【解决方案】

针对上述问题，VPI资深工程师与客户密切合作，提出并实施了定制化的解决方案，主要包括以下措施：

• 升级靶材尺寸与功率密度： 将溅射靶由原标准直径50 mm升级为直径60 mm。增大的靶面面积一方面拓宽了溅射源的覆盖范围，使高3 cm的锥形样品从底部到顶端都能处于有效溅射粒子流中；另一方面，定制的60 mm靶在相同放电电流下电流密度（mA/cm²）降低，从而允许提高总体溅射电流和功率而不至于过载，实际运行中将溅射电源电流上限适当提高，从源头上增强了的溅射沉积速率。更高的溅射功率密度使单位时间内到达基片的原子更多，既缩短了沉积时间又提升了膜原子的动能。通过这一改变，弥补了直流溅射原本速率偏慢的缺陷，同时为后续改善膜层质量奠定基础。

• 采用旋转柱状样品台： 将原本固定的样品托架更换为定制的柱式旋转样品台，可使锥台样品在镀膜过程中绕垂直轴自转。旋转机构保证了锥形表面的每一部分在沉积过程中都能周期性地面对溅射靶材，从动态上均衡各向厚度累积差异。特别是针对非平面三维结构，旋转沉积可有效消除阴影效应和方位角差异，实现膜厚的高度均匀。经过改造后，样品自转速度和靶距位置由PLC精密控制，确保在整个镀膜过程中原子的入射角度和通量得到均匀分布，克服了原先静态条件下上下部位厚薄悬殊的问题。

• 优化工艺参数防氧化： 在硬件改进的同时，VPI团队对工艺参数进行了优化调整以防止膜氧化发黑。首先，提高真空腔体极限真空度，采用大抽速涡轮分子泵和高效前级泵组合，将镀膜前腔体本底真空提升至 ~10^-4 Pa 级别。更高的真空度显著减少了残余氧气和水汽含量，从源头避免在沉积时被氧化。其次，溅射过程中仅充入高纯Ar作为工作气体，严格控制工作压强在工艺要求的最低稳定点，以平衡离子流强度和膜质。根据溅射理论，降低气压会减小等离子体离子流但提高平均自由程，有助于获得更平直入射的溅射原子和更致密的膜层。结合靶功率提升所带来的较高沉积速率，此处选择中等偏低的工作气压，使沉积速率与膜质纯度达到优化平衡。此外，引入靶材预溅射步骤，在正式镀膜前先溅射纯靶几分钟以清除表面氧化层，待等离子体呈现稳定亮白色辉光后再开始对样品沉积，从过程上保证了镀膜初期的原子纯净无污染。最后，在镀膜完成冷却后，全程使用惰性气体保护取出样品，避免热膜直接暴露于空气。以上工艺措施相辅相成，极大地改善了膜的光亮度。

• 理论计算与实验验证： 针对靶材尺寸和样品几何的调整，VPI工程师利用溅射沉积的空间分布模型进行了详细的公式推演。通过建立靶面元素与样品各位置间的几何关系，计算了不同靶径下锥面各点的沉积通量分布。结果预测靶径从50 mm增至60 mm可将样品顶部的相对沉积率提高约20%以上，膜厚均匀性误差由原来的±30%改善到±10%以内。为验证理论推导，团队进行了多轮实验测试：在相同沉积时间下，对比原方案和改进方案所得膜厚度轮廓和表观颜色。测试结果与计算高度一致——采用新方案后锥形样品自底至顶的膜厚度趋于一致，偏差在可控范围内，而膜层颜色由灰黑转为均匀亮色。实验同时对比了百格胶带附着力测试，改进后的膜牢固附着于基底，划格后无大面积剥落。这些数据充分证明了该解决方案的有效性和可靠性。