[实用新型]一种真空镀膜系统的样品室结构

说明书

技术领域

本发明涉及真空镀膜领域，具体的说，是涉及一种真空镀膜系统的样品室结构。

背景技术

薄膜是一种物质形态，它所使用的膜材料非常广泛，可以是单质无素或化合物，也可以是无机材料或有机材料。薄膜与块状物质一样，可以是单晶态的、多晶态的或非晶态的。近年来功能材料薄膜和复合薄膜也有很大发展。镀膜技术及薄膜产品在工业上的应用非常广泛，尤其是在电子材料与元器件工业领域中占有极其重要的地位。制膜(或镀膜)方法可以分为气相生成法、氧化法、离子注入法、扩散法、电镀法、涂布法和液相生长法等。气相生成法又可以分为物理气相沉积法(Physical Vapor Deposition)简称PVD法、化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition)简称CVD法和放电聚合法等。

物理气相沉积法真空镀膜技术，由于这种方法基本上都是处于真空环境下进行的，因此称它们为真空镀膜技术。真空镀膜技术是一种新颖的材料合成与加工的新技术，是表面工程技术领域的重要组成部分。真空镀膜技术是使置待镀金属和被镀塑料制品位于真空室内，采用一定方法加热待镀材料，使金属蒸发或升华，金属蒸汽遇到冷的塑料制品表面凝聚成金属薄膜。在真空条件下可减少蒸发材料的原子、分子在飞向塑料制品过程中和其他分子的碰撞，减少气体中的活性分子和蒸发源材料间的化学反应(如氧化等)，从而提供膜层的致密度、纯度、沉积速率和与附着力。通常真空蒸镀要求成膜室内压力等于或低于10-2Pa，对于蒸发源与被镀制品和薄膜质量要求很高的场合，则要求压力更低(10-5Pa)。镀层厚度在0.04-0.1um之间时，镀层太薄，反射率低；若镀层太厚，附着力差，易脱落。镀层厚度为0.04um时反射率为90％。适宜的镀层厚度会使固体表面具有耐磨损、耐高温、耐腐蚀、抗氧化、防辐射、导电、导磁、绝缘和装饰等许多优于固体材料本身的优越性能，达到提高产品质量、延长产品寿命、节约能源和获得显著技术经济效益的作用。

真空蒸发镀膜法(简称真空蒸镀)是在真空室中，加热蒸发容器中待形成薄膜的原材料，使其原子或分子从表面气化逸出，形成蒸气流，入射到固体(称为衬底或基片)表面，凝结形成固态薄膜的方法。真空蒸发镀膜法当中，蒸发源是蒸发装置的关键部件，根据蒸发源不同，真空蒸发镀膜法又可以分为下列几种：

1.电阻蒸发源蒸镀法；

2.电子束蒸发源蒸镀法；

3.高频感应蒸发源蒸镀法；

4.激光束蒸发源蒸镀法。

现有的真空镀膜技术都是将被蒸镀材料置于真空室中通过电阻加热或者电阻束加热的方法使得被蒸镀材料的原子或分子从表面气化逸出，形成蒸汽流，然后直接沉积到基片上，如果想在基片上形成特定形状的薄膜，则还需要借助其他刻写工艺包括甩胶、烘胶、显影、金属化、去胶等多道加工工序，这些工序在工件处理中会带来无法避免的杂质污染，使得镀膜后的效果不理想。

目前技术水准较高的真空镀膜方法为在镀膜室内将蒸发上来的原子束通过掩膜板后进行汇聚准直，并且通过真空纳米定位平台控制基片相对汇聚准直后的原子束进行特定轨迹运动则可以沉积出特定形状的薄膜。由此可见真空腔中的真空纳米定位平台和掩膜板对于实现特定形状薄膜沉积至关重要。

同时，真空纳米定位平台在工作过程中，会产生一定的热量，相应的会影响自身的运动精度，最终导致成型薄膜与设计要求存在较大的误差。

申请号为201410081835.4的中国专利文献记载了一种真空镀膜装置，该装置包括：用于承载及移动基板的基板驱动机构；用于承载及移动第一掩膜板的第一掩膜板驱动机构，所述第一掩膜板位于所述基板的下方；用于承载及移动第二掩膜板，以与所述第一掩膜板驱动机构配合，改变所述第一掩膜板与所述第二掩膜板的掩膜板图形区的相互交叠状态的第二掩膜板驱动机构，所述第二掩膜板位于所述第一掩膜板的下方；以及蒸发源，所述蒸发源位于所述第二掩膜板的下方。该方案通过设置至少两块掩膜板，根据基板表面待蒸镀图形区的图形特征，改变至少两块掩膜板上的掩膜板图形区的相互交叠状态，以与基板表面待蒸镀图形区的图形相适配，从而实现各层蒸镀薄膜的图形化，降低了掩膜板的制造成本。但是，该方案较难以控制镀膜沉积的形状，其具体原因为：其控制镀膜沉积形状是通过调整两个掩膜板的相对位置，并且其还需依赖于掩膜孔的形状，这样子只能实现简单形状的变化，难以实现诸如圆环、椭圆之类复杂镀膜沉积形状的调节。

因此，如何设计一种全新结构的样品室结构，来易于控制镀膜沉积的形状，是本领域技术人员函需解决的问题。

发明内容