TWI383059B

TWI383059B - 濺鍍式鍍膜裝置及方法

Info

Publication number: TWI383059B
Application number: TW96105021A
Authority: TW
Inventors: Shih Chieh Yen
Original assignee: Hon Hai Prec Ind Co Ltd
Priority date: 2007-02-12
Filing date: 2007-02-12
Publication date: 2013-01-21
Also published as: TW200833855A

Description

濺鍍式鍍膜裝置及方法

本發明涉及一種鍍膜裝置及方法，尤其涉及一種濺鍍式鍍膜裝置及方法。

濺鍍係利用電漿產生之離子去撞擊陰極靶材，將靶材內原子撞出而沈積在基材表面堆積成膜。由於濺鍍可以同時達成較佳之沈積效率、精確之成份控制、以及較低之製造成本，因此在工業上被廣泛應用。

當前手機數位相機鏡頭之應用已日漸普及，因此有必要提升其關鍵零組件之製造技術，以有效地降低其製造成本及提升其良率。作為相機鏡頭關鍵零元件之一之光學模組通常包括鏡筒以及收容在鏡筒內之鏡片、墊片(Spacer)、光圈、紅外截止濾光片(IR-cut Filter)等元件。由於手機數位相機鏡頭之影像感測器，如電荷耦合感測器係通過感應光之能量來產生電流的，所以即使在光線很暗的環境下仍然會因為溫度、紅外線、電磁波等因素之影響而產生雜訊(Noise)；而紅外截止濾光片則可以經由其形成在玻璃基材上之紅外截止光學膜層將紅外光濾除掉以降低其雜訊。

隨著對高階手機數位相機鏡頭之需求越來越高，在紅外截止濾光片背面在鍍上一抗反射光學膜層(Anti-Reflective Coating，簡稱AR Coating)以提升光通過紅外截止濾光片之玻璃基材之穿透率之需求也逐漸產生。通常經由濺鍍方式製作具有抗反射光學膜層之紅外截止濾光片包括以下步驟：(1)將玻璃基材裝載在工作腔內並對該工作腔進行第一次抽真空，然後經由第一次濺鍍在玻璃基材之一側沈積紅外截止光學膜層，以獲得一半成品；(2)第一次破真空，從工作腔內取出該半成品，並對該半成品進行第一次清洗；(3)將上述清洗完之半成品再次裝載在工作腔內並對該工作腔進行第二次抽真空，然後經由第二次濺鍍在玻璃基材之相對之另一側沈積抗反射光學膜層，以獲得具有抗反射光學膜層之紅外截止濾光片成品；(4)第二次破真空，從工作腔內取出該成品並進行再次清洗。然而，由於上述濺鍍工藝每次只能對玻璃基材進行單面成膜，導致需要進行兩次破真空及兩次清洗，其在一定程度上增加了人工成本及半成品管理成本。

有鑒於此，有必要提供一種濺鍍式鍍膜裝置及方法，以對基材進行雙面鍍膜。

本發明提供一種濺鍍式鍍膜裝置，其包括本體，轉盤，複數個承載件，驅動裝置，第一靶電極及第二靶電極。該轉盤置於本體內，該複數個承載件設置於轉盤上用於承載待鍍工件。該驅動裝置用於驅動該承載件轉動一定角度，如180度。第一靶電極和第二靶電極相對設置在本體上交替的在待鍍工件之某一待鍍表面進行鍍膜。該裝置可在一次製程中完成對待鍍工件之雙面鍍膜。

一種濺鍍式鍍膜方法，其包括以下步驟：(1)提供一種如上所述之濺鍍式鍍膜裝置，將待鍍工件裝載在承載件之容置通孔內，抽真空；(2)轉盤開始旋轉，向第一靶電極施加負電壓，將承載件接地；(3)關閉第一靶電極，開啟第二靶電極；(4)重複一次或多次步驟(2)和步驟(3)，轉盤停止旋轉；(5)關閉第一靶電極和第二靶電極，通過驅動裝置將承載件翻轉180度，使待鍍工件之另一表面暴露於所述第一靶電極和第二靶電極之間；(6)重複步驟(2)和步驟(3)。

相對於先前技術，所述濺鍍式鍍膜裝置經由設置驅動裝置及在工作室內設置具有容置通孔之承載件，可使得裝載在相對設置之第一靶電極與第二靶電極上之靶材交替地對收容於容置通孔之待鍍工件(如玻璃基材)之某一待鍍表面進行鍍膜。另外，經由驅動裝置驅動該承載件轉動一定角度如180度，還可在同一製程中實現對另一相對之待鍍表面進行鍍膜。因此，所述濺鍍式鍍膜裝置可在一次製程中完成對待鍍工件進行雙面鍍膜之目的，其可節省先前技術中第一次破真空、第二次抽真空及第一次清洗之時間以及半成品之管理成本，進而可大大降低生產成本及提升生產效率。

下面將結合附圖，對本發明作進一步之詳細說明。

本發明提供一種濺鍍式鍍膜裝置，其包括本體，轉盤，複數個承載件，驅動裝置，第一靶電極及第二靶電極。該轉盤置於本體內，該複數個承載件設置於轉盤上用於承載待鍍工件。該驅動裝置用於驅動該承載件轉動一定角度，如180度。第一靶電極和第二靶電極相對設置在本體上交替之在待鍍工件之某一待鍍表面進行鍍膜。該裝置可在一次製程中完成對待鍍工件之雙面鍍膜。

請參閱圖1及圖2，本發明第一實施例提供之一種濺鍍式鍍膜裝置10，該裝置包括一個本體12，一個轉盤14，複數個承載件16，第一靶電極18及第二靶電極20。

所述本體12具有一個蓋體120及一個腔體122，該蓋體及腔體122形成有一個工作室124。該工作室124用以提供一真空濺鍍環境。通常，該本體12還包括與工作室124相連通之氣體入口與氣體出口(圖中均未示出)。其中，氣體入口用於向工作室124內導入放電氣體，例如氬氣、氮氣等。該氣體出口用於使工作室124獲得初始真空度以及在濺射過程中保持一定的真空度，其通常與一個真空泵(圖未示)相連。

所述轉盤14設置在腔體122之底面126上。該轉盤14可以為圓形也可以為正多邊形並可圍繞其幾何中心進行旋轉。

該轉盤14之上表面140之周邊均勻設置有複數個承載件16。於本實施例中，該複數個承載件16為矩形片狀結構，且該複數個承載件16垂直於該轉盤14。每個承載件16所在平面距離轉盤之轉軸的距離相等，該複數個承載件16所在平面之間的夾角相等。優選的，該複數個承載件16之數量大於等於五。

每個承載件16上均設置有至少一個容置通孔160。該容置通孔160用以裝載待鍍工件，並使該待鍍工件之兩相對之待鍍表面暴露給第一靶電極18或第二靶電極20。該承載件16可由導電材料，如鐵、鋁等金屬製成，其在濺鍍過程充當陽極。該容置通孔160之形狀與待鍍工件之形狀相配合以固持待鍍工件；例如，當該容置通孔160用於裝載製作具有抗反射光學膜層之紅外截止濾光片之玻璃基材時，其可設置為方形通孔。可以理解的係，為獲得量產之目的，該承載件16可設置多個容置通孔160。如圖2，該多個容置通孔160以陣列式排布且開口方向一致。另外，為適應不同尺寸的待鍍工件，該承載件16可設置為可更換式的承載件。

每個承載件16與轉盤14通過一個旋轉軸22連接在一起，旋轉軸22用以驅動承載件16以承載件16各自垂直於轉盤14的對稱軸為軸進行轉動。該對稱軸與容置通孔160的開口方向基本垂直。該旋轉軸22可為旋轉馬達元件或旋轉汽缸元件。

所述第一靶電極18與第二靶電極20相對地設置在腔體122的內壁上，用以裝載由形成薄膜的材料製成的靶材。該第一靶電極18與第二靶電極20可為板狀電極，其在濺鍍過程通常充當陰極且其開關狀態可分別獨立控制。該第一靶電極18與第二靶電極20在對裝載在承載件16上的待鍍工件進行鍍膜時，所述第一靶電極18與第二靶電極20分別位於所述承載件16的相對的兩側。本實施例中，所述濺鍍式鍍膜裝置10設置有兩個第一靶電極18及兩個第二靶電極20；優選地，該兩個第一靶電極18的開關狀態分別獨立控制，該兩個第二靶電極20的開關狀態分別獨立控制。可以通過在靠近每個第一靶電極18和每個第二靶電極20與承載件16相對的一面設置視窗來控制靶電極的開關狀態。

優選的，為避免在對待鍍工件的某一待鍍表面進行濺射成膜時造成對該待鍍工件的另一相對待鍍表面的污染，每個承載件16之間相互靠接。當然，可以理解的係，也可以經由控制濺射的方向來達到上述效果。

下面將簡要描述一種利用本實施例所提供的濺鍍式鍍膜裝置10製作具有抗反射光學膜層的紅外截止濾光片的操作過程。

(1)具體的，將兩個折射率不同的高折射率靶材分別裝載在兩個第一靶電極18上，將兩個折射率不同的低折射率靶材分別裝載在兩個第二靶電極20上；所述高折射率靶材與低折射率靶材的材質可依最終的抗反射光學膜層與紅外截止光學膜層的材質選擇。將用於製作具有抗反射光學膜層的紅外截止濾光片的方形玻璃基材裝載在設置於承載件16的容置通孔160內。經由與工作室124相連通的氣體出口對工作室124抽真空至預定壓力的真空狀態。經由與工作室124相連通的氣體入口向工作室124通入放電氣體如氬氣。

(2)開啟轉盤14，轉盤14開始旋轉，選擇性地開啟上述兩個第一靶電極18以由外部電源(圖未示)向該第一靶電極18施加負電壓，承載件16接地。當裝載在第一靶電極18的高折射率靶材表面上產生放電氣體的電離時，電漿氣體離子通過撞擊高折射率靶材將能量傳遞給高折射率靶材，該高折射率靶材在離子的撞擊下被撞擊出原子或原子團，進而在玻璃基材的一個待鍍表面形成一層高折射率薄膜。

(3)關閉第一靶電極18，選擇性地開啟第二靶電極20。

(4)根據實際需要，重複一次或多次上述步驟(2)與(3)，在玻璃基材的一待鍍表面上交替形成高折射率薄膜與低折射率薄膜，進而在該玻璃基材上形成一紅外截止光學膜層，薄膜的厚度以時間來控制，關閉轉盤14，轉盤14停止旋轉。

(5)關閉第一靶電極18和第二靶電極20，經由旋轉軸22將承載件16轉動180度，使上述玻璃基材之另一表面暴露於第一靶電極18和第二靶電極20之間。

(6)根據實際需要，重複一次或多次上述步驟(2)與(3)，在玻璃基材的另一待鍍表面上交替形成高折射率薄膜與低折射率薄膜，進而在該玻璃基材上形成一抗反射光學膜層，膜厚以時間來控制。

(7)獲得具有抗反射光學膜層的紅外截止濾光片；該紅外截止濾光片包括玻璃基材，以及分別沈積在該玻璃基材的兩相對的表面的紅外截止光學膜層與抗反射光學膜層。

請參閱圖3及圖4，本發明第二實施例提供的一種濺鍍式鍍膜裝置30，該裝置與第一實施例提供的濺鍍式鍍膜裝置10結構基本相同，其區別在於該裝置30還進一步包括一個齒輪40。該齒輪40設置在本體32的蓋體320與轉盤34相對的一側。每個承載件36的上端均設置有一個從動齒輪362與齒輪40相嚙合。

本實施例中製作具有抗反射光學膜層的紅外截止濾光片的操作過程與第一實施例的基本相同，其區別在於在本實施例中旋轉軸42只對承載件36起支撐作用，對承載件36的轉動起驅動作用的不係旋轉軸42而係齒輪40。在進行完第一實施例所述的步驟(1)至步驟(4)後，通過馬達(圖未示)帶動齒輪40旋轉然後齒輪40帶動從動齒輪362旋轉，由於每個承載件36係均勻分佈的，因此從動齒輪362旋轉的角度也相同，通過設計齒輪40與從動齒輪362及馬達的配合即可以控制承載件36轉動的角度。於本實施例中，承載件36轉動的角度為180度。

可以理解的係，本發明實施例提供的濺鍍式鍍膜裝置10，30並不僅限於製作具有雙面光學膜層的紅外截止濾光片，其還可以應用到其他領域，如半導體晶圓製造領域等。

由上可知，本發明實施例提供的濺鍍式鍍膜裝置經由設置驅動裝置及在工作室內設置具有容置通孔的承載件，可使得裝載在相對設置的第一靶電極與第二靶電極上的靶材交替地對收容於容置通孔的待鍍工件(如玻璃基材)的某一待鍍表面進行鍍膜。另外，經由驅動裝置驅動該承載件轉動一定角度如180度，還可在同一製程中實現對另一相對的待鍍表面進行鍍膜。因此，所述濺鍍式鍍膜裝置可在一次製程中完成對待鍍工件進行雙面鍍膜之目的，其可節省先前技術中第一次破真空、第二次抽真空及第一次清洗的時間以及半成品的管理成本，進而可大大降低生產成本及提升生產效率。

進一步的，所述濺鍍式鍍膜裝置經由設置多個(如，兩個)第一靶電極與多個第二靶電極，可以執行多個靶材的共濺射，以適應待鍍工件對薄膜成份多樣化的需求，進而提升所述濺鍍式鍍膜裝置的效能。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

10,20‧‧‧濺鍍式鍍膜裝置

120‧‧‧蓋體

18‧‧‧第一靶電極

124‧‧‧工作室

16,36‧‧‧承載件

12‧‧‧本體

122‧‧‧腔體

22,42‧‧‧旋轉軸

140‧‧‧該轉盤之上表面

14,34‧‧‧轉盤

126‧‧‧腔體底面

160‧‧‧容置通孔

362‧‧‧從動齒輪

20‧‧‧第二靶電極

40‧‧‧齒輪

圖1係本發明第一實施例提供之一種濺鍍式鍍膜裝置之分解示意圖。

圖2係圖1所示濺鍍式鍍膜裝置之局部剖示圖。

圖3係本發明第二實施例提供之一種濺鍍式鍍膜裝置的分解示意圖。

圖4係圖3所示濺鍍式鍍膜裝置之局部剖示圖。

10‧‧‧濺鍍式鍍膜裝置

120‧‧‧蓋體

18‧‧‧第一靶電極

124‧‧‧工作室

16‧‧‧承載件

12‧‧‧本體

122‧‧‧腔體

Claims

一種濺鍍式鍍膜裝置，其包括：本體，所述本體形成有工作室；收容於本體內的複數個承載件；第一靶電極及第二靶電極，所述第一靶電極和第二靶電極相對的設置在所述本體的工作室內，分別用以裝載第一靶材及第二靶材；其改良在於，所述濺鍍式鍍膜裝置進一步包括：轉盤，所述轉盤設置在所述工作室內，所述複數個承載件垂直設置於所述轉盤上，每一該些承載件設置有至少一個容置通孔，用以收容待鍍工件並暴露所述待鍍工件的兩相對的待鍍表面；以及驅動裝置，所述驅動裝置用於驅動每一該些承載件沿垂直於所述容置通孔的開口方向的軸線轉動，以使裝載在所述第一靶電極與第二靶電極上的第一靶材與第二靶材交替地對所述待鍍工件的待鍍表面進行鍍膜。
如申請專利範圍第1項所述之濺鍍式鍍膜裝置，其中，所述驅動裝置包括複數個旋轉軸及與所述複數個旋轉軸相連接的馬達，所述複數個承載件與所述轉盤通過所述複數個旋轉軸連接在一起，所述複數個旋轉軸及所述馬達用以驅動所述複數個承載件沿垂直於所述容置通孔的開口方向的軸線轉動。
如申請專利範圍第1項所述之濺鍍式鍍膜裝置，其中，所述驅動裝置包括一個齒輪及與所述齒輪相連接的馬達，所述齒輪與所述轉盤相對的設置在所述本體內，每一該些承載件遠離轉盤的一端上均設置有一個從動齒輪與所述齒輪相嚙合，所述齒輪與所述馬達用以驅動所述複數個承載件沿垂直於所述容置通孔的開口方向的軸線轉動。
如申請專利範圍第1項所述之濺鍍式鍍膜裝置，其中，所述工作室為真空。
如申請專利範圍第1項所述之濺鍍式鍍膜裝置，其中，每一該些承載件所在平面距離轉盤的轉軸的距離相等，且所述複數個承載件所在平面之間所成的夾角相等。
如申請專利範圍第1項所述之濺鍍式鍍膜裝置，其中，所述轉盤為圓形或正多邊形。
如申請專利範圍第1項所述之濺鍍式鍍膜裝置，其中，所述複數個承載件為導電材料。
如申請專利範圍第1項所述之濺鍍式鍍膜裝置，其中，所述驅動裝置驅動每一該些承載件沿垂直於所述容置通孔的開口方向的軸線轉動180度。
如申請專利範圍第1項所述之濺鍍式鍍膜裝置，其中，所述複數個承載件之間互相靠接。
一種濺鍍式鍍膜方法，其包括以下步驟：(1)提供一種如申請專利範圍第1至9項任一項所述的濺鍍式鍍膜裝置，將該待鍍工件裝載在該些承載件中相應的承載件的容置通孔內，抽真空；(2)轉盤開始旋轉，向該第一靶電極施加負電壓，將該相應的承載件接地；(3)關閉該第一靶電極，開啟該第二靶電極；(4)重複一次或多次步驟(2)和步驟(3)，轉盤停止旋轉；(5)關閉該第一靶電極和該第二靶電極，通過驅動裝置將該相應的承載件翻轉180度，使該待鍍工件的另一表面暴露於所述第一靶電極和第二靶電極之間；(6)重複步驟(2)和步驟(3)。