利用磁铁单元的溅射装置及其方法
【专利摘要】本发明公开一种能够降低被镀膜物的镀膜厚度偏差的溅射装置及其方法。该溅射装置包括：腔体；以及靶模块，其位于所述腔体内，并且具有靶源及产生磁场的至少一个磁铁单元；其中，所述磁铁单元在溅射工序期间摆动。根据本发明的溅射装置及其方法，通过使靶源旋转(rotating)，并使磁铁单元摆动(swing)，能够延长靶源的寿命，并且能够降低被镀膜物的镀膜厚度偏差。
【专利说明】利用磁铁单元的溅射装置及其方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及利用磁铁单元的溅射装置及其方法。
【背景技术】
[0002]溅射装置，是指为了镀膜工序，溅射靶源的装置。
[0003]目前存在韩国公开专利第2012-39856号等多个溅射装置，但靶源(source)的寿命短、被镀膜物的镀膜厚度偏差严重的情况很普遍。
【发明内容】
[0004]技术问题
[0005]本发明的目的在于提供一种能够降低被镀膜物的镀膜厚度偏差的溅射装置及方法。
[0006]技术方案
[0007]根据本发明一实施例的溅射装置，包括:腔体；以及靶模块，其位于所述腔体内，并且具有靶源及产生磁场的至少一个磁铁单元。其中，所述磁铁单元在溅射工序期间摆动。
[0008]根据本发明另一实施例的用于溅射装置的靶模块，包括:靶源；以及磁铁部，其具有产生磁场的至少一个磁铁单元。其中，所述磁铁部能够摆动。
[0009]根据本发明又一 实施例的溅射方法，包括:生成离子的步骤；通过产生磁场，而聚集所述离子的步骤；以及所述离子溅射至靶源的步骤。其中，在所述离子溅射至靶源的步骤期间，所述磁场的输出方向变化一次以上。
[0010]技术效果
[0011]根据本发明的溅射装置及其方法，通过使靶源旋转(rotating)，并使磁铁单元摆动(swing)，从而能够延长靶源的寿命，并且能够降低被镀膜物的镀膜厚度偏差。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为简要显示本发明第一实施例的溅射装置的剖视图；
[0013]图2为显示本发明一个实施例的靶模块的工作的示意图；
[0014]图3为简要显示本发明第二实施例的溅射装置的剖视图；
[0015]图4为简要显示本发明第三实施例的溅射装置的剖视图。
[0016]附图标记说明
[0017]100:腔体(chamber body) 102:被镀膜物固定支架
[0018]104:被锻膜物IO6:革巴模块(target module)
[0019]110:背板(backing plate) 112:革巴源(source)
[0020]114:磁铁部116、118:磁铁单元
[0021]120:电源部【具体实施方式】
[0022]以下参照附图，详细说明本发明的实施例。
[0023]图1为简要显示本发明第一实施例的溅射装置的剖视图，图2为显示本发明一个实施例的靶模块的工作的示意图。
[0024]参照图1 (A)，本实施例的溅射装置用于镀膜工序等，其包括:腔体(chamberbody)100、被镀膜物固定支架102、靶模块106及电源部120。无须赘述，腔体上还附加形成气体投入口、基板(substrate)投入口、气体排出口等,但是这些结构众所周知，故在此省略。
[0025]被镀膜物固定支架102位于腔体100的内侧，例如可位于内侧底面，起到支撑被镀膜物104的作用。被镀膜物104只要为半导体基板、显示元件的基板、通讯设备等需要镀膜工序的设备，则无限制。根据本发明的一个实施例，被镀膜物固定支架102接入电源部120提供的电源，起到阳极功能。
[0026]靶模块106是包括作为靶材的靶源112的模块，可起到阴极功能。并且，靶模块106，还能够附加包括背板(Backing plate) 110及磁铁部116。这种靶模块106整体上具有圆筒形状，但是在图1中只显示了剖面。
[0027]背板110，例如由金属构成，起到支撑靶源112的功能。优选地，背板110可具有圆形、椭圆形等形状。背板110从电源部120直接或间接地接入电源，其结果，为背板110起到阴极功能。
[0028]靶源112由将要镀膜于被镀膜物104的物质(靶材)构成，具有圆形等形状且形成于背板110的外周面。根据本发明的一个实施例，靶源112如图1 (A)所示，能够旋转。靶源112虽然能够独立旋转，但也能够以与其他构件结合的状态，随着其他构件的旋转而旋转。即，在靶源112旋转的前提下，使靶源112旋转的结构不受特别限制。
[0029]磁铁部114如图1 (B)所示，可包括第一磁铁单元116及第二磁铁单元118。
[0030]磁铁单元116及118，以背板110为基准，位于靶源112的相反侧，以磁铁部114的中心为基准相互对称地排列，并且可具有相同的结构及极性，例如可具有NSN(极)。其中，磁铁单元116及118可以为永久磁铁或电磁铁。因此，磁铁单元116及118产生磁场，其结果是，随着辉光放电，离子向磁场区域聚集。根据本发明的一个实施例，磁铁单元116及118，如图1 (A)中的箭头所示，能够在预设范围内摆动，能够以与被镀膜物固定支架102相对向的方式排列。
[0031]以下，说明利用本发明的溅射装置，为被镀膜物104镀膜的过程。
[0032]首先，被镀膜物104被移送至腔体100的内测，放置于被镀膜物固定支架102上。
[0033]然后，腔体100的内部变成真空状态，向腔体100的内部注入溅射气体，例如惰性气体氩(Ar)。
[0034]接着，溅射气体由于阴极与阳极的电位差引起的辉光(glow)放电被电离，即变成等离子状态。
[0035]随着电离 生成的离子，与靶源112的表面碰撞，其结果是，从靶源112分离的靶材在被镀膜物104沉积。尤其，由于磁铁单元116及118产生的磁场，离子以聚集在靶模块106与被镀膜物104之间区 域的状态，与靶源112发生碰撞，即与被镀膜物104相对向的靶源112的部分被溅射(sputter)。以下将离子碰撞靶源112而产生靶材的工序称之为溅射工序。
[0036]根据本发明的一个实施例，溅射装置为了使靶源112被均匀溅射，如图1 (A)所示，使靶源112旋转。例如，所述溅射装置可通过旋转背板110，以旋转靶源112。结果是，整个靶源112在镀膜工序期间被均匀溅射，因此，可延长靶源112的寿命。并且，随着靶源112的寿命延长，能够降低溅射装置的成本。
[0037]另外，在靶源112旋转期间，磁铁单元116及118如图1 (A)及图2所示，能够摆动(swing)。如图2所示,使磁铁单元116及118摆动时的等离子区域，比不使磁铁单元116及118摆动，将其固定时的等离子区域变宽。其结果是，靶材的入射角度能够变宽。并且，由于靶材的入射角度不固定，因此能够降低被镀膜物104的镀膜厚度偏差。
[0038]即，在祀模块106,祀源112旋转(rotating),且磁铁单元116及118摆动(swing)。
[0039]接着，镀膜工序结束后，解除腔体100内的真空状态，被镀膜物104通过出口被移送至外部。
[0040]综上所述，本发明的溅射装置使用圆筒形状的靶模块106，在镀膜工序期间，靶模块106的靶源112能够旋转，磁铁单元116及118能够摆动。因此，与现有的靶源固定的溅射装置相比，使用本发明的溅射装置，能够延长靶源112的寿命，并且能够降低溅射装置的成本，能够降低被镀膜物104的镀膜厚度偏差。
[0041]图1中虽未显示靶模块106的内部结构，但是在靶源112旋转、磁铁单元116及118摆动、靶模块106起到阴极功能的前提下，靶模块106的内部结构可做多种变形。
[0042]根据本发明的另一实施例，在溅射工序或镀膜工序期间由磁铁单元116及118产成的磁场区域可至少变化一次以上，即，磁场的输出方向可变。优选地，溅射装置通过摆动磁铁单元116及118变化磁 场区域，但是这并不排除不使磁铁单元116及118摆动的同时变化磁场区域的结构。即，所述溅射装置在溅射工序或镀膜工序期间可变化磁场区域一次以上的前提下，靶模块106的结构可做多种变更。
[0043]图3为简要显示本发明第二实施例的溅射装置的剖视图。
[0044]参照图3，本实施例的溅射装置包括:腔体300、第一被镀膜物固定支架302、第二被镀膜物固定支架304、靶模块310及电源部312。
[0045]不同于第一实施例，本实施例的溅射装置向两个被镀膜物306、308上沉积靶材。
[0046]第一被镀膜物固定支架302能够形成于腔体300的内部底面，第二被镀膜物固定支架304能够形成于腔体300的内部顶面。被镀膜物固定支架302及304，能够从电源部312接入预定电源。
[0047]靶模块310包括背板320、靶源322及磁铁部324。
[0048]磁铁部324包括具有相同结构的四个磁铁单元326、328、330及332。磁铁单元326及328以中心轴为基准相互对称地排列，并与第一被镀膜物固定支架302相对。磁铁单元330及332以中心轴为基准相互对称地排列，与第二被镀膜物固定支架304相对。磁铁单元326及328产生磁场，使离子聚集在对应于第一被镀膜物固定支架302的空间，磁铁单元330及332产生磁场，使离子聚集在对应于第二被镀膜物固定支架304的空间。
[0049]根据本发明的一个实施例，靶源322旋转，磁铁单元326、328、330及332在预设范围内摆动。具体而言，磁铁单元326及328向逆时针方向移动时，磁铁单元330及332向顺时针方向移动，磁铁单元326及328向顺时针方向移动时磁铁单元330及332向逆时针方向移动。
[0050]综上所述，本实施例的溅射装置能够通过使用一个靶模块310，向上下被镀膜物306及308上沉积靶材。
[0051]图4为简要显示本发明第三实施例的溅射装置的剖视图。
[0052]参照图4，本实施例的溅射装置能够包括两个靶模块404及406。
[0053]多个靶模块404及406能够具有相同结构并平行地排列，并且排列于被镀膜物固定支架400及被镀膜物402之上。
[0054]第一靶模块404包括第一背板410、第一靶源412及第一磁铁部414，第二靶模块406包括第二背板420、第二靶源422及第二磁铁部424。
[0055]第一磁铁部414能够具有至少一个磁铁单元416，第二磁铁部424能够包括一个以上的磁铁单元426。磁铁单元416及426各自摆动。根据本发明的一个实施例,磁铁单元416及426能够向互为相反方向摆动。例如，在磁铁单元416向顺时针方向移动期间，磁铁单元426能够向逆时针方向移动。
[0056]根据本发明的另一实施例，各磁铁部414及416能够包括多个磁铁单元，例如能够包括两个磁铁单元，两个磁铁单元中，其中一个位于第一被镀膜物固定支架对应的位置，另一磁铁单元位于第二被镀膜物固定支架对应的位置。
[0057]综上所述，本实施例的溅射装置能够包括多个靶模块，各靶模块能够具有至少一个磁铁单元。
[0058]产业上的可应用性
[0059]所述本发明的实施例为了说明上述目的而公开，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所`记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
【权利要求】
1.一种溅射装置，其特征在于，包括: 腔体；以及 靶模块，其位于所述腔体内，并且具有靶源及产生磁场的至少一个磁铁单元， 其中，所述磁铁单元在溅射工序期间摆动。
2.根据权利要求1所述的溅射装置，其特征在于: 所述靶模块还包括背板， 其中，所述靶源形成于所述背板的外周面，所述磁铁单元以所述背板为基准，位于所述靶源的相反侧。
3.根据权利要求2所述的溅射装置，其特征在于，还包括: 被镀膜物固定支架，其支撑被镀膜物；以及 电源部，其向所述被镀膜物固定支架及所述背板提供电源， 其中，所述磁铁单元与所述被镀膜物固定支架相对向地排列，并且所述背板及所述被镀膜物固定支架分别起到阴极与阳极功能。
4.根据权利要求1所述的溅射装置，其特征在于: 所述靶模块包括两个磁铁单元， 其中，所述磁铁单元以所述靶模块的中心轴为基准相互对称地排列，并且具有相同的结构。
5.根据权利要求1所述的溅射装置，其特征在于: 所述靶源在所述溅射工序期间旋转。
6.一种用于溅射装置的靶模块，其特征在于，包括: 靶源；以及 磁铁部，其具有产生磁场的至少一个磁铁单元， 其中，所述磁铁部能够摆动。
7.根据权利要求6所述的用于溅射装置的靶模块，其特征在于，还包括: 背板， 其中，所述靶源形成于所述背板的外周面，所述磁铁部以所述背板为基准，位于所述靶源的相反侧。
8.根据权利要求6所述的用于溅射装置的靶模块，其特征在于: 所述磁铁部包括两个磁铁单元， 其中，所述磁铁单元以所述靶模块的中心轴为基准相互对称地排列，并且具有相同的结构。
9.根据权利要求6所述的用于溅射装置的靶模块，其特征在于: 所述靶源在溅射工序期间旋转。
10.一种溅射方法，其特征在于，包括: 生成离子的步骤； 通过产生磁场，而聚集所述离子的步骤；以及 所述离子溅射至靶源的步骤， 其中，在所述离子溅射 至靶源的步骤期间，所述磁场的输出方向变化一次以上。
11.根据权利要求10所述的溅射方法，其特征在于:产生所述磁场的磁铁单元面向被镀膜物方向，并且在预设角度范围内摆动。
12.根据权利要求10所述的溅射方法，其特征在于:所述靶源在 所述离子溅射至靶源的步骤期间持续旋转。
【文档编号】C23C14/35GK103789736SQ201310452254
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2013年9月26日 优先权日:2012年10月26日
【发明者】金明浩, 郑铭峻 申请人:Ace技术株式会社