CN2525101Y - 溅镀装置 - Google Patents
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Abstract
一种溅镀装置，包括一本体、一滑动件、一工作台、及至少一靶体，其特点是：该本体形成有至少一密闭容置空间并设有连通于该容置空间的一抽气装置及固设于该本体的一致动装置；该滑动件连接于该致动装置，同时受其驱动而于该容置空间内滑动，并由该滑动轨迹界定一假想面；该工作台，具有一台面供固定置放待加工的工件，且沿与该假想面成一特定角度的一枢轴枢设于该滑动件上，而沿该枢轴相对于该滑动件转动；以及该至少一靶体，与该工作台的台面相隔一段距离地设置于该本体形成有该容置空间的一内侧壁内。本实用新型不需以往的准直管，便可解决工件表面凹穴因遮蔽效应所造成的填塞不良，进而提升阶梯覆盖率。
Description
(1)技术领域
本实用新型涉及一种溅镀装置，特别是涉及一种工件在被加工时同时被移动和转动，且不需准直管即可消除遮蔽效应的溅镀装置。
(2)背景技术
图1是以往溅镀机8的剖面示意图，于一具有气体入口801和气体出口802的反应室80内，设置有金属靶81、准直管(collimator)82、和置放座84。
其中气体入口801用于导入氩、氮……等气体，而气体出口连接于真空泵(未图示)，以控制反应室80内的气体压力。
而设置于反应室80内较上方的金属靶81(例如钛、铝等金属)则连接于直流电源86的阴极，并将直流电源86的阳极连接于反应室80。
又设置于反应室80内较下方且接地的放置座84，其上通过真空吸附方式固定一被溅镀物(如晶片)83。
至于设置于金属靶81与被溅镀物83间的准直管82，其管壁821与被溅镀物83的上表面相垂直，用以滤除自金属靶81大角度四散的粒子，使得因溅击而产生的金属原子，只有与管壁821(或与被溅镀物83上表面的垂直线)成较小角度的方得以通过准直管82而到达被溅镀物83的上表面。
然而，上述以往溅镀机用于具凹凸表面的被溅镀物时，如图2所示，因溅击而产生的金属靶原子大体垂直于被溅镀物的上表面而溅镀于其上，所以溅镀于凹口87侧壁88上的金属层85，将因遮蔽效应(shadow)而形成上厚下薄的现象。同理，凹口87的底壁89也因遮蔽效应而形成外围薄内圈厚的填塞(filling)不良的现象。
因为上述缺失，台湾第86216597号专利申请是将放置座84改成如图3及图4(与图1、2相同的构造使用相同的编号)所示的可旋转式放置座84，并使准直管82的管壁821与被溅镀物83上表面的垂线倾斜一角度，以改善遮蔽效应(shadow)所造成的填塞(filling)不良的现象，进而提升阶梯覆盖率(step coverage)。
然而，准直管82的可容许穿透角度限制愈严格、因角度不符合规范而遭阻挡的靶原子愈多、金属靶材料使用效率下降、成本随之提高，尤其对于溅镀尺寸较大的工件时，影响尤其明显。此外，该专利申请因放置座84相对于金属靶81和准直管82皆只转动而不移动，一旦全面性地考虑工件的全部表面，将发现由金属靶撞击溅镀出的镀膜层厚度约随距离被溅镀物旋转中心的半径反比，尤其是旋转中心点相对于金属靶81和准直管82，不但无移动且无转动，致其沉积的金属层最厚。因此欲援引该专利的溅镀半导体晶片的旋转放置座的技术手段，并无法解决溅镀金属层厚度与旋转半径成比例的问题，致无法达成均匀溅镀大尺寸工件的目的，且因准直管的大量过滤不符合预定角度的金属靶原子，将导致成本增高、不符经济效益等问题。
(3)实用新型内容
因此，本实用新型的目的在于提供一种溅镀装置，有效降低大尺寸工件被溅镀时的遮蔽效应。
本实用新型的另一目的在于提供一种溅镀装置，可明显提高溅镀时靶材的使用效率。
为实现上述目的，本实用新型的溅镀装置，包括一本体、一滑动件、一工作台、及至少一靶体，其特点是：该本体，形成有至少一密闭容置空间，且该本体设有连通于该容置空间的一抽气装置，及固设于该本体的一致动装置；该滑动件，连接于该致动装置，同时受其驱动而于该容置空间内滑动，并由该滑动轨迹界定一假想面；该工作台，具有一台面供固定置放待加工的工件，且沿与该假想面成一特定角度的一枢轴枢设于该滑动件上，而沿该枢轴相对于该滑动件转动；以及该至少一靶体，与该工作台的台面相隔一段距离地设置于该本体形成有该容置空间的一内侧壁内。
为进一步说明本实用新型的目的、结构特点和效果，以下将结合附图对本实用新型进行详细的描述。
(4)附图说明
图1是以往无转动装置溅镀机的剖面示意图；
图2是图1以往溅镀机进行溅镀时的示意图；
图3是以往有转动装置溅镀机的剖面示意图；
图4是图3以往溅镀机进行溅镀时的示意图；
图5是本实用新型溅镀装置的剖面示意图；
图6是图5从VI-VI线的剖面且未放置工件时的示意图；
图7是图6从VII-VII线的剖面且放置有工件时的示意图；
(5)具体实施方式
如图5、6所示，本实用新型的溅镀装置主要包括本体1、致动装置2、滑动装置3、转动装置4、工作台5、靶体7、调整固定装置6、抽气装置72等。
其中，本体1为导体材料制成，其依序相连接的第一、第二、第三、第四等四个侧壁10、11、12、13界定一容置空间16，再配合与该四个侧壁10、11、12、13纵长向皆相连接且中空的第一、二端壁14、15，共同形成本体的外表面。该两端壁14、15分别设有闸门17，当打开闸门17时，可由容置空间16取/放工件70；当关闭闸门17时，恰可封闭两端壁14、15的中空部位19，而密闭该容置空间16。惟于容置空间16内可再增设与该容置空间16纵长向相垂直的数个(以二个为例)闸门17，将密闭的容置空间16分隔成数个(以三个为例)区间18，且各闸门17可依操作需求，适时打开或关闭，以利于每一区间18内进行不同阶段的溅镀工作。
致动装置2由设置于本体1第一侧壁10与第二侧壁11交接处的第一端壁14上的第一马达20，衔接穿过第一端壁14的导螺杆21的一端，导螺杆21的另一端则枢接于第二端壁15。
滑动装置3于板状滑动件30的靠近导螺杆21的一端固设一螺套32，而另一端则设一引导装置33。螺套32可啮合导螺杆21，当导螺杆21旋转时，螺套32连同滑动件30一起沿着导螺杆21轴向移动。同时通过引导装置33与设置于第四侧壁13内侧的导轨34的卡合导引和支撑，使滑动件30的移动顺畅。
滑动件30远离第一侧壁10的表面31较下端处，垂直该表面31向外延伸一固定轴杆35，轴杆35的另一端通过轴承(未图示)枢接于工作台5的中心。另在该表面上也设有转动装置4，其是于该表面31上固设轴杆35处的更下方，固设一第二马达40，并使固设于马达转轴41末端的驱动轮42周缘，摩擦接触于工作台5靠近滑动件30的一侧面51。因此当第二马达40运转时，可通过驱动轮42传动工作台5，并使工作台5以轴杆35为中心，相对于滑动件30旋转。
工作台5与侧面51相对的另一表面称为台面52，于其上设数个槽道53，可以真空吸附方式、或卡笋、或夹持定位具(图未示)固定工件70于台面52上，或将工件70吊挂于该槽道53。
如图5、7所示，调整固定装置6设于本体1的第三侧壁12，它是以至少一排(以二排为例)，且每排至少一个(以三个为例)螺栓62螺设穿过第三侧壁12进入容置空间16内，每排螺栓62位于容置空间16内的一端，间隔地共同枢接一板状金属(例如钛、铝)靶体7，并可调整该靶体7相对于台面52的角度后固定，其角度以三十度至六十度较佳，而两靶体52间的夹角以六十度至一百二十度为佳。另该螺栓62可于调整靶体7距离工件70适当距离后，以螺帽61固定保持该距离。
抽气装置(如真空帮浦)72容置固设于本体1的第一侧壁10对应于各区间18的约中央处的开口74，以抽取容置空间16中的气体，进而控制密闭容置空间16或各区间18内的气体压力几近真空，并保持于特定压力范围下(例如10-6乇(Torr)以下)，以利溅镀工作的进行。另抽气装置72可由各区间18分别设置，也可共用。
直流电源73的正极电性连接于本体1(例如第四侧壁13)，负极电性连接于靶体7，工作台5接地，使因溅击而脱离靶体7的原子能沉积溅镀于台面52上的工件70表面。
本实用新型的溅镀装置运转时，滑动件以每秒30厘米(mm/sec)的速率沿着导螺杆21的轴向移动于容置空间16的各区间18，同时，工作台5以每秒10转(rps)的速率相对于滑动件30旋转，再配合与台面52成倾斜的两相向靶体，因此不需准直管便可以完全解决工件表面凹穴溅镀不均匀的以往问题，进而提升阶梯覆盖率。
当然，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型权利要求书的范围内。
Claims (11)
1.一种溅镀装置，包括一本体、一滑动件、一工作台、及至少一靶体，其特征在于：
该本体，形成有至少一密闭容置空间，且该本体设有连通于该容置空间的一抽气装置，及固设于该本体的一致动装置；
该滑动件，连接于该致动装置，同时受其驱动而于该容置空间内滑动，并由该滑动轨迹界定一假想面；
该工作台，具有一台面供固定置放待加工的工件，且沿与该假想面成一特定角度的一枢轴枢设于该滑动件上，而沿该枢轴相对于该滑动件转动；以及
该至少一靶体，与该工作台的台面相隔一段距离地设置于该本体形成有该容置空间的一内侧壁内。
2.如权利要求1所述的溅镀装置，其特征在于：该滑动件上进一步设有一传动装置，以驱动该工作台相对于该滑动件转动。
3.如权利要求1或2所述的溅镀装置，其特征在于：该靶体为两个。
4.如权利要求3所述的溅镀装置，其特征在于：该两靶体具有一受撞击面，该受撞击面相对该工作台的台面倾斜一角度。
5.如权利要求3所述的溅镀装置，其特征在于：该靶体以一调整固定装置固定于该本体形成有该容置空间的该内侧壁。
6.如权利要求3所述的溅镀装置，其特征在于：该滑动件为固定于该本体形成有该容置空间内侧壁的导轨所引导滑动。
7.如权利要求3所述的溅镀装置，其特征在于：该工作台的台面平行于水平面，供置放工件。
8.如权利要求3所述的溅镀装置，其特征在于：该工作台的台面垂直于水平面，且该工作台的台面设有槽道，供吊挂工件于其上。
9.如权利要求3所述的溅镀装置，其特征在于：该本体还具有数个闸门，将该容置空间分隔为数个区间，且该滑动件供滑动行经各该区间。
10.如权利要求3所述的溅镀装置，其特征在于：该致动装置进一步包括一第一马达和一导螺杆。
11.如权利要求1所述的溅镀装置，其特征在于：该转动装置进一步包括一第二马达和一驱动轮。
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