CN110325663A - 用于喷溅装置的基材支撑体 - Google Patents

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Abstract

喷溅装置和方法包括室、布置在室内的靶和布置在室内的基材支撑体，所述基材支撑体包括基本由非含铝且非磁性金属材料构成的至少一部分。基材支撑体可以包括载具和用于装纳基材的装置器。在一些实施方式中，至少载具的面朝靶的表面基本由非含铝且非磁性金属材料构成。在一些实施方式中，装置器基本由非含铝且非磁性金属材料构成。喷溅装置可以是鼓式喷溅装置。喷溅方法可以是磁控喷溅方法。

Description

用于喷溅装置的基材支撑体
技术背景
相关申请的交叉引用
本申请根据35 U.S.C.§119，要求2017年02月13日提交的美国临时申请系列第62/458,207号的优先权，本文以该申请为基础并将其全文通过引用结合于此。
技术领域
本公开涉及基材(例如玻璃基材，例如覆盖玻璃)的喷溅涂层。具体来说，本公开涉及用于将基材装纳在喷溅装置(例如，鼓式喷溅装置)中的基材支撑体。
背景技术
喷溅沉积是用于在基材上沉积材料薄膜的物理气相沉积(PVD)方法。喷溅涉及从靶(源)将材料喷射到基材(例如玻璃基材)上。
玻璃制品(例如覆盖玻璃，例如用于手机的覆盖玻璃)的制造可以具有一种或多种表面处理，以增强其功能和为终端用户提供积极的体验。例如，覆盖玻璃可以涂覆一层或多层涂层，以提供所需的特性。此类涂层包括减反射涂层、易清洁涂层和耐划痕涂层。可以采用喷溅工艺将这些涂层施涂到覆盖玻璃的表面上。用于沉积这些涂层的喷溅工艺应该产生提供所需特性的均匀且无缺陷的涂层。
因此，需要不断革新用于玻璃制品的涂层以及将这些涂层沉积到玻璃制品表面上的方法。
发明内容
本公开涉及用于在喷溅装置内装纳一个或多个基材的基材支撑体，以及包括这些基材支撑体中的一个或多个的喷溅装置。
一些实施方式涉及喷溅装置，其包括：室；布置在室内的靶；转鼓，其包括布置在室内的鼓框架；和基材支撑体，其包括连接到鼓框架的载具和用于装纳基材的装置器，所述装置器连接到载具的面朝靶的表面，以及其中，至少载具的面朝靶的表面基本由非含铝且非磁性金属材料构成。
在一些实施方式中，根据前述段落实施方式的喷溅装置可以包括载具，其包括连接到载具的面朝靶的表面的夹具，用于将装置器夹在载具上。在一些实施方式中，夹具可以基本由非含铝且非磁性材料构成。
在一些实施方式中，任意前述段落实施方式还可以包括装置器，所述装置器基本由非含铝且非磁性金属材料构成。
在一些实施方式中，任意前述段落实施方式可以包括载具，所述载具基本由非含铝且非磁性金属材料构成。
在一些实施方式中，任意前述段落实施方式可以包括基材支撑体，所述基材支撑体基本由非含铝且非磁性金属材料构成。
在一些实施方式中，任意前述段落实施方式可以包括载具，其中，至少载具的面朝靶的表面基本由不锈钢316构成。
在一些实施方式中，任意前述段落实施方式可以包括基材支撑体，其中，至少90体积％的基材支撑体基本由非含铝且非磁性金属材料构成。
在一些实施方式中，任意前述段落实施方式可以包括载具，所述载具包括限定了载具的面朝靶的表面的板。在一些实施方式中，板可以是中空板，和/或板可以基本由不具有磁荷的不锈钢316构成。在一些实施方式中，可以通过在600摄氏度至1400摄氏度的温度范围对不锈钢进行热处理来去除磁荷。
在一些实施方式中，任意前述段落实施方式可以包括装置器，其包括底板和连接到底板的顶板，用于在它们之间夹住基材，以及顶板和底板基本由非含铝且非磁性金属材料构成。在一些实施方式中，任意前述段落实施方式可以包括装置器，其包括真空板，所述真空板具有多个通孔和布置在真空板的顶表面的一部分上的双面粘合剂层，用于与基材粘附，以及真空板基本由非含铝且非磁性金属材料构成。
在一些实施方式中，任意前述段落实施方式可以包括连接到载具的面朝靶的表面的多个装置器，至少一个装置器用于装纳至少一个基材，以及载具包括一个或多个夹具用于将装置器夹到载具上。
在一些实施方式中，任意前述段落实施方式可以包括载具，其中，至少载具的面朝靶的表面基本由选自下组的材料构成：铜合金和钛合金。
在一些实施方式中，任意前述段落实施方式可以包括载具，其中，至少载具的面朝靶的表面基本由20℃时的热膨胀系数等于或小于21.6ppm/℃的材料构成。
在一些实施方式中，任意前述段落实施方式可以包括载具，其中，至少载具的面朝靶的表面基本由20℃时的热膨胀系数等于或小于18ppm/℃的材料构成。
在一些实施方式中，任意前述段落的实施方式可以包括重量是100千克或更轻的载具。
一些实施方式可以涉及喷溅方法，其包括如下步骤：将基材连接到载具；将载具连接到转鼓，所述转鼓包括鼓框架，所述鼓框架布置在喷溅装置的室内，所述室包括布置在室内的靶；以及用涂层涂覆基材，其中，至少载具的面朝靶的表面基本由20℃时的热膨胀系数等于或小于18ppm/℃的非含铝且非磁性金属材料构成。
在一些实施方式中，前述段落的喷溅方法可以是鼓式喷溅方法。
在一些实施方式中，任意前述段落的喷溅方法可以是磁控喷溅方法。
在一些实施方式中，任意前述段落的喷溅方法可以包括：将基材连接到装置器和将装置器连接到载具，从而将基材连接到载具，其中，装置器基本由20℃时的热膨胀系数等于或小于18ppm/℃的非含铝且非磁性金属材料构成。
在一些实施方式中，任意前述段落的喷溅方法可以包括：在一次或多次基材涂覆过程之后，用强酸和强碱对载具的面朝靶的表面进行蚀刻，以从面朝靶的表面去除涂层材料。
一些实施方式涉及喷溅装置，其包括：室；布置在室内的靶；布置在室内的基材支撑体，所述基材支撑体包括载具和用于装纳基材的装置器，所述装置器连接到载具的面朝靶的表面，其中，至少载具的面朝靶的表面基本由非含铝且非磁性金属材料构成。
一些实施方式涉及一种制品，其包括经涂覆的覆盖玻璃，所述经涂覆的覆盖玻璃由如下喷溅方法制造，该方法包括：将覆盖玻璃连接到载具；将载具连接到转鼓，所述转鼓包括鼓框架，所述鼓框架布置在喷溅装置的室内，所述室包括布置在室内的靶；以及用涂层涂覆覆盖玻璃，其中，至少载具的面朝靶的表面基本由20℃时的热膨胀系数等于或小于18ppm/℃的非含铝且非磁性金属材料构成。
在一些实施方式中，根据前述段落的制品可以是消费者电子产品，所述消费者电子产品包括：具有前表面、背表面和侧表面的外壳；至少部分提供在外壳内的电子组件，所述电子组件至少包括控制器、存储器和显示器，所述显示器提供在外壳的前表面或者与外壳的前表面相邻；以及布置在显示器上方的前述段落的经涂覆的覆盖玻璃。
附图说明
被结合入本文的附图形成说明书的一部分且阐述了本公开的实施方式。结合说明书，附图进一步起到解释所公开的实施方式的原理并使得相关领域技术人员能够执行和使用的作用。这些附图旨在是说明性的，而不是限制性的。虽然在这些实施方式的上下文中描述了本公开，但是应理解的是，并不旨在将本公开的范围限制为这些特定实施方式。在附图中，相同附图标记表示相同或功能相似元件。
图1显示根据一些实施方式的喷溅装置。
图2A显示根据一些实施方式的基材支撑体和框架的横截面图。
图2B显示根据一些实施方式的基材支撑体和框架的横截面图。
图3A显示根据一些实施方式的用于装纳至少一个基材的装置器。
图3B显示根据一些实施方式的图3A中的装置器的孔沿线3B-3B’的横截面图。
图4显示根据一些实施方式的装置器组合件。
图5显示根据一些实施方式的基材支撑体。
图6显示根据一些实施方式的用于装纳至少一个基材的真空装置器。
图7显示沿图6中的线7-7’的横截面图。
图8显示根据一些实施方式的固定到真空装置器的多个玻璃基材。
图9显示根据一些实施方式的真空盒。
图10显示根据一些实施方式，用于将基材装载到喷溅装置中的工艺流程图。
图11显示根据一些实施方式的喷溅沉积过程的流程图。
图12显示根据一些实施方式的消费者产品。
具体实施方式
本公开的以下例子是示意性的，而不是限制性的。通常根据各种条件和参数进行其它合适修饰和调节，这对本领域技术人员来说是显而易见的，属于本公开的精神和范围。
用于玻璃制品(例如，覆盖玻璃)的涂层可以起到降低不合乎希望的反射，防止在玻璃中形成机械缺陷(例如，划痕或裂纹)，和/或提供易清洁透明表面等作用。本文所揭示的玻璃可以被整合到另一制品中，例如具有显示屏的制品(或显示器制品)(例如，消费者电子产品，包括移动电话、平板、电脑、导航系统以及可穿戴装置等)，建筑制品，运输制品(例如，车辆、火车、飞行器、航海器等)，电器制品，或者任意可以受益于部分透明性、耐划痕性、耐磨性或其组合的制品。结合了本文所揭示的任意玻璃制品的示例性制品是消费者电子器件，其包括：具有前表面、后表面和侧表面的外壳；电子组件，其至少部分位于或者完全位于外壳内并且至少包括控制器、存储器和位于外壳的前表面或者与外壳的前表面相邻的显示器；以及位于外壳的前表面或者在外壳的前表面上方的覆盖基材，从而使其位于显示器上方。在一些实施方式中，覆盖基材可以包括本文所揭示的任意玻璃制品。在一些实施方式中，外壳或覆盖玻璃中的一部分的至少一个包括本文所揭示的玻璃制品。
可以采用喷溅沉积工艺(例如，磁控喷溅)来向玻璃制品沉积涂层。喷溅沉积是薄膜沉积的物理气相沉积(PVD)方法。“喷溅”涉及将材料颗粒从“靶”(也称作“源”)喷射到“基材”(例如，玻璃制品或硅晶片)上。再喷溅是在沉积过程中通过离子或原子轰击的沉积材料的再次发射。“磁控喷溅”是这样一种PVD工艺，其中，产生等离子体，并且来自等离子体的带正电荷的离子被叠加到带负电荷的电极或“靶”上的电场(例如，磁场)加速。正离子被数百至数千电子伏特的电势所加速，并以足够的力量撞击到负电极，从靶驱逐并发射原子。这些原子会以典型的视线余弦分布从靶面射出，并且会聚集到放置在靠近磁控喷溅阴极的表面上。
材料喷溅到各种基材上(包括玻璃基材上)，实现了对于所得到的膜厚度具有高度控制的薄膜(涂层)沉积。一种类型的喷溅系统是转鼓喷溅系统，其设计成喷溅到多个基材上。在此类系统中，基材可以固定到装置器，所述装置器进而固定到更大的基材载具。然后，基材载具以可移除的方式连接到转鼓的框架，所述转鼓的框架在涂层沉积过程中旋转。随着框架旋转，基材依次暴露于不同的条件。随着基材通过靶，来自靶的颗粒可以被喷溅到基材上。基材可以任选地通过反应性气体或者等离子体区域和/或惰性气体区域(在那里，没有沉积喷溅颗粒)。在此类区域中存在的任意反应性气体或者等离子体可以与之前通过喷溅沉积的颗粒发生反应。氧和氮等离子体常用于将喷溅沉积金属层转变为金属氧化物或氮化物。鼓式喷溅装置可以以高效的方式实现对大量基材进行喷溅涂覆，并且适用于商业生产大量的涂覆基材(例如，涂覆的覆盖玻璃制品)。
控制喷溅沉积的许多参数的可用性使其成为复杂工艺，但是也实现了对于沉积膜的生长或微结构的大的控制度。虽然本文描述了特定的喷溅机制，但是可以使用任意合适的喷溅机制。
喷溅室内的基材支撑体(例如，载具和装置器)应该起到将基材牢固地装纳在室内的作用，避免与沉积到基材上的涂层材料的不合乎希望的物理或化学相互作用，并且避免引入喷溅室内的碎屑。所讨论的基材支撑体降低或者消除了不合乎希望的物理或化学相互作用，并且使得引入喷溅室内的碎屑的风险最小化。换言之，本文所讨论的基材支撑体对于喷溅涂覆沉积过程具有尽可能小的不希望的影响或者没有不希望的影响。
在一些实施方式中，基材支撑体可以包括一个或多个装置器以装纳一个或多个基材以及载具以装纳装置器。在一些实施方式中，用于制造装置器、载具以及在喷溅室内装纳装置器的任意额外组件的材料可以具有如下性质，其避免了与沉积在基材上的涂层材料发生不希望的相互作用并且避免了形成碎屑。不合乎希望的物理和化学相互作用包括：(i)与从靶移动到基材的涂层材料的原子发生磁性相互作用；和(2)当在喷溅室内加热基材支撑体时，产生的涂层材料的原子与基材支撑体的材料脱气的蒸气之间的化学相互反应。
涂层材料的原子与基材支撑体之间的磁性相互作用可能对沉积基材上所得到的涂层的性质造成负面影响。例如，不合乎希望的相互作用可能影响涂层的沉积位置、涂层的厚度、涂层的厚度轮廓、涂层的结构特性以及涂层的视觉特性等。不合乎希望的磁性相互作用可能导致涂覆过程期间沉积的涂层的10％至15％具有机械瑕疵或者视觉瑕疵。
在磁控喷溅过程中，基材支撑组件与离子或原子之间不合乎希望的磁性相互作用是特别不希望的，因为磁控喷溅依赖于良好控制的电场(例如，磁场)在基材上产生涂覆膜(例如，具有所需厚度的膜，均匀厚度，和不含结构与视觉缺陷)。在磁控喷溅过程中，磁场限制了靠近阴极的电子和等离子体，以增强靶沉积率。对于具有均匀涂层分布的良好设计的涂覆系统，靠近基材的额外外来磁场或磁场强度或导致涂层不正常，例如不均匀的涂层厚度，特别是对于大面积涂层沉积而言。靠近基材的非计划的磁场会扰乱离子和分子形式的带电荷材料的输入路径，并且导致涂覆膜中的不均匀局部厚度。
在一些情况下，不合乎希望的化学相互作用可能是从喷溅室存在的粘合剂的脱气产生的蒸气的结果。在一些情况下，可能使用粘合剂(例如，双面条带)将基材固定到装置器，或者将装置器固定到载具。当在喷溅室内加热(例如，被加热到200-300摄氏度)时，粘合剂(例如，双面条带)可能发生脱气。由于脱气与喷溅材料之间的化学反应，这种脱气可能污染正在涂覆到基材上的喷溅材料，并且导致基材上不可去除的污点。脱气还会降低喷溅室的真空泵送速度。
会通过以下情况向喷溅室中引入碎屑：(i)在将涂层材料沉积到基材支撑体装纳的基材上的过程中，沉积到基材支撑体上的涂层材料的碎裂(例如，开裂)和片状脱落；(ii)没有充分地固定基材，使得基材从基材支撑体掉落并后续破碎成基材片；和(iii)在将基材装载到室内之前或者装载过程中(例如，当将基材固定到装置器时)，由于人类相互作用引入的碎屑等。碎屑可能影响：涂层的沉积位置、涂层的厚度、涂层的厚度轮廓、涂层的结构特性以及涂层的视觉特性等。
在喷溅沉积过程期间，喷溅室内升高的温度(例如，升高至200-300摄氏度)可能劣化室内存在的温度敏感的粘合剂。粘合剂的这种劣化(例如，由于粘合剂的化学式中的化学化合物的脱气)可能导致粘合剂失效，从而导致基材从基材支撑体掉落。从基材支撑体掉落的基材可能破碎，在喷溅室内产生碎屑，并且破坏喷溅装置的其他组件。喷溅沉积过程持续越久，粘合剂劣化和失效的可能性可能增加。
在喷溅沉积过程期间，基材支撑体的涂层材料的剥落也可能将碎屑引入喷溅室中。在喷溅沉积过程期间，在任意时间点，靠近且面朝靶的表面(即，靶面视线中的表面，也被称作“面朝靶的表面”)可能被涂覆了从靶射出的涂料原子。重复的沉积过程会导致面朝靶的表面上的涂料原子积累并形成非常厚的涂层。并且最终，涂层可能开始破碎(开裂)和从面朝靶的表面剥落，从而在喷溅室内产生碎屑。由于沉积时的喷溅室的加热以及沉积过程之间的冷却所产生的涂层材料与基材支撑体的热循环，可能加速此类碎裂和片状脱落。
在一些实施方式中，基材支撑体可以包括避免了上文所述的与涂层材料发生物理或化学相互作用且避免在室内引入碎屑的材料和组分。在一些实施方式中，基材支撑体的组件(例如，载具或装置器)可以整个或者部分地由非磁性金属材料制造。非磁性金属材料降低或者完全防止了基材支撑体与沉积到基材上的涂层材料的原子之间不合乎希望的磁性相互作用。因此，基材上的涂层可以具有更均匀的性质，例如涂层厚度。
在一些实施方式中，基材支撑体的组件可以基本上由一种或多种非磁性金属材料构成(即，基本上由一种或多种非磁性金属材料组成)。在一些实施方式中，基材支撑体的组件可以完全由一种或多种非磁性金属材料构成(即，完全由一种或多种非磁性金属材料组成)。在一些实施方式中，整个基材支撑体(例如，载具和装置器)可以基本上由一种或多种非磁性金属材料构成(即，基本上由一种或多种非磁性金属材料组成)。在一些实施方式中，整个基材支撑体(例如，载具和装置器)可以完全由一种或多种非磁性金属材料构成(即，完全由一种或多种非磁性金属材料组成)。合适的非磁性金属材料包括但不限于：316不锈钢，铝和非磁性铝合金，钛和非磁性钛合金，以及铜和非磁性铜合金。
如本文所用，术语“非磁性金属材料”指的是这样的金属材料，当由非磁性材料制造的组件的表面与布置在该表面上的磁体放置成垂直于地面时，其不会磁性地固定磁体。在一些实施方式中，非磁性金属材料可以是不含铁金属材料。如本文所用，术语“不含铁(non-ferrous)金属材料”指的是包含1重量％或更少铁的金属材料。在一些实施方式中，非磁性金属材料可以是非磁性且非铁素体金属，例如非铁素体钢，例如奥氏体不锈钢。如本文所用，术语“非铁素体金属”指的是包含1重量％或更少铁素体晶体的金属材料。如本文所用，术语“非铁素体钢”指的是包含1重量％或更少铁素体晶体的钢。
在一些实施方式中，基材支撑体的组件(例如，载具或装置器)可以整个或者部分地由一种或多种非磁性且非含铝金属材料制造。如本文所用，术语“非含铝金属材料”指的是含有25重量％或更少铝的金属材料。在一些实施方式中，非含铝材料可以含有20重量％或更少的铝，可以含有不超过15重量％的铝，可以含有10重量％或更少的铝，可以含有5重量％或更少的铝，可以含有2重量％或更少的铝，或者含有1重量％或更少的铝。如本文所用，“金属材料”是至少95重量％金属构成的晶体材料。
在一些实施方式中，基材支撑体的组件(例如，载具或装置器)可以整个或者部分地由一种或多种无机且非金属陶瓷材料制造。在一些实施方式中，基材支撑体的组件(例如，载具或装置器)可以整个或者部分地由一种或多种非磁性的无机且非金属陶瓷材料制造，其具有20℃时21.6ppm/℃或更小的CTE、20℃时18ppm/℃或更小的CTE或者20℃时16.2ppm/℃或更小的CTE。在20-300℃温度范围上的线性热膨胀系数(CTE)表述为ppm/℃，并且应采用根据ASTM E228-11的推杆式膨胀计进行确定。在一些实施方式中，基材支撑体的组件可以整个或者部分地由一种或多种非磁性高温加工塑料制造。
在一些实施方式中，基材支撑体的组件可以基本上由一种或多种非磁性且非含铝金属材料构成(即，基本上由一种或多种非磁性且非含铝金属材料组成)。在一些实施方式中，基材支撑体的组件可以完全由一种或多种非磁性且非含铝金属材料构成(即，完全由一种或多种非磁性且非含铝金属材料组成)。在一些实施方式中，整个基材支撑体(例如，载具和装置器)可以基本上由一种或多种非磁性且非含铝材料构成(即，基本上由一种或多种非磁性且非含铝材料组成)。在一些实施方式中，整个基材支撑体(例如，载具和装置器)可以完全由一种或多种非磁性且非含铝材料构成(即，完全由一种或多种非磁性且非含铝材料组成)。合适的非磁性且非含铝材料包括但不限于：316不锈钢，钛和非含铝钛合金，以及铜和非含铝铜合金。
如表1所示，相比于含铝材料，非含铝金属材料在20℃(室温)具有较低的热膨胀系数(CTE)。CTE值可能取决于进行测量时的温度。除非另有说明，否则在本公开全文中，本文所记录CTE值是20℃(室温)，并且通常可适用于20℃至300℃的范围。非含铝金属材料的较低CTE可以帮助降低基材支撑体的面朝靶的表面上涂覆的材料的碎裂(开裂)以及后续剥落的可能性。非含铝材料的较低CTE可以降低涂层材料的碎裂和剥落发生和/或频率，因为较低的CTE会更接近玻璃制品(例如，覆盖玻璃)的典型涂层材料的CTE。玻璃制品的典型涂层材料可以具有20℃时小于12.6ppm/℃的CTE。例如，二氧化硅可以具有20℃时1.78-2.43ppm/℃的CTE。又例如，氮化硅可以具有20℃时4.54-12.0ppm/℃的CTE。
表1：各种金属材料的热膨胀系数，微英寸/℃(μ英寸/℃)(ppm/℃)
面朝靶的表面的CTE与涂层材料的CTE之差(即ΔCTE)越小，涂层材料的碎裂和剥落的发生和/或频率越低，因为喷溅室内的热循环对于涂层材料的结构完整性会具有较小的影响。当涂层材料和基材支撑体发生热循环时，涂层材料和支撑体会以不同速率膨胀和收缩，这是由于涂层材料与支撑体的ΔCTE所导致的。不同的膨胀和收缩速率最终可能导致涂层材料碎裂和从基材支撑体剥落，这是由于涂层材料与基材支撑体的不同热膨胀系数/热膨胀量所产生的应力所导致的。涂层材料和基材支撑体热循环的时间越久，涂层材料会开始碎裂的可能性越高。
通常来说，为了避免涂层材料的碎裂和片状脱落，至少对基材支撑体的面朝靶的表面进行定期清洁，以去除沉积的涂层材料。在一些情况下，至少基材支撑体的面朝靶的表面可以通过用强酸和/或强碱(例如NaOH)对这些表面进行蚀刻来进行清洁，以去除沉积到这些表面上的涂层材料。在此类情况下，可以在50摄氏度至90摄氏度的温度范围进行蚀刻。在一些情况下，至少基材支撑体的面朝靶的表面可以通过对面朝靶的表面进行热冲击来进行清洁，从而故意使得沉积到这些表面上的涂层材料碎裂和去除。虽然对于基材支撑体的重复使用是有利的，但是此类清洁过程可能是昂贵且费时的。并且，这种清洁可能随时间对基材支撑体造成破坏。
已经观察到铝基材支撑体在涂层材料的化学剥除(例如，用强酸或强碱进行清洁)的过程中易于发生劣化，以及可以向铝施涂特氟龙保护涂层以帮助保护铝免受劣化。但是，发明人观察到相比于铝基材支撑体，不锈钢或者钛合金基材支撑体在涂层材料的化学剥除过程中具有更高的抗劣化性。
涂覆了特氟龙保护层的铝基材支撑体通常坚持约20次的强酸或强碱清洁，之后由于清洁导致的破坏变得不可用。并且，特氟龙涂覆的铝基材支撑体必须在1至2次喷溅沉积过程之后进行清洁，以避免涂层材料的碎裂和剥落。相反地，发明人观察到不锈钢或钛合金在其变得不可用之前可以经受20次强酸或强碱清洁。并且不锈钢或钛合金仅需要在约10次沉积过程之后进行清洁，以避免涂层材料的碎裂和剥落。
涂层分层可能是由于内应力(与涂层厚度和工艺成比例)和外应力(与基材或相邻层的CTE失配)。消除了对于特氟龙涂层的需求降低了成本，同时增加了基材支撑体在需要清洁之后可以使用的次数。发明人观察到不锈钢基材支撑体装置器在涂层材料开始碎裂和从基材支撑体剥落之前可以被涂覆厚度最高至约20微米(um)的涂层材料。相反地，观察到特氟龙涂覆的基材支撑体在材料开始碎裂和片状脱落之前仅可以被涂覆最大8微米的涂层材料。相信这是由于相比于涂层材料与特氟龙之间的固有粘结强度，涂层材料与金属(例如，不锈钢)之间具有优异的固有粘结强度。
此外，较小的ΔCTE可以降低基材支撑体的清洁频率。这种频率降低是由于较小的ΔCTE导致涂覆的材料较不容易发生碎裂的结果。在一些实施方式中，非含铝且非磁性金属材料的CTE可以是在20℃时21.6ppm/℃或更小。在一些实施方式中，非含铝且非磁性材料的CTE可以是在20℃时18ppm/℃或更小。在一些实施方式中，非含铝材料和非磁性金属材料的CTE可以是在20℃时16.2ppm/℃或更小。相比于通常使用的铝基材支撑体，这些CTE值是相对低的。较低的CTE导致基材支撑体在发生片状脱落之前可以使用更多次。例如，在进行清洁以避免片状脱落之前，由316不锈钢制造的基材支撑体可以使用最高至10次喷溅沉积过程。
以降低的频率进行清洁具有数个优点。首先，清洁过程自身是耗时且昂贵的。降低清洁频率降低了这个成本。第二点，清洁对基材支撑体造成破坏。316不锈钢基材支撑体的20次强酸或强碱清洁(每次清洁进行10次沉积过程)，使得可以使用基材支撑体200次。相反地，以每次清洁进行1至2次沉积过程，铝基材支撑体的20次强酸或强碱清洁导致支撑体基材使用10至20次。由于较不频繁地对发生清洁破坏的基材支撑体进行替换，这个差异导致显著的成本节约。
在一些实施方式中，基材支撑体可以不包含粘合剂，以消除喷溅室内的粘合剂脱气的可能性。在一些实施方式中，基材支撑体可以采用有限量的粘合剂材料，以限制喷溅室内的可能的粘合剂脱气量。最小化或完全消除了粘合剂(例如，双面条带)的使用的基材支撑体消除或降低了粘合剂脱气与进行沉积的涂层材料之间的不合乎希望的化学反应。因此，降低或消除了涂层缺陷(例如，基材上不可去除的污点)的形成。此外，消除或限制粘合剂的量可以降低喷溅过程的时间和成本。施加粘合剂会是耗时的，并且不利的是，可能需要在喷溅运行之间进行重新施涂。恒定的粘合剂重新施涂可能是昂贵的，特别是如果粘合剂具有高成本的话。
在一些实施方式中，基材支撑体可以包括两块板，通过将基材夹在这两块板之间，将至少一个基材固定到基材支撑体。在一些实施方式中，这两块板可以在不使用粘合剂的情况下将一个或多个基材固定到基材支撑体。将基材夹在两块板之间可以消除基材支撑体上任何粘合剂的使用，并且可以抑制基材从基材支撑体掉落的可能性。在一些实施方式中，这两块板可以包括顶板和底板，顶板包括一个或多个孔隙用于允许被放置在相应孔隙下方的基材的全部或者一部分被涂层材料所涂覆。
在一些实施方式中，基材支撑体可以包括具有多个通孔的真空板。真空板可以用来朝着真空板的顶表面上的粘合剂拉动基材。用真空朝向粘合剂拉动基材可以产生基材与真空板上的粘合剂之间的强粘合剂粘结，从而限制了将基材固定到基材支撑体的粘合剂量，并且抑制了基材从基材支撑体掉落的可能性。此外，使用真空板可以限制将基材固定到基材支撑体时人们与基材的相互作用(例如，触摸)量。施加到真空板的真空可以在没有手动人力(例如，手动推动基材与粘合剂接触)的情况下起到将基材粘结到真空板上的粘合剂的作用。此外，使用真空可以产生基材与粘合剂之间更为一致的粘结，因为可以向真空板上的整个基材均匀地施加压力，而不是依靠以手动方式一致且均匀地按压基材和粘合剂。
图1显示用于将材料喷溅到多个基材上的示例性喷溅装置100的从上往下的视图。在一些实施方式中，喷溅装置100可以是鼓式喷溅装置。喷溅装置100包括室102，在其中进行涂层材料的喷溅。在喷溅过程期间，室102中的压力可以是1毫托至10毫托。虽然室102显示为圆形，但是不要求这样，并且可以使用任意形状的室102。在一些实施方式中，喷溅装置100可以是磁控喷溅装置。
根据一些实施方式中，在室102内的是转鼓103，其包括框架104。框架104可以包含金属材料，包括但不限于铝、不锈钢或钛。框架104可以设计成绕着轴106转动。在一些实施方式中，框架104可以以5至10米每秒的速度转动。在一些实施方式中，框架104可以以0至100RPM的速度转动。在一些实施方式中，框架104可以表征为具有多面体形状，其中，多面体的每个面构造成与基材支撑体108相连。在一些实施方式中，框架104可以包括一个或多个紧固件，例如螺钉、夹具或托架，用于将基材支撑体108连接到框架104。在图1所示的例子中，框架104具有八边形形状。但是，框架104可以具有任意数量的面，其中，每个面能够与基材支撑体108相连。在一些例子中，框架104可以具有7至91个面中的任意情况。
基材支撑体108设计成装纳一个或多个装置器(例如，本文所述的装置器200、300或600)，以及装置器可以装纳一个或多个基材(例如，本文所述的基材204、350或630)。以这种方式，可以在室102内排布许多基材，在其上沉积各种材料薄膜。
框架104的转动导致基材在喷溅沉积过程期间经受室102的各个部分。室102的不同部分可以包含不同喷溅靶和/或不同反应性气体。例如，室102的一些部分可以限定为具有喷溅靶对，例如，110a和110b，112a和112b，114a和114b，以及116a和116b。每对喷溅靶包括待沉积到基材表面上的纯或者近乎纯的形式的材料。一些常见的喷溅靶包括但不限于：硅(Si)、铝(Al)、钽(Ta)、锆(Zr)、铌(Nb)、金(Au)、钛(Ti)和铬(Cr)。靶可以成对布置，从而向一个喷溅靶(例如，靶110a)施加正电压，同时向另一个对应的喷溅靶(例如，靶110b)施加负电压。可以在室102内，绕着各个喷溅靶110a、110b、112a、112b、114a、114b、116a和116b使用惰性气体(例如，氩气或氙气)。虽然仅显示了四对喷溅靶，但是可以在室102内使用任意数量的喷溅靶。在一些实施方式中，可以采用壁120将每个喷溅靶对与其他的相互分开。虽然显示的是基于靶之间施加电压来喷射材料的成对喷溅靶，但是可以使用任意合适的喷溅布置。
在一些实施方式中，一部分的室102可以包括电感耦合等离子体源118a和118b，从而采用反应性气体(例如，氧气和氮气)产生等离子体。这个反应性区域可以导致来自任意喷溅靶的沉积金属膜发生氧化或氮化。例如，铝膜可以变成氧化铝(Al2O3)或者氮化铝(AlN)。
可以采用各种技术，将基材支撑体108以可移除的方式连接到框架104的给定面。在一些实施方式中，一个或多个基材支撑体108可以钩在框架104的一部分上，以便于装载和卸载基材支撑体108。在一些实施方式中，可以采用夹具，将一个或多个基材支撑体108夹到框架104的一部分上。
图2A显示根据一些实施方式的基材支撑体108。基材支撑体108可以包括载具130以及一个或多个装置器202。装置器202可以连接到载具130，并且可以装纳一个或多个基材204。基材204可以是玻璃制品(例如，覆盖玻璃)或者可以是半导体晶片(例如，硅、磷化铟或砷化镓)。在一些实施方式中，装置器202可以包括多个区段，并且每个区段可以装纳来自所述一个或多个基材中的一个基材。装置器202可以与本文所述的装置器300或装置器600相同或相似。在一些实施方式中，装置器202可以装纳1至30个基材204中的任意情况。
在一些实施方式中，基材204可以是用于消费者电子产品(例如，手机或可穿戴装置(例如，手表))的覆盖玻璃。在此类实施方式中，基材204可以是2D、2.5D或者3D覆盖玻璃。
在一些实施方式中，载具130可以以可移除的方式连接到框架104。在一些实施方式中，载具130可以钩在框架104的一部分上，以便于装载和卸载载具130。在另一个实施方式中，可以采用夹具将载具130夹到框架104的一部分上。
在一些实施方式中，可以使用粘合剂206将装置器202连接到载具130。粘合剂206可以是双面带，例如条带，但不限于此。在一些实施方式中，粘合剂206的存在可以(通过保护表面免受等离子体能量的影响)降低载具130的表面处的弓形。
图2B显示根据一些实施方式的基材支撑体108。如上文图2A中所述，基材支撑体108可以包括一个或多个装置器202，以及至少一个或者全部装置器202可以装纳一个或多个基材204。在一些实施方式中，可以在框架104连接到基材支撑体108的每个位置布置绝缘材料208。绝缘材料208可以起到使得基材支撑体108与框架104电隔离的作用，从而基材支撑体108具有浮动电位。在一些实施方式中，绝缘材料208可以是陶瓷材料或者塑料材料，其在最高至300摄氏度的温度维持其物理和化学性质。在一些实施方式中，绝缘材料208可以包括厚的(至少1微米厚的)金属氧化物或者金属氮化物。应注意的是，框架104和基材支撑体108的任一或两个金属表面处的天然氧化物没有厚到足以起到绝缘材料的作用，因为它不会将基材支撑体108与框架104电隔离开。
在一些实施方式中，绝缘材料208可以具有0.5mm至5mm的厚度。在一些实施方式中，绝缘材料208可以具有约1mm的厚度。绝缘材料208可以阻挡框架104与基材支撑体108之间的涂层材料的沉积。在一些实施方式中，绝缘材料208可以是绕着框架104、绕着基材支撑体108或者绕着它们两者的涂层。在一些实施方式中，涂层可以仅存在于框架104与基材支撑体108相连的位置。在一些实施方式中，绝缘材料208可以是框架104、基材支撑体108或者它们两者的整合部分。
如图2A和2B这两者所示，装置器202连接到载具130的面朝靶的表面132。在一些实施方式中，至少载具130的面朝靶的表面132可以基本上由一种或多种非含铝且非磁性金属材料构成(即，基本上由一种或多种非含铝且非磁性金属材料组成)。如上文所述，非含铝且非磁性金属材料降低或消除了涂层材料与载具130之间不合乎希望的物理相互作用，并且帮助防止涂层材料的不合乎希望的碎裂和剥落。在一些实施方式中，至少载具130的面朝靶的表面132可以完全由一种或多种非含铝且非磁性金属材料构成(即，完全由一种或多种非含铝且非磁性金属材料组成)。在一些实施方式中，整个载具130可以基本上由一种或多种非含铝且非磁性金属材料构成(即，基本上由一种或多种非含铝且非磁性金属材料组成)。
在一些实施方式中，载具130可以包括限定了载具130的面朝靶的表面132的板136。在一些实施方式中，板136可以基本上由一种或多种非含铝且非磁性金属材料构成(或者由其构成)。在一些实施方式中，板136可以是中空板。降低载具130的质量可以降低载具导致涂层材料与载具130之间的不合乎希望的物理相互作用的能力(例如，可以降低载具130所产生的磁场大小)。在一些实施方式中，载具130的重量可以是100千克或更小。
在一些实施方式中，板136可以包括限定了载具130的面朝靶的表面132的表面板138。在一些实施方式中，表面板138可以基本上由一种或多种非含铝且非磁性金属材料构成(或者由其构成)。表面板138可以防止载具130的余下部分(例如，板136)导致涂层材料与载具130之间不合乎希望的物理相互作用，同时减少载具130的非磁性且非含铝材料的量。
在一些实施方式中，至少载具130的面朝靶的表面132可以基本由不锈钢316构成(或者基本由不锈钢316组成)。在一些实施方式中，整个载具130可以基本由不锈钢316构成(或者基本由不锈钢316组成)。在一些实施方式中，板136和/或表面板138可以基本由不锈钢316构成(或者基本由不锈钢316组成)，所述不锈钢316在600摄氏度至1400摄氏度的温度范围进行热处理，从而从板136和/或表面板138去除磁荷。在一些实施方式中，至少载具的面朝靶的表面132可以基本由在600摄氏度至1400摄氏度的温度范围进行热处理的不锈钢316构成(或者由其构成)。在一些实施方式中，整个载具130可以基本由在600摄氏度至1400摄氏度的温度范围进行热处理的不锈钢316构成(或者由其构成)。
如图2B所示，在一些实施方式中，载具130可以包括连接到载具130的一个或多个夹具134。在一些实施方式中，夹具134可以连接到载具130的面朝靶的表面132。夹具134可以将装置器202连接到载具130的面朝靶的表面132。夹具134可以是钳型夹具、弹簧夹或者用机械紧固件(例如螺钉)固定的夹具，但不限于此。在一些实施方式中，为了有助于从载具130快速移除装置器202，夹具134可以不包括螺钉。在一些实施方式中，夹具134可以基本上由一种或多种非含铝且非磁性金属材料构成(或者由其构成)。
在一些实施方式中，至少90体积％的基材支撑体108可以基本上由一种或多种非含铝且非磁性金属材料构成(或者由其构成)。在一些实施方式中，至少75体积％的基材支撑体108可以基本上由一种或多种非含铝且非磁性金属材料构成(或者由其构成)。在一些实施方式中，至少50体积％的基材支撑体108可以基本上由一种或多种非含铝且非磁性金属材料构成(或者由其构成)。
在一些实施方式中，基材支撑体108的整个面朝靶的表面(例如，表面203和132)可以基本上由一种或多种非含铝且非磁性金属材料构成(或者由其构成)。在一些实施方式中，整个基材支撑体108可以基本上由一种或多种非含铝且非磁性金属材料构成(或者由其构成)。
在一些实施方式中，装置器202可以基本上由一种或多种非含铝且非磁性金属材料构成(或者由其构成)。在一些实施方式中，至少装置器202的面朝靶的表面203可以基本上由一种或多种非含铝且非磁性金属材料构成(或者由其构成)。
图3A-4显示根据一些实施方式，用于装纳基材350的装置器300。装置器300可以包括底板330，所述底板330包括连接到底板330的顶表面331的一个或多个弹性垫332。在运行中，弹性垫332可以与和底板330接触的基材350直接接触，以摩擦方式将基材350固定在底板330的所需位置。在一些实施方式中，弹性垫332可以整体或者部分地由聚四氟乙烯(特氟龙)构成。
装置器300还包括顶板310。在运行中，顶板310可以通过一个或多个夹具334连接到底板330。顶板310包括一个或多个孔隙，用于实现在喷溅沉积过程中，布置在相应孔隙312下方的基材350的面朝靶的表面的至少一部分被涂覆。换言之，孔隙312可以布置在相应基材350的至少一部分的上方。在一些实施方式中，顶板310可以包括布置在相应孔隙312下方的腔体316。腔体316可以包括腔侧壁318和从腔侧壁318延伸且限定了相应孔隙321的周界314的唇缘320。
在一些实施方式中，顶板310的顶表面(面朝靶的表面)311可以基本上由一种或多种非含铝且非磁性金属材料构成(或者由其构成)。在一些实施方式中，整个顶板310可以基本上由一种或多种非含铝且非磁性金属材料构成(或者由其构成)。在一些实施方式中，除了垫332之外，底板330可以基本上由一种或多种非含铝且非磁性金属材料构成(或者由其构成)。
夹具334可以将顶板310与底板330固定，并且在运行中，将基材350夹在底板330与顶板310之间。在一些实施方式中，装置器330可以包括布置在装置器330的相对侧上的两个夹具334。在一些实施方式中，夹具334可以是顶板310或底板330的整合部件(例如，作为整体形成、与其焊接或者与其永久性固定)。夹具334可以是钳型夹具、弹簧夹或者用机械紧固件(例如螺钉)固定的夹具，但不限于此。在一些实施方式中，为了有助于顶板310与底板330的快速连接和解开，夹具334可以不包括螺钉。在一些实施方式中，夹具334可以基本上由一种或多种非含铝且非磁性金属材料构成(或者由其构成)。
腔体316可以构造成(例如，尺寸和形状调节成)接收整个或者一部分的基材350。在一些实施方式中，腔侧壁318的一部分可以包括对应于基材350的周界边缘354的一部分的形状的表面轮廓。在一些实施方式中，腔侧壁318的尺寸和形状可以对应于基材350的周界边缘354的尺寸和形状。在一些实施方式中，腔侧壁318的尺寸和形状可以不同于基材350的周界边缘354的尺寸和形状。唇缘320可以布置在基材350的周界部分(例如，凸缘)352上方。唇缘320可以覆盖周界部分352，并且在喷溅沉积过程中，防止涂层材料沉积到周界部分352上。在此类实施方式中，装置器300可以用于基材350的非边缘-边缘涂覆。
在一些实施方式中，例如如图4所示，顶板310可以包括布置在顶板310的底表面313上的多个对齐轨道326。对齐轨道326可以是相对于顶板310的底表面313厚度增加的区域。换言之，对齐轨道326可以从底表面313凸起。在此类实施方式中，对齐轨道326可以帮助基材350相对于顶板310的孔隙312进行对齐。在一些实施方式中，对齐轨道326可以替代顶板310上的腔体316。
在一些实施方式中，对于具体玻璃制品(例如，具体的覆盖玻璃)，顶板310可以进行调节，以及底板330可以用于多种不同类型的玻璃制品(例如，不同的覆盖玻璃)。在此类实施方式中，孔隙312的尺寸和形状可以对于具体玻璃制品进行调节。此类定制化可以有助于不同玻璃制品类型的喷溅涂覆过程之间的容易过渡。
在一些实施方式中，底板330和/或顶板310可以包括一个或多个对齐特征体，用于帮助底板330、顶板310和基材350相对于彼此的适当对齐用于喷溅沉积过程。在一些实施方式中，底板330可以包括至少一个对齐定位器336，以及顶板310可以包括至少一个对齐定位器322，与底板330上的对应对齐定位器336对齐。在一些实施方式中，底板330可以包括至少一个对齐凹槽338，以及顶板310可以包括至少一个对齐凹槽324，与底板330上的对齐凹槽338啮合。在一些实施方式中，底板330可以包括至少一个对齐孔340，以及顶板310可以包括至少一个对齐孔328，与底板330上的对应对齐孔340对齐。
在一些实施方式中，对齐板360(参见图4)可以用来对齐顶板310和底板330。在一些实施方式中，对齐板360可以包括至少一个对齐柱362，所述对齐柱362分别接收在顶板310和底板330中的对齐孔328和340中。在一些实施方式中，对齐板360可以包括至少一个对齐轨道364，所述对齐轨道接收在顶板310的对齐凹槽324和/或底板330中的对齐凹槽338中。
例如，如图5所示，在一些实施方式中，基材支撑体可以装纳多个装置器，其中，至少一个装置器装纳一个或多个基材。基材支撑体500可以包括载具502和连接到载具502的面朝靶的表面504的多个装置器300。载具502可以与本文所述的载具130相同或相似。
如图5所示，载具502可以包括多个夹具506，用于将装置器300连接(即，夹到)载具502。载具506可以与本文关于载具130所讨论的夹具134是相同或相似的。在一些实施方式中，夹具506可以包括用于在载具502上对齐装置器300的一个或多个对齐突出物508。在此类实施方式中，对齐突出物508可以分别啮合住装置器300的顶板310和底板330上的对齐定位器322和/或对齐定位器336。在一些实施方式中，对齐突出物508可以是对齐定位器以及对齐定位器332/336可以是对齐突出物。虽然图5显示载具502装纳了装置器300，但是载具502也可以装纳装置器600。
图6和7显示根据一些实施方式，用于装纳基材630的装置器600。装置器600可以包括一层或多层双面粘合剂层620，从而将基材630固定到真空板610。使用双面粘合剂层620可以有助于喷溅沉积过程期间的基材630的边缘-边缘涂覆。双面粘合剂层620可以在没有覆盖基材630的周界边缘的情况下，将基材630固定到真空板610。
装置器600的真空板610包括从真空板610的顶表面(面朝靶的表面)611延伸到底表面613的多个通孔612。在一些实施方式中，通孔612可以具有0.5mm至3.0mm的直径。在一些实施方式中，通孔612可以布置成在真空板610的长度上延伸的多排。通孔612可以布置成任意所需图案，以及在一些实施方式中，对于特定种类的玻璃制品(例如，特定重量的覆盖玻璃)可以布置成经过图案调节。
在一些实施方式中，真空板610的顶表面611可以基本上由一种或多种非含铝且非磁性金属材料构成(或者由其构成)。在一些实施方式中，整个真空板610可以基本上由一种或多种非含铝且非磁性金属材料构成(或者由其构成)。
双面粘合剂层620可以布置在真空板610的顶表面(面朝靶的表面)611的一部分上。在一些实施方式中，双面粘合剂层620可以与真空板610的顶表面611的一部分直接接触。在运行中，双面粘合剂层620将基材630与真空板610通过粘合剂连接。在一些实施方式中，双面粘合剂层620可以覆盖真空板610中的至少一个通孔612。在运行中，基材630可以布置在顶表面611上，位于一层或多层粘合剂层620上方以及位于真空板610的至少一个通孔612上方。
在一些实施方式中，装置器600可以包括布置在双面粘合剂层620与真空板610之间的一层或多层粘合剂层622。在一些实施方式中，粘合剂层622可以与真空板610的顶表面611直接接触。粘合剂层622可以覆盖真空板610中的至少一个通孔612。粘合剂层622可以有助于在用真空压力使得基材630与双面粘合剂层通过粘合剂粘结之后，从真空板610去除基材630。在操作中，基材630可以布置在一层或多层粘合剂层622以及未被粘合剂层622覆盖的至少一个通孔612的至少一部分上。在一些实施方式中，粘合剂层622可以是粘附到真空板610的顶表面611的单面粘合剂(例如，单面粘合剂条带)。在此类实施方式中，单面粘合剂条带的粘合剂面可以面朝远离布置在粘合剂层622上的双面粘合剂层620。
在一些实施方式中，装置器600可以包括一层或多层气密密封剂层624，所述气密密封剂层624覆盖了真空板610中未被基材630、双面粘合剂层620或粘合剂层622覆盖的任意通孔612(即，通孔612u)。气密密封剂层624可以包括但不限于粘合剂条带层或者弹性衬垫。对未覆盖的通孔612u进行覆盖，会确保足够的真空压力被真空盒施加到通过粘合剂粘结的基材630和施加到双面粘合剂层620(参见例如方法1000和/或方法1100)。
在一些实施方式中，装置器300的顶板310可以与真空板610组合使用，从而将基材630固定到真空板600。在此类实施方式中，真空板600可以替代上文关于装置器300中所述的底板330。在一些实施方式中，真空板610可以包括一个或多个对齐定位器614，与顶板310上的对应对齐定位器322对齐。在一些实施方式中，真空板610可以包括一个或多个对齐孔616，与顶板310上的对应对齐孔328对齐。
图8显示根据一些实施方式，用多层双面粘合剂层520将多个基材630固定到真空板610。采用真空盒，可以将基材630以通过粘合剂粘结到双面粘合剂层620。图9显示根据一些实施方式的真空盒900。真空盒900可以包括真空腔902和其上放置了真空板610的密封表面908。在一些实施方式中，密封表面908可以包括用于接收弹性衬垫的衬垫凹槽910，以有助于在真空板610的底表面613与密封表面908之间形成气密密封。
真空盒900还可以包括真空端口904，用于与真空源(例如，真空泵的真空软管)相连。真空端口904实现了当真空板610与密封表面908密封时，真空源降低真空腔902内的压力。在一些实施方式中，真空盒900可以包括释放阀906，用于在通过降低真空腔902中的压力所产生的拉力使得基材630粘合剂粘合到双面粘合剂层620之后释放真空腔902内的真空。
图10显示根据一些实施方式的将基材装载到喷溅装置(例如，喷溅装置100)中的方法1000。虽然图10显示依次进行的方法1000的各个步骤，但是可以以不同顺序进行步骤。此外，步骤不需要在相同的位置或者时间进行。可以在不同位置或者不同时间进行步骤。
方法1000从步骤1002开始，其中，一个或多个基材(例如，基材204、305或630)连接到装置器(例如，装置器202、装置器300或装置器600)。在一些实施方式中，可以通过将基材夹到装置器，将基材连接到装置器(例如，装置器300)。在此类实施方式中，可以通过在对齐板360上布置顶板310，将基材固定到装置器300。然后，一个或多个基材可以布置在顶板310上(例如，在顶板310的腔体316)中，以及底板330可以布置在顶板310和基材上，从而底板330上的弹性垫332接触基材。以及然后，可以从对齐板360移除顶板310和底板330，而基材布置在顶板310与底板330之间。在一些实施方式中，可以用连接到顶板310和/或底板330的夹具(例如，夹具334)将顶板310与底板330夹到一起。
在一些实施方式中，可以通过将基材通过粘合剂粘结到装置器，将基材连接到装置器(例如，装置器600)。在此类实施方式中，可以使用真空压力使得基材通过粘合剂粘结到布置在装置器600的顶表面611上的粘合剂。在一些实施方式中，可以通过将基材布置在具有一层或多层双面粘合剂层620的真空板610上，将基材固定到装置器600，所述一层或多层双面粘合剂层620布置在真空板610的顶表面(面朝靶的表面)611的一部分上。当将基材布置在真空板上的时候，基材布置在真空板610的顶表面611上，位于一层或多层双面粘合剂层620的上方和位于真空板610中未被粘合剂或密封剂覆盖的至少一个通孔612的上方。在真空板610上布置基材之后，真空板可以放入真空盒(例如，真空盒900)中，以及可以向真空盒900施加真空以朝向真空板610拉动基材，从而使得基材粘结到双面粘合剂层620。通过其上布置了基材的通孔612拉真空，这起到了将基材拉向真空板610的作用，并因而使得它们粘结到双面粘合剂层620。
在一些实施方式中，在向真空盒900施加真空之前，可以用气密密封剂(例如，粘合剂或弹性衬垫)覆盖未被双面粘合剂层620和基材覆盖的任意通孔612(例如，未覆盖的通孔612u)。在一些实施方式中，粘合剂层622可以布置在双面粘合剂层620与基材之间，并且覆盖了真空板610中的至少一个通孔612。
在步骤1002中，将基材与装置器固定之后，可以在步骤1004中将装置器连接到载具(例如，载具130)。在一些实施方式中，载具可以装纳多个装置器(例如参见图5)。例如，在一些实施方式中，载具可以装纳2至6个装置器。在一些实施方式中，可以通过将装置器钩到载具上，使得装置器连接到载具。在一些实施方式中，可以用一个或多个夹具，将装置器连接到载具(参见例如图5)。
一旦装置器连接到载具，可以将载具连接到喷溅装置(例如，喷溅装置100)的可转动框架(例如，框架104)。在一些实施方式中，可以利用凸缘将载具钩到框架上而将载具连接到框架，所述凸缘连接到载具(例如，与载具整体形成或者以机械方式固定到载具)。在一些实施方式中，凸缘可以整体或者部分地包含绝缘材料。在一些实施方式中，可以用一个或多个夹具，将载具连接到框架。在步骤1004之后，可以采用例如如图11所示的喷溅沉积方法1100对基材进行喷溅涂覆。
图11显示根据一些实施方式的进行喷溅沉积过程的方法1100。虽然图11显示依次进行的方法1100的各个步骤，但是可以以不同顺序进行步骤。此外，步骤不需要在相同的位置或者时间进行。可以在不同位置或者不同时间进行步骤。可以采用喷溅装置(例如，喷溅装置100)进行方法1100的各个操作。在一些实施方式中，方法1100可以是鼓式喷溅方法。在一些实施方式中，方法110可以是磁控喷溅方法。
方法1100从步骤1102开始，其中，一个或多个基材在喷溅室(例如，室102)中转动。基材可以连接到装置器和载具，其进而连接到转动的鼓框架(参见方法1000)。在一些实施方式中，框架可以以0至100RPM的速度转动基材。
在基材开始转动之后，在步骤1104中，将材料薄膜喷溅(涂覆到)基材的面朝靶的表面上。喷溅材料(即，涂层材料)可以包括金属材料，例如但不限于：硅(Si)、铝(Al)、钽(Ta)、锆(Zr)、铌(Nb)、金(Au)、钛(Ti)和铬(Cr)。
在一些实施方式中，在步骤1106中，在喷溅室的分开部分中，基材可以经受反应性气体等离子体。不同于喷溅气体(通常是诸如氩气之类的惰性气体)，反应性气体可以包括氧气或氮气，仅举例而言。在一些实施方式中，在步骤1108中，暴露于反应性气体导致基材上的喷溅材料氧化或者氮化，从而形成材料的氧化物或氮化物。例如，铝膜可以变成氧化铝(Al2O3)或者氮化铝(AlN)。在另一个例子中，硅膜可以变成二氧化硅(SiO2)或者氮化硅(Si3N4)。
可以对步骤1102、1104和1108进行控制，从而在基材上产生所需的涂层。在一些实施方式中，涂层包括耐划痕涂层。用于耐划痕涂层的示例性材料可以包括无机碳化物、氮化物、氧化物、钻石状材料，或其组合。
在一些实施方式中，耐划痕涂层可以包括氧氮化铝(AlON)与二氧化硅(SiO2)的多层结构。在一些实施方式中，耐划痕涂层可以包括金属氧化物层、金属氮化物层、金属碳化物层、金属硼化物层或者钻石状碳层。用于此类氧化物、氮化物、碳化物或者硼化物层的示例性金属包括：硼、铝、硅、钛、钒、铬、钇、锆、铌、钼、锡、铪、钽和钨。在一些实施方式中，涂层可以包括无机材料。非限制性的示例性无机层包括氧化铝和氧化锆层。
在一些实施方式中，耐划痕涂层可以包括2016年5月3日公告的美国专利第9,328,016号所述的耐划痕涂层，其全文通过引用结合入本文。在一些实施方式中，耐划痕涂层可以包括含硅氧化物、含硅氮化物、含铝氮化物(例如，AlN和AlxSiyN)、含铝氧氮化物(例如，AlOxNy和SiuAlvOxNy)、含铝氧化物，或其组合。在一些实施方式中，耐划痕涂层可以包括透明介电材料，例如SiO2、GeO2、Al2O3、Nb2O5、TiO2、Y2O3以及其他类似材料，及其组合。在一些实施方式中，耐划痕涂层可以包括2015年8月18日公告的美国专利第9,110,230号所述的耐划痕涂层，其全文通过引用结合入本文。在一些实施方式中，耐划痕涂层可以包括以下一种或多种：AlN、Si3N4、AlOxNy、SiOxNy、Al2O3、SixCy、SixOyCz、ZrO2、TiOxNy、钻石、钻石状碳和SiuAlvOxNy。在一些实施方式中，耐划痕涂层可以包括2016年6月7日公告的美国专利第9,359,261号或者2016年5月10日公告的美国专利第9,335,444号所述的耐划痕涂层，它们全文都通过引用结合入本文。
在一些实施方式中，涂层可以是减反射涂层。适用于减反射涂层的示例性材料包括：SiO2、Al2O3、GeO2、SiO、AlOxNy、AlN、SiNx、SiOxNy、SiuAlvOxNy、Ta2O5、Nb2O5、TiO2、ZrO2、TiN、MgO、MgF2、BaF2、CaF2、SnO2、HfO2、Y2O3、MoO3、DyF3、YbF3、YF3、CeF3、聚合物、含氟聚合物、等离子体聚合化的聚合物、硅氧烷聚合物、倍半硅氧烷、聚酰亚胺、氟化聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚苯砜、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、丙烯酸聚合物、氨基甲酸酯聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯以及上文引述的适用于减反射层的其他材料。减反射涂层可以包括不同材料的子层。
在一些实施方式中，减反射涂层可以包括六边形堆积的纳米颗粒层，例如但不限于2016年3月1日公告的美国专利第9,272,947号所述的六边形堆积的纳米颗粒层，其全文通过引用结合入本文。在一些实施方式中，减反射涂层可以包括纳米多孔含硅涂层，例如但不限于2013年7月18日公开的WO2013/106629所述的纳米多孔含硅涂层，其全文通过引用结合入本文。在一些实施方式中，减反射涂层可以包括多层涂层，例如但不限于：2013年7月18日公开的WO2013/106638、2013年6月6日公开的WO2013/082488以及2016年5月10日公开的美国专利第9,335,444号所述的多层涂层，它们全文全都通过引用结合入本文。
在一些实施方式中，涂层可以是易清洁涂层。在一些实施方式中，易清洁涂层可以包括选自下组的材料：含氟烷基硅烷、全氟聚醚烷氧基硅烷、全氟烷基烷氧基硅烷、含氟烷基硅烷-(无氟烷基硅烷)共聚物，以及含氟烷基硅烷的混合物。在一些实施方式中，易清洁涂层可以包括含有全氟化基团的选定类型的硅烷的一种或多种材料，例如：化学式为(RF)ySiX4-y的全氟烷基硅烷，式中，RF是直链C6-C30全氟烷基，X＝Cl、乙酰氧基、-OCH3和-OCH2CH3，以及y＝2或3。可从许多市场化供应商处购得全氟烷基硅烷，包括道康宁(Dow-Corning)(例如氟碳2604和2634),3M公司(例如ECC-1000和ECC-4000)，以及其它氟碳供应商例如大金公司(Daikin Corporation)，瑟克(Ceko)(北朝鲜)，克特科公司(Cotec-GmbH)(例如DURALON UltraTec材料)和赢创(Evonik)。在一些实施方式中，易清洁涂层可以包括2013年6月6日公开的WO2013/082477所述的易清洁涂层，其全文通过引用结合入本文。
在一些实施方式中，可以在基材上喷溅涂覆相同或不同类型的多层涂层。喷溅涂层的厚度可以基于喷溅过程期间所使用的参数以及喷溅时间发生变化，但是可以是1纳米至1微米的任意情况。
图12显示根据一些实施方式的消费者产品1200。消费者电子产品1200可以包括外壳1202，其具有前表面(面朝使用者的表面)1204、背表面1206和侧表面1208。电子组件可以至少部分地提供在外壳1202内。电子组件可以包括控制器1210、存储器1212和显示器组件(包括显示器1214)等。在一些实施方式中，显示器1214可以提供在外壳1202的前表面1204处或与其相邻。
例如，如图12所示，消费者电子产品1200可以包括覆盖玻璃1220。覆盖玻璃1220可以起到保护显示器1214以及电子产品1200的其他组件(例如，控制器1210和存储器1212)免受破坏的作用。在一些实施方式中，覆盖玻璃1220可以布置在显示器1214上方。可以采用本文所述的涂覆工艺来制造覆盖玻璃1220，并且可以与本文所述的覆盖玻璃(例如，基材204、350或630)是相同或相似的。覆盖玻璃1220可以是2D、2.5D或者3D覆盖玻璃。在一些实施方式中，覆盖玻璃1220可以限定外壳1202的前表面1204。在一些实施方式中，覆盖玻璃1220可以限定外壳1202的前表面1204以及外壳1202的全部或者一部分的侧表面1208。在一些实施方式中，消费者电子产品1200可以包括限定了外壳1202的全部或者一部分的背表面1206的覆盖玻璃。
虽然已经结合对覆盖玻璃进行涂覆描述了各种实施方式，但是其他玻璃制品(包括玻璃陶瓷制品)，例如但不限于：建筑玻璃窗、汽车玻璃窗、相机透镜和用于消费者电器的玻璃陶瓷也可以用与本文所述相同方式进行涂覆和加工。
虽然已经结合喷溅涂覆沉积过程描述了各种实施方式，但是本文所述的基材支撑体也可以用于其他涂覆过程，包括但不限于化学气相沉积(CVD)工艺和喷雾涂覆工艺。基材支撑体可以提供如本文相对于这些涂覆工艺所述相同或相似的益处以及其他益处。
如本文所用，术语“玻璃”旨在包括至少部分由玻璃制造的任意材料，包括玻璃和玻璃陶瓷。“玻璃陶瓷”包括通过玻璃的受控结晶产生的材料。在实施方式中，玻璃陶瓷具有约30％至约90％结晶度。可以使用的玻璃陶瓷体系的非限制性例子包括：Li2O×Al2O3×nSiO2(即LAS体系)，MgO×Al2O3×nSiO2(即，MAS体系)和ZnO×Al2O3×nSiO2(即，ZAS体系)。
在一个或多个实施方式中，无定形基材可以包括玻璃，其可以经过强化或者未经过强化。合适的玻璃的例子包括钠钙玻璃、碱性铝硅酸盐玻璃、含碱性硼硅酸盐玻璃以及碱性铝硼硅酸盐玻璃。在一些变化形式中，玻璃可以不含氧化锂。在一个或多个替代实施方式中，基材可以包括晶体基材，例如玻璃陶瓷基材(其可以经过强化或者未经过强化)或者可以包括单晶结构，例如蓝宝石。在一个或多个具体实施方式中，基材包括无定形基底(例如玻璃)和晶体包覆(例如，蓝宝石层、多晶氧化铝层和/或尖晶石(MgAl2O4)层)。
可以对基材进行强化以形成经强化的基材。如本文所用，术语“经强化的基材”可以表示通过例如用较大离子来离子交换基材表面中的较小离子进行化学强化的基材。但是，也可以采用本领域已知的其他强化方法，例如采用热回火或者基材部分之间的热膨胀系数的不匹配来产生压缩应力和中心拉伸区域，以形成经强化的基材。
当基材通过离子交换工艺进行化学强化时，用具有相同价态或氧化态的较大的离子来代替或交换基材的表面层内的离子。通常通过将基材浸没在熔盐浴中进行离子交换工艺，所述熔盐浴包含要与基材中的较小离子发生交换的较大离子。本领域技术人员会理解的是，离子交换工艺的参数包括但不限于：浴组成和温度、浸没时间、基材在一种或多种盐浴中的浸没次数、多种盐浴的使用、其它步骤例如退火以及洗涤等，其通常是由以下的因素决定的：基材的组成，所需的压缩应力(CS)、通过强化操作得到的基材的压缩应力层深度(或层深度)。例如，含碱金属的玻璃基材的离子交换可以通过以下方式实现：浸没在至少一种包含盐的熔盐浴中，所述盐是例如但不限于较大碱金属离子的硝酸盐、硫酸盐和氯化物。熔盐浴的温度通常约为380℃至高至约450℃，而浸入时间约为15分钟至高至40小时。但是，也可以采用与上述不同的温度和浸没时间。
另外，在以下文献中描述了在多种离子交换浴中浸没玻璃基材(在浸泡之间进行洗涤和/或退火步骤)的离子交换工艺的非限制性例子：Douglas C.Allan 等人的美国专利第8,561,429号，题为“用于消费用途的具有压缩表面的玻璃(Glass with CompressiveSurface for Consumer Applications)”，于2013年10月22日公告，其中，通过在具有不同浓度的盐浴中多次浸泡，进行连续的离子交换处理，从而对玻璃进行强化；以及Christopher M.Lee等人的美国专利8,312,739，题为“用于玻璃化学强化的两步离子交换(Dual Stage Ion Exchange for Chemical Strengthening of Glass)”，于2012年11月20日公开，其中，玻璃通过以下方式进行强化：首先在用流出离子稀释的第一浴中进行离子交换，然后在第二浴中浸泡，所述第二浴的流出离子浓度小于第一浴。美国专利第8,561,429号和美国专利第8,312,739号的内容全文参考结合于此。
尽管本文已经描述了各种实施方式，但是它们仅通过示例方式给出，并不构成限制。应注意的是，基于本文所列出的教导和指导，旨在将调试和改良包括在所揭示的实施方式的含义和等价内容范围之内。因此，对于本领域的技术人员显而易见的是，可以在不偏离本公开的精神和范围的情况下，对本文所揭示的实施方式进行形式和细节上的各种修改和变动。本文所呈现的实施方式的元素不一定是相互排斥的，而是可以互换以满足各种情形，这是本领域技术人员会理解的。
参考如附图所示的本公开的实施方式来详细描述本公开的实施方式，其中相同的附图标记用于表示相同或功能相似的元件。对于“一个实施方式”、“一种实施方式”、“一些实施方式”、“在某些实施方式中”等的参照表明所描述的实施方式可以包括特定的特征、结构、或特性，但是不一定每个实施方式都包括该特定的特征、结构、或特性。此外，此类表述不一定指的是同一个实施方式。除此之外，当结合一个实施方式描述特定的特征、结构、或特性时，指的是本领域技术人员有能力结合其他实施方式影响此类特征、结构、或特性，无论是否明确描述出来。
本公开的例子是示意性的，而不是限制性的。通常根据各种条件和参数进行其它合适修饰和调节，这对本领域技术人员来说是显而易见的，属于本公开的精神和范围。
如本文所用，术语“或”是包含性的，更具体来说，表述“A或B”表示的是“A、B或者A和B两者”。本文中，排他性的“或”通过术语例如要么“A要么B”和“A或B中的一种来指定。
用于描述元件或组件的不定冠词“一个”和“一种”表示存在这些元件或组件中的一个或至少一个。尽管这些冠词通常用于预示修饰的名词是单数名词，但是除非另有说明，否则本文所用的冠词“一个”和“一个”也包括复数。类似地，同样除非另有说明，否则如本文所使用，定冠词“该”也预示修饰的名词可以是单数或复数。
如权利要求所用，“包括”是开放式过渡用语。跟在过渡用语“包括”之后的一系列元件是非排他性举例，从而还可能存在除了那些具体列出之外的元件。如权利要求所用，短语“基本由......组成”或者“基本由......构成”将材料的组成限制到指定的材料以及不会对材料基本和新颖特征造成显著影响的那些。如权利要求所用，“由......构成”或者“完全由......组成”将材料的组成限制到具体的材料，并且排除了没有指定的任意材料。
术语“其中”用作开放式过渡用语，引入对结构的一系列特性进行陈述。
除非在具体情况下另外指出，否则本文所陈述的数值范围包括上限和下限值，且该范围旨在包括其端点和该范围内的所有整数和分数。当限定了范围时，并不旨在将权利要求的范围限制到所陈述的具体值。此外，当以范围、一种或更多种优选范围、或者优选的数值上限以及优选的数值下限的形式表述某个量、浓度或其它值或参数的时候，应当理解相当于具体揭示了通过将任意一对范围上限或优选数值与任意范围下限或优选数值结合起来的任何范围，而不考虑这种成对结合是否具体揭示。最后，当使用术语“约”来描述范围的值或端点时，应理解本公开包括所参考的具体值或者端点。无论数值或者范围的端点有没有陈述“约”，该数值或范围的端点旨在包括两种实施方式：一种用“约”修饰，而一种没有用“约”修饰。
如本文所用，术语“约”表示量、尺寸、制剂、参数和其他变量和特性不是也不需要是确切的，而是可以按照需要是近似的和/或更大或更小的，反映了容差、转换因子、舍入和测量误差等，以及本领域技术人员已知的其他因素。
本文所用的方向术语，例如上、下、左、右、前、后、顶、底，仅仅是参照绘制的附图而言，并不用来表示绝对的取向。
上面已经借助于显示执行特定功能及其关系的功能构建块描述了本文实施方式。为了便于描述，本文任意定义了这些功能构建块的边界。可以定义替代边界，只要适当地执行指定的功能及其关系即可。
要理解的是，本文使用的短语和术语的目的是描述而非限制。本公开的宽度和范围不应局限于任何上述示例性实施方式，而仅由下面的权利要求书和其等价形式来限定。

Claims (26)

1.一种喷溅装置，其包括：
室；
布置在室内的靶；
转鼓，所述转鼓包括布置在室内的鼓框架；和
基材支撑体，所述基材支撑体包括连接到鼓框架的载具和用于装纳基材的装置器，所述装置器连接到载具的面朝靶的表面，
其中，至少载具的面朝靶的表面基本由非含铝且非磁性金属材料构成。
2.如权利要求1所述的喷溅装置，其中，载具包括连接到载具的面朝靶的表面的夹具，用于将装置器夹到载具上。
3.如权利要求2所述的喷溅装置，其中，夹具基本由非含铝且非磁性金属材料构成。
4.如权利要求1-3中任一项所述的喷溅装置，其中，装置器基本由非含铝且非磁性金属材料构成。
5.如权利要求1-4中任一项所述的喷溅装置，其中，载具基本由非含铝且非磁性金属材料构成。
6.如权利要求1-5中任一项所述的喷溅装置，其中，基材支撑体基本由非含铝且非磁性金属材料构成。
7.如权利要求1-6中任一项所述的喷溅装置，其中，至少载具的面朝靶的表面基本由不锈钢316构成。
8.如权利要求1-7中任一项所述的喷溅装置，其中，至少90体积％的基材支撑体基本由非含铝且非磁性金属材料构成。
9.如权利要求1-8中任一项所述的喷溅装置，其中，载具包括限定了载具的面朝靶的表面的板。
10.如权利要求9所述的喷溅装置，其中，板是中空板。
11.如权利要求9所述的喷溅装置，其中，板基本由不含磁荷的不锈钢316构成。
12.如权利要求1-11中任一项所述的喷溅装置，其中，装置器包括底板和连接到底板的顶板，用于在它们之间夹住基材，以及
其中，顶板和底板基本由非含铝且非磁性金属材料构成。
13.如权利要求1-12中任一项所述的喷溅装置，其中，装置器包括真空板，所述真空板包括多个通孔和布置在真空板的顶表面的一部分上的双面粘合剂层，用于使其与基材粘附，以及
其中，真空板基本由非含铝且非磁性金属材料构成。
14.如权利要求1-13中任一项所述的喷溅装置，其还包括连接到载具的面朝靶的表面的多个装置器，至少一个装置器用于装纳至少一个基材，以及其中，载具包括一个或多个夹具用于将装置器夹到载具上。
15.如权利要求1-14中任一项所述的喷溅装置，其中，至少载具的面朝靶的表面基本由选自下组的材料构成：铜合金和钛合金。
16.如权利要求1-15中任一项所述的喷溅装置，其中，至少载具的面朝靶的表面基本由20℃时的热膨胀系数等于或小于21.6ppm/℃的材料构成。
17.如权利要求1-16中任一项所述的喷溅装置，其中，至少载具的面朝靶的表面基本由20℃时的热膨胀系数等于或小于18ppm/℃的材料构成。
18.如权利要求1-17中任一项所述的喷溅装置，其中，载具重量是100千克或更轻。
19.一种喷溅方法，其包括：
将基材连接到载具；
将载具连接到转鼓，所述转鼓包括鼓框架，所述鼓框架布置在喷溅装置的室内，所述室包括布置在室内的靶；以及
用涂层涂覆基材；
其中，至少载具的面朝靶的表面基本由非含铝且非磁性金属材料构成。
20.如权利要求19所述的喷溅方法，其中，所述喷溅方法是鼓式喷溅方法。
21.如权利要求19或20所述的喷溅方法，其中，所述喷溅方法是磁控喷溅方法。
22.如权利要求19-21中任一项所述的喷溅方法，其中，将基材连接到载具包括将基材连接到装置器以及将装置器连接到载具，以及其中，装置器基本由20℃时的热膨胀系数等于或小于18ppm/℃的非含铝且非磁性金属材料构成。
23.如权利要求19-22中任一项所述喷溅方法，其还包括：在一次或多次基材涂覆过程之后，用强酸和强碱对载具的面朝靶的表面进行蚀刻，以从面朝靶的表面去除涂层材料。
24.一种喷溅装置，其包括：
室；
布置在室内的靶；和
布置在室内的基材支撑体，所述基材支撑体包括载具和用于装纳基材的装置器，所述装置器连接到载具的面朝靶的表面，
其中，至少载具的面朝靶的表面基本由非含铝且非磁性金属材料构成。
25.一种包含经涂覆的覆盖玻璃的制品，所述经涂覆的覆盖玻璃由如下喷溅方法制造，该喷溅方法包括：
将覆盖玻璃连接到载具；
将载具连接到转鼓，所述转鼓包括鼓框架，所述鼓框架布置在喷溅装置的室内，所述室包括布置在室内的靶；以及
为覆盖玻璃涂覆涂层；
其中，至少载具的面朝靶的表面基本由20℃时的热膨胀系数等于或小于18ppm/℃的非含铝且非磁性金属材料构成。
26.如权利要求25所述的制品，其中，所述制品是消费者电子产品，所述消费者电子产品包括：
包含前表面、背表面和侧表面的外壳；
至少部分提供在所述外壳内的电子组件，所述电子组件至少包括控制器、存储器和显示器，所述显示器提供在所述外壳的前表面处或者与所述外壳的前表面相邻；和
经涂覆的覆盖玻璃，其中，所述经涂覆的覆盖玻璃布置在显示器上方。
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