TWI386499B - 蒸鍍裝置 - Google Patents

Description

蒸鍍裝置

本發明涉及蒸鍍技術領域，尤其涉及一種蒸鍍裝置。

蒸鍍係一種物理氣相沈積技術，即以物理之方式進行薄膜沈積。具體地，其通過離子束或電子束對蒸鍍材料進行加熱，使蒸鍍材料變成氣態或離子態，而沈積於待鍍工件表面以形成一蒸鍍材料膜層。蒸鍍技術因成膜過程簡單、工藝易控制而得到廣泛應用，例如光學元件表面反射膜層、裝飾件表面之金、銀膜層等。

蒸鍍過程需要於一蒸鍍裝置中進行，此蒸鍍裝置通常包括一蒸鍍腔室以及一用以提供蒸鍍時所需之真空度之抽氣系統，蒸鍍腔室中具有一容置有蒸鍍材料之坩堝、一與坩堝相對設置之待鍍工件承載架。當蒸鍍材料被加熱蒸發時，蒸發之蒸鍍材料粒子以一定能量沖向待鍍工件承載架，並沈積於待鍍工件表面上。

然，無論在預融材料或係鍍膜製程中，當電子束或離子束轟擊材料時，常會出現材料飛濺出坩堝外，導致材料鍍率降低，而且對於蒸鍍腔室內之潔淨度影響甚大，進而影響光學薄膜之品質。

有鑑於此，提供一種可防止蒸鍍腔室被污染之蒸鍍裝置實為必要。

本發明提供一種蒸鍍裝置，包括一用於容置一蒸鍍材 料之坩堝，該坩堝頂部具有一開口。該蒸鍍裝置還包括一套設於該坩堝開口上之遮罩，該遮罩之底部具有一與該坩堝頂部開口相配合之開口，該遮罩之頂部具有複數個氣流通孔，該遮罩之側壁具有一入口，該入口用於供加熱該坩堝內蒸鍍材料用之能量束入射到坩堝內之蒸鍍材料上。

相較於先前技術，該蒸鍍裝置具有一套設於其坩堝頂部開口上之遮罩，該遮罩之側壁具有一入口，用於供加熱該坩堝內蒸鍍材料用之能量束入射至坩堝內之蒸鍍材料上，該遮罩之頂部平面具有複數個氣流通孔。如此，可有效防止蒸鍍時蒸鍍材料飛濺出坩堝，從而可以防止蒸鍍腔室被污染，避免影響蒸鍍品質，且蒸鍍材料形成之氣態或離子態粒子流可從遮罩頂部之複數個氣流通孔中均勻地蒸發出去，從而保證光學薄膜之品質。

下面將結合附圖，對本發明實施例作進一步地詳細說明。

請一併參閱圖1及圖2，本發明實施例提供之蒸鍍裝置100包括一蒸鍍腔室10、一抽氣系統20以及一加熱蒸鍍材料用之能量束之產生裝置30。

該蒸鍍腔室10內部設置有一坩堝11、一遮罩12以及一待鍍工件承載架13。

該坩堝11之材料可選自鎢、鉬、鉭、銅、石墨、氧化鋁、碳化硼、氮化硼等高熔點材料。該坩堝11之形狀可為柱狀、錐台狀、舟狀或其他多邊形形狀。該坩堝11具有一 蒸鍍材料容置部111及一位於頂部之開口112。另，該坩堝11可設置一投料口(圖未示)以方便對坩堝11進行投料，以實現連續蒸鍍作業。

該遮罩12套設於該坩堝11頂部之開口112上並可通過若干螺釘固定。該遮罩12之底部具有一與該坩堝11頂部之開口112相配合之開口121，該遮罩12之頂部具有複數個氣流通孔122，該遮罩12之側壁具有一入口123，該入口123用於供加熱該坩堝11內蒸鍍材料用之能量束入射到坩堝11內之蒸鍍材料上。該遮罩12亦可選自鎢、鉬、鉭、銅、石墨、氧化鋁、碳化硼、氮化硼等高熔點金屬。該遮罩12之形狀亦可為柱狀、錐台狀、舟狀或其他多邊形形狀，只要該遮罩12底部之開口121形狀與該坩堝11頂部之開口112形狀相配合即可。優選地，該坩堝11之形狀為倒錐台狀，而該遮罩12之形狀為圓筒狀。該坩堝11頂部之開口112與該遮罩12底部之開口121均為圓形，該遮罩12套設於坩堝11頂部之開口112上，開口121與開口112相對，此時，開口121之外徑與該開口112之外徑相當，這樣，可保證遮罩12剛好可套設於坩堝11上。該遮罩12側壁之入口123位於靠近該遮罩12底部之開口121之位置，且入口123與該遮罩12底部之開口121相連通。該複數個氣流通孔122在該遮罩12之頂部平面為均勻排布。於本實施例中，該複數個氣流通孔122在遮罩12之頂部圓周面上呈行列且為對稱排布。這種設置，使得蒸鍍材料蒸發後經由該複數個氣流通孔122出去時之濃度和空間分佈更 加均勻。該複數個氣流通孔122之大小相同，其形狀可為圓形、方形、菱形、三角形或多邊形等。

該待鍍工件承載架13與該坩堝11之氣流出口112相對設置，該待鍍工件承載架13中可放置一個或複數個待鍍工件131。優選地，該待鍍工件承載架13還可連接一待鍍工件預熱裝置以使待鍍工件表面預熱，達到更好之蒸鍍效果，以及一待鍍工件翻面裝置以自動翻面待鍍工件，實現連續蒸鍍作業。

該抽氣系統20用以提供蒸鍍腔室10蒸鍍時所需之真空度。

該能量束之產生裝置30用於產生一能量束，能量束經由遮罩12側壁之入口123進入坩堝11中而射至坩堝11中之蒸鍍材料上。蒸鍍材料從而被加熱並蒸發成為氣態或者離子態，蒸發之蒸鍍材料粒子經由遮罩12頂部之複數氣流通孔122沖出，並以一定能量沖向待鍍工件承載架13，並沈積於待鍍工件131之表面上，從而在待鍍工件131表面上形成一蒸鍍材料薄膜。於本實施例中，該能量束之產生裝置30為一電子槍301，該電子槍301發射出一電子束，電子束經過轉向磁場302而集中至坩堝11中之蒸鍍材料上。該電子束經轉向磁場302偏轉角度為270度，如此設計，可使電子束垂直擊打於蒸鍍材料上，可有效地利用蒸鍍材料。

當然，該能量束之產生裝置30可為電子束之產生裝置，亦可為離子束之產生裝置。亦即，該能量束之產生裝 置30並不局限于上述利用電子槍發射電子束之形式，亦可使用離子束，或其他粒子照射形式等。

相對於先前技術，該蒸鍍裝置具有一套設於其坩堝頂部開口上之遮罩，該遮罩之側壁具有一入口，用於供加熱該坩堝內蒸鍍材料用之能量束入射至坩堝內之蒸鍍材料上，該遮罩之頂部平面具有複數氣流通孔。如此，可有效防止蒸鍍時蒸鍍材料飛濺出坩堝，從而可防止蒸鍍腔室被污染，避免影響蒸鍍品質，且蒸鍍材料形成之氣態或離子態粒子流可從遮罩頂部之複數氣流通孔中均勻地蒸發出去，從而保證光學薄膜之品質。

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方式，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‧‧‧蒸鍍腔室

11‧‧‧坩堝

12‧‧‧遮罩

13‧‧‧待鍍工件承載架

20‧‧‧抽氣系統

30‧‧‧能量束之產生裝置

100‧‧‧蒸鍍裝置

111‧‧‧蒸鍍材料容置部

112，121‧‧‧開口

122‧‧‧氣流通孔

123‧‧‧入口

131‧‧‧待鍍工件

301‧‧‧電子槍

302‧‧‧轉向磁場

圖1係本發明實施例提供之蒸鍍裝置之局部剖示圖。

圖2係圖1中提供之蒸鍍裝置之坩堝及遮罩之立體結構示意圖。

蒸鍍腔室．．．10

坩堝．．．11

遮罩．．．12

待鍍工件承載架．．．13

抽氣系統．．．20

能量束之產生裝置．．．30

蒸鍍裝置．．．100

蒸鍍材料容置部．．．111

開口．．．112，121

氣流通孔．．．122

入口．．．123

待鍍工件．．．131

電子槍．．．301

轉向磁場．．．302

Claims (10)

1. 一種蒸鍍裝置，包括一用於容置一蒸鍍材料之坩堝，該坩堝頂部具有一開口，其改良在於：該蒸鍍裝置還包括一套設於該坩堝開口上之遮罩，該遮罩之底部具有一與該坩堝頂部開口相配合之開口，該遮罩之頂部具有複數個氣流通孔，該遮罩之側壁具有一入口，該入口用於供加熱該坩堝內蒸鍍材料用之能量束入射到坩堝內之蒸鍍材料上。
2. 如申請專利範圍第1項所述之蒸鍍裝置，其中，該蒸鍍裝置進一步包括一蒸鍍腔室以及一與該蒸鍍腔室相連之抽氣系統，該坩堝及該遮罩均置於該蒸鍍腔室中。
3. 如申請專利範圍第1項所述之蒸鍍裝置，其中，該蒸鍍裝置進一步包括一能量束之產生裝置，該能量束之產生裝置用於產生一加熱該坩堝內蒸鍍材料之能量束。
4. 如申請專利範圍第3項所述之蒸鍍裝置，其中，該能量束之產生裝置為電子束之產生裝置或者離子束之產生裝置。
5. 如申請專利範圍第1項所述之蒸鍍裝置，其中，該遮罩側壁之入口與該遮罩底部之開口相連通。
6. 如申請專利範圍第1項所述之蒸鍍裝置，其中，該遮罩頂部之複數個氣流通孔沿該遮罩頂部平面均勻排布。
7. 如申請專利範圍第1項所述之蒸鍍裝置，其中，該遮罩頂部之複數個氣流通孔沿該遮罩頂部平面呈行列排布。
8. 如申請專利範圍第1項所述之蒸鍍裝置，其中，該遮罩 頂部之複數個氣流通孔之形狀為圓形、方形、菱形、三角形或多邊形。
9. 如申請專利範圍第1項所述之蒸鍍裝置，其中，該遮罩底部之開口與該坩堝頂部之開口均為圓形。
10. 如申請專利範圍第9項所述之蒸鍍裝置，其中，該遮罩底部之開口之外徑與該坩堝頂部之開口之外徑相當。