CN100595046C - 制造复制原模的方法,复制方法和复制原模 - Google Patents

Abstract

在一种用于制造具有低粗糙度的表面的复制原模(10)的方法中，包括形成所述原模(10)，使其具有对应于要通过复制制造的对象(18，20)的表面的相反形状的希望的外表面形状，和处理所述原模(10)的所述外表面，以获得预定的表面粗糙度值的步骤，建议所述方法进一步包括用可溶整平层(16)涂覆所述原模(10)的至少一部分的步骤。本发明进一步涉及一种用于制造具有低表面粗糙度的平滑对象(18，20)的复制原模(10)，其中所述原模(10)的至少一部分涂覆有可溶整平层(16)。

Description

制造复制原模的方法，复制方法和复制原模

技术领域

本发明涉及一种用于制造具有低粗糙度表面的复制原模(replicationmaster)的方法，包括形成所述原模以便具有至少部分地对应于要通过复制制造的对象的表面的相反形状的希望的外表面形状，和处理所述原模的所述外表面以获得预定表面粗糙度值的步骤。

背景技术

例如，从文献US 4,525,853可以知道这样的方法。这个文献说明了一种用于制造包括多个反射并同时聚焦X-射线的层对的X-射线聚焦镜的复制原模的案例。

如同这个现有技术的文献中所述，原模是由一种类似锥体的金属材料制成的，其外表面形状对应于要通过复制制造的反射镜的表面的弯曲相反形状。

这个按照复制原模的初步制造过程的复制处理过程实际包括用适当的镜面材料涂覆原模，例如，通过分子束外延生长(MBE)沉积或单层或多层产品制造领域中已知的其它沉积方法。

也如众所周知的，生长了这些层的原模表面必须尽可能的平滑，以便生长具有低的表面和界面粗糙度的平滑的层，粗糙度对反射镜的反射率具有不好的影响。

为了提供具有希望形状，即要制造的对象(object)的相反形状的原模表面，并同时减小原模表面的粗糙度，其现有技术建议通过金刚石车削处理原模表面。众所周知，金刚石车削导致在宏观尺寸上看来平滑的表面，但是，现在可以通过这种方法得到的最好粗糙度在20埃(均方根，rms)的量级，对于在原模上沉积用于光学目的的单层、双层或多层，这样的粗糙度仍然太高，例如，对于用于制造X-射线光学器件和其它高性能光学器件之类的原模来说。一般希望在具有不大于大约5埃的粗糙度的衬底上沉积单层，以便限制这些单层的表面粗糙度。为了沉积双或多层，必须考虑到连续的层之间界面粗糙度可能增加，从而最上层的表面将具有显著超过沉积了整个组件的衬底的粗糙度的粗糙度。因此，对于双或多层的沉积来说，一般希望使用具有低于大约5埃(rms)的表面粗糙度的衬底。

因此，现有技术提出了使用第二种表面处理，即，机械抛光金刚石车削过的原模表面。这种机械抛光可以将原模表面的粗糙度降低到大约5埃或以下的值，从而可以成功地将原模用于通过复制制造光学元件。

但是，必要的抛光或超级抛光操作是非常费时和困难的，从而是非常昂贵的。

发明内容

因此，本发明的一个目的是要改进现有技术已知的用于制造复制原模的方法，使得能够不用任何机械抛光获得仅仅数埃量级的原模表面粗糙度。

根据本发明，当所述方法包括用可溶解整平层涂覆所述原模的至少一部分的步骤时，可以达到这个目的。

在对象制造过程的结尾，通过将上面带有对象的原模浸泡在适当选择以溶解整平层的溶剂中，可以容易地从原模分离对象。在整平层是由PMMA光致抗蚀剂制成的情况下，可以选择丙酮作为这种适当的溶剂。

这个整平层是由于其材料的一定程度的可流动性，从而显示出其上表面具有比它在其上生长的表面更小粗糙度的层，例如，与通常的金属单层相反，金属单层的表面通常显现出比它们在其上生长的衬底表面更大的粗糙度。

因此，根据本发明，可以用这种在涂覆步骤结束之后表现出仅有5埃或更小的粗糙度的整平层涂覆具有大约20埃的粗糙度的经金刚石车削的原模表面。然后，整平层的表面形成新的平滑原模表面。

有利地，所述整平层通过在所述原模上浸涂或旋涂液态整平材料，并且硬化所述整平材料而施加。浸涂和旋涂是众所周知的技术，因此不再详细地说明。但是，应当指出，这些涂覆技术可以用比现有技术中提出的抛光或超级抛光技术少得多的时间实现。

如复制领域中众所周知和例如也在上述现有技术文献US 4,525,853中说明的，要通过复制制造的对象被形成在平滑原模表面上，并且必须在制造操作结束时释放。因此，在一个实施例中，根据本发明的方法可以包括用释放层涂覆所述原模的至少一部分的步骤。然后，当对象制造结束时，化学地或机械地除去这个释放层，以使原模与对象之间失去接触，并且可以从环绕的对象中拉出锥形的原模。在把释放层沉积在整平层上面的情况下，可以回收整平层仍然存在在原模表面上面的原模，从而能够立即将平滑的原模再用于在下一个复制循环中制造另一个对象。

但是，也可以在原模芯与整平层之间提供释放层。在仅回收原模的芯的情况下，整平层将粘附在从原模分离的对象上。然后，必须从对象上除去整平层。

在一个有利实施例中，整平层起到释放层的作用，从而不用涂覆释放层。

在一个特别有利的实施例中，所述释放层由可溶材料，特别是可溶聚合物材料，例如PMMA光致抗蚀剂制成。在对象制造过程的结尾，通过将上面带有对象的原模浸在适当的溶剂中，可以容易地将对象从原模分离。在整平层和/或释放层是由PMMA光致抗蚀剂制成的情况下，可以选择丙酮作为适当的溶剂。当然，释放层可以用与可溶整平层不同的材料制成。因此，各自的溶剂可以不同，这可以提供以下的好处：可以用可溶解在第一种溶剂中的第一种材料制成的可溶整平层涂覆复制原模，然后，可以提供用可溶解在第二种溶剂中的第二材料制成的释放层。在平滑对象的“普通的”制造期间，例如光反射镜的“普通的”制造期间，反射镜从原模的空间分离可以通过溶解第二材料，即释放层，来实现。与此相反，整平层可以不受影响地保留在复制原模上，只要它保持需要的平滑度。但是，只要整平层开始损坏，例如，在大量的制造循环之后，可能需要更换整平层本身。这可以通过在上述第一溶剂中溶解整平层进行。

申请人发现复制原模的平滑度随着根据本发明的整平层厚度的增加而增加，但是在把具有大的厚度的单整平层在单一的沉积步骤中提供在复制原模上的情况下，形状的破坏也增加。具体而言，申请人观察到厚整平层上面的某种波纹的出现，即不对应于复制原模表面形状的并且必须在实际复制过程之前消除的平均表面高度的长度标度调整。在本文中，术语“形状破坏”是指要在上面制造平滑对象的低粗糙度的外表面与复制原模的最初选择的外部形状之间的差。因此，本发明的有利实施例包括在通过单一沉积步骤涂覆具有比有效地整平原模所需的厚度减小的厚度的可溶整平层的步骤之后，进一步增加在所述可溶整平层上面或下面涂覆至少一个也具有减小的厚度的附加整平层的步骤。

也就是说，不是为原模涂覆一个厚的整平层，而是优选将这个步骤分割成几个涂覆子步骤，并且在根据本发明的可溶整平层上面或下面提供至少一个附加整平层，这样整平层可以具有减小的厚度。

原则上，主可溶整平层和所有附加整平层可以用相同的材料制成。但是，也可以是所述附加整平层中的至少一个是由不可溶材料制成的。例如，可以选择将不可溶附加整平层直接涂覆在复制原模的上面，即，所述可溶整平层的下面。这样可以将这个不可溶附加整平层在复制原模上保留对应于多个制造周期的相当长的时间，而以更为频繁的间隔更换可溶整平层。

在又一个改进实施例中，根据本发明的方法进一步包括在至少两个相邻整平层之间涂覆薄间隔层，优选是薄金属间隔层的步骤。这个方法有助于优化在附加整平层相互之上和在主可溶整平层之上施加附加整平层。特别是，由于不良的湿润特性，聚合物材料制成的整平层彼此之上的涂覆可能存在问题，并且通过在相邻整平层之间提供这种薄金属层可得到显著的改进。

作为可以选择以形成所述不可溶附加整平层的不可溶材料的例子，可以选择旋涂玻璃涂层或溶胶凝胶涂层。

在所有上述实施例中，用于制造根据本发明的复制原模的方法导致一种具有通过整平层或释放层形成的极平滑的表面的原模，从而能够容易地将制造复制原模的方法继续到制造具有低表面粗糙度的平滑对象的完整复制方法，该方法包括以下步骤：通过根据上述任一实施例的方法制造复制原模，用对象材料涂覆所述原模的至少一部分使得所述对象的表面对应于所述原模的相反形状，和从所述原模释放所述对象。

释放步骤原则上可以通过冷却原模以便使其比周围的对象更大地收缩而执行。

但是，有利地，所述释放步骤包括利用溶剂溶解所述原模上面的所述整平层和/或所述释放层。例如，如上面已经说明过的，在整平层和/或释放层是由诸如PMMA光致抗蚀剂之类的聚合物材料制成的情况下，可以选择丙酮作为适当的溶剂。可以通过机械措施帮助或加速释放步骤，例如，将上面带有对象的原模在溶剂槽中移动，或者甚至轻缓地按压对象以便促使可溶整平层和/或释放层中开始破裂。可以额外地或可替代地通过将复制原模和上面的对象构成的组件暴露于急速的温度变化而帮助或加速释放步骤。

无论如何实现释放步骤，都将导致原模从通过复制制造的对象分离。在制造诸如用于X-射线、EUV或IR或同步加速器辐射、激光或中子的反射多层镜之类的光学元件的情况下，对象可能太薄和太脆而不能用作独立的器件。因此，在把原模上制造的对象从原模分离之前，最好将其转移到一种衬底。因此，根据本发明的制造平滑对象的复制方法的有利改进包括：在执行所述分离步骤之前，对所述对象和/或对象支撑体提供胶合剂并将它们粘结在一起的步骤。通过这样做，可以在执行释放步骤之前，即在把对象从原模分离之前，将对象稳定地转移到对象支撑体。在上述的释放步骤包括用溶剂溶解整平层和/或释放层的情况下，这意味着将上面带有新制造的对象的原模以及粘结到它们的对象支撑体的整个结构浸入到溶剂中。在这种情况下，保证胶合剂本身不被溶剂侵入从而不失去对象与对象支撑体之间的稳定接触当然是十分重要的。

可以适当地选择本实施例中使用的胶合剂的量，以便能够充满所述对象与所述对象支撑体之间的间隙。这导致根据本发明的方法提供的以下优点。

用于制造光学器件的复制方法一般基于在其上生长光学器件，即对象，的锥形复制原模。可以将对象构想为锥形原模的周围的“皮肤”，然后必须将锥形原模转移到对象支撑体。因此，对象一般必须是相当精确地预成型的，以具有或多或少地对应于对象的相反形状的外部形状。这涉及在对象支撑体的制造期间的预先机加工步骤，特别是必须为要转移到这些支撑体的不同种类的对象准备不同种类的对象支撑体。利用上述选择胶合剂的量以填充所述对象与所述对象支撑体之间的间隙的可能性，足以不那么精确地预成型每个单个对象支撑体，甚至是仅提供一种对应于最大类型的对象的对象支撑体，并且可以用这种对象支撑体装载较小的对象，例如，通过简单地将更多的胶合剂填充到支撑体的凹进部分而使较小的对象支撑在支撑体的凹进部分中。利用局部改变填充所述对象和所述对象支撑体之间的间隙的胶合剂的量，使得能够使用具有不对应于对象的相反形状的外部形状的对象支撑体。例如，对象支撑体中的凹进部分的外部形状可以比对象的相反形状的弯曲度小，这有助于控制胶合剂在所述凹进部分中的流动。

但是，应当指出，在可替代实施例中可以选择其它方式将对象附着到对象支撑体上，例如，在使用的一种材料与胶合剂不兼容的情况下。因此，可以依靠对象与对象支撑体之间的分子附着力，或可以选择将低熔点焊料或铜焊料施加到对象和/或对象支撑体，并且施加低温和/或压力以便在对象仍然安装在复制原模上的时候将对象支撑体焊接或铜焊到对象上。这种处理过程的一个优点是一旦将对象转移到对象支撑体后它具有热稳定性，甚至是在诸如X-射线辐射之类的损害性辐射下的稳定性。

如前面已经说明过的，在根据本发明的复制方法的一个实施例中，所述对象是光学器件，例如，反射或透射单层、双层或多层。没有任何限制地，可以将，例如Au单层、W/Si双层、Pt/C多层、Mo/Si多层，等等说成是这些光学器件，它们通常在X-射线、EUV或同步加速器散射应用中使用，例如高分子X-射线结晶学或X-射线扩散分析。

尽管根据本发明的方法可以获得平滑的原模，并且制造对象的复制方法的后续步骤在原理上是已知的，但是在用整平层涂覆原模的过程中或在整平的原模表面上接着沉积对象的过程中也可能发生例外的干扰。无论这些干扰是机械性质的还是化学性质的，它们将不利地影响对象的表面轮廓和/或其光学行为。当然，仅在从原模释放了整个完成的对象之后发现例如由于不规则整平层造成的干扰是很无效的。因此，进一步的研究，提出了根据本发明的复制方法进一步包括在执行释放步骤之前表征所述原模上面的所述光学器件的步骤，其中所述表征步骤可以，例如，包括：执行所述光学器件的表面光度测量(profilometry)和/或反射测量(reflectometry)。表面光度测量分析对象的表面形状，而反射测量直接产生有关器光学行为的信息。这种表征应在多层对象完成时进行，并且甚至可以在多层对象的头几层沉积在原模表面之后进行。如果在这种表征过程中，观察到重要的干扰，那么可以立即中断对象的进一步制造，在该时间将对象按照现状地从原模分离，并开始新的复制周期。也就是说，例如，可以给原模涂覆新的整平层，和重新开始多层对象的头几层的沉积，从而避免了不需要的制造步骤，以节省时间和成本。当借助溶剂溶解释放层或在这种情况下同时起到释放层的作用的整平层而从化学上执行释放步骤时，这是特别有利的，的确可以比机械释放步骤延长原模的使用寿命。

后面的实施例基于沉积在原模上的对象是本身要制造的光学器件的假设。但是，在根据本发明的复制方法的可选实施例中，对象可以是用于光学器件的衬底。在这种情况下，复制方法用于制造极平滑的衬底。凭借上述提供胶合剂到对象和/或对象支撑体并且在从原模释放对象之前将它们胶合在一起的转移步骤，可以将极平滑的衬底稳定地转移到在这种情况下起到衬底支座作用的对象支撑体。然后，将这种通过复制制造的极平滑的衬底用于通过已知的沉积方法沉积诸如X-射线多层之类的光学器件。为了避免由于不兼容材料造成的复杂性，或为了减小步骤的数量，建议对象材料和所述胶合剂的材料是相同的材料。在这种情况下，利用厚的胶合剂层涂覆整平的原模，并且将如此制备的上面带有胶合剂层的原模附着到对象支撑体是完全足够的。在胶合剂硬化和除去整平层和/或释放层并且随后除去原模之后，对象支撑体将具有由上面的硬化胶合剂构成的极平滑的衬底，其外部形状对应于整平的原模表面的相反形状。

有利地，所述对象材料和所述胶合剂包括环氧树脂。这种材料可以容易地以其液体状态施加到整平的原模表面和/或支撑体表面，并且在硬化之后它起到可以在其上沉积光学多层的稳定衬底的作用。在把它施加到原模和/或支撑体表面之前，最好在真空中给所述环氧树脂脱气，以便减小所述环氧树脂中的气泡的数量。

在这把根据本发明的复制方法用于制造极平滑的衬底的后一个实施例的进一步研究中，该方法可以进一步包括：在施加所述对象材料之前，在所述整平层或释放层的上面用保护层涂覆所述原模的至少一部分。如果存在着整平层会通过直接接触环氧树脂或其它胶合剂而受到不利影响，或环氧树脂或其它胶合剂可能被溶剂侵蚀的危险时，这种选择是特别有利的。因此，保护层可以用于在释放步骤和后续的沉积步骤中保护环氧树脂或其它胶合剂。例如，这个保护层可以是薄的金属层。由于它直接沉积在整平层或极平滑的释放层上，所以其上表面也将显示极低的表面粗糙度，从而它也代表用于在释放步骤之后进一步沉积光学器件的平滑衬底。

本发明进一步涉及一种用于制造具有低的表面粗糙度的平滑对象的复制原模，所述原模具有至少部分地对应于所述对象的表面的相反形状的外表面形状，其特征在于，所述原模的至少一部分用可溶整平层涂覆。

如上所述，这种复制原模可以通过根据本发明的方法制造。一般可以将这种整平的复制原模用于任何种类的复制制造方法，而不限于光学器件或其它单层、双层或多层的领域。

此外，根据本发明的这种复制原模可以用释放层至少局部地涂覆，以利于通过原模本身复制制造的未来对象的释放。

最后，在一有利实施例中，所述整平层和/或所述释放层由可溶材料，特别是可溶聚合物材料，例如PMMA光致抗蚀剂制成。

附图说明

以下参考附图说明根据本发明的方法的一些有利实施例，其中：

图1示出了理想的锥形复制原模的透视图；

图2示出了对应的对象支撑体的透视图；

图3a示出了具有粗糙表面的真实复制原模的透视图；

图3b是图3a中的原模的阔端的前视图；

图4a是在用整平层涂覆之后的图3a中的原模的示意透视图；

图4b是图4a中的原模的阔端的前视图；

图5a是在用光学单层附加涂覆之后的图4a中的原模的示意透视图；

图5b是图5a中的原模的阔端的前视图；

图6a是胶合到图2中的对象支撑体的图5a中的原模的示意透视图；

图6b是图6a中的原模和对象支撑体的阔端的前视图；

图7是说明根据本发明的方法的释放步骤的示意透视图；

图8是说明在释放步骤之后从图6b中的对象和对象支撑体除去复制原模的示意前视图；和

图9是在根据本发明的方法的一个可选实施例的情况下的类似于图8的示意图。

具体实施方式

图1示出了用于诸如单层、双层或多层之类的，在X-射线、EUV、同步加速器或中子散射研究中用作反射镜的非球面光学器件的制造的理想复制原模10的透视图。原模10一般是由金属材料制成的并且是锥形的，以便对象，特别是沉积在原模表面的光学器件，会具有用于聚焦和/或对准用途的希望曲率。

沉积在原模10的表面上的光学层最终被转移到图2中所示的对象支撑体12。这个对象支撑体12可以是金属或其它稳定材料的矩形块，矩形块具有对应原模10的轴向长度并且带有对应于原模10的外表面的一部分的相反形状的凹进部分14。例如，如图1和2中所示，对象支撑体12中凹进部分14近似地形成为当把原模10插入到凹进部分14中时能够接收原模10的一半的形状，而原模10的另一半从对象支撑体12伸出。

在光学器件制造领域中，众所周知图1中的具有平滑表面的原模10的理想代表并不对应于通过上述成形加工，例如，通过金刚石车削制造时的实际。如同图3a的透视图和图3b中锥形原模10的阔端的前视图中示意示出的那样，原模10的图像必然具有粗糙的表面。即使在金刚石车削之后，原模10的表面粗糙度仍然在大约20埃

的量级。在这种粗糙的原模10的上面直接沉积光学单层、双层或多层将产生至少相同量级的光学层的表面和界面粗糙度值，这会使它们的反射率降低到阻碍它们在研究或工业目的的现代光学器件中使用的值。

因此，根据本发明，用整平层16涂覆粗糙的原模10。例如，可以通过浸涂，即把原模10浸入盛放整平层材料的槽中并且从槽中取出原模10，来施加整平层16。当然，也可以为了在原模上施加整平层，而把原模浸入槽中，然后通过槽底面中或附近的阀门或旋塞排干槽，从而可以通过流量计从槽缓慢地排出整平材料。如果需要，可以固化粘附到原模表面的薄的整平层16，例如，通过本领域众所周知的专门热处理。在硬化处理之后，整平层16的表面具有比它在上面生长的原模表面小得多的粗糙度。因此，整平层16的硬化和平滑的表面形成用于沉积光学单层、双层或多层的理想基础。

可以选择液态可固化聚合物，特别是PMMA光致抗蚀剂，作为适当的整平层材料。

应当注意，图4a(透视图)和图4b(前视图)中的示意图并不是按照比例画出的。例如，在图4b的前视图中，为了说明目的，放大了围绕金属原模芯10a的整平层16的尺寸。实际上，例如，整平层16的厚度只有例如数微米的量，从而上面沉积了整平层16的原模芯10a仍然占据整个原模10的宽度的绝大部分。

图5a和5b示意地示出了根据本发明的一个实施例的复制方法的下一个步骤的结果。在这些图中，为了简化，图4a和4b中所示的原模10涂覆仅一个附加层18，例如金层，以用作反射镜。例如，金层18的沉积可以通过诸如磁控管溅射沉积或离子束溅射之类的物理气相沉积法，或通过分子束外延(MBE)沉积，或通过化学气相沉积实现。在图5a和5b中，金层完全地包围原模10的整个圆周表面，即整个整平层16。但是，一般可以将金层18的沉积仅限于原模表面的一部分。在这种情况下，一般也可以将原模芯10a上面的整平层16的沉积仅限于原模10的随后要用于金层沉积的区域。在这两种情况下，通过将金沉积在凸的复制原模表面上，可以获得具有用于聚焦和/或对准的希望曲率的高度弯曲的金反射镜，避免了当直接在最终凹的衬底上沉积时可能出现的遮蔽问题。

在根据本发明的方法的这个实施例的随后步骤中，必须将在原模10上面制造的光学层18转移到图2中所示的对象支撑体12，更准确地讲，是转移到它的对应形状的凹进部分14中。

为此目的，给图5a和图5b中所示的光学层18的外表面和/或凹进部分14的表面提供环氧树脂胶，如图6a的透视图中示意示出的，将上面带有光学层18的原模10插入到凹进部分14中，并使形成在凹进部分14中的和将上面带有光学层18的原模10固定在对象支撑体12的胶层硬化。

图6b示出了在执行这个根据本发明的胶合步骤之后的原模10和对象支撑体12的示意前视图。环氧树脂胶层20把对象支撑体12粘结到围绕整平层16的光学层18，而整平层16又包围着原模芯10a。也必须指出，图6b并不是按照比例画出的，而是为了清楚起见，将所有层的厚度都显著夸大了。如上所述，例如，整平层16具有数微米的厚度。但是，光学层18的厚度在单层的情况下仅有数纳米的量，或在诸如用于X-射线晶体学的W/Si层或用作中子反射的偏振镜的Co/Ti超级镜的复杂光学多层(用作光学层18)的情况下，仅有数百纳米甚至数微米的量。但是，将光学层18粘结到支撑体12的环氧树脂胶层20可以具有数毫米(或数百微米)的厚度。在本发明的特别有利的实施例中，环氧树脂胶层20甚至可以具有在原模10的不同轴向位置的不同的厚度值。这使得能够避免提供在对象支撑体12的凹进部分14的任何耗费时间的预成形。

在这种情况下，可以给对象支撑体12提供简单的矩形凹进部分14，凹进部分的长度近似对应于原模10的轴向长度，而其宽度稍大于原模10的阔端(图1中原模10的右端)的宽度。然后，可以简单地用环氧树脂胶把矩形凹进部分14填充到适当的水平，并且将上面带有光学层18的原模10浸入胶中，导致靠近原模10的阔端具有小的环氧树脂胶层20宽度，和靠近原模10的窄端具有较大的环氧树脂胶层20宽度。

在环氧树脂胶层20硬化之后，必须从光学层18移去原模10，以便完成光学层18到对象支撑体12的转移。

这个释放步骤是通过将图6a和6b中所示的整个结构浸入到充满诸如丙酮之类的溶剂的槽22中实现的。溶剂溶解诸如PMMA光致抗蚀剂之类的整平层16。然后将整个结构小心地从槽22中取出。如图8中所示，光学层18仍然通过环氧树脂胶层20牢固地粘结到对象支撑体12，而由于连接整平层16已经溶解，复制原模10不再连接到光学层18。因此，可以容易地移去原模10。应当指出，图6b中所示的光学层18的上半部分没有在图8中示出。可以在取出原模10的过程中将其切除。当把整平层16完全除去时，它不再是最终光学器件的一部分，因此，在随后的器件使用过程中不会暴露于任何辐射，从而避免了稳定性问题。

随后，可以给原模10涂覆新的整平层16，以便开始制造另一个光学器件的新的复制过程。现在使用图8中所示的光学层18的上表面18a作为X-射线或其它辐射的聚焦反射镜。通过图8与图6b的比较可以清楚地看到，这个反射上表面18a总是与整平层16的外圆周表面接触，因此具有仅仅数

的小的粗糙度，导致良好的镜反射率。如果光学层18是多层，那么从图8可以清楚地看到，它的最上层直接生长在整平层16上，从而这些最上层，沉积在它们以及它们的界面上的相邻层，具有优良的粗糙度值。由于较小的吸收率使得多层的顶层总是具有对于反射范围较高的潜在作用，这是使用这种复制方法制造光学器件的一个优点。

图9示出了在根据本发明可选实施例的方法的结尾的类似于图8的前视图。这个可选实施例在两个方面与结合图3到8说明的实施例不同：

首先，图9中所示的实施例使用了没有被槽22中溶剂侵蚀的整平层16。而在根据本发明的这个实施例的原模制造过程的开始，用围绕整平层16的附加释放层涂覆原模10。这个释放层后来被槽22中的溶剂溶解，所以在图9中没有示出。

作为图9中所示实施例与上述第一实施例之间的另一个基本差别，在本可选实施例中通过复制制造的对象不是光学层本身，而是环氧树脂胶层20。在这种情况下，带有包围原模芯10a的整平层16和包围整平层16的释放层的原模10以上述方式直接涂覆有环氧树脂或其它胶，例如，通过将原模10浸入提供在对象支撑体12的凹进部分14中的高流动性的热环氧树脂胶中。然后，再使环氧树脂胶硬化。紧接着这个步骤之后，再把包括通过环氧树脂胶层20相互粘结在一起的原模10和对象支撑体12的整个结构浸入包含仅溶解释放层的溶剂的槽22中。然后，如图9中所示，将上面仍然带着整层16的原模10从对象支撑体12中移去，剩下粘结到对象支撑体12的环氧树脂胶层20。在这种情况下，是环氧树脂胶层20的上胶层表面20a与现在已经溶解掉的释放层的外圆周表面恒定地接触，从而上胶层表面20a非常平滑并具有希望的表面形状，因此能够成功地用作沉积光学单层、双层或多层的衬底。然后，在形状与原模表面相反的衬底上执行这种沉积，从而在光学层沉积之后，得到适当的弯曲聚焦和/或对准的非球面镜。

根据本发明的复制原模制造方法以及根据本发明的制造平滑光学器件或平滑衬底的整个方法，根本不限于上述实施例。原模芯10a可以具有不同的形状，例如，任何球面或者诸如椭圆面、抛物面或圆柱面之类的非球面形，并且可以由非金属材料制造，例如，玻璃。原模可以具有回转体形状，但是不限于这种情况。此外，原模可以由数个外表面构成(这个术语在本文中的意思是，呈现诸如顶点或角点之类的一个或数个二度不连续性)。类似地，对象支撑体12可以由任何足够稳定的材料构成，并且一般可以将凹进部分14预成形为接近原模10的相反形状，或可以具有更简单和稍大一些的形状，从而可以在根据本发明的制造方法过程中用胶填充对象支撑体12与接收在凹进部分14中的原模之间的间隙。在另一个实施例中，释放步骤之前的围绕平滑原模的对象到对象支撑体12的转移，可以通过分子附着力进行。

如上所述，图9中所示的第二实施例中使用的释放层也可以提供在原模芯10a与整平层16之间。在这种以及图9中所示的情况下，释放层可以是可溶的。

此外，应当指出，释放步骤无需非要通过溶剂化学地实现。可以想到，能够在根据本发明的复制方法的结尾，通过冷却和收缩原模10，而把原模10从对象支撑体12中移去。

此外，在制造光学器件的情况下，必须指出的是，在给对象支撑体涂覆胶合剂之前，可以将诸如辐射防护层之类的附加层施加到原模表面，以便在可能对胶造成损害的对象的任何以后操作过程中，例如，在施加X-射线的情况下，保护胶。

此外，如在介绍中说明的，根据本发明的方法可以包括沉积在原模10上的光学层18的表面光度测量法和/或反射测量法表征。在这种情况下，应当适当地选择对象支撑体12，使得能够容易地安装在表面光度测量计或反射测量计装置中，例如，安装在X-射线反射计的测角计台架上。

最后，应当指出，尽管在根据本发明的方法的上述说明中，用整平层涂覆原模的至少一部分的步骤是通过金刚石车削处理原模表面的步骤之后执行的附加步骤，但是，也可以完全地省略掉这个处理原模表面的金刚石车削步骤。此外，也可以在金刚石车削与施加整平层之前之间执行附加的表面处理步骤，例如，快速抛光。

Claims (38)

1.一种用于制造具有低粗糙度的表面的复制原模的方法，包括以下步骤：

形成所述原模，使其具有至少部分地对应于要通过复制制造的对象的表面的相反形状的希望的外表面形状；和

处理所述原模的所述外表面，以获得预定的表面粗糙度值；

其特征在于，所述方法包括用整平层涂覆所述原模的至少一部分的步骤，所述整平层由可溶聚合物材料制成，以使所述整平层的上表面呈现比之上形成该整平层的表面更小的粗糙度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述整平层由PMMA光致抗蚀剂制成。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述整平层是通过用液态整平材料浸涂或旋涂所述原模并且硬化所述整平材料而施加的。

4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，进一步包括用释放层涂覆所述原模的至少一部分的步骤。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述释放层由可溶材料制成。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述释放层由可溶聚合物材料制成。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述释放层由PMMA光致抗蚀剂制成。

8.根据权利要求1至3、5至7中任一项所述的方法，其特征在于，进一步包括在所述可溶整平层的上面或下面涂覆至少一个附加整平层的步骤。

9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，进一步包括在所述可溶整平层的上面或下面涂覆至少一个附加整平层的步骤。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述附加整平层中的至少一个由不可溶材料制成。

11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，进一步包括在至少两个相邻整平层之间涂覆薄间隔层的步骤。

12.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，进一步包括在至少两个相邻整平层之间涂覆薄间隔层的步骤。

13.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，进一步包括在至少两个相邻整平层之间涂覆薄金属间隔层的步骤。

14.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，进一步包括在至少两个相邻整平层之间涂覆薄金属间隔层的步骤。

15.一种用于制造具有低表面粗糙度的平滑对象的复制方法，包括以下步骤：

通过根据上述权利要求中任一项所述的方法制造复制原模；

用对象材料涂覆所述原模的至少一部分，使得所述对象的表面对应于所述原模的相反形状；和

从所述原模释放所述对象。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述释放步骤包括用溶剂溶解所述原模上面的所述整平层和/或所述释放层。

17.根据权利要求15或16所述的方法，其特征在于，进一步包括在执行所述释放步骤之前向所述对象和/或对象支撑体提供胶合剂并将它们粘结在一起的步骤。

18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，选择所述胶合剂的量，以便填充所述对象与所述对象支撑体之间的间隙。

19.根据权利要求15、16和18中任一项所述的方法，其特征在于，所述对象是光学器件。

20.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述对象是光学器件。

21.根据权利要求15、16和18中任一项所述的方法，其特征在于，所述对象是反射或透射单层、双层或多层。

22.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述对象是反射或透射单层、双层或多层。

23.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，进一步包括在执行所述释放步骤之前表征所述原模上面的所述光学器件的步骤。

24.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，进一步包括在执行所述释放步骤之前表征所述原模上面的所述光学器件的步骤。

25.根据权利要求20或22所述的方法，其特征在于，进一步包括在执行所述释放步骤之前表征所述原模上面的所述光学器件的步骤。

26.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，所述表征步骤包括进行所述光学器件的表面光度或反射测量。

27.根据权利要求15、16和18中任一项所述的方法，其特征在于，所述对象是用于光学器件的衬底。

28.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述对象是用于光学器件的衬底。

29.根据权利要求27所述的方法，其特征在于，所述对象材料和所述胶合剂的材料是相同的。

30.根据权利要求29所述的方法，其特征在于，所述对象材料和所述胶合剂包括环氧树脂。

31.根据权利要求28至30中任一项所述的方法，其特征在于，进一步包括在施加所述对象材料之前，在所述整平层或释放层的上面用保护层涂覆所述原模的至少一部分。

32.根据权利要求27所述的方法，其特征在于，进一步包括在施加所述对象材料之前，在所述整平层或释放层的上面用保护层涂覆所述原模的至少一部分。

33.一种用于制造具有低表面粗糙度的平滑对象的复制原模，所述原模具有至少部分地对应于所述对象的表面的相反形状的外表面形状，

其特征在于，所述原模的至少一部分涂覆有整平层，所述整平层由可溶聚合物材料制成，以使所述整平层的上表面呈现比之上形成该整平层的表面更小的粗糙度。

34.根据权利要求33所述的复制原模，其特征在于，所述整平层由PMMA光致抗蚀剂制成。

35.根据权利要求33所述的复制原模，其特征在于，所述复制原模进一步至少部分地涂覆有释放层。

36.根据权利要求35所述的复制原模，其特征在于，所述释放层由可溶材料制成。

37.根据权利要求35所述的复制原模，其特征在于，所述释放层由可溶聚合物材料制成。

38.根据权利要求35所述的复制原模，其特征在于，所述释放层由PMMA光致抗蚀剂制成。

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