(바람직하게는, 금속 탄질화물)로서는, 예를 들어 Ti, W, Si, Zr, Nb로부터 선택되는 1종 이상의 원소의 탄화물, 탄질화물, 탄산화물을 들 수 있다. 예를 들어, 탄화산화규소(SiCO) 등을 들 수 있다.
또한, 탄화물로서는, 소위 카본 재료여도 되는데, 예를 들어 페놀 수지 등의 수지 성분을 소결하여 얻어지는 탄화물이어도 된다.
규화물(바람직하게는, 금속 규화물)로서는, 예를 들어 Mo, W, Cr로부터 선택되는 1종 이상의 원소 규화물을 들 수 있다.
불화물(바람직하게는, 금속 불화물)로서는, 예를 들어 Mg, Y, La, Ba로부터 선택되는 1종 이상의 원소 불화물을 들 수 있다. 예를 들어, 불화마그네슘(MgF2) 등을 들 수 있다.
무기층의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 본 발명의 효과가 보다 우수한 점에서는, 5 내지 5000㎚가 바람직하고, 10 내지 500㎚가 보다 바람직하다.
무기층의 기판(16)에 접하는 면의 표면 조도(Ra)는 2.0㎚ 이하인 것이 바람직하고, 1.0㎚ 이하인 것이 보다 바람직하다. 하한값은 특별히 제한되지 않지만, 0이 가장 바람직하다. 상기 범위이면, 기판(16)과의 밀착성이 보다 양호해지고, 기판(16)의 위치 어긋남 등을 보다 억제할 수 있음과 함께, 기판(16)의 박리성도 우수하다.
Ra는 JIS B 0601(2001년 개정)에 따라 측정된다.
<캐리어 기판 및 적층체의 제조 방법>
본 발명의 제1 실시 형태의 적층체(100)의 제조 방법은 특별히 제한되지 않고, 공지의 방법을 채용할 수 있지만, 통상 제1 유리 기판(12) 위에 밀착층(14)을 형성하는 밀착층 형성 공정과, 밀착층(14) 위에 기판(16)을 적층하여 적층체(100)로 하는 적층 공정을 갖는다. 또한, 상기 밀착층 형성 공정은, 캐리어 기판의 제조 공정에 해당한다.
이하, 밀착층 형성 공정 및 적층 공정에 대하여 상세하게 설명한다.
(밀착층 형성 공정)
밀착층 형성 공정은, 제1 유리 기판(12) 위에 밀착층(14)을 형성하는 공정이다. 밀착층(14)을 형성하는 방법은 특별히 제한되지 않고, 공지의 방법을 채용할 수 있고, 밀착층(14)을 구성하는 재료의 종류에 따라 상이하다.
예를 들어, 밀착층(14)이 유기층인 경우, 유기층을 제작하는 방법으로서는, 예를 들어 경화성 수지를 포함하는 경화성 수지 조성물을 제1 유리 기판(12) 위에 도포하고, 경화성 수지 조성물을 경화하여 제1 유리 기판(12) 위에 고정된 밀착층(14)을 형성하는 방법(도포 방법)이나, 필름 위의 밀착층(14)을 제1 유리 기판(12)의 표면에 고정하는 방법(부착 방법) 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 밀착층(14)의 제1 유리 기판(12)에 대한 접착 강도가 보다 우수한 점에서, 도포 방법이 바람직하다.
도포 방법에 있어서, 제1 유리 기판(12) 표면 위에 경화성 수지 조성물층을 형성하는 방법으로서는, 예를 들어 경화성 수지 조성물을 유리 기판 위에 코팅하는 방법을 들 수 있다. 코팅하는 방법으로서는, 스프레이 코팅법, 다이 코팅법, 스핀 코팅법, 딥 코팅법, 롤 코팅법, 바 코팅법, 스크린 인쇄법, 그라비아 코팅법 등을 들 수 있다.
경화 방법은 특별히 제한되지 않고, 사용되는 수지에 의해 최적의 경화 조건이 선택된다. 통상 경화 방법으로서는, 가열 처리가 채용된다.
또한, 상기 이외에도, 공지 방법으로 유기층을 제작해도 된다.
예를 들어, 불소계 수지를 포함하는 밀착층을 제작하는 방법은 특별히 제한되지 않고, 불소계 수지를 포함하는 조성물을 사용하여 밀착층을 제작하는 방법이나, 불소계의 가스를 사용하여 플라스마를 조사함으로써 대상물 표면에 밀착층을 제작하는 방법을 들 수 있다.
또한, 밀착층(14)이 무기층인 경우, 무기층의 제조 방법으로서는, 공지의 방법을 채용할 수 있다. 예를 들어, 증착법, 스퍼터링법 또는 CVD법에 의해, 제1 유리 기판(12) 위에 소정의 성분을 포함하는 무기층을 형성하는 방법을 들 수 있다. 상기 방법에 의해 얻어진 무기층은 제1 유리 기판(12) 위에 고정됨과 함께, 그 무기층의 노출 표면은 기판(16)에 대하여 박리 가능하게 밀착할 수 있다.
또한, 탄화물(카본 재료)을 포함하는 무기층을 제작하는 방법으로서는, 예를 들어 페놀 수지 등의 수지 성분을 포함하는 수지 조성물을 제1 유리 기판(12) 위에 도포하고, 소결 처리를 실시하여 탄화시키는 방법도 들 수 있다.
제조 조건은, 사용되는 재료에 따라, 적절히 최적의 조건이 선택된다.
(적층 공정)
적층 공정은, 상기한 밀착층 형성 공정에서 얻어진 밀착층(14)의 면 위에 기판(16)을 적층하고, 제1 유리 기판(12)과 밀착층(14)과 기판(16)을 이 순으로 구비하는 적층체(100)를 얻는 공정이다.
기판(16)을 밀착층(14) 위에 적층하는 방법은 특별히 제한되지 않고, 공지의 방법을 채용할 수 있다.
예를 들어, 상압 환경 하에서 밀착층(14)의 표면 위에 기판(16)을 겹치게 하는 방법을 들 수 있다. 또한, 필요에 따라, 밀착층(14)의 표면 위에 기판(16)을 겹치게 한 후, 롤이나 프레스를 사용하여 밀착층(14)에 기판(16)을 압착시켜도 된다. 롤 또는 프레스에 의한 압착에 의해, 밀착층(14)과 기판(16)의 층 사이에 혼입되어 있는 기포가 비교적 용이하게 제거되므로 바람직하다.
진공 라미네이트법이나 진공 프레스법에 의해 압착하면, 기포의 혼입의 억제나 양호한 밀착의 확보가 행하여지므로 보다 바람직하다. 진공 하에서 압착함으로써, 미소한 기포가 잔존한 경우에도, 가열에 의해 기포가 성장하지 않아, 기판(16)의 변형 결함으로 이어지기 어렵다는 이점도 있다.
기판(16)을 적층할 때에는, 밀착층(14)에 접촉하는 기판(16)의 표면을 충분히 세정하여, 클린도가 높은 환경에서 적층하는 것이 바람직하다. 클린도가 높을수록, 기판(16)의 평탄성은 양호해지므로 바람직하다.
또한, 기판(16)을 적층한 후, 필요에 따라, 프리어닐 처리(가열 처리)를 행해도 된다. 해당 프리어닐 처리를 행함으로써, 적층된 기판(16)의 밀착층(14)에 대한 밀착성이 향상되어, 적절한 박리 강도(y)로 할 수 있고, 후술하는 부재 형성 공정 시에 전자 디바이스용 부재의 위치 어긋남 등이 발생하기 어려워져, 전자 디바이스의 생산성이 향상된다.
(적층체)
본 발명의 적층체(상술한 제1 실시 형태의 적층체(100) 및 제2 실시 형태의 적층체(110))는 다양한 용도로 사용할 수 있는데, 예를 들어 후술하는 표시 장치용 패널, PV, 박막 2차 전지, 표면에 회로가 형성된 반도체 웨이퍼 등의 전자 부품을 제조하는 용도 등을 들 수 있다. 또한, 해당 용도에서는, 적층체(100)가 고온 조건(예를 들어, 500℃ 이상)에서 노출되는(예를 들어, 20분 이상) 경우가 많다. 즉, 전자 디바이스를 형성할 때에 프로세스 온도가 500℃ 이상인 공정이 포함되는 경우가 많다.
여기서, 표시 장치용 패널이란, LCD, OLED, 전자 페이퍼, 플라즈마 디스플레이 패널, 필드 에미션 패널, 양자 도트 LED 패널, MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 셔터 패널 등이 포함된다.
<전자 디바이스 및 그의 제조 방법>
본 발명에 있어서는, 상술한 적층체를 사용하여, 기판과 전자 디바이스용 부재를 포함하는 전자 디바이스(이후, 적절히 「부재를 갖는 기판」이라고도 칭한다)가 제조된다.
이하에서는, 상술한 밀착층을 갖는 적층체를 사용한 전자 디바이스의 제조 방법에 대하여 상세하게 설명한다.
전자 디바이스의 제조 방법은 특별히 한정되지 않지만, 전자 디바이스의 생산성이 우수한 점에서, 상기 적층체 중의 기판 위에 전자 디바이스용 부재를 형성하여 전자 디바이스용 부재를 갖는 적층체를 제조하고, 얻어진 전자 디바이스용 부재를 갖는 적층체로부터 밀착층의 기판측 계면을 박리면으로 하여 전자 디바이스(부재를 갖는 기판)와 캐리어 기판으로 분리하는 방법이 바람직하다.
이하, 상기 적층체 중의 기판 위에 전자 디바이스용 부재를 형성하여 전자 디바이스용 부재를 갖는 적층체를 제조하는 공정을 부재 형성 공정, 전자 디바이스용 부재를 갖는 적층체로부터 밀착층의 기판측 계면을 박리면으로 하여 부재를 갖는 기판과 캐리어 기판으로 분리하는 공정을 분리 공정이라고 한다.
이하에, 각 공정에서 사용되는 재료 및 수순에 대하여 상세하게 설명한다.
(부재 형성 공정)
부재 형성 공정은, 상기 적층 공정에 있어서 얻어진 적층체(100) 중의 기판(16) 위에 전자 디바이스용 부재를 형성하는 공정이다. 보다 구체적으로는, 도 4의 (A)에 도시한 바와 같이, 기판(16)의 제2 주면(16b)(노출 표면) 위에 전자 디바이스용 부재(20)를 형성하여, 전자 디바이스용 부재를 갖는 적층체(22)를 얻는다.
먼저, 본 공정에서 사용되는 전자 디바이스용 부재(20)에 대하여 상세하게 설명하고, 그 후속 공정의 수순에 대하여 상세하게 설명한다.
(전자 디바이스용 부재(기능성 소자))
전자 디바이스용 부재(20)는, 적층체(100) 중의 기판(16) 위에 형성되고 전자 디바이스의 적어도 일부를 구성하는 부재이다. 보다 구체적으로는, 전자 디바이스용 부재(20)로서는, 표시 장치용 패널, 태양 전지, 박막 2차 전지 또는 표면에 회로가 형성된 반도체 웨이퍼 등의 전자 부품 등에 사용되는 부재(예를 들어, 표시 장치용 부재, 태양 전지용 부재, 박막 2차 전지용 부재, 전자 부품용 회로)를 들 수 있다.
예를 들어, 태양 전지용 부재로서는, 실리콘형에서는, 정극의 산화주석 등 투명 전극, p층/i층/n층으로 표현되는 실리콘층 및 부극의 금속 등을 들 수 있고,그 밖에, 화합물형, 색소 증감형, 양자 도트형 등에 대응하는 각종 부재 등을 들 수 있다.
또한, 박막 2차 전지용 부재로서는, 리튬 이온형에서는, 정극 및 부극의 금속 또는 금속 산화물 등의 투명 전극, 전해질층의 리튬 화합물, 집전층의 금속, 밀봉층으로서의 수지 등을 들 수 있고, 그 밖에, 니켈수소형, 중합체형, 세라믹스 전해질형 등에 대응하는 각종 부재 등을 들 수 있다.
또한, 전자 부품용 회로로서는, CCD나 CMOS에서는, 도전부의 금속, 절연부의 산화규소나 질화규소 등을 들 수 있고, 그 밖에 압력 센서·가속도 센서 등 각종 센서나 리지드 프린트 기판, 플렉시블 프린트 기판, 리지드 플렉시블 프린트 기판 등에 대응하는 각종 부재 등을 들 수 있다.
또한, 전자 디바이스용 부재(20)에는, 저온 폴리실리콘(LTPS: Low-temperature Poly Silicon)이 포함되는 것이 바람직하다. 즉, 본 부재 형성 공정에 있어서는, 저온 폴리실리콘을 제조하는 공정이 포함되는 것이 바람직하다. 그 중에서도, 본 부재 형성 공정에 있어서는, 저온 폴리실리콘을 포함하는 박막 트랜지스터를 제조하는 공정이 포함되는 것이 보다 바람직하다.
저온 폴리실리콘이란, 아몰퍼스 실리콘을 전구체로 하고, 레이저 어닐, 노 어닐 등에 의해 결정화 에너지를 부여하여, 실리콘의 결정화를 행하여 얻어지는 폴리실리콘이다. 이러한 저온 폴리실리콘을 제조하는 프로세스에 있어서는, 아몰퍼스 실리콘이 450℃ 이상으로 가열되는 경우가 많은데，환언하면, 프로세스 온도가 450℃ 이상으로 되는 경우가 많다.
또한, 전자 디바이스가 전자 디스플레이인 경우, 디스플레이의 해상도로서는, 300ppi(pixel per inch) 이상인 것이, 본 발명의 캐리어 유리를 사용하는 데 있어서 바람직하다. 400ppi 이상이 보다 바람직하고, 500ppi 이상이 더욱 바람직하다.
(공정의 수순)
상술한 전자 디바이스용 부재를 갖는 적층체(22)의 제조 방법은 특별히 한정되지 않고 전자 디바이스용 부재의 구성 부재의 종류에 따라 종래 공지의 방법에 의해, 적층체(100)의 기판(16)의 제2 주면(16b) 위에 전자 디바이스용 부재(20)를 형성한다.
또한, 전자 디바이스용 부재(20)는, 기판(16)의 제2 주면(16b)에 최종적으로 형성되는 부재의 전부(이하, 「전체 부재」라고 한다)가 아니라, 전체 부재의 일부(이하, 「부분 부재」라고 한다)여도 된다. 밀착층(14)으로부터 박리된 부분 부재를 갖는 기판을, 그 후의 공정에서 전체 부재를 갖는 기판(후술하는 전자 디바이스에 상당)으로 할 수도 있다.
또한, 밀착층(14)으로부터 박리된, 전체 부재를 갖는 기판에는, 그 박리면(제1 주면(16a))에 다른 전자 디바이스용 부재가 형성되어도 된다. 또한, 전체 부재를 갖는 적층체를 조립하고, 그 후, 전체 부재를 갖는 적층체로부터 캐리어 기판(10)을 박리하여, 전자 디바이스를 제조할 수도 있다. 또한, 전체 부재를 갖는 적층체를 2매 사용하여 조립하고, 그 후, 전체 부재를 갖는 적층체로부터 2매의 캐리어 기판(10)을 박리하여, 2매의 유리 기판을 갖는 부재를 갖는 기판을 제조할 수도 있다.
예를 들어, OLED를 제조하는 경우를 예로 들면, 적층체(100)의 기판(16)의 밀착층(14)측과는 반대측의 표면 위(기판(16)의 제2 주면(16b)에 해당)에 유기 EL 구조체를 형성하기 위하여, 투명 전극을 형성하거나, 또한 투명 전극을 형성한 면 위에 홀 주입층·홀 수송층·발광층·전자 수송층 등을 증착하는, 이면 전극을 형성하거나, 밀봉판을 사용하여 밀봉하는 등의 각종 층 형성이나 처리가 행하여진다. 이들 층 형성이나 처리로서, 구체적으로는, 예를 들어 성막 처리, 증착 처리, 밀봉판의 접착 처리 등을 들 수 있다.
또한, 예를 들어 TFT-LCD를 제조하는 경우는, 적층체(100)의 기판(16)의 제2 주면(16b) 위에 레지스트액을 사용하여, CVD법 및 스퍼터법 등, 일반적인 성막법에 의해 형성되는 금속막 및 금속 산화막 등에 패턴 형성하여 박막 트랜지스터(TFT)를 형성하는 TFT 형성 공정과, 다른 적층체(100)의 기판(16)의 제2 주면(16b) 위에 레지스트액을 패턴 형성에 사용하여 컬러 필터(CF)를 형성하는 CF 형성 공정과, TFT 형성 공정에서 얻어진 TFT를 갖는 적층체와 CF 형성 공정에서 얻어진 CF를 갖는 적층체를 적층하는 접합 공정 등의 각종 공정을 갖는다.
TFT 형성 공정이나 CF 형성 공정에서는, 주지의 포토리소그래피 기술이나 에칭 기술 등을 사용하여, 기판(16)의 제2 주면(16b)에 TFT나 CF를 형성한다. 이때, 패턴 형성용의 코팅액으로서 레지스트액이 사용된다.
또한, TFT나 CF를 형성하기 전에, 필요에 따라, 기판(16)의 제2 주면(16b)을 세정해도 된다. 세정 방법으로서는, 주지의 드라이 세정이나 웨트 세정을 사용할 수 있다.
접합 공정에서는, TFT를 갖는 적층체의 박막 트랜지스터 형성면과, CF를 갖는 적층체의 컬러 필터 형성면을 대향시켜, 밀봉제(예를 들어, 셀 형성용 자외선 경화형 밀봉제)를 사용하여 접합한다. 그 후, TFT를 갖는 적층체와 CF를 갖는 적층체로 형성된 셀 내에, 액정재를 주입한다. 액정재를 주입하는 방법으로서는, 예를 들어 감압 주입법, 적하 주입법이 있다.
(분리 공정)
분리 공정은, 도 4의 (B)에 도시한 바와 같이, 상기 부재 형성 공정에서 얻어진 전자 디바이스용 부재를 갖는 적층체(22)로부터, 밀착층(14)과 기판(16)의 계면을 박리면으로 하여, 전자 디바이스용 부재(20)가 적층한 기판(16)(부재를 갖는 기판)과, 캐리어 기판(10)으로 분리하여, 전자 디바이스용 부재(20) 및 기판(16)을 포함하는 부재를 갖는 기판(전자 디바이스)(24)을 얻는 공정이다.
박리 시의 기판(16) 위의 전자 디바이스용 부재(20)가 필요한 전체 구성 부재의 형성의 일부인 경우에는, 분리 후, 나머지의 구성 부재를 기판(16) 위에 형성할 수도 있다.
기판(16)과 캐리어 기판(10)을 박리하는 방법은, 특별히 한정되지 않는다. 구체적으로는, 예를 들어 기판(16)과 밀착층(14)의 계면에 예리한 날붙이 형상의 것을 삽입하여, 박리의 계기를 부여한 후, 물과 압축 공기의 혼합 유체를 분사하거나 하여 박리할 수 있다.
바람직하게는, 전자 디바이스용 부재를 갖는 적층체(22)의 캐리어 기판(10)이 상측, 전자 디바이스용 부재(20)측이 하측이 되도록 정반 위에 설치하고, 전자 디바이스용 부재(20)측을 정반 위에 진공 흡착하고(양면에 캐리어 기판이 적층되어 있는 경우는 순차 행한다), 이 상태에서 먼저 날붙이를 기판(16)-밀착층(14) 계면에 날붙이를 침입시킨다. 그리고, 그 후에 캐리어 기판(10)측을 복수의 진공 흡착 패드로 흡착하고, 날붙이를 삽입한 개소 부근부터 순서대로 진공 흡착 패드를 상승시킨다. 그렇게 하면 밀착층(14)과 기판(16)의 계면이나 밀착층(14)의 응집 파괴면에 공기층이 형성되고, 그 공기층이 계면이나 응집 파괴면의 전체면에 확대되어, 캐리어 기판(10)을 용이하게 박리할 수 있다.
또한, 캐리어 기판(10)은, 새로운 유리 기판과 적층하여, 본 발명의 적층체(100)를 제조할 수 있다.
또한, 전자 디바이스용 부재를 갖는 적층체(22)로부터 부재를 갖는 기판(24)을 분리할 때에 있어서는, 이오나이저에 의한 분사나 습도를 제어함으로써, 밀착층(14)의 조각이 부재를 갖는 기판(24)에 정전 흡착되는 것을 보다 억제할 수 있다.
상술한 부재를 갖는 기판(24)의 제조 방법은, 휴대 전화나 PDA와 같은 모바일 단말기에 사용되는 소형의 표시 장치의 제조에 적합하다. 표시 장치는 주로 LCD 또는 OLED이며, LCD로서는, TN형, STN형, FE형, TFT형, MIM형, IPS형, VA형 등을 포함한다. 기본적으로 패시브 구동형, 액티브 구동형 중 어느 표시 장치의 경우에서도 적용할 수 있다.
상기 방법으로 제조된 부재를 갖는 기판(24)으로서는, 유리 기판과 표시 장치용 부재를 갖는 표시 장치용 패널, 유리 기판과 태양 전지용 부재를 갖는 태양 전지, 유리 기판과 박막 2차 전지용 부재를 갖는 박막 2차 전지, 유리 기판과 전자 디바이스용 부재를 갖는 전자 부품 등을 들 수 있다. 표시 장치용 패널로서는, 액정 패널, 유기 EL 패널, 플라즈마 디스플레이 패널, 필드 에미션 패널 등을 포함한다.
실시예
이하에, 실시예 등에 의해 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들의 예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
이하의 실시예 및 비교예에서는, 이하의 수순에 따라 제조한 제1 유리 기판 1 내지 12를 사용했다. 제1 유리 기판 5, 6, 9는 실시예, 제1 유리 기판 1 내지 4 및 7, 8, 10 내지 12는 비교예이다.
(제1 유리 기판의 제조)
표 1은 12종류의 조성의 유리 기판의 콤팩션 등을 나타낸 표이다. 각 성분의 원료를 이하에 나타내는 목표 조성이 되도록 조합하고, 백금 도가니를 사용하여 1500 내지 1600℃의 온도에서 용해하여 용융 유리를 얻었다. 용해 시에는, 백금 교반기를 사용하여 교반하여 유리의 균질화를 행했다. 계속하여 용융 유리를 흘려 보내어, 판 두께 0.3㎜의 판상으로 성형 후 서랭하여, 제1 유리 기판을 제조했다. 또한, 서랭 조건으로서는, 표 1에 기재된 평균 냉각 속도(℃/min)로 냉각을 행했다.
영률은, JIS Z 2280(1993년)에 규정되어 있는 방법에 따라, 두께 0.5 내지 10㎜의 유리에 대하여, 초음파 펄스법에 의해 측정했다.
비커스 경도는 JIS-Z2244;2009에 따라, 아카시제 MVK-H100을 사용하여, 시험력을 0.9807N, 압입 시간 15초로 하여 측정했다.
자외선 투과율은, 양면을 광학 연마한 0.5㎜ 두께의 유리에 대하여, 히타치 하이테크 사이언스사제 자외 가시 근적외 분광 광도계 U4100을 사용하여, 300㎚의 파장에 있어서의 투과율을 측정했다.
Figure pct00006
상기 변형점의 측정은, 상술한 방법으로 실시했다.
또한, 상기 표 중의 콤팩션은 100℃/시간으로 실온보다 승온하고, 600℃에서 80분간의 가열 처리를 실시하여, 100℃/시간으로 실온까지 냉각했을 때의 콤팩션(수축률)을 나타낸다. 이것은, 이하에서 설명하는 방법으로 얻어진 계산값을 나타내지만, 상술한 방법으로 측정되는 실측값도 상기 표 중의 계산값과 거의 동일했다.
(콤팩션의 계산 방법)
콤팩션 C의 계산은, 유리의 구조 완화를 정식화한, 이하의 식을 이용하여, 미소 온도 변화를 부여하고, 순서대로 계산함으로써 구했다. 또한, 각종 파라미터(β, τ)에 대해서는, 당해 조성의 유리를 사용하여 실측하여 얻어진 것을 사용했다.
Figure pct00007
여기서, V0은 처리 시간 0에 있어서의 유리의 몰 부피, V∞은 처리 온도에 있어서의 평형 몰 부피, V(ξ)는 환산 시간 ξ에 있어서의 유리의 몰 부피, C는 콤팩션(단위: ppm), L은 유리의 길이, ΔL은 유리 길이의 처리 전후에 있어서의 변화량, τ는 완화시 상수, β는 완화시 상수의 확대를 나타내는 파라미터를 나타낸다.
(복수회의 가열 처리 시의 유리 기판의 콤팩션의 측정)
표 2는 표 1의 유리 기판에 대하여 복수회(3회)의 가열 처리를 실시하여 콤팩션을 측정한 결과를 나타내는 표이다. 제1 유리 기판 1 내지 12를 사용하여, 이하의 가열 조건에 의한 가열 처리를 복수회 실시했을 때의 각 가열 처리 후에 있어서의 유리 기판의 콤팩션을 계산했다. 1회째란은, 이하의 가열 처리를 1회 실시한 후의 유리 기판의 콤팩션(ppm)을 나타낸다. 2회째란은, 1회째의 가열 처리를 한 유리 기판을 실온까지 냉각하고 나서, 2회째의 가열 처리를 실시 후의 콤팩션을 나타낸다. 3회째란은, 2회째의 가열 처리를 한 유리 기판을 실온까지 냉각하고 나서, 3회째의 가열 처리를 실시 후의 콤팩션을 나타낸다.
(가열 처리)
유리 기판을 실온으로부터 450℃까지 5분간 승온하고, 그 후, 450℃에서 20분간 유지한 후, 실온이 될 때까지 5분간 냉각하고, 다시, 유리 기판을 실온으로부터 600℃까지 5분간 승온하고, 그 후, 600℃에서 5분간 유지한 후, 실온이 될 때까지 5분간 냉각했다.
표 2에 나타낸 바와 같이, 제1 유리 기판이 1 내지 4인 경우, 표 1에 있어서의 「600℃, 80분간의 콤팩션(ppm)」이 150ppm 이상으로 너무 크기 때문에, 모두 전자 디바이스 형성 공정에 있어서의 콤팩션값이 10ppm 이상으로 되어 있으며, 또한, 첫회 열 처리 시의 콤팩션값과, 2회째 열 처리 시의 콤팩션값의 차 ΔC2 -1이 모두 10ppm 이상으로 변화가 커, 기판으로서 적합하지 않다. 또한, 표 1에 있어서 「600℃, 80분간의 콤팩션(ppm)」이 80ppm 이하인 경우(제1 유리 기판 5, 6, 9), 첫회 열 처리 시의 콤팩션값과, 2회째 열 처리 시의 콤팩션값의 차 ΔC2 -1 및 2회째 열 처리 시와 3회째 열 처리 시의 콤팩션의 차 ΔC3 -2가 모두 6ppm 이내로 작게 되는 것이 확인되었다.
(전자 디바이스의 제조)
알케닐기 함유 오르가노폴리실록산(수 평균 분자량: 2000, 알케닐기의 수: 2개 이상)(100질량부)과, 하이드로겐폴리실록산(수 평균 분자량: 2000, 하이드로실릴기의 수: 2개 이상)(6.7질량부)과 배합했다. 또한, 알케닐기 함유 오르가노폴리실록산 중의 알케닐기와, 하이드로겐폴리실록산 중의 하이드로실릴기의 혼합 몰비(하이드로실릴기의 몰수/알케닐기의 몰수)는 0.4/1이었다. 또한, 촉매(백금 촉매)를, 알케닐기 함유 오르가노폴리실록산 및 하이드로겐폴리실록산의 합계 질량(100질량부)에 대하여, 300ppm 첨가했다. 이 액을, 경화성 수지 조성물 X라고 한다. 이 경화성 수지 조성물 X를, 다이 코터를 사용하여 제1 유리 기판 1의 제1 주면 위에 도포하고, 미경화의 알케닐기 함유 오르가노폴리실록산 및 하이드로겐폴리실록산을 포함하는 층을 제1 유리 기판 1 위에 형성했다.
이어서, 140℃에서 3분간 대기 중에서 가열한 후, 230℃로 20분간 대기 중에서 가열 경화하여, 제1 유리 기판 1의 제1 주면에 두께 10㎛의 실리콘 수지층을 형성했다. 또한, 실리콘 수지층의 평탄성은 양호했다.
그 후, 제2 유리 기판과, 실리콘 수지층면을, 실온 하에서 진공 프레스에 의해 접합하여, 유리 적층체 A를 얻었다.
이때, 제2 유리 기판으로서, 무알칼리 붕규산 유리를 포함하는 유리판(세로 200㎜, 가로 200㎜, 판 두께 0.2㎜, 선팽창 계수 38×10-7/℃, 아사히 가라스사제 상품명 「AN100」)을 사용했다.
얻어진 유리 적층체 A에 있어서는, 제1 유리 기판과 제2 유리 기판은, 실리콘 수지층과 기포를 발생시키지 않고 밀착되어 있어, 변형상 결점도 없었다. 또한, 유리 적층체 A에 있어서, 실리콘 수지층과 제1 유리 기판의 층의 계면의 박리 강도는, 제2 유리 기판의 층과 실리콘 수지층의 계면의 박리 강도보다도 컸다.
이어서, 유리 적층체 A의 제2 유리 기판 위에 이하의 방법에 따라, 전자 디바이스를 제조했다.
전자 디바이스의 제조 방법으로서는, 엑시머 레이저 어닐법을 사용한, LTPS프로세스를 사용했다. 먼저, 제2 유리 기판 위에 보호층을 형성한 뒤, 아몰퍼스 실리콘을 성막했다. 탈수소 공정, 레이저 조사, 활성화 공정을 행하고, 또한 게이트 전극, 소스, 드레인 전극 등의 각종 배선을 성막, 패터닝하고, 층간 절연막 등의 성막을 행하여, 박막 트랜지스터 회로를 형성했다.
또한, 상기 전자 디바이스의 제조 공정에 있어서, 제조 프로세스 온도가 500℃ 이상인 공정이 포함되어 있었다.
그리고, 전자 디바이스가 제조된 유리 적층체 A의 4개소 중 1개소의 코너부에 있어서의 제2 유리 기판과 실리콘 수지층의 계면에 두께 0.1㎜의 스테인리스제날붙이를 삽입시켜 박리의 절결부를 형성하면서, 제1 유리 기판의 박리면이 아닌 면에 진공 흡착 패드를 흡착시켜, 서로 캐리어 기판과 전자 디바이스(전자 디바이스용 부재를 갖는 제2 유리)가 분리되는 방향으로 외력을 가하여, 캐리어 기판과 전자 디바이스를 파손시키지 않고 분리했다. 여기서 날붙이의 삽입은, 이오나이저(키엔스사제)로부터 제전성 유체를 당해 계면에 분사하면서 행했다. 구체적으로는, 형성된 공극을 향하여 이오나이저로부터는 계속하여 제전성 유체를 분사하면서 진공 흡착 패드를 끌어 올렸다.
또한, 실리콘 수지층은 제1 유리 기판과 함께 제2 유리 기판으로부터 분리되고, 해당 결과로부터, 제1 유리 기판의 층과 실리콘 수지층의 계면의 박리 강도(x)가 실리콘 수지층과 제2 유리 기판의 계면의 박리 강도(y)보다도 높음이 확인되었다.
이어서, 회수된 캐리어 기판을 사용하여, 상기와 마찬가지의 수순에 따라, 유리 적층체 A를 제조하고, 상기와 마찬가지의 수순에 따라 전자 디바이스를 제조했다.
이 처리를 2회 반복하여, 전자 디바이스의 제조를 행했다.
또한, 복수매의 유리 적층체 A를 준비하고, 상기 처리를 각각 실시했다.
(평가(생산성))
캐리어 기판의 2회째 및 3회째의 사용 시의 전자 디바이스의 제조 수율이 1회째와 동등 정도인 경우는 「A」, 제조 수율이 저하되지만 실용상 허용 범위 내인 경우는 「B」, 제조 수율이 크게 저하되어 실용상 허용할 수 없는 경우를 「C」라고 했다.
제1 유리 기판 1 대신에 제1 유리 기판 2 내지 12를 각각 사용하여 상기 수순에 따라, 상기 (평가(생산성))를 실시했다.
Figure pct00008
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 콤팩션(ppm)이 80ppm 이하인 제1 유리 기판 5, 6 및 9를 사용한 경우는, 우수한 효과가 얻어짐이 확인되었다. 특히, 콤팩션이 70ppm 이하인 경우, 보다 효과가 우수함이 확인되었다.
본 발명을 특정한 형태를 사용하여 상세하게 설명했지만, 본 발명의 의도와 범위를 일탈하지 않고 다양한 변경 및 변형이 가능한 것은, 당업자에 있어서 명확하다. 또한 본 출원은, 2015년 7월 3일자로 출원된 일본 특허 출원(특원 제2015-134697호)에 기초하고 있으며, 그 전체가 인용에 의해 원용된다.
10: 캐리어 기판
12, 112: 제1 유리 기판
14: 밀착층
16, 116: 기판
20: 전자 디바이스용 부재
22: 전자 디바이스용 부재를 갖는 적층체
24: 부재를 갖는 기판(전자 디바이스)
100, 110: 적층체

Claims (10)

  1. 기판의 표면에 전자 디바이스용 부재를 제조할 때에, 상기 기판에 접합되어 사용되는 캐리어 기판이며,
    상기 캐리어 기판은 적어도 제1 유리 기판을 포함하고,
    상기 제1 유리 기판은 하기 콤팩션이 80ppm 이하인, 캐리어 기판.
    콤팩션: 상기 제1 유리 기판을 실온으로부터 100℃/시간으로 승온하여 600℃에서 80분간의 가열 처리를 하고 나서, 100℃/시간으로 실온까지 냉각한 경우의 수축률
  2. 제1항에 있어서, 상기 콤팩션이 70ppm 이하인, 캐리어 기판.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 유리 기판의 변형점이 700℃ 이상인, 캐리어 기판.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 유리 기판이, 산화물 기준의 질량 백분율 표시에 있어서, 하기를 함유하는 유리를 포함하는, 캐리어 기판.
    Figure pct00009
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 유리 기판 위에 배치된 밀착층을 더 포함하는, 캐리어 기판.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 캐리어 기판과, 상기 캐리어 기판 위에 배치된 기판을 갖는, 적층체.
  7. 제6항에 있어서, 상기 기판이 제2 유리 기판인, 적층체.
  8. 제6항 또는 제7항에 기재된 적층체의 상기 기판의 표면 위에 전자 디바이스용 부재를 형성하여, 전자 디바이스용 부재를 갖는 적층체를 얻는 부재 형성 공정과,
    상기 전자 디바이스용 부재를 갖는 적층체로부터 상기 캐리어 기판을 제거하여, 상기 기판과 상기 전자 디바이스용 부재를 갖는 전자 디바이스를 얻는 분리 공정을 구비하는, 전자 디바이스의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 전자 디바이스용 부재가 저온 폴리실리콘(LTPS)을 포함하는, 전자 디바이스의 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 전자 디바이스용 부재를 형성할 때에 프로세스 온도가 450℃ 이상인 공정을 포함하는, 전자 디바이스의 제조 방법.
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