CN105154837B - 一种溅镀设备的靶材更换装置及溅镀设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及显示设备制造领域，公开一种溅镀设备的靶材更换装置及溅镀设备，靶材更换装置包括，支架；安装于支架上的安装轴；套设于安装轴外侧、且可绕安装轴的轴心线旋转的靶材安装体，靶材安装体具有至少两个用于安装靶材的靶材安装面，当靶材安装体绕安装轴的轴心线旋转时，每一个靶材安装面可在工作状态朝向和闲置朝向之间切换；用于驱动靶材安装体绕安装轴的轴线旋转的第一驱动机构，在需更换靶材时，可通过第一驱动机构驱动靶材安装体旋转，进而将安装于靶材安装体的靶材安装面上的所需靶材由闲置朝向切换至工作状态朝向，进而使所需靶材参与工作，切换靶材的过程不需打开腔室，节省了打开腔室和抽取真空的时间，提高了生产效率。

Description

一种溅镀设备的靶材更换装置及溅镀设备
技术领域
本发明涉及显示设备制造领域，特别涉及一种溅镀设备的靶材更换装置及溅镀设备。
背景技术
磁控溅射是物理气相沉积的一种，其原理是通过交流或直流电压形成的等离子体内的具有较高能量的粒子撞击靶材表面，将靶材粒子从靶材表面撞击出来，并贴附到基板表面，并通过在靶材表面引入磁场，利用磁场对带电粒子的约束来提高等离子体密度以增加溅射率；由于具有成膜速度大、成膜再现性好、台阶覆盖率高等优点，普遍使用于TFT-LCD的溅射成膜工艺中。
现有技术中的溅射成膜设备的腔室通常只装有一块靶材，在靶材耗尽或因生产工艺的不同需更换不同的靶材时，需打开腔室人工更换靶材，更换速度较慢，且更换后需对腔室再次抽真空，更换过程较为繁琐，降低了生产效率。另外，由于腔室内的磁场分布不均匀，使靶材局部刻蚀速率较大，长时间成膜溅射后靶材消耗不均匀，降低了靶材利用率。
发明内容
本发明提供了一种溅镀设备的靶材更换装置及溅镀设备，可以无需开腔实现自动换靶，提高了生产效率。
为实现上述目的，本发明提供如下的技术方案：
一种溅镀设备的靶材更换装置，包括，
支架；
安装于所述支架上的安装轴；
套设于所述安装轴外侧、且可绕所述安装轴的轴心线旋转的靶材安装体，所述靶材安装体具有至少两个用于安装靶材的靶材安装面，当所述靶材安装体绕安装轴的轴心线旋转时，每一个所述靶材安装面可在工作状态朝向和闲置朝向之间切换；
用于驱动所述靶材安装体绕所述安装轴的轴线旋转的第一驱动机构。
该靶材更换装置包括至少两块靶材，在需更换靶材时，可通过第一驱动机构驱动靶材安装体旋转，进而将安装于靶材安装体的靶材安装面上的所需靶材由闲置朝向切换至工作状态朝向，进而使所需靶材参与工作，上述靶材更换装置在切换靶材的过程不需打开腔室，节省了打开腔室和抽取真空的时间，提高了生产效率。
优选地，还包括电路模块，所述电路模块用于控制处于工作状态朝向的所述靶材安装面上的靶材与工作电路电连接、并控制处于闲置朝向的所述靶材安装面上的靶材与所述工作电路断开连接。
优选地，所述靶材安装体具有三个所述靶材安装面，且所述靶材安装体的横截面为中空的等边三角形，三个所述靶材安装面均朝向背离所述安装轴的方向。
优选地，所述第一驱动机构包括，
安装于所述支架上、并设置于所述安装轴端面两侧的两个旋转卡盘，两个所述旋转卡盘的旋转轴线重合、且与所述安装轴的轴线平行，且在朝向所述靶材安装轴的一侧设有用于与所述靶材安装体配合连接的以带动所述靶材安装面旋转的连接机构；
输出轴与所述旋转卡盘连接以驱动所述旋转卡盘运动的第一驱动电机。
优选地，所述支架上设有两条并行设置的滑轨，所述安装轴可沿所述滑轨滑动地安装于所述滑轨。
进一步地，还包括用于驱动所述安装轴在靶材溅射工位和靶材切换工位之间运动的第二驱动机构。
进一步地，所述第二驱动机构包括：
每一个所述滑轨上设有的螺纹丝杠，所述螺纹丝杠与所述滑轨的延伸方向平行，且所述安装轴上设有与所述螺纹丝杠螺纹配合的螺纹孔；
用于驱动所述螺纹丝杠旋转的第二驱动电机。
进一步地，还包括与所述第一驱动机构和所述第二驱动机构信号连接、用于控制所述第一驱动机构和所述第二驱动机构启动或停止的控制模块。
一种磁控溅镀设备，包括用于在靶材进行溅镀过程中产生磁场的磁场模块，还包括上述的靶材更换装置。
该磁控溅镀设备中，在需更换靶材时，可通过靶材切换机构将所需靶材切换至工作位置，切换过程不需打开腔室，节省了打开腔室和抽取真空的时间，提高了生产效率；且磁性机构设置于所述靶材安装面之间，在靶材处于溅射位置并进行溅镀时，磁性机构随靶材移动，其产生的磁场随靶材运动，避免了因磁场固定造成的靶材消耗不均匀现象，提高了靶材的利用率。
优选地，所述磁场模块设置于所述靶材安装体内。
附图说明
图1是本发明具体实施方式提供的一种溅镀设备的靶材更换装置的结构示意图；
图2是图1中A向所示的靶材安装体的局部结构剖面示意图；
图3是本明具体实施方式提供的一种溅镀设备的靶材更换装置处于靶材切换状态时的结构示意图；
图4是是图1中B向所示的旋转卡盘的局部结构示意图。
附图标记：
01，基板；10，支架；11，滑轨；20，安装轴；30，靶材安装体；
31、32、33，靶材安装面；40，第一驱动机构；41，旋转卡盘；
411，滑槽；412，连接机构；42，第一驱动电机；50，第二驱动机构；
51，第二驱动电机；52，螺纹丝杠；60，磁场模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1和图2，本发明具体实施方式提供了一种溅镀设备的靶材更换装置，如图1所示，包括，
支架10；
安装于支架10上的安装轴20；
套设于安装轴20外侧、且可绕安装轴20的轴心线旋转的靶材安装体30，为实现靶材更换功能，靶材安装体30需至少具有两个靶材安装面，实际生产中也可采用具有三个或三个以上靶材安装面的结构，如图2所示，本实施例中，靶材安装体30具有三个用于安装靶材的靶材安装面31、32、33；当靶材安装体30绕安装轴20的轴心线旋转时，每一个靶材安装面可在工作状态朝向和闲置朝向之间切换，如图1和图2所示，工作状态朝向即为图1中未示出的靶材安装面33朝向基板01时的朝向，处于工作状态朝向的靶材安装面上的靶材可用于溅镀，图1中所示的靶材安装面31、32为闲置朝向；还包括用于驱动靶材安装体30绕安装轴20的轴线旋转的第一驱动机构40。
该靶材更换装置在使用过程中，每一个靶材安装面上均安装有一块靶材，在需更换靶材时，可通过第一驱动机构40驱动靶材安装体30旋转，进而将安装于靶材安装体30的靶材安装面上的所需靶材由闲置朝向切换至工作状态朝向，进而使所需靶材参与工作，在切换靶材的过程不需打开腔室，节省了开关腔室和对腔室抽取真空的时间，提高了生产效率。
一种优选方式中，靶材更换装置还包括电路模块，电路模块用于控制处于工作状态朝向的靶材安装面上的靶材与工作电路电连接、并控制处于闲置朝向的靶材安装面上的靶材与工作电路断开连接。
如图2所示的一种优选方式中，靶材安装体30具有三个靶材安装面31、32、33，且靶材安装体30的横截面为中空的等边三角形，三个靶材安装面31、32、33均朝向背离安装轴20的方向，实际生产过程中，也可采用多棱柱结构的靶材安装体，以用于安装多个靶材。
如图1所示的一种优选方式中，第一驱动机构40包括:
安装于支架10上、并设置于安装轴20端面两侧的两个旋转卡盘41，两个旋转卡盘41的旋转轴线重合、且与安装轴20的轴线平行，且在朝向安装轴20的一侧设有用于与靶材安装体30配合连接的以带动靶材安装面旋转的连接机构412；还包括输出轴与旋转卡盘41连接以驱动旋转卡盘41运动的第一驱动电机42。
实际生产过程中，连接机构412可采用多种方式实现，如采用夹紧机构、卡扣连接机构、磁性连接机构等实现方式，在安装轴20处于与旋转卡盘41同轴的位置时，连接机构412可通过夹紧靶材安装体30的两端、或与靶材安装体30的两端卡扣连接或磁性相吸等方式与靶材安装体30配合，以带动靶材安装体30旋转。
如图1所示的一种优选方式中，支架10上设有两条并行设置的滑轨11，安装轴20可沿滑轨11滑动地安装于滑轨11。
优选地，该靶材更换装置还包括用于驱动安装轴在靶材溅射工位和靶材切换工位之间运动的第二驱动机构50。
具体地，第二驱动机构50包括：
每一个滑轨11上设有的螺纹丝杠52，螺纹丝杠52与滑轨11的延伸方向平行，且安装轴20上设有与螺纹丝杠52螺纹配合的螺纹孔；
用于驱动螺纹丝杠52旋转的第二驱动电机51。
结合图1和图3，靶材溅射工位为图1中所示的靶材安装体30被螺纹丝杠52带动沿滑轨11运动时所处的工位；靶材切换工位为图3中所示的靶材安装体30与旋转卡盘41同轴时所处的工位；如图4所示，实际生产中，旋转卡盘41上设有滑槽411，在需要更换靶材时，安装轴20的两端可在螺纹丝杠52的带动下进入滑槽411，从而使靶材安装体30进入靶材切换工位，并由旋转卡盘41上的连接机构412带动靶材安装体30旋转，进而使所需靶材旋转至工作状态朝向。
一种优选方式中，上述靶材更换装置还包括与第一驱动机构和第二驱动机构信号连接、用于控制第一驱动机构和第二驱动机构启动或停止的控制模块。
本发明具体实施方式还提供了一种磁控溅镀设备，包括用于在靶材进行溅镀过程中产生磁场的磁场模块，还包括上述的靶材更换装置。
该磁控溅镀设备中，在需更换靶材时，可通过靶材切换机构将所需靶材切换至工作位置，切换过程不需打开腔室，节省了打开腔室和抽取真空的时间，提高了生产效率。
如图2所示的一种优选方式中，磁场模块60设置于靶材安装体30内，在靶材处于溅射位置并进行溅镀时，磁场模块60随靶材移动，其产生的磁场随靶材运动，避免了因磁场固定造成的靶材消耗不均匀现象，提高了靶材的利用率。
显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种溅镀设备的靶材更换装置，其特征在于，包括，
支架，所述支架上设有两条并行设置的滑轨；
安装于所述支架上的安装轴，所述安装轴可沿所述滑轨滑动地安装于所述滑轨；
套设于所述安装轴外侧、且可绕所述安装轴的轴心线旋转的靶材安装体，所述靶材安装体具有至少两个用于安装靶材的靶材安装面，当所述靶材安装体绕安装轴的轴心线旋转时，每一个所述靶材安装面可在工作状态朝向和闲置朝向之间切换；
用于驱动所述靶材安装体绕所述安装轴的轴线旋转的第一驱动机构；
用于驱动所述安装轴在靶材溅射工位和靶材切换工位之间运动的第二驱动机构。
2.根据权利要求1所述的靶材更换装置，其特征在于，还包括电路模块，所述电路模块用于控制处于工作状态朝向的所述靶材安装面上的靶材与工作电路电连接、并控制处于闲置朝向的所述靶材安装面上的靶材与所述工作电路断开连接。
3.根据权利要求1所述的靶材更换装置，其特征在于，所述靶材安装体具有三个所述靶材安装面，且所述靶材安装体的横截面为中空的等边三角形，三个所述靶材安装面均朝向背离所述安装轴的方向。
4.根据权利要求1所述的靶材更换装置，其特征在于，所述第一驱动机构包括，
安装于所述支架上、并设置于所述安装轴端面两侧的两个旋转卡盘，两个所述旋转卡盘的旋转轴线重合、且与所述安装轴的轴线平行，且在朝向所述靶材安装轴的一侧设有用于与所述靶材安装体配合连接的以带动所述靶材安装面旋转的连接机构；
输出轴与所述旋转卡盘连接以驱动所述旋转卡盘运动的第一驱动电机。
5.根据权利要求1所述的靶材更换装置，其特征在于，所述第二驱动机构包括：
每一个所述滑轨上设有的螺纹丝杠，所述螺纹丝杠与所述滑轨的延伸方向平行，且所述安装轴上设有与所述螺纹丝杠螺纹配合的螺纹孔；
用于驱动所述螺纹丝杠旋转的第二驱动电机。
6.根据权利要求5所述的靶材更换装置，其特征在于，还包括与所述第一驱动机构和所述第二驱动机构信号连接、用于控制所述第一驱动机构和所述第二驱动机构启动或停止的控制模块。
7.一种磁控溅镀设备，包括用于在靶材进行溅镀过程中产生磁场的磁场模块，其特征在于，还包括如权利要求1-6任一项所述的靶材更换装置。
8.根据权利要求7所述的磁控溅镀设备，其特征在于，所述磁场模块设置于所述靶材安装体内。
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