TW201420724A - 泡沫蝕刻劑以及蝕刻玻璃的方法 - Google Patents

Abstract

泡沫酸玻璃蝕刻媒體包括溶劑、氟源及非離子界面活性劑。泡沫酸為膠態分散體的形式，其中氣體以連續液相分散。媒體用於在分批或連續製程中蝕刻或拋光玻璃片。描述一種用於藉由提供具有至少一個主表面之玻璃及使該至少一個主表面與泡沫酸接觸來蝕刻或拋光玻璃的方法。

Description

泡沫蝕刻劑以及蝕刻玻璃的方法 【相關申請案之交叉引用】

本申請案根據專利法規定主張2012年10月31日申請之美國臨時申請案第61/720590號之優先權權益，本文依賴該案之內容且該案內容全文以引用之方式併入本文中。

本揭示案係關於泡沫蝕刻劑及蝕刻玻璃的方法，且更特定言之，係關於泡沫酸蝕刻劑及使用泡沫酸蝕刻玻璃的方法。

紋理玻璃表面通常就美學目的或改良功能而言為理想的。舉例而言，用於鍵盤板或滑鼠墊之非顯示玻璃可藉由添加紋理而更有吸引力。顯示玻璃(諸如，電視蓋玻璃或電腦監視器玻璃)可用添加提供防眩光之特定紋理而具有改良功能。蝕刻以提供紋理或圖案通常需要由耐化學腐蝕或半耐腐蝕材料製成之掩膜。

已發現浸漬式蝕刻在使用具有低黏附性或低耐酸性之掩膜時具有較差再現性。上述掩膜在需要具有低霾(淺蝕刻)之紋理時使用。

濕式化學蝕刻為用於移除表面材料之常用技術。就玻璃而言，氫氟酸(HF)侵蝕矽酸鹽玻璃之氧化矽網路。玻璃之濕式蝕刻已用於提供表面紋理，諸如防眩光，且亦磨平或拋光玻璃表面上之諸如刮痕之小瑕疵以改良強度。乳油基氫氟酸蝕刻劑由業餘愛好者用於將裝飾設計蝕刻至玻璃中。

濕式化學蝕刻亦可應用於金屬。微加工領域在歷史上使用濕式化學蝕刻製造具有微米大小之特徵結構的半導體。微圖型可使用光印術形成，且所得圖型形成用於濕式化學蝕刻技術或電漿(乾式)蝕刻技術之耐酸掩膜。為了蝕刻，矽晶圓浸入緩衝HF之攪拌浴中。該等矽晶圓通常需要處理大量毒性廢棄物。電漿蝕刻亦具有缺點。為接近表面形成氟或氯之自由基用於蝕刻，必須將基板放置於真空腔室中。包括真空步驟之製程為分批製程，而非連續製程，因此該等製程較慢且成本高。

存在對用於使用連續製程蝕刻玻璃(例如，大玻璃表面)之蝕刻媒體及方法的需要，該連續製程與濕式浸漬蝕刻一樣快、在蝕刻期間不形成剪切、低成本、有利地將新鮮酸用於每個部分且不形成大量危險性廢棄物。

泡沫為具有液體、氣體及固體(作為膠質物及乳劑)之性質的唯一材料。泡沫被視為膠態分散體，由於一個相(液體)具有在1nm至1000nm之間的一個尺寸且分散於另一相(氣泡)。如此，泡沫顯示不同於組分分子之物理化學性質。泡沫亦被視為「軟物質」，該等泡沫可保持形狀(如固體)、 柔軟且可彎的但不像液體般流動。

泡沫由多分散氣泡組成，該等氣泡由排液薄膜分離。液態泡沫為動態的，由於重力常常經受排液。泡沫可視化學及產生方法而為濕的或幹的。泡沫開始可用球形氣泡潤濕且隨著泡沫排液而變成幹的(<10%液體)。視控制泡沫穩定性之多個因素而定，排液或重力脫水收縮以不同速率發生。泡沫穩定性受環境、液體化學及泡沫產生技術影響。可添加泡沫穩定劑以化學地(藉由交聯或提高黏度)增強泡沫穩定性，且界面活性劑之類型可影響泡沫穩定性。泡沫亦可藉由在液相中添加固體微粒得以穩定。

排液導致自泡沫層之頂部至底部之氣泡形狀及大小改變。此情況在觀察一行泡沫時最明顯。當泡沫朝向泡沫行之頂部變得更幹時，氣泡的形狀自球體變為多面體，且氣泡變得更大。粗化為氣泡之間的氣體傳送製程，該製程導致多分散薄膜中之平均氣泡大小的遞增。

在氣動產生之泡沫中，可藉由提高氣體流速、降低液體黏度及/或用較小多孔性噴布減小氣泡大小。較濕泡沫可藉由提高液體黏度及使用形成較小氣泡之方法製成。「充填」式泡沫以某一空氣流速變成「再循環」泡沫用於任何類型之噴射。充填式泡沫中之氣泡保持在原地，其中再循環泡沫中之彼等氣泡更多地四處移動(提供液體混合之手段)。

較幹泡沫相比於濕泡沫具有黏附垂直表面的更高能力，使得該等較幹泡沫為修面膏、洗車泡沫或「黏附」很重要之其他應用的更好候選物。

一個實施例為一種包含泡沫酸之玻璃蝕刻媒體，該泡沫酸包含溶劑、氟源及非離子界面活性劑，其中泡沫酸為膠態分散體的形式，其中氣體以連續液相分散。

另一實施例為一種方法，該方法包含以下步驟：提供具有至少一個主表面之玻璃；及使至少一個主表面與泡沫酸接觸，其中泡沫酸為膠態分散體的形式，其中氣體以連續液相分散。

將在隨後的詳細描述中闡述額外特徵及優點，並且對於熟習此項技術者而言，額外的特徵及優點將部分地自描述顯而易見或藉由實踐本文中(包括隨後的具體實施方式、申請專利範圍及附隨圖式)揭示之實施例來認識到。

應瞭解，前文一般描述和下文詳細描述兩者僅為示例性的且意在提供概述或框架以理解申請專利範圍之性質與特性。包括附隨圖式以提供進一步理解，且附隨圖式併入本說明書中並構成本說明書之一部分。圖式圖示一或多個實施例，並與描述一起用以解釋各種實施例之原理及操作。

10‧‧‧玻璃

12‧‧‧主表面

14‧‧‧泡沫酸

16‧‧‧傳送裝置

18‧‧‧斜坡/滑塊

20‧‧‧箭頭

22‧‧‧箭頭

24‧‧‧泡沫酸貯槽

26‧‧‧狹槽

28‧‧‧滑塊

30‧‧‧箭頭

32‧‧‧入口

34‧‧‧氣體入口

100‧‧‧特徵結構

200‧‧‧泡沫酸塗佈器

第1圖為根據一些實施例之方法的圖式。

第2圖為根據一些實施例之方法及裝置的圖式。

第3圖為根據一個實施例之狹槽式沉積施用器尖端之橫截面示意圖。

現將詳細參考本發明之一或多個較佳實施例，該等實施例之實例圖示於附隨圖式中。在可能的情況下，將在整個 圖式中使用相同元件符號指示相同或相似部分。

雖然其他方法可用於實踐或試驗本發明，但本文中描述某些適當方法及材料。

所揭示為材料、複合物、組合物及組分，該等材料、複合物、組合物及組分可用於所揭示之方法及組合物的實施例，可連同該等實施例使用，可用於製備該等實施例或為該等實施例。本文中揭示該等材料及其他材料，且應理解，當揭示該等材料之組合、子集、相互作用、群組等時，儘管該等複合物之每一各種個別及共同組合及排列之具體參考可能未明確揭示，但本文中具體考慮且描述每一情況。

因此，若揭示了一類取代物A、B及C，以及一類取代物D、E及F，且揭示了組合實施例之實例A-D，則個別地且共同地考慮每一情況。因此，在該實例中，組合A-E、組合A-F、組合B-D、組合B-E、組合B-F、組合C-D、組合C-E及組合C-F中之每一者經具體地考慮且應視為自A、B及/或C；D、E及/或F及示例性組合A-D之揭示內容揭示。同樣地，該等取代物之任何子集或組合亦經具體考慮且揭示。因此，例如，A-E、B-F及C-E之子群組經具體考慮且應視為自A、B及/或C；D、E及/或F及示例性組合A-D之揭示內容揭示。此概念適用於本揭示案之所有態樣，包括(但不限於)組合物之任何組分及製造且使用揭示之組合物的方法中的步驟。因此，若存在可執行之許多額外步驟，則應理解，該等額外步驟中之每一步驟可與揭示之方法的任何具體實施例或實施例組合一起執行，及每一此組合經具體考慮且應視為已揭示。

此外，在本文中所述之數值範圍包含上限值及下限值，除非在特定情況下另外指定，範圍意欲包括範圍端點，及範圍內之所有整數及小數。本發明之範疇不欲限制於在界定範圍時所述之特定值。進一步地，當數量、濃度或其他值或參數視作範圍、一或多個較佳範圍或較佳上限值及較佳下限值列表時，此將理解為特別揭示由任何對之任何範圍上限或較佳值與任何範圍下限或較佳值之任何對形成的所有範圍，而不管此等對是否單獨揭示。最後，當術語「約」用於描述範圍之值或端點時，本揭示案應理解為包括提及之特定值或端點。

如本文中所使用，術語「約」意謂數量、大小、配方、參數及其他量及特徵並非精確的且不必為精確地，但可按需要為近似的及/或更大或更小反射容限、轉換因數、舍入、量測誤差及類似者，及熟習此項技術者已知之其他因數。一般而言，數量、大小、配方、參數或其他量或特徵為「約」或「近似」，無論是否清楚地指定為此。

如本文中所使用，術語「或」為包含性的；更具體而言，片語「A或B」意謂「A、B或A與B兩者」。例如，排外式「或」在本文中由諸如「A或B」及「A或B中之一者」之術語指定。

不定冠詞「一」用於描述本發明之元件及組件。該等冠詞之使用意謂呈現該等元件或組件中之一者或至少一者。雖然該等冠詞習知地用於表示修飾名詞為單數名詞，但如本文中所使用，冠詞「一」亦包括複數，除非在以特定實例另 外指定。類似地，如本文中所使用，定冠詞「該」亦表示修飾名詞可為單數或複數，再次除非以特定實例另外指定。

出於描述實施例之目的，應注意，本文中對變量為參數或另一變量之「函數」之參考不欲表示變量僅為列出之參數或變量之函數。相反，本文中對變量為所列參數之「函數」之參考意欲為開放型，以使得變量可為單一參數或複數個參數之函數。

應注意，術語如「較佳」、「共同」及「典型」當在本文中使用時並不用以限制主張之發明的範疇或隱含某些特徵對主張之發明的結構或功能很關鍵、必需或甚至很重要。相反，該等術語僅意欲識別本揭示案之實施例的特定態樣或強調替代特徵或額外特徵，該等特徵可用於或可不用於本揭示案之特定實施例中。

應注意，申請專利範圍中之一或多項可將術語「其中」用作過渡片語。出於界定本發明之目的，應注意，該術語作為開放式過渡片語引入申請專利範圍中，該開放式過渡片語用以引入結構之一系列特徵的詳述，且應以類似方式解釋為更常用之開放式前文術語「包含」。

「防眩光(Anti-glare)」、「防眩光(AG)」或類似術語係指接觸本揭示案之諸如顯示器之物件的經處理表面之改變的光的物理轉換，或係指將自物件之表面反射之光改變成漫反射而非鏡面反射之性質。在實施例中，表面處理可由機械蝕刻方法、化學蝕刻方法、電蝕刻方法及類似蝕刻方法或上述各者之組合產生。防眩光未減少自表面反射之光的 量，但僅改變反射光之特徵。由防眩光表面反射之影像不具有尖銳邊界。與防眩光表面相反，抗反射表面通常為薄膜塗層，該薄膜塗層經由使用折射率變化技術且在一些情況下相消干涉技術減少光自表面的反射。典型抗反射塗層不漫射光，儘管強度較低，仍自抗反射塗層反射之光的量為鏡面的，且反射影像仍為尖銳的。

「接觸」或類似術語係指緊密實體觸摸，該觸摸可導致至少一個經觸摸實體的物理變化、化學變化或物理變化及化學變化兩者。在本揭示案中，當如本文中所述及闡述具有微粒時，各種微粒附著技術，諸如，噴塗、浸塗、狹縫塗佈及類似技術可提供微粒表面。另外或或者，當與一或多個蝕刻劑組合物接觸時，如本文中所述及闡述，微粒表面之各種化學處理，諸如，噴射、浸漬、浸入及類似技術或上述各者之組合可提供蝕刻之表面。

「反射影像之清晰度」、「影像之清晰度」、「DOI」或類似術語由名為「Standard Test Methods for Instrumental Measurements of Distinctness-of-Image Gloss of Coating Surfaces」之ASTM程式D5767(ASTM 5767)之方法A界定。根據ASTM 5767之方法A，玻璃反射因數量測在玻璃物件之至少一個粗化表面上成鏡面檢視角度及成略微偏離鏡面檢視角度之角度進行。獲自該等量測之值經組合以提供DOI值。詳言之，DOI根據方程式(1)計算： 其中Rs為鏡面方向上之反射率之相對振幅，且Ros為偏離鏡 面方向上之反射率之相對振幅。如本文中所述，除非另外指定，藉由在遠離鏡面方向之自0.2°至0.4°之角度範圍內平均化反射率來計算Ros。可藉由在以鏡面方向為中心之±0.05°之角度範圍內平均化反射率來計算Rs。使用測角光度計(Novo光澤儀IQ，Rhopoint儀器)量測Rs及Ros兩者，測角光度計經校準達到合格黑玻璃標準，如ASTM程式D523及D5767指定。Novo光澤儀器使用偵測器陣列，其中鏡面角度以偵測器陣列中之最高值為中心。亦使用1側(黑吸收體耦接至玻璃後部)方法及2側(允許自兩個玻璃表面反射，無物耦接至玻璃)方法估計DOI。1側量測允許針對玻璃物件之單一表面(例如，單一粗化表面)決定光澤、反射率及DOI，而2側量測使得能夠針對作為整體之玻璃物件決定光澤、反射率及DOI。Ros/Rs比由獲取Rs及Ros之平均值計算，如上所述。「20° DOI」或「DOI 20°」係指DOI量測，其中光在偏離玻璃表面之法線20°處入射到樣本上，如ASTM D5767中所述，在此情況下，「鏡面方向」界定為-20°。對DOI或共用光澤使用2側方法之量測可能最好在暗室或封閉空間中執行，以使得該等性質之量測值在不存在樣本時為零。

「透射霾」、「霾」或類似術語係指根據ASTM D1003透射光散射到±4.0°之角錐外部的百分比。對於光學平滑表面，透射霾通常接近於零。兩側經粗化之玻璃片的透射霾(霾2側)根據方程式(2)之近似值可與具有僅一側經粗化之等效表面之玻璃片的透射霾(霾1側)有關：

霾值通常以百分比霾報告。方程式(2)之霾2側之值必須乘以100。

像素功率偏差(PPD)係指光學性質，類似於閃光，且觀察在閃光小於7%(如由像素功率偏差器件量測)時最佳。共同擁有及讓渡之共同未決專利申請案第13/354,827號中揭示用於量測之像素功率偏差器件及方法。

如本文中所使用之術語「黏附」可用以描述表現類似於固體且留在一個位置(例如，在垂直表面或倒置表面上)之泡沫性質。

方法之實施例描述使用泡沫酸「包覆層」或塗層蝕刻玻璃。相比於用液體之蝕刻，轉換成泡沫之酸具有唯一及獨特性質，且該等差別使得無速度損失之低成本蝕刻成為可能。用泡沫蝕刻可用耐酸掩膜或在不依賴所需之所得紋理之情況下完成。當連同耐酸掩膜使用時(或當塗覆至玻璃，諸如含有不同表面化學之範圍的鹼石灰時)，泡沫包覆層蝕刻可導致添加紋理或設計至玻璃表面。該製程亦可提供拋光玻璃表面以改良強度。

本文中所述之方法可用於蝕刻玻璃表面，例如，出於提供修改之表面紋理(粗化或拋光)之目的。

一個實施例為一種包含泡沫酸之玻璃蝕刻媒體，該泡沫酸包含溶劑、氟源及非離子界面活性劑，其中泡沫酸為膠態分散體的形式，其中氣體以連續液相分散。

另一實施例為一種方法，該方法包含以下步驟：提供具有至少一個主表面之玻璃；及使至少一個主表面與泡沫酸 接觸，其中泡沫酸為膠態分散體的形式，其中氣體以連續液相分散。

方法可進一步包含以下步驟：在使至少一個主表面與泡沫酸接觸之前，清潔玻璃之至少一個主表面。該步驟在清潔玻璃以移除任何污染物或碎屑時係有利的。

在一個實施例中，方法包含以下步驟：在清潔玻璃之至少一個主表面之後，將掩膜塗覆於玻璃之至少一個主表面之至少一部分。

實施例可進一步包含以下步驟：在使至少一個主表面與泡沫酸接觸之後，清洗玻璃之至少一個主表面。清洗步驟可由此項技術中已知之噴射、浸入或其他方法完成。清洗時間可能需要與泡沫酸塗覆之時間協調，以確保遍及玻璃片之等效蝕刻。

實施例可進一步包含以下步驟：在清洗玻璃之至少一個主表面之後，乾燥玻璃之至少一個主表面。實施例可進一步包含以下步驟：將玻璃之至少一個主表面平衡至最佳溫度。在一個實施例中，泡沫酸包含：溶劑，例如，水；氟源，例如，氫氟酸、氟鹽(諸如，氟化銨或二氟化銨)或上述各者之組合；及界面活性劑，例如，非離子界面活性劑。

表面活性劑(界面活性劑)通常需要用於穩定泡沫。界面活性劑可藉由降低表面張力(如，肥皂)起作用或可藉由其他手段(例如，蛋白中之卵白蛋白質)穩定。界面活性劑按分子之極性(親水性)部分分類。該等界面活性劑可為陽離子、陰離子或非離子或兩性離子(視分子之極性部分的 電荷而定)。應針對與液體溶劑及其他活性劑之相容，以及泡沫產生技術之類型而選擇界面活性劑。非離子界面活性劑將不與氟離子有關。

視情況地，泡沫酸亦可包括穩定劑、增稠劑或協同酸，例如，硝酸、硫酸或上述各者之組合。

根據一個實施例，玻璃蝕刻媒體包含自1.5M至6M之HF。根據一個實施例，玻璃蝕刻媒體包含自0.9M至7M之H₂SO₄。根據一個實施例，玻璃蝕刻媒體包含自1.5M至6M之HF及自0.9M至7M之H₂SO₄。根據一個實施例，玻璃蝕刻媒體包含自0.9M至7M之H₂SO₄。在一個實施例中，玻璃蝕刻媒體包含濃度足夠高以使得穩定泡沫形成及掩膜之滲透成為可能之界面活性劑。泡沫酸混合物可含有水溶性氟化界面活性劑，該等界面活性劑可延長泡沫酸擱置壽命(穩定泡沫)。氟化界面活性劑能更好地經受極化學腐蝕酸混合物。

泡沫酸混合物亦可含有泡沫穩定劑，諸如，多元醇、聚乙烯醇或上述各者之組合。可使用來自纖維素酯族(諸如，羧甲基纖維素、羥丙纖維素或類似者)之增稠劑。

可藉由用於混合氣體及液體之機械方法、氣動方法或文氏管方法產生泡沫酸，以產生最佳類型之泡沫，例如，最佳百分比濕度、氣泡大小、「黏附」度。產生之泡沫酸之類型可視傳送方法及塗覆而改變。

可使用泡沫傳送系統完成使至少一個主表面與泡沫酸接觸之步驟。泡沫包覆層或泡沫塗層可塗覆於玻璃片之至 少一個主表面。針對平面表面上之精確度/無剪切應用，可使用具有精確度控制之隨機傳送系統。針對非精確度、3D或低蝕刻條件，噴射或其他方法將為可接受的。玻璃可相對於泡沫施用器固持於任何位置，但當不為水平時，玻璃可能需要較幹泡沫，該較幹泡沫相比於較濕泡沫具有提高之黏附性質。舉例而言，較幹泡沫可塗佈於玻璃之至少一個主表面的下側上。

在一個實施例中，方法進一步包含以下步驟：控制玻璃片之至少一個主表面的溫度。根據一個實施例，方法進一步包含以下步驟：在與泡沫酸接觸之步驟之前，控制玻璃溫度。根據一個實施例，方法進一步包含以下步驟：在與泡沫酸接觸之步驟期間，控制玻璃溫度。根據一個實施例，方法進一步包含以下步驟：在用泡沫酸蝕刻玻璃之步驟期間，控制玻璃溫度。根據一個實施例，方法進一步包含以下步驟：在接觸玻璃之步驟之前，控制泡沫酸溫度。根據一個實施例，方法進一步包含以下步驟：在與玻璃接觸之步驟期間，控制泡沫酸溫度。根據一個實施例，方法進一步包含以下步驟：在用泡沫酸蝕刻玻璃之步驟期間，控制泡沫酸。泡沫酸蝕刻之功效可視泡沫酸溫度而定。玻璃溫度或泡沫酸溫度或玻璃溫度及泡沫酸溫度兩者在塗覆及蝕刻玻璃之前及期間的均勻性及控制可能係有利的。玻璃或玻璃片之至少一個主表面可經加熱或冷卻。

液體之表面張力隨增加之溫度減少，在臨界溫度達到0。與冷卻基板接觸之發泡液體相比於剩餘泡沫中之液體將具 有更高表面張力。

溫度可影響蝕刻速率，例如，較高溫度通常提高蝕刻速率。玻璃片之至少一個主表面可由此項技術中已知之加熱方法(例如，對流、傳導、紅外輻射)使用水浴、使用流水、氣刀、對流烘箱等加熱。玻璃片亦可遍及玻璃厚度加熱。在一個實施例中，水浴或流水可自清潔步驟使用。

將大平坦玻璃表面(及潛在地3D玻璃)曝露至酸的實用方法為在曝露至玻璃之前發泡酸蝕刻劑。藉由添加界面活性劑至酸混合物及藉由使用用於將空氣引入混合物之許多方法中之一個方法實現發泡步驟。泡沫可以多種方式產生，所有方式使用混合氣體與含有界面活性劑之液體。用於混合氣體與液體之方法可包含以下步驟：將氣體吹入液體或噴布、形成氣溶膠及如攪打或拍打之高剪切方法。此項技術中已知之控制泡沫濕度之泡沫產生方法可用於將空氣引入混合物以產生泡沫酸。泡沫酸接著可藉由許多傳送方法直接塗覆於玻璃表面。傳送方法可經設計以在塗覆期間消除剪切力。由於剪切力可能不利於一些掩膜抗蝕劑，故此舉具有價值。用於泡沫包覆層或塗層之傳送方法可經設計以控制厚度。

另一實施例(第1圖中圖示該實施例之特徵結構100)為一種方法，該方法包含以下步驟：提供具有至少一個主表面12之玻璃10；及使至少一個主表面與泡沫酸14接觸，其中泡沫酸為膠態分散體的形式，其中氣體以連續液相分散。視情況地，方法進一步包含以下步驟：在與泡沫酸接觸之前，將掩膜塗覆於玻璃之至少一個主表面。

在一個態樣中，使至少一個主表面與泡沫酸接觸之步驟包含以下步驟：一旦產生，即傳送泡沫酸。泡沫酸可產生及傳送至傳送裝置16(亦圖示於第1圖中)，例如，開槽頭。產生之泡沫酸14可因重力經由斜坡或滑塊18自例如開槽頭流動至玻璃(例如，玻璃片)之表面。在一個實施例中，滑塊剛好懸空在玻璃上方，但不接觸玻璃。傳送裝置16或玻璃10側向移動，分別沿箭頭20及箭頭22。該側向移動之速度可等於泡沫之沉積速率。泡沫之均勻包覆層可使用單一傳送裝置(諸如，連續開槽頭總成)沉積遍及寬玻璃片上。在此情況下，泡沫應為微濕，以便滑出斜坡，且斜坡角度及斜坡材料應最佳化以使得泡沫之滑動成為可能。

泡沫產生至傳送裝置16中可以多種方式執行，該等方式包括(但不限於)：噴布、噴射(低壓或高壓)、剪切及上述各者之組合。藉由控制泡沫產生參數及界面活性劑化學，產生之泡沫可為濕的或微幹。傳送裝置16之形狀可如同貯槽、凹槽、圓形容器、V形或可為玻璃表面提供泡沫之最佳傳送之其他形狀。例如，泡沫產生速率可例如藉由用於噴布之空氣流速控制。泡沫沉積速率可藉由泡沫產生速率控制或可藉由其他源單獨控制。泡沫層之厚度可藉由例如開槽頭中之開口高度或閘門控制。藉由控制泡沫之濕度、泡沫包覆層高度及沉積速率，可控制玻璃之每平方釐米之總沉積液體。

泡沫酸包覆層之沉積可使用多個噴嘴經由噴射實現，其中使用低蝕刻深度且不使用掩膜或抗蝕掩膜，且不需要精確量之泡沫。

在一個實施例中，使至少一個主表面與泡沫酸接觸之步驟包含以下步驟：自至少一個主表面蝕刻掉材料；及在至少一個主表面上形成紋理。

在一個實施例中，使至少一個主表面與泡沫酸接觸之步驟包含以下步驟：自至少一個主表面蝕刻掉材料；及拋光至少一個主表面。

在一個實施例中，使至少一個主表面與泡沫酸接觸之步驟包含以下步驟：使泡沫與至少一個主表面接觸，其中至少一個主表面在空間上處於泡沫酸之上。

在一個實施例中，方法進一步包含以下步驟：在接觸步驟之前、在接觸步驟期間或在接觸步驟之前與在接觸步驟期間兩者，壓縮泡沫酸。

如本揭示案中先前所提及，當基板在泡沫之上時，泡沫將不以足以有效之高速率傳送酸係可能的，因為重力排液使得液體流出基板。為補償彼情況，可提供手段壓縮泡沫，以使得液體實際以所需速率傳送至泡沫上方之基板。雖然此舉包含強制玻璃表面上之液體運動，但泡沫下方之基板上的重力排液製程本身包含液體之局部流動，因此建立足夠低以形成均勻蝕刻之壓縮率將為有利的。

在泡沫壓縮不能夠補償當基板在泡沫之上時之重力排液的情況下，可藉由冷卻蝕刻之玻璃來倒轉排液。由於表面張力隨降低之溫度而增加，故冷卻泡沫與基板之界面附近之泡沫將形成表面張力之梯度，朝向玻璃表面牽引液體及在泡沫中之氣泡收縮時增加薄膜厚度兩者有助於逆轉重力排液 之影響。

根據一些實施例，玻璃片之厚度為4.0mm或更小，例如，3.5mm或更小、例如，3.2mm或更小、例如，3.0mm或更小、例如，2.5mm或更小、例如，2.0mm或更小、例如，1.9mm或更小、例如，1.8mm或更小、例如，1.5mm或更小、例如，1.1mm或更小、例如，0.5mm至2.0mm、例如，0.5mm至1.1mm、例如，0.7mm至1.1mm。雖然該等厚度為示例性厚度，但玻璃片可具有任何數值之厚度，包括範圍在自0.1mm高達4.0mm且包括4.0mm之小數位。

在一些實施例中，玻璃為矽酸鹽玻璃、鋁矽酸鹽玻璃、硼矽酸鹽玻璃或鋁硼矽酸鹽玻璃。

第2圖中示意性圖示用於將泡沫酸塗覆於玻璃片之至少一個主表面的替代方法及裝置。包含泡沫酸貯槽24之泡沫酸塗佈器200接近玻璃10(在此情況下為玻璃片)之至少一個主表面置放，貯槽24包括用於將泡沫酸傳送至玻璃片之表面以形成泡沫酸層之狹槽26及滑塊28。

在一個實施例中，滑塊經紋理化。紋理可為圖型，例如，均勻間隔之水平或垂直肋狀結構。滑塊可為脊狀。脊狀滑塊可提供對遍及板之材料徑流速率的更好控制。

泡沫酸貯槽及滑塊可設置於或附接至底板(未圖示)。在一個實施例中，底板為脊狀底板。

為了適當泡沫酸分佈且為最小化滑塊與玻璃片表面之間的接觸，滑塊之後緣與玻璃片之表面形成不超過約60°(例如，不超過45°)之角度，且滑塊之後緣在泡沫酸塗佈器 在由箭頭30指示之方向上行進期間與玻璃片之表面間隔開約0.5mm至10mm。範圍在約0.8mm至2.1mm之排放槽寬度可確保泡沫酸自貯槽24之充分流動。維持泡沫酸在貯槽24中之儲存可藉由將額外泡沫酸經由入口32添加至貯槽中完成。例如，泡沫酸可泵入入口中。泡沫酸之排放可因重力或藉由使用氣體經由一或多個氣體入口34加壓貯槽而實現。

根據第5圖之泡沫酸塗層之一個優點可為泡沫酸在接觸到玻璃表面時之低動量。低剪切係由於協調沉積速率，且相對於玻璃及斜坡移動最小化掩膜擾動及可能的分離，其中蝕刻掩膜存在於沉積表面上。

貯槽總成為適合脊狀底板之獨立模組且可由手在玻璃物件上以等於泡沫沉積速率的速率由手移動。本設計中之酸延行板可成脊狀以提供對遍及板之材料徑流速率的更好控制。在本設計中，酸延行板圖示成45度角。諸如徑流板材料、紋理及角度之態樣仍經最佳化用於每一類型之材料。

第3圖為用於將泡沫酸塗覆於玻璃之至少一個主表面之狹槽沉積施用器尖端的橫截面示意圖。

在玻璃位於泡沫酸傳送裝置上方的實施例中，泡沫將不以足以有效之高速率傳送酸係可能的，因為重力排液可使得泡沫中之液體流出玻璃。為補償彼情況，可提供手段壓縮泡沫，以使得液體實際以所需速率傳送至泡沫上方之玻璃。雖然此舉包含強制玻璃表面上之液體運動，但泡沫下方之玻璃上的重力排液製程本身包含液體之局部流動，將需要建立足夠低以形成均勻蝕刻之壓縮率。

在另一態樣中，使用相對薄的幹泡沫酸控制酸體積至最小絕對位準可為可能的，其中蝕刻深度由酸體積限制。換言之，蝕刻由塗覆之酸體積自限制。該方法將具有使長蝕刻處理時間成為可能及進一步降低酸消耗之額外優點。

在泡沫壓縮在玻璃處於泡沫之上時不能夠補償重力排液的情況下，可藉由冷卻蝕刻之玻璃倒轉排液。由於表面張力隨降低之溫度而增加，故冷卻泡沫與基板之界面附近之泡沫將形成表面張力之梯度，朝向玻璃表面牽引液體及在泡沫中之氣泡收縮時增加薄膜厚度兩者有助於逆轉重力排液之影響。

在一個實施例中，可藉由搖動容器中之玻璃蝕刻媒體及由手使用抹刀塗覆泡沫酸產生泡沫酸。

例如，相比於在酸浴中蝕刻或噴射再循環酸，本文中所述之實施例可提供以下優點中之一或多個優點：由於酸消耗及用於處理酸之安全技術為蝕刻製程成本之主要驅動力，明顯降低酸使用率及降低危險性廢棄物處理(此情況為益處)；酸體積基於兩點降低：泡沫包覆層具有較少流體，且界面活性劑使得用較低濃度之酸蝕刻成為可能；適用於紋理化及拋光玻璃之玻璃蝕刻製程：已經證實用於玻璃紋理化應用，如防眩光，其中包含蝕刻掩膜；拋光/平滑化玻璃之工作；酸塗覆期間之較低剪切力；一次性使用(無洩放及饋入複雜化)；由於線路中無玻璃殘留物，故無堵塞；氣泡包覆層將防止HF自包覆層中之液體的蒸發損耗，除頂部氣泡薄膜(薄片)之外；酸將停留於放置於玻璃上之位置；由於較低量之 酸，比酸浴安全；與連續蝕刻製程(酸沉積及酸洗)相容；經由玻璃溫度對蝕刻速率之控制相比於對酸液溫度之控制可消耗較少能量且較不複雜；在不導致改良均勻性的情況下，與酸相比，具有界面活性劑之酸將具有更低表面張力且將更好地潤濕玻璃及掩膜：具有界面活性劑之酸比不具有界面活性劑之酸蝕刻更快，(由於玻璃表面上之結晶副產品之分解)。

實例

將藉由以下實例進一步闡明各種實施例。玻璃蝕刻媒體可藉由添加蒸餾(DI)水至Nalgene瓶中之界面活性劑(可購自Air Products and Chemicals,Inc.Allentown,PA之Tomamine酸界面活性劑)及混合製成。溶液瓶放置於冰上冷卻，且緩慢添加濃縮(98%)硫酸，保持溶液溫度低於90℃。將濃縮氫氟酸(49%)添加至溶液。接著混合溶液。接著將溶液冷卻至22℃。

實例中使用之所有泡沫以相同方式產生，約100ml之該溶液倒入250ml之Nalgene瓶且用力搖動20次。雙手塗覆方法用於將泡沫塗覆至玻璃，該等方法包括延展及滑動。使用塑膠抹刀鏟起一些所得泡沫且藉由延展泡沫(如結霜)或藉由允許在相對於樣本以大致等於滑動速率之速率移動抹刀的同時將泡沫滑出到樣本上來將一些所得泡沫塗覆至掩膜玻璃之2x2"樣本。在該等情況下，允許泡沫在玻璃上停留約30秒，且在DI水中清洗玻璃，且乾燥玻璃。由界面活性劑製成之一些相同溶液亦用作用於浸漬式蝕刻之未發泡液體(實例8、實例9、實例12、實例13、實例17、實例18)。一些 發泡蝕刻劑用於不具有掩膜之玻璃上，以決定泡沫在無掩膜的情況下是否形成差分蝕刻(實例5、實例7及實例16)。使用之掩膜為由聚合物小珠、蠟粉及纖維素黏結劑組成之專用掩膜，該掩膜藉由氣溶膠噴霧器塗覆、乾燥且在有運送設備IR加熱器(EconomaxD,M&R Sales and Service,Inc.,Glen Ellyn,Illinois)中加熱至80℃以將蠟熔化在玻璃上。

在蝕刻及移除掩膜之後，用>1M硫酸之所有掩膜部分展示出差分蝕刻(紋理化表面)，不管酸是發泡或未發泡。明顯差分蝕刻可由具有<85%之DOI之部分界定。用6M/1M溶液蝕刻之玻璃目測展示出極少蝕刻且幾乎無紋理，從而具有>85%之DOI。藉由延展酸泡沫塗覆蝕刻之部分具有在具有藉由滑動塗覆之泡沫的部分中未見之缺陷。缺陷以具有較小差分蝕刻之圓形區域及具有面向延展方向之凹側之半圓形線路為特徵。該等缺陷被視為由於施加至掩膜之剪切所致。

藉由允許泡沫滑出抹刀蝕刻之部分在塗覆泡沫之區域中紋理為均勻的，但由於在用手塗覆泡沫時均勻性之難度，並非部分至部分之間亦為均勻的。下表中圖示部分之光學性質。

在無掩膜情況下蝕刻之部分質量降低，但展示出極少差分蝕刻(高DOI、低霾及PPD)。此情形表明蝕刻劑泡沫有效賦能與酸之均勻薄膜的接觸(否則，紋理將導致及引起DOI之降低)。典型拋光以1.5M HF/0.9M H₂SO₄執行。具有6M HF/1M H₂SO₄之蝕刻溶劑太弱而不能明顯蝕刻玻璃。浸漬於酸之部分與藉由泡沫蝕刻之部分具有相似光學性質。用含有3%之經蝕刻界面活性劑之5M HF/6M H₂SO₄混合物蝕刻玻璃試件比用含有0.3%之界面活性劑之5M HF/6M H₂SO₄混合物蝕刻玻璃試件快得多，從而表明使用界面活性劑節約酸之潛能。具有可接受光學性質之部分使用具有0.3%之界面活性劑之5M/6M酸實現。表2展示經蝕刻部分之光學性質。

對熟習此項技術者將顯而易見的是，在不脫離本發明之精神或範圍的情況下可作出各種修改和變化。

10‧‧‧玻璃

12‧‧‧主表面

14‧‧‧泡沫酸

16‧‧‧傳送裝置

18‧‧‧斜坡/滑塊

20‧‧‧箭頭

22‧‧‧箭頭

100‧‧‧特徵結構

Claims (15)

1. 一種玻璃蝕刻媒體，該玻璃蝕刻媒體包含一膠態分散體，該膠態分散體含有以一連續液相分散之一氣體，其中該泡沫酸包含一溶劑、一氟源及一非離子界面活性劑。
2. 如請求項1所述之玻璃蝕刻媒體，其中該溶劑包含水。
3. 如請求項1所述之媒體，其中該氟源包含氫氟酸、一氟鹽或上述各者之組合。
4. 如請求項3所述之媒體，其中該氟鹽係選自由以下各者組成之群組：氟化銨、二氟化銨及上述各者之組合。
5. 如請求項3所述之媒體，其中該氟源包含自1.5M至6M之氫氟酸。
6. 如請求項3所述之媒體，該媒體進一步包含一穩定劑、一增稠劑或一協同酸。
7. 如請求項6所述之媒體，其中該協同酸為硝酸、硫酸或上述各者之組合。
8. 如請求項7所述之媒體，該媒體包含自0.9M至7M之硫酸。
9. 一種方法，該方法包含以下步驟：使具有至少一個主表面之一玻璃與請求項1所述之該玻璃蝕刻媒體接觸。
10. 如請求項9所述之方法，該方法進一步包含以下步驟：控制該玻璃之該至少一個主表面的溫度。
11. 如請求項9所述之方法，該方法進一步包含以下步驟：控制該玻璃蝕刻媒體之溫度。
12. 如請求項9所述之方法，其中在該接觸步驟之前，將一掩膜塗覆至該玻璃之該至少一個主表面。
13. 如請求項9所述之方法，其中使具有至少一個主表面之一玻璃與該玻璃蝕刻媒體接觸之步驟包含以下步驟：將該玻璃蝕刻媒體自一貯槽移動至一傳送裝置；及將該玻璃蝕刻媒體自該傳送裝置傳送至該玻璃之該至少一個主表面上。
14. 如請求項9所述之方法，其中使該至少一個主表面與一泡沫酸接觸之該步驟包含以下步驟：自該至少一個主表面蝕 刻掉材料並在該至少一個主表面上形成一紋理；及視情況拋光該至少一個主表面。
15. 如請求項9所述之方法，該方法進一步包含以下步驟：在該接觸步驟之前、在該接觸步驟期間或以上兩者，壓縮該泡沫酸。