利用磁鐵單元的濺射裝置及其方法
2024-04-04 08:10:05 1
利用磁鐵單元的濺射裝置及其方法
【專利摘要】本發明公開一種能夠降低被鍍膜物的鍍膜厚度偏差的濺射裝置及其方法。該濺射裝置包括：腔體；以及靶模塊，其位於所述腔體內，並且具有靶源及產生磁場的至少一個磁鐵單元；其中，所述磁鐵單元在濺射工序期間擺動。根據本發明的濺射裝置及其方法，通過使靶源旋轉(rotating)，並使磁鐵單元擺動(swing)，能夠延長靶源的壽命，並且能夠降低被鍍膜物的鍍膜厚度偏差。
【專利說明】利用磁鐵單元的濺射裝置及其方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及利用磁鐵單元的濺射裝置及其方法。
【背景技術】
[0002]濺射裝置，是指為了鍍膜工序，濺射靶源的裝置。
[0003]目前存在韓國公開專利第2012-39856號等多個濺射裝置，但靶源(source)的壽命短、被鍍膜物的鍍膜厚度偏差嚴重的情況很普遍。
【發明內容】
[0004]技術問題
[0005]本發明的目的在於提供一種能夠降低被鍍膜物的鍍膜厚度偏差的濺射裝置及方法。
[0006]技術方案
[0007]根據本發明一實施例的濺射裝置，包括:腔體；以及靶模塊，其位於所述腔體內，並且具有靶源及產生磁場的至少一個磁鐵單元。其中，所述磁鐵單元在濺射工序期間擺動。
[0008]根據本發明另一實施例的用於濺射裝置的靶模塊，包括:靶源；以及磁鐵部，其具有產生磁場的至少一個磁鐵單元。其中，所述磁鐵部能夠擺動。
[0009]根據本發明又一 實施例的濺射方法，包括:生成離子的步驟；通過產生磁場，而聚集所述離子的步驟；以及所述離子濺射至靶源的步驟。其中，在所述離子濺射至靶源的步驟期間，所述磁場的輸出方向變化一次以上。
[0010]技術效果
[0011]根據本發明的濺射裝置及其方法，通過使靶源旋轉(rotating)，並使磁鐵單元擺動(swing)，從而能夠延長靶源的壽命，並且能夠降低被鍍膜物的鍍膜厚度偏差。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1為簡要顯示本發明第一實施例的濺射裝置的剖視圖；
[0013]圖2為顯示本發明一個實施例的靶模塊的工作的示意圖；
[0014]圖3為簡要顯示本發明第二實施例的濺射裝置的剖視圖；
[0015]圖4為簡要顯示本發明第三實施例的濺射裝置的剖視圖。
[0016]附圖標記說明
[0017]100:腔體(chamber body) 102:被鍍膜物固定支架
[0018]104:被鍛膜物IO6:革巴模塊(target module)
[0019]110:背板(backing plate) 112:革巴源(source)
[0020]114:磁鐵部116、118:磁鐵單元
[0021]120:電源部【具體實施方式】
[0022]以下參照附圖，詳細說明本發明的實施例。
[0023]圖1為簡要顯示本發明第一實施例的濺射裝置的剖視圖，圖2為顯示本發明一個實施例的靶模塊的工作的示意圖。
[0024]參照圖1 (A)，本實施例的濺射裝置用於鍍膜工序等，其包括:腔體(chamberbody)100、被鍍膜物固定支架102、靶模塊106及電源部120。無須贅述，腔體上還附加形成氣體投入口、基板(substrate)投入口、氣體排出口等,但是這些結構眾所周知，故在此省略。
[0025]被鍍膜物固定支架102位於腔體100的內側，例如可位於內側底面，起到支撐被鍍膜物104的作用。被鍍膜物104隻要為半導體基板、顯示元件的基板、通訊設備等需要鍍膜工序的設備，則無限制。根據本發明的一個實施例，被鍍膜物固定支架102接入電源部120提供的電源，起到陽極功能。
[0026]靶模塊106是包括作為靶材的靶源112的模塊，可起到陰極功能。並且，靶模塊106，還能夠附加包括背板(Backing plate) 110及磁鐵部116。這種靶模塊106整體上具有圓筒形狀，但是在圖1中只顯示了剖面。
[0027]背板110，例如由金屬構成，起到支撐靶源112的功能。優選地，背板110可具有圓形、橢圓形等形狀。背板110從電源部120直接或間接地接入電源，其結果，為背板110起到陰極功能。
[0028]靶源112由將要鍍膜於被鍍膜物104的物質(靶材)構成，具有圓形等形狀且形成於背板110的外周面。根據本發明的一個實施例，靶源112如圖1 (A)所示，能夠旋轉。靶源112雖然能夠獨立旋轉，但也能夠以與其他構件結合的狀態，隨著其他構件的旋轉而旋轉。即，在靶源112旋轉的前提下，使靶源112旋轉的結構不受特別限制。
[0029]磁鐵部114如圖1 (B)所示，可包括第一磁鐵單元116及第二磁鐵單元118。
[0030]磁鐵單元116及118，以背板110為基準，位於靶源112的相反側，以磁鐵部114的中心為基準相互對稱地排列，並且可具有相同的結構及極性，例如可具有NSN(極)。其中，磁鐵單元116及118可以為永久磁鐵或電磁鐵。因此，磁鐵單元116及118產生磁場，其結果是，隨著輝光放電，離子向磁場區域聚集。根據本發明的一個實施例，磁鐵單元116及118，如圖1 (A)中的箭頭所示，能夠在預設範圍內擺動，能夠以與被鍍膜物固定支架102相對向的方式排列。
[0031]以下，說明利用本發明的濺射裝置，為被鍍膜物104鍍膜的過程。
[0032]首先，被鍍膜物104被移送至腔體100的內測，放置於被鍍膜物固定支架102上。
[0033]然後，腔體100的內部變成真空狀態，向腔體100的內部注入濺射氣體，例如惰性氣體氬(Ar)。
[0034]接著，濺射氣體由於陰極與陽極的電位差引起的輝光(glow)放電被電離，即變成等離子狀態。
[0035]隨著電離 生成的離子，與靶源112的表面碰撞，其結果是，從靶源112分離的靶材在被鍍膜物104沉積。尤其，由於磁鐵單元116及118產生的磁場，離子以聚集在靶模塊106與被鍍膜物104之間區 域的狀態，與靶源112發生碰撞，即與被鍍膜物104相對向的靶源112的部分被濺射(sputter)。以下將離子碰撞靶源112而產生靶材的工序稱之為濺射工序。
[0036]根據本發明的一個實施例，濺射裝置為了使靶源112被均勻濺射，如圖1 (A)所示，使靶源112旋轉。例如，所述濺射裝置可通過旋轉背板110，以旋轉靶源112。結果是，整個靶源112在鍍膜工序期間被均勻濺射，因此，可延長靶源112的壽命。並且，隨著靶源112的壽命延長，能夠降低濺射裝置的成本。
[0037]另外，在靶源112旋轉期間，磁鐵單元116及118如圖1 (A)及圖2所示，能夠擺動(swing)。如圖2所示,使磁鐵單元116及118擺動時的等離子區域，比不使磁鐵單元116及118擺動，將其固定時的等離子區域變寬。其結果是，靶材的入射角度能夠變寬。並且，由於靶材的入射角度不固定，因此能夠降低被鍍膜物104的鍍膜厚度偏差。
[0038]即，在祀模塊106,祀源112旋轉(rotating),且磁鐵單元116及118擺動(swing)。
[0039]接著，鍍膜工序結束後，解除腔體100內的真空狀態，被鍍膜物104通過出口被移送至外部。
[0040]綜上所述，本發明的濺射裝置使用圓筒形狀的靶模塊106，在鍍膜工序期間，靶模塊106的靶源112能夠旋轉，磁鐵單元116及118能夠擺動。因此，與現有的靶源固定的濺射裝置相比，使用本發明的濺射裝置，能夠延長靶源112的壽命，並且能夠降低濺射裝置的成本，能夠降低被鍍膜物104的鍍膜厚度偏差。
[0041]圖1中雖未顯示靶模塊106的內部結構，但是在靶源112旋轉、磁鐵單元116及118擺動、靶模塊106起到陰極功能的前提下，靶模塊106的內部結構可做多種變形。
[0042]根據本發明的另一實施例，在濺射工序或鍍膜工序期間由磁鐵單元116及118產成的磁場區域可至少變化一次以上，即，磁場的輸出方向可變。優選地，濺射裝置通過擺動磁鐵單元116及118變化磁 場區域，但是這並不排除不使磁鐵單元116及118擺動的同時變化磁場區域的結構。即，所述濺射裝置在濺射工序或鍍膜工序期間可變化磁場區域一次以上的前提下，靶模塊106的結構可做多種變更。
[0043]圖3為簡要顯示本發明第二實施例的濺射裝置的剖視圖。
[0044]參照圖3，本實施例的濺射裝置包括:腔體300、第一被鍍膜物固定支架302、第二被鍍膜物固定支架304、靶模塊310及電源部312。
[0045]不同於第一實施例，本實施例的濺射裝置向兩個被鍍膜物306、308上沉積靶材。
[0046]第一被鍍膜物固定支架302能夠形成於腔體300的內部底面，第二被鍍膜物固定支架304能夠形成於腔體300的內部頂面。被鍍膜物固定支架302及304，能夠從電源部312接入預定電源。
[0047]靶模塊310包括背板320、靶源322及磁鐵部324。
[0048]磁鐵部324包括具有相同結構的四個磁鐵單元326、328、330及332。磁鐵單元326及328以中心軸為基準相互對稱地排列，並與第一被鍍膜物固定支架302相對。磁鐵單元330及332以中心軸為基準相互對稱地排列，與第二被鍍膜物固定支架304相對。磁鐵單元326及328產生磁場，使離子聚集在對應於第一被鍍膜物固定支架302的空間，磁鐵單元330及332產生磁場，使離子聚集在對應於第二被鍍膜物固定支架304的空間。
[0049]根據本發明的一個實施例，靶源322旋轉，磁鐵單元326、328、330及332在預設範圍內擺動。具體而言，磁鐵單元326及328向逆時針方向移動時，磁鐵單元330及332向順時針方向移動，磁鐵單元326及328向順時針方向移動時磁鐵單元330及332向逆時針方向移動。
[0050]綜上所述，本實施例的濺射裝置能夠通過使用一個靶模塊310，向上下被鍍膜物306及308上沉積靶材。
[0051]圖4為簡要顯示本發明第三實施例的濺射裝置的剖視圖。
[0052]參照圖4，本實施例的濺射裝置能夠包括兩個靶模塊404及406。
[0053]多個靶模塊404及406能夠具有相同結構並平行地排列，並且排列於被鍍膜物固定支架400及被鍍膜物402之上。
[0054]第一靶模塊404包括第一背板410、第一靶源412及第一磁鐵部414，第二靶模塊406包括第二背板420、第二靶源422及第二磁鐵部424。
[0055]第一磁鐵部414能夠具有至少一個磁鐵單元416，第二磁鐵部424能夠包括一個以上的磁鐵單元426。磁鐵單元416及426各自擺動。根據本發明的一個實施例,磁鐵單元416及426能夠向互為相反方向擺動。例如，在磁鐵單元416向順時針方向移動期間，磁鐵單元426能夠向逆時針方向移動。
[0056]根據本發明的另一實施例，各磁鐵部414及416能夠包括多個磁鐵單元，例如能夠包括兩個磁鐵單元，兩個磁鐵單元中，其中一個位於第一被鍍膜物固定支架對應的位置，另一磁鐵單元位於第二被鍍膜物固定支架對應的位置。
[0057]綜上所述，本實施例的濺射裝置能夠包括多個靶模塊，各靶模塊能夠具有至少一個磁鐵單元。
[0058]產業上的可應用性
[0059]所述本發明的實施例為了說明上述目的而公開，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所`記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的範圍。
【權利要求】
1.一種濺射裝置，其特徵在於，包括: 腔體；以及 靶模塊，其位於所述腔體內，並且具有靶源及產生磁場的至少一個磁鐵單元， 其中，所述磁鐵單元在濺射工序期間擺動。
2.根據權利要求1所述的濺射裝置，其特徵在於: 所述靶模塊還包括背板， 其中，所述靶源形成於所述背板的外周面，所述磁鐵單元以所述背板為基準，位於所述靶源的相反側。
3.根據權利要求2所述的濺射裝置，其特徵在於，還包括: 被鍍膜物固定支架，其支撐被鍍膜物；以及 電源部，其向所述被鍍膜物固定支架及所述背板提供電源， 其中，所述磁鐵單元與所述被鍍膜物固定支架相對向地排列，並且所述背板及所述被鍍膜物固定支架分別起到陰極與陽極功能。
4.根據權利要求1所述的濺射裝置，其特徵在於: 所述靶模塊包括兩個磁鐵單元， 其中，所述磁鐵單元以所述靶模塊的中心軸為基準相互對稱地排列，並且具有相同的結構。
5.根據權利要求1所述的濺射裝置，其特徵在於: 所述靶源在所述濺射工序期間旋轉。
6.一種用於濺射裝置的靶模塊，其特徵在於，包括: 靶源；以及 磁鐵部，其具有產生磁場的至少一個磁鐵單元， 其中，所述磁鐵部能夠擺動。
7.根據權利要求6所述的用於濺射裝置的靶模塊，其特徵在於，還包括: 背板， 其中，所述靶源形成於所述背板的外周面，所述磁鐵部以所述背板為基準，位於所述靶源的相反側。
8.根據權利要求6所述的用於濺射裝置的靶模塊，其特徵在於: 所述磁鐵部包括兩個磁鐵單元， 其中，所述磁鐵單元以所述靶模塊的中心軸為基準相互對稱地排列，並且具有相同的結構。
9.根據權利要求6所述的用於濺射裝置的靶模塊，其特徵在於: 所述靶源在濺射工序期間旋轉。
10.一種濺射方法，其特徵在於，包括: 生成離子的步驟； 通過產生磁場，而聚集所述離子的步驟；以及 所述離子濺射至靶源的步驟， 其中，在所述離子濺射 至靶源的步驟期間，所述磁場的輸出方向變化一次以上。
11.根據權利要求10所述的濺射方法，其特徵在於:產生所述磁場的磁鐵單元面向被鍍膜物方向，並且在預設角度範圍內擺動。
12.根據權利要求10所述的濺射方法，其特徵在於:所述靶源在 所述離子濺射至靶源的步驟期間持續旋轉。
【文檔編號】C23C14/35GK103789736SQ201310452254
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2013年9月26日 優先權日:2012年10月26日
【發明者】金明浩, 鄭銘峻 申請人:Ace技術株式會社