CN104541365A - 加工具有载体的柔性玻璃 - Google Patents

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Abstract

一种从通过键合区域(40)键合到载体(10)的薄板移除薄板(20)的所需部分的方法，所述键合区域(40)围绕非键合区域(50)，所述方法包括：形成周界通气孔(60)，所述周界通气孔限定所需部分(56)的周界，其中所述周界通气孔设置在所述非键合区域内且深度≥所述薄板厚度(22)的50％。在移除所需部分之前，可将装置加工到薄板上。在某些工艺中，切割载体，从而其可以更小尺寸加工，仍保持气密密封边缘。切割后，可将装置的附加部分加工到薄板上，并通过从载体移除薄板的所需部分而移除所需部分。

Description

加工具有载体的柔性玻璃
背景技术
本申请根据35U.S.C.§ 119要求2012年2月8日提交的美国临时申请系列号第61/596727号的优先权权益，且基于其内容并通过引用将其内容整体结合于此。
技术领域
本申请涉及加工载体上的薄板的设备和方法，更具体地涉及载体上的柔性玻璃薄板。
技术背景
目前，使用层压有一种或多种聚合物膜的塑料基材料来制造柔性塑料基底。这些层压基底常用于与PV、OLED、LCD相关并形成有薄膜晶体管(TFT)电子图案的软包装，因为它们的成本低。
柔性玻璃基板相比于柔性塑料技术具有多个技术优势。一个技术优势是玻璃能够充当湿气或气体屏障，其是室外电子的主要降解机理。第二个优势是能够通过减少或消除一层或多层包装基底层来减小总体包装大小(厚度)。
随着电子显示屏行业对更薄/柔性基板(<0.3mm厚)的需求，对于加工这些更薄/柔性基板，制造商都面临着一些挑战。
一个选项是加工更厚的玻璃板，然后将面板蚀刻或抛光至更薄的整体净厚度。这使得能够使用现有的面板制造基础设施，但在加工结束时，增加了精加工成本。
第二种方法是对于更薄的基底，重新设计现有的面板工艺。该工艺中，玻璃损失是主要的障碍，并且将需要大量的资本来在片材对片材或卷对卷工艺中最小化操作损失。
第三种方法是对于薄柔性基板，采用卷对卷加工技术。
第四种方法是使用载体工艺，其中薄玻璃基底用粘接剂粘接到更厚的玻璃载体。
所期望的是，利用制造商的现有资本基础设施的载体使得能够加工薄玻璃(即具有厚度≤0.3mm厚的玻璃)而不在更高的加工温度下弱化或失去薄玻璃与载体之间的粘合强度，且其中在加工结束时，薄玻璃容易从载体脱粘。
发明内容
本发明涉及初始通过范德瓦尔斯力将例如柔性玻璃板的薄板键合到载体(例如另一玻璃板)，然后在保持处理薄板/载体以在其上形成装置(例如电子或显示装置、电子或显示装置的部件、OLED材料、光生伏打(PV)的结构，或者薄膜晶体管)之后移除薄板的能力的同时增加某些区域的键合强度。薄玻璃的至少一部分键合到载体，使得防止装置工艺流体进入薄板与载体之间，由此降低了污染下游工艺的几率，即薄板与载体之间的键合密封件是密封的，且在某些优选实施例中，该密封件围绕制品的外部由此防止液体或气体侵入或排出密封制品的任何区域。
本方法的一种商业优点在于制造商能够利用其在处理设备上现有的资本投资，同时获得用于例如PV、OLED、LCD和图案化的薄膜晶体管(TFT)电子器件的玻璃板的优点。此外，本方法能够实现工艺灵活性，包括：用于薄板和载体的清洁和表面准备以便于键合；用于键合区域薄板与载体支架加强键合；用于在非键合(或降低/低强度)区域薄板与载体的可释放性；以及用于切割薄板以便于从载体提取。严格地讲，非键合区域可包括薄板与载体之间的一定键合，但该键合足够弱以允许薄板方便地从载体移除而不损坏薄板；在整个本公开中，仅为了方便，将这些区域称为非键合区域。实质上，非键合区域具有显著小于键合区域键合强度的键合强度。
在某些装置工艺中，可使用接近600℃或更大的温度和/或真空环境。这些条件限制可使用的材料并对载体/薄板提出高要求。发明人已经发现通过使捕集在薄板与载体之间的气体量最少可增加制品(包括键合到载体的薄板)承受这些条件的能力。可用多种方式使捕集的气体最少，例如通过：在载体/薄玻璃板经受释放层沉积工艺之后对其退火，由此该退火将薄板和载体已彼此键合之后随后的放气最少—该退火可在载体/薄玻璃板放置成彼此接触之前或之后完成；在真空环境中将薄板和载体彼此最初键合；通过使用例如通气条和/或沟槽提供气体从薄板与载体之间逸出的路径；适当地选择清洁/蚀刻溶液；以及控制载体和/或薄板的表面粗糙度。可单独使用最小化捕集气体的前述方式中的每种，或结合最小化捕集空气和/或其它气体的任何一种或多种其它方式使用。
其它特征和优点将在以下详细说明中阐述，且对于本领域技术人员来说将部分地从说明书容易理解到或通过实践书面说明和附图中示例的和如所附权利要求书中限定的本发明认识到。应理解，前述总体描述和以下详细描述都仅是本发明的示例，且附图提供理解所要求保护的本发明的特性和特征的概述或框架。
包括附图以提供本发明原理的进一步理解，附图包含在该说明书中并构成该说明书的一部分。附图示出一个或多个实施例，与说明书一起用于解释例如本发明的原理和操作。应理解，说明书中和附图中揭示的本发明的各种特征可单独使用和组合使用。例如，本发明的各特征可根据下述各方面进行组合。
根据第一方面，提供一种将薄板键合到载体的方法，包括：
a)提供薄板和载体；
b)将薄板键合到载体；
c)处理薄板和载体中的至少一个从而使键合之后薄板与载体之间捕集的气体最少。
根据第二方面，提供了一种第一方面的方法，其中步骤(c)在步骤(b)之前执行，并包括将释放层沉积在薄板和载体中的至少一个上，并在高于将装置随后加工到薄板上时预期温度高的温度下将薄板和载体中的至少一个退火。
根据第三方面，提供一种第一方面的方法，还包括步骤(d)：对薄板和载体中的至少一个提供表面处理从而形成非键合区域，且其中步骤(c)包括为薄板和载体中的至少一个提供从薄板和载体中至少一个的外周界边缘延伸到非键合区域的沟槽。
根据第四方面，提供一种第三方面的方法，其中步骤(b)在真空环境中进行，且步骤(c)还包括在薄板和载体已键合之后但在它们从真空环境移除之前密封该沟槽。
根据第五方面，提供一种第四方面的方法，其中所述密封包括以下中的一个或多个：用玻璃料填充沟槽并加热玻璃料；用可热固树脂填充沟槽并然后加热树脂。
根据第六方面，提供一种第一方面的方法，还包括：步骤(d)：对薄板和载体中的至少一个提供表面处理从而在步骤(b)期间形成非键合区域，且其中步骤(c)包括用流体清洁薄板和载体中的至少一个，流体在冲洗时使在随后处理温度下放气的残留物最少。
根据第七方面，提供一种第一方面的方法，其中步骤(c)与步骤(b)同时进行，并包括在真空环境中将薄板键合到载体，并将水蒸汽流入真空环境。
根据第八方面，提供一种第一方面的方法，其中步骤(b)在薄板与载体之间产生键合区域，并还包括步骤(d)：通过对键合区域施加热或压力增加薄板与载体之间的键合强度。
根据第九方面，提供一种第八方面的方法，其中步骤(d)包括在400至625℃的温度下加热薄板和载体。
根据第十方面，提供一种制品，包括：
载体；
薄板；
键合区域，所述键合区域具有外周界，将薄板保持到载体；
非键合区域，所述非键合区域设置成由键合区域围绕，其中薄板和载体中的至少一个包括从非键合区域延伸导致焊接区域外周界的沟槽。
根据第十一方面，提供第十方面的制品，其中沟槽填充油密封材料。
根据第十二方面，提供一种第十一方面的方法，其中，密封材料选自：玻璃料；烧结玻璃料；热固化树脂；热固化树脂；UV固化树脂；紫外线固化树脂；聚酰亚胺；从玻璃板和载体之一熔化的材料。
根据第十三方面，提供一种从通过键合区域键合到载体的薄板移除薄板的所需部分的方法，所述键合区域围绕非键合区域，所述薄板具有厚度，包括：
形成周界通气孔，所述周界通气孔限定所需部分的周界，其中所述周界通气孔设置在所述非键合区域内且深度≥所述薄板厚度的50％。
根据第十四方面，提供一种第十三方面的方法，还包括：形成两个释放通气孔，所述释放通气孔在所述非键合区域既不彼此平行也不共线。
根据第十五方面，提供一种第十三方面的方法，还包括：
形成两个释放通气孔，所述两个释放通气孔彼此平行或共线，其中每个所述释放通气孔在所述键合区域和非键合区域中延伸，以及
将所述释放通气孔蔓延穿过所述薄板和所述载体两者，从而移除所述薄板和载体的允许所需部分滑离所述载体的部分。
根据第十六方面，提供一种第十五方面的方法，其中，所述释放通气孔在所述周界通气孔的500微米内但不与所述周界通气孔接触。
根据第十七方面，提供一种十三至十六方面中任一方面的方法，还包括：使用激光形成通气孔中的至少一个。
根据第十八方面，提供一种形成基于薄板的装置的方法，包括：
通过围绕非键合区域的键合区域将薄板附连到载体；
处理所述薄板以在所述非键合区域上形成装置；以及
根据方面13至17中任一方面所述的方法移除所述薄板的所需部分。
根据第十九方面，提供一种切割设备，包括：
头部，所述头部具有多个孔；
激光源，所述激光源可选地联接到所述多个孔中的第一孔从而将激光束输送通过所述第一孔；以及
冷却流体源，所述冷却流体源与所述多个孔中的至少第二孔和至少第三孔流体连通，其中从所述第一孔延伸到所述第二孔的第一线相对于从所述第一孔延伸到所述第三孔的第二线以第一角度设置。
根据第二十方面，提供一种第十九方面的切割设备，其中第一角度为90度，其中冷却流体源也与所述多个孔中的第四孔和所述多个孔中的第五孔流体连通，且此外从所述第一孔延伸到所述第四孔的第三线与所述第一线基本上共线，且从所述第一孔延伸到所述第五孔的第四线与所述第二线基本上共线。
根据第二十一方面，提供一种第十九方面的切割设备，其中所述第一角度是不同于90度的角度或其倍数。
根据第二十二方面，提供一种切割设备，包括：
头部，所述头部具有多个孔；
激光源，所述激光源可选地联接到所述多个孔中的第一孔从而将激光束输送通过所述第一孔；以及
冷却流体源，所述冷却流体源与所述多个孔中的至少第二孔流体连通，
其中所述头部是可转动的。
根据第二十三方面，提供十九至二十二方面中任一方面的切割设备，其中所述冷却流体源是压缩空气源。
根据第二十四方面，提供十九至二十三方面中任一方面的切割设备，其中孔具有≤1mm的直径。
根据第二十五方面，提供一种切割方法，包括：
提供根据第十九至二十一、二十三、二十四方面中任一方面的切割设备；
将激光束输送通过所述第一孔，并在沿所述第一线沿第一方向移动所述头部的同时将冷却流体输送通过所述第二孔；
切断冷却流体通过所述第二孔的输送；
在沿所述第二线沿第二方向移动所述头部的同时将流体输送通过所述第三孔；
切断冷却流体通过所述第三孔的输送。
根据第二十六方面，提供一种切割方法，包括：
提供根据第二十二方面的切割设备；
将激光束输送通过所述第一孔，并在沿第一方向移动所述头部的同时将冷却流体输送通过所述第二孔；
转动所述头部并以相对于所述第一方向成非零角度的第二方向移动所述头部。
根据第二十七方面，提供一种制品，包括：
载体；
薄板；
键合区域，所述键合区域围绕所述薄板的周界形成，将所述薄板保持到所述载体；
释放层，所述释放层设置成由所述键合区域围绕，其中所述释放层由在第一预定温度下未键合到所述薄板但在第二预定温度下键合到所述薄板的材料制成，其中所述第二预定温度高于所述第一预定温度。
根据第二十八方面，提供一种第二十七方面的制品，其中，所述释放层包括所述载体的表面上具有100至500nm厚厚度的硅膜，其中所述硅膜的背向所述载体的表面使其表面脱氢。
根据第二十九方面，提供一种第二十八方面的制品，其中，所述释放层还包括所述薄板的面向所述载体的表面上的金属膜，其中所述金属膜具有100至500nm的厚度。
根据第三十方面，提供一种第二十九方面的制品，其中，所述金属选自将在≥600℃温度下与硅形成硅化物的族，且使得其由于溅射晶粒尺寸具有Ra≥2nm的表面粗糙度。
根据第三十一方面，提供一种第二十九或三十方面的制品，其中，所述金属选自铝、钼和钨。
根据第三十二方面，提供一种二十七至三十一方面中任一方面的制品，其中所述薄板是厚度≤300微米的玻璃。
根据第三十三方面，提供一种二十七至三十二方面中任一方面的制品，其中所述载体是厚度≥50微米的玻璃。
根据第三十四方面，提供一种二十七至三十三方面中任一方面的制品，其中所述薄板和所述载体的组合厚度为125至700微米。
根据第三十五方面，提供一种从根据方面二十七至三十四中任一方面所述的制品形成多个所需部分的方法，包括：
将所述释放层局部加热到≥所述第二预定温度的温度以形成多个键合轮廓线。
根据第三十六方面，提供一种第三十五方面的方法，还包括：使用不使所述释放层经受高于所述第一预定温度的温度的工艺在所述薄板上形成装置。
根据第三十七方面，提供一种第三十五方面的方法，还包括：根据权利要求十三至十七方面中任一方面的方法移除所需部分。
根据第三十八方面，提供一种在薄板上形成装置的方法，包括：
将所述装置的至少一部分加工到在制品的薄板上，其中所述制品包括厚度≤300微米并键合到厚度≥100微米的载体的薄板，且还有所述键合包括具有一键合强度的多个第一区域和具有显著高于所述第一键合强度的第二键合强度的第二区域；
将所述制品的至少所述载体切割，从而形成第一制品部分和第二制品部分，其中所述第一制品部分包括所述多个第一区域中的一个和所述第二区域的至少一部分；
将所述装置的附加部分加工到所述第一制品部分上。
根据第三十九方面，提供一种第三十八方面的方法，其中，所述切割沿所述第二区域内的线进行。
根据第四十方面，提供一种第三十八或三十九方面的方法，其中，执行所述切割使得所述第一制品部分包括所述第二区域的围绕其周界的至少一部分。
根据第四十一方面，提供一种三十八至四十方面中任一方面的方法，还包括：从如方面十三至十七中任一方面所述的所述第一制品部分移除所述薄板的至少一部分。
根据第四十二方面，在第一至第十八或二十七至四十一方面中任一方面中，薄板是玻璃板，且载体是玻璃板。
附图说明
图1是具有粘接至载体的薄板的制品的示意性俯视图。
图2是从箭头3方向看的图1的制品的示意性端视图。
图3是加工具有载体的薄板的步骤的流程图。
图4是对板进行清洁的步骤的示意性流程图。
图5是根据一个实施例的具有粘接至载体的薄板的制品的示意性俯视图。
图6是根据另一个实施例的具有粘接至载体的薄板的制品的局部剖视图。
图7是根据另一个实施例的具有粘接至载体的薄板的制品的示意性俯视图。
图8是具有需要从载体移除的部分的制品的示意性俯视图。
图9是类似于图8的示意图，但包括横截面。
图10是具有形成在其中的通风口的制品的剖视图。
图11是具有形成在其中的通风口的制品的俯视图。
图12是从制品移除的所需部分56的剖视图。
图13是根据另一个实施例的具有粘接至载体的薄板的制品的俯视图。
图14是沿线14－14截取的图13的制品的剖视图。
图15是具有粘接轮廓的图13制品的俯视图。
图16是激光和冷却剂输送头部的示意图。
图17是激光和冷却剂输送头部的另一实施例的示意图。
图18是氟化氢铵中的玻璃的各种化合物元素的溶解度的曲线图。
图19是示出具有各种化合物元素的蚀刻溶液中的分解铝的曲线图。
图20是示出具有各种化合物元素的蚀刻溶液中的分解钙的浓度的曲线图。
具体实施方式
在下面的详细说明中，为了解释说明而非限制的目的，将阐述披露特定细节的示例实施例以便完整地理解本发明的各原理。但是，本领域的普通技术人员在借鉴了本文所揭示的内容之后，对他们来说显而易见的是，可以不偏离本文所揭示具体细节的其它实施例来实践本发明。此外，省略对已知装置、方法和材料的描述以使本发明原理的描述清楚。最后，尽可能用相同的附图标记来标示相同的构件。
范围在本文中可表达为从“约”一个特定值和/或到“约”另一特定值。当表示这样一个范围的时候，另一个实施例包括从一个特定值和/或到另一特定值。类似地，当使用前缀“约”表示数值为近似值时，应理解，具体数值形成另一个实施例。还应理解，每个范围的端值无论是与另一个端值联系起来还是独立于另一个端值，都是有意义的。
本文所使用的方向性术语—例如上、下、右、左、前、后、顶、底—仅参照附图给出而不旨在暗示绝对的方向。
除非以其它方式清楚地指出，本文所阐述的任何方法不以任何方式认为是要求以特定的顺序来执行其步骤。相应地，方法权利要求实际上并不要求遵循其步骤顺序或者在权利要求书或说明书中不以其它方式特别地指出步骤限于特定的顺序，在所有方面都不旨在以任何方式指定顺序。在理解上，这对于任何可能的非表达基础都成立，包括：相对于工序布置或操作流的逻辑事项；从语法组织或标号中得到的明显意义；说明书中描述实施例的数量或类型。
如本文中所用，单数形式的“一”、“一个”、以及“该”也包括复数指代物，除非上下文明确地另作规定。因此，例如，对“部件”的引用包括具有两个或更多个这样的部件的方面，除非上下文明确地另作规定。
总体描述
参照图1和2，具有厚度12的载体10键合到薄板20，使得薄板20，即具有300微米或更小厚度22的薄板(包括但不限于例如10-50微米、50-100微米、100-150微米以及150-300微米的厚度)可用于现有装置加工基础结构。当载体10和薄板20彼此键合时，其组合厚度24与装置加工设备所设计的较厚板相同。例如，如果处理设备设计成用于700微米板，且薄板具有300微米的厚度22，则厚度12选为400微米。
载体10可由任何适当材料制成，包括例如玻璃或玻璃-陶瓷。如果由玻璃制成，则载体10可具有任何合适的成分，包括硅铝酸盐、硼硅酸盐、铝硼硅酸盐、钠钙硅酸盐、并且根据且最终应用可以是含碱或无碱的。厚度12可从约0.3至3mm，例如0.3、0.4、0.5、0.6、0.65、0.7、1.0、2.0、或3mm，且将如上所述取决于厚度22。此外，载体可由一层(如图所示)或键合在一起的多层(包括多个薄板)制成。
薄板20可由任何适当材料制成，包括例如玻璃或玻璃-陶瓷。由玻璃制成时，则薄板20可具有任何合适的成分，包括硅铝酸盐、硼硅酸盐、铝硼硅酸盐、钠钙硅酸盐、并且根据且最终应用可以是含碱或无碱的。薄板20的厚度22为300微米或更小，如上所述。
薄板20通过区域40键合到载体，其中在薄板20的表面与载体10的表面之间有直接接触。在区域50内在载体10与薄玻璃板20之间没有键合或较不牢固的键合(如上所述)，此后仅为了参考方便称为非键合区域，即使可能有某些形式的弱键合。非键合区域50具有边界52，设置在键合区域40外部。
本概念涉及通过范德瓦尔斯力将柔性板20初始键合到载体10，然后在某些区域增加键合强度同时保持在处理薄板/载体制品之后移除薄板以形成装置的能力。本概念还涉及：清洁并表面准备薄板20和载体10以便于键合；将薄板20初始键合到载体10；在键合区域40强化薄板20与载体10之间的初始键合；在非键合区域50提供薄板20与载体10的可释放性；以及拉出薄板20的所需部分56。
总体工艺流程
图3示出用于本概念的总体工艺流程。载体过程102包括关于尺寸、厚度和材料选择适当载体。然后在过程104清洁载体。在106，处理载体以实现与薄板具有不同键合强度的区域。然后可在过程104a再次清洁载体，该过程104a可与过程104相同或不同。或者，根据使用哪个过程来实现与薄板的不同键合强度的区域，载体可用不同的清洁过程清洁，或者完全不清洁。然后在初始键合过程108准备将载体键合到薄板。在工艺流程122，关于其尺寸、厚度和材料选择薄板。薄板可具有与载体大约相同的大小、稍大或稍小。选择之后，在124处清洁薄板。清洁过程124可与104中使用的相同或不同。清洁过程的目的是减少载体和薄板的键合面上颗粒或其它杂质的量。在108处，薄板与载体的键合面彼此接触。在110处，执行用于强化载体与薄板之间键合的过程。在112处，载体/薄板制品经受处理以在薄板上形成装置。在114处，可选地，载体和薄板可在薄板仍键合到载体时切割成较小部分。在114处的切割(存在时)可在处理112之后、处理112之前或在处理112的两个不同步骤之间发生。然后在116，将薄板的至少一部分从载体移除。
载体和薄板选择-实例1
载体选择成具有：0.7mm的厚度；200mm直径的圆形晶片；康宁公司Eagle玻璃成分。薄板选择成具有：100微米的厚度；小于载体的尺寸；以及康宁公司Eagle玻璃成分。
玻璃清洁–104、104a、124
该清洁过程主要用于移除可能妨碍薄板与载体之间键合的颗粒。但是，该清洁过程也可用于使载体表面粗糙，且由此如下文所述结合处理形成非键合区域以实现不同的键合强度106。该清洁过程可在104处载体(和/或薄板，如果薄板也或替代地经受处理106)上在处理106之前进行，在104a处在这种处理106之后进行、或者在处理106之前和之后都进行。清洁过程也可在初始键合之前在薄板上进行，即使薄板在106处不经受表面处理。
清洁过程104通常包括多达四个步骤：总体移除有机物的第一步骤；附加清洁的第二步骤；漂洗的第三步骤；以及干燥的第四步骤。
总体移除有机物的第一步骤可包括用以下中的一个或多个进行清洁：具有溶解的臭氧的DI水；O2等离子体；硫酸-过氧化氢混合物；和/或UV-臭氧。
附加清洁的第二步骤可包括标准清洁-1(SC1)。SC1在本领域也可称为“RCA清洁”。该过程可包括氨溶液，如下文关于处理106所讨论的，可用某些材料既执行清洁又执行表面粗糙化。代替SC1，可使用JTB100或贝克清洁(Baker clean)100(可从捷特澳公司(J.T.Baker Corp.)购得),其不包括氨溶液，且因此对于某些材料不与清洁一起进行表面粗糙化，也如下文结合处理106所讨论的。
漂洗可在DI水中通过快速倾卸冲洗(QDR)进行，例如通过将水流过板(适当的载体或薄板)而进行。
第四步骤是干燥步骤，并可包括马兰戈尼(Marangoni)型干燥，包括异丙醇。
就在108处初始键合之前发生的清洁过程104a和124在某些情况下可作为初始键合之前的最后步骤包括清洁以移除有机材料。因此，上文结合104描述的各处理步骤顺序排列成使得步骤2在步骤1之后。如果在清洁步骤1和2之间有任何显著延迟则是较佳的，由此有机物(来自载体和/或薄板所存放的环境)可收集在其上。但是，如果在步骤1和2之间没有显著的实践，或者载体/薄板存放在含有少量有机物颗粒的环境中，如清洁房间，则步骤1和2可以该顺序发生，由此不必就在108处初始键合前清洁有机物。在所有其它方面，清洁过程104a、124仍与上文结合104描述的相同。
清洁实例-1
来自载体和薄板选择-实例1的每个载体和薄板被通过四个步骤过程，其中基本配方是箱体403中的溶解臭氧清洁步骤、箱体402中的SC1步骤420、箱体403中的漂洗步骤430、以及箱体404内的干燥步骤。所有的混合物以体积计除非另有表述。这里使用的NH4OH是14.5摩尔(水中的28重量/重量NH3)。这里使用的H2O2是水中的30重量％H2O2。DI或DIH2O是指去离子水且这些术语在此可互换使用。
图4是所用机器的箱体布置，包括每个箱体的相对位置、在该特定箱体内发生的过程、通过机器的工艺流程、以及所使用的具体参数。在该过程中，箱体401，不使用蚀刻(包括HF/HCl蚀刻)。在分别标示为箱体402至404中执行以下步骤。
在第一步骤410中，将玻璃放入包含溶解臭氧(DIO3)的箱体403中。详情如下：
具有溶解臭氧的DI水
臭氧浓度：30ppm
时间：10分钟
温度：环境温度(约22℃)
大水流量：44Lpm
在第二步骤420中，将样品放入包含SC1溶液的箱体402内。详情如下：
1份NH4OH：2份H2O2：40份DI水
温度：65℃
时间：5分钟
兆声：350w,850kHz
在第三步骤430中，将样品放入箱体403以进行快速倾卸冲洗(QDR)。详情如下：
时间：10分钟
漂洗：44Lpm的DI水高流量喷流
温度：环境温度(约22℃)
在第四步骤440中，在IPA蒸气中进行干燥。详情如下：
时间：10分钟(包括马兰戈尼型预先喷流冲洗和N2/IPA低流量干燥)
时间：2分钟最终150℃N2高流量干燥
清洁实例-2
以下取来自释放层施加-实例1的载体并进行上文在清洁实例-1中描述的相同清洁过程。
用于实现不同键合强度区域的处理-106
在整个该说明书中，为了解释简单，将描述在载体上进行从实现不同键合强度区域的处理。但是，应当指出，或者这种处理可在薄板上执行或者在载体和薄板两者上执行。
形成非键合区域的一种方式是将材料沉积在载体上，在装置加工过程中经受预期温度时薄板不设置成键合到该非键合区域。所沉积材料因此形成载体和薄板的表面之间的释放层。理想的是所沉积材料是可清洁的(从而经受本文所述的清洁过程，该过程用于促进实现键合区域的良好键合)通过蚀刻从载体可移除，并还方便地能够形成粗糙表面(例如当它们存在于载体上时较佳地呈结晶形式)以便于薄板与载体脱开键合。用于释放层的适当材料包括例如氧化锌(ZnO)、0.2-4.0％的铝掺杂氧化锌(AZO)、0.2-4.0％的镓掺杂氧化锌(GZO)、氧化锡(SnO2)、氧化铝(Al2O3)、氧化镓(Ga2O3)、氧化铋(Bi2O3)、F-SnO2、F-SiO2、以及TiON和TiCN。可使用标准沉积技术将材料放置在载体上。
该释放层可基于增加薄板与载体之间界面的粗糙度的原理运行，由此形成非键合区域。因而，释放层可包括≥2nm Ra的表面粗糙度(平均表面粗糙度)以便于防止非键合区域的牢固键合。然而，随着表面粗糙度增加，捕集在薄板与载体之间的气体量也增加，这导致本文讨论的处理问题。因而，实践中可使用的表面粗糙度的量可能有上限。该上限可能取决于用于初始键合的处理技术和通过使用本文讨论的通气条或沟槽对非键合区域通气。
表面的粗糙度可通过酸蚀刻步骤调节以增加表面粗糙度。酸蚀刻可作为单独步骤来执行，或可通过相对于释放层的材料的清洁溶液适当选择而与清洁步骤组合。但从工艺观点看，有利的是同时进行表面粗糙化和清洁。
例如，使用AZO膜，可通过用酸(例如pH值为2的HCl溶液，室温)蚀刻，接着通过碱清洁(例如用氢氧化铵(TMAH))而将蚀刻作为单独步骤执行。碱清洁可用羧酸盐缓冲液中的TMAH用H2O2以标准JTB100进行。在一实例中，使用具有30％H2O2的JTB100、羧酸盐缓冲液中的TMAH，表面粗糙度从2nm减小到1.1nm。此外，该清洁溶液容易从AZO膜漂洗，这在载体键合到薄板时和/或制品通过装置加工时有利地导致低放气。因而，在某些情况下可进行该方式的表面粗糙化和清洁，如使用防止载体与薄板之间气体捕集的较少措施时。
为了在一个步骤中进行清洁和粗糙化，对AZO膜，可使用例如SC1工艺(40:1:2 DI:NH4OH:H2O2)来将表面粗糙度从2.0增加到37nmRa。在某些情况下(其中需要过程简化的情况下)，当使用防止载体与薄板之间气体捕集的进一步措施时，组合清洁和粗糙化是较佳的。
替代地，释放层可基于与薄玻璃板形成无OH键合的原理操作，且无需具有特定粗糙度以提供非键合区域；该类材料可包括例如氧化锡、TiO2、氧化硅(SiO2)、耐热材料、SiN(氮化硅)、SiC、金刚石状碳、石墨碳、石墨、氮化钛、氧化铝、二氧化钛(TiO2)、SiON(氮氧化硅)、F-SnO2、F-SiO2和/或熔点的材料<1000℃，和/或应变点>约1000℃的那些材料。
该释放层厚度应选择成使得其不导致载体与薄板的键合表面之间的间隙到使得薄板在键合表面接触时受到过大应力的程度。薄板内的过大应力可能导致试图键合到载体期间和/或随后装置加工期间薄板的损坏。
即，例如，假设薄板具有平坦表面(即面向载体且在释放层的区域内没有凹陷或突起的表面，释放层应不能承受载体的键合表面上方大于1微米，例如薄板与载体的键合表面之间的间隙应例如为≤1微米、≤500nm、≤200nm、≤100nm、≤50nm、≤25nm、≤15nm、≤10nm、或者≤5nm。另一方面，释放层需要具有足够的厚度从而防止薄板与载体的表面键合。因而，在薄板和载体具有面向彼此的完全平坦表面的情况下，释放层应具有≥0.2nm的厚度。在其它情况下，厚度10-500nm的释放层是可接受的。在其它情况下，厚度100至400nm的释放层是可接受的；这些已经经过测试且发现允许键合区域内的充分键合，但还提供非键合区域。在某些情况下，释放层可部分的设置在载体和/或薄板内的凹陷内。
释放层可在小于薄板20与载体10之间整个接触面积上形成图案从而允许所选部分在薄板与载体之间形成非键合区域50。例如，参见图5。非键合区域50具有周界52。即，释放层会形成图案以允许释放材料和/或表面处理施加到区域50而非区域40。薄板20和载体10的其余部分，即键合区域40键合在一起。因此，可通过沿虚线5或其各子集切割而将任何数量的所需部分56与任何数量的其它所需部分56分开，且所有所需部分56仍键合到载体10。可能理想的是将制品2分成较小子单元以进一步处理。在这种情况下，键合区域40和非键合区域50的该布置的有利之处在于薄板20和载体10各部分仍然围绕其周界键合，使得处理流体不进入其间，处理流体可能污染随后过程，或者可能将薄板20与载体10分开。
尽管在图5中示出为一个薄板键合到一个载体，但多个薄板20可键合到一个载体10，其中任一薄板20可键合到载体10，具有由键合区域40围绕的任何合适数量的非键合区域50。在该情况下，在将所需部分56与其它所需部分56分开时，载体10可在不同薄板20的各键合区域40之间分开。
形成非键合区域的第二种方式是通过在薄板与载体之间使用具有不同键合强度的不同材料。例如，可在非键合区域使用SiNx，而可在键合区域使用SiO2。为了形成这些两种不同材料区域，可使用以下工艺。可通过PECVD将SiNx膜沉积在载体的整个表面上。然后可通过PECVD将SiO2膜沉积在SiNx顶部上，形成的图案使得其沉积在需要键合的区域。
形成非键合区域的第三种方式是使用O2等离子来增加材料的键合强度，否则会与薄板形成弱键合。例如，SiNx(氮化硅)可沉积在整个载体表面上。可使用遮挡板来阻挡非键合区域，且然后将O2等离子施加到非遮挡区域。通过O2等离子处理的SiNx将形成足够牢固的键合以将玻璃薄板固定到载体，而未处理的SiNx将形成非键合区域。
形成非键合区域的第四种方式是通过使用载体、薄板或两者的表面粗糙化。非键合区域内的表面粗糙度相对于键合区域的增加，使得在装置加工或键合区域内键合增强期间加热时不形成薄板到载体的键合。表面粗糙化可与形成非键合区域的第一、第二或第三种方式的技术一起使用。例如，载体的表面在至少非键合区域形成纹理或粗糙化。例如，载体表面可用增加载体表面粗糙度的酸溶液处理。例如，溶液中的酸会是H2SO4、NaF/H3PO4混合物、HCl或者HNO3。表面粗糙化的其它方式包括例如喷砂、以及反应性离子蚀刻(RIE)。
根据第四种方式的一实施例，粗糙化表面可通过在薄板和载体中所需一个上印刷玻璃蚀刻膏来提供。
更具体地，反应性离子蚀刻(RIE)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。通过诸如氟掺杂的氧化锡(FTO)、碳化硅(SiC)和氮化硅(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。通过诸如氧化铝掺杂的氧化锌(AZO)和氧化铟锡(ITO)的物理气相沉积(PVD)沉积的膜可光影掩蔽以在一个工艺步骤中图案化和形成非键合区域。但是，所有这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。
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糙化玻璃基板的玻璃蚀刻膏。玻璃蚀刻膏使用作为蚀刻剂的氟盐和惰性材料以遮蔽蚀刻或“霜化”钠钙玻璃。载体上图案化的非键合区域可通过丝网印刷蚀刻膏以低成本方便地形成。表面粗糙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糙度同时留出其余的玻璃表面为原始状态。此外，表面粗糙化的蚀刻膏方法的多用途在于膏的粘度可调节以便于丝网印刷，且膏的成分可定制以对不同的玻璃成分产生所需的蚀刻粗糙度。
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。这些特性使得蚀刻膏中显示器玻璃的蚀刻率显著小于钠钙玻璃。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 XGTM玻璃(从纽约康宁的康宁公司可购得)是钙铝硼硅酸盐。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ChemEQL(http://www.eawag.ch/research_e/surf/Researchgroups/sensors_and_analytic/cheme ql.html)估算EAGLE XGTM的溶解度。图18示出根据氟化氢铵中钙(线1801，三角形数据点)、铝(线1802，x数据点)、硼(线1803，方形数据点)以及硅(线1804，菱形数据点)的PH值的溶解度。钙的溶解度比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值以改进安全性和处理，人们预期钙铝硼硅酸盐玻璃的选择性刻蚀而在蚀刻表面上留下沉积的氧化钙和盐。图19示出各种蚀刻膏成分组成对铝的溶解度的影响。用氟化氢钠(线1902，三角形数据点)代替氟化氢铵(线1901，方形数据点)，以及用氯化铵(线1903中，x数据点)部分代替氟化氢铵几乎没有提供铝的溶解度变化。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)稍微抑制溶解的铝浓度。但是，加入硫酸和硫酸钡(如在Armour蚀刻霜中使用时，线1904，菱形数据点)显示在铝溶解度降低(与氟化氢铵的线1901进行比较)。此外，如从图19和20可见，与氟化氢铵的情况相比(2001线，方形数据点)，随着总溶解的铝(线1904)的降低，硫酸钡和硫酸(2004线，菱形数据点)的添加被视为显著增加总溶解的钙。因此，含硫酸钡和硫酸的酸蚀刻膏与仅用氟化氢铵相比显著减少钙铝硼硅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钡和锶高度可溶，所以可作为掩蔽材料添加硫酸钡。此外，应指出，钙溶解度随着PH值降低而显著增加，所以可通过用硫酸的简单PH值调节降低优先蚀刻(其中钙蚀刻较少)(使得钙蚀刻更多，且因此更均匀地具有玻璃的其余成分组成)。
已经证明玻璃蚀刻膏形成非键合区域。载体(0.63mm Eagle XG)通过将载体表面粗糙化形成键合区域并形成键合区域而键合到薄板(0.1mmEagle XG)，在键合区域允许原始状态玻璃表面在500℃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。钙铝硼硅酸盐玻璃在用于形成上述实例的条件下用蚀刻膏蚀刻，且发现表面粗糙度从0.34nm增加到0.42nm。用典型的键合工艺，键合0.1mm的玻璃薄板，留下非键合中心区域和强烈键合边缘。该键合的载体经过70mTorr的真空循环，600℃的热处理，以及通常LTPS工艺的湿法工艺。
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以形成非键合区域。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以实现所需粗糙度。通过改变蚀刻膏施加时间、温度和成分可改变粗糙度。例如，室温下的施加时间可以是从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搅拌、超声或兆声搅拌清洁载体。冲洗之后，将基板在由DI水、诸如氢氧化铵或氢氧化四甲铵的碱、以及过氧化氢的标准清洁1(SC1)溶液中另外清洁。然后将载体和薄玻璃部分接触以形成范德瓦尔斯键，并在高于450℃(例如500℃)热处理以形成薄玻璃与载体之间的共价键。
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糙化。这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、OLED、LCD和其它应用的薄玻璃板制造优点。
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以从基板移除材料。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糙度。使用等离子枪或入射在所限定区域上的射流输送AP-RIE以进行粗糙化，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NF3、CF4、C2F6、SF6或通常任何氟气。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。在这些方法的描述中，载体描述为蚀刻以形成用于非键合区域的粗糙区域的载体。但是，根据薄板的最终应用，薄板也可或者替代地为蚀刻以形成用于非键合区域的适当表面粗糙度的薄板。
掩膜法
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。掩膜材料可以是诸如金属、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。
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以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，键合区域与这样形成的非键合区域相邻。
聚合物的光致抗蚀剂的方法
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以阻挡所需键合区域。执行光刻(暴露和显影光致抗蚀剂)以限定所需键合区域的图案，其中将载体的表面粗糙化。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。
然后用诸如氧灰或硫酸氢过氧化物(SPM)的混合物的聚合物抗蚀剂移除剂移除聚合物。最后清洁玻璃载体以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。
适于在上述AP-RIE方法之后使用的清洁方法可包括洗涤剂洗涤或RCA型清洁(如本领域已知的)。在蚀刻完成后可采用这些常规清洁方法。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。
洗涤剂洗涤方法在超声波中用KG洗涤、Parker 225或Parker 225X的洗涤剂移除颗粒和轻残留物。通过在兆声中例如KG洗涤、Parker 225或Parker 225X的洗涤剂可移除亚微米颗粒。冲洗可包括在室温至80℃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。
RCA清洁方法包括三个清洁步骤、冲洗和干燥。可用SPM进行第一清洁步骤以移除重有机物。第二清洁步骤可包括标准清洁1(SC1)，其中使用根据需要用或不用超声或兆声稀释的氢氧化铵、过氧化氢以及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，可进行用刷子的洗涤。对于刷子可使用尼龙、PVA或PVDF材料。如果使用刷子洗涤，则此后在室温至80℃下在超声或兆声中可用DI水进行另一次冲洗。第三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80℃下用超声或兆声HCL：H2O2：DI或HCL：DI溶液进行所需时间量。在第三清洁步骤之后，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。
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；例如该材料可以是SiNx。SiNx例如通过光刻工艺形成图案，由此移除键合区域的SiNx，由此允许薄板与载体的表面接触并键合。
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酰亚胺(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的边缘凹陷以辅助防止薄板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以降低处理流体进入薄板20与载体10之间的几率，这会增加薄板20从载体10脱落的风险。在薄板20弯曲或者以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，这可能是使用通气条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。
释放层施加-实例1
采用来自清洁实例1的载体并在非键合区域将AZO溅射到载体上。即，使用掩模来阻挡溅射的AZO在键合区域涂覆载体。AZO通过在10mT压力、Ar气中1％O2和2.5W/cm2功率密度(靶处)下通过从0.5重量％ZAO靶RF溅射而沉积。
选择AZO是因为其易于从低成本金属靶反应性溅射以形成晶体AZO，晶体AZO可容易地粗糙化、清洁和移除(形成图案)。晶体AZO的晶粒结构可提供适当的表面粗糙度。此外，AZO易于通过酸性或碱性溶液粗糙化或移除。具体来说，沉积后粗糙化可通过酸蚀刻之后碱清洁或也清洁和移除有机物的碱蚀刻来实现。蚀刻在室温下用PH值为2的HCl溶液来实现，由此用5秒的蚀刻时间将表面粗糙度从2.9nmRa增加到9.0nmRa。
初始键合工艺108
为了准备其上具有释放层的板(薄板和/或载体)的初始键合，可使用预热步骤。预热步骤的一个目标是清洁和/或形成释放层之后驱除任何残留的挥发物。预热步骤有利地在随后在键合载体/薄板制品的装置加工期间在接近或高于预期温度的温度下加热板。如果预热期间使用的温度小于预期装置加工温度，则在装置加工期间可驱除附加挥发物，使气体累积在非键合区域，在某些情况下这可造成薄板从载体释放或薄板断裂。即使没有薄板的分离或断裂，这些气体也可能造成薄板隆起，这会使得其不适于在例如需要一定板平坦度的设备和方法中进行处理。
加热步骤可用于最小化或防止吸收的水在键合之前即刻形成在键合表面上，这大大改进真空和高温下的性能并允许在载体与薄玻璃之间形成强烈键合。
在键合工艺期间引起的诸如空气、水或挥发物的捕集气体在用户处理期间会由于升高的温度(150℃-600℃)或真空环境而膨胀，这会导致薄玻璃分离、断裂或以影响或干涉用户处理或处理设备的方式隆起。但是，对于键合玻璃表面需要羟基封端的表面以实现薄玻璃与载体之间的键合。有从非键合(粗糙)区域移除物理吸附和化学吸附水而不移除键合区域所需硅烷醇封端基团之间的微妙平衡以保持薄玻璃与载体之间的键合。
该平衡可通过以下键合表面准备来实现。载体和薄玻璃首先在常规清洁线用碱性洗涤剂和超声搅拌清洁，并进行DI水冲洗。接着是O2等离子清洁，且在75℃稀释SC1浴(40：1：2 DI:NH4OH:H2O2或40：1：2 DI：JTB100：H2O2)中进行10分钟。根据非键合表面的性质，载体和薄玻璃经受150℃1分钟的热板烘烤以移除物理吸附的水，或经受450℃1小时的真空退火以移除化学吸附的晶片。在移除游离水之后，薄玻璃和载体很快接触以通过范德瓦尔斯力预键合，并在T>450℃下进行热处理以形成共价键。
在SC1清洁过程之后，人们预期玻璃表面饱含羟基(～4.6OH/nm2，这应在冷凝后形成2.3OH/nm2)，覆盖有紧密结合的氢结合水的单层(～15OH/nm2)，以及更松散结合游离水(～2.5单层)。在低至25℃下在真空中失去游离水。据报告在真空下加热到190℃移除氢结合水的单层。另外加热到400℃和以上移除除单硅烷醇基团的所有物质，但这降低表面羟基化的程度。需要超过1000℃的温度来移除所有的羟基基团，但根据本发明，这些对于实现在载体上的薄板的合适性能并非必需。
通过诸如氧化铝掺杂的氧化锌(AZO)沉积的添加剂过程、或如反应离子蚀刻的减除过程的非键合区域的形成，或蚀刻膏形成增加的表面粗糙度，并可造成可增加吸收在表面上水和其它气体量增加的化学变化。具体来说，用含有NH4OH和H2O2的SC1的AZO的清洁引起反应形成的Zn(OH)2。该反应大大增加表面粗糙度并形成白色朦胧表面。在加热时，Zn(OH)2仅在125℃下开始分解形成的ZnO和水。氢氧化锌也从空气中吸收二氧化碳以形成稳定到300℃的碳酸锌。
该游离水、氢结合的水、和硅烷醇类对薄玻璃在由强结合周界和非键合中心组成的载体上的相容性的影响可通过估算每个类中水的量并计算LTPS工艺典型的各种PVD、CVD和掺杂剂活化步骤下通过理想气体定律膨胀时施加的压力来描述。
(表1)
PVD CVD 掺杂剂作用
温度 100 400 630
压力 0.000001 1 760
H2O/nm2 ΔP(托) ΔP(托) ΔP(托)
硅烷醇 2.3 4.74E+04 8.55E+04 1.14E+05
氢结合的 15 3.09E+05 5.58E+05 7.47E+05
游离水 37.5 7.72E+05 1.39E+06 1.87E+06
冷凝水的蒸发应产生104至106托的压差。该压差会造成薄玻璃远离载体的弯曲和偏离。该偏离增加载体与薄板之间的体积，降低压差。施加的压力和产生的薄玻璃偏移使薄玻璃受到张力。如果张力太大，则薄玻璃失效的可能性对于制造工艺来说会变得不可接受。可通过键合之前使水最少来使由于表面水蒸发而引起失效的风险最小。
在清洁之后键合之前即刻通过加热载体和薄玻璃部分脱气对键合的薄玻璃载体的真空相容性的影响在表2和3中示出。
表2
样品 SC1 脱气 真空失效压力
2-1 JTB100 150C/1min 1托
2-2 JTB100 150C/1min 270毫托
2-3 JTB100 150C/1min 1托
2-4 JTB100 150C/1min 25托
2-5 NH4OH 150C/1min 690托
2-6 NH4OH 150C/1min 690托
2-7 NH4OH 150C/1min 690托
表3
样品 SC1 脱气 真空失效压力
3-1 NH4OH 450C/1hr 承受70毫托25C
3-2 NH4OH 450C/1hr 承受70毫托25C
3-3 NH4OH 450C/1hr 承受但差键合、通气
3-4 JTB100 450C/1hr 承受70毫托25C
3-5 JTB100 450C/1hr 承受70毫托25C
3-6 JTB100 450C/1hr 在300C下1托下失效
这些样品包括用含有NH4OH或JT Baker 100的SC1溶液清洁的涂有AZO的载体。如上所述，氧化锌与含有NH4OH和H2O2的SC1溶液反应，形成Zn(OH)2。通过键合的载体的真空相容性通过在常规CVD工具的装填闭锁泵吸来估算。该系统具有软泵阀以减慢初始真空激增，且干泵达到<70毫托的最终压力。由于清洁与键合之间没有脱气，所有部件在大气压附近以薄玻璃断裂而失效。表2示出150℃1分钟热板脱气将在Baker 100中清洁的AZO样品的失效点转移到接近1托，而用NH4OH清洁的样品仍在大气压附近失效。从以上引用的二氧化硅表面的水化研究中，人们预期通过150℃1分钟热板脱气移除大部分氢结合水。但是，可能无法完成Zn(OH)2和Zn(CO)3的分解。试样2-1至2-7的比较显示150℃1分钟热板脱气有帮助，但仅此是不够的。此外，用JTB 100清洁的样品2-1、2-2、2-3、以及2-4与用NH4OH清洁的样品2-5、2-6和2-7的比较显示在这两种清洁溶液之间几乎没有差别。表3显示450℃1小时真空退火对载体的真空承受度的影响。在键合区域没有瑕疵(测试之前可见)的所有键合载体通过真空测试，无论在清洁时是否使用了化学剂。表3的样品与表2样品的比较显示更高的温度和更长的加热时间在改进薄壁和载体承受真空条件的能力上更有效。当组合使用时，发现这两种加热步骤非常有效。具体来说，通过450℃1小时真空退火(根据表3样品的协议)对图案化涂有AZO的载体进行脱气，以及通过在150℃下在热板上加热1分钟(根据表2样品的协议)对薄玻璃进行脱气，制成的32/33样品通过了真空测试。尽管薄玻璃板已经经受了表3样品的协议，但表2协议的较低温度和较短时间可能在某些情况下更经济。
在任何加热步骤之后，然后将薄板和载体彼此接触。这样做的一种方式是将薄板浮在载体顶部上，并然后使两者之间点接触。在接触点处形成键合(例如范德瓦尔斯型键合)并跨越薄板与载体之间的界面扩展。这有利地避免在薄板与载体之间捕集气泡(在初始键合环境中的空气或其它气体)，因为这种捕集的气体在随后的装置加工期间会膨胀(由于处理温度或真空环境)，且在某些情况下，造成薄板从载体释放，或薄板的断裂。同样地，如同上述的挥发物，即使没有薄板的分离或断裂，这些捕获的气体也可能造成薄板隆起，这会使得其不适于在例如需要一定板平坦度的设备和方法中进行处理。
避免气泡的一种方式是在形成接触点的同时使薄板和/或载体弯曲，并然后允许弯曲松弛直到薄板和载体被弄直。如果气泡被捕集在薄板与载体之间，则有利的是通过对气泡施加定向压力直到它们从例如制品的边缘或通过通气通道逸出而将它们移除。在该阶段，在形成初始键合之后，可处理制品而无需担心薄板与载体之间捕集颗粒。因此，例如，制品然后可运出清洁室以便于处理。
避免气泡的另一种方式是在真空环境中进行初始键合，这有助于从薄板与载体之间移除气体。然而，理想的是在所要键合的表面上具有薄水膜甚至是单层。从非键合区域移除气体、挥发物和水蒸汽以限制捕集的气体，又在键合区域上有水的这两种对立利益可通过使水蒸汽流过真空环境来调节。可选择合适的温度、相对湿度和流率来调节这些对立的利益。
如果在将薄板初始键合到载体之前未从其上具有释放层的板移除足够量的挥发物，则在初始键合之前可进行进一步脱气。在这一点，制品可在足以引起进一步挥发的温度下加热。但是，如果键合区域形成围绕非键合区域的完整密封件(如防止装置工艺流体进入薄板与载体之间所需要的，由此他们可能污染下游工艺，即密封件是密封的)，则挥发物的放气可能致使薄板隆起。该隆起可通过施加定向压力以强制捕集的气体排出薄板与载体之间来移除，如在边缘处或经由下述通气通道移除。可如下所述设置其它通气位置。如果需要，在该阶段制品可允许冷却到室温。
初始键合-实例1
取来自清洁实例-2的载体并将其放置在250℃的热板上，并在该处保持5分钟，并然后允许返回室温。来自清洁实例-1的薄板浮在该载体的顶上。将薄板强制在薄板边缘内部位置和键合区域内与载体点接触。在薄板与载体之间形成键合，且观察到该键合传播通过键合区域。然后将该制品放置到热板上并在350℃至400℃之间的温度下加热。观察到非键合区域的隆起，并随后从薄板与载体之间挤出。
对非键合区域通气
可采取措施来降低例如键合强化期间制品2经受升高的温度环境时，当捕集在非键合区域50内的气体膨胀时隆起量和/或对薄板20的其它不希望的影响的量。减少这些不希望的影响的一种方式是提供从非键合区域50延伸穿过键合区域40到达薄板20边缘的通气条70。参见图7。通气条70可在非键合区域以相同或不同方式形成。有利地，通气条70在非键合区域50用相同材料形成为释放层。各通气条70的数量和位置取决于非键合区域的尺寸和形状。各通气条70允许在加热制品2的任何工艺期间、例如在键合强化工艺期间或当制品2处于真空环境时薄板20与载体10之间捕集的气体逸出。各通气条70具有宽度71并在大于宽度71的宽度73上在薄板20与载体10之间产生非键合效果。根据非键合区域50的尺寸和厚度，可使用任何合适数量的通气条71。
各通气条70也可用于改进初始键合期间或装置加工期间当制品2处于真空环境时制品2的性能。例如，可在真空环境中发生初始键合以降低捕集在薄板20与载体10之间的气体量和/或辅助初始键合工艺。即，当在真空环境中发生初始键合工艺时，通气条70允许在初始键合发生时气体从薄板20与载体10之间逸出。在初始键合工艺结束时，尽管制品仍然处于真空环境下，通气孔密封式的气体和湿气不重新进入薄板20与载体10之间。或者，例如，在薄板20已键合(通过整个初始键合和/或键合增强)到载体10之后，制品2可放入真空环境中，且通气条70在其与薄板20的边缘相交处密封。这样，可减少捕集在薄板20与载体10之间的气体量，由此使在真空或升高温度环境中装置加工期间其不想要的影响最小。然后该密封防止空气和湿气通过通气条70重新进入。
密封通气条70的一种方式是将制品2放入原子层沉积(ALD)腔室、抽空该腔室并然后在薄板20的边缘处跨越通气条70的端部沉积薄涂层。ALD涉及反应物的单层脉冲，反应物可扩散并深入窄结构(诸如通气条70的端部)并在与另一前体的第二脉冲反应之前吸收。例如，在Al2O3的ALD沉积中，诸如三甲基铝化合物的单层铝前体与单层水反应而形成Al2O3。
通气条-实例1
来自释放层施加-实例1的载体被另外用各100微米宽的四个通气孔另外形成图案。该载体然后根据初始键合实例-1和增加键合强度实例-1进行处理。在键合增强之后，宽度73在宽度71的每侧上延伸约半毫米。该样品在100毫托下承受初始真空测试。
通气条-实例2
来自释放层施加-实例1的载体被另外用各100微米宽的八个通气孔另外形成图案。该载体然后根据初始键合实例-1和增加键合强度实例-1进行处理。在键合增强之后，宽度73在宽度71的每侧上延伸约半毫米。该样品在100毫托下承受初始真空测试。
通气条-实例3
来自释放层施加-实例1的载体被另外用各1毫米宽的四个通气孔另外形成图案。该载体然后根据初始键合实例-1和增加键合强度实例-1进行处理。在键合增强之后，宽度73在宽度71的每侧上延伸约半毫米。该样品在100毫托下承受初始真空测试。
通气条-实例4
来自释放层施加-实例1的载体被另外用各10毫米宽的四个通气孔另外形成图案。该载体然后根据初始键合实例-1和增加键合强度实例-1进行处理。在键合增强之后，宽度73在宽度71的每侧上延伸约半毫米。该样品在100毫托下承受初始真空测试。
通气条-实例5
来自释放层施加-实例1的载体被另外用各25毫米宽的四个通气孔另外形成图案。该载体然后根据初始键合实例-1和增加键合强度实例-1进行处理。在键合增强之后，宽度73在宽度71的每侧上延伸约半毫米。该样品在100毫托下承受初始真空测试。
替代或附加于通气条70，可在载体10本身上形成沟槽。即，代替形成穿过键合区域到达制品2边缘(或适当地到达薄板20的边缘)的非键合区域的条，载体10内的凹陷路径(或沟槽)可执行相同功能。或者，代替载体10内的沟槽，沟槽可形成在薄板20内，或在薄板20和载体10两者内。沟槽的位置可类似于图7所示通气条70的位置。在任何情况下，沟槽允许真空环境以在初始键合、键合增强、和/或装置加工之前的任何时间从薄板20与载体10之间移除气体和/或湿气。尽管仍处于真空环境，沟槽可用聚合物的注入和固化密封，聚合物例如聚酰亚胺、热固化性聚合物、或UV可固化的聚合物。或者，沟槽可通过加热放入沟槽内的配合料或通过直接加热围绕沟槽的材料以熔化和/或熔融封闭沟槽而被密封，如通过激光加热可完成的那样。这些沟槽可设置成与通气条70相同的构造和数量。但是，因为沟槽可制成具有比通气条70更大的横截面，可使用较少的沟槽。此外，为了使用较少沟槽，沟槽可延伸到非键合区域50，且在某些实施例中甚至延伸到其中心。沟槽和/或真空条的数量可取决于非键合区域50的尺寸。
在所需区域强化薄板与载体之间的键合-110
在108处，载体与薄板之间形成的键合可通过各种工艺强化，使得制品2可承受装置加工的苛刻条件(高温，例如高于350℃、400℃、450℃、500℃、550℃或600℃的温度、真空环境和/或高压流体喷射)而薄板不从载体脱离。
强化薄板与载体之间键合的一种方式是进行阳极键合。在US2012/0001293中描述了阳极键合的一种方式，其讨论了屏障层的沉积，且阳极键合的使用以将这些层附连到基板还可用于将薄玻璃板键合到载体基板上。
强化薄板与载体之间键合的另一种方式是通过使用温度和压力，其中制品(包括薄板和载体)被加热并经受压力施加。压力的施加可通过与载体和薄板接触的板进行，或在例如对制品施加流体压力的压力腔室内进行。这些板本身可用作热源，或者这些板可设置在加热环境内。使用的压力量可根据温度变化，例如当温度升高时可能需要较低压力。
当使用压力板时，可在薄板与对其施加压力的板之间使用间隔板或薄片。间隔板形状做成在键合区域与薄板接触并在尽可能大的键合区域接触。使用间隔件的一个优点是其可能允许键合加强期间施加热和压力期间薄板隆起的量等于间隔板的厚度。该隆起的量在装置加工期间是可接受的，仍可能在键合加强期间致使对薄板的问题或损坏。如果在非键合区域内在薄板与载体之间残余有限量的挥发物和/或气泡则可能发生这种隆起。或者，压力施加板可形状做成具有凹陷或凹部，或以其它方式使得其在非键合区域不与薄板直接接触。这样，允许薄板在键合加强期间具有可接受的隆起。如果不允许薄板隆起，在某些情况下(如例如具有足够量的残余挥发物和/或气穴)，在非键合区域累积的压力可能破坏在键合区域内发生的键合加强。
关于加热制品以增加键合强度，在约400℃至约625℃的温度下加热产生可接受键合强度。一般而言，随着温度升高，键合强度增加。实际温度上限由所涉及材料、即载体的材料和/或薄板的材料的应变点限定。关于对制品施加压力以增加键合强度，与温度类似，随着压力增加，键合强度也增加。实际上，从制造角度看，理想的是能够在尽可能低的压力和温度下产生可接受的键合强度。
当在具有大气压的环境中用激光器加热初始键合区域时，在释放层足够薄时可能能够在薄板与载体之间实现薄板与载体之间的可接受玻璃-玻璃键合。
纽约康宁的康宁公司R Sabia的专利US 6,814,833 B2中讨论了玻璃到玻璃键合的技术。根据本发明的概念，可使用“含硅制品的直接键合”将薄玻璃板键合到载体。
增加键合强度实例-1
在室温下取初始键合实例-1产生的制品并放置在热压板之间，使用石墨烯片(图案做成使得石墨烯材料与键合区域的图案匹配，而板内切除区域与非键合区域的图案匹配)作为薄板与热压板之间的垫片。这些板被带到一起以接触制品，但不施加任何显著压力。这些板在300℃的温度下进行加热，制品上没有显著压力。这些板从室温升高到300℃，并保持5分钟。然后将各板以40℃/分钟的速率从300℃升高到625℃，且同时制品上的压力升高到20psi。该状态保持5分钟，然后关掉加热器并释放压力。这些板允许冷却到250℃，在该点，将物体从压机取出并允许冷却到室温。经检查，发现制品在薄板和载体体现为单体时在键合区域具有这种键合，而薄板和载体在非键合区域是很独立的实体。
增加键合强度实例-2(对比)
实施如增强键合强度实例1中描述的过程，除了最大温度为180℃且使用压力为100psi。这些条件并不产生对于高温、低压装置加工条件的可接受强度的键合。
由载体提取薄板的所需部分-116
载体上柔性玻璃概念的主要挑战之一是由载体提取薄板的所需部分的能力。参考图1、2和8-12，该部分概要是使用刻划轮90来执行自由形状刻划并从载体10移除薄板20的所需部分56的创新方法。还描述了一种方法，该方法使用激光束94(例如CO2激光束)来执行薄板20的自由形状整体切割以及机械刻划，来形成一系列通气孔61、63、65、67和/或69，以将薄板20的所需部分56从载体10移除。
该方法避免了需要将整个薄板20从载体10脱开键合；降低了薄板20断裂的可能性。相反，可通过仅切割和提取所需的部分56来实现效果，该所需的部分56可以是，TFT、CF、触摸膜或其它薄膜。另外，由于机械和激光切割不切割超过薄板20的厚度22，这允许重新使用载体(在从载体清除薄板的不需要部分之后)并降低总体制造成本。
接下来，参考图1和2，将描述如何从载体10移除薄板20的所需部分56，即具有形成于其上的装置或其它所需结构的部分。
为了将所需部分56从载体10移除，在薄板20上形成多个切口。当通过例如刻划轮90的机械装置来实施时，这些切口可以是刻划线或通风线。或者，可使用激光94(例如二氧化碳激光)来形成穿过整个厚度22的通风或整体切口。该通风孔具有深度62。为了容易且可靠地移除所需部分56，深度62选择成≥50％的厚度22。如果通气孔深度62小于50％的厚度22，则薄板20和载体10由于彼此键合而将不足够弯曲来使得通气孔蔓延穿过整个厚度22来形成释放所需部分56的切口。在整体激光切割中，通气孔深度62是100％的厚度22。为了简化解释和引用，下面描述的通气孔为制作成不穿过整个厚度22的通气孔。另外，虽然所有的通气孔示出为具有相同的深度62，但不需要是这样；相反，通气孔可具有彼此不同的深度。
通气孔包括周界通气孔60、y向释放通气孔61，63、以及x向释放通气孔65，67，69。周界通气孔60沿所需部分56的周界57，并形成于非键合区域50的周界52内。释放通气孔示出为相对于键合区域40和非键合区域以及相对于周界通气孔60具有不同的构造，这可以是这种情形，或它们可具有类似的构造。例如，y向通气孔61示出为在键合区域40和非键合区域50内延伸，即y向通气孔跨越周界52但不延伸至薄板20的周界。通气孔61与薄板20的周界间隔开一距离66。距离66可以选择为任何合适的值，包括零。在距离66等于零的情形中，这些通气孔具有通气孔63的构造。类似于通气孔61，x向通气孔65在键合区域40和非键合区域50内都延伸，并与薄板20的周界间隔开。通气孔67完全在非键合区域50内，且不到达周界52。类似地，通气孔69完全在非键合区域50内，但延伸至周界52。一种布置中，如通气孔65所示的布置，各通气孔定位成与周界通气孔60的直线部分共线。另一种布置中，如通气孔63、67、69所示的布置，各通气孔垂直于周界通气孔60的直线部分。另一种布置中，如通气孔61所示的布置，各通气孔可以与周界通气孔60的弯曲部分对齐。
对于所有的通气孔61、63、65、67、69，共同点是不延伸至触及周界通气孔60。需要将所需部分的周界57尽可能地保持高质量。即，部分56的强度至少部分地取决于周界57的边缘强度。因此，需要避免损坏周界57。当形成通气孔61、63、65、67、69时，过击其目标的刻划轮或激光可能导致损坏周界57，由此弱化所需部分56。另一方面，朝向周界57蔓延穿过薄板20的通气孔将停止于周界通气孔60处而不对周界57造成损坏。而且，各通气孔布置成在周界通气孔60的距离64内。距离64选择成≤500微米，例如≤400、≤300、≤200、≤100、≤50、≤25、≤10或者≤5微米。如果距离64大于500微米，则在蔓延时存在着不想要的可能性，通气孔将不能在所需的位置与周界通气孔60会合。
可使用任何合适数量的通气孔61、63、65、67、69。即，可使用任何合适的总通气孔数量，或者任何合适的每种通气孔类型数量。但是，发明人已经发现使用相对于彼此以各种角度布置的通气孔有利于移除所需部分56。即，与仅使用x向类型或仅使用y向类型通气孔相比，同时使用x向类型和y向类型通气孔是有利的。
在形成所有的通气孔60、61、63、65、67、69之后，薄板20弯曲以将通气孔60、61、63、65、67、69沿其x向或y向蔓延穿过厚度22，从而会合周界通气孔60。接下来，如图12所示，通过脱落，例如通过附连吸杯91并将所需部分56拖离载体10，来移除所需部分56。为了有利于移除，在拖拉所需部分56时，可在所需部分56与载体10之间强制通入空气或液体。因为所需部分56的周界57完全在非键合区域50内，容易从载体10移除薄板20而不损坏。
下面将结合图1、2、8和9来解释提取所需部分56的第二实施例。该实施例中，将主要描述与第一实施例的不同之处，应理解其余元件类似于结合第一实施例描述的那些，且所有实施例中，相同的附图标记表示相同的元件。
该实施例中，如第一实施例一样形成周界通气孔60和所需通气孔61、63、65、67、69。载体10和薄板20也弯曲以蔓延通气孔60、61、63、65、67、69。另外，如图9所示，然后当薄板20和载体10由软弹性基板98支撑时，可使用压杆或断裂杆92来对薄板20和载体10施加压力。大致沿平行于穿过通气孔61和通气孔63的线的线，对周界57(周界通气孔60)的右侧施加压力，从而通气孔61和63不仅蔓延穿过薄板20，还蔓延穿过载体10，如延伸穿过图9的厚度的虚线所示。即，在薄板20与载体10之间的交界41处的键合是强健的，从而这些元件在键合区域40作为一体。相应地，因为通气孔61、63在薄板20的表面上在交界41上延伸，当它们蔓延时，通气孔61和63可以制成除了蔓延穿过薄板20之外蔓延穿过载体10。该通气孔蔓延穿过载体10不受到很好的控制，尤其是键合区域的外侧，但不需要很好的控制。虽然在载体10上在键合区域40外侧，和/或在薄板20上在周界57(周界通气孔60)外侧可能存在锯齿状边缘，主要的事情是移除一部分薄板20，从而允许所需部分56例如沿图8所示的箭头58方向从载体10滑离。即，虽然在薄板20上拖拉以使其离开载体时，任何存在的范德瓦尔斯力可能相对强，这些力在剪切中是弱的。由此，移除一部分薄板20以及一部分载体10，由此允许所需部分56从载体10滑离，大大地有利于移除所需部分56。当然，沿x方向延伸的压杆或断裂杆可用于将通气孔65和69蔓延穿过载体10，以允许所需部分56沿y向滑离载体10。
虽然刻划线示出为制作在薄板20上，对于在键合区域40形成刻划线，不需要是这样的。即，在键合区域40处，薄板20和载体10作为一体，由此当制品弯曲时，任一个中的刻划线将蔓延穿过另一个。相应地，键合区域中的刻划线可以形成在制品的薄板侧上或形成在载体侧上。
使用机械刻划来提取各部分包括以下步骤：
1.沿所需轮廓刻划薄板，即用刻划轮90在非键合区域50形成周界通气孔60。刻划轮类型、刻划压力和刻划速度选择成产生深度62(D)的通气孔，该深度等于或大于一半薄板厚度22(T)，即(D≥0.5T)。在提取之前，可刻划多个轮廓。刻划的轮廓可具有圆角或可具有倾斜角部。
2.形成例如释放切口或通气孔61、63、65、67和/或69的阵列，其使得能提取所需部分56。如果待提取的所需部分56具有矩形形状(或圆角矩形)，应在所需部分56的每个角部处沿垂直于该部分的每侧的方向形成释放通气孔(见图1和8)。如果所需部分56是“大的”，可在各角部之间形成一个或多个其它释放通气孔67。释放切口(通气孔)应延伸靠近遵循所需部分56的轮廓57的周界通气孔60(较佳地在小于0.5mm内)，但它们不应跨越或“触及”该轮廓，以避免损坏该部分边缘。
3.在刻划该部分的轮廓之后，即形成周界通气孔60之后，且在形成释放通气孔(选自61、63、65、67、69所示的通气孔的一种或多种类型)之后，应围绕所需部分56的周界57与载体10一起稍微弯曲(弯)柔性玻璃，以将通气孔延伸穿过薄板20的厚度22，以实现完全分离所需部分56。
4.通过使用与表面成接近直角(例如相对于薄板20的表面成60-90度)的抽吸力，以克服在非键合区域50处的任何范德瓦尔斯力，来将所需部分56脱离载体10的内部分来完成提取而不破坏所需部分。见图12。
图8和9示出另一提取方法。该方法包括使用在键合区域40上方的释放通气孔61、63来沿所需部分56的一侧弯曲和断裂载体10，作为断裂的开始。该载体应放置在相对软的柔性材料98上。通气孔在键合区域40上的释放通气孔61或63处开始，且通过由断裂杆92产生的弯曲应力，裂纹在薄板20下方沿断裂杆92蔓延穿过载体10。在载体10和薄板20的延伸至通气孔61、63的右侧的部分从所需部分56的右侧断开之后，所需部分56可以沿箭头58方向从载体滑离。
替代地或附加地，可使用机械刻划、激光切割。例如，可以有利地参考图10如下使用CO2激光。
当CO2激光束94用于形成周界通气孔60，用于切割所需部分56的周界57，可使用上面描述的相同技术和阵列来完成释放通气孔的形成和提取(经由脱落或滑动)。但是，与机械刻划不同，CO2激光能够整体切割薄板20。CO2激光切割不要求弯曲载体10和薄板20来使得通气孔延伸穿过其厚度22，从而激光切割可以有利地用于更厚的载体10。激光切割至少周界通气孔60还产生了具有更高强度的更高质量部分边缘，这允许更可靠的脱落过程和更快获得提取的所需部分56。对于CO2激光切割，激光束94在薄板20的表面上聚焦有小直径圆形光束，并沿由冷却喷嘴96遵循的所要求轨迹移动。可通过相同的刻划轮90来启动激光分离，这形成释放通气孔。冷却喷嘴96可以例如是空气喷嘴，其通过小直径孔将压缩空气输送到薄板的表面上。较佳的是使用水或空气液体雾，因为这增加了薄板20与载体10之间的引力。
如图11和16所示，喷嘴96的一种设计包括头部200，头部200具有4个小直径孔201、202、203、204，以允许射出冷却流体，用于切割矩形部分。优选地，孔直径≤1mm。每个孔201、202、203、204用于一个方向的切割。当通过孔205射出的激光束94接近周界孔的角部时(例如，90度转动)，控制系统(图未示)逐渐将一个孔关闭并打开另一个孔，用于沿例如垂直于第一切口的方向形成一切口。或者，头部200不需要沿垂直方向移动。即，孔201、202、203和204示出为围绕头部200彼此间隔90度放置，但不需要一定是这样。
虽然对于切割大致矩形部分，上述4个冷却孔201-204布置是有利的，但不同布置也是可能的。例如，如图16所示，第一孔201可以在所示的位置，而第二孔212可以位于离第一孔顺时针120°的位置，且第三孔213可以位于离第二孔212顺时针另一90°的位置。以此方式，各孔可用于切割三角形图案，例如通过沿与激光孔205和第一冷却孔201共线的第一方向移动头部200，然后沿和在激光孔205与第二孔212之间延伸的线共线的线向上(如图16所示的方向)，以及然后沿和在激光孔205与第三孔213之间延伸的线共线的线向下(如图16所示的方向)。当然，可使用任何所需数量的冷却孔来适应各种形状的周界通气孔60。
如图17所示，另一种喷嘴设计包括具有一个冷却孔201和旋转机构(图未示，但其可沿箭头215方向旋转头部200)的头部200，其在头部200移动经过周界通气孔60的角部的同时，允许冷却孔201跟随激光束(从孔205发射出)。如从图10、11、16和17看到的，激光喷嘴和冷却喷嘴可以是分开的，或者可以通过相同的头部输送。
CO2激光的另一优点在于激光束形成柔性玻璃和载体的局部加热，这可降低玻璃之间的引力。激光加热还可引起柔性玻璃局部起皱，使得提取过程更容易。
薄板/载体产品和使用过程
上面描述了其中一个所需部分56由键合至载体10的薄板20形成的情形。但是，可由键合至载体10的薄板20制成任何所需数量的所需部分56，取决于薄板20的大小和所需部分56的大小。例如，薄板可以具有第二代大小或更大，例如第三代、第四代、第五代、第八代或更大(例如，板大小从100mm x 100mm至3米x3米或更大)。为了允许用户决定他所要从键合至载体10的一个薄板20生产的所需部分56的布置，例如关于所需部分56的大小、数量和形状，薄板20可以如图13和14所示地供应。更具体来说，提供有具有薄板20和载体10的制品2。薄板20在围绕非键合区域50的键合区域40键合至载体10。
键合区域40布置在薄板20的周界处。有利的是键合区域在制品2的周界处密封薄板20与载体10之间的任何间隙，从而工艺流体不会被捕获，因为要不然被捕获的工艺流体可能污染随后的工艺，制品2被输送经过该随后的工艺。
非键合区域50可以由上述方法或材料任一种来形成。但是，尤其合适的是对载体涂覆有由一种材料制成的释放层，该种材料在设备加工期间预期的温度下维持其与薄板20非键合特性，但可在更高的温度下键合到薄板20。例如，释放层30可以有例如氧化膜的无机材料制成。例如，材料可选自以下ITO(铟锡氧化物)、SiO,SiO2、F-SiO2、SnO2、F-SnO2、Bi2O3、AZO、GAO、Ga2O3、Al2O3、MgO、Y2O3、La2O3、Pr6O11、Pr2O3、Sc2O3、WO3、HfO2、In2O3、ZrO2、Nd2O3、Ta2O5、CeO2、Nb2O5、TiO、TiO2、Ti3O5、F-TiO2、TiN(氮化钛)、TiON(氮氧化钛)、NiO、ZnO中的一种或多种，或其组合。合适的金属例如包括铝、钼和钨。当加热到约450℃至600℃的温度下，这样的材料不会与薄玻璃片20键合。但是，当加热至(预定温度≥625℃)，或可选择地，加热至薄玻璃板的应变点的100度内的温度下，或在一些实施例中，例如在薄玻璃板的应变点的50度内，将键合到薄玻璃板20。在某些情况下，可以使用溅射的金属，例如Ti、Si、Sn、Au、Ag、Al、Cr、Cu、Mg。因此，即使制品已在高达450℃至600℃温度下被处理，该非键合区域50仍保持其释放薄板20的部分的能力。另一方面，通过加热至预定温度，释放层30的部分可以被选择性地键合到薄玻璃板20。这种局部加热可以例如通过激光、其它光栅化热源、加热丝或感应加热器来实现。对于非键合区域，其它合适的材料包括，更一般地，金属氧化物、金属氧氮化物或金属氮化物，其中所述金属成分可以包括In、Si、Sn、Bi、Zn、Ga、Al、Mg、Ca、Y、La、Pr、Sc、W、Hf、Zr、Nd,Ta、Ce、Nb、Ti、Mo，或其组合。
现将描述实现这一功能的特定方式，即允许在薄板20已经键合至围绕薄板20的周界的载体10之后，形成各种形状键合区域40。这个特定方式包括：通过溅射或PECVD，接下来通过硅膜表面的热脱氢，在载体(由玻璃制成的，例如康宁公司的Eagle代码玻璃)上沉积约为100-500nm厚的硅膜，并在薄板20背面上溅射100-500nm厚的金属膜。金属被选择为使得它在高温(例如，≥600℃)下与硅形成硅化物，并使得其由于在溅射中的晶粒大小而具有足够的表面粗糙度(例如，Ra≥2nm)，以形成非键合区域。通过激光照射穿过载体10的局部加热会使硅和金属发生反应，以形成耐火金属硅化物并形成键合区域40。合适的金属包括(并不仅限于)铝、钼和钨。
为了在一个制品2上制作所需数量的所需部分56，制作有由键合轮廓线42围绕的所需数量非键合区域50。见图15。键合轮廓线42可以选择性地通过以所需形状选择性地描绘激光，以将释放层30局部加热至预定温度，在该温度下释放层将粘接并气密密封至薄板20。然后，加工制品2，从而在由轮廓线42限定的区域内形成装置。在装置加工之后，所需部分56可以通过上述方式任一种从载体10分离。如果需要将所需部分56从载体滑离，制品2可首先通过在相邻轮廓线42的合适轮廓线之间沿虚线5的任何样式或子集切割，被切割成任何更小数量的构件。可替代地，制品2可以沿多条线切割，这些线制作成从而与限定所需部分56的周界57的周界通气孔相交。以此方式，类似于上面结合图8和9所描述的，需要更少的步骤来从载体滑离所需部分56。在已经切割制品2之后，可发生在薄板20上的其它装置加工。
结论
通过多个方法可实现制品(该情形中，载体上的薄玻璃)密封性的测试，包括液体或气体侵入或离开密封制品上的任何区域的视觉或分光测定。
应当强调，本发明上述实施例、特别是任何“较佳”实施例仅仅是实施方式的可能实例，仅阐述用来清楚理解本发明的各种原理。可以在基本上不偏离本发明的精神和各种原理的情况下，对本发明的上述实施方式进行许多的改变和调整。所有这些改变和变型在此都意指包括在本公开和以下权利要求书的范围内。

Claims (29)

1.一种从通过键合区域键合到载体的薄板移除薄板的所需部分的方法，所述键合区域围绕非键合区域，所述薄板具有厚度，所述方法包括：
形成周界通气孔，所述周界通气孔限定所需部分的周界，其中所述周界通气孔设置在所述非键合区域内且深度≥所述薄板厚度的50％。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：形成两个释放通气孔，所述两个释放通气孔在所述非键合区域既不彼此平行也不共线。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
形成两个释放通气孔，所述两个释放通气孔彼此平行或共线，其中每个所述释放通气孔在所述键合区域和非键合区域中延伸，以及
将所述释放通气孔蔓延穿过所述薄板和所述载体两者，从而移除所述薄板和载体的允许所需部分滑离所述载体的部分。
4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述释放通气孔在所述周界通气孔的500微米内但不与所述周界通气孔接触。
5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，还包括：使用激光形成通气孔中的至少一个。
6.一种形成基于薄板装置的方法，包括：
通过围绕非键合区域的键合区域将薄板附连到载体；
处理所述薄板以在所述非键合区域上形成装置；以及
根据权利要求1至5中任一项所述的方法移除所述薄板的所需部分。
7.一种制品，包括：
载体；
薄板；
键合区域，所述键合区域围绕所述薄板的周界形成，将所述薄板保持到所述载体；
释放层，所述释放层设置成由所述键合区域围绕，其中所述释放层由在第一预定温度下未键合到所述薄板但在第二预定温度下键合到所述薄板的材料制成，其中所述第二预定温度高于所述第一预定温度。
8.如权利要求7所述的制品，其特征在于，所述释放层包括所述载体的表面上具有100至500nm厚厚度的硅膜，其中所述硅膜的背向所述载体的表面使其表面脱氢。
9.如权利要求8所述的制品，其特征在于，所述释放层还包括所述薄板的面向所述载体的表面上的金属膜，其中所述金属膜具有100至500nm的厚度。
10.如权利要求9所述的制品，其特征在于，所述金属选自将在≥600℃温度下与硅形成硅化物的族，且使得其由于溅射晶粒尺寸具有Ra≥2nm的表面粗糙度。
11.如权利要求9或10所述的制品，其特征在于，所述金属选自铝、钼和钨。
12.如权利要求7-11中任一项所述的制品，其特征在于，所述薄板是厚度≤300微米的玻璃。
13.如权利要求7-12中任一项所述的制品，其特征在于，所述载体是厚度≥50微米的玻璃。
14.如权利要求7-13中任一项所述的制品，其特征在于，所述薄板和所述载体的组合厚度为125至700微米。
15.一种从根据权利要求7-14中任一项所述的制品形成多个所需部分的方法，包括：
将所述释放层局部加热到≥所述第二预定温度的温度以形成多个键合轮廓线。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，还包括：使用不使所述释放层经受高于所述第一预定温度的温度的工艺在所述薄板上形成装置。
17.如权利要求15所述的方法，其特征在于，还包括：根据权利要求1-5中任一项的方法移除所需部分。
18.一种在薄板上形成装置的方法，包括：
将所述装置的至少一部分加工到在制品的薄板上，其中所述制品包括厚度≤300微米并键合到厚度≥100微米的载体的薄板，且还有所述键合包括具有一键合强度的多个第一区域和具有显著高于所述第一键合强度的第二键合强度的第二区域；
将所述制品的至少所述载体切割，从而形成第一制品部分和第二制品部分，其中所述第一制品部分包括所述多个第一区域中的一个和所述第二区域的至少一部分；
将所述装置的附加部分加工到所述第一制品部分上。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述切割沿所述第二区域内的线进行。
20.如权利要求18或权利要求19所述的方法，其特征在于，执行所述切割使得所述第一制品部分包括所述第二区域的围绕其周界的至少一部分。
21.如权利要求18-20中任一项所述的方法，其特征在于，还包括：从如权利要求1-6中任一项所述的所述第一制品部分移除所述薄板的至少一部分。
22.一种切割设备，包括：
头部，所述头部具有多个孔；
激光源，所述激光源可选地联接到所述多个孔中的第一孔从而将激光束输送通过所述第一孔；以及
冷却流体源，所述冷却流体源与所述多个孔中的至少第二孔和至少第三孔流体连通，其中从所述第一孔延伸到所述第二孔的第一线相对于从所述第一孔延伸到所述第三孔的第二线以第一角度设置。
23.如权利要求22所述的切割设备，其特征在于，第一角度为90度，其中冷却流体源也与所述多个孔中的第四孔和所述多个孔中的第五孔流体连通，且此外从所述第一孔延伸到所述第四孔的第三线与所述第一线基本上共线，且从所述第一孔延伸到所述第五孔的第四线与所述第二线基本上共线。
24.如权利要求23所述的切割设备，其特征在于，所述第一角度是不同于90度的角度或其倍数。
25.一种切割设备，包括：
头部，所述头部具有多个孔；
激光源，所述激光源可选地联接到所述多个孔中的第一孔从而将激光束输送通过所述第一孔；以及
冷却流体源，所述冷却流体源与所述多个孔中的至少第二孔流体连通，
其中所述头部是可转动的。
26.如权利要求22-25中任一项所述的切割设备，其特征在于，所述冷却流体源是压缩空气源。
27.如权利要求22-26中任一项所述的切割设备，其特征在于，所述孔具有≤1mm的直径。
28.一种切割方法，包括：
提供如权利要求22-24、26、27中任一项所述的切割设备；
将激光束输送通过所述第一孔，并在沿所述第一线沿第一方向移动所述头部的同时将冷却流体输送通过所述第二孔；
切断冷却流体通过所述第二孔的输送；
在沿所述第二线沿第二方向移动所述头部的同时将流体输送通过所述第三孔；
切断冷却流体通过所述第三孔的输送。
29.一种切割方法，包括：
提供如权利要求25所述的切割设备；
将激光束输送通过所述第一孔，并在沿第一方向移动所述头部的同时将冷却流体输送通过所述第二孔；
转动所述头部并以相对于所述第一方向成非零角度的第二方向移动所述头部。
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