TWI287815B - Coater with a large-area assembly of rotatable magnetrons - Google Patents

Description

•1287815 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 r本發明係關於如申請專利範圍第1項所述之塗佈機。 【先前技術】 塗佈機，係以陰極減鑛塗佈基材，早已為人所孰知且 廣泛使用於各種塗佈目的之中。此塗佈機之設計與工程隨 者對於塗佈機之特別需求而有極大差異。例如，陰極即有 多種樣式，如平板式陰極、磁控陰極、迴轉式磁控管等。 其中’平板式陰極，其濺鑛之塗佈材料係為平坦、平面乾 材，，迴轉式陰極之乾材表面係為曲面，特別為圓筒狀。由 於塗佈過程中圓筒係連續迴轉，使得乾材材料得以均句濺 鍍，而避免局部集中濺鍍以及溝槽形成，A皆可能損及塗 佈品質。 、一 磁控陰極或磁控管，具有位於濺鍵㈣之後之磁鐵組 件，有助於靶材前電漿之形成’並同時穩定及平均電漿， 使其達到較佳之沉積。迴轉式磁好，特㈣，磁鐵或磁 鐵組件係同心配置於圓筒狀粗材内。此類迴轉式磁控管， 例如，係應用於塗佈建築玻璃之連續負載同軸塗佈機。最 新之應用係將此二種磁控管並列於塗佈室内。此種配置之 缺點係為僅剩下小部份區域可以達到均勻塗佈厚度。如此 勢將必須移動大面積之基材以進行塗佈。 【發明内容】 因此，本發明之目的係提供一種塗佈機，特別係一種 陰極組件，使得大面積基材得以均勻塗佈，並且，降低塗 3055-7060-PF 5 '1287815 此塗佈機係容易組 佈過程巾過度塗佈之材料浪f。此外， 裝及操作。 、、此目的係藉由具有巾請專利範圍第1項特徵之塗佈機 達成。實施例係附屬項之之課題。 本柔明係、首次使得大面積塗佈達到均自塗佈厚度並且 不：忍文塗佈材料浪費。換句話說，本發明使得大面積基 材靜止，亦即不需移動基材。此外，若使周具有迴轉式、 曲面之靶材之陰極組件，特別係圓筒狀靶材，複數個陰極， 至:三個，較佳地為四個、五個、六個以上之陰極可以並 /又置如此，藉由於曲面靶材表面之濺鍍，塗佈大面積 區域可以達到均勻之塗佈，特別可以得到平坦均勻之塗 7厚度’且不需忍受塗佈材料之過度浪費。此優點係主要 知功於曲面靶材表面，依據較佳實施例，藉由陰極之配置 :及/、相對位置’大面積塗佈沉積之均勻度可以進一步提 外，如此可以更強調與增加正面效果。 關於陰極之配置，已證實使用於乾材後方呈現出磁場 陣：之磁控管陰極係有效的，若為圓筒狀耙材，係呈現於 Π筒之u。卩，以形成電漿於靶材表面之前方並穩定此電漿。 磁鐵組件較佳地相對於陰極之縱軸，亦即，圓筒狀靶 材之圓柱縱轴’係可迴轉或旋轉，如此磁鐵或磁鐵組件可 h周整或.又定面向基材。藉由如此迴轉或旋轉磁鐵或磁鐵 組件’乾材表面之濺鑛區域可以調整其座向面向基材；藉 由正確之設定，此配置可以獲得平坦之塗佈沉積，亦即， 具有均勻厚度之塗佈，於基材上。

3055-7060-PF ..1287815 特別地’依據較佳實施例，塗佈機可以配置使得磁鐵 或磁鐵組件於塗佈過程中相對於—特定位置連續震盪，亦 即，來回地移動，而可能得到均勻塗佈之沉積。

如此磁鐵係組裝於例如35。之扇形區域内。 若磁鐵或磁鐵組件係相對於一位置震動或擺動（搖 晃），則磁鐵或磁鐵組件之速度係以其他方式設定，例如， 磁鐵或磁鐵組件之來回運動係相對於一原點，絕對速度係 依位置而不同。例如’於反向點為低速，而兩點間為高速。 此外，磁鐵或磁鐵組件亦可以於磁鐵組件内旋轉或移 動’如此可能移動磁場區域而有利於塗佈。若為圓筒狀靶 材，例如，磁鐵組件可以沿著陰極之縱軸於圓筒之25。扇 狀區域内朝向基材配置。騎加磁場範圍，此扇狀區域= 乂擴大例如，&著陰極之縱軸移動或旋轉外部磁鐵朝外， 圓筒狀靶材或陰極提供额外 塗佈區域之側，於靶材端面 之前方區域。如此避免靶材 依據有用之實施例，藉由 之磁鐵組件或磁鐵於陰極遠離 附近’將形成電漿於靶材表面 之再沉積。 除了提供具有搭配適當磁鐵以及磁鐵組件之迴轉式、 曲面乾材之陰極組件以正向影響沉積過程，大面積㈣區 域之均勻厚度之平坦沉積之塗佈之提昇，亦可以藉由並列 陰極組件於塗佈室内’以確保相距於塗佈區域，亦即，灵 材’不同距離具有單一、連貫、以及大面積之塗佈區域： 且特別係將其沿著塗佈區域置放於曲面之表面。 ;本文中，使曲面表面為圓柱表面已證明係可行的， 3055-7060-pp * 1287815 如此，自斷面觀之，陰極係大體上呈環形排列，較佳地彼 此間係等距且其縱軸係彼此平行。 於另一實施例中，陰極組件可以配置使得二個陰極於 陰極序列之邊緣向内移動，更朝向基材，及/或更靠近相鄰 之陰極。此對於塗佈之均勻沉積有正面之影響，特別於塗 佈區之邊緣區域。 圓弧路徑之半徑，亦即，圓柱之側表面，陰極係置於 其上’較佳地’係大於陰極與基材，或塗佈區，間之距離， 鲁如此陰極設置之表面將僅輕微彎曲。 由於陰極係設置於圓弧路徑或圓柱之側表面，較佳 地，磁控管陰極之磁鐵或磁鐵組件係以放射狀朝向塗佈區 配置，換言之，所有陰極之磁鐵組件之中垂線/面係指向圓 心或圓柱之軸心。然而，磁鐵或磁鐵組件於此位置上旋轉 或擺動是可以理解的。 雖然，此塗佈機或陰極組件或陰極配置允許大面積之 靜態塗佈’亦即，〗需移動基材，但仍可以藉由傳輸設備 移動基材。於本例中’大面積塗佈區域之優點仍可以獲得。 塗佈區通常係為平面，雖然其可以為曲面。於接下的 範例中’僅需適當地調整陰極組件之位置，塗佈區與陰極 位置間之關係即可獲得維持。 具有圓筒狀輕材之迴轉式磁控管較佳地係於端部： 撐’特別係位於依可動式台架上，有利於將其插入塗… 或移出塗佈室。 本發明之其他之優點 特性與特徵由以下之較佳實施

3055-7060-PF ♦1287815 例之說明將更為清晰。圖式係僅為示意。 【實施方式】 陰極2係所謂之迴轉式磁控管陰極，圓柱靶材4係相 對於陰極之縱軸迴轉。磁鐵組件之磁鐵3產生並穩定電漿 5,其係形成於靶材表面之緊鄰處。塗佈過程中靶材4連續 且穩定的迴轉使得用以塗佈之材料被移除，亦即靶材的全 表面被均勻地濺鍍。 為於塗佈區1達到最佳化之基材塗佈，磁鐵叙件係面 向基材…度範圍6所示’且於特定角度範圍内蟯著陰 極之縱軸迴轉，如此使得靶材表面之濺鍍區域最佳化朝向 基材。 、若使磁鐵組件3固定於―特定位置面向基材，亦可能 使磁鐵組件3於塗佈過程巾來回移動以提高基 之均勻性。 予度 、，為避免再/儿積，特別係磁控管陰極之遠端區域，亦即， =圓筒狀粗材4之端面之側表面，-第二、額外之磁鐵 =可以設置於磁鐵組件3之相對側，如此藉由於圓： 控官陰極之遠端產生電漿以避免再沉積。 —沿轉式磁控管於各例中可以透過端部區域支樓於塗佈 二之：部。為利於陰極交換，迴轉式磁控管較佳地係固接 。 ，、了自塗佈至内撤出，迴轉式磁控管係於 端部支撐，於該釦妯同拉 ^ ^ ^ … 囡茼之端面區域，藉由一同心接合於 靶材圓筒之支撐元件固定 、 管而不需額外於相對之；：ί:至牆上亦可以懸垂磁控 、相對之處理室牆上之支撐。 3055-7060-pp 9 1287815 如第1圖所示，陰極2係非位於一單—平 丁 ，而係 =佈區1，亦即，基材相隔不同之距離。如第i圖所示 之實施例，迴轉式磁控管陰極2係位於具有半徑『，其係 甚大於迴轉式磁控管陰極與基材之距離，之㈣路徑：:、 其係標示箭頭# r。此所形成之空間配置係為圓筒狀靶材 4’亦即’迴轉式磁控管陰極’其係垂直於繪圖面，而位於 具有半徑r之圓柱之侧表面，其中基材，亦即，塗佈區i 係為平坦平面。此空間配置之效果係使得大面積基材，亦 即，1500x l 800mm之基材，可以在不移動基材下均勻地塗 饰（靜態塗佈）。即使移動基材，例如於連續負載同轴塗佈 機上，亦可以提供大面積塗佈區均勻厚度的塗佈。 陰極相對於塗佈區1之空間配置亦可以確保高收集 率，如此濺鍍所需之材料數量可以減少，且陰極組件之數 目可以降低。 第2圖係一曲線圖，係顯示，對於18〇〇mm長並具有如 第1圖所示之九個迴轉式磁控管陰極之陰極組件之基材， 之塗佈厚度分布對基材長度之關係。如第2圖所示，塗佈 厚度，係正規化為1，係相對於基材長度繪製。其顯示自 最外緣至中心，正規化之塗佈厚度大體上自〇.95變化至卜 【圖式簡單說明】 第1圖係顯示一塗佈處理室中陰極與基配置之剖面 圖；及 第2圖係顯不單位化之塗佈厚度與基板長度之關係 圖0 3055-7060-pp 10 1287815 【主要元件符號說明】 1〜塗佈區； 2〜陰極； 3〜磁鐵； 4〜圓柱輕材； 5〜電漿； 6〜角度範圍； 7〜磁鐵組件。

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Claims (1)

1. 修正曰期：95.8.10 _ 貪128屬私⑶汾號中文申請專利範圍修正本 申請專利範圍： 1 · 一種塗佈機，係使用陰極濺鍍以塗佈大面積g材， 該塗佈機包括一塗佈室，以及一位於塗佈室内之陰極組件 (2)，其中用以濺鑛之材料係設置於一乾材（4)上，該輕 材具有一圓筒狀表面，其中磁鐵（3)或磁鐵組件設於該靶 材（4)内側，且具有用以在該塗佈過程中使該靶材持續繞 著該磁鐵（3 )或磁鐵組件回轉之裝置，其特徵在於··至少

   三個以上具有可迴轉及圓筒狀之靶材（4)之該陰極組件（2) 係相鄰設置於具有一連續塗佈區之單一塗佈室内，其中靶 材（4 )包含與用以濺鑛材料相同之材料，使得能夠對靜止 的大面積基材進行均勻塗佈。 2·如申請專利範圍第1項所述之塗佈機，其中該具有 可迴轉及圓筒狀之靶材（4)之該陰極組件係受支撐於一端 面區域之一端。 3·如申請專利範圍第i或2項所述之塗佈機，其中該 Φ磁控官陰極具有可迴轉或可旋轉，特別係沿著該陰極之縱 轴，之磁鐵（3)或磁鐵組件。 4·如申請專利範圍第1或2項所述之塗佈機，其中該 磁鐵組件之該磁鐵（3)，係位於該些位於邊緣區域者，係 可旋轉或位移以擴大磁場區域（6 )。 5·如申請專利範圍第丨項所述之塗佈機，其中該複數 個陰極組件係與設置於該塗佈區之一基板具有不同距離。 6·如申請專利範圍第5項所述之塗佈機，其中該複數 個陰極組件係沿著環繞該塗佈區之一表面而設置。 3 055-7060-pp^ 12 1287815 $年_痛修_異静麵 . 7.如申請專利範圍第5項中任 中該複數個陰極組件係彼此分離且其縱轴係彼此平行，特 別地，該陰極組件係等距離配置，其中僅外圍之陰極組件 係較接近相鄰之陰極。 8.如申請專利範圍第5項所述之塗佈機，其中該陰極 組件係配置於一圓柱之一側表面，該圓柱之縱轴自該陰極 組件觀之係位於該塗佈區内或其後，較佳地，僅二個外圍 陰極組件係遠離該侧表面並朝向該塗佈區。 I 9·如申請專利範圍第8項所述之塗佈機，其中該圓柱 之半徑係大於該塗佈區與該陰極組件之距離。 10·如申請專利範圍第5項中任一項所述之塗佈機，其 中該陰極組件之該磁鐵或該磁鐵組件係呈放射狀朝向該塗 佈區，該磁鐵或該磁鐵組件係以一預定速度環繞該位置旋 轉。 11·如申請專利範圍第丨項所述之塗佈機，其中額外之 磁鐵或磁鐵組件係位於遠離該塗佈區之侧，特別地係位於 該陰極組件之端面之附近，以避免塗佈過程中產生之電漿 再沉積。 12·如中請專利範圍帛η所述之塗佈機，其中該基板 係藉由一傳輸設備於塗佈製程中運送。 3055-7 0 60-PF1 13