KR100570851B1 - 광학적으로 유효한 다층막을 형성하는 방법 및 장치 - Google Patents

광학적으로 유효한 다층막을 형성하는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고체 타겟을 이용하여 플라즈마 스퍼터링 방법에 의해 제1면(1a) 및 제1면(1b)을 포함하는 기판(1)에 광학적으로 유효한 다층막(3)을 생산하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 후면에 발생하는 손상을 줄이기 위해, 기판의 전면(1a) 상에 다층막(3)의 증착함에 앞서, 보호층(2)이 상기 기판의 후면(1b)에 형성되거나 또는 보호층(2)이 이미 적용된 기판이 사용된다.

Description

광학적으로 유효한 다층막을 형성하는 방법 및 장치{Method and device for producing an optically effective system of layers}
본 발명은 광학 기구에서 사용되는 렌즈와 같은 기판 상에 광학적으로 유효한 다층막(system of layers)을 형성하는 방법 및 상기 방법을 수행하는 장치에 관한 것이다.
소정의 광학 특성을 갖는 광학 요소를 제공하기 위하여, 서로 다른 광학적 특성 특히, 서로 다른 굴절률(refractive indices)을 갖는 다수의 층을 포함하는 다층막이 구비된 기판을 소정의 방법에 의해 생산하는 것이 공지되어 있다. 예를 들어, 다층막의 구조에 따라 특정한 파장 범위에서의 반사 또는 투과를 실질적으로 억제하는 것이 가능하다. 이런 종류의 다층막은 예를 들어, 안경이나 광학 필터, 거울을 위한 반사방지코팅(antireflection coating)으로 사용된다. 층 형성을 위해 사용되는 표준적인 물질로는 특히, 실리콘 산화물(silicon oxide) 또는 실리콘 질화물(silicon nitride)과 같은 유기체(dielectric)가 사용된다. 안경에 대한 반사방지코팅 구조에 대한 예는, H. Pulker, 유리의 광학적 코팅(Optical Coating on Glass), 제2판, Elsevier, Amsterdam 1999 등에 기술되어 있다. 고품질의 광학 요소를 제공하기 위해서는, 다층막의 각 층이 기판 표면 전체에 걸쳐 소정의 두께를 가져야만 한다. 더욱이, 기판은 소정의 표면 구조를 가져야만 한다.
박막층을 형성하기 위해 사용되는 방법의 일 예로서 스퍼터링(sputtering) 방법이 사용된다. 이온 빔 또는 플라즈마 중의 이온이 고체 타겟(solid target)과 충돌하며 상기 타켓으로부터 개별 원자가 분리되어 기판에 증착된다. 광학적 코팅을 제공하기 위하여, 증착된 원자와 반응하는 반응성 가스, 예컨대 산소 또는 질소가 스퍼터링 가스 예컨대, 아르곤에 자주 부가된다. 예를 들어 설명하면, 반응성 가스로서 예컨대 산소 또는 질소를 부가함으로써 단일 타겟 물질을 사용하여 서로 다른 조성, 즉 SiO2 및 Si3N4의 광학 층을 생산하는 방법이 M. Ruske 등의 "다른 타겟 물질을 사용한 엠에프 트윈 마그네트론(MF twin magnetron) 스퍼터링에 의해 증착된 SiO2 및 Si3N4의 특성", 박막 고체 필름(Thin Solid Films) 351 (1999) 158-163으로부터 공지되어 있다. 스퍼터링 방법의 경우에, 타겟이 면하는 면에만 코팅을 하는 것이 가능하다. 따라서 양 면이 모두 코팅되어야 하는 기판, 예컨대 안경 렌즈의 경우에, 전면(front side)이 코팅된 후, 후면(rear side)을 코팅하기 위해 기판이 돌려져야 한다.
기판에 광학적 다층막을 제공하는 데 있어서 플라즈마 강화 스퍼터링 방법( 플라즈마 스퍼터링 방법; plasma-enhanced sputtering process)이 갖는 문제점은 후면 부하로 알려져 있는 데, 예를 들면 연마성 물질(abrasive material), 분해(decomposition), 오염(contamination) 등과 같은 것에 의해 발생하는 손상이다. 한쪽 면이 코팅되는 동안, 기판의 다른쪽 면은 주위의 플라즈마 때문에 바람직하지 않은 변화를 일으킨다. 특히 산소를 함유한 플라즈마는 기판의 표면에 손상을 입힌다. 산소를 함유한 플라즈마는 종래의 모든 반응적 스퍼터링 공정에서 사용되는 데, 적어도 하나의 층 물질, 예컨대 SiO2의 증착을 위해 사용된다. 후면 부하는, 전면 및 후면 모두가 미리 설정된 적절한 다층막을 가져야 하는 광학 요소에는 치명적이다. 또한, 표면의 변화는 적용된 코팅이 영구적인 접합이 되지 못하게 하기도 한다.
처리되지 않은 면에 바람직하지 못한 증착이 일어나는 것을 방지하기 위해, 기판을 기판 홀더에 단단히 고정되게 삽입하여, 처리되지 않는 면이 플라즈마 또는 타겟 물질과 접촉되지 않도록 하는 방법이 알려져 있다. 이를 위해 기판 홀더의 형상을 기판의 표면 형상에 매치시켜, 기판과 기판 홀더 사이가 거리가 최대 2mm(암공간 거리)가 되고, 이 영역에는 어떠한 플라즈마도 형성될 수 없도록 한다. 안경 렌즈의 곡률은 매우 다양하기 때문에, 다수의 서로 다른 기판 홀더가 요구되고, 이들 기판 홀더를 검사하여 만약 교체가 필요하다면 매회 바꾸어야 한다.
기계적인 수단을 사용하여, 바람직하지 못한 증착으로부터, 스퍼터링에 의해 아직 코팅되지 않은 광학 렌즈의 면을 보호하는 방법이 미국특허 제6,143,143호에 의해 알려져 있다. 이렇게 하기 위해서, 스퍼터링에 의해 코팅되는 면의 반대면에, 막을 접착하거나 또는 보호용 젤 또는 스프레이를 적용하여 덮혀지도록하는 것을 제안하고 있다. 추가로 제안된 해결책은 탄성 물질, 즉 포옴(foam) 또는 네오프렌(neoprene)으로 만들어져 기판에 밀착되는 기판 홀더이다. 이 경우에 있어서의 단점은, 상기 물질을 장착하고, 그 후 코팅된 다른 면을 위해 이것을 분리하는 데 포함되는 높은 수준의 지출비용이다. 이를 위해 스퍼터링 챔버는 공정 중에 통기되어야 한다. 더욱이, 접착된 막과 같은 물질은 스퍼터링 챔버에서 반응 조건을 해칠 수도 있어 바람직하지 못한 증착 또는 층 구조의 변화를 일으킬 수 있다.
본 발명은 기판의 후면 또는 기판 상에 증착된 다층막에 손상이 발생하는 것을 실질적으로 막을 수 있는 기판 상에 광학적으로 유효한 다층막을 형성하는 플라즈마 강화 스퍼터링 방법을 제공하는 것이 기본 목적이다. 또한 상기 방법을 수행하는 장치를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.
삭제
본 발명의 목적은 전면과 후면을 갖는 기판, 특히 플라스틱 또는 유리로 만들어진 광학 요소와 같이 투명한 기판의 면 상에 광학적으로 유효한 다층막을 형성하는 방법 및 장치에 의해 달성된다. 기판의 제1면 예컨대 전면에 막을 형성(coating)하기 전에, 기판의 제2면 예컨대 후면에 스퍼터링에 의해 보호층이 형성되거나, 상기 기판은 상기 제2면에 이미 보호층을 가지고 있는 기판이 선택되어 진다. 보호층이 상기 제2면에 형성된 후, 상기 기판은 스퍼터 증착 공정에 의하여 상기 제1면에 다층막이 형성되어질 수 있도록 돌려진다. 제1면에 다층막이 형성된 후, 필요하다면, 제2면에 추가의 다층막이 형성될 수 있도록 기판은 돌려진다. 보호층은 제1면의 코팅 중에 반응성 대기(reactive atmosphere)에 의해 유발되는 바람직하지 못한 변화로부터 기판을 보호한다. 보호층은 제2면에 단일의 층으로 형성되거나 추가의 다층막으로 형성될 수 있다. 보호층은, 추가로 층을 형성시 발생하는 부분적인 감손을 제외하고는, 기판에 영구적으로 남는다. 따라서 공지의 보호 필름과는 달리, 본 발명에 따른 보호층은 영구적이다. 보호층은 상기 광학 요소가 가지는 조건에 그 광학 특성이 매칭되도록 선택되어지거나 형성되기 때문에, 형성되는 다층막에 기능적으로 합체되어 제거 단계, 예컨대 보호 필름을 제거하는 단계와 같은 단계가 필요 없다.
바람직하게는, 보호층은 제2면 상에 스퍼터링에 의해 형성된다. 이 방법이 제1면 상에 다층막을 형성하기 위해 사용되는 장치 내에서 수행되면, 스퍼터링 챔버를 다시 비워야할 필요가 없고, 일 면을 처리한 후 바로 다른 면을 처리할 수 있기 때문에 바람직하다. 보호층이 형성된 후 기판은, 전면이 스퍼터링에 의해 코팅되도록 바람직하기로는 자동으로 돌려진다.
보호층을 형성하는 동안에 사용되는 공정 조건과 두께 및 물질은, 기판의 전면이 보호층 형성에 의해 불리한 영향을 받지 않는 방법으로 선택되어 지며, 제1면의 코팅 중에 감손이 일어난다고 하더라도 기판이 아니라 보호층이 감손되도록 충분한 보호작용이 제공되어야 한다. 보호층이 질소 함유 플라즈마(nitrogen-containing plasma) 중에서 증착되고 예를 들어, 실리콘 질화물(silicon nitride) SiXNY 로 이루어지면 제1조건은 바람직하게 만족된다. 적절하다면, 산소 플라즈마(oxygen plasma)를 사용하는 것 역시 가능한 데, 전면 부하는 증착 시간을 짧게 유지시키는 것 및/또는 높은 증착 압력을 사용하는 것 의해 조절될 수 있기 때문이다. 최대 두께는 대략 40nm가 바람직하다. 보호층은 예를 들어 대략 10nm의 최소 두께를 가진다면 제2조건이 만족된다.
보호층은 예를 들어, 실리콘 산화물(silicon oxide), 실리콘 질화물(silicon nitride), 알루미늄 산화물(aluminum oxide) 및/또는 알루미늄 질화물(aluminum nitride)로 이루어진다. 이러한 물질은, 보호층 및 다층막을 이루는 고굴절율 및 저굴절율을 가진 추가의 층이 단일한 실리콘-함유(silicon containing) 타켓 또는 알루미늄-함유(aluminum containing) 타겟을 사용하여 형성될 수 있기 때문에, 이점을 갖는다. 만일 다른 타겟이 사용된다면, 후면에 형성되는 추가의 다층막 중의 제1층, 예를 들어 표준적인 고굴절 물질인 티타늄 산화물(titanium oxide) TiO2, 지르코늄 산화물(zirconium oxide) ZrO2, 탄타륨 산화물(tantalum oxide) Ta2O5 이 원칙적으로 보호층으로 적절하다.
기판의 양면이 코팅될 때, 본 방법의 보다 유익한 개선 방식에 의하면, 보호층이 후면에 형성되는 추가의 다층막의 제1층으로 작용한다. 형성 조건은, 보호층이 그 보호적 기능을 수행한 후에, 보호층의 광학적 특성이 추가되는 다층막이 만족해야할 조건에 매치되도록 선택된다. 전면 코팅시 발생한 물질의 손실이 고려되어 진다. 특히, 반사 방지코팅의 경우에, 바닥층은 통상적으로 광학적으로 고굴절을 가진 실리콘 질화물 Si3N4 의 층을 포함하며, 보호층의 기능을 수행할 수 있다.
상기 방법은, 만일 보호층이 다층막을 이루는 층 중 적어도 일부의 층이나, 보다 바람직하게는 다층막을 이루는 모든 층과 동일한 타켓을 사용하여 형성된다면 특히 수행하기가 간단하다. 이 경우에, 보호층을 포함하여 막 전체가 타겟의 교환 없이 스터터링될 수 있다. 서로 다른 굴절률을 갖는 각 층의 물질은 반응성 가스(reactive gas)를 교환함으로써 달성될 수 있다. 예를 들어, 순수 실리콘 타겟 또는 실리콘-알루미늄 타겟이 O2 및 N2를 번갈아 함유하는 플라즈마에서 사용된다.
상기 방법을 수행하기 위한 본 발명에 따른 장치는, 배기가 가능한 스퍼터링 챔버와, 회전가능한 기판 수용부를 갖는 기판 홀더를 포함하며, 기판은 기판 표면에 대해 실질적으로 평행한 전환축과 기판 표면에 대해 실질적으로 수직인 회전축 양쪽 모두에 대해 회전될 수 있다. 환형의 오목 또는 볼록 기판의 경우에 있어서, 예컨대 회전축은 정점을 통과하는 면의 법선이며, 전환축은 상기 면의 법선에 수직한 선이다. 만일 타겟을 고정시켜 놓은 경우라면, 본 발명에 따른 장치는 스퍼터링 챔버를 열지 않고 기판을 돌림으로써, 기판의 전면 또는 후면이 스퍼터링에 의해 원하는 바에 따라 코팅되게 할 수 있다. 회전 운동은 층이 균일하고 일정한 두께 분포를 가지게 한다. 상기 양 운동은 동일한 구동부에 의해 구현되는 것이 특히 바람직하다.
단일 설비에서 기판의 양쪽 면에 대한 코팅을 완료할 수 있음은 물론, 본 발명은 안경사(optician)가 반가공 또는 가공이 완료된 렌즈에 고객이 원하는 코팅을 제공하여 최종산물로 제공하는 것도 가능하다. 본 발명에 따르면, 이 경우에, 기판상에 이미 존재하는 코팅은 보호층으로서의 기능을 가진다.
반가공 렌즈로 공지된 것을 보면, 공장에서 배달될 때 전면은 이미 원하는 광학 특성을 갖는 특정한 형상을 가지며, 후면은 안경사에 의해 개별적으로 가공되는 데, 렌즈가 각 개별 실정에 따른 조건, 예를 들어 굴절력 및/또는 원주 같은 조건을 만족하도록 그라인딩에 의해 가공된다. 이런 종류의 렌즈에서는 안경사가 코팅을 형성시키기가 쉽다. 본 발명에 따르면, 이런 형태의 렌즈에서는 무엇보다 먼저 전면에 완전한 반사방지막을 형성시키게 되며, 이 경우에 상술한 바와 같이 제2면은 보층층으로 기능한다. 이러한 반사방지막을 형성시키는 동안 발생하는 후면 부하는 후속적으로 수행되는 후면 가공에서 제거된다. 그리고 나서, 후면에 반사방지막이 스퍼터링된다. 이때 전면은 이미 형성된 완전한 반사방지막 의해 보호된다. 보호층으로 작용하는 다층막은 전면 상에 스퍼터링되는 것이 바람직하다. 그러나, 전면 코팅은 박스 코터(box coater)로 알려진 것과 같은 별도의 대규모 설비에서 제조상에 의해 수행될 수도 있다. 이 경우에, 다층막은 전자빔 증착(electron beam evaporation)에 의해서도 형성될 수 있다.
상술한 순서의 대안으로, 전면(여기서는 전면이 제2면이 된다)에 보호층으로 작용하는 다층막이 형성되기 전에, 후면(제1면)이 완전하게 가공될 수 있다. 보호층이 형성된 후, 긁힘 저항성(scratch resistance)을 개선하기 위하여, 부하를 받을 가능성이 있는 후면에 하드 코팅(hard coating)을 형성할 수 있다. 이 하드 코팅은 적용되는 표면과의 결합에 아무런 문제점을 갖지 않으나, 이어서 수행되는 스터터링에 의해 형성된 다층막을 위해, 부하가 없는 새로운 면을 형성한다. 이 방법은 또한 완성된 렌즈를 코팅하기 위해서도 사용가능한 데, 예컨대 후속하는 가공이 필요하지 않도록 제조업자에 의해 미리 결정된 광학을 가지도록 제조되어 있으나 후면에 하드 코팅을 가지지 않은 렌즈에 코팅을 위해 사용하는 것이 가능하다.
다층막 또는 보호층으로 이미 작용하고 있는 최상층의 재질(물질) 및 두께는, 상술한 바와 같이 광학 특성에 악영향을 미치지 않도록 선택되어 지거나, 다른 면에 실질적인 다층막이 형성되는 동안 생성되는 부하를 제어하는 방법에 따라 변경되어 진다.
본 발명의 더 이상의 예시적인 실시형태는 개략적으로 도시된 첨부도면을 참고로 보다 자세히 설명된다.
도 1a 내지 도 1e 는 기판의 전면 및 후면의 코팅과 관련된 개개의 방법을 단계로 도시한 것이다.
도 2 는 본 발명에 다른 기판 홀더를 작업(코팅) 위치에서 3차원적으로 도시한 도면이다.
도 3은 전환 위치에 있는 도 2 의 기판 홀더를 도시한 도면이다.
도 4는 작업 위치에서 세로 단면으로 도 2의 기판 홀더를 도시한 도면이다.
도 5는 전환 위치에서 세로 단면으로 도 2의 기판 홀더를 도시한 도면이다.
본 발명의 실시예를 도 1a 내지 도 1e 를 참조하여 설명한다. 도 1a 내지 도 1e 의 실시예는 투명한 기판(1), 특히 안경 렌즈가, 전면(1a; 제1면) 및 후면(1b; 제2면) 상에 반사방지층(3,4)을 가지도록 코팅하는 데 사용되는 방법의 일 예를 보여준다. 도면에 보여지는 치수는 순전히 개략적인 것이며, 기판(1)이 가질 수 있는 곡선은 도시되지 않았다.
전형적인 가스 유동비(flow rates)는 예를 들어, 2 내지 50sccm(표준 입방 센티미터, standard cubic centimeters)의 범위이지만, 특정한 응용 예 및 사용된 펌프에 따라 더 높거나 더 낮을 수도 있다. 코팅 챔버(coating chamber)에서 얻어지는 압력은 5ㆍ10-2 내지 8ㆍ10-4mbar의 범위이다. 플라즈마 전력은 예를 들어 대략 1.0 - 2.5 KW이다.
사용된 스퍼터링 방법은 펄스 직류 스퍼터링(plused DC sputtering)이다. 플라즈마는 설정 주파수에서, 온 오프로 스위칭되는 전자 직류에 의해 발생된다. 일 주기에서, 플라즈마는 특정 시간(펄스정지시간, Pluse Pause Time, PPT) 동안 스위치 오프된다.
각 경우에 있어, 다층막(3,4)의 개개의 층은 다음 플랜에 따라 증착된다:
먼저, 가스 흐름이 설정된다. 잠깐, 즉 10s 휴지기 후, 플라즈마가 점화된다. 플라즈마를 안정화하는데 필요한 추가적인 휴지기, 즉 10s 후 소정의 코팅 시간 동안 타겟과 기판(1) 사이의 셔터가 열리고 나서 닫힌다.
무엇보다 먼저, 오목면(1b)이 본 발명에 따른 SiXNY의 보호층(2)으로 스퍼터-코팅(sputter-coating)된다. 이렇게 하기 위해, 실시예에서는 다음의 공정 변수가 선택된다:
10 sccm의 Ar2, 30 sccm의 N2, 전력 : 1750W, 주파수 : 90 kHz, 펄스반전시간(PPT) : 5㎲. 22s의 코팅 시간은 15nm 두께의 SiXNY 층(2)의 증착을 이끈다(도 1a참조).
그리고 나서, 기판(1)은 돌려져(도 1b 참조) 볼록면(1a)이 반사방지막(3)으로 코팅되며, 이 경우 공지된 방법의 4개의 층을 포함한다(도 1c 참조). 전형적인 다층막은 내측에서 외측으로, 예를 들어 35nm의 SiXNY, 20nm의 SiO2, 61nm의 SiXNY, 92nm의 SiO2 로 구성된다.
SiXNY 층에 대해, 코팅 시간을 제외한 공정 변수는, 예를 들어 보호층을 생성하는데 사용된 변수에 매치되도록 선택된다.
실시예에 의하면, 다음의 변수가 SiO2 층에 대해 선택된다: 10 sccm의 Ar2, 25 sccm의 O2; 1750W, 90 kHz, 5㎲ PPT.
층에 대한 코팅 시간("오픈" 위치에 있는 셔터)은 내측에서 외측으로, 예를 들어 1.41s, 2.25s, 3.72s, 4.115s이다.
완전한 다층막이 볼록면 상에 증착 되어진 후, 기판은 다시 돌려지며(도 1d 참조), 오목면(1b)에는 반사방지 다층막(4)을 위한 나머지 층이 코팅된다(도 1e 참조). 이 다층막(4)은 볼록면(1a) 상의 다층막(3)과 동일한 것이다. 플라즈마의 후면 부하에 의해 약 5nm가 보호층으로부터 제거되고, 10nm의 SiXNY 가 여전히 남는다(두께 손실은 도시되지 않았다). 따라서 증착된 제1층은 25nm의 SiXNY이고 상술한 바와 같이 잔여 3개의 층이 따른다. 도 1a 내지 도 1e 에서 보호층(2)이 결합된 층이 다층막(3)의 대응하는 내측 층보다 두께가 얇다는 사실에 의해 도식적으로 나타난다. 렌즈의 오목면과 타겟 사이가 더 크기 때문에 코팅율은 대략 10% 낮다.
내측으로부터 외측으로 층에 대한 코팅 시간은 예를 들어: 1.32s, 2.27s, 3.79s, 4.126s이다.
도 2 내지 도 5 는 본 발명에 따른 장치의 주요 요소로 기판 홀더(5)를 도시하고 있다. 본 발명에 따른 코팅 방법에 부가하여 기판이 진공하에서 회전되고 뒤집혀지는 모든 코팅 작업에 사용될 수 있다.
기판 홀더(5)는 4개의 환상 수용부(6)를 포함하고, 여기에 기판, 예를 들어 안경 렌즈는 그의 주요 면 즉, 전면 및 후면이 접근할 수 있는 방식으로 삽입될 수 있다. 수용부(6)는 내부 링(6a) 및 외부 링(6b)을 포함하여, 상호에 대하여 회전할 수 있다. 내부 링(6a)은 캠(16)을 가져 이 수단에 의해 외부 링에 대해 회전으로 설정될 수 있다. 외부 링(6b)은 주변에 두 개의 핀(23a,23b)을 가져 이 수단에 의해 기판 홀더(5)의 커버(21)에 장착된다. 핀(23a,23b)은 전환 축을 정의한다. 하나의 핀(23a)에는 커플링 요소(22), 즉 기어가 제공되어, 전환 구동부(9; turning drive)와 상호작용한다.
작업위치(도 2 및 4 참조)에서, 수용부(6; receiving element)는 수용 디쉬(8; receiving dishes)상에 있다. 이것은 유성기어기구(7; planetary gear mechanism)의 일부이며, 이들은 구동부(10; drive)에 의해 회전 운동한다. 이 운동은 내부 링(6a) 상의 캠(16)과 수용디쉬(8) 상의 캠(15)에 의해 수용부(6)의 내부 링(6a)에 전달된다. 유성기어기구(7)는 샤프트(14)에 의해 구동되는 데, 샤프트(14)는 수용디쉬(8)에 연결되어 있으며, 구동부(10)에 의해 회전한다. 수용디쉬(8)는 그의 세로 축에 대해 회전할 수 있으며, 샤프트가 회전하는 동안, 회전하지 않는 외부 유성기어(19) 따라 구르는 수용디쉬(80) 상의 치형 링(18; toothed rings)에 의해 회전된다. 외부 유성기어(19)는 기판 홀더(5)의 하부(5b)에 회전가능하게 고정된 방식으로 배열된 스위칭 핀(11;switching pin)과 상호 작용하는 하방으로 돌출된 슬롯 가이드(13; slot guide)에 적어도 간접적으로 연결 되어짐에 의해 제 위치에 고정 유지된다. 기판 홀더(5)의 상부(5a)는 승강 실린더(20; lifting cylinder)에 의해 하부(5b)에 대해 이동될 수 있다.
작업위치에서, 거리는 비록 스위칭 핀(11)이 슬롯 가이드(13)와 상호 작용하도록 되어 유성기어기구가 움직이는 위치로 설정되더라도, 스위칭 핀(11)은 외부 유성기어(19)의 영역 안까지는 돌출하지 않도록 된다. 따라서, 작업위치에서, 상술한 바와 같이 수용부(6)는 그 중심점을 관통해 지나는 회전축에 대해 회전된다.
수용부를 뒤집기 위해서는, 상부(5a) 및 하부(5b) 사이의 거리는 감소된다. 그런 다음 스위칭 핀(11)은 상부(5a)에 계합하고 수용부(6)가 그 안에 장착된 커버(21)를 위쪽으로 누른다. 수용부(6)는 이런 방법으로 수용디쉬(8)의 밖으로 들려지고 더이상 회전을 하지 않는다. 이런 위치에서, 수용부(6)의 커플링 요소(22)는 각각의 경우에 하나의 전환 구동부(9)와 계합된다. 이것은 각각의 경우에 하나의 인덱싱 플레이트(12, indexing plate)에 연결된다. 샤프트의 회전과 그에 따른 샤프트에 대한 전환 구동부(9)의 세로 축 회전간에, 주기적으로 인덱싱 플레이트(12) 또는 그들 상에 배열된 캠과 접촉을 일으키는, 전환 위치(부분 5a 및 5b 사이의 짧은 거리)에 있는, 스위칭 핀(11)의 결과로, 전환 구동부는 그 자체의 세로 축에 대해 회전동작으로 설정된다. 이 회전 운동은 커플링 부재(22)에 의해 수용 부재(6)의 전환 동작으로 전환된다.
이러한 응용 예에서는, 실질적으로 상부(5a) 및 스위칭 핀(11)만이 스퍼터링 챔버 내에 위치된다. 공통 구동부(10)는 다른 하나에 대해 동작할 수 있는 성분에 대한 일 통로, 이 경우에 샤프트(14) 및 진공챔버의 외부에서 이를 둘러싼 슬리브가 생성되고 밀봉됨을 의미한다.
상술된 기판 홀더(5)로 인해, 본 발명에 따른 방법은 어떠한 가스 배출공정의 개입없이 재빠르게 수행될 수 있다. 복수의 기판이 동시에 코팅되고 뒤집어질 수 있기 때문에, 높은 생산성을 달성할 수 있다.

Claims (16)

  1. 제1면(1a) 및 제2면(1b)를 갖는 기판(1) 상에 플라즈마 강화 스터터링 방법에 의하여 광학적으로 유효한 다층막(3)을 형성하는 방법에 있어서,
    상기 기판(1)의 제2면(1b)에 보호층(2)을 형성하거나, 제2면(1b)에 이미 보호층(2)이 형성된 기판(1)을 선택하여, 상기 기판의 제1면(1a)에 스퍼터링에 의해 다층막(3)을 형성하며,
    상기 보호층(2)은 상기 기판(1)의 제1면(1a)에 다층막(3) 형성시 발생하는 부분적인 감손을 제외하고는 상기 기판(1)에 영구적으로 남는 보호층(2)인 것을 특징으로 하는 광학적으로 유효한 다층막을 형성하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호층(2)은 제2면에 단일의 층으로 형성되거나 추가의 다층막으로 형성됨을 특징으로 하는 광학적으로 유효한 다층막을 형성하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제2면(1b)에 형성되는 추가의 다층막(4)은, 상기 제1면(1a)에 다층막(3)이 형성된 후, 스퍼터링되는 것을 특징으로 하는 광학적으로 유효한 다층막을 형성하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제2면(1b)에 형성되는 추가의 다층막(4)은, 상기 제1면(1a)에 다층막(3)을 형성하기 위해 사용된 스퍼터링 챔버 내에서 스퍼터링에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 광학적으로 유효한 다층막을 형성하는 방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 보호층(2)은, 그 광학 특성이 상기 추가의 다층막(4)이 만족시켜야 하는 조건에 매칭되도록 선택되거나 형성됨을 특징으로 하는 광학적으로 유효한 다층막을 형성하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호층(2)은 상기 제2면(1b)상에 스퍼터링에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 광학적으로 유효한 다층막을 형성하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 보호층(2)은 상기 다층막(3)을 형성하기 위해 사용된 스퍼터링 챔버 내에서 형성되는 것을 특징으로 하는 광학적으로 유효한 다층막을 형성하는 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 보호층(2)은 무산소(oxigen-free) 플라즈마를 사용해 스퍼터링되는 것을 특징으로 하는 광학적으로 유효한 다층막을 형성하는 방법.
  9. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보호층(2)은, 상기 제1면(1a) 상에 형성되는 다층막(3), 및 상기 제2면(1b) 상에 형성되는 추가의 다층막(4)의 적어도 일부의 층을 형성하기 위해 사용된 타켓과 동일한 타켓을 사용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 광학적으로 유효한 다층막을 형성하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제1면(1a) 상에 형성되는 다층막(3)과 상기 제2면(1b) 상에 형성되는 추가의 다층막(4) 및 보호층(2)을 형성하기 위해 동일한 타켓이 사용되어 지며,
    플라즈마 형성을 위한 공정 가스는 형성되는 층에 따라 변함을 특징으로 하는 광학적으로 유효한 다층막을 형성하는 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호층의 물질은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 알루미늄 산화물 또는 알루미늄 질화물 중에서 선택되어지는 것을 특징으로 하는 광학적으로 유효한 다층막을 형성하는 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호층은 10 내지 40nm의 두께로 형성됨을 특징으로 하는 광학적으로 유효한 다층막을 형성하는 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호층(2)의 물질 및 두께는,
    상기 제1면(1a)에 다층막(3)을 형성하는 동안의 공정 변수에 따르고, 상기 다층막(3)이 형성된 후 상기 보호층(2)이 미리 설정된 두께를 가질 수 있도록 선택되어지는 것을 특징으로 하는 광학적으로 유효한 다층막을 형성하는 방법.
  14. 제 1 항에 있어서,
    보호층(2)으로 작용하는 다층막이 상기 제2면(1b)에 형성되거나, 보호층으로 작용하는 다층막을 가진 기판이 사용되며, 상기 제1면(1a)은 먼저, 미리 설정된 광학 특성을 갖도록 가공되어 진 후, 다층막(3)이 상기 제1면(1a)에 형성됨을 특징으로 하는 광학적으로 유효한 다층막을 형성하는 방법.
  15. 배기 가능한 스퍼터링 챔버와, 기판(1)을 위한 수용부(6)를 갖는 기판홀더(5)를 포함하며,
    상기 기판(1)은, 상기 수용부(6)에 의해, 상기 기판 표면에 평행한 방향을 가진 전환축과, 상기 기판 표면에 수직한 방향으로 가진 회전축 모두에 대해 회전가능한 것을 특징으로 하는 광학적으로 유효한 다층막을 형성하는 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 회전 운동과 상기 전환 운동을 위한 공통 구동부(10)를 구비하는 것을 특징으로 하는 광학적으로 유효한 다층막을 형성하는 장치.
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