[发明专利]光谱检测装置、膜厚实时监控方法及系统、真空镀膜机

说明书

本申请涉及一种光谱检测装置、膜厚实时监控方法及系统、真空镀膜机，所述装置包括：设于真空室外部的光谱仪和光源，设于真空室壳体上连接光源的光输入接口和连接光谱仪的光输出接口，以及旋转样品夹具；光输入接口和光输出接口为真空密封接口；旋转样品夹具上设置有至少一个透光通孔和至少一个样品通孔；光输入接口或光输出接口对准通孔的位置；光源输出检测光通过光输出接口进入真空室；旋转样品夹具旋转样品，检测光垂直入射到样品表面得到测量光通过光输出接口传输至光谱仪进行光谱检测；该技术方案，可以进行全光谱的检测，实时检测样品的光谱数据，特别适用于非规整膜系的薄膜检测，可以提升膜厚监测系统对膜厚检测精度、降低误差。

技术领域

本申请涉及真空镀膜机技术领域，特别是一种光谱检测装置、膜厚实时监控方法、膜厚实时监控系统以及真空镀膜机。

背景技术

在真空镀膜中，需要设计膜厚监测系统来对镀膜过程中所产生的膜厚度进行实时监控，

传统的膜厚监控方式主要有两大类：一类是物理厚度监控相关的晶振模块监控技术；该技术通常是使用6MHz左右的石英晶振片，晶振片和被镀膜产品同时镀膜，镀膜后的晶振片震动频率改变，通过震动频率的变化进行一系列计算得到现在已经沉积薄膜的厚度数值。另一类是光学厚度为基础的单波长监控技术，该技术通过测量被镀膜产品对某个波长的透过率或者反射率变化确定薄膜与折射率有关的光学厚度。

对于传统光学薄膜来说，光学厚度比物理厚度更加重要，而单波长的监控技术，一般只能监控位置只能是光强的最大或者最小点能做精确判断，随着技术发展，出现了采用宽光谱检测膜厚技术，本申请的发明人发现，现有的宽光谱检测技术，由于光谱检测结构设计缺陷，存在对光谱参数检测精度不足的缺陷，从而导致膜厚实时监控系统以及真空镀膜机对膜厚检测精度较低、误差大。

发明内容

基于此，有必要针对上述至少一种技术缺陷，提供一种光谱检测装置、膜厚实时监控方法、膜厚实时监控系统以及真空镀膜机，以提高膜厚检测精度、降低误差。

一种光谱检测装置，包括：设于真空室外部的光谱仪和光源，设于真空室壳体上连接所述光源的光输入接口和连接所述光谱仪的光输出接口，以及设于真空室顶部用于放置样品的旋转样品夹具；

所述光输入接口和光输出接口为真空密封接口；

所述旋转样品夹具上设置有至少两个通孔，其中至少一个透光通孔，至少一个样品通孔；所述光输入接口或光输出接口对准所述通孔的位置；

所述光源用于输出检测光，并通过光输出接口进入真空室；

所述旋转样品夹具用于通过旋转将透光通孔或样品通孔置于检测光的光路上；其中，所述检测光垂直入射到样品表面；

所述检测光通过样品表面后得到测量光，并通过所述光输出接口传输至光谱仪；

所述光谱仪用于对所述测量光进行光谱检测。

在一个实施例中，所述的光谱检测装置，还包括设置在旋转样品夹具下部的反射棱镜；其中，所述光输入接口和光输出接口设置在真空室的顶部外壳上；

所述反射棱镜用于对传输的检测光进行反射，并将所述检测光进行反射后垂直入射到样品表面。

在一个实施例中，所述的光谱检测装置，还包括设于真空室内的第一准直镜和第二准直镜；其中，所述第一准直镜设于光输入接口之后反射棱镜之前的光路上，所述第二准直镜设于旋转样品夹具的通孔之后光输出接口之前的光路上；

所述第一准直镜用于对检测光进行平行处理后入射到所述反射棱镜；

所述第二准直镜用于收集通过通孔的测量光，并由光输出接口传输至光谱仪。

在一个实施例中，所述的光谱检测装置，还包括：连接所述第一准直镜的第一角度可调光学平台，以及连接所述第二准直镜的第二角度可调光学平台；