曲面鍍膜（膜厚分佈模擬與調製）
一、膜厚均勻重要性
日常生活從眼鏡、手機、電視到通訊等，處處都有光學薄膜的存在，為因應各種需求，鍍膜基材形貌不再受限，且由於批量生產和大面積製造對於降低成本之益處，基材尺寸越來越大，相同的規格便會因基材尺寸的增加愈難達成。
面對這個考驗，一般會使用濺鍍製程，以增加靶材高度來保障大面積的鍍膜厚度均勻範圍區域，而具較易達成高薄膜緻密性及高附著性的磁控灣鐵製程，更是被廣泛使用在各工業領域上。
磁控濺鍍製程的離子轟擊受磁場限制，材料無法均勻濺射，且固定的外加磁場亦會使靶材產生蝕刻痕，因此都會搭配基材旋轉以平均沉積結果，而自由曲面玻璃基材存在表面每一位置與靶材距離不同的問題，該如何精準控制鍍膜厚度分佈便是首要克服的課題。
二、如何有效調整膜厚
在了解曲面鍍膜市場應用及膜厚均勻的重要性後，要怎麼達到此結果便成為首要研究的目標。
在膜厚調整中最直觀的便是利用修正板當作鍍膜遮蔽的方式，以遮擋鍍膜厚度較厚(鍍率較高)的區域來調製膜厚分佈，但如何調整？需要多少時間及材料成本進行調整？每一次調整是否具有再現性？以上都是需要面對的問題，若實際調整前能進行膜厚模擬，知道修正板的分佈與趨勢，可省下不少成本，透過模擬可做為其中的最佳解法。
綜覽膜厚模擬相關的文獻，不論是蒸鍍、濺鍍等製程，模擬最重要的便是需要了解各部件的形貌、尺寸及相對位置關係(圖一)，而發射源的發射特性則決定材料的發射範圍，盡可能考慮所有條件，模擬可以越靠近真實結果，便能使用模擬程式進行厚度預測及調製。
圖一、蒸/濺鍍製程 模擬參數設定值[1]
三、模擬結果驗證
以下數據為實際製備之鍍膜厚度分佈結果，並使用自主開發的模擬程式完成實驗與模擬數據的比對與驗證。
1. 曲面基材 膜厚分佈預測
將縱向橫向為不同曲率的基材固定於實驗機進行單層膜實驗，以量測分析單層膜厚度及比對模擬數據，模擬與實際實驗所擬合之膜厚結果相互符合(圖二)，故可以驗證程式具預測曲面基材膜厚分佈之能力。
圖二、曲面基材固定於實驗機治具示意圖及其模擬與實驗結果擬合
2. 平面基材 厚度修正
平面基材固定於ARMS治具並進行搭配修正板之單層膜實驗，如圖，模擬可與實驗結果擬合(圖三)，故可透過程式模擬，進行加入修正板後膜厚分佈之預測。
圖三、平面基材固定於ARMS 治具示意圖及模擬與實驗擬合結果
雖然調整修正板開口大小有機會獲得更佳的膜厚分佈結果，但其開口大小會直接影響鍍率，造成製程時間大幅增加，故仍須依據所需規格決定修正板形狀(圖四)。
圖四、不同修正板之厚度分佈模擬結果
3. 曲面基材 厚度修正
將中心下以呈階梯狀基材固定於實驗機進行單層膜實驗，以量測分析單層膜厚度及比對模擬數據，模擬與實驗結果相互符合(圖五)，故可以驗證程式具使用修正板調製曲面基材膜厚分佈之能力。
圖五、曲面基材固定於實驗機治具示意圖及其之模擬與實驗結果擬合
參考文獻
[1] B. Wang, X. Fu, S. Song, H. O. Chu, D. Gibson, C. Li, Y. Shi, and Z. Wu, "Simulation and Optimization of Film Thickness Uniformity in Physical
Vapor Deposition," Coatings 8, 325 (2018).