特許 7222357 膜付き基板の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-02-07

(45)【発行日】2023-02-15

(54)【発明の名称】膜付き基板の製造方法

(51)【国際特許分類】

   C23C 14/50 20060101AFI20230208BHJP

   C23C 16/458 20060101ALI20230208BHJP

   H01L 21/683 20060101ALN20230208BHJP

【ＦＩ】

C23C14/50 A

C23C16/458

H01L21/68 N

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2019559685

(86)(22)【出願日】2018-12-12

(86)【国際出願番号】 JP2018045622

(87)【国際公開番号】W WO2019117186

(87)【国際公開日】2019-06-20

【審査請求日】2021-09-22

(31)【優先権主張番号】P 2017239987

(32)【優先日】2017-12-14

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000232243

【氏名又は名称】日本電気硝子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】福井 悦二

【審査官】西田 彩乃

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－１２３５９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１６／１２５８４１（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ２３Ｃ １４／５０

Ｃ２３Ｃ １６／４５８

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１主面と、前記第１主面の反対側の第２主面とを有する基板の前記第１主面を保護する基板用保護具を用いて膜付き基板を製造する膜付き基板の製造方法であって、
前記基板は、一定の厚さを有し、前記基板の形状は、平面視で四角形状であり、
前記基板用保護具は、
少なくとも前記基板の周縁部を覆うことが可能なサイズに構成された基材シートと、
前記基板の周縁部に粘着可能な粘着層と、
前記基材シートと前記粘着層との間に配置される可撓性のスペーサーと、を備え、
前記基材シートは、前記粘着層及び前記スペーサーにより囲まれる位置に貫通孔を有し、
前記粘着層及び前記スペーサーは、前記基板の前記第１主面における周縁部に沿って連続する環状に形成され、
前記製造方法は、
前記基板用保護具の基材シートの貫通孔を通じて基板を吸引し、前記基板用保護具と前記基板とが粘着した成膜用基板を準備する準備工程と、
前記成膜用基板における前記基板の前記第２主面に機能性膜を成膜する成膜工程とを備え、
前記準備工程では、前記基板の前記第１主面を前記粘着層に重ね合わせた状態となるように前記基板を配置した後、前記貫通孔を通じた前記基板の吸引を行うことで、前記基板の前記吸引中においても前記基板の前記第１主面を前記粘着層に重ね合わせた状態で維持することを特徴とする膜付き基板の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、膜付き基板の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ガラス基板等の基板の両主面のうち、基板の一方の主面のみに機能性膜を成膜する場合がある。この場合、基板の他方の主面を基板用保護具により保護することで、基板の他方の主面における機能性膜の成膜を抑えることができる。例えば、特許文献１では、基板の成膜対象ではない側の主面における周縁部に付着する付着面を有する治具を用いることで、当該主面への成膜材料の回り込みを防いでいる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１６－１９７６２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記従来技術のように、基板の一方の主面のみに機能性膜を成膜する際に、成膜材料の回り込みによる基板の他方の主面周縁部への成膜材料の付着を抑える技術について未だ改善の余地がある。

【0005】

本発明の目的は、基板の一方の主面のみに機能性膜を好適に成膜することのできる膜付き基板の製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決する基板用保護具は、第１主面と、前記第１主面の反対側の第２主面とを有する基板の前記第１主面を保護する基板用保護具であって、少なくとも前記基板の周縁部を覆うことが可能なサイズに構成された基材シートと、前記基板の周縁部に粘着可能な粘着層と、前記基材シートと前記粘着層との間に配置される可撓性のスペーサーと、を備え、前記基材シートは、前記粘着層及び前記スペーサーにより囲まれる位置に貫通孔を有する。

【0007】

この構成によれば、機能性膜の成膜前に基材シートの貫通孔を通じて基板を吸引し、粘着層により基板の周縁部と基材シートの周縁部とを粘着することができ、機能性膜の成膜時に成膜材料が回り込んで基板の第１主面の周縁部に付着することを抑制できる。

【0008】

また、基板が、例えば０．０５～１．５ｍｍと薄い場合には、吸引時に基板が撓んだとしても、可撓性のスペーサーも撓むため、基板の周縁部から粘着層が剥がれることがない。また、基板に基板用保護具を取り付ける際に、基板の第２主面を治具等で押圧しなくてもよいため、基板の第２主面の清浄性が保たれ易い。

【0009】

上記課題を解決する膜付き基板の製造方法は、上記基板用保護具を用いて膜付き基板を製造する膜付き基板の製造方法であって、前記基板用保護具の基材シートの貫通孔を通じて基板を吸引し、前記基板用保護具と前記基板とが粘着した成膜用基板を準備する準備工程と、前記成膜用基板における前記基板の前記第２主面に機能性膜を成膜する成膜工程とを備える。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、基板の一方の主面のみに機能性膜を好適に成膜することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施形態における基板用保護具を示す分解斜視図である。

【図2】成膜用基板を示す斜視図である。

【図3】成膜用基板の準備工程を説明する斜視図である。

【図4】成膜用基板の準備工程を説明する端面図である。

【図5】成膜用基板の準備工程を説明する端面図である。

【図6】基板用保護具及び膜付き基板を示す斜視図である。

【図7】成膜用基板の準備工程の変更例を説明する斜視図である。

【図8】成膜用基板の準備工程の変更例を説明する斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の基板用保護具、及び膜付き基板の製造方法の実施形態について図面を参照して説明する。なお、図面では、説明の便宜上、構成の一部（例えば、厚さ）を誇張して示す場合がある。また、各部分の寸法比率についても、実際と異なる場合がある。

【0013】

図１に示すように、基板用保護具１１を用いて保護する基板Ｓは、第１主面Ｓ１と、第１主面Ｓ１の反対側の第２主面Ｓ２とを有している。基板用保護具１１は、基板Ｓの第１主面Ｓ１を保護する。第１主面Ｓ１が基板用保護具１１で保護された基板Ｓの第２主面Ｓ２は、機能性膜が成膜される主面であり、この第２主面Ｓ２に機能性膜を成膜することで、膜付き基板が得られる。本実施形態では、基板Ｓとしてガラス基板を用いているが、例えば、樹脂基板やセラミック基板を用いることもできる。

【0014】

基板用保護具１１は、少なくとも基板Ｓの周縁部を覆うことが可能なサイズに構成された基材シート１２と、基板Ｓの周縁部に粘着可能な粘着層１３と、基材シート１２と粘着層１３との間に配置される可撓性のスペーサー１４とを備えている。

【0015】

基材シート１２の材料としては、例えば、樹脂材料又はゴム材料等の高分子材料、及び金属材料が挙げられる。樹脂材料としては、例えば、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、及びポリイミド樹脂が挙げられる。ゴム材料としては、例えば、シリコンゴム、ウレタンゴム、クロロプレンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、及びエチレン・プロピレン・ジエンゴムが挙げられる。金属材料としては、例えば、アルミニウム、及びステンレス鋼が挙げられる。例えば、機能性膜の成膜が加熱を伴う場合、成膜時の熱に耐え得る耐熱性の基材シートを用いればよい。基材シート１２の厚さは、例えば、１０μｍ以上、５００μｍ以下の範囲である。

【0016】

粘着層１３は、基板Ｓの第１主面Ｓ１における周縁部に沿って連続する環状に形成されている。粘着層１３は、周知の粘着材料から構成することができる。粘着層１３としては、例えば、シリコーン系粘着層、アクリル系粘着層、及びウレタン系粘着層が挙げられる。例えば、機能性膜の成膜が加熱を伴う場合、成膜時の熱に耐え得る耐熱性の粘着層を用いればよい。粘着層１３は、両面粘着テープの一方の面を構成する粘着層や、スペーサー１４に塗布することで形成した粘着層から構成することができる。本実施形態では、両面粘着テープをスペーサー１４に貼り合わせることでスペーサー１４に粘着層１３を設けている。すなわち、粘着層１３は、スペーサー１４に粘着している。

【0017】

なお、図面では、両面粘着テープの支持体、及び両面粘着テープの他方の面を構成する粘着層（支持体をスペーサー１４に粘着する粘着層）については省略している。両面粘着テープの支持体は、例えば、ポリイミドフィルムやＰＥＴフィルム等の樹脂フィルムから構成されている。

【0018】

粘着層１３の基板Ｓに対する粘着力は、機能性膜の成膜後において基板Ｓから粘着層１３を容易に剥離させることができるように、例えば、３．０（Ｎ／２５ｍｍ幅）以下の弱粘着性であることが好ましい。なお、粘着層１３の基板Ｓに対する粘着力の下限は、基板Ｓに対する密着性を確保し易くするため、０．０５（Ｎ／２５ｍｍ幅）以上であることが好ましい。粘着層１３の粘着力は、ＪＩＳ Ｚ０２３７（２００９）に規定される１８０°剥離試験に準拠して測定される。なお、ＪＩＳ Ｚ０２３７（２００９）は、国際規格のＩＳＯ ２９８６２：２００７、ＩＳＯ ２９８６３：２００７及びＩＳＯ ２９８６４：２００７に対応している。

【0019】

図１、図２及び図４に示すように、基材シート１２は、粘着層１３及びスペーサー１４により囲まれる位置に貫通孔１２ａを有している。詳述すると、基材シート１２において粘着層１３及びスペーサー１４により囲まれる上面は、露出面であり、基板Ｓの第１主面Ｓ１に対向している。基材シート１２の貫通孔１２ａは、基板用保護具１１を基板Ｓに取り付ける際に、基板Ｓと基材シート１２との間の空気を排出するための空気排出孔として用いられる。貫通孔１２ａの数は、本実施形態のように単数であってもよいし、複数に変更してもよい。貫通孔１２ａの形状は、本実施形態のように四角形状であってもよいし、例えば、円形状に変更してもよい。貫通孔１２ａの面積は、基材シート１２の面積を１００％としたとき、例えば、５％以上、５０％以下の範囲であることが好ましい。貫通孔１２ａの面積が大きいほど、空気排出孔としての機能がより発揮され易くなる。貫通孔１２ａの面積が小さいほど、基板Ｓの第１主面Ｓ１を基材シート１２でより広く覆うことができるため、第１主面Ｓ１の清浄性が保たれ易くなる。貫通孔１２ａは、基材シート１２の平面視で粘着層１３及びスペーサー１４よりも基材シート１２の中央に近い位置に形成されていることが好ましい。この場合、基板Ｓと基材シート１２との間の空気を全体にバランスよく排出することができる。

【0020】

スペーサー１４は、基板Ｓの第１主面Ｓ１における周縁部に沿って連続する環状に形成されている。スペーサー１４を構成する可撓性の材料としては、例えば、織布又は不織布、高分子材料、及びゴム材料が挙げられる。織布又は不織布としては、例えば、ガラスクロスが挙げられる。ゴム材料としては、例えば、シリコンゴム、ウレタンゴム、クロロプレンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、及びエチレン・プロピレン・ジエンゴムが挙げられる。スペーサー１４は、単層構造であってもよいし、同種又は異種の材料から構成した多層構造であってもよい。例えば、機能性膜の成膜が加熱を伴う場合、成膜時の熱に耐え得るスペーサーを用いればよい。スペーサー１４は、基材シート１２に周知の接着剤又は粘着剤で固定することができる。スペーサー１４は、例えば、スペーサー１４を支持体として構成された片面粘着テープ（ガラスクロステープ等）を用いて基材シート１２に固定されてもよい。スペーサー１４の厚さは、例えば、１５０μｍ～５ｍｍの範囲である。スペーサー１４は、基板Ｓに基板用保護具１１が取り付けられる前の状態、すなわち基板用保護具１１が荷重を受けていない状態において、粘着層１３よりも厚く構成されることが好ましい。

【0021】

次に、膜付き基板の製造方法について説明する。
図２に示すように、膜付き基板の製造方法は、基板Ｓに基板用保護具１１を取り付けることで、基板Ｓと基板用保護具１１とを有する成膜用基板ＳＡを準備する準備工程と、成膜用基板ＳＡにおける基板Ｓの第２主面Ｓ２に機能性膜を成膜する成膜工程とを備えている。準備工程では、基板用保護具１１の基材シート１２の貫通孔１２ａを通じて基板Ｓを吸引し、基板用保護具１１と基板Ｓとが粘着した成膜用基板を準備する。

【0022】

図３及び図５に示すように、本実施形態の準備工程では、基板Ｓを吸引するために吸引装置１５が用いられる。吸引装置１５は、減圧室１６と、減圧室１６内の空気を排気する排気部１７と、基板用保護具１１が載置される載置面１８と、載置面１８に開口するとともに減圧室１６の外部の空気を吸引する吸引部１９とを備えている。排気部１７には、図示を省略した周知の真空ポンプが接続される。

【0023】

準備工程において成膜用基板ＳＡを得るには、まず基板用保護具１１の粘着層１３が上向きとなるように、基板用保護具１１を吸引装置１５の載置面１８に載置した後、その基板用保護具１１の粘着層１３上に基板Ｓを載置する。

【0024】

次に、図５に示すように、吸引装置１５の減圧室１６内の空気を排気部１７から排気する。これにより、吸引装置１５の吸引部１９は、基板用保護具１１の基材シート１２における貫通孔１２ａを通じて、基板用保護具１１の基材シート１２と基板Ｓとの間の空気を吸引する。これにより、基板Ｓが基板用保護具１１の粘着層１３に押し付けられることで、基板Ｓに基板用保護具１１を取り付けることができる。

【0025】

ここで、吸引装置１５を用いて基板用保護具１１の基材シート１２と基板Ｓとの間の空気を吸引した際に、平板状の基板Ｓが吸引装置１５側に凸となるように湾曲する場合がある。例えば、平板状の基板Ｓとして、厚さが０．０５～１．５ｍｍのガラス基板を用いる場合、このような湾曲が起きやすい傾向がある。しかし、吸引装置１５による吸引により基板Ｓが撓んだとしても、可撓性のスペーサー１４も撓むため、基板Ｓの周縁部から粘着層１３が剥がれることがない。

【0026】

基板用保護具１１に取り付けられた基板Ｓの第２主面Ｓ２に機能性膜を成膜することによって膜付き基板が作製される。膜付き基板ＳＦの製造方法における成膜工程では、スパッタリング法等のＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）法、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法、スプレー、スピンコート等のコーティング法等の周知の成膜法を用いることができる。機能性膜Ｆ（図６参照）としては、例えば、所定の光学的特性を有する膜（誘電体膜等）、所定の機械的特性を有する膜、所定の化学的特性を有する膜、及び所定の色を有する膜が挙げられる。機能性膜Ｆを形成するための成膜材料は、無機材料であってもよいし、有機材料であってもよい。

【0027】

成膜工程は、成膜用基板ＳＡの第２主面Ｓ２が水平となる姿勢、垂直となる姿勢、又は水平でも垂直でもない傾斜した姿勢のいずれの姿勢で行ってもよい。例えば、成膜用基板ＳＡの第２主面Ｓ２が垂直となる姿勢に成膜用基板ＳＡを配置する場合であれば、基板用保護具１１の基材シート１２の形状を基材シート１２が基板Ｓよりも外方に突出するように変更し、その突出部分を利用して成膜用基板ＳＡを吊り下げてもよい。

【0028】

図６に示すように、成膜工程で得られた膜付き基板ＳＦは、基板Ｓの第２主面Ｓ２に設けられた機能性膜Ｆを有しており、基板用保護具１１の粘着層１３から取り外される。
成膜工程後の基板用保護具１１は、別の膜付き基板ＳＦの製造に繰り返し使用することもできる。また、基板用保護具１１が複数ある場合でも、基板用保護具１１の厚さが比較的薄いため、複数の基板用保護具１１を厚さ方向に重ね合わせることで、コンパクトにまとめて保管することができる。

【0029】

次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
（１）基板用保護具１１は、少なくとも基板Ｓの周縁部を覆うことが可能なサイズに構成された基材シート１２と、基板Ｓの周縁部に粘着可能な粘着層１３と、基材シート１２と粘着層１３との間に配置される可撓性のスペーサー１４とを備えている。基材シート１２は、粘着層１３及びスペーサー１４により囲まれる位置に貫通孔１２ａを有している。

【0030】

この構成によれば、機能性膜Ｆの成膜前に基材シート１２の貫通孔１２ａを通じて基板Ｓを吸引し、粘着層１３により基板Ｓの周縁部と基材シート１２の周縁部とを粘着することができ、機能性膜Ｆの成膜時に成膜材料が回り込んで基板Ｓの第１主面Ｓ１の周縁部に付着することを抑制できる。

【0031】

また、基板Ｓが、例えば０．０５～１．５ｍｍと薄い場合には、吸引時に基板Ｓが撓んだとしても、可撓性のスペーサー１４も撓むため、基板Ｓの周縁部から粘着層１３が剥がれることがない。また、基板Ｓに基板用保護具１１を取り付ける際に、基板Ｓの第２主面Ｓ２を治具等で押圧しなくてもよいため、基板Ｓの第２主面Ｓ２の清浄性が保たれ易い。

【0032】

従って、基板Ｓの第２主面Ｓ２のみに機能性膜Ｆを好適に成膜することができる。
（２）基板用保護具１１の粘着層１３は、環状に形成されている。この場合、機能性膜Ｆの成膜時に成膜材料が回り込んで基板Ｓの第１主面Ｓ１の周縁部に付着することをさらに抑制できる。従って、基板Ｓの第２主面Ｓ２のみに機能性膜Ｆをより好適に成膜することができる。

【0033】

また、基板用保護具１１の粘着層１３が基板Ｓの全面ではなく基板Ｓの周縁部のみに粘着可能に形成されているために、基板用保護具１１が基板Ｓに対して過剰に粘着することがなく、機能性膜Ｆの成膜後に基板用保護具１１を基板Ｓから容易に引き剥がすことができる。また、粘着層１３が基板Ｓの全面ではなく基板Ｓの周縁部のみに粘着可能に形成されているために、基板Ｓの第１主面Ｓ１において基板Ｓの性能に影響する範囲に粘着剤が転写されるのを回避することができる。

【0034】

（３）膜付き基板ＳＦの製造方法は、基板用保護具１１の基材シート１２の貫通孔１２ａを通じて基板Ｓを吸引し、基板用保護具１１と基板Ｓとが粘着した成膜用基板ＳＡを準備する準備工程と、成膜用基板ＳＡにおける基板Ｓの第２主面Ｓ２に機能性膜Ｆを成膜する成膜工程とを備えている。

【0035】

この方法によれば、上記（１）欄で述べた効果と同様の効果が得られる。
（変更例）
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。

【0036】

・上記実施形態の基板用保護具１１のスペーサー１４は、基板用保護具１１の基材シート１２に固定されているが、基材シート１２に固定せずに基材シート１２に重ねるように配置してもよいし、例えば、吸引装置１５の載置面１８に固定されていてもよい。

【0037】

・基板用保護具１１の粘着層１３は、環状以外の形状に形成されてもよい。基板用保護具１１の粘着層１３を、例えば、基板Ｓの対向する二辺に対応した複数の粘着層に変更することもできる。

【0038】

・基板Ｓの形状は、平板状に限らず、曲板状であってもよい。
・基板用保護具１１の外形は、基板Ｓの外形に応じて適宜変更することができる。
・図７に示すように、複数の基板用保護具１１と複数の基板Ｓを載置できるように吸引装置１５を変更してもよい。すなわち、吸引装置１５の吸引部１９の数は、吸引装置１５の載置面１８に載置される基板用保護具１１（基板Ｓ）の数に対応して変更することができる。この場合、例えば、図７に示す基板Ｓよりもサイズの小さい基板についても、同じ吸引装置１５を用いることができる。すなわち、基板Ｓのサイズを変更しても同じ吸引装置１５を用いることができる。また、吸引装置１５の１回の吸引操作によって、複数の基板用保護具１１と複数の基板Ｓとを粘着させることができる。すなわち、吸引装置１５の１回の吸引操作によって、複数の成膜用基板ＳＡを得ることができるため、成膜用基板ＳＡを準備する準備工程の作業効率を高めることができる。

【0039】

・図８に示すように、複数の基板用保護具１１は、これら複数の基板用保護具１１が連結された連結体２０として構成されていてもよい。この連結体２０では、基材シート１２を用いて複数の基板用保護具１１を連結しているが、スペーサー１４を用いて連結してもよいし、テープ材等の連結材を別途設けることで連結してもよい。このように連結体２０を用いることで、複数の成膜用基板ＳＡを一体として取り扱うことができるため、例えば、成膜工程で用いる成膜装置への複数の成膜用基板ＳＡの搬入作業や搬出作業の効率を高めることができる。また、連結体２０を用いることで、複数の成膜用基板ＳＡを吊り下げて配置することも容易となる。

【符号の説明】

【0040】

１１…基板用保護具、１２…基材シート、１２ａ…貫通孔、１３…粘着層、１４…スペーサー、Ｆ…機能性膜、Ｓ…基板、Ｓ１…第１主面、Ｓ２…第２主面、ＳＡ…成膜用基板、ＳＦ…膜付き基板。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】