[发明专利]多离子源同步溅射镀膜装置

说明书

本发明涉及一种多离子源同步溅射镀膜装置，包括：腔体，包括相对设置的顶壁、底壁及连接顶壁和底壁的侧壁；基板，沿第一轴线可转动地设于顶壁，且具有朝向底壁的溅射面；多个靶材，架设于底壁上，且与基板相对设置；多个离子源，关于基板非对称地设于侧壁，离子源与靶材一一对应，离子源朝向靶材的第一端面与第一轴线呈设定锐角，且沉积密集区与溅射面相内切；多个离子源开始同步溅射，多束靶材溅射的材料沉积到基板的溅射面上行程多个沉积密集区，以能够在溅射面的边缘形成环状的沉积密集区，溅射面中心区域的厚度逐渐增大，进而能够较为便捷在基板的溅射面上形成从边缘到中心厚度均匀性较好的光学薄膜，提高了生产效率，能够实现大批量生产。

技术领域

本发明涉及真空镀膜技术领域，特别是涉及一种多离子源同步溅射镀膜装置。

背景技术

光学薄膜广泛应用于光学成像、生物医学、科学仪器、光纤通讯，5G基站建设、数据中心等领域，而随着对光学薄膜的指标要求越来越高，尤其是用于生物医疗、数据中心、5G通讯的WDM(波分复用)滤光片，要求截至带极深的隔离深度和通带内极高的透过率，近乎矩形的陡度，波长精准度达到纳米级，如何制备高性能光学薄膜成为目前研究的热点。

目前，离子束溅射镀膜技术以其镀膜速率稳定，成膜光洁度好、膜层致密度高，光谱性能稳定等优点，成为制备高性能光学薄膜的首选，现有市面上的离子束溅射镀膜机主要采用单一溅射源(离子源)、双离子源两种结构形式，如图1所示，双离子源的镀膜机01通过一个大口径的主源011发出离子束0111对靶材012溅射，所生成的材料0121在基板013上沉积膜层，一个小型辅助源014辅助成膜(提供离化氧或镀前清洁基板013，不参与材料的溅射工作)，实质上仍是单一溅射源。而由于单离子束溅射的特性，这两种离子束溅射镀膜机的溅射速率通常在0.25nm/s-0.28nm/s左右，镀制一个WDM滤光片往往需要50h左右，镀膜速率较慢；并且如图2所示由于基板013上的靶面溅射区015为不规则近似椭圆区域，溅射区015中心的密集区0151材料分子分布最密集，越靠基板圆心所沉积的膜层越厚的镀膜原理，基板上的光学膜层凹凸不平，区域均匀性调整极为困难，导致光学膜层合格区较小，单炉产出率较低，造成离子束溅射镀膜机在制备高性能光学薄膜时成本较高，难以大批量生产的问题。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种多离子源同步溅射镀膜装置。

本发明提供了一种多离子源同步溅射镀膜装置，包括：

腔体，包括相对设置的顶壁、底壁及连接所述顶壁和所述底壁的侧壁；

基板，沿第一轴线可转动地设于所述顶壁，且具有朝向所述底壁的溅射面；

多个靶材，架设于所述底壁上，且与所述基板相对设置；

多个离子源，关于所述基板非对称地设于所述侧壁，所述离子源与所述靶材一一对应，所述离子源朝向所述靶材的第一端面与所述第一轴线呈设定锐角，且沉积密集区与所述溅射面相内切。

上述多离子源同步溅射镀膜装置使用时，离子源和靶材相对设置，离子源对与之相应的靶材进行溅射，多个离子源开始同步溅射，多束靶材溅射的材料沉积到基板的溅射面上行程多个沉积密集区，同时基板沿第一轴线进行旋转，以能够在溅射面的边缘形成环状的沉积密集区，并且由于基板在旋转过程越靠中心在空间的几何路径越短使得所沉积的膜层越厚的镀膜原理，溅射面中心区域的厚度逐渐增大，进而能够较为便捷在基板的溅射面上形成从边缘到中心厚度均匀性较好的光学薄膜，提升了光学膜层合格区面积，提高单炉的产出率，并且镀膜效率是现有离子束溅射镀膜机的多倍，提高了生产效率，能够实现大批量生产。

在其中一个实施例中，所述设定锐角为40°-50°。

在其中一个实施例中，多离子源同步溅射镀膜装置还包括多个驱动机构，所述驱动机构设置于所述离子源和所述侧壁之间，用于提供所述第一端面相对所述第一轴线转动的驱动力。