[發明專利]提高X射線反射鏡薄膜均勻性和生產效率的方法及裝置

在審

• 申請號: 201711007075.2
• 申請日: 2017-10-25
• 公開（公告）號: CN108203808A
• 公開（公告）日: 2018-06-26
• 發明（設計）人: 張眾;黃秋實;沈正祥
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/04;C23C14/50
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 翁惠瑜

本發明涉及一種提高X射線反射鏡薄膜均勻性和生產效率的方法及裝置，所述方法利用線型磁控濺射靶槍進行反射鏡鍍膜，通過在靶槍的濺射方向設置掩膜版調節反射鏡上薄膜長度方向的膜厚均勻性，同時控制反射鏡經過靶槍的速度調節反射鏡的膜厚及反射鏡上薄膜寬度方向的均勻性。與現有技術相比，本發明能實現多個反射鏡不同位置的厚度均勻性偏差在2％以內，保證膜厚均勻性的同時提高生產效率。

技術領域

本發明涉及光學薄膜技術領域，尤其是涉及一種提高X射線反射鏡薄膜均勻性和生產效率的方法及裝置。

背景技術

隨著X射線光學的發展，光束線中對各種尺寸的長條形反射鏡需求也日益增加。因為X射線折射率特性的限制，所有材料的折射率都接近于1，所以如果要得到強度較高的反射光束，必須使用掠入射的方式。而對于不同波長的X射線，其折射率也有差異，隨之對應的便是掠入射角大小的差異。對于較低能段的X射線，其要求的掠入射角度較大，因此作為反射低能段X射線的光學反射鏡元件，只需要使用較小尺寸(長度小于200毫米)的反射鏡，其在反射鏡上鍍制反射薄膜并不困難。但是如果要進一步增加反射的X射線能量，那么勢必要減小掠入射角，也就必須使用較大尺寸(長度方向大于200毫米)的反射元件，如何能在其上面鍍制質量較高的薄膜，并且同時保證不同位置的膜厚均勻性，這是一個非常具有挑戰性的要求。

為了解決這個問題，最常用的鍍膜方法是利用直線型鍍膜系統，也就是將大尺寸的反射鏡安裝到鍍膜機中，鍍膜過程中，讓反射鏡以一定速度掠過靶槍，來調節其長度方向的均勻性，而寬度方向均勻性利用在靶槍和反射鏡之間增加掩膜版的方式來調節，最終實現反射鏡不同位置的膜厚均勻性達到2％以內。但這種方式存在兩個弊端：一、生產效率不高，因為使用這種方式來進行鍍膜，每一次只能放置一個反射鏡，而且放、取的過程還包含抽真空和充氣等步驟，如果希望同時鍍制好幾個反射鏡樣品則需要花費非常長的時間。二、不能保證不同反射鏡上薄膜的厚度一致性。在實際應用中，可能多個反射鏡都在同一條束線上工作，反射的X射線為同一個波長或者同一段波長范圍，那么要求工作在這條束線上的反射鏡上的反射薄膜具有相同的厚度。而如果使用這種方式來鍍制，很難保證多次鍍膜工藝參數都完全相同，因為不同反射鏡薄膜之間也會存在一定的膜厚誤差。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種提高X射線反射鏡薄膜均勻性和生產效率的方法及裝置。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種提高X射線反射鏡薄膜均勻性和生產效率的方法，該方法利用線型磁控濺射靶槍進行反射鏡鍍膜，通過在靶槍的濺射方向設置掩膜版調節反射鏡上薄膜長度方向的膜厚均勻性，同時控制反射鏡經過靶槍的速度調節反射鏡的膜厚及反射鏡上薄膜寬度方向的均勻性。

進一步地，所述掩膜版遮蓋所述靶槍的靶面，且使靶面在不同位置處具有不同寬度的未遮掩面。

進一步地，不同位置的所述未遮掩面的寬度與該位置處的濺射速率成反比。

進一步地，所述反射鏡經過靶槍的速度變化規律為：從進靶到出靶的過程中速度先增大后減小。

本發明還提供一種實現所述的提高X射線反射鏡薄膜均勻性和生產效率的方法的裝置，包括靶槍、掩膜版、樣品架和電機，所述掩膜版設置于靶槍與樣品架之間，且固定于所述靶槍上，所述樣品架與靶槍間隔設置，所述電機與樣品架連接，控制樣品架圍繞所述靶槍旋轉，所述樣品架設有多個。

進一步地，所述掩膜版與靶槍的距離為30-50mm。

進一步地，所述掩膜版包括間隔設置的一對圓弧狀長條薄金屬板，間隔處形成的空間與所述未遮掩面相對應。

進一步地，所述樣品架與靶槍間的距離為7-12cm。

進一步地，所述樣品架上設有反射鏡基底。