CN112281123A - 溅镀系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种溅镀系统，适于对具有多个区段的一待溅镀表面进行溅镀。每一区段具有一投影高度。溅镀系统包含一支撑板、一溅镀阵列及一控制器。该溅镀阵列设置于该支撑板上，该溅镀阵列包含多个溅镀单元，且每一区段至少对应该些溅镀单元之其中一者。该些溅镀单元中每一溅镀单元具有一驱动轴与一靶材。该靶材面向该待溅镀表面。该控制器电性连接该驱动轴。该驱动轴连动该靶材并控制该靶材相对于该待溅镀表面移动，且该控制器控制该些溅镀单元中每一溅镀单元在该投影高度的方向上至该些区段中一对应区段的距离符合一预定条件。

Description

溅镀系统
技术领域
本发明系关于一种溅镀系统，且特别关于一种适于对具有曲面(或称三维表面)的物体 进行溅镀的溅镀系统。
背景技术
溅镀技术目前已大量应用于半导体和光电产业，当物体的表面为平面时，每个靶材到物 体表面的距离相同，故容易实现均匀的镀膜厚度。由于当物体的表面为曲面时，每个靶材到 物体表面的距离可能不同，因此造成物体表面的溅镀率有差异，进而导致镀膜厚度不均匀。 为解决镀膜厚度不均匀的问题，习知技术藉由额外设置遮板来调整镀膜厚度。然而，虽然这 种外加遮板的方案可以让曲面表面的镀膜变得更均匀，但同时也会大幅降低整体镀率。
有鉴于此，本发明系在针对上述的困扰，提出一种适于对具有曲面表面的物体进行溅镀 的溅镀系统，透过改善溅镀的均匀程度来解决习知所产生的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种溅镀系统，其系对于每个溅镀单元进行独立控制以对不 平整的三维表面作更均匀的溅镀。
为达上述目的，本发明之一实施例提供一种溅镀系统，适于对一待溅镀表面进行溅镀， 且待溅镀表面具有多个区段，其中每一区段具有一投影高度。溅镀系统包含一支撑板、一溅 镀阵列及一控制器。溅镀阵列设置于支撑板上，溅镀阵列包含多个溅镀单元，且每一区段至 少对应溅镀单元之其中一者。溅镀单元中每一溅镀单元具有一驱动轴与一靶材。驱动轴之第 一端连接于支撑板，驱动轴之第二端连接于靶材，靶材面向待溅镀表面。控制器电性连接驱 动轴，驱动轴连动靶材并控制靶材相对于待溅镀表面移动，且控制器控制溅镀单元中每一溅 镀单元在投影高度的方向上至区段中一对应区段的距离符合一预定条件。
在本发明之一实施例中，溅镀系统另包含至少一腔室以及一承载装置，至少一腔室容置 支撑板、溅镀阵列以及控制器。承载装置承载具有待溅镀表面的物体，承载装置水平移动进 出至少一腔室以控制待溅镀表面受溅镀阵列溅镀。
本发明之一实施例中，溅镀系统另包含至少一腔室以及一承载装置，至少一腔室容置支 撑板、溅镀阵列以及控制器。承载装置至少一腔室环绕承载装置。承载装置承载具有该待溅 镀表面的物体，且承载装置带动至少一待溅镀表面相对溅镀阵列转动以控制待溅镀表面受溅 镀阵列溅镀。
在本发明之一实施例中，溅镀阵列系为一N列、M行阵列，N为大于或等于2之正整数， 且M为自然数。
在本发明之一实施例中，溅镀单元中每一溅镀单元的靶材具有相同的一靶材长度，其中 靶材长度的方向垂直于投影高度的方向。
在本发明之一实施例中，溅镀单元中每一溅镀单元的靶材具有不同的一靶材长度，其中 靶材长度的方向垂直于投影高度的方向。
在本发明之一实施例中，这些区段分别为曲面，且这些溅镀单元中每一溅镀单元的靶材 具有一靶材长度，这些靶材长度系分别根据多段曲面中一对应段曲面的曲度来决定。
在本发明之一实施例中，这些区段分别为一曲面，溅镀单元中每一溅镀单元的溅镀面相 对该投影高度的方向呈不同仰角，且溅镀单元中的一溅镀单元的仰角系根据多段曲面中一对 应段曲面的切线方向或是对应段曲面的二端点连线来决定。
在本发明之一实施例中，溅镀阵列中每一列溅镀单元中的溅镀单元中的靶材系由相同材 料所构成，但溅镀阵列中每二相邻列溅镀单元的靶材系由不同材料所构成。
在本发明之一实施例中，溅镀单元的靶材系为柱状，且溅镀单元系沿着平行支撑板的水 平方向作延伸排列。
在本发明之一实施例中，溅镀单元的靶材系为柱状，且溅镀单元系垂直于支撑板的水平 方向作延伸排列。
在本发明之一实施例中，溅镀单元系为多个柱型溅镀单元，溅镀单元的靶材系为柱状， 溅镀单元的每一列溅镀单元与相邻列溅镀单元于平行支撑板的水平方向上错开。
在本发明之一实施例中，溅镀单元的靶材系为平面状，且溅镀单元的每一列溅镀单元与 相邻列溅镀单元在平行支撑板的水平方向上对齐。
在本发明之一实施例中，溅镀单元的靶材系为平面状，且溅镀单元系错位排列，每一列 溅镀单元与相邻列溅镀单元在平行支撑板的水平方向上错开。
在本发明之一实施例中，溅镀单元包含一遮板，设置于这些溅镀单元中每一溅镀单元之 靶材与这些区段中一对应区段之间。
在本发明之一实施例中，每一这些遮板包括可移动的多个子遮板，以让溅镀阵列透过这 些子遮板的水平移动来调整溅镀率。
在本发明之一实施例中，该遮板具有多个开口，溅镀阵列透过调整遮板开口的大小来调 整溅镀率。
附图说明
图1系为根据本发明一实施例溅镀系统的示意图。
图2系为图1中任一腔室的支撑板的示意图。
图3系为根据本发明一实施例的溅镀单元的内部结构之示意图。
图4系为根据本发明一实施例对溅镀单元连接气体控制单元的示意图。
图5系为根据本发明一实施例溅镀单元，于靶材上外加遮板的示意图。
图6A表示本发明一实施例之平面靶材与三维表面之相对关系的示意图。
图6B表示本发明另一实施例之平面靶材与三维表面之相对关系的示意图。
图7A系为本发明独立控制靶材至三维表面的距离的侧视图。
图7B系为一实施例溅镀单元，于靶材上外加的遮板进行开口调整的示意图。
图8系为根据本发明一实施例的分段式溅镀单元设计的示意图。
图9为对应图8待溅镀表面受溅镀后的示意图。
图10系为根据本发明另一实施例的分段式溅镀单元设计的示意图。
图11为对应图10待溅镀表面受溅镀后的示意图。
图12系为根据本发明另一实施例的分段式溅镀单元设计的示意图。
图13为对应图12待溅镀表面受溅镀后的示意图。
图14A系为溅镀单元控制靶材针对曲面的曲度作旋转的示意图。
图14B显示图14A中的靶材旋转完成的状态。
图15A系为根据本发明另一实施例溅镀系统的示意图。
图15B系为图15A溅镀系统的俯视图。
图16～图24系为根据本发明不同实施例溅镀系统的示意图。
附图标记：
700、1400……溅镀系统
742、742-1～742-N……腔室
741……台车
710、1410……腔室
720、1420……控制器
730、1430……溅镀阵列
730S、1430S……溅镀单元
760……内部结构
761……磁体
762……冷却水路径
763……电极层
764……电源
765……移动控制单元
730S2、766、831～834、1301、1302……靶材
767……气体控制单元
851～854……遮板
768……子遮板
S1～S4……曲面区段
P2……投影高度
H1～H4、H1’、H2’……靶材长度
T-S、T-S’……距离
500、501、502、601～604……移动方向
950……待溅镀物体
950A、1210、1230……三维表面
730S1、1303、1304、841～844……驱动轴
1305、1306……遮板
1500……承载装置
900、1000、1100……溅镀阵列
1305、1306……开口
1600、1700、1800、1900、2000、2100、2200、2300、2400……溅镀系统
1630、1630’、1730、1730’、1830、1830’、1930、1930’、2030、2030’、2130、 2130’、2230、2230’、2330、2330’、2430、2430’……溅镀阵列
具体实施方式
揭露特别以下述例子加以描述，这些例子仅系用以举例说明而已，因为对于熟习此技艺 者而言，在不脱离本揭示内容之精神和范围内，当可作各种之更动与润饰，因此本揭示内容 之保护范围当视所附之权利要求书所界定者为准。在通篇说明书与权利要求书中，除非内容 清楚指定，否则「一」以及「所述」的意义包含这一类叙述包括「一或至少一」所述元件或 成分。此外，如本揭露所用，除非从特定上下文明显可见将多个排除在外，否则单数冠词亦 包括多个元件或成分的叙述。而且，应用在此描述中与下述之全部权利要求书中时，除非内 容清楚指定，否则「在其中」的意思可包含「在其中」与「在其上」。在通篇说明书与权利要 求书所使用之用词(terms)，除有特别注明，通常具有每个用词使用在此领域中、在此揭露之 内容中与特殊内容中的平常意义。某些用以描述本揭露之用词将于下或在此说明书的别处讨 论，以提供从业人员(practitioner)在有关本揭露之描述上额外的引导。在通篇说明书之任 何地方之例子，包含在此所讨论之任何用词之例子的使用，仅系用以举例说明，当然不限制 本揭露或任何例示用词之范围与意义。同样地，本揭露并不限于此说明书中所提出之各种实 施例。
在此所使用的用词「实质上(substantially)」、「大约(around)」、「约(about)」或「近 乎(approximately)」应大体上意味在给定值或范围的20％以内，优选系在10％以内。此外， 在此所提供之数量可为近似的，因此意味着若无特别陈述，可用词「大约」、「约」或「近乎」 加以表示。当一数量、浓度或其他数值或参数有指定的范围、优选范围或表列出上下理想值 之时，应视为特别揭露由任何上下限之数对或理想值所构成的所有范围，不论该等范围是否 分别揭露。举例而言，如揭露范围某长度为X公分到Y公分，应视为揭露长度为H公分且H 可为X到Y之间之任意实数。
此外，若使用「电(性)耦接」或「电(性)连接」一词在此系包含任何直接及间接的电气 连接手段。举例而言，若文中描述一第一装置电性耦接于一第二装置，则代表该第一装置可 直接连接于该第二装置，或透过其他装置或连接手段间接地连接至该第二装置。另外，若描 述关于电讯号之传输、提供，熟习此技艺者应该可了解电讯号之传递过程中可能伴随衰减或 其他非理想性之变化，但电讯号传输或提供之来源与接收端若无特别叙明，实质上应视为同 一讯号。举例而言，若由电子电路之端点A传输(或提供)电讯号S给电子电路之端点B，其 中可能经过一晶体管开关之源汲极两端及/或可能之杂散电容而产生电压降，但此设计之目的 若非刻意使用传输(或提供)时产生之衰减或其他非理想性之变化而达到某些特定的技术效果， 电讯号S在电子电路之端点A与端点B应可视为实质上为同一讯号。
可了解如在此所使用的用词「包含(comprising)」、「包含(including)」、「具有(having)」、 「含有(containing)」、「包含(involving)」等等，为开放性的(open-ended)，即意指包含但 不限于。另外，本发明的任一实施例或权利要求不须达成本创作所揭露之全部目的或优点或 特点。此外，摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件搜寻之用，并非用来限制本发明之权利 要求所要求保护的范围。
请参阅图1，图1系为根据本发明一实施例溅镀系统700的示意图，其系对于每个溅镀 单元进行独立控制以对不平整的三维表面(即，待溅镀表面)作更均匀的溅镀，但亦可对平面 进行溅镀，并不以此为限。溅镀系统700可包含一或多个腔室，例如图1所示的腔室742-1～ 742-N。溅镀系统700采用连续式(In-line type)加工，台车741装载待溅镀物体并且以穿 过腔室的方式移动以使物体接受溅镀制程。虽然本实施例中以台车741来作为溅镀系统700 中的待溅镀物体的传动架构，然而在不同实施例中亦可用其他传输方式来取代台车。
接下来请一并参考图2，图2系为图1中腔室742-1至742-N任一者的结构示意图。腔室742为腔室742-1至742-N任一者。腔室742容置有一支撑板710、一控制器720以及一 溅镀阵列730。支撑板710可以是腔室742的内壁，或用设置于腔室742的内壁的板材来实 现。溅镀阵列730系由多个溅镀单元730S所构成。溅镀单元730S的一端系连接于支撑板710， 另一端系朝向待溅镀物体的行经路径以对待溅镀物体实施溅镀。详细来说，每一溅镀单元730S具有一驱动轴730S1与一靶材730S2。驱动轴730S1之第一端连接于该支撑板710，该驱动轴730S1之第二端连接于该靶材730S2。
举例来说，溅镀阵列730中每一溅镀单元730S为独立受控的单元，各自可包含一靶材、 一移动控制单元、一气体控制单元、一遮板、一冷却水路径以及一电极层，这些元件可进一 步参阅图3～图5。图3系为根据本发明一实施例的溅镀单元730S的内部结构760之示意图， 内部结构760包含一磁体761、一冷却水路径762以及一电极层763，其中电极层763耦接至 一电源764，由于本领域通常知识者可理解靶材的结构与使用方式，其他细节不再赘述。图4 系为根据本发明一实施例对溅镀单元730S连接气体控制单元767的示意图，前述的控制器 720(参见图2)可控制驱动轴765移动，以调整靶材766相对于待溅镀物体的表面作靠近或 远离、或是翻转改变靶材766的靶面相对于待溅镀物体表面的仰角。靶材766系耦接至气体 控制单元767，气体控制单元767可为一气体流量控制器(Mass Flow Controller，MFC)。 图5系为根据本发明一实施例溅镀单元，730S于靶材766上外加多个子遮板768的示意图， 图5中编号505的移动方向所示，溅镀单元730S可透过这些子遮板768沿着移动方向505进 行水平移动来调整溅镀率，且每一子遮板768可根据需求分别或是整体进行移动调整。子遮 板768共同遮盖靶材766越多面积时则会得到越低的溅镀率。此外，每个溅镀单元的溅镀率 亦会受到靶材功率、通气量、待溅镀物体的移动速度所影响。
溅镀阵列730系电性连接至控制器720，控制器720根据待溅镀物体(例如腔室742-1～ 742-N中任一者)的三维表面的曲度变化来分别控制每一溅镀单元730S至三维表面中其所对 应区段的距离为满足预定条件，其中三维表面的曲度变化可用一段曲面的最低处至最高处的 距离来理解。在本实施例中，由于三维表面中各区段可能为一曲面，故溅镀单元730S至三维 表面中其所对应区段的距离可用溅镀单元730S到曲面各点取平均距离，亦或者计算溅镀单元 730S到曲面中最高点或是最低点来取代表性的距离，但皆不以此为限。
根据本发明一实施例，上述预定条件可是令溅镀单元730S至三维表面中其所对应区段的 距离为实质相同，而「实质相同」在此可指完全相同，或是允许少量误差，例如，可允许不 同靶材至待溅镀物体的距离误差为0～10公分。只要是透过独立控制溅镀阵列中每个溅镀单 元来将每个溅镀单元至三维表面的距离之间的差异控制在特定范围，皆属于本发明的范畴。
请参阅图6A，图6A表示本发明一实施例之平面靶材与三维表面之相对关系的示意图。 首先，于图6A中，可先将三维表面1210区分为四个曲面区段S1～S4(或更多段)，且每一曲面区段S1～S4具有一投影高度，以曲面区段S4来说具有投影高度P1。须说明的是，投影高度P1可为曲面区段S4的最高点的高度或是曲面区段S4各点的平均高度，用以说明各曲面区段的三维变化。亦即，当溅镀的对象从三维表面1210替换为一平面(未绘示)时，则各平面区段的投影高度皆相同。接着分别根据曲面区段S1～S4决定出对应的平面靶材长度H1～H4。 也就是说，平面靶材的靶材长度可根据所对应的曲面区段的曲度来决定。若是在三维表面1210 的整体曲度变化不大的情况下，每个曲面区段会有相近的曲度，故可采用同样靶材长度的平 面靶材，亦即令靶材长度H1～H4相等。举例来说，固定的靶材长度的范围可为1～50公分， 优选为10～15公分。在本实施例中，投影高度P1的方向A1垂直于靶材长度H1～H4的方向 A2，但不以此为限。图6B表示本发明另一实施例之平面靶材与三维表面之相对关系的示意图。 反之，如图6B所示，若是在三维表面1230的整体曲度变化较大的情况下，每个曲面区段的 曲度会差异较大，故可采用不同靶材长度的平面靶材，亦即令两个靶材长度H1’、H2’彼此 不相等，或皆完全相等。一般来说，进行越多分段可得到越均匀的溅镀效果。此外，移动方 向601～604代表驱动轴分别带动靶材靠近或远离曲面区段S1～S4。
请参阅图7A，图7A系为本发明独立控制靶材至三维表面的距离的侧视图。首先假设在 未加入遮板851～854的情况下，靶材831～834至待溅镀物体950的距离系受到独立控制而 水平地靠近或远离待溅镀物体950(如移动方向601～604所示)，以保持有相同或相近的距 离T-S(可视为上述预定条件)，其中驱动轴841～844分别对应于靶材831～834。在另一实 施例中，本发明亦可于靶材831～834至三维表面840之间分别增加遮板851～854，设置于 靶材831～834与待溅镀物体950之间，并且控制遮板851～854与待溅镀物体950之间的距 离皆保持在T-S’。在本实施例的一变化例中，距离T-S(或T-S’)可维持在6～20cm之间， 并且优选地维持在8～12cm之间。本实施例中，每个靶材单元至待溅镀物体表面的距离会先 尽可能调整为趋近T-S，若仍有些微误差时，接着可再调整遮板开口大小(如遮板851～854 之间缝隙所示)来进一步调整溅镀率，其中靶材靠近待溅镀物体表面则溅镀率大，靶材远离 待溅镀物体表面则溅镀率小。图7B分别示意了遮板开口被调升的遮板1305以及遮板开口被 调降的遮板1306，其中遮板1305有较大的开口率使靶材具有较大的溅镀率，遮板1306有较 小的开口率使靶材具有较小的溅镀率。
请参阅图8～图13，图8系为根据本发明一实施例的分段式溅镀单元设计的示意图，待 溅镀物体950相对于溅镀单元沿着移动方向500移动(例如前述图1台车741的水平行进方 向)，使待溅镀物体950A受到溅镀。溅镀阵列可为一N列、M行之阵列，其M为大于或等于2 之正整数，且N为自然数。在图8所示的范例中，溅镀阵列900系为一1列4行的溅镀阵列(亦即N＝1、M＝4)，此架构于图9用单一层溅镀材质(例如二氧化硅，SiO2)与待溅镀物体 950堆栈来作表示，其中图9为对应图8待溅镀表面受溅镀后的示意图。
图10系为根据本发明另一实施例的分段式溅镀单元设计的示意图，在图10所示的范例 中，溅镀阵列1000系为一2列4行的溅镀阵列(亦即N＝2、M＝4)，溅镀阵列1000适于实现 增加单层镀膜厚度的阵列式靶材设计，举例来说，相较于图8的溅镀阵列900，待溅镀物体 会进行更多的溅镀，而得到更厚的镀膜厚度，此架构于图11用双倍厚度的(相较于图9)溅 镀材质1001与待溅镀物体950堆栈来作表示，其中图11为对应图10待溅镀表面受溅镀后的 示意图。同理，若将溅镀阵列1000设计为4列4行的溅镀阵列(亦即N＝4、M＝4)，待溅镀物体会进行4倍的溅镀，而得到4倍的镀膜厚度。
图12系为根据本发明另一实施例的分段式溅镀单元设计的示意图，在图12所示的范例 中，溅镀阵列1100系为一4列4行的溅镀阵列(亦即N＝4、M＝4)，溅镀阵列1100适于实现 增加多层镀层(例如SiO2和Nb2O5(五氧化二铌)的组合)的阵列式靶材设计，举例来说，当待溅镀物体往移动方向移动时，待溅镀物体会被轮流溅镀上不同材质，如此一来可得到混 合式的溅镀，此架构于图13依序用溅镀材质1002、1001、1003、1004(例如Nb2O5、SiO2、Nb2O5、SiO2)与待溅镀物体950堆叠作表示，其中图13为对应图12待溅镀表面受溅镀后的 示意图。总结来说，在图12的范例中，溅镀阵列中每一列溅镀单元中的溅镀单元中的靶材1001、1004系由相同材料所构成，且靶材1002、1003系由相同材料所构成。但是，溅镀阵 列中每二相邻列溅镀单元的靶材1002、1001系由不同材料所构成，且溅镀阵列中每二相邻列溅镀单元的靶材1003、1004系由不同材料所构成。换言之，垂直方向的溅镀单元的材料系为相同，但水平方向的溅镀单元的材料系可为相同或不同。换句话说，依使用者需求，每一行亦即水平方向的溅镀单元使用相同或不同的材料，可以于待溅镀物体表面形成复数层镀膜或 增加同层的镀膜厚度，且溅镀材料需均匀溅镀待溅镀物体表面，故每一列亦即该些垂直方向 的溅镀单元的材料系为相同。
请参考图14A，图14A系为溅镀单元控制靶材针对曲面的曲度作旋转的示意图。如图14A 所示，靶材1301所面对的三维表面1310相当接近，故可不用作旋转或是仅需旋转些微角度； 然而靶材1302所面对的三维表面系为具有相当曲度的曲面，故需要相对投影高度的方向A1 旋转较大角度(如移动方向502所示)，此外，靶材1302也被驱动轴1304水平推向靠近待溅 镀物体950(如移动方向501所示)。换言之，因应三维表面具有不同曲度的多段曲面，每个 溅镀单元的溅镀面可被调整呈不同仰角，且每个溅镀单元的仰角可根据多段曲面中一对应段 曲面的切线方向来决定，或可根据对应段曲面的二端点连线来决定(例如旋转靶材以使靶面 平行所述二端点之间的连线)。倘若靶材作旋转调整后仍有溅镀率上的差异，可进一步调整遮 板的开口大小来进一步调整溅镀率(如图7B所示)。
图14B显示图14A中的靶材旋转完成的状态，其中靶材1301的左端至三维表面1310的 最短距离与靶材1302的左端至待溅镀物体950的最短距离为相同或相仿，且靶材1301的右 端至待溅镀物体950的最短距离与靶材1302的右端至待溅镀物体950的最短距离为相同或相 仿。也就是说，靶材1301、1302至待溅镀物体950中对应区段的平均距离为相同或相仿。
请参考图15A～图15B，图15A系为根据本发明另一实施例溅镀系统1400的示意图，其 系对于每个溅镀单元进行独立控制以对不平整的三维表面作更均匀的溅镀；图15B系为图15A 溅镀系统1400的俯视图。溅镀系统1400包含腔室1410、一控制器1420、一溅镀阵列1430 以及一承载装置1500，其中支撑板可是腔室1410的内壁，或用附着于腔室1410的内壁的板 材来实现。
在图15A中，腔室1410面向承载装置1500之一侧。相较于图7溅镀系统700，溅镀系统1400是一种批次式(Batch type)加工方式，溅镀阵列1430系环状固定于腔室1410的支撑板。溅镀阵列1430系由多个溅镀单元1430S所构成，其中溅镀阵列1430系电性连接至控制器1420，控制器1420根据待溅镀物体的三维表面的曲度变化来分别控制每一溅镀单元至待溅镀表面的距离符合上述预定条件。根据本发明一实施例，预定条件要求每一溅镀单元至 待溅镀表面的最小距离实质相同，而「实质相同」在此系指每一溅镀单元至待溅镀表面的最 小距离可完全相同，或是可允许些微的误差存在，例如，可允许不同靶材至待溅镀物体的距 离误差为0～10公分。只要是透过独立控制溅镀阵列中每个溅镀单元来将每个溅镀单元至待 溅镀表面的最小距离之间的差异控制在特定范围，皆属于本发明的范畴。
如图15B所示，待溅镀物体置于腔室1410中心的承载装置1500上，且腔室1410的支撑 板系环绕承载装置1500。承载装置1500系电性连接至控制器1420并且承载至少一物体，以 驱动该至少一物体相对于溅镀阵列1430移动，以控制溅镀阵列1430在保持上述预定条件的 情况下对该至少一物体的进行溅镀，使每个溅镀单元能够提供相同或相近的溅镀率。在相同 的靶材功率、气压条件下，承载装置1500旋转的速度越快，溅镀率会下降；反之，承载装置 1500旋转的速度越慢，溅镀率则会上升。然而，溅镀单元的溅镀率亦会受到靶材功率、通气 量、待溅镀物体的移动速度的影响。
请参考图16～图18，图16～图18系为根据本发明不同实施例溅镀系统的示意图，在这 些实施例中，溅镀单元分别采用不同形状的平面靶材。在图16中，溅镀系统1600系采用圆 形的平面靶材，其中移动方向500所指方向为待溅镀物体移动方向，溅镀阵列1630、1630’ 分别位于待溅镀物体动作路径上的两侧，且溅镀单元的每一列溅镀单元与相邻列溅镀单元在 平行支撑板的水平方向上对齐。
在图17中，溅镀系统1700系采用方形的平面靶材，其中箭号所指方向为待溅镀物体移 动方向，溅镀阵列1730、1730’分别位于待溅镀物体动作路径上的两侧，其中移动方向500 所指方向为待溅镀物体移动方向，且溅镀单元的每一列溅镀单元与相邻列溅镀单元在平行支 撑板的水平方向上对齐。此外，本实施例的方形结构亦可进一步延伸为包含长方形。
在图18中，溅镀系统1800系采用多边形平面靶材，其中箭号所指方向为待溅镀物体移 动方向，溅镀阵列1830、1830’分别位于待溅镀物体动作路径上的两侧，其中移动方向500 所指方向为待溅镀物体移动方向，且溅镀单元的每一列溅镀单元与相邻列溅镀单元在平行支 撑板的水平方向上对齐。此外，虽然本实施例的多边形结构用八边形来示意，但这仅作为举 例之目的，并非作为本发明范畴之限制。以上三种形状的靶材在使用上并无差异，然而就图 7所示的连续式(In-line type)的加工方式而言，多边形靶材会有最好的空间利用率，其 次是圆形靶材，而方形靶材的空间利用率最差。
请参考图19～图21，图19～图21系为系为根据本发明不同实施例溅镀系统的示意图， 在这些实施例中，溅镀单元分别采用不同形状的平面靶材。在图19中，溅镀系统1900系采 用圆形的平面靶材，其中移动方向500所指方向为待溅镀物体移动方向，溅镀阵列1930、1930’ 分别位于待溅镀物体动作路径上的两侧，相较于图16，图19中的溅镀单元系错位排列，亦 即每一列溅镀单元与相邻列溅镀单元在平行支撑板的水平方向上错开。
在图20中，溅镀系统2000系采用圆形的平面靶材，其中箭号所指方向为待溅镀物体移 动方向，溅镀阵列2030、2030’分别位于待溅镀物体动作路径上的两侧，其中移动方向500 所指方向为待溅镀物体移动方向。相较于图17，图20中的溅镀单元系错位排列，亦即每一 列溅镀单元与相邻列溅镀单元在平行支撑板的水平方向上错开。此外，本实施例的方形结构 亦可进一步延伸为包含长方形。
在图21中，溅镀系统2100系采用圆形的平面靶材，其中箭号所指方向为待溅镀物体移 动方向，溅镀阵列2130、2130’分别位于待溅镀物体动作路径上的两侧，其中移动方向500 所指方向为待溅镀物体移动方向。相较于图17，图21中的溅镀单元系错位排列，亦即每一 列溅镀单元与相邻列溅镀单元在平行支撑板的水平方向上错开。以上三种形状的靶材在使用 上并无差异，然而就图7所示的连续式(In-line type)的加工方式而言，多边形靶材会有 最好的空间利用率，其次是圆形靶材，而方形靶材的空间利用率最差。
请参考图22，图22系为根据本发明一实施例溅镀系统2200的示意图。相较于图16，图 22中每个溅镀单元系为柱型溅镀单元，且每一溅镀单元的靶材系为柱状。溅镀单元系沿着平 行支撑板的水平方向作延伸排列，溅镀阵列2230、2230’分别位于待溅镀物体动作路径上的 两侧，且移动方向500所指为待溅镀物体的移动方向。请注意，虽然在图中是以圆柱型来描 述，但本发明不限于此。相较于平面型靶材，圆柱型靶材有较高的材料利用率，但需要有圆 柱型靶材需要有旋转的靶基，故在垂直方向上会占用较大空间。基于以上差异，圆柱型靶材 适用于物体表面曲度变化不大的情况；而平面型靶材适用于物体表面曲度变化较大的情况， 因应各个曲面区段调整溅镀面呈的仰角。在此实施例中，每一列溅镀单元与相邻列溅镀单元 在平行支撑板的水平方向上错开；然而在其他变化例中，每一列溅镀单元与相邻列溅镀单元 可在平行支撑板的水平方向上对齐，由于此变化例可从图16～图18理解，故不再赘述。
请参考图23～图24，图23～图24系为本发明不同实施例溅镀系统采用柱型靶材的示意 图，其中移动方向500所指方向为待溅镀物体移动方向。相较于图22的溅镀阵列2230、2230’， 图23的溅镀阵列2330、2330’中的溅镀单元系垂直于支撑板的水平方向作延伸排列。此外， 相较于图23溅镀阵列2330、2330’，图24溅镀阵列2430、2430’中每一列溅镀单元与相邻 列溅镀单元于平行支撑板的水平方向上错开。
综上所述，本发明的溅镀单元可用平面靶材或柱形靶材来实现，其中平面靶材可采用陶 瓷材质、合金材质或单质金属，而旋转靶材可采用复合材质或单质金属，如以下表格所示。
Figure BDA0002740588080000111

Claims (17)

1.一种溅镀系统，其特征在于，适于对待溅镀表面进行溅镀，且所述待溅镀表面具有多个区段，其中每一区段具有投影高度，所述溅镀系统包含：
支撑板；
溅镀阵列，设置于所述支撑板上，所述溅镀阵列包含多个溅镀单元，且每一区段至少对应所述溅镀单元之其中一者，所述溅镀单元中每一溅镀单元具有驱动轴与靶材，所述驱动轴之第一端连接于所述支撑板，所述驱动轴之第二端连接于所述靶材，所述靶材面向所述待溅镀表面；以及
控制器，电性连接所述驱动轴，所述驱动轴连动所述靶材并控制所述靶材相对于所述待溅镀表面移动，且所述控制器控制所述溅镀单元中每一溅镀单元在所述投影高度的方向上至所述区段中对应区段的距离符合预定条件。
2.如权利要求1所述之溅镀系统，其特征在于，另包含至少一腔室以及承载装置，所述至少一腔室容置所述支撑板、所述溅镀阵列以及所述控制器，所述承载装置承载具有所述待溅镀表面的物体，其中所述承载装置水平移动进出所述至少一腔室以控制所述待溅镀表面受所述溅镀阵列溅镀。
3.如权利要求1所述之溅镀系统，其特征在于，另包含至少一腔室以及承载装置，所述至少一腔室容置所述支撑板、所述溅镀阵列以及所述控制器且环绕所述承载装置，所述承载装置承载具有所述待溅镀表面的物体，且所述承载装置带动所述物体相对所述溅镀阵列转动以控制所述待溅镀表面受所述溅镀阵列溅镀。
4.如权利要求1所述之溅镀系统，其特征在于，其中所述溅镀阵列系为N列、M行阵列，N为大于或等于2之正整数，且M为自然数。
5.如权利要求1所述之溅镀系统，其特征在于，其中所述溅镀单元中每一溅镀单元的靶材具有相同的靶材长度，其中所述靶材长度的方向垂直于所述投影高度的方向。
6.如权利要求1所述之溅镀系统，其特征在于，其中所述溅镀单元中每一溅镀单元的靶材具有不同的靶材长度，其中所述靶材长度的方向垂直于所述投影高度的方向。
7.如权利要求1所述之溅镀系统，其特征在于，其中所述区段分别为曲面，且所述溅镀单元中每一溅镀单元的靶材具有靶材长度，所述靶材长度系分别根据所述多段曲面中对应段曲面的曲度来决定。
8.如权利要求1所述之溅镀系统，其特征在于，其中所述区段分别为曲面，所述溅镀单元中每一溅镀单元的溅镀面相对所述投影高度的方向呈不同仰角，且所述溅镀单元中的溅镀单元的仰角系根据所述多段曲面中对应段曲面的切线方向或是所述对应段曲面的二端点连线来决定。
9.如权利要求1所述之溅镀系统，其特征在于，其中所述溅镀阵列中每一列溅镀单元中的溅镀单元中的所述靶材系由相同材料所构成，但所述溅镀阵列中每二相邻列溅镀单元的所述靶材系由不同材料所构成。
10.如权利要求1所述之溅镀系统，其特征在于，其中所述溅镀单元中每一溅镀单元的所述靶材系为柱状，且所述溅镀单元系沿着平行所述支撑板的水平方向作延伸排列。
11.如权利要求1所述之溅镀系统，其特征在于，其中所述溅镀单元中每一溅镀单元的所述靶材系为柱状，且所述溅镀单元系垂直于所述支撑板的水平方向作延伸排列。
12.如权利要求1所述之溅镀系统，其特征在于，其中所述溅镀单元系为多个柱型溅镀单元，所述溅镀单元中每一溅镀单元的所述靶材系为柱状，所述溅镀单元的每一列溅镀单元与相邻列溅镀单元于平行所述支撑板的水平方向上错开。
13.如权利要求1所述之溅镀系统，其特征在于，其中所述溅镀单元中每一溅镀单元的所述靶材系为平面状，且所述溅镀单元的每一列溅镀单元与相邻列溅镀单元在平行所述支撑板的水平方向上对齐。
14.如权利要求1所述之溅镀系统，其特征在于，其中所述溅镀单元中每一溅镀单元的所述靶材系为平面状，每一列溅镀单元与相邻列溅镀单元在平行所述支撑板的水平方向上错开。
15.如权利要求1所述之溅镀系统，其特征在于，其中所述溅镀单元中每一溅镀单元各自包含遮板，设置于所述溅镀单元中每一溅镀单元之靶材与所述区段中对应区段之间。
16.如权利要求15所述之溅镀系统，其特征在于，其中每一所述遮板包括可移动的多个子遮板，以让所述溅镀阵列透过所述子遮板的水平移动来调整溅镀率。
17.如权利要求15所述之溅镀系统，其特征在于，其中所述遮板具有多个开口，所述溅镀阵列透过调整所述遮板的所述开口的大小来调整溅镀率。
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