[发明专利]用于对衬底的表面的至少一个区域或区段改性的方法和衬底

说明书

本发明涉及用于对衬底的表面或区段的至少一个区域进行改性的方法以及相应改性的衬底。衬底可为晶圆，尤其包括透明的、高折射率的多组分玻璃的晶圆。提出用于对衬底的表面和/或区段的至少一个区域进行物理改性的方法，其中通过施加粒子束对衬底的表面的区域或区段进行改性。衬底的根据本发明改性的区域例如可用于成像的光学系统、例如应用在增强现实的领域中。

技术领域

本发明涉及用于对衬底的表面或区段的至少一个区域进行改性的方法以及相应改性的衬底。衬底可为晶圆，尤其包括透明的、高折射率的多组分玻璃的晶圆。衬底的根据本发明改性的区域可直接地或在分离例如用于成像的光学系统的晶圆之后在例如增强现实(“Augmented Reality”，AR)的领域中应用。

背景技术

成像光学系统在增强现实(“Augmented Reality”，AR)的领域中发挥核心作用。与用户完全处于虚拟空间中的虚拟现实相对，在增强现实中以视觉方式为用户提供附加的信息。因此增强现实专注于将附加的图像信息紧密结合到真实的视觉印象中。

增强现实领域中的成像光学系统例如可以是固定在头部的可穿戴系统，在其中为用户在其视野中附加地呈现图像。通过附加的图像可以多种方式为用户显示附加信息，例如在医学中为外科医生显示先前例如已经借助断层摄影术记录的不可见的元素。其他应用涉及导航，例如在飞机中或在车辆中。在这种情况下可使用衍射或折射的光学元件。

这种成像光学系统在此可以包括目镜以便为用户可视化在其上投影的图像。目镜可以包括非常薄的、优选高折射率的光学玻璃或具有相应的非常薄的高折射率的光学玻璃的层复合物。

在此表面或层也可被图案化并且例如设有光衍射纳米结构或网格。也可形成具有不同图案或网格的多个层，以便为用户提供特定的光信息，例如呈现三维信息。

对薄的、高折射率的光学玻璃提出非常高的要求，例如在平面度和平整度方面提出非常高的要求，因为即使偏差最小、例如是厚度偏差最小也导致显示图像的意外变化或失真，因此可能导致显示的信息无法使用。

薄的、高折射率的光学玻璃在此一般在玻璃熔融设备中由合适的原材料熔融并且浇铸成光学玻璃的锭或块。由此可分离或切割出衬底，以便随后根据各自的规格进行处理。

在这种情况下各个衬底通常在麻烦的、通常数小时的工序中被研磨、尤其是精细抛光。

精细抛光通常是如在文献DE 10 2018 004 452A1中公开的化学机械工艺，其中使用抛光片或抛光垫以及抛光溶液或浆液。

用于精加工的工艺参数是在初步试验的基础上确定的。然后在生产本身中以固定规格制造衬底。

为了能够满足对例如分离的衬底的平整度和平面度的非常高的要求，通常单独地测量衬底。为此可使用合适的测量方法，例如基于干涉测量法。

测量结果与规格之间的随后的目标-实际比较得出，是否满足规格或者是否必要时还能够或需要进行再处理，或者是否必须丢弃已处理的衬底，因为其超出规格。

这种制造方式具有若干缺点。

一方面可能有必要在抛光步骤之后重新测量平整度和平面度，因为在衬底的不同区域上的消蚀和抛光质量可能彼此有偏差。因此例如由于在抛光期间的旋转运动使得衬底的边缘比中间区域被消蚀得更多，这会是相当不利的。这例如可能导致表面平行度的较大偏差，这可能对调制传递函数不利。结果会使图像清晰度变差或不同。

还可能必需的是，为了测量必须从用于抛光的支架中取出衬底。但是在精加工之后由于抛光衬底通常污染非常严重，使得首先需要麻烦地清洁，该清洁是费时的。然而如果必须再加工，重新保持会导致有偏差的抛光图像，有偏差的抛光图像也是不期望的。因为在抛光机中通常同时地处理多个衬底，在此为了再处理需要收集多个尽可能相同类型的晶圆并且共同地进行处理。