JP2017088735A - Substrate manufacturing method - Google Patents
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Abstract
【課題】
低コストで、損傷・歩留まり低下を抑えた基板の製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】
基板の製造方法であって、表面に電子素子が形成される基板を搬送するための搬送用基板において、該基板との接合予定面に、無機材料層を形成する無機材料層形成工程と、無機材料層の上にワニスを塗布する塗布工程と、ワニスをフィルム状にするための焼成工程と、フィルム状になった基板と搬送用基板とを剥離する剥離工程とを備えることを特徴とする基板の製造方法を提供する。
【選択図】図1【Task】
An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a substrate that is low in cost and suppresses damage and yield reduction.
[Solution]
A method for manufacturing a substrate, comprising: an inorganic material layer forming step for forming an inorganic material layer on a surface to be bonded to a substrate for transporting a substrate on which an electronic element is formed; A substrate comprising: a coating step for applying a varnish on a material layer; a baking step for forming the varnish into a film; and a peeling step for peeling the substrate in a film form from the substrate for conveyance. A manufacturing method is provided.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、電子素子が搭載された基板の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a substrate on which an electronic element is mounted.
近年、その表面に電子素子が搭載・形成された基板の製造が盛んになっている。その製造に際して、薄型基板の場合、基板を担持する種々の方法が提案されている。 In recent years, the manufacture of substrates on which electronic elements are mounted and formed on the surface has become active. In manufacturing the thin substrate, various methods for supporting the substrate have been proposed.
特に、基板に柔軟性を与えたフレキシブル有機ELディスプレイの製造においては、搬送用基板上に薄型基板を固定し、その状態で電子素子の搭載・形成工程(プロセス)を経る。この製造方法では、例えば、以下のようなプロセスを含む。 In particular, in the manufacture of a flexible organic EL display that gives flexibility to a substrate, a thin substrate is fixed on a carrier substrate, and an electronic element mounting / forming process (process) is performed in that state. This manufacturing method includes, for example, the following processes.
1)搬送ガラス基板に液体ポリイミド(ワニス)をコーティングする。
2)その後300℃から500℃の温度で、数時間かけて焼成し、ポリイミドフィルムを作成する。
3)ポリイミドは水分を透過し易いフィルムであるため、その上にさらに多層の無機・有機薄膜を作成し、水分を遮断する機能を付加する工程がある場合がある。
4)最終的に、搬送ガラス基板からポリイミドフィルムを剥がすために、搬送ガラス基板裏面からレーザー照射をする。またこのレーザー照射により、効率的にフィルムとガラスを剥がすために無機膜を予め、蒸着する場合がある。この場合、この無機膜は犠牲膜と呼ばれレーザーに反応し、無機膜内部の酸素、水分等が反応することにより剥離を加速させることを目指す場合もある。ただしこのような無機膜は、その膜そのものでは、剥離効果を持たない。
1) Coating a transfer polyimide substrate with liquid polyimide (varnish).
2) After that, it is baked at a temperature of 300 ° C. to 500 ° C. for several hours to prepare a polyimide film.
3) Since polyimide is a film that easily permeates moisture, there may be a step of forming a multilayered inorganic / organic thin film thereon and adding a function of blocking moisture.
4) Finally, in order to peel the polyimide film from the transport glass substrate, laser irradiation is performed from the back surface of the transport glass substrate. Moreover, in order to peel off a film and glass efficiently by this laser irradiation, an inorganic film | membrane may be vapor-deposited beforehand. In this case, this inorganic film is called a sacrificial film and reacts with a laser, and there are cases where it is aimed to accelerate peeling by reacting oxygen, moisture, etc. inside the inorganic film. However, such an inorganic film itself does not have a peeling effect.
上記の工程で最も問題になるのは剥離工程である。液状であるワニスを焼成してフィルム状にするため、搬送用基板とワニス面が固着する。これは犠牲膜としての無機膜を中間膜として入れても固着は避けられない。そのためパネル完成後、搬送基板からフィルムを剥離するのに搬送基板裏面よりレーザ照射を必要とする。このレーザー照射設備は過大な設備投資を必要とするばかりではなく、レーザー照射による損傷・歩留まり低下の問題も大きな問題となっており、フレキシブル有機ELディスプレイ普及の最大の障害となっている。 The most problematic of the above processes is the peeling process. Since the liquid varnish is baked to form a film, the carrier substrate and the varnish surface are fixed. This is unavoidable even if an inorganic film as a sacrificial film is inserted as an interlayer. For this reason, after the panel is completed, laser irradiation is required from the back surface of the transport substrate to peel the film from the transport substrate. This laser irradiation equipment not only requires an excessive capital investment, but also a problem of damage and a decrease in yield due to laser irradiation is a major problem, which is the biggest obstacle to the spread of flexible organic EL displays.
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、低コストで、損傷・歩留まり低下を抑えた基板の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a substrate that is low cost and suppresses damage and yield reduction.
本発明によれば、基板の製造方法であって、表面に電子素子が形成される基板を搬送するための搬送用基板において、該基板との接合予定面に、無機材料層を形成する無機材料層形成工程と、無機材料層の上にワニスを塗布する塗布工程と、ワニスをフィルム状にするための焼成工程と、フィルム状になった基板と搬送用基板とを剥離する剥離工程とを備えることを特徴とする基板の製造方法が提供される。 According to the present invention, there is provided a method for manufacturing a substrate, which is a transport substrate for transporting a substrate on which an electronic element is formed, and an inorganic material that forms an inorganic material layer on a surface to be bonded to the substrate. A layer forming step, a coating step for applying a varnish on the inorganic material layer, a firing step for forming the varnish into a film, and a peeling step for peeling the substrate in a film form from the substrate for conveyance. A method for manufacturing a substrate is provided.
本発明の一態様によれば、上記の基板の製造方法において、無機材料層形成工程の後、無機材料層に表面処理を施す表面処理工程をさらに備える。 According to one aspect of the present invention, the above-described substrate manufacturing method further includes a surface treatment step of performing a surface treatment on the inorganic material layer after the inorganic material layer forming step.
本発明の一態様によれば、上記の基板の製造方法において、ワニスの塗布環境が窒素ガスで置換された雰囲気でなされる。 According to one aspect of the present invention, in the above-described substrate manufacturing method, the varnish application environment is an atmosphere substituted with nitrogen gas.
本発明の一態様によれば、上記の基板の製造方法において、剥離工程の前、焼成されフィルム状になったワニスに対して紫外線を照射する紫外線照射工程をさらに備える。 According to one aspect of the present invention, the substrate manufacturing method further includes an ultraviolet irradiation step of irradiating the varnish that has been baked and formed into a film before the peeling step.
本発明の一態様によれば、上記の基板の製造方法において、紫外線照射工程において、波長350〜380nmの紫外線を照射する。 According to one embodiment of the present invention, in the above-described substrate manufacturing method, ultraviolet light having a wavelength of 350 to 380 nm is irradiated in the ultraviolet irradiation step.
本発明の一態様によれば、上記の基板の製造方法において、紫外線照射工程において、波長240〜270nmの紫外線を照射する。 According to one embodiment of the present invention, in the above-described substrate manufacturing method, ultraviolet rays having a wavelength of 240 to 270 nm are irradiated in the ultraviolet irradiation step.
本発明の一態様によれば、上記の基板の製造方法において、無機材料層形成工程の前、搬送用基板の無機材料層が形成される面に表面活性化処理を施す表面活性化処理工程をさらに備える。 According to one aspect of the present invention, in the above-described substrate manufacturing method, the surface activation treatment step of performing the surface activation treatment on the surface of the transport substrate on which the inorganic material layer is formed is performed before the inorganic material layer formation step. Further prepare.
本発明の一態様によれば、上記の基板の製造方法において、ワニスの塗布環境が窒素環境下で行われる。 According to one aspect of the present invention, in the substrate manufacturing method described above, the varnish application environment is performed in a nitrogen environment.
本発明の一態様によれば、上記の基板の製造方法において、搬送基板に形成される無機材料層の厚みが100nm以下である。 According to one embodiment of the present invention, in the substrate manufacturing method, the thickness of the inorganic material layer formed on the transport substrate is 100 nm or less.
本発明の一態様によれば、上記の基板の製造方法において、無機材料層形成環境が10−8pa以下の圧力である。 According to one embodiment of the present invention, in the substrate manufacturing method described above, the environment for forming the inorganic material layer is a pressure of 10 −8 pa or less.
本発明によれば、低コストで、損傷・歩留まり低下を抑えた基板の製造方法が提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the board | substrate which suppressed damage and the yield fall at low cost is provided.
以下に、実施形態を挙げて本発明を説明するが、本発明がこれらの具体的な実施形態に限定されないことは自明である。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to embodiments, but it is obvious that the present invention is not limited to these specific embodiments.
[実施形態1]
本発明によれば、基板の製造方法であって、表面に電子素子が形成されるフィルム基板を搬送するための搬送用基板において、該基板との接合予定面に、無機材料層を形成する無機材料層形成工程と、無機材料層の上にワニスを塗布する塗布工程と、そのワニスをフィルム状にするための焼成工程とフィルム状になった基板と搬送用基板とを剥離する剥離工程とを備えることを特徴とする基板の製造方法が提供される。
[Embodiment 1]
According to the present invention, there is provided a method for manufacturing a substrate, which is a transport substrate for transporting a film substrate on which an electronic element is formed, wherein an inorganic material layer is formed on a surface to be bonded to the substrate. A material layer forming step, a coating step for applying a varnish on the inorganic material layer, a firing step for forming the varnish into a film, and a peeling step for peeling the film-formed substrate from the transport substrate. A method for manufacturing a substrate is provided.
搬送用基板は、表面に電子素子が形成される基板を搬送するためのものであって、板状又はフィルム状のガラス、耐熱性フィルム、ウエハー又はこれらの複合材料により構成されていてもよい。搬送用基板は、シート状又はロール状に巻かれた形で提供されてもよい。搬送用基板は、既設の設備を使えるという観点から、厚みが0.1mm以上1.1mm以下であることが好ましい。 The carrying substrate is for carrying a substrate on which an electronic element is formed, and may be composed of plate-like or film-like glass, a heat-resistant film, a wafer, or a composite material thereof. The conveyance substrate may be provided in a form wound in a sheet shape or a roll shape. The thickness of the transport substrate is preferably 0.1 mm or greater and 1.1 mm or less from the viewpoint that existing facilities can be used.
基板上に形成される電子素子は、TFTや有機EL素子等が挙げられるが、これらに限定はされない。電子素子が、例えばTFT(薄膜トランジスタ)である場合、その形成プロセス等において、300℃から500℃程度の加熱工程がある。 Examples of the electronic element formed on the substrate include a TFT and an organic EL element, but are not limited thereto. When the electronic element is, for example, a TFT (thin film transistor), there is a heating step of about 300 ° C. to 500 ° C. in the formation process or the like.
(無機材料層形成工程)
本実施形態に係る基板の製造方法では、搬送用基板において、基板との接合予定面に、無機材料層を形成する無機材料層形成工程を含む。
この無機材料は材料内部に酸素分や水分を含まないか、または極端に少ないことが要求される。また無機材料形成後の平坦性はRa50nm以下である事が好ましい。
(Inorganic material layer forming process)
The substrate manufacturing method according to the present embodiment includes an inorganic material layer forming step of forming an inorganic material layer on a surface to be bonded to the substrate in the transfer substrate.
This inorganic material is required to contain no or very little oxygen or moisture inside the material. Further, the flatness after the formation of the inorganic material is preferably Ra 50 nm or less.
無機材料層は、金属、半導体、窒化物、窒化酸化物、酸化物及び炭化物からなる群から選択される無機材料を主成分として形成するようにしたものである。無機材料層としては、アルミニウム(Al)やニッケル(Ni)、銅(Cu)、鉄(Fe)、チタン(Ti)、タンタル(Ta)、クロム(Cr)、金(Au)や白金(Pt)などの遷移金属を含む金属、スズ(Sn)、銀(Ag)を含むはんだ合金又はこれらの合金、シリコン(Si)などの半導体、酸化ケイ素(SiO2)、窒化ケイ素(SiNx)、酸化窒化ケイ素(SiNxOy)、酸化アルミニウム(Al2O3)、窒化アルミニウム(AlN)、窒化チタン(TiN)など炭化ケイ素(SiC)、炭化チタン(TiC)などの窒化物、窒化酸化物、酸化物又は炭化物を採用することができる。特に、無機材料層としては、シリコンが好ましい。。 The inorganic material layer is formed mainly of an inorganic material selected from the group consisting of metals, semiconductors, nitrides, nitride oxides, oxides and carbides. As the inorganic material layer, aluminum (Al), nickel (Ni), copper (Cu), iron (Fe), titanium (Ti), tantalum (Ta), chromium (Cr), gold (Au) and platinum (Pt) Metals including transition metals such as, solder alloys including tin (Sn), silver (Ag) or alloys thereof, semiconductors such as silicon (Si), silicon oxide (SiO 2 ), silicon nitride (SiNx), silicon oxynitride (SiNxOy), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), aluminum nitride (AlN), titanium nitride (TiN) and other silicon carbide (SiC), titanium carbide (TiC) and other nitrides, nitride oxides, oxides or carbides Can be adopted. In particular, silicon is preferable as the inorganic material layer. .
無機材料層は、プラズマ促進化学気相成長法(PECVD)やスパッタ蒸着など堆積方法で形成されることが好ましいが、これに限られない。また、所定の無機材料をプラズマ促進化学気相成長法(PECVD)やスパッタ蒸着などで所定の無機材料を堆積させることで無機材料層を形成する際に、当該所定の無機材料以外の無機材料を混合させてもよい。たとえば、粒子ビームをスパッタターゲットに照射することで、スパッタターゲットの所定の無機材料を当該スパッタターゲットから放出させてスパッタ蒸着を行う際に、粒子ビームの経路に当該所定の無機材料以外の無機材料からなるターゲットを配置してもよい。これにより、所定の無機材料に当該所定の無機材料以外の無機材料が混合した混合無機材料をスパッタ蒸着することができる。たとえば、上記所定の無機材料をシリコン(Si)とし、上記所定の無機材料以外の無機材料を鉄(Fe)などの遷移金属としてもよい。 The inorganic material layer is preferably formed by a deposition method such as plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) or sputter deposition, but is not limited thereto. In addition, when an inorganic material layer is formed by depositing a predetermined inorganic material by plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD) or sputtering deposition, an inorganic material other than the predetermined inorganic material is used. You may mix. For example, when sputter deposition is performed by irradiating a sputter target with a particle beam to release a predetermined inorganic material of the sputter target from the sputter target, an inorganic material other than the predetermined inorganic material is introduced into the path of the particle beam. A target may be placed. Thereby, the mixed inorganic material in which an inorganic material other than the predetermined inorganic material is mixed with the predetermined inorganic material can be sputter-deposited. For example, the predetermined inorganic material may be silicon (Si), and the inorganic material other than the predetermined inorganic material may be a transition metal such as iron (Fe).
また、無機材料層は、加熱工程や洗浄工程等を経た後、容易に剥がれる状態に膜厚、膜質が調整されることがより好ましい。 Further, it is more preferable that the film thickness and film quality of the inorganic material layer be adjusted so that the inorganic material layer can be easily peeled off after undergoing a heating process, a washing process, and the like.
本実施形態に係る基板の製造方法では、搬送基板に形成される無機材料層の厚みが100nm以下であることが好ましく、さらに好ましくは、10nm以下である。無機材料層の厚みをこの範囲とすることで、無機材料層の表面の粗さが抑制され、ワニスとの接合強度が適切となる。 In the substrate manufacturing method according to this embodiment, the thickness of the inorganic material layer formed on the transport substrate is preferably 100 nm or less, and more preferably 10 nm or less. By setting the thickness of the inorganic material layer within this range, the surface roughness of the inorganic material layer is suppressed, and the bonding strength with the varnish becomes appropriate.
本実施形態に係る基板の製造方法では、無機材料層形成環境が10−8pa以下の圧力であることが好ましい。 In the substrate manufacturing method according to the present embodiment, the inorganic material layer forming environment is preferably a pressure of 10 −8 pa or less.
(塗布工程)
本実施形態に係る基板の製造方法では、無機材料層の上にワニスを塗布する塗布工程を含む。
(Coating process)
In the manufacturing method of the board | substrate which concerns on this embodiment, the application | coating process which apply | coats a varnish on an inorganic material layer is included.
ワニスは、耐熱性を有するポリマーなどであることが好ましい。具体的には、ワニスとしては、ポリイミド系樹脂が好ましい。
ワニスの塗布方法は、特に限定されないが、スリットコーターであることが好ましい。ワニスは、ポリイミドの前駆体であるポリアミック酸溶液として塗布されることが好ましい。またイミド化したポリイミド溶液であってもよい。このワニスを基材に塗布し、高温で焼きつけることにより溶媒が除去されるとともに、イミド化反応が進み、不溶不融で、耐熱性、耐薬品性、電気絶縁性に優れたポリイミド被膜となる。
The varnish is preferably a polymer having heat resistance. Specifically, a polyimide resin is preferable as the varnish.
The method for applying the varnish is not particularly limited, but is preferably a slit coater. The varnish is preferably applied as a polyamic acid solution which is a polyimide precursor. Further, it may be an imidized polyimide solution. By applying this varnish to a substrate and baking it at a high temperature, the solvent is removed and the imidization reaction proceeds, resulting in an insoluble and infusible polyimide film with excellent heat resistance, chemical resistance, and electrical insulation.
ワニスの塗布は、無機膜形成後、24時間以内に大気雰囲気でなされることがより好ましい。さらに好ましくは、ワニスの塗布が無機膜形成後に12時間以内に大気雰囲気でなされる。 More preferably, the varnish is applied in an air atmosphere within 24 hours after the formation of the inorganic film. More preferably, the varnish is applied in an air atmosphere within 12 hours after the inorganic film is formed.
本実施形態に係る基板の製造方法では、ワニスの塗布環境は、窒素ガスで置換された雰囲気でなされることが好ましい。 In the substrate manufacturing method according to the present embodiment, it is preferable that the varnish application environment is an atmosphere substituted with nitrogen gas.
(焼成工程)
本実施形態に係る基板の製造方法では、搬送基板に塗布されたワニスをフィルム状にするための焼成工程を含む。焼成によりフィルムは搬送基板に固着される。
(Baking process)
In the manufacturing method of the board | substrate concerning this embodiment, the baking process for making the varnish apply | coated to the conveyance board | substrate into a film form is included. The film is fixed to the transport substrate by baking.
(剥離工程)
本実施形態に係る基板の製造方法では、基板と搬送用基板とを剥離する剥離工程を含む。
(Peeling process)
The substrate manufacturing method according to the present embodiment includes a peeling step of peeling the substrate and the transfer substrate.
(表面処理工程)
本実施形態に係る基板の製造方法では、無機材料層形成工程の後、無機材料層に表面処理を施す表面処理工程をさらに備えることがより好ましい。
(Surface treatment process)
In the substrate manufacturing method according to the present embodiment, it is more preferable to further include a surface treatment step of performing a surface treatment on the inorganic material layer after the inorganic material layer forming step.
本実施形態に係る基板の製造方法では、表面処理工程が、希ガス又は不活性ガスのスパッタリングによるものであることがより好ましい。具体的には、スパッタリングは、ネオン(Ne)、アルゴン(Ar)、N2ガスで行われることがより好ましい。 In the substrate manufacturing method according to this embodiment, the surface treatment step is more preferably performed by sputtering of a rare gas or an inert gas. Specifically, it is more preferable that the sputtering is performed with neon (Ne), argon (Ar), and N 2 gas.
(複数無機材料層形成工程) (Multiple inorganic material layer forming process)
本実施形態に係る基板の製造方法では、表面処理工程の後、表面処理が施された無機材料層上に、さらに無機材料層を形成する無機材料層形成工程をさらに備えてもよい。この場合、無機材料層は、第二無機材料層、第三無機材料層として、より好ましくは、隣接する層と異なる材料から構成される。例えば、無機材料層がSiであり、第二無機材料層がSiO2であることがより好ましい。無機材料層が複数形成される場合には、より好ましくは、これらの無機材料層間で剥離が生じる。また、それぞれの無機材料が各々異なる酸素量、水分量を持つことにより、層間での剥離を生じさせやすくすることも可能である。 The substrate manufacturing method according to the present embodiment may further include an inorganic material layer forming step of forming an inorganic material layer on the inorganic material layer that has been subjected to the surface treatment after the surface treatment step. In this case, the inorganic material layer is preferably made of a material different from the adjacent layers as the second inorganic material layer and the third inorganic material layer. For example, it is more preferable that the inorganic material layer is Si and the second inorganic material layer is SiO 2 . In the case where a plurality of inorganic material layers are formed, more preferably peeling occurs between these inorganic material layers. Further, since each inorganic material has a different amount of oxygen and moisture, it is possible to easily cause peeling between layers.
(紫外線照射工程)
本実施形態に係る基板の製造方法では、剥離工程の前、ワニスに対して紫外線を照射する紫外線照射工程をさらに備えることがより好ましい。
(UV irradiation process)
In the substrate manufacturing method according to the present embodiment, it is more preferable to further include an ultraviolet irradiation process for irradiating the varnish with ultraviolet light before the peeling process.
本実施形態に係る基板の製造方法では、紫外線照射工程において、波長350〜380nmの紫外線を照射することがより好ましい。あるいは、波長240〜270nmの紫外線を照射することがより好ましい。 In the substrate manufacturing method according to the present embodiment, it is more preferable to irradiate ultraviolet rays having a wavelength of 350 to 380 nm in the ultraviolet irradiation step. Alternatively, it is more preferable to irradiate ultraviolet rays having a wavelength of 240 to 270 nm.
(表面活性化処理工程)
本実施形態に係る基板の製造方法では、無機材料層形成工程の前、搬送用基板の無機材料層が形成される面に表面活性化処理を施す表面活性化処理工程をさらに備えてもよい。
表面活性化処理工程は、所定の運動エネルギーを備える粒子を照射することで活性化させる表面活性化工程であってもよい。所定の運動エネルギーを有する粒子を衝突させて、接合面を形成する物質を物理的に弾き飛ばす現象(スパッタリング現象)を生じさせることで、酸化物や汚染物など表面層を除去し、表面エネルギーの高い、すなわち活性な無機材料の新生表面を露出させることができる。
(Surface activation treatment process)
The substrate manufacturing method according to the present embodiment may further include a surface activation treatment step of performing a surface activation treatment on the surface of the transport substrate on which the inorganic material layer is formed before the inorganic material layer formation step.
The surface activation process may be a surface activation process that is activated by irradiating particles having predetermined kinetic energy. By causing particles having a predetermined kinetic energy to collide and causing the material that forms the bonding surface to physically repel (sputtering phenomenon), the surface layer such as oxides and contaminants is removed, and the surface energy An emerging surface of high or active inorganic material can be exposed.
表面活性化処理に用いる粒子として、例えば、ネオン(Ne)、アルゴン(Ar)、クリプトン(Kr)、キセノン(Xe)などの希ガス又は不活性ガスを採用することができる。これらの希ガスは、衝突される接合面を形成する物質と化学反応を起こしにくいので、化合物を形成するなどして、接合面の化学的性質を大きく変化させることはない。
表面活性化される接合面に衝突させる粒子には、粒子ビーム源やプラズマ発生装置を用いて、粒子を接合面に向けて加速することで所定の運動エネルギーを与えることができる。
As particles used for the surface activation treatment, for example, a rare gas or an inert gas such as neon (Ne), argon (Ar), krypton (Kr), or xenon (Xe) can be employed. These rare gases are unlikely to cause a chemical reaction with a substance that forms a collision surface to be collided, so that a chemical property of the bonding surface is not greatly changed by forming a compound or the like.
Particles that collide with the surface to be surface activated can be given a predetermined kinetic energy by accelerating the particles toward the surface using a particle beam source or a plasma generator.
表面活性化される接合面に衝突させる粒子の運動エネルギーは、1eVから2keVであることが好ましい。上記の運動エネルギーにより、効率的に表面層におけるスパッタリング現象が生じると考えられる。除去すべき表面層の厚さ、材質などの性質、新生表面の材質などに応じて、上記運動エネルギーの範囲から所望の運動エネルギーの値を設定することもできる。 It is preferable that the kinetic energy of the particles colliding with the surface to be surface activated is 1 eV to 2 keV. It is considered that the above kinetic energy efficiently causes a sputtering phenomenon in the surface layer. A desired value of kinetic energy can also be set from the above kinetic energy range according to the thickness of the surface layer to be removed, the properties such as the material, the material of the new surface, and the like.
粒子ビーム源を用いて、粒子に所定の運動エネルギーを与えることもできる。粒子ビーム源は、例えばバックグラウンド圧力が1×10−8Pa(パスカル)以下などの、比較的高い真空中で作動する。比較的高い真空に引くために真空ポンプの作動により、金属領域の表面から除去された物質が効率よく雰囲気外へ排気される。これにより、露出された新生表面への望ましくない物質の付着を抑制することができる。さらに、粒子ビーム源は、比較的高い加速電圧を印加することができるので、高い運動エネルギーを粒子に付与することができる。したがって、効率よく表面層の除去及び新生表面の活性化を行うことができると考えられる。
あるいは、バックグラウンド圧力が1×10−8Pa以上大気圧未満である、真空ないしは減圧雰囲気中で表面活性化処理を行ってもよい。
A particle beam source can also be used to impart a predetermined kinetic energy to the particles. The particle beam source operates in a relatively high vacuum, such as a background pressure of 1 × 10 −8 Pa (pascal) or less. The substance removed from the surface of the metal region is efficiently exhausted out of the atmosphere by the operation of the vacuum pump to draw a relatively high vacuum. Thereby, adhesion of the undesirable substance to the exposed new surface can be suppressed. Furthermore, since the particle beam source can apply a relatively high acceleration voltage, high kinetic energy can be imparted to the particles. Therefore, it is considered that the surface layer can be efficiently removed and the nascent surface can be activated.
Alternatively, the surface activation treatment may be performed in a vacuum or reduced pressure atmosphere in which the background pressure is 1 × 10 −8 Pa or more and less than atmospheric pressure.
粒子ビーム源として、イオンビームを放射するイオンビーム源や中性原子ビームを放射する中性原子ビーム源を用いることができる。イオンビーム源としては、コールドカソード型イオン源を用いることができる。
中性原子ビーム源としては、高速原子ビーム源(FAB,Fast Atom Beam)を用いることができる。高速原子ビーム源(FAB)は、典型的にプラズマを発生させ、このプラズマに電界を掛けて、プラズマから電離した粒子の陽イオンを摘出し電子雲の中を通過させて中性化する構成を有している。この場合、例えば、希ガスとしてアルゴン(Ar)の場合、高速原子ビーム源(FAB)への供給電力を、1.5kV(キロボルト)、15mA(ミリアンペア)に設定してもよく、あるいは0.1から500W(ワット)の間の値に設定してもよい。たとえば、高速原子ビーム源(FAB)を100W(ワット)から200W(ワット)で稼動してアルゴン(Ar)の高速原子ビームを2分ほど照射すると、接合面の上記酸化物、汚染物等(表面層)は除去され、新生表面を露出させることができる。
As the particle beam source, an ion beam source that emits an ion beam or a neutral atom beam source that emits a neutral atom beam can be used. As the ion beam source, a cold cathode ion source can be used.
As the neutral atom beam source, a fast atom beam source (FAB, Fast Atom Beam) can be used. A fast atomic beam source (FAB) typically generates a plasma, applies an electric field to the plasma, extracts particles cations ionized from the plasma, passes them through an electron cloud, and neutralizes them. Have. In this case, for example, when argon (Ar) is used as the rare gas, the power supplied to the fast atom beam source (FAB) may be set to 1.5 kV (kilovolt), 15 mA (milliampere), or 0.1 To a value between 500 W (watts). For example, when a fast atom beam source (FAB) is operated at 100 W (watts) to 200 W (watts) and irradiated with a fast atom beam of argon (Ar) for about 2 minutes, the oxide, contaminants, etc. (surface) Layer) can be removed to expose the nascent surface.
本発明において、表面活性化に用いられる粒子は、中性原子又はイオンでもよく、さらには、ラジカル種でもよく、またさらには、これらが混合した粒子群でもよい。
各プラズマ又はビーム源の稼動条件、又は粒子の運動エネルギーに応じて、表面層の除去速度は変化しえる。そこで、表面活性化処理に必要な処理時間を調節する必要がある。例えば、オージェ電子分光法(AES,Auger Electron Spectroscopy)やX線光電子分光法(XPS,X−ray Photo Electron Spectroscopy)などの表面分析法を用いて、表面層に含まれる酸素や炭素の存在が確認できなくなる時間又はそれより長い時間を、表面活性化処理の処理時間として採用してもよい。
In the present invention, the particles used for surface activation may be neutral atoms or ions, may be radical species, and may be a particle group in which these are mixed.
Depending on the operating conditions of each plasma or beam source, or the kinetic energy of the particles, the removal rate of the surface layer can vary. Therefore, it is necessary to adjust the treatment time required for the surface activation treatment. For example, the presence of oxygen and carbon contained in the surface layer is confirmed using surface analysis methods such as Auger Electron Spectroscopy (AES) and X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS). You may employ | adopt the time which becomes impossible or longer than it as a processing time of a surface activation process.
プラズマ発生装置を用いて、粒子に所定の運動エネルギーを与えることもできる。基板の接合面に対して、交番電圧を印加することで、接合面の周りに粒子を含むプラズマを発生させ、プラズマ中の電離した粒子の陽イオンを、上記電圧により接合面に向けて加速させることで、所定の運動エネルギーを与える。プラズマは数パスカル(Pa)程度の低真空度の雰囲気で発生させることができるので、真空システムを簡易化でき、かつ真空引きなどの工程を短縮化することができる。 A predetermined kinetic energy can also be given to particles using a plasma generator. By applying an alternating voltage to the bonding surface of the substrate, a plasma containing particles is generated around the bonding surface, and the cations of the ionized particles in the plasma are accelerated toward the bonding surface by the voltage. Thus, given kinetic energy is given. Since the plasma can be generated in an atmosphere with a low degree of vacuum of about several pascals (Pa), the vacuum system can be simplified and the steps such as evacuation can be shortened.
従来、一度使用した搬送用基板は使い捨てであったが、上記実施形態の製造方法によれば、レーザー照射等の基板にダメージを与えなく、また有機系接着剤を使用していないという理由より、搬送用基板を再利用することができるという利点もある。 Conventionally, the transport substrate once used was disposable, but according to the manufacturing method of the above embodiment, the substrate such as laser irradiation is not damaged and the organic adhesive is not used. There is also an advantage that the transfer substrate can be reused.
またスパッタで形成された無機材料層は、イオンビームにより搬送用基板から簡単に除去できるという利点がある。 Further, the inorganic material layer formed by sputtering has an advantage that it can be easily removed from the carrier substrate by an ion beam.
以上、本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態の各構成を組み合わせることも本発明に含まれることは自明である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, it is obvious that the present invention includes combinations of the configurations of these embodiments.
以下に、本発明の実施例を示す。 Examples of the present invention are shown below.
下記実施例では、常温接合装置によってガラス基板へ無機材料層の成膜処理を行い、その基板上へワニスを塗布した。ワニスを焼成後、剥離試験を行い成膜の条件等による剥離強度を検証した。私見の手順としては、概ね、「ガラス基板成膜処理→ワニス塗布→仮焼成→本焼成→剥離試験」とした。試験の条件は以下の通りである。 In the following examples, an inorganic material layer was formed on a glass substrate by a room temperature bonding apparatus, and varnish was applied on the substrate. After firing the varnish, a peel test was conducted to verify the peel strength according to the film forming conditions. In my opinion, the general procedure is “glass substrate film formation → varnish application → temporary firing → main firing → peeling test”. The test conditions are as follows.
ガラス基板:無アルカリガラス(100×100) OA−10G Glass substrate: non-alkali glass (100 × 100) OA-10G
(ワニスの塗布)
ワニス:宇部興産株式会社製(U−Vanish−S)
スリットコーター:東京エレクトロン株式会社製
塗布条件:塗布圧狙い10μm
塗布範囲90mm×70mm
(Varnish application)
Varnish: Ube Industries, Ltd. (U-Vanish-S)
Slit coater: Tokyo Electron Co., Ltd. Application conditions: Aim for application pressure 10 μm
Application range 90mm x 70mm
(剥離膜成膜)
常温接合装置:ランテクニカルサービス株式会社製
試験条件:試験は[表1]のL18直行表を使用し、[表2]に記載される各条件で2サンプルづつ製作した。B:中間膜の種類のSiO2の成膜回数は10scanとした。1scanで、約1.5nm〜2nmの膜が形成される。
(Peeling film formation)
Room temperature bonding apparatus: manufactured by Run Technical Service Co., Ltd. Test conditions: The test used L18 direct table of [Table 1], and two samples were manufactured under each condition described in [Table 2]. B: The number of deposition of SiO 2 of the intermediate film type was 10 scan. A film of about 1.5 nm to 2 nm is formed at 1 scan.
(仮焼成)
ホットプレート:アズワン株式会社製 EHP−250N
余熱:90℃ 5分
本焼成90℃ 10分
(Temporary firing)
Hot plate: EHP-250N manufactured by ASONE CORPORATION
Residual heat: 90 ° C 5 minutes Main firing 90 ° C 10 minutes
(本焼成及び追加焼成)
焼成炉:株式会社デンケン製 KDF−900GL
焼成条件:ワニスメーカー推奨の温度プログラムによる(昇温時間は、10分/50℃を基準に設定)
(Main firing and additional firing)
Firing furnace: KDF-900GL manufactured by Denken Co., Ltd.
Firing conditions: According to the temperature program recommended by the varnish manufacturer (heating time is set based on 10 minutes / 50 ° C)
(剥離強度試験)
複合材料試験機:インストロン株式会社製 5865
剥離速度:300mm/min
剥離サイズ:60mm (幅)
剥離試験方法:
・焼成後のワニスの片側を5mm程度剥離し、ガラス基板にカプトンテープで貼りつける。
・ワニス塗布基板を下側チャックで固定し、ガラス基板にカプトンテープで貼り合せた反対側を上側チャックで固定する。
・剥離速度300mm/minで剥離を行い、完全に剥離した状態で剥離を終了する。
(Peel strength test)
Composite material testing machine: 5865 manufactured by Instron Corporation
Peeling speed: 300mm / min
Peeling size: 60mm (width)
Peel test method:
-One side of the varnish after baking is peeled off by about 5 mm and attached to a glass substrate with Kapton tape.
・ Fix the varnish coated substrate with the lower chuck, and fix the opposite side of the glass substrate bonded with Kapton tape with the upper chuck.
-Peeling is performed at a peeling speed of 300 mm / min, and the peeling is finished in a state where the peeling is completed.
(UV照射)
UV照射器:ランテクニカルサービス株式会社製 ODF貼り合わせ装置
UV照射条件:
波長1(254nm) 23.5mW/cm2 20分 28,200mJ/cm2
波長2(365nm) 48.0mW/cm2 10分 28,200mJ/cm2
下ステージ石英上中心にて照度計測した。点灯後1分で照度測定。UVランプはメタルハライドランプを用い、カットフィルターにより波長を変更した。照射時間を調整することにより、総照射熱量を同等にした。
(UV irradiation)
UV irradiation device: Run Technical Service Co., Ltd. ODF bonding apparatus UV irradiation conditions:
Wavelength 1 (254 nm) 23.5 mW / cm 2 20 minutes 28,200 mJ / cm 2
Wavelength 2 (365 nm) 48.0 mW / cm 2 10 minutes 28,200 mJ / cm 2
The illuminance was measured at the center of the lower stage quartz. Illuminance measurement in 1 minute after lighting. As the UV lamp, a metal halide lamp was used, and the wavelength was changed by a cut filter. By adjusting the irradiation time, the total irradiation heat amount was made equal.
図2から図21に、各試験の結果を示す。また、図22に、試験結果の一覧を示す。表1で示される各因子と接合強度との関係は、図23に示す関係性があると考察される。 2 to 21 show the results of each test. FIG. 22 shows a list of test results. The relationship between each factor shown in Table 1 and the bonding strength is considered to have the relationship shown in FIG.
Claims (10)
表面に電子素子が形成される基板を搬送するための搬送用基板において、該基板との接合予定面に、無機材料層を形成する無機材料層形成工程と、
無機材料層の上にワニスを塗布する塗布工程と、
ワニスをフィルム状にするための焼成工程と、
フィルム状になった基板と搬送用基板とを剥離する剥離工程と、を備えることを特徴とする基板の製造方法。 A method for manufacturing a substrate, comprising:
An inorganic material layer forming step of forming an inorganic material layer on a surface to be bonded to the substrate in a transport substrate for transporting a substrate on which an electronic element is formed on the surface;
An application process of applying varnish on the inorganic material layer;
A baking step for making the varnish into a film,
A method for producing a substrate, comprising: a peeling step of peeling the substrate in film form from the substrate for conveyance.
The method for manufacturing a substrate according to any one of claims 1 to 9, wherein the environment for forming the inorganic material layer is a pressure of 10 -8 pa or less.
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