1. 应用介绍
行业领域：高端光学制造
工艺设备：离子束溅射沉积系统
镀膜材料：氧化物多层介质膜
基底材料：光学玻璃、微晶玻璃
基底尺寸：可达300mm
工艺背景：
激光陀螺、高功率激光器、空间光学系统等高端应用对光学薄膜的损耗、环境稳定性和激光损伤阈值有极高要求。传统电子束蒸发镀膜由于沉积粒子能量低，膜层呈现柱状晶结构，导致散射损耗高、环境稳定性差、应力难以控制。
工艺目标：
在大面积基底上沉积高密度、低损耗、低应力的氧化物多层膜，满足高端光学系统对薄膜性能的严苛要求。
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本应用采用 RFICP 380 大口径射频离子源作为溅射源，配置平行束三栅极组件，产生大面积均匀离子束轰击靶材。
选型依据：
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工艺需求 |
KRI RFICP 380 解决方案 |
|---|---|
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大面积均匀镀膜 |
栅极直径30cm，可覆盖300mm基底 |
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超低损耗膜层 |
无灯丝设计，杜绝电极污染；射频放电等离子体纯净 |
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长时间连续工艺 |
无灯丝，无电极腐蚀，支持长周期连续运行 |
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反应溅射兼容 |
全陶瓷/石英等离子体室，耐氧气腐蚀 |
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应力控制 |
离子能量宽范围可调，可调控薄膜微结构 |
3. 工艺实现与技术优势
工作原理：
RFICP 380 射频离子源产生高能离子束轰击靶材，溅射出的靶材原子在氧气氛中沉积于基底表面，形成氧化物薄膜。通过交替切换靶材和精确控制沉积时间，实现多层膜结构沉积。
工艺能力：
a. 支持 Ta₂O₅、SiO₂、Nb₂O₅、HfO₂、TiO₂ 等多种氧化物薄膜沉积
b. 离子能量与束流密度独立控制，可优化薄膜折射率与应力状态
c. 无灯丝设计避免钨挥发污染，膜层纯净度高
d. 射频放电稳定性好，工艺重复性优异
4. 关键性能参数
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参数名称 |
技术规格 |
|---|---|
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离子源型号 |
KRI RFICP 380 |
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放电方式 |
射频感应耦合等离子体 |
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栅极直径 |
30 cm Φ |
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最大离子束流 |
>1500 mA |
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离子能量范围 |
100 - 1200 eV |
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离子束类型 |
聚焦、平行、散射（可选） |
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工作气体 |
Ar, Kr, Xe, O₂, N₂, H₂ 等 |
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气体流量范围 |
15 - 50 sccm |
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典型工作压力 |
< 0.5 mTorr |
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中和器 |
LFN 2000 |
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源体尺寸 |
长度：39 cm，直径：59 cm |
5. 应用成果与客户价值
工艺效果：
a. 膜层品质提升：获得致密、无柱状晶结构的薄膜，光学损耗显著低于传统蒸发镀膜
b. 大面积均匀性：300mm 基底范围内膜厚均匀性优异，边缘可用率高
c. 环境稳定性：薄膜堆积密度高，吸潮漂移小，通过严苛环境测试
d. 应力可控：通过调节离子能量可调控薄膜应力状态，面形畸变小
客户收益：
a. 满足高端光学系统对薄膜损耗和稳定性的严苛要求
b. 大面积镀膜能力提升产能，降低单件成本
c. 无灯丝设计减少维护停机时间，设备稼动率提升
d. 栅极维护周期长，年度备件成本显著降低
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