一种光学薄膜沉积扫描控制方法及系统的制作方法_2

文档序号:9927919阅读:来源:国知局
行进一步定义和解释。
[0038] 在本发明的描述中,需要说明的是,术语"中屯、"、"上"、"下"等指示的方位或位置 关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置 关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具 有特定的方位、W特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语"第 一"、"第二"、"第立"等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0039] 此外,术语"水平"、"垂直"等术语并不表示要求部件绝对水平或垂直,而是可W稍 微倾斜。如"水平"仅仅是指其方向相对"竖直"而言更加水平,并不是表示该结构一定要完 全水平,而是可W稍微倾斜。
[0040] 在本发明的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语"设置"、 "禪合"应做广义理解,例如,禪合可W是直接禪合,也可W通过中间媒介间接禪合,可W是 两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可W具体情况理解上述术语在本 发明中的具体含义。
[0041 ]现有的电子束锻膜扫描控制技术中,大多采用经验性调整方法对电子束扫描控制 的工艺参数,例如扫描路径、光斑驻留时间等进行优化调整,W提高锻膜材料蒸发速度的稳 定性。运种经验性调整方法存在着优化过程不可控,优化效果因人而异,优化时间较长,且 优化结果的再现性较差的问题。鉴于此,本发明实施例提供了一种光学薄膜沉积扫描控制 系统W及应用于该系统的光学薄膜沉积扫描控制方法。
[0042] 第一实施例
[0043] 请参照图1,本发明实施例提供的光学薄膜沉积扫描控制系统包括相蜗101、电子 束锻膜设备、光电探测器105和数据处理装置106。相蜗101放置于电子束锻膜设备的真空室 中,用于铺设锻膜材料102。光电探测器105与数据处理装置106禪合。
[0044] 锻膜材料的蒸发过程实际就是电子动能转化为热能的过程。电子束锻膜设备的电 子枪103发射出高速运动的电子,在磁场的约束作用下,带能电子运动到相蜗101内的锻膜 材料102表面,因剧烈碰撞而产生大量热能,导致锻膜材料到达烙点后蒸发或升华。在锻膜 材料烙化或升华的同时,会发出大量的光和热,烙化或升华越剧烈的地方,所发出的光和热 也必定越多。
[0045] 光电探测器105用于采集预设扫描区域内锻膜材料在电子束扫描下烙化或升华时 发出的光信号,并将所述光信号转化为电信号发送到数据处理装置106中。其中,预设扫描 区域可W根据相蜗的面积W及电子枪的控制能力设置。例如,可W根据电子束光斑的尺寸 将其划分为多个预设点位。需要说明的是,每一个预设点位处的锻膜材料在电子束光斑作 用下烙化或升华时发出的光信号的强度分布即反映了该预设点位处锻膜材料在电子束光 斑作用下的实际蒸发强度分布。光信号强度越高的位置锻膜材料的蒸发强度就越大。本发 明实施例中,光电探测器105可W优选采用电荷禪合器件(化arge-coupled Device,CCD), 当然,也可W采用其它光电探测器。
[0046] 数据处理装置106用于根据接收到的电信号优化电子束锻膜设备的电子枪103发 出的电子束光斑在相蜗内的扫描轨迹。数据处理装置106对接收到的电信号进行处理,得到 预设扫描区域内锻膜材料在电子束光斑扫描下烙化或升华时发出的光信号的强度分布。
[0047] 此后,可W根据所获取的预设扫描区域内锻膜材料在电子束扫描下烙化或升华时 发出的光信号的强度分布设置扫描图形。具体的,可W根据预先获取的预设扫描区域内的 各个预设点位处的锻膜材料在电子束作用下烙化或升华时发出的光信号的强度分布情况, 从各个预设点位中选取扫描点,构成扫描图形。需要说明的是,扫描图形包括多个扫描点, 选取扫描点时优先选择光斑强区面积较大的预设点位。其中,所述光斑强区为光斑中光强 大于第一强度阔值的区域,且所述第一强度阔值根据各个预设点位处的锻膜材料在电子束 作用下烙化或升华时发出的光信号的强度分布设置。然后设置扫描图形中每一个扫描点的 光斑驻留时间,即设置电子束扫描过程中相邻两个扫描点之间的时间间隔。例如,可W根据 所述光信号的强度分布情况设置第二强度阔值,增加光强小于所述第二强度阔值的扫描点 的光斑驻留时间,减小强度大于所述第二强度阔值的扫描点的光斑驻留时间,W提高扫描 时相蜗内锻膜材料的蒸发速率的稳定性W及扫描后锻膜材料的表面平整度。
[0048] 根据扫描图形可W确定优化后的电子束光斑在相蜗内的扫描轨迹。进一步地,电 子束锻膜设备控制电子束光斑在相蜗101内W优化后的扫描轨迹扫描锻膜材料102 W使所 述锻膜材料102蒸发或升华后沉积在待锻元件表面。
[0049] 此外,由于系统中可能还存在其它杂散光,例如电子束锻膜设备中的自发光等。为 了尽量避免其它杂散光进入光电探测器105影响电子束光斑扫描路径的优化,如图1所示, 本发明实施例提供的光学薄膜沉积扫描控制系统还包括带通滤光片104。带通滤光片104的 工作波长范围为可见光波长范围。电子束光斑作用在预设扫描区域内的锻膜材料时,锻膜 材料烙化或升华的同时发出光信号透过带通滤光片104入射到光电探测器105。
[0050] 综上所述,本发明实施例利用光电探测器105采集预设扫描区域内各个预设点位 处的锻膜材料在电子束的作用下烙化或升华过程中发出的光信号的强度分布,将所述光信 号的强度分布作为设置电子束扫描图形的依据优化电子束光斑在相蜗内的扫描轨迹,不仅 有利于提高预设扫描区域内锻膜材料的蒸发速率的稳定性,还有利于提高扫描后锻膜材料 的表面平整度,即相蜗内锻膜材料Z方向的烙化均匀性,其中,Z方向为相蜗内的锻膜材料的 深度方向,进而提高光学薄膜沉积的质量。相对于现有的通过经验调整电子束光斑扫描轨 迹的方法,本发明实施例提供的光学薄膜沉积扫描控制系统的可控性更好、效率更高。
[0化1 ] 第二实施例
[0052] 本发明实施例提供了一种光学薄膜沉积扫描控制方法,应用于上述光学薄膜沉积 扫描控制系统。所述光学薄膜沉积扫描控制系统包括相蜗101、电子束锻膜设备、光电探测 器105和数据处理装置106。相蜗101放置于电子束锻膜设备的真空室中,用于铺设锻膜材料 102。光电探测器105与数据处理装置106禪合。如图2所示,所述光学薄膜沉积扫描控制方法 包括:
[0053] 步骤S201:光电探测器105将采集到的预设扫描区域内锻膜材料在电子束光斑扫 描下烙化或升华时发出的光信号转化为电信号发送到数据处理装置106;
[0054] 其中,预设扫描区域可W根据相蜗101的面积W及电子枪103的控制能力设置。例 如,可W根据电子束光斑的尺寸将其划分为多个预设点位。锻膜材料铺设在相蜗101内。电 子束锻膜设备控制电子枪103发出电子束光斑对每一个预设点位进行扫描,预设扫描区域 内每个预设点位处的锻膜材料在电子束光斑作用下烙化或升华的同时发出光信号。通过光 电探测器105可W采集所述光信号,并将所述光信号转化为电信号发送到数据处理装置 106。其中,光电探测器105可W优选采用电荷禪合器件(CCD),当然,也可W采用其它光电探 测器105。数据处理装置106可W为计算机,也可W是其它具有数据处理功能及存储功能的 电路模块。
[0055] 步骤S202:数据处理装置106根据接收到的电信号优化电子束锻膜设备的电子枪 103发出的电子束光斑在相蜗101内的扫描轨迹;
[0056] 数据处理装置106对接收到的电信号进行处理,得到预设扫描区域内锻膜材料在 电子束光斑扫描下烙化或升华时发出的光信号的强度分布。此后,可W根据所获取的预设 扫描区域内的各个预设点位处锻膜材料在电子束作用下烙化或升华时发出的光信号的强 度分布设置扫描图形。具体的,可W根据预先获取的预设扫描区域内的各个预设点位处的 锻膜材料在电子束作用下烙化或升华时发出的光信号的强度分布情况,从各个预设点位中 选取扫描点,构成扫描图形。需要说明的是,扫描图形包括多个扫描点,选取扫描点时优先 选择光斑强区面积较大的预设点位。其中,所述光斑强区为光斑中光强大于第一强度阔值 的区域,且所述第一强度阔值根据各个预设点位处的锻膜材料在电子束作用下烙化或升华 时发出的光信号的强度分布设置。
[0057] 此后,设置扫描图形中每一个扫描点的光斑驻留时间,即设置电子束扫描过程中 相邻两个扫描点之间的时间间隔。例如,可W根据所述光信号的强度分布情况设置第二强 度阔值,增加光强小于所述第二强度阔值的扫描点的光斑驻留时间,减小强度大于所述第 二强度阔值的扫描点的光斑驻留时间,W提高扫描时相蜗101内锻膜材料的蒸发速率的稳 定性W及扫描后锻膜材料的表面平整度。根据扫描图形可W确定优化后的电子束光斑在相 蜗101内的扫描轨迹。
[0058] 步骤S203:电子束锻膜设备控制电子束光斑在相蜗101内W优化后的扫描轨迹扫 描锻膜材料,W使锻膜材料蒸发或升华并沉积在待锻元件表面。
[0059] 电子束锻膜设备采用的是电子束蒸发法锻膜,电子束蒸发
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