[發明專利]一種真空鍍膜系統的樣品室結構

有效

• 申請號: 201410789125.7
• 申請日: 2014-12-17
• 公開（公告）號: CN104404452B
• 公開（公告）日: 2017-10-13
• 發明（設計）人: 閆鵬;盧松松;張震
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: C23C14/24
• 分類號: C23C14/24;C23C14/50
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司37221
• 代理人: 趙妍

技術領域

本發明涉及真空鍍膜領域，具體的說，是涉及一種真空鍍膜系統的樣品室結構。

背景技術

薄膜是一種物質形態，它所使用的膜材料非常廣泛，可以是單質無素或化合物，也可以是無機材料或有機材料。薄膜與塊狀物質一樣，可以是單晶態的、多晶態的或非晶態的。近年來功能材料薄膜和復合薄膜也有很大發展。鍍膜技術及薄膜產品在工業上的應用非常廣泛，尤其是在電子材料與元器件工業領域中占有極其重要的地位。制膜(或鍍膜)方法可以分為氣相生成法、氧化法、離子注入法、擴散法、電鍍法、涂布法和液相生長法等。氣相生成法又可以分為物理氣相沉積法(Physical Vapor Deposition)簡稱PVD法、化學氣相沉積法(Chemical Vapor Deposition)簡稱CVD法和放電聚合法等。

物理氣相沉積法真空鍍膜技術，由于這種方法基本上都是處于真空環境下進行的，因此稱它們為真空鍍膜技術。真空鍍膜技術是一種新穎的材料合成與加工的新技術，是表面工程技術領域的重要組成部分。真空鍍膜技術是使置待鍍金屬和被鍍塑料制品位于真空室內，采用一定方法加熱待鍍材料，使金屬蒸發或升華，金屬蒸汽遇到冷的塑料制品表面凝聚成金屬薄膜。在真空條件下可減少蒸發材料的原子、分子在飛向塑料制品過程中和其他分子的碰撞，減少氣體中的活性分子和蒸發源材料間的化學反應(如氧化等)，從而提供膜層的致密度、純度、沉積速率和與附著力。通常真空蒸鍍要求成膜室內壓力等于或低于10^-2Pa，對于蒸發源與被鍍制品和薄膜質量要求很高的場合，則要求壓力更低(10^-5Pa)。鍍層厚度在0.04-0.1μm之間時，鍍層太薄，反射率低；若鍍層太厚，附著力差，易脫落。鍍層厚度為0.04μm時反射率為90％。適宜的鍍層厚度會使固體表面具有耐磨損、耐高溫、耐腐蝕、抗氧化、防輻射、導電、導磁、絕緣和裝飾等許多優于固體材料本身的優越性能，達到提高產品質量、延長產品壽命、節約能源和獲得顯著技術經濟效益的作用。

真空蒸發鍍膜法(簡稱真空蒸鍍)是在真空室中，加熱蒸發容器中待形成薄膜的原材料，使其原子或分子從表面氣化逸出，形成蒸氣流，入射到固體(稱為襯底或基片)表面，凝結形成固態薄膜的方法。真空蒸發鍍膜法當中，蒸發源是蒸發裝置的關鍵部件，根據蒸發源不同，真空蒸發鍍膜法又可以分為下列幾種：

1.電阻蒸發源蒸鍍法；

2.電子束蒸發源蒸鍍法；

3.高頻感應蒸發源蒸鍍法；

4.激光束蒸發源蒸鍍法。

現有的真空鍍膜技術都是將被蒸鍍材料置于真空室中通過電阻加熱或者電阻束加熱的方法使得被蒸鍍材料的原子或分子從表面氣化逸出，形成蒸汽流，然后直接沉積到基片上，如果想在基片上形成特定形狀的薄膜，則還需要借助其他刻寫工藝包括甩膠、烘膠、顯影、金屬化、去膠等多道加工工序，這些工序在工件處理中會帶來無法避免的雜質污染，使得鍍膜后的效果不理想。

目前技術水準較高的真空鍍膜方法為在鍍膜室內將蒸發上來的原子束通過掩膜板后進行匯聚準直，并且通過真空納米定位平臺控制基片相對匯聚準直后的原子束進行特定軌跡運動則可以沉積出特定形狀的薄膜。由此可見真空腔中的真空納米定位平臺和掩膜板對于實現特定形狀薄膜沉積至關重要。

同時，真空納米定位平臺在工作過程中，會產生一定的熱量，相應的會影響自身的運動精度，最終導致成型薄膜與設計要求存在較大的誤差。

申請號為201410081835.4的中國專利文獻記載了一種真空鍍膜裝置，該裝置包括：用于承載及移動基板的基板驅動機構；用于承載及移動第一掩膜板的第一掩膜板驅動機構，所述第一掩膜板位于所述基板的下方；用于承載及移動第二掩膜板，以與所述第一掩膜板驅動機構配合，改變所述第一掩膜板與所述第二掩膜板的掩膜板圖形區的相互交疊狀態的第二掩膜板驅動機構，所述第二掩膜板位于所述第一掩膜板的下方；以及蒸發源，所述蒸發源位于所述第二掩膜板的下方。該方案通過設置至少兩塊掩膜板，根據基板表面待蒸鍍圖形區的圖形特征，改變至少兩塊掩膜板上的掩膜板圖形區的相互交疊狀態，以與基板表面待蒸鍍圖形區的圖形相適配，從而實現各層蒸鍍薄膜的圖形化，降低了掩膜板的制造成本。但是，該方案較難以控制鍍膜沉積的形狀，其具體原因為：其控制鍍膜沉積形狀是通過調整兩個掩膜板的相對位置，并且其還需依賴于掩膜孔的形狀，這樣子只能實現簡單形狀的變化，難以實現諸如圓環、橢圓之類復雜鍍膜沉積形狀的調節。

因此，如何設計一種全新結構的樣品室結構，來易于控制鍍膜沉積的形狀，是本領域技術人員函需解決的問題。

發明內容