CN207259586U - 用于沉积材料的设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于沉积材料的设备。所述设备包括：阴极阵列，其中所述阴极阵列中的两个相邻阴极仅一个被构造成被操作以具有一或多个时间间隔，其中所述相邻阴极的仅一个阴极在一或多个时间间隔期间溅射在相同基板上。

Description

用于沉积材料的设备

技术领域

本文所述实施方式涉及通过从靶材溅射来层沉积。具体来说，本实用新型涉及在大面积基板上溅射，尤其是涉及静态沉积工艺。实施方式具体地涉及用于在基板上沉积材料层的设备。

背景技术

一些用于在基板上沉积材料的方法是已知的。例如，基板可通过物理气相沉积(physical vapor deposition；PVD)工艺、化学气相沉积(chemical vapor deposition；CVD)工艺或等离子体增强化学气相沉积(plasma enhanced chemical vapor deposition；PECVD)工艺等等来涂覆。在待涂覆的基板所在的处理设备或工艺腔室中执行工艺。沉积材料提供在所述设备中。多种材料，但也包括其氧化物、氮化物或碳化物，可用于在基板上的沉积。已涂覆的材料可以用于一些应用和一些技术领域中。例如，用于显示器的基板通常通过物理气相沉积(PVD) 工艺涂覆。

为了在PVD工艺中产生等离子体，电源在阴极与放置在容纳工艺气体的等离子体腔室中的一或多个阳极之间产生电势，工艺气体形成等离子体。当使用这些沉积工艺时，等离子体会对放入等离子体腔室的靶材材料(也称溅射源极)作用，等离子体腔室通常包括阴极表面。等离子体离子朝向靶材加速，并且导致靶材材料在冲击时从阴极表面上移出。随后，所移出的靶材材料在基板上沉积以形成膜(例如，薄膜)。膜可组成通过等离子体从靶材表面溅射的材料，这为非反应性溅射情况。或者，膜可为在靶材材料和包括在等离子体或工艺气体中的一些其他元素之间反应的产物，这为反应溅射情况。

溅射材料，即在基板上沉积的材料，可以不同方式布置。例如，靶材可由待沉积材料制成或可具有上面固定沉积材料的背面元件。包括将沉积材料的靶材支撑或固定在沉积腔室中的预定位置。在其中使用可旋转靶材的情况下，靶材被连接至旋转轴或连接元件，所述旋转轴或连接组件连接轴和靶材。

溅射可像磁控溅射那样进行，其中使用磁体组件限制等离子体，从而改进溅射条件。也可使用等离子体限制调整在基板上沉积的材料的分布。必须控制等离子体分布、等离子体特性和其他沉积参数，以得以在基板上获得预定的层沉积。这样会尤其有益于大面积沉积，例如会有益于在大面积基板上制造显示器。另外，对于静态沉积工艺，尤其难以实现均匀性和工艺稳定性，其中基板不连续地移动穿过沉积区域。

因此，期望改进PVD沉积，尤其在大面积基板上如此。

实用新型内容

鉴于上述情况，根据独立权利要求项1，提供用于在基板上沉积材料层的设备。本实用新型的实施方式的更多的方面、优点和特征将由从属权利要求、说明书和附图得以显现。

根据一方面，提供了一种用于沉积材料的设备。所述设备包括工艺腔室和阴极阵列。阴极阵列具有第一组阴极和第二组阴极，第二组阴极各自包括一或多个阴极。阴极阵列中的相邻阴极被构造成被操作以具有一或多个时间间隔，其中相邻阴极的仅一个阴极在一或多个时间间隔期间在相同基板上溅射。

根据又一方面，提供了一种用于在基板上沉积材料的设备。所述设备包括工艺腔室和阴极阵列。阴极阵列具有第一组阴极和第二组阴极，第二组阴极各自包括一或多个阴极。第一组阴极和第二组阴极在交替阴极溅射模式中工作，使得第一组阴极是活性的，而第二组阴极是非活性的。

根据又一方面，提供了一种用于在基板上沉积材料的设备。所述设备包括工艺腔室和阴极阵列。阴极阵列具有第一组阴极和第二组阴极，第二组阴极各自包括一或多个阴极。第一组阴极和第二组阴极在交替阴极溅射模式中工作，使得第一组阴极在第一方向上溅射材料。而第二组阴极在第二方向上溅射材料。

附图说明

以上简要概述的本公开内容的上述详述特征能够被详细理解的方式，以及实施方式的更特定描述，可以参考本文中所描述的实施方式而获得。附图涉及本实用新型的实施方式并在下文描述：

图1示出根据现有技术的阴极阵列构造的俯视图；

图2A示出根据本文所述实施方式的使用交替阴极溅射处理基板的设备的俯视图；

图2B示出根据本文所述实施方式的使用交替阴极溅射处理连接至电源的基板的设备的俯视图；

图3A示出根据本文所述实施方式的在交替阴极溅射模式中工作的阴极阵列构造的俯视图；

图3B示出根据本文所述实施方式的以交替阴极溅射的方式工作的交替阴极阵列构造的俯视图；

图4示出根据本文所述实施方式的使用交替阴极溅射同时处理两个基板的设备的俯视图；

图5示出根据本文所述实施方式的在交替阴极溅射模式中工作的用于图4 的设备中的阴极阵列构造的俯视图；

图6示出根据本文所述实施方式的图示通过工艺腔室的阴极阵列的DC电源产生的DC功率的示例的图表；

图7A示出根据本文所述实施方式的图解用于在基板上静态沉积材料的方框；以及

图7B示出根据本文所述实施方式的图解用于在基板上静态沉积材料的流程图。

具体实施方式

现将详细参考本实用新型的各种实施方式，其中一或多个示例在附图中示出。在以下对附图的描述内，相同附图标记指代相同部件。一般而言，仅描述了相对于各个实施方式的差异。每个示例以解释本实用新型的实施方式的方式提供，而不表示为本实施方式的限制。另外，图示或描述为一个实施方式的部分的特征可以用于其他实施方式或与其他实施方式结合产生另一实施方式。意图在于，描述包括这样的修改和变化。

在静态大面积沉积工艺(例如，PVD)中通常使用并联地工作的沉积源阵列。这种沉积系统的一个示例为枢轴沉积工具，其使用垂直对准旋转阴极阵列来均匀地涂覆大面积基板。在这种应用中，通过磁控溅射来进行层沉积，其中磁体组件安装在靶材中的每个内。磁体组件有助于在旋转靶材上产生等离子体轨道以局部地增强靶材腐蚀。

通常，在这个阵列中的所有阴极同时靠近彼此操作以将层沉积在基板上。根据工艺条件(例如，功率、压力、工艺气体组合物、磁体组件设计)，等离子体或多或少定位在不同阴极的靶材附近，从而导致等离子体影响和/或在基板上的靶材和生长层之间的相互作用的不同强度。这种不同强度可影响到一些层的性质，例如膜形态和膜应力。

为了改进层生长，例如改进溅射等离子体影响和/或溅射等离子体与基板上的生长层的相互作用，本实用新型的实施方式以交替沉积模式来替代常规同步沉积模式。交替沉积模式尤其有益于沉积工艺，其中基板处于静态位置。如本文所使用，术语“交替沉积模式”与“交替阴极溅射模式”同义地使用。

在交替阴极溅射模式中，沉积工艺可以分为两个阶段：在第一阶段期间，功率可施加至每第二个阴极，而其他阴极可断开；在第二阶段中，功率可施加至在第一阶段期间断开的那些阴极，而在第一阶段期间溅射的阴极现在可断开。因此，存在一或多个时间间隔，其中相邻阴极在所述一或多个时间间隔期间并不溅射在同一基板上和/或其中所述相邻阴极的仅一个阴极在所述一或多个时间间隔期间溅射在同一基板上。

根据本实施方式，可通过交替阴极溅射模式来改变局部等离子体条件，使得每第三个阴极、每第四个阴极、每第五个阴极或每另一个非相邻的阴极可为操作阴极，即，可在同一时间接通和/或可在同一时间在第一方向上溅射材料。同样，两个阴极、三个阴极、四个阴极或甚至处于操作阴极中间的另外阴极，可在同一时间断开和/或可在同一时间在第二方向上溅射材料。

对于静态大面积沉积工艺，通用方法为在相同处理参数下或多或少同时运行阴极阵列，以为了以高产量提供均匀分布的膜厚度、层电阻和其他性质。图 1示出具有通用阴极阵列105和基板120的沉积设备100。阴极阵列包括一或多个单独阴极110。每个单独阴极具有在基板上待沉积的材料靶材、以及磁体组件(未示出)。使用磁体组件在阴极上产生等离子体区域115以局部地增强靶材腐蚀。

图1的阴极阵列105在同步沉积模式下工作。因此，单独阴极110的等离子体区域115不全部由单个阴极性质确定，但示出了与阴极阵列的相邻阴极的等离子体区域的一定量的相互作用。这也影响到了在基板上的靶材和生长层之间的等离子体相互作用。因此，可以影响生长层的一些膜性质，诸如膜形态和膜应力。

本文所述实施方式涉及用于在基板上静态沉积材料的方法和设备，其中阴极阵列在交替阴极溅射模式中工作。交替阴极溅射模式减少相邻阴极的溅射等离子体区域之间的相互作用。因此，可以改进溅射等离子体影响和/或溅射等离子体与基板上的生长层的相互作用。因此，本实用新型的实施方式允许改进的层性质，诸如膜形态和膜应力。本文所述相邻阴极为邻近阴极，所述相邻阴极设置为彼此相邻并沿基板传送方向间隔开来。

根据本文所述实施方式，提供了一种用于在基板上静态沉积材料的方法。所述方法包括：从阴极阵列溅射材料，其中阴极阵列在交替阴极溅射模式中工作，使得阴极阵列中的相邻阴极并不具有相邻溅射等离子体区域。

根据另外实施方式，提供了一种用于在基板上静态沉积材料的方法。所述方法包括：从第一组阴极溅射材料和从第二组阴极溅射材料，其中第一组阴极和第二组阴极在交替阴极溅射模式中工作，使得第一组阴极是活性的，而第二组阴极是非活性的。

根据另一实施方式，提供了一种用于在基板上静态沉积材料的方法。所述方法包括：从第一组阴极溅射材料和从第二组阴极溅射材料，其中第一组阴极和第二组阴极在交替阴极溅射模式中工作，使得第一组阴极在第一方向上溅射材料，而第二组阴极在第二方向上溅射材料。

根据另外实施方式，提供了一种用于在基板上静态沉积材料的方法。所述方法包括：从第一组阴极溅射材料和从第二组阴极溅射材料，其中第一组阴极和第二组阴极在交替阴极溅射模式中工作，使得第一组阴极是活性的，而第二组阴极是非活性的，其中当第一组阴极是活性的时，第一组阴极的第一组磁体布置被取向为在第一方向上，并且当第二组阴极是非活性的时，第二组阴极的第二组磁体布置被取向为在不同于所述第一方向的第二方向上。

参考图2A，示出了具有工艺腔室250、阴极阵列205和基板120的沉积设备200。根据本实用新型的实施方式，阴极阵列205可以具有第一组阴极220 和第二组阴极230。第一组阴极220和第二组阴极230各自可以具有一或多个单独阴极210，其中阴极阵列205可以在交替阴极溅射模式中工作，使得阴极阵列的中相邻阴极210可不具有相邻溅射等离子体区域215。每个单独阴极可以具有待沉积在基板120上的材料靶材、以及磁体组件300(在图3A和图3B 中示出)。使用磁体组件300在阴极上产生等离子体区域215以局部地增强靶材腐蚀。术语“等离子体区域”在本文中与“溅射等离子体区域”同义地使用。

单独阴极210可以是活性的或非活性的。当从阴极溅射材料时，阴极是活性的。更具体地，当功率被施加至阴极时，阴极是活性的。相反，当不从阴极溅射材料时，阴极是非活性的。更具体地，当功率不施加至阴极时，阴极是非活性的。如本文所使用，术语“活性”与“接通”同义地使用和术语“非活性”与“断开”同义地使用。

通过使用交替阴极溅射模式，减少相邻阴极的溅射等离子体区域之间的相互作用。因此，由于有效地增大了活性阴极之间的距离，就可改进溅射等离子体影响和/或溅射等离子体与基板上的生长层的相互作用。

图2B示出具有阴极阵列205、阳极211和基板120的沉积设备200。阴极阵列205可以在交替阴极溅射模式中工作。阴极阵列205可以包括第一组阴极220和第二组阴极230。第一组阴极220和第二组阴极230各自可以具有一或多个单独阴极210。单独阴极210可连接至不同电源。因此，可存在与单独阴极一样多的电源。

具体地说，第一组阴极220可连接至第一电源225，并且第二组阴极230 可连接至第二电源235。第一电源225和第二电源235可不同且彼此无关。

在图2B中，功率控制器(未示出)可连接至电源。因此，单独阴极210 可接通和/或断开以提供交替阴极溅射模式。根据与本文所述其他实施方式组合的另外实施方式，功率控制器可连接至第一电源225和第二电源235。因此，第一组阴极220可以是活性的，而第二组阴极230可以是非活性的。

根据本文所述实施方式，沉积设备可进一步包括用于在阴极阵列的第一组阴极和第二组阴极之间切换的控制器。根据一些实施方式，控制器可为功率控制器。根据不同实施方式，控制器可为旋转控制器。根据可与本文所述其他实施方式组合的另外实施方式，沉积方法可以包括在阴极阵列的第一组阴极和第二组阴极之间进行切换。

根据在图2B中示出的实施方式，第一电源225和第二电源235可为在恒定方向上提供电荷的DC电源。根据另外实施方式，第一电源225和第二电源 235可为在交替方向上提供电荷的AC、RF或MF电源。

根据可与本文所述其他实施方式组合的一些实施方式，阴极210可以约1 MΩ的电阻操作，使得当断开它们时，存在对阴极的缓慢放电。因此，所断开的阴极可以是浮动的，即，不在限定电位上。所断开的阴极可不通过电源操作，并且因此可不参与可在相邻阴极和对应阳极之间进行的等离子体生成。因此，可以减少相邻阴极的溅射等离子体区域之间的相互作用，并且可以改进溅射等离子体的影响和/或溅射等离子体与基板上的生长层相互作用。

如在图2B中示出，阳极211可以彼此间隔开来，并以可与单独阴极210 相邻。另外，阳极211可连接至与它们相邻的阴极相同的电源，以在溅射期间收集电子。所有阳极211，也包括了连接至不同电源的阳极，可彼此电连接。另一方面，连接至不同电源的阴极可能彼此不电连接。例如，第一组阴极220 和第二组阴极230可能彼此不电连接。

图3A示出了在交替阴极溅射模式中操作的阴极阵列205的实施方式。阴极阵列205可以包括第一组阴极220和第二组阴极230。第一组阴极220和第二组阴极230各自可以具有一或多个单独阴极210。单独阴极210可为具有磁体组件300的平面阴极。图3A示出了平面阴极，平面阴极也可用于本文所述其他实施方式。或者，可旋转阴极也可提供用于根据图3A描述的实施方式。对于可旋转阴极，可将磁体组件提供在背管内或具有靶材材料管，用以构造可旋转磁体阴极阵列。

如图3A中示出，单独阴极210的磁体组件300可以具有相同旋转位置，即，单独阴极210的所有磁体组件300都可面向同一方向。更具体地，单独阴极210的全部磁体组件300都可面向基板。在图3A的实施方式中，第一组阴极220是活性的，而第二组阴极230是非活性的。同样，第二组阴极可以是活性的，而第一组阴极是非活性的。因此，可以减少相邻阴极的溅射等离子体区域之间的相互作用。

如图3B中示出，单独阴极210的磁体组件300可以具有不同旋转位置，即，不同单独阴极210的磁体组件300可以面向不同方向。在图3B的实施方式中，当第一组阴极是活性的时，第一组阴极的第一组磁体组件可取向为在第一方向上，并且当第二组阴极是非活性的时，第二组阴极的第二组磁体组件可取向为在不同于第一方向的第二方向上。同样，当第二组阴极是活性的时，第二组阴极的第二组磁体组件可取向为在第一方向上，并且当第一组阴极是非活性的时，第一组阴极的第一组磁体组件被取向为在不同于第一方向的第二方向上。因此，可以改变在基板侧面上操作的活性阴极的放电状态。因此，可以减少相邻阴极的溅射等离子体区域之间的相互作用。

如本文所使用，第一方向可对应于其中基板120被放置的方向。同样，第二方向可对应于与第一方向相反的方向。

图3B的阴极阵列也可用于如图4示出的中心阵列布局。对于中心阵列布局，相同工艺腔室中的两个基板可以使用交替阴极溅射模式同时沉积。

在图4中，沉积设备400与工艺腔室450、阴极阵列405和在同一工艺腔室中的两个基板460、470一起示出。根据本实用新型的实施方式，阴极阵列 405可以具有第一组阴极420和第二组阴极430。第一组阴极420和第二组阴极430各自可以具有一或多个单独阴极410，其中阴极阵列405可以在交替阴极溅射模式中操作，使得阴极阵列中的相邻阴极410可不具有相邻溅射等离子体区域415。

每个单独阴极410可以具有待沉积在基板460、470上的材料的靶材、以及磁体组件500(在图5中示出)。使用磁体组件500在阴极上产生等离子体区域415以局部地增强靶材腐蚀。单独阴极410可为具有磁体组件500的可旋转阴极。对于可旋转阴极410，可将磁体组件500提供在背管内或具有靶材材料管，用以构造可旋转磁体阴极阵列405。磁体组件500可进一步具有不同旋转位置，即，不同单独阴极410的磁体组件500可以面向不同方向。

通过使用交替阴极溅射模式，减少相邻阴极的溅射等离子体区域之间的相互作用。因此，由于有效地增大了活性阴极之间的距离，就可改进溅射等离子体影响和/或溅射等离子体与基板上的生长层的相互作用。

在图4中，也可设置旋转控制器(未示出)。旋转控制器可以在阴极阵列 405的第一组阴极420和第二组阴极430之间切换。旋转控制器可连接至每个阴极410。因此，单独阴极410可切换它们溅射方向以提供交替阴极溅射模式。根据可与本文所述其他实施方式组合的一些实施方式，旋转控制器可连接至第一组阴极420和第二组阴极430。因此，第一组阴极420和第二组阴极430可切换它们溅射方向以提供交替阴极溅射模式。

本实用新型的实施方式涉及用于包括同时在两个基板上溅射材料的在基板上静态沉积材料的方式和设备。

对于如图4中所示一个的中心阵列布局，相对于在阴极阵列的相对侧上的至少两个涂覆位置而言可旋转磁体阴极阵列可为有利的。可同时涂覆的基板数量可以涉及涂覆位置数目或其中可产生等离子体的阴极的侧部数目。在如本实施方式中描述的一个的可旋转磁体阴极阵列的情况下，可以在位于各种涂覆位置中的基板上实现不同涂层，具体地不同涂层可为沉积在位于不同涂覆位置中的基板上的同一材料。

另外，也可在不同涂覆位置进行单独涂覆处理。例如，如果可旋转磁体阴极阵列个阴极有一个磁体组件，那么在阴极阵列的仅一个侧面产生等离子体，使得可以通过旋转或枢转磁体阴极阵列从一个涂覆位置改变至另一涂覆位置。因此，涂覆区域可在所述磁体阴极阵列的第一侧面和第二侧面之间、或在阴极阵列的额外侧面之间枢转，并且可在不同涂覆位置一个接一个地涂覆。在改进沉积方法和沉积设备的效率的情况下，因为在无涂覆的时间期间，待涂覆的基板可供应至不用于涂覆的基板位置和/或从不用于涂覆的基板位置上移除。

根据本文实施方式，一个可旋转磁体阴极阵列可用于单个工艺腔室中以用于同时涂覆两个基板。因此，可以省略大量设备。例如仅具有向沉积工艺的工艺腔室供应工艺和/或反应气体的仅一个气体源是可能的。另外，必须提供用于仅一个磁体阴极阵列的控制构件。也可减少其他部件，例如用于将基板锁入和/或移入和/或移出工艺腔室的锁件。类似地，也可减少用于提供用于基板的传送构件的材料使用和设备。

如图5所示，单独阴极410的磁体组件500可以具有不同的旋转位置，即，不同单独阴极410的磁体组件500可以面向不同方向。根据本实施方式，第一组阴极420的磁体组件可以面向第一方向520，而第二组阴极430的磁体组件可以面向第二方向530。同样，第二组阴极430的磁体组件可以面向第一方向 520，而第一组阴极420的磁体组件可以面向第二方向530。

根据可与本文所述其他实施方式组合的另一实施方式，不同单独阴极410 的磁体组件500可以面向不同方向，并且可以在不同方向上溅射材料。具体地说，第一组阴极420可在第一方向520溅射材料，而第二组阴极430在第二方向530溅射材料。同样，第一组阴极420可在第二方向530溅射材料，而第二组阴极430在第一方向520溅射材料。因此，可以减少在相邻阴极的溅射等离子体区域之间的相互作用。因此，可以改进溅射等离子体影响和/或溅射等离子体与在基板上的生长层的相互作用，除了上述针对具有可旋转磁体阴极阵列的中心阵列布局的优势。因此，存在一或多个时间间隔，其中相邻阴极在一或多个时间间隔期间不溅射在同一基板上和/或其中相邻阴极的仅一个阴极在一或多个时间间隔期间溅射在同一基板上。

如本文所使用，第一方向520可对应于其中第一基板460放置的方向和第二方向530可对应于其中第二基板470放置的方向。

根据本文所述实施方式，第一方向可与第二方向相反。根据可与本文所述其他实施方式组合的另一实施方式，第一方向可具有与第二方向成90°或更大的角度，尤其第一方向可具有与第二方向成180°或更大的角度，更具体地第一方向可具有与第二方向成270°的角度。

根据可与本文所述其他实施方式组合的一些实施方式，第一组阴极和第二组阴极当它们是非活性的时可以具有1MΩ或更少的电阻，尤其0.5MΩ或更少的电阻，更具体地具有0.1MΩ或更少的电阻。

根据可与本文所述其他实施方式组合的不同实施方式，沉积方法包括在1 秒或更长时间内，尤其在5秒或更长时间内，更具体地在10秒或更长时间内在第一组阴极和第二组阴极之间进行切换。

根据可与本文所述其他实施方式组合的另外实施方式，沉积方法包括在第一组阴极和第二组阴极之间切换11次或更少次数，尤其5次或更少次数，更具体地3次或更少次数。

根据本实用新型的实施方式，第一组阴极包括阴极阵列的每第二个阴极，并且第二组阴极包括阴极的其余者。根据可与本文所述其他实施方式组合的另外实施方式，第一组阴极包括每第三个阴极、每第四个阴极、每第五个阴极或阴极阵列的每另一个非相邻阴极，并且第二组阴极包括阴极的其余者。

根据本实施方式，第一组阴极和第二组阴极可连接至AC、DC或RF电源。根据另外实施方式，电源可为DC电源。根据其他实施方式，电源可为AC、 RF或MF电源。

根据可与本文所述其他实施方式组合的一些实施方式，沉积设备可以包括两个或更多个阳极，所述两个或更多个阳极与第一组阴极和第二组阴极中的一或多个阴极相邻。根据可与本文所述其他实施方式组合的不同实施方式，沉积设备可以包括沿水平方向延伸的一个平面阳极。如本文使用的“垂直方向”可理解为基板传送方向。平面阳极和单独阴极可在溅射期间连接至一或多个电源以收集电子。

根据本实施方式，第一组阴极和第二组阴极的一或多个阴极可为可旋转阴极，其中每个可旋转阴极可以具有磁体组件。根据可与本文所述其他实施方式组合的另外实施方式，每个可旋转阴极可以具有一或多个磁体组件，尤其每个可旋转阴极可以具有两个磁体组件。

图6示出图示通过在交替阴极溅射模式中操作的阴极阵列的DC电源(例如，图2A的电源225和电源235)产生的DC功率的图表。该图表示出了在 Y轴上的电压和在X轴上向右逐渐地增加的时间。如本文所理解，DC功率指示电荷在恒定方向上流动，这与电荷以交替方向流动的AC电源相反。

在本实用新型的实施方式中，DC电压可以交替方式施加，使得可以产生 DC脉冲610。具体地说，DC功率可以在无电压逆转的情况下交替地接通和断开。脉冲610可以具有脉冲宽度615(即，脉冲持续时间)和脉冲高度635。在一些实施方式中，脉冲610可全部地具有相同脉冲高度。根据另外实施方式，脉冲610可以具有不同脉冲高度。

根据本实用新型的实施方式，脉冲610可以在低于1Hz的频率下生成。例如，对于60秒总溅射时间，功率可以断开11次或更少，尤其5次或更少，更具体地3次或更少。因此，存在一或多个时间间隔，其中相邻阴极在一或多个时间间隔期间不溅射在同一基板上和/或其中相邻阴极的仅一个阴极在一或多个时间间隔期间溅射在同一基板上。

如本文所理解，脉冲宽度615对应于溅射时间。在许多实施方式中，脉冲宽度615可定义为具有相较于与DC电源关联的控制循环(例如，比例积分微分(PID)控制循环、开放循环控制循环)的响应时间更长的的持续时间，以允许准确产生DC功率脉冲610的时间。

如图6示出，DC电压可施加至第一组阴极以产生第一脉冲620，并且DC 电压可施加至第二组阴极以产生第二脉冲630。功率控制器可连接至每个电源以在阴极阵列的第一组阴极和第二组阴极之间切换。因此，可以提供交替阴极溅射模式。

根据可与本文所述其他实施方式组合的另外实施方式，电压可同时施加至第一组阴极和第二组阴极两者，而第一组阴极和第二组阴极的磁体组件可以面向不同方向。因此，破坏磁场的周期性，并可改进溅射等离子体影响和/或溅射等离子体与在基板上的生长层的相互作用。

根据本实用新型的实施方式，第一脉冲620的脉冲宽度可以等于第二脉冲 630的脉冲宽度。根据替代实施方式，第一脉冲的脉冲宽度可不同于第二脉冲的脉冲宽度。因此，第一组阴极的溅射时间可不同于第二组阴极的溅射时间。例如，第一组阴极的溅射时间可为第二组阴极的溅射时间的两倍。

根据一些实施方式，对应于脉冲宽度615的溅射时间可以等于是非活性的时间640(即，阴极非活性的时间)。根据替代实施方式，对应于脉冲宽度615 的溅射时间可不同于非活性的时间640。更具体地，对应于脉冲宽度615的溅射时间可以长于非活性的时间640。

根据可与本文所述其他实施方式组合的一些实施方式，根据所描述的实施方式的溅射可在两个或更多个阴极的情况下进行。然而，尤其对于用于大面积沉积的应用，具有6个或更多个阴极(例如10个或更多个阴极)的阴极阵列可以是有益的。另外，可将阴极阵列提供在一个真空腔室中。

根据另外实施方式，对于所有对的接近或相邻的阴极，在相邻阴极之间的距离可不相等。因此，可以根据将应用的涂覆工艺的适当情况而选择阴极在布置平面内的位置，以得以在已涂覆的基板上实现均匀的层性质。

在阴极阵列的外部接近阴极对的阴极之间的距离可以小于在阴极阵列的内部阴极对的阴极之间的距离。因此，例如相对于层厚度的均匀性也可在待涂覆的基板的边缘处获得。因为在基板或涂覆区域的边缘处更少涂覆材料是有效的，分别在外部区域中的相邻阴极或靶材对之间的更小距离可以提供更多涂覆材料并可解决在基板或涂覆区域的边缘处更少涂覆材料的问题。

动态溅射，即其中基板连续或准连续地邻近沉积源移动的直列(inline)处理，可能更为容易，这是因为如下事实：工艺可在基板移到沉积区域之前稳定，然后当基板穿过沉积源时保持恒定。然而，动态沉积可以具有其他缺点，例如颗粒生成。这可尤其地应用于TFT底面沉积。根据本文所述实施方式，可以提供静态溅射，例如对于TFT处理，其中等离子体可在沉积在原始基板上之前稳定。

与动态沉积工艺相比不同，术语静态沉积工艺不排除基板的任一移动，如技术人员将理解。静态沉积工艺可以包括例如在沉积期间的静态基板位置、在沉积期间的振荡基板位置、在沉积期间的基本上恒定的平均基板位置、在沉积期间的抖动基板位置、在沉积期间的摆动基板位置、其中一个腔室中提供阴极 (即，在腔室中提供预定组的阴极)的沉积工艺、其中沉积腔室相对于邻近腔室具有密封气压的基板位置，例如在层沉积期间通过封闭将腔室与相邻的腔室隔开的阀门单元，或者上以上项的组合。因此，静态沉积工艺可理解为具有静态位置的沉积工艺、具有基本上静态的位置的沉积工艺、或具有基板的部分地静态的位置的沉积工艺。如本文所描述，静态沉积工艺可以明显地区别于动态沉积工艺，而不需要使静态沉积工艺的基板位置在沉积期间完全地无任何移动。

根据可与本文所述其他实施方式组合的另外实施方式，从完全地静态的基板位置的偏离，例如如上所述振荡、摆动或以其他方式移动基板，这仍被本领域的技术人员认为是静态沉积，可另外地或替代地通过阴极阵列的阴极的移动 (例如摆动、振荡等等)提供。通常，基板和阴极(或阴极阵列)可相对于彼此移动，例如在基板传送方向上，在基本上垂直于基板传送方向的横向方向上，或这两者。

在图7A中示出用于在基板上静态沉积材料的方法的实施方式。在步骤702，从阴极阵列溅射材料，其中阴极阵列在交替阴极溅射模式中操作，使得阴极阵列中的相邻阴极不具有相邻的溅射等离子体区域。

在图7B中示出用于在基板上静态沉积材料的方法的替代实施方式。在步骤702，从第一组阴极溅射材料。在步骤704，从第二组阴极溅射材料，其中第一组阴极和第二组阴极在交替阴极溅射模式中操作，使得第一组阴极是活性的，而第二组阴极是非活性的。

在图7B中示出用于在基板上静态沉积材料的方法的另一实施方式。在步骤702，从第一组阴极溅射材料。在步骤704，从第二组阴极溅射材料，其中第一组阴极和第二组阴极在交替阴极溅射模式中操作，使得第一组阴极在第一方向上溅射材料，而第二组阴极在第二方向上溅射材料。

尽管上述内容针对本实用新型的实施方式，但是也可在不脱离本实用新型的基本范围的情况下设计本实用新型的其他的和进一步的实施方式，并且本实用新型的范围是由随附的权利要求书确定。

Claims (12)

1.一种用于沉积材料的设备，其特征在于，所述设备包括：

工艺腔室；以及

阴极阵列，所述阴极阵列具有第一组阴极和第二组阴极，所述第一组阴极和所述第二组阴极各自具有一或多个阴极，其中所述阴极阵列中的相邻阴极被构造成被操作以具有一或多个时间间隔，其中所述相邻阴极的仅一个阴极在所述一或多个时间间隔期间溅射在同一基板上。

2.如权利要求1所述的设备，包括用于在所述阴极阵列的所述第一组阴极和所述第二组阴极之间切换的控制器。

3.如权利要求1所述的设备，其中所述第一组阴极和所述第二组阴极在它们是非活性的时具有1MΩ或更少的电阻。

4.如权利要求1所述的设备，其中当所述第一组阴极是活性的时，所述第一组阴极的第一组磁体组件被取向为在第一方向上，并且当所述第二组阴极是非活性的时，所述第二组阴极的第二组磁体组件被取向为在不同于所述第一方向的第二方向上。

5.如权利要求1所述的设备，其中所述第一组阴极被构造成在第一方向上溅射材料，而所述第二组阴极被构造成在第二方向上溅射材料。

6.如权利要求1至5中任一项所述的设备，其中所述第一组阴极包括所述阴极阵列中的每第二个阴极并且所述第二组阴极包括所述阴极的其余者。

7.如权利要求1至5中任一项所述的设备，其中所述第一组阴极和所述第二组阴极被连接至AC、DC或RF电源。

8.如权利要求6所述的设备，其中所述第一组阴极和所述第二组阴极被连接至AC、DC、或RF电源。

9.如权利要求1至5中任一项所述的设备，包括与所述第一组阴极和所述第二组阴极中的所述一或多个阴极相邻的两个或更多个阳极。

10.如权利要求6所述的设备，包括与所述第一组阴极和所述第二组阴极中的所述一或多个阴极相邻的两个或更多个阳极。

11.如权利要求1至5中任一项所述的设备，其中所述第一组阴极和所述第二组阴极中的所述一或多个阴极为可旋转阴极，其中每个可旋转阴极具有磁体组件。

12.如权利要求6所述的设备，其中所述第一组阴极和所述第二组阴极中的所述一或多个阴极为可旋转阴极，其中每个可旋转阴极具有磁体组件。