TW201732856A - 在真空塗佈製程中利用凡得瓦力夾持蓋板的方法與設備 - Google Patents

Abstract

一種用於在真空腔室中真空處理行動裝置蓋板的夾緊設備與方法，其中該夾緊設備設以在該真空腔室內暫時固定該蓋板，並包括CTE在該蓋板的CTE的20％內的載板，以防止該載板與該蓋板由於在該真空腔室中在處理過程中的不同熱膨脹速率而變成彼此分離。該載板具有與該蓋板接觸的表面接觸區域，選擇該表面接觸區域以在該真空腔室中進行處理的過程中提供連續結合，並在該真空腔室中的處理完成之後提供脫離。另外，準備該載板以用於有助於該載板與該蓋板之間的凡得瓦結合的清洗製程。

Description

在真空塗佈製程中利用凡得瓦力夾持蓋板的方法與設備

本揭示係關於為了電漿處理的目的夾緊或夾持大體上二維的（平面或2D）蓋板及/或大體上三維的（有時稱為彎曲或3D）蓋板的一般領域，例如用以允許將塗層或處理施加於基板的真空（例如物理氣相沉積或化學氣相沉積）。通常，這類蓋板被塗佈以接收抗反射或抗刮擦性能。尤其，本揭示係關於藉助於凡得瓦結合或簡稱「VdW」結合的這類夾緊。

有過處理的手持顯示基板（通常由玻璃製成）正被開發來滿足市場的需求，而且這類處理包括抗微生物表面處理和抗刮擦光學塗層。目前對於低製造成本和快速遞送的這類手持顯示器存在需求，因此2D和3D蓋板都需要用於生產高性能抗刮擦光學塗層的低成本、高產量製造製程。這類製造製程包括其中基板由於在製程持續時間期間的顆粒動力學而達到高溫（例如高達或甚至超過230℃）的真空塗佈製程，這種高溫使得用傳統技術（例如膠帶）夾持基板變得困難。

在習知的製造製程中，目前在塗佈系統中使用兩側被施加有黏著劑的膠帶（即雙面膠帶，例如可以Kapton®商標向E. I. du Pont de Nemours and Company購得的聚亞醯胺膠帶）來將基板黏附於載體。這個方法有三個明顯的缺點：（1）膠帶製程是勞動密集的，而且會增加設置載體用於下一個運作的時間和（2）在原始電漿環境中的黏著劑出氣導致污染，從而需要定期清洗電漿處理腔室並對製程添加更多成本和時間，以及（3）黏著劑在塗佈的基板上留下殘餘物，此舉需要額外的處理和塗佈後清洗，還對製程添加進一步的成本和時間。

在產業中已經嘗試了幾種暫時結合基板（特別是玻璃基板）以進行處理的方法，但並沒有顯著的成功，例如玻璃-對-玻璃凡得瓦鍵結、具有各種黏著劑組成物的黏著劑黏合（例如先前所提目前用於生產的聚亞醯胺膠帶）、以及在玻璃表面上改變表面能從而造成暫時結合的聚合物塗層，該暫時結合對於預期的終端製程來說仍足夠強、但一旦製程完成時又弱到足以脫離。這些是夾持或固持方法的幾個實例，而且每個實例都有它們的缺點。例如，將薄膜聚合塗層添加到載體表面上以改變表面能需要物理氣相沉積（PVD）或化學氣相沉積（CVD）系統來生產所需的薄膜，而且該生產本身是非常昂貴的製程。這種載體上的薄膜塗層需要在某些製程運作的間隔被剝離和更換，從而添加進一步的成本和複雜性。

因此，可以看出，仍然需要令人滿意的低成本技術來將蓋板黏附於載體，以便在真空沉積製程（尤其是PVD製程）中塗佈蓋板。本揭示主要是針對此類技術的提供。

簡而言之，在第一例示形式中，本揭示係關於一種用於在真空腔室中真空處理行動裝置蓋板的夾緊設備。該夾緊設備設以在該真空腔室內暫時固定該蓋板，並包括熱膨脹係數（CTE）足夠緊密匹配蓋板的CTE的載板，以防止該載板與該蓋板由於在該真空腔室中在處理過程中的不同熱膨脹速率而變成彼此分離。在一個或更多個實施例中，該蓋板與該載板的CTE值在彼此的20％內（例如在彼此的18％、彼此的16％、彼此的15％、彼此的14％、彼此的12％、彼此的10％、彼此的8％、彼此的6％、彼此的5％、彼此的4％、彼此的2％、或彼此的1％內）。該載板具有與該蓋板接觸的表面接觸區域，選擇該表面接觸區域以在該真空腔室中進行處理的過程中提供連續結合，並在該真空腔室中的處理完成之後提供脫離。另外，該載板包括的表面接觸區域可以包含促進該載板與該蓋板之間的凡得瓦結合、同時避免永久結合的表面。依據一個或更多個實施例，該表面可以藉由本文描述的清洗製程來準備。

在一個或更多個實施例中，該夾緊設備包括載體框架，並且該載板被固定於該載體框架。在一個或更多個實施例中，該載板具有的CTE大致上等於該蓋板的CTE。例如，該蓋板與該載板的CTE值在彼此的20％內（例如在彼此的18％、彼此的16％、彼此的15％、彼此的14％、彼此的12％、彼此的10％、彼此的8％、彼此的6％、彼此的5％、彼此的4％、彼此的2％、或彼此的1％內）。可選地，該載板和該蓋板具有大致上相同的材料成分。在一個或更多個實施例中，該載板和該蓋板包含玻璃材料。

可選地，該蓋板為用於手持裝置的彎曲蓋板並包括大體平坦部分，而且該載板小於該彎曲蓋板並與該蓋板的該大體平坦部分接合。

在一個或更多個實施例中，該載板相對於該蓋板具有低質量以減少熱保留，從而避免該蓋板永久結合於該載板。較佳的是，該載板具有介於約6克和8克之間的質量。

在一個或更多個實施例中，該載板具有介於約0.5 mm和約0.6 mm之間的厚度。在一個或更多個具體實施例中，該載板具有約0.55 mm的厚度。或者，該載板具有介於約1.5 mm和約4.0 mm之間的厚度。

可選地，該載板包括用於允許使用工具來從該載體框架脫離該載板的開口。

用於在真空塗佈腔室中塗佈行動裝置蓋板的方法的一個或更多個實施例包括以下步驟： a. 提供複數個載體，用於將該等蓋板暫時固定於轉桶以塗佈該等蓋板； b. 提供該等載體凡得瓦（VdW）夾盤，該等VdW夾盤包括載板； c. 清洗該等載板以準備使用； d. 清洗該等蓋板以準備使用，其中該等載板的清洗和該等蓋板的清洗係以有助於VdW結合的方式進行；以及 e. 在該等載體的同時將該等蓋板固定於該等載板。

在一個或更多個實施例中，將該等蓋板固定於該等載板在該塗佈腔室外進行，該方法進一步包括以下步驟：將該等載體置於該真空腔室中；操作該真空腔室以在該行動裝置蓋板上進行塗佈操作；移出該等載體；以及從該等載體移出該等蓋板。

在一個或更多個實施例中，用清潔劑以控制該等載板和該等載板上的有機材料的量的方式清洗該等載板和該等蓋板，以促進VdW結合，同時避免永久結合。

在一個或更多個實施例中，用清潔劑以控制該等載板和該等載板上的有機材料的量的方式清洗該等載板和該等蓋板，以控制VdW結合的強度和持久性。

在一個或更多個實施例中，用清潔劑清洗該等蓋板，而且該等載板首先用清潔劑清洗，隨後用溶於去離子水的臭氧清洗，之後用氨基溶液清洗。

在一個或更多個實施例中，該方法進一步包括用包含以下步驟的製程清洗該等載板： a.用溶於去離子水的臭氧清洗該等載板； b.用氨基溶液清洗該等載板； c.用去離子水沖洗該等載板；以及 d.將該等載板乾燥。

在一個或更多個實施例中，用清潔劑清洗該等載板和該等蓋板的步驟包含以下步驟： a.用去離子水沖洗； b.在清潔劑浴中進行超音波清洗； c.用去離子水沖洗； d.用去離子水沖洗同時進行超音波清洗； e.用去離子水沖洗；以及 f.用熱風乾燥。

可選地，最初在該真空腔室外部至少部分用靜電夾緊將該等蓋板固定於該夾盤，隨後將該等蓋板轉移到該真空腔室，其中該VdW結合提供將該等蓋板固定於該等載板的大部分力。

在另一個例示實施例中，本揭示係關於一種用塗層塗佈行動裝置蓋板的製造方法，其中該塗層是經由濺射電漿製程施加，其中當遞送該塗層時，該等蓋板被暫時固定於轉桶上。其中的改良包含使用凡得瓦（VdW）夾盤將該等蓋板夾緊在被暫時固定於轉桶的載體上，且該等蓋板藉由VdW力被暫時固定於該等VdW夾盤。

以另一種方式定義，可以將本揭示視為借助於經由清洗的界面表面準備、特定基板組成物的選擇和在載體上具有適當程度的表面粗糙度的CTE匹配、以及壓縮製程而在2D和3D蓋板基板與基板載體之間應用凡得瓦力結合，以在塗佈製程期間在將蓋板保持均勻平坦地在適當位置的持續時間內提供高接觸面積的結合，並且該結合不夠持久以允許在塗佈製程一旦完成時脫離。

可選地，該凡得瓦夾盤可以與靜電夾盤（ESC夾盤）組合。以這種方式，可以串聯地採用兩種非常不同的夾緊技術，其中每一種都不需要承受整個夾緊負載。用於此類串聯使用的靜電夾緊設備可以包括載體，該載體包括可拆卸地安裝到轉桶的液冷式冷板。在3D蓋板的情況下，該載體可以包括具有3D輪廓以匹配3D蓋板的3D輪廓的部分。該載體可以進一步包括靜電夾盤，在面對由轉桶旋轉所引起的離心力時，該靜電夾盤適以對著載體將蓋板固定就位，其中ESC發展出足夠的夾持力以單獨或與VdW夾盤組合來將蓋板可靠地固定就位。

在各種實施例中使用的蓋板和載板可以包括非晶形基板或結晶基板。非晶形基板的實例包括可選自由鈉鈣玻璃、鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃、含鹼金屬硼矽酸鹽玻璃、及鹼金屬鋁硼矽酸鹽玻璃所組成之群組的玻璃。在一些實施例中，玻璃可以被強化並且可以包括壓縮應力（CS）層，該CS層具有至少250 MPa的表面CS並在強化玻璃內從化學強化玻璃的表面延伸到至少約10 μm的層深度（DOL）。

現在詳細參照各個圖式，其中在幾個視圖中相同的元件符號表示相似的部件，第1圖圖示用於在具有轉桶D的塗佈腔室C中塗佈蓋板的複數個夾緊設備10。本文描述的實施例利用凡得瓦力將2D和3D蓋板保持在薄載體（0.55 mm）或厚載體（＞ 1.5 mm、＜ 4.0 mm）上。蓋板設計（例如第2圖的2D蓋板）可以具有如第2圖的箭頭區域中圖示的裝飾區域，通常需要載體的結合部分的面積小於蓋板的面積。在3D部件的情況下（如第3圖所示），蓋板的內部平面區域是將被暫時結合的區域，使得載體的結合部分應小於蓋板。

選擇載體的質量以便產生足夠的厚度來允許載體被機械夾具固定、但同時又具有不足的質量以充當有效的散熱器（在處理溫度下此舉將造成載體與蓋板之間的永久結合）。隨著質量和熱的保留增加，蓋板與厚載體之間的永久結合是結果（後果）。由於質量低，薄基板載體10即使在升高的溫度下也不會經歷這種永久結合作用。薄載板的質量可以在6至8克的範圍中。

本揭示中描述的載體10具有的特定組成物具有與在從約20℃和＜250℃之間利用凡得瓦力的製程中使用的蓋板G（其在暴露於處理溫度時防止彎曲或鼓起）的CTE（熱膨脹係數）密切配合的相似CTE，此舉允許在物理氣相沉積製程期間暫時結合，以將蓋板G塗佈在轉桶D上。蓋板組成物可以包括非晶形基板或結晶基板。非晶形基板的實例包括可選自由鈉鈣玻璃、鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃、含鹼金屬硼矽酸鹽玻璃及鹼金屬鋁硼矽酸鹽玻璃所組成之群組的玻璃。在一些實施例中，玻璃可以被強化並且可以包括具有至少250 MPa的表面應力（CS）的壓縮CS層，該壓縮CS層在強化玻璃內從化學強化玻璃的表面延伸到至少約10 μm的層深度（DOL）。所屬技術領域中具有通常知識者將認可的是，其他蓋組成物可以與本揭示一起使用。蓋板G與載體10之間的實質CTE差異將導致載板與蓋板之間有不同的熱膨脹率，而且隨著處理溫度升高可能導致一個或另一個彎曲。因此，可以將蓋板和載板的CTE選擇為在數值上彼此接近。在一個或更多個實施例中，載體包含與蓋板匹配的玻璃組成物（使它們具有相同的成分）。例如，載體可以包含與蓋板相同或大致相同的玻璃組成物。

以下是可與本發明一起使用的一些玻璃組成物性質，列出在0至300℃範圍內的CTE：玻璃名稱 E-mod 帕松比 CTE Bow, µm

A     65.79    0.22   86.9    17.9

B    71.70    0.21   83.0    407.0

C    68.02    0.22    76.0    917.0

用於載板及/或蓋板的基板可以包括無機材料，而且可以包括非晶形基板、結晶基板或其組合。用於載板及/或蓋板的基板可以由人造材料及/或天然存在的材料（例如石英和聚合物）形成。例如，在一些情況下，基板可以被特徵化為有機的而且可以特別是聚合的。

在一些具體實施例中，基板可以特別排除聚合物、塑料及/或金屬基板。基板可以被特徵化為包括鹼金屬的基板（即基板包括一種或更多種鹼金屬）。

在一個或更多個實施例中，基板表現出在約1.45至約1.55範圍內的折射率。在具體實施例中，使用球對環測試並使用至少5個、至少10個、至少15個、或至少20個樣品量測之下，基板可以在一個或更多個相對主表面上的表面表現出0.5％或更高、0.6％或更高、0.7％或更高、0.8％或更高、0.9％或更高、1％或更高、1.1％或更高、1.2％或更高、1.3％或更高、1.4％或更高、1.5％或更高、或甚至2％或更高的平均應變破壞率。在具體實施例中，基板可以在一個或更多個相對主表面上的表面表現出約1.2％、約1.4％、約1.6％、約1.8％、約2.2％、約2.4％、約2.6％、約2.8％、或約3％或更高的平均應變破壞率。

適當的基板可以表現出在約30 GPa至約120 GPa範圍內的彈性模量（或楊氏模量）。在一些情況下，基板的彈性模量可以在約30 GPa至約110 GPa、約30 GPa至約100 GPa、約30 GPa至約90 GPa、約30 GPa至約80 GPa、約30 GPa至約70 GPa、約40 GPa至約120 GPa、約50 GPa至約120 GPa、約60 GPa至約120 GPa、約70 GPa至約120 GPa的範圍、及其間的所有範圍和子範圍內。

在一個或更多個實施例中，基板可以是非晶形基板，非晶形基板可以包括玻璃。在一個或更多個實施例中，玻璃基板可以是強化的或非強化的。適當的玻璃的實例包括鈉鈣玻璃、鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃、含鹼金屬的硼矽酸鹽玻璃、及鹼金屬鋁硼矽酸鹽玻璃。在一些變型中，玻璃可以不含氧化鋰。在一個或更多個替代實施例中，基板可以包括結晶基板，例如玻璃陶瓷基板（可以是強化的或非強化的），或者可以包括單晶結構，例如藍寶石。在一個或更多個具體實施例中，基板包括非晶形基部（例如玻璃）和結晶包層（例如藍寶石層、多晶氧化鋁層及/或尖晶石（MgAl₂ O₄ ）層）。

基板可以是大體上光學透明的、透明的及沒有光散射的。在這類實施例中，基板可以在光波長範圍間表現出約85％或更高、約86％或更高、約87％或更高、約88％或更高、約89％或更高、約90％或更高、約91％或更高、或約92％或更高的平均光透射率。在一個或更多個替代實施例中，基板可以是不透明的或在光波長範圍間表現出低於約10％、低於約9％、低於約8％、低於約7％、低於約6％、低於約5％、低於約4％、低於約3％、低於約2％、低於約1％或低於約0％的平均光透射率。在一些實施例中，這些光反射率和透射率值可以是總反射率或總透射率（考慮到基板的兩個主表面上的反射率或透射率），或者可以在基板的單側上觀察到。除非另有明確說明，否則平均反射率或透射率是在0度（即垂直入射）、偏離垂直入射5度、或偏離垂直入射8度的入射角下測得。基板可以可選地顯現顏色，例如白色、黑色、紅色、藍色、綠色、黃色、橘黃色等。

另外或替代地，基於美學及/或功能的原因，基板的物理厚度可以沿著一個或更多個尺寸改變。例如，與基板的更多個中心區域相比，基板的邊緣可以更厚。基板的長度、寬度、及物理厚度尺寸也可以按照物件的應用或用途而改變。

一旦成形了，可以將基板強化以形成強化基板。本文中使用的用語「強化基板」可以指已經進行化學強化的基板，例如通過較大離子與基板表面中的較小離子的離子交換。然而，也可以利用所屬技術領域中習知的其他強化方法（例如熱回火）、或利用基板的各部分之間的熱膨脹係數不匹配來產生壓縮應力和中心張力區域，以形成強化基板。

當藉由離子交換製程將基板化學強化時，基板表面層中的離子被具有相同價態或氧化態的較大離子取代或交換。離子交換製程通常藉由將基板浸入含有待與基板中的較小離子交換的較大離子的熔融鹽浴中來進行。所屬技術領域中具有通常知識者將理解的是，離子交換製程的參數，包括、但不限於浴的成分和溫度、浸入時間、基板在一個鹽浴（或多個浴）中的浸入次數、多個鹽浴的使用、附加步驟像是退火、洗滌等，通常是由基板的成分和所需的壓縮應力（CS）、基板從強化操作產生的壓縮應力層的深度（或層深度）來決定。舉例來說，含鹼金屬的玻璃基板的離子交換可以藉由浸入至少一個含有鹽的熔融浴中來實現，該鹽例如、但不限於較大鹼金屬離子的硝酸鹽、硫酸鹽、及氯化物。熔融鹽浴的溫度通常是在約380℃至約450℃的範圍內，而浸入時間的範圍是從約15分鐘至長達約40小時。然而，也可以使用不同於以上所述的溫度和浸入時間。

藉由離子交換實現的化學強化程度可以基於中心張力（CT）、表面CS、及層深度（DOL）的參數來量化。表面CS可以在表面附近或在強化玻璃內的各種深度量測。最大CS值可以包括在強化基板表面測得的CS（CS_s ）。可以從CS、物理厚度t、及DOL計算CT，CT是針對玻璃基板內與壓縮應力層相鄰的內部區域計算的。CS和DOL是使用所屬技術領域中習知的那些工具量測的。這種工具包括、但不限於使用市售儀器（例如由Luceo有限公司（日本東京）製造的FSM-6000）量測表面應力（FSM）。表面應力量測仰賴於應力光學係數（SOC）的精確量測，SOC的精確量測與玻璃基板的雙折射有關。接著SOC是藉由所屬技術領域中習知的那些方法量測的，例如纖維和四點彎曲法、以及體積柱方法，纖維和四點彎曲法都被描述於標題為「量測玻璃應力-光學係數的標準測試方法（Standard Test Method for Measurement of Glass Stress-Optical Coefficient）」的ASTM標準C770-98（2008）中，將此標準的內容以引用方式全部併入本文中。CS和CT之間的關係由表達式（1）給出：     CT = (CS • DOL)/(t – 2 DOL)     (1)， 其中t是玻璃物件的物理厚度（μm）。在本揭示的各個部分中，CT和CS在本文中以兆帕（MPa）表示，物理厚度t以微米（μm）或毫米（mm）表示，DOL以微米（μm）表示。

在一個實施例中，強化基板可以具有250 MPa或更大、300 MPa或更大、例如400 MPa或更大、450 MPa或更大、500 MPa或更大、550 MPa或更大、600 MPa或更大、650 MPa或更大、700 MPa或更大、750 MPa或更大、或800 MPa或更大的表面CS。強化基板可以具有10 μm或更大、15 μm或更大、20 μm或更大（例如25 μm、30 μm、35 μm、40 μm、45 μm、50 μm或更大）的DOL及/或10 MPa或更大、20 MPa或更大、30 MPa或更大、40 MPa或更大（例如42 MPa、45 MPa、或50 MPa或更大）、但小於100 MPa（例如95 MPa、90 MPa、85 MPa、80 MPa、75 MPa、70 MPa、65 MPa、60 MPa、55 MPa、或更小）的CT。在一個或更多個具體實施例中，強化基板具有以下中的一者或更多者：大於500 MPa的表面CS、大於15 μm的DOL、及大於18 MPa的CT。

在基板包括結晶基板的情況下，基板可以包括單晶，該單晶可以包括Al₂ O₃ 。這類單晶基板被稱為藍寶石。用於結晶基板的其他適當材料包括多晶氧化鋁層及/或尖晶石（MgAl₂ O₄ ）。

可選地，結晶基板可以包括玻璃陶瓷基板，玻璃陶瓷基板可以是強化的或非強化的。適當玻璃陶瓷的實例可以包括Li₂ O-Al₂ O₃ -SiO₂ 體系（即LAS體系）玻璃陶瓷、MgO-Al₂ O₃ -SiO₂ 體系（即MAS體系）玻璃陶瓷、及/或主要晶相包括β石英固溶體、β鋰輝石、堇青石、及二矽酸鋰的玻璃陶瓷。可以使用本文揭示的化學強化製程來強化玻璃陶瓷基板。在一個或更多個實施例中，可以在Li₂ SO₄ 熔融鹽中將MAS體系玻璃陶瓷基板強化，從而可以發生2Li⁺ 對Mg²⁺ 的交換。

依據一個或更多個實施例的基板可以具有範圍從約100 μm至約5 mm的物理厚度。例示的基板物理厚度範圍是從約100 μm至約500 μm（例如100 μm、200 μm、300 μm、400 μm、或500 μm）。另外的例示基板物理厚度範圍是從約500 μm至約1000 μm（例如500 μm、600 μm、700 μm、800 μm、900 μm、或1000 μm）。基板可以具有大於約1 mm（例如約2 mm、3 mm、4 mm、或5 mm）的物理厚度。在一個或更多個具體實施例中，基板可以具有2 mm或更小或小於1 mm的物理厚度。可以對基板進行酸拋光或其他方式的處理以去除表面缺陷或減少表面缺陷的影響。

為了準備用於凡得瓦力結合的表面，清洗製程有助於去除有機物和微粒，當使蓋板抵靠載板時，有機物和微粒會藉由將兩個表面之間保持分離而以其他方式妨礙結合。將這種準備圖示於第6至9圖。在一個或更多個實施例中，從配合表面去除一些但不是全部的這類異物以促進暫時（但不是永久）結合。

如第6圖所描繪，為了實現這種準備，按照製程60清洗基板，其中在步驟61用清潔劑清洗薄載板以準備好進行結合。蓋板在步驟62進行相同的清潔劑清洗製程。然後可以在步驟64將蓋板和薄載體放在一起，以用VdW力將蓋板和薄載體結合在一起。

將清潔劑清洗方法（61、62）的細節圖示於第7圖，在步驟71-76中。步驟71表示在71℃下用去離子水沖洗噴淋13分鐘。步驟72表示在71℃下的40 kHz超音波清潔劑浴12分鐘。步驟73表示在71℃下用去離子水沖洗噴淋13分鐘。步驟74表示在71℃下的第二40 kHz超音波清潔劑浴12分鐘。步驟75表示在71℃下的緩拉去離子水沖洗浴12分鐘。步驟76表示強力熱風乾燥步驟持續12分鐘。發現其他在不同溫度下和不同持續時間的沖洗、清潔劑、及乾燥步驟的組合仍可起作用。但已發現上述步驟的組合工作良好。

在厚載板（介於1.5 mm和4.0 mm之間）的情況下，由於表面化學性質，載體被清潔劑清洗，但另外又用溶解的臭氧和表面清洗製程清洗。將這些處理步驟圖示於第8-9圖。如第8圖所示，清洗製程包括在步驟81用清潔劑清洗蓋板，並在步驟82用清潔劑清洗載板。在一個或更多個實施例中，這些清潔劑清洗步驟81、82使用第7圖圖示的清潔劑清洗製程。此外，如上所述在步驟83用溶解的臭氧和表面清洗製程以附加清洗步驟進一步清洗蓋板。隨後將載板10和蓋板G放在一起以獲得暫時的VdW結合。清洗後，結合製程產生高度的結合接觸面積，從而實現大於90％的結合面積結果。

步驟83是如第9圖所示的多步驟清洗製程90。製程90包括步驟91，其中溶解的臭氧（溶於去離子水中）在17℃至21℃下洗滌基板10分鐘。在步驟92，在標記為「SC1」的表面清洗製程中，NH₄ OH + H₂ O₂ 在65℃下洗滌基板10分鐘。步驟93表示在17-21℃的去離子水沖洗噴淋12分鐘。最後，步驟94表示在17-21℃下的馬蘭各尼（Marangoni）乾燥步驟14分鐘。再次地，發現其他在不同溫度下和不同持續時間的沖洗、清潔劑、及乾燥步驟的組合仍可起作用。但已發現上述步驟的組合工作良好。

仔細選擇表面粗糙度有助於在蓋板分子與載板分子之間提供期望程度的接觸，以便產生充足的凡得瓦結合。然而，表面粗糙度不應太平滑，否則會發生永久結合。因此，應將表面粗糙度選擇為足夠粗糙以防止在升高的製程溫度下的永久結合，但是又足夠平滑以產生暫時的凡得瓦結合。類似地，基板表面應是清潔的、但並不是太清潔，以便僅獲得暫時結合（而不是永久結合）。

用鋁矽酸鹽玻璃組成物製成的蓋板具有Rq = 0.59 nm和Ra = 0.47 nm的表面粗糙度，並且其平整度 ＜ 80 μm。這些值是用於正常生產此類鋁矽酸鹽蓋玻璃。然而，選擇載板的表面粗糙度和平整度來產生凡得瓦結合以在塗佈製程期間保持基板，但在製程後允許脫離。用於一起使用的理想載板可以具有＜ 0.6 μm的粗糙度範圍和＜ 60 μm的平整度。

將本文使用的接觸面積定義為VdW結合到蓋板的載板表面積。接觸不需要佔據整個區域，如第2圖和第3圖所示，但是可以更小，取決於蓋板的質量和期望的結合強度，以在塗佈製程期間保持結合。較大的接觸面積等於在塗佈操作期間有較高的保持力，且結合強度通常以g/cm² 表示。第2圖的蓋板G重7.9 g，而第3圖的蓋板G重18 g。鼓式塗佈機可以例如具有1.5 m的鼓直徑，並且可以以100 RPM旋轉。周長則為4.7 m，每秒的旋轉（RPS）= 100/60 = 1.7 RPS。這產生了速度v = 4.7 m / 1.7 RPS = 2.8 m/s，這是線性速度。離心力則為：

對於7.9 g的蓋板： F_c = m(n/60)² /r = 7.9x10^-3 kg (100 *2* 　 * 0.75 m/60)² /0.75 m = 0.65 N

假使接觸面積為5.5 cm x 10 cm或55 cm² ，則面積 = 0.0055 m² ，隨後0.65 N / 0.0055 m² = 118.2 N/m² = 1.21 g/cm² ，這是當部件在以100 RPM旋轉的1.5 m直徑鼓的外側上旋轉時固持該部件所需的最小結合強度。

對於18 g的蓋板：

F_c = m (n/60)² /r  = 18.0 x 10^-3 kg (100*2*　*0.75 m / 60)² /0.75 m = 1.48 N。假使接觸面積為7 cm x 12 cm或84 cm² ，則面積 = 0.0084 m² ，隨後 1.48N / 0.0084 m² = 176.2 N/m² = 1.8 g/cm² 。 這是當部件在以100 RPM旋轉的1.5 m直徑鼓的外側上旋轉時固持該部件所需的最小結合強度。

假使載板與蓋板之間的接觸面積減小，則每平方所需的夾持力應當增加。同樣地，假使蓋板的質量增加但接觸面積保持不變，則每平方面積所需的夾持力也應增加。

為了實現提高的結合強度，可以增加接觸面積，或許與載體表面粗糙度的變化（平滑將提高結合強度）和載體平整度（提供更均勻的接觸）組合。這些是可被調整以提高/降低特定塗佈製程的鼓速、蓋板的質量、及用於結合的可用蓋板平面面積所需的凡得瓦結合強度的三個變數。

因此，2D和3D蓋板的成分和尺寸決定載板的特性，並決定載板成分的選擇，因為此舉涉及CTE。一旦選擇了材料並且載體已被切割並機械加工成所需的製程尺寸，則可以採用清潔劑和溶解的臭氧以及SC1清洗製程（及可選的馬蘭各尼乾燥製程）。在這個時間點，兩個基板表面（載板和蓋板）可以用凡得瓦力結合在一起。

第4A圖和第4B圖是第1圖的夾緊設備的一部分之示意圖，包括用於夾緊安裝在其上的2D蓋玻璃的玻璃載體。第4C圖是第1圖的夾緊設備的一部分40之示意圖，部分40包括鋁基座框架41和玻璃載體42，用於夾緊安裝在其上的2D蓋玻璃。這些圖中圖示的說明性實施例使用厚度範圍從0.4 mm至1 mm厚度的薄載體玻璃，其中薄載體附接於機械框架。這種框架通常可由鋁製成，並且框架可機械式附接於PVD塗佈系統平台，即轉桶、旋轉料架或桌子，取決於使用的PVD系統的類型。

載體可以藉由黏著手段黏附於金屬框架，黏著手段例如在載體玻璃與金屬框架之間黏合的聚亞醯胺雙面膠帶或高溫聚合物。將膠帶法圖示於第4A圖、第4B圖及第4C圖。第4C圖圖示具有A組成物並凡得瓦結合於蓋玻璃基板的薄玻璃載體，蓋玻璃基板具有與玻璃載體及安裝框架相同的組成物（並圖示出將載體固定於鋁框架的雙面膠帶）。鋁框架中的孔（例如孔46）允許推桿（未圖示）將載體玻璃往上推，以在塗佈一旦完成時就從膠帶44移出載體玻璃。

第5A圖和第5B圖為第1圖的夾緊設備的部分50的改良形式之示意圖，包括用於夾緊固定在其上的2D蓋玻璃的玻璃載體52。第5C圖為第1圖的夾緊設備的改良形式之示意圖，包括用於夾緊固定在其上的2D蓋玻璃的鋁基座框架51和玻璃載體52。此附加實施例使用厚度範圍從2 mm至4 mm的厚載體，並且該厚載體具有允許機械彈簧裝載的框架來固定載體邊緣的倒角邊緣。將彈簧裝載的金屬框架機械式地附接到PVD塗佈系統平台，即轉桶、旋轉料架或桌子，取決於所使用的PVD系統的類型。此實施例的特徵在於「楔形」玻璃載體被邊緣夾持到彈簧裝載的金屬框架（參見第5A圖和第5B圖）。將這種彈簧裝載的邊緣夾持技術圖示於第5B圖。

這兩個實施例（第4A圖-第5C圖）是用於說明的目的，而且玻璃-對-玻璃凡得瓦結合的使用並不限於這些圖中圖示的特定例示性裝配，而是可以視特定應用所需用於各種裝配方法。將這些說明性固定框架置於旋轉溫度測試設置上並以210 RPM旋轉3小時，而且證明在這樣的溫度和旋轉速率期間可以保持薄載體與厚載體的凡得瓦結合。從而還證明的是，載體玻璃與蓋玻璃可以在旋轉測試之後脫離。

第10A圖和第10B圖為顯示凡得瓦結合程度的實驗測試結果的一對影像，其中暗區描繪非結合區。

第11A圖、第11B圖、第12A圖及第12B圖為顯示凡得瓦結合程度的實驗測試結果的影像，其中繞射環區描繪非結合區。

可選地，可以將凡得瓦夾緊與靜電夾盤（ESC夾盤）組合。以這種方式，可以串聯地採用兩種不同的夾緊技術，每一種都不需要承受整個夾緊負載。用於此類串聯使用的靜電夾緊設備可以包括載體，該載體包括可拆卸地安裝到轉桶的液冷式冷板。在3D蓋板的情況下，載體可以包括具有3D輪廓以匹配3D蓋板的3D輪廓的部分。載體可以進一步包括靜電夾盤，在面對由轉桶旋轉所引起的離心力時，該靜電夾盤適以對著載體將蓋板固定就位，其中ESC發展出足夠的夾持力以單獨或與VdW夾盤組合來將蓋板可靠地固定就位。

有利的是，本發明人已經發現，儘管在PVD應用中發現了技術挑戰，但精細設計選擇的CTE、表面粗糙度、表面製備、及材料成分可以允許蓋板使用凡得瓦力良好地暫時結合到載板。尤其，已經發現以下的一者或更多者單獨或組合是特別有利的：如本文所述利用凡得瓦暫時結合蓋玻璃基板於玻璃載體是利用載體玻璃組成物的選擇來得到適當的CTE、選擇載體玻璃質量來防止熱保留和永久結合於蓋玻璃、利用載體的表面接觸面積在真空製程期間提供連續結合並在真空製程一旦完成時脫離、結合之前蓋玻璃和載體玻璃的清潔準備、以及適當選擇表面粗糙度以允許凡得瓦結合（並在製程一旦完成時就脫離）。

將凡得瓦力結合適用於此玻璃塗佈的應用提供了用以在塗佈製程期間固定2D和3D蓋板的低成本生產方法。相比之下，目前使用雙面膠帶黏合的生產方法是勞力密集且昂貴的。此外，目前使用膠帶的生產黏合製程造成膠帶黏著劑在電漿製程環境中出氣，導致每幾次運行就要進行昂貴的電漿腔室清洗。相比之下，本文描述的發明避免或最少化電漿環境中的污染。此舉造成較少的機器停機時間和相關的、昂貴的生產率損失。

並且，目前使用雙面膠帶的生產黏合製程在塗佈過的蓋玻璃基板上留下殘餘物，從而需要對部件進行精細（和昂貴的）清洗和處理，以免損壞新施加的塗層或刮傷蓋玻璃。本文描述的實施例消除了目前這個塗佈後的製程步驟及損壞經塗佈部件的相關風險。

雖然已經就各種說明性實施例描述了本揭示，但所屬技術領域中具有通常知識者將理解的是，在不偏離所附申請專利範圍中定義的本揭示之精神和範圍下，可以在其中進行各種變化、添加、刪除、及修改。本揭示的各種元件可以以任何和所有組合來結合，例如，如以下實施例中闡述的。

實施例1. 一種用於真空處理一蓋板的夾緊設備，該蓋板被暫時固定在一真空腔室內，該夾緊設備包含： 一載板，該載板的CTE值在該蓋板的CTE值的20％內； 其中該載板具有與該蓋板接觸的一表面接觸區域，選擇該表面接觸區域以在該真空腔室中進行處理的過程中提供連續結合，並在該真空腔室中的處理完成之後提供脫離；以及

其中該載板包含一清潔表面，該清潔表面有助於該載板與該蓋板之間的凡得瓦結合。

實施例2. 如實施例1之夾緊設備，進一步包含一載體框架，並且其中該載板被固定於該載體框架。

實施例3. 如實施例1或實施例2之夾緊設備，其中該載板具有的熱膨脹係數（CTE）大致上等於該蓋板的CTE。

實施例4. 如實施例3之夾緊設備，其中該載板和該蓋板具有大致上相同的材料成分。

實施例5. 如實施例1-4中任一實施例之夾緊設備，其中該蓋板為用於手持裝置的彎曲蓋板並包括一大體平坦部分，而且其中該載板小於該彎曲蓋板並與該蓋板的該大體平坦部分接合。

實施例6. 如實施例1-5中任一實施例之夾緊設備，其中該載板相對於該蓋板具有低質量以減少熱保留，從而避免該蓋板永久結合於該載板。

實施例7. 如實施例6之夾緊設備，其中該載板具有介於約6克和8克之間的質量。

實施例8. 如實施例6或實施例7之夾緊設備，其中該載板具有介於約0.5 mm和約0.6 mm之間的厚度。

實施例9. 如實施例6或實施例7之夾緊設備，其中該載板具有約0.55 mm的厚度。

實施例10. 如實施例1-9中任一實施例之夾緊設備，其中該載板具有介於約1.5 mm和約4.0 mm之間的厚度。

實施例11. 如實施例1-10中任一實施例之夾緊設備，其中該載板包括用於允許使用工具來從該載體框架脫離該載板的開口。

實施例12. 如實施例1-11中任一實施例之夾緊設備，其中在將蓋板固定於該載板上之前使用清潔劑清洗該載板。

實施例13. 一種用於在真空塗佈腔室中塗佈行動裝置蓋板的方法，該方法包含以下步驟： 提供複數個載體，用於將該等蓋板暫時固定於轉桶以塗佈該等蓋板； 提供該等載體凡得瓦（VdW）夾盤，該等VdW夾盤包括載板； 清洗該等載板以準備使用； 清洗該等蓋板以準備使用，其中該等載板的清洗和該等蓋板的清洗係以有助於VdW結合的方式進行；以及 在該等載體的同時將該等蓋板固定於該等載板。

實施例14. 如實施例13之塗佈方法，其中將該等蓋板固定於該等載板在該塗佈腔室外進行，該方法進一步包含以下步驟：將該等載體置於該真空腔室中；操作該真空腔室以在該行動裝置蓋板上進行塗佈操作；移出該等載體；以及從該等載體移出該等蓋板。

實施例15. 如實施例13或實施例14之塗佈方法，其中用清潔劑以控制該等載板和該等載板上的有機材料的量的方式清洗該等載板和該等蓋板，以促進VdW結合。

實施例16. 如實施例13-15中任一實施例之塗佈方法，其中用清潔劑以控制該等載板和該等載板上的有機材料的量的方式清洗該等載板和該等蓋板，以控制VdW結合的強度和持久性。

實施例17. 如實施例13-16中任一實施例之塗佈方法，其中用清潔劑清洗該等蓋板；並且其中該等載板首先用清潔劑清洗，隨後用溶於去離子水的臭氧清洗，之後用氨基溶液清洗。

實施例18. 如實施例13-16中任一實施例之塗佈方法，進一步包含用包含以下步驟的製程清洗該等載板： 用溶於去離子水的臭氧清洗該等載板； 用氨基溶液清洗該等載板； 用去離子水沖洗該等載板；以及 將該等載板乾燥。

實施例19. 如實施例13-16中任一實施例之塗佈方法，其中用清潔劑清洗該等載板和該等蓋板的步驟包含以下步驟： 用去離子水沖洗； 在清潔劑浴中進行超音波清洗； 用去離子水沖洗； 用去離子水沖洗同時進行超音波清洗； 用去離子水沖洗；以及 用熱風乾燥。

實施例20. 如實施例13-19中任一實施例之塗佈方法，其中最初在該真空腔室外部至少部分用靜電夾緊將該等蓋板固定於該夾盤，隨後將該等蓋板轉移到該真空腔室，其中該VdW結合提供將該等蓋板固定於該等載板的大部分力。

21. 在一種用塗層塗佈行動裝置蓋板的製造方法中，其中該塗層經由電漿增強PVD製程施加，其中當遞送該塗層時，該等蓋板被暫時固定於轉桶上，其中的改良包含： 使用凡得瓦（VdW）夾盤將該等蓋板夾緊在被暫時固定於轉桶的載體上，且該等蓋板藉由VdW力被暫時固定於該等VdW夾盤。

10‧‧‧夾緊設備/載體/載板
40‧‧‧部分
41‧‧‧鋁基座框架
42‧‧‧玻璃載體
44‧‧‧膠帶
46‧‧‧孔
50‧‧‧部分
51‧‧‧鋁基座框架
52‧‧‧玻璃載體
60‧‧‧製程
61‧‧‧步驟
62‧‧‧步驟
64‧‧‧步驟
71-76‧‧‧步驟
81-83‧‧‧步驟
90‧‧‧製程
91-94‧‧‧步驟
C‧‧‧轉桶
D‧‧‧塗佈腔室
G‧‧‧蓋板

第1圖為依據一個或更多個實施例用於在具有轉桶的塗佈腔室中塗佈蓋板的多個夾緊設備之示意圖。

第2圖為第1圖的說明性夾緊設備之示意性透視圖，圖示出安裝在其上的2D蓋板。

第3圖為3D蓋板的透視圖，並描繪出其中將使用依據本揭示的夾緊設備夾緊的部分。

第4A圖為第1圖的夾緊設備的一部分之示意圖，包括用於夾緊被固定在其上的2D蓋板的基板載體。

第4B圖為第1圖的夾緊設備的一部分之示意圖，包括用於夾緊被固定在其上的2D蓋玻璃的基板載體。

第4C圖為第1圖的夾緊設備的一部分之示意圖，包括用於夾緊被固定在其上的2D蓋板的鋁基座框架和基板載體。

第5A圖為第1圖的夾緊設備的改良形式的一部分之示意圖，包括用於夾緊被固定在其上的2D蓋板的基板載體。

第5B圖為第1圖的夾緊設備的改良形式之示意圖，包括用於夾緊被固定在其上的2D蓋板的玻璃載體。

第5C圖為第1圖的夾緊設備的改良形式之示意圖，包括用於夾緊被固定在其上的2D蓋板的鋁基座框架和基板載體。

第6圖為使用第1圖的夾緊設備的第一清洗製程之示意圖。

第7圖為第6圖的清洗製程的清潔劑清洗步驟之示意圖。

第8圖為使用第1圖的夾緊設備的第二清洗製程之示意圖。

第9圖為第8圖的清洗製程的清洗步驟之示意圖。

第10A圖和第10B圖為顯示凡得瓦結合程度的實驗測試結果的一對影像，其中暗區描繪非結合區。

第11A圖和第11B圖及第12A圖和第12B圖為顯示凡得瓦結合程度的實驗測試結果的影像，其中繞射環區域描繪非結合區域。

國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無

國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

(請換頁單獨記載) 無

10‧‧‧載體

G‧‧‧蓋板

Claims (10)

1. 一種用於真空處理一蓋板的夾緊設備，該蓋板被暫時固定在一真空腔室內，該夾緊設備包含： 一載板，該載板的CTE值在該蓋板的CTE值的20％內；其中該載板具有與該蓋板接觸的一表面接觸區域，選擇該表面接觸區域以在該真空腔室中進行處理的過程中提供連續結合，並在該真空腔室中的處理完成之後提供脫離；以及其中該載板包含一清潔表面，該清潔表面有助於該載板與該蓋板之間的凡得瓦結合。
2. 如請求項1所述之夾緊設備，其中該載板具有的熱膨脹係數（CTE）大致上等於該蓋板的CTE。
3. 如請求項2所述之夾緊設備，其中該載板和該蓋板具有大致上相同的材料成分。
4. 如請求項1所述之夾緊設備，其中該蓋板為用於手持裝置的一彎曲蓋板並包括一大體平坦部分，而且其中該載板小於該彎曲蓋板並與該蓋板的該大體平坦部分接合。
5. 如請求項1-4中任一項所述之夾緊設備，其中該載板相對於該蓋板具有低質量以減少熱保留，從而避免該蓋板永久結合於該載板，其中該載板具有以下中之至少一者： （i）介於約6克和8克之間的質量；及 （ii）介於約0.5 mm和約0.6 mm之間的厚度。
6. 一種用於在一真空塗佈腔室中塗佈行動裝置蓋板的方法，該方法包含以下步驟： 提供複數個載體，用於將該等蓋板暫時固定於轉桶以塗佈該等蓋板； 提供該等載體凡得瓦（VdW）夾盤，該等VdW夾盤包括載板； 清洗該等載板以準備使用； 清洗該等蓋板以準備使用，其中該等載板的清洗和該等蓋板的清洗係以有助於VdW結合的方式進行；以及 在該等載體的同時將該等蓋板固定於該等載板。
7. 如請求項6所述之塗佈方法，其中將該等蓋板固定於該等載板在該塗佈腔室外進行，該方法進一步包含以下步驟：將該等載體置於該真空腔室中；操作該真空腔室以在該行動裝置蓋板上進行塗佈操作；移出該等載體；以及從該等載體移出該等蓋板。
8. 如請求項6所述之塗佈方法，其中用清潔劑以控制該等載板和該等載板上的有機材料的量的方式清洗該等載板和該等蓋板，以促進VdW結合。
9. 如請求項6所述之塗佈方法，其中用清潔劑以控制該等載板和該等載板上的有機材料的量的方式清洗該等載板和該等蓋板，以控制VdW結合的強度和持久性。
10. 如請求項6-9中任一項所述之塗佈方法，其中用清潔劑清洗該等蓋板；並且其中該等載板首先用清潔劑清洗，隨後用溶於去離子水的臭氧清洗，之後用氨基溶液清洗。