耐用的3d几何形状保形抗反射涂层的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开内容一般而言涉及抗反射(AR)涂层以及用于形成其的方法。在特定的实施例中，描述用于在具有三维几何形状的表面，诸如弯曲表面，上形成AR涂层的系统和方法。
【背景技术】
[0002]抗反射(AR)涂层一般应用到透镜或窗口的表面，以减少入射到表面的光的反射，这种反射会造成刺眼的强光。通常，AR涂层是利用沉积技术，诸如溅射沉积、化学气相沉积(CVD)和等离子体增强的化学气相沉积(PECVD)过程，涂覆到表面的薄膜结构。在一些情况下，AR涂层包括多层交替的薄膜，这些层提供具有不同折射率的材料并且改进AR涂层的抗反射质量。
[0003]在一些应用中，透镜或窗口的表面具有三维几何形状，这使得涂均匀厚度的AR涂层很困难。在一些应用中，CVD过程可以提供保形地涂覆三维几何形状部件的能力。这是因为薄膜的CVD沉积是由于在部件的表面处的化学反应而发生的，而某些其它沉积技术涉及在气相中的物理或化学反应以及化学组分(chemical species)到基板的运输。但是，利用传统CVD技术形成的许多薄膜对于某些应用而言不充分致密或耐用，诸如用于消费者产品的外表面的AR涂层。
【发明内容】
[0004]本文描述了涉及抗反射(AR)涂层及形成其的方法的各种实施例。所描述的系统和方法被用来在弯曲表面或者以别的方式具有三维几何形状的表面上形成AR涂层。
[0005]根据一种实施例，描述了在基板的弯曲表面上沉积膜的方法。该方法包括相对于沉积系统的源定位弯曲表面。该源包括具有弯曲形状的有效表面，该弯曲形状符合基板的弯曲表面。该方法还包括导致源发射粒子，使得粒子变得作为膜沉积在弯曲表面上。有效表面的弯曲形状与膜的厚度均匀性相关联。
[0006]根据另一种实施例，描述了用于在基板的表面上沉积膜的沉积系统。该表面的特征在于具有非平坦形状。该沉积系统包括具有被配置为发射粒子的有效表面的源。有效表面具有符合基板表面的非平坦形状的非平坦形状。该沉积系统还包括被配置为相对于源定位基板，使得从源发射的粒子作为膜沉积在基板的表面上的支撑件。有效表面的非平坦形状与薄膜的厚度均匀性相关联。
[0007]根据另一种实施例中，描述了用于在基板的弯曲表面上沉积膜的等离子体增强的化学气相沉积(PECVD)装置。该PECVD装置包括中空阴极源，该阴极源具有被配置为发射离子的有效表面。该有效表面具有符合基板表面的弯曲形状的弯曲形状。PECVD装置还包括被配置为相对于中空阴极源定位基板，使得从源发射的粒子作为膜沉积在基板的表面上的支撑件。有效表面的弯曲形状与薄膜的厚度均匀性相关联。
[0008]将在下面详细地描述这些及其它实施例。
【附图说明】
[0009]结合附图通过以下详细描述，本公开内容很容易理解，其中相同的标号指示相同的结构元件，并且其中:
[0010]图1A示出了被用来在平面表面上沉积膜的常规沉积系统的示意图。
[0011]图1B示出了图1A的常规沉积系统被用来在非平坦表面上沉积膜。
[0012]图2A示出了根据所述实施例被用来在非平坦表面上沉积膜的沉积系统的示意图。
[0013]图2B示出了根据所述实施例图2A的沉积系统被用来沉积第二膜。
[0014]图2C示出了根据所述实施例具有沉积在非平坦表面上的多层膜的基板。
[0015]图3示出了根据所述实施例被用来在非平坦表面上沉积膜的备选沉积系统的示意图。
[0016]图4示出了根据所述实施例的中空阴极源的一种实施例的透视图。
[0017]图5示出了根据所述实施例弯曲形状的中空阴极源的一种实施例的透视图。
[0018]图6A和6B不出了根据所述实施例被布置为在具有非平坦表面的基板上均勾沉积一个或多个膜的中空阴极系统的示意图。
[0019]图7示出了根据所述实施例被串行布置为在具有非平坦表面的基板上均匀沉积一个或多个膜的中空阴极系统的示意图。
[0020]图8示出了根据所述实施例被并行布置为在具有非平坦表面的基板上均匀沉积一个或多个膜的中空阴极系统的示意图。
[0021 ] 图9示出了根据所述实施例具有串行和并行布置的中空阴极源的中空阴极系统的示意图。
[0022]图10示出了根据所述实施例指示用于在基板的表面上沉积膜的过程的流程图。
【具体实施方式】
[0023]现在详细地参考在附图中示出的代表性实施例。应当理解，以下描述不是要把实施例限定到一种优选实施例。相反，它们是要覆盖可以包括在如所附权利要求定义的所述实施例的精神和范围内的备选方案、修改和等效物。
[0024]本文所描述的是用于在具有三维几何形状的基板表面上沉积薄膜，使得结果产生的薄膜保形沉积在三维几何形状上并且具有基本上均匀的厚度的方法和系统。该方法涉及设计模拟基板的三维表面几何形状的沉积源。该沉积源可以在合适的距离定位，以导致在基板的三维表面几何形状上保形的涂层。在一些情况下，多层薄膜沉积到彼此之上，从而形成多层涂层。在一些实施例中，多层涂层是用于窗口或透镜的抗反射(AR)涂层。
[0025]根据一些实施例，使用溅射系统并且沉积源对应于溅射靶材。根据其它实施例，使用等离子体增强的化学气相沉积(PECVD)系统并且沉积源对应于离子源。在一个具体的例子中，使用中空阴极源，作为能够沉积Si3N4和S1 2的PECVD系统的一部分。传统上，这是利用平面形状的源完成的，从而导致具有非均匀厚度的膜。本文的实施例描述了其有效表面具有与基板表面的曲率相似的曲率的源。在另一个具体的例子中，描述了适当地成角度以便涂覆基板表面的整个三维几何形状的多个溅射源的系统。此外，可以实现涂覆期间基板的平移和/或旋转，以消除任何非均匀性。
[0026]本文所述的方法非常适合用于在消费者产品的表面上提供AR涂层。例如，本文所述的方法可以被用来为计算机的部分、便携式电子设备及电子设备配件，诸如由总部设在加州Cupertino的Apple公司制造的那些，形成耐用和有效的AR涂层。在一些实施例中，本文所述的方法可以被用来在弯曲表面上，诸如消费者电子设备的弯曲窗口或透镜，形成AR涂层。
[0027]下面参考图1-10讨论这些和其它实施例。但是，本领域技术人员将容易理解，本文相对于这些图给出的详细描述仅仅是用于解释目的并且不应该被解释为限制。
[0028]如上所述，用于形成AR涂层的常规方法被设计为用于在扁平或平坦表面上形成AR涂层。图1A示出了利用常规的薄膜沉积技术被用来在平面表面上沉积AR涂层的系统100的示意图。在沉积过程期间，基板102在沉积系统100中定位。沉积系统100可以对应于，例如，溅射沉积系统或化学气相沉积(CVD)系统，诸如等离子体增强的化学气相沉积(PECVD)系统。基板102具有其形状基本上是扁平或平坦的表面104。来自源108的粒子106朝基板102的表面104移动并且作为膜112沉积在表面104上。箭头110指示在沉积过程期间粒子106朝基板102移动的一般方向。如所示出的，粒子106主要在与表面104基本垂直的方向上移动。
[0029]在系统100是溅射沉积系统的情况下，源108对应于从其溅射粒子106的溅射靶材。在系统100是CVD系统的情况下，源108对应于朝表面104流动并沉积到其上的挥发性材料或前体材料的源。在PECVD系统中，粒子106对应于等离子体中的离子和/或其它反应性化学组分。利用系统100，膜112可以均匀地沉积在表面104上。S卩，膜112的厚度可以跨表面104大致相同。
[0030]图1B不出了被用来在非平坦表面上沉积膜的系统100。基板114包括具有非平坦形状的表面116。非平坦的表面是具有基本上非平坦的三维几何形状或拓扑形状的表面。特别地，表面116具有弯曲的形状。在沉积过程期间，粒子106朝表面116移动并且作为薄膜118沉积到表面116上。如所示出的，粒子106基本上相对于彼此在相同的方向上移动。由于表面116是弯曲的，因此一些粒子106不是在垂直的方向上沉积到表面116上，尤其是在边缘部分120。因此，与中心部分122相比，膜118在边缘部分120沉积得更薄。因此，膜118具有非均匀的厚度。如果膜118是AR涂层，则这意味着对于抗反射效果而言中心部分122将与边缘部分120不同地起作用。例如，对于抗反射效果而言，中心部分122会比边缘部分120更有效地工作。如果沉积过程被微调，以便在边缘部分120上沉积更多的材料，则中心部分122将沉积得太厚。这会导致对于