[发明专利]薄膜制备辅助装置及薄膜制备方法

说明书

本发明提出了一种薄膜制备辅助装置，用于安装在镀膜仪器上辅助制备薄膜，包括辅助结构、支撑结构和控制结构，所述辅助结构设置于所述支撑结构上，所述辅助结构与所述控制结构传动连接，所述辅助结构包括移动滑轨，所述移动滑轨上搭载有滑块，所述滑块的一侧固定连接有挡板，所述挡板下方设置有长方形凹槽。本发明还公开了一种薄膜制备方法。本装置可以在基片上制备厚度均匀变化的楔形薄膜或者阶梯型薄膜，其整体结构简单、小巧紧凑，操作简单方便，适用于各类镀膜仪器。

技术领域

本发明涉及一种薄膜制备辅助装置及薄膜制备方法，属于薄膜镀膜加工工艺技术领域。

背景技术

近年来，随着科技的飞速发展，体积小、重量轻的便携式光谱仪受到人们越来越多的关注，如用于预测水果内部质量的手持式光谱仪，用于在宽光谱范围内解决亚纳米范围内波长变化的紧凑型波长检测器，以及用于航空航天技术的空间光学实验和探测设备等等，而此类光谱仪的核心则是线性渐变滤光片。线性渐变滤光片是继棱镜、光栅等分光元件之后发展起来的一种新型分光元件，与棱镜、光栅等传统的分光元件相比，具有体积小、通带多、通带位置可以任意设计等优点；与多通道带通滤光片相比，又具有不需拼接、制作工艺相对简单的优点。线性渐变滤光片对光学系统的小型化和集成化具有重大意义，尤其是在空间技术领域。厚度连续变化的楔形薄膜是线性渐变滤光片的核心，因而如何制备厚度连续变化的楔形薄膜极为关键的。

现有技术中用于制备楔形薄膜的手段主要包括：1.双离子束溅射沉积、2.光刻、3.离子束刻蚀、4.磁控溅射法等。双离子束溅射沉积法需要设计相应的膜厚修正挡板，膜厚修正挡板置于样品架的前方，膜料的沉积速率由主离子源的溅射功率和挡板的遮挡比共同决定，膜料的溅射分布则由离子束相对靶材的入射角和膜料的溅射特性决定，这种方法每次制备不同的楔形薄膜要设计相应的膜厚修正挡板。光刻胶法通过在镀制好的平整谐振腔层上旋涂光刻胶,在特定的掩模板下曝光和显影,利用光刻胶的热流动特性获得楔形光刻胶层,通过离子束刻蚀将图形转移到中间谐振腔层,配合镀膜技术完成制作。

前面这两种方法均关注于镀膜过程中获得的楔形谐振腔层,离子束刻蚀法则是直接获得楔形谐振腔层，首先在基底上进行第一次镀膜,将下层膜系和中间谐振腔层镀好;其次,对中间层进行刻蚀,获得具有一定楔角的楔形谐振腔层;最后,配合第二次镀膜完成制备。

磁控溅射法过程简单，薄膜厚度可根据需要自行控制，并且可实现较高速率和低温的操作。其镀制过程无污染，操作简便且安全，对耗材无多余消耗，节省资源。该技术广泛应用于航空航天、电子、光学、机械、建筑、轻工、冶金、材料等领域，可制备具有耐磨、耐腐饰、装饰、导电、绝缘、光导、压电、磁性、润滑、超导等特性的膜层。但磁控溅射法工艺多是专用于镀光学平薄膜，不适宜直接用于镀制楔形薄膜等特殊薄膜。若需镀制厚度渐变或阶梯型改变的薄膜，需要设计相应的镀膜专用夹具装置。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种薄膜制备辅助装置及薄膜制备方法，可以在基片上制备厚度均匀变化的楔形薄膜或者阶梯型薄膜，其整体结构简单、小巧紧凑，操作简单方便，适用于各类镀膜仪器。

本发明所采用以下技术方案：

一种薄膜制备辅助装置，用于安装在镀膜仪器上辅助制备薄膜，包括辅助结构、支撑结构和控制结构，所述辅助结构设置于所述支撑结构上，所述辅助结构与所述控制结构传动连接，所述辅助结构包括移动滑轨，所述移动滑轨上搭载有滑块，所述滑块的一侧固定连接有挡板，所述挡板下方设置有长方形凹槽。

进一步的，所述支撑结构包括上底板和下底板，所述上底板与下底板通过支撑柱连接。

进一步的，所述下底板上开设有安装通孔，用于套入镀膜仪器的样品支撑台。

进一步的，所述控制结构包括真空步进马达、电源、驱动器、单片机及触摸屏组件，所述驱动器与所述真空步进马达电性连接，所述单片机及触摸屏组件与所述驱动器信号连接，所述电源与所述单片机及触摸屏组件电性连接。