CN103993267A - 一种镀膜机中补正板的设置修正方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及薄膜制备技术领域，具体涉及一种镀膜机中补正板的设置修正方法，其特征在于：所述设置修正方法至少包括以下步骤：使所述第一、第二补正板在高度方向上的设置位置具有高度差，即第一补正板位置高于第二补正板位置；使所述第一、第二补正板分别对所述第二蒸发源的两个初始遮挡角之间具有重叠区域，即使所述第二补正板部分遮挡住所述第一补正板对于所述第二蒸发源的遮挡角。本发明的优点是：避免了先后修正两个补正板时所存在的互相干扰问题，从而实现简单准确的补正板修正模式。
Description
技术领域
本发明涉及薄膜制备技术领域，具体涉及一种镀膜机中补正板的设置修正方法，用于具有两个或者两个以上蒸发源的镀膜机中修正补正板相干扰时的补正板设置修正。
背景技术
随着镀膜技术的不断发展,在同一镀膜过程中往往涉及两种以上的膜料，且有时镀膜层数会较多，这就需要镀膜机腔体内存在多个蒸发源。鉴于镀膜机腔体大小的限制，并且腔体内还可能存在离子源等辅助蒸镀设备，蒸发源之间的距离有时需要比较小。另外，有时候为了缩小蒸发源与待镀件之间的距离，补正板下降时可能会触及到蒸发源所在水平面进而导致与底护板碰撞，这在镀膜过程中是不被允许的；同时，对于上述的蒸镀***，多个补正板的频繁升降运动对于成膜质量有不利影响且会增加制造成本。因此在这种情况下，补正板一般设计成固定模式，即在整个镀膜过程中相邻两个蒸发源对应的两个补正板总是处于开启状态，不随着蒸发源的切换而进行升降。补正板是用来调控镀膜厚度均匀性的部件；对于以上描述的镀膜机腔体内含有两个间距较小蒸发源的蒸镀***，其补正板的设计与修正方法是能否实现均匀镀膜的关键。
在镀膜过程中，补正板通过遮挡蒸发源的一部分蒸发角来调整腔体内膜料分布，从而选择性地改变蒸镀到基片上的膜料数量，以达到均匀膜厚；补正板的修正过程即是确定补正板对于蒸发源的遮挡角的过程。对于间距较大的两个蒸发源来说，与它们对应的两个补正板的修正可以先后独立进行，但必须至少有一个需要升降的补正板才会有行之有效的修正方法。而对于含有间距较小的两个蒸发源和补正板的蒸镀***（如图1和图2所示），由于两个补正板固定且间距很小，补正板2不但遮挡蒸发源3，其对蒸发源4的遮挡作用也不能忽略；对于补正板5，亦然。因此，很难对每个补正板进行独立修正，具体情况如下。
目前，对于上述镀膜机腔体内间距较小的两个蒸发源的补正板（如图2所示）的修正方法如下：未进行补正板修正时，补正板2和5对于蒸发源3的初始遮挡角分别为α0和β0，补正板2和5对于蒸发源4的初始遮挡角分别为η0和θ0。修正时，先修正蒸发源3的补正板2，通过改变补正板2的横向尺寸AB来确定补正板2对于蒸发源3的最佳遮挡角α1。在这个过程中,补正板5对于蒸发源3的遮挡角β0保持不变，即不能参与优化过程。蒸发源3对应的补正板2修正完成后，两个补正板2和5对于蒸发源3的遮挡角分别为α1和β0。其后，再修正蒸发源4对应的补正板5遮挡角情况。也就是通过试验改变补正板5的横向尺寸CD，确定补正板5对于蒸发源4的最佳遮挡角θ1；同样，补正板2对于蒸发源4的遮挡角为η0无法参与修正过程，即保持不变。蒸发源4对应的补正板5修正完成后，两个补正板2和5对于蒸发源4的遮挡角分别为η0和θ1。需要注意到，这个修正过程因为需要调整补正板5的尺寸，已经导致补正板5对于蒸发源3的遮挡角β0发生改变，变为β1。上述遮挡角的变化直接改变了补正板2和5对于蒸发源3的遮挡角情况，即从α1和β0变为α1和β1。这样就需要对蒸发源3的补正板遮挡角情况重新修正以满足均一性要求。对于蒸发源3的补正板2的再次修正过程必然需要改变补正板2的横向尺寸AB，也就是说，不可避免地将补正板2对于蒸发源4的遮挡角η0变为η1；这样，又需要重新修正蒸发源4的补正板遮挡角；以此类推，就会陷入无限循环。虽然上述修正补正板的方法最终也能达到一定的镀膜厚度均一性，但无疑需要的工作量非常大，且存在着不确定性。另外，即使两个蒸发源共用一个大补正板也存在上述问题。
发明内容
本发明的目的是根据上述现有技术的不足，提供了一种镀膜机中补正板的设置修正方法，通过将两个补正板在高度方向上的设置位置具有高度差，具有重叠部分，使得修正高位置的补正板对一蒸发源的遮挡角时不会改变其对另一个蒸发源的遮挡情况，即对于每个补正板可以进行独立修正，从而实现简单和准确的补正板修正过程，用于具有两个或者两个以上蒸发源的镀膜机中补正板相干扰时的补正板设置修正。
本发明目的的实现由以下技术方案完成：
一种镀膜机中补正板的设置修正方法，所述镀膜机中至少包括两个补正板，两个所述补正板分别对应遮挡两个蒸发源，两个所述蒸发源包括第一蒸发源及第二蒸发源，位于所述第一、第二蒸发源的正上方分别对应固定设置有第一、第二补正板，其特征在于：所述设置修正方法至少包括以下步骤：使所述第一、第二补正板在高度方向上的设置位置具有高度差，即第一补正板位置高于第二补正板位置；使所述第一、第二补正板分别对所述第二蒸发源的两个初始遮挡角之间具有重叠区域，即使所述第二补正板部分遮挡住所述第一补正板对于所述第二蒸发源的遮挡角。
所述补正板的修正步骤中首先修正位于低位置的所述第二补正板，以确定该补正板对于所述第二蒸发源的遮挡角，修正区域位于所述第二补正板相对于第一、第二蒸发源的远端。
所述补正板的修正步骤中，在修正好所述第二补正板后，修正所述第一补正板，即确定所述第一补正板对于第一蒸发源的遮挡角，修正区域位于所述第一补正板上靠近所述第二补正板的一端。
所述修正区域尺寸不大于所述第一、第二补正板分别对所述第二蒸发源的两个初始遮挡角之间的重叠区域尺寸。
本发明的优点是：避免了先后修正两个补正板时所存在的互相干扰问题，从而实现简单准确的补正板修正模式。
附图说明
图1为现有技术中具有两个蒸发源的镀膜机中补正板相干扰时的蒸镀***俯视图；
图2为图1的左视图；
图3为本发明中两补正板的放置结构侧视图；
图4为图3的正视图；
图5为本发明中修正参考板的放置结构侧视图；
图6为本发明补正板的修正原理示意图；
图7为基板0°T%光谱曲线；
图8为通过补正板修正后的基板0°T%光谱曲线。
具体实施方式
以下结合附图通过实施例对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：
如图1-8所示，图中标记1-12、a和b分别为：镀膜机腔体1、补正板2、蒸发源3、蒸发源4、补正板5、第一补正板6、第二补正板7、镀膜机腔体壁8、第一蒸发源9、第二蒸发源10、第一修正参照板11、第二修正参照板12、修正区域a、修正区域b。
实施例：本实施例中镀膜机中补正板的设置修正方法用于设计具有两个蒸发源的镀膜机中补正板相干扰时的两块补正板形状，其中相干扰的两个补正板是指：两个补正板分别对两个蒸发源有遮挡影响，即其中一个补正板的形状改变除了影响与其对应的蒸发源的蒸发角以外，还对另一蒸发源的蒸发角产生明显影响，也就是改变了另一蒸发源的蒸发特性；同样，另一个补正板的形状改变对于两个蒸发源的蒸发角也有明显影响。
本实施例中的设计方法包括补正板的设置方法和修正方法，其中设置方法是设置两补正板于镀膜机腔体中的位置，而修正方法是指改变补正板的形状。
本实施例中的补正板设置步骤包括：
（1）如图1所示，第一补正板6和第二补正板7分别单端固定于镀膜机腔体1的内壁表面，其中第一补正板6位于第一蒸发源9的上方，第二补正板7位于第二蒸发源10的上方。
（2）如图3所示，将第一补正板6和第二补正板7在高度方向上的设置位置具有高度差，其中第一补正板6的位置高于第二补正板7的位置。
（3）如图4所示，第一补正板6和第二补正板7对于蒸发源9的初始遮挡角分别为α0和β0，对蒸发源10的初始遮挡角分别为η0和θ0。其中，第一补正板6和第二补正板7对于蒸发源10的初始遮挡角必须有重叠的部分，即使第二补正板7部分遮挡住第一补正板6对于第二蒸发源10的遮挡角，而第一补正板6对于蒸发源10的实际遮挡角为δ0。
本实施例中的修正步骤包括：
（1）先根据第二补正板7不同横向尺寸时的光谱数据修正与蒸发源10对应的低位置的第二补正板7，即确定第二补正板7对于蒸发源10以及对于蒸发源9的遮挡角。第二补正板7的修正区域仅限于图4中所示的修正区域b，即第二补正板7相对于第一蒸发源9、第二蒸发源10的远端。
（2）再根据所述第一补正板6不同横向尺寸时的光谱数据修正与蒸发源9对应的高位置的第一补正板6，即确定第一补正板6对于蒸发源9的遮挡角。第一补正板6的修正区域仅限于图4中所示的修正区域a，此修正区域a位于第一补正板6上靠近第二补正板7的一端。该修正区域a的横向尺寸不大于第二补正板7对第二蒸发源10的初始遮挡角在第一补正板6上投影区域的横向尺寸，也就是第一补正板6和第二补正板7分别对第二蒸发源10的两个初始遮挡角之间的重叠区域尺寸。
（3）由步骤（1）、（2）的描述可知，本实施例中设置的两个补正板之间的相对位置，使第二补正板7部分遮挡第一补正板6对于蒸发源10的遮挡角；该遮挡角（η0和θ0 的交叠部分）在第一补正板6上的投影就是修正区域a。这样一来，在修正第一补正板6（修正范围不大于修正区域a）时就不会影响其对于蒸发源10的遮挡角，也就不会陷入无限循环的修正过程，从而使得每个补正板可以进行独立修正，实现简单和准确的补正板修正过程。
上述修正步骤中所说的根据第一补正板6或第二补正板7不同横向尺寸时的光谱数据修正是指，通过测量补正板尺寸不同时，镀膜机成膜的不同光谱数据，计算出光谱变化量对蒸发源与补正板遮挡角的微分值，从而确定补正板的形状。可采用以下所述的一种光谱测量方式确定：
（1）结合图3、5所示，在两块补正板的相同位置分别设置修正参照板，其中位于第一补正板6处的第一修正参照板11的横向尺寸小于第一补正板6的横向尺寸，且第一修正参照板11的一端与第一补正板6的远端位置对齐，位于第二补正板7处的第二修正参照板12的横向尺寸小于第二补正板7的横向尺寸，且第二修正参照板12的一端与第二补正板7相较第一补正板6的临近端对齐。第一修正参照板11的横向尺寸小于第一补正板6横向尺寸的差值不大于第一补正板6上的修正区域a；第二修正参照板12的横向尺寸小于第二补正板7横向尺寸的差值不大于第二补正板7上的修正区域b，如图6所示。此处额外需要说明的是，图6中第一补正板6与第一修正参照板11之间或第二补正板7与第二修正参照板12之间的高度差仅用于图示出补正板与修正参照板横向尺寸间的差值和两个对应的修正区域之间的限定关系，以及表示修正参照板的横向位置（即第一修正参照板11的一端与第一补正板6的远端位置对齐、第二修正参照板12的一端与第二补正板7相较第一补正板6的临近端对齐），实际操作时并不是设置于各个补正板下方，而是将各个修正参照板的高度设置于各个补正板相同高度的位置上。
（2）然后分别装夹好第二补正板7和第一补正板6，进行镀膜，对所成薄膜进行光谱测量,得到光谱数据标记为EB2-TM1。
（3）在第二补正板7的原位装夹好第二修正参照板12，将第二修正参照板12的近端与第二补正板7的原位近端对齐且两者高度一致，同时装夹好第一补正板6，进行镀膜，对所成的薄膜进行光谱测量,得到光谱数据标记为EB2-TM2。
（4）利用步骤（2）和（3）得到的光谱结果再结合第二补正板7与第二修正参照板12之间横向尺寸的差值,即可计算出各圈光谱变化量对蒸发源10与第二补正板7夹角的微分值,可表示为:△λ2/△θ2，从而确定第二补正板7的形状，完成修正过程。
（5）装夹好第一补正板6和已经过修正而确定形状的第二补正板7，进行镀膜，对所成的薄膜进行光谱测量,得到光谱数据标记为EB1-TM1。
（6）在第一补正板6的原位装夹好第一修正参照板11，将第一修正参照板11的远端与第一补正板6的原位远端对齐且两者高度一致，同时装夹已经过修正而确定形状的第二补正板7，进行镀膜，对所成的薄膜进行光谱测量,得到光谱数据标记为EB1-TM2。
（7）利用步骤（5）和（6）得到的光谱结果再结合第一补正板6与第一修正参照板11之间横向尺寸的差值,即可计算出各圈光谱变化量对蒸发源1与第一补正板6夹角的微分值,可表示为:△λ1/△θ1，从而确定第一补正板6的形状，完成修正过程。
光谱数据是指：需要修正的一组样片的透射率（T%）或反射率（R%）。可以为带角度带偏振的测试，但为方便起见，一般采用0°T%作为光谱测量方式。一组样片，指的是分布于需要修正的夹具上不同位置的镀膜基板。
举例说明：如选取某种膜料（如Ti3O5）置于蒸发源（第一蒸发源9或第二蒸发源10）中，蒸发于夹具上的特定基板（如平板K9玻璃，其分布于夹具上，如7点分布），蒸发特定厚度（如1000nm左右光学厚度）。一般情况下，蒸发于不同分布位置基板上的膜料厚度是不一样的（给定一个初始补正板为前提），表现为各个基板0°T%光谱曲线的不同，如图7所示。
设定相同的镀膜厚度，使用不同宽度的补正板（如第一补正板6与第一修正参照板11或第二补正板7与第二修正参照板12），同一位置的BK7基板上的薄膜沉积厚度也是不一样的，表现为光谱0°T也有差异。人为选取某一光谱特征点（如510nm附近的谷值点）的波长做标记如：
| 标记号 | 光谱特征点 |
| 1 | 499 |
| 2 | 509 |
| 3 | 515 |
| 4 | 519 |
| 5 | 519 |
| 6 | 535 |
| 7 | 515 |
第二补正板7与第二修正参照板12在标记号1-7的位置处的宽度差对于蒸发源2的夹角分布标记如下：
| 标记号 | 夹角值 |
| 1 | △θ1 |
| 2 | △θ2 |
| 3 | △θ3 |
| 4 | △θ4 |
| 5 | △θ5 |
| 6 | △θ6 |
| 7 | △θ7 |
第二补正板7与第二修正参照板12有不同的光谱特征点，对应特征点的差值分布标记如下：
| 标记号 | 光谱特征点差 |
| 1 | △λ1 |
| 2 | △λ2 |
| 3 | △λ3 |
| 4 | △λ4 |
| 5 | △λ5 |
| 6 | △λ6 |
| 7 | △λ7 |
光谱特征点的差值与夹角差值的比值（可近似认为是微分值）分布可标记如下：
| 标记号 | 光谱特征点的差值与夹角差值的比值 |
| 1 | △λ1/△θ1 |
| 2 | △λ2/△θ2 |
| 3 | △λ3/△θ2 |
| 4 | △λ4/△θ3 |
| 5 | △λ5/△θ4 |
| 6 | △λ6/△θ5 |
| 7 | △λ7/△θ6 |
可将△λi/△θi做为固有配置下第i圈（标记号为i所在的圈）的固有参数。利用此参数，以任一圈的光谱特征点为基准，通过对比其他所有圈的光谱特征点与此圈的光谱特征点的差值，即可计算出其他所有圈的夹角值与基准圈的夹角值的差值，进而计算出其他所有圈的补正板的宽度与基准圈所对应的补正板的宽度的差。人为对其补正板进行修正（加宽或剪窄），即可完成对光谱特征点的修正，这样就达成了对光谱特征点的控制。当所有圈的光谱特征点重合，此时就认为所有圈的成膜厚度均相同，此即完成补正板的修正。
如图8所示，其光谱特征点分布如下：
| 标记号 | 修正后的光谱特征点分布 |
| 1 | 515 |
| 2 | 515 |
| 3 | 514 |
| 4 | 512 |
| 5 | 512 |
| 6 | 513 |
| 7 | 512 |
在实际中不可能将所有圈的光谱特征点完全修正重合，同时也没此必要，只需将光谱特征点修正到一定范围（如5nm）内即可。
Claims (4)
1.一种镀膜机中补正板的设置修正方法，所述镀膜机中至少包括两个补正板，两个所述补正板分别对应遮挡两个蒸发源，两个所述蒸发源包括第一蒸发源及第二蒸发源，位于所述第一、第二蒸发源的正上方分别对应固定设置有第一、第二补正板，其特征在于：所述设置修正方法至少包括以下步骤：使所述第一、第二补正板在高度方向上的设置位置具有高度差，即第一补正板位置高于第二补正板位置；使所述第一、第二补正板分别对所述第二蒸发源的两个初始遮挡角之间具有重叠区域，即使所述第二补正板部分遮挡住所述第一补正板对于所述第二蒸发源的遮挡角。
2.根据权利要求1所述的一种镀膜机中补正板的设置修正方法，其特征在于：所述补正板的修正步骤中首先修正位于低位置的所述第二补正板，以确定该补正板对于所述第二蒸发源的遮挡角，修正区域位于所述第二补正板相对于第一、第二蒸发源的远端。
3.根据权利要求1所述的一种镀膜机中补正板的设置修正方法，其特征在于：所述补正板的修正步骤中，在修正好所述第二补正板后，修正所述第一补正板，即确定所述第一补正板对于第一蒸发源的遮挡角，修正区域位于所述第一补正板上靠近所述第二补正板的一端。
4.根据权利要求3所述的一种镀膜机中补正板的设置修正方法，其特征在于：所述修正区域尺寸不大于所述第一、第二补正板分别对所述第二蒸发源的两个初始遮挡角之间的重叠区域尺寸。
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