[發明專利]氟基光學薄膜的離子束沉積

無效

• 申請號: 201280055562.5
• 申請日: 2012-11-12
• 公開（公告）號: CN103930593A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 大出愛子;賈森·喬治;萊昂納德·J·馬奧尼
• 申請（專利權）人: 威科儀器有限公司
• 主分類號: C23C14/46
• 分類號: C23C14/46;C23C14/06
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;張英

相關申請的引用

本申請要求標題名稱為“氟基光學薄膜的離子束沉積”并且于2011年11月11日提交的美國臨時專利申請號61/558,853的優先權權益，該申請出于其公開或教導的全部內容專門結合于本文中作為參考。本申請涉及標題名稱為“氟基光學薄膜的離子束沉積”并且于2012年11月12日提交的國際專利申請號13/674,709，它也出于其公開或教導的全部內容專門結合于本文中作為參考。

技術領域

本發明總體上涉及離子束濺射的方法和系統以及使用所公開的方法和系統獲得的濺射涂層。

背景技術

氟基光學薄膜(例如，MgF₂、LaF₃、A1F₃、HfF₄、GdF₃、YF₃和LiF₃)用于制造光學涂層，例如，紫外(UV)和真空紫外(VUV)抗反射(AR)涂層。這些AR涂層可以通過將具有交替高折射率和低折射率的薄膜材料層沉積于光學基材上而進行生產。通常，所述光學膜層是由電子束(e-束)蒸發或離子束輔助沉積(IBAD)蒸發而進行沉積的。然而，在其他實施方式中，所述光學薄膜層可以利用濺射沉積，如離子束濺射或雙離子束濺射或磁控濺射沉積進行沉積。

通常情況下，氟基光學薄膜由本體樣品或氟基化合物的靶蒸發或濺射。然而，當使用濺射沉積來沉積氟基光學薄膜時，相比于使用電子束蒸發，在所述沉積的膜化學計量中可能存在氟濃度不足。因此，e-束蒸發已經成為沉積氟基光學薄膜的優選方法。

然而，在所沉積的薄膜化學計量中具有足夠的氟濃度的情況下，利用濺射淀積而不是e-束蒸發可能是合乎需要的。當相比于e-束蒸發，用離子束濺射沉積產生的薄膜可以具有更高程度的材料堆積密度，更低的形態粒度和更高的表面平滑度。因此，通過離子束濺射沉積的薄膜的光學性能可能表現出比通過e-束蒸發方法產生的薄膜更少的光學損耗。另外，通過離子束濺射沉積生產的更致密光學薄膜可能是更加環境穩定的，并在光學應用中具有更高的耐久性。

發明內容

本文中描述和要求授權的實施方式通過提供包括在解離的氟以及氫和氧至少之一存在下將離子濺射的金屬-氟化物涂層沉積在基材上的方法而解決了上述問題。

本文中描述和要求授權的實施方式通過在解離的氟以及氫和氧至少之一存在下提供離子濺射到基材上的金屬-氟化物涂層而進一步解決了前述問題，其中所述離子金屬-氟化物涂層具有小于RMS的表面粗糙度增加。

本文中描述和要求保護的實施方式通過提供包括以下的離子濺射系統而更進一步解決了前述問題：過程氣體(工藝氣體，process?gas)源，其將解離的氟以及氫和氧至少之一注入外殼；和在所述外殼內的基材，其接收濺射的金屬-氟化物涂層。

其他實施方式在本文中也進行描述和引述。

附圖說明

圖1圖示說明氫/氧輔助的離子束濺射沉積系統的示例性方框圖。

圖2圖示說明氫/氧輔助的離子束濺射沉積系統的示例性實施方式。

圖3圖示說明使用水輔助的離子束濺射沉積系統沉積于熔融石英基材上的AlF₃單層薄膜的示例性光譜透射掃描。

圖4圖示說明使用水輔助的離子束濺射沉積系統沉積于熔融石英基材上的LaF₃單層薄膜的示例性光譜透射掃描。

圖5圖示說明使用水輔助的離子束濺射沉積系統沉積于熔融石英基材兩側上的AlF₃/LaF₃AR薄膜的示例性光譜透射掃描。

圖6圖示說明使用解離的氟以及氫和氧之一或二者用于輔助沉積氟基光學薄膜的示例性操作。

具體實施方式

在離子束濺射沉積系統中，來自離子源的離子束以這種動能撞擊靶從而將所希望材料的原子濺射離開所述靶形成羽流(plume)，其能夠隨后將這些所希望材料的原子沉積于基材上。