[发明专利]一种膜厚监控装置、镀膜设备及膜厚监控方法

说明书

本发明提供一种膜厚监控装置、镀膜设备及膜厚监控方法，通过设置多个晶振传感器，利用每个晶振传感器单独检测同一种膜材的实时厚度，使得晶振传感器不会受到不同膜材交替界面导致的不确定性影响，保证了晶振法膜厚监控精度。

技术领域

本发明属于真空镀膜技术领域，具体涉及一种膜厚监控装置、镀膜设备及膜厚监控方法。

背景技术

对于光学薄膜来说，厚度是除折射率之外最重要的参数，因此在真空镀膜过程中，准确控制薄膜的厚度成为制备薄膜的关键。石英晶体振荡法(晶振法)监控膜厚，主要是利用石英晶体的压电效应和质量负荷效应，通过测量其固有谐振频率或与固有谐振频率有关的参量变化来监控沉积薄膜的厚度，其最大的优点是便于自动控制并且可以监控任意膜厚。

对于同种膜材，膜层厚度变化与晶振传感器谐振频率呈线性关系，但现有的晶振法监控技术，采用1个晶振传感器对基材表面交替镀多种不同膜材(例如介质膜和金属膜)时，由于不同膜材的密度不同，不同膜材交替叠加使晶振传感器的谐振频率与膜层整体厚度产生非线性变化干扰，从而导致膜厚监控精度下降。

发明内容

因此，本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种能够在基材表面交替镀多种不同膜材时避免因不同膜材的密度不同导致的晶振传感器的谐振频率与膜层整体厚度产生非线性变化干扰，提高膜厚监控精度的膜厚监控装置、镀膜设备及膜厚监控方法。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，一种膜厚监控装置，用于在基材表面交替镀多种膜材，包括：晶振监测单元，其配置在镀膜室内，用于检测所述多种膜材在基材表面的实时厚度；控制单元，其配置为与所述晶振监测单元电连接，用于接收从所述晶振监测单元传送的所述实时厚度，以及配置为与镀膜装置电连接，用于控制所述镀膜装置在基材表面交替镀多种膜材；所述晶振监测单元包括多个晶振传感器，所述晶振监测单元控制每个所述晶振传感器单独检测同种膜材的实时厚度，所述控制单元在所述镀膜装置向所述基材表面镀交替镀多种膜材期间，根据每种膜材对应的实时厚度控制所述镀膜装置的工作时间。

本发明通过设置多个晶振传感器，利用每个晶振传感器单独监控同一种膜材的厚度，使得晶振传感器不会受到不同膜材交替叠加导致的非线性变化干扰，保证了晶振法膜厚监控精度。

进一步地，本发明的膜厚监控装置，所述晶振监测单元包括晶振传感器A和晶振传感器B，所述晶振监测单元控制所述晶振传感器A单独检测第一膜材的第一实时厚度，以及控制所述晶振传感器B单独检测不同于所述第一膜材的第二膜材的第二实时厚度；所述控制单元在所述镀膜装置向基材表面镀所述第一膜材期间，根据所述第一实时厚度控制所述镀膜装置的工作状态；以及所述控制单元在所述镀膜装置向基材表面镀第二膜材期间，根据所述第二实时厚度控制所述镀膜装置的工作时间。

进一步地，本发明的膜厚监控装置，所述晶振监测单元还包括晶振传感器C，所述晶振监测单元控制所述晶振传感器C单独检测不同于所述第一膜材和第二膜材的第三膜材的第三实时厚度；所述控制单元在所述镀膜装置向基材表面镀所述第三膜材期间，根据所述第三实时厚度控制所述镀膜装置的工作时间。

进一步地，本发明的膜厚监控装置，所述晶振监测单元还包括晶振传感器D，所述晶振监测单元控制所述晶振传感器D单独检测不同于所述第一膜材、第二膜材和第三膜材的第四膜材的第四实时厚度；所述控制单元在所述镀膜装置向基材表面镀所述第四膜材期间，根据所述第四实时厚度控制所述镀膜装置的工作时间。

进一步地，本发明的膜厚监控装置，所述晶振监测单元包括遮挡部，用于在所述镀膜装置向基材表面镀一种膜材期间，露出单独检测该膜材的晶振传感器，同时遮挡其他所述晶振传感器。

本发明的另一目的是通过如下技术方案来完成的，一种镀膜设备，用于在基材表面交替镀多种膜材，其特征在于：包括镀膜室、夹持机构、镀膜装置和前述的膜厚监控装置。