離子濺射鍍膜的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種離子濺射鍍膜機(jī)，它屬于一種離子濺射真空鍍膜設(shè)備。本實(shí)用新型主要是解決現(xiàn)有的離子濺射鍍膜機(jī)存在的有效鍍膜面積小、膜厚均勻性不容易控制和鍍膜表面質(zhì)量差的技術(shù)問題。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：離子濺射鍍膜機(jī)，它包括真空室、大閥、離子源、多光束光學(xué)膜厚儀的觀察窗、高真空泵、加熱器和離子中和器，其中：它還包括移動(dòng)鍍膜靶和旋轉(zhuǎn)基板支架，移動(dòng)鍍膜靶設(shè)在真空室內(nèi)的底部且位于旋轉(zhuǎn)基板支架中的鍍膜夾具的下方，移動(dòng)鍍膜靶能在真空室內(nèi)作直線運(yùn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)基板支架設(shè)在真空室內(nèi)的上方且能上下移動(dòng)，多光束光學(xué)膜厚儀的觀察窗設(shè)在真空室的外壁上并位于旋轉(zhuǎn)基板支架的旋轉(zhuǎn)半徑上。
【專利說明】離子濺射鍍膜機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種離子濺射鍍膜機(jī)，它屬于一種離子濺射真空鍍膜設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002]離子濺射鍍膜機(jī)是氣體分子在離子源中，高壓電離后形成正離子和電子，正離子在電場作用下加速，以高的動(dòng)能轟擊靶材，使得靶材原子能量增加并脫離表面形成濺射層，沉淀在玻璃基板上形成光學(xué)薄膜。
[0003]在離子濺射沉積光學(xué)薄膜的過程中，影響薄膜沉積速率的因素主要有離子源的束流、束壓、真空度和溫度；但是靶材、基板和夾具的各種物理狀態(tài)，也是影響薄膜沉積速率的一個(gè)不容忽視的因素。
[0004]目前離子濺射鍍膜機(jī)結(jié)構(gòu)形式中，①靶材通常只能晃動(dòng)，不能在離子束轟擊的方向上做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所以濺射形成的有效鍍膜區(qū)域有限；②鍍膜夾具不能相對靶材上下移動(dòng)，不便于調(diào)整膜厚均勻性和薄膜應(yīng)力；③膜厚均勻性只能靠固定的膜厚修正板，不能根據(jù)膜厚分布的變化饋控制調(diào)整膜厚修正板。因此，現(xiàn)有的離子濺射鍍膜機(jī)存在著有效鍍膜面積小、膜厚均勻性不容易控制和鍍膜表面質(zhì)量差的缺陷。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的是解決現(xiàn)有的離子濺射鍍膜機(jī)存在的有效鍍膜面積小、膜厚均勻性不容易控制和鍍膜表面質(zhì)量差的技術(shù)問題，提供一種鍍膜面積大、膜厚均勻性易控制和鍍膜表面質(zhì)量高的離子濺射鍍膜機(jī)。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:
[0007]離子濺射鍍膜機(jī)，它包括真空室、大閥、離子源、多光束光學(xué)膜厚儀的觀察窗、高真空泵、加熱器和離子中和器，其中:它還包括移動(dòng)鍍膜靶和旋轉(zhuǎn)基板支架，移動(dòng)鍍膜靶設(shè)在真空室內(nèi)的底部且位于旋轉(zhuǎn)基板支架中的鍍膜夾具的下方，移動(dòng)鍍膜靶能在真空室內(nèi)作直線運(yùn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)基板支架設(shè)在真空室內(nèi)的上方且能上下移動(dòng)，多光束光學(xué)膜厚儀的觀察窗設(shè)在真空室的外壁上并位于旋轉(zhuǎn)基板支架的旋轉(zhuǎn)半徑上。
[0008]所述移動(dòng)鍍膜靶由直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、靶材支架和靶材組成，靶材的兩側(cè)通過轉(zhuǎn)軸設(shè)在靶材支架的上端且使靶材能夠任意旋轉(zhuǎn)以便任意調(diào)整靶材表面與鍍膜夾具的鍍膜面的角度，靶材支架的下端設(shè)在直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上以使靶材在真空室內(nèi)作直線運(yùn)動(dòng)。
[0009]所述旋轉(zhuǎn)基板支架由磁流體轉(zhuǎn)軸、波紋管、法蘭和鍍膜夾具組成，磁流體轉(zhuǎn)軸的下端通過法蘭與鍍膜夾具的上端面連接，磁流體轉(zhuǎn)軸的上部通過法蘭與波紋管的上端連接，波紋管的下端與真空室頂面連接以使鍍膜夾具能在真空室內(nèi)作上下移動(dòng)。
[0010]所述直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)由齒條、齒輪和磁流體旋轉(zhuǎn)密封組成，齒條設(shè)在靶材支架的底部，齒輪設(shè)在磁流體旋轉(zhuǎn)密封的上端且與齒條相嚙合，磁流體旋轉(zhuǎn)密封設(shè)在真空室的底面上。
[0011]本實(shí)用新型直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的另一技術(shù)方案是:所述直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)還能由絲杠、絲母、軸承和磁流體旋轉(zhuǎn)密封組成，絲母設(shè)在靶材支架的底部，絲杠設(shè)在絲母中并通過軸承裝在真空室的底面上，絲杠一端與磁流體旋轉(zhuǎn)密封聯(lián)接，磁流體旋轉(zhuǎn)密封設(shè)在真空室上。
[0012]本實(shí)用新型直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的又一技術(shù)方案是:所述直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)還能是直線電機(jī)，直線電機(jī)的初級設(shè)在靶材支架的底部，直線電機(jī)的次級設(shè)在真空室的底面上。
[0013]由于本實(shí)用新型采用了上述技術(shù)方案，使靶材相對離子束轟擊方向調(diào)整位置，濺射區(qū)域變大，增加了有效鍍膜面積；鍍膜夾具根據(jù)膜厚均勻性實(shí)驗(yàn)，調(diào)整其相對靶材的不同位置，使薄膜厚均勻、應(yīng)力減小，膜厚均勻性易控制；采用多光束光學(xué)膜厚儀的觀察窗，利用多光束膜厚監(jiān)控儀實(shí)時(shí)監(jiān)控薄膜厚度分布，提高了鍍膜表面質(zhì)量。解決了現(xiàn)有的離子濺射鍍膜機(jī)存在的有效鍍膜面積小、膜厚均勻性不容易控制和鍍膜表面質(zhì)量差的技術(shù)問題。因此，與【背景技術(shù)】相比，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0014]①靶材支架的向基板邊緣的方向移動(dòng)，能夠增加鍍膜面積；而向基板的旋轉(zhuǎn)方向移動(dòng)，則可減小鍍膜面積提高鍍膜速率；
[0015]②通過將控制鍍膜靶材在不同位置的移動(dòng)速度，可以有效地改善鍍膜均勻性，因而不必使用膜厚修正板.這可以減少薄膜表面的從膜厚修正板上濺出的顆粒；
[0016]③鍍膜夾具上下移動(dòng)，能找到最佳的鍍膜位置，進(jìn)一步提高膜厚均勻性，減少薄膜應(yīng)力；
[0017]④多光束監(jiān)控的實(shí)現(xiàn)，保證了鍍膜產(chǎn)品的質(zhì)量和成品率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2是本實(shí)用新型移動(dòng)鍍膜靶的第一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3是本實(shí)用新型移動(dòng)鍍膜靶的第二個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖4是本實(shí)用新型移動(dòng)鍍膜靶的第三個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖5是本實(shí)用新型旋轉(zhuǎn)基板支架的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖6是本實(shí)用新型多光束光學(xué)膜厚儀觀察窗的位置示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0025]實(shí)施例1
[0026]如圖1、圖2、圖5和圖6所示，本實(shí)施例中的離子濺射鍍膜機(jī)，它包括真空室1、大閥2、離子源6、多光束光學(xué)膜厚儀的觀察窗5、高真空泵7、加熱器8和離子中和器9，其中:它還包括移動(dòng)鍍膜靶4和旋轉(zhuǎn)基板支架3，移動(dòng)鍍膜靶4設(shè)在真空室1內(nèi)的底部且位于旋轉(zhuǎn)基板支架3中的鍍膜夾具10的下方，移動(dòng)鍍膜靶4能在真空室1內(nèi)作直線運(yùn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)基板支架3設(shè)在真空室1內(nèi)的上方且能上下移動(dòng)，多光束光學(xué)膜厚儀的觀察窗5設(shè)在真空室1的外壁上并位于旋轉(zhuǎn)基板支架3的旋轉(zhuǎn)半徑上，以實(shí)時(shí)觀察設(shè)在旋轉(zhuǎn)基板支架3不同旋轉(zhuǎn)半徑上的監(jiān)測點(diǎn)23。大閥2和離子源6設(shè)在真空室1的外壁上，高真空泵7與大閥2相連接；加熱器8和離子中和器9設(shè)在真空室1內(nèi)。所述移動(dòng)鍍膜靶4由直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、靶材支架15和祀材11組成，祀材11的兩側(cè)通過轉(zhuǎn)軸設(shè)在祀材支架15的上端且使祀材11能夠任意旋轉(zhuǎn)以便任意調(diào)整靶材表面與鍍膜夾具10的鍍膜面的角度，靶材支架15的下端設(shè)在直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上以使靶11材在真空室1內(nèi)作直線運(yùn)動(dòng)。所述直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)由齒條12、齒輪13和磁流體旋轉(zhuǎn)密封14組成，齒條12設(shè)在靶材支架15的底部，齒輪13設(shè)在磁流體旋轉(zhuǎn)密封14的上端且與齒條12相嚙合，磁流體旋轉(zhuǎn)密封14設(shè)在真空室1的底面上。所述旋轉(zhuǎn)基板支架3由磁流體轉(zhuǎn)軸20、波紋管22、法蘭21和鍍膜夾具10組成，磁流體轉(zhuǎn)軸20的下端通過法蘭與鍍膜夾具10的上端面連接，磁流體轉(zhuǎn)軸20的上部通過法蘭21與波紋管22的上端連接，波紋管22的下端與真空室1頂面連接以使鍍膜夾具10能在真空室1內(nèi)作上下移動(dòng)。
[0027]實(shí)施例2
[0028]如圖1、圖3、圖5和圖6所示，本實(shí)施例中的離子濺射鍍膜機(jī)，其所述直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)由絲杠16、絲母18、軸承17和磁流體旋轉(zhuǎn)密封14組成，絲母18設(shè)在靶材支架15的底部，絲杠16設(shè)在絲母18中并通過軸承17裝在真空室1的底面上，絲杠16 —端與磁流體旋轉(zhuǎn)密封14聯(lián)接，磁流體旋轉(zhuǎn)密封14設(shè)在真空室1上。
[0029]本實(shí)施例中的離子濺射鍍膜機(jī)除直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)與實(shí)施例1中的離子濺射鍍膜機(jī)中的直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)不一樣外，其余結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1中的離子濺射鍍膜機(jī)的結(jié)構(gòu)相同。
[0030]實(shí)施例3
[0031]如圖1、圖4、圖5和圖6所示，本實(shí)施例中的離子濺射鍍膜機(jī)，其所述直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)是直線電機(jī)19，直線電機(jī)19的初級設(shè)在靶材支架15的底部，直線電機(jī)19的次級設(shè)在真空室1的底面上。
[0032]本實(shí)施例中的離子濺射鍍膜機(jī)除直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)與實(shí)施例1中的離子濺射鍍膜機(jī)中的直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)不一樣外，其余結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1中的離子濺射鍍膜機(jī)的結(jié)構(gòu)相同。
【權(quán)利要求】
1.一種離子濺射鍍膜機(jī)，它包括真空室、大閥、離子源、多光束光學(xué)膜厚儀的觀察窗、高真空泵、加熱器和離子中和器，其特征在于:它還包括移動(dòng)鍍膜靶和旋轉(zhuǎn)基板支架，移動(dòng)鍍膜靶設(shè)在真空室內(nèi)的底部且位于旋轉(zhuǎn)基板支架中的鍍膜夾具的下方，移動(dòng)鍍膜靶能在真空室內(nèi)作直線運(yùn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)基板支架設(shè)在真空室內(nèi)的上方且能上下移動(dòng)，多光束光學(xué)膜厚儀的觀察窗設(shè)在真空室的外壁上并位于旋轉(zhuǎn)基板支架的旋轉(zhuǎn)半徑上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種離子濺射鍍膜機(jī)，其特征在于:所述移動(dòng)鍍膜靶由直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、靶材支架和靶材組成，靶材的兩側(cè)通過轉(zhuǎn)軸設(shè)在靶材支架的上端且使靶材能夠任意旋轉(zhuǎn)以便任意調(diào)整靶材表面與鍍膜夾具的鍍膜面的角度，靶材支架的下端設(shè)在直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上以使靶材在真空室內(nèi)作直線運(yùn)動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種離子濺射鍍膜機(jī)，其特征在于:所述旋轉(zhuǎn)基板支架由磁流體轉(zhuǎn)軸、波紋管、法蘭和鍍膜夾具組成，磁流體轉(zhuǎn)軸的下端通過法蘭與鍍膜夾具的上端面連接，磁流體轉(zhuǎn)軸的上部通過法蘭與波紋管的上端連接，波紋管的下端與真空室頂面連接以使鍍膜夾具能在真空室內(nèi)作上下移動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種離子濺射鍍膜機(jī)，其特征在于:所述直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)由齒條、齒輪和磁流體旋轉(zhuǎn)密封組成，齒條設(shè)在靶材支架的底部，齒輪設(shè)在磁流體旋轉(zhuǎn)密封的上端且與齒條相嚙合，磁流體旋轉(zhuǎn)密封設(shè)在真空室的底面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種離子濺射鍍膜機(jī)，其特征在于:所述直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)還能由絲杠、絲母、軸承和磁流體旋轉(zhuǎn)密封組成，絲母設(shè)在靶材支架的底部，絲杠設(shè)在絲母中并通過軸承裝在真空室的底面上，絲杠一端與磁流體旋轉(zhuǎn)密封聯(lián)接，磁流體旋轉(zhuǎn)密封設(shè)在真空室上。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種離子濺射鍍膜機(jī)，其特征在于:所述直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)還能是直線電機(jī)，直線電機(jī)的初級設(shè)在靶材支架的底部，直線電機(jī)的次級設(shè)在真空室的底面上。
【文檔編號】C23C14/46GK204138757SQ201420622086
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月24日
【發(fā)明者】張殷, 鄧琪, 張小飛, 王靜輝, 呂子嘯 申請人:杰萊特（蘇州）精密儀器有限公司