[发明专利]用于在涂层系统中产生层的装置和方法

说明书

本发明涉及一种用于在具有水平旋转的基板导引的涂层系统上产生具有非常好的均匀性的层的装置和方法。或者，可以设置特定的层厚度梯度。另外，粒子负荷大大降低。相较其他过程，使用寿命大大增加。寄生涂层减少。涂覆速率也有所提高。

技术领域

本发明涉及一种用于在具有水平旋转的基板导引的涂层系统中生产具有非常好的均匀性的层的装置和方法。或者，可以设置特定的层厚度梯度。另外，粒子负荷大大降低。相较其他过程，使用寿命大大增加。寄生涂层减少。涂层涂覆速率也有所提高。

背景技术

如今，光学层通常包括一系列的低折射和高折射层，因此，在这些层中，特定的材料相互堆置。基于功能和波长范围，层厚度总计可以在几个nm到几个µm之间。材料例如SiO2，Ta2O5，Nb2O5，HfO2，ZrO2，和TiO2。也使用氢化非晶硅（a-Si：H）材料。

通过适当地相互堆置层序列，可以实现所需的层功能。例如，它可以是带通滤波器或边缘滤波器。涂层也可以控制反射光或投射光的相位位置。

边缘或带通的光谱位置对于涂层的功能起决定性作用。因此，在涂层材料上获得均匀的层是非常重要的。在其他应用中，也需要层，其中，需要特定的层轮廓。对于中心波长取决于位置（梯度滤波器）的带通滤波器就是这种情况。例如，这种梯度滤波器用于图像处理中的光敏传感器上。它们通常的尺寸是几十mm，并且在大约190至1100nm的范围内敏感。因此，具有相应中心波长的带通滤波器在190nm处的光照下，需要大约1/6的层厚度，而在1100nm处，需要30mm长的传感器。随着传感器表面变得越小，层厚度梯度会进一步增大，因此必须实现更陡峭的梯度。

在例如镜头等3D组件上，通常也需要特定的层厚度分布。这可能需要具有特定形状的横向梯度。

通常，多个层相互堆置。然后，产生层数小于4µm且大于100µm的滤波器涂层，其厚度通常小于1µm且大于10µm甚至几十µm。

在层中引入尽可能少的缺陷是进一步的需求。例如，它们可以是由位于涂层区域的室壁或元件脱落引起的。

这些“寄生”涂层之所以形成是因为涂层源在室内的粉尘涂层材料相对广泛的分布。因此，涂层的大部分移动到室壁上或直接布置在基板前面用于速率校正的组件上，而不是移动到基板上。如果这些区域中的涂层太厚或出现热负荷，粒子可能会从这些涂层中释放出来，或者整个寄生涂层也可能从中释放。但是，粒子也可以直接在溅射源上产生。

已经做了很多尝试来减少粒子负荷。下面将对此进行描述。

同时也在尝试开发可以产生非常均匀的层的生产过程。另外，也可以用层厚度中限定的梯度制造层。

低粒子光学层的制造可以使用例如从US9803276B2中已知的磁控溅射装置进行。

本文件介绍了低粒子涂层的制造，通过使用圆柱形源材料（可旋转的磁控），可选地，与反应气体成分一起，通过磁控溅射应用到基板上，实现涂层的清洁。在所谓的“溅射”过程中，该层的应用是在重力的作用下进行的。由于未提供基板的子旋转（卫星移动），因而在基板上产生的层厚度轮廓与旋转中心的半径成反比地增加。例如，在这样的布置中，其中，基板中心已经从旋转中心移动了600nm，且基板的直径为200mm，相对于内部的速率，外部的层速率只能达到大约70%。