[发明专利]一种磁控溅射光学镀膜设备及镀膜方法

说明书

本发明公开了一种磁控溅射光学镀膜设备和镀膜方法，该设备包含真空镀膜室、磁控溅射靶组件、立式旋转鼓，真空镀膜室为立式圆筒形结构，立式旋转鼓位于真空镀膜室内，绕垂直轴线旋转，立式旋转鼓中心设置有旋转密封箱，旋转密封箱内设置有膜厚测量仪表，旋转密封箱的上部连接有旋转轴，旋转密封箱内的气氛与真空镀膜室隔离。多组磁控溅射靶组件设置在立式旋转鼓外围的真空镀膜室的侧壁上。镀膜方法包括将需要镀膜的工件装卡到镀膜设备的立式旋转鼓的侧面，对镀膜设备抽真空；转动立式旋转鼓达到设定的转速；启动射频离子源；交替启动第一种材料的磁控靶靶和第二种材料的磁控靶，按工艺要求镀制膜层。

技术领域

本发明属于真空设备领域，特别是涉及一种磁控溅射光学镀膜设备及应用于光学及电子器件领域的磁控溅射光学镀膜方法。

背景技术

当前，光学等对膜层厚度精度要求高的镀膜主设备主要是真空蒸发镀膜，随着手机等电子设备的发展，既要求膜系的控制精度高，又要求产能大、成本低。市场上也出现磁控溅射光学镀膜设备及磁控溅射光学镀膜方法，基本采用的都是应用于装饰或工模具的镀膜设备和镀膜方法，或应用于太阳能或显示器件功能性磁控溅射膜，所有的这些薄膜都不需要精确控制膜厚，并且镀层少；由于应用于光学及电子器件领域的磁控溅射光学镀膜，是在高速旋转下精确控制镀多层膜，最高需要镀数百层膜，通过控制不同波长的光的通过或反射，达到光学目的；尽管有技术提出可以镀制光学薄膜，但都存在两大问题，第一是无法监测和控制镀膜厚度，只能通过控制时间，间接控制膜厚；第二只能采用氧化物靶材，直接镀金属氧化物，这样的靶材镀膜效率极低，不适应大规模生产；因此需要开发适合手机等电子设备应用的磁控溅射光学镀膜设备及应用于光学领域的真空磁控溅射镀膜方法。

发明内容

本发明通过以下技术方案实现：

一种磁控溅射光学镀膜设备，包含真空镀膜室、磁控溅射靶组件、立式旋转鼓；真空镀膜室为立式圆筒形结构，上下两端设置有上盖板和下盖板，侧面有侧开门；立式旋转鼓位于真空镀膜室内，绕垂直轴线旋转，立式旋转鼓中心设置有旋转密封箱，旋转密封箱的上部连接有旋转轴，旋转轴通过轴承支撑在真空镀膜室的上盖板上；旋转轴中心有孔，孔内通有冷却水管；旋转密封箱内的气氛与真空镀膜室隔离，在旋转密封箱内设置有膜厚测量仪表；磁控溅射靶组件设置在立式旋转鼓外围的真空镀膜室的侧壁上，所述的磁控溅射靶组件为2组以上。

所述的磁控溅射靶组件包含2个圆柱磁控溅射旋转靶；圆柱磁控溅射旋转靶为立式结构，2个圆柱磁控溅射旋转靶中心轴线的距离在150-280mm。

在所述的立式旋转鼓上设置有膜厚测量传感器组件；传感器组件包含晶振片、晶振片基座、冷却管；晶振片安装在晶振片基座上，晶振片基座安装在立式旋转鼓上，冷却管的一端与晶振片基座相连，另一端引入立式旋转鼓的旋转密封箱内；信号导线的一端与晶振片基座相连，另一端引入立式旋转鼓的旋转密闭箱体内与膜厚测量仪表相连。

在所述的立式旋转鼓上设置有膜厚测量传感器组件；传感器组件包含法兰组件、冷却管、小旋转轴、晶振片基座、旋转盘；冷却管的一端与晶振片基座相连，另一端穿过法兰组件引进到旋转密封箱内；旋转盘安装在晶振片基座上与小旋转轴相连。

在真空镀膜室的上盖板和下盖板上都分别设置有2台以上的真空分子泵。

所述的真空镀膜室的侧开门上还设置有射频离子源；射频离子源包含射频感应铜管线圈、石英玻璃板、密封法兰；石英玻璃板安装在密封法兰上隔离真空，射频感应铜管线圈设置在石英玻璃板的外部。

所述的真空镀膜室的立式筒体上还设置有真空隔离阀门；在真空隔离阀门的两侧都设置有磁控溅射靶。

所述的磁控溅射靶组件还设置有旋转磁铁装置，圆柱磁控溅射旋转靶中的旋转磁铁装置沿轴线旋转角度在0-120°范围。

所述的真空镀膜室内还设置有固定密封箱，固定密封箱支撑在立式旋转鼓下方的真空镀膜室的下盖板上，固定密封箱内的气氛与真空镀膜室内气氛隔离。