制造由玻璃支承件支承的金属薄膜的方法技术

一种用于制造由玻璃支承件支承的金属薄膜的方法，所述方法包括：制备步骤：制备在其上表面上形成有层的玻璃基材；以及蚀刻步骤：从下表面蚀刻玻璃基材的部分区域以暴露所述层的底部。所述层包含金属薄膜。蚀刻步骤可以包括：第一蚀刻步骤：使用含有硝酸和硫酸中的至少一种以及氢氟酸的第一蚀刻溶液，对玻璃基材进行第一蚀刻以蚀刻到比玻璃基材厚度小的深度；以及第二蚀刻步骤：使用含有氢氟酸但不含有硝酸和硫酸的第二蚀刻溶液，对经过第一蚀刻的部分进行第二蚀刻，以暴露所述层的底部。

Method of manufacturing metal films supported by glass supports

A method for manufacturing a metal film supported by a glass support includes: a preparation step: preparing a glass substrate with a layer formed on its upper surface; and an etching step: etching a part of the area of the glass substrate from the lower surface to expose the bottom of the layer. The layer comprises a metal film. The etching step can include: the first etching step: using at least one etching solution containing nitric acid and sulfuric acid and hydrofluoric acid to etch the glass substrate to a depth smaller than the thickness of the glass substrate; and the second etching step: using the second etching solution containing hydrofluoric acid but without nitric acid and sulfuric acid to etch the first etched part A second etching to expose the bottom of the layer.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制造由玻璃支承件支承的金属薄膜的方法背景
本公开涉及制造玻璃上具有金属薄膜的结构的方法。更具体地，本公开涉及制造玻璃结构上的金属薄膜的方法，其中通过蚀刻移除玻璃基材的局部区域，该局部区域在其顶表面上形成有包含金属薄膜的层。
技术介绍
在许多
中需要金属薄膜。另外，各种
需要厚度为纳米至微米级范围的金属薄膜。图1示意性例示了制造由玻璃支承件10b支承的金属薄膜21的一种常规方法。如图1所示，由玻璃支承件10b支承的金属薄膜21通过将玻璃支承件10b焊接到自立式金属薄膜21来制造，所述玻璃支承件10b通过在玻璃基材10中制造局部孔来制造。然而，制造厚度为纳米至微米级范围的自立式金属薄膜可能是困难的。即使在制成了自立式金属薄膜的情况中，仍然可能因为制造成本过高，并且可能因为难以处理自立式金属薄膜而存在限制。因此，作为制造由玻璃基材10b支承的金属薄膜21的方法，图1例示的方法是不实用的，要求可克服上述限制的其他方法。
技术实现思路
本公开的各个方面提供了一种由玻璃支承件支承的金属薄膜。根据一个方面，一种制造玻璃上具有金属薄膜的结构的方法可以包括：制备玻璃基材，在该玻璃基材的顶表面上形成有层；以及从玻璃基材的底部蚀刻玻璃基材的局部区域以向下暴露出所述层，由此形成层的暴露区域。所述层可以是金属薄膜。蚀刻步骤可以包括：使用含有硝酸和硫酸中的至少一种以及氢氟酸的第一蚀刻溶液，对玻璃基材进行第一蚀刻以蚀刻到比玻璃基材厚度小的深度，得到玻璃基材的第一蚀刻部分；以及使用含有氢氟酸但不含有硝酸或硫酸的第二蚀刻溶液，对玻璃基材的第一蚀刻部分进行第二蚀刻，以使该层向下暴露，由此，通过玻璃基材的剩余部分来支承金属薄膜。如上所述，可制造厚度在纳米至微米级范围并且由玻璃支承件支承的金属薄膜。另外，可选择性地蚀刻玻璃基材，同时最大程度地减少对金属薄膜的损坏。另外，由于最大程度地减少了蚀刻溶液对金属薄膜的损坏，因此可使阻挡层的厚度最小化，并且还可减小金属薄膜的厚度。另外，玻璃基材的厚度可以有相对较大的偏差，由此降低了仅允许具有相对较小偏差的精密玻璃基材的制造所需的成本。本公开的方法和设备具有被纳入本文的附图和下文具体实施方式中更加详细列出或显而易见的其他特征和优点，其共同用于解释本公开的某些原理。附图说明图1示意性例示了制造由玻璃支承件支承的金属薄膜的一种常规方法；图2示意性例示了根据第一实施方式，制造由玻璃支承件支承的金属薄膜的一种方法；图3示意性例示了根据第二实施方式，由玻璃支承件支承的金属薄膜；图4是一种结构的截面图，所述结构包括图3所例示的实施方式中的玻璃基材、阻挡层和金属薄膜，所述玻璃基材在第二蚀刻之前经过了第一蚀刻；图5是例示了图3例示的由玻璃支承件支承的金属薄膜的底视图；以及图6示意性例示了根据第三个实施方式所述的由玻璃支承件支承的金属薄膜。具体实施方式以下将参考附图对本公开的示例性实施方式进行详细描述。在本文中可以使用与方向相关的术语，例如“上表面”、“下表面”、“向上方向”和“向下方向”以便于参考附图描述具体的部件。但应理解，这些术语并非旨在指示真实的取向。例如，术语“上表面”和“下表面”仅用于描述相对彼此的上表面和下表面。在实践中，上表面可以比下表面位于更低的位置。示例性的实施方式涉及选择性的基材蚀刻方法，其可最大程度地减少对玻璃基材上形成的厚度为纳米至微米级范围的金属薄膜的损坏。图2示意性地例示了根据第一实施方式，制造由玻璃支承件10b支承的金属薄膜21的方法，图3示意性地例示了根据第二实施方式，由玻璃支承件10b支承的金属薄膜21，图4是例示了包括图3的实施方式中的玻璃基材、阻挡层和金属薄膜的结构的截面的图像，所述玻璃基材在第二蚀刻之前经过了第一蚀刻，图5是例示了图3例示的由玻璃支承件10b支承的金属薄膜21的底视图。根据图2和3例示的方法，首先，制备在其顶表面上形成有层20的玻璃基材10(制备步骤)。随后，从底部蚀刻玻璃基材10的局部区域10a，以向下暴露层20(制备步骤)。层20包含金属薄膜21。在制备步骤中，通过沉积可以在玻璃基材10的顶表面上形成层20。常规的玻璃基材的选择性蚀刻通过如下进行。首先，将耐酸膜附着于玻璃基材10，然后进行图案化。接着，将经过图案化的耐酸膜用作掩模，通过使玻璃基材与蚀刻溶液物理接触来进行化学蚀刻。一般来说，蚀刻溶液，例如氢氟酸(HF)用于蚀刻半导体基材，例如硅(Si)基材。然而，当用于半导体基材的蚀刻溶液被用于蚀刻玻璃基材时，相对较长的蚀刻时间可造成耐酸膜的损坏，这会存在问题。因此，根据玻璃的组成，为了增加蚀刻速率，用于玻璃基材的蚀刻溶液包括各种物质，例如硝酸(HNO3)和硫酸(H2SO4)连同氢氟酸。在金属薄膜21与玻璃基材10之间可以设置有阻挡层23，以在对玻璃基材10进行蚀刻时，防止金属薄膜21被氢氟酸损坏。阻挡层23可以含铬(Cr)，并且具有或者不具有铪(Hf)。根据一些实施方式，Cr可以是主要组分，并且Hf的重量可以小于阻挡层总重量的60％。考虑到对氢氟酸的耐酸性，Hf的量可以小于Cr的量。阻挡层23可易于被硝酸和硫酸损坏，导致金属薄膜21可能被蚀刻溶液损坏或污染。根据一些实施方式，可以通过i)层压基于SiC或基于特氟龙的抗酸膜，ii)施涂抗酸溶液，或iii)沉积来形成阻挡层23。根据一些实施方式，阻挡层23的厚度可以是0.001μm至5μm。在一些这样的实施方式中，阻挡层的厚度可以在0.001μm至1μm的范围内。为了防止被氢氟酸损坏，需要在几纳米范围内精确地蚀刻。然而，由于湿法蚀刻的特性，这样的精确水平是不可能的。另外，当由于玻璃基材10的厚度偏差而导致部分过度蚀刻时，金属薄膜21受到损坏。为了防止金属薄膜受到损坏，本公开建议将蚀刻过程分成两步，以实现选择性蚀刻，该选择性蚀刻可最大程度地减少对玻璃基材10上所形成的金属薄膜21的损坏。具体地，在第一蚀刻步骤中，使用第一蚀刻溶液对玻璃基材10进行第一蚀刻，以蚀刻到比玻璃基材10的厚度小的深度。例如，可以通过将蚀刻速率(即，每单位时间的蚀刻深度)乘以蚀刻所用的时间来获得蚀刻深度。在第二蚀刻步骤中，使用第二蚀刻溶液对经过第一蚀刻的部分进行第二蚀刻，以向下暴露层20。第一蚀刻溶液通过将HF溶液——典型的玻璃蚀刻溶液——与某种化学物质，例如HNO3或H2SO4以预定的混合比率混合来制备，从而提高玻璃基材10的蚀刻速率。例如，基于重量计，HF(20％)、HNO3和H2SO4的混合比率可以是1:1:1。化学物质可能根据玻璃的组成而变化。相比于纯HF，添加化学物质可将蚀刻时间缩短50％或更多。因此，可以较快的速率蚀刻玻璃基材10到靠近基材10上形成的金属薄膜21的深度。例如，蚀刻可以进行几秒到几十秒。在一些实施方式中，蚀刻温度通常不超过80℃。第二蚀刻溶液可以仅使用纯HF来制备。由于HF与Cr或本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制造玻璃上具有金属薄膜的结构的方法，所述方法包括：/n制备其顶表面上形成有层的玻璃基材；以及/n从玻璃基材的底部蚀刻玻璃基材的局部区域，以向下暴露所述层，由此形成所述层的暴露区域，/n其中，所述层包括金属薄膜，并且/n其中，所述蚀刻包括：/n-利用第一蚀刻溶液对玻璃基材进行第一蚀刻，蚀刻到小于玻璃基材的厚度的深度，所述第一蚀刻溶液包含硝酸和硫酸中的至少一种以及氢氟酸，从而得到玻璃基材的第一蚀刻部分；以及/n-使用包含氢氟酸但不包含硝酸或硫酸的蚀刻溶液对玻璃基材的第一蚀刻部分进行第二蚀刻，以向下暴露所述层，/n由此，金属薄膜由玻璃基材的剩余部分支承。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170309 KR 10-2017-0030149;20180308 KR 10-2018-001.一种制造玻璃上具有金属薄膜的结构的方法，所述方法包括：
制备其顶表面上形成有层的玻璃基材；以及
从玻璃基材的底部蚀刻玻璃基材的局部区域，以向下暴露所述层，由此形成所述层的暴露区域，
其中，所述层包括金属薄膜，并且
其中，所述蚀刻包括：
-利用第一蚀刻溶液对玻璃基材进行第一蚀刻，蚀刻到小于玻璃基材的厚度的深度，所述第一蚀刻溶液包含硝酸和硫酸中的至少一种以及氢氟酸，从而得到玻璃基材的第一蚀刻部分；以及
-使用包含氢氟酸但不包含硝酸或硫酸的蚀刻溶液对玻璃基材的第一蚀刻部分进行第二蚀刻，以向下暴露所述层，
由此，金属薄膜由玻璃基材的剩余部分支承。


2.如权利要求1所述的方法，其中，所述玻璃基材包含钠钙玻璃。


3.如权利要求1所述的方法，其中，所述玻璃基材包含无碱金属的玻璃。


4.如权利要求1所述的方法，其中，所述玻璃基材包括可通过离子交换强化的玻璃。


5.如权利要求1所述的方法，其中，暴露区域的外接圆的直径是1英寸或更大。


6.如权利要求5所述的方法，其中，暴露区域的外接圆的直径是3英寸或更大。


7.如权利要求1所述的方法，其中，制备玻璃基材包括：
在玻璃基材上形成种子层，所述种子层包括导电金属；以及
在种子层上形成金属薄膜。


8.如权利要求1所述的方法，
其中，所述层还包括设置在金属薄膜与玻璃基材之间的阻挡层。


9.如权利要求8所述的方法，其中，所述阻挡层包含铬，并且具有或不具有铪。


10.如权利要求8所述的方法，其中，所述阻挡层通过i)层压基于SiC或基于...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴润锡，尹浚老，曺瑞英，李庚珍，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US