专利名称：用于溅射的分离靶装置及使用其的溅射方法
技术领域：
本发明的示例性实施方式涉及一种在溅射操作中用作沉积源的分离靶装置，并且涉及一种使用该分离靶装置的溅射方法。
背景技术：
通常，通过沉积处理(例如磁控溅射)来制作用于显示装置的薄膜晶体管(TFT)。 也就是说，在沉积靶上进行溅射，以使得在显示装置的衬底上形成具有期望图案的薄膜，其中，该衬底是沉积靶对象。但是，随显示装置屏幕尺寸的增加，为了使沉积靶具有与屏幕相同的尺寸，很难制作沉积靶。也就是说，TFT完全形成在显示装置的屏幕上，就此而言，为了使沉积靶具有与屏幕几乎相同的尺寸，在制作和处理沉积靶时，导致相当大的负担。并且，当其有源层由氧化物形成的TFT的使用增加时，在溅射期间，会更频繁地使用氧化物靶材。但是，氧化物是易碎的，因此当氧化物较大时，难以制作和处理该氧化物。最近，鉴于这些问题，可以使用分离靶装置，并且在分离靶装置中，沉积靶可以由易于制作和处理的多个较小的分离靶来形成，然后沉积靶可附着于底板。然后，在溅射期间，当分离靶装置的靶组件沿屏幕移动时，分离靶装置进行沉积操作。也就是说，沉积靶没有形成为具有能够完全覆盖屏幕的尺寸，而是通过连接多个较小的分离靶而形成，连接后的小分离靶的尺寸仅覆盖屏幕的一部分。然后，在溅射期间，当分离靶装置的沉积靶沿屏幕移动时，分离靶装置进行沉积操作。但是，因为沉积靶可以由多个较小的分离靶形成，因此，会增加与小分离靶之间的间隙相对应的区域和与每个分离靶的内部相对应的区域之间的质量偏差。也就是说，因为每个分离靶的端部角位于与小分离靶之间的间隙相对应的区域附近，所以该间隙中的电压值和磁场值大于该内部中的电压值和磁场值，从而沉积质量会变得不规则。因为上述问题，作为最终产品的显示装置的屏幕上的亮度可能是不均匀的，并且亮度偏差的水平会与屏幕的尺寸成比例增加。因此，需要一种能够解决这些问题的方案。在背景技术部分所公开的上述信息，仅仅是为了加强对本发明背景的理解，因此，其可能包括没有成为现有技术的信息、或者对于本领域的技术人员而言现有技术没有教导的信息。
发明内容
本发明的示例性实施方式提供了一种用于溅射的分离靶装置，其使用了分离靶，且可以阻止导致亮度偏差的屏幕的部分中的沉积质量偏差。在随后的说明书中将描述本发明的其他特征，部分地在说明书中是显而易见的，或者可以从本发明的实践中推导出来。本发明的示例性实施方式公开了一种用于溅射的分离靶装置。该分离靶装置包括底板以及多个源单元。多个源单元包括多个分离靶和多个磁体，所述多个分离靶附着在所述底板的一侧上并形成规则排列，所述多个磁体附着在所述底板的另一侧上且分别与所述多个分离靶成对。所述多个源单元以作为规则排列方向的第一方向和垂直于所述第一方向的第二方向之间的角度沿并联排列。本发明的示例性实施方式还公开了一种溅射方法，包括设置包括多个源单元的分离靶装置，所述多个源单元包括多个分离靶和多个磁体，所述多个分离靶以第一方向设置在底板的一侧上，所述多个磁体设置在所述底板的另一侧上并且分别与所述多个分离靶成对，其中所述多个源单元以所述第一方向和垂直于所述第一方向的第二方向之间的角度沿直线排列；设置衬底，以面向所述分离靶装置，所述衬底是溅射靶目标；以及当在所述第 二方向上在所述衬底之上移动所述分离靶装置时，进行溅射。应当理解，以上概述和以下详述都是示例性和解释性的，不用于对所主张的发明作进一步的限定。附图简要说明为了对本发明进一步理解所提供的且并入和构成本发明一部分的附图，示出了本发明的实施方式，并且与说明书一起用来说明本发明的原理。图I是根据本发明的示例性实施方式的分离靶装置的平面图。图2是设置图I的分离靶装置的真空腔的示图。图3是放大了图I的分离靶装置的一部分的平面图。图4是示出图I的分离靶装置的溅射曲线的示图。图5是根据本发明的另一示例性实施方式的分离靶装置的平面图。
具体实施例方式在下文中，将参照
本发明的示例性实施方式，详细地描述本发明，其中，示出了本发明的实施方式。但是，本发明可以包括多种不同形式，且不应视为限定到本文中提出的实施方式中。而是，提供这些实施方式，使公开内容充分，并且这些实施方式将充分地向本领域的技术人员传达本发明的意图，在附图中，为了清楚起见，层和区域的尺寸与相对尺寸可能被放大。在附图中，相同的参考标记表示相同的单元。应当理解，当单元或层称作在“位于”或“连接至”另一单元或层上时，该单元或层可以直接位于或直接连接至另一单元或层上，或者可以表示夹置单元或层。相比之下，当单元或层称作“直接位于”另一单元或层上或“直接连接至”另一单元或层上时，不表示具有夹置单元或层。应当理解，为了公开的目的，“X、Y和Z的至少一个”应视为仅X、仅Y、仅Ζ、或两个或多个X、Y和Z的任意组合(例如，ΧΥΖ、ΧΥΥ、TL、ΖΖ)。图I示出了根据本发明的示例性实施方式用于溅射的分离靶装置的结构。如图I所示，用于溅射的分离靶装置(在下文中称作“分离靶装置100”)包括底板110、多个分离靶120和多个磁体130，该底板110由铜板(或其他适当的材料，例如另一种金属材料)形成，该多个分离靶120是溅射源并且附着于底板110的一个表面上，多个磁体130附着到底板110的另一表面上并且分别与多个分离靶120成对。也就是说，分别附着在底板Iio的一个表面和另一表面上的每个分离靶120和每个磁体130成为一对，并形成源单元140，多个源单元以沿第一方向(Y轴方向)的直线排列。如图2所示，当进行溅射时，设置分离靶装置100，以面向显示装置的衬底20，该衬底20是供有氩气的真空腔10中的溅射靶目标。当使用分离靶装置100作为阴极并且使用衬底20 (溅射靶目标)作为真空腔10中的阳极以进行放电时，从氩气中生成氩离子，氩离子与分离靶装置100的分离靶120相碰撞，从而氩离子使分离靶120的颗粒分散，分散后的颗粒被沉积在衬底20上，从而形成薄膜。磁体130用于形成电场，以增加因氩离子碰撞的溅射速度。当电压值和电场用于溅射靶目标时进行沉积的上述溅射称作磁控溅射如图2所示，分离靶装置100的尺寸与衬底20的尺寸不同，分离靶装置100的尺 寸可以仅覆盖衬底20的一部分。在溅射期间，当分离靶装置100在图2的X轴方向上移动时，分离靶装置100在衬底20上进行扫描操作。也就是说，彼此面对的衬底20和分离靶装置100没有形成为具有相同的尺寸，而是以分离靶装置100仅覆盖衬底20的一部分的方式形成，作为替代，分离靶装置100在衬底20上进行扫描操作，以覆盖衬底20的整个面积。这里，分离靶装置100相对于衬底20的移动是相对移动，因此分离靶装置100可以是固定的，而衬底20在X轴方向上移动。如图I所示，附着于分离靶装置100的溅射源由多个分离靶120形成，这便于氧化物靶材的处理。也就是说，如上所述，因为其有源层由氧化物形成的薄膜晶体管(TFT)的使用的增加，所以在溅射期间将频繁地使用氧化物靶材。但是氧化物是易碎的，从而当氧化物较大时，难以制作和处理该氧化物。但是，在本示例性实施方式中，通过将分离靶120附着于底板110来形成分离靶装置100，仅需要处理较小的分离靶120，从而与较大靶的制作和处理相比，分离靶120的制作和处理明显更加方便。但是，在使用分离靶120的情况下，由于分离靶120之间的间隙，可能会产生不规则的沉积。也就是说，因为每个分离靶120的端部角位于与分离靶120之间的间隙21相对应的区域中，因此间隙中的电压值和磁场值大于每个分离靶120的内部中的电压值和磁场值。因为该差别，溅射结果可能是不规则的，并且根据本实施方式，为了解决该不规则的问题，分离靶120被设置为在相同的方向上倾斜且平行。也就是说，如图I所示，当假设分离靶120排成直线的列方向(Y轴方向)为第一方向时，分离靶装置100在衬底20上移动的方向(X轴方向)称作第二方向，则所有的分离靶120都被排列为在第一方向和第二方向之间倾斜并彼此平行。这样，相邻源单元140的溅射区域彼此交叠，从而可以抵消分离靶120之间的间隙的影响。其原理描述如下。首先，如果假设仅使用倾斜排列的源单元140中的一个源单元140来进行溅射，则溅射曲线可以如图3所示形成。也就是说，在分离靶120的中间部分中示出了最大沉积率“a”，并且在侧边部分中，沉积率朝向分离靶120的两端明显减小。但是，当源单元140并联成直线时，形成如图4所示的溅射曲线。也就是说，使用虚线表示的源单元140的溅射曲线彼此交叠，从而得到使用实线表示的整个溅射曲线。换句话说，通过将源单元140倾斜排列以使源单元140的溅射曲线彼此交叠，抵消了在分离靶120之间的间隙中的沉积率变化现象。这样，形成大的溅射曲线，其中在中间部分示出最大沉积率“b”，在侧边部分中，沉积率朝向两端减少。为了便于说明，参考标记S1-S9被分别用于源单元140，在此方面，在位于两侧端的SI和S9的源单元140的区域中，沉积率减小，在其余的S2-S8的源单元140的区域中的沉积率保持在最大沉积率“b”。参考标记Sla至S9a和Slb至S9b分别表示在S1-S9的源单元140的第一方向(Y轴方向)上的一端和另一端的位置，并且表示相邻源单元140的溅射区域彼此交叠的情形。因此，当如图4所示设置衬底20 (溅射靶目标)时，可以进行具有均匀曲线的溅射。也就是说，两侧端部处的SI和S9的源单元140用作影响相邻源单元140的溅射曲线的无效源单元，并且基本放置在衬底20 (溅射靶目标)的溅射区域的外部。通过其余的S2-S8的源单元140，在衬底20上进行均匀的溅射。因此，使用分离靶装置100，可以在衬底20上均匀地进行溅射，并且使用易于制作和处理的分离靶120，从而可以在衬底20的整个区域中实现均匀的亮度。在本实施方式中，如图I所示，底板110具有与倾斜排列的源单元140的图案相同 的形状。然而，如图5所示，底板110’可以具有较大的形状，以容纳源单元140。也就是说，因为通过分离靶120和磁体130形成实际溅射曲线，所以底板110’可以具有各种形状中的一种。通过使用具有上述改善结构的分离靶装置100，可以使用易于制作和处理的分离靶120在衬底20上获得均匀的沉积质量，因此，可以使显示装置的亮度在整个屏幕上是均匀的。特别是，分离靶装置100可以有效地用于具有很高易碎性的氧化物用作靶的情况。虽然参照示例性实施方式详细地示出和描述了本发明，但是本领域普通技术人员应当理解，在不脱离如权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明多种各种形式和细节的改变。
权利要求
1.用于溅射的分离靶装置，包括 底板；以及 多个源单元，包括多个分离靶和多个磁体，所述多个分离靶在第一方向上设置在所述底板的一侧上，所述多个磁体设置在所述底板的另一侧上且分别与所述多个分离靶成对； 其中，所述多个源单元以所述第一方向和垂直于所述第一方向的第二方向之间的角度沿直线排列。
2.如权利要求I所述的分离靶装置，其中，设置相邻源单元，以使得相邻源单元的溅射区域在所述第一方向上彼此交叠。
3.如权利要求2所述的分离靶装置，还包括无效源单元，所述无效源单元设置在所述底板的两端且设置在溅射靶目标的溅射区域的外部。
4.如权利要求I所述的分离靶装置，其中，所述底板具有与所述多个源单元的图案相同的形状。
5.如权利要求I所述的分离靶装置，其中，所述底板具有与由所述多个源单元覆盖的区域的形状不同的图案。
6.如权利要求I所述的分离靶装置，其中，所述底板包括金属材料。
7.如权利要求I所述的分离靶装置，其中，所述多个分离靶包括氧化物材料。
8.—种派射方法，包括 设置包括多个源单元的分离靶装置，所述多个源单元包括多个分离靶和多个磁体，所述多个分离靶以第一方向设置在底板的一侧上，所述多个磁体设置在所述底板的另一侧上并且分别与所述多个分离靶成对，其中所述多个源单元以所述第一方向和垂直于所述第一方向的第二方向之间的角度沿直线排列； 设置衬底，以面向所述分离靶装置，所述衬底是溅射靶目标；以及 当在所述第二方向上在所述衬底之上移动所述分离靶装置时，进行溅射。
9.如权利要求8所述的溅射方法，其中，设置相邻源单元，从而使相邻源单元的溅射区域在所述第一方向上彼此交叠。
10.如权利要求9所述的溅射方法，其中，所述分离靶装置还包括无效源单元，所述无效源单元设置在所述底板的两端且设置在溅射靶目标的溅射区域的外部。
11.如权利要求8所述的溅射方法，其中，所述底板具有与所述多个源单元的图案相同的形状。
12.如权利要求8所述的溅射方法，其中，所述底板具有与由所述多个源单元覆盖的区域的形状不同的图案。
13.如权利要求8所述的溅射方法，其中，所述底板包括金属材料。
14.如权利要求8所述的溅射方法，其中，所述多个分离靶包括氧化物材料。
15.如权利要求I所述的分离靶装置，其中，所述多个源单元彼此平行。
16.如权利要求8所述的溅射方法，其中，所述多个源单元彼此平行。
17.用于溅射的分离靶装置，包括 底板；以及 多个源单元，以第一方向设置在所述底板上并且彼此间隔开，每个源单元包括 靶，设置在所述底板的第一侧上，以及磁体，设置在所述底板的第二侧上，以与相应的靶成对， 其中，所述多个源单元以所述第一方向和垂直于所述第一方向的第二方向之间的角度沿直线排列。
18.如权利要求17所述的分离靶装置，还包括 真空腔； 其中，在所述真空腔中，所述底板的所述第一侧设置为面向作为溅射靶目标的衬底，所述源单元在所述第一方向上延伸超过所述衬底，所述衬底在所述第二方向上延伸超过所述源单元，所述底板配置为在所述第二方向上扫描所述衬底。
全文摘要
分离靶装置，包括底板和多个源单元，多个源单元包括多个分离靶和多个磁体，多个分离靶附着在底板的一个表面上且形成规则排列，多个磁体附着在底板的另一表面上且分别与多个分离靶成对。多个源单元以第一方向与第二方向之间的角度平行地排列，第一方向是规则排列的方向，第二方向与第一方向垂直。使用具有上述结构的分离靶装置进行溅射。
文档编号C23C14/34GK102828154SQ20121015430
公开日2012年12月19日 申请日期2012年5月17日 优先权日2011年5月23日
发明者郑胤谟, 李基龙, 郑珉在 申请人:三星显示有限公司