[發明專利]一種配置紫外光照射清潔功能的真空鍍膜機

有效

• 申請號: 201210133624.1
• 申請日: 2012-05-03
• 公開（公告）號: CN102644052A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: 李斌成;郭春
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電技術研究所
• 主分類號: C23C14/24
• 分類號: C23C14/24;C23C14/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 成金玉

技術領域

本發明涉及一種真空鍍膜機，具體來說是一種配置紫外光照射清潔功能的真空鍍膜機。

背景技術

隨著激光技術的不斷發展，以準分子激光器、自由電子激光器以及全固態真空紫外激光器為代表的深紫外/真空紫外激光光源相繼出現。這些深紫外/真空紫外激光光源在微電子器件制造、微機械加工、納米材料處理和生物醫學工程等領域都有著非常廣闊的應用前景。深紫外/真空紫外激光光源的快速發展及其廣泛應用對薄膜光學元件提出了迫切的需求。以半導體制造產業為例，性能優良的薄膜光學元件應該能承受10¹⁰-10¹¹個能量密度高達50mJ/cm²的紫外波長(193nm、157nm等)激光脈沖照射后性能不產生明顯改變。當前用于提高薄膜光學元件抗激光損傷性能和使用壽命的主要技術途徑是減少吸收損耗和降低缺陷密度。研究表明，深紫外/真空紫外薄膜光學元件暴露于空氣中時，易受水蒸氣和碳氫根化合物等污染而導致光譜性能及其穩定性下降(B.-C.Li，D.-W.Lin，Y.-L.Han?et?al.，Anti-Reflective?Fluoride?Coatings?for?Widely?Tunable?Deep-Ultraviolet?Diode-Pumped?Solid-State?Laser?Applications，CHIN.PHYS.LETT.，27，044201-1(2010))。為降低薄膜光學元件在深紫外/真空紫外波段的光學損耗，應消除碳氫根化合物對深紫外/真空紫外薄膜光學元件的污染。

通常用于深紫外/真空紫外光學元件清潔的主要步驟是：首先，超聲波清洗光學元件，除去光學元件上的顆粒污染物和拋光粉殘留物；其次，紫外照射清洗光學元件，除去光學元件上的碳氫污染物；最后在真空鍍膜機內采用低能等離子體清洗光學元件(Micheal?J.Cangeml，Jiangwei?Feng?et.al.，United?States?Patent，“Cleaning?method?for?DUV?optical?elements?to?extend?their?lifetime”，Pub.No.：US2009/0035586A1，Pub.Date：Feb.5，2009.)。現有的技術雖然考慮到使用紫外照射清潔技術除去光學元件上的碳氫根污染物，但該清潔過程操作于被鍍光學元件放置到鍍膜機真空室內之前，被鍍光學元件從放置于鍍膜機真空室到開始鍍膜，一般需經歷抽真空、加溫、等離子體清洗等過程。由于鍍膜機真空室內不可避免存在碳氫根污染物，在鍍膜開始前和整個鍍膜過程中被鍍光學元件還會受到碳氫根化合物的污染。盡管真空鍍膜機內引入低能等離子體清洗光學元件能清除碳氫根污染物，但是低能等離子體參數的選取非常復雜，并且不能適用于所有的真空鍍膜需求。以氟化鈣基底為例，氟化鈣在深紫外/真空紫外波段吸收損耗最低，使其成為該波段最常用的基底材料。然而不恰當的等離子體能量離子轟擊會導致氟化鈣基底表面失氟，形成色心，增加氟化鈣基底的吸收損耗。因此，真空鍍膜機內低能等離子體除去被鍍光學元件表面吸附的碳氫根污染物的參數選取非常復雜。另外，低能等離子體清洗無法清洗鍍膜過程中的碳氫根化合物污染。如果能將紫外清潔技術引入到鍍膜機真空室內，必然將簡化光學元件清洗過程，提高光學元件在鍍膜前和鍍膜過程中的潔凈程度，從而提高鍍膜后薄膜光學元件的光學性能。

發明內容

本發明要解決的技術問題：克服現有技術的不足，提供一種配置紫外光照射清潔功能的真空鍍膜機，紫外照射清潔技術，能快速地消除放置在真空鍍膜機內的被鍍光學元件上的碳氫污染物。

本發明的技術解決方案是，一種配置紫外光照射清潔功能的真空鍍膜機，除了與常規鍍膜機一樣配備真空模塊、熱蒸發模塊、光學元件夾具模塊、薄膜厚度/速度監控模塊和溫度控制模塊外，還特別裝配了紫外光照射清潔模塊。其中，真空模塊通過真空管道連接到真空鍍膜室，實現真空環境鍍膜；熱蒸發模塊位于真空鍍膜室底部，實現薄膜材料的熱蒸發；光學元件夾具模塊和薄膜厚度/速度監控模塊位于真空鍍膜室頂部，分別實現光學元件夾持和真空鍍膜時薄膜工藝參數控制；溫度控制模塊在真空鍍膜室內，實現薄膜制備過程中真空鍍膜室溫度監控。