CN103014639A - 溅射靶材及溅射装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种溅射靶材，包括多个第一分块和多个第二分块，所述多个第一分块和第二分块成多行多列分布，其中每行中所述第一分块与所述第二分块交错分布，每列中所述第一分块与所述第二分块也交错分布。本发明还公开了一种包括上述溅射靶材的溅射装置，其还包含交流电源，所述交流电源包括极性相反的第一电极和第二电极，所述溅射靶材的每个第一分块与所述交流电源的第一电极对应连接，所述溅射靶材的每个第二分块与所述交流电源的第二电极对应连接。本发明将溅射靶材设计成块状，使靶材得到充分利用，并且产品膜质更具均一性。

Description

溅射靶材及溅射装置
技术领域
本发明涉及溅射加工技术领域，尤其涉及一种溅射靶材及溅射装置。
背景技术
在TFT-LCD的阵列制造工艺中，随着玻璃基板尺寸的不断增大，目前交流模式（AC mode）的溅射设备已成为磁控溅射的主流设备，其优点是异常放电少、成膜均一性好。图1所示为现有技术TFT-LCD制作工艺中使用的靶材示意图，可以看出，整个靶材均匀分割成相互平行的多个条状分块110。各条状分块110之间接入交流电源130的交流电压，这样各条状分块110之间可以进行阳极和阴极的自由切换。使用这样的靶材进行镀膜时，在溅射设备腔室内所产生的横向等离子体120分布如图2所示，等离子体120呈在条状分块110宽度方向的中部分布较集中、边缘分布较少的倒置的U形分布，等离子体120分布的均一度较差。这样在使用一段时间后，被等离子体120密集冲击的条状分块110中部位置靶材消耗严重，而条状分块边缘位置靶材消耗较少，形成了如图3所示的浪费区，使得靶材的利用率低、造成了严重的浪费；同样，频繁的材料更换所需的人力成本也是不可忽视的。
发明内容
（一）要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：提供一种均一性好，靶材利用率高、使用寿命长的溅射靶材及溅射装置。
（二）技术方案
为解决上述问题，一方面，本发明提供了一种溅射靶材，包括多个第一分块和多个第二分块，所述多个第一分块和第二分块成多行多列分布，其中每行中所述第一分块与所述第二分块交错分布，每列中所述第一分块与所述第二分块也交错分布。
优选地，所述多个第一分块和第二分块呈M行N列的矩形阵列分布，其中M和N为大于等于2的自然数。
优选地，所述溅射靶材为金属靶材或金属氧化物靶材。
另一方面，本发明还提供了一种溅射装置，包含交流电源以及上述的溅射靶材，所述交流电源包括极性相反的第一电极和第二电极，所述溅射靶材的每个第一分块与所述交流电源的第一电极对应连接，所述溅射靶材的每个第二分块与所述交流电源的第二电极对应连接。
优选地，所述溅射装置进一步包括磁体，所述磁体包括与所述溅射靶材的第一分块和第二分块对应的多个磁块。
（三）有益效果
本发明通过溅射靶材的分块设计，使得在靶材的各分块之间即能产生行方向的等离子体分布、也能产生列方向的等离子体分布，使得等离子体分布的均匀性更高，靶材消耗的更加均匀，提高了靶材的使用寿命，减少了更换靶材的次数，节约了材料和人工成本；此外，通过本发明的溅射装置得到的膜质均一性进一步提升，腔室内异常放电减少，产品良率得到提升。
附图说明
图1为现有技术中溅射靶材的结构示意图；
图2为现有技术中溅射靶材表面等离子体分布的示意图；
图3为现有技术中到达使用寿命的溅射靶材的截面形状示意图；
图4为根据本发明实施例溅射靶材的结构示意图；
图5a为根据本发明实施例溅射装置中溅射靶材和磁体的结构示意图；
图5b为图5a中I-I处的剖视示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明如下。
图4所示为本实施例记载的一种溅射靶材的结构示意图，所述溅射靶材包括多个第一分块A和多个第二分块B，所述多个第一分块A和第二分块B成多行多列分布，其中每行中所述第一分块A与所述第二分块B交错分布，每列中所述第一分块A与所述第二分块B也交错分布。
上述行、列交错分布的第一分块A和第二分块B在使用时分别连接交流电源极性相反的两个电极，在交流电源的两个电极进行正反极性切换时，所述第一分块A和第二分块B也随之进行阳极和阴极的切换，Ar+离子对第一分块A和第二分块B的作用效果是均一对称的；此外，由于第一分块A和第二分块B的交错分布，即：每个第一分块A上下左右相邻的分块都是第二分块B，每个第二分块B上下左右相邻的分块都是第一分块A，使得在靶材表面的等离子体分布与现有的条状分布溅射靶材相比更加均匀，靶材的消耗区域分布更加均匀，减少了靶材的浪费区域，延长了靶材的使用寿命。
如图4所示，在本实施例中，所述多个第一分块A和第二分块B呈M行N列的矩形阵列分布，其中M和N为大于等于2的自然数，在本实施例中，考虑到靶材更换时的人工成本，取M=4，N=3；在本发明的其它实施例中，M和N还可以根据需要取其它值。在本发明的其它实施例中，根据需要镀膜的基材的形状不同，所述靶材的整体形状也可以根据需要设定，第一分块A和第二分块B也可以不为矩形阵列分布。
在本实施例中，所述溅射靶材为金属靶材或金属氧化物靶材，例如铝靶材、钼靶材、IGZO靶材等。在本发明的其它实施例中，所述溅射靶材还可以为其它材质。
图5a-5b所示为本发明实施例一种溅射装置的示意图，所述溅射装置包括交流电源（图5a-5b中未示出）、磁体以及溅射靶材210，所述溅射靶材210为上述的溅射靶材，所述交流电源包括极性相反的第一电极和第二电极，所述溅射靶材210的每个第一分块A与所述交流电源的第一电极对应连接，所述溅射靶材210的每个第二分块B与所述交流电源的第二电极对应连接，所述磁体包括与所述溅射靶材210的第一分块A和第二分块B对应的多个磁块220，如图5a和5b所示。本实施例在进行镀膜时，在第一时刻，例如交流电源的第一电极为正极、第二电极为负极，则分别与所述第一电极和第二电极连接的第一分块A和第二分块B则分别对应的为阳极和阴极；根据交流电源的频率，在第二时刻，所述交流电源的第一电极转换为负极、第二电极转换为正极后，则所述第一分块A和第二分块B则分别对应变换为阴极和阳极。
本发明通过溅射靶材的分块设计，使得在靶材的各分块之间即能产生行方向的等离子体分布、也能产生列方向的等离子体分布，使得等离子体分布的均匀性更高，靶材消耗的更加均匀，提高了靶材的使用寿命，减少了更换靶材的次数，节约了材料和人工成本；此外，通过本发明的溅射装置得到的膜质均一性进一步提升，腔室内异常放电减少，产品良率得到提升。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (5)

1.一种溅射靶材，其特征在于，包括多个第一分块和多个第二分块，所述多个第一分块和第二分块成多行多列分布，其中每行中所述第一分块与所述第二分块交错分布，每列中所述第一分块与所述第二分块也交错分布。
2.如权利要求1所述的溅射靶材，其特征在于，所述多个第一分块和第二分块呈M行N列的矩形阵列分布，其中M和N为大于等于2的自然数。
3.如权利要求1所述的溅射靶材，其特征在于，所述溅射靶材为金属靶材或金属氧化物靶材。
4.一种溅射装置，其特征在于，包含交流电源以及权利要求1-3中任一项所述的溅射靶材，所述交流电源包括极性相反的第一电极和第二电极，所述溅射靶材的每个第一分块与所述交流电源的第一电极对应连接，所述溅射靶材的每个第二分块与所述交流电源的第二电极对应连接。
5.如权利要求4所述的溅射装置，其特征在于，进一步包括磁体，所述磁体包括与所述溅射靶材的第一分块和第二分块对应的多个磁块。
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