光学镀膜设备简介
2-1-2-1-1电子枪加热优点和缺点 优点：经设计旋转式坩埚机制,可以蒸镀不同靶材材料的多层膜膜层。 可适当微调电子束轰击位置, 大幅提高膜层厚度的均匀性，可蒸发 高熔点的材料。
缺点：电子枪需要大量的电能消耗,因为需要使用10000~15000 伏特的电压持续数个小时,导致电子枪蒸镀系统,所耗的能量高于其 它方法。
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2-1-2-2阻蒸系统
阻蒸原理是使用电极通过高电流加热 钨舟或钨丝……，使其加热到欲蒸镀 靶材的蒸发温度，靶材将徐徐蒸發， 靶材蒸发而后冷却，凝結于基材上面 形成膜层。 阻蒸优点：蒸镀膜层较厚的金属膜 速率比电子枪要高，电阻式蒸镀机设 备价格便宜,构造简单容易维护 。 缺点：热阻式蒸镀比较适合金属材料 的靶材,光学镀膜常用的介电质 (dielectric)材料,因为氧化物所需熔 点温度更高,大部分都无法使用电阻 式加温来蒸发。蒸镀的膜层硬度比较 差,密度比较低 。
光学镀膜 AR coating工艺指导
熒茂科技有限公司
MILDEX Tech Inc 工程一部
工艺简介目录
1-光学镀膜原理 2-光学镀膜设备简介 3-镀膜靶材介绍 4-ARcoating 原理 5-ARcoating的设计方法
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光学镀膜原理
1-1光学镀膜之真空镀膜：
1-1-1真空镀膜主要指一类需要在较高真空度下进行的镀 膜，具体包括很多种类，包括真空离子蒸发，磁控溅射，MBE 分子束外延，PLD激光溅射沉积等很多种。主要有两类分成蒸 发和溅射两种。 需要镀膜的被成为基片，镀的材料被成为靶材或药材。 基片与靶材同在真空腔中。
体至低真空状态- 760~1 torr， 随着罗茨帮浦(F辅助帮浦)打开， 两组帮浦同时抽气至中真空1~10-3 torr，系统中设定一个中真空转高 真空的真空值，待中真空达到设定值时， 将会有个转换高真空的过程，关闭底阀， （DP）扩散帮浦会自动打开，高阀开启 三组帮浦同时抽气将达到所需要的高真空度： 高真空度(high) 10-4~10-7 torr。
光学镀膜原理
1-1-6真空度的分解
真空度大概被分成四个阶层： 粗真空度(Rough)760~1 torr, 中真空度(medium)1~10-3 torr. 高真空度(high) 10-3 ~10-7 torr . 超高真空度(ultra high) 10-7 torr~以上.
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1-2为什么需要真空呢?
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2-1-3腔体的构造 腔体是由腔门，主腔体，公转，伞架部分组成。
腔体整体结构
腔门 伞架
公转Байду номын сангаас
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2-1-3-1公转的用途
公转装置于腔体内部镀膜中联动伞架的旋转治具：旋转模式有 很多种,公转，公自转比较常见,但是并没有哪一种旋转模式是 最好的,必须搭配蒸镀方式,靶材种类,工件形状来考虑公转的模 式，便用于伞架的放置，使基材得到均匀镀膜。
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2-1-2蒸镀源 蒸镀源指加热靶材使其达到离子状蒸发至基材表 面的设备，分电子枪式和阻蒸式。
2-1-2-1电子枪系统 由磁场的协助产生电子束可以转弯 180度或270度。 电子能量可达5,000 eV至30,000 eV，产生电子束的电子枪可产生高 达1,200 KW的能量,会产生高热,因 此可以造成局部非常高的温度蒸发 靶材。
1-1-2蒸发镀膜一般是加热靶材使表面组分以原子团或离 子形式被蒸发出来，并且沉降在基片表面，通过成膜过程（散 点－岛状结构-迷走结构-层状生长）形成薄膜。
1-1-3对于溅射类镀膜，可以简单理解为利用电子或高能 激光轰击靶材，并使表面组分以原子团或离子形式被溅射出来， 并且最终沉积在基片表面，经历成膜过程，最终形成薄膜。
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1-1-5真空系统
一个真空系统包含了两部份:一是真空腔体,一 是抽气系统。真空腔体是一个密闭空间,当抽气 系统抽离腔体空气时,腔体必须保持密封,不能 让外界的空气渗入。又由于真空度要求高,抽气 系统的帮浦,抽气能力必须很强。目前最先进的 真空设备,配备了冷冻帮浦(polycoid)和油扩散 式帮浦串联,可以得到 10-7 torr真空度。不过 在薄膜沉积的过程,部份的制程还需要导入一些 气体和电子枪或者离子枪做反应,因此10-4 ~10-7的真空度,对一般光学镀膜来说已经足够。
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1-1-4物理气相沉积技术
这个方法主要应用热升华或原子溅射的方法在 基板上沉积薄膜,它主要有三个过程
1-1-4-1 将钯材固态材料加热升华到气态。
1-1-4-2将气态的原子,分子,或离子加速通 过一个高度真空的空间,到达附着的基板表面。
1-1-4-3将钯材材料在欲镀面的表面沉积形 成薄膜。
主要是因为靶材材料都被升华成原子或分子状态的粒子, 被加速经过一个空间后到达基板的表面,原子或分子其 实是很轻的粒子,如果腔体空间中充满了空气分子,靶材 粒子将在腔体中不断的被空气分子碰撞,行进路线会偏 离预设的方向,而导致靶材无法沉积在基板上,当然就不 可能生成薄膜了。而且腔体中充满的空气,也会导致膜 质不纯,含有空气分子,会使得光学功能大打折扣。一个 真空系统包含了两部份:一是真空腔体,一是抽气系统。 真空腔体是一个密闭空间,当抽气系统抽离腔体空气时, 腔体必须保持密封,不能让外界的空气渗入。
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2-1-2-1-2坩埚 ：坩埚是盛放靶材 的容器，而且耐高温,坩埚本身不能被高温蒸发 以免污染腔体及膜质。所以坩埚都是使用热传 导性好的材料,如铜cu,钼Mo等，根据不同的靶 材来选择不同材质的坩埚。一个介电质的多层 膜产品,大都使用两种(高折射率,低折射率)靶材, 膜层数从2-50层不等。因此一个镀膜制程中, 好几个坩埚必须以药材区分摆放在一起连成一 个系统,在制程中可以循环的转换。
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2-1真空蒸镀设备结构
真空蒸镀设备结构由六大 部分组成
2-1-1真空帮浦。 2-1-2蒸镀源。 2-1-3主腔体。 2-1-4监控系统。 2-1-5操作系统。 2-1-6辅助设备。
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2-1-1真空帮浦的作用？
作用抽去腔体内气体，使腔体内达到一定高真空的状态。 真空帮浦又分三种（RP）机械帮浦， （BP）罗茨帮浦,（DP）扩散帮浦。 机械帮浦主要抽去腔体内大部分气