CN1261616C - 镀膜装置及镀膜方法 - Google Patents

Abstract

一种镀膜装置及镀膜方法，镀膜装置包含转盘、遮板及镀材源；转盘是能规律旋转；遮板是依照镀膜层的特定厚度而设成，且设置于靠近基板的位置；镀材源是与转盘相对而设，并使遮板介于两者之间。镀膜方法包括将基板设置于能规律旋转的转盘上；将依照镀膜层的特定厚度所设成的遮板设置于靠近基板的位置；以及利用镀材源将镀膜层镀于基板上。具有于一基板上形成两种以上特定厚度的镀膜层的功效。

Description

镀膜装置及镀膜方法

技术领域

本发明是关于一种镀膜装置及镀膜方法，特别是一种可形成两种以上特定厚度的镀膜层的镀膜装置及镀膜方法。

背景技术

众所周知，镀膜制程在工业界的应用极广，一般常使用在金属加工业、半导体业以及光电产业等。近几年来，又由于半导体业与光电产业的迅速发展，使得镀膜技术亦有重大的进展。

在镀膜技术中，于同一基板上镀上两种以上不同厚度的镀膜层，甚至是特定渐变斜率的渐变膜层，其是具有一定的困难度。传统技术中，一种镀膜装置4是包含一基座41，在此基座41上放置一欲镀的靶材42，在靶材42的上方放置一基板43，利用真空蒸镀或是溅镀的方式进行镀膜，如图1所示，基板43的放置位置不与基座41平行，而是倾斜呈一角度，亦即基板43斜置于基座41的上方。由于镀膜层44的厚度与基座41至基板43之间距离的1.5-1.9次方成反比，(依机台不同而不同)，所以离基座41越近的基板43部分，其膜层越厚；反之，离基座41较远的基板43部分，其膜层越薄。其主要缺陷在于：

就上述镀膜装置及方法而言，理论上基板及溅镀源之间的距离与镀膜层的厚度是呈一定关系，但实际上业者无法精确控制镀膜层在基板上各部分的膜厚，仅能利用倾斜基板的方法，控制镀膜层在基板上某两点的膜厚较不理想。换言之，无法任意控制镀膜层在此两点中间或外面部分的膜厚，这样的结果限制了此一镀膜装置及方法的应用，以及无法满足规格日益精密的需求。举例而言，将此镀膜应用于投影机的渐变式光学滤光镜中，此光学分光膜无法将光线精确分离成三原色，进而使得投影机的色彩失真，光利用率也降低。

发明内容

本发明的目的是提供一种镀膜装置及镀膜方法，克服现有技术的弊端，达到能够精确控制镀膜厚度，使其于一基板上形成两种以上特定厚度的镀膜层的目的。

本发明的目的是这样实现的：一种镀膜装置，其特征是：它包括能规律旋转的转盘；依照镀膜层的特定厚度而设计的遮板设置于靠近基板的位置；及与该转盘相对而设的镀材源，该遮板设置于该镀材源与该转盘之间。

该转盘是以一固定角速度旋转。该遮板的形状是由多数条同心圆弧线所构成，该同心圆弧线的弧度是控制该镀膜层的特定厚度。该镀材源为蒸镀源。该镀材源为溅镀源。该镀材源为靶材。

本发明还提供一种镀膜方法，其是于一基板上形成两种以上特定厚度的镀膜层，它包括如下步骤：

将基板设置于能规律旋转的转盘上；将依照该镀膜层的特定厚度所设成的遮板设置于靠近该基板的位置；以及通过镀材源将该镀膜层镀于该基板上。

与传统技术相比，本发明所提供镀膜装置及镀膜方法，可以精密控制镀膜层上每一点的厚度；由于本方法是利用一经过精确计算而设成的遮板，可以控制镀膜层每一点的厚度，可依照所需镀膜层的膜厚来改变遮板的形状，再者，透过膜层厚度的改变亦可改变其光谱的特性。

下面结合较佳实施例和附图详细说明。

附图说明

图1是传统的镀膜装置的示意图。

图2是本发明的镀膜装置的示意图

图3-图10是本发明的遮板形状与形成的镀膜层关系的示意图。

图11是本发明的镀膜方法的步骤示意图。

具体实施方式

实施例1

参阅图2所示，本发明的镀膜装置1，其是用以于一基板2上形成两种以上特定厚度的镀膜层3，镀膜装置1包含一转盘11、一遮板12以及一镀材源13。其中，转盘11是能规律旋转；遮板12是依照镀膜层3的特定厚度而设成，设置于靠近基板2的位置；镀材源13是与转盘11相对而设，而使该遮板12设置于两者之间。

本实施例中，转盘11是以一固定角速度旋转，换句话说，是将角度当作距离，周期当作时间，亦即每绕一周所花的时间是相同的。

遮板12的形状是依照镀膜层3的特定厚度而设计，具体而言，遮板12的形状是由多数条同心圆弧线所构成，该同心圆弧线的弧度是控制镀膜层3的特定厚度，通过实验研究，遮板12与镀膜层3的特定厚度可以用下列方程式表示：

Tn＝(1-θn/360)×T    n≥2

其中，Tn代表在遮板12的第n条弧线所形成的镀膜层3厚度，

      T代表没有遮板12时，转盘11旋转一周所形成的镀膜层3厚度，

      θn代表第n条同心圆被遮板12所遮的弧线所对应的角的角度。

参阅图3-图4所示，基板2是设置于转盘11上，而遮板12设置于靠近基板2的位置，遮板12的形状如图3所示，于图示的遮板12中，A点的弧线所对应的角度为0，根据方程式计算所得可知：A点处的镀膜层3厚度为T；在B点的弧线所对应的角度为90度，根据方程式计算B点处的镀膜层3厚度为3/4T；而在C点的弧线所对应的角度为0，故C点处的镀膜层3厚度为T。其中，T的厚度由镀材源13所镀上镀材的多寡而定。

如图4所示，利用此遮板12所镀出的镀膜层3为两边较厚而中间较薄的渐变式膜层。

参阅图5-图6所示，在图示的遮板12中，A点的弧线所对应的角度为90，根据方程式计算所得，可知A点处的镀膜层3厚度为3/4T；在B点的弧线所对应的角度为0，根据方程式计算所得可知：B点处的镀膜层3厚度为T；而在C点的弧线所对应的角度为90，故C点处的镀膜层3厚度为3/4T。如图6所示，利用此遮板12所镀出的镀膜层3为两边较薄而中间较厚的渐变式膜层。

参阅图7-图8所示，在图示的遮板12中，A点的弧线所对应的角度为0，根据方程式计算所得可知，A点处的镀膜层3厚度为T；在B点的弧线所对应的角度为45，根据方程式计算所得可知，B点处的镀膜层3厚度为7/8T；而在C点的弧线所对应的角度为90，故C点处的镀膜层3厚度为3/4T。如图8所示，利用此遮板12所镀出的镀膜层3为由A点至C点膜厚渐减的渐变式膜层。

参阅图9-图10所示，本发明亦可镀出梯变式的膜层，在图示的遮板12中，A区段的弧线所对应的角度为0，根据方程式计算A区段的镀膜层3厚度为T；在B区段的弧线所对应的角度为45，根据方程式计算B区段的镀膜层3厚度为7/8T；而在C区段的弧线所对应的角度为90，C段的镀膜层3厚度为3/4T。如图10所示，利用此遮板12所镀出的镀膜层3为梯变式的膜层。

由上述实施例可知，通过选择遮板12的形状所镀成的镀膜层3为所需的任何形式，不论是渐变式膜层、陡变式膜层或是梯变式膜层都可以使用本方法实施出来。其中该遮板12的设计方法在另案申请，故不详述。

另外，本实施例的镀材源13可依不同需求而更换。若利用真空蒸镀方式时，其镀材源13可为置于高温坩埚(Crucible)的蒸镀源(Source)，同时亦可为利用电子束(Electron Beam)加热的蒸镀源；当利用溅镀方式时，其镀材源13可为一位于直流等离子体(DC Plasma)的阴极靶材。当然，镀材源13亦可为填装有镀材的射出器。

实施例2

参阅图11所示，本发明的镀膜方法，其是用以于一基板2上形成两种以上特定厚度的镀膜层3，其中包含下列步骤：

将基板2设置于能规律旋转的一转盘11上(S01)；将依照镀膜层3的特定厚度所形成的一遮板12设置于靠近基板2的位置(S02)，以及利用一镀材源13将镀膜层3镀于基板2上(S03)。

本实施例中，所有的元件及其特征皆与实施例1相同，其是于基板上利用实施例1的镀膜装置镀上不同膜厚的镀膜层的方法。

综上所述，本发明所提供的镀膜装置及镀膜方法是利用一遮板来控制镀膜层每一点的厚度，此遮板是利用一方程式精确计算所得。亦即，可依照所需的镀膜层厚度来设计所用的遮板形状。与传统技术相比，本发明能够精密控制以及定义镀膜层上每一点的厚度，换言之，本发明是可以定义出两种以上不同的厚度，据以做出渐变式、陡变式或是梯变式等厚度可控制的膜层，在工业上的应用实具有相当价值。

上述仅为较佳实施例，而非为限制本发明，任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于本发明的保护范围之中。

Claims (9)

1、一种镀膜装置，其特征是：镀膜装置是用以于一基板上形成两种以上特定厚度的镀膜层，该镀膜装置包括能规律带动基板旋转的转盘；依照该镀膜层的特定厚度而设成的遮板设置于靠近该基板的位置；及与该转盘相对而设的镀材源，遮板设置于该镀材源与该转盘之间；该遮板与镀膜层的特定厚度用下列方程式表示：

      Tn＝(1-θn/360)×T       n≥2

其中，Tn代表在遮板的第n条弧线所形成的镀膜层厚度，

T代表没有遮板时，该转盘旋转一周所形成的镀膜层厚度，

θn代表第n条同心圆被遮板所遮的弧线所对应的角的角度。

2、根据权利要求1所述的镀膜装置，其特征是：该转盘是以一固定的角速度旋转。

3、根据权利要求1所述的镀膜装置，其特征是：该遮板的形状是由多数条同心圆弧线所构成，该同心圆弧线的弧度是控制该镀膜层的特定厚度。

4、根据权利要求1所述的镀膜装置，其特征是：该镀材源为蒸镀源、溅镀源或靶材。

5、一种镀膜方法，其特征是：它是于一基板上形成两种以上特定厚度的镀膜层的方法，它包括如下步骤：

将基板设置于能规律旋转的转盘上；将依照该镀膜层的特定厚度所设成的遮板设置于靠近该基板的位置；以及通过镀材源将该镀膜层镀于该基板上；该遮板与镀膜层的特定厚度用下列方程式表示：

      Tn＝(1-θn/360)×T          n≥2

其中，Tn代表在遮板的第n条弧线所形成的镀膜层厚度，

T代表没有遮板时，该转盘旋转一周所形成的镀膜层厚度，

θn代表第n条同心圆被遮板所遮的弧线所对应的角的角度。

6、根据权利要求5所述的镀膜方法，其特征是：该转盘是以一固定的角速度旋转。

7、根据权利要求5所述的镀膜方法，其特征是：该遮板的形状是由多数条同心圆弧线所构成，该同心圆弧线的弧度是控制该镀膜层的特定厚度。

8、根据权利要求5所述的镀膜方法，其特征是：该镀材源为蒸镀源、溅镀源或靶材。

9、根据权利要求5所述的镀膜方法，其特征是：该遮板是设置于该镀材源与该转盘之间。

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