[发明专利]提高X射线反射镜薄膜均匀性和生产效率的方法及装置

说明书

本发明涉及一种提高X射线反射镜薄膜均匀性和生产效率的方法及装置，所述方法利用线型磁控溅射靶枪进行反射镜镀膜，通过在靶枪的溅射方向设置掩膜版调节反射镜上薄膜长度方向的膜厚均匀性，同时控制反射镜经过靶枪的速度调节反射镜的膜厚及反射镜上薄膜宽度方向的均匀性。与现有技术相比，本发明能实现多个反射镜不同位置的厚度均匀性偏差在2％以内，保证膜厚均匀性的同时提高生产效率。

技术领域

本发明涉及光学薄膜技术领域，尤其是涉及一种提高X射线反射镜薄膜均匀性和生产效率的方法及装置。

背景技术

随着X射线光学的发展，光束线中对各种尺寸的长条形反射镜需求也日益增加。因为X射线折射率特性的限制，所有材料的折射率都接近于1，所以如果要得到强度较高的反射光束，必须使用掠入射的方式。而对于不同波长的X射线，其折射率也有差异，随之对应的便是掠入射角大小的差异。对于较低能段的X射线，其要求的掠入射角度较大，因此作为反射低能段X射线的光学反射镜元件，只需要使用较小尺寸(长度小于200毫米)的反射镜，其在反射镜上镀制反射薄膜并不困难。但是如果要进一步增加反射的X射线能量，那么势必要减小掠入射角，也就必须使用较大尺寸(长度方向大于200毫米)的反射元件，如何能在其上面镀制质量较高的薄膜，并且同时保证不同位置的膜厚均匀性，这是一个非常具有挑战性的要求。

为了解决这个问题，最常用的镀膜方法是利用直线型镀膜系统，也就是将大尺寸的反射镜安装到镀膜机中，镀膜过程中，让反射镜以一定速度掠过靶枪，来调节其长度方向的均匀性，而宽度方向均匀性利用在靶枪和反射镜之间增加掩膜版的方式来调节，最终实现反射镜不同位置的膜厚均匀性达到2％以内。但这种方式存在两个弊端：一、生产效率不高，因为使用这种方式来进行镀膜，每一次只能放置一个反射镜，而且放、取的过程还包含抽真空和充气等步骤，如果希望同时镀制好几个反射镜样品则需要花费非常长的时间。二、不能保证不同反射镜上薄膜的厚度一致性。在实际应用中，可能多个反射镜都在同一条束线上工作，反射的X射线为同一个波长或者同一段波长范围，那么要求工作在这条束线上的反射镜上的反射薄膜具有相同的厚度。而如果使用这种方式来镀制，很难保证多次镀膜工艺参数都完全相同，因为不同反射镜薄膜之间也会存在一定的膜厚误差。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种提高X射线反射镜薄膜均匀性和生产效率的方法及装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种提高X射线反射镜薄膜均匀性和生产效率的方法，该方法利用线型磁控溅射靶枪进行反射镜镀膜，通过在靶枪的溅射方向设置掩膜版调节反射镜上薄膜长度方向的膜厚均匀性，同时控制反射镜经过靶枪的速度调节反射镜的膜厚及反射镜上薄膜宽度方向的均匀性。

进一步地，所述掩膜版遮盖所述靶枪的靶面，且使靶面在不同位置处具有不同宽度的未遮掩面。

进一步地，不同位置的所述未遮掩面的宽度与该位置处的溅射速率成反比。

进一步地，所述反射镜经过靶枪的速度变化规律为：从进靶到出靶的过程中速度先增大后减小。

本发明还提供一种实现所述的提高X射线反射镜薄膜均匀性和生产效率的方法的装置，包括靶枪、掩膜版、样品架和电机，所述掩膜版设置于靶枪与样品架之间，且固定于所述靶枪上，所述样品架与靶枪间隔设置，所述电机与样品架连接，控制样品架围绕所述靶枪旋转，所述样品架设有多个。

进一步地，所述掩膜版与靶枪的距离为30-50mm。

进一步地，所述掩膜版包括间隔设置的一对圆弧状长条薄金属板，间隔处形成的空间与所述未遮掩面相对应。

进一步地，所述样品架与靶枪间的距离为7-12cm。

进一步地，所述样品架上设有反射镜基底。