專利名稱：鍍膜系統(tǒng)及其膜厚監(jiān)控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)一種膜厚監(jiān)控裝置，尤其有關(guān)一種用以監(jiān)控鍍于一光學(xué)基板上的光學(xué)薄膜厚度的膜厚監(jiān)控裝置。
背景技術(shù)：
近年來光電產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，使對相關(guān)光學(xué)組件的性能要求日益提高。因此，對于其上的光學(xué)鍍膜精確度要求也更為嚴格，如此使利用膜厚監(jiān)控裝置來監(jiān)控光學(xué)鍍膜制作過程中的膜厚變得十分重要。
一般膜厚監(jiān)控裝置可區(qū)分為反射式膜厚監(jiān)控裝置及穿透式膜厚監(jiān)控裝置兩種。圖1A顯示一反射式膜厚監(jiān)控裝置100，當激光光源102將光束入射至光學(xué)基板104上的光學(xué)薄膜106時，其中一部份光線被反射并被光接收器108接收，借以量測光學(xué)薄膜厚度。如圖1A所示，因激光光源102與光接收器108位于光學(xué)基板104的同側(cè)，使整體體積縮小而可安裝于鍍膜機的真空腔(未圖示)外側(cè)，達到安裝及維護簡單的目的。然而，上述裝置以接收反射光來量側(cè)，一旦角度略為傾斜將使反射光偏離光接收器108可接收范圍，故對光學(xué)基板104的安裝及角度校準非常敏感。尤其近年來光學(xué)鍍膜機內(nèi)設(shè)計為可放置數(shù)百片的光學(xué)基板，一一執(zhí)行角度校準將十分費時。
圖1B顯示一穿透式膜厚監(jiān)控裝置200，其將激光光源202與光接收器208分置于光學(xué)基板204的兩側(cè)，使光接收器208接收穿透光學(xué)薄膜206的激光束，而可避免反射式膜厚監(jiān)控裝置200容易因基板傾斜造成光線偏移的問題。然而，激光光源202與光接收器208分置于光學(xué)基板204兩側(cè)的設(shè)計，將導(dǎo)致整個裝置體積過于龐大且不易安裝。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種膜厚監(jiān)控裝置，其能同時解決現(xiàn)有反射式及穿透式膜厚監(jiān)控裝置的問題，且可有效提高膜厚監(jiān)控的準確度。
依本發(fā)明的設(shè)計，一種膜厚監(jiān)控裝置包含一激光光源、一回歸反射器及一光接收器。激光光源沿一第一路徑發(fā)出穿透該光學(xué)薄膜的光束，回歸反射器置于光學(xué)基板相對激光光源的另一側(cè)，以反射光束并使光束以平行第一路徑的一第二路徑再次穿透光學(xué)薄膜，且光接收器接收沿第二路徑穿透光學(xué)薄膜的光束。
根據(jù)本發(fā)明的一種鍍膜系統(tǒng)，包括至少一鍍膜源，用以提供至少一光學(xué)鍍膜所需的材料；至少一載具，用以承載該光學(xué)鍍膜；至少一光源，沿一第一路徑發(fā)出穿透該光學(xué)鍍膜的一光束；至少一回歸反射器，置于該光學(xué)鍍膜相對該光源的另一側(cè)，以反射該光束并使該光束以平行該第一路徑的一第二路徑再次穿透該光學(xué)鍍膜；及至少一光接收器，接收沿該第二路徑穿透該光學(xué)鍍膜的該光束。
采用本發(fā)明的設(shè)計，光線由激光光源發(fā)出至最后抵達光接收器，皆以光線穿透光學(xué)薄膜而非于光學(xué)基板上反射的方式來量測膜厚，故不會產(chǎn)生光學(xué)基板安裝角度略為不佳即導(dǎo)致反射光偏離光接收器可接收范圍的問題。再者，因激光光源與光接收器位于同側(cè)，不僅可使整體體積縮小，且如此激光光源與光接收器可同時安裝于鍍膜機真空腔外側(cè)，達到安裝及維護簡單的目的。另外，本發(fā)明設(shè)計使光接收器所接收的光束可通過光學(xué)薄膜兩次，如此可增加光接收器量測值的敏感度，提高膜厚量測的準確度。


圖1A為一現(xiàn)有反射式膜厚監(jiān)控裝置示意圖。
圖1B為一現(xiàn)有穿透式膜厚監(jiān)控裝置示意圖。
圖2為顯示本發(fā)明膜厚監(jiān)控裝置的一實施例的示意圖。
圖3為一示意圖，顯示本發(fā)明膜厚監(jiān)控裝置運用于一離子助鍍的電子槍蒸鍍實例。
圖4為一示意圖，顯示本發(fā)明膜厚監(jiān)控裝置運用于等離子體濺鍍的實例。
具體實施例方式
請參考圖2，依本發(fā)明的膜厚監(jiān)控裝置10包含一激光光源12、一光接收器18及一回歸反射器(retro-reflector)20。激光光源12及光接收器18設(shè)置于光學(xué)基板14的同一側(cè)且回歸反射器20設(shè)置于光學(xué)基板14的另一側(cè)?；貧w反射器20可將反射光以平行入射光行進路徑方式反射回原光源處，且可獲得光線在反射時幾乎不會散開的效果。依本實施例，回歸反射器20是采用一頂角反射棱鏡(corner cube prism)結(jié)構(gòu)。另外，回歸反射器20也可以視實際需求變更為四邊形反射棱鏡、五邊形反射棱鏡、六邊形反射棱鏡等的多邊形反射棱鏡，也可以為具有雙反射面、三反射面、四反射面等的多反射面反射器。
借由此一設(shè)計，當激光光源12發(fā)出的光束穿透光學(xué)薄膜16及光學(xué)基板14后立即遭遇回歸反射器20，回歸反射器20反射該光束，且使反射后的光束以平行入射光行進路徑的另一路徑行進再次穿透光學(xué)薄膜16。光接收器18設(shè)置于反射光穿透光學(xué)薄膜16后的路徑上接收該反射光，而可獲得量測光學(xué)薄膜16厚度的效果。
因此，借由此一運用回歸反射器20的光學(xué)架構(gòu)設(shè)計，光線由激光光源12發(fā)出至最后抵達光接收器18，皆以光線穿透光學(xué)薄膜16而非于光學(xué)基板14上反射的方式來量測膜厚，故不會產(chǎn)生光學(xué)基板14安裝角度略為不佳即導(dǎo)致反射光偏離光接收器18可接收范圍的問題。亦即，因光線并不于光學(xué)基板14上反射而是以平行入射光行進路徑方式穿透光學(xué)基板14及光學(xué)薄膜16，縱使光學(xué)基板14略為傾斜，亦不會改變光線進入光接收器18的角度而可達上述效果。另一方面，因激光光源12與光接收器18位于同側(cè)，不僅可使整體體積縮小，且如此激光光源12與光接收器18可同時安裝于鍍膜機真空腔(未圖示)外側(cè)，達到安裝及維護簡單的目的。因此，借由本發(fā)明的設(shè)計，可一并改善現(xiàn)有反射式及穿透式膜厚監(jiān)控裝置的缺點，并兼具反射式及穿透式膜厚監(jiān)控裝置的優(yōu)點。
再者，依本發(fā)明的設(shè)計，激光光源12發(fā)出的光束穿過光學(xué)薄膜16一次后，再經(jīng)由回歸反射器20反射使光束再通過光學(xué)薄膜16一次方抵達光接收器18。亦即，本發(fā)明設(shè)計使光接收器18所接收的光束可通過光學(xué)薄膜16兩次，如此可增加光接收器18量測值的敏感度，使膜厚的量測更為準確。
另外，如圖2所示，回歸反射器20表面可涂布一層全反射鍍膜22，以更形確保反射光于回歸反射器20的全反射，減少光線折射出外界的能量損失。另外，回歸反射器20可直接固定于光學(xué)基板14相對激光光源一側(cè)的背側(cè)表面，或與光學(xué)基板14間隔一段距離設(shè)置均可。
圖3為一示意圖，顯示本發(fā)明運用于一離子助鍍(ion-beam assisteddeposition；IAD)的電子槍蒸鍍(electron beam gun evaporation)實例。
如圖3所示，鍍膜機真空腔30內(nèi)設(shè)置有一電子槍蒸發(fā)源32，借由高速電子的撞擊將膜材料蒸發(fā)成氣體，及一助鍍的獨立離子源34用以提高膜堆積密度及膜純度。光學(xué)基板14固定于真空腔30內(nèi)以一定速率旋轉(zhuǎn)的夾持轉(zhuǎn)盤36上，蒸發(fā)成氣體的膜材料沉積于光學(xué)基板14上形成光學(xué)薄膜16?；貧w反射器20固定于夾持轉(zhuǎn)盤36上對應(yīng)光學(xué)基板14位置的背側(cè)表面，當該夾持轉(zhuǎn)盤36旋轉(zhuǎn)至激光光源12發(fā)出的光束穿透光學(xué)薄膜16的位置時，借由夾持轉(zhuǎn)盤36背側(cè)表面設(shè)置的回歸反射器20，可將穿透光學(xué)薄膜16的光束以平行入射方向的方式反射，而再次穿透該光學(xué)薄膜16，再由與激光光源12同側(cè)的光接收器18接收。
圖4為一示意圖，顯示本發(fā)明運用于等離子體濺鍍(plasma sputteringdeposition)的實例。如圖4所示，于一鍍膜機真空腔40內(nèi)，光學(xué)基板14與回歸反射器20對應(yīng)彼此位置，分別固定于以一定速率旋轉(zhuǎn)的夾持圓筒42的兩側(cè)表面上。借由高壓解離的荷能離子撞擊靶材44，可于光學(xué)基板14上沉積形成光學(xué)薄膜16。當該夾持圓筒42旋轉(zhuǎn)至激光光源12發(fā)出的光束穿透光學(xué)薄膜16的位置時，穿透該光學(xué)薄膜的光束經(jīng)回歸反射器20平行反射再次穿透該光學(xué)薄膜16，再由與激光光源12同側(cè)的光接收器18接收。
基于上述本發(fā)明的各個應(yīng)用例可知，本發(fā)明的膜厚監(jiān)控裝置無論運用于何種鍍膜方式，皆能于鍍膜機腔室內(nèi)與不同的基板夾持機構(gòu)形成良好搭配效果，且激光光源12與光接收器18可同時安裝于鍍膜機腔室外側(cè)，達到前述安裝及維護簡單的目的。另外，光學(xué)薄膜16也可以直接形成于夾持機構(gòu)上。
再者，雖然回歸反射器20例示為固定于夾持機構(gòu)上，但其并不限定，可固定于其它載具上，亦可與夾持機構(gòu)(或其它載具)間隔一段距離設(shè)置，僅須位于激光光源12發(fā)出的光束的行進路徑上達到反射目的即可。另外，激光光源12、光接收器18及回歸反射器20的數(shù)量完全不限定，數(shù)量可以相同也可以相異，視實際需求例如考慮鍍膜機腔室內(nèi)光學(xué)基板14的配置及數(shù)量決定。
以上所述僅為舉例性，而非為限制性。任何未脫離本發(fā)明的精神與范疇，而對其進行的等效修改或變更，均應(yīng)包含于后附的本申請權(quán)利要求范圍中。
權(quán)利要求
1.一種膜厚監(jiān)控裝置，用以監(jiān)控鍍于一光學(xué)基板上的光學(xué)薄膜的厚度，該光學(xué)基板固定于一夾持機構(gòu)的一表面上，該膜厚監(jiān)控裝置包含至少一光源，沿一第一路徑發(fā)出穿透該光學(xué)薄膜的一光束；至少一回歸反射器，置于該夾持機構(gòu)相對該光源的另一側(cè)，以反射該光束并使該光束以平行該第一路徑的一第二路徑再次穿透該光學(xué)薄膜；及至少一光接收器，接收沿該第二路徑穿透該光學(xué)薄膜的該光束。
2.如權(quán)利要求1所述的膜厚監(jiān)控裝置，其特征在于該夾持機構(gòu)是以一定速率旋轉(zhuǎn)，且當該夾持機構(gòu)旋轉(zhuǎn)至使該光學(xué)薄膜位于該第一路徑上時，該光源發(fā)出的光束穿透該光學(xué)薄膜。
3.如權(quán)利要求1所述的膜厚監(jiān)控裝置，其特征在于該回歸反射器是選自于頂角反射棱鏡、多邊形反射棱鏡、多反射面反射器、表面涂布有全反射鍍膜的反射器其中之一。
4.如權(quán)利要求1所述的膜厚監(jiān)控裝置，其特征在于該回歸反射器是固定于該夾持機構(gòu)表面或與該夾持機構(gòu)間隔一段距離設(shè)置。
5.一種膜厚監(jiān)控裝置，用以監(jiān)控鍍于一光學(xué)基板上的光學(xué)薄膜的厚度，該膜厚監(jiān)控裝置包含至少一光源，沿一第一路徑發(fā)出穿透該光學(xué)薄膜的一光束；至少一回歸反射器，置于該光學(xué)基板相對該光源的另一側(cè)，以反射該光束并使該光束以平行該第一路徑的一第二路徑再次穿透該光學(xué)薄膜；及至少一光接收器，接收沿該第二路徑穿透該光學(xué)薄膜的該光束。
6.如權(quán)利要求5所述的膜厚監(jiān)控裝置，其特征在于該回歸反射器是選自于頂角反射棱鏡、多邊形反射棱鏡、多反射面反射器、表面涂布有全反射鍍膜的反射器所其中之一。
7.如權(quán)利要求5所述的膜厚監(jiān)控裝置，其特征在于該回歸反射器是固定于該光學(xué)基板表面或與該光學(xué)基板間隔一段距離設(shè)置。
8.一種鍍膜系統(tǒng)，包括至少一鍍膜源，用以提供至少一光學(xué)鍍膜所需的材料；至少一載具，用以承載該光學(xué)鍍膜；至少一光源，沿一第一路徑發(fā)出穿透該光學(xué)鍍膜的一光束；至少一回歸反射器，置于該光學(xué)鍍膜相對該光源的另一側(cè)，以反射該光束并使該光束以平行該第一路徑的一第二路徑再次穿透該光學(xué)鍍膜；及至少一光接收器，接收沿該第二路徑穿透該光學(xué)鍍膜的該光束。
9.如權(quán)利要求8所述的鍍膜系統(tǒng)，其特征在于該鍍膜源是選自于電子槍蒸發(fā)源、離子源、靶材其中之一。
10.如權(quán)利要求8所述的鍍膜系統(tǒng)，其特征在于還包括一腔室，用以容納選自于該鍍膜源、該載具、該光源、該回歸反射器及該光接收器其中之一。
11.如權(quán)利要求8所述的鍍膜系統(tǒng)，其特征在于該回歸反射器是選自于頂角反射棱鏡、多邊形反射棱鏡、多反射面反射器、表面涂布有全反射鍍膜的反射器其中之一。
12.如權(quán)利要求8所述的鍍膜系統(tǒng)，其特征在于該回歸反射器是固定于該載具表面或與該載具間隔一段距離設(shè)置。
13.如權(quán)利要求8所述的鍍膜系統(tǒng)，其特征在于該回歸反射器與該光源的數(shù)量不同。
14.如權(quán)利要求8所述的鍍膜系統(tǒng)，其特征在于該載具是以一定速率旋轉(zhuǎn)，且當該載具旋轉(zhuǎn)至使該光學(xué)鍍膜位于該第一路徑上時，該光源發(fā)出的光束穿透該光學(xué)鍍膜。
15.如權(quán)利要求8所述的鍍膜系統(tǒng)，其特征在于還包括一光學(xué)基板，該光學(xué)基板是被該載具所承載，且該光學(xué)基板上形成有該光學(xué)鍍膜。
16.如權(quán)利要求15所述的鍍膜系統(tǒng)，其特征在于該回歸反射器是固定于該光學(xué)基板表面或與該光學(xué)基板間隔一段距離設(shè)置。
全文摘要
一種膜厚監(jiān)控裝置，用以監(jiān)控鍍于一光學(xué)基板上的光學(xué)薄膜的厚度，包含一激光光源、一回歸反射器(retro－reflector)及一光接收器。激光光源沿一第一路徑發(fā)出穿透該光學(xué)薄膜的光束，回歸反射器置于光學(xué)基板相對激光光源的另一側(cè)，以反射光束并使光束以平行第一路徑的一第二路徑再次穿透光學(xué)薄膜，且光接收器接收沿第二路徑穿透光學(xué)薄膜的光束。
文檔編號G01B21/02GK1730720SQ20041005641
公開日2006年2月8日 申請日期2004年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月6日
發(fā)明者康興達, 張紹雄 申請人:臺達電子工業(yè)股份有限公司