[发明专利]一种磁控溅射镀膜装置及方法

说明书

本发明涉及一种磁控溅射镀膜装置及方法。所述一种磁控溅射镀膜装置包括预溅射室、主镀膜室、热处理室、基板样品架、导轨、伺服电机和控制器。所述轨道设置在所述预溅射室、主镀膜室和热处理室的底部，所述预溅射室、主镀膜室和热处理室相互连通；所述伺服电机在所述控制器的控制下带动所述轨道以设定速度运动；所述主镀膜室包括多对靶枪；所述靶枪与所述控制器连接；每对所述靶枪对称设置在所述轨道的两侧，每对所述靶枪的相对位置连线与所述轨道的平面平行。本发明所提供一种磁控溅射镀膜装置，实现同时进行双面镀膜。

技术领域

本发明涉及光学制造加工领域，特别是涉及一种磁控溅射镀膜装置及方法。

背景技术

在光学薄膜制造加工领域，磁控溅射镀膜系统是制备光学薄膜的重要装置。磁控溅射镀膜系统可以镀制各种功能性薄膜，比如具有反射、透射、折射、偏振等光学薄膜材料。不仅如此在科研领域用磁控溅射镀膜系统制备的X射线光学薄膜是核物理探测，高能X射线望远镜，高分辨纳米显微镜以及中子探测器等科研、国防系统中关键元件之一。除此之外还可以用于平板显示器、太阳能电池、微波器件、机械行业的自润滑膜、超硬膜以及科研领域的高温超导薄膜、铁电体薄膜、记忆合金膜等等。为得到高质量光学薄膜，在磁控溅射装置中充入一定量的工作气体，通过靶枪启辉使气体电离，离子在电场和磁场的作用下撞击靶材，溅射出靶材原子沉积到基片上成膜。准确控制反应气压，靶材与基板间距，溅射功率等参数从而精确控制沉积速率得到高质量光学薄膜材料。

通常的磁控溅射镀膜设备专用性很强，一般用于科研和生产某一类薄膜材料。其特点是靶枪种类单一，包括靶枪的外形和尺寸。通常的靶枪根据靶材的形状设计为矩形或圆形，在一套镀膜设备中均有两个以上的矩形靶枪或圆形靶枪，放置不同靶材后镀制不同类型的薄膜。特别是科研领域的镀膜设备受场地空间等限制通常放置3～4个靶枪以回旋方式镀制不同类型薄膜材料。靶枪位置的选择一般也是在腔体的下方，基板安装在腔体的上方以免长时间溅射后碎屑和粉粒跌落于基板表面造成污染。

由于结构和安装方式的限制此类设备只能同一时间镀制一种薄膜，并且只能在基板的一侧镀制，相对而言效率较低，以科学研究为目标制备小尺寸少数量样品可以满足条件，但如制备大尺寸多批量产品则有着先天的缺陷。特别是还需满足较大尺寸样品的厚度均匀性。这对镀膜设备的精确性和稳定性有着苛刻的要求。

例如在普通镀膜设备中较多采用的圆形旋转样品镀膜方式，同轴性可以保证但共面性往往差强人意，特别是大直径转盘由于受重力以及装配方式装配精度的限制旋转平面有着高低起伏的微小变化，同时伴随转动平面不同位置的线速度差造成薄膜厚度以及内部结构方面的不均匀性，需要采取一定措施进行调节。另外，目前的镀膜机结构均只能一次镀制单面薄膜，针对普通镀膜设备的诸多缺陷和不足，亟需一种能够同时进行双面镀膜的磁控溅射镀膜装置及方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种磁控溅射镀膜装置及方法，实现同时进行双面镀膜。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种磁控溅射镀膜装置，包括：预溅射室、主镀膜室、热处理室、基板样品架、导轨、伺服电机和控制器；

所述轨道设置在所述预溅射室、所述主镀膜室和所述热处理室的底部，所述预溅射室、所述主镀膜室和所述热处理室相互连通；

所述伺服电机分别与所述轨道和所述控制器连接，所述伺服电机在所述控制器的控制下带动所述基板样品架在所述轨道上以设定速度运动；

所述主镀膜室包括多对靶枪；所述靶枪与所述控制器连接；每对所述靶枪对称设置在所述轨道的两侧，每对所述靶枪的相对位置连线与所述轨道的平面平行；每对所述靶的形状和尺寸不同；

所述基板样品架用于固定镀膜基板；固定后的所述镀膜基板与所述轨道的平面垂直。

可选的，所述镀膜装置包括：滑轮和磁性固定器；