CN103094048B - 可位移调整磁控管的装置 - Google Patents

Abstract

一种可位移调整磁控管的装置，包含一个基座单元、至少一个固设在该基座单元一侧的靶材单元、一个安装在该基座单元另一侧的直线驱动单元、一个受该直线驱动单元驱动的转接单元、至少一安装在该转接单元的调整单元及至少一个连结于该调整单元的磁铁单元。该直线驱动单元能连动该转接单元、该调整单元及该磁铁单元沿一个第一方向相对于该靶材单元位移，且操作该调整单元能连动该磁铁单元沿一个第二方向调整与该靶材单元的距离。

Description

可位移调整磁控管的装置

技术领域

本发明涉及一种溅镀设备，特别是涉及一种可位移调整磁控管的装置。

背景技术

磁控溅镀具有增加溅镀速率的优点，且一般磁控溅镀方式，是在一个真空腔内设置有数个靶材，且各个靶材之间配置有阳极电极，所述靶材对应于一个基板，在该基板背面设置有磁场形成装置(也称磁控管)，在该真空腔内导入溅镀气体，且所述阳极电极接地电位的状态下，对所述靶材同时施加电压时，利用该磁场形成装置所形成的磁场，使电子拘束于靶材的表面附近，溅镀气体产生电离的电子流轰击所述靶材，使所述靶材的原子被击出变成气相并溅镀于基板而成膜。

若固定该磁场形成装置的位置，所述靶材的表面被溅镀较不均匀，使得靶材的使用率较低、成本较高，因此中国台湾I302573专利案公开的磁控管溅镀装置，是利用一个第一马达驱动一个靶材安装板产生移动，且利用一个第二马达驱动一个磁铁保持构件产生移动，且该磁铁保持构件能相对于该靶材安装板维持平行状态下相对位移，虽然这种磁控管溅镀装置利用该磁铁保持构件相对于该靶材安装板相对位移，已具有调节磁场分布，使溅镀靶材表面消耗更加平均、提升靶材利用率及提高薄膜均匀性的功效，但是却无法适用不同型态靶材、或对应特定溅镀制程所需的磁场强弱调节。另外，中国台湾I220905、I257432及I247044等专利案均是使磁铁相对靶材作一维的平行移动，不具有二维调整磁场强弱的功能。

有别于上述专利案，中国台湾公告编号第454048号专利案利用一个移动装置能驱动一个磁铁相对于一个靶标产生平行移动，再利用一个电动机驱动一支螺杆，使得一个可动架带动该移动装置与磁铁相对于该靶标产生不同的距离变化，借此虽然能调整磁场大小、使电浆状态稳度，且达到成膜均质目的，但是因为该可动架上承载有该移动装置与该磁铁，整体重量重，当利用电动机驱动螺杆时所产生的运动惯量大，且控制复杂。再者，用于驱动磁铁相对于靶标产生平行移动的马达，偏重在该移动装置一侧，整体体积也较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能使靶材消耗平均、提升靶材利用率、提高薄膜均匀性且容易调整磁场大小的可位移调整磁控管的装置。

本发明的可位移调整磁控管的装置，包含一个基座单元、至少一个固设在该基座单元一侧的靶材单元、一个安装在该基座单元另一侧的直线驱动单元、一个受该直线驱动单元驱动的转接单元、至少一个安装在该转接单元的调整单元及至少一个连结于该调整单元的磁铁单元，该基座单元具有一个本体、一个固设在该本体一侧的阳极板组及一个与该阳极板组相反且固设在该本体另一侧的定位架，定义该本体具有一条中线，该靶材单元具有一个固设在该基座单元一侧且对应于该阳极板组的框座及一个安装在该框座的靶材组，该直线驱动单元具有一个沿该中线安装在该定位架的驱动件及一支受该驱动件驱动能沿一个第一方向往复直线位移的连动件，该中线的延伸方向垂直于该第一方向，该驱动件具有一个齿轮，该连动件具有一个与该齿轮啮合且沿该第一方向延伸的齿排，该转接单元具有一个连结在该连动件两端的悬架、至少一个连结于该悬架的固定板，该调整单元具有两支螺锁于该固定板且沿一个垂直于该第一方向的第二方向延伸的调整螺杆，及一个连结在所述调整螺杆之间的传动组，所述调整螺杆能通过该传动组同步位移，该磁铁单元具有一个连结于所述调整螺杆的定位板及一个定位在该定位板的磁铁组。

本发明的可位移调整磁控管的装置，该调整单元还具有数个安装于该固定板的防转组，所述防转组各具有一个套设在所述调整螺杆的夹件及一个螺锁于该夹件且能使该夹件对所述调整螺杆夹制或松释的把手。

本发明的可位移调整磁控管的装置，该调整单元的传动组具有两个分别固设在所述调整螺杆的皮带轮及一条绕设在所述皮带轮之间的皮带。

本发明的可位移调整磁控管的装置，该调整单元还具有一个安装在其中一支调整螺杆的操作件，转动该操作件能驱动所述调整螺杆同步位移，且该操作件为电子手轮或手动式手轮。

本发明的可位移调整磁控管的装置，该基座单元的本体具有一个座板及一个固设在该座板的导磁座，该座板呈中空框状，并具有一个第一开孔，该导磁座呈中空框状，并具有一个对应该第一开孔的第二开孔及一个与该第一开孔相反而封设在该第二开孔一侧的底封板，该磁铁单元能沿该第一方向移动地套设在该第一开孔与该第二开孔中，该磁铁组与该靶材组相反设置在该底封板的两侧，该阳极板组围设在该导磁座外侧。

本发明的可位移调整磁控管的装置，该转接单元的悬架具有两支呈L型的架杆，该转接单元还具有一个固设在所述架杆底部与该固定板之间的转接座，该固定板呈长板状且对应该中线而沿一个垂直于该第一方向、该第二方向的第三方向延伸，并具有两个对应该第三方向间隔设置且与所述调整螺杆螺锁的上锁座，该磁铁单元的定位板呈长板状且也沿第三方向延伸，并具有两个对应该第三方向间隔设置且与所述调整螺杆螺锁的下锁座。

本发明的可位移调整磁控管的装置，该转接单元还具有数个设置在该固定板与该本体之间的滑轨组，所述滑轨组沿该第一方向延伸。

本发明的可位移调整磁控管的装置，该转接单元的悬架具有两支呈L型的架杆，该靶材单元的数量有两个，该转接单元的固定板的数量也有两个，该转接单元还具有两个固设在所述架杆底部与所述固定板之间的转接座，所述固定板分别对应一个靶材单元、一个调整单元与一个磁铁单元。

本发明的可位移调整磁控管的装置，该转接单元的所述固定板呈长板状且分别位于该中线的相反两侧互相对应，并分别沿一个垂直于该第一方向、该第二方向的第三方向延伸，每一个固定板具有两个对应该第三方向间隔设置且与所述调整螺杆螺锁的上锁座，所述磁铁单元的所述定位板也沿第三方向延伸，并各具有两个对应该第三方向间隔设置且与所述调整螺杆螺锁的下锁座。

本发明的可位移调整磁控管的装置，该转接单元还具有数个设置在所述固定板与该本体之间的滑轨组，所述滑轨组沿该第一方向延伸。

本发明的有益效果在于：利用该直线驱动单元驱动该磁铁单元相对于该靶材单元沿第一方向往复直线位移，能调节磁场能力、使该靶材组表面消耗更加平均、提升该靶材组利用率及提高薄膜均匀性，且借由操作该调整单元的操作件，具有容易调整磁场强弱程度的功效。

附图说明

图1是本发明可位移调整磁控管的装置第一较佳实施例的一个立体组合图；

图2是该第一较佳实施例的一个部分立体分解图；

图3是该第一较佳实施例的一个平面组合图；

图4是沿图3中的直线IV-IV所取的剖视图；

图5是图3的局部放大示意图，说明一个调整单元；

图6是沿图3中的直线VI-VI所取的剖视图；

图7是沿图3中的直线VII-VII所取的剖视图；

图8是本发明可位移调整磁控管的装置第二较佳实施例的立体组合图；

图9是该第二较佳实施例的俯视组合图；

图10是沿图9中的直线IX-IX所取的剖视图；

图11是本发明可位移调整磁控管的装置所应用的另一种型式的操作件。

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。

如图1及图2所示，本发明可位移调整磁控管的装置的第一较佳实施例，包含一个基座单元10、一个靶材单元20、一个直线驱动单元30、一个受该直线驱动单元30驱动能沿一个第一方向X往复位移的转接单元40、一个调整单元50及一个磁铁单元60。

参阅图3及图4，该基座单元10具有一个本体11、一个固设在该本体11一侧的阳极板组12及一个与该阳极板组12相反且固设在该本体11另一侧的定位架13。该本体11具有一个座板111、一个固设在该座板111底部的导磁座112及数对相反于该导磁座112固设在该座板111顶部的凸块116，该座板111呈中空框状，并具有一个呈矩形的第一开孔113，该导磁座112呈中空框状，并具有一个轮廓形状对应该第一开孔113的第二开孔114及一个与该第一开孔113相反而封设在该第二开孔114一侧的底封板115，该阳极板组12围设在该导磁座112外侧，该定位架13以数支沿一个垂直于该第一方向X的第二方向Y延伸的支撑杆131架设于该座板111上方。定义该本体11具有一条中线L。

参阅图3及图4，该靶材单元20具有一个固设在该基座单元10一侧且对应于该阳极板组12的框座21及一个安装在该框座21内的靶材组22。该框座21固设在该底封板115外侧，该靶材组22涵盖的范围对应于该第一开孔113与该第二开孔114的轮廓。

参阅图1、图3及图4，本实施例的直线驱动单元30具有一个对应该中线L安装在该定位架13的驱动件31及一支受该驱动件31驱动能沿该第一方向X往复直线位移的连动件32，该中线L的延伸方向垂直于该第一方向X。该驱动件31具有一个马达311、一个安装在该马达311一侧的减速机312及一个能输出该减速机312动力的齿轮313，该连动件32具有一个与该齿轮313啮合的齿排321，且受该减速机312输出的动力驱动，能沿第一方向X往复直线位移。

该转接单元40具有一个连结在该连动件32两端的悬架41、一个连结于该悬架41的转接座42及一个连结于该转接座42的固定板43。该悬架41具有两支呈L型的架杆411，该转接座42固设在所述架杆411底部之间，该固定板43呈长板状且沿一个垂直于该第一方向X、该第二方向Y的第三方向Z延伸，并具有两个对应该第三方向Z间隔设置的上锁座431及两支分别固设在所述上锁座431一侧的立杆432。另外，该转接单元40还具有两个设置在该固定板43与所述凸块116之间的滑轨组44，所述滑轨组44沿该第一方向X延伸。

参阅图3、图4及图5，该调整单元50具有两支螺锁于所述上锁座431的调整螺杆51、一个连结在所述调整螺杆51之间的传动组52、一个安装在其中一支调整螺杆的操作件53及两个安装于该固定板43的防转组54。所述调整螺杆51沿该第二方向Y延伸，该传动组52具有两个分别固设在所述调整螺杆51的皮带轮521及一条绕设在所述皮带轮521之间的皮带522，本实施例的操作件53为手动式手轮，或者如图11所示，另一种型态的操作件53”为电子手轮，可以数位显示出进退值。配合参阅图1和图6，该防转组54各具有一个锁固在所述立杆432且套设在所述调整螺杆51的夹件541及一支螺锁于该夹件541且能使该夹件541对所述调整螺杆51夹制或松释的把手542。

参阅图3、图4及图7，该磁铁单元60能沿该第一方向X往复移动地套设在该第一开孔113、该第二开孔114中，并具有一个连结于所述调整螺杆51的定位板61及一个定位在该定位板61的磁铁组62，该定位板61呈长板状且也沿该第三方向Z延伸，并具有两个对应该第三方向Z间隔设置且与所述调整螺杆51螺锁的下锁座611，该磁铁组62与该靶材组22相反设置在该本体11的底封板115两侧，该磁铁组62的磁性可以达到磁控管的功能。

再如图1、图3及图5所示，在进行溅镀作业以前，可依所使用的靶材组22的型态或制程所需，先调整磁场强弱程度，且调整的操作是先松开所述把手542，使所述夹件541对所述调整螺杆51松释，转动该操作件53(或操作件53”)时，能获得所述调整螺杆51的精密进退值，该进退值能借由预设的转算机制针对不同型态的靶材组22、特定溅镀制程调整至所需的磁场强度，且调整完成需定位时，操作者再反转所述把手542，使所述夹件541对所述调整螺杆51夹制，能防止所述调转螺杆51继续转动，以确保磁场强弱的精确度。

如图1、图3及图4所示，当启动该直线驱动单元30的驱动件31时，该驱动件31能驱动该连动件32沿该第一方向X往复直线位移，且带动该转接单元40的悬架41、该转接座42与该固定板43也沿该第一方向X进行等速或变频的往复直线位移，且通过所述调整螺杆51，又能联动该磁铁单元60沿第一方向X往复直线位移，该磁铁组62相对于该靶材组22相对位移，能调节磁场分布，使该靶材组22表面消耗更加平均、提升该靶材组22利用率及提高薄膜均匀性的功效。且借由操作该调整单元50的操作件53时，通过该传动组52能驱动所述调整螺杆51同步沿该第二方向Y位移，且容易达到预先调整磁场强弱程度的目的。

因此，本发明借由该磁铁单元60相对于该靶材组22沿该第一方向X往复直线位移(第一维)，以及借由操作该调整单元50预先调整磁场强弱程度(第二维)，能解决现有磁控溅镀设备不具有二维调整磁场强弱的功能的缺点，再者，本发明的调整单元50的结构简单、轻巧、运动惯量小，且操控相当简单。而利用该直线驱动单元30的驱动件31对应该中线L且安装在该定位架13，能简约整体的体积，重心对应于该中线L。

值得一提的是，上述第一实施例该调整单元50的操作件53也可以省略不装，则直接驱动其中一支调整螺杆51时，通过该传动组52也能使另一支调整螺杆51同步位移。或是该操作件53与该调整螺杆51采用可拆卸式安装，当磁场强弱调整完毕，就能将该操作件53自该调整螺杆51拆下。

再如图8、图9及图10所示，本发明可位移调整磁控管的装置第二较佳实施例，包含一个基座单元10’、两个靶材单元20’、一个直线驱动单元30’、一个转接单元40’、两个调整单元50’及两个磁铁单元60’。该转接单元40’的悬架41’具有两支呈L型的架杆411’，该转接单元40’的转接座42’及固定板43’的数量各有两个，所述转接座42’分别连结于所述架杆411’底部，所述固定板43’呈长板状且分别位于该中线的相反两侧互相对应，并分别沿一个垂直于该第一方向X、该第二方向Y的第三方向Z延伸，所述固定板43’分别连结于所述转接座42’且分别对应一个靶材单元20’、一个调整单元50’与一个磁铁单元60’，在所述固定板43’与该本体11’的所述凸块116’之间也各设有一个滑轨组44’。且该转接单元40’的所述固定板43’以及所述磁铁单元60’的所述定位板61’，分别与第一实施例的固定板43、定位板61相同。本发明第二实施例不但能达成与第一实施例相同的目的、功效，且能达到并联作业的目的。

Claims (10)

1.一种可位移调整磁控管的装置，包含一个基座单元、至少一个靶材单元、一个直线驱动单元、一个转接单元、至少一个调整单元及至少一个磁铁单元；其特征在于：

该基座单元，具有一个本体、一个固设在该本体一侧的阳极板组及一个与该阳极板组相反且固设在该本体另一侧的定位架，定义该本体具有一条中线；

该靶材单元，具有一个固设在该基座单元一侧且对应于该阳极板组的框座及一个安装在该框座的靶材组；

该直线驱动单元，具有一个沿该中线安装在该定位架的驱动件及一支受该驱动件驱动能沿一个第一方向往复直线位移的连动件，该中线的延伸方向垂直于该第一方向，该驱动件具有一个齿轮，该连动件具有一个与该齿轮啮合且沿该第一方向延伸的齿排；

该转接单元，具有一个连结在该连动件两端的悬架、至少一个连结于该悬架的固定板；

该调整单元，具有两支螺锁于该固定板且沿一个垂直于该第一方向的第二方向延伸的调整螺杆，及一个连结在所述调整螺杆之间的传动组，所述调整螺杆能通过该传动组同步位移；

该磁铁单元，具有一个连结于所述调整螺杆的定位板及一个定位在该定位板的磁铁组。

2.根据权利要求1所述的可位移调整磁控管的装置，其特征在于：该调整单元还具有数个安装于该固定板的防转组，所述防转组各具有一个套设在所述调整螺杆的夹件及一个螺锁于该夹件且能使该夹件对所述调整螺杆夹制或松释的把手。

3.根据权利要求2所述的可位移调整磁控管的装置，其特征在于：该调整单元的传动组具有两个分别固设在所述调整螺杆的皮带轮及一条绕设在所述皮带轮之间的皮带。

4.根据权利要求3所述的可位移调整磁控管的装置，其特征在于：该调整单元还具有一个安装在其中一支调整螺杆的操作件，转动该操作件能驱动所述调整螺杆同步位移，且该操作件为一电子手轮或一手动式手轮。

5.根据权利要求1所述的可位移调整磁控管的装置，其特征在于：该基座单元的本体具有一个座板及一个固设在该座板的导磁座，该座板呈中空框状，并具有一个第一开孔，该导磁座呈中空框状，并具有一个对应该第一开孔的第二开孔及一个与该第一开孔相反而封设在该第二开孔一侧的底封板，该磁铁单元能沿该第一方向移动地套设在该第一开孔与该第二开孔中，该磁铁组与该靶材组相反设置在该底封板的两侧，该阳极板组围设在该导磁座外侧。

6.根据权利要求1所述的可位移调整磁控管的装置，其特征在于：该转接单元的悬架具有两支呈L型的架杆，该转接单元还具有一个固设在所述架杆底部与该固定板之间的转接座，该固定板呈长板状且对应该中线而沿一个垂直于该第一方向、该第二方向的第三方向延伸，并具有两个对应该第三方向间隔设置且与所述调整螺杆螺锁的上锁座，该磁铁单元的定位板呈长板状且也沿第三方向延伸，并具有两个对应该第三方向间隔设置且与所述调整螺杆螺锁的下锁座。

7.根据权利要求6所述的可位移调整磁控管的装置，其特征在于：该转接单元还具有数个设置在该固定板与该本体之间的滑轨组，所述滑轨组沿该第一方向延伸。

8.根据权利要求1所述的可位移调整磁控管的装置，其特征在于：该转接单元的悬架具有两支呈L型的架杆，该靶材单元的数量有两个，该转接单元的固定板的数量也有两个，该转接单元还具有两个固设在所述架杆底部与所述固定板之间的转接座，所述固定板分别对应一个靶材单元、一个调整单元与一个磁铁单元。

9.根据权利要求8所述的可位移调整磁控管的装置，其特征在于：该转接单元的所述固定板呈长板状且分别位于该中线的相反两侧互相对应，并分别沿一个垂直于该第一方向、该第二方向的第三方向延伸，每一个固定板具有两个对应该第三方向间隔设置且与所述调整螺杆螺锁的上锁座，所述磁铁单元的所述定位板也沿第三方向延伸，并各具有两个对应该第三方向间隔设置且与所述调整螺杆螺锁的下锁座。

10.根据权利要求9所述的可位移调整磁控管的装置，其特征在于：该转接单元还具有数个设置在所述固定板与该本体之间的滑轨组，所述滑轨组沿该第一方向延伸。