薄膜反射器的生产制造技术

提供了薄膜反射器，用于生产所述薄膜反射器的方法和ALD‑系统。所述方法包括以下步骤：提供(S1)包括至少一种类型的材料的基底，和在所述基底的至少部分上提供(S2)包括金属化合物的薄膜。所述方法还包括通过用至少一种第一材料实施低温原子层沉积LT‑ALD，用第一阻挡层涂覆(S3)所述薄膜的至少部分的步骤，和通过用至少一种第二材料实施高温原子层沉积HT‑ALD，在所述第一阻挡层的至少部分上提供(S4)第二阻挡层的步骤，从而获得多层薄膜反射器。还提供了用于控制所述ALD‑系统的ALD控制系统。进一步提供了用于控制ALD‑工具有待使用的温度的计算机程序。还公开了所提供的薄膜的具体用途。

Production of thin film reflectors

Provides a thin film reflector, method for producing the thin film reflector and ALD system. The method includes the steps of providing (S1) a substrate comprising at least one type of material, and providing (S2) a film comprising a metal compound on at least a portion of the substrate. The method also includes through the implementation of low temperature atomic layer deposition LT ALD with at least one first material, with the first barrier coating (S3) steps at least a portion of the film, and through the implementation of high temperature atomic layer deposition HT ALD with at least one of second materials in the first block to provide at least some (S4) second layer on the barrier layer steps to obtain multilayer thin film reflector. Also provides for the control of the ALD system ALD control system. Further provides a computer program for controlling ALD to be used tool temperature. Also disclosed are the specific uses of the films provided.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
所提出的技术涉及用于生产薄膜反射器的方法以及用于生产薄膜反射器的原子层沉积ALD系统，ALD系统的控制系统，和用于控制ALD系统的计算机程序，以及薄膜反射器。
技术介绍
反射器(reflector)用于广泛的应用中，并且它们可以以各种不同的方式生产。反射器应用中的所述反射金属通常是用于可见光波长范围的铝或银，以及用于红外波长的金。由于所述金属层腐蚀并机械脆弱，则它们需要某种形式的保护才能随时间推移保持反射性。生产反射器的两种方式是第一表面镜方法和第二表面镜方法。第二表面镜在所述金属层的顶部具有厚玻璃或聚合物片材以机械地保护它们。这种方法，所述反射镜背面上的保护性膜能够是不透明的，而相反地使用了通过所述玻璃或聚合物的反射。所述常见的毫米厚的玻璃提供了针对各种攻击的良好机械保护，但是提供比第一表面镜面更低的总体反射率。使用依靠用薄膜阻挡层保护的薄银涂层的前表面银镜能够达到可见光波长范围内的最高反射率。当需要高度反射微结构时，不存在用于薄阻挡膜之外的物理空间，并且所述第二表面镜甚至不是选项。在较高温度下，金属的腐蚀发生更快，并且某些金属薄膜开始形成液滴。这些问题通常在低于其熔点的温度下就已经开始，并会导致较低的反射率。由于这些原因，金属反射器的有用温度范围通常相当有限。
技术实现思路
一般目的是提供用于生产薄膜反射器的方法。另一个目的是提供用于生产薄膜反射器的原子层沉积ALD系统。另一个目的是提供用于所述ALD系统的控制系统。还有的另一个目的是提供用于控制ALD系统的计算机软件系统。还有的另一个目的是提供薄膜反射器。这些和其他目的通过所提出的技术的实施方式满足。根据第一方面，提供了用于生产薄膜反射器的方法。所述方法包括以下步骤：-提供包括至少一种类型的材料的基底(substrate)；-在所述基底的至少一部分上提供包括金属化合物的薄膜；-通过使用至少一种第一材料实施低温原子层沉积LT-ALD用第一阻挡层涂覆所述薄膜的至少一部分；和-通过使用至少一种第二材料实施高温原子层沉积HT-ALD在所述第一阻挡层的至少一部分上提供第二阻挡层，从而获得多层薄膜反射器。根据第二方面，提供了用于生产薄膜反射器的原子层沉积ALD系统。所述ALD系统包括：-包括一个或多个控制子系统的控制系统，和-由所述控制系统控制的至少一个ALD工具，其中ALD工具配置成通过使用至少一种第一材料实施低温ALD，LT-ALD，在包括金属化合物的薄膜的至少一部分上提供第一阻挡层，和其中ALD工具配置成通过使用至少一种第二材料实施高温ALD，HT-ALD在第一阻挡层的至少一部分上提供第二阻挡层，从而获得多层薄膜反射器。根据第三方面，提供了配置成控制原子层沉积ALD系统的控制系统，其中所述ALD系统包括至少一个ALD工具，其中所述控制系统配置成至少控制ALD工具用至少一种第一材料在包括金属化合物的薄膜的至少一部分上实施低温ALD，LT-ALD从而用第一阻挡层至少部分地涂覆所述薄膜的第一温度，和其中所述控制系统配置成至少控制ALD工具用至少一种第二材料在所述第一阻挡层的至少一部分上实施高温ALD，HT-ALD从而用第二阻挡层至少部分地涂覆所述第一阻挡层的第二温度，从而获得多层薄膜反射器。根据第四方面，提供了包括指令的计算机程序，当在至少一个处理器上执行时，其使所述至少一个处理器：-至少控制ALD工具用至少一种第一材料实施低温ALD，LT-ALD从而用第一阻挡层涂覆包括金属化合物的薄膜的至少一部分的第一温度；-至少控制ALD工具用至少一种第二材料在第一阻挡层的至少部分上实施高温ALD，HT-ALD从而用第二阻挡层涂覆所述第一阻挡层的至少部分的第二温度，从而获得多层薄膜反射器。根据第五方面，提供了薄膜反射器，包括：-包括至少一种类型的材料的基底；-设置于所述基底的至少一部分上的金属化合物的薄膜；-通过低温原子层沉积LT-ALD在所述薄膜的至少一部分上提供的第一阻挡层，和-通过高温原子层沉积HT-ALD在第一阻挡层的至少一部分上提供的第二阻挡层。以这种方式，有可能提供具有关于例如高热和/或化学稳定性的优异性能的薄膜反射器。举例而言，根据所提出的技术的薄膜反射器能够用作用于X射线应用的闪烁器的部分。所述薄膜反射器能够提供反射闪烁器部件中的次级光子(secondaryphoton)的改进的效率。需要具有良好耐热特性的反射器以避免由于在闪烁器的生产阶段期间施加的热和/或在例如X射线应用中使用闪烁器期间可能产生的热冲击而导致的降解。其中根据所提出的技术的薄膜反射器可以使用的其他实例包括需要高温或高温范围的应用，例如在高温灯内，作为激光系统的部件(例如，用作激光反射器)，或作为光学或电光器件的部件(例如，用于空间应用)。当阅读详细描述时，将理解其他优点。附图说明通过参考结合附图的以下描述，可以最佳理解这些实施方式及其进一步的目的和优点，其中：图1公开了图示说明用于生产根据实施方式的薄膜反射器的方法的实例的示意流程图。图2公开了图示说明用于生产根据实施方式的薄膜反射器的原子层沉积ALD系统的实例的示意性框图。图3公开了图示说明根据实施方式的ALD控制系统的实例的示意性框图。图4公开了根据实施方式的薄膜反射器的示意性实例。图5A公开了图示说明配置成控制根据所提出的技术的实施方式的原子层沉积ALD系统的控制系统的实例的框图。图5B图示说明了根据所提出的技术的实施方式的计算机程序的执行的实例。图6是图示说明根据所提出的技术的实施方式的ALD系统的实例的示意性框图。图7是图示说明根据所提出的技术的实施方式的可替代ALD系统的实例的示意性框图。图8是根据所提出的技术的实施方式的薄膜反射器的实例的示意图。图9是根据所提出的技术的实施方式的可替代薄膜反射器的实例的示意图。图10是根据所提出的技术的实施方式的薄膜反射器的又一实例的示意图。具体实施方式在整个附图中，相同的参考标记用于类似或对应的元件。为了更好地理解所提出的技术，首先简要概述根据所提出的技术的薄膜反射器的潜在用途和应用可能是很有用的。举例而言，根据任何所公开的实施方式的薄膜反射器能够用作高温灯的部件。根据另一个实例，正如任何实施方式中所描述的薄膜反射器可以用作X射线应用的闪烁器的部件。在本申请中，薄膜反射器对反射闪烁器中的次级光子提供了反射功能。由于所提出的薄膜反射器具有优异的耐热性能，它将能承受由于在所述闪烁器的生产阶段期间施加的过量热和/或在例如X射线应用中使用闪烁器期间产生的热冲击所致的降解。任何实施方式中描述的薄膜反射器也能够用作激光系统的部件，例如，用作激光反射器。任何实施方式中描述的薄膜反射器也可以用作光学或电光器件的部件，例如，用于空间应用。提供对原子层沉积，ALD技术和对应的ALD机器，也称为ALD系统的一般性介绍也是有用的。顾名思义，原子层沉积(AtomicLayerDeposition)ALD通常涉及在原子层水平上沉积材料，而更具体而言，涉及基于顺序地使用一个或多个气相化学过程的薄膜沉积技术。例如，ALD包括通过将基底依次暴露于两种或更多种反应性蒸气而生长薄膜。这包括但不限于蒸气定期脉冲进入惰性气体流并在其间净化(purge)，以及在空间上分离的惰性气体区之间移动基底；也称为空间ALD。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于生产薄膜反射器的方法，其中所述方法包括以下步骤：‑提供(S1)包含至少一种类型的材料的基底；‑在所述基底的至少部分上提供(S2)包含金属化合物的薄膜；‑通过用至少一种第一材料实施低温原子层沉积LT‑ALD，用第一阻挡层涂覆(S3)所述薄膜的至少部分；和‑通过用至少一种第二材料实施高温原子层沉积HT‑ALD，在所述第一阻挡层的至少部分上提供(S4)第二阻挡层，从而获得多层薄膜反射器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.07 US 62/021,3561.一种用于生产薄膜反射器的方法，其中所述方法包括以下步骤：-提供(S1)包含至少一种类型的材料的基底；-在所述基底的至少部分上提供(S2)包含金属化合物的薄膜；-通过用至少一种第一材料实施低温原子层沉积LT-ALD，用第一阻挡层涂覆(S3)所述薄膜的至少部分；和-通过用至少一种第二材料实施高温原子层沉积HT-ALD，在所述第一阻挡层的至少部分上提供(S4)第二阻挡层，从而获得多层薄膜反射器。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述基底包括一种或多种薄膜涂层、和/或表面改性的组，以防止连续的薄膜反射器层和所述基底之间的反应，并改善金属层与所述基底的粘附。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中包含于所述薄膜内的金属化合物包括选自Al、Ag、Au、Cu或它们的合金、或包含所述化合物任一种的合金的化合物。4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中所述方法进一步包括在实施所述LT-ALD步骤之前用热、等离子体或光学不显著材料层，例如薄金属、金属氧化物、金属氮化物或任何其它薄涂层制备所述薄膜。5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中通过使用LT-ALD在优选0至约200摄氏度的温度下，更优选约100至约150℃的温度下提供所述第一阻挡层。6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中通过使用HT-ALD，使用高于约200摄氏度的温度提供所述第二阻挡层。7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其中用于LT-ALD的至少一种材料的所述第一组和用于HT-ALD的至少一种材料的所述第二组是金属氧化物。8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其中用于所述第一阻挡层的材料选自包括Al2O3、SiO2、TiO2、HfO2、ZrO2、Nb2O5、MgO、ZnO、ZnS、Ta2O5、Si3N4的组中、并且其中用于所述第二阻挡层的材料选自包括Al2O3、AlN、TiO2、HfO2、ZrO2、SiO2、Nb2O5、MgO、ZnO、ZnS、Ta2O5或Si3N4的组中。9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其中用第一阻挡层涂覆金属薄膜的至少部分的步骤(S3)包括提供厚度为0至500nm，优选0至100nm，更优选25至75nm，甚至更优选约50nm的厚度的所述第一阻挡层。10.根据权利要求1-9中任一项所述的方法，其中用第一阻挡层涂覆金属薄膜的步骤(S3)包括用不同材料的两层或更多亚层涂覆所述金属薄膜。11.根据权利要求1-10中任一项所述的方法，其中在所述第一阻挡层的至少部分上提供(S4)第二阻挡层的步骤包括用不同材料的多个亚层涂覆所述第一阻挡层的至少部分。12.用于生产薄膜反射器的原子层沉积ALD系统，其中所述ALD系统包括：-控制系统，包括一种或多种控制子系统；以及-由所述控制系统控制的至少一种ALD工具；-其中ALD工具配置成通过用至少一种第一材料实施低温ALD，LT-ALD在包含金属化合物的薄膜的至少部分上提供第一阻挡层；和-其中ALD工具配置成通过用至少一种第二材料实施高温ALD，HT-ALD在所述第一阻挡层的至少部分上提供第二阻挡层，从而获得多层薄膜反射器。13.根据权利要求12所述的ALD系统，其中所述ALD系统包括多种ALD工具，包括第一ALD工具(1)和第二ALD工具(2)。14.根据权利要求13所述的ALD系统，其中所述系统包括两种不同的ALD工具，第一ALD工具(1)和第二ALD工具(2)，所述第一ALD工具和所述第二ALD工具优选由共用控制系统控制，所述第一ALD工具适于采用至少一种材料的第一组实施低温ALD，LT-ALD，以及所述第二ALD工具适于采用至少一种材料的第二组实施高温ALD，HT-ALD。15.根据权利要求13所述的ALD系统，其中所述第一ALD工具(1)与所述第二ALD工具(2)相同。16.根据权利要求12-15中任一项所述的ALD系统，其中所述控制系统配置成控制在LT-ALD期间ALD工具施用所述第一阻挡层的温度，并配置成控制在HT-ALD期间相同或不同的ALD工具施用所述第二阻挡层的温度。17.根据权利要求12-16中任一项所述的ALD系统，其中所述控制系统配置成控制ALD工具以提供具有指定厚度的第一阻挡层。18.根据权利要求12-17中任一项所述的ALD系统，其中所述控制系统配置成控制ALD工具以提供具有指定厚度的第二阻挡层。19.一种配置成控制原子层沉积ALD系统的ALD控制系统，-其中所述控制系统配置成至少控制ALD工具采用至少一种第一材料在包括金属化合物的薄膜的至少部分上实施低温ALD，LT-ALD从而用第一阻挡层至少部分地涂覆所述薄膜的第一温度；和-其中所述控制系统配置成至少控制ALD工具采用至少一种第二材料在所述第一阻挡层的至少部分上实施高温ALD，HT-ALD从而用第二阻挡层至少部分地涂覆所述第一阻挡层的第二温度，由此获得多层薄膜反射器。20.根据权利要求19所述的ALD控制系统，其中所述控制系统作为可编程逻辑控制器执行。21.根据权利要求19所述的ALD控制系统，其中所述控制系统包括存储器和处理器，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：安娜·萨尔霍尔姆，塔帕尼·阿拉萨雷拉，
申请(专利权)人：斯基恩特X公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE