CN115151516A

CN115151516A - 处理基板表面的方法、设备以及经处理的玻璃制品

Info

Publication number: CN115151516A
Application number: CN202180014557.9A
Authority: CN
Inventors: 加布里埃尔·P·阿格尼欧; 乔伊·班纳吉; 李艾泽; 罗伯特·乔治·曼利; 黄鸿生; 西瓦·文卡塔查拉姆
Original assignee: Corning Inc
Current assignee: Corning Inc
Priority date: 2020-01-17
Filing date: 2021-01-05
Publication date: 2022-10-04
Also published as: TW202140397A; KR20220129048A; WO2021146075A1; US20230103045A1; JP2023512488A

Abstract

用于处理基板的设备和方法，例如纹理化基板。在一些实施例中，将掩蔽材料按预定图案施加至所述基板的表面，然后用去除所述掩蔽材料的蚀刻剂接触所述表面。用所述蚀刻剂接触所述表面产生多个共定位纹理。在其他实施例中，可消除所述掩蔽步骤，并以预定图案施加所述蚀刻剂，以产生多个共定位纹理。在又其他实施例中，所述基板具有化学组成，并且所述基板暴露在浸出剂中，所述浸出剂浸出所述化学组成中的至少一种成分，以产生在所述基板表面处具有不同化学组成的基板。

Description

处理基板表面的方法、设备以及经处理的玻璃制品

相关申请的交叉引用

本申请依据35U.S.C.§119要求2020年1月17日提交的美国临时申请序号62/962,529的优先权，该申请的内容以其全部内容为依据并并入本文中。

技术领域

本公开内容关于处理基板表面的方法，包括形成具有各向异性表面纹理的基板表面的方法，形成各向异性表面纹理的设备，以及包括各向异性表面纹理的制品。

背景技术

已经针对诸如光散射和/或光捕获(例如，在太阳能面板产业)、医疗技术中的生物活性增强、减少平板显示器产业特有的接触充电现象以及声纳检测等多种应用，对基板表面进行纹理化。纹理化的方法可以包括用蚀刻剂进行湿法蚀刻、干法蚀刻(例如，用电浆放电)以及激光烧蚀。激光可用于物理烧蚀基板，诱发裂纹和/或凹坑形式的小缺陷，或通过加热和/或相变来局部改变基板结构，且各种形式的湿法或干法化学蚀刻被广泛用于许多不同的行业，以控制基板表面的工程并根据需要产生随机或周期性的特征。然而，这种方法通常是均匀的，因为它们被均匀地应用于基板的整个表面，并产生一个各向同性的表面特征(例如，粗糙度)。玻璃在形成过程中的热历史或松弛后热循环可以在微观或宏观尺度上改变纹理化表面。虽然考虑到现有的大量方法，对基板表面进行纹理化并不困难，但仍未明确地展示使用单一步骤的处理在基板表面上刻画多种类型的特征。

基板表面表现出一种或多种各向异性的纹理，可以使同一产品具有多种功能。从可制造性的角度来看，这样的产品可以提供一个更具吸引力的技术途径，而不需要增加耗费资金的工程升级。

发明内容

根据本公开内容公开的基板(例如，玻璃基板)包括第一主表面，第一主表面包括周期性的第一纹理，第一纹理在沿第一轴的第一方向上包括第一幅度和第一空间周期，第一纹理沿第一轴延伸的长度等于或大于第一空间周期的两倍。例如，第一幅度可以在约2纳米至约500纳米的范围内。第一空间周期可以在约0.1毫米至约100毫米的范围内。

第一主表面可进一步包括与第一纹理共定位的各向同性的第二纹理，第二纹理包括等于或小于约1纳米的平均表面粗糙度Sa。

第一主表面仍可进一步包括与第一纹理共定位的周期性第三纹理，例如与第一纹理和第二纹理共处，第三纹理包括沿不同于第一轴的第二轴的第二幅度和第二空间周期，第二纹理沿第二轴延伸的长度等于或大于第二空间周期的两倍。

第二轴可正交于第一轴。第二幅度可以在约2纳米至约500纳米的范围内。第二空间周期可以在约0.1毫米至约25毫米的范围内。

在另一个实施例中，描述的基板(例如，玻璃基板)包括第一主表面，第一主表面包括周期性的第一纹理以及与第一纹理共定位的各向同性的第二纹理，第一纹理在沿第一轴的第一方向上包括第一幅度和第一空间周期，第一纹理沿第一轴延伸的长度等于或大于第一空间周期的两倍。第一幅度可以在约2纳米至约100纳米的范围内。第一空间周期可以在约0.1毫米到约100毫米的范围内。第二纹理的平均表面粗糙度Sa可以等于或小于约1纳米。

玻璃基板可进一步包括与第一纹理共定位的周期性第三纹理，例如与第一纹理和第二纹理共处，第三纹理包括沿不同于第一轴的第二轴的第二幅度和第二空间周期，第二纹理沿第二轴延伸的长度等于或大于第二空间周期的两倍。第二轴可正交于第一轴。第二幅度可以在约2纳米至约50毫米的范围内。第二空间周期可以在约0.1毫米至约25毫米的范围内。

基板还可以进一步包括与第一纹理共定位的周期性第四纹理，例如与第一纹理、第二纹理和第三纹理共处，第四纹理包括沿第二轴的第三幅度和第三空间周期，第四纹理沿第二轴延伸的长度等于或大于第三空间周期的两倍。第三幅度可以在约2纳米至约500纳米的范围内。第三空间周期可以在约0.1毫米至约25毫米的范围内。

在又另一个实施例中，公开了对基板(例如，玻璃基板)进行纹理化的方法，包括在输送方向上沿输送路径输送基板，并在输送基板时以第一预定图案将掩蔽材料施加到基板的第一主表面。在施加掩蔽材料后，随着基板的输送，在第一主表面的第一区域上施加蚀刻剂，蚀刻剂蚀刻第一主表面，去除掩蔽材料，并在第一区域中形成第一纹理，第一纹理具有沿第一轴的第一幅度和第一空间周期。蚀刻可以进一步在第一主表面上形成第二纹理，例如与第一纹理共处，第二纹理包括小于约1纳米的平均表面粗糙度Sa。第一纹理可以是各向异性的。第二纹理可以是各向同性的。第一幅度可以在约2纳米至约100纳米的范围内。第一周期可以在约0.1毫米至约100毫米的范围内。

蚀刻还可以进一步形成与第一纹理共定位的第三纹理，例如与第一纹理和第二纹理共处，第三纹理包括沿不同于第一轴的第二轴的第二幅度和第二空间周期。第三纹理可以是各向异性的。

蚀刻还可以进一步形成与第一纹理共定位的第四纹理，例如与第一纹理、第二纹理和第三纹理共处，第四纹理包括沿第二轴的第三幅度和第三空间周期。第二轴可正交于第一轴。

在一些实施例中，第一图案可以包括平行的、对准间隔成行的交替的峰和谷。

在一些实施例中，在施加蚀刻剂时，掩蔽材料可以不固化。掩蔽材料可以包括聚合物，如聚氨酯、聚烯烃、丙烯酸酯、酚醛清漆(novolac)或硅酮。在一些实施例中，掩蔽材料可以包括马来酸苯乙烯酯。

在各种实施例中，蚀刻剂对掩蔽材料的去除率可以小于基板表面的溶解率。例如，在一些实施例中，在蚀刻期间，掩蔽材料可以完全地从第一主表面去除。

施加掩蔽材料可以包括用包括多个脊的滚筒施加掩蔽材料。例如，多个脊可以与滚筒的轴同心。多个脊可以由沿与输送方向正交的多个旋转轴布置的轮形成。

在一些实施例中，多个脊可以与滚筒的轴平行。

在不同实施例中，施加掩蔽材料可以包括用多个滚筒组件施加掩蔽材料。

在不同实施例中，蚀刻剂可以包括HF、H₃PO₄或其组合。

在又其他实施例中，公开了对基板(例如，玻璃基板)进行纹理化的方法，包括在输送方向上沿输送路径输送基板，并在输送基板时以预定图案在基板的第一主表面上施加蚀刻剂。蚀刻剂对第一主表面进行蚀刻并形成第一纹理，第一纹理具有沿第一轴的第一幅度和第一空间周期。

蚀刻可以进一步在第一主表面上形成与第一纹理共定位的第二纹理，第二纹理包括小于约1纳米的表面粗糙度Sa。第一纹理可以是各向异性的。第二纹理可以是各向同性的。第一幅度可以在约2纳米至约100纳米的范围内。第一周期可以在约0.1毫米至约100毫米的范围内。

在一些实施例中，蚀刻可以形成与第一纹理共定位的第三纹理，例如与第一纹理和第二纹理共处，第三纹理包括沿不同于第一轴的第二轴的第二幅度和第二空间周期。第三纹理可以是各向异性的。

在一些实施例中，蚀刻可形成与第一纹理共定位的第四纹理，例如与第一纹理、第二纹理和第三纹理共处，第四纹理包括沿第二轴的第三幅度和第三空间周期。第二轴可正交于第一轴。

在各种实施例中，第一图案可以包括平行的、对准间隔成行的交替的峰和谷。

在一些实施例中，施加蚀刻剂可以包括使第一主表面与包括多个脊的滚筒接触。多个脊可以由例如沿与输送方向正交的多个旋转轴对准的轮形成。

施加蚀刻剂可以包括用多个滚筒组件接触第一主表面。

蚀刻剂可以包括HF、H₃PO₄或其组合。

在另一个实施例中，描述的基板(例如，玻璃基板)包括第一表面，第一表面包括第一化学组成，第一化学组成中的至少一种成分的浓度沿第一轴随第一空间周期周期性地变化。

至少一种成分的浓度可以沿不同于第一轴的第二轴随着第二空间周期周期性地变化。第一轴和第二轴之间的角度可以大于零度并等于或小于90度。

在又一个实施例中，公开了制造具有各向异性表面化学组成的基板(例如，玻璃基板)的方法，方法包括在输送方向中沿输送路径输送玻璃板；在输送基板时以第一预定图案将掩蔽材料施加到基板的第一主表面的第一区域，该第一主表面包含第一化学组成；在输送基板时，在第一主表面上施加浸出剂，浸出剂从第一主表面浸出第一化学组成中的至少一种成分并去除掩蔽材料，在浸出之后第一化学组成中的至少一种成分的浓度沿第一轴随第一空间周期周期性地变化。

第一空间周期可以在约0.1毫米至约100毫米的范围内。

在一些实施例中，至少一种成分的浓度沿不同于第一轴的第二轴可以随着第二空间周期周期性地变化。沿第二轴的浓度是各向异性的。第二轴可正交于第一轴。

在一些实施例中，在施加浸出剂时，掩蔽材料可以不固化。

掩蔽材料可以包括聚合物，如聚氨酯、聚烯烃、丙烯酸酯、酚醛清漆或硅酮。在一些实施例中，掩蔽材料可以包括马来酸苯乙烯酯。在各种实施例中，在蚀刻期间，掩蔽材料可以完全地从第一主表面去除。

在一些实施例中，施加掩蔽材料可以包括用包括多个脊的滚筒接触第一主表面。多个脊可以由沿与输送方向正交的多个旋转轴对准的轮形成。施加掩蔽材料可以包括用多个滚筒组件施加掩蔽材料。

浸出剂可以包括例如HCl、H₂SO₄、H₃PO₄或HNO₃中的至少一种。

至少一种成分可以包括Mg、Ca、Sr、Al或B的至少一种。

在又其他实施例中，描述了对基板(例如，玻璃基板)进行纹理化的方法，方法包括在输送方向中沿输送路径输送基板，在输送基板时将掩蔽材料施加到基板的主表面上，以及在输送基板时以第一预定图案在主表面上施加浸出剂，主表面包括第一化学组成，浸出剂从第一主表面浸出第一化学组成中的至少一种成分，在浸出之后第一化学组成中的至少一种成分的浓度沿第一轴随第一空间周期周期性地变化。第一纹理可以是各向异性的。第一幅度可以在约2纳米至约500纳米的范围内。

本文公开的实施例的其他特征和优点将在后面的详细描述中阐述，并且部分地可由对本领域的技术人员来说从该描述中可以清楚地了解到，或者通过实践本文描述的实施例(包括后面的详细描述、权利要求书以及附图)来认识到。

应当理解的是，前方一般描述和以下详细描述两者所提出的实施例旨在为理解本文所公开的实施例的性质和特征提供概述或框架。附图是为了提供进一步的理解，并被并入本说明书并构成其一部分。附图说明了公开内容的各种实施例，并与描述一起解释了其原理和操作。

附图说明

图1是根据本公开内容的实施例用于处理基板的示例性处理设备的侧视横截面图；

图2是图1的处理设备的俯视图；

图3A是可用于在图1和图2的处理设备中施加掩蔽材料的示例性滚筒的侧视图；

图3B是示出了图3A的滚筒至少部分地浸泡在掩蔽材料中的横截面侧视图；

图3C描绘了图3A和3B的滚筒的各种示例性配置；

图4A是用于使用图1和图2的处理设备施加蚀刻剂的示例性滚筒的侧视图；

图4B是根据图4A的滚筒的横截面图，包括均匀主体和延伸穿过的轴；

图4C是根据图4A的滚筒的横截面图，包括本体和延伸穿过的轴，本体包括设置在其周边的外层；

图5是根据本公开内容的实施例用于处理基板的另一示例性处理设备的横截面侧视图；

图6是图5的处理设备的俯视图；

图7A是可用于在图5和图6的处理设备中施加蚀刻剂的示例性滚筒的侧视图；

图7B是示出了图7A的滚筒至少部分地浸泡在蚀刻剂中的横截面图；

图7C描绘了图7A和7B的滚筒的脊表面的各种示例性配置；

图8A是滚筒的横截面图，包括均匀主体和延伸穿过的轴；

图8B是滚筒的横截面图，包括本体和延伸穿过的轴，本体包括设置在其周边的外层；

图9是用图1的设备处理过的基板的表面的示意图，显示出涂有掩蔽材料和未涂有掩蔽材料的交替区域(例如，条纹)；

图10A-10D是一系列的示意图，显示出从涂有掩蔽材料然后暴露在蚀刻剂中的基板上逐渐溶解基板材料和掩蔽材料；

图11是用图5的设备处理过的基板的表面的示意图，显示基板上涂有蚀刻剂和未涂有蚀刻剂的交替区域(例如，条纹)；

图12A-12D是一系列的示意图，示出了从涂覆且暴露在图案式施加蚀刻剂中的基板上逐渐溶解基板材料和掩蔽材料；

图13是一个包括三个共处纹理的基板表面的计算机生成光学传真；

图14是显示图13的一个纹理化表面纹理线条轮廓的图；

图15是显示图13的两个纹理化表面纹理线条轮廓的图；

图16是显示图13的光学影像的快速傅立叶变换的图；

图17是将掩蔽材料或蚀刻剂施加至基板的示例性配置的示意图；

图18是将掩蔽材料或蚀刻剂施加至基板的另一示例性配置的示意图；

图19是将掩蔽材料或蚀刻剂施加至基板的又另一示例性配置的示意图；；

图20是另一示例性处理设备的横截面侧视图；

图21是图20的处理设备的俯视图；

图22是基板的俯视图，显示基板表面涂有掩蔽材料(或蚀刻剂)的离散区域；

图23是一系列图表，显示以纳米为单位的表面高度数据作为掩蔽基板样品(与没有掩蔽的样品相比)的横移速度的函数；

图24是一个显示升降测试之后平均电压作为平均表面粗糙度(Ra)的函数的图表。

具体实施方式

现在将详细提及本公开内容的实施例，附图中说明了这些实施例。尽可能在整个附图中使用相同的组件符号来指代相同或相似的部分。然而，本公开内容可以以许多不同的形式体现出来，不应解释为仅限于本文所述的实施例。

本文所用的术语“约”是指数量、尺寸、配方、参数和其他数量和特征不是也不需要是精确的，而是可以是近似的和/或根据需要更大或更小的，反映了公差、转换系数、四舍五入、测量误差等以及本领域技术人员已知的其他因素。

范围在本文中可以表示为从“约”一个值和/或到“约”另一个值。当表达这种范围时，另一个实施例包括从一个值到另一个值。同样地，当数值通过使用先行词“约”表达为近似值时，将理解为该数值形成了另一个实施例。将可进一步理解，每个范围的端点与另一个端点的关联或独立于另一个端点两者都是重要的。

本文使用的方向性术语--例如上、下、右、左、前、后、顶、底--仅用来参照所画的图式，无意暗示绝对方向。

除非另有明确说明，否则本文所阐述的任何方法绝不打算被解释为要求以特定的顺序执行其步骤，也不打算对任何设备要求特定的方向。因此，如果一个方法权利要求没有实际叙述其步骤应遵循的顺序，或者任何设备权利要求没有实际叙述各个部件的顺序或方向，或者在权利要求书或说明书中没有具体说明步骤应限于特定的顺序，或者没有叙述设备部件的特定顺序或方向，这绝不会意图在任何方面推断出顺序或方向。这适用于任何可能的非明确的解释依据，包括与步骤安排、操作流程、部件顺序或部件方向有关的逻辑事项；从语法组织或标点符号得出的普通含义；以及说明书中描述的实施例的数量或类型。

本文所使用的单数形式的“一”和“该”包括多个参考物，除非上下文清楚地另有指示。因此，例如，对“一”组件的提及包括具有两个或更多个此类组件的方面，除非上下文明确地另有指示。

本文中使用的字词“示例性”、“示例”或其各种形式是指作为示例、实例或说明。在本文描述为“示例性”或“示例”的任何方面或设计不应解释为比其他方面或设计更优选或更有利。此外，提供示例仅仅是为了清楚和理解，并不意味着以任何方式限制或约束本公开内容的公开主题或相关部分。可以理解的是，本来可以提出无数不同范围的附加或另选的示例，但为了简洁起见都已经省略了。

除非另有说明，否则本文所使用的术语“包括”和“包含”及其变体应被解释为同义和开放式。在包括或包含的过渡性短语后面的组件列表是一个非排他性的清单，以致还可能存在除了清单中具体叙述的那些以外的组件。

本文使用的术语“实质”、“实质上”及其变体旨在表示所描述的特征等于或近似等于某个数值或描述。例如，“实质上平坦”表面旨在表示平坦或近似平坦的表面。此外，“实质上”是用来表示两个数值相等或近似相等。在一些实施例中，“实质上”可以表示数值在彼此的10％以内，例如在彼此的5％以内，或在彼此的2％以内。

本文所使用的各向异性的表面纹理是一种表面纹理，包括跨越基板的主表面的第一方向上的属性与跨越基板的主表面的不同于第一方向的第二方向上的属性不同，但该差异实质上是不变的。例如，对于在第一方向上横跨基板主表面的第一线条轮廓，以及在不同方向(例如与第一线条轮廓正交)上横跨主表面的第二线条轮廓，可以决定第一线条轮廓的平均粗糙度Ra₁与第二线条轮廓的平均粗糙度Ra₂之间的差异。然而，无论在主表面的哪个位置获得第一线条轮廓和第二线条轮廓，只要第一线条轮廓和第二线条轮廓的绝对方向以及第一线条轮廓与第二线条轮廓的相对方向保持不变，第一线条轮廓和第二线条轮廓的选定特征之间的差异就会相同。也就是说，无论在主表面上的位置如何，第一线条轮廓的平均粗糙度的幅度保持不变，而无论在主表面上的位置如何，第二线条轮廓的平均粗糙度的幅度保持不变。因此，在测量能力范围内，主表面上任何其他位置上具有第一预定长度(其中预定长度可以大于主表面上最大表面特征的两个周期长度(即重复))和主表面上第一方向的第一线条轮廓的平均粗糙度，与主表面上任何其他位置上具有第一预定长度和相对于主表面的第一方向的另一线条轮廓的平均粗糙度实质上相同。同样，主表面的任何位置上具有与第一方向不同的第二方向的第二预定长度(其中预定长度可以大于主表面上最大表面特征的两个周期长度(即重复))的第二线条轮廓的平均粗糙度，与主表面上任何其他位置上具有第二预定长度和的第二方向的另一线条轮廓的平均粗糙度实质上相同，且任何第一线条轮廓的平均粗糙度与任何第二线条轮廓的平均粗糙度之间的差异实质上相同。

图1和图2分别示出了用于处理基板12的主表面的示例性处理设备10的横截面侧视图和俯视图。本文所用的术语“基板”包括材料片、材料平板、材料带或材料窗板。基板可以是包括多个相同或不同材料层的层状基板。基板12可包括玻璃基材料。本文所使用的“玻璃基”包括玻璃和玻璃陶瓷，其中玻璃陶瓷有一个或多个结晶相和一个非晶、残留的玻璃相。玻璃基材料(例如，玻璃基板)可以包括非晶材料(例如，玻璃)和可选的一个或多个结晶材料(例如，陶瓷)。示例性玻璃可以包括铝硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、钠钙玻璃等。在一些实施例中，基板12可以包括硅晶圆或硅片。在进一步的实施例中，基板12可以包括氟化锂(LiF)、氟化镁(MgF₂)、氟化钙(CaF₂)、氟化钡(BaF₂)、蓝宝石(Al₂O₃)、硒化锌(ZnSe)、锗(Ge)或其他材料。基板12可用于各种显示器应用，如液晶显示器(LCD)、电泳显示器(EPD)、有机发光二极管显示器(OLED)或电浆显示器面板(PDP)。

基板12包括第一主表面14和与第一主表面14相对的第二主表面16。在一些实施例中，第一主表面14可以与第二主表面16平行，尽管在其他实施例中，第一主表面14可以不与第二主表面16平行。例如，在一些实施例中，在长度方向或与长度方向正交的宽度方向上穿过基板12的厚度的基板12的截面形状可以是楔形，其中第一主表面或第二主表面中的一者相对于第一主表面或第二主表面中的另一者有角度，例如，角度大于0度(平行)但小于约10度。基板12可以包括界定在第一主表面14和第二主表面16之间的厚度“T”，其范围从约50微米(μm)至约0.7毫米，例如从约50微米至约0.5毫米，其中厚度T是与一个或两个主表面正交而测量。在进一步的实施例中可以提供其他厚度和/或非柔性配置。例如，在其他实施例中，基板12可以包括从约50微米至约3毫米范围内的厚度，例如从约0.5毫米至约3毫米的范围内。

基板12在第一主表面或第二主表面的平面上可以具有四边形的周长形状，并包括相对于基板12的输送方向20的前缘18，与前缘18相对的后缘22，以及相对的侧边24、26。输送方向20可以是在基板的长度方向上。在各种实施例中，前缘18和后缘22可以是平行边缘。在实施例中，侧边24和26可以是平行边缘。在一些实施例中，前缘18可以与侧边24或侧边26中的一个或两个正交。例如，在一些实施例中，基板12可以在第一主表面或第二主表面14或16的一个或两个的平面内具有矩形形状，其中侧边24、26与输送方向20平行，而前缘和后缘18、22与输送方向20正交。

如图1和图2所示，处理设备10可以包括多个配置为沿输送路径30在输送方向20上输送基板12的输送滚筒28、掩蔽滚筒32、形成掩蔽材料储存器35的第一容器34、蚀刻剂滚筒36以及形成蚀刻剂储存器39的第二容器38。处理设备10可进一步包括蚀刻剂循环系统40，蚀刻剂循环系统40与储存器39流体相通，并被配置为通过泵42和管道44使蚀刻剂循环通过第二容器38。

输送滚筒28可以是全长的滚筒，可旋转地安装并配置为围绕旋转轴64旋转，其中输送滚筒在与输送方向20正交的方向上的长度88可以等于或大于界定在第一侧边24和第二侧边26之间的基板12的宽度90(见图2A)。输送滚筒28可以是驱动滚筒。例如，输送滚筒28可以与一个或多个马达(未显示)耦合，这些马达围绕各自的旋转轴旋转输送滚筒，以沿输送路径30在输送方向20上输送基板12。在其他实施例中，输送滚筒28可以是非驱动的，并且可以单独围绕它们各自的旋转轴自由旋转。在另一些实施例中，处理设备10可以包括驱动和非驱动的输送滚筒28的组合。虽然输送滚筒28被显示为定位在基板12的下方，从而在第一主表面14上支撑基板12，但在进一步的实施例中，附加的滚筒28可以定位在基板12的上方，并接触第二主表面16。例如，与第二主表面16接触的上输送滚筒可以是驱动的滚筒，在输送方向20上推动基板12，而下输送滚筒则是未驱动的。在一些实施例中，一对或多对输送滚筒可被配置为在与输送方向20正交的方向上部分延伸。例如，在一些实施例中，例如接触第二主表面16的上输送滚筒(未显示)的输送滚筒可以接触基板12的边缘部分，而不接触第一和/或第二主表面的中心部分。

仍然参照图1和图2，掩蔽滚筒32可以以类似于输送滚筒28的方式沿输送路径30定位。因此，掩蔽滚筒32可以在与输送方向20正交的方向上延伸穿过基板12的宽度90，其中掩蔽滚筒32的长度92可以等于或大于基板12的宽度90。然而，如果要处理的基板面积小于基板的全部面积，则掩蔽滚筒32的长度92可以小于基板12的宽度90。如图3A所示，掩蔽滚筒32可以包括具有纵轴(例如旋转轴)48的轴46和滚筒主体50，滚筒主体50包括由凹槽54分隔的多个脊52。也就是说，脊52和凹槽54可以在与纵轴48平行的掩蔽滚筒的长度方向上交替出现。为旋转轴的纵轴48可以与输送方向20正交布置。在一些实施例中，掩蔽滚筒32可以是单元结构，其中滚筒主体50是单一的滚筒主体，可以是最初形成的，也可以是由多个部件牢固连接而成的，如图3A所示。因此，在一些实施例中，滚筒主体50可与轴46连接，其中轴46和滚筒主体50可一起围绕旋转轴48旋转。在其他实施例中，如图3B所示，掩蔽滚筒32可包括多个设置在轴46上的轮56，并通过轮56上的突起(未示出)或通过轮56之间交替放置的间隔物58而间隔开，其中间隔物在与旋转轴48正交方向上的直径小于轮的直径。在这样的实施例中，轮56形成脊52，而间隔物58形成凹槽54。在一些实施例中，轮56可以在轴46上围绕旋转轴48独立旋转，其中一个轮56可以独立于另一个轮56而旋转。在这样的实施例中，轴46可以是静止的，而轮和可选的间隔物可以旋转，尽管在进一步的实施例中，轴46和轮56可以单独围绕旋转轴48自由旋转。

在一些实施例中，掩蔽滚筒32可以是驱动滚筒，其中掩蔽滚筒(例如，轴46)与马达(未显示)耦合，马达使掩蔽滚筒围绕旋转轴48旋转，而在进一步的实施例中，掩蔽滚筒32可以是非驱动的和可自由旋转的。在一些实施例中，掩蔽滚筒32可以与输送滚筒28耦合。例如，处理设备10可以包括驱动机构，驱动机构被配置为同时旋转输送滚筒28和掩蔽滚筒32。也就是说，在一些实施例中，掩蔽滚筒32的旋转可以与输送滚筒28的旋转同步，因此掩蔽滚筒32的旋转速度与输送滚筒28的旋转速度相同，这可以帮助基板12在输送方向20上移动。例如，在一些实施例中，输送滚筒28和掩蔽滚筒32可以由链条驱动，例如通过与各自轴耦合的齿轮，链条与驱动链条的马达耦合，从而使输送滚筒28和掩蔽滚筒32旋转，而在进一步的实施例中，输送滚筒28和/或掩蔽滚筒32可以完全由齿轮驱动。在另一些实施例中，输送滚筒28和/或掩蔽滚筒32可以通过与一个或多个马达耦合的一条或多条皮带来旋转。本领域中已知的其他输送方法可用于补充或替代。在一些实施例中，处理设备10可以包括单一掩蔽滚筒32，尽管在进一步的实施例中，处理设备10可以包括多个掩蔽滚筒32。

滚筒主体50(或轮56)可以包括多个层，例如同心层。在一些实施例中，滚筒主体50可以包括由聚氯乙烯(PVC)形成的外层，尽管也可以使用其他材料，以提供易加工性、与抗蚀聚合物接触时易润湿性和刚性。

尽管在图3A和3B中显示掩蔽滚筒32包括由正圆柱形部分形成的多个脊，正圆柱形部分包括界定在相对的圆形边缘之间的周边表面84，但脊52可以具有其他周边表面形状。例如，脊52可以包括具有波浪形边缘的周边表面，具有平行边缘的周边表面(即，界定在具有相同直径的两个圆的周长之间，这些圆位于平行平面上，各自的中心位于与平行平面正交的同一直在线)，具有的字形或锯齿形边缘或任何其他曲线形边缘设计、规则或不规则的周边表面。这种表面形状的对立边缘不一定是对称的。图3C说明了在脊的侧边60、62之间界定的四个周边表面边缘图案的示例：(a)圆形边缘，(b)波浪形边缘，(c)方波状边缘，和(d)的字形(锯齿形)边缘。其他周边的表面图案也是可能的，并且是可以考虑的。

掩蔽滚筒32可以围绕旋转轴48旋转，并通过轴46安装在第一容器34上，从而使脊52的至少周边表面84与第一容器34中包含的掩蔽材料66接触，例如浸泡在其中。掩蔽材料66可以包括任何合适的掩蔽材料，易于作为液体应用，并通过选定的蚀刻剂去除。例如，在一些实施例中，掩蔽材料66可以包括马来酸苯乙烯酯(SMA)，尽管在进一步的实施例中，可以使用其他掩蔽材料，例如丙烯酸酯、酚醛清漆(一种甲醛与苯酚摩尔比小于1的苯酚-甲醛树脂)或硅酮。

处理设备10可进一步包括沿输送路径30设置的蚀刻剂滚筒36。在一些实施例中，处理设备10可以包括单一蚀刻剂滚筒36，尽管在进一步的实施例中，处理设备10可以包括多个蚀刻剂滚筒36。蚀刻剂滚筒36可以可旋转地安装并可绕旋转轴64旋转。蚀刻剂滚筒36相对于输送方向20定位在掩蔽滚筒32的下游，其中，沿输送方向20中的输送路径30行进的基板12在遇到掩蔽滚筒32之后遇到蚀刻剂滚筒36。

在一些实施例中，如图4A和4B所示，蚀刻剂滚筒36可以包括安装在轴72上的连续(例如，同质)组成的整体式滚筒主体70。然而，在进一步的实施例中，滚筒主体70可以是非均质的。在一些实施例中，滚筒主体70可以包括多个层，例如同心层。例如，如图4C所示，滚筒主体70可以包括与轴72耦合的核心74，以及定位在核心74上并与的耦合的外层76，外层76界定了蚀刻剂滚筒36的外表面86。蚀刻剂滚筒36可以进一步包括核心74和外层76之间的一个或多个中间层。核心74可以包括一个实心的核心，尽管在进一步的实施例中可以提供空心或部分空心的内部核心。核心74可以促进从与轴72耦合的马达向外层76传递扭矩，使蚀刻剂滚筒36围绕旋转轴64旋转，而外层76可以由材料制成，该材料经设计以提供从第二容器38中提升所需的蚀刻剂78，并在基板12横穿蚀刻剂滚筒36时在基板12的第一主表面14上涂抹蚀刻剂。例如，蚀刻剂滚筒36可以包括包含泡沫材料的外层76。外层76可以包括例如耐蚀刻剂材料(如聚氨酯或聚烯烃材料)的开放式多孔网络。

与掩蔽滚筒32一样，蚀刻剂滚筒36可以在与输送方向20正交的方向上延伸横跨基板12的宽度90的全部或一部分。也就是说，蚀刻剂滚筒36的旋转轴64可以与输送方向20正交。在实施例中，蚀刻剂滚筒36可以可旋转地安装在第二容器38上，从而使蚀刻剂滚筒36的周边表面86与第二容器38中包含的蚀刻剂78接触，例如浸入其中。在各种实施例中，蚀刻剂78可以包括氢氟酸(HF)，尽管在进一步的实施例中，可以根据基板12的材料使用其他合适的蚀刻剂。在本文描述的示例中，蚀刻剂78包括1摩尔(M)浓度的H₃PO₄+0.35M NaF，温度为40℃。然而，根据基板材料可使用其他合适的蚀刻剂。例如，基于HF的玻璃蚀刻最初与时间有关，其中可实现的平均粗糙度Ra值最终在约0.5纳米时达到饱和。处理后基板12所得到的表面纹理可以是纳米级的，在高度和横向上都是如此，相关长度也是纳米级的。

图5和图6描述了另一示例性处理设备100的实施例，处理设备100包括配置为在输送方向120上沿输送路径130输送基板12的多个输送滚筒128、蚀刻剂滚筒136以及形成蚀刻剂储存器139的容器138。处理设备100可以进一步包括蚀刻剂循环系统140，蚀刻剂循环系统140与蚀刻剂储存器139流体相通，并被配置为通过泵142和管道144使蚀刻剂循环通过容器138。

输送滚筒128可以是全长滚筒，其中输送滚筒在与输送方向120正交的方向上的长度94可以等于或大于界定在基板12的第一侧边24和第二侧边26之间的宽度90(见图6)。输送滚筒128可以是驱动滚筒。例如，输送滚筒128可以与马达(未显示)耦合，马达使输送滚筒128围绕各自的旋转轴旋转，以在输送方向120中沿输送路径130输送基板12。在其他实施例中，输送滚筒128可以是非驱动的，并且可以单独自由旋转。在另一些实施例中，处理设备100可以包括驱动和非驱动的输送滚筒128的组合。虽然输送滚筒128被显示为定位在基板12的下方，从而在第一主表面14上支撑基板12，但在进一步的实施例中，附加的输送滚筒128可以定位在基板12上方，并接触第二主表面16。例如，与第二主表面16接触的上输送滚筒可为驱动滚筒，在输送方向120上推动基板12。在一些实施例中，一对或多对输送滚筒可被配置为在与输送方向20正交的方向上部分延伸。例如，在一些实施例中，输送滚筒可以接触第二主表面16的边缘部分，但不接触第二主表面16的中心部分。

在实施例中，处理设备100可进一步包括被配置为围绕旋转轴132旋转的蚀刻剂滚筒136，尽管在进一步的实施例中，处理设备100可包括多个蚀刻剂滚筒136。蚀刻剂滚筒136可以在与输送方向120正交的方向上(例如，旋转轴132与输送方向120正交)延伸横跨基板12的宽度90，其中蚀刻剂滚筒136的长度96可以等于或大于基板12的宽度90。然而，在进一步的实施例中，如果要处理的宽度小于基板12的全部宽度，则长度96可以小于宽度90。如图7A和7B所示，蚀刻剂滚筒136可以包括轴172和滚筒主体170，滚筒主体170包括由凹槽154分隔的多个脊152。也就是说，脊152和凹槽154在沿旋转轴132的蚀刻剂滚筒136的纵向上交替出现。

尽管图7A和7B中所示的蚀刻剂滚筒136包括由正圆柱形部分形成的多个脊，正圆柱形部分包括界定在相对的圆形边缘之间的周边表面156，但脊152可以具有其他周边表面形状。例如，脊152可以包括具有波浪形边缘的周边表面，具有平行边缘的周边表面(即，界定在具有相同直径的两个圆的周长之间，这些圆位于平行平面上，各自的中心位于与平行平面正交的同一直在线)，具有的字形或锯齿形边缘的周边表面或任何其他曲线形周边表面。这种表面形状的对立边缘不一定是对称的。图7C说明了在脊的侧边160、162之间界定的四个周边表面图案的示例：(a)圆形边缘，(b)波浪形边缘，(c)方波状边缘，和(d)的字形(锯齿形)边缘。其他周边的表面图案也是可能的，并且是可以考虑的。

在一些实施例中，如图8A所示，蚀刻剂滚筒136可以包括安装在轴172上的连续(例如，同质)组成的整体式滚筒主体170。然而，在进一步的实施例中，例如图8B中所示，蚀刻剂滚筒主体170可以包括多个层，例如同心层。因此，蚀刻剂滚筒主体170可以包括与轴172耦合的核心174，以及定位在核心174上的外层176，外层176界定了蚀刻剂滚筒136的外周边(例如，脊152的外周边)。虽然未图示，蚀刻剂滚筒136可以进一步包括位在核心174和外层176之间的一个或多个中间层。核心174可以包括一个实心的核心，尽管在进一步的实施例中可以提供空心或部分空心的内部核心。核心174可以促进从与轴172耦合的马达向外层176传递扭矩，使蚀刻剂滚筒136旋转，而外层176可以由材料制成，该材料经设计以从容器138中提供蚀刻剂178的所需提升，并在基板12的第一主表面14上涂抹蚀刻剂。例如，蚀刻剂滚筒136可以包括包含泡沫材料的外层176。外层176可以包括例如耐蚀刻剂聚合物材料(如聚氨酯或聚烯烃材料)的开放式多孔网络。

在一些实施例中，蚀刻剂滚筒136可以是驱动滚筒，其中蚀刻剂滚筒136可以与马达(未显示)耦合，马达使蚀刻剂滚筒围绕旋转轴132旋转，而在进一步的实施例中，蚀刻剂滚筒136可以是非驱动的，并可围绕旋转轴132自由旋转。在一些实施例中，蚀刻剂滚筒136可以与输送滚筒128耦合。例如，处理设备100可以包括驱动机构，机构被配置为同时旋转输送滚筒128和蚀刻剂滚筒136。也就是说，在一些实施例中，蚀刻剂滚筒136围绕旋转轴132的旋转可以与输送滚筒128的旋转同步，从而使蚀刻剂滚筒136以与输送滚筒128相同的旋转速度旋转。例如，在一些实施例中，输送滚筒128和蚀刻剂滚筒136可以由链条驱动，链条与驱动链条的马达耦合，从而使输送滚筒128和蚀刻滚筒136旋转。

在一些实施例中，脊152可以沿蚀刻剂滚筒136均匀地间隔开来。例如，间隔模式可由处理后的基板12的预期效能属性决定。因此，在一些实施例中，脊可能不是均匀间隔的，或者多个脊的个别脊在与输送方向正交的方向上具有不同的周边表面宽度。

蚀刻剂滚筒136可以通过轴172可旋转地安装在容器138上，使脊152的至少周边表面156与容器138内包含的蚀刻剂78接触，例如浸入其中。

与处理设备10不同的是，对于处理设备100的实施例来说，掩蔽滚筒是不必要的，而在处理设备10中由掩蔽滚筒32提供的功能益处在处理设备100中由蚀刻剂滚筒136执行。也就是说，不是用掩蔽材料来防止蚀刻剂78对基板表面的直接攻击，而是由图案化的蚀刻剂滚筒136以预定的图案施加到基板第一主表面14。基板主表面的蚀刻最容易发生在那些被蚀刻剂滚筒136即刻施加了蚀刻剂的表面部分，并由于蚀刻剂在基板表面的后续扩散而攻击那些未被蚀刻滚筒直接施加的基板表面的部分。结果，那些被蚀刻剂滚筒136直接施加了蚀刻剂的基板主表面部分比那些由于蚀刻剂的扩散而被蚀刻的表面部分蚀刻更多。

根据本公开内容的方法，基板12可以例如通过输送滚筒28被输送到邻近的蚀刻剂滚筒36，例如在蚀刻剂滚筒36上。在处理设备10的实施例中，基板12的第一主表面14间隔在掩蔽材料66的自由表面的上，并面向自由表面。方法可进一步包括围绕旋转轴48旋转掩蔽滚筒32，以便在基板12在输送方向20上沿输送路径30输送时将掩蔽材料66从第一容器34转移到基板12的第一主表面14。例如，掩蔽滚筒32可以在适合促进基板12在输送方向20上平移的方向旋转，同时将掩蔽材料66从第一容器34提升以进行接触，从而在基板12的第一主表面14上覆盖一层掩蔽材料66。

随着掩蔽滚筒32的旋转，当基板12在输送方向20上沿输送路径30输送时，以由脊52界定的预定图案施加掩蔽材料66到基板12的第一主表面14。例如，在两个平行的圆形边缘之间界定的脊的实施例中(例如，见图3C(a))，掩蔽滚筒32被配置为在第一主表面14上沉积平行的掩蔽材料66列，从而使第一主表面14包括交替的平行的掩蔽材料66列，例如，涂有掩蔽材料66的列和间隔的未涂覆的列68(见图9)。

当基板12在输送方向20上沿输送路径30向前输送时，现在以预定图案涂有掩蔽材料66的第一主表面14经过蚀刻剂滚筒36。随着蚀刻滚筒36的旋转，蚀刻剂78被涂在基板12的第一主表面14上，例如，涂在掩蔽材料66的列以及未涂有掩蔽材料66的列68上，例如整个第一主表面14。

现在参考图10A-10D，提供了一系列横跨宽度90观察的基板12的横截面剖面图，说明在未涂有掩蔽材料的列68处从第一主表面14去除基板材料，以及掩蔽材料66的列的去除。如一系列图所示，在涂覆蚀刻剂78后，基板12的未涂覆部分的材料开始迅速去除，而涂有掩蔽材料66的基板部分最初被掩蔽材料所保护。在图10A，已经施加掩蔽材料66的多个列在第一主表面14上。在图10B至图10C，掩蔽材料被蚀刻剂78去除，使蚀刻剂78能够攻击第一主表面14的越来越大的表面区域。然而，由于掩蔽材料66下方区域的材料去除被掩蔽材料的存在所延迟，在掩蔽材料被沉积在第一主表面14上的地方，基板材料去除量比最初未涂覆的位置(例如，未涂覆掩蔽材料的列(表面)68)要少。最终，如图10D所示，掩蔽材料66可以完全地从第一主表面14上去除，而蚀刻剂78攻击并开始从第一主表面14先前涂有掩蔽材料66的区域去除材料。在某些情况下，掩蔽材料66的去除可以很迅速，只需要几秒钟就可以去除掩蔽材料。不管怎么说，结果是基板包括的表面包括在第一主表面14上交替出现的多个凸起区域80和多个凹陷或谷区域82。也就是说，在用蚀刻剂78蚀刻后，第一主表面14可以包括代表基板厚度变化的峰和谷的低频起伏，其中，谷区的厚度小于峰区的厚度。本文所使用的术语“厚度”是指在名义上与第一主表面或第二主表面中的至少一个正交的方向上，基板12的主表面之间的距离(例如，在蚀刻之前)。此外，凸起区域和凹陷区域都可以进一步包括由第一主表面14上的蚀刻剂的整体蚀刻作用产生的精细的、大体上各向同性的纹理。因此，第一主表面14在按照本公开内容进行蚀刻后，可包括由蚀刻的基板表面的掩蔽和未掩蔽区域的组合而产生的第一低频宏观尺度各向异性纹理。基板可进一步包括施加在最初的掩蔽区域和未掩蔽区域上的精细的高频各向同性表面纹理，各向异性纹理包括一个峰-峰周期和幅度，而各向同性纹理的最佳特征是平均表面粗糙度Sa等于或小于约1纳米，且该纹理延伸到施加了蚀刻剂的基板的整个表面，并不论横跨表面的方向为何皆为均匀的。

在另一个实施例中，类似的方法可用于处理设备100的实施例，只不过不是像参照处理设备10的实施例所描述的那样(将蚀刻剂78均匀地施加横跨基板的表面，且掩蔽材料在表面的预定区域推迟表面的立即蚀刻)，根据处理设备100的实施例，蚀刻剂78可以有选择地施加在基板12的第一主表面14上，由此，基板上直接施加有蚀刻剂78的某些区域比基板上未直接施加有蚀刻剂的其他区域更快地被蚀刻。也就是说，第一主表面14的蚀刻剂涂层部分的列被未涂覆的表面部分的列98分开(见图11)。如图12A所示，以平行列的形式施加蚀刻剂78至第一主表面14，并开始从基板12的第一主表面14上去除材料。在图12B处，蚀刻剂开始扩散，而材料去除延伸到原来的蚀刻剂施加区域之外。图12C示出了逐渐增多的材料去除，说明在最初施加蚀刻剂的区域比后来扩散蚀刻剂的区域有更多的材料去除。在图12D，蚀刻剂创造了凸起区域80和谷区域82，这些凹陷区域与最初施加蚀刻剂的那些位置有关。因此，第一主表面14，在按照本公开内容进行蚀刻后，可以包括第一低频宏观尺度的各向异性纹理。基板可进一步包括施加在与蚀刻剂接触的基板的整个主表面上的精细、高频各向同性的表面纹理。各向异性纹理包括峰-峰周期和幅度，而各向同性纹理的最佳特征是平均表面粗糙度Sa等于或小于约1纳米，且该各向同性纹理延伸到施加蚀刻剂的基板的整个表面，且无论特征出现在哪个方向上都是均匀的。

由处理设备10或处理设备100任一者应用的方法产生的处理过的基板可以包括第一纹理。作为示例，图13说明了由处理设备10或处理设备100获得的包括第一纹理的纹理化基板表面的计算机模拟光学视图(例如，可能通过例如显微镜的光学仪器成像)。第一纹理可以是各向异性纹理，包括如大的白色箭头164所示的方向(其中方向是沿与脊线正交的轴线，例如，脊线类似于波前)，该方向与基板12的输送方向20正交延伸，因此掩蔽滚筒32(或蚀刻剂滚筒136)，这里表示为-45°。因此，第一纹理的方向在所示的+45°方向上延伸，并沿与处理设备10的实施例中掩蔽滚筒32的旋转轴48，或处理设备100的实施例中蚀刻剂滚筒136的旋转轴132平行的轴线连续。第一纹理，例如与间隔对准的多个脊直接相关的纹理102，在图14的图中得到说明，其中第一纹理包括，在这个示例中，正弦波图案。然而，第一纹理不必表现为正弦波图案，而是可以表现为其他图案，这取决于掩蔽或蚀刻剂滚筒脊的配置(例如，处理设备10或处理设备100)。参照图14，第一纹理可以具有峰到峰的周期104，范围从约0.1毫米至约100毫米，例如，范围从约1毫米至约75毫米。第一纹理102可以具有从约2纳米至约100纳米范围内的峰到谷的幅度106。

基板12可以包括第二各向同性纹理，这是由于蚀刻剂在基板12的暴露的第一主表面14上的整体作用造成的，如上所述，第二各向同性纹理可以包括不分方向的均匀特性，即各向同性的纹理。例如，通过原子力显微镜(AFM)测量，第二纹理可以表现出平均表面粗糙度Sa等于或小于约1纳米。

在一些实施例中，第一主表面14可以包括与第一纹理102共定位的第三纹理108。第三纹理108可以是低频纹理，在图15中显示为正弦波纹理，尽管像第一纹理102一样，第三纹理108不一定是正弦波的。第三纹理108可以具有峰到峰的波长110，范围从约0.1微米至约25微米。第三纹理108可以具有峰-谷的幅度112，范围从约2纳米至约50微米。第三纹理108可以产生于例如与输送方向20(120)上的基板12的线性运动没有直接关系的基板12的运动。也就是说，基板在输送方向上在输送滚筒上的横移可以引起基板的后续辅助运动，例如摇晃运动，而这可以产生第三纹理108。因此，第三纹理108可以在-45°方向上延伸，使垂直于第三纹理108的连续波前延伸的线与输送方向20(120)平行。

在一些实施例中，第一主表面14可以包括第四纹理118，在图15中显示为与第三纹理108共定位的高频纹理。相信与蚀刻剂从蚀刻剂储存器转移到蚀刻剂滚筒，和/或从蚀刻剂滚筒转移到基板12的第一主表面14有关的流体动力学，可以产生附加的第四纹理118。第四纹理118可以具有约0.1纳米至约2纳米的峰到峰的周期122。

图16表示图13所代表的模拟纹理的快速傅立叶变换，说明了变换的高频组成。周期与频率的关系为：X(米)＝2π/X*(米^-1)，其中X是峰到峰的周期，X*是各自的频率。因此，纹理周期104、110和122(见图13)的频率104*、110*和122*，分别为300米^-1、600米^-1和6000米^-1。

表征被处理的主表面(例如，第一主表面14)上的各向异性纹理的方法包括光学干涉仪(例如Zygo NexView)，以扫描基板的预定区域，例如使用低倍率物镜。在一些实施例中，可能需要扫描多个区域，其中相邻的扫描可以拼接在一起以获得所需的总视场。所得的图像可以用开放源码的图像分析包(例如，Gwyddion Ver.2.51)进行处理。例如，图像的外边缘可以被裁剪，以考虑到图像伪像和丢失的数据。然后可以用四阶平面拟合来平整图像，Z轴(高度)的比例限制例如+/-10纳米以便能够检测到精细的地形变化。如果需要，可以旋转图像，使图像与玻璃在处理设备中的运动相一致。然后可以用快速傅立叶变换对图像进行变换，以便能够对空间频率特征进行分析。

图17-19说明了可以在基板12上造成(各向异性的)纹理列的掩蔽和蚀刻图案的示例。也就是说，交叉区域表示用处理设备10施加掩蔽材料66或用处理设备100施加蚀刻剂图案的区域。从前面的讨论中应该可以看出，可以执行附加的步骤来获得更复杂的蚀刻图案。例如，基板12可以旋转通过预定角度并重新掩蔽，然后进行蚀刻或重新蚀刻。例如，就处理设备10而言，可以通过在第一方向上平行地施加数列掩蔽材料66来掩蔽基板12，然后旋转基板并在旋转通过预定角度β的第二方向上施加第二组掩蔽材料列。角度β可以在约1到90度的范围内。图17说明了角度β为90度(其中两个图案是正交的列)。图18说明了另一个实施例，其中平行列的掩蔽材料被沉积，使平行列不与基板的边缘平行，例如，不与基板的长轴180平行。也就是说，与轴线180旋转偏移角度β而沉积掩蔽材料的列。

图19说明了另一个实施例，其中掩蔽材料66(以及随后的蚀刻区域的位置)或蚀刻剂78(在处理设备100的情况下)不是以均匀的间隔列施加的。例如，这可以通过不均匀地间隔掩蔽滚筒32(或在处理设备100的情况下，蚀刻剂滚筒136)的脊来实现。应该很明显的是，如上文关于处理设备10的描述，其结果是基板包括沉积了掩蔽材料66的凸起区域以及没有施加掩蔽材料的凹陷区域。关于处理设备100，在蚀刻剂78没有被蚀刻剂滚筒136首先施加的地方形成了凸起区域，而在蚀刻剂78被蚀刻剂滚筒首先施加的地方形成了凹陷区域。在这两种情况下，无论是就处理设备10还是就处理设备100而言，都可以创建上述第一至第四纹理中的任何一种或多种。

在图20-21所示的另一个过程中，可以使用喷洒喷头将掩蔽材料66沉积在不连续位置。根据图22，当基板12沿输送路径230在输送方向220上被输送时，处理设备200可以包括多个喷洒喷头202安排在基板12的宽度方向上延伸。喷洒喷头202可以与共同气室204进行流体连通，而气室204又与容器206进行流体连通，容器206形成了掩蔽材料66的储存器207。掩蔽材料66可以包括例如马来酸苯乙烯酯(SMA)，尽管在进一步的实施例中，可以使用其他掩蔽材料，例如丙烯酸酯、酚醛清漆(一种甲醛与苯酚摩尔比小于1的苯酚-甲醛树脂)或硅酮。虽然没有显示，但在进一步的实施例中，喷洒喷头202可以在输送方向220延伸。例如，喷洒喷头202可以对准成喷洒喷头的正交行和列的数组。喷洒喷头202可以是喷墨喷嘴的形式，其中非常精细、高分辨率的图案可以“打印”在基板上。不连续位置可形成有规律的、周期性的预定图案，或随机或伪随机图案，如图22所示的随机图案。

处理设备200可以进一步包括多个输送滚筒228配置为沿输送路径230在输送方向220上输送基板12，以及形成蚀刻剂78的蚀刻剂储存器239的容器238。输送滚筒228可以是全长的滚筒，可旋转地安装并配置为围绕各自的旋转轴旋转，其中输送滚筒在与输送方向220正交的方向上的长度288可以等于或大于在第一侧边24和第二侧边26之间界定的基板12的宽度90。输送滚筒228可以是驱动滚筒。例如，输送滚筒228可以与一个或多个马达(未示出)耦合，马达使输送滚筒228围绕它们各自的旋转轴旋转，以沿输送路径230在输送方向220上输送基板12。在其他实施例中，输送滚筒228可以是非驱动的，并且可以单独围绕它们各自的旋转轴自由旋转。在另一些实施例中，处理设备200可以包括驱动和非驱动的输送滚筒228的组合。虽然输送滚筒228被显示为定位在基板12的下方，从而支撑基板12于第一主表面14上，但在进一步的实施例中，附加的输送滚筒228可以定位在基板12的上方并接触第二主表面16。例如，与第二主表面16接触的上输送滚筒可以是驱动的滚筒，它在输送方向220上推动基板12，而下输送滚筒则是未驱动的。在一些实施例中，一对或多对输送滚筒可能被配置为只在与输送方向20正交的方向上部分延伸。例如，在一些实施例中，输送滚筒，如接触第二主表面16的上输送滚筒(未显示)，可以接触基板12的边缘部分，而不接触第二主表面16的中心部分。

处理设备200可以进一步包括沿输送路径230设置的蚀刻剂滚筒236。在一些实施例中，处理设备200可以包括单一蚀刻剂滚筒236，尽管在进一步的实施例中，处理设备10可以包括多个蚀刻剂滚筒236。蚀刻剂滚筒236可以可旋转地安装并定位在相对于输送方向20的喷洒喷头202的下游，其中在输送方向20上沿输送路径30移动的基板12在喷洒喷头202已经将掩蔽材料66沉积在第一主表面14上之后遇到蚀刻剂滚筒236。在各种实施例中，蚀刻剂滚筒236的配置可以与处理设备10的蚀刻剂滚筒36相似或相同。

蚀刻剂滚筒236可以在与输送方向220正交的方向上延伸横跨基板12的宽度90的全部或部分。也就是说，蚀刻剂滚筒36的旋转轴264可以与输送方向220正交。处理设备200可进一步包括与储存器239流体相通的蚀刻剂循环系统240，蚀刻剂循环系统240被配置为通过泵242和管道244使蚀刻剂78循环通过容器238。在实施例中，蚀刻剂滚筒236可以可旋转地安装在容器238上，以致蚀刻剂滚筒36的周边表面与容器238中的蚀刻剂78接触，例如浸泡在其中。在各种实施例中，蚀刻剂78可以包括氢氟酸(HF)，尽管在进一步的实施例中，根据基板12的材料可以使用其他合适的蚀刻剂。在本文描述的示例中，蚀刻剂78包括1摩尔(M)浓度的H₃PO₄+0.35M NaF，温度为40℃。然而，也可以使用其他合适的蚀刻剂。例如，基于HF的玻璃蚀刻最初与时间有关，其中可实现的平均粗糙度Ra值最终在约0.5纳米时达到饱和。处理后基板12所得到的表面纹理可以是纳米级的，在高度和横向上都是如此，相关长度也是纳米级的。

虽然上述实施例描述了对基板12的主表面进行蚀刻，但通过用浸出剂代替蚀刻剂78，处理设备10、100或200可用于在基板表面产生化学组成的变化，在一定程度上模仿用蚀刻剂看到的表面纹理的变化。例如，示例性实施例可以包括在输送方向上沿输送路径输送基板12，在输送基板时将掩蔽材料施加到基板12的第一主表面14的第一区域，在第一主表面14的第一区域施加浸出剂，第一主表面14包括第一化学组成，且浸出剂从第一主表面14浸出第一化学组成的至少一种成分，其中第一化学组成的至少一种成分的浓度可以在浸出后沿第一轴线以第一空间周期性地变化。合适的浸出剂可以包括，但不限于HCl、H₂SO₄、HNO₃或其组合。可以浸出的玻璃组成包括，但不限于Mg(镁)、Ca(钙)、Sr(锶)、Al(铝)和/或B(硼)。

实施例

Corning Lotus NXT样品的厚度为0.5毫米而表面积(每个主表面)为150mm²，按照本文所述的掩蔽技术进行蚀刻。进行了四次蚀刻，蚀刻剂曝露时间从40秒到160秒不等，增量为40秒。样品以三种不同的速度进行蚀刻：25毫米/秒，65毫米/秒和100毫米/秒。使用光学干涉仪(Zygo NexView)对所得到的表面进行分析，使用最低放大率的物镜扫描6x6的图像矩阵，并将框架拼接在一起，提供约32mm²的总视野。使用Gwyddion Ver.2.51依照下述程序对得到的图像(见图13为例)进行处理。

最长的蚀刻时间(160秒)产生了最明显的纹理特征。还收集了未经处理的LotusNXT的资料进行比较，以及收集了用1M H₃PO₄+0.35M NaF在40℃进行一般表面蚀刻的基板样品的数据。在每个条件下都做了AFM来评估纳米纹理。所有的蚀刻条件通过AFM成像显示出类似的基板表面特征。所有四个表面的线状图都显示在图23中。没有施加掩蔽的一般蚀刻表面(1M H₃PO₄+0.35M NaF)示出了哈希模式，其边缘沿平行和垂直于滚筒运动的线延伸。这些边缘结构在整个表面上具有实质上相同的峰谷幅度，最大观察值分别为+0.4纳米和-0.25纳米(图23(a))。以慢速(如25毫米/秒)施加掩蔽并没有明显改变整体的线条轮廓(图23(b))。在较高的掩蔽施加速度下(65毫米/秒和100毫米/秒)，纹理带在视觉上和通过线条轮廓提取变得更加明显。与滚筒轴定向的频率变得模糊不清，界定不清。在图23(c)和23(d)所示的线条轮廓中也可以清楚地观察到被掩蔽区域的高度差异。一些纹理带相对于其他纹理带来说似乎施加地稍微偏离了角度，正因为如此，增加的峰谷幅度(约+1.1纳米到约-0.8纳米)表明这些区域在线条轮廓中被合并在一起。其他带更明显，持续存在，并以几毫米的距离分开，在掩蔽图案滚筒上看到的脊-谷半径范围内。通过初步的提升测试测量，这些纹理表面已被证明可以提高ESC的效能达约12％，这取决于掩蔽施加和蚀刻速度。提升测试包括平坦的真空表面(如真空板)，装有一个10厘米×10厘米的平台板，以及围绕平台板的绝缘升降销，以及悬挂在玻璃板表面上的静电场计数组。测量顺序开始时，将待测样品放在真空板中的升降销上，蚀刻面向下。高流量的电晕放电型电离器被用来消除样品中的任何残留电荷。通过文氏管方法产生真空，并使用升降销将样品降到真空板上，从而在固定和可控的压力下在玻璃板和真空表面之间产生接触。这种状态维持了几秒钟，之后释放真空，而玻璃样品板透过升降销从真空表面提升至约80厘米的高度(低于场计数组约10毫米)。玻璃表面的电压由场计监测和记录，时间足够长，以获得真空过程中产生的最大电压及其随后的衰减率的资料。

图24是显示平均％电压改善作为特征间距的函数的图，其中特征间距类似于各向异性纹理的波形周期。这些带有信赖区间的数据代表了蚀刻样品相对于未处理、未蚀刻样品获得的最大提升测试电压V(V@80厘米升降销高度)的百分比变化(减少或增加)，并提供了对测试样品静电充电(ESC)的洞察力。例如，0％的变化表示与对照样品的电压产生相同；100％表示表面电压产生几乎消除；-100％表示表面电压产生比对照样品增加两倍。测试是在1000级洁净室和40％的相对湿度下进行的，设备本身包含在配备了专用HEPA空气过滤的防静电压克力外壳内。数据显示，随着一个或多个各向异性纹理的特征间距的增加，例如通过从约0毫米至约75毫米的范围，ESC的改进(Vssavg)增加。

对于本领域的技术人员来说，显而易见的是，在不背离本公开内容的精神和范围的情况下，可以对本公开内容的实施例进行各种修改和变化。因此，本公开内容的目的是涵盖此类修改和变化，只要它们属于所附权利要求书及其等效物的范围。

Claims

1.一种玻璃基板，包括：

第一主表面，所述第一主表面包括周期性第一纹理和与所述第一纹理共定位的各向同性的第二纹理，所述第一纹理在沿第一轴的第一方向上包括第一幅度和第一空间周期，所述第一纹理沿所述第一轴延伸的长度等于或大于所述第一空间周期的两倍，所述第二纹理包括等于或小于约1纳米的平均表面粗糙度Sa。

2.如权利要求1所述的玻璃基板，其中所述第一幅度在约2纳米至约500纳米的范围内。

3.如权利要求2所述的玻璃基板，其中所述第一空间周期在约0.1毫米至约100毫米的范围内。

4.如权利要求1所述的玻璃基板，其中所述第一主表面进一步包括与所述第一纹理共定位的周期性第三纹理，所述第三纹理包括沿不同于所述第一轴的第二轴的第二幅度和第二空间周期，所述第二纹理沿所述第二轴延伸的长度等于或大于所述第二空间周期的两倍。

5.如权利要求4所述的玻璃基板，其中所述第二轴正交于所述第一轴。

6.如权利要求4所述的玻璃基板，其中所述第二幅度在约2纳米至约500纳米的范围内。

7.如权利要求6所述的玻璃基板，其中所述第二空间周期在约0.1毫米至约25毫米的范围内。

8.如权利要求7所述的玻璃基板，其中所述第一主表面进一步包括与所述第三纹理共定位的周期性第四纹理，所述第四纹理包括沿所述第二轴的第三幅度和第三空间周期，所述第四纹理沿所述第二轴延伸的长度等于或大于所述第三空间周期的两倍。

9.一种纹理化玻璃基板的方法，包括：

在输送方向上沿输送路径输送所述玻璃基板；

当输送所述玻璃基板时，以第一预定图案将掩蔽材料施加至所述玻璃基板的第一主表面；

在施加所述掩蔽材料之后并在输送所述玻璃基板时，将蚀刻剂施加在所述第一主表面的第一区域上方，所述蚀刻剂蚀刻所述第一主表面，去除所述掩蔽材料，并且在所述第一区域中形成第一纹理，所述第一纹理具有沿第一轴的第一幅度与第一空间周期。

10.如权利要求9所述的方法，其中所述第一幅度在约2纳米至约100纳米的范围内。

11.如权利要求10所述的方法，其中所述第一空间周期在约0.1毫米至约100毫米的范围内。

12.如权利要求9所述的方法，其中所述第一纹理是各向异性的。

13.如权利要求9所述的方法，其中所述蚀刻在所述第一主表面上形成第二纹理，所述第二纹理具有小于约1纳米的平均表面粗糙度Sa。

14.如权利要求13所述的方法，其中所述第二纹理是各向同性的。

15.如权利要求13所述的方法，其中所述蚀刻形成与所述第一纹理共定位的第三纹理，所述第三纹理包括沿不同于所述第一轴的第二轴的第二幅度和第二空间周期。

16.如权利要求15所述的方法，其中所述第三纹理是各向异性的。

17.如权利要求15所述的方法，其中所述第二轴正交于所述第一轴。

18.如权利要求15所述的方法，其中所述蚀刻形成与所述第一纹理共定位的第四纹理，所述第四纹理包括沿所述第二轴的第三幅度和第三空间周期。

19.如权利要求9所述的方法，其中所述第一图案包括平行的、间隔成行的交替的峰和谷。

20.如权利要求9所述的方法，其中在施加所述蚀刻剂时，所述掩蔽材料不固化。

21.如权利要求9所述的方法，其中所述掩蔽材料包括聚合物。

22.如权利要求21所述的方法，其中所述掩蔽材料包括聚氨酯、聚烯烃、丙烯酸酯、酚醛清漆或硅酮。

23.如权利要求9所述的方法，其中所述掩蔽材料包括马来酸苯乙烯酯。

24.如权利要求9所述的方法，其中所述蚀刻剂对所述掩蔽材料的去除率小于所述基板表面的溶解率。

25.如权利要求9所述的方法，其中在所述蚀刻期间，所述掩蔽材料完全地从所述第一主表面去除。

26.如权利要求9所述的方法，其中所述施加所述掩蔽材料包括用包括多个脊的滚筒施加所述掩蔽材料。

27.如权利要求26所述的方法，其中所述多个脊与所述滚筒的轴同心。

28.如权利要求26所述的方法，其中所述多个脊由沿与所述输送方向正交的多个旋转轴布置的轮形成。

29.如权利要求26所述的方法，其中所述多个脊与所述滚筒的轴平行。

30.如权利要求26所述的方法，其中所述施加所述掩蔽材料包括用多个滚筒组件施加所述掩蔽材料。

31.如权利要求9所述的方法，其中所述蚀刻剂包括HF。

32.如权利要求9所述的方法，其中所述蚀刻剂包括H₃PO₄。

33.一种纹理化玻璃基板的方法，包括：

在输送方向上沿输送路径输送所述玻璃基板；

在输送所述玻璃基板时，以预定图案在所述玻璃基板的第一主表面上施加蚀刻剂，所述蚀刻剂蚀刻所述第一主表面并形成第一纹理，所述第一纹理具有沿第一轴的第一幅度和第一空间周期。

34.如权利要求33所述的方法，其中所述蚀刻在所述第一主表面上形成与所述第一纹理共定位的第二纹理，所述第二纹理包括小于约1纳米的表面粗糙度Sa。

35.如权利要求33所述的方法，其中所述第一纹理是各向异性的。

36.如权利要求34所述的方法，其中所述第二纹理是各向同性的。

37.如权利要求33所述的方法，其中所述第一幅度在约2纳米至约100纳米的范围内。

38.如权利要求33所述的方法，其中所述第一周期在约0.1毫米至约100毫米的范围内。

39.如权利要求34所述的方法，其中所述蚀刻形成与所述第一纹理共定位的第三纹理，所述第三纹理包括沿不同于所述第一轴的第二轴的第二幅度和第二空间周期。

40.如权利要求39所述的方法，其中所述第三纹理是各向异性的。

41.如权利要求40所述的方法，其中所述蚀刻形成与所述第一纹理共定位的第四纹理，所述第四纹理包括沿第二轴的第三幅度和第三空间周期。

42.如权利要求39所述的方法，其中所述第二轴正交于所述第一轴。

43.如权利要求33所述的方法，其中所述第一图案包括平行的、间隔成行的交替的峰和谷。

44.如权利要求33所述的方法，其中所述滚筒包括多个脊。

45.如权利要求44所述的方法，其中所述多个脊由沿与所述输送方向正交的旋转轴对准的轮形成。

46.如权利要求33所述的方法，其中所述施加所述蚀刻剂包括用多个滚筒组件接触所述第一主表面。

47.如权利要求33所述的方法，其中所述蚀刻剂包括HF。

48.如权利要求33所述的方法，其中所述蚀刻剂包括H₃PO₄。

49.一种玻璃基板，所述玻璃基板包括第一表面，所述第一表面包括第一化学组成，所述第一化学组成中的至少一种成分的浓度沿第一轴随第一空间周期周期性地变化。

50.如权利要求49所述的玻璃基板，其中所述至少一种成分的所述浓度沿不同于所述第一轴的第二轴随第二空间周期周期性地变化。

51.如权利要求50所述的玻璃基板，其中在所述第一轴与所述第二轴之间的角度大于零度并等于或小于90度。

52.一种制造具有各向异性表面化学组成的玻璃基板的方法，包括：

在输送方向中沿输送路径输送玻璃板；

在输送所述玻璃基板时，以第一预定图案将掩蔽材料施加到所述玻璃基板的第一主表面的第一区域，所述第一主表面包含第一化学组成；

在输送所述玻璃基板时，在所述第一主表面上施加浸出剂，所述浸出剂从所述第一主表面浸出所述第一化学组成中的至少一种成分并去除所述掩蔽材料，在浸出之后所述第一化学组成中的至少一种成分的浓度沿第一轴随第一空间周期周期性地变化。

53.如权利要求52所述的方法，其中所述第一空间周期在约0.1毫米至约100毫米的范围内。

54.如权利要求52所述的方法，其中所述至少一种成分的所述浓度沿不同于第一轴的第二轴随第二空间周期周期性地变化。

55.如权利要求54所述的方法，其中沿所述第二轴的所述浓度是各向异性的。

56.如权利要求54所述的方法，其中所述第二轴正交于所述第一轴。

57.如权利要求52所述的方法，其中在施加所述浸出剂时，所述掩蔽材料不固化。

58.如权利要求52所述的方法，其中所述掩蔽材料包括聚合物。

59.如权利要求58所述的方法，其中所述掩蔽材料包括聚氨酯或聚烯烃。

60.如权利要求52所述的方法，其中所述掩蔽材料包括马来酸苯乙烯酯。

61.如权利要求52所述的方法，其中在所述蚀刻期间，所述掩蔽材料完全地从所述第一主表面去除。

62.如权利要求52所述的方法，其中所述施加所述掩蔽材料包括用包括多个脊的滚筒接触所述第一主表面。

63.如权利要求62所述的方法，其中所述多个脊由沿与输送方向正交的多个旋转轴对准的轮形成。

64.如权利要求62所述的方法，其中所述施加掩蔽材料包括用多个滚筒组件施加所述掩蔽材料。

65.如权利要求52所述的方法，其中所述浸出剂包括例如HCl、H₂SO₄、H₃PO₄或HNO₃中的至少一种。

66.如权利要求52所述的方法，其中所述至少一种成分包括Mg、Ca、Sr、Al或B的至少一种。