[發明專利]分立式晶控膜厚控制裝置

無效

• 申請號: 201210425384.2
• 申請日: 2012-10-31
• 公開（公告）號: CN102888591A
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發明（設計）人: 張子業
• 申請（專利權）人: 上海膜林科技有限公司
• 主分類號: C23C14/54
• 分類號: C23C14/54
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 林煒

技術領域

本發明涉及真空鍍膜技術，特別是涉及一種分立式晶控膜厚控制裝置的技術。

背景技術

晶控膜厚控制儀是利用石英晶片的諧振頻率與膜層厚度之間的關系來控制膜層厚度的真空鍍膜過程控制裝置，主要由帶有石英晶片的晶振探頭，及用于測量石英晶片諧振頻率的晶振頻率測量電路，用于控制鍍膜速率的膜速控制電路組成，在晶振頻率測量電路中設有振蕩器，晶振探頭安裝在真空鍍膜設備的真空室內，晶振探頭上的石英晶片的一側表面暴露在蒸發源的上方。

在對樣品片進行真空鍍膜過程中，膜料會沉積在石英晶片及樣品片上，石英晶片的諧振頻率會隨著膜料沉積而降低，晶控膜厚控制儀利用晶振頻率測量電路測量石英晶片的諧振頻率變化，根據諧振頻率與膜層厚度的轉換關系，得出沉積膜層厚度，及沉積膜層在不同時刻的厚度差，即可得到膜料沉積速率，然后再通過PID算法控制蒸發源的功率，以得到穩定的趨于設計速率的沉積速率。由于石英晶片在一段頻率變化范圍內，與膜層厚度變化成線性關系，使得晶控膜厚控制儀相對于其他膜厚控制方法（例如光學控制法），更便于石英晶片鍍膜的沉積速率控制，因此晶控膜厚控制儀已經逐漸成為真空鍍膜設備的標準控制儀器之一。

現有晶控膜厚控制儀中，晶振頻率測量電路中的振蕩器通常都安裝在引出晶振探頭接引線的真空法蘭附近，而其它電路都是集成在同一主機內的，主機與振蕩器之間的電纜通常有4至5米，由主機來測量振蕩頻率，振蕩器更像是探頭的附屬物。由于真空鍍膜機現場的電氣環境復雜且強電多，長電纜內傳輸的信號容易受到干擾，而且晶振振蕩的高頻信號經長電纜傳輸后會產生衰減，在阻抗匹配不好時，還容易發生畸變，使得主機內的晶振頻率測量電路、膜速控制電路中會產生額外的不穩定電流，從而影響到頻率測量的準確性，使得現有晶控膜厚控制儀的鍍膜速率控制信號輸出穩定性較差，從而影響到樣品片的膜厚控制精度。另外，現有晶控膜厚控制儀利用單一主機來實現頻率測量及鍍膜速率控制，使得主機的負擔很重，容易導致鍍膜速率控制產生滯后，其控制實時性較差，會進一步影響到樣品片的膜厚控制精度。

發明內容

針對上述現有技術中存在的缺陷，本發明所要解決的技術問題是提供一種能提高樣品片膜厚控制精度的分立式晶控膜厚控制裝置。

為了解決上述技術問題，本發明所提供的一種分立式晶控膜厚控制裝置，涉及真空鍍膜設備，該裝置包括晶振探頭，及用于測量石英晶片諧振頻率的晶振頻率測量電路，用于控制鍍膜速率的膜速控制電路；

所述晶振頻率測量電路中設有振蕩器，所述晶振探頭安裝在真空鍍膜設備的真空室內，晶振探頭的接引線經真空法蘭接引至真空鍍膜設備的真空室外部，并與晶振頻率測量電路中的振蕩器電氣連接；

其特征在于：所述真空鍍膜設備的真空室外部設有一主機、一從機；

所述晶振頻率測量電路安裝在從機內，所述膜速控制電路安裝在主機內，所述從機、主機中均內置有微處理器，所述主機以數字通信方式連接從機；

所述真空鍍膜設備設有多個膜速控制端，所述主機設有多個膜速控制信號輸出端，主機的各個膜速控制信號輸出端分別接到真空鍍膜設備的各個膜速控制端。

進一步的，所述真空鍍膜設備的真空室內設有轉動的擋板，及用于放置膜料的坩堝，用于控制膜料蒸發速率的蒸發源，所述真空鍍膜設備上設有用于驅動擋板轉動的擋板驅動器，用于驅動坩堝轉動的坩堝驅動器，及用于驅動蒸發源工作的蒸發源控制器；

所述擋板驅動器、坩堝驅動器及蒸發源控制器的控制信號輸入端構成真空鍍膜設備的膜速控制端；

所述主機的其中三個膜速控制信號輸出端分別接到擋板驅動器、坩堝驅動器及蒸發源控制器的控制信號輸入端。

本發明提供的分立式晶控膜厚控制裝置，將晶振頻率測量電路與膜速控制電路分置于從機及主機內，從機僅用于測量晶振頻率，其體積較小，可以安裝在引出晶振探頭接引線的真空法蘭附近，從而縮短了測量線纜的長度，因此晶振振蕩的高頻信號衰減很小，從機根據測量值計算出的數據采用數字量方式傳遞給主機，從而增強了抗外界干擾能力，能提高頻率測量的準確性，而且主從機都有獨立工作的微處理器，外部控制與核心頻率測量分開，從機無需配置人機界面，主從機的負擔都相對較輕，能提高鍍膜速率控制的實時性，因此能提高樣品片的膜厚控制精度。

附圖說明

圖1是本發明實施例的分立式晶控膜厚控制裝置的結構示意圖。

具體實施方式