加工具有载体的柔性玻璃的制作方法_4

文档序号:8227657阅读:来源:国知局
蚀刻膏来提供。
[0177] 更具体地,反应性离子蚀刻巧I巧和诸如Gateway的溶液蚀刻工艺需要掩模工艺 来形成键合和非键合区域。光刻昂贵但精确。诸如薄膜沉积的添加剂方法也可用于形成非 键合区域。通过诸如氣惨杂的氧化锡(FT0)、碳化娃(SiC)和氮化娃(SiNx)的化学气相沉 积(CVD)沉积的膜需要昂贵的光刻图案化和湿式或干式蚀刻来将非键合区域形成图案。通 过诸如氧化铅惨杂的氧化锋(AZ0)和氧化钢锡(IT0)的物理气相沉积(PVD)沉积的膜可光 影掩蔽W在一个工艺步骤中图案化和形成非键合区域。但是,所有该些薄膜方法需要对真 空沉积设备的大量资本投资、光刻和蚀刻能力。
[0178] 将非键合区域的形成和图案化组合到一个步骤的不太资本密集和低成本的方式 是印刷可蚀刻和粗趟化玻璃基板的玻璃蚀刻膏。玻璃蚀刻膏使用作为蚀刻剂的氣盐和惰性 材料W遮蔽蚀刻或"霜化"轴巧玻璃。载体上图案化的非键合区域可通过丝网印刷蚀刻膏 W低成本方便地形成。表面粗趟化的该蚀刻膏方法使得能够蚀刻限定的图案来形成非键合 区域,并可在该限定区域引起粗趟度同时留出其余的玻璃表面为原始状态。此外,表面粗趟 化的蚀刻膏方法的多用途在于膏的粘度可调节W便于丝网印刷,且膏的成分可定制W对不 同的玻璃成分产生所需的蚀刻粗趟度。
[0179] 可用于薄板和/或载体的显示器玻璃成分做成具有高应变点、高化学耐用性、和 高刚度。该些特性使得蚀刻膏中显示器玻璃的蚀刻率显著小于轴巧玻璃。此外,诸如显示器 玻璃的多组分玻璃可能不会蚀刻均匀。可从平衡溶解度理论来估算多组分玻璃的溶解度。 康宁的EAGLE XG?玻璃(从纽约康宁的康宁公司可购得)是巧铅测娃酸盐。假设与由允许 沉淀的端部件构成的无限固体接触,对于各种浓度的蚀刻成分使用ChemE化化ttD://Ww. eawag. ch/research e/surf/Researchgroups/sensors and analvtic/chemegl. html)估 算EAGLE XG?的溶解度。图18示出根据氣化氨馈中巧(线1801,H角形数据点)、铅(线 1802, X数据点)、测(线1803,方形数据点)W及娃(线1804,菱形数据点)的PH值的溶 解度。巧的溶解度比PH值高于5的其它组分氧化物低得多。由于膏蚀刻通常接近中性PH 值W改进安全性和处理,人们预期巧铅测娃酸盐玻璃的选择性刻蚀而在蚀刻表面上留下沉 积的氧化巧和盐。图19示出各种蚀刻膏成分组成对铅的溶解度的影响。用氣化氨轴(线 1902,H角形数据点)代替氣化氨馈(线1901,方形数据点),W及用氯化馈(线1903中,X 数据点)部分代替氣化氨馈几乎没有提供铅的溶解度变化。仅用另一单价阳离子代替氨几 乎没有影响(比较线1901和1902)。氯添加剂(线1903)稍微抑制溶解的铅浓度。但是, 加入硫酸和硫酸顿(如在Armour蚀刻霜中使用时,线1904,菱形数据点)显示在铅溶解度 降低(与氣化氨馈的线1901进行比较)。此外,如从图19和20可见,与氣化氨馈的情况相 比(2001线,方形数据点),随着总溶解的铅(线1904)的降低,硫酸顿和硫酸(2004线,菱 形数据点)的添加被视为显著增加总溶解的巧。因此,含硫酸顿和硫酸的酸蚀刻膏与仅用 氣化氨馈相比显著减少巧铅测娃酸盐玻璃的优先腐蚀。硫酸盐是一个良好选择,因为大多 数硫酸盐除顿和餓高度可溶,所W可作为掩蔽材料添加硫酸顿。此外,应指出,巧溶解度随 着PH值降低而显著增加,所W可通过用硫酸的简单PH值调节降低优先蚀刻(其中巧蚀刻 较少)(使得巧蚀刻更多,且因此更均匀地具有玻璃的其余成分组成)。
[0180] 已经证明玻璃蚀刻膏形成非键合区域。载体化63mm Eagle XG)通过将载体表面 粗趟化形成键合区域并形成键合区域而键合到薄板(0. 1mm Eagle XG),在键合区域允许原 始状态玻璃表面在50(TC退火形成的强烈共价键之前进行范德瓦尔斯键。在该实例中,耐光 掩模通过光刻图案化,并使用市售蚀刻膏(Armour蚀刻膏)(10分钟蚀刻时间)来形成非键 合区域。巧铅测娃酸盐玻璃在用于形成上述实例的条件下用蚀刻膏蚀刻,且发现表面粗趟 度从0. 34nm增加到0.42nm。用典型的键合工艺,键合0. 1mm的玻璃薄板,留下非键合中也 区域和强烈键合边缘。该键合的载体经过70mTorr的真空循环,60(TC的热处理,W及通常 LTPS工艺的湿法工艺。
[0181] 蚀刻膏可通过诸如丝网印刷、喷墨印刷、或转印的各种印刷工艺施加在限定的图 案,印刷工艺将蚀刻剂糊料施加到载体的各区域W形成非键合区域。丝网印刷是印刷的模 板方法,其中蚀刻膏可在刮刀行程期间经由填充刀片或刮刀被强制通过模板的开口区域到 达载体上。在预定时间内施加蚀刻膏W实现所需粗趟度。通过改变蚀刻膏施加时间、温度 和成分可改变粗趟度。例如,室温下的施加时间可W是从2至20分钟。膏蚀刻之后,通常 用加热的碱性水溶液,使用或不使用诸如刷洗的机械揽拌、超声或兆声揽拌清洁载体。冲 洗之后,将基板在由DI水、诸如氨氧化馈或氨氧化四甲馈的碱、W及过氧化氨的标准清洁 1 (SCI)溶液中另外清洁。然后将载体和薄玻璃部分接触W形成范德瓦尔斯键,并在高于 45(TC (例如50(TC )热处理W形成薄玻璃与载体之间的共价键。
[0182] 根据第四种方式的第二实施例,可使用常压反应性离子蚀刻(AP-RIE)。AP-RIE可 用于通过使用掩膜法或聚合物的光致抗蚀剂的方法来将玻璃载体区域粗趟化。该些薄膜方 法需要大量的资金投入。如果制造商已经拥有处理设备,则制造商可利用加工设备的现有 资本投资,同时获得用于PV、0LED、LCD和其它应用的薄玻璃板制造优点。
[0183] AP-RIE是微制造中使用的技术。该工艺使用化学反应性等离子W从基板移除材 料。在该工艺中,通过电磁场使用低压(通常真空)生成等离子。来自等离子的膏能量离子 侵蚀基板表面并形成表面粗趟度。使用等离子枪或入射在所限定区域上的射流输送AP-RIE W进行粗趟化,即需要非键合区域的情况下。等离子使用两种方法附连露出的区域。用于 该目的的合适反应性气体为町、化、C2Fe、SFe或通常任何氣气。现将描述用于实施AP-RIE 的掩膜法或聚合物的光致抗蚀剂的方法。在该些方法的描述中,载体描述为蚀刻W形成用 于非键合区域的粗趟区域的载体。但是,根据薄板的最终应用,薄板也可或者替代地为蚀刻 W形成用于非键合区域的适当表面粗趟度的薄板。
[0184] 掩膜法
[0185] 掩膜法比聚合物的光致抗蚀剂的方法成本低,至少部分是因为有较少的处理步 骤,需要较少设备。掩膜材料可W是诸如金属、塑料、聚合物或陶瓷的不容易蚀刻的几种材 料。但是,掩膜法可能不如光致抗蚀剂的方法精确,且因此不适合某些应用。更具体地,通 过掩膜法形成的露出边缘不如聚合物的光致抗蚀剂的方法形成的边缘限定得清楚。
[0186] 用于实施掩膜法的程序如下。将掩模放置在玻璃载体上。然后使用AP-RIE等离 子来蚀刻露出的玻璃载体区域。然后从玻璃载体移去掩模。且最后,对玻璃载体进行清洁 W移除薄玻璃板与载体之间在键合区域内可能妨碍键合的颗粒,键合区域与该样形成的非 键合区域相邻。
[0187] 聚合物的光致抗蚀剂的方法
[0188] 聚合物的光致抗蚀剂的方法比掩模法成本高,至少部分是因为涉及更多的资本投 资,且有更多工艺步骤。但是,该方法比掩模法更精确,且因此可能更适合某些应用。通过 聚合物的光致抗蚀剂的方法产生的暴露边缘比由掩模法产生的暴露边缘更清楚地限定。用 于实施聚合物的光致抗蚀剂的方法的程序如下。将聚合物的光致抗蚀剂沉积在玻璃载体上 W阻挡所需键合区域。执行光刻(暴露和显影光致抗蚀剂)W限定所需键合区域的图案, 其中将载体的表面粗趟化。在玻璃载体的暴露区域上进行AP-RIE等离子蚀刻。暴露可发 生在玻璃的前部或后部。在任一情况下,聚合物保护将称为键合区域的区域。
[0189] 然后用诸如氧灰或硫酸氨过氧化物(SPM)的混合物的聚合物抗蚀剂移除剂移除 聚合物。最后清洁玻璃载体W移除可能妨碍所需键合区域内薄玻璃板与载体之间键合的颗 粒。
[0190] 适于在上述AP-RIE方法之后使用的清洁方法可包括洗涂剂洗涂或RCA型清洁 (如本领域已知的)。在蚀刻完成后可采用该些常规清洁方法。该清洁过程主要用于移除 所需键合区域内可能妨碍薄板与载体之间键合的颗粒。该清洁过程通常包括移除有机物、 额外清洁、冲洗和干燥。
[0191] 洗涂剂洗涂方法在超声波中用KG洗涂、Parker 225或Parker 225X的洗涂剂移 除颗粒和轻残留物。通过在兆声中例如KG洗涂、Parker 225或Parker 225X的洗涂剂可 移除亚微米颗粒。冲洗可包括在室温至8(TC下在超声或兆声中的DI水冲洗。此外,冲洗可 包括用IPA冲洗。冲洗之后,将载体玻璃干燥。可使用压缩空气用空气刀干燥掩模的载体。 聚合物的光致抗蚀剂形成的载体可用氮气干燥。在任一种情况下,可在马兰戈尼干燥机中 进行干燥。
[0192] RCA清洁方法包括H个清洁步骤、冲洗和干燥。可用SPM进行第一清洁步骤W移除 重有机物。第二清洁步骤可包括标准清洁1 (SCI),其中使用根据需要用或不用超声或兆声 稀释的氨氧化馈、过氧化氨W及DI水的溶液。该清洁步骤移除小颗粒和亚微米颗粒。在第 二清洁步骤之后,用或不用超声或兆声在DI水中进行冲洗。可选地,在该第二清洁步骤其 间,可进行用刷子的洗涂。对于刷子可使用尼龙、PVA或PVDF材料。如果使用刷子洗涂,贝U 此后在室温至8(TC下在超声或兆声中可用DI水进行另一次冲洗。第H清洁步骤包括标准 清洁2(SC2)其用于移除金属污染物。SC2包括在室温至8(TC下用超声或兆声肥L;H202;DI 或肥L ;DI溶液进行所需时间量。在第H清洁步骤之后,用或不用超声或兆声在DI水中冲 洗样品。最后,使用压缩空气用空气刀干燥样品。替代地,样品可使用氮气用马兰戈尼干燥 机进行干燥。
[0193] 形成非键合区域的第五种方式涉及使用光刻工艺。与薄板形成弱键合的材料沉积 在载体上;例如该材料可W是Si化。Si化例如通过光刻工艺形成图案,由此移除键合区域 的Si化,由此允许薄板与载体的表面接触并键合。
[0194] 上述用于形成非键合区域方法中的任一种与边缘键合80结合使用。见图6。边缘 键合80可通过薄板20至载体10的激光融合、或者通过例如施加在薄板20的边缘与载体 10的表面之间玻璃料或聚醜亚胺(或能够承受装置加工期间预期的温度其它粘合剂)而 形成。如图所示,薄板20的边缘从载体10的边缘凹陷W辅助防止薄板20受到处理设备或 其它的损坏。边缘键合80可延伸到边缘下方作为载体的包覆区域81 W降低处理流体进入 薄板20与载体10之间的几率,该会增加薄板20从载体10脱落的风险。在薄板20弯曲或 者W其它方式杂边缘处不完全符合载体10的表面轮廓的情况下,该可能是使用通气条70 时的情况,边缘键合80可能有用。在任何情况下,使用边缘键合80有助于增加制品的可靠 性。尽管图6示出薄板与载体之间的释放层30,但该方法可用于形成非键合区域的任何其 它方式。此外,边缘键合80可提供薄板20与载体10之间的整体键合,或可补充薄板20与 载体10之间的其它键合区域,例如如本文所述形成的键合区域。
[0195] 释放层施加-实例1
[0196] 采用来自清洁实例1的载体并在非键合区域将AZ0姗射到载体上。目P,使用掩模 来阻挡姗射的AZ0在键合区域涂覆载体。AZ0通过在lOmT压力、Ar气中1 % 〇2和2. 5W/cm 2 功率密度(祀处)下通过从0. 5重量% ZAO祀RF姗射而沉积。
[0197] 选择AZ0是因为其易于从低成本
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