AR反射防止ガラスがカバーする選択肢は、多くの図面が想定するよりも広範囲に及び、その違いが性能と価格の双方を決める。本稿では、半導体およびフォトリソグラフィで利用可能な実用的な選択肢—基板、コーティング工程、厚み、公差—を比較し、各トレードオフが奏功する場合とそうでない場合を示す。
半導体およびフォトリソグラフィにおけるAR反射防止ガラス
半導体およびフォトリソグラフィにおいて、それは品質に対する一般的な好みではなく、特定の要件セットに翻訳される。ファブの内部では、光学部品は光学部品であると同時に汚染リスクである。石英窓、ウェハ、および検査光学は、制御された金属含有量をもつ認定材料から作られ、粒子仕様に洗浄され、監査を生存できる十分な文書化がなされなければならない。深紫外透過および均質性が光学性能を決定する。
代替手段との比較
コーティングの代替には、より低い屈折率の基板の使用、屈折率整合接着剤へのガラスの積層、エッチングまたはテクスチャ化された防眩表面の使用、および単に反射を受け入れることが含まれる。エッチングされた防眩ガラスは反射を抑制するのではなく光を散乱させ、これは明るい環境での視認性には優れるが、結像や透過には劣る。積層による屈折率整合はスタック内ではうまく機能するが、最外表面には何もしない。コーティングなしのガラスは機械的窓にはしばしば許容されるが、ユーザーやセンサが通して見るものにはほとんど許容されない。半導体およびフォトリソグラフィにおいて、決定的な問いは、システムがより多くの透過光を必要とするか、より少ない反射光を必要とするかである—それらは関連するが同一ではなく、防眩処理は最初を犠牲にして2つ目を解決する。
コーティングと成膜の検討事項
ARスタックは、帯域全体で反射率曲線を平坦にするために、4層、6層以上に成膜される、低屈折率シリカとより高い屈折率の酸化物（ニオブ、タンタル、またはチタン酸化物）の交互積層から構成される。より広い帯域とより低い反射率の両方にはより多い層が必要であり、各層が干渉バランスに寄与するため、より多い層はより厳しいプロセス制御を意味する。イオンアシスト成膜は耐久性のために好まれる：得られる膜は緻密であるため、湿気に耐え、摩耗に耐え、湿度が変化しても色がシフトしない。撥水性および撥油性の最外層はタッチ面によく追加され、導電性または帯電防止層はホコリの保持が問題となる場所で役立つ。半導体およびフォトリソグラフィについては、成膜プロセスは、コーティングを両面に1回で適用できるか、2回のパスが必要かも決定する。
コストと納期を左右する要因
ARコーティングのコストは、層数、コーティングされた面積、および片面か両面かの処理に応じて増大する。片面の4層広帯域スタックが経済的なベースラインである；平均反射率を0.2%未満に押し下げること、帯域を拡張すること、または撥水および帯電防止機能を追加することは、それぞれ層を追加し工程の感度を高める。両面のコーティングはプロセスコストを約2倍にするが、通常、2つの片面部品よりも安価である。パターン化されたコーティング、有効口径、およびマスク領域は、コストがマスクに支配されるリソグラフィまたはマスキング工程を追加する。半導体およびフォトリソグラフィにおいて、最も安価な改善はほぼ常に第2面をコーティングすることである。なぜなら未コーティングの裏面は、前面のコーティングが除去する以上の反射光を寄与することが多いからである。
基板と材料の選定
基板は、コーティングが対処しなければならないものを決定する。B270と超透明フロートガラスはディスプレイおよび計器窓の標準的な担体であり、低コストで高い透過率を提供する。ホウケイ酸ガラスは熱安定性を追加し、ガラスが強化、積層、または熱にさらされる場合に重要である。石英と溶融石英は帯域を紫外線側へ拡張し、コーティングがより高いエネルギーに耐えなければならない場所で使用される。アクリルとポリカーボネートは、耐擦傷性よりも重量が重要な場合にコーティングされるが、低温成膜を必要とし、一般的に最も硬い酸化物スタックを受け入れられない。半導体およびフォトリソグラフィにおいて、材料は利用可能な厚み範囲も設定し、1 mm未満の薄い基板は、反りがリスクとなるコーティング時と、クランプ応力が光学歪として現れる組立時の両方で注意を要する。
半導体およびフォトリソグラフィに特有の要件
半導体およびフォトリソグラフィにおいて、それは品質に対する一般的な好みではなく、特定の要件セットに翻訳される。ファブの内部では、光学部品は光学部品であると同時に汚染リスクである。石英窓、ウェハ、および検査光学は、制御された金属含有量をもつ認定材料から作られ、粒子仕様に洗浄され、監査を生存できる十分な文書化がなされなければならない。深紫外透過および均質性が光学性能を決定する。
- 制御されたOH含有量をもつ深紫外透過
- 単位面積あたりで測定される粒子清浄度
- 均質性および低複屈折
- 金属含有量を含む完全な材料トレーサビリティ
ウェハ取扱いおよび清浄度のSEMI規格、光学図面のISO 10110、およびファブ固有の材料仕様。
選定データ一覧
| パラメータ | 標準値 | 備考 |
|---|---|---|
| 面あたり反射率 | R ≤ 0.5 %平均、R ≤ 0.2 %達成可能 | 420 - 680 nm |
| 透過向上 | 片面最大99 %、両面で> 99 % | コーティングなしB270の92 %に対して |
| 帯域オプション | 400-700、400-1100、900-1700 nm、デュアルバンド | 広帯域またはチューニング |
| 基板 | B270、超透明、ホウケイ酸ガラス、石英、アクリル | 0.5 - 12 mm |
| ヘイズ | ≤ 0.3 %、通常≤ 0.1 % | ヘイズメータ |
| 耐摩耗性 | 鉛筆硬度9H、スチールウール0000合格 | 硬質酸化物スタック |
| 密着性 | テープ試験4B以上 | クロスハッチ |
| 環境 | 85/85湿度、塩水噴霧、UV安定 | 屋外グレードあり |
| コーティングパターン | 全面、有効口径のみ、またはマスク | マージン0.5 - 1 mmが標準 |
よくある質問
反射防止に加えて防眩処理も提供しますか？
はい。反射防止コーティングは透過光を最大化し、防眩エッチングは視認性のために反射光を散乱させる。多くのディスプレイ製品は、顧客が両方を望む場合、コーティングされた前面とエッチングされた表面を組み合わせる。
ARコーティングは実際にどの反射率に達しますか？
面あたり平均0.5%未満は日常的なものであり、0.2%未満は多層スタックで可視帯域全体で達成可能である。両面がコーティングされるとき、99%を超える全透過率が可能である。
片面か両面か、どちらをコーティングすべきですか？
予算が許す限り両面である。未コーティングの裏面は通常、前面のコーティングが除去するのと同じだけの光を反射するため、それをむき出しにすると利益の大部分を放棄し、しばしば可視のゴーストを導入する。