磁控溅射设备及去除基板上氧化层的方法与流程

本发明涉及液晶显示技术领域，尤其涉及一种磁控溅射设备及去除基板上氧化层的方法，用于有效的消除基板表面的氧化层，提高显示器件的质量及效能。

背景技术：

在许多技术领域中，在基材上形成具有高均匀性的层(亦即在广大表面上具有均匀的厚度)是重要的议题。举例而言，在制造薄膜晶体管(thinfilmtransistor，tft)的过程中，需要形成显示器金属线或半导体相互连接以传导信号。tft需要的控制线是由多层金属薄膜及半导体线构成，且并非一次性可完成。大多金属薄膜在真空腔室内以溅射法完成，在进行到下道工序时，暴露在大气中的基板表面容易形成氧化膜。氧化膜相当于一层绝缘层，这样与其它线路连接的地方将会影响到信号的传导，影响显示器件的效率。

现有技术中针对氧化膜的处理办法就在基板进入真空腔室进行沉积薄膜前，先在大气环境下用低浓度酸液刻蚀掉形成于基板表面的氧化层。然而，即使将大气环境下已形成于基板表面的氧化层刻蚀掉之后，在传送基板进入真空腔室的运输时间，暴露在大气的基板表面仍会形成氧化层。

因此，有必要提供一种溅射设备，有效的彻底消除基板表面的氧化层，从而在完成氧化层处理后就可以直接在溅射设备的真空腔室内进行薄膜沉积。

技术实现要素：

本发明提供一种磁控溅射设备以及通过磁控溅射设备去除基板上氧化层的方法，可以有效的解决现有技术中在大气环境下基板表面形成会影响信号传导的氧化层，导致面板的效能及质量变差的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供的磁控溅射设备包括：真空腔体，包括一顶壁以及一底部；基板支撑部件，设置于所述真空腔体的底部，用以承载基板，其中所述基板的表面具有氧化层；磁控部件，具有第一磁场单元及升降单元，所述第一磁场单元可移动地设置于所述真空腔体的顶壁，且由所述升降单元带动而在所述真空腔体中对应所述基板的区域移动；气体供给管道，用以供应气体至所述真空腔体内；外加电源，所述外加电源耦接于所述磁控部件，用于向所述第一磁场单元施加电压；其中施加所述外加电源于所述第一磁场单元，使所述气体形成等离子体轰击所述氧化层，从而将所述氧化层击碎。

根据本文描述的一实施例，所述气体为氩气。

根据本文描述的一实施例，所述磁控溅射设备更包括靶材室，包括沿第一方向排列的靶材，所述靶材室设置于所述真空腔体的顶壁与底部之间，并与所述真空腔体连通，且所述基板支撑部件与所述靶材相对设置。

根据本文描述的一实施例，所述第一磁场单元以与所述第一方向互相垂直的一第二方向排列设置。

根据本文描述的一实施例，所述基板支撑部件包括一承载台，所述承载台用以承载所述基板，使所述基板以垂直于所述第一方向设置。

根据本文描述的一实施例，所述基板支撑部件包括一升降顶杆，所述升降顶杆用以承接由一外部机械手臂传送的所述基板，并将所述基板放置于所述承载台上。

根据本文描述的一实施例，所述磁控部件更包括一密封机构，所述密封机构包括：

一密封腔，所述第一磁场单元设置于所述密封腔内；

一密封盖，用于于所述密封盖关闭时保持所述第一磁场单元与所述密封机构绝缘。

根据本文描述的一实施例，所述磁控溅射设备更包括一第二磁场单元，沿所述第一方向与所述靶材排列设置，用以形成一磁场进行一薄膜沉积工艺。

为了解决上述技术问题，本发明另提供通过以上述磁控溅射设备去除基板上氧化层的方法，包括：将所述基板放置于所述磁控溅射设备的一基板支撑部件的一承载台上，使所述承载台位于一处理位置，并将沿一第一方向排列的一靶材固定于所述磁控溅射设备的一真空腔体内并与所述承载台呈相对设置；使用一气体供给管道向所述真空腔体内通入气体；驱动所述磁控溅射设备的一磁控部件朝向所述承载台运动，同时驱动一外加电源向所述磁控部件施加电压；以及在所述基板的表面形成所述气体构成的等离子体层，使所述等离子体轰击所述氧化层。

根据本文描述的一实施例，所述气体为氩气。

根据本文描述的一实施例，所述承载台的所述处理位置相对于所述第一方向呈一第二方向，所述第一方向与所述第二方向互相垂直。

根据本文描述的一实施例，所述磁控部件设置于所述真空腔体的一顶壁。

根据本文描述的一实施例，所述磁控部件具有一第一磁场单元及一升降单元，所述第一磁场单元可移动地设置于所述真空腔体的顶壁，且由所述升降单元带动而在所述真空腔体中对应所述基板的一区域移动。

根据本文描述的一实施例，所述基板支撑部件设置于所述真空腔体的一底部，所述磁控部件与所述基板支撑部件概呈平行设置。

根据本文描述的一实施例，所述基板支撑部件包括一承载台，所述承载台用以承载所述基板，使所述基板以垂直于所述第一方向设置。

根据本文描述的一实施例，所述磁控部件包括一密封机构，所述密封机构包括一密封腔，所述第一磁场单元设置于所述密封腔内，并且所述密封机构包括可开启与关闭的一密封盖，用于于所述密封盖关闭时保持所述第一磁场单元与所述密封机构绝缘。

根据本文描述的一实施例，所述磁控溅射设备更包括一第二磁场单元，沿所述第一方向与所述靶材排列设置，用以形成一磁场进行一薄膜沉积工艺。

根据本文描述的一实施例，在使所述等离子体轰击所述氧化层的步骤之后，将所述承载台移动至面向所述靶材的一沉积位置进行所述薄膜沉积工艺。

本发明提供的磁控溅射设备以及通过磁控溅射设备去除基板上氧化层的方法，在磁控溅射的真空腔室进行薄膜沉积前，利用薄膜沉积工艺时使用的气体(例如惰性气体，例如氩气)对在大气环境下基板上的金属与氧气接触形成的氧化层进行预先处理。所述的处理就是在所述基板表面利用气体所述气体形成一等离子体层，使用所述等离子体层物理轰击氧化层，将氧化层击碎。之后再进行后续的薄膜沉积工艺，如此可以有效的解决现有技术中在大气环境下基板表面形成会影响信号传导的氧化层，导致面板的效能及质量变差的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的磁控溅射设备的示意图；

图2-图3为本发明磁控溅射设备去除基板上氧化层的工艺示意图；以及

图4为本发明通过磁控溅射设备去除基板上氧化层的方法的流程示意图。

具体实施方式

以下各实施例的说明是参考附加的图示，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如[上]、[下]、[前]、[后]、[左]、[右]、[内]、[外]、[侧面]等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。在图中，结构相似的单元是用以相同标号表示。

下面结合附图详细本发明实施例的实现过程。

通常，在此所述的薄膜沉积系指以溅射材料来涂覆基材的制程。在此，术语「涂覆」与术语「沉积」是同义使用的。在此所使用术语「靶材」指包括源材料的固体主体，所述源材料用于藉由将源材料溅射而在基板上形成多层金属及半导体线层。

如图1至图3所示，为本发明的磁控溅射设备及使用其去除基板上氧化层的示意图。本发明的磁控溅射设备1包括真空腔体10、基板支撑部件20、磁控部件30、气体供给管道40和电源50。真空腔体10包括一顶壁101以及一底部102。基板支撑部件20设置于真空腔体10的底部102，用以承载基板200。基板200的表面具有氧化层210。磁控部件30具有第一磁场单元31及升降单元32。第一磁场单元31可移动地设置于真空腔体10的顶壁101，且由升降单元32带动而在所述真空腔体10中对应所述基板200的区域移动。气体供给管道40用以供应气体至真空腔体10内。电源50耦接于磁控部件30，用于向第一磁场单元31施加电压。当施加电压于第一磁场单元31时，气体供给管道40供应的气体会形成等离子体以轰击氧化层210，从而将氧化层210击碎。

所使用的气体可以为惰性气体，所述惰性气体可选用氩气、氪气、氙气、氡气。为便于说明，本实施例采用氩气做为说明，但不限于此。

本实施例中，所述真空腔体10为一矩形腔体。所述真空腔体10内部设置有靶材室110。靶材室110设置沿第一方向排列的靶材111，所述靶材室110设置于所述真空腔体10的顶壁101与底部102之间，并与所述真空腔体10连通，且所述基板支撑部件20与所述靶材111相对设置。更详细地说，所述靶材111以一垂直方向(第一方向)设置，所述第一磁场单元31以与所述第一方向互相垂直的一水平方向(第二方向)排列设置，如图1所示。

另外，所述靶材与位于真空腔体10内之基板支撑部件20之上表面相对。所述基板支撑部件20包括一承载台201与一旋转轴202，所述承载台201用以承载所述基板200，使所述基板200以垂直于所述第一方向设置。也就是说，所述基板200和所述第一磁场单元31是互相平行设置的。

此外，所述基板支撑部件20还包括一升降顶杆203，所述升降顶杆203用以承接由一外部机械手臂500传送的所述基板200，并将所述基板200放置于所述承载台201上。

如图1所示，所述磁控部件30更包括一密封机构33，所述密封机构33包括一密封腔331以及一密封盖332。所述第一磁场单元31设置于所述密封腔331内。密封盖332用于于所述密封盖332关闭时保持所述第一磁场单元31与所述密封机构33绝缘。

请参阅图2-图3的工艺流程图，在磁控溅射的真空腔室进行薄膜沉积前，利用薄膜沉积工艺时使用的气体(例如惰性气体，例如氩气)对在大气环境下基板上的金属与氧气接触形成的氧化层进行预先处理。简言之，所述的处理就是在所述基板表面利用气体所述气体形成一等离子体，使用所述等离子体轰击氧化层，将氧化层击碎。之后再进行后续的薄膜沉积工艺。因此，所述磁控部件30直接可以利用所述气体(例如氩气)对氧化层进行处理。

更具体的操作如下所述。所述外部机械手臂500将基板200置放于升降顶杆203上，基板200随着升降顶杆203的移动下降并被放置在所述承载台201上。此时，所述基板200因为暴露在一般大气环境之下，表面会形成氧化层210，而氧化层210相当于一层绝缘层。接下来，所述气体供给管道40通入所述气体(例如氩气)，所述升降单元32带动所述磁控部件30沿着所述第一方向(垂直方向)朝向所述基板200的区域移动，并于一预定位置定止，此时所述电源50向所述第一磁场单元31施加电压，须注意的是，所述第一磁场单元31是外加电压的情况下才会产生磁性，外加的电压可以使所述第一磁场单元31形成负电位。而在未外加电压的情况下，所述密封盖332关闭，保持所述第一磁场单元31与所述密封机构33绝缘，此外，所述密封盖332与所述密封机构33的外部绝缘，形成0电位。如此与第一磁场单元31形成电压差，形成电场。

接下来，对第一磁场单元31施加电压后，在所述基板200表面形成等离子体用以轰击所述基板200表面的氧化层，如图2所示，使氧化层破坏。

然后第一磁场单元31沿着所述第一方向(垂直方向)远离所述基板200移动回到初始位置。其中，所述磁控溅射设备1更包括一第二磁场单元112，其设置于所述靶材室110中，并沿所述第一方向与所述靶材111排列设置，用以形成一磁场。所述旋转轴202带动所述承载台201使所述基板200随着所述承载台201运动到所述第一方向(垂直方向)的位置，即所述旋转轴202用以旋转所述基板200使所述基板200由垂直于所述第一方向(垂直方向)的位置移动至平行于所述第一方向的位置以面向所述靶材111，从而开始对去除氧化层210后的基板200进行一薄膜沉积工艺，如图3所示。所述薄膜沉积工艺为现有薄膜沉积工艺，于此不再赘述。如此就完成了在一个真空腔体内完成氧化层处理及薄膜沉积工艺。

请参阅图4并配合图1-3所示，其中图4为本发明通过磁控溅射设备去除基板上氧化层的方法的流程示意图。

本发明另提供通过以上述磁控溅射设备去除基板上氧化层的方法，包括：步骤s01：将所述基板放置于所述磁控溅射设备的一基板支撑部件的一承载台上，使所述承载台位于一处理位置，并将沿一第一方向排列的一靶材固定于所述磁控溅射设备的一真空腔体内并与所述承载台呈相对设置。步骤s02：使用一气体供给管道向所述真空腔体内通入气体。步骤s03：驱动所述磁控溅射设备的一磁控部件朝向所述承载台运动，同时驱动一外加电源向所述磁控部件施加电压；以及步骤s04：在所述基板的表面形成所述气体构成的等离子体层，使所述等离子体轰击所述氧化层。

在一实施例中，在步骤s01中，所述承载台201的处理位置即为基板200被放置在承载台200上等待处理其上的氧化层210的位置。所述承载台201的所述处理位置相对于所述第一方向呈一第二方向，所述第一方向与所述第二方向互相垂直。也就是说，所述承载台201在处理位置时，所述基板200和所述第一磁场单元31是互相平行设置的。

所述磁控部件30设置于所述真空腔体10的一顶壁101。所述磁控部件30具有一第一磁场单元31及一升降单元32，所述第一磁场单元31可移动地设置于所述真空腔体10的顶壁101，且由所述升降单元32带动而在所述真空腔体10中对应所述基板200的一区域移动。

基板200随着升降顶杆203的移动下降并被放置在所述承载台201上。接下来，在步骤s02中，所述气体供给管道40通入所述气体(例如氩气)。之后，在步骤s03中，所述升降单元32带动所述磁控部件30沿着所述第一方向(垂直方向)朝向所述基板200的区域移动，并于一预定位置定止，此时所述外加电源50向所述第一磁场单元31施加电压。

在步骤s04中，对第一磁场单元31施加电压后，在所述基板200表面形成等离子体用以轰击所述基板200表面的氧化层，使氧化层破坏。

然后第一磁场单元31沿着所述第一方向(垂直方向)远离所述基板200移动回到初始位置。其中，所述磁控溅射设备1更包括第二磁场单元112，设置于所述靶材室110中，并沿所述第一方向与所述靶材111排列设置，用以形成磁场。所述旋转轴202带动所述承载台201使所述基板200随着所述承载台201运动到所述第一方向(垂直方向)的位置，即所述旋转轴202用以旋转所述基板200使所述基板200由垂直于所述第一方向(垂直方向)的位置移动至平行于所述第一方向的位置以面向所述靶材111，从而开始对去除氧化层210后的基板200进行一薄膜沉积工艺。如此就完成了在一个真空腔体内完成氧化层处理及薄膜沉积工艺。

本发明提供的磁控溅射设备以及通过磁控溅射设备去除基板上氧化层的方法，在磁控溅射的真空腔室进行薄膜沉积前，利用薄膜沉积工艺时使用的气体(例如惰性气体，例如氩气)对在大气环境下基板上的金属与氧气接触形成的氧化层进行预先处理。所述的处理就是在所述基板表面利用气体所述气体形成一等离子体层，使用所述等离子体层物理轰击氧化层，将氧化层击碎。之后再进行后续的薄膜沉积工艺，如此可以有效的解决现有技术中在大气环境下基板表面形成会影响信号传导的氧化层，导致面板的效能及质量变差的技术问题。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。