CN203596358U - 连续式纳米图案装置及利用其制造的防反射基板 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及纳米图案涂覆技术领域,具体公开了一种连续式纳米图案装置包括:加载锁舱室(10),其将作为非加工物的基板投入到工艺中;溅射舱室(20),从上述加载锁舱室(10)排出的基板投入其中,并且在上述基板表面通过溅射方式形成纳米掩膜;蚀刻舱室(30),在表面形成有纳米掩膜的基板投入其中,并且蚀刻上述基板的表面后,形成纳米掩膜;以及卸载锁舱室(40),其将形成有纳米图案的基板排出至装置外部,并且,上述舱室通过一个连续式设备进行连接,从而投入至上述加载锁舱室(10)的基板连续经过上述溅射舱室(20)及蚀刻舱室(30)后,从上述蚀刻舱室(40)排出。本实用新型还提供了一种防反射基板。
Description
技术领域
本实用新型涉及在基板表面的纳米图案(nano-patterning)涂覆技术,更详细地涉及用于在基板赋予纳米图案的防反射功能的连续式(In-line)纳米图案装置及利用其制造的防反射基板。
背景技术
以手机、平板电脑等使用触摸功能的显示器为首,如电视、电脑显示器等一样的平板显示器的覆盖窗口(cover window)、太阳能电池的覆盖窗口、建筑物的外部玻璃、眼镜、汽车玻璃等中,减少光的反射,从而提高设备的效率的同时,提高清晰度的防反射(AR,Anti-Reflection)实现技术在现有学界和业界中受较高关注的技术领域。
通常,在光所透射的界面中存在两个介质之间的折射率差异的情况下,根据“菲涅尔的反射规律”产生光的反射现象。光所反射的程度根据“反射率”进行决定,上述“反射率”根据两个介质之间的折射率差异、入射角及反射角等会有所不同。
特别是,在将显示器具使用于如野外一样的外部光的强度大的情况下,根据小的反射率也可反射仅次于从内部所散发的光程度的光,因此清晰度会变得非常低。另外,在太阳能电池的覆盖窗口的情况下,太阳光的透射率越高,太阳能电池的效率性,即发电量会越增加,因此具有需减少反射的技术性课题。
另外,建筑物的外部玻璃或汽车玻璃等中,由于反射而晃眼,则可能产生直接关乎行人及驾驶员的安全问题,从而需要实现一定水准以下的防反射。
如上所述,为了实现抑制基板表面上的反射的目的,相对于入射光的波长(λ),将具有λ/4左右厚度和折射率的物质涂覆于基板的表面,从而可减少反射,上述折射率是空气和基板之间的折射率。将上述涂覆技术称为防反射(AR)涂覆技术。
但是,上述技术只可对特定的波长λ抑制反射,从而为了在可见光整个区域实现防反射,需要对于各种波长的防反射层,因此需涂覆成多层薄膜。由此,产生如下问题:根据与基板的附着力弱化的剥离和据此的表面不均一的色彩的表现、根据多层薄膜的厚度调节等。因上述理由而具有如下限制:难于将通过多层薄膜涂覆的防反射技术适用于如触摸板一样的形成频繁接触的表面。
由此,用于实现防反射的技术为最近受瞩目的研究,所谓利用“蛾眼效果”(moth-eye effect)的技术,其中,将比可见光波长范围小的直径的纳米凸起形成于基板表面,从而在可见光透射形成有如上所述的纳米结构的表面时,无法认识到纳米凸起的存在,只是根据凸起的形状,识别基板表面的折射率逐步地产生变化,从而获得多层薄膜涂覆的效果。
相对于将上述纳米凸起形成于基板表面的技术,本申请人着眼于如下方法:①对低熔点金属的热凝聚进行控制,并且将其利用为纳米掩膜并进行蚀刻,从而混合有纳米/微尺度的凸起的形状的防反射表面制造方法,以及将形成有上述防反射表面的基板(专利申请第2012-0131676号)和②形成纳米掩膜的金属的种类、蒸镀时间及蒸镀温度等在化学气相蒸镀(CVD)或者物理气相蒸镀(PVD)的方法中进行控制,从而在单一或者多个容器(chamber)中形成纳米掩膜后,通过蚀刻工艺将各种大小的纳米凸起形成于贱金属(base metal)的表面的方法(专利申请第2013-006391号)等。
但是,诸如上述实用新型的现有的防反射实现技术存在生产收益率低、装置设置空间的效率低等问题,并且因实时控制工艺的技术的部件,难于确保工艺的稳定性、均匀性(uniformity)以及反复性。
实用新型内容
本实用新型是为了解决上述问题而提出的,本实用新型的目的在于提供一种连续式纳米图案装置及利用其制造的防反射基板,其中,不使用高费用的光刻(Photo)工艺,通过溅射(sputtering)方式制造纳米掩膜,与此连续地将蚀刻(etching)工艺通过连续式(In-line)方式进行,从而不仅能够提高生产性,而且可节约装置设置所需的空间。
为了实现如上所述的目的,根据本实用新型的一个实施例,提供连续式纳米图案装置,在基板表面形成纳米图案的纳米图案装置中,包括:加载锁舱室(load-lock chamber)10,其将作为非加工物的基板投入到工艺中;溅射舱室20,从上述加载锁舱室排出的基板投入其中,并且在上述基板表面通过溅射(sputtering)方式形成纳米掩膜;蚀刻舱室30,在表面形成有纳米掩膜的基板投入其中,并且蚀刻上述基板的表面后,形成纳米图案;以及卸载锁舱室(unload lock chamber)40,其将形成有纳米图案的基板排出至装置外部,并且上述舱室通过一个连续式(In-line)设备进行连接,从而投入至上述加载锁舱室10的基板连续经过上述溅射舱室20及蚀刻舱室30后,从上述蚀刻舱室 40排出。
此时,优选地,上述连续式设备包括:基板移送装置100,其在上述舱室之间或者内部对基板进行移送;驱动装置,其对上述基板移送装置进行驱动;感知装置,其在上述基板移送装置上对基板的位置进行感知;以及控制装置,其通过上述感知装置的感知对上述驱动装置进行控制。
另外,优选地,上述基板移送装置100包括:支撑部件110,其使得作为非加工物的基板位于上部;以及加热装置,其用于调节上述基板的温度,并且在上述支撑部件110非透明的情况下,在上述支撑部件110的一定区域上形成多个孔111。
并且,为了控制上述加载锁舱室10、溅射舱室20、蚀刻舱室30以及卸载锁舱室40的工艺时间,并防止各个舱室之间因工艺气体混合的污染,在各个舱室之间设置一个以上的缓冲(buffer)舱室50,或者考虑到各个舱室的节拍时间(tact time),相对节拍时间长的工艺中,将相同的2个以上的舱室进行并列连接,从而可驱动工艺。
此外,在上述溅射舱室20内部,基板表面上的溅射(sputtering)工艺可通过溅射靶材(sputter target)的移动实现。
另外,为了控制工艺的稳定性及反复性,在上述溅射舱室20或者蚀刻舱室30中还可包括原位(in-situ)监控装置60、70,上述原位监控装置60、70可包括:一个以上的光源61、71,其向作为非加工物的基板表面照射光;以及检测器(detector)62、72,其对光的强度(Intensity)进行实时监控,上述光从上述光源进行照射后透射或者反射到上述基板。
此时,在设置有上述光源61、71或者检测器62、72的舱室的一定区域中,在舱室的壁面可设置有光容纳部90,并且根据优选实施例,上述光容纳部90可包括:窗口91(window),其设置于舱室的内部和外部的交界面,从而对从上述光源61、71所散发的光或者透射或反射到基板的光进行容纳;以及光导向92,其用于提高从上述光源61、71散发至舱室内部的光的直线性,或者将其他光的干扰进行最小化,从而对无噪声(noise)地透射或者反射到上述基板的光进行监控。
此时,优选地,上述光导向92设置于上述窗口91和光源61、71或者上述窗口91和检测器62、72之间。
另外,上述检测器62、72和光源61、71根据整个工艺的规模、装置大小以及所处理的基板的大小,可向基板的横向和纵向设置多个。
此外,设置于上述溅射舱室20的原位监控装置60中,为了控制形成于基板表面的 纳米掩膜的大小及分布,通过检测器62对光的强度进行实时监控,上述光从光源61照射至作为非加工物的基板表面后透射或者反射到基板。
此时,优选地,为了形成大小和分布不同的纳米掩膜,在整个波长区域中对光的强度差异进行分析并控制工艺,上述光从上述光源照射到上述基板的表面后透射或者反射到基板,并且其包括:以500~550nm的波长为基准,在短波长区域和长波长区域对透射或者反射到上述基板的光的强度差异进行分析。
另外,设置于上述蚀刻舱室30的原位监控装置70中,为了对基板表面的蚀刻程度进行监控并对其进行控制,通过检测器72对光的光谱(spectrum)进行实时监控,上述光从光源71照射到作为非加工物的基板表面后透射或者反射到基板。
此时,在将透明基板使用为非加工物的情况下,上述光源71是在上述蚀刻舱室30中使用于蚀刻的等离子体31,并且从上述等离子体31入射到基板后,根据形成于基板表面的纳米图案和基板的底面进行分散,从而通过上述检测器72对散发到上述基板的一个侧面的光的光谱进行测定。
另外,为了确保等离子体31的稳定性及反复性,还包括原位等离子体监控装置80,其通过检测器81对从上述等离子体光源71中散发的光的光谱进行监控。
此时,设置有上述检测器81的舱室的一定区域中,在舱室的壁面可设置有光容纳部90,并且根据优选的一个实施例,上述光容纳部90包括:窗口91,其设置于舱室的内部和外部的交界面,从而容纳从上述等离子体31所散发的光;以及光导向92,其用于将其他光的干扰最小化,从而对无噪声(noise)地从上述等离子体31散发的光进行监控。此时,优选地,上述光导向92设置于上述窗口91和检测器81之间。
并且,优选地,上述原位等离子体监控装置80的检测器81根据整个工艺的规模、装置的大小及所处理的基板的大小,向基板的横向和纵向设置多个,并且在等离子体31的阳极(anode)和阴极(cathode)之间的高度方向也设置多个,从而对等离子体的整体体积进行实时监控。
为了实现如上所述的目的,根据本实用新型的一个实施例,提供防反射基板,其利用上述连续式纳米图案装置进行制造,并且在基板表面形成用于实现防反射(anti-ref lection,AR)的纳米尺度的凸起。
此时,优选地,上述纳米尺度的凸起形成为混合有50~150nm、150~300nm、300~1000nm及1000nm以上的大小范围中至少任何一个以上的大小范围的凸起的形状,上述各种大小的纳米凸起通过如下控制进行形成:在上述溅射舱室20中利用原位监控装置 60的纳米掩膜的大小及分布控制和在上述蚀刻舱室30中利用原位监控装置70及原位等离子体监控装置80的基板表面的蚀刻控制。
如上所述的本实用新型的连续式纳米图案装置及利用其制造的防反射基板具有如下效果:①将间歇式(batch type)纳米图案装置运用为连续式(In-line type),从而提高产品生产的收益率,并且可节约设置装置所需的空间,②实时监控各个工艺的状况,从而通过最优化的工艺进行控制,从而有助于工艺的大规模生产及经济性,③实现防反射(AR)处理工艺的连续式,并且在各个工艺中对原位监控功能进行内在化,从而可提高工艺的稳定性、均匀性及反复性。
附图说明
图1是表示根据本实用新型的一个实施例的连续式纳米图案装置的概略性的模拟图。
图2是表示在包括形成有多个孔111的非透明的支撑部件110的基板移送装置100的上部所处的基板的形式的模拟图。
图3是表示在包括有非透明的支撑部件110的情况下根据通过形成于其的孔111的光的透射实现原位监控的形式的模拟图。
图4a是表示在溅射舱室20内根据溅射所形成的纳米掩膜和设置于溅射舱室20的原位监控装置60的形式以及据此的监控方法的模拟图。
图4b是表示包括有设置于舱室的内外部的交界面的窗口91和向上述窗口91的舱室内外部方向设置的光导向92的光容纳部90的模拟图。
图5是表示根据各种大小范围的凸起所变化的基板的防反射特性的表。
图6是表示具有相同分布但大小不同的掩膜所形成的基板的透射率的曲线图。D1、D2及D3分别意味着示出于图5中的表的第一型、第二型及第三型凸起的纳米掩膜所形成的基板。
图7a是表示分布及大小不同的掩膜所形成的基板的透射率的曲线图。D1、D2及D3与如上所述相同,并且以作为基准波长的500~550nm为基准,图7b是波长为其以下的区域(Region(Ⅰ))中的放大曲线图,并且图7c是波长为其以上的区域(Region(Ⅱ))的放大曲线图。
图8是表示设置于蚀刻舱室30的原位监控装置70的形式和监控方法的模拟图。
图9是表示根据设置于蚀刻舱室30的原位监控装置70对基板所蚀刻的程度进行监 控的原理的模拟图。
图10是表示在上述图9的蚀刻工艺前步骤、中间步骤及结束步骤中对通过原位监控装置70的检测器72进行测定的光的强度进行监控的光谱。
图11是表示包括有原位等离子体监控装置80的蚀刻舱室30的形式的模拟图。
图12是表示通过原位等离子体监控装置80测定的等离子体31光源中所散发的光的光谱的曲线图。
图13是表示作为原位等离子体监控装置80的设置方向,基板的横向和纵向及等离子体31的阳极和阴极之间的高度方向的模拟图。
具体实施方式
以下,参照附图,对本实用新型的优选实施例进行详细说明。在此之前,使用于本说明书及请求范围的术语或者单词非限于并理解为通常的或词典中的意思,并且应理解为符合于本实用新型的技术思想的意思和概念。
首先,本实用新型提供一种连续式纳米图案装置,根据优选的一个实施例,用于在基板表面形成纳米图案的纳米图案装置中,包括:加载锁舱室10,其将作为非加工物的基板投入到工艺中;溅射舱室20,从上述加载锁舱室排出的基板投入其中,并且在上述基板表面通过溅射(sputtering)方式形成纳米掩膜;蚀刻舱室30,在表面形成有纳米掩膜的基板投入其中,并且蚀刻上述基板的表面后,形成纳米图案;以及卸载锁舱室40,其将形成有纳米图案的基板排出至装置外部,并且上述舱室通过一个连续式(In-line)设备进行连接,从而投入至上述加载锁舱室10的基板连续经过上述溅射舱室20及蚀刻舱室30后,从上述蚀刻舱室40排出。
如图1所示,如上所述的连续式纳米图案装置的基本构成是加载锁舱室(Load Lock Chamber)、溅射舱室(Sputter Chamber)、蚀刻舱室(Etch Chamber)以及卸载锁舱室(Unload Lock Chamber)。
通过上述装置,按照用于形成纳米掩膜的溅射工艺和蚀刻基板的蚀刻工艺顺序,对基板表面进行加工,并且引进连续式设备,以便连续地执行上述工艺,从而可确保用于防反射(AR)的基板的大规模生成。但是,上述连续式纳米图案装置并不限于用于实现防反射表面的基板的加工,可适用于通过各种纳米图案的基板表面加工技术。
用于上述舱室的连续化的连续式设备基本上包括:基板移送装置,其在舱室之间或者内部对基板进行移送;驱动装置,其对上述基板移送装置进行驱动;感知装置,其对 基板移送装置上端的基板的位置进行感知;以及控制装置,其通过感知装置的感知对驱动装置进行控制。
在上述基板移送装置100上,在基板所处的一定区域包括支撑部件110,并且包括对基板进行加热并调节基板温度的加热装置。此时,上述支撑部件110均可使用透明材料或者非透明材料,但是在使用非透明材料的支撑部件110的情况下,在应用将要在后面叙述的原位监控装置中,以基板为界限,将从一侧进行照射后透射基板的光在设置于对面的检测器中无法容纳,因此在非透明的支撑部件110的一定区域形成有多个孔111,从而使得通过其所透射的光可容纳于检测器中。对此的模拟图在图2及图3中进行示出。
另外,优选地,在各个舱室之间为了工艺的稳定化、工艺时间的控制、工艺气体混合污染的防止等,根据情况在各个舱室之间设置一个以上的缓冲舱室50。此外,各个舱室之间,特别是在溅射舱室和蚀刻舱室之间,节拍时间(tact time),即为了实现所需的生产目标,生产一个产品所需的时间不同的情况下,所属于相对节拍时间长的工艺的舱室中,将2个以上的相同的舱室进行并列连接,从而驱动工艺,进而可将连续式工艺的效率最大化。
另外,在现有的上述溅射舱室20内部对基板表面的溅射(sputtering)工艺中,采用在舱室内部基板进行移动的同时实现的形式,但本实用新型根据优选的一个实施例,可在舱室内部溅射靶材(sputter target)进行移动的同时实现溅射。
与现有方式相同地,基板可通过基板移送装置100,在舱室内部进行移动的同时实现溅射,但是如上所述,如果不是基板移动,而是溅射靶材移动的同时实现基板表面上的溅射工艺,则会缩小溅射舱室20的大小,从而能够提高空间利用率。对此的模拟图在图4a中进行示出。
在上述溅射舱室20或者蚀刻舱室30中,为了控制工艺的稳定性和反复性,还可包括原位(In-situ)监控装置60、70,其在工艺内部对工艺状况进行实时监控。通过其对溅射或者蚀刻程度进行实时掌控,从而将工艺最优化,进而可改善产品的生产性。
此时,本实用新型的原位监控装置60、70根据优选的一个实施例可包括:一个以上的光源61、71,其将光照射到作为非加工物的基板的表面;检测器62、72,其容纳光并对光的强度进行实时监控,上述光从光源进行照射后透射到基板或者在基板的表面进行反射。
此外,设置有上述光源61、71或者检测器62、72的舱室外部的一定区域中,在舱室的壁面可包括光容纳部90,根据优选的一个实施例,上述光容纳部90可包括:窗口 91(window),其设置于舱室的内部和外部的交界面,从而容纳从上述光源61、71所散发的光或者透射或反射到基板的光;以及光导向92,其用于提高从光源61、71散发的光的直线性,或者将其他光的干扰最小化,从而对无噪声(noise)地透射或者反射到上述基板的光进行监控。
此时,优选地,光导向92设置于窗口91和光源61、71或者窗口91和检测器62、72之间,更优选地,向上述窗口91的舱室内侧方向进行设置。对此的模拟图在图4b中进行示出。
上述窗口91设置于成为舱室的外部和内部的界限的舱室的壁面,并且优选地,构成为对光的透射度高的光学用玻璃或者透镜,并且优选地,为了维持作为真空舱室的壁面的强度,具有10~30mm的厚度。
此外,上述光导向92为了减少除作为监控对象的光以外的光的干扰并将噪声最小化,执行如下作用:将通过窗口91所容纳的光无损失地导向至检测器62、72。为此,优选地,构成为狭缝(slit)或者孔(hole)的形状,并且根据一个实施例可取用如光纤维一样的物质。
另外,作为检测器62、72的使用用途为测定相对光透射率的变化或者测定光波长的光谱等,或者根据目的可用作各种光学分析器。作为优选的一个实施例,可取用发光分析器(Optical Emission Spectroscopy,OES)或者测定透射度/反射度的分光光度计(Spectrophotometer)等。
另外,优选地,上述检测器62、72和光源61、71根据整个工艺的规模或者大小以及所处理的基板的大小等,向基板的横向和纵向设置多个。从而可提高监控的准确性,并且可观察或者控制均匀性(uniformity)。
以下,对包括于溅射舱室20的原位监控装置60进行说明。对此的模拟图在图4a中进行示出。在溅射舱室20中,在基板表面通过溅射(sputtering)方式形成纳米掩膜,但是为了控制此时形成的纳米掩膜的大小和分布,可利用上述原位监控装置60。
根据在基板表面形成有纳米掩膜或者蒸镀有纳米掩膜后产生的纳米凸起的大小或者分布,在防反射特性产生差异。参照图5中所示出的表,在将50~150nm大小的凸起称为第一型凸起(D1)、将150~300nm大小的凸起称为第二型凸起(D2)、将300~1000nm大小的凸起称为第三型凸起(D3)、将1000nm以上大小的凸起称为第四型凸起(D4)时,凸起的大小越大所透射的光的波长越长。
此外,参照图6,具有相同分布,但是在将D1或者D2形状的各种大小的纳米掩膜 形成于基板表面时,可看到透射基板的光的透射率差异。在将550nm称为基准波长时,可确认到如下值:形成有D1凸起的基板的透射率为46%,D2为38%,D3为35%。
根据形成于如上所述的基板表面的纳米掩膜的大小或者分布的差异,透射或者反射的光的强度产生变化,利用上述特性,如图4a所示,通过溅射工艺将从光源61所散发的光照射到表面形成有纳米掩膜的基板,并且设置于各个角度的检测器62对透射或者反射到基板的光进行容纳,从而分析光谱或者透射率的变化,进而可控制形成于基板表面的纳米掩膜的大小和分布。
此时,优选地,在整个波长的区域中分析光的强度的差异,并且将500~550nm的波长设定为基准波长,并且在短波长区域和长波长区域中对透射或者反射到基板的光的强度差异进行分析,从而更有效地控制工艺。
如图7a至7c所示,在形成有相对较小大小的D1~D2大小的纳米掩膜的基板的情况下,与形成有相对较大大小的D2~D3大小的纳米掩膜的基板进行比较时,在区域(Region)(Ⅰ),即在短波长区域中透射率显示为更高,但是,在区域(Region)(Ⅱ),即在长波长区域中显示为更低。
另外,在将透明的基板使用为非加工物的情况下,透射或者反射到基板的光均存在,因此可分析上述光的强度差异,但是在将非透明的基板使用为非加工物的情况下,不存在透射到基板的光,因此分析反射到基板的光的光谱并控制工艺。
以下,对包括于蚀刻舱室30的原位监控装置70进行说明。对此的模拟图在图8中进行示出。在蚀刻舱室30中,利用在溅射舱室20中形成于基板表面的纳米掩膜,对基板的表面进行蚀刻,从而执行形成纳米图案的工艺。此时,实时监控蚀刻进行的程度,并且以此为基础控制工艺,从而在将工艺最优化并确保大规模生产中利用上述原位监控装置70。
在透明的基板表面形成纳米凸起的情况下,向基板侧面流入的光通过纳米凸起进行分散,从而可获得显示平面照明特性的透明基板。本申请人基于根据上述纳米凸起形成的平面照明透明基板来申请过专利。(专利申请第2013-0041456号)将上述平面照明特性进行相反考虑,如果从光源将光照射到表面形成有纳米凸起的基板的表面,则注意到向基板的侧面散发光,并且通过原位监控装置70的检测器72对所散发的光的光谱或者透射率的变化进行实时测定/分析,从而可有效控制在蚀刻舱室30中执行的工艺。
更详细地,如图9及图10所示,基板表面所蚀刻的程度越大,通过纳米凸起光所分散的程度就越大,从而从基板的侧面散发的光量会越多。利用上述特性,将蚀刻工艺的 进行程度,通过对从基板的侧面散发的等离子体光谱的强度进行分析,可有效控制蚀刻工艺。
只是,在参照图8时,在利用等离子体31的蚀刻工艺的情况下,为了等离子体31的形成,将基板置于阳极(anode)和阴极(cathode)之间并位于近处,因此在使用另外光源的情况下,难于在基板表面整体上有效地照射光,从而在测定整体均匀性时存在困难。此外,为了解决上述问题,将阳极和阴极自身进行特殊加工(例如,如图8所示,包括孔(hole)形状的分离部等,其用于将光通过阳极和阴极)或者在阳极和阴极之间为了确保入射角设置另外装置,但是由此存在效率性、经济性问题。
由此,为了解决上述问题,在蚀刻舱室30中将为了蚀刻所产生的等离子体31自身利用为原位监控装置70的光源,从等离子体31照射到基板的光通过形成于基板表面的纳米图案和基板底面进行分散,从而向侧面散发,对此通过检测器72进行实时测定/分析,从而可实现如上所述的监控。
在此情况下,与使用另外光源不同,将等离子体31自身利用为光源,因此为了确保等离子体光源的稳定性和反复性,根据本实用新型的优选的一个实施例,还可包括原位等离子体监控装置80,其通过检测器81对从等离子体光源散发的光的光谱进行监控。在图11中示出了包括于蚀刻舱室中的原位等离子体监控装置80。
如上所述,对等离子体光源进行监控,从而可控制基板的蚀刻所需的反应粒子,并且可维持稳定的等离子体状态。例如,在蚀刻工艺中使用CHF3、Ar、O2气体的情况下,对存在于等离子体内的F、Ar、O、H等所散发的光进行监控,从而可有效地控制蚀刻工艺。在参照图12时,对作为从等离子体光源中所散发的光的主要波长的Ar(450.9nm)、H(486.4nm)、F(685.2nm)、O(715.6nm)以及N(388.5nm)等的光谱进行监控。
另外,设置有上述检测器81的舱室外部的一定区域中,在舱室的壁面可设置有光容纳部90,根据优选的一个实施例,上述光容纳部90可包括:窗口91,其设置于舱室的内部和外部的交界面,从而容纳从上述等离子体31所散发的光;以及光导向92,其用于将其他光的干扰最小化,从而对无噪声(noise)地从上述等离子体31所散发的光进行监控。
此时,优选地,光导向92设置于窗口91和检测器81之间,更优选地,向上述窗口91的舱室内侧方向进行设置。对此的模拟图在图4b中进行示出。
上述窗口91设置于成为舱室的外部和内部的界限的舱室的壁面,并且优选地,构成为对光的透射度高的光学用玻璃或者透镜,并且优选地,为了维持作为真空舱室的壁面 的强度,具有10~30mm的厚度。
此外,上述光导向92为了减少除了从等离子体31所散发的光以外的光的干扰并将噪声最小化,执行如下作用:将通过窗口91所容纳的光无损失地导向至检测器81。为此,优选地,构成为狭缝(slit)或者孔(hole)的形状,并且根据一个实施例可取用如光纤维一样的物质。
此外,原位等离子体监控装置80的检测器81根据整个工艺的规模、大小及所处理的基板的大小等,向基板的横向和纵向以及等离子体31的阳极和阴极之间的高度方向(图13的x、y、z方向)设置多个,从而可提高监控的准确性,并且可控制整体的均匀性。
另外,在将透明的基板使用为非加工物的情况下,可对从基板的侧面所散发的光的光谱进行分析,但是在将非透明的基板使用为非加工物的情况下,不存在透射到基板后向侧面所散发的光,因此需要对反射到基板的光的强度进行分析并控制工艺。由此,在此情况下,在阳极和阴极之间设置用于确保入射角的另外的装置和另外的光源,从而据此对所反射的光的强度进行分析。如上所述,对此的模拟图在图8中进行示出。
本实用新型根据优选的一个实施例提供防反射基板,其利用如上所述的连续式纳米图案装置来进行制造,并且在基板表面形成用于实现防反射的纳米尺度的凸起。
根据优选的一个实施例,上述纳米尺度的凸起可形成为混合有如上所述的D1至D4大小范围中至少任何一个以上的大小范围的凸起的形状,并且通过其可实现在广泛的波长领域范围中的防反射。
为了形成混合有上述各种大小的凸起的结构,优选地,如上所述,利用溅射舱室20中的原位监控装置60,对形成于基板表面的纳米掩膜的大小和分布进行控制,利用蚀刻舱室30中的原位监控装置70及原位等离子体监控装置80,对等离子体的反应粒子和基板表面所蚀刻的程度进行控制。
本实用新型并不限于如上所述的特定的实施例及说明,并且不脱离请求范围中所请求的本实用新型的要点,本实用新型所属的技术领域中具有一般知识的任何技术人员可实施各种变形,与此相同的变形应包括在本实用新型的保护范围内。
标号说明
10:加载锁舱室(Load Lock Chamber)
20:溅射舱室(Sputter Chamber)
30:蚀刻舱室(Etch Chamber)
31:等离子体
40:卸载锁舱室(Unload Lock Chamber)
60:设置于溅射舱室20的原位监控装置
61:设置于溅射舱室20的光源
62:设置于溅射舱室20的检测器
70:设置于蚀刻舱室30的原位监控装置
71:设置于蚀刻舱室30的光源
72:设置于蚀刻舱室30的检测器
80:设置于蚀刻舱室30的原位等离子体监控装置
81:设置于蚀刻舱室30的检测器
90:设置于溅射舱室20以及蚀刻舱室30的舱室壁面的光容纳部
91:设置于光容纳部90的窗口
92:设置于光容纳部90的光导向
100:基板移送装置
110:支撑部件
111:孔
Claims (22)
1.一种连续式纳米图案装置,用于将纳米图案形成于基板的表面,其特征在于,包括:
加载锁舱室(10),其将作为非加工物的基板投入到工艺中;
溅射舱室(20),从上述加载锁舱室(10)排出的基板投入其中,并且在上述基板表面通过溅射方式形成纳米掩膜;
蚀刻舱室(30),在表面形成有纳米掩膜的基板投入其中,并且蚀刻上述基板的表面后,形成纳米掩膜;以及
卸载锁舱室(40),其将形成有纳米图案的基板排出至装置外部,
并且,上述舱室通过一个连续式设备进行连接,从而投入至上述加载锁舱室(10)的基板连续经过上述溅射舱室(20)及蚀刻舱室(30)后,从上述蚀刻舱室(40)排出。
2.根据权利要求1所述的连续式纳米图案装置,其特征在于,上述连续式设备包括:
基板移送装置(100),其在上述舱室之间或者内部对基板进行移送;
驱动装置,其对上述基板移送装置进行驱动;
感知装置,其在上述基板移送装置上对基板的位置进行感知;以及
控制装置,其通过上述感知装置的感知对上述驱动装置进行控制。
3.根据权利要求2所述的连续式纳米图案装置,其特征在于,上述基板移送装置(100)包括:
支撑部件(110),其使得作为非加工物的基板位于上部;以及
加热装置,其用于调节上述基板的温度。
4.根据权利要求3所述的连续式纳米图案装置,其特征在于:
在上述支撑部件(110)非透明的情况下,在上述支撑部件(110)的一定区域上形成多个孔(111)。
5.根据权利要求1所述的连续式纳米图案装置,其特征在于:
为了控制上述加载锁舱室(10)、溅射舱室(20)、蚀刻舱室(30)以及卸载锁舱室(40)的工艺时间并防止各个舱室之间因工艺气体混合的污染,在各个舱室之间设置一个以上的缓冲舱室(50)。
6.根据权利要求1所述的连续式纳米图案装置,其特征在于:
考虑到各个舱室的节拍时间,相对节拍时间长的工艺中,将相同的2个以上的舱室进行并列连接,从而驱动工艺。
7.根据权利要求1所述的连续式纳米图案装置,其特征在于:
在上述溅射舱室(20)内部,基板表面上的溅射工艺可通过溅射靶材移动的同时实现。
8.根据权利要求1所述的连续式纳米图案装置,其特征在于:
为了控制工艺的稳定性及反复性,在上述溅射舱室(20)或者蚀刻舱室(30)中还包括原位监控装置(60、70)。
9.根据权利要求8所述的连续式纳米图案装置,其特征在于,上述原位监控装置(60、70)包括:
一个以上光源(61、71),其向作为非加工物的基板表面照射光;以及
检测器(62、72),其对光的强度进行实时监控,上述光从上述光源照射后透射或者反射到上述基板。
10.根据权利要求9所述的连续式纳米图案装置,其特征在于:
在设置有上述光源(61、71)或者检测器(62、72)的舱室的一定区域中,在舱室的壁面设置有光容纳部(90)。
11.根据权利要求10所述的连续式纳米图案装置,其特征在于,上述光容纳部(90)包括:
窗口(91),其设置于舱室的内部和外部的交界面,从而容纳从上述光源(61、71)所散发的光或者透射或反射到基板的光;以及
光导向(92),其用于提高从上述光源(61、71)所散发至舱室内部的光的直线性,或者将其他光的干扰最小化,从而对无噪声地透射或者反射到基板的光进行监控,
并且,上述光导向(92)设置于上述窗口(91)和光源(61、71)或者上述窗口(91)和检测器(62、72)之间。
12.根据权利要求9所述的连续式纳米图案装置,其特征在于:
上述检测器(62、72)和光源(61、71)根据整个工艺的规模、装置大小以及所处理的基板的大小,向基板的横向和纵向设置多个。
13.根据权利要求8所述的连续式纳米图案装置,设置于上述溅射舱室(20)的原位监控装置(60)中,其特征在于:
为了控制形成于基板表面的纳米掩膜的大小及分布,通过检测器(62)对光的强度进行实时监控,上述光从光源(61)照射至作为非加工物的基板表面后透射或者反射到基板。
14.根据权利要求8所述的连续式纳米图案装置,在设置于上述蚀刻舱室(30)的原位监控装置(70)中,其特征在于:
为了对基板表面的蚀刻程度进行监控并对其进行控制,通过检测器(72)对光的光谱进行实时监控,上述光从光源(71)照射到作为非加工物的基板表面后透射或者反射到基板。
15.根据权利要求14所述的连续式纳米图案装置,其特征在于:
在将透明基板使用为非加工物的情况下,上述光源(71)是在上述蚀刻舱室(30)中使用于蚀刻的等离子体(31),
并且从上述等离子体(31)入射到基板后,通过形成于基板表面的纳米图案和基板的底面进行分散,从而通过上述检测器(72)对散发到上述基板的一个侧面的光的光谱进行测定。
16.根据权利要求15所述的连续式纳米图案装置,其特征在于:
为了确保等离子体(31)的稳定性及反复性,还包括原位等离子体监控装置(80),其通过检测器(81)对从上述等离子体光源中散发的光的光谱进行监控。
17.根据权利要求16所述的连续式纳米图案装置,其特征在于:
设置有上述检测器(81)的舱室的一定区域中,在舱室的壁面设置有光容纳部(90)。
18.根据权利要求17所述的连续式纳米图案装置,其特征在于,上述光容纳部(90)包括:
窗口(91),其设置于舱室的内部和外部的交界面,从而容纳从上述等离子体(31)所散发的光;以及
光导向(92),其用于将其他光的干扰最小化,从而对无噪声地从上述等离子体(31)散发的光进行监控,
并且,上述光导向(92)设置于上述窗口(91)和检测器(81)之间。
19.根据权利要求16所述的连续式纳米图案装置,其特征在于:
上述原位等离子体监控装置(80)的检测器(81)根据整个工艺的规模、装置的大小及所处理的基板的大小,向基板的横向和纵向设置多个,
并且在等离子体(31)的阳极和阴极之间的高度方向设置多个,从而对等离子体的整体体积进行实时监控。
20.一种防反射基板,其特征在于:
利用权利要求1至19中任何一项的连续式纳米图案装置进行制造,
并且在基板表面形成用于实现防反射的纳米尺度的凸起。
21.根据权利要求20所述的防反射基板,其特征在于:
上述纳米尺度的凸起形成为混合有50~150nm、150~300nm、300~1000nm及1000nm以上的大小范围中至少任何一个以上的大小范围的凸起的形状。
22.根据权利要求21所述的防反射基板,其特征在于:
各种大小的纳米凸起通过如下控制进行形成:在上述溅射舱室(20)中利用原位监控装置(60)的纳米掩膜的大小及分布控制和在上述蚀刻舱室(30)中利用原位监控装置(70)及原位等离子体监控装置(80)的基板表面的蚀刻控制。
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