用于镀膜机的激光直接光控装置的制作方法

本发明涉及蒸发镀膜技术领域，具体涉及一种用于镀膜机的激光直接光控装置。

背景技术：

蒸发镀膜常称真空镀膜，其特点是在真空条件下，材料蒸发并在玻璃表面上凝结成膜，在玻璃表面形成附着力很强的薄膜，薄膜的光谱特性由薄膜的厚度和折射率决定，实际生产中为了确保薄膜的光谱特性需要在镀膜过程中对每层薄膜的厚度进行精确的在线监测。目前在线监测薄膜厚度的方法主要有晶体振荡和光学控制两种方法，晶体振荡方法属于间接测量方法；光学控制方法属于直接测量方法，具有更高的测量精确度。

蒸发镀膜过程由具有不同折射率的材料依次逐层沉积到基底上构成，比如，第一种折射率的材料在基底上沉积目标厚度（比如100nm）的第一层，第二种折射率的材料在第一层上沉积目标厚度（比如100nm）的第二层，以此类推依次逐层沉积至数百层、甚至上千层。现有技术中的膜厚检测包括由信号接收器采集光信号透过薄膜的光透射率，通过光透射率计算出薄膜的光学厚度，这种方式中，信号接收器采集到的光信号强度会随着膜厚增加而减弱，导致监测精度降低，并且会随着薄膜层数的增加造成测量误差累积。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种用于镀膜机的激光直接光控装置，减小膜厚测量的累积公差，提高测量精确度。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于镀膜机的激光直接光控装置，包括工装部件，所述工装部件上设有至少两个成膜基座，所述两个成膜基座设置在以所述工装部件的中心为圆心的圆周上；至少一个所述成膜基座为监控基座，所述监控基座上设有至少一个监控基片；

还包括遮挡部件，所述遮挡部件设置在所述监控基座靠近蒸发源的一侧，所述遮挡部件的厚度方向设有通孔，所述遮挡部件和监控基座转动配合，使得所有的所述监控基片均可以通过所述通孔暴露、且每次只有其中一个所述监控基片通过所述通孔暴露。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述遮挡部件固定在所述监控基座靠近蒸发源的一侧，所述监控基座绕自己的中心转动。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述监控基座固定在所述工装部件上，所述遮挡部件绕自己的中心转动。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括还包括光源和信号接收器，所述光源和信号接收器分别设置在所述监控基座的相对两侧，所述信号接收器所含透镜的光轴与所述监控基座相垂直，所述光源位于所述信号接收器所含透镜的光轴上，且所述光源的光信号能够透过所述通孔投射至所述监控基片上。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述光源为激光光源。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述工装部件绕自己的中心转动。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述工装部件的转动速度能够调节。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述工装部件上设有六个所述成膜基座，所述六个成膜基座设置在以所述工装部件的中心为圆心的圆周上。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述监控基座上设有六个所述监控基片，所述六个监控基片设置在以所述监控基座的中心为圆心的圆周上。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括还包括辅正板，所述辅正板用于遮挡部分蒸发源。

本发明的有益效果：

本发明的用于镀膜机的激光直接光控装置，透过遮挡部件的通孔始终只有一个空白的监控基片和成膜基座上的基底同步参与蒸发镀膜，当基底上镀膜厚度达到一定值（比如100nm）时，调整遮挡部件或者监控基座，使得监控基片的下一个空白区域或者下一个空白的监控基片参与蒸发镀膜，计算监控基片上膜层厚度的总和为基底上镀膜总厚度，通过更换监控基片的采样位置或者更换不同监控基片参与蒸发镀膜的方式可以减小膜厚测量的累积公差，提高测量精确度。

附图说明

图1为本发明优选实施例中用于镀膜机的激光直接光控装置的结构示意图；

图2为镀膜机的结构示意图；

图3为本发明优选实施例中工装部件的结构示意图。

图中标号说明：

1-镀膜腔室，3-激光光源，5-信号接收器，7-蒸发源；

2-工装部件，4-成膜基座，6-监控基座，8-监控基片，10-遮挡部件，12-通孔，14-辅正板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

实施例

蒸发镀膜在镀膜腔室内完成，蒸发镀膜过程由具有不同折射率的材料依次逐层沉积到基底上构成，本发明实施例公开一种用于镀膜机的激光直接光控装置，用于在蒸发镀膜过程中实时监控镀膜厚度。其中，蒸发镀膜过程中，光透射率随着镀膜厚度的增加震荡变化，达到极值（极大值/极小值）时，镀膜的光学厚度（实际厚度与镀膜折射率的乘积）为四分之一光波长的整数倍，当光透射率完成一次极值间的变化时，可知镀膜光学厚度增加了四分之一波长，由此可以通过监测光透射率，计算出镀膜的厚度。

参照图1、2所示，本发明实施例公开一种用于镀膜机的激光直接光控装置，设置在镀膜腔室1内，所述镀膜腔室1底部设有离子源和至少两组蒸发源7，两组蒸发源7分别用于提供两种材料，比如二氧化硅材料、五氧化二钽材料，两个蒸发源7交替工作在基底上蒸镀两种材料（二氧化硅材料、五氧化二钽材料）交替的镀膜，离子源辅助蒸发镀膜。所述用于镀膜机的激光直接光控装置设置在镀膜腔室1内在线监控镀膜厚度，其包括工装部件2、光源和信号接收器5，所述光源向镀膜投射光信号，所述信号接收器5用于接收透过镀膜的光信号，通过监测光源透过镀膜的光透射率，计算出镀膜的厚度。

本发明实施例技术方案中，所述光源优选使用激光光源3，激光光源强度高，带宽窄，相干性好，信号的信噪比高，使得信号接收器5采集到的光信号强度不会随着镀膜厚度增加而减弱，提升膜厚测量精确度。

具体的，所述工装部件2上设有至少两个成膜基座4，当工装部件2上设有两个成膜基座4时，其中一个用作监控基座6，另一个成膜基座4用于放置基底；当工装部件2上设有三个或者更多个成膜基座4时，至少一个用作监控基座6，其它的成膜基座4均用于放置基底。所述成膜基座4为两个或者更多个时，所述成膜基座4依次设置在以所述工装部件2的中心为圆心的同一圆周上。

所述监控基座6上设有至少一个监控基片8，此处包含至少两种实施例，第一种实施例：监控基座6上设有一个监控基片8，所述一个监控基片8上具有至少两个空白区域，所述两个空白区域依次设置以监控基片8的中心为圆心的同一圆周上。当第二种实施例：监控基座上设有两个或者更多个监控基片8上，所述监控基片8依次设置在以所述监控基座6的中心为圆心的同一圆周上，此处的监控基片8等同于第一种实施例的空白区域。

用于镀膜机的激光直接光控装置还包括遮挡部件10，所述遮挡部件10设置在所述监控基座6靠近蒸发源7的一侧，所述遮挡部件10的厚度方向设有通孔12，所述遮挡部件10和监控基座6转动配合，使得所有的所述监控基片8均可以通过所述通孔12暴露、且每次只有其中一个所述监控基片8通过所述通孔12暴露。或者使得所述一个监控基片8的所有空白区域均可以通过所述通孔12暴露、且每次只有其中一个空白区域通过所述通孔12暴露。

其中，所述光源和信号接收器5分别设置在所述监控基座6的相对两侧，所述信号接收器5所含透镜的光轴与所述监控基座6相垂直，所述光源位于所述信号接收器5所含透镜的光轴上，且所述光源的光信号能够透过所述通孔12投射至所述监控基片8上。所述监控基座6上只有一个监控基片8和成膜基座4上的基底同步参与镀膜，其它的监控基片8全部被遮挡部件10遮挡而不参与镀膜；或者，监控基片8的一个空白区域和成膜基座4上的基底同步参与镀膜，其它的空白区域全部被遮挡部件10遮挡而不参与镀膜。所述光源和信号接收器5用于监测参与镀膜的监控基片8上的镀膜厚度。当基底上镀膜厚度达到一定值（比如100nm）时，调整遮挡部件10或者监控基座6，使得下一个空白的监控基片8暴露在通孔12处参与蒸发镀膜，或者使得监控基片8上下一个空白区域暴露在通孔12处参与蒸发镀膜，随后计算各个监控基片8上膜层厚度的总和为基底上镀膜总厚度，或者计算监控基片8上各个空白区域膜层厚度的总和为基底上镀膜总厚度。

本发明实施例的第一种实现方案中，所述遮挡部件10固定在所述监控基座6靠近蒸发源7的一侧，此时光源和信号接收器的位置固定，所述监控基座6绕自己的中心转动，通过监控基座6转动来变化暴露于通孔12的监控基片8。

本发明实施例的第二种实现方案中，所述监控基座6固定在所述工装部件2上，所述遮挡部件10绕自己的中心转动，此时光源和信号接收器的位置跟随遮挡部件10转动，使得光源始终能透过通孔投射到监控基片8上，通过遮挡部件10转动来变化暴露于通孔12的监控基片8。

本发明实施例的第三种实现方案中，所述遮挡部件10绕自己的中心转动，所述监控基座6绕自己的中心转动，通过遮挡部件10和监控基座6的转动来变化暴露于通孔12的监控基片8。

本发明通过更换不同监控基片8或者更换不同空白区域参与蒸发镀膜的方式可以减小膜厚测量的累积公差，提高测量精确度。

所述工装部件2绕自己的中心转动，可以改变采样位置，实现多点采样，通过多点采样减小镀膜厚度测量误差。所述工装部件2的转动速度能够调节，调节转动速度可以改善镀膜的均匀性。

进一步的，所述工装部件2上设置多个成膜基座4，多个成膜基座4设置在以所述工装部件2的中心为圆心的圆周上。比如，工装部件2直径为600毫米，具有六个工位（即设有6个成膜基座），一个成膜基座4为监控基座6，其它五个成膜基座4上均可装夹1片材料为wms-15、直径为150毫米的玻璃基底，每片基底的圆心至工装部件2轴心的距离相同。以上设计的工装部件2使得一套激光测量模组可以对应测量多个成膜基座上的多片镀膜的厚度，提高监测效率。

进一步的，所述监控基座6上设置多个监控基片8，比如，所述监控基座6上设有六个所述监控基片8，所述六个监控基片8设置在以所述监控基座6的中心为圆心的圆周上。

进一步的，还包括辅正板14，所述辅正板14设置在镀膜腔室1内，所述蒸发源7位于所述辅正板14的正下方，通过所述辅正板14遮挡部分蒸发源，以保持薄膜厚度的均匀性。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。