(57)【要約】本書に記載されるのは、シートとキャリアの間のファンデルワールス結合、水素結合および共有結合を制御するために、シート、キャリア、またはその両方に適用される場合がある、オルガノシリコン改質層およびそれに関連する堆積方法および不活性ガス処理である。この改質層は、高温処理時の剥離を防止するのに十分な結合を維持するだけでなく高温処理での永久結合を防止するようにシートとキャリアを結合する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一のシート結合表面を含む第一のシートと、
第二のシート結合表面を含む第二のシートと、
改質層結合表面を含む改質層であって、オルガノシリコンを含む改質層と
を含む物品であって、
該改質層結合表面は該第一のシート結合表面と接触し、該第二のシート結合表面は該第二のシート結合表面と該第一のシート結合表面の間に該改質層を挟んだ状態で該第一のシート結合表面と連結し、該第一のシート結合表面は窒素雰囲気中に１０分間６００℃に該物品を保持した後で６００ｍＪ／ｍ２未満の結合エネルギーで該改質層結合表面と結合している、物品。
【請求項２】
前記第一のシート結合表面は、窒素雰囲気中に１０分間７００℃に前記物品を保持した後で６００ｍＪ／ｍ２未満の結合エネルギーで前記改質層結合表面と結合している、請求項１に記載の物品。
【請求項３】
前記改質層は、５ｎｍから１０マイクロメートルの範囲の厚みを含む、請求項１または２に記載の物品。
【請求項４】
前記改質層は、重合アモルファスオルガノシリコンである、請求項１から３のいずれか一項に記載の物品。
【請求項５】
前記改質層は、０．９未満のケイ素に対する酸素の原子パーセント比を含み、ケイ素と酸素の該原子パーセントは、表面改質前および前記第一のシート結合表面との接触前に該改質層から測定される、請求項１から４のいずれか一項に記載の物品。
【請求項６】
前記改質層結合表面は、１から３の範囲のケイ素に対する酸素の原子パーセント比および０．５から１．５の範囲のケイ素に対する窒素の原子パーセント比を含み、ケイ素、酸素および窒素の該原子パーセントは、該改質層結合表面が窒素含有リアクタントに曝露され、該改質層結合表面の表面エネルギーを５５ｍＪ／ｍ２から７５ｍＪ／ｍ２の範囲まで増大した後で該改質層結合表面から測定される、請求項１から５のいずれか一項に記載の物品。
【請求項７】
前記改質層結合表面は、１から３の範囲のケイ素に対する酸素の原子パーセント比および２．５から６．５の範囲のケイ素に対する窒素の原子パーセント比を含み、ケイ素、酸素および窒素の該原子パーセントは、該物品が窒素含有リアクタント中に１０分間７００℃に保持され、次に、該物品が室温まで冷却された後で前記第一のシートが前記第二のシートから分離された後で該改質層結合表面から測定される、請求項１から６のいずれか一項に記載の物品。
【請求項８】
前記物品が、６００℃毎分の速度で室温から７００℃まで周期変化させるチャンバ内での加熱による温度サイクルを受け、該物品を室温まで冷却させる前に１０分間７００℃に保持された後で、ブリスター面積率の変化が１パーセント未満である、請求項１から７のいずれか一項に記載の物品。
【請求項９】
前記物品が、６００℃毎分の速度で室温から７００℃まで周期変化させるチャンバ内での加熱による温度サイクルを受け、該物品を室温まで冷却させる前に１０分間７００℃に保持した後で、前記第一のシートを二つ以上の部分に割ることなく該第一のシートが前記第二のシートから分離される場合がある、請求項１から８のいずれか一項に記載の物品。
【請求項１０】
前記第一のシートは、３００マイクロメートル以下の厚みを含むガラスであり、前記第二のシートは、３００マイクロメートル以上の厚みを含むガラスである、請求項１から９のいずれか一項に記載の物品。
【請求項１１】
物品を製造する方法であって、
第二のシートの結合表面上にオルガノシランモノマーを堆積することによって、該第二のシートの該結合表面上に、オルガノシリコンを含む改質層であって、改質層結合表面を含む改質層を形成するステップと、
該改質層結合表面の表面エネルギーを増大するステップと、
第一のシートと該第二のシートの間に該改質層を挟んだ状態で該第二のシートに該第一のシートを結合するステップとを含み、該第一のシートの結合表面が該改質層の該結合表面に接触する
方法。
【請求項１２】
前記改質層結合表面の前記表面エネルギーは、窒素ガス、酸素ガス、水素ガス、二酸化炭素ガスまたはそれらの組み合わせへの曝露によって増大させられる、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記改質層は、５ｎｍから１０マイクロメートルの範囲の厚みを含む、請求項１１または１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記改質層は、フェニルシリコン、メチルフェニルシリコン、ジフェニルシリコン、メチルジフェニルシリコンおよびトリフェニルシリコンからなる群から選択される化合物の堆積によって形成される、請求項１１から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記オルガノシランモノマーは、式（Ｒ１）ｘＳｉ（Ｒ２）ｙを含み、Ｒ１は、アリール、アルキル、アルキニル、および／またはアルケニルであり、ｘは、１、２または３であり、Ｒ２は、水素、ハロゲン、アリール、アルキル、アルキニルおよび／またはアルケニル、またはそれらの組み合わせであり、ｙは、１、２または３であり、Ｒ１およびＲ２は酸素ではない、請求項１１から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
Ｒ１またはＲ２は、アリール、フェニル、トリル、キシリル、ナフチルまたはそれらの組み合わせである、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
Ｒ２は、水素、メチルまたはそれらの組み合わせである、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
Ｒ１またはＲ２はアリールである、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
Ｒ１またはＲ２はジアリールである、請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
前記オルガノシランモノマーは、フェニルシラン、メチルフェニルシラン、ジフェニルシラン、メチルジフェニルシランおよびトリフェニルシランからなる群から選択される、請求項１５に記載の方法。
【請求項２１】
前記オルガノシランモノマーは酸素原子を含まない、請求項１５に記載の方法。
【請求項２２】
前記第一のシートは、３００マイクロメートル以下の厚みを含むガラスであり、前記第二のシートは、３００マイクロメートル以上の厚みを含むガラスである、請求項１１から２１のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、合衆国法典第３５巻第１１９条に基づき、２０１５年８月５日に出願された米国仮出願第６２／２０１２４５号の優先権の利益を主張し、かつ２０１５年５月１９日に出願された米国仮出願第６２／１６３８２１号の優先権の利益を主張し、これらの各出願の内容に依拠し、これらの全体を参照によって本明細書に援用する。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、一般に、キャリア上でシートを処理するための物品および方法に関し、特に、ガラスキャリア上でフレキシブルガラスシートを処理するための物品および方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
フレキシブル基板により、ロール・ツー・ロール処理を使用したより安価なデバイスが望めるようになり、より薄く、より軽量で、より可撓性および耐久性のあるディスプレイを製造する可能性が生じている。しかし、高品質のディスプレイのロール・ツー・ロール処理に求められるテクノロジー、装置、およびプロセスは、まだ十分には開発されていない。パネルの製造業者は、大きなガラスシートを処理する設備に既に多額の投資を行っているため、シート・ツー・シート処理によってフレキシブル基板をキャリアに張り合わせてディスプレイデバイスを製造することにより、より薄く、より軽量で、より可撓性のあるディスプレイという価値提案を展開するためのより短期的な解決策が提供される。ポリマーシート上、例えば、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）上のディスプレイが実証されているが、そのデバイス作製は、ＰＥＮをガラスキャリアに張り合わせることによるシート・ツー・シートである。ＰＥＮの耐熱温度により、そのデバイスの品質と、使用できるプロセスには限界がある。さらに、ポリマー基板の高い透過性は、ほぼ気密のパッケージを必要とする有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）デバイスの環境的劣化につながる。この限界を克服するには薄膜封止が有望であるが、大規模な場合に許容範囲の歩留まりを示すことはまだ実証されていない。
【０００４】
同様の方法で、ディスプレイデバイスは、一つ以上の薄いガラス基板に張り合わせたガラスキャリアを用いて製造できる。その薄いガラスの透過性の低さと耐温度性および耐化学性の向上により、より高性能で耐用年数の長いフレキシブルディスプレイが可能になることが期待される。
【０００５】
その概念は、まずファンデルワールス力によって薄いシート、例えば、フレキシブルガラスシートをキャリアに結合し、次に、この薄いシート上にデバイス、例えば、電子デバイスまたはディスプレイデバイス、電子デバイスまたはディスプレイデバイスの部品、ＯＬＥＤ材料、光起電（ＰＶ）構造、または薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を形成するようにこの薄いシート／キャリアを処理した後でこの薄いシートの部分を取り除く能力を保持しながら特定の領域において結合強度を増大することを伴う。この薄いガラスの少なくとも一部が、デバイスプロセス流体がこの薄いシートとキャリアの間に入らないようにキャリアに結合されることにより、下流プロセスを汚染する機会が減少する、すなわち、この薄いシートとキャリアの間の結合封止部は気密であり、一部の好適な実施形態では、この封止により、この物品の外側が取り囲まれ、この封止された物品のあらゆる領域に対する液体または気体の出入りが防止される。
【０００６】
例えば、６００℃に近づく温度またはそれ以上の温度による、低温ポリシリコン（ＬＴＰＳ）デバイス作製プロセスでは、真空環境およびウエットエッチング環境が用いられる場合がある。これらの条件により、使用できる材料が限定され、このキャリアや薄いシートに対する要求が高くなる。したがって、所望されるのは、製造業者の既存の資本によるインフラストラクチャを利用し、より高い処理温度において薄いガラスとキャリアの間の汚染および結合強度の損失がなく、薄いガラス、すなわち、≦０．３ミリメートル（ｍｍ）厚の厚みを有するガラスの処理を可能にし、かつこの薄いガラスがプロセスの最後にキャリアから容易に剥離されるというキャリアへのアプローチである。
【０００７】
一つの商業上の利益は、製造業者が、例えば、ＰＶ、ＯＬＥＤ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）およびパターン形成されたＴＦＴ電子機器用の薄いガラスシートという利益を得ながら処理装置に対する既存の資本投資を活用できるであろうということである。さらに、かかるアプローチにより、結合を促すための薄いガラスシートとキャリアの洗浄および表面処理のためのプロセス、その結合領域において薄いシートとキャリアの間の結合を強めるためのプロセス、制御可能に結合された領域または強度低下領域や低強度領域におけるキャリアからの薄いシートの剥離性を維持するためのプロセス、およびキャリアからの取外しを容易にするために薄いシートを切断するためのプロセスを含む、プロセス自由度が得られる。
【０００８】
ガラス対ガラスの結合プロセスにおいて、ガラス表面は、あらゆる金属残渣、有機残渣および粒子状残渣を除去するため、およびシラノールでほとんど終端化した表面を残すために洗浄される。ガラス表面同士は、まず、密着させられ、ファンデルワールス力および／または水素結合力により互いに引っ張り合う。熱と、必要に応じて圧力を用いると、表面のシラノール基が縮合でき、界面に強固な共有結合性のＳｉ‐Ｏ‐Ｓｉ結合を形成し、これらのガラス片同士を永久的に融合する。金属残渣、有機残渣および粒子状残渣は、表面を覆い隠すことによって結合に必要な密着を妨げることにより、結合を妨げるであろう。単位面積当たりの結合の数は、対向し合う表面上の二つのシラノール種が反応して脱水縮合する確率によって決まるため、強い結合を形成するためには高いシラノール表面濃度も求められる。Ｚｈｕｒａｖｌｅｖにより、十分に水和したシリカに関する１ｎｍ２当たりのヒドロキシ基の平均数は４．６から４．９であると報告されている（非特許文献１）。
【０００９】
既知の結合方法の課題は、ポリシリコンＴＦＴの高温要求である。ＯＬＥＤディスプレイのより広範囲の使用はもちろんのこと、手のひらサイズのディスプレイ、ノート型ディスプレイおよびデスクトップ型ディスプレイにおけるより高い画素密度、高解像度、および高速のリフレッシュレートに対する需要により、パネル製造業者は、アモルファスシリコンＴＦＴバックプレーンから酸化物ＴＦＴバックプレーンまたはポリシリコンＴＦＴバックプレーンに向かっている。ＯＬＥＤは電流駆動デバイスであるため、高いモビリティが望まれる。また、ポリシリコンＴＦＴには、ドライバとその他の部品の起動の統合という利点がある。ドーパント活性化には、より高い温度が望ましく、理想的には６００℃を超える温度でのドーパント活性化が望ましい。典型的には、これは、ｐＳｉバックプレーン処理において最も高い温度である。
【００１０】
既知の結合方法の別の課題は、粗面を有する基板への結合である。二つの剛性材料によるウエハボンディング方法は、結合を開始するためにこれらの材料同士を密着させるための平坦度および清浄度を必要とする。エッチングされたインターポーザまたは非フュージョンドローガラスなどの粗面を有する基板に関しては、これらの基板同士を接触させるために弾性変形または塑性変形できるより厚くより高いコンプライアンスの結合層を用いれば、結合がより容易である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】Ｚｈｕｒａｖｌｅｖ，  Ｌ．Ｔ．，  Ｔｈｅ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ｏｆ  Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ  Ｓｉｌｉｃａ，  Ｚｈｕｒａｖｌｅｖ  Ｍｏｄｅｌ，  Ｃｏｌｌｏｉｄｓ  ａｎｄ  Ｓｕｒｆａｃｅｓ  Ａ：  Ｐｈｙｓｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ａｓｐｅｃｔｓ  １７３（２０００）１‐３８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記の観点から、薄いシートとキャリアを備える物品であって、その物品が使用されるであろう半導体またはディスプレイの製造プロセスと相容れないと思われるアウトガスを発生することなく、高温処理を含むＴＦＴおよびフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）の処理の過酷さに耐えることができながら、別の薄いシートを処理するためにキャリアの再使用を可能にするようにその薄いシートの全域をキャリアから一度にまたは部分ごとに取り除くことを可能にする物品が必要である。本明細書では、ＬＴＰＳ処理を含むＴＦＴおよびＦＰＤの処理に耐えるほど強固だが、高温処理の後であってもキャリアからの薄いシートの剥離を可能にする程度に弱い一時的な結合を作り出すためにキャリアと薄いシートの間の接着を制御する方法を説明する。このように制御された結合を利用して、再使用可能なキャリアを有する物品、あるいはキャリアとシートの間の制御された結合および共有結合のパターンエリアを有する物品を作り出すことができる。より具体的には、本開示は、様々な材料および関連する表面熱処理を含め、表面改質層を開示し、この表面改質層は、薄いシート、キャリア、またはその両方に設けられる場合があり、薄いシートとキャリアの間の室温での、ファンデルワールス結合および／または水素結合と高温での共有結合の両方を制御する。さらに具体的には、室温での結合は、真空処理、ウェット処理、および／または超音波洗浄処理時に薄いシートとキャリアを合わせて保持するのに十分であるように制御される場合がある。そして同時に、高温での共有結合は、高温処理時の剥離を防止するために十分な結合を維持するとともに、高温処理時の薄いシートとキャリアの間の永久的な結合を防止するように制御される場合がある。別の実施形態では、この表面改質層を使用して、真空処理、ウェット処理、および／または超音波洗浄処理を含む様々なプロセスを通してキャリアと薄いシートが十分に結合した状態を維持する様々な制御結合エリアとともに、さらなる選択的処理、例えば、さらなるデバイス処理に向けてこの物品をより小さな部分にダイシングした後でもキャリアと薄いシートの間の気密性を維持することを可能にする共有結合領域を作り出す場合がある。さらに、一部の表面改質層は、キャリアと薄いシートの間の結合を制御すると同時に、例えば、高温処理および／または真空処理を含む、ＴＦＴまたはＦＰＤ（例えばＬＴＰＳ）の処理環境における過酷な状況でのアウトガス放出を低減する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
第一の態様では、
第一のシート結合表面を有する第一のシートと、
第二のシート結合表面を有する第二のシートと、
改質層結合表面を有する改質層であって、オルガノシリコンを含む場合がある改質層と
を含むガラス物品であって、
前記改質層結合表面は前記第一のシート結合表面と接触し、前記第二のシート結合表面は、当該第二のシート結合表面と当該第一のシート結合表面の間に当該改質層を挟んだ状態で当該第一のシート結合表面と連結し、当該第一のシート結合表面は窒素雰囲気中に１０分間６００℃に当該ガラス物品を保持した後で６００ｍＪ／ｍ２未満の結合エネルギーで当該改質層結合表面と結合しているガラス物品がある。
【００１４】
第一の態様の一例では、前記第一のシート結合表面は、窒素雰囲気中に１０分間７００℃に当該ガラス物品を保持した後で６００ｍＪ／ｍ２未満の結合エネルギーで前記改質層結合表面と結合している。
【００１５】
第一の態様の別の例では、前記第一のシート結合表面は、窒素雰囲気中に１０分間７５０℃に当該ガラス物品を保持した後で６００ｍＪ／ｍ２未満の結合エネルギーで前記改質層結合表面と結合している。
【００１６】
第一の態様の別の例では、前記第一のシート結合表面は、窒素雰囲気中に１０分間６５０℃に当該ガラス物品を保持した後４５０ｍＪ／ｍ２未満の結合エネルギーで前記改質層結合表面と結合している。
【００１７】
第一の態様の別の例では、前記改質層は、５ナノメートル（ｎｍ）から１０マイクロメートル（μｍ）の範囲の厚みを有する。
【００１８】
第一の態様の別の例では、前記改質層は、１０ｎｍから５００ｎｍの範囲の厚みを有する。
【００１９】
第一の態様の別の例では、前記第一のシートは、３００マイクロメートル未満の厚みを有するガラスである。
【００２０】
第一の態様の別の例では、前記オルガノシリコンは、前記第一のシート結合表面上にオルガノシランモノマーを堆積することによって形成される。
【００２１】
第二の態様では、第一の態様のガラス物品が提供され、前記オルガノシランモノマーは、式（Ｒ１）ｘＳｉ（Ｒ２）ｙを有し、Ｒ１は、アリール、アルキル、アルキニル、および／またはアルケニルであり、ｘは、１、２または３であり、Ｒ２は、水素、ハロゲン、アリール、アルキル、アルキニルおよび／またはアルケニル、またはそれらの組み合わせであり、ｙは、１、２または３であり、Ｒ１およびＲ２は酸素ではない。
【００２２】
第二の態様の一例では、Ｒ１またはＲ２はアリール、フェニル、トリル、キシリル、ナフチルまたはそれらの組み合わせである。
【００２３】
第二の態様の別の例では、Ｒ２は、水素、メチルまたはそれらの組み合わせである。
【００２４】
第二の態様の別の例では、Ｒ１またはＲ２はアリールである。
【００２５】
第二の態様の別の例では、Ｒ１またはＲ２はジアリールである。
【００２６】
第二の態様は、単独で、または上述の第二の態様の例のうちの一つ以上と組み合わせて提供される場合がある。
【００２７】
第一の態様の別の例では、前記オルガノシリコンは、前記第一のシート結合表面上にオルガノシランモノマーを堆積することによって形成され、このオルガノシランモノマーは、フェニルシラン、メチルフェニルシラン、ジフェニルシラン、メチルジフェニルシランおよびトリフェニルシランからなる群から選択される。
【００２８】
第一の態様の別の例では、前記オルガノシリコンは、前記第一のシート結合表面上にオルガノシランモノマーを堆積することによって形成され、このオルガノシランモノマーは、酸素原子を含まない。
【００２９】
第一の態様の別の例では、前記改質層は、フェニルシリコン、メチルフェニルシリコン、ジフェニルシリコン、メチルジフェニルシリコンおよびトリフェニルシリコンからなる群から選択される化合物の堆積によって形成される。
【００３０】
第一の態様の別の例では、前記改質層は単分子層ではない。
【００３１】
第一の態様の別の例では、前記改質層は、重合アモルファスオルガノシリコンである。
【００３２】
第一の態様の別の例では、前記第二のシートは、前記改質層と接触している。
【００３３】
第一の態様の別の例では、前記改質層は、０．９未満のケイ素に対する酸素の原子パーセント比を有し、ケイ素と酸素の原子パーセントは、表面改質前および前記第一のシート結合表面との接触前に当該改質層から測定される。
【００３４】
第一の態様の別の例では、前記改質層は、０．８未満のケイ素に対する酸素の原子パーセント比を有し、ケイ素と酸素の原子パーセントは、表面改質前および前記第一のシート結合表面との接触の前に当該改質層から測定される。
【００３５】
第一の態様の別の例では、前記改質層結合表面は、１から３の範囲のケイ素に対する酸素の原子パーセント比および０．５から１．５の範囲のケイ素に対する窒素の原子パーセント比を有し、ケイ素、酸素および窒素の原子パーセントは、当該改質層結合表面が窒素含有リアクタントに曝露され、当該改質層結合表面の表面エネルギーを５５ｍＪ／ｍ２から７５ｍＪ／ｍ２の範囲まで増大した後で当該改質層結合表面から測定される。
【００３６】
第一の態様の別の例では、前記改質層結合表面は、２．５未満のケイ素に対する酸素の原子パーセント比を有し、ケイ素と酸素の原子パーセントは、当該改質層結合表面が窒素含有リアクタントに曝露され、当該改質層結合表面の表面エネルギーを５５ｍＪ／ｍ２から７５ｍＪ／ｍ２の範囲まで増大した後で当該改質層結合表面から測定される。
【００３７】
第一の態様の別の例では、前記改質層結合表面は、１から３の範囲のケイ素に対する酸素の原子パーセント比および２．５から６．５の範囲のケイ素に対する窒素の原子パーセント比を有し、ケイ素、酸素および窒素の原子パーセントは、当該ガラス物品が、窒素含有リアクタント中に１０分間７００℃に保持され、次に、当該ガラス物品が室温まで冷却された後で前記第一のシートが前記第二のシートから分離された後で前記改質層結合表面から測定される。
【００３８】
第一の態様の別の例では、前記改質層結合表面は、２．６未満のケイ素に対する酸素の原子パーセント比を有し、ケイ素と酸素の原子パーセントは、当該ガラス物品が、窒素含有リアクタント中で１０分間７００℃に保持され、次に、当該ガラス物品が室温まで冷却された後で前記第一のシートが前記第二のシートから分離された後で当該改質層結合表面から測定される。
【００３９】
第一の態様の別の例では、当該ガラス物品が、６００℃毎分の速度で室温から６００℃まで周期変化させるチャンバ内での加熱による温度サイクルを受け、当該ガラス物品を室温まで冷却させる前に１０分間６００℃に保持された後で、ブリスター面積率の変化が５パーセント未満である。
【００４０】
第一の態様の別の例では、当該ガラス物品が、６００℃毎分の速度で室温から７００℃まで周期変化させるチャンバ内での加熱による温度サイクルを受け、当該ガラス物品を室温まで冷却させる前に１０分間７００℃に保持された後で、ブリスター面積率の変化が１パーセント未満である。
【００４１】
第一の態様の別の例では、当該ガラス物品が、６００℃毎分の速度で室温から７００℃まで周期変化させるチャンバ内での加熱による温度サイクルを受け、当該ガラス物品を室温まで冷却させる前に１０分間７００℃に保持された後で、前記第一のシートを二つ以上の部分に割ることなく該第一のシートが前記第二のシートから分離される場合がある。
【００４２】
第一の態様の別の例では、３００℃から６５０℃の温度範囲では前記改質層からのアウトガスがない。
【００４３】
第一の態様は、単独で、または上述の第一の態様の例のうちの一つ以上と組み合わせて提供される場合がある。
【００４４】
第三の態様では、
第一のシート結合表面を有する第一のシートと、
第二のシート結合表面を有する第二のシートと、
改質層結合表面を有する改質層であって、オルガノシリコンを含む改質層であって、単分子層ではない改質層と
を含むガラス物品であって、
当該改質層結合表面は、当該第一のシート結合表面と接触し、当該第二のシート結合表面は、当該第二のシート結合表面と当該第一のシート結合表面の間に当該改質層を挟んだ状態で当該第一のシート結合表面と連結し、当該第一のシート結合表面は、４００℃から６００℃の温度範囲にわたって１５０ｍＪ／ｍ２から６００ｍＪ／ｍ２の範囲内の結合エネルギーで当該改質層結合表面と結合し、その範囲の任意の特定の温度における結合エネルギーは、窒素雰囲気中に１０分間その特定の温度に当該ガラス物品を保持することによって測定されるガラス物品がある。
【００４５】
第三の態様の一例では、前記第一のシート結合表面は、４００℃から６００℃の温度範囲にわたって３００ｍＪ／ｍ２から４００ｍＪ／ｍ２の範囲内の結合エネルギーで前記改質層結合表面と結合し、その範囲の任意の特定の温度における結合エネルギーは、窒素雰囲気中に１０分間その特定の温度に当該ガラス物品を保持することによって測定される。
【００４６】
第三の態様の別の例では、前記第一のシート結合表面は、４００℃から６００℃の温度範囲にわたって３５０ｍＪ／ｍ２から４００ｍＪ／ｍ２の範囲内の結合エネルギーで前記改質層結合表面と結合し、その範囲の任意の特定の温度における結合エネルギーは、窒素雰囲気中に１０分間その特定の温度に当該ガラス物品を保持することによって測定される。
【００４７】
第三の態様の別の例では、前記第一のシート結合表面は、５００℃から６００℃の温度範囲にわたって３００ｍＪ／ｍ２から４００ｍＪ／ｍ２の範囲内の結合エネルギーで前記改質層結合表面と結合し、その範囲の任意の特定の温度における結合エネルギーは、窒素雰囲気中に１０分間その特定の温度に当該ガラス物品を保持することによって測定される。
【００４８】
第三の態様の別の例では、前記第一のシート結合表面は、５００℃から６００℃の温度範囲にわたって５００ｍＪ／ｍ２から６００ｍＪ／ｍ２の範囲内の結合エネルギーで前記改質層結合表面と結合し、その範囲の任意の特定の温度における結合エネルギーは、窒素雰囲気中に１０分間その特定の温度に当該ガラス物品を保持することによって測定される。
【００４９】
第三の態様の別の例では、前記第一のシート結合表面は、４５０℃から７５０℃の温度範囲にわたって４００ｍＪ／ｍ２から６００ｍＪ／ｍ２の範囲内の結合エネルギーで前記改質層結合表面と結合し、その範囲の任意の特定の温度における結合エネルギーは、窒素雰囲気中に１０分間その特定の温度に当該ガラス物品を保持することによって測定される。
【００５０】
第三の態様の別の例では、前記第一のシート結合表面は、５５０℃から６５０℃の温度範囲にわたって３００ｍＪ／ｍ２から４００ｍＪ／ｍ２の範囲内の結合エネルギーで前記改質層結合表面と結合し、その範囲の任意の特定の温度における結合エネルギーは、窒素雰囲気中に１０分間その特定の温度に当該ガラス物品を保持することによって測定される。
【００５１】
第三の態様の別の例では、当該ガラス物品が、６００℃毎分の速度で室温から６００℃まで周期変化させるチャンバ内での加熱による温度サイクルを受け、当該ガラス物品を室温まで冷却させる前に１０分間６００℃に保持された後で、ブリスター面積率の変化が５パーセント未満である。
【００５２】
第三の態様の別の例では、当該ガラス物品が、６００℃毎分の速度で室温から７００℃まで周期変化させるチャンバ内での加熱による温度サイクルを受け、当該ガラス物品を室温まで冷却させる前に１０分間７００℃に保持された後で、ブリスター面積率の変化が１パーセント未満である。
【００５３】
第三の態様は、単独で、または上述の第三の態様の例のうちの一つ以上と組み合わせて提供される場合がある。
【００５４】
第四の態様では、ガラス物品を製造する方法であって、
第二のシートの結合表面上にオルガノシランモノマーを堆積することによって、当該第二のシートの当該結合表面上に、オルガノシリコンを含む改質層であって、改質層結合表面を有する改質層を形成するステップと、
当該改質層結合表面の表面エネルギーを増大させるステップと、
第一のシートの結合表面を当該改質層の当該結合表面に結合するステップと
を含む方法がある。
【００５５】
第四の態様の一例では、前記改質層結合表面の表面エネルギーは、窒素ガス、酸素ガス、水素ガス、二酸化炭素ガスまたはそれらの組み合わせへの曝露によって増大させる。
【００５６】
第四の態様の別の例では、前記改質層結合表面の表面エネルギーは、６０°未満の水と空気の接触角において５５ｍＪ／ｍ２以上に増大させる。
【００５７】
第四の態様の別の例では、前記改質層は、５ｎｍから１０マイクロメートルの範囲の厚みを有する。
【００５８】
第四の態様の別の例では、前記第一のシートは、３００マイクロメートル以下の厚みを有するガラスであり、前記第二のシートは、３００マイクロメートル以上の厚みを有するガラスである。
【００５９】
第四の態様の別の例では、前記改質層は、０．９未満のケイ素に対する酸素の原子パーセント比を有し、ケイ素と酸素の原子パーセントは、表面改質前および前記第一のシートの前記結合表面との接触前に当該改質層から測定される。
【００６０】
第四の態様の別の例では、前記改質層は、０．８未満のケイ素に対する酸素の原子パーセント比を有し、ケイ素と酸素の原子パーセントは、表面改質前および前記第一のシートの前記結合表面との接触前に当該改質層から測定される。
【００６１】
第四の態様の別の例では、前記改質層は、水素を除いて存在する原子の総量の４０原子パーセント未満の酸素原子と窒素原子の含有量を有し、この酸素および窒素の原子パーセントは、前記第一のシートの前記結合表面との接触前に前記改質層結合表面から測定される。
【００６２】
第四の態様の別の例では、前記改質層結合表面は、１から３のケイ素に対する酸素の原子パーセント比および２．５から６．５の範囲のケイ素に対する窒素の原子パーセント比を有し、ケイ素、酸素および窒素の原子パーセントは、当該ガラス物品が、窒素中に１０分間７００℃に保持され、次に、当該ガラス物品が室温まで冷却された後で前記第一のシートが前記第二のシートから分離された後で前記改質層結合表面から測定される。
【００６３】
第四の態様の別の例では、前記改質層結合表面は、２．６未満のケイ素に対する酸素の原子パーセント比を有し、ケイ素と酸素の原子パーセントは、当該ガラス物品が、窒素中で１０分間７００℃に保持され、次に、当該ガラス物品が室温まで冷却された後で前記第一のシートが前記第二のシートから分離された後で当該改質層結合表面から測定される。
【００６４】
第四の態様の別の例では、前記改質層は、フェニルシリコン、メチルフェニルシリコン、ジフェニルシリコン、メチルジフェニルシリコンおよびトリフェニルシリコンからなる群から選択される化合物の堆積によって形成される。
【００６５】
第四の態様の別の例では、前記改質層は単分子層ではない。
【００６６】
第四の態様の別の例では、前記改質層は、重合アモルファスアリールシリコンである。
【００６７】
第四の態様の別の例では、前記オルガノシランモノマーは、式（Ｒ１）ｘＳｉ（Ｒ２）ｙを有し、Ｒ１は、アリール、アルキル、アルキニル、および／またはアルケニルであり、ｘは、１、２または３であり、Ｒ２は、水素、ハロゲン、アリール、アルキル、アルキニルおよび／またはアルケニル、またはそれらの組み合わせであり、ｙは、１、２または３であり、Ｒ１およびＲ２は酸素ではない。
【００６８】
第五の態様では、第四の態様の方法が提供され、前記オルガノシランモノマーは、式（Ｒ１）ｘＳｉ（Ｒ２）ｙを有し、Ｒ１は、アリール、アルキル、アルキニル、および／またはアルケニルであり、ｘは、１、２または３であり、Ｒ２は、水素、ハロゲン、アリール、アルキル、アルキニルおよび／またはアルケニル、またはそれらの組み合わせであり、ｙは、１、２または３であり、Ｒ１およびＲ２は酸素ではない。
【００６９】
第五の態様の一例では、Ｒ１またはＲ２は、アリール、フェニル、トリル、キシリル、ナフチルまたはそれらの組み合わせである。
【００７０】
第五の態様の別の例では、Ｒ２は、水素、メチルまたはそれらの組み合わせである。
【００７１】
第五の態様の別の例では、Ｒ１またはＲ２はアリールである。
【００７２】
第五の態様の別の例では、Ｒ１またはＲ２はジアリールである。
【００７３】
第五の態様の別の例では、前記オルガノシランモノマーは、フェニルシラン、メチルフェニルシラン、ジフェニルシラン、メチルジフェニルシランおよびトリフェニルシランからなる群から選択される。
【００７４】
第五の態様の別の例では、前記オルガノシランモノマーは、酸素原子を含まない。
【００７５】
第五の態様は、単独で、または上述の第五の態様の例のうちの一つ以上と組み合わせて提供される場合がある。
【００７６】
第四の態様の別では、前記第一のシートの前記結合表面は、窒素雰囲気中に１０分間６００℃に当該ガラス物品を保持した後で６００ｍＪ／ｍ２未満の結合エネルギーで前記改質層結合表面と結合している。
【００７７】
第四の態様の別の例では、前記第一のシートの前記結合表面は、窒素雰囲気中に１０分間７００℃に当該ガラス物品を保持した後で６００ｍＪ／ｍ２未満の結合エネルギーで前記改質層結合表面と結合している。
【００７８】
第四の態様の別の例では、前記第一のシートの前記結合表面は、窒素雰囲気中に１０分間７５０℃に当該ガラス物品を保持した後で６００ｍＪ／ｍ２未満の結合エネルギーで前記改質層結合表面と結合している。
【００７９】
第四の態様の別の例では、前記第一のシートの前記結合表面は、窒素雰囲気中に１０分間６５０℃に当該ガラス物品を保持した後で４５０ｍＪ／ｍ２未満の結合エネルギーで前記改質層結合表面と結合している。
【００８０】
第四の態様は、単独で、または上述の第四の態様の例のうちの一つ以上と組み合わせて提供される場合がある。
【００８１】
添付の図面は、説明される原理がさらに理解されるようにするために含まれており、本明細書に組み込まれてその一部を構成する。これらの図面は、一つ以上の実施形態を例示し、説明とともに、これらの実施形態の原理および作用を一例として説明する一助となる。本明細書および図面に開示される様々な特徴は、ありとあらゆる組み合わせで使用できると理解すべきである。非限定的な例として、それらの様々な特徴は、態様として本明細書に述べられたように互いに組み合わされる場合がある。
【００８２】
上記の説明およびその他の特徴、態様および利点は、以下の詳細な説明が次の添付の図面を参照しながら読まれるとき、さらによく理解される。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】改質層を介在させた状態でキャリアが薄いシートに結合している物品の概略的な側面図である。
【図２】図１における物品の部分切欠分解図である。
【図３】アリールシリコンポリマーを形成する水素化アリールシリコンの反応の一例の図である。
【図４】２マイクロメートルの厚みを有するフェニルシリコン層の表面エネルギーのグラフである。
【図５】２５０ｎｍの厚みを有するフェニルシリコン層に結合された薄いガラスに関する、結合エネルギーおよびブリスター面積率の変化のグラフである。フェニルシリコン層は、薄いガラスを結合する前に窒素を用いてプラズマ処理された。
【図６】１００ｎｍの厚みを有するメチルフェニルシリコン層に結合された薄いガラスに関する、結合エネルギーおよびブリスター面積率の変化のグラフである。このメチルフェニルシリコン層は、薄いガラスを結合する前に窒素を用いてプラズマ処理された。
【図７】３０ｎｍの厚みを有するジフェニルシリコン層に結合された薄いガラスに関する結合エネルギーおよびブリスター面積率の変化のグラフである。ジフェニルシリコン層は、薄いガラスを結合する前に窒素を用いてプラズマ処理された。
【図８】試験設定の概略図である。
【図９】図８に係る試験設定における、ガラスキャリア上にプラズマ堆積した２５０ｎｍの厚みを有するフェニルシリコン層に関する表面エネルギーおよびカバーウエハに関する表面エネルギーのグラフである。
【図１０】図８に係る試験設定における、ガラスキャリア上にプラズマ堆積した３７ｎｍの厚みを有するフェニルシリコン層に関する表面エネルギーおよびカバーウエハに関する表面エネルギーのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００８４】
以下の詳細な説明では、本発明の様々な原理および態様が十分に理解されるように、便宜的かつ非制限的に、具体的な詳細を開示する例示的な実施形態が記述される。しかしながら、本開示の利益を得た当業者には、本明細書に開示した具体的な細部とは異なる他の実施形態で本発明が実施される場合があることは明らかであろう。さらに、周知のデバイス、方法および材料の説明は、本明細書に記述した様々な原理の説明が分かりにくくならないように省略する場合がある。最後に、同様の参照番号は、適用可能であれば同様の要素を指している。
【００８５】
本明細書で使用される方向に関する用語、例えば、上、下、右、左、前、後、頂、底は、専ら描かれた図面を参照して成立しており、絶対的な向きを示唆する意図はない。
【００８６】
本明細書において、範囲は、「約」ある特定の値から、および／または「約」別の特定の値までの範囲として表現される可能性がある。かかる範囲が表現されているとき、別の実施形態は、そのある特定の値からおよび／またはその別の特定の値までを含む。同様に、値が、「約」という先行詞を用いることによって近似値として表現されているとき、その特定の値が別の実施形態を成すことが理解されるであろう。さらに、これらの各範囲の端点は、他方の端点との関連においても、他方の端点からは独立していても、有意であることが理解されるであろう。
【００８７】
提供されるのは、キャリア上での薄いシートの処理を可能にする課題解決法であって、それにより、第一のシート、例えば、薄いガラスシートの少なくとも一部が、その薄いシート上に加工されたデバイスをキャリアから取り去ることができるように第二のシート、例えば、キャリアと「制御可能に結合され」た状態を維持する。有利な表面形状特性を維持するために、キャリアは、典型的には、ディスプレイ級のガラス基板である。したがって、場合によっては、一度の使用でキャリアをただ廃棄するのは不経済で、コストがかかる。したがって、ディスプレイ製造のコストを削減するために、二つ以上の薄いシート基板を処理するためにキャリアを再使用できることが望ましい。本開示は、高温処理を含む処理ラインの過酷な環境を通して薄いシートを処理することを可能にしながらも、薄いシートまたはキャリアに対する損傷、例えば、キャリアと薄いシートのうちの一方が二つ以上の部分に割れるまたは亀裂が入ることがないように薄いシートがキャリアから容易に取り除かれるようにすることによって、キャリアを再使用できるようにする物品および方法を記述する。高温処理は、≧４００℃の温度での処理を含む場合があり、製造されるデバイスの種類に応じて変わる場合がある。例えば、高温処理は、アモルファスシリコンまたはアモルファスインジウムガリウム亜鉛酸化物（ＩＧＺＯ）のバックプレーン処理の場合のように最高約４５０℃の温度、結晶ＩＧＺＯ処理の場合のように最高約５００℃から５５０℃の温度、またはＬＴＰＳプロセスおよびＴＦＴプロセスにおいて典型的であるような最高約６００℃から６５０℃の温度を含む場合がある。本開示の物品および方法は、例えば、７００℃から８００℃の範囲の他の高温処理に適用できながら、薄いシートに重大な損傷を与えることなく薄いシートをキャリアから取り除くことを可能する。
【００８８】
図１および図２に示すように、ガラス物品２は厚み８を有し、厚み２８を有する第一のシート２０、例えば、薄いガラスシートであって、例えば、約３００マイクロメートル以下の厚み、例えば、１０マイクロメートルから５０マイクロメートル、５０マイクロメートルから１００マイクロメートル、１００マイクロメートルから１５０マイクロメートル、１５０マイクロメートルから３００マイクロメートル、３００マイクロメートル、２５０マイクロメートル、２００マイクロメートル、１９０マイクロメートル、１８０マイクロメートル、１７０マイクロメートル、１６０マイクロメートル、１５０マイクロメートル、１４０マイクロメートル、１３０マイクロメートル、１２０マイクロメートル、１１０マイクロメートル、１００マイクロメートル、９０マイクロメートル、８０マイクロメートル、７０マイクロメートル、６０マイクロメートル、５０マイクロメートル、４０マイクロメートル、３０マイクロメートル、２０マイクロメートル、または１０マイクロメートルの厚みを含むがそれらに限定されない厚みを有するものと、厚み３８を有する改質層３０と、厚み１８を有する第二のシート１０、例えば、キャリアとを含む。
【００８９】
薄いシート２０自体は約３００マイクロメートル以下であるが、ガラス物品２は、より厚いシート、例えば、約０．４ｍｍ以上、例えば、０．４ｍｍ、０．５ｍｍ、０．６ｍｍ、０．７ｍｍ、０．８ｍｍ、０．９ｍｍ、または１．０ｍｍ程度のシート用に設計された装置での薄いシート２０の処理を可能にするために配置される。厚み８は、厚み１８、厚み２８、および厚み３８の合計であるが、一つの装置、例えば、電子デバイスの部品を基板シート上に配置するように設計された装置が処理するように設計されたより厚いシートの厚みと同等にできる。一例において、この処理装置が７００マイクロメートルのシート用に設計されており、薄いシートが３００マイクロメートルの厚み２８を有する場合、厚み３８が無視できると仮定すれば、厚み１８は、４００マイクロメートルとして選択されるであろう。すなわち、改質層３０は正確な縮尺で示されておらず、むしろ、ただ単に便宜上、大きく誇張されている。さらに、図２では、改質層は切り取られて示されている。改質層は、再使用可能なキャリアが提供されるとき、結合表面１４上に均一に配置することができる。典型的には、厚み３８は、ナノメートルオーダーになり、例えば、２ｎｍから１マイクロメートル、５ｎｍから２５０ｎｍ、または２０ｎｍから１００ｎｍ、または約３０ｎｍ、約４０ｎｍ、約５０ｎｍ、約６０ｎｍ、約７０ｎｍ、約８０ｎｍ、または約９０ｎｍになるであろう。改質層の存在は、表面化学分析によって、例えば、飛行時間二次イオン質量分析法（ＴＯＦ‐ＳＩＭＳ）によって検出する場合がある。
【００９０】
キャリア１０は、第一の表面１２と、結合表面１４と、外周１６とを有する。キャリア１０は、ガラスを含む任意の適当な材料でよい。このキャリアは、非ガラス材料、例えば、セラミック、ガラスセラミック、ケイ素、または金属にすることができるが、それは、その表面エネルギーおよび／または結合が、ガラスキャリアに関連して以下に説明される表面エネルギーおよび／または結合と同様の方法で制御される場合があるからである。ガラス製であれば、キャリア１０は、アルミノシリケート、ボロシリケート、アルミノボロシリケート、ソーダライムシリケートを含む任意の適当な組成でよく、その最終的な用途に応じてアルカリを含んでもアルカリを含まなくてもよい。厚み１８は、約０．２ｍｍから３ｍｍ、またはそれ以上である場合があり、例えば、０．２ｍｍ、０．３ｍｍ、０．４ｍｍ、０．５ｍｍ、０．６ｍｍ、０．６５ｍｍ、０．７ｍｍ、１．０ｍｍ、２．０ｍｍ、または３ｍｍ、またはそれ以上である場合があり、上記のように、厚み２８と、無視できない場合の厚み３８とによって変わる。一実施形態では、キャリア１０は、図示のように一つの層から、または互いに結合した複数の層（複数の薄いシートを含む）からなる場合がある。さらに、このキャリアは、第１世代のサイズまたはそれ以上、例えば、第２世代、第３世代、第４世代、第５世代、第８世代またはそれ以上の世代のサイズである場合があり、例えば、１００ｍｍ×１００ｍｍから３メートル×３メートルまたはそれ以上のシートサイズである場合がある。
【００９１】
薄いシート２０は、第一の表面２２と、結合表面２４と、外周２６とを有する。外周１６（キャリア）および外周２６は、任意の適当な形状でよく、互いに同一である場合があり、または互いに異なる場合がある。さらに、薄いシート２０は、ガラス、セラミック、またはガラスセラミック、シリコンウエハ、または金属を含む、任意の適当な材料でよい。キャリア１０に関して上記のように、ガラス製の場合、薄いシート２０は、アルミノシリケート、ボロシリケート、アルミノボロシリケート、ソーダライムシリケートを含む任意の適当な組成でよく、その最終的な用途に応じてアルカリを含んでもアルカリを含まなくてもよい。この薄いシートの熱膨張係数は、高温での処理時の当該物品の反りを軽減するためにキャリアの熱膨張係数と実質的に同一にできる。薄いシート２０の厚み２８は、上記のように、３００マイクロメートル以下である。さらに、この薄いシートは、第１世代のサイズまたはそれ以上、例えば、第２世代、第３世代、第４世代、第５世代、第８世代またはそれ以上の世代のサイズである場合があり、例えば、１００ｍｍ×１００ｍｍから３メートル×３メートルまたはそれ以上のシートサイズである場合がある。
【００９２】
ガラス物品２は、既存の装置による処理を考慮した厚みを有することができ、同様に、ガラス物品２は、処理が行われる過酷な環境に耐えることができる。例えば、ＦＰＤ処理は、ウェット超音波処理、真空処理、および高温（例えば、≧４００℃）処理を含む場合がある。一部のプロセスに関して、上記のように、その温度は、≧５００℃、≧５５０℃、≧６００℃、≧６５０℃、≧７００℃になる場合、および７５０℃に至る場合がある。
【００９３】
物品２が処理されるであろう過酷な環境に耐えるため、結合表面１４は、第一のシート２０が第二のシート１０から分離しないように十分な強度で結合表面２４に結合すべきである。そしてこの強度は、シート２０が処理中にシート１０から分離しないように処理の間中ずっと維持されるべきである。さらに、キャリア１０が再使用できるようにシート２０をシート１０から取り除くことができるように、結合表面１４は、当初に設計された結合力によって、および／または、例えば、当該物品が高温、例えば、≧４００℃から≧７５０℃の温度での処理を受けるときに生じる場合がある当初に設計された結合力の改質から生じる結合力によって、あまり強く結合表面２４に結合されるべきではない。表面改質層３０は、これらの目的の両方を達成するように結合表面１４と結合表面２４の間の結合の強度を制御するために使用される場合がある。この制御された結合力は、シート２０およびシート１０の極性および非極性の表面エネルギー成分を調節することによって制御される全体の接着エネルギーに対するファンデルワールスおよび／または水素結合の引力エネルギー並びに共有結合の引力エネルギーの寄与を制御することによって達成される。この制御された結合は、例えば、≧４００℃の温度、および、一部の例では、≧５００℃、≧５５０℃、≧６００℃、≧６５０℃、≧７００℃、および７５０℃に至る処理温度を含む、ＦＰＤ処理に耐えるほど強固であり、かつ、シート同士を分離するには十分であるがシート２０および／またはシート１０に重大な損傷を生じない力の付加によって剥離可能な状態を維持する。例えば、この力によって、シート２０とシート１０のいずれも割れるべきではない。かかる剥離により、シート２０およびその上に作製されたデバイスを取り除くことができ、キャリアとしてまたは何らかの他の目的にシート１０を再使用することも可能になる。
【００９４】
改質層３０はシート２０とシート１０の間の固体層として示されているが、そうでなくてもよい。例えば、層３０は、０．１ｎｍから１μｍ程度の厚みである場合があり、例えば、１ｎｍから１０ｎｍ、１０ｎｍから５０ｎｍ、１００ｎｍ、２５０ｎｍ、５００ｎｍから１μｍの厚みである場合があり、結合表面１４の全ての部分を完全には被覆しない場合がある。例えば、その被覆率は、結合表面１４の≦１００％、１％から１００％、１０％から１００％、２０％から９０％、または５０％から９０％の場合がある。他の実施形態では、層３０は、最大で５０ｎｍの厚みの場合があり、または、他の実施形態では、最大で１００ｎｍから２５０ｎｍの厚みにもなる場合がある。改質層３０は、シート１０およびシート２０のうちの一方または他方に接触していない場合でも、シート１０とシート２０の間に配置されているとみなされる場合がある。改質層３０の別の態様では、この層は、結合表面１４の、結合表面２４と結合する能力を改質することにより、シート１０とシート２０の間の結合の強度を制御する。改質層３０の材料および厚み、および結合前の結合表面１４および結合表面２４の処理を用いて、シート１０とシート２０の間の結合の強度（接着のエネルギー）を制御することができる。
【００９５】
改質層の堆積
改質層を設けるためのコーティング方法の例としては、化学蒸着（ＣＶＤ）技術、および類似の方法が挙げられる。ＣＶＤ技術の具体例としては、ＣＶＤ、低圧ＣＶＤ、大気圧ＣＶＤ、プラズマ強化ＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ）、大気プラズマＣＶＤ、原子層堆積（ＡＬＤ）、プラズマＡＬＤ、および化学ビームエピタキシーが挙げられる。
【００９６】
また、これらの膜を生成するのに使用される反応ガス混合体は、水素および周期表の第ＶＩＩＩ族元素である不活性ガス、例えば、Ｈｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅから選択される原料ガス（キャリアガス）を制御された量だけ含む場合がある。低い高周波（ＲＦ）エネルギーを使用するときは、この原料ガスは窒素を含む場合がある。原料ガスの量は、使用するガスの種類によって、または成膜プロセス条件によって制御される場合がある。
【００９７】
改質層の表面エネルギー
一般に、改質層３０の表面エネルギーは、堆積した直後および／または、例えば、窒素による活性化によって、さらに処理された後で測定できる。その固体表面の表面エネルギーは、空気中でその固体表面上に個々に置かれた三つの液体、すなわち水、ジヨードメタン、ヘキサデカンの静的接触角を測定することによって間接的に測定される。これらの三つの液体の接触角の値から、この固体表面の極性エネルギー成分と分散エネルギー成分を計算するために回帰分析が行われる。表面エネルギーの値を計算するために使用される理論モデルは、これら三つの液体の三つの接触角の値と、この固体表面およびこれら三つの試験液の表面エネルギーの分散成分および極性成分とを関連付ける次の三つの個別の式を含む。
【００９８】
【数１】
2018524201.tif 000003
【００９９】
【数２】
2018524201.tif 000004
【０１００】
【数３】
2018524201.tif 000005
【０１０１】
上記式において、「Ｗ」、「Ｄ」および「Ｈ」という下付き文字は、それぞれ、水、ジヨードメタンおよびヘキサデカンを表し、「ｄ」および「ｐ」という上付き文字は、それぞれ、表面エネルギーの分散成分および極性成分を表す。ジヨードメタンおよびヘキサデカンは、実際には非極性の液体であるため、上記の一連の式は、次の式に等しくなる。
【０１０２】
【数４】
2018524201.tif 000006
【０１０３】
【数５】
2018524201.tif 000007
【０１０４】
【数６】
2018524201.tif 000008
【０１０５】
上記の一連の三つの式（数４から数６）から、回帰分析により、二つの未知のパラメータ、すなわち、固体表面の分散表面エネルギー成分γｓｄおよび極性表面エネルギー成分γｓｐが計算される。しかし、このアプローチを用いると、この固体表面の表面エネルギーが測定できる限界最大値が存在する。この限界最大値は、水の表面張力であり、７３ｍＪ／ｍ２である。この固体表面の表面エネルギーが水の表面張力よりも明らかに大きければ、この表面は、十分に水に濡れることにより、接触角をゼロに近づけることになる。したがって、この値の表面エネルギーを超えると、全ての計算した表面エネルギー値は、実際の表面エネルギー値には関係なく、約７３ｍＪ／ｍ２から７５ｍＪ／ｍ２に相当することになるであろう。例えば、二つの固体表面の実際の表面エネルギーが７５ｍＪ／ｍ２および１５０ｍＪ／ｍ２であれば、液体接触角を使用して計算した値は、両表面とも約７５ｍＪ／ｍ２になる。
【０１０６】
したがって、本明細書に開示される全ての接触角は、空気中でこの固体表面上に液滴を置き、この固体表面と、その接触線における液体と空気の界面との間の角度を測定することによって測定される。したがって、表面エネルギー値が５５ｍＪ／ｍ２から７５ｍＪ／ｍ２であると主張するときは、これらの値は、上記方法に基づいて計算された表面エネルギー値に対応しており、その計算値が７５ｍＪ／ｍ２に近づくときは７５ｍＪ／ｍ２よりも大きい可能性がある実際の表面エネルギー値には対応していないと理解すべきである。
【０１０７】
改質層に対する第一のシートの結合エネルギー
一般に、二つの表面間の接着のエネルギーすなわち結合エネルギーは、二重片持ち梁法またはくさび試験によって測定できる。これらの試験は、改質層と第一のシートの接触面における接着結合継手に対する力および影響を定量的にシミュレーションする。くさび試験は、結合エネルギーを測定するために一般的に使用されている。例えば、ＡＳＴＭ  Ｄ５０４１、すなわち、結合継手における接着剤の割裂破壊強度の標準試験法、およびＡＳＴＭ  Ｄ３７６２、すなわち、アルミニウムの接着結合した表面耐久性の標準試験法は、くさびを用いて基板同士の結合を測定する標準試験法である。
【０１０８】
この試験方法の概要は、試験が行われる温度および相対湿度、例えば、実験室の温度および相対湿度を記録することを含む。第一のシートと第二のシートの間の結合を破壊するために、第一のシートは、局所的にガラス物品の角において静かに予亀裂が入れられる、または分離される。第二のシートと第一のシートの間に予亀裂を入れるために、鋭利な剃刀、例えば、２２８±２０マイクロメートルの厚みを有するＧＥＭブランドの剃刀を使用できる。この予亀裂の形成において、結合部を疲労させるために、一時的に持続させる圧力が必要な場合がある。亀裂分離を増大するように亀裂前縁が伝播する様子が観察できるまで、アルミニウムのタブを取り除いた平らな剃刀をゆっくりと挿入する。この平らな剃刀は、亀裂を誘起するほど深く挿入する必要はない。一旦亀裂が形成されたら、この亀裂が安定するように、ガラス物品を少なくとも５分間静置する。高湿度環境、例えば、５０％を上回る相対湿度では、より長い静置時間が必要な場合がある。
【０１０９】
亀裂が発展したガラス物品を、顕微鏡によって評価し、その亀裂長を記録する。この亀裂長は、第二のシートからの第一のシートの最終分離点、すなわち、剃刀の先端から最も遠い分離点、および剃刀の最も近い非テーパ部分から測定する。この亀裂長を記録し、結合エネルギーを計算するために次の式に使用する。
【０１１０】
γ＝３ｔｂ２Ｅ１ｔｗ１３Ｅ２ｔｗ２３／１６Ｌ４（Ｅ１ｔｗ１３＋Ｅ２ｔｗ２３）（７）
上記式において、γは結合エネルギー、ｔｂは、刃、剃刀またはくさびの厚み、Ｅ１は、第一のシート２０、例えば、薄いガラスシートのヤング係数、ｔｗ１は第一のシートの厚み、Ｅ２は、第二のシート１０、例えば、ガラスキャリアのヤング係数、ｔｗ２は第二のシート１０の厚み、Ｌは、上記の刃、剃刀、またはくさびの挿入時点の第一のシート２０と第二のシート１０の間の亀裂長である。
【０１１１】
この結合エネルギーは、シリコンウエハボンディングの場合のように挙動すると考えられ、最初に水素結合させた一対のウエハが加熱され、シラノール‐シラノール水素結合の多くのまたは全てをＳｉ‐Ｏ‐Ｓｉ共有結合に変換する。最初の、室温による水素結合は、結合した表面同士の分離を可能にする約１００ｍＪ／ｍ２から２００ｍＪ／ｍ２程度の結合エネルギーを生じるが、４００℃から８００℃程度の高温処理時に得られるような完全に共有結合したウエハ対は、結合した表面同士を分離させない約２０００ｍＪ／ｍ２から３０００ｍＪ／ｍ２の接着エネルギーを有し、むしろこれらの二つのウエハはモノリスとして動作する。一方、両表面が、低表面エネルギー材料、例えば、フルオロポリマーによって、下地基板の影響を遮蔽する程度に大きな厚みで完全にコーティングされていれば、接着エネルギーは、コーティング材料の接着エネルギーとなり、非常に低く、結合表面１４と結合表面２４の間の接着が弱くなる、または無くなることになるであろう。したがって、薄いシート２０は、キャリア１０上で処理されることができなくなるであろう。両極端な場合を考える。（ａ）水素結合を介して室温にて互いに結合したシラノール基で飽和した（それにより、接着エネルギーが約１００ｍＪ／ｍ２から２００ｍＪ／ｍ２である）後、これらのシラノール基を共有結合性のＳｉ‐Ｏ‐Ｓｉ結合に変換する温度まで加熱した（それにより、接着エネルギーが約２０００ｍＪ／ｍ２から３０００ｍＪ／ｍ２になる）二つのスタンダードクリーン１（技術的にＳＣ１として知られている）洗浄を経たガラス表面。この接着エネルギーの後者は、この一対のガラス表面が取り外し可能であるには高過ぎる。（ｂ）室温で結合させて高温に加熱した、低い表面接着エネルギー（表面当たり約１２ｍＪ／ｍ２から２０ｍＪ／ｍ２）を有するフルオロポリマーで完全にコーティングした二つのガラス表面。この後者（ｂ）の場合では、これらの表面は、表面同士を合わせたときの約２４ｍＪ／ｍ２から４０ｍＪ／ｍ２という全体の接着エネルギーでは低すぎるために低温で結合しないだけでなく、極性反応基が少なすぎるために高温でも結合しない。これら両極端の場合の間に、望ましい度合いの制御された結合を生じることができる接着エネルギーの範囲、例えば、５０ｍＪ／ｍ２から１０００ｍＪ／ｍ２の間の範囲が存在する。したがって、本発明者らは、これら両極端の場合の間の結合エネルギーに至る改質層３０であって、過酷なＦＰＤ処理を通して一対のガラス基板、例えば、ガラスキャリア１０と薄いガラスシート２０とを互いに結合した状態に維持するには十分であるが、例えば、≧４００℃から７５０℃の高温処理後であっても、処理が完了した後にシート１０からシート２０を取り外すこともできる程度の制御された結合を生じることができるような改質層３０を提供する様々な方法を発見した。さらに、シート１０からシート２０の取り外しは、機械的な力で行うことができ、かつ少なくともシート２０に対する重大な損傷がないように、かつ、好ましくはシート１０に対する重大な損傷もないように行うことができる。
【０１１２】
適当な結合エネルギーは、選定された表面改質剤、すなわち、改質層３０、および／または結合前の表面の熱処理または窒素処理を用いて得ることができる。この適当な結合エネルギーは、結合表面１４および結合表面２４のうちのいずれか一方または両方の化学改質剤の選択によって達成される場合があり、この化学改質剤は、ファンデルワールス（および／または水素結合、これらの用語は本明細書を通して交換可能に用いる）接着エネルギーと、例えば≧４００℃から７５０℃程度の高温処理から生じる可能性のある共有結合接着エネルギーとの両方を制御する。
【０１１３】
本発明者らは、ＬＴＰＳ処理を含むＦＰＤ処理に適した薄いシートおよびキャリアを含む物品が、例えば、フェニルシリコン、メチルフェニルシリコン、ジフェニルシリコン、メチルジフェニルシリコンおよびトリフェニルシリコンのうちの少なくとも一つまたはそれらの組み合わせを含有するオルガノシリコン改質層によって第一のシート２０および／または第二のシート１０をコーティングすることによって製造できることを発見した。改質層３０は単分子層ではない。例えば、改質層３０は、図３に示すような重合アモルファスオルガノシリコンにできる。言い換えれば、改質層３０は、技術的に既知の自己組織化単分子層ではなく、１０ｎｍよりも大きな厚み、そして例えば２０ｎｍよりも大きな厚みを有する。
【０１１４】
このオルガノシリコン層は、受け表面上にオルガノシランモノマーを堆積することによって形成される場合がある。オルガノシランモノマーは、（Ｒ１）ｘＳｉ（Ｒ２）ｙという式を有することができ、Ｒ１は、アリール、アルキル、アルキニルおよび／またはアルケニルが可能であり、ｘは、１、２または３であり、Ｒ２は、水素、ハロゲン、アリール、アルキル、アルキニルおよび／またはアルケニル、またはそれらの組み合わせが可能であり、ｙは、１、２または３であり、Ｒ１およびＲ２は酸素ではない。例えば、Ｒ１またはＲ２は、アリール、フェニル、トリル、キシリル、ナフチルまたはそれらの組み合わせが可能である。様々な実施形態において、Ｒ１またはＲ２は、アリール、ジアリールまたはトリアリールである。別の例では、オルガノシランモノマーは、フェニルシラン、メチルフェニルシラン、ジフェニルシラン、メチルジフェニルシランおよびトリフェニルシランから選択できる。さらに別の例では、オルガノシランモノマーは、酸素原子を含まないことが可能である。
【０１１５】
改質層３０は、極性成分および分散成分を含む一つの面に関して測定したとき、約５５ｍＪ／ｍ２から約７５ｍＪ／ｍ２の範囲の表面エネルギーを有する結合表面を提供することができ、それにより、この表面は弱い結合しか生じない。結合に必要な所望の表面エネルギーは、最初に堆積したオルガノシリコン改質層の表面エネルギーではない場合がある。例えば、この堆積層はさらに処理されてよい。最初に堆積した状態、かつさらなる処理がない状態では、このオルガノシリコン改質層は良好な熱安定性を示す。例えば、図４は、２マイクロメートルの厚みを有するフェニルシリコン層の熱安定性を示している。図示のように、全体の表面エネルギー（三角形のデータ点は全体の表面エネルギーを表し、菱形のデータ点は分散成分を表し、正方形のデータ点は極性成分を表している）は、この層を５００℃まで加熱した後で著しく変化しない。試験したフェニルシリコン層、例えば、図４に示す層の低い表面エネルギーゆえに、ガラスへの結合には表面活性化が望ましい場合がある。堆積したオルガノシリコン層の表面エネルギーは、Ｎ２、Ｎ２‐Ｈ２、Ｎ２‐Ｏ２、ＮＨ３、Ｎ２Ｈ４、ＨＮ３、ＣＯ２、またはそれらの混合物への曝露、すなわちプラズマ曝露によって７６ｍＪ／ｍ２まで上昇できる。表１は、フェニルシリコン（「ＰＳ」）層およびジフェニルシリコン（「ＤＰＳ」）層の接触角（水「Ｗ」、ヘキサデカン「ＨＤ」、およびジヨードメタン「ＤＩＭ」に関する）および表面エネルギー（三つの上記試験液Ｗ、ＨＤ、ＤＩＭの三つの接触角にＳ．Ｗｕによって開発された理論モデル（１９７１年）を当てはめることによって測定したときの分散成分「Ｄ」、極性成分「Ｐ」、および全体「Ｔ」。Ｓ．Ｗｕ，Ｊ．Ｐｏｌｙｍ．Ｓｃｉ．Ｃ，３４，１９，１９７１を参照）を示している。さらに、表１は、ＰＳ層またはＤＰＳ層がプラズマ処理されたか否かを示し、「処理」の列には特定のプラズマ処理を示している。したがって、例えば、表１の第一の行は、ＰＳ層が、プラズマ処理されず、７４．５のＷ接触角、２．６３のＨＤ接触角、２４．４のＤＩＭ接触角、および４７．４２ｍＪ／ｍ２の全表面エネルギーを有し、そのうち分散成分が３５．６９ｍＪ／ｍ２を占め、極性成分が１１．７３ｍＪ／ｍ２を占めていたことを示している。同様に、表１の第二の行は、ＰＳ層が、Ｎ２‐Ｏ２によってプラズマ処理され、その結果、１３．７のＷ接触角、３．６のＨＤ接触角、４０．８のＤＩＭ接触角、および７４．１９ｍＪ／ｍ２の全表面エネルギーを有し、そのうち分散成分が３２．９１ｍＪ／ｍ２を占め、極性成分が４１．２８ｍＪ／ｍ２を占めていたことを示している。
【０１１６】
【表１】
2018524201.tif 000009
【０１１７】
表１に見られるように、フェニルシリコン層およびジフェニルシリコン層の全表面エネルギーは、水の表面エネルギー程度、すなわち、約７２ｍＪ／ｍ２から７４ｍＪ／ｍ２の表面エネルギーまで増大できる。
【０１１８】
この改質層は、特定の原子、例えば、酸素、ケイ素および窒素の原子パーセント比を有することによって第一のシート２０と第二のシート１０の所望の結合を得る。Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）を使用して、プラズマ処理、例えば、Ｎ２プラズマ表面活性化前後のオルガノシリコン層の表面組成を特定することができる。ＸＰＳは表面高感度技術であり、そのサンプリング深さが約数ナノメートルであることは重要である。
【０１１９】
一例において、Ｎ２プラズマ表面活性化前後のフェニルシリコン層の表面組成の原子パーセント比を以下の表２に示す。フェニルシリコン層は、下記のように、フェニルシランおよび水素からＡｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ社製Ｐ５０００汎用ＣＶＤ装置で水素キャリアガスを用いて水素化オルガノシリコン前駆体から堆積させた。用いたプロセス条件は次の通りである。温度３９０℃、８５℃に保持したフェニルシランバブラーを通したヘリウム１２０標準立方センチメートル（ｓｃｃｍ）、Ｈ２６００ｓｃｃｍ、圧力９トル（約１１９９．９パスカル）、ギャップ２１０ミリメートル、ＲＦエネルギー３００ワット（Ｗ）、１３．５６ＭＨｚ、フェニルシランアンプルは３０℃。これらの層の堆積速度は約１０００ｎｍ／ｍｉｎだった。
【０１２０】
メチルフェニルシリコン層は、同一のＡｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ社製Ｐ５０００汎用ＣＶＤ装置において堆積させた。用いたプロセス条件は次の通りである。温度３９０℃、８５℃に保持したメチルフェニルシランバブラーを通したヘリウム２００ｓｃｃｍ、Ｈ２６００ｓｃｃｍ、圧力９トル（約１１９９．９パスカル）、ギャップ２１０ミリメートル、ＲＦエネルギー４５０Ｗ、メチルフェニルシランアンプルは８０℃。
【０１２１】
ジフェニルシリコン層は、同一のＡｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ社製Ｐ５０００汎用ＣＶＤ装置において堆積させた。用いたプロセス条件は次の通りである。温度３９０℃、８５℃に保持したジフェニルシランバブラーを通したＨｅ５００ｓｃｃｍ、Ｈ２６００ｓｃｃｍ、圧力９トル（約１１９９．９パスカル）、ギャップ２１０ミリメートル、ＲＦエネルギー３００Ｗ、ジフェニルシランアンプルは８０℃。その他の前駆体、例えば、ハロゲン化オルガノシリコンは、図示および本明細書に記載のような類似の結果を生じることになるであろうと考えられる。
【０１２２】
【表２】
2018524201.tif 000010
【０１２３】
堆積時、フェニルシリコン層の改質層表面は、約４：１のＣ：Ｓｉ原子パーセント比および約０．５：１のＯ：Ｓｉ原子パーセント比を含む。堆積プロセス時に意図的に付加した酸素はなかったが、堆積時のフェニルシリコン層は、９．４原子パーセント比の酸素を含んでいた。オルガノシリコン層の表面組成における酸素の存在は、堆積装置、例えば反応器壁からの酸素含有種の捕捉、原材料中の不純物、または、ガラス物品またはサンプルを堆積装置、例えば堆積室から取り去った後の大気中の水分および酸素との改質層のプラズマ活性化表面の反応によっても生じる場合がある。表２は、Ｎ２による改質層の活性化後、窒素がその表面に取り込まれたため、窒素が１２．５原子パーセントまで増加したことを示している。Ｏ：Ｓｉ原子パーセント比は約２．５：１に増加し、Ｃ：Ｓｉ原子パーセント比は約１．２５：１に減少した。Ｓｉの原子パーセント比は、フェニルシリコン層の表面処理後にほとんど変化しないままだった。
【０１２４】
別の例において、Ｎ２プラズマ表面活性化前後のフェニルシリコン層の表面組成の原子パーセント比を次の表３に示す。
【０１２５】
【表３】
2018524201.tif 000011
【０１２６】
表３に示すＳｉ２ｐ表面組成は、堆積時の改質層の表面におけるＳｉ結合が主にＳｉ‐ＣまたはＳｉ‐Ｓｉであり、約２５％のＳｉのみが酸素と結合していることを示している。Ｎ２によって改質層が表面活性化すると、改質層に存在する表面酸素のほとんどがＳｉＯ２の形を取っている。したがって、活性化後はＳｉ‐Ｏ結合の存在が少ない。
【０１２７】
別の例において、Ｎ２プラズマ表面活性化前後のフェニルシリコン層の表面組成の原子パーセント比を次の表４に示す。
【０１２８】
【表４】
2018524201.tif 000012
【０１２９】
表４に示すＣ１ｓ表面組成は、改質層の堆積時の表面におけるＣ‐Ｃ、Ｃ‐ＨおよびΠ‐Π結合が主にＣ‐Ｃ結合またはＣ‐Ｈ結合であり、Π‐Π遷移が観察されることを示している。Ｎ２プラズマ活性化後は、改質層の表面におけるＣ‐Ｃ、Ｃ‐ＨおよびΠ‐Π結合が著しく減少し、より多くの極性のＣ‐Ｏ種またはＣ‐Ｎ種が観察される。
【０１３０】
さらに別の例において、Ｎ２プラズマ表面活性化前後のフェニルシリコン層の表面組成の原子パーセント比を次の表５に示す。
【０１３１】
【表５】
2018524201.tif 000013
【０１３２】
表５に示すＮ１表面組成は、Ｎ‐Ｃ、Ｎ＝ＣおよびＮＨ２の形をした窒素が、改質層のＮ２表面活性化によって導入されることを示している。例えば、窒素の６３％がアミンとして表面に導入される。これらの極性の表面基は、改質層表面のプラズマ活性化の要因となることにより、オルガノシリコン改質層、例えばフェニルシリコンの表面エネルギーをほとんどガラスの表面エネルギー、すなわち、約７４ｍＪ／ｍ２まで上昇し、それにより、薄いガラスシートとの結合を可能にする場合がある。
【０１３３】
Ｎ２による表面活性化前後の堆積改質メチルフェニルシリコン（ＭＰＳ）層および堆積改質ジフェニルシリコン（ＤＰＳ）層の表面組成の個々の原子元素を測定し、以下表６にて報告した。
【０１３４】
【表６】
2018524201.tif 000014
【０１３５】
堆積時の改質層は、検出可能な窒素は含有せず、Ｏ：Ｓｉ比がＭＰＳでは０．４９、ＤＰＳでは０．７８である。図示のように、Ｎ２プラズマ活性化により、ＭＰＳには１０．８原子パーセントの窒素が、ＤＰＳには１４．４原子パーセントの窒素が取り込まれ、改質層表面のＯ：Ｓｉ比が２を超えて増加している。
【０１３６】
改質層の表面組成は、表面化学における変化を特定するために異なるステージで試験した。次の表７は、Ｎ２表面活性化を伴う場合および伴わない場合のアニーリングおよび薄いガラスシートへの結合の影響を示す。
【０１３７】
【表７】
2018524201.tif 000015
【０１３８】
表面活性化または結合がなくＮ２中に１０分間７００℃でアニーリングされたＤＰＳ層は、ほんの僅かな酸化しか示さず、組成変化はほとんど示さなかった。サンプリングされた三つの箇所のうちの二箇所におけるＮ２表面活性化、薄いガラスへの結合、Ｎ２中での１０分間７００℃でのアニーリング、およびジフェニルシリコン表面を露出するための剥離後の層のＸＰＳは、表６に示すようなＮ２処理されたＤＰＳ表面のＸＰＳと類似である。窒素濃度は約半分である。これらの結果は、窒素処理された表面における接着破壊によって生じる剥離と一致する。残りの箇所では、ＸＰＳは、多少の剥き出しのＥＸＧガラスが露出していることを示唆しており、薄いＤＰＳ表面改質の一部が剥離時に引き千切れたことを示唆している。
【０１３９】
次の表８は、ナノインデンテーションによって測定したときの１．１μｍ厚のフェニルシリコン膜、メチルフェニルシリコン膜およびジフェニルシリコン膜の弾性係数「Ｅ」および硬さ「Ｈ」を示す。
【０１４０】
【表８】
2018524201.tif 000016
【０１４１】
表８に示すように、改質層に関して測定された弾性係数は、ポリイミドなどの典型的なポリマーの約十倍大きく、一般的なディスプレイガラスの四分の一であり、アモルファスシリコンの１３４ＧＰａという係数よりも著しく小さい（Ｒ．Ｋｕｓｃｈｎｅｒｅｉｔ，  Ｈ．Ｆａｔｈ，Ａ．Ａ．Ｋｏｌｏｍｅｎｓｋｉｉ，Ｍ．Ｓｚａｂａｄｉ，Ｐ．Ｈｅｓｓ，Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ａｎｄ  ｅｌａｓｔｉｃ  ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ｏｆ  ａｍｏｒｐｈｏｕｓ  ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｅｄ  ｓｉｌｉｃｏｎ  ｆｉｌｍｓ  ｓｔｕｄｉｅｄ  ｂｙ  ｂｒｏａｄｂａｎｄ  ｓｕｒｆａｃｅ  ａｃｏｕｓｔｉｃ  ｗａｖｅ  ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ，  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ａ  １９９５（６１）３  ２６９‐２７６）。これは、期待される構造と一致し、結合層の有限のコンプライアンスを示唆している。
【０１４２】
表面改質層３０を、必要に応じて結合表面処理とともに用いることにより、制御された結合エリア、すなわち、真空処理およびウェット処理を含むＦＰＤタイプの処理において物品２を処理することを可能にするのに十分なシート２０とシート１０の間の室温結合をもたらすことができる結合エリアでありながら、物品２の高温処理、例えば、ＦＰＤタイプの処理またはＬＴＰＳ処理の後にシート２０をシート１０からこれらのシートを損傷することなく取り除くことができるようにシート２０とシート１０の間の共有結合をたとえ高温であっても制御する結合エリアを得ることができる。ＦＰＤ処理に適した再使用可能なキャリアを提供するであろう結合表面処理および様々な結合エネルギーを有する改質層の能力を評価するために、一連の試験を用いてそれぞれの適合性を評価した。異なるＦＰＤ用途には異なる要求事項があるが、ＬＴＰＳおよび酸化ＴＦＴ処理は、現時点では最も厳格であるとみなされる。したがって、これらは物品２の所望の用途であるため、これらの処理におけるステップを代表する試験を選択した。酸化ＴＦＴ処理では４００℃でのアニーリングを使用し、ＬＴＰＳ処理では６００℃を超える結晶化ステップおよびドーパント活性化ステップを使用する。したがって、特定の結合表面処理および改質層３０が、ＦＰＤ処理の間中薄いシート２０がキャリア１０に結合したままにすると同時に、≧４００℃から７５０℃の温度での処理を含むこのような処理の後で薄いシート２０および／またはキャリア１０を損傷することなく薄いシート２０がキャリア１０から取り除かれるようにする可能性を評価するために、次の試験を行った。
【０１４３】
結合エネルギーの熱試験
薄いガラスシートへの改質層の結合エネルギーを、加熱条件下でさらに試験した。例えば、表面活性化後、薄いガラスは、高い表面エネルギーと一致する非常に速い結合速度で、フェニルシリコン改質層結合表面、メチルフェニルシリコン改質層結合表面、およびジフェニルシリコン改質層結合表面に非常に良好に結合することが観察された。そして、速い結合速度は、物品２を生成するための全体的な処理時間を低減し、かつ／またはスループットを増加するという製造上の利益を有する。したがって、結合速度を速める最初の表面エネルギーは有利である。
【０１４４】
図５、図６および図７は、窒素処理されたフェニルシリコン（すなわち、図５）、メチルフェニルシリコン（すなわち、図６）およびジフェニルシリコン（すなわち、図７）でコーティングしたＣｏｒｎｉｎｇ（登録商標）Ｅａｇｌｅ  ＸＧ（登録商標）またはＬｏｔｕｓ（商標）ＸＴのキャリアに結合された薄いガラスに関する結合エネルギーおよびブリスター面積の変化の評価を示す。これらの図面における結合エネルギーのデータ点は、左側のＹ軸上のスケールを用いて菱形の印で示し、ブリスター面積率の変化は、右側のＹ軸上のスケールを用いて正方形のデータ点で示す。２５０ｎｍの厚みを有する窒素処理されたフェニルシリコン層と結合した薄いガラスの結合エネルギーは、４００℃で約６００ｍＪ／ｍ２まで上昇し、６００℃で過剰なブリスタリングが観察されるまでその値付近に留まっている。したがって、フェニルシリコン表面改質層は、６００℃まで、すなわち、不活性雰囲気中に１０分間６００℃にガラス物品を保持した後で、薄いガラスシートとの約６００ｍＪ／ｍ２未満の結合エネルギーを一貫して維持する。
【０１４５】
同様の結果がメチルフェニルシリコンに関して観察されており（図６）、窒素処理されたメチルフェニルシリコンと結合した薄いガラスの結合エネルギーは、３００℃から６００℃で４００ｍＪ／ｍ２付近であり、過剰なブリスタリングが６００℃で観察される。したがって、メチルフェニルシリコン表面改質層は、６００℃まで、すなわち、不活性雰囲気中に１０分間６００℃にガラス物品を保持した後で、薄いガラスシートとの約４００ｍＪ／ｍ２未満（確実には４５０ｍＪ／ｍ２未満）の結合エネルギーを一貫して維持する。
【０１４６】
図７に示すように、窒素処理されたジフェニルシリコン層は、薄いガラスとの優れた結合エネルギーを示し、例えば、その結合エネルギーは、６５０℃まで、すなわち、不活性雰囲気中に１０分間６５０℃にガラス物品を保持した後で、４００ｍＪ／ｍ２付近（確実には４５０ｍＪ／ｍ２未満）に留まっている。７５０℃まで、ジフェニルシリコン層は、約６００ｍＪ／ｍ２未満の結合エネルギーを一貫して示した。７５０℃よりも高い温度評価は、この薄いガラスの軟化のため不可能だったが、この薄いガラスは、ニューヨーク州コーニングにオフィスを構えるコーニング社から販売されている「Ｃｏｒｎｉｎｇ」「Ｅａｇｌｅ  ＸＧ」ガラスと一致する組成を有していた。
【０１４７】
上記の結果は、Ｎ２処理されたフェニルシリコン表面改質層、Ｎ２処理されたメチルフェニルシリコン表面改質層、およびＮ２処理されたジフェニルシリコン表面改質層が、６００ｍＪ／ｍ２未満の最終的な結合エネルギーでＬＰＴＳ処理に関して６００℃以上まで十分に熱的に安定していることを示している。
【０１４８】
改質層のアウトガス
典型的なウエハボンディング用途において使用されるポリマー接着剤は、一般的に、１０マイクロメートルから１００マイクロメートルの厚みであり、その温度限界にて、またはその温度限界付近にて、その質量の約５％を失う。かかる材料に関して、厚いポリマー膜からの放出であれば、質量損失量、すなわち、アウトガスを質量分析法によって定量化することは容易である。一方、１０ｎｍから１００ｎｍ程度以下の厚みの薄い表面処理部、例えば、上記のプラズマポリマー表面改質層、および熱分解されたシリコーン油の薄層または自己組織化単分子層からアウトガスを測定するのはより困難である。かかる材料に関して、質量分析法の感度は十分ではない。しかしながら、アウトガスを測定するいくつかの他の方法が存在する。
【０１４９】
少量のアウトガスを測定する第一の方法、すなわち、試験♯１は、表面エネルギーの測定に基づくものであり、図８を参照して説明する。この試験を行うために、図８に示す設定が使用される場合がある。試験対象の改質層を有する第一の基板すなわちキャリア９００は、表面９０２、すなわち、試験対象の改質層３０に組成および厚みが対応する改質層を提示する。第二の基板すなわちカバー９１０は、その表面９１２がキャリア９００の表面９０２にごく近接しているが接触しないように置かれる。表面９１２はコーティングされていない表面、すなわち、カバーが作られる剥き出しの材料の表面である。キャリア９００とカバー９１０を互いに空間を空けた関係に保持するために、それらの間の様々な地点にスペーサ９２０が置かれる。スペーサ９２０は、キャリア９００からカバー９１０を分離して一方から他方への物質の移動を可能にする程度に厚いが、試験時に表面９０２および表面９１２上のチャンバ雰囲気からの汚染量を最小にする程度に薄くあるべきである。キャリア９００、スペーサ９２０、およびカバー９１０は、ともに試験物品９０１を形成する。
【０１５０】
試験物品９０１の組立前に、表面９０２、すなわち、改質層が設けられたキャリア９００の表面の表面エネルギーのように、剥き出し表面９１２の表面エネルギーが測定される。図９および図１０に示すような表面エネルギーの全体、極性成分および分散成分が、水、ジヨードメタンおよびヘキサデカンという三つの試験液の三つの接触角にＳ．Ｗｕによって開発された理論モデル（１９７１年）を当てはめることによって測定された（Ｓ．Ｗｕ，Ｊ．Ｐｏｌｙｍ．Ｓｃｉ．Ｃ，３４，１９，１９７１を参照）。
【０１５１】
組立後、試験物品９０１は、加熱チャンバ９３０に入れられ、ある時間‐温度サイクルで加熱される。この加熱は、大気圧で、かつ流動Ｎ２ガス下で、すなわち、２標準リットル毎分の速度で矢印９４０の方向に流れるＮ２ガス下で行われる。
【０１５２】
この加熱サイクル時、例えば、蒸発、熱分解、分解、重合、キャリアとの反応、およびディウェッティングによる表面改質層に対する変化を含む表面９０２の変化は、表面９０２の表面エネルギーの変化によって証明される。表面９０２の表面エネルギーの変化それ自体は、必ずしも表面改質層がアウトガスを生じたことを意味する訳ではないが、例えば、上記したメカニズムによりその特性が変化しているため、その温度における表面改質層材料の全体的な不安定性は示している。したがって、表面９０２の表面エネルギーの変化が少ないほど、改質層は安定している。一方、表面９０２に対して表面９１２がごく近接していることにより、表面９０２から放出された物質は全て表面９１２上に集められることになり、表面９１２の表面エネルギーを変化させることになる。したがって、表面９１２の表面エネルギーの変化は、表面９０２上に存在する改質層のアウトガスの代用データとなる。
【０１５３】
したがって、アウトガスの一つの試験は、カバー表面９１２の表面エネルギーの変化を使用する。具体的には、≧１０ｍＪ／ｍ２の（表面９１２の）表面エネルギーの変化があれば、アウトガスの存在を示している場合がある。この大きさの表面エネルギーの変化は、膜の接着力の損失または材料の性質およびデバイス性能の劣化につながる可能性がある汚染に一致する。≦５ｍＪ／ｍ２の表面エネルギーの変化は、表面エネルギー測定の再現性および表面エネルギーの不均一性に密接している。この小さな変化は、最小量のアウトガスに一致する。
【０１５４】
図９および図１０の結果を生じた試験時は、キャリア９００、カバー９１０、およびスペーサ９２０は、「Ｃｏｒｎｉｎｇ」「Ｅａｇｌｅ  ＸＧ」ガラス、すなわち、ニューヨーク州コーニングにあるコーニング社から販売されているアルカリを含まないアルミノボロシリケートのディスプレイ級ガラスから作られたが、これでなくてもよい。キャリア９００およびカバー９１０は、１５０ｍｍ径の０．６３ｍｍ厚であった。一般に、キャリア９００およびカバー９１０は、それぞれ、アウトガス試験が望まれるキャリア１０および薄いシート２０と同じ材料から作られることになる。この試験時、０．６３ｍｍ厚、２ｍｍ幅、かつ８ｃｍ長のシリコンスペーサを表面９０２と表面９１２の間に配置することにより、表面９０２と表面９１２の間に０．６３ｍｍのギャップを形成した。この試験時、チャンバ９３０は、ＭＰＴ‐ＲＴＰ６００ｓ急速熱処理装置に組み込んだ。このチャンバの温度を、９．２℃毎分の速度で室温から試験限界温度まで周期変化させ、１０分間その試験限界温度に保持し、その後２００℃まで炉速で冷却した。チャンバ９３０が２００℃まで冷えた後、試験物品を取り除いた。この試験物品が室温まで冷えた後、各表面９０２および９１２の表面エネルギーを再び測定した。したがって、一例として、フェニルシリコン（図９）に関して６００℃の限界温度まで試験した表面エネルギーの変化に関するデータを使用して、三角形のデータ点によって、カバーの全表面エネルギーを表し、正方形のデータ点によって、カバーの表面エネルギーの極性成分を表し、菱形のデータ点によって、カバーの表面エネルギーの分散成分を表し、円形のデータ点によって、フェニルシリコンがコーティングされたキャリアの全表面エネルギーを表し、×印のデータ点によって、フェニルシリコンがコーティングされたキャリアの分散成分を表し、アスタリスクのデータ点によって、フェニルシリコンがコーティングされたキャリアの極性成分を表す。約２５℃（室温）での三角形のデータ点は、７５ｍＪ／ｍ２（ミリジュール毎平方メートル）の表面エネルギーを示し、剥き出しのガラスカバーの表面エネルギーであり、すなわち、時間‐温度サイクルがまだ開始していないことにより、アウトガス放出物質の堆積がまだカバー上に集められていない。アウトガス放出物質がカバー上に集められるにつれて、カバーの表面エネルギーは低下することになる。１０ｍＪ／ｍ２よりも大きなカバーの表面エネルギーの低下は、表面１０４上の表面改質材料からのアウトガスの存在を示す。３００℃におけるデータ点は、次のように行われた時間‐温度サイクルの後に測定されたときの表面エネルギーを示す。すなわち、キャリア９００上で改質層として使用されて表面９０２を提示するフェニルシリコンを有する物品９０１を、室温かつ大気圧で加熱チャンバ９３０内に置き、このチャンバを、２標準リットル毎分のＮ２ガス流を用いて、９．２℃毎分の速度で３００℃の試験限界温度まで加熱し、１０分間３００℃の試験限界温度に保持し、次に、このチャンバを、１℃毎分の速度で３００℃まで冷却し、次に、物品９０１をチャンバ９３０から取り除き、次に、この物品を、Ｎ２流動雰囲気がない状態で室温まで冷却し、��に、表面９１２の表面エネルギーを測定し、３００℃に関して点（三角形、正方形、菱形）としてプロットした。次に、２５０ｎｍ厚のフェニルシリコンに関する残りのデータ点（三角形、正方形、菱形）（図９では４００℃、５００℃、６００℃に関する）および３７ｎｍ厚のフェニルシリコンに関するデータ点（白抜きの三角形、白抜きの正方形、および白抜きの菱形）（図１０）を同様の方法で特定した。２５０ｎｍ厚のフェニルシリコン改質層に関する表面９０２の表面エネルギーを表すデータ点（図９における円形、×、アスタリスク）および３７ｎｍ厚のフェニルシリコン改質層に関する表面９０２の表面エネルギーを表すデータ点（図１０における黒塗りの三角形、黒塗りの正方形、および黒塗りの菱形）を同様の方法で特定した。
【０１５５】
図９の三角形のデータ点から、カバー９１２の全表面エネルギーが、７５ｍＪ／ｍ２でほぼ一定のままであることが分かり、カバー９１２上に物質が集められなかったことを示しており、表面９０２からのアウトガスがないことに一致している。同様に、３００℃から６００℃の範囲にわたって、フェニルシリコン改質層の全表面エネルギー（円形のデータ点）は、約１０ｍＪ／ｍ２未満の変化を示したが、これは最小の物質損失に一致し、この改質層が非常に安定していることを示している。
【０１５６】
図１０の白抜きの三角形のデータ点から、カバー９１２の全表面エネルギーが、７５０℃でほんの僅かに下がったが約７５０℃まで約７５ｍＪ／ｍ２でほぼ一定のままであったことが分かり、これはカバー９１２上に集められた物質が最小であったことを示し、表面９０２からのアウトガスがないことに一致している。同様に、室温から７５０℃までの範囲にわたって、フェニルシリコン改質層の全表面エネルギー（黒塗りの三角形のデータ点）は、約１０ｍＪ／ｍ２未満の変化を示し、これは最少の物質損失に一致し、この改質層が非常に安定していることを示している。
【０１５７】
少量のアウトガスを測定する第二の方法、すなわち、試験♯２は、組み立てられた物品、すなわち、薄いガラスシートがオルガノシリコン改質層を介してガラスキャリアに結合されている物品に基づくものであり、アウトガスを特定するために気泡面積率の変化を使用する。ガラス物品の加熱時、キャリアと薄いシートの間に形成される気泡は、改質層のアウトガスの存在を示している。薄いシートの下のアウトガスは、薄いシートとキャリアの間の強固な接着によって制限される場合がある。それにもかかわらず、例えば、プラズマ重合材料、ＳＡＭ、および熱分解されたシリコーン油表面処理剤の≦１０ｎｍ厚の層は、その絶対質量の損失がさらに小さいにもかかわらず、まだ熱処理時に気泡を作り出す場合がある。そして、薄いシートとキャリアの間に気泡が作り出されると、薄いシート上へのデバイス処理時のパターン生成、フォトリソグラフィ処理、および／またはアライメントに関する問題が生じる場合がある。さらに、薄いシートとキャリアの間の結合エリアの境界におけるバブリングは、一つのプロセスからのプロセス流体が下流のプロセスを汚染するという問題を生じる場合がある。≧５の気泡面積率の変化は重大であり、アウトガスの存在を示しており、望ましくない。一方、≦１の気泡面積率の変化は重大ではなく、アウトガスが発生していないことの現れである。
【０１５８】
手作業の結合によってクラス１０００のクリーンルームにおいて結合した薄いガラスの平均気泡面積は約１％である。結合したキャリアにおける気泡率は、キャリア、薄いガラスシート、および表面処理の清浄度の関数である。これらの初期不良は、熱処理後の気泡成長の核生成部位として作用するため、１％未満の熱処理後の気泡面積の変化は、サンプル調製のばらつきの範囲内である。この試験を行うため、透過原稿ユニットを備える市販のデスクトップスキャナＥｐｓｏｎ（登録商標）Ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ  １００００ＸＬ  Ｐｈｏｔｏを使用して、結合直後に薄いシートとキャリアを結合するエリアの一回目のスキャン画像を取得した。そのパーツを、標準「Ｅｐｓｏｎ」ソフトウェアを使用して５０８ｄｐｉ（５０マイクロメートル／ピクセル）および２４ｂｉｔＲＧＢを使用してスキャンした。その画像処理ソフトウェアは、まず、必要に応じてサンプルの異なる区画の画像を単一の画像にスティッチし、スキャナにサンプルがない状態で行われたキャリブレーション基準スキャンを使用することによってスキャナのアーチファクトを取り除くことによって画像を用意する。次に、その結合エリアを、閾値処理、穴埋め、収縮や膨張、およびブロブ解析などの標準画像処理技術を使用して解析する。同様の方法で「Ｅｐｓｏｎ」Ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ  １１０００ＸＬ  Ｐｈｏｔｏを用いてもよい。透過モードでは、この結合エリア内の気泡がスキャン画像内で見られるようになり、気泡面積に関する値を特定できる。次に、この気泡面積を、全体の結合面積、すなわち、薄いシートとキャリアの間の全体の重複面積と比較し、全体の結合面積に対する結合エリア内の気泡の面積率を計算する。次に、サンプルを、最長で１０分間、３００℃、４００℃、５００℃および６００℃という試験限界温度にてＮ２雰囲気下でＭＰＴ‐ＲＴＰ６００ｓ急速熱処理システムで熱処理する。特定の例において、図７に示すように、７００℃および７５０℃の温度までサンプルを熱処理した。具体的には、実行した時間‐温度サイクルは次の内容を含んだ。すなわち、室温および大気圧にて加熱チャンバに物品を挿入し、次に、そのチャンバを９℃毎分の速度で試験限界温度まで加熱し、そのチャンバを１０分間その試験限界温度に保持し、次に、そのチャンバを２００℃まで炉速で冷却し、この物品をそのチャンバから取り除き、室温まで冷却させ、次に、光学スキャナを用いてその物品の二回目のスキャンを行った。次に、二回目のスキャンからの気泡面積率を上記のように計算し、一回目のスキャンからの気泡面積率と比較し、気泡面積率の変化（Δブリスター面積（％））を特定する。上記のように、≧５％の気泡面積の変化は重大であり、アウトガスの存在の現れである。元々の気泡面積率のばらつきのため、気泡面積率の変化は測定基準として選択した。すなわち、ほとんどの表面改質層は、薄いシートとキャリアが用意された後かつそれらが結合される前の取り扱いおよび清浄度により、一回目のスキャンでは約２％の気泡面積を有する。しかしながら、材料間ではばらつきが生じる場合がある。
【０１５９】
気泡面積率の変化など、測定された気泡面積率は、第一のシート２０の結合表面２４と接触していない改質層結合表面の全体の表面積の割合とみなすこともできる。上記のように、第一のシートと接触していない改質層結合表面の全体の表面積の割合は、ガラス物品が、約４００℃毎分から約６００℃毎分の範囲にある速度での室温から５００℃、６００℃、６５０℃、７００℃および７５０℃まで周期変化させるチャンバ内の加熱による温度サイクルを受け、次に、このガラス物品を室温まで冷却させる前に１０分間その試験温度に保持された後では、望ましくは、５％未満、３％未満、１％未満、および０．５％未満に至る。本明細書に記載の改質層により、ガラス物品が上記温度の周期変化および熱試験を受けた後、第一のシートを二つ以上の部分に割ることなく第一のシートを第二のシートから分離することができる。
【０１６０】
アウトガス試験の結果は、図５、図６および図７に示されており、ブリスタリングのデータは、正方形のデータ点として示され、右側のＹ軸上に示すスケールを用いてグラフ化されている。図５は、Ｎ２プラズマ処理後かつ薄いガラスシートとの結合前の２５０ｎｍ厚のフェニルシリコン表面改質層に関するブリスタリングのデータを示す。このフェニルシリコン層は、約６００℃までは５％未満の気泡面積の変化を示したが、これは、アウトガスがないことに一致するが、６００℃を上回ると急速に増加した。しかし、５００℃までは、このフェニルシリコン層は、１％未満の気泡面積の変化を示し、この場合も同様にアウトガスがないことに一致する。また、左側のＹ軸上のスケールによってグラフ化した菱形のデータ点で示すように、このフェニルシリコン表面改質層は、６００℃までは約６００ｍＪ／ｍ２未満の結合エネルギーでの薄いガラスとの結合をもたらし、この薄いガラスシートへの重大な損傷を生じることなくキャリアからのこの薄いガラスの剥離を可能にする。
【０１６１】
図６は、Ｎ２プラズマ処理後かつ薄いガラスシートへの結合前の１００ｎｍ厚のメチルフェニルシリコン表面改質層に関するブリスタリングのデータを示す。このメチルフェニルシリコン層は、約６００℃までは１％未満の気泡面積の変化を示し、これは、アウトガスがないことに一致するが、約６００℃を上回る温度で急速に増加した。また、左側のＹ軸上のスケールによってグラフ化した菱形のデータ点で示すように、このメチルフェニルシリコン改質層は、６００℃までは４００ｍＪ／ｍ２未満の結合エネルギーでの薄いガラスとの結合をもたらし、この薄いガラスシートへの重大な損傷を生じることなくキャリアからのこの薄いガラスの剥離を可能にする。
【０１６２】
図７は、Ｎ２プラズマ処理後かつ薄いガラスシートへの結合前の３０ｎｍ厚のジフェニルシリコン改質層に関するブリスタリングのデータを示す。このジフェニルシリコン層は、約７００℃まで、およびそれを僅かに上回る温度では、０．５％未満の気泡面積の変化を示し、これは、アウトガスがないことに一致する。５００℃までは、このジフェニルシリコン層は、０．１％未満の気泡面積の変化を示したが、これも同様に、アウトガスがないことに一致する。また、左側のＹ軸上のスケールによってグラフ化した菱形のデータ点で示すように、このジフェニルシリコン改質層は、少なくとも７５０℃までは約６００ｍＪ／ｍ２未満の結合エネルギーでの、および６５０℃までは４５０ｍＪ／ｍ２未満の結合エネルギーでの薄いガラスとの結合をもたらし、この薄いガラスシートへの重大な損傷を生じることなくキャリアからのこの薄いガラスの剥離を可能にする。
【０１６３】
当業者には、本明細書に記載の原理の精神および範囲から逸脱することなく本明細書に記載の実施形態に対する様々な修正および変更が可能であることは明らかであろう。したがって、本明細書の範囲は、添付の特許請求の範囲およびそれらの均等物の範囲内の修正および変更を包含することを意図している。
【０１６４】
例えば、表面改質層は、シート１０、例えば、キャリアに最初に堆積されるものとして説明したが、そうでなくてもよい。その代わりに、またはそれに加えて、表面改質層は、シート２０、例えば、薄いシート上に堆積してもよい。
【０１６５】
さらに、例えば、表面改質層は、一つの層として説明したが、任意の適当な数の層、例えば、二層、三層、四層、または五層からなる場合がある。表面改質層が二つ以上の層を有する場合、シート１０、例えば、キャリアの結合表面と接触する層は、シート２０、例えば、薄いシートの結合表面と接触する層と同じ組成である必要はない。
【０１６６】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【０１６７】
実施形態１
第一のシート結合表面を含む第一のシートと、
第二のシート結合表面を含む第二のシートと、
改質層結合表面を含む改質層であって、オルガノシリコンを含む改質層と
を含む物品であって、
該改質層結合表面は該第一のシート結合表面と接触し、該第二のシート結合表面は該第二のシート結合表面と該第一のシート結合表面の間に該改質層を挟んだ状態で該第一のシート結合表面と連結し、該第一のシート結合表面は窒素雰囲気中に１０分間６００℃に該物品を保持した後で６００ｍＪ／ｍ２未満の結合エネルギーで該改質層結合表面と結合している、物品。
【０１６８】
実施形態２
前記第一のシート結合表面は、窒素雰囲気中に１０分間７００℃に前記物品を保持した後で６００ｍＪ／ｍ２未満の結合エネルギーで前記改質層結合表面と結合している、実施形態１に記載の物品。
【０１６９】
実施形態３
前記改質層は、５ｎｍから１０マイクロメートルの範囲の厚みを含む、実施形態１または２に記載の物品。
【０１７０】
実施形態４
前記改質層は、重合アモルファスオルガノシリコンである、実施形態１から３のいずれか一つに記載の物品。
【０１７１】
実施形態５
前記改質層は、０．９未満のケイ素に対する酸素の原子パーセント比を含み、ケイ素と酸素の該原子パーセントは、表面改質前および前記第一のシート結合表面との接触前に該改質層から測定される、実施形態１から４のいずれか一つに記載の物品。
【０１７２】
実施形態６
前記改質層結合表面は、１から３の範囲のケイ素に対する酸素の原子パーセント比および０．５から１．５の範囲のケイ素に対する窒素の原子パーセント比を含み、ケイ素、酸素および窒素の該原子パーセントは、該改質層結合表面が窒素含有リアクタントに曝露され、該改質層結合表面の表面エネルギーを５５ｍＪ／ｍ２から７５ｍＪ／ｍ２の範囲まで増大した後で該改質層結合表面から測定される、実施形態１から５のいずれか一つに記載の物品。
【０１７３】
実施形態７
前記改質層結合表面は、１から３の範囲のケイ素に対する酸素の原子パーセント比および２．５から６．５の範囲のケイ素に対する窒素の原子パーセント比を含み、ケイ素、酸素および窒素の該原子パーセントは、該物品が窒素含有リアクタント中に１０分間７００℃に保持され、次に、該物品が室温まで冷却された後で前記第一のシートが前記第二のシートから分離された後で該改質層結合表面から測定される、実施形態１から６のいずれか一つに記載の物品。
【０１７４】
実施形態８
前記物品が、６００℃毎分の速度で室温から７００℃まで周期変化させるチャンバ内での加熱による温度サイクルを受け、該物品を室温まで冷却させる前に１０分間７００℃に保持された後で、ブリスター面積率の変化が１パーセント未満である、実施形態１から７のいずれか一つに記載の物品。
【０１７５】
実施形態９
前記物品が、６００℃毎分の速度で室温から７００℃まで周期変化させるチャンバ内での加熱による温度サイクルを受け、該物品を室温まで冷却させる前に１０分間７００℃に保持した後で、前記第一のシートを二つ以上の部分に割ることなく該第一のシートが前記第二のシートから分離される場合がある、実施形態１から８のいずれか一つに記載の物品。
【０１７６】
実施形態１０
前記第一のシートは、３００マイクロメートル以下の厚みを含むガラスであり、前記第二のシートは、３００マイクロメートル以上の厚みを含むガラスである、実施形態１から９のいずれか一つに記載の物品。
【０１７７】
実施形態１１
物品を製造する方法であって、
第二のシートの結合表面上にオルガノシランモノマーを堆積することによって、該第二のシートの該結合表面上に、オルガノシリコンを含む改質層であって、改質層結合表面を含む改質層を形成するステップと、
該改質層結合表面の表面エネルギーを増大するステップと、
第一のシートと該第二のシートの間に該改質層を挟んだ状態で該第二のシートに該第一のシートを結合するステップとを含み、該第一のシートの結合表面が該改質層の該結合表面に接触する
方法。
【０１７８】
実施形態１２
前記改質層結合表面の前記表面エネルギーは、窒素ガス、酸素ガス、水素ガス、二酸化炭素ガスまたはそれらの組み合わせへの曝露によって増大させられる、実施形態１１に記載の方法。
【０１７９】
実施形態１３
前記改質層は、５ｎｍから１０マイクロメートルの範囲の厚みを含む、実施形態１１または１２に記載の方法。
【０１８０】
実施形態１４
前記改質層は、フェニルシリコン、メチルフェニルシリコン、ジフェニルシリコン、メチルジフェニルシリコンおよびトリフェニルシリコンからなる群から選択される化合物の堆積によって形成される、実施形態１１から１３のいずれか一つに記載の方法。
【０１８１】
実施形態１５
前記オルガノシランモノマーは、式（Ｒ１）ｘＳｉ（Ｒ２）ｙを含み、Ｒ１は、アリール、アルキル、アルキニル、および／またはアルケニルであり、ｘは、１、２または３であり、Ｒ２は、水素、ハロゲン、アリール、アルキル、アルキニルおよび／またはアルケニル、またはそれらの組み合わせであり、ｙは、１、２または３であり、Ｒ１およびＲ２は酸素ではない、実施形態１１から１３のいずれか一つに記載の方法。
【０１８２】
実施形態１６
Ｒ１またはＲ２は、アリール、フェニル、トリル、キシリル、ナフチルまたはそれらの組み合わせである、実施形態１５に記載の方法。
【０１８３】
実施形態１７
Ｒ２は、水素、メチルまたはそれらの組み合わせである、実施形態１５に記載の方法。
【０１８４】
実施形態１８
Ｒ１またはＲ２はアリールである、実施形態１５に記載の方法。
【０１８５】
実施形態１９
Ｒ１またはＲ２はジアリールである、実施形態１５に記載の方法。
【０１８６】
実施形態２０
前記オルガノシランモノマーは、フェニルシラン、メチルフェニルシラン、ジフェニルシラン、メチルジフェニルシランおよびトリフェニルシランからなる群から選択される、実施形態１５に記載の方法。
【０１８７】
実施形態２１
前記オルガノシランモノマーは酸素原子を含まない、実施形態１５に記載の方法。
【０１８８】
実施形態２２
前記第一のシートは、３００マイクロメートル以下の厚みを含むガラスであり、前記第二のシートは、３００マイクロメートル以上の厚みを含むガラスである、実施形態１１から２１のいずれか一つに記載の方法。
【符号の説明】
【０１８９】
２  （ガラス）物品
８、１８、２８、３８  厚み
１０  第二のシート（キャリア）
１２、２２  第一の表面
１４、２４  結合表面
１６、２６  外周
２０  第一のシート（薄いシート）
３０  改質層
９００  第一の基板（キャリア）
９０１  （試験）物品
９０２、９１２  表面
９１０  第二の基板（カバー）
９２０  スペーサ
９４０  Ｎ２ガス
９３０  加熱チャンバ
【図１】
2018524201.tif 000017
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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