CN114040898A - 具有铜膜的玻璃片及其制作方法 - Google Patents

具有铜膜的玻璃片及其制作方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114040898A
CN114040898A CN202080043718.2A CN202080043718A CN114040898A CN 114040898 A CN114040898 A CN 114040898A CN 202080043718 A CN202080043718 A CN 202080043718A CN 114040898 A CN114040898 A CN 114040898A
Authority
CN
China
Prior art keywords
glass sheet
glass
copper film
range
heat treatment
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202080043718.2A
Other languages
English (en)
Inventor
黄明煌
金勳
罗伯特·乔治·曼利
拉杰什·瓦迪
尼古拉·哲列夫·哲列夫
朱斌
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Corning Inc
Original Assignee
Corning Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Corning Inc filed Critical Corning Inc
Publication of CN114040898A publication Critical patent/CN114040898A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/06—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with metals
    • C03C17/09—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with metals by deposition from the vapour phase
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/06—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/001—General methods for coating; Devices therefor
    • C03C17/002—General methods for coating; Devices therefor for flat glass, e.g. float glass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C23/00—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments
    • C03C23/007—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments by thermal treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/083—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound
    • C03C3/085—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/083—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound
    • C03C3/085—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal
    • C03C3/087—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal containing calcium oxide, e.g. common sheet or container glass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/089—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron
    • C03C3/091—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/089—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron
    • C03C3/091—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium
    • C03C3/093—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium containing zinc or zirconium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2217/00—Coatings on glass
    • C03C2217/20—Materials for coating a single layer on glass
    • C03C2217/25—Metals
    • C03C2217/251—Al, Cu, Mg or noble metals
    • C03C2217/253—Cu
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2217/00—Coatings on glass
    • C03C2217/70—Properties of coatings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2218/00—Methods for coating glass
    • C03C2218/10—Deposition methods
    • C03C2218/15—Deposition methods from the vapour phase
    • C03C2218/152—Deposition methods from the vapour phase by cvd
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2218/00—Methods for coating glass
    • C03C2218/10—Deposition methods
    • C03C2218/15—Deposition methods from the vapour phase
    • C03C2218/154—Deposition methods from the vapour phase by sputtering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2218/00—Methods for coating glass
    • C03C2218/30—Aspects of methods for coating glass not covered above
    • C03C2218/31—Pre-treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B5/00—Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form
    • H01B5/14—Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form comprising conductive layers or films on insulating-supports

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass (AREA)

Abstract

一种在玻璃片的主表面上沉积铜膜的方法，包含：决定铜膜的性质的期望的范围；使玻璃片的热历史与铜膜的性质的期望的范围相关联；及在玻璃片的主表面上沉积铜膜，其中沉积在玻璃片上的铜膜的性质在期望的范围内。使玻璃片的热历史与铜膜的性质的期望的范围相关联可包含在玻璃片上沉积铜膜之前对玻璃片进行热处理。

Description

具有铜膜的玻璃片及其制作方法
本申请案根据专利法请求于2019年5月17日申请的美国临时申请案序号第62/849,319号的优先权的权益，依据此案的内容并且将此案的内容以其全文引用方式并入本文。
技术领域
本公开案大体而言关于具有铜膜的玻璃片，且更具体而言关于使用玻璃片的热历史在玻璃片上沉积铜膜以将铜膜的一或更多种性质控制在期望的范围内。
背景技术
铜因为其低电阻率及良好的抗电迁移性，正引起相当多的关注作为超大规模集成电路(ULSI)应用的替代金属化材料。最近，铜已经吸引了对于要求较低的电阻率及较窄的金属线以用于高分辨率显示器及/或较大尺寸显示器的平面显示器应用的极大兴趣。
溅射沉积技术广泛用于铜金属化工艺。通常，铜膜的结构及质量强烈取决于沉积工艺的参数。上述工艺参数包含例如溅射气体组成及压力、等离子体功率源的类型、沉积功率及片材温度。可受沉积参数影响的铜膜的性质包含导电率、膜应力、结晶化、晶体定向及表面粗糙度。此类性质的期望的范围可根据最终应用而变化。
变化沉积工艺参数以控制铜膜的性质(例如，对于不同的应用)涉及复杂性、时间及费用。因此，期望控制铜膜的性质而不需要变化上述工艺参数。
发明内容
本文公开的实施例包含一种在玻璃片的主表面上沉积铜膜的方法。方法包含决定铜膜的性质的期望的范围。方法亦包含使玻璃片的热历史与铜膜的性质的期望的范围相关联。此外，方法包含在玻璃片的主表面上沉积铜膜，其中沉积在玻璃片上的铜膜的性质在期望的范围内。
本文公开的实施例的另外的特征及优点将于以下的实施方式中记载，并且部分地对于本领域熟练技术人员而言从该实施方式将为显而易见的，或通过实践本文所述公开的实施例而认知，本文包含以下实施方式、权利要求书以及附图。
应理解，前述一般性描述及以下实施方式两者呈现欲提供用于理解本案所请求的实施例的本质及特性的概要或架构的实施例。本文包含附图以提供进一步理解，并且附图并入此说明书中且构成此说明书的部分。附图绘示本公开案的各种实施例，且附图与说明一起用以解释各种实施例的原理及操作。
附图说明
图1为示例性熔融下拉玻璃制作设备及工艺的示意图；
图2为玻璃片的透视图；
图3为在玻璃片的第一主表面上的铜沉积工艺的示意图；
图4为玻璃片的侧视图，在玻璃片的主表面上沉积有铜膜；
图5为图示进行了热处理的玻璃片及未进行热处理的对照玻璃片的表面粗糙度的图表；
图6为图示在进行了热处理的玻璃片及未进行热处理的对照玻璃片上计算的铜膜应力的图表；
图7为图示在进行了热处理的玻璃片及未进行热处理的对照玻璃片上的量测的铜膜表面粗糙度的图表；
图8为沉积于对照玻璃片上的铜膜的X射线绕射曲线；
图9为图示在进行了热处理的玻璃片及未进行热处理的对照玻璃片上的计算的铜膜平均微晶尺寸的图表。
具体实施方式
现将详细参照本公开案的现有较佳实施例，实施例的实例绘示于附图中。在附图各处将尽可能使用相同的组件符号来指称相同或类似的部件。然而，本公开案可以许多不同的形式来实现，并且不应被解释为限于本文记载的实施例。
在本文中可将范围表示为从“约”一个特定值，及/或至“约”另一个特定值。当表示上述范围时，另一个实施例包含从一个特定值及/或至另一个特定值。类似地，当例如通过使用先行词“约”将数值表示为近似值时，将理解特定值形成另一个实施例。将进一步理解，每个范围的端点关于另一个端点皆为有意义的并且独立于另一个端点。
如本文使用的方向性用语──例如，上、下、右、左、前、后、顶部、底部──仅为参照所绘制的附图而作出，而不欲暗示绝对定向。
除非另外明确说明，否则本文记载的任何方法决不欲解释为要求以特定顺序执行方法的步骤，亦无要求以任何设备特定的定向来执行。因此，当方法权利要求实际上并未叙述方法的步骤所要遵循的顺序时，或当任何设备权利要求实际上并未叙述对个别部件的顺序或定向时，或当在权利要求书或说明中并未另外特定说明步骤将限于特定的顺序时，或当并未叙述对设备的部件的特定顺序或定向时，决不欲在任何方面中推断顺序或定向。此适用于任何可能的非表达的解释依据，包含：关于步骤的安排、操作流程、部件的顺序或部件的定向的逻辑事项；自语法组织或标点符号得到的简单含义，以及；说明书中描述的实施例的数量或类型。
如本文所使用，除非上下文另有明确指示，否则单数形式“一”、“一个”及“该”包含复数指示物。因此，例如，除非上下文另有明确指示，否则对“一”部件的参照包含具有两个或更多个上述部件的方面。
图1示出示例性玻璃制造设备10。在一些实例中，玻璃制造设备10可包括玻璃熔化炉12，玻璃熔化炉12可包含熔化容器14。除了熔化容器14之外，玻璃熔化炉12可任选地包含一或更多个另外的部件，如加热组件(例如，燃烧器或电极)，其加热原料并且将原料转换成熔融玻璃。在进一步实例中，玻璃熔化炉12可包含热管理装置(例如，隔热部件)，其减少从熔化容器附近损失的热。在更进一步实例中，玻璃熔化炉12可包含有助于将原料熔化成玻璃熔体的电子装置及/或机电装置。更进一步，玻璃熔化炉12可包含支撑结构(例如，支撑底盘、支撑构件等)或其他部件。
玻璃熔化容器14通常由耐火材料构成，如耐火陶瓷材料，例如，包括氧化铝或氧化锆的耐火陶瓷材料。在一些实例中，玻璃熔化容器14可由耐火陶瓷砖构成。玻璃熔化容器14的具体实施例将在以下更详细地描述。
在一些实例中，可将玻璃熔化炉并入作为玻璃制造设备的部件以制造玻璃片，例如，连续长度的玻璃带。在一些实例中，可将本公开案的玻璃熔化炉并入作为玻璃制造设备的部件，玻璃制造设备包括槽拉制(slot draw)设备、浮浴(float bath)设备、下拉(down-draw)设备(如熔融工艺)、上拉(up-draw)设备、压辊(press-rolling)设备、管拉制(tubedrawing)设备或将受益于本文公开的方面的任何其他玻璃制造设备。作为实例，图1示意绘示玻璃熔化炉12作为熔融下拉玻璃制造设备10的部件，用于熔融拉制玻璃带以用于后续处理成个别玻璃片。
玻璃制造设备10(例如，熔融下拉设备10)可任选地包含上游玻璃制造设备16，上游玻璃制造设备16位于相对于玻璃熔化容器14的上游。在一些实例中，上游玻璃制造设备16的一部分或全部可并入作为玻璃熔化炉12的部分。
如绘示的实例所示，上游玻璃制造设备16可包含储存仓(storage bin)18、原料输送装置20及连接至原料输送装置的马达22。储存仓18可经配置以储存定量的原料24，定量的原料24可进料至玻璃熔化炉12的熔化容器14中，如由箭头26所指示。原料24通常包括一或更多种玻璃成型金属氧化物及一或更多种改质剂。在一些实例中，原料输送装置20可由马达22提供动力，使得原料输送装置20将预定量的原料24从储存仓18输送至熔化容器14。在进一步实例中，马达22可为原料输送装置20提供动力以基于在熔化容器14的下游处感测到的熔融玻璃的高度(level)于受控速率下引入原料24。此后，可加热熔化容器14内的原料24以形成熔融玻璃28。
玻璃制造设备10亦可任选地包含相对于玻璃熔化炉12位于下游的下游玻璃制造设备30。在一些实例中，下游玻璃制造设备30的一部分可并入作为玻璃熔化炉12的部分。在一些情况下，以下论述的第一连接导管32或下游玻璃制造设备30的其他部分可并入作为玻璃熔化炉12的部分。下游玻璃制造设备的组件(包含第一连接导管32)可由贵金属形成。适合的贵金属包含选自由铂、铱、铑、锇、钌及钯所组成的金属的群组的铂族金属或其合金。例如，玻璃制造设备的下游部件可由铂-铑合金形成，其包含从约70％至约90％重量的铂及从约10％至约30％重量的铑。然而，其他适合的金属可包含钼、钯、铼、钽、钛、钨及其合金。
下游玻璃制造设备30可包含第一调节(亦即，处理)容器，如澄清容器34，其位于熔化容器14的下游并且通过上述第一连接导管32耦接至熔化容器14。在一些实例中，熔融玻璃28可通过第一连接导管32从熔化容器14由重力进料至澄清容器34。例如，重力可导致熔融玻璃28穿过第一连接导管32的内部路径从熔化容器14至澄清容器34。然而，应理解，其他调节容器可位于熔化容器14的下游，例如在熔化容器14与澄清容器34之间。在一些实施例中，可在熔化容器与澄清容器之间采用调节容器，其中将来自初级熔化容器的熔融玻璃进一步加热以继续熔化工艺，或在进入澄清容器之前冷却至低于熔化容器中熔融玻璃的温度的温度。
可通过各种技术从澄清容器34内的熔融玻璃28移除气泡。例如，原料24可包含多价化合物(亦即，澄清剂(fining agent))，如氧化锡，当加热时，其经历化学还原反应并且释放氧。其他适合的澄清剂包含但不限于砷、锑、铁及铈。将澄清容器34加热至高于熔化容器温度的温度，从而加热熔融玻璃及澄清剂。由一或更多个澄清剂的温度诱导的化学还原产生的氧气气泡上升经过澄清容器内的熔融玻璃，其中在熔化炉中产生的熔融玻璃中的气体可扩散或聚结进入由澄清剂产生的氧气气泡中。随后，增大的气泡可上升至澄清容器中熔融玻璃的自由表面，随后从澄清容器排出。氧气气泡可进一步引起澄清容器中熔融玻璃的机械性混合。
下游玻璃制造设备30可进一步包含另一个调节容器，如用于混合熔融玻璃的混合容器36。混合容器36可位于澄清容器34的下游。混合容器36可用于提供均质的玻璃熔体组成物，从而减少原本可能存在于离开澄清容器的经澄清的熔融玻璃内的化学或热不均质性的波筋(cord)。如图所示，澄清容器34可通过第二连接导管38耦接至混合容器36。在一些实例中，熔融玻璃28可通过第二连接导管38从澄清容器34重力进料至混合容器36。例如，重力可导致熔融玻璃28穿过第二连接导管38的内部路径从澄清容器34至混合容器36。应注意，尽管混合容器36图示为在澄清容器34的下游，但混合容器36可位于澄清容器34的上游。在一些实施例中，下游玻璃制造设备30可包含多个混合容器，例如在澄清容器34的上游的混合容器及在澄清容器34的下游的混合容器。这些多个混合容器可具有相同的设计，或他们可具有不同的设计。
下游玻璃制造设备30可进一步包含另一个调节容器，如可位于混合容器36的下游的输送容器40。输送容器40可调节待进料至下游成型装置中的熔融玻璃28。例如，输送容器40可作为累加器(accumulator)及/或流量控制器，以调整及/或通过出口导管44提供一致的熔融玻璃28的流量流至成型体(forming body)42。如图所示，混合容器36可通过第三连接导管46耦接至输送容器40。在一些实例中，熔融玻璃28可通过第三连接导管46从混合容器36重力进料至输送容器40。例如，重力可驱动熔融玻璃28穿过第三连接导管46的内部路径从混合容器36至输送容器40。
下游玻璃制造设备30可进一步包含成型设备48，成型设备48包括上述成型体42及入口导管50。出口导管44可定位成将熔融玻璃28从输送容器40输送至成型设备48的入口导管50。例如，出口导管44可嵌套在入口导管50的内表面内并且与内表面间隔开，从而提供位于出口导管44的外表面与入口导管50的内表面之间的熔融玻璃的自由表面。在熔融下拉玻璃制作设备中的成型体42可包括位于成型体的上表面中的槽52及沿成型体的底部边缘56在拉制方向上会聚的会聚成型表面54。经由输送容器40、出口导管44及入口导管50输送至成型体槽的熔融玻璃溢出槽的侧壁并且沿会聚成型表面54下降而作为个别的熔融玻璃流。个别的熔融玻璃流在底部边缘56下方且沿底部边缘56连接以产生单一玻璃带58，通过向玻璃带施加张力(如通过重力、边缘辊72及拉引辊82)从底部边缘56在拉制或流动方向60上拉制单一玻璃带58，以当玻璃冷却并且玻璃的粘度增加时控制玻璃带的尺寸。因此，玻璃带58经过粘性-弹性过渡变化(visco-elastic transition)并且获得给予玻璃带58稳定的尺寸特性的机械性质。在一些实施例中，玻璃带58可通过玻璃分离设备100在玻璃带的弹性区域中分离成个别玻璃片62。随后，机器人64可使用夹持工具65将个别玻璃片62传送至输送系统，于此处可进一步处理个别玻璃片。
图2图示玻璃片62的透视图，玻璃片62具有第一主表面162、第二主表面164及边缘表面166，第二主表面164在与第一主表面162大致平行的方向上延伸(在玻璃片62的与第一主表面相反的侧上)，边缘表面166在第一主表面162与第二主表面164之间延伸并且在与第一及第二主表面162、164大致垂直的方向上延伸。
图3图示在玻璃片62的第一主表面162上的铜沉积工艺的示意图。如图3所示，沉积工艺包含将溅射的铜原子204从腔室200内的靶材202喷射至第一主表面162上，溅射气体(例如，惰性气体)206流过腔室200。上述铜沉积工艺可包含本领域熟练技术人员已知的溅射工艺。
图4图示玻璃片62的侧视图，玻璃片62具有沉积在玻璃片62的第一主表面162上的铜膜208。尽管未限制，但玻璃片62的厚度(亦即，如由箭头TS指示的第一主表面162与第二主表面164之间的距离)可例如在从约0.1毫米至约0.5毫米的范围内，如从约0.2毫米至约0.4毫米。尽管未限制，但铜膜208的厚度(如由箭头TF指示)可例如在从约50纳米至约1000纳米的范围内，如从约100纳米至约500纳米。
铜膜208可具有各种性质，包含但不限于表面粗糙度、膜应力及平均微晶尺寸。通过例如调整铜沉积工艺的参数，可将上述性质控制在期望的范围内。
本文公开的实施例包含决定铜膜208的性质的期望的范围，将玻璃片62的热历史与铜膜208的性质的期望的范围相关联，以及在玻璃片62的主表面上沉积铜膜208，其中沉积在玻璃片62上的铜膜208的性质在期望的范围内。上述实施例可促使调谐铜膜208以展现出期望的范围内的性质，而不必改变铜沉积工艺参数。或者另说明，本文公开的实施例可促使使用相同或相似的铜沉积工艺来产生沉积在玻璃片上的铜膜，其中取决于玻璃片的热历史铜膜可具有不同的性质。
使玻璃片62的热历史与铜膜208的性质的期望的范围相关联包含由该热历史的结果预测铜膜208的性质。使玻璃片62的热历史与铜膜208的性质的期望的范围相关联亦可包含调整该热历史。例如，调整玻璃片的热历史可包含在玻璃片62的主表面上沉积铜膜之前对玻璃片62进行热处理达预定时间及温度。
对玻璃片62进行热处理达预定时间及温度可包含使玻璃片62的温度从例如在约20℃至约30℃的范围内的温度升高至最大热处理温度，然后保持玻璃片62的温度在最大热处理温度下持续热处理时间。上述热处理时间可例如在从约20分钟至约12小时的范围内，如从约20分钟至约2小时，并且进一步如从约20分钟至约1小时，并且最大热处理温度可为例如在从约350℃至约700℃的范围内，如从约500℃至约600℃。
在某些示例性实施例中，对玻璃片62进行热处理可在受控的环境中进行，如其中环绕玻璃片62的气态流体在组成上被控制在预定范围内的环境。例如，本文公开的实施例包含其中环绕玻璃片62的环境主要由选自氮气、氦气及/或氩气的气体构成的实施例。上述示例性实施例包含其中对玻璃片62进行热处理包括将玻璃片62封闭在氮气流流过的腔室中的实施例，使得玻璃片62被气态流体环绕，气态流体包括至少约90mol％的氮，如至少95mol％的氮，并且进一步如至少99mol％的氮，包含从约90mol％至约99.99mol％的氮，如从约95mol％至约99.9mol％的氮。
在最大热处理温度及时间下进行热处理之后，玻璃片62的温度可降低返回例如在约20℃至约30℃的范围内的温度。玻璃片62的温度的升高及降低，尽管不限于任何特定的速率，但可例如在从约1℃/分钟至约300℃/分钟的范围内，如从约10℃/分钟至约100℃/分钟。
本文公开的实施例包含其中将玻璃片62的热历史与铜膜208的性质的期望的范围相关联包括将热历史与铜膜208的表面粗糙度、膜应力或平均微晶尺寸相关联的实施例。在某些示例性实施例中，将热历史与铜膜208的表面粗糙度、膜应力或平均微晶尺寸相关联包括在玻璃片62的主表面上沉积铜膜之前对玻璃片进行热处理达预定时间。
在某些示例性实施例中，性质为膜应力，并且热处理时间在从约20分钟至约2小时的范围内，并且最大热处理温度在从约350℃至约700℃的范围内，如从约500℃至约600℃。在某些示例性实施例中，其中性质为表面粗糙度，并且热处理时间在从约20分钟至约12小时的范围内，并且最大热处理温度在从约350℃至约700℃的范围内，如从约500℃至约600℃。在某些示例性实施例中，性质为平均微晶尺寸，并且热处理时间在从约20分钟至约12小时的范围内，并且最大热处理温度在从约350℃至约700℃的范围内，如从约500℃至约600℃。
本文公开的实施例可与各种玻璃组成物一起使用。上述组成物可例如包含玻璃组成物，如无碱玻璃组成物，其包括58～65重量百分比(wt％)的SiO2、14～20wt％的Al2O3、8～12wt％的B2O3、1～3wt％的MgO、5～10wt％的CaO及0.5～2wt％的SrO。上述组成物亦可包含玻璃组成物，如无碱玻璃组成物，其包括58～65wt％的SiO2、16～22wt％的Al2O3、1～5wt％的B2O3、1～4wt％的MgO、2～6wt％的CaO、1～4wt％的SrO及5～10wt％的BaO。上述组成物可进一步包含玻璃组成物，如无碱玻璃组成物，其包括57～61wt％的SiO2、17～21wt％的Al2O3、5～8wt％的B2O3、1～5wt％的MgO、3～9wt％的CaO、0～6wt％的SrO及0～7wt％的BaO。上述组成物可另外包含玻璃组成物，如含碱的玻璃组成物，其包括55～72wt％的SiO2、12～24wt％的Al2O3、10～18wt％的Na2O、0～10wt％的B2O3、0～5wt％的K2O、0～5wt％的MgO及0～5wt％的CaO，在某些实施例中，其亦可包含1～5wt％的K2O及1～5wt％的MgO。
实例
通过以下非限制性实例进一步说明本文公开的实施例。
通过使氮气不断地流过的外壳中的
Figure BDA0003409432690000091
Figure BDA0003409432690000092
玻璃晶圆的温度从约25℃升高至约600℃并且然后在外壳中保持在约600℃经历从约20分钟至约12小时的范围内的各种时间，来对直径约6英寸且厚度约0.5毫米的玻璃晶圆进行热处理。将在从约20分钟至约1小时的范围内的时间下保持的玻璃晶圆以约20℃/分钟的速率从约25℃加热至约600℃。将在从约2小时至约12小时的范围内的时间下保持的玻璃晶圆以约5℃/分钟的速率从约25℃加热至约600℃。
使用原子力显微镜(AFM)量测进行了热处理的玻璃晶圆及未进行热处理的对照玻璃片的表面粗糙度，结果如图5所示。从图5可见，未观察到作为热处理时间的函数的玻璃片表面粗糙度的显著改变。
使用溅射沉积技术将厚度约700纳米的铜膜直接沉积在玻璃晶圆的主表面上。相同的铜沉积技术用于对照玻璃片以及已进行多次热处理的玻璃晶圆。
沉积在玻璃晶圆的主表面上的铜膜的应力通过以下方式决定：通过使用轮廓仪量测铜膜沉积前后的形状来观察铜膜沉积前后玻璃片的形状改变，然后根据Stoney方程式使形状改变与膜应力相关联，
Figure BDA0003409432690000093
其中，σ为铜膜应力，Es为玻璃基板的弹性模数，vs为玻璃基板的帕松比(Poisson’sratio)。hs为玻璃基板厚度，hf为铜膜厚度，1/Rr为在沉积前后量测的基板的倒数曲率半径的差。图6图示对照样品以及经历不同时间热处理的样品的计算出的铜膜应力。从图6可见，约20分钟的热处理造成计算出的铜膜应力比对照样品低约23％，且膜应力随热处理时间增加而逐渐增加。
通过AFM决定沉积在玻璃晶圆的主表面上的铜膜的表面粗糙度。图7图示对照样品以及经历不同时间的热处理的样品的量测的铜膜表面粗糙度。从图7可见，约1～2小时的热处理造成最大的观察到的铜膜表面粗糙度，其比对照样品高约15％。增加热处理超过1～2小时造成铜膜表面粗糙度逐渐降低。
通过掠入射X射线绕射(GIXRD)决定沉积在玻璃晶圆的主表面上的铜膜的平均微晶尺寸。图8图示沉积在对照样品上的铜膜的GIXRD曲线。从图8可见，由于铜散射，在X射线绕射(XRD)曲线中显示了两个主要峰(Cu(111)及Cu(200))。对于对照样品及每个经热处理样品，从XRD曲线拟合峰Cu(111)的半峰全宽(FWHM)，并且通过Scherrer公式计算平均晶粒尺寸t：
Figure BDA0003409432690000101
其中K为Scherrer常数，λ为X射线波长，B为峰Cu(111)的FWHM，θ为峰位置(2theta)。计算出的平均微晶尺寸结果示出于图9。从图9可见，决定了经热处理的样品具有比对照样品更低的平均微晶尺寸，在经历约20分钟的热处理的样品上具有最小的平均微晶尺寸。对于经历了较长时间热处理的样品观察到的平均微晶尺寸稍微增加。
尽管已参照熔融下拉工艺描述了以上实施例，但应理解，上述实施例亦适用于其他玻璃形成工艺，如浮式工艺、槽拉制工艺、上拉工艺、管拉制工艺以及压辊工艺。
对于本领域熟练技术人员而言将为显而易见的是，在不脱离本公开案的精神及范畴的情况下，可对本公开案的实施例进行各种修改及变化。因此，预期本公开案涵盖这些修改及变化，只要他们落入所附权利要求书及其均等物的范畴内。

Claims (16)

1.一种在玻璃片的主表面上沉积铜膜的方法，包括：
决定所述铜膜的性质的期望的范围；
使所述玻璃片的热历史与所述铜膜的所述性质的所述期望的范围相关联；及
在所述玻璃片的所述主表面上沉积所述铜膜，其中沉积在所述玻璃片上的所述铜膜的所述性质在所述期望的范围内。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述性质为所述铜膜的表面粗糙度、膜应力或平均微晶尺寸中的至少一者。
3.如权利要求1所述的方法，其中使所述玻璃片的所述热历史与所述铜膜的所述性质的所述期望的范围相关联包括调整所述玻璃片的所述热历史。
4.如权利要求3所述的方法，其中调整所述玻璃片的所述热历史包括在所述玻璃片上沉积所述铜膜之前对所述玻璃片进行热处理达预定时间及温度。
5.如权利要求4所述的方法，其中所述热处理时间在从约20分钟至约12小时的范围内，并且最大热处理温度在从约350℃至约700℃的范围内。
6.如权利要求1所述的方法，其中沉积所述铜膜包括溅射沉积。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述玻璃片具有在从约0.1毫米至约0.5毫米的范围内的厚度，所述铜膜具有在从约50纳米至约1000纳米的范围内的厚度。
8.如权利要求4所述的方法，其中所述性质为膜应力，并且所述热处理时间在从约20分钟至约2小时的范围内，并且最大热处理温度在从约350℃至约700℃的范围内。
9.如权利要求4所述的方法，其中所述性质为表面粗糙度，并且所述热处理时间在从约20分钟至约12小时的范围内，并且最大热处理温度在从约350℃至约700℃的范围内。
10.如权利要求4所述的方法，其中所述性质为平均微晶尺寸，并且所述热处理时间在从约20分钟至约12小时的范围内，并且最大热处理温度在从约350℃至约700℃的范围内。
11.如权利要求1所述的方法，其中所述玻璃片包括无碱玻璃组成物，其包括58～65wt％的SiO2、14～20wt％的Al2O3、8～12wt％的B2O3、1～3wt％的MgO、5～10wt％的CaO及0.5～2wt％的SrO。
12.如权利要求1所述的方法，其中所述玻璃片包括无碱玻璃组成物，其包括58～65wt％的SiO2、16-22wt％的Al2O3、1～5wt％的B2O3、1～4wt％的MgO、2～6wt％的CaO、1～4wt％的SrO及5～10wt％的BaO。
13.如权利要求1所述的方法，其中所述玻璃片包括无碱玻璃组成物，其包括57～61wt％的SiO2、17～21wt％的Al2O3、5～8wt％的B2O3、1～5wt％的MgO、3～9wt％的CaO、0～6wt％的SrO及0～7wt％的BaO。
14.如权利要求1所述的方法，其中所述玻璃片包括玻璃组成物，其包括55～72wt％的SiO2、12-24wt％的Al2O3、10～18wt％的Na2O、0～10wt％的B2O3、0～5wt％的K2O、0～5wt％的MgO，及0～5wt％的CaO、1～5wt％的K2O，及1～5wt％的MgO。
15.一种玻璃片，包括主表面，所述主表面具有根据权利要求1的方法沉积在所述主表面上的铜膜。
16.一种电子装置，包括权利要求15的玻璃片及沉积的铜膜。
CN202080043718.2A 2019-05-17 2020-05-13 具有铜膜的玻璃片及其制作方法 Pending CN114040898A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201962849319P 2019-05-17 2019-05-17
US62/849,319 2019-05-17
PCT/US2020/032553 WO2020236464A1 (en) 2019-05-17 2020-05-13 Glass sheets with copper films and methods of making the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114040898A true CN114040898A (zh) 2022-02-11

Family

ID=73458619

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202080043718.2A Pending CN114040898A (zh) 2019-05-17 2020-05-13 具有铜膜的玻璃片及其制作方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20220212981A1 (zh)
JP (1) JP2022532771A (zh)
KR (1) KR20210157399A (zh)
CN (1) CN114040898A (zh)
TW (1) TW202104128A (zh)
WO (1) WO2020236464A1 (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5795899A (en) * 1980-12-09 1982-06-14 Toshiba Ceramics Co Ltd Correcting method for deformed sapphire single crystal sheet
JPS62197332A (ja) * 1986-02-22 1987-09-01 Tokyo Denshi Kagaku Kk ガラス基板素材の処理方法
JPH02239196A (ja) * 1989-03-10 1990-09-21 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 希薄磁性半導体薄膜の製造方法
WO2005073428A1 (en) * 2004-01-23 2005-08-11 Arkema Inc. Method of depositing film stacks on a substrate
US20170233287A1 (en) * 2014-09-12 2017-08-17 Schott Ag Coated glass substrate or glass ceramic substrate with resistant multifunctional surface properties, method for production thereof, and use of thereof
US20170329192A1 (en) * 2014-11-28 2017-11-16 Asahi Glass Company, Limited Liquid crystal display panel
US20190135685A1 (en) * 2016-05-12 2019-05-09 Toyo-Sasaki Glass Co., Ltd. Glass container, and method and apparatus for manufacturing the same

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050208319A1 (en) * 2004-03-22 2005-09-22 Finley James J Methods for forming an electrodeposited coating over a coated substrate and articles made thereby
US20080213482A1 (en) * 2007-03-01 2008-09-04 Stephan Lvovich Logunov Method of making a mask for sealing a glass package
KR20090066862A (ko) * 2007-12-20 2009-06-24 삼성전기주식회사 다층 세라믹 기판의 제조 방법

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5795899A (en) * 1980-12-09 1982-06-14 Toshiba Ceramics Co Ltd Correcting method for deformed sapphire single crystal sheet
JPS62197332A (ja) * 1986-02-22 1987-09-01 Tokyo Denshi Kagaku Kk ガラス基板素材の処理方法
JPH02239196A (ja) * 1989-03-10 1990-09-21 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 希薄磁性半導体薄膜の製造方法
WO2005073428A1 (en) * 2004-01-23 2005-08-11 Arkema Inc. Method of depositing film stacks on a substrate
US20170233287A1 (en) * 2014-09-12 2017-08-17 Schott Ag Coated glass substrate or glass ceramic substrate with resistant multifunctional surface properties, method for production thereof, and use of thereof
US20170329192A1 (en) * 2014-11-28 2017-11-16 Asahi Glass Company, Limited Liquid crystal display panel
US20190135685A1 (en) * 2016-05-12 2019-05-09 Toyo-Sasaki Glass Co., Ltd. Glass container, and method and apparatus for manufacturing the same

Also Published As

Publication number Publication date
TW202104128A (zh) 2021-02-01
US20220212981A1 (en) 2022-07-07
JP2022532771A (ja) 2022-07-19
KR20210157399A (ko) 2021-12-28
WO2020236464A1 (en) 2020-11-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110291049B (zh) 用于玻璃带热控制的方法和设备
CN110114319B (zh) 用于管理玻璃带冷却的方法和设备
WO2017223034A1 (en) Apparatus and method for glass delivery orientation
CN114040898A (zh) 具有铜膜的玻璃片及其制作方法
WO2019018670A1 (en) METHOD AND APPARATUS FOR HEAT TRANSFER OF ADJUSTABLE GLASS TAPE
US20230286850A1 (en) Apparatus and method to improve attributes of drawn glass
WO2018081664A1 (en) Liquid metal viscosity control of molten glass
CN217781016U (zh) 玻璃成型装置
CN118026515A (zh) 玻璃刻划设备和方法
CN115884944A (zh) 用于减少玻璃熔体系统中的缺陷的设备与方法
CN118005261A (zh) 用于提高玻璃片表面质量的设备和方法
TW202413298A (zh) 玻璃切割裝置和方法
WO2024091384A1 (en) Apparatus and method for manufacturing a glass article
WO2023075985A1 (en) Conveyance apparatus and method with adjustable fluid flow
TW202408948A (zh) 用於玻璃成形輥的密封板組件
WO2022026207A1 (en) Apparatus and method to form glass with improved thickness profile
CN113544100A (zh) 具有改良的抗腐蚀性的导管加热设备和方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination