[发明专利]一种双功能柱对称大尺寸高均匀性线型磁控靶镀膜设备

说明书

本发明涉及一种双功能柱对称大尺寸高均匀性线型磁控靶镀膜设备。该设备在圆形真空腔中心安放用于夹持凸形柱面镜的转动轴，在外围安装用于安放凹形柱面镜的转动圆环，在转动圆环和转动轴之间安放竖直摆放的线型磁控溅射靶枪，靶枪前安放有可以旋转的气动挡板。通过改变靶枪朝向和调整靶枪在真空腔内的径向位置，可使靶枪分别指向转动圆环和转动轴，并对安装在转动圆环上的凹形柱面镜或者是安装在转动轴上的凸形柱面镜进行镀制。通过改变靶枪前的气动挡板的开关以及转动圆环和转动轴的转动速率完成对薄膜制备工艺的控制。

技术领域

本发明涉及一种双功能柱对称大尺寸高均匀性线型磁控靶镀膜设备，属于纳米级光学薄膜制备设备领域。

背景技术

随着我国天文探索需求的不断增加，嵌套式掠入射聚焦X射线天文望远镜的研制已经提上日程。嵌套式掠入射聚焦X射线天文望远镜的镜片具有大尺寸、柱对称等特点，而现有的镀膜机大多采用自转加公转的行星运动模式，这样的运动模式使得其制备的镜片具有圆对称的特性，不能满足我们现在对于制备柱对称的嵌套式掠入射聚焦X射线天文望远镜的大尺寸柱面镜镜片的要求，同时由于运动模式的限制，使得一次性可安放的样品数量较少，其生产效率不能满足嵌套式的结构对于镜片大量制备需求。因此，能够批量稳定生产，并且具有柱对称性质的大型磁控溅射镀膜机的设计成为了研制嵌套式掠入射聚焦X射线天文望远镜的前提。同时在望远镜镜片制备的过程中，由于在热弯玻璃成型的工艺中对于凸柱面镜的薄膜制备需求，使得能够同时满足对于柱面基底凹面和凸面的薄膜制备需求，也成为了这一磁控镀膜设备的设计要求。在这样特定的镜片结构和特定的生产需求下，一种使用线型磁控溅射靶枪的双功能柱对称大尺寸高均匀性镀膜机应运而生。

发明内容

为了同时满足对凸形和凹形柱面镜片的制备和稳定批量生产的需求，本发明的目的在于提供一种双功能柱对称大尺寸高均匀性线型磁控靶镀膜设备，该装置不仅可以对柱面镜的凹面进行高均匀性的X射线薄膜镀制，同时还可以对柱面镜的凸面进行高均匀性X射线薄膜的镀制，并且满足了批量化高精度生产的需求。本装置主要结构包括：三个可以转动改变溅射方向的竖直放置线型磁控溅射靶枪，靶枪前安装有气动挡板；一个可以控制自转速度的用于安装凸形柱面基底的转动轴，转动轴上可以按照需求安装夹持镀膜基底的工装；一个可以控制转动速度的用于安装凹形柱面基底的转动圆环，转动圆环安装有样品板，利用样品板完成对镀膜基底的加持。靶枪安装在转轴和转环之间，通过调整靶枪溅射方向，完成对不同的样品载台上的样品进行镀制，利用转动轴和转动圆环的转动方式及与靶枪相对位置的不同，完成对柱面镜凹面和凸面的薄膜制备。

本发明采用的技术方案是：

一种双功能柱对称大尺寸高均匀性线型磁控靶镀膜设备，由真空腔体、转动圆环、样品架、磁控溅射靶枪、气动挡板和靶枪基座组成，其中：柱状的真空腔体内设置有转动圆环支撑柱，所述转动圆环支撑柱由外层柱套和内层转动块组成，外层柱套固定于真空腔体底部,内层转动块顶部设有可调整转速的转动圆环，内层转动块的底部连接步进电机，转动圆环上安放有样品架，用于安装样品；所述转动轴固定于真空腔体底部，转动轴穿过转动圆环，且转动轴、转动圆环和真空腔体同轴布置；转动轴上安装有样品；所述转动轴通过磁流体轴与电机相连，可控制自转速度；真空腔体内底部设有三个导轨，导轨上设有靶枪基座，两两间隔90度，即分别安装于真空腔体的3点钟、6点钟和9点钟方向；磁控溅射靶枪位于靶枪基座上，所述三个磁控溅射靶枪穿过转动圆环的空心部分，导轨上不同位置设有螺丝孔，当三个靶枪基座设置于不同的螺丝孔位置时，可以调整磁控溅射靶枪与转动圆环或转动轴的相对位置，气动挡板连接件固定于靶枪基座上，气动挡板通过气动挡板连接件连接气动快门，完成气动挡板的开关控制，气动挡板位于磁控溅射靶枪的内侧，通过变换气动挡板的开关，控制磁控溅射靶枪的测射粒子是否沉积到基底上。