[發明專利]平衡薄膜應力的薄膜制作系統與方法

無效

• 申請號: 200610168248.4
• 申請日: 2006-12-28
• 公開（公告）號: CN101210312A
• 公開（公告）日: 2008-07-02
• 發明（設計）人: 詹博文;林君鴻;簡義本
• 申請（專利權）人: 鴻海精密工業股份有限公司;鴻富錦精密工業(深圳)有限公司
• 主分類號: C23C14/24
• 分類號: C23C14/24;C23C14/54;C23C14/10;C23C14/28;C03C17/245
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司
• 代理人: 梁揮;祁建國

技術領域

本發明涉及一種平衡薄膜應力的薄膜制作方法，特別是指利用熱蒸鍍與離子助鍍(IAD)工藝對薄膜應力的影響不同來平衡薄膜的表面翹曲，以改善鍍膜后表面的平整度。

背景技術

現今應用于各式光學設備的光學組件中，由于除了基本的光譜與表面清潔度的要求以外，越來越多技術亦需要高精度的表面平整度，如CD、DVD等光學讀寫頭等相關組件等，目前的鍍膜機大致上能符合在光譜上的要求，已經不是主要問題，但是鍍膜后的表面平整度才是主要需要解決的問題，所以若需要光學組件的光譜與表面平整度皆符合需求，則需要能改善上述問題的工藝方法。

在鍍膜的工藝中，可利用下列方式：

離子輔助蒸鍍法(Ion-beam?Assisted?Deposition，IAD)是結合離子布植法(Ion?Implantation)與濺鍍法(sputtering)或其它物理氣相沉積法(PhysicalVapor?Deposition)的鍍膜方法，可在鍍膜時在基材上逐漸形成薄膜，使其之間的張力能減至最低，并其結合的狀態可經久不衰。

離子輔助蒸鍍法的主要態樣如圖1所示，圖中顯示于一真空的環境中結合離子輔助與一種物理氣相沉積法的鍍膜方法。在一真空室10中設置一基材夾具12，并有一蒸發器(evaporator)14，其上設置有介電質與氧化物(oxide)等用于鍍膜的蒸發源；另一端有一激發離子束的離子源16，其射出的離子束可由鈍氣或是如同氮氣或氧氣等的氣體產生。此離子輔助蒸鍍法的離子源16是利用交流電環繞于充入氣體的石英腔，使通入的反應氣體激發產生電漿(Plasma)，再利用偏壓或其它方式將離子束引至基材進行離子撞擊，由離子源所發射出來的大動能離子借著碰撞把動量傳給由電子槍所蒸發蒸鍍源的原子或是分子，使它們有足夠的大動能，來改善鍍膜與基材夾具12上的基材18間的附著力，以提高鍍膜材料生長的速率與密度，因此在膜層的成型與成長過程中，能使蒸發的原子或是分子把孔洞等膜質缺陷補起來，形成膜質致密、缺陷少的連續膜。

另有電子束蒸鍍法(Electron-Beam?Vapor?Deposition?Method)，其蒸鍍速度快且制作多層膜較為便利，但是其膜質較濺鍍法為松散，而濺鍍法雖可得到膜質結構致密且均勻的膜層，但是濺鍍法速率慢，而上述離子輔助蒸鍍法則兼具此兩種方法的優點。

請參閱圖2，美國專利公開第2002/0110330號所示的離子輔助蒸鍍法設備示意圖，其中所示的設備是為了制作該案之一障礙層(barrier?layer)。其中顯示為一沉積系統200，包括有一真空室210與抽真空的泵(pump)212，還有蒸發器220與此案需要蒸鍍的蒸發源222，另有一提供離子源的離子槍(ionizer)230，可由控制器234控制，其中氣體由氣體供應器232提供，并有一旋轉夾具250裝載需要鍍膜的基材260。

上述蒸發器220包括的蒸發源222是為了制作基材260上的薄膜，蒸發器220即將蒸發源222氣化后打入真空室210中，然后利用電壓控制氣體供應器232所提供氣體的氣流，由控制器234控制由離子槍230釋放(游離化)具有能量的離子，旋轉夾具250的旋轉軸與蒸發器220共軸，使材料能夠平均蒸鍍在基材260上。以此離子輔助蒸鍍法，讓離子槍230所釋放的離子輔助蒸發器220打出的鍍膜材料能在基材260上形成膜質致密、符合所需特性的薄膜。且因為具有能量的離子會提供整體鍍膜時的能量，使基材260本身不需藉加熱或其它方式幫助此工藝，另外，離子與鍍膜材料分子或原子的交互作用可幫助鍍膜順利穩定地附著于基材260上，并產生均勻、附著力強、低張力的膜，并適用于各種材質的基材工藝。

然而，在需要更精密的光學特性的裝置的光學組件時，薄膜材料與基材間所產生的應力仍有可能影響其中光學特性，即薄膜在基材上產生的應力有可能會造成整體薄膜裝置發生表面翹曲的現象，即使是微小的翹曲現象，仍有可能發生重大的影響，本發明即針對上述現有技術利用離子輔助蒸鍍法進行的鍍膜方式配合另一熱蒸鍍方式改善上述工藝的缺點。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于提出一種利用熱蒸鍍(Vapor?DepositionMethod)與離子助鍍(IAD)對薄膜應力相反特性的薄膜制作方法與其系統，使制造出的光學薄膜組件不但不影響光譜上的要求，亦能大大改善工藝組件表面平整度，符合光學組件的光譜與表面平整度的要求。