[發明專利]超高真空金屬蒸鍍設備及其蒸鍍方法

有效

• 申請號: 202210080178.6
• 申請日: 2022-01-24
• 公開（公告）號: CN114507845B
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 沈敏敏;張宇;田悅;李凈;馬誠杰;王城程
• 申請（專利權）人: 儀晟科學儀器(嘉興)有限公司
• 主分類號: C23C14/26
• 分類號: C23C14/26;C23C14/04;C23C14/50;C23C14/56
• 代理公司: 杭州衡峰知識產權代理事務所(普通合伙) 33426
• 代理人: 陳修偉

1.一種超高真空金屬蒸鍍設備，包括由支撐機架（101）和平臺面板（102）組成的平臺機架，其特征在于，所述平臺機架的上端通過若干個支撐腿（20）固定有內部中空且于腔壁上開設有若干法蘭口的球形腔體（30）；

球形腔體（30）的法蘭口上分別安裝有：

若干個用于樣品蒸鍍取放的快開門（60）；

用于基底固定并使基底在腔內360°旋轉可調的壓電旋轉機構（40）；

若干個用于放置蒸發材料并對其加熱的高溫熱蒸發源機構（80）；

用于破除腔內真空狀態或將蒸鍍所需氣體充入腔內的放氣閥（50）；

用于所述壓電旋轉機構（40）控制線和高溫熱蒸發源機構（80）控制線引出的電極法蘭（70）；

用于對球形腔體（30）腔內抽真空并維持球形腔體（30）腔內超高真空環境的抽真空機構（90）；

還包括有用于控制所述壓電旋轉機構（40）、高溫熱蒸發源機構（80）和抽真空機構（90）自動化運行的工控計算機或微型控制電腦；

所述壓電旋轉機構（40）包括固定于球形腔體（30）頂部法蘭口上的端蓋法蘭（401），且端蓋法蘭（401）的下端垂直安裝有固定桿（403），且固定桿（403）的下端延伸至球形腔體（30）內并固定有第一壓電陶瓷電機（404），第一壓電陶瓷電機（404）的輸出端上安裝有L形安裝座（405）的橫向段，且L形安裝座（405）的豎向段上固定有第二壓電陶瓷電機（406），第二壓電陶瓷電機（406）的輸出端上安裝有用于基底金屬蒸鍍時固定的基底固定組件；所述基底固定組件包括上下對稱設置的樣品架（408），兩個樣品架（408）的中部固定有導熱陶瓷片（407），導熱陶瓷片（407）固定于第二壓電陶瓷電機（406）輸出端上，且導熱陶瓷片（407）的中部開設有若干個基底加熱絲（4071），樣品架（408）背離導熱陶瓷片（407）的一側可拆卸式安裝有若干個用于基底放置的基底槽，且基底槽的槽口上可更換式設有用于基底蒸鍍出不同形狀圖案的掩膜版（409）；

所述高溫熱蒸發源機構（80）包括：

輸出端延伸入球形腔體（30）的中空筒體（801）；

固定套設于中空筒體（801）上并配合封閉法蘭口的法蘭座（802）；

安裝于中空筒體（801）另一端的樣品架控制件（806）和加熱控制件（807）；

設置于中空筒體（801）端頭上且可為電氣控制開合的旋轉端蓋（803）；

設置于中空筒體（801）中段的蒸發材料腔（804）；

其中，蒸發材料腔（804）內設有作為蒸發源的蒸發材料、用于對蒸發材料加熱的加熱陶瓷架（8071）、用于蒸發材料腔（804）內溫度監測的溫度傳感器（8061）、以及端頭外接冷水機用于蒸發材料腔（804）內冷卻的循環液冷管（805）。

2.如權利要求1所述的超高真空金屬蒸鍍設備，其特征在于：其中一個所述樣品架（408）上固定有用于蒸鍍溫度監測的溫度傳感器（410）。

3.如權利要求1所述的超高真空金屬蒸鍍設備，其特征在于：若干個所述高溫熱蒸發源機構（80）的輸出端均朝向基底固定組件設置。

4.如權利要求1所述的超高真空金屬蒸鍍設備，其特征在于：所述抽真空機構（90）包括通過由分子泵（901）和機械泵（904）組成的真空泵組，分子泵（901）與機械泵（904）通過波紋管（902）相連接，且波紋管（902）上安裝有電磁閥（903）。

5.如權利要求4所述的超高真空金屬蒸鍍設備，其特征在于：所述分子泵（901）與球形腔體（30）的連接處安裝有用于切斷真空泵組與球形腔體（30）連接的閘板閥（905）。

6.如權利要求1所述的超高真空金屬蒸鍍設備，其特征在于：所述快開門（60）的數量為兩個，兩個快開門（60）分別設置于球形腔體（30）的前壁和側壁上，且快開門（60）的中部嵌裝有用于球形腔體（30）內基底金屬蒸鍍情況觀測的觀察窗（601）。

7.一種基于權利要求1所述的超高真空金屬蒸鍍設備的蒸鍍方法，其特征在于：包括如下步驟：

S1、基底清理并通過開啟的快開門（60）向壓電旋轉機構（40）的旋轉端上放入若干個清理完畢的基底并固定；

S2、關閉快開門（60），啟動抽真空機構（90）對球形腔體（30）腔內抽真空并維持球形腔體（30）腔內超高真空環境；

S3、啟動若干個高溫熱蒸發源機構（80），對不同的蒸發源預熱并在預熱完成后按蒸鍍流程依次將氣態的蒸鍍材料持續注入球形腔體（30）內以對基底金屬單面蒸鍍，其中，每次只向球形腔體（30）內輸入一種蒸鍍材料；

S4、金屬蒸鍍時，同步啟動壓電旋轉機構（40）依照預設程序可對基底進行360°旋轉調節，配合實現基底均勻的單面金屬蒸鍍；

S5、基底單面金屬蒸鍍完成，依次關閉高溫熱蒸發源機構（80）、壓電旋轉機構（40）和抽真空機構（90），待球形腔體（30）內溫度冷卻后，放氣閥（50）開啟，破除球形腔體（30）內真空狀態，開啟快開門（60）取出完成樣品。