用于在基底上制造減反射層的方法和設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于在塑料基底(20)的表面(21)上制造減反射層的設(shè)備(1)。設(shè)備包括第一濺射裝置(3)，用于將基底層(22)施加至塑料基底(20)的表面(21)；等離子體源(4)，用于對(duì)涂布的基底表面(21)進(jìn)行等離子體蝕刻；以及第二濺射裝置(5)，用于將保護(hù)層(24)施加至基底表面(21)。這些加工裝置(3,4,5)在真空室(2)中結(jié)合配置，真空室(2)具有用于處理氣體的入口(8)。為了在真空室(2)的內(nèi)部在加工裝置(3,4,5)之間移動(dòng)基底(20)，設(shè)置傳送設(shè)備(10)，其優(yōu)選地是旋轉(zhuǎn)板(11)的形式。此外，本發(fā)明涉及用于在塑料基底(20)的表面(21)上制造這種減反射層的方法。
【專利說(shuō)明】用于在基底上制造減反射層的方法和設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及用于在塑料基底的表面上制造減反射層的方法。此外，本發(fā)明涉及用于實(shí)施該方法的設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)制造由透明塑料構(gòu)成的光學(xué)組件時(shí)，通常希望給予這些組件防反射性質(zhì)，并且由此改進(jìn)這些組件的光學(xué)性質(zhì)。這種防反射性質(zhì)可以通過(guò)將防反射涂層，特別以多層系統(tǒng)的形式施加至基底的表面來(lái)實(shí)現(xiàn)?？商娲?，表面可以設(shè)置有微米或納米結(jié)構(gòu)；這種構(gòu)造的優(yōu)點(diǎn)是寬帶防反射性質(zhì)可以以良好的可再現(xiàn)性獲得。
[0003]DE10241708B4描述了用于減少速率基底的反射的方法，其中，通過(guò)等離子體蝕刻工藝在塑料基底的表面處形成納米結(jié)構(gòu)。所述納米結(jié)構(gòu)通過(guò)由等離子體離子源生成的高能離子沖擊基底表面來(lái)制造。然而，該蝕刻方法需要相對(duì)長(zhǎng)的加工時(shí)間。此外，加工時(shí)間針對(duì)不同的基底材料有很大不同，使得在一個(gè)工作操作中加工不同材料更加困難。
[0004]為了解決這個(gè)問(wèn)題，構(gòu)成一般性類型的DE102006056578A1提出將薄層、特別地薄的氧化物層在等離子體蝕刻工藝之前施加至塑料基底。所述氧化物層導(dǎo)致縮短了隨后的等離子體蝕刻工藝中的加工時(shí)間，此外具有針對(duì)不同材料所需加工時(shí)間僅稍微不同的效果。薄層優(yōu)選地通過(guò)反應(yīng)濺射來(lái)制造。在施加薄層之后，通過(guò)等離子體蝕刻在基底表面上制造納米結(jié)構(gòu)，所述納米結(jié)構(gòu)通常在50nm至200nm之間延伸至塑料基底。之后,可以施加透明保護(hù)層，其保護(hù)納米結(jié)構(gòu)以防外部影響，特別地防止機(jī)械損害。
[0005]DE102005049280A1提出了用于在塑料基底的表面上制造納米結(jié)構(gòu)的方法，其中首先將均勻載體層并隨后將絕緣層施加至表面。絕緣層在隨后的蝕刻工藝中用作掩蔽層，其中，載體層被結(jié)構(gòu)化。蝕刻工藝可以通過(guò)例如反應(yīng)離子蝕刻來(lái)進(jìn)行。被結(jié)構(gòu)化的載體層在進(jìn)一步的蝕刻加工中用作蝕刻掩膜，其中，期望的納米結(jié)構(gòu)在基底的表面上被制造。
[0006]DE102007059886A1還公開(kāi)了用于光學(xué)元件的表面的納米結(jié)構(gòu)化的方法，其中首先將液體抗蝕層施加至表面并且通過(guò)UV光的照射或熱處理來(lái)部分凝固。納米結(jié)構(gòu)隨后通過(guò)等離子體蝕刻方法在抗蝕層的表面制造。之后，納米結(jié)構(gòu)的抗蝕層通過(guò)利用UV光的進(jìn)一步照射或進(jìn)一步的熱處理來(lái)完全固化。
[0007]盡管所述文獻(xiàn)公開(kāi)了用于制造光學(xué)元件的減反射涂層的不同方法，但沒(méi)有提出適用于以批量生產(chǎn)能力制造這種涂層的任何設(shè)備。傳統(tǒng)上，使用在批量模式下操作的設(shè)備來(lái)實(shí)施這種方法，為此，設(shè)備必須在各個(gè)加工步驟之間進(jìn)行通風(fēng)。設(shè)備在每個(gè)加工步驟之后的這種連續(xù)通風(fēng)和與此相關(guān)的波動(dòng)的殘余氣體成分不利地影響了在基底上制造的表面加工的再現(xiàn)性。此外，由于長(zhǎng)的加料和泵送時(shí)間，這些設(shè)備的生產(chǎn)量是有限的。在一批的所有基底上的薄層的均勻沉積證實(shí)是困難的，由此不利地影響的一批的再現(xiàn)性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]因此，本發(fā)明基于提供以下方法和設(shè)備的目標(biāo):通過(guò)該方法和設(shè)備，塑料基底的表面可以通過(guò)等離子處理來(lái)修改，使得實(shí)現(xiàn)塑料表面的有效的防反射性質(zhì)。設(shè)備趨于確保好的再現(xiàn)性，實(shí)施簡(jiǎn)單且合算，并且能實(shí)現(xiàn)高的生產(chǎn)量和完全自動(dòng)的加工序列。
[0009]該目標(biāo)通過(guò)獨(dú)立權(quán)利要求的特征來(lái)實(shí)現(xiàn)。從屬權(quán)利要求設(shè)置有利的構(gòu)造。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的用于塑料基底的表面處理的設(shè)備包括真空室，其中，針對(duì)所述表面處理所需要的這些加工站被共同容納。塑料基底可以由PMMA、聚碳酸酯或適用于諸如透鏡的光學(xué)應(yīng)用的塑料組成。塑料基底位于用于在各加工站之間移動(dòng)它們的傳送設(shè)備上。
[0011 ] 第一個(gè)加工站是濺射站，其中，通過(guò)第一濺射裝置將基部層施加至襯底。第二加工站包括等離子體源并用于涂層基底表面的等離子體蝕刻處理。優(yōu)選地，在另一濺射站中，通過(guò)第二濺射裝置將保護(hù)層施加至加工后的基底表面。此外，設(shè)備包括用于以可控方式允許加工氣體進(jìn)入加工站的進(jìn)給部，以及用于在真空下使基底進(jìn)入和出去的鎖。
[0012]與在批量模式下操作的傳統(tǒng)涂布設(shè)備相比，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備實(shí)現(xiàn)了塑料基底的高質(zhì)量、有效和節(jié)省成本的表面處理。在真空室內(nèi)部的剩余氣體水平很低，并且剩余氣體成分是恒定的，其允許可再現(xiàn)的加工控制。此外，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備實(shí)現(xiàn)了完全自動(dòng)的加工序列(例如，針對(duì)小的塑料透鏡的抗反射涂布)。
[0013]從DE102009018912A1中得知的等離子體源優(yōu)選地用作等離子體源。該等離子體源包括等離子體空間、激發(fā)電極以及磁北極和磁南極，其中，兩個(gè)磁極在各情況下配置在激發(fā)電極之后遠(yuǎn)離等離子體的一側(cè)并且指向等離子體空間的內(nèi)部。這導(dǎo)致投射至等離子體空間的內(nèi)部中的彎曲磁場(chǎng)以及隧道狀區(qū)域的形成，充電粒子能夠被保持在隧道狀區(qū)域中并且能夠沿著該隧道狀區(qū)域傳播。該等離子體源的特點(diǎn)是特別低的熱發(fā)射，這對(duì)于塑料基底的等離子體處理是極為重要的。結(jié)果，在基部層和保護(hù)層的反應(yīng)等離子體增強(qiáng)施加期間以及反應(yīng)等離子體蝕刻加工期間，可以獲得遠(yuǎn)小于100°c的基底的低溫，例如基底溫度<80°C，特別地<60°C。
[0014]此外，至少利用來(lái)自DE102009018912A1的指定等離子體源，以及此外至少在<800C (優(yōu)選地<60°C)的基底溫度下，或者在50°C和80°C之間的范圍中的基底溫度下，可以進(jìn)行該方法，等離子體源的格柵和基底表面之間的距離是50-100mm，沒(méi)有過(guò)量高能量輸入至基底，特別地在200瓦特和400瓦特之間的等離子體功率下。在該情況下，特別有利的是等離子體源相對(duì)于引出電極的區(qū)域的功率密度是0.5-1.5W/cm2。
[0015]傳送設(shè)備用于連續(xù)地并重復(fù)地將塑料基底從加工站傳輸至加工站。優(yōu)選地使用可以實(shí)現(xiàn)高達(dá)240rmp的高旋轉(zhuǎn)速度的旋轉(zhuǎn)板作為傳送設(shè)備。這些高傳送速度確?！词乖谑┘颖訒r(shí)——在一批的所有塑料基底上的均勻的層厚度，其確保了該批內(nèi)的高的再現(xiàn)率。傳送設(shè)備-濺射設(shè)備-等離子體源-濺射裝置的配置的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例以本 申請(qǐng)人:的名義在W02004/050944中提出。
[0016]此外，該設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)為具有加工站和傳送設(shè)備:濺射裝置-等離子體源-濺射裝置以及可選地額外地外涂層源的配置的在線設(shè)備。
[0017]針對(duì)相對(duì)大的塑料基底的處理，可以使用滾筒設(shè)備作為傳送設(shè)備。這里，基底被配置在可旋轉(zhuǎn)滾筒的外壁上，處理裝置或源相對(duì)于所述滾筒的外部側(cè)放置。
[0018]設(shè)備有利地由用于基底的透射率和/或反射率的原位測(cè)量的測(cè)量裝置制成。該測(cè)量設(shè)備用于在整個(gè)處理過(guò)程期間監(jiān)測(cè)基底并且用于自動(dòng)切換至少反應(yīng)等離子體蝕刻處理。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的用于塑料基底的表面的防反射涂布的方法是多級(jí)加工。首先，通過(guò)濺射方法將薄介電基部層施加至基底。以這種方式進(jìn)行濺射的塑料表面隨后通過(guò)反應(yīng)等離子體蝕刻處理；在該情況下，在塑料表面上制造具有抗反射效果的結(jié)構(gòu)。所構(gòu)造的塑料基底隨后設(shè)置有保護(hù)層，其機(jī)械地穩(wěn)定處理后的塑料表面，并另外帶來(lái)了開(kāi)始兩個(gè)加工步驟的優(yōu)化。
[0020]施加基部層通過(guò)等離子體增強(qiáng)的反應(yīng)濺射方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。基部層優(yōu)選地包括元素T1、Zr、Cr、S1、Al、Ta、Nb和/或Hf的氧化物、氟化物或氮化物?；繉拥暮穸葍?yōu)選地在l-5nm之間,特別優(yōu)選地在l-3nm之間。等離子體蝕刻優(yōu)選地在包含氧氣的大氣中實(shí)現(xiàn)。
[0021]保護(hù)層優(yōu)選地如基部層那樣同樣通過(guò)等離子體增強(qiáng)的反應(yīng)濺射方法來(lái)施加。特別地，元素Si和/或Al的氧化物被證實(shí)作為保護(hù)層的材料是有利的。保護(hù)層的厚度優(yōu)選地在5-50nm之間，特別地在10_30nm之間。
[0022]除了保護(hù)層以外，可以施加另外的層(所謂的外涂層)以提供具有定義表面張力的塑料表面，以及特別地獲得超疏水性質(zhì)。這種疏水層具有防臟和/或水的效果。疏水層有利地通過(guò)等離子體聚合的方式施加。外涂層的層厚度通常在I和20nm之間，優(yōu)選地在3和IOnm之間。
[0023]為了保護(hù)塑料基底，方法步驟優(yōu)選地在<100°C、優(yōu)選地<70°C、特別優(yōu)選地60°C的低基底溫度下進(jìn)行。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0024]以下基于附圖中示出的示例性實(shí)施例來(lái)更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明，其中:
[0025]圖1示出用于塑料基底的表面處理的根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的示意圖；
[0026]圖1a示出在根據(jù)圖1的設(shè)備中使用的等離子體源的示意圖；
[0027]圖2示出作為在等離子體處理之前所施加的基部層的層厚度的函數(shù)的、由PMMA8H組成的基底的透射系數(shù)和等離子體蝕刻時(shí)間的變化的圖；
[0028]圖3示出作為等離子體功率的函數(shù)的、由PMMA8H組成的基底的透射系數(shù)和等離子體蝕刻時(shí)間的變化的圖；
[0029]圖4示出作為離子能量的函數(shù)的、由PMMA8H組成的基底的透射系數(shù)和等離子體蝕刻時(shí)間的變化的圖；
[0030]圖5示出針對(duì)利用不同等離子體功率進(jìn)行等離子體蝕刻處理的多個(gè)樣本的、作為波長(zhǎng)的函數(shù)的由PMMA8H組成的基底的透射系數(shù)的圖；
[0031]圖6示出作為波長(zhǎng)的函數(shù)的來(lái)自圖5的樣本的反射率的圖；
[0032]圖7示出作為波長(zhǎng)的函數(shù)的來(lái)自圖5的樣本的透射系數(shù)和反射率的集合的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]在圖中，相互對(duì)應(yīng)的元件由相同的附圖標(biāo)記表示。附圖示出示意性典型實(shí)施例，并且不再現(xiàn)本發(fā)明的具體參數(shù)。此外，附圖僅用于闡明本發(fā)明的有利實(shí)施例，但不應(yīng)被理解為限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0034]圖1不出設(shè)備I的不意圖，其用于在基底20的表面21上制造減反射層。圖1不出以圓形配置排列在旋轉(zhuǎn)板11上的多個(gè)基底盤20，為了清晰的原因，僅一些基底盤提供有附圖標(biāo)記。基底盤20由例如PMMA的塑料組成。[0035]設(shè)備I包括真空室2，在其內(nèi)部配置有多個(gè)加工站A、B、C。位于加工站A中的是第一濺射裝置3，其中使用等離子體增強(qiáng)反應(yīng)濺射方法將基部層22施加至基底表面21。濺射裝置3優(yōu)選地是磁控管源系統(tǒng)，其包括并排排列的兩個(gè)磁控管配置并包括并排排列的兩個(gè)鈮靶材。靶材被分配有遮蔽器，其可以用于將濺射裝置與基底20隔離。
[0036]第二加工站B包括等離子體源4，通過(guò)其進(jìn)行涂布基底表面21的等離子體蝕刻處理，由此基底表面獲得納米結(jié)構(gòu)23。等離子體源4包括等離子體容器，其具有引出電極和具有激發(fā)區(qū)域的RF激發(fā)電極，RF激發(fā)電極經(jīng)由匹配網(wǎng)絡(luò)連接至RF發(fā)生器。激發(fā)電極可以熱耦合至低溫?zé)嵩床⑶以谑覝叵虏僮鳌＜ぐl(fā)電極可以實(shí)現(xiàn)為鋁電極，例如，其結(jié)合在水冷銅板上。
[0037]可以激發(fā)等離子體的等離子體空間位于激發(fā)區(qū)域和引出電極之間，引出電極的區(qū)域和激發(fā)區(qū)域被設(shè)計(jì)為使得實(shí)際上全部射頻電壓在引出電極處降低。此外，提供用于生成磁場(chǎng)的磁體設(shè)備，其具有磁北極和磁南極，它們?cè)诟髑闆r下配置在激發(fā)電極后面遠(yuǎn)離等離子體空間的一側(cè)，并且指向等離子體空間的內(nèi)部。投射至等離子體空間的內(nèi)部的彎曲磁場(chǎng)以這種方式形成。隧道狀區(qū)域形成在北極和南極之間，充電粒子保持在其中，并且沿著該區(qū)域傳播。離子密度和離子能量通過(guò)等離子體源的磁場(chǎng)強(qiáng)度設(shè)置。這種等離子體源4在例如DE102009018912A1中描述，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用包含在本申請(qǐng)中。
[0038]等離子源4同樣配有遮蔽器，以使得基底20上的等離子體源4的效果可以以目標(biāo)方式打開(kāi)和關(guān)閉。在第三加工站C中，通過(guò)第二濺射裝置5將保護(hù)層4施加至加工后的基底表面21。第二濺射裝置5優(yōu)選地與第一濺射裝置3相同，并且同樣具有遮蔽器。在加工站D中，疏水外涂層25可以另外被施加作為另外的保護(hù)層，以使得涂層對(duì)臟污和水分不敏感。
[0039]加工站A、B、C、D優(yōu)選地通過(guò)網(wǎng)屏7相互屏蔽并且僅通過(guò)網(wǎng)屏7中的狹縫相互連接。以這種方式，加工站A、B、C、D在真空方面隔離。
[0040]至少一個(gè)真空泵9被提供用于抽空真空室2。此外，真空室2包括用于以目標(biāo)方式引入加工氣體的至少一個(gè)連接部8 ;優(yōu)選地，每個(gè)加工站A、B、C、D具有用于選擇性地引入所述站中所需的加工氣體的自己的連接部8。加工氣體的部分壓力可以以這種方式基本相互獨(dú)立地設(shè)置。優(yōu)選使用諸如氬氣的惰性氣體和優(yōu)選為氧氣的反應(yīng)氣體的混合物。
[0041]如圖1所示，可以利用根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備I同時(shí)對(duì)多個(gè)基底20進(jìn)行表面處理?；?0排列在傳送設(shè)備10上，傳送設(shè)備10在本示例性實(shí)施例中為驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)板11的形式。通過(guò)所述旋轉(zhuǎn)板11，基底20在圓形路徑上傳送(箭頭12)連續(xù)通過(guò)加工站A、B、C、D并且可以特別地多次移動(dòng)通過(guò)加工站的作用區(qū)域，由此，基底表面21可以被特別均勻地被處理。從一個(gè)加工站至下一個(gè)的傳輸在真空室2的內(nèi)部發(fā)生，而不需要真空室2的通風(fēng)。代替旋轉(zhuǎn)板11，還可以使用滾筒設(shè)備來(lái)傳輸基底20。
[0042]測(cè)量裝置13用于所處理基底表面21的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，特別地用于測(cè)量基底表面的透射率和/或反射率。測(cè)量裝置13使得可以檢查施加至基底20的涂層的光學(xué)性質(zhì)并且可以被使用，特別地，用于監(jiān)測(cè)在基底20上生長(zhǎng)的層的層厚度。
[0043]利用設(shè)備1，塑料基底20的表面可以通過(guò)反應(yīng)濺射和等離子體蝕刻來(lái)改變以使得所述表面處的反射以寬帶方式減少。
[0044]為了進(jìn)行處理，要被處理的基底盤20經(jīng)由鎖(圖1中未示出)被引入真空室2中并且放置在旋轉(zhuǎn)板11上。之后，真空室2關(guān)閉并且在加工站A中設(shè)置用于惰性氣體(特別地氬氣)和反應(yīng)氣體(例如氧氣)的合適的分壓。濺射裝置3被設(shè)置至預(yù)定的操作點(diǎn)，遮蔽器關(guān)閉以使得處理過(guò)程穩(wěn)定。傳送設(shè)備10的旋轉(zhuǎn)板11被加速至期望速度。之后開(kāi)始基底20的涂布。為此，遮蔽器打開(kāi)，以使得薄的基部層22借助于濺射裝置3沉積在基底表面21上?？梢酝ㄟ^(guò)涂布時(shí)間或旋轉(zhuǎn)板11的旋轉(zhuǎn)次數(shù)來(lái)控制期望層厚度。
[0045]以下更詳細(xì)地說(shuō)明了等離子體源的優(yōu)選實(shí)施例。
[0046]圖1a在示圖中示出根據(jù)本發(fā)明的RF等離子體源501的橫截面，其合并至真空室510中并包括等離子體容器502、引出電極503和RF電極裝置504。諸如氬氣和氧氣的加工和反應(yīng)氣體可以經(jīng)由氣體供給裝置512引入至等離子體容器502中。
[0047]等離子體容器502具有前側(cè)和后側(cè)，等離子體空間502a位于前側(cè)和后側(cè)之間。等離子體容器502還具有側(cè)壁516，其伸入真空室510的內(nèi)部520中并且在其端部側(cè)安裝有形成等離子體容器502的前側(cè)的引出電極503，所述引出電極由此可透過(guò)地限制相對(duì)于真空室的內(nèi)部520的等離子體空間502a。引出電極503還可以以彎曲方式實(shí)現(xiàn)。
[0048]等離子體容器502可以在關(guān)于圖1a的圖平面的垂直平面中具有矩形或圓形形狀。激發(fā)電極506的基部區(qū)域一在圖1a中是平的一還可以相對(duì)于引出電極凹地或凸地實(shí)現(xiàn)。不用說(shuō)，其他形狀的等離子體容器502也可以想到并由本發(fā)明包括。
[0049]等離子體源在真空室壁510的開(kāi)口中安裝有凸緣511。在圖1a的示例性實(shí)施例中，引出柵503和壁516電連接至真空室壁510并且處于接地電位。
[0050]等離子體源501具有部分在等離子體容器502外部配置的RF電極裝置504，其具有電極座507，以通過(guò)隔離器元件514與等離子體容器502電隔離的方式連接至等離子體容器502的側(cè)壁516并且包括板狀元件505，板狀元件505通過(guò)伸入等離子體容器502的內(nèi)部中的保持元件507a保持。電極座507具有浴盆狀的橫截面。電極裝置504在后側(cè)通過(guò)保護(hù)蓋513與周圍隔離，其中，經(jīng)由RF電源513a，RF能量可以施加或被施加至RF電極裝置504，RF電源513a可以連接或被連接至RF發(fā)生器。RF匹配網(wǎng)絡(luò)實(shí)際存在，但在圖中未示出。
[0051]板狀元件505的前側(cè)朝向真空室的內(nèi)部520。鍋狀的激發(fā)電極506安裝至板狀元件505的前側(cè)，電極在朝向真空室的內(nèi)部520的內(nèi)部側(cè)506a上具有激發(fā)區(qū)域，外部側(cè)506d至少部分與板狀元件505的前側(cè)接觸。激發(fā)電極506具有平面基部和固定至基部的側(cè)壁506c，其端部區(qū)域(端面)506b伸入等離子體空間502中。優(yōu)選地，激發(fā)電極506和元件505結(jié)合以確保板狀元件505和激發(fā)電極506之間的良好的熱和電接觸。激發(fā)電極506可以由鋁組成，元件505可以實(shí)現(xiàn)為水冷銅板。側(cè)壁506c由激發(fā)電極506的壁形成。
[0052]等離子體容器的側(cè)壁516和激發(fā)電極的側(cè)壁506c靠近排列并且通過(guò)間隙521相互分離，間隙521的大小被選擇為使得在等離子體源的操作期間沒(méi)有等離子體可以形成在激發(fā)電極506和側(cè)壁516之間。因此，等離子體容器502的側(cè)壁516在間隙521的區(qū)域中利用激發(fā)電極506的遮蔽區(qū)域516a實(shí)現(xiàn)了暗空間遮蔽。
[0053]等離子體容器502的側(cè)壁516在朝向真空室的內(nèi)部520的方向上伸出有超出側(cè)壁506c的區(qū)域，以使得在等離子體源501的操作期間，側(cè)壁516的伸出側(cè)壁506c的端部區(qū)域506b的區(qū)域與等離子體接觸并形成具有等離子體電極區(qū)域516b的等離子體電極。
[0054]在等離子體源501的操作期間，激發(fā)電極506和引出電極之間的DC自偏壓的大小通過(guò)激發(fā)區(qū)域506a和506c與引出電極503的區(qū)域的大小比和等離子體電極區(qū)域516b的大小來(lái)確定，等離子體電極區(qū)域516b即等離子體容器502的側(cè)壁516的與等離子體接觸的那些部分。
[0055]具有磁體509a、509b、509c并且還具有極靴509d的磁體設(shè)備508被配置在激發(fā)區(qū)域506a和板狀元件505的后側(cè)上。磁體509a、509b、509c各自包括磁北極和磁南極，它們被配置有交替極性并且指向等離子體空間502a的內(nèi)部，由此導(dǎo)致伸入等離子體空間的內(nèi)部的彎曲磁場(chǎng)的形成，例如從DE2417288C2或DE2431832B2中得知的。磁體509a、509b、509c可以被實(shí)現(xiàn)為永久磁體或螺線管，其連接或可以連接至電源。
[0056]甚至在0.5-1.5ff/cm2的低等離子體功率密度下，所描述的等離子體源在300-400eV的離子能量下提供0.5-0.8mA/cm2的高電流密度。由此可以實(shí)現(xiàn)與低熱負(fù)荷相關(guān)聯(lián)的高效蝕刻。
[0057]通過(guò)金屬(例如，Al、Nb、Hf、Ta、T1、Zr)或合金(例如TiNb)或半導(dǎo)體(例如Si)在氧氣氛圍下的反應(yīng)濺射來(lái)實(shí)現(xiàn)涂布，以使得將作為基部層的氧化物層22施加至基底表面。ZrO2被證實(shí)是特別有利的。ZrO2基部層的厚度有利地在Inm和3nm之間。
[0058]一旦實(shí)現(xiàn)了基部層22的期望層厚度，則在加工站B中通過(guò)等離子體源4對(duì)基底表面21進(jìn)行等離子體蝕刻處理。在等離子體處理之前，經(jīng)由加工站B的入口 8引入適當(dāng)濃度的反應(yīng)氣體或氣體混合物，并且等離子體被點(diǎn)燃。等離子體源4在10sccm/min的恒定氧氣流速下，以IOOW至400W之間的功率有利地操作。一旦獲得了期望方法參數(shù)，則加工站B的遮蔽器打開(kāi)并且等離子體處理開(kāi)始。
[0059]當(dāng)實(shí)現(xiàn)了表面的期望變型時(shí)，加工站B的遮蔽器關(guān)閉，并且通過(guò)利用位于加工站C的第二濺射裝置5的反應(yīng)濺射對(duì)基底進(jìn)行進(jìn)一步涂布。在該情況下，保護(hù)層24沉積在基底表面上。特別地，可以使用具有大約20nm的層厚度的SiO2層作為保護(hù)層24。
[0060]各個(gè)加工步驟的結(jié)果可以利用測(cè)量裝置8例如通過(guò)基底盤20的光學(xué)透射率的測(cè)
量來(lái)檢查。
[0061]在圖2至7中示出對(duì)由PMMA8H構(gòu)成的基底的具體測(cè)量，其通過(guò)所述方法進(jìn)行涂布和表面處理。當(dāng)然也可以使用例如聚碳酸酯的其他塑料材料。
[0062]圖2示出了利用恒定功率的等離子體源(200W)的作為基部層(施加在加工站A)的層厚度的函數(shù)的制造期望表面結(jié)構(gòu)所需的等離子體蝕刻時(shí)間(在加工站B中的加工時(shí)間)的相關(guān)性。此外，圖示示出了作為基底層的層厚度的函數(shù)的透射率的變化?？梢钥闯觯g刻時(shí)間隨著基底層的層厚度的增大而增加；而透射率大約是恒定的。
[0063]圖3示出等離子體蝕刻時(shí)間與等離子體源的功率的相關(guān)性。該圖示出等離子體蝕刻時(shí)間的減少可以通過(guò)增加等離子體功率來(lái)實(shí)現(xiàn)。然而，增大等離子體功率至200W之上導(dǎo)致所處理的基底的透射率的減小。從圖4可以看出，增大離子能量也導(dǎo)致等離子體蝕刻時(shí)間的減少,但這也導(dǎo)致以這種方式處理的基底的透射率的減小。
[0064]圖5示出在首先設(shè)置有基底涂層并且之后進(jìn)行等離子體蝕刻的基底的情況下透射系數(shù)與波長(zhǎng)的相關(guān)性的圖。在該情況下，不同的曲線對(duì)應(yīng)于利用不同等離子體功率的蝕刻處理。如果所述基底沒(méi)有進(jìn)行等離子體處理，則所示出的整個(gè)波長(zhǎng)范圍的透射率是92%-93% (曲線101)。利用等離子體處理，可以實(shí)現(xiàn)一根據(jù)等離子體源的功率一約95% -96%的透射率(曲線102-105)。附加的外涂層導(dǎo)致藍(lán)色光譜范圍的較低透射率，但增大了光譜范圍中具有較高波長(zhǎng)的光的透射(曲線106)。
[0065]圖6示出來(lái)自圖5的樣本的反射率與波長(zhǎng)的相關(guān)性的圖。曲線201對(duì)應(yīng)于未進(jìn)行等離子體處理的樣本的反射率；這里反射率在所考慮的波長(zhǎng)范圍中為大約3%。如果樣本進(jìn)行了等離子體處理，則所考慮的波長(zhǎng)范圍中的反射率降低至1% -2% (曲線202-205)。附加的外涂層確實(shí)導(dǎo)致了藍(lán)色光譜范圍中的反射率的增大，但導(dǎo)致了在更高波長(zhǎng)處的反射率的顯著降低(曲線206)。
[0066]最后，圖7示出了作為波長(zhǎng)的函數(shù)的來(lái)自圖5的樣本的透射系數(shù)和反射率的集合。這里，曲線301與未進(jìn)行等離子體處理的樣本相關(guān)聯(lián)。曲線302-305與利用不同等離子體功率蝕刻的樣本相關(guān)聯(lián)。曲線306對(duì)應(yīng)于除了在200W的等離子體處理以外還設(shè)置有外涂層的樣本的測(cè)量。
【權(quán)利要求】
1.一種用于在塑料基底(20)的表面(21)上制造減反射層的設(shè)備(1)， -包括第一濺射裝置(3)，用于將基部層(22)施加至所述塑料基底(20)的表面(21)， -包括等離子體源(4)，用于涂布后的基底表面(21)的等離子體蝕刻處理， -優(yōu)選地包括第二濺射裝置(5)，用于將保護(hù)層(24)施加至所述基底表面(21)， -包括用于至少一種加工氣體的至少一個(gè)入口(8)， 其特征在于 -所述設(shè)備(I)包括真空室(2)，其中配置了加工裝置(3，4，5)，以及-所述設(shè)備(I)包括傳送設(shè)備(10)，用于在所述真空室(2)的內(nèi)部中在所述加工裝置(3，4，5)之間移動(dòng)所述基底(20)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備(I)，其特征在于，所述傳送設(shè)備(10)是旋轉(zhuǎn)板(11)或滾筒。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備(I)，其特征在于，所述等離子體源(4)包含等離子體空間、激發(fā)電極以及具有磁北極和磁南極的磁體設(shè)備，其中，兩個(gè)磁極在各情況下配置在所述激發(fā)電極之后遠(yuǎn)離等離子體的一側(cè)并指向所述等離子體空間的內(nèi)部，由此導(dǎo)致形成伸入至所述等離子體空間的內(nèi)部中的彎曲磁場(chǎng)以及隧道狀區(qū)域，充電粒子能夠被保持在所述隧道狀區(qū)域中并且能夠沿著所述隧道狀區(qū)域傳播。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備(I)，其特征在于，具有激發(fā)區(qū)域的激發(fā)電極經(jīng)由匹配網(wǎng)絡(luò)能夠連接或連接至RF發(fā)生器，其中，其中能夠激發(fā)等離子體的等離子體空間位于激發(fā)區(qū)域和引出電極之間，以及其中，所述引出電極的區(qū)域和所述激發(fā)區(qū)域的大小被選擇以使得實(shí)際上整個(gè)射頻電壓在所述引出電極處降低，其中磁場(chǎng)設(shè)備被實(shí)現(xiàn)為具有至少一個(gè)磁北極和一個(gè)磁南極的平面磁控管，所述至少一個(gè)磁北極和一個(gè)磁南極在各情況下被配置在所述激發(fā)電極之后遠(yuǎn)離所述等離子體空間的一側(cè)并指向所述等離子體空間的內(nèi)部。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的設(shè)備，其特征在于，所述激發(fā)電極能夠在15°C至45°C之間的溫度下操作。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的設(shè)備(I)，其特征在于，所述設(shè)備(I)包括測(cè)量裝置(8)，用于所述塑料基底(20)的表面(21)的透射率和/或反射率的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量。
7.一種用于在塑料基底(20)的表面(21)上制造減反射層的方法，包括以下方法步驟: -在第一濺射裝置(3)中將介電基部層(22)施加至所述基底(20)的表面(21)； -通過(guò)等離子體源(4)利用等離子體蝕刻修改涂布表面(21)； -在第二濺射裝置(5)中將保護(hù)層(24)施加至結(jié)構(gòu)化表面(21)， 其特征在于，所述塑料基底(20)通過(guò)傳送設(shè)備(10)在布置在同一真空室(2)中的加工裝置(3,4, 5)之間移動(dòng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，施加所述基部層(22)和/或所述保護(hù)層(24)通過(guò)等離子體增強(qiáng)的反應(yīng)濺射方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述基部層(22)由元素T1、Zr、Cr、S1、Al、Ta、Nb和/或Hf的氧化物、氮化物或氟化物組成并且具有Inm至5nm之間的層厚度。
10.根據(jù)權(quán)利要求5-7中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，修改所述涂布表面(21)通過(guò)反應(yīng)等離子體蝕刻特別地在包含氧氣的氛圍中實(shí)現(xiàn)。
11.根據(jù)權(quán)利要求5-8中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，施加所述保護(hù)層(24)同樣通過(guò)等離子體增強(qiáng)的反應(yīng)濺射方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。
12.根據(jù)權(quán)利要求5-9中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述保護(hù)層(24)由元素Si和/或Al的氧化物、氮化物或氟化物組成并且具有5nm至50nm之間的層厚度。
13.根據(jù)權(quán)利要求5-10中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，除了所述保護(hù)層(24)以外還施加另外的疏水層(25)。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述另外的疏水層(25)具有Inm至20nm之間的層厚度。
15.根據(jù)權(quán)利要求5-12中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，方法步驟在<100°C、優(yōu)選地<70°C的基底溫度下進(jìn)行。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述激發(fā)電極在15°C至45°C之間的溫度下操作。
17.根據(jù)權(quán)利要求15和16中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，該方法在所述等離子體源的格柵和所述基底表面之間的距離是50-100mm的情況下進(jìn)行。
18.根據(jù)權(quán)利要求7-17中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，等離子體功率在200瓦特至.400瓦特之間。
【文檔編號(hào)】C23C14/56GK103959425SQ201280058453
【公開(kāi)日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2012年9月28日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月28日
【發(fā)明者】M·舍雷爾, J·皮斯特納, H·哈格多恩, M·科勞氏-塔格斯?fàn)? 申請(qǐng)人:萊博德光學(xué)有限責(zé)任公司