[发明专利]一种多靶材真空镀膜装置及镀膜方法

说明书

本发明公开了一种多靶材真空镀膜装置及镀膜方法，属于镀膜加工领域。镀膜装置包括微动机构、衬底座、调整机构、掩膜机构、靶材换位机构、蒸发单元、检测机构等。方法包括：步骤一，准备；步骤二，选择靶材；步骤三，调整定位；步骤四，抽真空；步骤五，靶材蒸发；步骤六，靶材束沉积镀膜；步骤七，微动平台动作；步骤八，判断蒸镀是否完成；步骤九，判断是否选择另一种靶材继续蒸镀。本发明解决了现有真空蒸发镀膜中无法直接实现多种材料的真空蒸发镀膜问题，并能够实现单层图样、纳米阵列和多层结构制备。

技术领域

本发明涉及一种采用真空蒸发的镀膜装置，尤其涉及一种多靶材真空镀膜装置及镀膜方法，能够实现多种材料的真空蒸发镀膜。

背景技术

真空蒸发镀膜技术作为一种成熟的材料加工工艺，已经广泛应用于半导体和平板显示器行业。传统的真空蒸发镀膜系统包括电子束发生装置、真空蒸发室、真空系统以及样品室等主要部分，通过将固体材料置于高真空环境中进行加热蒸发或升华，使之沉积在衬底基片的表面，从而形成镀膜。传统真空蒸发镀膜技术只能进行单一材料的镀膜，无法实现多种靶材的一次性镀膜，且无法实现单层图样、纳米阵列和多层复合结构的制备。

中国发明专利CN106032567A公布了一种真空蒸发镀膜装置，该发明在蒸发镀膜过程中基板固定不动，只能生成一定厚度的表面镀层，无法直接实现特定几何形状的蒸发镀膜操作，且膜材容器中一次只能盛放一种膜材，无法直接实现多膜材蒸镀的切换。

中国发明专利CN101985736A提出了一种多工位渐变薄膜镀制设备，通过一套基片换位机构和特定的掩膜结构，能够实现非均匀薄膜的镀制，但无法直接完成针对各类单层、多层和阵列形式的量子功能器件。

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种多靶材真空镀膜装置及镀膜方法，用以解决现有真空蒸发镀膜中无法直接实现多种材料的真空蒸发镀膜问题，并能够实现单层图样、纳米阵列和多层结构制备。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种多靶材真空蒸镀装置，包括调节机构、微动平台、衬底座、掩膜机构、靶材换位机构和激光头，其中，

所述微动平台为XY两自由度的纳米平台；

所述调节机构与微动平台连接，用以在X、Y和Z方向上调节微动平台的位置；

所述衬底座活动安装于微动平台上，衬底座的下端留有安装衬底的槽体；

所述掩膜机构安装于衬底座的下端，包括掩膜版和掩膜片，掩膜版和掩膜片上均留有掩膜孔，掩膜片固定于掩膜版上，使得掩膜片上的掩膜孔、掩膜版的掩膜孔和所述槽体在竖直方向上的投影重叠；

靶材换位机构安装于掩膜机构的下端，包括支架和可旋转工位，可旋转工位安装于支架上，可旋转工位上设置有多个靶材槽，多个靶材槽环绕可旋转工位的旋转轴设置；

激光头安装于靶材换位机构的下端，产生激光，冲击靶材槽中的靶材，产生靶材束气流。

微动机构包括XY两自由度的纳米平台，可实现微纳米级别的运动精度，其上安装有衬底座，在真空蒸镀过程中，微动机构带动衬底座实现微纳米级别运动，从而实现特定图样、阵列及结构的蒸镀。

可旋转工位上放置不同种类靶材，旋转工位可旋转运动，通过工位旋转即可实现真空蒸发靶材的切换。

掩膜版和掩膜片上均有掩膜孔结构，通过掩膜孔调节蒸发气流运动方向及最小镀膜大小。

优选的，所述调节机构包括X/Y向调节机构和Z向调节机构，X/Y向调节机构与微动平台的侧面固定连接，Z向调节机构与衬底座的上表面固定连接。

针对不同的蒸镀靶材，通过手动或电动调节，可实现将衬底座上衬底移动至掩膜孔对应位置，即将衬底座移动到初始工作位置。