本實(shí)用新型涉及真空鍍膜技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種多蒸發(fā)源鍍膜裝置。

背景技術(shù)：

在真空鍍膜技術(shù)領(lǐng)域，往往需要將多種膜料進(jìn)行同時(shí)鍍膜以制備具有特定光學(xué)、電學(xué)等物理特性的功能薄膜。比如，在光學(xué)薄膜制備過程中，為了得到中間折射率的膜層，可以將高折射率材料（如 Ta₂O₅、Nb₂O₅和ZrO₂）和低折射率材料（如SiO₂和MgF₂）同時(shí)蒸鍍來得到所需折射率的材料。對(duì)于不同的膜料，其熔點(diǎn)和導(dǎo)電性等往往不同，因此，需要將不同膜料分別置于不同的坩堝，并采用不同的蒸發(fā)條件同時(shí)鍍膜。在這種情況下，如何實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)和控制不同膜料的蒸發(fā)速率是能否得到理想的多組分薄膜所需要解決的技術(shù)問題。很多情況下，技術(shù)人員采用調(diào)節(jié)不同蒸發(fā)源鍍膜參數(shù)的方法，通過多次試驗(yàn)來確定理想的工藝條件。但上述經(jīng)驗(yàn)性方法具有較大的盲目性，不滿足可控和節(jié)約的鍍膜要求；同時(shí)也無法對(duì)鍍膜過程中各種膜料的蒸發(fā)速率進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和調(diào)節(jié)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了多蒸發(fā)源鍍膜裝置，通過膜厚檢測(cè)儀對(duì)膜料的蒸發(fā)速率和蒸發(fā)角進(jìn)行實(shí)時(shí)地精確監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)多蒸發(fā)源同時(shí)鍍膜，提高了多組分膜層的鍍膜精度。

本實(shí)用新型目的實(shí)現(xiàn)由以下技術(shù)方案完成：

一種多蒸發(fā)源鍍膜裝置，所述裝置包括一真空鍍膜室，所述真空鍍膜室內(nèi)固定設(shè)置有工件傘架，所述工件傘架上承載有若干鍍膜基片，所述工件傘架下方設(shè)置有至少兩個(gè)蒸發(fā)源，其特征在于：在所述真空鍍膜室內(nèi)設(shè)置有多個(gè)膜厚控制儀，其中一個(gè)所述膜厚控制儀設(shè)置在所述工件傘架的中心位置用于監(jiān)控所述鍍膜基片上的鍍膜速率，其余的所述膜厚控制儀與所述蒸發(fā)源構(gòu)成一一對(duì)應(yīng)以分別監(jiān)控和調(diào)節(jié)每個(gè)所述蒸發(fā)源的蒸發(fā)速率。

與所述蒸發(fā)源構(gòu)成一一對(duì)應(yīng)的所述膜厚控制儀由膜厚控制探頭、角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、安裝法蘭、位置控制機(jī)構(gòu)和信號(hào)發(fā)生器構(gòu)成，其中所述膜厚控制探頭朝向所述蒸發(fā)源，所述角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)連接控制所述膜厚控制探頭轉(zhuǎn)動(dòng)，所述安裝法蘭用于將所述膜厚控制儀固定安裝到所述真空鍍膜室上，所述位置控制機(jī)構(gòu)用于控制所述膜厚控制探頭中的多個(gè)探頭單元的轉(zhuǎn)動(dòng)，所述信號(hào)發(fā)生器與所述膜厚控制探頭相連接以激發(fā)所述探頭單元。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：實(shí)現(xiàn)多蒸發(fā)源同時(shí)鍍膜，精確控制蒸發(fā)源的鍍膜速率和蒸發(fā)角；裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，使用方便，自動(dòng)化程度高，所鍍的多組分膜層均勻性好，質(zhì)量高。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型中膜厚控制儀的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖通過實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型特征及其它相關(guān)特征作進(jìn)一步詳細(xì)說明，以便于同行業(yè)技術(shù)人員的理解：

如圖1-2所示，圖中標(biāo)記1-17分別表示為：真空鍍膜室1、第一蒸發(fā)源2、第二蒸發(fā)源3，第一擋板4、第二擋板5、第一膜厚控制儀6、第二膜厚控制儀7、第三膜厚控制儀8、工件傘架9、鍍膜基片10、離子源11、膜厚修正板12、膜厚控制探頭13、角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)14、安裝法蘭15、位置控制機(jī)構(gòu)16、振蕩包17。

實(shí)施例：如圖1所示，本實(shí)施例中的多蒸發(fā)源鍍膜裝置包括一真空鍍膜室1，真空鍍膜室1的內(nèi)部腔室作為鍍膜的空間。以兩個(gè)蒸發(fā)源為例，在真空鍍膜室1的底部分別設(shè)置有第一蒸發(fā)源2和第二蒸發(fā)源3，在鍍膜時(shí)，在第一蒸發(fā)源2和第二蒸發(fā)源3內(nèi)分別放入不同的膜料以蒸鍍多組分膜層。在第一蒸發(fā)源2和第二蒸發(fā)源3的上方分別設(shè)置有第一擋板4和第二擋板5，第一擋板4和第二擋板5上分別設(shè)置有開口，開口滿足只允許從蒸發(fā)源發(fā)射的部分蒸發(fā)角度的膜料分子從開口通過的要求，同時(shí)，經(jīng)過開口的膜料分子至少能夠覆蓋整個(gè)工件傘架9，即第一擋板4和第二擋板5分別用于控制第一蒸發(fā)源2和第二蒸發(fā)源3的蒸發(fā)角，與沒有開口的情形相比較，兩個(gè)蒸發(fā)源的膜料發(fā)射角經(jīng)過各自開口調(diào)節(jié)后，兩個(gè)膜料發(fā)射角存在較大的不重疊區(qū)域。

在真空鍍膜室1的頂部設(shè)置有工件傘架9，若干鍍膜基片10均勻承載在工件傘架9上。工件傘架9于使用時(shí)由一轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，使其在真空鍍膜室1內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使膜料均勻蒸鍍?cè)谌舾慑兡せ?0的表面。

為了滿足鍍膜的均一性要求，在第一蒸發(fā)源2、第二蒸發(fā)源3與工件傘架9之間設(shè)置有兩塊膜厚修正板12，兩塊膜厚修正板12的一側(cè)端部分別連接固定在真空鍍膜室1的內(nèi)壁上。膜厚修正板12用于遮擋部分膜料分子，從而使整個(gè)工件傘架9上的鍍膜基片10的膜層均一。在第一蒸發(fā)源2和第二蒸發(fā)源3之間設(shè)置輔助蒸發(fā)的離子源11，離子源11固定設(shè)置在真空鍍膜室1的底部。

在真空鍍膜室1的兩側(cè)分別固定設(shè)置有第一膜厚控制儀6和第二膜厚控制儀7，第一膜厚控制儀6和第二膜厚控制儀7的設(shè)置位置分別與第一蒸發(fā)源2和第二蒸發(fā)源3的位置相對(duì)應(yīng)，即第一膜厚控制儀6位于第一蒸發(fā)源2的膜料分子能夠到達(dá)的位置，第二膜厚控制儀7位于第二蒸發(fā)源3的膜料分子能夠達(dá)到的位置，從而使第一膜厚控制儀6和第二膜厚控制儀7可分別監(jiān)控和調(diào)節(jié)第一蒸發(fā)源或第二蒸發(fā)源的蒸發(fā)速率。

第三膜厚控制儀8設(shè)置于工件傘架9的中心位置，用于監(jiān)控第一蒸發(fā)源2和第二蒸發(fā)源3的共同蒸發(fā)速率，即所需的多組分膜層的鍍膜速率。第三膜厚控制儀8的探頭垂直向下。

本實(shí)施例中第一膜厚控制儀6和第二膜厚控制儀7的結(jié)構(gòu)相同。如圖2所示，第一、第二膜厚控制儀由膜厚控制探頭13、角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)14、安裝法蘭15、位置控制機(jī)構(gòu)16和振蕩包17組成。膜厚控制探頭13接受膜料分子入射，從而探測(cè)從蒸發(fā)源蒸發(fā)出的膜料分子的鍍膜速率和鍍膜厚度；當(dāng)改變膜料分子進(jìn)入探頭的入射角度且其他條件不變的情況時(shí)，膜厚控制探頭13所探測(cè)到的鍍膜速率和鍍膜厚度會(huì)發(fā)生變化。角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)14與膜厚控制探頭13相連接并控制其轉(zhuǎn)動(dòng)，從而改變膜料分子進(jìn)入膜厚控制探頭13的入射角度。安裝法蘭15用于將裝置整體固定安裝在真空鍍膜室1的特定位置。位置控制機(jī)構(gòu)16用于連接控制膜厚控制探頭13中的多個(gè)探頭單元的轉(zhuǎn)動(dòng)，在很多情況下，膜厚控制探頭13中的探頭單元為多點(diǎn)設(shè)置，即通過位置控制機(jī)構(gòu)16允許多個(gè)探頭單元分別進(jìn)行膜厚監(jiān)控，從而保證監(jiān)控精度。作為信號(hào)發(fā)生器的振蕩包17用于引起設(shè)置在膜厚控制探頭13內(nèi)的作為探頭單元的石英晶振片以特定頻率振動(dòng)。本實(shí)施例中的第三膜厚控制儀8由于只需要保證其膜厚控制探頭13始終朝向工件傘架9，因此無需設(shè)置角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)14。

本實(shí)施例中在鍍膜時(shí)采用兩種不同膜料共同蒸發(fā)以在鍍膜基片10上形成包含兩種組分的膜層。在鍍膜時(shí)，具有如下鍍膜方法：

1）將第一種膜料放入第一蒸發(fā)源2，然后開始鍍膜過程，設(shè)置不同蒸發(fā)速率和不同的膜厚控制探頭13的入射角度，通過第一膜厚控制儀6和第三膜厚控制儀8分別測(cè)量第一蒸發(fā)源2的鍍膜速率及兩個(gè)鍍膜速率之間的比值系列R1。

2）將第二種膜料放入第二蒸發(fā)源3，然后開始鍍膜過程，設(shè)置不同蒸發(fā)速率和不同的膜厚控制探頭13的入射角度，通過第二膜厚控制儀7和第三膜厚控制儀8分別測(cè)量第二蒸發(fā)源3的鍍膜速率及兩個(gè)鍍膜速率之間的比值的系列R2。

3）選擇共同蒸發(fā)的第一種膜料和第二種膜料形成的多組分膜層所需的第一蒸發(fā)源2和第二蒸發(fā)源3在位于工件傘架中心處的第三膜厚控制儀8的鍍膜速率R31和R32；此步驟中的“選擇”指的是根據(jù)多組分膜層的化學(xué)配比計(jì)算R31和R32的之間的比例，根據(jù)工藝需要選擇R31和R32的具體數(shù)值。

4）利用已經(jīng)測(cè)量得到的每種膜料的蒸發(fā)源的鍍膜速率與位于工件傘架中心處的膜厚控制儀的鍍膜速率的比值，從中選擇一組R1和R2，計(jì)算在滿足鍍膜速率R31和R32條件下，每種膜料的蒸發(fā)源的在其所對(duì)應(yīng)的膜厚控制儀上的鍍膜速率R1^/和 R2^/，其中，R1^/= R31*R1和 R2^/ =R32*R2，并記錄R1和R2所對(duì)應(yīng)的膜厚控制儀的入射角度A10和A20。

5）通過角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)14調(diào)節(jié)膜厚控制探頭13的入射角度為A10和A20，將 R1^/和 R2^/ 分別設(shè)置到第一膜厚控制儀6和第二膜厚控制儀7，第一膜厚控制儀7和第二膜厚控制儀7便可根據(jù)鍍膜速率R1^/和 R2^/分別控制第一蒸發(fā)源2和第二蒸發(fā)源3的蒸發(fā)速率。在第三膜厚控制儀8設(shè)置所需多組分膜層的鍍膜厚度。調(diào)節(jié)膜厚控制探頭13的目的是為了避免膜料分子入射角度的不同對(duì)于其鍍膜速率測(cè)量的影響，提高了鍍膜速率的測(cè)量精度，從而進(jìn)一步提高了鍍膜速率的控制精度。

6）將第一種膜料放入第一蒸發(fā)源2，將第二種膜料放入第二蒸發(fā)源3，開始共蒸過程直至第三膜厚控制儀8測(cè)得的多組分膜層的鍍膜厚度已經(jīng)達(dá)到要求。

7）鍍膜過程中可以利用離子源11進(jìn)行輔助鍍膜。

8）可以利用膜厚修正板12實(shí)現(xiàn)膜層在整個(gè)工件傘架9上均勻分布。

這樣一來，通過對(duì)于膜料蒸發(fā)角的選擇性遮擋和膜厚監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的合理配置實(shí)現(xiàn)精確控制多蒸發(fā)源同時(shí)鍍膜的目的。

本實(shí)施例在具體實(shí)施時(shí)：蒸發(fā)源的數(shù)量可根據(jù)實(shí)際需要而定，當(dāng)需要在鍍膜基片10上鍍包含兩種以上組分的多組分膜層時(shí)，在真空鍍膜室1內(nèi)設(shè)置與組分?jǐn)?shù)量相對(duì)應(yīng)的蒸發(fā)源，同時(shí)也相應(yīng)設(shè)置與蒸發(fā)源數(shù)量相對(duì)應(yīng)的膜厚控制儀、擋板、膜厚修正板等一系列部件；而對(duì)于每種膜料的鍍膜速率的控制，均可由與其對(duì)應(yīng)設(shè)置的膜厚控制儀監(jiān)控和調(diào)節(jié)。

各膜厚控制儀可連接至一微機(jī)或控制器等進(jìn)行自動(dòng)化控制，從而實(shí)現(xiàn)鍍膜過程中對(duì)多蒸發(fā)源的實(shí)時(shí)監(jiān)控、調(diào)節(jié)，從而提高多組分膜層的鍍膜質(zhì)量。

本實(shí)施例中的膜厚控制儀為石英晶體膜厚控制儀，而當(dāng)膜厚控制儀為光學(xué)膜厚控制儀時(shí)，振蕩包17替換為光源，而探頭單元為光學(xué)監(jiān)控玻璃。

雖然以上實(shí)施例已經(jīng)參照附圖對(duì)本實(shí)用新型目的的構(gòu)思和實(shí)施例做了詳細(xì)說明，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以認(rèn)識(shí)到，在沒有脫離權(quán)利要求限定范圍的前提條件下，仍然可以對(duì)本實(shí)用新型作出各種改進(jìn)和變換，如：真空鍍膜室1內(nèi)的布局，各輔助功能部件（如擋板5、膜厚修正板12等）的具體結(jié)構(gòu)、大小等，故在此不一一贅述。