CN211227304U - 一种具有辅助晶振的蒸发镀膜装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种具有辅助晶振的蒸发镀膜装置，包括真空腔室和设置在该真空腔室中的坩埚、坩埚遮挡盘、工件架、离子源、离子遮挡盘、主晶振、光学监控、辅晶振，所述坩埚内放置有蒸发材料，所述坩埚和离子源均置于真空腔室底部，所述坩埚遮挡盘和离子遮挡盘分别可转动式固定在坩埚和离子源的上方，所述用于监控镀膜参数的主晶振和光学监控均设置在真空腔室的顶部，所述用于监控材料蒸发参数的辅晶振设置在真空腔室的侧壁上，所述工件架位于主晶振下方。本实用新型在蒸发源侧壁上方增加辅晶振，在镀膜过程中对光斑位置进行监控，通过主晶振和辅晶振之间参数的比例，判断光斑位置是否变化，以及时对其进行调整，降低产品的不良率。

Description

一种具有辅助晶振的蒸发镀膜装置

技术领域

本实用新型涉及一种蒸发镀膜装置，尤其是指一种具有辅助晶振的蒸发镀膜装置。

背景技术

蒸发镀膜常称真空镀膜。其特点是在真空条件下，材料蒸发并在玻璃表面上凝结成膜，再经高温热处理后，在玻璃表面形成附着力很强的膜层。而在镀膜过程中，需要对蒸发参数进行监控，防止因蒸发参数变异而导致产品不良。

现有一种石英晶体膜厚控制仪，其通过晶体振荡器控制锁膜厚度，原理是利用石英晶体片(简称晶体片、晶振片、晶控片)的谐振频率与膜层厚度之间的关系来监控膜层厚度及锁膜速率。

如图1所示，工件架上固定有待镀膜零件，其下方设置有一蒸发源。对于小平面蒸发源膜厚d，其函数表示为：

对于点蒸发源膜厚d，其函数表示为：

可得通用的任意一点的膜厚d函数表示：

式中：m为蒸发膜料总质量；ρ为材料密度；φ为蒸发角；θ为沉积角；r为蒸发距离；n为蒸发特性(蒸发角余弦的n次方,一般取1，2，3数字)；c为蒸发源蒸发常数。

在蒸发镀膜中，电子枪发出电子束的形状、大小以及落在坩埚材料上的位置等参数的改变，都会影响材料的蒸发参数，使材料到达工具架内外圈的比例发生变化，导致内外圈产品光谱特性变异，发生产品不良。电子束照射在蒸发材料时会产生一个光斑，为避免蒸发条件φ、θ、r因为光斑的位置变化而变化，需要将光斑的位置固定，但一般难以实现。又因为现在的镀膜监控是在工件架的中心点上进行监控的，在蒸发参数发生变化时不能够反映出来，从而导致材料蒸发分布变化，影响产品质量。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型目的在于提供一种具有辅助晶振的蒸发镀膜装置，具有可对光斑位置进行监控的功能，从而及时对其位置进行调整，提高产品良率。为实现上述之目的，本实用新型采取如下技术方案：

(二)技术方案

一种具有辅助晶振的蒸发镀膜装置，包括真空腔室和设置在该真空腔室中的坩埚、坩埚遮挡盘、工件架、离子源、离子遮挡盘、主晶振、光学监控、辅晶振，所述坩埚内放置有蒸发材料，所述坩埚和离子源均置于所述真空腔室底部，所述坩埚遮挡盘和离子遮挡盘分别可转动式固定在所述坩埚和离子源的上方，所述用于监控镀膜参数的主晶振和光学监控均设置在所述真空腔室的顶部，所述用于监控材料蒸发参数的辅晶振设置在所述真空腔室的侧壁上，所述工件架位于所述主晶振下方。

进一步，所述工件架为可旋转式的球形结构。

进一步，所述坩埚由一电子枪进行加热。

进一步，所述坩埚、坩埚遮挡盘和辅晶振的数量均为两个。

进一步，所述辅晶振的膜料接收面垂直于该接收面中心与所述坩埚中心的连接线。

进一步，所述坩埚和工件架之间设置有一可旋转的修正挡叶。

(三)有益效果

本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，在蒸发源侧壁上方增加辅晶振，在镀膜过程中对光斑位置进行监控，通过主晶振和辅晶振之间参数的比例，判断光斑位置是否变化，以及时对其进行调整，降低产品的不良率。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的描述。

图1是晶振监控镀膜参数示意图；

图2是本实用新型结构与参数示意图。

附图标号说明：

1、真空腔室 2、坩埚

3、坩埚遮挡盘 4、工件架

5、离子源 6、离子遮挡盘

7、主晶振 8、光学监控

9、辅晶振 r₁、主蒸发距离

r₂、辅蒸发距离 θ₁、主沉积角

θ₂、辅沉积角 φ₁、主蒸发角

φ₂、辅蒸发角 10、修正挡叶

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步描述。

请参阅图1和图2所示一种具有辅助晶振的蒸发镀膜装置，包括真空腔室1和设置在该真空腔室1中的坩埚2、坩埚遮挡盘3、工件架4、离子源5、离子遮挡盘6、主晶振7、光学监控8、辅晶振9，所述坩埚2内放置有蒸发材料，所述坩埚2和离子源5均置于所述真空腔室1底部，所述坩埚遮挡盘3和离子遮挡盘6分别可转动式固定在所述坩埚2和离子源5的上方，所述用于监控镀膜参数的主晶振7和光学监控8均设置在所述真空腔室1的顶部，所述用于监控材料蒸发参数的辅晶振9设置在所述真空腔室1的侧壁上，所述工件架4位于所述主晶振7下方。

为更精确的对蒸发参数进行监测，所述工件架4为可旋转式的球形结构。

为使镀膜材料蒸发均匀，所述坩埚2由一电子枪进行加热。

为提高镀膜效率，所述坩埚2、坩埚遮挡盘3和辅晶振9的数量均为两个。

为监测准确，所述辅晶振9的膜料接收面垂直于该接收面中心与所述坩埚2中心的连接线。

为对镀膜厚度进行修正，所述坩埚2和工件架4之间设置有一可旋转的修正挡叶10，通过改变其位置使镀膜厚度的均匀性问题得到解决。

如图2所示，电子枪将电子束打在坩埚2上对其进行加热，坩埚2中的蒸发材料蒸发至位于工件架上的待镀膜工件，同时离子源5发出离子束进行辅助沉积；沉积的材料通过主晶振7进行监控，膜厚通过光学监控8进行监控；当镀膜到达设定厚度时，电子枪停止工作，同时坩埚遮挡盘3和离子遮挡盘6分别对坩埚2和离子源5进行遮挡；在镀膜过程中，辅晶振9对坩埚2内蒸发材料上的光斑位置进行监控，其中的原理为：

辅晶振9与坩埚2之间的距离为辅蒸发距离r₂，二者连线与蒸发源表面法线之间的夹角为辅蒸发角Φ₂、二者连线与辅晶振9表面法线之间的夹角为辅沉积角θ₂；由于主晶振7和辅晶振9都是固定位置的，若光斑位置固定，则其对应的蒸发参数φ、θ、r均为定值，单位时间接收的膜厚d也是定值，因此测量点膜厚d₁和辅晶振9的膜厚d₂之间的比例也是固定的。

在此引入比例系数k，

若光斑不偏移，则r₁、r₂、

θ₁、θ₂均为定值，比例系数k保持不变；

若光斑发生偏移，则r₁、r₂、

θ₁、θ₂发生变化，因此k值跟着变化；

由此，可通过监控比例系数k值的变化来判断光斑位置是否发生变化。若发生变化，则需及时对光斑进行调整，减少产品不良率。

本实用新型的设计要点在于在蒸发源侧壁上方增加辅晶振，在镀膜过程中对光斑位置进行监控，通过主晶振和辅晶振之间参数的比例，判断光斑位置是否变化，以及时对其进行调整，降低产品的不良率。

以上所述，仅是本实用新型较佳实施例而已，并非对本实用新型的技术范围作任何限制，故凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种具有辅助晶振的蒸发镀膜装置，其特征在于：包括真空腔室和设置在该真空腔室中的坩埚、坩埚遮挡盘、工件架、离子源、离子遮挡盘、主晶振、光学监控、辅晶振，所述坩埚内放置有蒸发材料，所述坩埚和离子源均置于所述真空腔室底部，所述坩埚遮挡盘和离子遮挡盘分别可转动式固定在所述坩埚和离子源的上方，所述用于监控镀膜参数的主晶振和光学监控均设置在所述真空腔室的顶部，所述用于监控材料蒸发参数的辅晶振设置在所述真空腔室的侧壁上，所述工件架位于所述主晶振下方。

2.根据权利要求1所述一种具有辅助晶振的蒸发镀膜装置，其特征在于：所述工件架为可旋转式的球形结构。

3.根据权利要求1所述一种具有辅助晶振的蒸发镀膜装置，其特征在于：所述坩埚由一电子枪进行加热。

4.根据权利要求1所述一种具有辅助晶振的蒸发镀膜装置，其特征在于：所述坩埚、坩埚遮挡盘和辅晶振的数量均为两个。

5.根据权利要求1所述一种具有辅助晶振的蒸发镀膜装置，其特征在于：所述辅晶振的膜料接收面垂直于该接收面中心与所述坩埚中心的连接线。

6.根据权利要求1所述一种具有辅助晶振的蒸发镀膜装置，其特征在于：所述坩埚和工件架之间设置有一可旋转的修正挡叶。

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