CN111172499A

CN111172499A - 镀膜方法及设备

Info

Publication number: CN111172499A
Application number: CN202010071739.7A
Authority: CN
Inventors: 赵刚科; 尹智辉; 陈喜文; 叶楠琦
Original assignee: Dongguan Viko Optics Technology Co ltd
Current assignee: Dongguan Viko Optics Technology Co ltd
Priority date: 2020-01-21
Filing date: 2020-01-21
Publication date: 2020-05-19

Abstract

本发明涉及溅射成膜技术领域，具体公开一种镀膜方法及设备，所述方法包括：在惰性环境中对靶材进行氩离子等离子体轰击以在待镀膜件表面形成第一硅膜镀层；在富氢环境中对所述第一硅膜镀层进行电离以使所述第一硅膜镀层转化为氢化硅镀层；在惰性环境中对靶材进行氩离子等离子束轰击以在所述氢化硅镀层表面形成第二硅膜镀层；在富氧环境中对所述第二硅膜镀层进行电离以使所述第二硅膜镀层转化为二氧化硅镀层。本发明提供一种镀膜方法及设备，能解决传统镀膜工艺容易因掉渣导致不良的问题。

Description

镀膜方法及设备

技术领域

本发明涉及溅射成膜技术领域，尤其涉及一种镀膜方法及设备。

背景技术

为了具备红外截止性和高透过性等性能，在手机镜头的玻璃等待镀膜件上进行镀膜十分常见。射频溅射是常见的镀膜工艺之一，其步骤如下：

在靶材室中放入靶材(一般为含铝的高纯单晶硅或高纯多晶硅)；

①将待镀膜件放入靶材室；

②向靶材室通入氢气或氧气和氩气的混合气体；

③在靶材室使用氩离子等离子束对靶材进行轰击，将温度控制保持在一定的温度(主要为保证基片表面的温度)，硅离子与氢气反应形成氢化硅，氢化硅气化后经过护板，重新附着于待镀膜件的表面形成氢化硅镀层；

④在靶材室使用氩离子等离子束对靶材进行轰击，将温度控制保持在一定的温度(主要为保证基片表面的温度)，硅离子与氧气反应形成二氧化硅，二氧化硅气化后经过护板，重新附着于氢化硅镀层的表面形成二氧化硅镀层；

⑤交替重复步骤③和④即可在待镀膜件表面形成由氢化硅镀层和二氧化硅镀层交替层叠形成的镀膜，得到滤光片。

上述镀膜工艺的缺陷在于：

氧气与靶材的反应直接发生于靶材的表面，反应形成的二氧化硅在靶材上的附着力较弱，容易出现掉渣的情况，即二氧化硅不经气化就直接往下掉落至待镀膜件上，导致二氧化硅镀层不均匀，掉渣处会致使待镀膜件镀膜后所得的滤光片出现大小不一的亮点，最终出现不良。

因此，需要对现有的镀膜工艺进行改良，以解决其容易因掉渣导致不良的问题。

发明内容

本发明的一个目的在于，提供一种镀膜方法及设备，能解决传统镀膜工艺容易因掉渣导致不良的问题。

为达以上目的，一方面，本发明提供一种镀膜方法，包括：

在惰性环境中对靶材进行氩离子等离子束轰击以在待镀膜件表面形成第一硅膜镀层；

在富氢环境中对所述第一硅膜镀层进行电离以使所述第一硅膜镀层转化为氢化硅镀层；

在惰性环境中对靶材进行氩离子等离子束轰击以在所述氢化硅镀层表面形成第二硅膜镀层；

在富氧环境中对所述第二硅膜镀层进行电离以使所述第二硅膜镀层转化为二氧化硅镀层。

优选的，所述在富氢环境中对所述第一硅膜镀层进行电离以使所述第一硅膜镀层转化为氢化硅镀层之前，还包括：

向离子源腔室通入含氢气流直至所述离子源腔室的含氢量达到预设值。

优选的，所述含氢气流包括氢气和惰性气体。

优选的，所述含氢气流中氢气的体积流量占比为40％。

优选的，所述在惰性环境中对靶材进行氩离子等离子束轰击以在所述氢化硅镀层表面形成第二硅膜镀层之前，还包括：

向离子源腔室通入含氧气流直至所述离子源腔室的含氧量达到预设值。

优选的，所述含氧气流包括氧气和惰性气体。

优选的，所述含氧气流中氧气的体积流量占比为45％。

另一方面，本发明还提供一种镀膜设备，其包括靶材室、离子源腔室和移栽机构；

所述靶材室设有氩离子等离子束源和用于固定靶材的固定机构，用于在惰性环境中对靶材进行氩离子等离子束轰击以在待镀膜件表面形成第一硅膜镀层；

所述离子源腔室设有电极，用于在富氢环境中对所述第一硅膜镀层进行电离以使所述第一硅膜镀层转化为氢化硅镀层；

所述靶材室还用于在惰性环境中对靶材进行氩离子等离子束轰击以在所述氢化硅镀层表面形成第二硅膜镀层；

所述离子源腔室还用于在富氧环境中对所述第二硅膜镀层进行电离以使所述第二硅膜镀层转化为二氧化硅镀层；

所述移栽机构设有用于固定待镀膜件的固定工位，用于实现所述待镀膜件在所述靶材室和离子源腔室之间的转移。

优选的，所述移栽机构包括转盘和用于驱动所述转盘转动的驱动机构。

本发明的有益效果在于：提供一种镀膜方法及设备，先使待镀膜件在惰性环境中形成第一硅膜镀层，然后将带第一硅膜镀层的待镀膜件置于富氢环境中，通过电离的方式使氢气直接在第一硅膜镀层上进行反应以生成氢化硅镀层，在此过程中不会出现二氧化硅，故能避免二氧化硅掉渣影响氢化硅镀层质量问题的发生；接着使待镀膜件在惰性环境中形成第二硅膜镀层，然后将带第二硅膜镀层的待镀膜件置于富氧环境中，通过电离的方式使氧气直接在第二硅膜镀层上进行反应以生成二氧化硅镀层，在此过程中，氧化反应并非发生于靶材表面，而是直接在第二硅膜镀层上进行，不会出现靶材掉渣到待镀膜件上的情况，故能避免二氧化硅掉渣影响二氧化硅镀层质量问题的发生。因此，本发明提供的镀膜方法能解决传统镀膜工艺容易因掉渣导致不良的问题，减少了资源浪费和极大的提高了镀膜工艺的经济效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为实施例提供的镀膜设备的结构示意图；

图2为实施例提供的镀膜方法的流程图。

图中：

1、靶材室；2、离子源腔室；3、移栽机构；301、固定工位。

具体实施方式

为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。

当一个组件被认为

是“设置在”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中设置的组件。

此外，术语“长”“短”“内”“外”等指示方位或位置关系为基于附图所展示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或原件必须具有此特定的方位、以特定的方位构造进行操作，以此不能理解为本发明的限制。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例一

本实施例提供一种镀膜设备，适用于将待镀膜件镀膜成滤光片的应用场景，能解决传统镀膜工艺容易因掉渣导致不良的问题。

参见图1，本实施例中，镀膜设备包括靶材室1、离子源腔室2和移栽机构3。

所述靶材室1设有氩离子等离子束源和用于固定靶材的固定机构，用于在惰性环境中对靶材进行氩离子等离子束轰击以在待镀膜件表面形成第一硅膜镀层。所述离子源腔室2设有电极，用于在富氢环境中对所述第一硅膜镀层进行电离以使所述第一硅膜镀层转化为氢化硅镀层。所述移栽机构3设有用于固定待镀膜件的固定工位301，用于实现所述待镀膜件在所述靶材室1和离子源腔室2之间的转移。

进一步地，所述靶材室1还用于在惰性环境中对靶材进行氩离子等离子束轰击以在所述氢化硅镀层表面形成第二硅膜镀层。所述离子源腔室2还用于在富氧环境中对所述第二硅膜镀层进行电离以使所述第二硅膜镀层转化为二氧化硅镀层。

优选的，所述移栽机构3包括转盘和用于驱动所述转盘转动的驱动机构。

可选的，所述驱动机构为电机。电机定向转动，则可以使转盘上的待镀膜件反复多次经过靶材室1和离子源腔室2，首次经过靶材室1就形成一层第一硅膜镀层，首次经过离子源腔室2经形成一层氢化硅镀层；再次经过靶材室1就形成一层第二硅膜镀层，再次经过离子源腔室2就形成一层二氧化硅镀层；第三次经过靶材室1又形成一层第一硅膜镀层，第三次经过离子源腔室2则形成一层氢化硅镀层；第四次经过靶材室1形成一层第二硅膜镀层，第四次经过离子源腔室2形成一层二氧化硅镀层；如此循环往复，直至镀层数量满足要求后，从固定工位301中将成品滤光片取下。

实施例二

本实施例提供一种镀膜方法，由实施例一所提供的镀膜设备执行，具备相同的功能和有益效果。

参见图2，所述镀膜方法包括：

S201：在惰性环境中对靶材进行氩离子等离子束轰击以在待镀膜件表面形成第一硅膜镀层。

优选的，所述惰性气体为氩气，所述靶材为高纯单晶硅或者高纯多晶硅。

具体地，先将靶材放入靶材室中，然后向靶材室通入惰性气体，当靶材室充满惰性气体后，关闭靶材室的进气口，预热，氩离子等离子束轰击进行第一硅膜镀层的镀膜。

S202：第一硅膜镀层镀膜完毕后，移栽机构将待镀膜件移送至离子源腔室；然后向离子源腔室通入含氢气流直至所述离子源腔室的含氢量达到预设值。

具体地，先持续通入一段时间含氢气流，将离子源腔室中的氧气等排走，以免残留的氧气等对氢化反应造成影响。

S203：在富氢环境中对所述第一硅膜镀层进行电离以使所述第一硅膜镀层转化为氢化硅镀层。

优选的，所述含氢气流包括氢气和惰性气体。具体地，惰性气体是保护气体，能保证氢化反应的顺利进行。进一步地，所述含氢气流中氢气的体积流量占比为40％。经过大量的研究和总结发现，当所述含氢气流中氢气的体积流量占比为40％时，电离作用所得的氢化硅镀层最佳，滤光片性能最好。

S204：氢化硅镀层镀膜完毕后，移栽机构将待镀膜件移送至靶材室；然后向靶材室通入惰性气体，在惰性环境中对靶材进行氩离子等离子束轰击以在所述氢化硅镀层表面形成第二硅膜镀层。

S205：第二硅膜镀层镀膜完毕后，移栽机构将待镀膜件移送至离子源腔室；然后向离子源腔室通入含氧气流直至所述离子源腔室的含氧量达到预设值。

具体地，先持续通入一段时间含氧气流，将离子源腔室中的氢气等排走，以免残留的氢气等对氧化反应造成影响。

S206：在富氧环境中对所述第二硅膜镀层进行电离以使所述第二硅膜镀层转化为二氧化硅镀层。

本实施例中，所述含氧气流包括氧气和惰性气体。具体地，惰性气体是保护气体，能保证氧化反应的顺利进行。优选的，所述含氧气流中氧气的体积流量占比为45％。经过大量的研究和总结发现，当所述含氧气流中氧气的体积流量占比为45％时，电离作用所得的二氧化硅镀层最佳，滤光片性能最好。

S207：二氧化硅镀层镀膜完毕后，移栽机构将待镀膜件移送至靶材室，然后重复执行步骤S201～S207直至镀膜的镀层层数达到要求即可。

应当理解的是，为了方便说明，本实施例提供的镀膜方法的先通入含氢气流进行氢化反应，再通入含氧气流进行氧化反应。于另一实施例中，也可以先通入含氧气流进行氧化反应，然后通入含氢气流进行氢化反应。

需要说明的是，本发明提供的镀膜方法，先使待镀膜件在惰性环境中形成第一硅膜镀层，然后将带第一硅膜镀层的待镀膜件置于富氢环境中，通过电离的方式使氢气直接在第一硅膜镀层上进行反应以生成氢化硅镀层，在此过程中不会出现二氧化硅，故能避免二氧化硅掉渣影响氢化硅镀层质量问题的发生；接着使待镀膜件在惰性环境中形成第二硅膜镀层，然后将带第二硅膜镀层的待镀膜件置于富氧环境中，通过电离的方式使氧气直接在第二硅膜镀层上进行反应以生成二氧化硅镀层，在此过程中，氧化反应并非发生于靶材表面，而是直接在第二硅膜镀层上进行，不会出现靶材掉渣到待镀膜件上的情况，故能避免二氧化硅掉渣影响二氧化硅镀层质量问题的发生。因此，本发明提供的镀膜方法能解决传统镀膜工艺容易因掉渣导致不良的问题，减少了资源浪费和极大的提高了镀膜工艺的经济效益。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种镀膜方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的镀膜方法，其特征在于，所述在富氢环境中对所述第一硅膜镀层进行电离以使所述第一硅膜镀层转化为氢化硅镀层之前，还包括：

3.根据权利要求2所述的镀膜方法，其特征在于，所述含氢气流包括氢气和惰性气体。

4.根据权利要求3所述的镀膜方法，其特征在于，所述含氢气流中氢气的体积流量占比为40％。

5.根据权利要求2所述的镀膜方法，其特征在于，所述在惰性环境中对靶材进行氩离子等离子束轰击以在所述氢化硅镀层表面形成第二硅膜镀层之前，还包括：

6.根据权利要求5所述的镀膜方法，其特征在于，所述含氧气流包括氧气和惰性气体。

7.根据权利要求6所述的镀膜方法，其特征在于，所述含氧气流中氧气的体积流量占比为45％。

8.一种镀膜设备，其特征在于，包括靶材室、离子源腔室和移栽机构；

9.根据权利要求8所述的镀膜设备，其特征在于，所述移栽机构包括转盘和用于驱动所述转盘转动的驱动机构。