[发明专利]一种基于多源共蒸技术的薄膜监测制备装置及方法

说明书

本发明公开一种基于多源共蒸技术的薄膜监测制备装置及方法。该装置的工件盘固定于真空室的顶部且可沿其中心旋转；离子源设置于真空室的底部，且离子源的中心与工件盘的中心位于同一直线上；蒸发源至少包括两个阻蒸源和一个电子枪蒸发源；蒸发源均设置于真空室的底部，且等间距设置于离子源的四周；蒸发源均配有挡板；制备薄膜时，光学膜厚监测系统实时监测工件盘上任一位置所加载的基片上薄膜的光学厚度，并反馈给控制中心；控制中心用于薄膜制备参数的输入以及薄膜制备过程的控制。该方法遵循阻蒸源制备高、中折射率级别膜层，电子枪蒸发源制备低折射率级别膜层的制备原则。通过本发明能够实现多成分多级别复合光学薄膜的制备与光学膜厚监测。

技术领域

本发明涉及一种基于多源共蒸技术的薄膜监测制备装置及方法，属于光学薄膜监测制备领域。

背景技术

随着技术的不断进步，复杂膜系受到广泛关注，按照光学折射率分类，可以将光学膜系分为三种级别：高(H)、中(M)和低(L)。通常复杂膜系的设计组合遵循H/M/H/M…/L原则，在光学薄膜制备过程中，H、M、L的制备方法不同，需要采用多个靶材源进行真空制备。而现有技术中双源(多源)共蒸技术的组合形式为：离子源+阻蒸源，或离子源+电子枪蒸发源，或阻蒸源+电子枪源。现有双源(多源)共蒸技术仅仅可以满足两种级别的光学薄膜的制备，无法实现三种级别薄膜的多源共蒸。

现有膜厚监测技术：(1)简单膜层(少于4层)厚度监测，采用质量厚度监测法，该方法也是膜厚监测应用中最为广泛的方法；质量厚度监测法采用石英晶体微天平传感器作为监测技术。(2)多层复杂规整膜系(1/4λ的整数倍)厚度监测，现有方法为CCD(Charge-coupled Device)探测技术。(3)多层复杂非规整膜系厚度监测，激光监测技术。现有技术存在的缺陷：质量监测法误差较大，已不能满足复杂膜系厚度监测的要求；CCD技术仅仅适用于多层复杂规整膜系厚度监测；激光监测技术虽然属于新型监测技术，但是现有技术中只能同时监测相同圆周位置上的样片，无法监测不同圆周位置上的样片；现有膜厚监测技术只能实现对部分样片进行监测，用以代替评估所有基片表面膜厚的镀制情况，存在以偏概全的缺陷，无法保证镀制良率。

因此，本发明提出一种能够实现三种级别薄膜的多源共蒸，并且能够同时监测不同圆周上的样片的制备装置及方法，这是非常有必要。

发明内容

本发明的第一发明目的：提供一种能够实现多种级别薄膜的多源共蒸，并且能够同时监测不同圆周上的样片的制备装置。

本发明实现其第一发明目的所采取的技术方案：一种基于多源共蒸技术的薄膜监测制备装置，所述装置包括真空室、工件盘、光学膜厚监测系统、蒸发源、离子源、挡板、控制中心；

所述工件盘固定于所述真空室的顶部，且所述工件盘可沿其中心旋转；所述工件盘用于加载基片；

所述离子源设置于所述真空室的底部，且所述离子源的中心与所述工件盘的中心位于同一直线上；

所述蒸发源至少包括两个阻蒸源和一个电子枪蒸发源；所述蒸发源均设置于所述真空室的底部，且等间距设置于所述离子源的四周；所述蒸发源均配有所述挡板；

所述光学膜厚监测系统包括激光器、调制器、分光器、光电探测器；在制备薄膜时，所述光学膜厚监测系统通过所述分光器将调制出的激光分光并沿所述工件盘的一条直径方向进行投射，结合所述工件盘的旋转，所述光学膜厚监测系统实时监测所述工件盘上任一位置所加载的基片上薄膜的光学厚度，并反馈给所述控制中心；

所述控制中心用于薄膜制备参数的输入以及薄膜制备过程的控制。

进一步地，所述蒸发源由两个阻蒸源和一个电子枪蒸发源组成。由此能够在不更换靶材的情况下保证一次性镀制多层不同级别的光学薄膜。