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特表2023-512488基板面を処理する方法、そのための装置、及び処理されたガラス物品
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-03-27
(54)【発明の名称】基板面を処理する方法、そのための装置、及び処理されたガラス物品
(51)【国際特許分類】
C03C 15/00 20060101AFI20230317BHJP
【ＦＩ】
C03C15/00 Z
C03C15/00 D
C03C15/00 B
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022543652
(86)(22)【出願日】2021-01-05
(85)【翻訳文提出日】2022-09-16
(86)【国際出願番号】 US2021012155
(87)【国際公開番号】W WO2021146075
(87)【国際公開日】2021-07-22
(31)【優先権主張番号】62/962,529
(32)【優先日】2020-01-17
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】397068274
【氏名又は名称】コーニング インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100094569
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 伸一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100103610
【弁理士】
【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦
(74)【代理人】
【識別番号】100109070
【弁理士】
【氏名又は名称】須田 洋之
(74)【代理人】
【識別番号】100098475
【弁理士】
【氏名又は名称】倉澤 伊知郎
(74)【代理人】
【識別番号】100130937
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 泰史
(74)【代理人】
【識別番号】100144451
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 博子
(72)【発明者】
【氏名】アグネロ ガブリエル ピアース
(72)【発明者】
【氏名】バナージー ジョイ
(72)【発明者】
【氏名】リ アイズ
(72)【発明者】
【氏名】マンリー ロバート ジョージ
(72)【発明者】
【氏名】シェン ファン－フン
(72)【発明者】
【氏名】ヴェンカタチャラム シヴァ
【テーマコード（参考）】
4G059
【Ｆターム（参考）】
4G059AA01
4G059AB13
4G059AC03
4G059BB04
4G059BB12
4G059BB14
(57)【要約】
基板を処理する、例えば、基板をテクスチャ加工するための装置及び方法。一部の実施形態では、マスキング材料が、予め決められたパターンで基板の面に付加され、面は、その後に、マスキング材料を除去する腐食液と接触する。面を腐食液と接触させることは、複数の併置されたテクスチャを生成する。他の実施形態では、マスキング段階は省くことができ、腐食液は、複数の併置されたテクスチャを生成するために、予め決められたパターンで付加される。更に他の実施形態では、基板は化学組成を有し、基板は、基板面で変化する化学組成を有する基板を生成するために、化学組成の少なくとも１つの成分を浸出させる滲出液に露出される。
【選択図】図１
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１の軸線に沿った第１の方向に第１の大きさ及び第１の空間周期を備え、該第１の空間周期の２倍に等しいか又はそれよりも大きい長さを該第１の軸線に沿って延びる周期的な第１のテクスチャと、該第１のテクスチャと併置され、約１ナノメートルに等しいか又はそれよりも小さい平均面粗度Ｓａを備える等方性の第２のテクスチャとを備える第１の主面を備えている、ことを特徴とするガラス基板。
【請求項2】
前記第１の大きさは、約２ナノメートルから約５００ナノメートルの範囲にあることを特徴とする請求項１に記載のガラス基板。
【請求項3】
前記第１の空間周期は、約０．１ミリメートルから約１００ミリメートルの範囲にあることを特徴とする請求項２に記載のガラス基板。
【請求項4】
前記第１の主面は、前記第１のテクスチャと併置された周期的な第３のテクスチャを更に備え、該第３のテクスチャは、前記第１の軸線とは異なる第２の軸線に沿って第２の大きさ及び第２の空間周期を備え、前記第２のテクスチャは、該第２の空間周期の２倍に等しいか又はそれよりも大きい長さを該第２の軸線に沿って延びることを特徴とする請求項１に記載のガラス基板。
【請求項5】
前記第２の軸線は、前記第１の軸線と直交することを特徴とする請求項４に記載のガラス基板。
【請求項6】
前記第２の大きさは、約２ナノメートルから約５００ナノメートルの範囲にあることを特徴とする請求項４に記載のガラス基板。
【請求項7】
前記第２の空間周期は、約０．１ミリメートルから約２５ミリメートルの範囲にあることを特徴とする請求項６に記載のガラス基板。
【請求項8】
前記第１の主面は、前記第３のテクスチャと併置された周期的な第４のテクスチャを更に備え、該第４のテクスチャは、前記第２の軸線に沿って第３の大きさ及び第３の空間周期を備え、該第４のテクスチャは、該第３の空間周期の２倍に等しいか又はそれよりも大きい長さを該第２の軸線に沿って延びることを特徴とする請求項７に記載のガラス基板。
【請求項9】
ガラス基板をテクスチャ加工する方法であって、前記ガラス基板を搬送方向に搬送経路に沿って搬送する段階と、
前記ガラス基板が搬送される時に該ガラス基板の第１の主面に第１の予め決められたパターンでマスキング材料を付加する段階と、
前記ガラス基板が搬送される時に前記マスキング材料を前記付加する段階の後で前記第１の主面の第１の区域にわたって、該第１の主面をエッチングし、該マスキング材料を除去し、かつ該第１の区域に第１の軸線に沿って第１の大きさ及び第１の空間周期を有する第１のテクスチャを形成する腐食液を付加する段階と、
を備えることを特徴とする方法。
【請求項10】
前記第１の大きさは、約２ナノメートルから約１００ナノメートルの範囲にあることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項11】
前記第１の周期は、約０．１ミリメートルから約１００ミリメートルの範囲にあることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項12】
前記第１のテクスチャは、異方性であることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項13】
前記エッチングは、約１ナノメートルよりも小さい平均面粗度Ｓａを有する第２のテクスチャを前記第１の主面上に形成することを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項14】
前記第２のテクスチャは、等方性であることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項15】
前記エッチングは、前記第１のテクスチャと併置された第３のテクスチャを形成し、該第３のテクスチャは、前記第１の軸線とは異なる第２の軸線に沿って第２の大きさ及び第２の空間周期を備えることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項16】
前記第３のテクスチャは、異方性であることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項17】
前記第２の軸線は、前記第１の軸線と直交することを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項18】
前記エッチングは、前記第１のテクスチャと併置された第４のテクスチャを形成し、該第４のテクスチャは、前記第２の軸線に沿って第３の大きさ及び第３の空間周期を備えることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項19】
第１のパターンが、交替するピーク及びバレーの平行で離間した列を備えることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項20】
前記マスキング材料は、前記腐食液が付加される間は未硬化であることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項21】
前記マスキング材料は、ポリマーを備えることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項22】
前記マスキング材料は、ポリウレタン、ポリオレフィン、アクリレート、ノボラック、又はシリコーンを備えることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項23】
前記マスキング材料は、スチレンマレイン酸を備えることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項24】
前記腐食液による前記マスキング材料の除去速度が、前記ガラス面の溶解速度よりも低いことを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項25】
前記マスキング材料は、前記エッチング中に前記第１の主面から完全に除去されることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項26】
前記マスキング材料を前記付加する段階は、複数のリッジを備えるローラーを用いて該マスキング材料を付加する段階を備えることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項27】
前記複数のリッジは、前記ローラーのシャフトと同心であることを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項28】
前記複数のリッジは、前記搬送方向と直交する回転軸に沿って配置された複数のホイールによって形成されることを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項29】
前記複数のリッジは、前記ローラーのシャフトと平行であることを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項30】
前記マスキング材料を前記付加する段階は、複数のローラーアセンブリを用いて該マスキング材料を付加する段階を備えることを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項31】
前記腐食液は、ＨＦを備えることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項32】
前記腐食液は、Ｈ3ＰＯ4を備えることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項33】
ガラス基板をテクスチャ加工する方法であって、前記ガラス基板を搬送方向に搬送経路に沿って搬送する段階と、
前記ガラス基板が搬送される時にパターン付きローラーを用いて予め決められたパターンで該ガラス基板の第１の主面上に、該第１の主面をエッチングし、かつ第１の軸線に沿って第１の大きさ及び第１の空間周期を有する第１のテクスチャを形成する腐食液を付加する段階と、
を備えることを特徴とする方法。
【請求項34】
前記エッチングは、前記第１のテクスチャと併置された第２のテクスチャを前記第１の主面上に形成し、該第２のテクスチャは、約１ナノメートルよりも小さい面粗度Ｓａを備えることを特徴とする請求項３３に記載の方法。
【請求項35】
前記第１のテクスチャは、異方性であることを特徴とする請求項３３に記載の方法。
【請求項36】
前記第２のテクスチャは、等方性であることを特徴とする請求項３４に記載の方法。
【請求項37】
前記第１の大きさは、約２ナノメートルから約１００ナノメートルの範囲にあることを特徴とする請求項３３に記載の方法。
【請求項38】
前記第１の周期は、約０．１ミリメートルから約１００ミリメートルの範囲にあることを特徴とする請求項３３に記載の方法。
【請求項39】
前記エッチングは、第１の区域に前記第１のテクスチャと併置された第３のテクスチャを形成し、該第３のテクスチャは、前記第１の軸線とは異なる第２の軸線に沿って第２の大きさ及び第２の空間周期を備えることを特徴とする請求項３４に記載の方法。
【請求項40】
前記第３のテクスチャは、異方性であることを特徴とする請求項３９に記載の方法。
【請求項41】
前記エッチングは、前記第１のテクスチャと併置された第４のテクスチャを形成し、該第４のテクスチャは、前記第２の軸線に沿って第３の大きさ及び第３の空間周期を備えることを特徴とする請求項４０に記載の方法。
【請求項42】
前記第２の軸線は、前記第１の軸線と直交することを特徴とする請求項３９に記載の方法。
【請求項43】
第１のパターンが、交替するピーク及びバレーの平行で離間した列を備えることを特徴とする請求項３３に記載の方法。
【請求項44】
前記ローラーは、複数のリッジを備えることを特徴とする請求項３３に記載の方法。
【請求項45】
前記複数のリッジは、前記搬送方向と直交する回転軸に沿って位置合わせされた複数のホイールによって形成されることを特徴とする請求項４４に記載の方法。
【請求項46】
前記腐食液を前記付加する段階は、前記第１の主面を複数のローラーアセンブリと接触させる段階を備えることを特徴とする請求項３３に記載の方法。
【請求項47】
前記腐食液は、ＨＦを備えることを特徴とする請求項３３に記載の方法。
【請求項48】
前記腐食液は、Ｈ3ＰＯ4を備えることを特徴とする請求項３３に記載の方法。
【請求項49】
第１の化学組成を備え、該第１の化学組成の少なくとも１つの成分の濃度が第１の軸線に沿って第１の空間周期と共に周期的に変化する第１の面、を備えることを特徴とするガラス基板。
【請求項50】
前記少なくとも１つの成分の前記濃度は、前記第１の軸線とは異なる第２の軸線に沿って第２の空間周期と共に周期的に変化することを特徴とする請求項４９に記載のガラス基板。
【請求項51】
前記第１の軸線と前記第２の軸線間の角度が、０度よりも大きく、かつ９０度に等しいか又はそれよりも小さいことを特徴とする請求項５０に記載のガラス基板。
【請求項52】
異方性表面化学組成を有するガラス基板を作る方法であって、前記ガラスシートを搬送方向に搬送経路に沿って搬送する段階と、
前記ガラス基板が搬送される時に第１の予め決められたパターンで該ガラス基板の第１の化学組成を備える第１の主面の第１の区域にマスキング材料を付加する段階と、
前記ガラス基板が搬送される時に前記第１の主面上に、該第１の主面から前記第１の化学組成の少なくとも１つの成分を浸出させ、かつ前記マスキング材料を除去し、該第１の化学組成の少なくとも１つの成分の濃度が、該浸出の後に第１の空間周期と共に第１の軸線に沿って周期的に変化する滲出液を付加する段階と、
を備えることを特徴とする方法。
【請求項53】
前記第１の空間周期は、約０．１ミリメートルから約１００ミリメートルの範囲にあることを特徴とする請求項５２に記載の方法。
【請求項54】
前記第１の軸線とは異なる第２の軸線に沿った前記少なくとも１つの成分の前記濃度は、第２の空間周期と共に周期的に変化することを特徴とする請求項５２に記載の方法。
【請求項55】
前記第２の軸線に沿った前記濃度は、異方性であることを特徴とする請求項５４に記載の方法。
【請求項56】
前記第２の軸線は、前記第１の軸線と直交することを特徴とする請求項５４に記載の方法。
【請求項57】
前記マスキング材料は、前記滲出液が付加される間は未硬化であることを特徴とする請求項５２に記載の方法。
【請求項58】
前記マスキング材料は、ポリマーを備えることを特徴とする請求項５２に記載の方法。
【請求項59】
前記マスキング材料は、ポリウレタン又はポリオレフィンを備えることを特徴とする請求項５８に記載の方法。
【請求項60】
前記マスキング材料は、スチレンマレイン酸を備えることを特徴とする請求項５２に記載の方法。
【請求項61】
前記マスキング材料は、前記エッチング中に前記第１の主面から完全に除去されることを特徴とする請求項５２に記載の方法。
【請求項62】
前記マスキング材料を前記付加する段階は、複数のリッジを備えるローラーと前記第１の主面を接触させる段階を備えることを特徴とする請求項５２に記載の方法。
【請求項63】
前記複数のリッジは、前記搬送方向と直交する回転軸に沿って位置合わせされた複数のホイールによって形成されることを特徴とする請求項６２に記載の方法。
【請求項64】
前記マスキング材料を前記付加する段階は、複数のローラーアセンブリを用いて該マスキング材料を付加する段階を備えることを特徴とする請求項６２に記載の方法。
【請求項65】
前記滲出液は、ＨＣｌ、Ｈ2ＳＯ4、Ｈ3ＰＯ4、又はＨＮＯ3のうちの少なくとも１つを備えることを特徴とする請求項５２に記載の方法。
【請求項66】
前記少なくとも１つの成分は、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ａｌ、又はＢのうちの少なくとも１つを備えることを特徴とする請求項５２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
〔関連出願への相互参照〕
この出願は、その内容が依拠され且つその全体が引用によって本明細書に組み込まれている２０２０年１月１７日出願の米国仮特許出願第６２／９６２、５２９号の「３５ Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１９」に基づく優先権の利益を主張するものである。
この出願は、その内容が依拠され且つその全体が引用によって本明細書に組み込まれている２０２０年１月１７日出願の米国仮特許出願第６２／９６２、５２９号の「３５ Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１９」に基づく優先権の利益を主張するものである。
【0002】
本発明の開示は、異方性表面テクスチャを有する基板面を形成する方法を含む基板面を処理する方法、異方性表面テクスチャを形成するための装置、及び異方性表面テクスチャを備える物品に関する。
【背景技術】
【0003】
光散乱及び／又は光トラップ（例えば、太陽電池パネル産業における）、医療技術における生体活性改善、フラットパネルディスプレイ産業に独特な接触帯電現象の低減、及びソナー検出のような広範な用途に対して基板、例えば、ガラス基板の面をテクスチャ加工することが公知である。テクスチャ加工する方法は、腐食液を用いる湿式エッチング、例えばプラズマ放電を用いる乾式エッチング、及びレーザ融除を含むことができる。レーザは、基板を物理的に融除して亀裂及び／又は窪みの形態の小欠陥を誘発するのに又は加熱及び／又は相変化を通じて基板構造を局所的に変更するのに使用することができ、様々な形態の湿式又は乾式化学エッチングは、制御可能に基板面を工作し、必要性に基づいてランダム又は周期的特徴部を生成するのに多くの異なる産業にわたって広く利用されている。しかし、そのような方法は、それらが基板の面全体に一様に適用され、かつ等方性表面特性（例えば、粗度）を生成するという点で典型的に均質である。形成中のガラス熱履歴又は緩和後熱サイクルは、テクスチャ加工された面をマイクロ又はマクロスケールで変更する可能性がある。基板面をテクスチャ加工することは、利用可能な方法の量に鑑みて困難ではないが、単一段階工程を使用して基板面の上に複数のタイプの特徴部を意図的にパターン化することは、明確には明らかにされていない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
１又は２以上の異方性テクスチャを示す基板面は、同じ製品に対して複数の機能性を可能にする場合がある。製造可能性の観点から、そのような製品は、高価な資本工学的アップグレードを追加することなく更により魅力的な技術的進路を提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の開示により、周期的な第１のテクスチャを備えた第１の主面を備える基板、例えば、ガラス基板を開示し、第１のテクスチャは、第１の軸線に沿った第１の方向に第１の大きさと第１の空間周期を備え、第１のテクスチャは、第１の空間周期の２倍に等しいか又はそれよりも大きい長さを第１の軸線に沿って延びる。第１の大きさは、例えば、約２ナノメートルから約５００ナノメートルの範囲にあるとすることができる。第１の空間周期は、約０．１ミリメートルから約１００ミリメートルの範囲にあるとすることができる。
【0006】
第１の主面は、第１のテクスチャと併置された等方性の第２のテクスチャを更に備えることができ、第２のテクスチャは、約１ナノメートルに等しいか又はそれよりも小さい平均面粗度Ｓａを備える。
【0007】
第１の主面は、第１のテクスチャと併置された、例えば、第１のテクスチャ及び第２のテクスチャと併置された周期的な第３のテクスチャを更に備えることができ、第３のテクスチャは、第１の軸線とは異なる第２の軸線に沿って第２の大きさと第２の空間周期を備え、第２のテクスチャは、第２の空間周期の２倍に等しいか又はそれよりも大きい長さを第２の軸線に沿って延びる。
【0008】
第２の軸線は、第１の軸線と直交することができる。第２の大きさは、約２ｎｍから約５００ｎｍの範囲にあるとすることができる。第２の空間周期は、約０．１ｍｍから約２５ｍｍの範囲にあるとすることができる。
【0009】
別の実施形態では、第１の軸線に沿った第１の方向に第１の大きさと第１の空間周期とを備える周期的な第１のテクスチャを備えた第１の主面を備える基板、例えば、ガラス基板を説明し、第１のテクスチャは、第１の空間周期の２倍に等しいか又はそれよりも大きい長さを第１の軸線に沿って延び、等方性の第２のテクスチャが、第１のテクスチャと併置される。第１の大きさは、約２ナノメートルから約５００ナノメートルの範囲にあるとすることができる。第１の空間周期は、約０．１ミリメートルから約１００ミリメートルの範囲にあるとすることができる。第２のテクスチャの平均面粗度Ｓａは、約１ナノメートルに等しいか又はそれよりも小さいとすることができる。
【0010】
ガラス基板は、第１のテクスチャと併置された、例えば、第１のテクスチャ及び第２のテクスチャと併置された周期的な第３のテクスチャを更に備えることができ、第３のテクスチャは、第１の軸線とは異なる第２の軸線に沿って第２の大きさと第２の空間周期を備え、第２のテクスチャは、第２の空間周期の２倍に等しいか又はそれよりも大きい長さを第２の軸線に沿って延びる。第２の軸線は、第１の軸線と直交することができる。第２の大きさは、約２ｎｍから約５００ｎｍの範囲にあるとすることができる。第２の空間周期は、約０．１ｍｍから約２５ｍｍの範囲にあるとすることができる。
【0011】
基板は、第１のテクスチャと併置された、例えば、第１のテクスチャ、第２のテクスチャ、及び第３のテクスチャと併置された周期的な第４のテクスチャを更に備えることができ、第４のテクスチャは、第２の軸線に沿って第３の大きさと第３の空間周期を備え、第４のテクスチャは、第３の空間周期の２倍に等しいか又はそれよりも大きい長さを第２の軸線に沿って延びる。第３の大きさは、約２ナノメートルから約５００ナノメートルの範囲にあるとすることができる。第３の空間周期は、約０．１ミリメートルから約２５ミリメートルの範囲にあるとすることができる。
【0012】
更に別の実施形態では、基板を搬送方向に搬送経路に沿って搬送する段階と、基板が搬送される時に基板の第１の主面に第１の予め決められたパターンでマスキング材料を付加する段階とを備える基板、例えば、ガラス基板をテクスチャ加工する方法を開示する。腐食液が、基板が搬送される時にマスキング材料を付加する段階の後で第１の主面の第１の区域にわたって付加され、腐食液は、第１の主面をエッチングし、マスキング材料を除去し、第１の区域に第１の軸線に沿って第１の大きさと第１の空間周期とを有する第１のテクスチャを形成する。エッチングは、例えば第１のテクスチャと併置された第２のテクスチャを第１の主面上に形成することができ、第２のテクスチャは、約１ナノメートルよりも小さい平均面粗度Ｓａを備える。第１のテクスチャは等方性とすることができる。第２のテクスチャは等方性とすることができる。第１の大きさは、約２ｎｍから約１００ｎｍの範囲にあるとすることができる。第１の空間周期は、約０．１ミリメートルから約１００ミリメートルの範囲にあるとすることができる。
【0013】
エッチングは、第１のテクスチャと併置された、例えば、第１のテクスチャ及び第２のテクスチャと併置された第３のテクスチャを更に形成することができ、第３のテクスチャは、第１の軸線とは異なる第２の軸線に沿って第２の大きさと第２の空間周期を備える。第３のテクスチャは、異方性とすることができる。
【0014】
エッチングは、第１のテクスチャと併置された、例えば、第１のテクスチャ、第２のテクスチャ、及び第３のテクスチャと併置された第４のテクスチャを更に形成することができ、第４のテクスチャは、第２の軸線に沿って第３の大きさと第３の空間周期を備える。第２の軸線は、第１の軸線と直交することができる。
【0015】
一部の実施形態では、第１のパターンは、交替するピークとバレーの平行で離間した列を備えることができる。
【0016】
一部の実施形態では、マスキング材料は、腐食液が付加される間は未硬化であるとすることができる。マスキング材料は、ポリウレタン、ポリオレフィン、アクリレート、ノボラック、又はシリコーンのようなポリマーを備えることができる。一部の実施形態では、マスキング材料は、スチレンマレイン酸を備えることができる。
【0017】
様々な実施形態では、腐食液によるマスキング材料の除去速度は、基板面の溶解速度よりも低いとすることができる。例えば、一部の実施形態では、マスキング材料は、エッチング中に第１の主面から完全に除去することができる。
【0018】
マスキング材料を付加する段階は、複数のリッジを備えるローラーを用いてマスキング材料を付加する段階を備えることができる。複数のリッジは、例えば、ローラーのシャフトと同心とすることができる。複数のリッジは、搬送方向と直交する回転軸に沿って配置された複数のホイールによって形成することができる。
【0019】
一部の実施形態では、複数のリッジは、ローラーのシャフトと平行とすることができる。
【0020】
様々な実施形態では、マスキング材料を付加する段階は、複数のローラーアセンブリを用いてマスキング材料を付加する段階を備えることができる。
【0021】
様々な実施形態では、腐食液は、ＨＦ、Ｈ3ＰＯ4、又はその組合せを備えることができる。
【0022】
更に他の実施形態では、基板を搬送方向に搬送経路に沿って搬送する段階と、基板が搬送される時に基板の第１の主面上に予め決められたパターンで腐食液を付加する段階とを備える基板、例えば、ガラス基板をテクスチャ加工する方法を開示する。腐食液は、第１の主面をエッチングし、かつ第１の軸線に沿って第１の大きさと第１の空間周期とを有する第１のテクスチャを形成する。
【0023】
エッチングは、第１のテクスチャと併置された第２のテクスチャを第１の主面上に更に形成することができ、第２のテクスチャは、約１ナノメートルよりも小さい面粗度Ｓａを備える。第１のテクスチャは、異方性とすることができる。第２のテクスチャは、等方性とすることができる。第１の大きさは、約２ナノメートルから約１００ナノメートルの範囲にあるとすることができる。第１の周期は、約０．１ミリメートルから約１００ミリメートルの範囲にあるとすることができる。
【0024】
一部の実施形態では、エッチングは、第１のテクスチャと併置された、例えば、第１のテクスチャ及び第２のテクスチャと併置された第３のテクスチャを形成することができ、第３のテクスチャは、第１の軸線とは異なる第２の軸線に沿って第２の大きさと第２の空間周期を備える。第３のテクスチャは、異方性とすることができる。
【0025】
一部の実施形態では、エッチングは、第１のテクスチャと併置された、例えば、第１のテクスチャ、第２のテクスチャ、及び第３のテクスチャと併置された第４のテクスチャを形成することができ、第４のテクスチャは、第２の軸線に沿って第３の大きさと第３の空間周期を備える。第２の軸線は、第１の軸線と直交することができる。
【0026】
様々な実施形態では、第１のパターンは、交替するピークとバレーの平行で離間した列を備えることができる。
【0027】
一部の実施形態では、腐食液を付加する段階は、複数のリッジを備えるローラーと第１の主面を接触させる段階を備えることができる。複数のリッジは、例えば、搬送方向と直交する回転軸に沿って位置合わせされた複数のホイールによって形成することができる。
【0028】
腐食液を付加する段階は、第１の主面を複数のローラーアセンブリと接触させる段階を備える場合がある。
【0029】
腐食液は、ＨＦ、Ｈ3ＰＯ4、又はその組合せを備えることができる。
【0030】
別の実施形態では、第１の化学組成を備えた第１の面を備える基板、例えば、ガラス基板を説明し、第１の化学組成の少なくとも１つの成分の濃度は、第１の空間周期と共に第１の軸線に沿って周期的に変化する。
【0031】
少なくとも１つの成分の濃度は、第１の軸線とは異なる第２の軸線に沿って第２の空間周期と共に周期的に変化することができる。第１の軸線と第２の軸線間の角度は、０度よりも大きく、かつ９０度に等しいか又はそれよりも小さいとすることができる。
【0032】
更に別の実施形態では、搬送方向に搬送経路に沿ってガラスシートを搬送する段階と、基板が搬送される時に基板の第１の主面の第１の区域に第１の予め決められたパターンでマスキング材料を付加する段階であって、第１の主面が第１の化学組成を備える前記付加する段階と、基板が搬送される時に第１の主面上に滲出液を付加する段階であって、滲出液が、第１の主面から第１の化学組成の少なくとも１つの成分を浸出させ、かつマスキング材料を除去し、第１の化学組成の少なくとも１つの成分の濃度が、浸出後に第１の空間周期と共に第１の軸線に沿って周期的に変化する前記付加する段階とを備える異方性表面化学組成を有する基板、例えば、ガラス基板を作る方法を開示する。
【0033】
第１の空間周期は、約０．１ｍｍから約１００ｍｍの範囲にあるとすることができる。
【0034】
一部の実施形態では、第１の軸線とは異なる第２の軸線に沿った少なくとも１つの成分の濃度は、第２の空間周期と共に周期的に変化することができる。第２の軸線に沿った濃度は、異方性である。第２の軸線は、第１の軸線と直交することができる。
【0035】
一部の実施形態では、マスキング材料は、滲出液が付加される間は未硬化とすることができる。
【0036】
マスキング材料は、ポリウレタン、ポリオレフィン、アクリレート、ノボラック、又はシリコーンのようなポリマーを備えることができる。一部の実施形態では、マスキング材料は、スチレンマレイン酸を備えることができる。様々な実施形態では、マスキング材料は、エッチング中に第１の主面から完全に除去することができる。
【0037】
一部の実施形態では、マスキング材料を付加する段階は、複数のリッジを備えるローラーと第１の主面を接触させる段階を備えることができる。複数のリッジは、搬送方向と直交する回転軸に沿って位置合わせされた複数のホイールによって形成することができる。マスキング材料を付加する段階は、複数のローラーアセンブリを用いてマスキング材料を付加する段階を備えることができる。
【0038】
滲出液は、例えば、ＨＣｌ、Ｈ2ＳＯ4、Ｈ3ＰＯ4、又はＨＮＯ3のうちの少なくとも１つを備えることができる。
【0039】
少なくとも１つの成分は、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ａｌ、又はＢのうちの少なくとも１つを備えることができる。
【0040】
更に他の実施形態では、搬送方向に搬送経路に沿って基板を搬送する段階と、基板が搬送される時に基板の主面にマスキング材料を付加する段階と、基板が搬送される時に第１の予め決められたパターンで主面にわたって滲出液を付加する段階であって、主面が、第１の化学組成を備え、滲出液が、第１の主面から第１の化学組成の少なくとも１つの成分を浸出させ、第１の化学組成の少なくとも１つの成分の濃度が、浸出後に第１の空間周期と共に第１の軸線に沿って周期的に変化する前記付加する段階とを備える基板、例えば、ガラス基板をテクスチャ加工する方法を説明する。第１のテクスチャは、異方性とすることができる。第１の大きさは、約２ｎｍから約５００ｎｍの範囲にあるとすることができる。
【0041】
本明細書に開示する実施形態の追加の特徴及び利点は、以下の詳細説明に列挙しており、かつ部分的にその説明から当業者には明らかであり、又は以下の詳細説明、特許請求の範囲、並びに添付図面を含む本明細書に説明する実施形態を実施することによって認識されるであろう。
【0042】
以上の一般説明及び以下の詳細説明の両方は、本明細書に開示する実施形態の性質及び特性を理解するための概要又は骨組みを提供するように意図した実施形態を提示することは理解されるものとする。添付図面は、更なる理解を提供するために含められ、かつ本明細書に組み込まれてその一部を構成する。図面は、本発明の開示の様々な実施形態を示し、かつ説明と共にその原理及び作業を解説する。
【図面の簡単な説明】
【0043】
【図1】本発明の開示の実施形態により基板を処理するための例示的処理装置の側面断面図である。
【図5】本発明の開示の実施形態により基板を処理するための別の例示的処理装置の断面側面図である。
【図8A】均質本体とそれを通って延びるシャフトとを備えるローラーの断面図である。
【図8B】本体とそれを通って延びるシャフトとを備え、本体がその周囲の周りに位置決めされた外側層を備えるローラーの断面図である。
【図10A】マスキング材料で被覆されて次に腐食液に露出される基板からの基板材料及びマスキング材料の漸進的溶解を示す一連の模式図である。
【図10B】マスキング材料で被覆されて次に腐食液に露出される基板からの基板材料及びマスキング材料の漸進的溶解を示す一連の模式図である。
【図10C】マスキング材料で被覆されて次に腐食液に露出される基板からの基板材料及びマスキング材料の漸進的溶解を示す一連の模式図である。
【図10D】マスキング材料で被覆されて次に腐食液に露出される基板からの基板材料及びマスキング材料の漸進的溶解を示す一連の模式図である。
【図12A】被覆されてパターン付与腐食液に露出された基板からの基板材料及びマスキング材料の漸進的溶解を示す一連の模式図である。
【図12B】被覆されてパターン付与腐食液に露出された基板からの基板材料及びマスキング材料の漸進的溶解を示す一連の模式図である。
【図12C】被覆されてパターン付与腐食液に露出された基板からの基板材料及びマスキング材料の漸進的溶解を示す一連の模式図である。
【図12D】被覆されてパターン付与腐食液に露出された基板からの基板材料及びマスキング材料の漸進的溶解を示す一連の模式図である。
【図13】３つの併置されたテクスチャを備える基板面のコンピュータ発生光学画像の図である。
【図17】マスキング材料又は腐食液を基板に付加することができる例示的配置の模式図である。
【図18】マスキング材料又は腐食液を基板に付加することができる別の例示的配置の模式図である。
【図19】マスキング材料又は腐食液を基板に付加することができる更に別の例示的配置の模式図である。
【図20】別の例示的処理装置の断面側面図である。
【図22】マスキング材料（又は腐食液）で被覆された基板面の離散領域を示す基板の上面図である。
【図23】マスクなしサンプルと比較したマスク付き基板サンプルに対する移動速度の関数として面高さデータをナノメートル単位で示す一連のプロットの図である。
【図24】リフト試験後の平均面粗度（Ｒａ）の関数として平均電圧を示すプロットの図である。
【発明を実施するための形態】
【0044】
ここで添付図面にその例を示す本発明の開示の実施形態を以下で詳細に参照する。同じ又は類似の部品に言及するために可能な限り同じ参照番号を図面全体を通して以下で使用する。しかし、本発明の開示は、多くの異なる形態に具現化することができ、本明細書に説明する実施形態に限定されると解釈すべきではない。
【0045】
本明細書に使用する場合に、用語「約」は、量、サイズ、調合、パラメータ、及び他の量及び特性が正確ではない、正確である必要がない、公差、換算係数、四捨五入、及び測定誤差などのような及び当業者に公知の他の因子を反映して望むように近似的である、及び／又はより大きい又はより小さい可能性があることを意味する。
【0046】
本明細書では範囲は、「約」１つの値から及び／又は「約」別の値までとして表現することができる。そのような範囲を表す場合に、別の実施形態では一方の値から他方の値までを含む。同様に、用語「約」を用いて値を近似値として表す場合に、その値は別の実施形態を形成することは理解されるであろう。更に、各範囲の端点は、他の端点と関連して及び他の端点と無関係に有意であることは理解されるであろう。
【0047】
本明細書に使用する場合の方向用語、例えば、上方、下方、右、左、前、後、上部、底部は、描かれた時の図に関連して提供するに過ぎず、絶対的な向きの示唆は意図していない。
【0048】
特に明示しない限り、本明細書に説明するいずれの方法も、その段階を特定の順序で実行することを必要とすると解釈すること、同じく、いずれの装置についても、特定の向きを必要とすることを決して意図するものではない。従って、方法の特許請求の範囲がその段階が従うべき順序を実際に列挙しない場合、又はいずれかの装置の特許請求の範囲が個々の構成要素に対する順序又は向きを実際に列挙しない場合、又は段階を特定の順序に限定すべきことが特許請求の範囲又は明細書に別の方法で明確に示されない場合、又は装置の構成要素に対する特定の順序又は向きが列挙されない場合に、順序又は向きが推測されることは決して意図されない。これは、段階の配置、作動の流れ、構成要素の順序、又は構成要素の向きに関する論理の問題、文法的構成、又は句読点から導出される平明な意味、及び明細書に説明される実施形態の数又はタイプを備える解釈に関して考えられるあらゆる非表現的基礎について当て嵌まる。
【0049】
本明細書に使用する場合に、複数形でない名詞は、関連上明らかに他を指示しない限り、複数形への言及を含む。従って、例えば、複数形でない構成要素への言及は、関連上明らかに他に指示しない限り、２又は３以上のそのような構成要素を有する態様を含む。
【0050】
本明細書では、言葉「例示的」、「例」、又はそれらの様々な形を用いて例、事例、又は例示として役立つことを示す。本明細書に「例示的」又は「例」として説明するいずれの態様又は設計も他の態様又は設計よりも好ましいか又は有利であると解釈すべきではない。更に、例は、単に明確化及び理解のために提供され、開示する主題又は本発明の開示の関連部分をいずれかの方法で制限又は限定することを意図していない。様々な範囲の無数の追加例又は代替例を提示することが可能であるが、簡潔にするために省略すると理解することができる。
【0051】
本明細書に使用する場合に、用語「備える」及び「含む」及びそれらの変形は、特に指示のない限り、同義で非限定として解釈するものとする。移行句備える又は含むに続く要素のリストは、リスト内に具体的に列挙されたものの他にも要素が存在する可能性があるような非排除的なリストである。
【0052】
本明細書に使用する用語「実質的な」、「実質的に」、及びその変形は、説明する特徴が値又は説明に等しいか又はほぼ等しいことを表すように意図される。例えば、「実質的に平面状の」面は、平面状であるか又はほぼ平面状である面を示すことが意図される。更に、「実質的に」は、２つの値が等しいか又はほぼ等しいことを示すことが意図される。一部の実施形態では、「実質的に」は、互いの約１０％以内、例えば互いの約５％以内、又は互いの約２％以内の値を意味することができる。
【0053】
本明細書に使用するように、異方性表面テクスチャとは、基板の主面を移動する第１の方向では、基板の主面を移動する第１の方向とは異なる第２の方向とは異なる属性を含むが、その差が実質的に変化しない表面テクスチャである。例えば、基板の主面を第１の向きに横切って取得した第１の線プロファイルと、異なる向き、例えば、第１の線プロファイルに直交する向きに主面を横切って取得した第２の線プロファイルについて、第１の線プロファイルの平均粗度Ｒａ1と第２の線プロファイルの平均粗度Ｒａ2との差を決定することが可能である。しかし、第１の線プロファイル及び第２の線プロファイルが取得される主面上の場所に関わらず、第１の線プロファイル及び第２の線プロファイルの絶対的な向きと、第１の線プロファイルの第２の線プロファイルに対する相対的な向きとが同じままであれば、第１の線プロファイルと第２の線プロファイルとの選択特性の差は同じである。すなわち、第１の線プロファイルの平均粗度の大きさは、主面上の位置に関係なく同じままであり、第２の線プロファイルの平均粗度の大きさは、主面上の位置に関係なく同じままである。従って、第１の予め決められた長さ（予め決められた長さは、主面に関する最大表面特性の２周期長さ（すなわち、反復）よりも大きいとすることができる）と主面上の第１の向きとに関して主面上のいずれかの場所で取得される第１の線プロファイルの平均粗度は、第１の予め決められた長さと主面に対する第１の向きとに関して主面上のいずれかの他の場所で取得される別の線プロファイルの平均粗度と測定機能の範囲内で実質的に等しい。同様に、第１の向きとは異なる第２の向きを有する第２の予め決められた長さ（予め決められた長さは、主面に関する最大表面特性の２周期長さ（すなわち、反復）よりも大きいとすることができる）に関して主面上のいずれかの場所で取得される第２の線プロファイルの平均粗度は、第２の予め決められた長さと第２の向きとに関して主面上のいずれかの他の場所で取得される別の線プロファイルの平均粗度と実質的に等しく、第１の線プロファイルに関するいずれかの平均粗度と第２の線プロファイルに関するいずれかの平均粗度の差は、実質的に一定である。
【0054】
図１及び図２に示すのは、基板１２の主面を処理する例示的処理装置１０のそれぞれ断面側面図と上面図である。本明細書に使用する場合に、用語「基板」は、材料のシート、プレート、リボン、又はペインを含む。基板は、同じか又は異なる材料の複数の層を有する積層基板とすることができる。基板１２は、ガラスベースの材料を備えることができる。本明細書に使用する場合に、「ガラスベース」は、ガラスとガラスセラミックの両方を備え、ガラスセラミックは、１又は２以上の結晶相と非晶質の残留ガラス相とを有する。ガラスベースの材料（例えば、ガラスベースの基板）は、非晶質材料（例えば、ガラス）と、任意的に１又は２以上の結晶性材料（例えば、セラミック）とを備えることができる。例示的ガラスは、アルミノシリケートガラス、ホウケイ酸ガラス、ソーダ石灰ガラスなどを備えることができる。一部の実施形態では、基板１２は、シリコンウェーハ又はシリコンシートを備えることができる。別の実施形態では、基板１２は、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ2）、フッ化カルシウム（ＣａＦ2）、フッ化バリウム（ＢａＦ2）、サファイア（Ａｌ2Ｏ3）、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、又は他の材料を備えることができる。基板１２は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、電気泳動ディスプレイ（ＥＰＤ）、有機発光ダイオードディスプレイ（ＯＬＥＤ）、又はプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）のような様々なディスプレイ用途に使用することができる。
【0055】
基板１２は、第１の主面１４と、第１の主面１４に対向する第２の主面１６とを備える。一部の実施形態では、第１の主面１４は、第２の主面１６に平行とすることができるが、他の実施形態では、第１の主面１４は、第２の主面１６に平行でない場合がある。例えば、一部の実施形態では、長さ方向に又は長さ方向と直交する幅方向に基板の厚みを通して取得される基板１２の断面形状は、楔形とすることができ、この場合に、第１又は第２の主面の一方は、第１又は第２の主面の他方に対して例えば０度（平行）よりも大きいが、約１０度未満の角度で角度付けされる。基板１２は、第１の主面１４と第２の主面１６の間に定められる約５０マイクロメートル（μｍ）から約０．７ｍｍの範囲、例えば、約５０μｍから約０．５ｍｍの範囲の厚み「Ｔ」を備えることができ、この場合に、厚みＴは、主面の一方又は両方に直交して測定される。別の実施形態では、他の厚み及び／又は非可撓性の構成を設けることができる。例えば、別の実施形態では、基板１２は、約５０μｍから約３ｍｍの範囲、例えば、約０．５ｍｍから約３ｍｍの範囲の厚みを備えることができる。
【0056】
基板１２は、第１又は第２の主面の平面内で四辺形の周囲形状を有し、基板１２の搬送方向２０に関連付けられた前縁１８と、前縁１８と反対の後縁２２と、対向する側縁２４，２６とを備えることができる。搬送方向２０は、基板の長さ方向とすることができる。様々な実施形態では、前縁１８と後縁２２は、平行な縁部とすることができる。実施形態では、側縁２４及び２６は、平行な縁部とすることができる。一部の実施形態では、前縁１８は、側縁２４又は側縁２６の一方又は両方に直交することができる。例えば、一部の実施形態では、基板１２は、第１又は第２の主面１４又は１６の一方又は両方の平面内で矩形形状を有することができ、その場合に、側縁２４，２６は、搬送方向２０に平行であり、前縁及び後縁１８，２２は、搬送方向２０に直交する。
【0057】
図１及び図２に示すように、処理装置１０は、搬送経路３０に沿って基板１２を搬送方向２０に搬送するように構成された複数の搬送ローラー２８と、マスキングローラー３２と、マスキング材料リザーバ３５を形成する第１の容器３４と、腐食液ローラー３６と、腐食液リザーバ３９を形成する第２の容器３８とを備えることができる。処理装置１０は、リザーバ３９と流体連通し、ポンプ４２及び配管４４を通して第２の容器３８内に腐食液を循環させるように構成された腐食液循環システム４０を更に備えることができる。
【0058】
搬送ローラー２８は、回転可能に装着されて回転軸６４の周りに回転するように構成された全長ローラーとすることができ、この場合に、搬送方向２０に直交する方向の搬送ローラーの長さ８８は、第１及び第２の側縁２４，２６間に定められる基板１２の幅９０に等しいか又はそれよりも大きいとすることができる（図２Ａ参照）。搬送ローラー２８は、従動ローラーとすることができる。例えば、搬送ローラー２８は、搬送ローラー２８をそれぞれの回転軸の周りに回転させて搬送経路３０に沿って搬送方向２０に基板１２を搬送する１又は複数のモータ（図示せず）に結合することができる。別の実施形態では、搬送ローラー２８は、個々にそれぞれの回転軸の周りに自由回転することができるように非従動式である。更に別の実施形態では、処理装置１０は、従動式と非従動式の搬送ローラー２８の組合せを備えることができる。搬送ローラー２８は、基板１２の下方に位置決めされ、それによって基板１２を第１の主面１４で支持するものとして示しているが、別の実施形態では、追加の搬送ローラー２８が、基板１２の上方に位置決めされ、第２の主面１６に接触することができる。例えば、第２の主面１６に接触する上側搬送ローラーは、駆動されない下側搬送ローラーの上で基板１２を搬送方向２０に推進する従動ローラーとすることができる。一部の実施形態では、１又は２以上の対の搬送ローラーは、搬送方向２０に直交する方向に部分的に延びるように構成することができる。例えば、一部の実施形態では、第２の主面１６に接触する上側搬送ローラー（図示せず）のような搬送ローラーは、基板１２の縁部分に接触し、第１の及び／又は第２の主面の中心部分には接触しないとすることができる。
【0059】
更に図１及び図２を参照すると、マスキングローラー３２は、搬送ローラー２８と類似の方式で搬送経路３０に沿って位置決めすることができる。従って、マスキングローラー３２は、搬送方向２０と直交する方向に基板１２の幅９０を横切って延びることができ、この場合に、マスキングローラー３２の長さ９２は、基板１２の幅９０に等しいか又はそれよりも大きいとすることができる。しかし、マスキングローラー３２の長さ９２は、基板の全面積未満が処理されることになる場合に、基板１２の幅９０よりも小さくすることができる。図３Ａに示すように、マスキングローラー３２は、長手軸線（例えば、回転軸）４８を有するシャフト４６と、溝５４によって分離された複数のリッジ５２を含むローラー本体５０とを備えることができる。すなわち、リッジ５２と溝５４は、長手軸線４８と平行なマスキングローラーの長さ方向に交替することができる。回転軸である長手軸線４８は、搬送方向２０と直交するように配置することができる。一部の実施形態では、マスキングローラー３２は、ローラー本体５０が、例えば、元々形成されているか又は図３Ａに示すように複数の部品を確実に接合することによる単体構成のものとすることができる。従って、一部の実施形態では、ローラー本体５０は、シャフト４６と接続することができ、その場合に、シャフト４６とローラー本体５０は、回転軸４８の周りを一緒に回転することができる。別の実施形態では、図３Ｂに示すように、マスキングローラー３２は、ホイール５６上の突起（図示せず）によって又はホイール５６間に交互配置されたスペーサ５８によって離間し、シャフト４６上に位置決めされた複数のホイール５６を備えることができ、この場合に、回転軸４８に直交する方向のスペーサの直径は、ホイールの直径よりも小さい。そのような実施形態では、ホイール５６は、リッジ５２を形成し、スペーサ５８は、溝５４を形成する。一部の実施形態では、ホイール５６は、回転軸４８の周りをシャフト４６に対して独立に回転可能とすることができ、その場合に、ホイール５６は、別のホイール５６と無関係に回転することができる。そのような実施形態では、シャフト４６は、ホイール及び任意的にスペーサが回転する間は静止することができるが、別の実施形態では、シャフト４６とホイール５６は、回転軸４８の周りを個々に自由に回転可能とすることができる。
【0060】
一部の実施形態では、マスキングローラー３２は、マスキングローラー、例えば、シャフト４６が回転軸４８の周りにマスキングローラーを回転させるモータ（図示せず）に結合される従動ローラーとすることができ、別の実施形態では、マスキングローラー３２は、駆動されず、自由に回転可能とすることができる。一部の実施形態では、マスキングローラー３２は、搬送ローラー２８に結合することができる。例えば、処理装置１０は、搬送ローラー２８及びマスキングローラー３２を同時に回転させるように構成された駆動機構を備えることができる。すなわち、一部の実施形態では、マスキングローラー３２の回転は、搬送ローラー２８の回転と同期させることができるので、マスキングローラー３２は、搬送ローラー２８と同じ回転速度で回転し、基板１２の搬送方向２０への移動を助けることができる。例えば、一部の実施形態では、搬送ローラー２８及びマスキングローラー３２は、例えば、それぞれのシャフトに結合されたギアを通してチェーンで駆動することができ、チェーンは、チェーンを駆動してそれによって搬送ローラー２８及びマスキングローラー３２を回転させるモータに結合され、別の実施形態では、搬送ローラー２８及び／又はマスキングローラー３２は、完全にギアで駆動することができる。更に別の実施形態では、搬送ローラー２８及び／又はマスキングローラー３２は、モータ結合された１又は２以上のベルトで回転させることができる。本発明の技術分野で公知の他の搬送方法をこれに加えて又はこれに代えて用いることができる。一部の実施形態では、処理装置１０は、単一マスキングローラー３２を備えることができるが、別の実施形態では、処理装置１０は、複数のマスキングローラー３２を備えることができる。
【0061】
ローラー本体５０（又はホイール５６）は、複数の層、例えば、同心層を備えることができる。一部の実施形態では、ローラー本体５０は、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）によって形成された外側層を備えることができるが、機械加工が容易であり、エッチング耐性ポリマーと接触した時に濡れやすく、かつ剛性を与える他の材料を用いることもできる。
【0062】
マスキングローラー３２は、図３Ａ及び図３Ｂでは、対向する円形縁部間に定められた周囲面８４を備える直円柱セクションによって形成された複数のリッジを備えて示しているが、リッジ５２は、他の周囲面形状を有することができる。例えば、リッジ５２は、波状縁部を有する周囲面、平行縁部を有する周囲面（すなわち、同じ直径が、平行平面内に位置する２つの円の周囲間に定められ、それぞれの中心が、平行平面に直交する同一線上にある）、ジグザグ又は鋸歯状の縁部を有する周囲面、又は規則的又は不規則的な他の曲線から構成される縁部設計を備えることができる。そのような面形状の対向する縁部は、対称である必要はない。図３Ｃは、リッジの側縁６０，６２の間に定められる４つの例示的周囲面縁部パターンを示す：（ａ）円形縁部、（ｂ）波状縁部、（ｃ）正方形波状縁部、及び（ｄ）ジグザグ（鋸歯状）縁部。他の周囲面パターンが可能であり、かつ考えられている。
【0063】
マスキングローラー３２は、回転軸４８の周りに回転可能であり、かつリッジ５２の少なくとも周囲面８４が、第１の容器３４に閉じ込められたマスキング材料６６と接触する、例えば、それに浸漬されるように、シャフト４６を通じて第１の容器３４の上に装着することができる。マスキング材料６６は、液体として容易に付加されて選択された腐食液によって除去されるあらゆる適切なマスキング材料を備えることができる。例えば、一部の実施形態では、マスキング材料６６は、スチレンマレイン酸（ＳＭＡ）を備えることができるが、別の実施形態では、他のマスキング材料、例えば、アクリレート、ノボラック（ホルムアルデヒド対フェノールのモル比が１未満のフェノール－ホルムアルデヒド樹脂）、又はシリコーンを用いることができる。
【0064】
処理装置１０は、搬送経路３０に沿って位置決めされた腐食液ローラー３６を更に備えることができる。一部の実施形態では、処理装置１０は、単一腐食液ローラー３６を備えることができるが、別の実施形態では、処理装置１０は、複数の腐食液ローラー３６を備えることができる。腐食液ローラー３６は、回転可能に装着され、かつ回転軸６４の周りに回転可能とすることができる。腐食液ローラー３６は、搬送方向２０に対してマスキングローラー３２の下流側に位置決めされ、その場合に、搬送方向２０に搬送経路３０に沿って移動する基板１２は、マスキングローラー３２に遭遇した後で腐食液ローラー３６に遭遇する。
【0065】
図４Ａ及び図４Ｂに示す一部の実施形態では、腐食液ローラー３６は、シャフト７２に装着された連続的な（例えば、均質な）組成のモノリシックローラー本体７０を備えることができる。しかし、別の実施形態では、ローラー本体７０は、非均質とすることができる。一部の実施形態では、ローラー本体７０は、同心層のような複数の層を備えることができる。例えば、図４Ｃに示すように、ローラー本体７０は、シャフト７２に結合されたコア７４と、コア７４上に位置決めされ、コア７４に結合された腐食液ローラー３６の外面８６を定める外側層７６とを備えることができる。腐食液ローラー３６は、コア７４と外側層７６の間に１又は２以上の中間層を更に備えることができる。コア７４は、中実コアを備えることができるが、別の実施形態では、中空又は部分的に中空の内部コアを設けることができる。コア７４は、回転軸６４の周りに腐食液ローラー３６を回転させるためにシャフト７２に結合されたモータから外側層７６へのトルクの伝達を容易にすることができ、一方で外側層７６は、基板１２が腐食液ローラー３６の上を移動する時に第２の容器３８からの腐食液７８の望ましい持ち上げと基板１２の第１の主面１４上の腐食液のコーティングとを提供するように設計された材料で製作することができる。例えば、腐食液ローラー３６は、発泡材料を備えた外側層７６を備えることができる。外側層７６は、例えば、ポリウレタン又はポリオレフィン材料のような腐食液耐性材料の開放多孔性繊維網を備えることができる。
【0066】
マスキングローラー３２と同様に、腐食液ローラー３６は、搬送方向２０と直交する方向に基板１２の幅９０の全て又は一部を横切って延びることができる。すなわち、腐食液ローラー３６の回転軸６４は、搬送方向２０と直交することができる。実施形態では、腐食液ローラー３６は、腐食液ローラー３６の周囲面８６が第２の容器３８に閉じ込められた腐食液７８と接触する、例えば、それに浸漬されるように第２の容器３８の上に回転可能に装着することができる。様々な実施形態では、腐食液７８は、フッ化水素酸（ＨＦ）を備えることができるが、別の実施形態では、基板１２の材料に応じて他の適切な腐食液を用いることができる。本明細書に説明する例では、腐食液７８は、４０℃で１モル（Ｍ）濃度のＨ3ＰＯ4＋０．３５モル濃度のＮａＦを備える。しかし、基板材料に応じて他の適切な腐食液を用いることができる。例えば、ガラスのＨＦベースのエッチングは、最初は時間依存性であり、達成可能な平均粗度Ｒａ値は、最終的に約０．５ｎｍで飽和する。処理された基板１２の得られる表面テクスチャは、高さと共に横方向にもナノメートルの尺度であり、相関長さもナノメートル程度とすることができる。
【0067】
図５及び図６は、搬送経路１３０に沿って基板１２を搬送方向１２０に搬送するように構成された複数の搬送ローラー１２８と、腐食液ローラー１３６と、腐食液リザーバ１３９を形成する容器１３８とを備える別の例示的処理装置１００を示している。処理装置１００は、腐食液リザーバ１３９と流体連通してポンプ１４２及び配管１４４を通して容器１３８内に腐食液を循環させるように構成された腐食液循環システム１４０を更に備えることができる。
【0068】
搬送ローラー１２８は、全長ローラーとすることができ、この場合に、搬送方向１２０に直交する方向の搬送ローラーの長さ９４は、第１及び第２の側縁２４，２６間に定められる基板１２の幅９０に等しいか又はそれよりも大きいとすることができる（図６参照）。搬送ローラー１２８は、従動ローラーとすることができる。例えば、搬送ローラー１２８は、搬送ローラー１２８をそれぞれの回転軸の周りに回転させて搬送経路１３０に沿って搬送方向１２０に基板１２を搬送するモータ（図示せず）に結合することができる。他の実施形態では、搬送ローラー１２８は、駆動されず、個々に自由回転することができる。更に他の実施形態では、処理装置１００は、従動式と非従動式の搬送ローラー１２８の組合せを備えることができる。搬送ローラー１２８は、基板１２の下方に位置決めされ、それによって基板１２を第１の主面１４で支持するものとして示しているが、更に別の実施形態では、追加の搬送ローラー１２８は、基板１２の上方に位置決めされ、第２の主面１６に接触するとすることができる。例えば、第２の主面１６に接触する上側搬送ローラーは、基板１２を搬送方向１２０に推進する従動ローラーとすることができる。一部の実施形態では、１又は２以上の対の搬送ローラーは、搬送方向２０に直交する方向に部分的に延びるように構成することができる。例えば、一部の実施形態では、搬送ローラーは、第２の主面１６の縁部分に接触するが、第２の主面の中心部分には接触しないとすることができる。
【0069】
幾つかの実施形態では、処理装置１００は、回転軸１３２の周りに回転するように構成された１つの腐食液ローラー１３６を更に備えることができるが、別の実施形態では、処理装置１００は、複数の腐食液ローラー１３６を備えることができる。腐食液ローラー１３６は、搬送方向１２０と直交する方向に基板１２の幅９０を横切って延びることができ、この場合に、腐食液ローラー１３６の長さ９６は、基板１２の幅９０に等しいか又はそれよりも大きいとすることができる。しかし、更に別の実施形態では、基板１２の全幅未満を処理することになっている場合に、長さ９６は、幅９０よりも小さいとすることができる。図７Ａ及び図７Ｂに示すように、腐食液ローラー１３６は、シャフト１７２と、溝１５４によって分離された複数のリッジ１５２を含むローラー本体１７０とを備えることができる。すなわち、リッジ１５２と溝１５４は、回転軸１３２に沿って腐食液ローラー１３６の長手方向に交替する。
【0070】
腐食液ローラー１３６は、図７Ａ及び図７Ｂでは、対向する円形縁部間に定められた周囲面１５６を含む直円柱セクションによって形成された複数のリッジを備えるように示しているが、リッジ１５２は他の周囲面形状を有することができる。例えば、リッジ１５２は、波状縁部を有する周囲面、平行縁部を有する周囲面（すなわち、同じ直径が、平行平面内に位置する２つの円の周囲間に定められ、それぞれの中心が、平行平面に直交する同一線上にある）、ジグザグ又は鋸歯状の縁部を有する周囲面、又はあらゆる他の曲線から構成される周囲面を備えることができる。そのような面形状の対向する縁部は、対称である必要はない。図７Ｃは、リッジの側縁１６０，１６２の間に定められる４つの例示的周囲面パターンを示す：（ａ）円形縁部、（ｂ）波状縁部、（ｃ）正方形波状縁部、及び（ｄ）ジグザグ（鋸歯状）縁部。他の周囲面パターンが可能であり、かつ考えられている。
【0071】
一部の実施形態では、図８Ａに示すように、腐食液ローラー１３６は、シャフト１７２に装着された連続的な（例えば、均質な）組成のモノリシックローラー本体１７０を備えることができる。しかし、更に別の実施形態では、腐食液ローラー本体１７０は、図８Ｂに示すような複数の層、例えば、同心層を備えることができる。従って、腐食液ローラー本体１７０は、シャフト１７２に結合されたコア１７４と、コア１７４上に位置決めされ、腐食液ローラー１３６の周囲を定める外側層１７６とを備えることができる。図示しないが、腐食液ローラー１３６は、コア１７４と外側層１７６の間に１又は２以上の中間層を更に備えることができる。コア１７４は、中実コアを備えることができるが、他の実施形態では、中空又は部分的に中空の内部コアを設けることができる。コア１７４は、腐食液ローラー１３６を回転させるためにシャフト１７２に結合されたモータから外側層１７６へのトルクの伝達を容易にすることができ、一方で外側層１７６は、基板１２が腐食液ローラー３６の上方を移動する時に容器１３８からの腐食液１７８の望ましい持ち上げと基板１２の第１の主面１４上への腐食液のコーティングとを提供するように設計された材料で製作することができる。例えば、腐食液ローラー１３６は、発泡材料を備えた外側層１７６を備えることができる。外側層１７６は、例えば、ポリウレタン又はポリオレフィン材料のような腐食液耐性材料の開放多孔性繊維網を備えることができる。
【0072】
一部の実施形態では、腐食液ローラー１３６は、従動ローラーとすることができ、この場合に、回転軸１３２８の周りに腐食液ローラーを回転させるモータ（図示せず）に腐食液ローラーを結合することができ、一方で更に別の実施形態では、腐食液ローラー１３６は、駆動されず、回転軸１３２の周りに自由に回転可能とすることができる。一部の実施形態では、腐食液ローラー１３６は、搬送ローラー１２８に結合することができる。例えば、処理装置１００は、搬送ローラー１２８及び腐食液ローラー１３６を同時に回転させるように構成された駆動機構を備えることができる。すなわち、一部の実施形態では、腐食液ローラー１３６の回転軸１３２周りの回転は、搬送ローラー１２８の回転と同期させることができるので、腐食液ローラー１３６は、搬送ローラー１２８と同じ回転速度で回転する。例えば、一部の実施形態では、搬送ローラー１２８と腐食液ローラー１３６は、チェーンで駆動することができ、チェーンは、チェーンを駆動してそれによって搬送ローラー１２８及び腐食液ローラー１３６を回転させるモータに結合される。
【0073】
一部の実施形態では、リッジ１５２は、腐食液ローラー１３６に沿って等間隔に配置することができる。例えば、その間隔パターンは、処理後の基板１２の望ましい性能属性によって定めることができる。従って、一部の実施形態では、リッジが等間隔に配置されないか、又は複数のリッジの個々のリッジが搬送方向と直交する方向に異なる周囲面幅を有することができる。
【0074】
腐食液ローラー１３６は、リッジ１５２の少なくとも周囲面１５６が容器１３８に閉じ込められた腐食液７８と接触する、例えば、それに浸漬されるように、シャフト１７２を通じて容器１３８の上に回転可能に装着することができる。
【0075】
処理装置１０とは異なり、処理装置１００の実施形態にはマスキングローラーが不要であり、処理装置１０でのマスキングローラー３２によって提供される機能的利益は、処理装置１００では腐食液ローラー１３６が果たす。すなわち、腐食液７８による基板面の直接侵食を防止するためにマスキング材料を用いるのではなく、腐食液は、パターン付き腐食液ローラー１３６によって予め決められたパターンで基板の第１の主面１４に付加される。基板主面のエッチングは、腐食液ローラー１３６によって腐食液が直接に付加される面部分で最も容易に起こり、その後に腐食液が基板面上に広がることに起因して、腐食液ローラーによって腐食液が直接に付加されない基板面の部分を侵食する。その結果として、腐食液ローラー１３６によって腐食液が直接に付加された基板主面の部分は、腐食液の広がりに起因してエッチングされたそれらの面部分よりも多くエッチングされる。
【0076】
本発明の開示の方法により、基板１２は、例えば、搬送ローラー２８によって腐食液ローラー３６に隣接して、例えばその上を搬送することができる。処理装置１０の実施形態では、基板１２の第１の主面１４は、マスキング材料６６の自由面の上方で離間し、かつ自由面に向いている。本方法は、基板１２が搬送経路３０に沿って搬送方向２０に搬送される時にマスキング材料６６を第１の容器３４から基板１２の第１の主面１４に移すために回転軸４８の周りにマスキングローラー３２を回転させる段階を更に備えることができる。例えば、マスキングローラー３２は、マスキング材料６６を第１の容器３４から持ち上げて基板１２の第１の主面１４に接触させ、それによって第１の主面１４をマスキング材料６６の層で被覆しながら搬送方向２０への基板１２の平行移動を容易にするのに適する方向に回転することができる。
【0077】
マスキングローラー３２が回転すると、基板１２が搬送経路３０に沿って搬送方向２０に搬送される時に、マスキング材料６６は、リッジ５２によって定められる予め決められたパターンで基板１２の第１の主面１４に付加される。例えば、リッジ面が２つの平行な円形縁部間に定められる実施形態では（例えば、図３Ｃ（ａ）参照）、マスキングローラー３２は、第１の主面１４が、交替するマスキング材料６６の平行列、例えば、マスキング材料６６で被覆された列と介在する未被覆列６８（図９参照）とを含むように、マスキング材料６６の平行列を第１の主面１４上に堆積するように構成される。
【0078】
基板１２が搬送経路３０に沿って搬送方向２０へ前方に搬送された状態で、この時点でマスキング材料６６によって予め決められたパターンに被覆された第１の主面１４は、腐食液ローラー３６の上を通り過ぎる。腐食液ローラー３６が回転する時に、腐食液７８は、基板１２の第１の主面１４に、例えば、マスキング材料６６の列とマスキング材料６６で被覆されていない列６８との上に、例えば、第１の主面１４全体に付加される。
【0079】
ここで図１０Ａから図１０Ｄを参照すると、幅９０の横断面で見た場合の基板１２に関する一連の断面プロファイルを提供しており、マスキング材料で被覆されていない列６８での第１の主面１４からの基板材料の除去と、マスキング材料６６の列の除去とを示している。この一連のものが示すように、基板１２の被覆されていない部分にわたる材料の除去は、腐食液７８での被覆の後に急速に始まるのに対して、マスキング材料６６で被覆された基板の部分は、元々はマスキング材料で保護されている。図１０Ａでは、マスキング材料６６の列が第１の主面１４に既に付加されている。図１０Ｂから１０Ｃでは、マスキング材料が腐食液７８によって除去され、腐食液７８は、第１の主面１４の益々大きい面区域を侵食することができるようになる。しかし、マスキング材料の存在により、マスキング材料６６の下にある区域の材料除去が遅れることに起因して、マスキング材料が第１の主面１４に堆積した場所では、元々被覆されていない場所、例えば、マスキング材料で被覆されていない列（面）６８よりも基板材料の除去が少ない。最終的に、図１０Ｄに示すように、マスキング材料６６を第１の主面１４から完全に除去することができ、腐食液７８は、予めマスキング材料６６で被覆された第１の主面１４の区域を侵食し、そこから材料を除去し始める。一部の事例では、マスキング材料６６の除去は迅速であり、マスキング材料の除去に数秒しか掛からないとすることができる。いずれにせよ、結果として第１の主面１４を横切って交替する複数のリッジ領域８０と複数の陥凹領域又はバレー領域８２とを含む面を有する基板が取得される。すなわち、腐食液７８でエッチングした後に、第１の主面１４は、基板の厚み変動を表すピーク及びバレーに関する低周波数の起伏を備えることができ、この場合に、バレー領域の厚みは、ピーク領域の厚みよりも小さい。本明細書に使用する場合に、用語「厚み」は、名目上、第１又は第２の主面の少なくとも一方に直交する方向での基板１２の主面間の距離を指す（例えば、エッチング前の）。これに加えて、リッジ領域も陥凹領域も第１の主面１４を覆う腐食液の全体的なエッチング作用から生じる微細でほぼ等方性のテクスチャを更に備えることができる。従って、本発明の開示によるエッチング後の第１の主面１４は、エッチングされた基板面のマスク領域と非マスク領域の組合せから生じる第１の低周波マクロスケール異方性テクスチャを備えることができる。基板は、元々のマスク領域と非マスク領域の両方に課せられた微細な高周波等方性表面テクスチャを更に備えることができ、異方性テクスチャがピークツーピーク周期と大きさとを含むのに対して、等方性テクスチャは、約１ナノメートルに等しいか又はそれよりも小さい平均面粗度Ｓａで最も良く特徴付けられ、このテクスチャは、腐食液が付加された基板の面全体にわたって延び、面を横切る方向に関わらず一様である。
【0080】
別の実施形態では、類似の方法は、処理装置１００の実施形態に使用することができるが、処理装置１０の実施形態を参照して上述したように、腐食液７８が基板の面全体に均一に付加され、マスキング材料が面の予め決められた区域での面の直接エッチングを遅らせる代わりに、処理装置１００の実施形態により、腐食液７８を基板１２の第１の主面１４に選択的に付加することができ、それにより、腐食液７８が直接に付加された基板の特定の区域は、腐食液が直接に付加されなかった基板の他の区域よりもより迅速にエッチングされる。すなわち、第１の主面１４の腐食液被覆部分の列は、未被覆面部分の列９８によって分離される（図１１参照）。図１２Ａに示すように、腐食液７８は、第１の主面１４に平行列を成して付加され、基板１２の第１の主面１４から材料の除去を開始する。図１２Ｂでは、腐食液は延び始め、材料の除去が元の腐食液付加区域を超えて延びる。図１２Ｃは、次第に多くなる材料の除去が示しており、腐食液が後で広がった区域よりも腐食液が元々付加された区域では、より多くの材料が除去されることを説明している。図１２Ｄでは、腐食液は、リッジ領域８０と、バレー領域８２、すなわち、腐食液が元々付加された場所に関連付けられた陥凹領域とを生成する。従って、本発明の開示によるエッチング後の第１の主面１４は、第１の低周波マクロスケール異方性テクスチャを備えることができる。基板は、更に、腐食液と接触していた基板の主面全体にわたって課せられた微細な高周波等方性表面テクスチャを備えることができる。異方性テクスチャがピークツーピーク周期と大きさとを含むのに対して、等方性テクスチャは、約１ナノメートルに等しいか又はそれよりも小さい平均面粗度Ｓａで最も良く特徴付けられ、この異方性テクスチャは、腐食液が付加された基板の面全体にわたって延び、かつ特徴付けが行われる方向に関わらず一様である。
【0081】
処理装置１０又は処理装置１００のいずれかによって適用される方法から取得される処理された基板は、第１のテクスチャを備えることができる。例示的に、図１３は、処理装置１０又は処理装置１００から取得される第１のテクスチャを有するテクスチャ付き基板面に関するコンピュータ模擬光学ビュー（例えば、光学機器、例えば、顕微鏡を通して撮像可能である）を示す。第１のテクスチャは、大きい白い矢印１６４に示すように１つの方向（この場合に、方向は、リッジ、例えば、波面に似たリッジの線と直交する軸線に沿ったもの）を有する異方性テクスチャとすることができ、これは、基板１２の搬送方向２０と及び従ってマスキングローラー３２（又は腐食液ローラー１３６）と直交して延びる（ここでは－４５°として示す）。従って、第１のテクスチャの方向は、図示の＋４５°方向に延び、処理装置１０の実施形態でのマスキングローラー３２の回転軸４８又は処理装置１００の実施形態での腐食液ローラー１３６の回転軸１３２と平行な軸線に沿って連続的である。第１のテクスチャ、例えば、離間した複数のリッジに直接関連するテクスチャ１０２は、図１４のプロットに示しており、第１のテクスチャは、この例では正弦波パターンを含む。しかし、第１のテクスチャは、正弦波パターンを示す必要はなく、マスキング又は腐食液ローラーリッジの構成（例えば、処理装置１０又は処理装置１００）に応じて他のパターンを示すことができる。図１４を参照すると、第１のテクスチャは、約０．１ミリメートルから約１００ミリメートルの範囲、例えば、約１ミリメートルから約７５ミリメートルの範囲のピークツーピーク周期１０４を有することができる。第１のテクスチャ１０２は、約２ナノメートルから約１００ナノメートルの範囲のピークツーバレー大きさ１０６を有することができる。
【0082】
基板１２は、基板１２の露出した第１の主面１４に対する腐食液の全体的な作用から生じる第２の等方性テクスチャを備えることができ、上述のように、方向に関係なく均一な特性、すなわち、等方性テクスチャを備えることができる。例えば、第２のテクスチャは、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）で測定した場合に、約１ｎｍに等しいか又はそれよりも小さい平均面粗度Ｓａを示すことができる。
【0083】
一部の実施形態では、第１の主面１４は、第１のテクスチャ１０２と併置された第３のテクスチャ１０８を備えることができる。第３のテクスチャ１０８は、図１５に正弦波テクスチャとして示す低周波テクスチャとすることができるが、第３のテクスチャ１０８は、第１のテクスチャ１０２と同じように、正弦波である必要はない。第３のテクスチャ１０８は、約０．１マイクロメートルから約２５マイクロメートルの範囲のピークツーピーク波長１１０を有することができる。第３のテクスチャ１０８は、約２ナノメートルから約５０マイクロメートルの範囲のピークツーバレー大きさ１１２を有することができる。第３のテクスチャ１０８は、例えば、搬送方向２０（１２０）での基板の直線運動とは直接関連しない基板１２の運動から生じる可能性がある。すなわち、基板が搬送ローラーの上を搬送方向に横断することにより、例えば、揺動運動のような付随的な基板の運動が生じる場合があり、それにより、第３のテクスチャ１０８が生成される場合がある。従って、第３のテクスチャ１０８は、第３のテクスチャ１０８の連続する波面に対して垂直に延びる線が搬送方向２０（１２０）と平行になるように－４５°方向に延びることができる。
【0084】
一部の実施形態では、第１の主面１４は、図１５に第３のテクスチャ１０８と併置された高周波テクスチャとして示す第４のテクスチャ１１８を備えることができる。腐食液リザーバから腐食液ローラーへの及び／又は腐食液ローラーから基板１２の第１の主面１４への腐食液の移動に関連付けられた流体力学により、追加の第４のテクスチャ１１８を生成することができる。第４のテクスチャ１１８は、約０．１ナノメートルから約２ナノメートルのピークツーピーク周期１２２を有することができる。
【0085】
図１６は、図１３によって表わされる模擬テクスチャの高速フーリエ変換を表し、この変換の高周波成分を示している。周期は、式Ｘ（メートル）＝２π／Ｘ*（メートル-1）によって周波数と関連し、ここでＸは、ピークツーピーク周期であり、Ｘ*は、それぞれの周波数である。従って、テクスチャ周期１０４、１１０、及び１２２（図１３参照）は、それぞれ、３００ｍ-1、６００ｍ-1、及び６０００ｍ-1という周波数１０４*、１１０*、及び１２２*を有する。
【0086】
処理された主面、例えば、第１の主面１４上の異方性テクスチャを特徴付ける方法は、例えば、低倍率対物レンズを用いて基板の予め決められた区域を走査する光干渉法（例えば、Ｚｙｇｏ ＮｅｘＶｉｅｗ）を含む。一部の実施形態では、複数区域の走査を必要とする場合があり、その場合に、隣接する走査を継ぎ合わせて望ましい全視野を得ることができる。得られた画像は、オープンソースの画像解析パッケージ、例えば、Ｇｗｙｄｄｉｏｎ Ｖｅｒ ２．５１を用いて処理することができる。例えば、画像の外縁を整えて画像のアーチファクト及びデータの欠落に対処することができる。次に、４次の平面当て嵌めを用いてＺ軸線（高さ）のスケールを例えば±１０ｎｍに制限して画像を均し、微細な形態変化を検出可能とすることができる。望ましい場合に、画像を回転させて処理装置を通過するガラス運動に対応するように画像を位置合わせすることができる。次に、高速フーリエ変換を用いて画像を変換し、空間周波数シグナチャの分析を可能とすることができる。
【0087】
図１７から図１９は、基板１２上にテクスチャの（異方性の）列をもたらすことができる例示的マスク及びエッチパターンを示している。すなわち、クロスハッチ区域は、処理装置１０によるマスキング材料６６か、又は処理装置１００による腐食液のパターン付き付加のいずれかの付加の区域を示している。追加の段階を実行してより複雑なエッチングパターンを取得することができることは、以上の説明から明らかであるべきである。例えば、基板１２を予め決められた角度だけ回転させて再度マスキングした後に、エッチング又は再度エッチングすることができる。例えば、処理装置１０に関して基板１２は、第１の方向に平行列を成すマスキング材料６６の列を付加することによってマスキングすることができ、次に、基板を回転させて、予め決められた角度βだけ回転した第２の方向に第２の組のマスキング材料列を付加することができる。角度βは、約１°から９０°の範囲とすることができる。図１７は、角度βを９０°として示している（この場合に、２つのパターンは直交する列である）。図１８は、マスキング材料の平行列が、基板の縁部と平行ではない、例えば、基板の長軸線１８０と平行ではないように堆積される別の実施形態を示している。すなわち、マスキング材料の列は、軸線１８０から角度βだけ回転的にオフセットして堆積される。
【0088】
図１９は、マスキング材料６６（及び従ってその後のエッチ領域の位置）又は処理装置１００の場合に腐食液７８が等間隔の列を成して付加されない更に別の実施形態を示している。これは、例えば、マスキングローラー３２（又は処理装置１００の場合に腐食液ローラー１３６）のリッジを不均等に離間させることで達成することができる。処理装置１０に関して上述したように、その結果として、マスキング材料６６を堆積させたリッジ領域とマスキング材料が付加されなかった陥凹領域とを有する基板が取得されることは明らかであるべきである。処理装置１００に関して、腐食液７８が腐食液ローラー１３６で最初に付加されない場所にリッジ区域が生成され、腐食液７８が腐食液ローラーで最初に付加される場所に陥凹領域が生成される。いずれの場合も、処理装置１０又は処理装置１００に関して上述した第１から第４のテクスチャのうちのいずれか１又は２以上を生成することができる。
【0089】
図２０から図２１に示す代替工程では、スプレーノズルを用いてマスキング材料６６を離散場所に堆積することができる。図２２により、処理装置２００は、基板１２が搬送経路２３０に沿って搬送方向２２０に搬送される時に基板１２の幅方向に延びるように配置された複数のスプレーノズル２０２を備えることができる。スプレーノズル２０２は、共通プレナム２０４と流体連通することができ、このプレナムは、次に、マスキング材料６６のためのリザーバ２０７を形成する容器２０６と流体連通する。マスキング材料６６は、例えば、スチレンマレイン酸（ＳＭＡ）を備えることができるが、別の実施形態では、他のマスキング材料、例えば、アクリレート、ノボラック（ホルムアルデヒド対フェノールのモル比が１未満のフェノール－ホルムアルデヒド樹脂）、又はシリコーンを用いることができる。図示しないが、スプレーノズル２０２は、更に別の実施形態では搬送方向２２０に延びることができる。例えば、スプレーノズル２０２は、スプレーノズルの直交する横列及び縦列のアレイに配置することができる。スプレーノズル２０２は、非常に微細な高解像度パターンを基板上に「印刷」することができるインクジェットノズルの形態とすることができる。離散場所は、規則的、周期的な予め決められたパターン、又は図２２に示すランダム化されたパターンのようなランダム又は擬似ランダムパターンをもたらすことができる。
【0090】
処理装置２００は、搬送経路２３０に沿って基板１２を搬送方向２２０に搬送するように構成された複数の搬送ローラー２２８と、腐食液７８のための腐食液リザーバ２３９を形成する容器２３８とを更に備えることができる。搬送ローラー２２８は、回転可能に装着されてそれぞれの回転軸の周りに回転するように構成された全長ローラーとすることができ、この場合に、搬送方向２２０に直交する方向の搬送ローラーの長さ２８８は、第１及び第２の側縁２４，２６間に定められる基板１２の幅９０に等しいか又はそれよりも大きいとすることができる。搬送ローラー２２８は、従動ローラーとすることができる。例えば、搬送ローラー２２８は、搬送ローラーをそれぞれの回転軸の周りに回転させて搬送経路２３０に沿って搬送方向２２０に基板１２を搬送する１又は複数のモータ（図示せず）に結合することができる。他の実施形態では、搬送ローラー２２８は、駆動されず、個々にそれぞれの回転軸の周りに自由回転することができる。更に他の実施形態では、処理装置２００は、従動式と非従動式の搬送ローラー２２８の組合せを備えることができる。搬送ローラー２２８は、基板１２の下方に位置決めされ、それによって基板１２を第１の主面１４で支持するものとして示しているが、更に別の実施形態では、追加の搬送ローラー２２８が基板１２の上方に位置決めされ、第２の主面１６に接触することができる。例えば、第２の主面１６に接触する上側搬送ローラーは、駆動されない下側搬送ローラーの上で基板１２を搬送方向２２０に推進させる従動ローラーとすることができる。一部の実施形態では、１又は２以上の対の搬送ローラーは、搬送方向２０に直交する方向に部分的に延びるように構成することができる。例えば、一部の実施形態では、第２の主面１６に接触する上側搬送ローラー（図示せず）のような搬送ローラーは、基板１２の縁部分に接触し、第２の主面１６の中心部分には接触しないとすることができる。
【0091】
処理装置２００は、搬送経路２３０に沿って位置決めされた腐食液ローラー２３６を更に備えることができる。一部の実施形態では、処理装置２００は、単一腐食液ローラー２３６を備えることができるが、更に別の実施形態では、処理装置１０は、複数の腐食液ローラー２３６を備えることができる。腐食液ローラー２３６は、搬送方向２０に対してスプレーノズル２０２の下流側に位置決めされ、その場合に、搬送方向２０に搬送経路３０に沿って移動する基板１２は、スプレーノズル２０２が第１の主面１４にマスキング材料６６を堆積させた後で腐食液ローラー２３６に遭遇する。様々な実施形態では、腐食液ローラー２３６は、処理装置１０の腐食液ローラー３６と類似に又は同一に構成することができる。
【0092】
腐食液ローラー２３６は、搬送方向２２０と直交する方向に基板１２の幅９０の全て又は一部を横切って延びることができる。すなわち、腐食液ローラー３６の回転軸２６４は、搬送方向２０と直交することができる。処理装置２００は、リザーバ２３９と流体連通し、ポンプ２４２及び配管２４４を通して容器２３８内に腐食液７８を循環させるように構成された腐食液循環システム２４０を更に備えることができる。実施形態では、腐食液ローラー２３６は、腐食液ローラー３６の周囲面が容器２３８に閉じ込められた腐食液７８と接触する、例えば、それに浸漬されるように容器２３８の上に回転可能に装着することができる。様々な実施形態では、腐食液７８は、フッ化水素酸（ＨＦ）を備えることができるが、更に別の実施形態では、基板１２の材料に応じて他の適切な腐食液を用いることができる。本明細書に説明する例では、腐食液７８は、４０℃で１モル（Ｍ）濃度のＨ3ＰＯ4＋０．３５モル濃度のＮａＦを備える。しかし、他の適切な腐食液を用いることができる。例えば、ガラスのＨＦベースのエッチングは、最初は時間依存性であり、達成可能な平均粗度Ｒａ値は、最終的に約０．５ｎｍで飽和する。処理された基板１２の得られる表面テクスチャは、高さと共に横方向にもナノメートルの尺度であり、相関長さもナノメートル程度であるとすることができる。
【0093】
上述の実施形態は、基板１２の主面をエッチングする段階に関して説明するものであるが、腐食液７８を滲出液に代えることにより、処理装置１０、１００、又は２００を用いて腐食液で見られる表面テクスチャの変化をある程度模倣する基板の面での化学組成の変化を生じさせることができる。例えば、例示的実施形態は、搬送方向に搬送経路に沿って基板１２を搬送する段階と、基板が搬送される時に基板１２の第１の主面１４の第１の区域にマスキング材料を付加する段階と、第１の主面１４の第１の区域にわたって滲出液を付加する段階とを備えることができ、第１の主面１４は第１の化学組成を備え、滲出液は、第１の主面１４から第１の化学組成の少なくとも１つの成分を浸出し、その結果として、浸出後に第１の化学組成の少なくとも１つの成分の濃度は、浸出後に第１の空間周期と共に第１の軸線に沿って周期的に変化することができる。適切な滲出液は、以下に限定されるものではないが、ＨＣｌ、Ｈ2ＳＯ4、ＨＮＯ3、又はその組合せを備えることができる。浸出可能なガラス成分は、以下に限定されるものではないが、Ｍｇ（マグネシウム）、Ｃａ（カルシウム）、Ｓｒ（ストロンチウム）、Ａｌ（アルミニウム）、及び／又はＢ（ホウ素）を備えることができる。
【0094】
実施例
厚み０．５ｍｍ、面積（主面当たり）１５０ｍｍ２を有するＣｏｒｎｉｎｇ Ｌｏｔｕｓ ＮＸＴサンプルを本明細書に説明するマスキング技術に従ってエッチングした。４つのエッチング時間を用いて実施し、腐食液への露出時間は４０秒から１６０秒まで４０秒刻みで変化させた。２５ミリメートル／秒、６５ミリメートル／秒、及び１００ミリメートル／秒の３つの異なる速度でサンプルをエッチングした。光干渉法（Ｚｙｇｏ ＮｅｘＶｉｅｗ）を用いて得られた面を解析し、最低倍率の対物レンズを用いて６ｘ６の画像マトリックスを走査し、フレームを互いに継ぎ合わせて約３２ｍｍ２の全視野を提供した。得られた画像（例として図１３参照）は、以下に概説する手順に従ってＧｗｙｄｄｉｏｎ Ｖｅｒ．２．５１を用いて処理した。
厚み０．５ｍｍ、面積（主面当たり）１５０ｍｍ２を有するＣｏｒｎｉｎｇ Ｌｏｔｕｓ ＮＸＴサンプルを本明細書に説明するマスキング技術に従ってエッチングした。４つのエッチング時間を用いて実施し、腐食液への露出時間は４０秒から１６０秒まで４０秒刻みで変化させた。２５ミリメートル／秒、６５ミリメートル／秒、及び１００ミリメートル／秒の３つの異なる速度でサンプルをエッチングした。光干渉法（Ｚｙｇｏ ＮｅｘＶｉｅｗ）を用いて得られた面を解析し、最低倍率の対物レンズを用いて６ｘ６の画像マトリックスを走査し、フレームを互いに継ぎ合わせて約３２ｍｍ２の全視野を提供した。得られた画像（例として図１３参照）は、以下に概説する手順に従ってＧｗｙｄｄｉｏｎ Ｖｅｒ．２．５１を用いて処理した。
【0095】
最も長いエッチング時間（１６０秒）では、最も顕著なテクスチャ特徴が生じた。比較のために未処理のＬｏｔｕｓ ＮＸＴと、４０℃で１ＭのＨ3ＰＯ4＋０．３５ＭのＮａＦによる一般的な面エッチングを受けた基板サンプルとからもデータを収集した。各条件下でＡＦＭを実施してナノテクスチャを評価した。ＡＦＭ撮像を通して全てのエッチング条件が類似の基板表面特性を示した。４つの面全てについて、線プロファイルを図２３に示している。マスキングを施さない一般的なエッチング面（１ＭのＨ3ＰＯ4＋０．３５ＭのＮａＦ）は、ローラーの動きに平行な線と垂直な線の両方に沿って延びるフリンジを有するハッシュパターンを示した。これらのフリンジ構造は、面全体で実質的に等しいピークツーバレー大きさを有し、ピークツーピーク観察値は、それぞれ約＋０．４ナノメートルと－０．２５ナノメートルであった（図２３（ａ））。低速（例えば、２５ミリメートル／秒）でマスキングを付加しても、全体の線プロファイルは大きく変化しなかった（図２３（ｂ））。より高いマスキング付加速度（６５ミリメートル／秒及び１００ミリメートル／秒）では、テクスチャのバンドは、視覚的にも線プロファイル抽出を通してもより顕著になった。ローラー軸線に沿った方向の周波数は洗い取られ、明確に定まらなくなった。マスク領域の高低差は、図２３（ｃ）、（ｄ）に示す線プロファイルでも明確に観察される。テクスチャの一部のバンドは、他のテクスチャバンドに対して僅かに角度がずれて付加されているように見えており、この理由のために、ピークツーバレー大きさ（約＋１．１ナノメートルから約－０．８ナノメートル）の増大は、これらの領域が線プロファイル内で互いに融合していることを示している。他のバンドは、より明瞭であり、マスクパターン化ローラー上に見られるリッジ－バレー半径の範囲内で数ｍｍ程度の距離だけ離れて存在する。予備的なリフト試験測定により、これらのテクスチャは、マスキングの付加とエッチング速度に応じてＥＳＣ性能を約１２％も改善することが示された。リフト試験は、１０ｃｍ×１０ｃｍのステージプレートを取り付けた平らな真空面（例：真空プレート）と、ステージプレートを取り囲む絶縁性リフトピンと、ガラスプレート面の上に吊り下げられた静電界メータのアレイとを備える。測定シーケンスは、被試験サンプルをエッチング面を下にして真空プレートに位置決めされたリフトピンの上に置くことで始まる。高流量コロナ放電式イオナイザを用いて、サンプルに残留する電荷を除去する。ベンチュリの方法で真空を生成し、リフトピンを用いてサンプルを真空プレート上に降ろすことにより、一定かつ制御圧力の下でガラスプレートと真空面を接触させる。この状態を数秒間維持し、その後に真空を解除し、ガラスサンプルプレートをリフトピンで真空面から約８０ｃｍの高さ（電界メータアレイの約１０ｍｍ下）まで上昇させる。ガラス面の電圧は、真空工程から発生した最大電圧と共にその後の減衰率に関するデータを取得するのに十分な時間にわたって電界メータでモニタされて記録される。
【0096】
図２４は、特徴的な間隔の関数として平均％電圧改善を示すプロットであり、ここで特徴的間隔は、異方性テクスチャの波形の周期と類似する。信頼区間と共に示すデータは、未処理の未エッチングサンプルに対するエッチング済みサンプルから得られた最大リフト試験電圧Ｖ（Ｖ＠リフトピン高さ８０ｃｍ）の変化率（減少又は増加）を表し、試験されたサンプルの静電帯電（ＥＳＣ）への洞察を提供するものである。例えば、０％の変化率は、対照サンプルと同じ電圧発生を表し、１００％の場合は、面電圧発生が事実上なくなったことを表し、－１００％の場合は、対照サンプルよりも面電圧発生が２倍に増加したことを表すことになる。試験は、等級１０００クリーンルーム及び相対湿度４０％で行われ、装置自体は、専用ＨＥＰＡ空気濾過器を有する帯電防止アクリルハウジングに閉じ込められた。データは、異方性テクスチャの特徴的間隔が例えば約０ｍｍから約７５ｍｍの範囲を通して増加する時にＥＳＣ改善（Ｖｓｓａｖｇ）が増加したことを示している。
【0097】
本発明の開示の思想及び範囲から逸脱することなく本発明の開示の実施形態に対して様々な修正及び変更を行うことができることは当業者には明らかであろう。すなわち、本発明の開示は、そのような修正及び変更をそれらが添付の特許請求の範囲及びそれらの均等物の範囲に入ることを前提として網羅するように意図している。
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図5】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図8A】
【図8B】
【図9】
【図10A】
【図10B】
【図10C】
【図10D】
【図11】
【図12A】
【図12B】
【図12C】
【図12D】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【国際調査報告】