Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Gradientenfilter. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf die Herstellung eines linear variablen Kurzpassfilters, Langpassfilters und/oder Bandpassfilters.

Linear variable Filter sind optische Elemente, deren spektrale Eigenschaften sich lateral auf einem Substrat zumindest annähernd und bevorzugt möglichst weitgehend linear ändern

Mit spektralen Eigenschaften ist dabei im Wesentlichen die Reflexions- und Transmissionscharakteristik in Abhängigkeit der Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung - bei Beaufschlagung der Oberfläche des Substrates mit derselben - gemeint. Mit einer sich lateral auf dem Substrat ändernden Eigenschaft ist gemeint, dass sich die Eigenschaft ändert, wenn von einem ersten Bereich auf der Oberfläche des Substrates auf einen zweiten, lateral zum ersten verschobenen Bereich der Oberfläche übergegangen wird. Eine solche Änderung ist linear, wenn das Ausmass der Änderung der Eigenschaft proportional zur lateralen Verschiebung ist.

Bei dem optischen Element kann es sich beispielsweise um einen Langpass, Kurzpass oder Bandpass handeln. Mit Änderung der spektralen Eigenschaft ist dann beispielsweise die Verschiebung der Kanten des Langpasses, Kurzpasses oder Bandpasses gemeint.

Langpasse und Kurzpasse werden häufig mittels dielektrischer Wechselschichtsystemen realisiert. Bandpassfilter werden häufig als dielektrischer Dünnschicht-Fabry-Perot-Filter aus Wechselschichtsystemen aus einem niedrig und einem hochbrechenden Material, die reflektierend wirken, und einer oder mehreren Spacerschichten realisiert. Nimmt die Schichtdicke aller Schichten inklusive der Spacerschicht(en) oder nur der Spacerschicht(en) eines Bandpasses kontinuierlich lateral über dem Substrat zu, so ändert sich die Zentralwellenlänge des Durchlassbereichs ebenso kontinuierlich, da diese von den jeweiligen Schichtdicken abhängt. Im Folgenden werden die Lagen der Wechselschichtsysteme auch als Spiegelschichten bezeichnet. Es gibt unterschiedliche bekannte Ansätze, eine solche Schichtdickenänderung zu erreichen. Beispielsweise können die geometrischen Gegebenheiten der zur Beschichtung verwendeten Beschichtungsanlage ausgenutzt werden. Dazu ist es möglich, das Substrat deutlich seitlich versetzt und in relativ geringem Abstand zu einer Aufdampfquelle anzubringen. Durch diese Geometrie entsteht auf dem Substrat ein grosser Gradient. Ein solches Verfahren ist aber kaum industriell wirtschaftlich zu realisieren, da die Eigenschaften der Beschichtung zu empfindlich von Details der Geometrie abhängig sind.

Gemäss einer anderen Vorgehensweise zur Herstellung eines entsprechend variablen Bandpassfilters werden die dielektrischen Spiegelschichten homogen aufgebracht und nur die Spacerschicht wird mit variabler Dicke realisiert. Um dies zu erreichen, kann die Spacerschicht beispielsweise lateral inhomogen mit einem Photolack beschichtet und dann abgeätzt werden. Dies führt dazu, dass im Bereich mit dünnem Photolack mehr Spacerschicht abgetragen wird als im Bereich mit dickem Photolack. Gemäss einer Variante des gerade geschilderten Verfahrens wird die Spacerschicht direkt inhomogen abgetragen, d.h. ohne Photolack, aber unter Zuhilfenahme einer Maske, die lateral für unterschiedliche Ätzraten sorgt. Beide Prozessvarianten sind allerdings sehr aufwändig und damit ebenfalls kaum wirtschaftlich realisierbar.

Um eine laterale Schichtdickenänderung insbesondere auch der Spiegelschichten zu erreichen, ist es bekannt, Schattenmasken einzusetzen. Die Schattenmaske wird dabei zwischen Substrat und Beschichtungsquelle platziert. Aufgrund der Abschattungseffekte der Schattenmaske kommt es lateral auf dem zu beschichtenden Substrat zu unterschiedlichen Beschichtungsraten, die dann im Erfolgsfall zu dem gewünschten lateralen Dickengradienten führen. Einerseits gibt es Verfahren, bei denen die Schattenmaske während der Beschichtung relativ zum Substrat bewegt wird, andererseits gibt es Verfahren, in denen die Schattenmaske relativ zum Substrat fixiert gehalten wird. Bewegliche Komponenten in einer Vakuumbeschichtung sind kompliziert und verursachen einen grossen Aufwand sowie geringe Anlagenbelegung, so dass eine kostengünstige Herstellung mit diesen Verfahren nicht möglich ist. In der relativ zum Substrat fix gehaltenen Ausführung der Schattenmaske und deren Positionierung ist grundsätzlich zwischen zwei unterschiedlichen Ansätzen zu unterscheiden.

Gemäss einem ersten Ansatz wird die Schattenmaske in einem fixen Abstand h zum Substrat, zwischen Substrat und Beschichtungsquelle angeordnet. Figur 1 (aus Cheng-Hao Ko et al, SPIE/COS Photonics Asia Conference Paper July 2017 DOI: 10.1109/CLEOPR.2017.8118600; https://www.researchqate.net/publication/3214130 08;) zeigt die entsprechende Anordnung, wobei es sich um eine Verdampfungsanlage mit einem rotierenden Dom zur Halterung der Substrate mit Maske handelt. In dieser Figur ist die punktförmige Beschichtungsquelle als sich auf einer Kreisbahn um die z- Achse bewegende Quelle dargestellt, während Substrat und Schattenmaske fix sind. In der Realisation wird die Beschichtungsquelle ortsfest sein und der als Kreissegment dargestellte Dom, an dem Substrat und beabstandete Schattenmaske fixiert sind, wird rotieren. Der Betrachter der Figur 1 befindet sich also im mit dem Dom mitrotierenden Bezugssystem. Üblicherweise sind für die verschiedenen Materialien mehrere Beschichtungsquellen aussermittig installiert.

Bei diesem Ansatz mit der vom Substrat beabstandeten Schattenmaske kommt es im Schattenbereich der Maske auf dem Substrat zur (gewünschten) Unterdampfung mit entsprechend geringerer aber vorhandener Beschichtungsrate, während mit zunehmendem Abstand vom Schattenbereich der Maske die Beschichtungsrate bis zu der Rate zunimmt, die ohne Schattenmaske vorhanden wäre. Im und um den Schattenbereich der Maske entsteht somit ein Beschichtungsgradient. Ko et al simulieren diesen Gradienten und versuchen durch Anpassung des Abstandes h zu den gewünschten Gradienten zu gelangen. Ein Nachteil bei der Methode von Ko et al ist es allerdings, dass der Effekt der Schattenmaske direkt und stark von der Geometrie der Beschichtungsanlage und insbesondere vom Radius, an dem die Substrate auf dem Dom montiert sind, abhängt. Ändert sich dieser, so muss die Schattenmaske und ihr entsprechender Abstand h zum Substrat in aufwändigen Versuchen in Kombination mit Simulationen neu ermittelt werden. Während der Rotation des Domes um die aussermittige Punktquelle ändert sich zusätzlich der Abschattungseffekt, so dass die Kontrolle der

Beschichtungsgeometrie sehr aufwändig ist. Es kommt hinzu, dass die Variation des Abstandes h lediglich einen Freiheitsgrad zur Optimierung des Beschichtungsgradienten liefert. Dies ist oftmals nicht ausreichend, um die gewünschte Steilheit des Gradienten und dessen Linearität zu erzielen.

Gemäss einem zweiten Ansatz, wie zum Beispiel in der WO2016171978A1 von James D. Lane offenbart, wird eine Schattenmaske über eine strukturierte Opferschicht direkt auf das zu beschichtende Substrat aufgedruckt. Vorzugsweise erfolgt dies mittels 3D-Druck und besonders bevorzugt wird die Profilierung dieser Maske unter Zuhilfenahme räumlicher Algorithmen optimiert. Die hiermit erzielten Ergebnisse sind, sofern die entsprechend ausgefeilte Simulationssoftware zur Verfügung steht, zufriedenstellend.

Allerdings handelt es sich hierbei um eine «Einmal-Schattenmaske», d.h. sie ist nicht wiederverwendbar. Die Kosten für das jeweils neue Aufbringen der strukturierten Opferschicht und der 3D-gedruckten Maske sowie des Entfernungsschrittes sind für viele der hier interessierenden Anwendungen nicht akzeptabel.

Vor diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung dementsprechend folgende Aufgabenstellung zugrunde:

Die Erfindung soll die Herstellung von linear variablen Bandpassfiltern ermöglichen, mit der Herausforderung, dass die Zentralwellenlänge des Bandpasses über dem Substrat zumindest annähernd und bevorzugt im Rahmen der Herstellungstoleranzen einen mehr oder weniger und im Idealfall genauen linear lateralen Verlauf aufweist.

Im Zuge der Miniaturisierung von optischen Komponenten, zum Beispiel für mobile Anwendungen, ist es eine weitere wesentliche Herausforderung, den linear variablen Filter auf einer sehr kleinen Fläche mit einer grossen Veränderung der Wellenlänge auf kleiner Distanz zu realisieren. Das bedeutet, dass steile lineare Gradienten verwirklicht werden müssen. Eine weitere Herausforderung für solche Anwendungen ist es, eine kostengünstige Herstellmethode mit möglichst wenigen und im Idealfall nur einem Arbeitsschritt und einer grossen Zahl von Bauteilen zur Verfügung zu stellen. In Sputteranlagen verschiedener Ausführungen ist es möglich, einfache Geometrien zu realisieren.

Zum Beispiel weist eine Sputteranlage mit Trommelausführung diese einfache Geometrie auf, die eine einfache Realisierung der Herstellung von linear variablen Filtern mit fixierter Schattenmaske erlaubt. Das Beschichtungsmaterial wird aus einer länglichen Sputterquelle gesputtert. Die Substrate sind auf dem Mantel einer Trommel fixiert, die Trommel rotiert während der Beschichtung, so dass die Substrate an der Sputterquelle oder den Sputterquellen vorbeilaufen, siehe zum Beispiel US20050006223A1 für eine schematische Darstellung der Anlagengeometrie. Die Rotationsachse der Trommel ist dabei parallel zu einer in der Targetoberfläche liegenden Geraden und die Substrate sind so auf dem Trommelmantel montiert, dass die durch die Substratoberfläche aufgespannte Ebene der Substrate jeweils die Rotationsachse der Trommel nicht schneidet. Damit laufen die Substrate während der Beschichtung quer zu der Geraden an der oder den Sputterquellen vorbei. Das bedeutet, dass für genügend länglich ausgedehnte Sputterquellen, deren Längsausdehnung sich an der oben genannten Geraden orientiert, für jedes Substrat und für jede Höhe die Beschichtungsgeometrie identisch ist, so dass alle Substrate auf jeder Höhe unter denselben Bedingungen beschichtet werden. In anderen Ausführungen von Sputteranlagen, sogenannten Inline-Anlagen, werden die Substrate linear und ebenfalls quer zur Längsachse an einer oder mehreren Sputterquellen vorbeigefahren. Dies entspricht dem (theoretischen) Fall einer Trommel mit unendlich grossem Radius, die Beschichtungsgeometrie ist also sehr ähnlich der Geometrie in einer Trommelanlage.

Eine weitere Möglichkeit für einen Anlagenaufbau, bei dem die Substrate im Wesentlichen ebenfalls quer zur Längsachse von Sputterquellen vorbeigefahren werden, sind Anlagen mit einem runden Drehteller, wobei die Sputterquelle oder Sputterquellen in der Nähe des Aussenradius des Drehtellers, jedoch beabstandet von diesem, installiert sind und die Substrate in der Nähe des Aussenradius des Drehtellers auf dem Drehteller montiert sind. Durch die Rotation des Drehtellers werden die Substrate an den Sputterquellen vorbeigefahren, siehe zum Beispiel WO2016156496A1.

Alle diese Anlagentypen, bei denen die Substrate im Wesentlichen quer zur Längsachse von Sputterquellen transportiert werden und bei dem die durch die Oberfläche der Substrate aufgespannte Ebene in zumindest einem Punkt ihrer Bewegung parallel zur Sputteroberfläche orientiert ist, sind für die erfindungsgemässe Herstellung von linear variablen Filtern besonders gut geeignet.

Die oben skizzierte Aufgabe wird gemäss vorliegender Erfindung wie folgt gelöst: Um die kontinuierliche Schichtdickenänderung zu erhalten, wird eine Schattenmaske benutzt. Diese liegt zumindest in Teilen direkt auf dem Substrat auf und bewegt sich mit dem Substrat in der Beschichtungsanlage mit. Dieses Aufliegen auf dem Substrat ist ein mechanisch lösbares Aufliegen. Beispielsweise können Klemmen verwendet werden, um das Substrat und die Schattenmaske aufeinander zu legen. Es kann aber auch eine andere Halterung verwendet werden, in die sowohl Schattenmaske als auch Substrat aufeinander aufliegend eingespannt werden.

Form und Dicke und Kantenprofil der Schattenmaske wird so gewählt, dass der gewünschte lineare Verlauf der Beschichtungsdicke auf dem Substrat zumindest annähernd eintritt. Um dies zu erreichen, kann die Dicke der Schattenmaske, aber auch das Kantenprofil der Schattenmaske, angepasst werden.

Es erfolgt die Beschichtung des Bandpasses. Im Folgenden wird von einem Bandpass gesprochen, die Ausführungen gelten in analoger Weise jedoch auch für andere optische Filtertypen. Im und um den Bereich der Abschattung der Schattenmaske wird gerade auf Grund der Abschattung die Beschichtungsrate sinken, was dort dazu führt, dass in diesem Bereich der Bandpass zu kürzeren Wellenlängen verschoben wird. Möchte man im Bereich der Abschattung den ursprünglichen, nicht verschobenen Bandpass realisieren, so muss länger beschichtet werden, was dazu führt, dass im nicht abgeschatteten Bereich der Bandpass zu längeren Wellenlängen geschoben ist.

Da die Schattenmaske auf dem Substrat liegt und daher mit dem Substrat mitrotiert, erhalten alle einzelnen Spiegel- und auch Spacerschichten den gleichen Schichtdickenverlauf auf dem Substrat.

Jedes Substrat wird mit einer eigenen Schattenmaske versehen, wobei die jeweilige Schattenmaske für alle Substrate gleich sein kann. Mit dieser Anordnung können also viele Substrate gleichzeitig und kostengünstig beschichtet werden. Daher ist die Belegung der Anlage annähernd gleich wie für homogene Beschichtungen.

Bei einer Beschichtungskampagne können die Schattenmasken auf den jeweiligen Substraten in Geometrie wie zum Beispiel Dicke und Kantenprofil aber auch unterschiedlich sein. Dies kann zum Beispiel zu Optimierungszwecken von Vorteil sein, wenn die optimale Dicke und/oder Profilierung der Schattenmaske zur Erreichung eines spezifischen Gradientenverlaufs gefunden werden soll. Andererseits kann dies auch von Vorteil sein, wenn kundenseitig unterschiedliche Gradientenverläufe gewünscht sind und die jeweilige benötigte Anzahl der Substrate mit einem bestimmten Gradienten nicht die Beschichtungsanlage vollständig ausfüllt.

Letztlich können unterschiedliche Schattenmasken innerhalb einer Beschichtungskampagne dann von Vorteil sein, wenn die Kundenspezifikationen so eng ausgelegt sind, dass aufgrund der Herstellungstoleranzen nicht garantiert werden kann, dass mit einer bestimmten Schattenmaske die Kundenspezifikationen getroffen werden. Die Beschichtung mit unterschiedlichen Schattenmasken erlaubt dann das Aussortieren und die Auswahl derjenigen beschichteten Substrate, die die Kundenspezifikationen erfüllen. Mit der oben geschilderten Konfiguration können komplexe Bandpasse mit schmaler Halbwertbreite und steilen Kanten, die beispielsweise mehr als eine Spacerschicht haben, hergestellt werden. Ein weiterer wesentlicher Aspekt der vorliegenden Erfindung ist, dass die Schattenmasken, gegebenenfalls nach Reinigung, mehrmals verwendet werden können. Insbesondere ist keine strukturierte Opferschicht auf dem Substrat notwendig. Das bedeutet, dass im Vergleich zur Beschichtung ohne Schattenmaske keine zusätzlichen Produktionsschritte nötig sind.

Wie oben beschrieben liegt die erfindungsgemässe Schattenmaske zumindest in Teilen auf dem Substrat auf. Das umfasst aber auch den Fall, dass eine Schattenmaske ganz auf dem Substrat aufliegt und lediglich Beschichtungsbereiche des Substrates freiliegen.

Wie oben beschrieben, stehen durch die erfindungsgemässe Schattenmaske mit der Dicke dieser aufliegenden wiederverwertbaren Maske und deren die Beschichtungsbereiche umrahmendem Kantenprofil zwei Freiheitsgrade zur Optimierung zur Verfügung.

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform lassen sich in den Beschichtungsbereich der Schattenmaske aber zusätzliche vom Substrat beabstandete Elemente anbringen. Dies beispielsweise in Form von dünnen Stegen, die mehr oder weniger lokalspezifisch für eine lokale Fierabsetzung der Beschichtungsrate sorgen, wodurch eine Feinabstimmung der lateralen Beschichtungsraten erfolgen und auf diese Weise beispielsweise eine bessere Annäherung an die Linearität erreicht werden kann. Eine derart modifizierte Schattenmaske zeigt Figur 4 ausschnittsweise. Figur 5 zeigt den Schnitt durch eine entsprechende Schattenmaske.

Die Erfindung wird nun anhand von Beispielen und unter Zuhilfenahme der Figuren im Detail erläutert. Figur 1 zeigt schematisch eine Beschichtungsanlage mit beabstandeter Schattenmaske gemäss Stand der Technik.

Gemäss einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wurden verschiedene Schattenmasken getestet. Dabei wurde einerseits die Dicke der Masken von 1 mm bis 5 mm variiert. Anderseits wurde die Öffnung der verschiedenen Beschichtungsfelder mit einer senkrechten Kante oder mit unterschiedlich abgeschrägten Kanten versehen. Wie sich die unterschiedlichen Maskenformen auf den Schichtdickenverlauf auswirken, wurde durch 3 verschiedene Beschichtungsrunden praktisch ermittelt. Die Grösse der Beschichtungsöffnungen ist mit 20 x 20 mm nicht auf maximale Ausnutzung der Fläche optimiert, sondern so, dass auch bei den 4 bis 5 mm dicken Masken es nicht zu unerwünschten Abschattungseffekten von der gegenüberliegenden Seite kommt. Figur 2 zeigt eine entsprechende 5 mm dicke Schattenmaske mit 15 Beschichtungsöffnungen. Die 3 Öffnungen auf der linken Seite haben eine senkrechte Kante. Eine Spalte rechts daneben ist ein Keil von 1 mm Breite realisiert, wobei die Beschichtungsöffnung selbst dieselbe bleibt. Pro Spalte nimmt die Breite des Keils dann um jeweils einen Millimeter zu, so dass in der Spalte ganz rechts Keile mit einer Breite von 4 mm realisiert sind. Zu Verdeutlichung zeigt die Figur 3 einen Schnitt durch die Schattenmaske der Figur 2.

Simulationen haben ergeben, dass, je dicker die Masken sind, desto geringer ist der Schichtdickenzuwachs über die Distanz, wobei allerdings die Distanz, über die der Wellenlängenverlauf ungefähr linear ist, grösser wird. Ausserdem zeigten die Simulationen, dass, je grösser die Abschrägung der Maske ist, desto kleiner ist der Schichtdickenzuwachs über die Distanz.

Es ist daher klar, dass bereits mit den beiden Parametern 1 ) Dicke der Maske und 2) Kantensteilheit der Beschichtungsöffnungen zwei Freiheitsgrade zur Verfügung stehen, die es erlauben, Masken zu generieren, die zu möglichst weitgehend an die Kundenspezifikationen herankommenden Beschichtungsgradienten führen.

Für eine Schattenmaske mit der Dicke von 2mm zeigt Figur 6 die simulierte Dickenzunahme mit dem Abstand vom Rand des Beschichtungsbereichs, und zwar für unterschiedliche Keile. Bei «0 mm» handelt es sich dabei um eine senkrechte Kante. Bei «1 mm» handelt es sich um einen Keil mit einer Breite von einem Millimeter, und so weiter. Deutlich zu sehen ist, dass der grösste Schichtdickengradient mit einer senkrechten Kante realisiert werden kann. Daran anknüpfend zeigt die gestrichelte Linie einen ideal linearen Verlauf der Schichtdickenzunahme auf einer Distanz von 2mm.

Die Verschiebung des Transmissionspeaks bei einem mit einer Schattenmaske von 5mm Dicke ohne Keil hergestellten Bandpass, basierend auf dem Fabry-Perot-Design, zeigt die Figur 7. Dargestellt sind die gemessenen Transmissionskurven, wobei benachbarte Kurven jeweils durch eine laterale Verschiebung des Substrates um 0.2mm zustande kamen. Wie zu erwarten war wird in beiden Fällen (Figur 6 und auch Figur 7) die Linearität lediglich approximiert. Am Rand des Beschichtungsbereiches ist der Gradient grösser, während zur Mitte des Beschichtungsbereiches hin der Gradient zwar immer noch vorhanden ist, jedoch etwas geringer ausfällt. Für viele Anwendungen ist diese Annäherung an die Linearität bereits ausreichend. Sollte dies aber nicht der Fall sein, so kann die Schattenmaske entsprechend der in den Figuren 4 und 5 gezeigten Masken mit dünnen, im Beschichtungsbereich angeordneten Stegen, angepasst werden. Bezogen auf Figur 6 könnte zum Beispiel an dem mit 1 mm Abstand gekennzeichneten Ort ein dünner Steg von lediglich 0.25 mm Breite und 0.2mm Tiefe angeordnet werden.

In einem weiteren Beispiel wird die Erfindung für einen Kurzpassfilter erläutert. Figur 8 zeigt die Schichtdicken des Filters aus einem Lagensystem aus S1O2 und Nb20s als niedrig respektive hochbrechenden Materialien. Die Schichtdicken sind in Nanometern angegeben und die erste Schicht auf dem Substrat ist in der ersten Zeile der Tabelle aufgelistet. Diese angegebenen Schichtdicken gelten unmittelbar neben der Schattenmaske. Die Schattenmaske weist eine Dicke von 5mm auf, so dass die Schattenmaske auf einer Strecke von 5mm auf dem Substrat, gerechnet ab der Kante der Schattenmaske, den in Figur 9 gezeigten, auf die Schichtdicken direkt neben der Schattenmaske normierten, Schichtdickenverlauf produziert. Die spektralen Eigenschaften an verschiedenen Positionen auf dem Substrat, im Abstand von jeweils 1 mm zueinander von einer Position direkt neben der Schattenmaske (durchgezogene Linie) bis zu 5mm von der Kante der Schattenmaske entfernt (gestrichelte Linien), sind in Figur 10 gezeigt. Auch in diesem Fall verändert sich die spektrale Lage der Kante kontinuierlich, nahezu linear und innerhalb eines kleinen Bereiches auf dem Substrat.

Ein wesentlicher Aspekt der vorliegenden Erfindung ist, dass eine sehr gute Anlagenbelegung erzielt werden kann und dass Filter mit identischen Eigenschaften hergestellt werden können. Figur 11 zeigt eine für die Anlagenbelegung optimierte Schattenmaske. Ein Plan-Substrat mit einer Abmessung von 110mm x 160mm wird mit einer Schattenmaske derselben Aussenabmessung abgedeckt. Für die spezifische Geometrie des geforderten Filters (5mm x 5mm Aussenabmessung mit einem linear variablen Filterbereich im Zentrum von 2mm x 2mm) kann die Schattenmaske mit 4 offenen Bereichen belegt werden, die sich fast über die ganze Höhe des Substrates erstrecken. Auf jeder Seite jeder Öffnung entsteht ein variabler Filterbereich, so dass 8 Reihen von Filtern auf dem Substrat produziert werden. In jeder Reihe finden 30 Filter Platz, so dass auf jedem Substrat 240 Filter hergestellt werden können, die im Anschluss an den Beschichtungsprozess durch Vereinzeln aus dem grossen Substrat gewonnen werden können. Vor der Vereinzelung können auf der Rückseite des Substrates weitere Beschichtungen, wie zum Beispiel eine Antireflex-Beschichtung, aufgetragen werden. In den Figuren wurden bisher lediglich Schattenmasken mit senkrechten Kanten oder mit Keil gezeigt. Daneben können Schattenmasken mit überhängenden Kanten, also Kanten mit Hinterstich, interessant sein.

Es wurden bisher nur diejenigen Gradienten betrachtet, deren Gradienteneigenschaft auf lediglich eine Kante der Schattenmaske zurückzuführen ist, d.h. eine Schichtdickenzunahme mit senkrecht zu dieser Kante zunehmendem Abstand.

Haben zwei in einem Winkel zueinanderstehende Kanten Einfluss auf die Schichtdickenveränderung mit zunehmendem Abstand von diesen Kanten, wie dies zum Beispiel in den Ecken der in den Figuren 2 bis 5 gezeigten Schattenmasken der Fall ist, so wird die Schichtdicke von zwei Koordinaten auf dem Substrat abhängen. Man könnte hier von einem zweidimensionalen Gradienten sprechen. Die vorliegende Erfindung bezieht sich ebenfalls auch solche zweidimensionalen Gradientenfilter und deren Herstellung. Es wurde ein Verfahren offenbart zur Herstellung eines spektralen Gradientenfilters auf einem Substrat, umfassend die Schritte:

- Bereitstellen des Substrats mit einer ersten zu beschichtenden Oberfläche

- Bereitstellen einer Schattenmaske, die zumindest einen umrandeten

Beschichtungsbereich mit einer Kante umfasst, wobei die Geometrie der Schattenmaske dem gewünschten Gradientenverlauf des Gradientenfilters angepasst ist

- Erstellen eines maskierten Substrates durch Fixieren der Schattenmaske an der ersten zu beschichtenden Oberfläche des Substrates, dergestalt, dass Teile der

Substratoberfläche bedeckt sind, die Substratoberfläche im Beschichtungsbereich jedoch im Wesentlichen frei liegt,

- Einbringen des maskierten Substrats in eine Beschichtungsanlage, welche auf der Basis der physikalischen Abscheidung aus der Gasphase (PVD) beruht

- Durchführung der PVD-Beschichtung

dadurch gekennzeichnet, dass

zumindest Teile der Schattenmaske direkt an der Oberfläche des Substrates aufliegen, so dass es im Bereich dieser Teile während der Beschichtung nicht zu einer Unterdampfung kommt und wobei die Schattenmaske lösbar mechanisch an das Substrat fixiert ist, so dass die Schattenmaske für mehrere Beschichtungen verwendet werden kann.

Im Verfahren kann die Kante der Schattenmaske senkrecht oder keilförmig oder überhängend ausgebildet sein.

Die Schattenmaske kann mehrere Beschichtungsbereiche umfassen.

Zum Bereitstellen der Schattenmaske können Testbeschichtungen mit Test- Schattenmasken unterschiedlicher Dicke und/oder unterschiedlicher Kantensteilheiten durchgeführt werden, wobei die Test-Schattenmasken mehrere Beschichtungsbereiche mit unterschiedlichen Kantensteilheiten umfassen können.

Die Schattenmaske kann im Beschichtungsbereich zumindest ein von der Kante beabstandetes Element aufweisen, wobei das Element, wenn die Schattenmaske zusammen mit dem Substrat das maskierte Substrat bilden, vom Substrat ebenfalls beabstandet ist.

Das zumindest eine Element kann stegförmig ausgebildet sein.

Bei der Beschichtungsanlage kann es sich um eine Trommelanlage handeln, in der die zu beschichtenden Substrate an einer Beschichtungsquelle mit Targetoberfläche, bevorzugt einem Sputtertarget, vorbeigeführt werden, wobei die Rotationsachse der Trommel parallel zu einer in der Targetoberfläche liegenden Geraden angeordnet wird und die Substrate so auf den Trommelmantel montiert werden, dass die durch die Substratoberfläche aufgespannte Ebene der Substrate jeweils die Rotationsachse der Trommel nicht schneidet.

Bei der Beschichtungsanlage kann es sich aber auch um eine Anlage mit Drehteller handeln, in der die zu beschichtenden Substrate an einer Beschichtungsquelle mit Targetoberfläche, bevorzugt einem Sputtertarget, vorbeigeführt werden, wobei die Rotationsachse des Drehtellers senkrecht zur Targetoberfläche steht und die zu beschichtende Oberfläche des Substrates zumindest während der Beschichtung parallel zu der Targetoberfläche ausgerichtet wird.

Des Weiteren kann es sich bei der Beschichtungsanlage beispielsweise um eine lineare Anlage handeln, in der die zu beschichtenden Substrate an einer Beschichtungsquelle mit Targetoberfläche, bevorzugt einem Sputtertarget, linear vorbeigeführt werden und die Substratoberfläche zumindest während der Beschichtung parallel zu der durch die Beschichtungsquelle gebildete Oberfläche ist.

Es wurde eine Schattenmaske mit Abschattungsbereich und Beschichtungsbereich offenbart, wobei Abschattungsbereich und Beschichtungsbereich durch eine Kante getrennt werden, wobei im Beschichtungsbereich zumindest ein von der Kante beabstandetes Element vorgesehen ist. Das zumindest eine von der Kante beabstandete Element kann eine Tiefe haben, die die Hälfte der Dicke der Schattenmaske nicht übersteigt. Das zumindest eine von der Kante beabstandete Element kann formschlüssig mit einer Seite der Schattenmaske abschliessen.