KR102337533B1 - 렌즈들의 코팅을 위한 장치, 방법 및 용도 - Google Patents

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Abstract

렌즈의 코팅을 위한 장치, 방법 및 용도가 제안되고, 코팅 될 렌즈는 평행 관형 타겟 위에 쌍으로 배열되어 각각 타겟의 균일하고 및 균일하지 않은 제거 영역 모두에 중첩되고, 렌즈들이 회전함에 따라서 균일한 코팅을 달성할 수 있다.

Description

렌즈들의 코팅을 위한 장치, 방법 및 용도
본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 렌즈 코팅 장치, 청구항 16의 전제부에 따른 렌즈 코팅 방법 및 청구항 18항 또는 20항의 전제부에 따른 렌즈의 코팅을 위한 튜브형 타겟의 사용에 관한 것이다.
본 발명은 일반적으로 음극 스퍼터링(cathode sputtering)이라고 불리는 스퍼터링에 의한 렌즈 코팅에 관한 것이다. 이렇게 함으로써 원자는 고 에너지 충돌에 의해 고체, 소위 타겟으로 분리되어 기상(gaseous phase)으로 이동한다. 특히 본 발명은 인가된 전기장 이외에 음극 및/또는 타겟 뒤에 자기장이 존재하는, 소위 마그네트론 스퍼터링(magnetron sputtering)관한 것이다.
실제로, 선행 기술이 스퍼터링을 위한 많은 다른 장치 및 방법을 개시하더라도, 코팅 될 렌즈의 균일한 코팅을 달성하는 것이 어렵다.
DE 40 10 495 C2는 스퍼터링에 의해 재료로 기판을 코팅하기 위한 장치를 개시하고, 상기 기판은 고정된 축을 중심으로 회전할 수 있고, 기판 표면에 기울어 진 채로 기판에 할당된다. 여기서 균일한 코팅을 달성할 수 없거나 기껏해야 달성하기 매우 어렵다.
DE 295 05 497 U1은 스퍼터링에 의해 렌즈를 코팅하기 위한 코팅 스테이션을 개시하고 있으며, 렌즈는 평면 스퍼터링 소스를 통해 행성 배치(planetary arrangement)이동된다. 여기서, 건설 노력이 상당하고, 피복될 렌즈를 갖는 코팅 스테이션의 공급은 복잡하다. 또한 최적의 균일한 코팅이 달성될 수 없거나 매우 어렵게 달성될 수 있다.
WO 03/023813 A1은, 펄스 마그네트론 스퍼터링에 의해 렌즈를 코팅하기 위한 장치를 개시하고 있으며, 렌즈는 평행하게 움직이는 2 개의 튜브형 타겟의 종 방향 연장선을 따라서, 선형으로 이동되고, 그렇게 하면서 회전한다. 여기서, 렌즈의 균일한 코팅은 달성될 수 없거나 또는 큰 어려움만으로 달성될 수 있다.
본 발명의 목적은 렌즈의 코팅을 위한 장치, 방법 및 용도, 특히 단순한 구조 및/또는 단순한 공급으로 가능한 렌즈의 곡면의 매우 균일한 코팅을 제공하는 것이다.
상기 목적은 청구항 제 1 항에 기재된 장치, 청구항 제16항에 기재된 방법 또는 청구항 제18항 또는 제 20항에 기재된 용도에 의해 달성된다. 이로운 개발은 종속항들의 주제이다.
본 발명에 일 측면에 따르면, 상기 장치는 바람직하게, 연장된 또는 튜브형의 타겟을 갖고, 코팅 될 렌즈는 타겟에 대해 고정된 축 둘레로 회전 될 수 있다. 특히 이렇게 함으로써 렌즈는 선형으로 움직일 수 없지만 바람직하게는 고정된 배열이고, 바람직하게는 타겟 및 렌즈는 각각 고정된 축을 중심으로 회전한다. 따라서, 낮은 건설 노력으로 렌즈의 특히 균일한 코팅이 달성될 수 있다.
본 발명의 다른 양상에 따르면, 코팅 될 렌즈는 바람직하게는 본질적으로 균일한 제 1 영역 및 균일하지 않은 제 2 영역의 타겟 제거 속도 프로파일 모두에서 타겟 위에 유지되며, 그렇게 하면서 회전한다. 따라서, 특히 만곡된 렌즈면의 균일한 코팅이 가능해진다.
특히, 코팅 될 렌즈는 바람직하게 연장된 또는 튜브형 타겟 위의 한 단부 영역 또는 그 부근에 유지된다. 따라서, 타겟의 말단으로 증가되는 이송 속도의 특히 양호한 이용 및 그에 따라 분무된 타겟 재료의 개선된 향상된 이용이 발생할 수 있다.
본 발명의 또다른 양태에 따르면, 바람직하게는 2 개의 연장된 및/또는 관형의 특히 평행한 타겟이 렌즈의 곡면의 코팅을 위해 사용되고, 렌즈는 타겟 위에 쌍으로 배열되고, 바람직하게 하나의 고정된 축을 중심으로 회전한다. 이것은 간단하고 컴팩트 한 구조를 가능하게 하며, 렌즈의 매우 균일한 코팅을 달성 가능하게 한다.
본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 상기 장치는 적어도 2개의 렌즈와 함께 교환 가능한 하나의 캐리어를 포함하는 것이 바람직하다. 이렇게 하면 매우 간단하고 신속하게 장치를 공급할 수 있다.
마찬가지로, 독립적으로 구현될 수 있는 본 발명의 다른 측면에 따르면, 바람직하게는 축 방향 연장 또는 길이 방향 연장에 따라 변하는 외경을 갖는 하나의 타겟이 렌즈의 코팅에 사용된다.
본 발명의 전술한 양상들뿐만 아니라 특징들 및 양상들은 서로 독립적으로, 그러나 임의의 조합으로 구현될 수 있다.
본 발명의 다른 양상들, 장점들 및 특징들은 청구 범위 및 도면들을 사용하는 바람직한 실시 예에 대한 다음의 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 렌즈의 코팅을 위한 제안에 따른 장치의 개략 단면을 도시한다.
도 2는 장치의 개략적인 평면도이다.
도 3은 개략적으로 표시된 속도 프로파일을 갖는 장치의 개략적 인 측면도이다.
도 4는 도 2에 따른 장치의 개략적인 평면도를 도시하지만, 대안적으로 배열 된 렌즈를 구비한다.
도 1은 바람직하게는 광학 또는 안과용 렌즈 및/또는 안경 렌즈, 특히 플라스틱 렌즈들(2)의 코팅을 위한 제안에 따른 장치의 매우 개략적인 단면도를 도시한다.
장치(1, device)는 특히 음극 스퍼터링(cathode sputtering)이라고 하는 스퍼터링에 의한 렌즈(2)의 코팅을 위해 설계된다. 특히, 바람직하게는 소위 마그네트론 스퍼터링(magnetron sputtering)이 발생한다. 전기적으로 인가된 장(field) 이외에, 자기장이 또한 사용되거나 적용된다; 이에 대해서는 아래에서 자세히 설명된다.
특히 바람직하게는 렌즈(2)의 만곡된, 특히 오목한 표면이 본 발명에 따라 코팅 된다. 그러한 곡면 중 하나는 우측에 도시된 렌즈(2)에 대해 도 1에 개략적으로 도시되어 있다. 그러나, 원칙적으로 렌즈(2)의 볼록한 표면 또는 다른 표면도 이에 따라 코팅 될 수 있다.
장치(1)는 적어도 2개의 스퍼터링 소스들(3, sputtering sources)를 갖는다.
장치(1) 또는 각각의 스퍼터링 소스(3)는 코팅 및/또는 스퍼터링 중에 재료가 제거되는 하나의 타겟(4)을 가지며, 특히 가스 분위기(gas atmosphere)의 다른 성분과 함께, 각각의 렌즈(2) 또는 그 표면 상에 원하는 코팅을 형성한다.
도 2는 장치(1) 또는 스퍼터링 소스(3)를 개략적인 평면도로 도시한다.
예시된 실시 예에서 스퍼터링 소스들(3) 및/또는 타겟들(4)은 바람직하게 적어도 본질적으로 연장된 및/또는 관형 또는 원통형으로 만들어 진다.
타겟(4)은 특히 중공 원통형 및/또는 관형으로 제조된다.
스퍼터링 소스들(3) 및/또는 타겟들(4)은 바람직하게 서로 평행하게 배열된다.
바람직하게, 타겟(4)은 회전 축(D)을 중심으로 회전 또는 될 수 있다. 회전 축(D)은 바람직하게 도1 및 도 2에 도시된 바와 같이 공통 평면 및/또는 특히 서로 평행하게 연장되지만, 대안적으로 서로 기울어져 있을 수 있다.
회전 축(D)은 스퍼터링 소스들(3)의 종 방향 축에 대응하는 것이 바람직하다.
특히 바람직하게는, 스퍼터링 소스들(3) 및/또는 타겟들(4)은 구조적으로 동일하고 및/또는 하나의 스퍼터링 소스(3) 및 타겟(4)의 구조만이 이하에 상세하게 설명된다. 그러나 스퍼터링 소스들(3) 및 타겟들(4)은 원칙적으로 다르게 제조될 수 있다.
스퍼터링 소스(3)는 바람직하게는 도 1에 개략적으로 나타나는 바와 같이 전술한 자기장을 생성하기 위한 각각의 타겟(4)에 할당된 하나의 자석 배열(5, magnet arrangement)을 가지며 따라서 방향성 스퍼터링 구름(S, directed sputtering cloud)에 할당된다. 특히, 자석 배열(5)은 각각의 타겟(4) 아래 및/또는 내에 위치한다.
장치(1)는 스퍼터링 소스들(3) 및/또는 타겟들(4)을 -특히 교대로- 음극으로서 동작시키기 위해서, 도 1에 도시된 바와 같은 전압 소스(6, voltage source)를 가지고 및/또는 요구된 전압을 특히 펄스의 형태의 스퍼터링을 위한 스퍼터링 소스들(3) 및/또는 타겟(4)을 포함할 수 있다.
특히 바람직하게는 스퍼터링 소스들(3) 및/또는 타겟들(4)은 직류(펄스)로 교대로 동작 및/또는 노출된다. 이것은 "양극성 DC(bi-polar DC)"이다. 대안적으로, 하나의 스퍼터링 소스(3) 및/또는 타겟(4)이 음극으로서 사용되고 다른 스퍼터링 소스(3) 및/또는 다른 타겟(4)은 양극으로서 사용된다.
대안적으로, 교류 또는 일부 다른 모드로 동작이 가능하다.
선택적으로 또는 부가적으로, 비록 이것이 바람직하지 않더라도, 하나 이상의 추가 또는 분리된 양극이 사용될 수 있다.
장치(1)는 바람직하게 코팅이 발생하는 하나의 코팅 챔버(7) 및/또는 스퍼터링 소스(3)가 위치한다.
음극 및 양극으로서의 스퍼터링 소스들(3) 및/또는 타겟들(4)의 바람직한 교호 작동(alternating operation)은 하우징 측 또는 고정된 카운터 전극(counter-electrode)을 필요로 하지 않게 된다. 특히, 코팅 챔버(7)는 카운터 전극으로서 사용되지 않는다. 이러한 방식으로, 카운터 전극 상에 원치 않는 오염 및/또는 타겟 물질의 부착이 최소화 될 수 있고 및/또는 특히 안정한 방법 또는 코팅이 코팅 챔버(7)의 오염에 관계없이 달성될 수 있다. 따라서, 이러한 방식으로 요구되는 세정 및 유지 보수가 감소될 수 있다. 따라서, 이러한 방식으로 요구되는 세정 및 유지 보수가 감소될 수 있다.
또한, 타겟(4)은 매우 쉽게 변경될 수 있다. 이것은 또한 서비스를 용이하게 한다.
코팅 챔버(7)는 특히 연결부, 진공 펌프 등과 같은 여기서는 단지 개략적으로 도시된 장비(8)에 의해 원하는 방식으로 배출될 수 있다.
장치(1) 및/또는 코팅 챔버(7)는 바람직하게 코팅 공간으로 연장되는 가스 랜스(gas lance) 형태의 개략적으로 표시된 가스 공급원(9)을 갖는다.
장치(1)는 바람직하게 도 1에 도시된 바와 같이 렌즈들(2)을 유지하기 위한 하나의 캐리어(10)를 갖는다.
캐리어(10)는 설명을 위해 도 2 및 다른 도면들에 도시되지 않는다.
코팅 될 렌즈들(2)은 바람직하게 각각 축(A)을 중심으로 돌거나 회전될 수 있다. 장치(1) 및/또는 캐리어(10)는 대응하는 회전 유지, 특히 렌즈들(2)의 대응하는 구동을 위해 설계된다. 특히, 장치(1)는 바람직하게 캐리어(10)의 모든 렌즈들(2)을 함께 구동시키기 위해, 도 1 에 단지 개략적으로 표시된 대응하는 회전 구동부(11, rotary drive)를 갖는다.
바람직하게, 캐리어(10)는 장치(1) 및/또는 코팅 챔버(7)에서 동시에 코팅 되는 적어도 2 개의 렌즈들(2) 또는 모든 렌즈들(2) 또는 4개의 렌즈들(2)과 함께 교환 가능하다.
특히, 캐리어(10)는 -특히, 자체 및/또는 다른 축(A) 주위로- 바람직하게는 회전 가능하게 결합되도록 렌즈들(2)을 유지한다. 특히 바람직하게는, 캐리어(10)는 예를 들어, 도 1 에 개략적으로 도시된 바와 같은 대응하는 기어를 통해 회전 커플링(12, rotary coupling)을 구비한다.
바람직하게는, 코팅 중에 캐리어(10) 자체는 움직이지 않지만, 캐리어(10)에 의해 유지된 렌즈들(2)만이 회전된다. 바람직하게는, 캐리어(10)는, 캐리어(10)의 삽입 시 또는 캐리어(10)를 장치(1) 및/또는 코팅 챔버(7)로 밀어 넣을 때, 구동에 의해 또는 변속기에 의해 자동적으로 결합될 수 있거나 또는 구동 또는 기어와 관련하여 결합될 수 있으며, 특히 장치(1)의 회전 구동부 (11)등에 결합될 수 있다.
캐리어(10)는 코팅 될 렌즈들(2) 및/또는 코팅된 렌즈들(2)의 신속한 제거로 장치(1) 및/또는 코팅 챔버(7)의 신속한 공급을 허용한다.
장치(1) 및/또는 코팅 챔버(7)는 바람직하게는 코팅 되지 않은 렌즈들(2) 및 캐리어(10)가 도시되지 않은 접근 개구(access opening)를 통해 공급될 수 있다. 접근 개구는 바람직하게는 캐리어(10) 또는 도시되지 않은 클로저에 의해 기밀되도록 밀봉될 수 있다.
코팅 챔버(7)는 바람직하게 코팅을 위해 기밀로 밀봉될 수 있다.
캐리어(10)는 일반적으로 렌즈들(2)의 코팅을 위한 장치, 특히 스퍼터링 이외의 코팅 방법에서도 바람직하게 사용될 수 있다.
타겟(4)의 회전 축(D) 및/또는 종 방향 연장선(L, longitudinal extension)은 바람직하게 공통 평면, 특히 바람직하게 수평 평면으로 연장된다.
렌즈들(2)은 바람직하게는 상기 평면 위에 위치한다.
바람직하게, 각각의 렌즈(2)는 할당된 타겟(4) 위에 위치한다. "위에(over) "라는 용어는 타겟(4) 및/또는 특히 바람직하게는 회전 축(D)과 교차하는 적어도 하나의 표면 법선을 갖는 코팅된 렌즈(2)의 표면 및/또는 할당된 타겟(4)에 대한 수직 높이에 관련될 수 있다.
바람직하게, 렌즈(2)는 한 쌍의 스퍼터링 소스(3) 및/또는 하나의 타겟(4)에 할당된다.
특히, 2개의 렌즈들(2)은 각각 도 2 및 도 3에 따른 개략적인 측면도에 나타나는 바와 같이 공통 타겟(4)위에 위치한다.
특히, 장치(1) 및/또는 캐리어(10)는 2 쌍의 렌즈들(2)을 수용하도록 설계되고, 따라서, 총 4개의 렌즈들(2), 2개의 렌즈들(2)이 각각 공통 스퍼터링 소스(3) 및/또는 공통 타겟(4)에 할당된다 공통 타겟(4)에 할당된다. 공통 타겟(4)에 할당된 한 쌍의 렌즈들(2)의 바람직한 배열 및 정렬이 아래에서 상세히 설명된다. 이러한 진술 및 설명은 장치(1) 및/또는 장치(10 내의 렌즈들(2)의 배치가 도 1 및 도 2 의 도면의 평면 상에 수직하게 서있는 중간 평면(M)에 대해 대칭인 경우가 특히 바람직하기 때문에 이들 설명은 다른 쌍의 렌즈(2)에 적절하게 적용된다.
공통 타겟(4)에 할당된 렌즈들(2)은 바람직하게 타겟(4)의 종 방향 연장선(L) 및/또는 회전 축(D)에 평행한 일 방향으로 오프셋 되어 배치된다. 이 방향은 특히, 도 3에 개략적으로 표시된 다이어그램에서 X 방향 또는 X축이라고 할 수 있다.
렌즈들(2) 및/또는 이들의 축(A은 바람직하게 타겟(4)의 종 방향 연장선(L)에 대해 대칭으로 배치되고 및/또는 축 방향 또는 X 방향으로 타겟(4)의 각 단부로부터 오프셋되거나 거리(E)를 갖는다.
특히 렌즈(2)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 타겟(4)의 일 단부 영역 또는 그 부근에 위치된다.
도 3의 다이어그램은 축 방향 위치 또는 X 위치의 함수(function)로서 코팅 동안 타겟(4)의 제거 속도(R, rate)를 질적으로 설명한다. 이러한 방식으로, X 위의 속도(R)의 속도 프로파일(P, rate profile)이 따라서 타겟(4)의 종 방향 연장선(L)의 방향으로 발생한다.
속도 프로파일(P)은 타겟(4)의 중간 축 영역에서 적어도 균일한(homogeneous) 제 1 영역(B1)을 갖는다. 따라서, 제 1 영역(B1)에서 비율(R)은 적어도 본질적으로 일정하고 및/또는 이 영역(B1)에서 타겟(4)의 축 방향 연장선을 따라 거의 변하지 않고, 특히 5% 미만으로 변한다. 바람직하게, 본 발명에 따른 "본질적으로 일정한"은 종 방향 축(L)을 따라, 여기서 영역(B1)에서의 비율(R)이 5% 미만으로 변한다는 것을 의미한다.
속도 프로파일(P)은 또한 균일하지 않거나 비균일한 제 2 영역(B2)을 갖는다. 이 제 2 영역(B2)에서 속도(R)는 매우 강하게 변하고, 특히 타겟(4)의 단부를 향해, 특히 바람직하게는 10%를 초과하여 강하게 증가한다.
타겟(4)의 단부 및/또는 제 2 영역(B2)의 각각의 자석 배열(5)을 향해 증가하는 타겟(4)의 제거 속도(R)는 단부 영역에서 증가하는 자기장 세기에 의해 설명될 수 있다.
도 3은 표시된 제 2 영역(B2)이 타겟(4)의 약 측면 및/또는 각 단부를 향해 제 1 영역(B1)에 접하는 것을 도시한다.
렌즈들(2)은 제 1 영역(B1) 및 제 2 영역(B2)에 모두 배치되거나 중첩되도록 렌즈(2)는 각각(여기서 타겟(4)의 축 방향 연장선(L) 및/또는 X 방향으로) 배열된다. 특히, 각 렌즈(2)의 중심 및/또는 축(A)은 제 1 영역(B1)에서 제 2 영역(B2)으로의 전이 부근(vicinity of the transition)에 위치하는 것이 바람직하다. 이러한 전이로부터 축(A)의 편차는 바람직하게 렌즈 지름의 30% 미만, 특히 20% 미만, 특히 바람직하게는 10% 미만이다.
코팅 동안 축(A) 둘레에서 렌즈(2)의 회전을 고려하여 제 1 영역(B2) 및 제 2 영역(B2) 모두에서 렌즈(2)의 전술된 배열은 특히 균일한 코팅을 생성할 수 있음을 보여 주었다.
코팅 중에 렌즈(2)가 회전하는 축(A)은 바람직하게 타겟(4) 또는 스퍼터링 소스들(3) 또는 회전 축(D)에 고정되거나 고정된다.
특히, 스퍼터링 소스(3) 및/또는 타겟(4) 및/또는 회전 축(D) 사이, 다른 한편으로, 렌즈들(2) 또는 코팅 될 렌즈들(2) 및/또는 다른 축(A)은 회피 되거나 배제된다. 이것은 특히 간단한 구조에 도움이 된다.
타겟(4)의 단부로부터 렌즈(2)의 회전 축(A)의 오프셋 또는 거리(E)는 바람직하게 1.0배 또는 1.5배 이상인 것이 바람직하다.
거리(E)는 고정되어 있는 것이 바람직하다.
선택적으로, 타겟(4)의 각 단부로부터의 렌즈(2)의 회전 축(A)의 거리(E)의 조절 또는 조정은 코팅 될 렌즈(2)의 직경 및/또는 곡률 및/또는 형상의 함수로 발생한다.
할당된 타겟(4)으로부터 렌즈(2)의 (수직)거리(z)는 도 1에 도시되어 있고 렌즈 직경 또는 타겟 직경의 1.0배 이상인 것이 바람직하다.
할당된 타겟(4)으로부터 렌즈(2)의 (수직) 거리(Z)는 바람직하게 60mm 보다 크고 및/또는 150mm보다 작고, 특히 130mm보다 작다.
거리(Z)는 고정되어 있는 것이 바람직하다. 선택적으로, 할당된 타겟(4)으로부터 렌즈(2)의 (수직) 거리(Z)의 조절 또는 조정은 코팅될 렌즈 또는 표면의 직경 및/또는 곡률 및/또는 형상의 함수로서 발생한다.
타겟 직경은 바람직하게 70 내지 130mm이다.
바람직하게, 타겟의 (외부) 직경은 길이에 대해 적어도 본질적으로 일정하다.
따라서, 타겟(4)은 원통형 또는 중공형 원통형으로 제조되는 것이 바람직하다.
공통 타겟(A)에 할당된 2 개의 렌즈(2)의 축(A)은 바람직하게는 하나의 공통 평면 내에서 그리고 특히 서로 평행하게 연장된다.
축(A)은 타겟 평면 및/또는 회전 축(D) 및/또는 할당된 타겟(4)의 회전 축(D)의 공통 평면에 대해 바람직하게는 수직하거나 횡방향으로 놓인다.
그 공통 평면에서, 축(A)은 서로에 대해, 특히 서로 또는 외측으로 또는 서로로부터 멀어지도록 기울어질 수 있다.
따라서, 렌즈들(2)은 서로에 대해보다 가까워지거나, 특히 선택적으로 2 개의 렌즈(2)의 코팅될 표면이 서로를 향해 다소 기울어 지거나 및/또는 각각의 타겟(4)의 중간 쪽으로 다소 더 기울어 질 수 있다. 따라서, 도 3데 도시된 바와 같이, 회전 축(D)에 대한 축(A)의 경사각(N)은 바람직한 각도(90°)로부터 벗어날 수 있고, 예를 들어, 약 70° 내지 85° 또는 90° 이상, 예를 들어, 약 95° 내지 110° 이내일 수 있다.
경사각(N)은 고정되어 있는 것이 바람직할 수 있다. 그러나, 특히 바람직하게는 경사각(N)의 조정 또는 조절은 코팅될 렌즈 또는 표면의 직경 및/또는 곡률 및/또는 형상의 함수로서 선택적으로 발생한다.
렌즈(2)의 회전 축(A)은 또한 Y 방향으로, 즉, 수평 방향으로의 회전 축(D)을 가로지르는 방향 및/또는 타겟(4)의 회전의 두 축들(D) 사이의 중간을 향하여 이동될 수 있어서, 특히, 우측 상에 위치된 렌즈(2)에 대해서 도 1에 도시된 바와 같이, 오프셋 또는 거리(V)가 렌즈 축(A)과 할당된 타겟 축(D) 사이에서 형성된다(물론 좌측의 렌즈(2)에도 동일하게 적용한다).
거리(V)는 고정되어 있는 것이 바람직하다. 선택적으로, 렌즈 축(A)과 할당된 타겟 축(D) 사이의 거리(V)의 조정 또는 조절은 코팅될 렌즈(2)의 표면의 직경 및/또는 곡률 및/또는 형사의 함수로서 발생한다.
경사각(N) 및/또는 축(A)의 위치 또는 거리(E, V 및/또는 Z)는 캐리어(10)에 의해 설정되는 것이 바람직하다.
가스 공급부(9)는 바람직하게는 스퍼터링 소스들(3) 및/또는 타겟들(4) 아래 및/또는 사이에, 특히 바람직하게는 장치(1) 및/또는 코팅 챔버(7)의 중간 평면(M)에 위치한다.
가스 공급부(9)는 바람직하게는 관형 및/또는 로드형으로 설계되고 및/또는 바람직하게는 일렬로 배치된 가스 배출구들이 제공된다.
스퍼터링 구름(S), 즉 스퍼터링된 타겟 재료는 각각의 경우에 전술한 자기장 및/또는 자석 배열(5)에 의해 적어도 필수적으로 원하는 방향으로 안내된다. 도 1의 점선으로 표시된 스퍼터링 구름(S)의 전파(propagation)의 주 방향(H, primary direction)은 자석 배열(5)의 대응 배열 또는 배향에 영향을 미치거나, 설정될 수 있다.
도시된 예에서, 회전 축(D) 및/또는 2 개의 타겟들(4)에 수직인 단면의 평면에서 주 방향(H)은 바람직하게는 서로 및/또는 각도(W, 평행한 배향으로부터 시작된)로 기울어져 있다. 바람직하게, 각도(W)는 특히 자석 배열(5)에 대응 조정 또는 트리거링(triggering)에 의해 설정되거나 적용될 수 있다.
각도(W)는 바람직하게 10° 미만, 특히 7° 미만, 특히 바람직하게 5° 미만이다.
이미 나타낸 바와 같이, 2개의 스퍼터링 구름들(S)의 주 방향들(H)은 서로 평행하게 및/또는 회전 축(D)을 갖는 타겟(4) 및/또는 평면의 연장 평면에 수직으로 연장될 수 있다.
바람직하게는, 주 방향들(H)은 수직한 상방을 향하고 또는 하나의 그러한 방향 성분을 포함한다. 대안적으로 주 방향들(H)의 수평 정렬이 있다. 렌즈들(2) 및 스퍼터링 소스들(3) 및/또는 타겟들(4)의 배열은 물론 그에 따라 선택되어야 한다.
바람직하게는, 제안에 따른 장치(1)의 렌즈(2) 및 제 1 영역(B1) 및 제 2 영역(B2) 모두에 렌즈(2)가 유지되고, 그동안 회전한다. 이것은 특히 균일한 코팅을 생성할 수 있다.
특히, 바람직하게는, 렌즈들(2)은 쌍으로 코팅되고, 특히 2 쌍의 렌즈들(2)이 동시에 코팅된다. 그러나 원칙적으로, 제안에 따라 장치(1)에 1 쌍의 렌즈들(2)만 코팅하는 것이 가능하다. 이를 수행하기 위해, 2 개의 렌즈들(2)은바람직하게는, 하나의 대안적인 배치로 도 4에 개략적으로 도시된 바와 같이, 공통 타겟(4)의 위에 및/또는 2 개의 타겟(4)들 사이에 위치한다.
바람직하게는, 속도 프로파일(P)은 장치(1) 및/또는 코팅 챔버(7) 내의 분배 다이어프램(distribution diaphragms)에 의해 영향을 받지 않거나 균일화되지 않는다. 이는 특히, 그러한 다이어프램상의 불필요한 적층물에 대해 유리하다.
독립적으로 구현될 수 있는 본 발명의 일면에 따라, 도 3에 개략적으로 이중 점 쇄선 또는 타겟 표면(T)으로 도시된 바와 같이, 타겟(4)의 외경은 타겟(4)의 축 방향 연장선 또는 길이 또는 종 방향 연장선(L)에 걸쳐 변할 수 있다.
특히, 타겟(4)은 예를 들어, 단부 영역 및/또는 예를 들어, 배럴 형상보다 중간에서 더 두껍게 제조될 수 있다.
렌즈들(2)의 중간 및/또는 회전 축(A)의 사이 및/또는 영역들(B2, 다른 형상을 형성하는) 사이에서, 타겟(4)의 외경은 도 3에 도시된 바와 같이 바람직하게 적어도 본질적으로 일정하고 및/또는 예를 들어, 타겟(4)의 단부보다 4% 이상 더 크다.
특히, 외경은 타겟(4)의 단부 영역, 특히 영역(B2) 및/또는 단부 영역에서만 타겟(4)의 길이(L)의 25% 미만만큼 줄어들거나 감소될 수 있다.
원칙적으로, 길이 방향 연장선(L)의 외부 직경은 필요에 따라 (부분적으로) 볼록하거나 오목하거나 또는 주름진 임의의 형상을 가질 수 있다.
바람직하게는, 타겟(4)의 외경은 타겟(4)의 종 방향 연장선 또는 길이(L)에 걸쳐 4% 이상 변화한다.
특히, 바람직하게는, 속도 프로파일(P)은 타겟(4)의 길이(L)에 걸친 외경의 변화에 의해 원하는 방식으로, 예를 들어, (보다) 균일하게 변화된다.
선택적으로 또는 외부 직경의 변화에 추가하여, 자석 배열(5)의 자기장 및/또는 자기장 세기는 또한 타겟(4) 및/또는 스퍼터링 소스(3)의 길이(L)의 끝쪽으로 갈수록 줄어들거나 중간에 더 커질 수 있고, 특히 4 %보다 크게 될 수 있으며, 원하는 방식으로 속도 프로파일(P)을 수정하기 위해, 특히 바람직하게는(보다) 균일하게 및/또는 타겟(4)의 외부 직경이 변하는 경우에도, 특히 선택적으로 변화하는 외경을 고려하여, 타겟 표면상의 자기장의 특정 또는 원하는 및/또는 적어도 본질적으로 일정한 강도를 달성 할 수 있다.
상기 외경 및/또는 자기장의 변화는 바람직하게 속도 프로파일(P)을 (보다) 균일하게 하고, 이를 수정 또는 고정하여 특히 타겟(4)에 대해 코팅될 렌즈(2)의 위치 설정 (예를 들어, 렌즈 (2)의 회전 축 (A)의 위치 및 렌즈 (2)의 거리) 및/또는 코팅 될 렌즈(2)의 표면의 형상 및/또는 크기를 고려하여, 렌즈(2)의 원하는 코팅이 달성되거나 또는 달성될 수 있으며, 이 코팅은 특히 균일하거나 소정의 다른 방식으로 규정되거나 어떤 코팅이 선택적으로 또한 균일하지 않은지, 예를 들어, 가장자리를 향하여 증가 또는 감소하는 지 결정할 수 있다.
렌즈들(2)은 바람직하게 특히 렌즈(2)의 기하학적 중심에 대해 각각의 축(A)을 중심으로 회전한다.
도시되지 않은 버전에 따르면, 렌즈(2)는 선택적으로 회전 축(A)에 대해 회전 및/또는 편심되어 클램핑(clamped eccentrically) 될 수 있다.
편심은 바람직하게, 렌즈(2)의 반경보다 작으며, 선택적으로 또한 더 클 수 있다.
특히, 회전 축(A)은 각각의 렌즈(2)와 교차된다.
축(A)은 각각의 렌즈(2)의 주 평면(main plane)에 수직인 것이 바람직하다.
각각의 렌즈들(2)은 바람직하게 그 자체의 축(A)을 중심으로 회전 될 수 있다.
축(A)은, 바람직하게 횡 방향으로, 선택적으로 종 방향 연장선 또는 할당된 타겟(4)의 회전 축(D)으로 진행한다.
특히, 각각의 렌즈(2)의 회전 축(A)은 도 1에 도시된 바와 같이, 할당된 타겟(4)과 선택적으로 또는 할당 된 타겟(4)의 회전 축(D)또는 종 방향 축과 교차한다.
코팅 및/또는 회전 중 렌즈(2)는 바람직하게 항상 할당된 타겟(4) 또는 코팅 될 측면이 있는 2개의 할당된 타겟(4)을 향한다.
바람직하게, 각각의 타겟(4)의 회전 축(D)은 렌즈(2) 또는 코팅 될 표면의 임의의 또는 적어도 하나의 표면 법선에 대하여 수직으로 연장된다.
렌즈(2)의 광학 또는 기하학적 주심의 표면 법선은 회전 축(A) 회전 축(D)로 기울어질 수 있다.
렌즈 중심은 바람직하게 타겟(4)의 X방향 및/또는 종 방향 연장선에서 각각의 타겟(4)에 대해 대칭적으로 배치된다.
코팅될 렌즈들(2) 및/또는 그 기하학적 또는 광학 중심은 적어도 본질적으로 공통 평면에 배치되는 것이 바람직하고, 이 평면은 스퍼터링 소스들(3) 및/또는 타겟(4)의 연장된 평면에 바람직하게 평행하다.
렌즈(2)의 코팅을 위한 제안에 따른 관형 평행 타겟들(4, tubular parallel targets)의 용도 또는 제안에 따른 방법 및/또는 제안에 따른 장치(1)에서, 코팅 속도는 0.001 내지 20 nm/s 특히, 0.005 내지 2.5 nm/s가 달성된다.
렌즈들(2)의 회전 속도는 바람직하게 10 내지 200 rpm, 특히 약 40 내지 120 rpm이다.
렌즈(2)의 직경은 바람직하게 약 40 내지 85mm 이다.
타겟(4)으 회전 속도는 약 3 내지 30 rpm인 것이 바람직하다.
바람직하게, 렌즈(2)의 회전 속도는 타겟(4)의 회전 속도 보다 크며, 특히, 타겟(4)의 회전 속도의 2 배 또는 3 배이다.
코팅 시간은 바람직하게 약 4 내지 7분이다.
제안에 따른 방법에 따른 장치(1) 또는 제안에 따른 방법은 바람직하게 하나 이상의 반사 방지층을 도포하는데 사용된다.
제안에 따르면, 특히 반응성 코팅(reactive coating)이 발생하며, 반응성 가스, 예를 들어, 질소, 수소 및/또는 산소를 작동 가스(불활성 기체), 특히 아르곤에 공급함으로써, 타겟 재료는 반응할 수 있고, 렌즈(2) 상의 원하는 코팅이 형성될 수 있다.
코팅 도중, 장치(1) 및/또는 코팅 챔버(7)는 바람직하게 약 0.005 Pa 내지 0.5 Pa의 압력으로 배기 된다.
특히, 렌즈(2)의 코팅을 위한 장치(1), 방법 및 용도가 제안되고, 코팅될 렌즈는 평행 관형 타겟(4) 상에 쌍으로 배열되어, 각각 균일한 및 균일하지 않은 영역들(B1, B2)에 바람직하게 겹쳐지고, 렌즈(2)는 특히 균일한 코팅이 달성될 수 있도록 회전한다.
1 장치
2 렌즈
3 스퍼터링 소스
4 타겟
5 자석 배열
6 전압 소스
7 코팅 챔버
8 장비
9 가스 공급부
10 캐리어
A 렌즈의 회전 축
B1 제 1 영역
B2 제 2 영역
D 타겟의 회전 축
E 렌즈 축- 타겟 단부 거리
H 주 방향
L 길이 방향 연장선 및/또는 타겟의 길이
M 중간 평면
N 경사 각
P 속도 프로파일
S 스프터링 구름
T 타겟 표면
V 렌즈 축-타겟 축 거리
W 각도

Claims (20)

  1. 스퍼터링에 의해 렌즈(2)들을 코팅하기 위한 장치(1)에 있어서,
    적어도 하나의 타겟(4); 및
    코팅될 적어도 하나의 렌즈(2)를 유지하기 위한 캐리어(10);
    를 구비하고,
    상기 타겟(4)은 길쭉하게 또는 관형으로 설계되고, 상기 렌즈(2)는 상기 렌즈(2)에 중심이거나 상기 렌즈(2)에 교차하는 축(A) 주위로 회전할 수 있고,
    상기 축(A)은 상기 타겟(4)에 대해 고정되고,
    상기 렌즈가, 코팅 중에 상기 타겟(4)의 제거의 속도 프로파일(P)의 적어도 본질적으로 균일한 제 1 영역(B1) 및 불균일한 제 2 영역(B2) 모두에서 위치되도록, 상기 렌즈(2)는 상기 타겟(4)의 중심에서 벗어난 곳에, 그리고 각 타겟(4)의 일 단부 영역에 또는 상기 일 단부 영역의 부근에 위치되고,
    상기 적어도 본질적으로 균일한 제 1 영역(B1)에서 5% 미만으로 변화하는 속도로 상기 타겟(4)의 종방향 연장선(L)으로 상기 타겟(4)으로부터 물질이 제거되는 한편, 상기 불균일한 제 2 영역(B2)에서 10% 초과로 변화하는 속도로 상기 타겟(4)의 상기 종방향 연장선(L)으로 상기 타겟(4)으로부터 물질이 제거되고,
    상기 캐리어(10)는 상기 타겟(4)의 상기 종방향 연장선(L)에 평행한 방향으로 배열된 렌즈(2)를 지지하며 상기 타겟(4)의 단부로부터 오프셋되어 상기 렌즈(2)가 상기 제 1 영역의 일부 및 상기 제 2 영역의 일부에 놓여 있게 상기 렌즈(2)를 포지셔닝하는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 스퍼터링에 의해 렌즈(2)들을 코팅하기 위한 장치(1)에 있어서,
    적어도 하나의 타겟(4); 및
    코팅될 적어도 2개의 렌즈(2)들을 유지하기 위한 캐리어(10);
    를 구비하고,
    상기 타겟(4)은 길쭉하게 또는 관형으로 설계되고, 상기 렌즈(2)들의 각각은 상기 렌즈(2)들의 각각에 중심이거나 상기 렌즈(2)들의 각각에 교차하는 각각의 축(A) 주위로 회전할 수 있고,
    상기 축(A)은 상기 타겟(4)에 대해 고정되고,
    상기 캐리어(10)는, 적어도 2개의 렌즈(2)들이 회전될 수 있도록 유지되는 상기 적어도 2개의 렌즈(2)들과 함께 교환될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 타겟(4)은, 상기 타겟(4)의 종방향 연장선(L)에 걸쳐 변하는 외경을 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 캐리어(10)는 상기 타겟(4)에 대해 고정된 위치에 상기 렌즈(2)를 유지하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 렌즈(2)는 적어도 2개의 렌즈들이고, 상기 2개의 렌즈(2)들이 상기 타겟(4)의 종방향 연장선(L)에 대해 대칭으로 위치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 렌즈(2)는 적어도 2개의 렌즈들이고, 상기 캐리어(10)는 상기 타겟(4)의 대향하는 단부 영역들의 각각의 일부 위에 2개의 렌즈들(2)을 유지하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 타겟(4)은 회전될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 장치(1)는, 서로 평행하거나, 양극 및 음극으로 번갈아 작동될 수 있는 2개의 길쭉하거나 관형의 타겟(4)들을 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    각각의 경우에 하나의 타겟(4) 위에 2개의 렌즈들(2)을 배치하기 위해서, 4개의 렌즈들(2)이 타겟들(4) 위에 위치되거나 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 렌즈(들)(2)의 상기 축/축들(A)은 타겟 평면 또는 타겟(4)들의 공통 평면에 대해 수직하게 또는 횡으로 이어지는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 캐리어(10)는 회전 가능하게 결합된 복수 개의 렌즈들(2)을 유지하는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 캐리어(10)는 복수 개의 렌즈들(2)을 유지하도록 설계되고, 상기 렌즈(2)들은, 자체 축(A)들 주위로 회전될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 장치(1)는, 상기 캐리어(10)의 삽입 시, 또는 상기 캐리어(10)를 장치(1) 안으로 또는 상기 장치(1)의 코팅 챔버(7) 안으로 밀어 넣을 시, 상기 캐리어(10)는 구동 또는 기어의 측면에서 구동부(11)와 결합될 수 있거나 상기 구동부(11)와 자동으로 결합되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 구동부(11)는, 상기 캐리어(10)의 모든 렌즈(2)들을 함께 구동시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 캐리어(10)는, 고정된 무게 중심으로 또는 중심으로 회전 가능한 방식으로 상기 렌즈(2)를 유지하는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 렌즈(2)의 상기 축(A)은 할당된 타겟(4)과 교차하는 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 장치(1) 또는 상기 장치(1)의 코팅 챔버(7)에는, 코팅될 렌즈(2)들 및 상기 캐리어(10)가, 접근 개구를 통해 공급되는 것을 특징으로 하는 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 접근 개구는 상기 캐리어(10)에 의해 기밀될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  19. 길쭉하거나 관형의 타겟(4)의 스퍼터링에 의해 렌즈(2)들의 곡면들의 코팅을 위한 방법에 있어서,
    코팅될 적어도 하나의 렌즈(2)는 캐리어(10)에 의해 유지되고,
    상기 렌즈(2)는, 상기 렌즈(2)에 중심이거나 상기 렌즈(2)에 교차하는 축(A) 주위로 회전하고,
    상기 축(A)은 상기 타겟(4)에 대해 고정되고,
    상기 렌즈가, 코팅 중에 상기 타겟(4)의 제거의 속도 프로파일(P)의 적어도 본질적으로 균일한 제 1 영역(B1) 및 불균일한 제 2 영역(B2) 모두에서 유지되도록 상기 렌즈(2)는 상기 타겟(4)의 중심에서 벗어난 곳에, 그리고 각 타겟(4)의 일 단부 영역에 또는 상기 일 단부 영역의 부근에 유지되고,
    상기 적어도 본질적으로 균일한 제 1 영역(B1)에서 5% 미만으로 변화하는 속도로 상기 타겟(4)의 종방향 연장선(L)으로 상기 타겟(4)으로부터 물질이 제거되는 한편, 상기 불균일한 제 2 영역(B2)에서 10% 초과로 변화하는 속도로 상기 타겟(4)의 상기 종방향 연장선(L)으로 상기 타겟(4)으로부터 물질이 제거되고,
    상기 캐리어(10)는 상기 타겟(4)의 상기 종방향 연장선(L)에 평행한 방향으로 배열된 렌즈(2)를 지지하며 상기 타겟(4)의 단부로부터 오프셋되어 상기 렌즈(2)가 상기 제 1 영역의 일부 및 상기 제 2 영역의 일부에 놓여 있게 상기 렌즈(2)를 포지셔닝하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 렌즈(2)들은 쌍으로 코팅되는 것을 특징으로 하는 방법.
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