CN201006891Y - 移动磁极式扫描溅射源 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种移动磁极式扫描溅射源，该溅射源包括：溅射源安装座；设置在溅射源安装座上的用于承托靶材的靶材承托板；设置在靶材承托板与靶材相对一侧并用于在靶材表面产生水平磁场的磁极装置以及设置在溅射源安装座上的传动装置，传动装置传动磁极装置在与靶材平行的平面内移动。通过采用上述结构，使基片载体(基片架)静止，通过往复平稳移动磁极使刻蚀轨迹在大幅面靶材上移动以达到扫描刻蚀的作用。最终实现对基板的均匀沉积制得优良的薄膜产品。

Description

移动磁极式扫描溅射源

【技术领域】

本实用新型涉及一种移动磁极式扫描溅射源，特别涉及一种用于磁控镀膜工艺中的移动磁极式扫描溅射源。

【背景技术】

目前，磁控溅射方法在薄膜制备领域应用越来越广泛。例如，随着平板显示器产业的发展，ITO(氧化铟锡)导电薄膜的制备在这领域就显得尤为活跃和突出。特别是现在的TFT(薄膜晶体管)、OLED(有机电致发光二极管)等显示器所使用的ITO导电玻璃都对对膜层均匀性的要求越来越高。

现在，对于大面积薄膜沉积，主要有以下的几种方式：

1.在镀膜的过程中将靶固定，通过移动基片载体(基片架)的方法使来实现均匀镀膜。这种方式至今仍是业界最广泛采用的镀膜工作方法。采用这种方法时，为了保证同一基片的各区域接受同等的沉积作用，就得增加镀膜工作室的长度。因而，制造成本和焊接难度增加；为了获得良好的本底真空度，需要加大主泵的有效抽速或者增加泵的数量也会使成本增加和导致气氛的不均匀，此外，增大镀膜工作室的表面积加大脱附杂质气体量，影响溅射沉积质量。

2.在1988年08月01日递交的标题为“立式真空溅射镀膜机多靶镀膜室”的中国实用新型88216736.7号中公开了一种利用多个磁控靶实现大面积镀膜的多靶镀膜方式。但是，这种方法的缺点是：靶多会使制造成本上升，给安装和使用带来不便；虽然靶装置的溅射区域是整个镀膜工作是宽度，但很难保证每个靶的工作状态一致，其中包括：靶磁场相互间的干扰、靶电压和电流等工作参数的一致、气氛的不一致(特别是反应溅射更难以保证)、等离子体区的不稳定性。因而，由于以上原因，膜层的均匀性难以保证，膜的生成过程也会出现较大的差异。

3.在1993年05月18日递交的标题为“真空镀膜机移动靶装置”的申请号为93212674.X的中国实用新型专利中提出了一种基片载体(基片架)固定不动，通过移动磁控靶实现大面积镀膜的方法，但是在这种方法中，将靶材内置到磁极结构内，因而靶材利用率与普通的固定式平面靶没有改善。

【实用新型内容】

为了解决现有移动磁极式扫描溅射源的靶材内置在磁极结构内靶材利用率低的技术问题。本实用新型提出一种磁极能够相对靶材移动进而提高靶材利用率的移动磁极式扫描溅射源。

本实用新型解决现有移动磁极式扫描溅射源的靶材内置在磁极结构内靶材利用率低的技术问题所采用的技术方案是：提供一种移动磁极式扫描溅射源，溅射源包括：溅射源安装座；设置在溅射源安装座上的用于承托靶材的靶材承托板；设置在靶材承托板与靶材相对一侧并用于在靶材表面产生水平磁场的磁极装置以及设置在溅射源安装座上的传动装置，传动装置传动磁极装置在与靶材平行的平面内移动。

根据本实用新型一优选实施例，传动装置包括：用于支撑并导向磁极装置的导轨、驱动电机以及用于连接驱动电机的转轴和磁极装置的传动机构。

根据本实用新型一优选实施例，传动机构为滚珠丝杠。

根据本实用新型一优选实施例，驱动电机设置在溅射源安装座外部，驱动电机通过磁流体密封装置连接到传动机构。

根据本实用新型一优选实施例，溅射源进一步包括设置在溅射源安装座上的对磁极装置的移动位置进行感应的限位开关，传动装置进一步包括响应限位开关的感应信号以适当方式为驱动电机供电的驱动控制电源。

根据本实用新型一优选实施例，磁极装置上设置有布气装置。

根据本实用新型一优选实施例，布气装置通过柔性布气管与气源连接。

根据本实用新型一优选实施例，靶材承托板内设置有冷却通道，溅射源进一步包括设置在溅射源安装座端部的冷液输送装置。

根据本实用新型一优选实施例，靶材承托板在朝向磁极装置的侧面上设置有绝缘垫。

本实用新型的有益效果是：通过采用上述结构，使基片载体(基片架)静止，通过往复平稳移动磁极使刻蚀轨迹在大幅面靶材上移动以达到扫描刻蚀的作用。最终实现对基板的均匀沉积制得优良的薄膜产品。

【附图说明】

图1是本实用新型移动磁极式扫描溅射源一实施例的部分剖开的主视图；

图2是图1所示的移动磁极式扫描溅射源的俯视图；

图3是图1所示的移动磁极式扫描溅射源的侧视图；

图4是图1所示的移动磁极式扫描溅射源的主要部件的分解示意图；

图5是图1所示的移动磁极式扫描溅射源的立体剖视图；

图6是图1所示的移动磁极式扫描溅射源处于工作状态时的示意图；

图7是图1所示的移动磁极式扫描溅射源布气装置位置示意图；

图8是本实用新型移动磁极式扫描溅射源的冷液传输装置一实施例的截面示意图；

图9是本实用新型的移动磁极式扫描溅射源的靶材承托板绝缘结构示意图。

【具体实施方式】

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。

如图1-图5所示，本实用新型的溅射源的主要结构包括：溅射源安装座1；设置在溅射源安装座1上的用于承托靶材2的靶材承托板12；设置在靶材承托板12与靶材2相对一侧并用于在靶材2表面产生水平磁场的磁极装置13以及设置在溅射源安装座上1的传动装置14，传动装置14传动磁极装置13在与靶材2平行的平面内移动。传动装置14包括：用于支撑并导向磁极装置13的导轨141、驱动电机142以及用于连接驱动电机142的转轴和磁极装置13的传动机构143。在本实施例中，传动机构143为滚珠丝杠。此外，磁极装置13上设置有通过柔性布气管与气源(未图示)连接的布气装置15。并且在本实施例中，驱动电机142设置在溅射源安装座1外部，驱动电机142通过磁流体密封装置16连接到传动机构143。

如图6所示，同时结合图1-图5，在镀膜过程中，将溅射源安装座1直接与镀膜工作室3密封连接。当基片载体(基片架)4进入镀膜工作室3平稳停下以后，镀膜工作室3的门阀5可以完全关闭以形成独立的溅射工作空间，以排除其它真空室对该镀膜工作室的干扰和不良的影响。随后，驱动电机142带动传动机构(滚珠丝杠)143旋转，将驱动电机142的旋转运动转换成磁极装置13的平移运动。为了保证移动的过程中运动的绝对平稳可靠，利用两根导轨141对磁极装置13进行支撑和导向平。磁极装置13的移动转换成均匀磁场在靶材2表面的移动，进而实现刻蚀轨迹在靶材2的连续移动。此外，在溅射源安装座1的端部上设置对磁极装置13的移动位置进行感应的限位开关(未图示)，而驱动电机142的驱动控制电源(未图示)响应限位开关的感应信号以适当方式为驱动电机142供电，由此实现磁极装置13的往复平行移动。在这个过程中，布气装置15固定在磁极装置13上并通过柔性布气管与气源连接，进而实现布气装置15和磁极装置13的同步移动，最终实现靶材2的均匀刻蚀。

通过采用上述结构，使基片载体(基片架)静止，通过往复平稳移动磁极装置使刻蚀轨迹在大幅面靶材上移动以达到扫描刻蚀的作用。最终实现对基板的均匀沉积，制得优良的薄膜产品。其中，本实用新型是以一个磁极装置为例进行描述，但磁极装置还可以有多个以提高膜层沉积速率。

如图7所示，图7是图1所示的移动磁极式扫描溅射源布气装置位置示意图。布气装置15绕磁极装置13布置，以实现均匀布气。

为了保证装置的可靠运行，还需要保证靶的冷却绝对可靠以及阴极单元与其它部件的良好绝缘。

如图8所示，在靶材承托板12内设置有冷却通道121，溅射源1进一步包括设置在溅射源安装座1端部的冷液输送装置。其中，冷液输送装置可以是冷液引入或引出装置。在本实施例中，以冷液引入装置17为了冷液输送装置的构成部件和作用原理进行描述：水座171上开有几个进水孔且出口端部带有密封圈，水座171直接与绝缘条172密封连接，其中水座171密封安装在溅射源安装座1上。靶材承托板12的承托板安装座173又与绝缘条172密封连接，最后承托板安装座173的出水孔与靶材承托板12的冷却通道121相接。回水路径也是相同的原理。整个的冷液引入装置17安装在溅射源安装座1的端部，不会造成对磁极装置13移动的干扰。并且，将靶材承托板12按需要分成几组，以方便靶材的更换和拆卸安装，这样就要求有对应数量的冷液引入装置以及引出装置。

由于本实用新型主要用于大面积基片沉积，所以靶材2的幅宽会较大。这样对安装和粘靶带来困难，为了解决这个问题本实用新型采用分组式靶材排布。靶材2按尺寸规格粘结在靶材承托板12上。

如图9所示，由于靶材承托板12在镀膜工程中加的是负电压，所以应该需要进行适当的绝缘屏蔽。所以在靶材承托板12朝向磁极装置(未图示)一侧设置绝缘垫18。

在上述实施例中，仅对本实用新型进行了示范性描述，但是本领域技术人员在不脱离本实用新型所保护的范围和精神的情况下，可根据不同的实际需要设计出各种实施方式。

Claims (9)

1.一种移动磁极式扫描溅射源，包括：溅射源安装座；设置在所述溅射源安装座上的用于承托靶材的靶材承托板；设置在所述靶材承托板与所述靶材相对一侧并用于在所述靶材表面产生水平磁场的磁极装置以及设置在所述溅射源安装座上的传动装置，其特征在于：所述传动装置传动所述磁极装置在与所述靶材平行的平面内移动。

2.根据权利要求1所述的移动磁极式扫描溅射源，其特征在于：所述传动装置包括：用于支撑并导向所述磁极装置的导轨、驱动电机以及用于连接所述驱动电机的转轴和所述磁极装置的传动机构。

3.根据权利要求2所述的移动磁极式扫描溅射源，其特征在于：所述传动机构为滚珠丝杠。

4.根据权利要求2所述的移动磁极式扫描溅射源，其特征在于：所述驱动电机设置在所述溅射源安装座外部，所述驱动电机通过磁流体密封装置连接到所述传动机构。

5.根据权利要求2所述的移动磁极式扫描溅射源，其特征在于：所述溅射源进一步包括设置在所述溅射源安装座上的对所述磁极装置的移动位置进行感应的限位开关，所述传动装置进一步包括响应所述限位开关的感应信号以适当方式为所述驱动电机供电的驱动控制电源。

6.根据权利要求1所述的移动磁极式扫描溅射源，其特征在于：所述磁极装置上设置有布气装置。

7.根据权利要求6所述的移动磁极式扫描溅射源，其特征在于：所述布气装置通过柔性布气管与气源连接。

8.根据权利要求1所述的移动磁极式扫描溅射源，其特征在于：所述靶材承托板内设置有冷却通道，所述溅射源进一步包括设置在所述溅射源安装座端部的冷液输送装置。

9.根据权利要求1所述的移动磁极式扫描溅射源，其特征在于：所述靶材承托板在朝向所述磁极装置的侧面上设置有绝缘垫。

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