TWI362427B - Cooled dark space shield for multi-cathode design - Google Patents

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TWI362427B
TWI362427B TW096126834A TW96126834A TWI362427B TW I362427 B TWI362427 B TW I362427B TW 096126834 A TW096126834 A TW 096126834A TW 96126834 A TW96126834 A TW 96126834A TW I362427 B TWI362427 B TW I362427B
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Description

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九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明的實施例大體上涉及一種物理氣相沈 系統,其具有設置在相鄰濺射靶材之間的冷卻式暗 【先前技術】 使用磁電管的物理氣相沉積製程(PV〇)是一種 上沈積材料的方法。在PVD處理中’可以對乾材施 偏壓,使得處理區中產生的離子以足夠的能量來為 表面而將原子從靶材中擊出。對靶材施加偏壓以 漿’從而產生離子轟擊靶材表面並從靶材表面移出 製程通常被稱爲满;射(sputtering)。激射出的原子_ 待淹鍵的基板行進’並且該激射出的原子會沈積 上。或者,原子與電漿中的氣體反應,例如氮氣, 性地在基板上沈積化合物。反應性沈積經常用於在 形成氣化欽或氣化組的薄阻障層(barrier layer)或 (nucleation layers) ° 直流(DC)濺射和交流(AC)濺射爲濺射的形式, 時,靶材被施以偏壓以吸引離子朝向靶材前進。可 施以介於-100伏特(V)至-600V之間的負偏壓,以吸 作氣體(例如氬氣)所形成的正離子朝向靶材前進來 子。通常,濺射腔的多個側面覆蓋有遮罩,以保護 不受到濺射沈積。遮罩可以電性接地,從而提供與 極相反的陽極’以電容性地連接靶材電源,而在濺 t (PVD) I遮罩。 在基板 加電性 擊靶材 産生電 原子的 般朝向 在基板 以反應 基板上 成核層 在濺射 對靶材 引由工 濺射原 腔室壁 靶材陰 射腔中 5 1362427 産生的電漿。 濺射過程中,材料被濺射並沈積到腔室内的暴露表面 上。沈積在腔室之暴露表面上的材料可能會剝落並污染基 板。因此,在該領域中需要一種能減少基板污染的方法。 【發明内容】 本發明揭露一種用於多陰極、大面積PVD裝置的冷卻 式暗區遮罩(cooled dark space shield)。對於多陰極系統而 言,在相鄰的陰極/靶材之間設置暗區遮罩是有益的。該也 遮罩可以接地,並爲出現在濺射電漿中的電子提供接地路 徑。由於遮罩位於相鄰的靶材之間,因此接地的遮罩可作 爲陽極’而促進在處理空間内形成均勻的電漿。由於腔室 内的溫度在處理溫度和停機溫度之間波動,遮罩會膨脹和 收縮°對遮罩進行冷卻能減小發生膨脹和收縮的可能性, 從而降低可能發生的剝落量。在遮罩的表面壓花可以減少 沈積到遮罩上的材料量並控制遮罩的膨脹和收縮。 在一實施例中,揭露一種濺射靶材支撐框架組件。該 組件包括一圍繞著多個靶材而設置的邊緣部、一或多個跨 越相鄰把材間之長度的樑(beams)、一或多個暗區遮罩以及 或夕個冷卻通道,其中該一或多個樑與該等邊緣部相連 接 》兮 或多個暗區遮罩則與該一或多個樑相連接;並且 該_ Λ w 取夕個冷卻通道與該一或多個樑相連接。 在另—實施例中揭示一種濺射裝置。該濺射裝置包括 多個濺射靶材以及耦接在多個濺射靶材中的一對濺射靶材 1362427 之間的濺射耙材支掠框架。該濺射靶材支撐框架包括:一 個或多個樑,其具有用於支撐該對濺射靶材的凸緣;一個 或多個冷卻通道與該一或多個樑相連接;以及一或多個鉗 夹機構’其與該一或多個樑相耦接,使得該對濺射靶材連 接在該一或多個鉗夾機構與該凸緣之間。
在又一實施例中揭示一種壓花(eembossed)暗區遮 罩。該遮罩包括一遮罩主體以及多個從該遮罩主體延伸出 的突出部’並且該遮罩主體具有至少一個彎曲表面;。 在另一實施例中揭示一種濺射方法。該方法包括:在 一或多個鉗失機構與一支撐樑的凸緣之間耦接一濺射靶材 且該樑與一暗區遮罩相連接、在鄰近該暗區遮罩和該樑處 設置一冷卻通道、使冷卻流體在冷卻通道内流動,以及從 濺射靶材將材料濺射於基板上。 【實施方式】
本發明揭示一種用於多陰極、大面積PVD裝置的冷卻 式暗區遮罩。對於多陰極系統而言,在相鄰的陰極 (cathode)/靶材之間設置暗區遮罩是有益的。遮罩可以接 地’並爲出現在濺射電漿中的電子提供接地路徑。由於遮 罩位於相鄰的靶材之間,接地的遮罩可作爲陽極(anode)以 助於在處理空間内形成均勻的電漿。由於腔室内的溫度在 處理溫度和停機溫度之間波動,遮罩會膨脹和收縮。對遮 罩進行冷卻能減小發生膨脹和收縮的可能性從而降低了 可匕發生的制落量。對遮罩的表面進行壓花(Embossing) 1362427 可減少沈積至遮罩上的材料量並控制遮罩的膨脹和收缩。 本案說明書中係以PVD為例來示範性地說明本發 明,並可以將本發明應用於處理大面積基板的PVD系统 中’如美國加州聖克拉拉市應用材料公司(Applied
Materials, Inc.,Santa Clara,California)之子公司 AKT®所 生産的PVD系統。但是應當理解,濺射靶材也可以應用到 其他的系統配置中,包括那些配置成用來處理大面積圓形 基板的系統。在2005年9月13曰遞交的美國專利申請案 1 1/225,922號中描述一種可用來實施本發明的範例系統, 並將該文獻全文引用於本文中以作爲來考。 隨著對更大的平板顯示裝置的需求增加,基板的尺寸 必須隨之增大。隨著基板尺寸的增加,濺射靶材的尺寸也 必然隨之增加。對平板顯示裝置和太陽電池板來說,長度 大於!公尺的濺射輕材是很常見。利用一錢塊材料來生 産大尺寸的單-個濺射靶材是非常困難和昂貴@。例如, 很難獲得大的鉬板(即, 】.8mx2.2mx 1 〇min 、 2.5mx2.8mxl0mm等)而且花費相者古曰 田问印。生産大面積的鉬 靶材需要大量的資金投入。 王厪一片大面積(即 1.8mx2.2mxl〇mm)的單一塊飽务 4 靶材可能需要花費W5百 萬美元。因此,單就成本上的考蜃 任m々 亏量,使用多個較小的靶材 氮仍舊能夠實現大面積濺射靶椅 的'尤積均勻性將非常有 利。該等乾材可以具有相同或不同的成八。 隨著基板和腔室尺寸的增加帶來了:種挑戰 一 項挑戰就是均勻沈積。濺射電漿ψ 中的電子被吸弓丨至裝置中
C S 8 1362427 的接地元件。傳統上,腔室壁以及基座或基板支撐件會接 地,從而扮演陽極的功能,而與作為陰極的濺射靶材相反。 作為陽極的接地腔室壁會吸引電漿中的電子,因此, 傾向於在腔室壁附近形成高密度的電漿。腔室壁附近的高 密度電漿可能提高鄰近腔室壁處之基板上的沈積作用,並 減少遠離腔室壁之基板上的沈積作用。另―方自,接地的 基座也有作為陽極的功能。基座可能跨越了處理 部分長度…’基座不僅可以爲基座邊緣處的二提 :地路徑,而且也可以爲基座中間處的電子提供::供 ^由於每個陽極,不管是腔室壁還是基座,、路 到陽極作用並將電漿均勾地分散在整個處理均等地達 座中間部分的接地路徑補償了與位於基座邊:β ’位於基 接地路徑。藉著使電楽均勾地分布在處理空’和腔室壁的 在基板各處均勻沈積。 0内’來實 現 當基板爲絕緣基板時(如玻璃或者聚合 因此電子無法兹说苴> ^ _ )’基 電’因此電子無法穿過基板。其結果是;”暴板不導 蓋基板支擇料’基座支撐件無法提供足二基极實質上覆 對大面積基板來說,如太陽電池板,陽極表面。 置的基板,將會阻斷彳於平 斷通過基座之接地路徑的 叛顯示裝 是非常大。在平板顯示 基板尺 项不器領域中’尺寸S 乂 t可能 板是很常見的。以Imxi 1公尺男士 lmxi™的基板來說,則 見方的基 路徑便被阻斷了 1平方 通過基庙从 十方公尺的面積。因此 座的接地 蓋的腔室壁和基座邊’沒有祜货 座遣緣是電漿電子的唯一另破基板復 板的中心附近不存在接地玫從_ .接地路徑 路徑。若以大面積 基被而 言 在基 ,在
1362427 沒有被基板覆蓋的腔室壁和基座邊缘附近會形成高密度電 裝。腔室壁和基座邊緣附近的高密度電漿會使接近不具有 接地路徑的處理區中心處的電漿變稀薄。在處理區中心附 近沒有接地路徑的情況下,電漿可能會不均勻,因而在大 面積基板上的沈積也可能不均勻。 爲了有助於確保得到均勻的電漿,可以在腔室内設置 除了基座和腔室壁之外的陽極。對於使用多個濺射靶材條/ 板的多陰極系統,陽極可以設置在相鄰的濺射靶材條/板之 間。 第1圖爲根據本發明一實施例之PVD裝置1〇〇的截面 圖。裝置100包括一被支撐在基座1〇2上的基板1〇4,其 中基座102容納在裝置1〇〇的該等腔室璧ns中。腔室璧 116接地。基板104設置在多個濺射耙材〇6f的相 對處。在基板104和乾枋l〇6a~l〇6f之間爲處理區η〗。 遮罩114保護腔室壁116不受到沈積。 在一實施例中,每個濺射靶材l〇6a〜1〇6f具有相應的 背襯板1〇8&~1〇8£。在另一實施例中,各濺射靶材1〇6卜1〇6? 可以與一個單一公共背襯板連接。雖然將參照前述實施例 來說明本發明’但應當理解的是’該說明内容可等效地應 用於單一個公共背襯板的實施例。 在背概板108a~108f内設置有多個冷卻通道。冷卻流 體流過冷卻通道,以控制背襯板108a〜1〇8f的溫度,從而 控制濺射乾材1 0 6 a〜1 0 6 f的溫度。冷卻流體可以是該領域 中已知的任意冷卻流體。在一實施例中,冷卻流體爲水。 10 1362427
在另一實施例中,冷卻流體爲氣態。 在位於背襯板108 3〜108『後方的磁電管腔12〇内 有磁電管(magnetron)118。磁電管118可以是固定的 管组件或是可動的磁電管组件。在一實施例中,磁電管 爲多個磁電管組件,其中,磁電管Π8的數量對應於 106 a〜106f的數量。當磁電管118的數量對應於 106 a~106f的數量時,可以控制和調整跨越每個單獨 的磁場。 可以藉由粘結層(bonding layer)將122乾材i〇6a- 粘結到背襯板108a〜108f上。粘結層122可以是該領 任一種已知的粘結材料《在2005年9月12日遞交的 專利申請案 1 1/224,22 1號中揭示可以用於將 106a〜106f粘結到背襯板i〇8a〜i〇8f上的示例性轴 料,在此引入其全部内容作爲參考。 濺射靶材106a〜106f可以設置在一框架組件上。 組件可以具有一個或多個跨越處理空間丨】2 124a〜124e。框架組件還可以具有用來與該框架組件相 的凸緣(ledge) 134。濺射靶材l〇6a〜106f可以設置在該 134和樑124a〜124e上,使得濺射靶材1〇6a〜1〇6f被 在凸緣134和樑124a〜I24e上。濺射靶材1〇6a~1〇6f 通過電絕緣體140而與樑124a〜124e和凸緣134絕緣β 每個靶材106a〜106f可以連接至一相應的 128a~128f ’使得各靶材1〇6a〜1〇6f可以被獨立地供 藉著爲各靶材l〇6a〜l〇6f提供獨立的電源128a〜i28f, 設置 磁電 • 118 靶材 靶材 靶材 Ί 06f 域中 美國 fe材 合材 框架 的樑 連接 凸緣 支撐 可以 与來。 電源 電。 可以 11 1362427
單獨控制每個濺射靶材106a~l〇6f的功率大小,以 勻沈積。電源 128a~128f可以是直流、交流、脈衝 或其组合。並可由控制器132來控制該裝置。2006 30日遞交的美國專利申請案1W428,226號公開一 性的電源配置,在此引入其全部内容作爲參考。 構成框架纽件的樑124a〜124e和凸緣134可以 使得框架组件起陽極的作用。在一實施例中, 124a〜124e和凸緣134的框架組件可以是一體結構 樑 124a〜124e 具有與之連接的相對應暗适 I26a〜I26e。暗區遮罩126a〜126e保護樑124a〜124e 所要的沈積,並可以電性連接到樑124a〜124e,而 區遮罩126a~126e可作為陽極。在一實施例中,暗 126a〜126e可以由與濺射靶材相同的材料製成。在 施例中’暗區遮罩126a〜126e可以由不銹鋼經過喷 (bead blasted)並火焰喷塗(flame sprayed)上銘,或 鞔射靶材相同的材料所製成。 暗區遮罩126a〜126e可能暴露于處理區η〗中 會經歷在處理和停機之間的顯著的溫度變化。爲了 度的波動’可以利用在冷卻通道丨3 8内流動的冷卻 冷卻暗區遮罩126a~126e〇暗區遮罩126a〜126e以 地方式與樑124a〜124e連接。 第2圖爲根據本發明一實施例之濺射靶材元件 底視圓》多個进射靶材2〇4a〜204f可以間隔地橫 靶材元件200而設置,並被設置在框架組件2〇2中 實現均 、射頻 年6月 種示例 接地, 包括樑 。每個 :遮罩 免受非 使得暗 區遮罩 另一實 珠處理 者由與 ,從而 補償溫 流體來 可拆卸 200的 跨濺射 。框架 12 1362427
{ 组件202可以包括一個或多個樑206。在一實施例 架組件202由整片材料構成。應當理解,雖然圖中 六個濺射靶材204a〜204f,但也可以使用更多或更 射靶材 204a〜204f。此外,雖然圖中示出的濺J 204a〜2 04f爲濺射靶材條的形式,本發明也可以利 種類的配置設計。例如,可以使用由多塊濺射靶材 在一起而構成的濺射靶材條。在2006年6月15曰 美國專利申請案11/424,467號和2006年6月15曰 美國專利申請案11/4 24,478號中描述可連接在一起 濺射靶材條的示例性的濺射靶材磚,這裏引入這兩 申請的全部内容作爲參考。 第3圖爲根據本發明一實施例之框架組件300 示意圖。框架元件300可以包括一個或多個在外部 分3 02之間延伸的樑304。濺射靶材組件306可以 框架組件300内的開口 308中,且設置在樑304和 體部分3 02上的凸緣310上》 第4圖爲根據本發明一實施例之設置在相鄰乾 之間的樑組件截面圖。每個靶材組件包括利用 406a、406b粘結到背襯板404a、404b上的濺射靶材 402b。背襯板404a、404b的溫度可以藉由一個或多 在背襯板404a、404b中的冷卻通道408來控制。背 層410塗覆在背襯板4〇4a、4〇4b的背側,以利於礎. 中未示出)在整個背襯板404a、404b背面的移動, 電管絕緣隔開。 中,框 示出了 少的濺 It靶材 用其他 磚連接 遞交的 遞交的 以構成 個專利 的立體 框架部 放置在 外部框 材組件 結層 402a ' 個設置 襯板塗 I管(圖 並將磁 13 1362427
樑组件412可以包括與暗區遮罩414相連接的樑 426。夹具428可以貫穿該樑主體426而設置。連接 430可以把夾具428固定到樑主體426上,從而把濺 材組件固定到夾具428和樑主體426的凸緣432之間 以藉由電絕緣件424將濺射靶材組件與樑主體426電 離開來。可以利用該領域中已知的任何連接方式來連 區遮罩414與該樑組件412。類似地,也可以利用該 中已知的任何連接方式來連接絕緣件424與樑元件4 密封件416可設置在暗區遮罩414和樑主體426之間 外的密封元件418可設置在背襯板404a、404b和樑 412之間。如上所述,樑組件412以及暗區遮罩414 接地,從而有效地作為陽極。 多陰極PVD裝置的獨特設計允許將陽極設置在 空間外部,但仍然能達成電漿均勻性。對於間隔地設 整個公共背襯板上的多個濺射靶材條(或者每個濺射 具有自己的背襯板),在相鄰的濺射靶材之間具有一間 濺射靶材之間的間隔能避免産生電弧。由於陽極有助 小電弧發生,因此在相鄰濺射靶材之間的間隔中設置 會是有利的。由於樑組件412不會阻斷濺射靶材402a、 至基板之間的任何視線路徑(line of sight path)’因此 射靶材組件之間設置樑組件4 1 2是有利的。藉著在鄰 射靶材402a、402b處設置樑組件412,可以減小陽極 板的遮蔽。 可能有必要使樑組件412超過濺射靶材 402a、 主體 機構 射靶 o "oj" 性隔 接暗 領域 12 〇 。.額 組件 可以 處理 置在 靶材 隔。 於減 陽極 402b 在滅 近濺 對基 402b \ C3 14 1362427 而延伸到處理空間中。當材料從濺射靶材402a、402b中淼 射出來時,材料可能會沿著所有的方向行進。因此,從满; 射乾材402a、402b濺射出的材料可能會沈積在樑組件412 上。故使暗區遮罩414與所述樑組件412連接。從濺射乾
材402a、402b濺射出的任何材料會沈積在暗區遮罩414 上,而不是沉積樑组件412上。暗區遮罩414可以更換和/ 或清洗,從而樑組件412可以無限次地重覆使用。無論何 時當需要更換和/或清洗暗區遮罩414時,可以把暗區遮單 414從樑組件412上拆卸下來。暗區遮罩414可以是彎曲 的,以減少可能沈積到暗區遮罩4 14上的材料量。 pVD裝置400内的溫度可能在處理溫度和停機溫产之 間波動。處理溫度可以高到使腔室部件變成「紅 熱
態。停 區遮罩 沈積到 外,處 何难射 沈積的 制暗區 暗區遮 溫度可 滴到基 機溫度則可以 414會膨脹和 暗區遮罩4 1 4 理溫度可能會 材料落到暗區 材料可能會從 遮罩4 1 4的溫 罩4 1 4的膨脹 以控制爲保将 板上的滴落物 的狀 低到室内溫度。隨著溫度的波動 $ 收縮。當暗區遮罩414膨脹和收縮時曰 上的材料可能會剝落並污染基^ < 接近或超過满:射材料的炫.點。1 " 如果任 遮罩414上並達到濺射材料 寸的熔點, 暗區遮罩414上滴落並污毕其 度是非常有利的,因爲這樣可、 W減小 和收缩情形。此外,暗區遮置 ''舉4Μ的 低於濺射材料的熔點,從而试, 碑少任何 在樑主體426内設置有至少一個冷卻通遒 通道420因此而可貼近樑主體426和暗區遮罩 420。冷卻 4 Μ。冷卻
15 1362427
通道420可以是穿過樑组件412之樑主體426的連續 道,或者其也可以是多個冷卻通道420。冷卻通道420 密封元件422密封,以保證冷卻流體不會進入處理空間 污染基板。冷卻流體可以是現有技術中已知的任何冷卻 體。在一實施例中,冷卻流體爲水。在另一實施例中, 卻流體爲氣態的。 第5圖爲根據本發明另一實施例之設置在相鄰靶材 件之間的樑組件截面圖。冷卻通道520可以設置在暗區 罩530的雕刻部(carved out portion)内,並被冷卻通道 架514包圍。從而使冷卻通道520貼近樑主體526。 第6圖爲根據本發明一實施例之暗區遮罩600的立 示意圖。在一實施例中,暗區遮罩600被壓花,使得在 朝向 PVD腔室内之處理空間的表面上出現一個或多個 出部602、604。突出部602、604可以是獨立且實質爲 方形的突出部602、長矩形的突出部604或其組合。暗 遮罩600上的突出部602、604提供了在沈積過程中濺射 料可能會沈積的多個較小表面。但暗區遮罩600的壓花 面對暗區遮罩600任何可能的膨脹和收縮過程中是有益 的。在溫度的變化過程中,可以是突出部602、604膨脹 收縮,而不是整個暗區遮罩600膨脹和收縮。因此,突 部602、604可以減少可能發生的剝落量。在一實施例中 突出部602的表面積約爲25平方毫米。相對於使用例如 珠處理等簡單處理方法使表面變粗糙,壓花由於提供了 大的表面積使得暗區遮罩600在更換前能夠沈積更多的 通 被 而 流 冷 組 遮 框 體 其 突 正 區 材 表 處 和 出 ) 喷 更 材 16 1362427
料,因此壓花是非常有利的。壓花可以使暗區遮罩 讀使用的時間達到約為表面粗糙之暗區遮罩的兩倍> 第7A圖爲根據本發明一實施例形成在暗區遮 表面上之突出部700的俯視圖。第7B圖爲第7圖 突出部700的截面圖。突出部700可以具有傾斜表 和一實質平坦的頂表面7〇4。在一實施例中,傾斜表 以大於約25度的角度傾斜。 在多陰極PVD系統中,在相鄰的靶材之間設置 陽極的冷卻式暗區遮罩是很有利的,因爲這樣可以 蔽(shadowing)並可以增加電毁的均勻性。對暗區遮 冷卻和壓花可以減少剝落或滴落情形,從而減少對 污染。 雖然以上内容已說明了本發明的一些實施例, 脫離本發明基本範圍的前提下,還可以設計出其他 一步的實施例。本發明範圍由下述申請專利範圍所-【圖式簡單說明】 爲了更詳細地理解本發明的上述特徵,可結合 對本發明做更加具體地說明,部分實施例出示於附 但是應當了解的是,附圖示出的僅僅是本發明的典 例,因此不能用來限定本發明的範圍,本發明還包 的等效實施例。 第1圖爲根據本發明一實施例所做之P V D裝置 截面圖; 600持 t右。 罩壓花 A中之 面702 面702 能作為 減少遮 罩進行 基板的 但在不 或更進 界定。 實施例 圖中。 型實施 括其他 100的 17 1362427 第 2圖爲根據本發明一實施例所做之濺射靶材組件 200的底視圖; 第3圖爲根據本發明一實施例所做之框架组件300的 立體示意圖; 第4圖爲根據本發明一實施例設置在相鄰靶材組件間 之樑組件的截面圖;
第5圖爲根據本發明另一實施例設置在相鄰靶材組件 間之樑組件的截面圖; 第6圖爲根據本發明一實施例所做之暗區遮罩600的 立體示意圖; 第7A圖爲根據本發明一實施例,形成在暗區遮罩壓 花表面中之突出部700的俯視圖; 第7B圖顯示第7A圖之突出部700的截面圖。
爲了利於理解,在可能的情況下,以相同圖式元件符 號來表示圖中共有的相同元件。應當理解的是,在一實施 例中出示的元件可於需具體說明的情況下有利地應用於其 他實施例中。 102基座 106a-f乾材 1 1 0冷卻通道 1 14遮罩 1 1 8磁電管 【主要元件符號說明】 100裝置 104基材 1 08a-f背襯板 1 1 2處理空間 1 1 6腔室璧
18 1362427
120 磁電管腔 124a-e 樑 126a -e遮罩 128a-f電源 130 密封元件 132 控制器 134 凸緣 138 冷卻通道 140 絕緣體 200 乾材組件 202 框架組件 204a -f靶材 206 樑 300 框架組件 302 外部框架部分 304 樑 306 把材組件 308 開口 3 10 凸緣 400 裝置 402a -b乾材 404a-b背襯板 406a ,-b枯結層 408 冷卻通道 410 背襯板塗層 412 樑組件 414 遮罩 416 、41 8密封元 420 冷卻通道 422 密封元件 424 電性絕緣件 426 樑主體 428 夾具 430 連接機構 432 凸緣 514 遮罩 520 冷卻通道 526 樑主體 530 冷卻通道框架 600 遮罩組件 602 、604 、 700 突出部 702 傾斜表面 704頂表面

Claims (1)

1362427 ,rrw"r ”― — ....... |〇L 月个修(更)^ 第卟、崎號專利案llS〇年丨)月修t-L_ . ) 十、申請專利範圍: 1. 一種濺射靶材支撐框架組件,包括: 一邊缘部,其圍繞著多個靶材; 一或多個樑,在相鄰的濺射靶材之間跨越一長度,且 該一或多個樑與該邊緣部耦接; 一或多個接地的暗區遮罩,其與該一或多個樑耦接; 以及
一或多個冷卻通道,其與該一或多個樑耗接。 2.如申請專利範圍第1項所述的組件,其中該一或多個接 地的暗區遮罩經過壓花。 3. 如申請專利範圍第2項所述的組件,其中該一或多個壓 花且接地的暗區遮罩包括多個從該一或多個壓花且接地的 暗區遮罩延伸出的多個突出部,該等突出部具有多個彼此 間互成角度的表面。
4. 如申請專利範圍第3項所述的組件,其中該等突出部的 表面積約爲25平方毫米(mm2)。 5.如申請專利範圍第1項所述的組件,更包括: 一或多個鉗夾機構,該等鉗夾機構與該一或多個樑耦 接。 20 1362427 6. 如申請專利範圍第5項所述的組件,其中該一或多個鉗 夾機構設置成貫穿該一或多個樑。 7. 如申請專利範圍第1項所述的組件,其中該接地的暗區 遮罩包括一或多個凹槽,用於在該等凹槽中設置該一或多 個冷卻通道。
8. 如申請專利範圍第1項所述的組件,其中該一或多個樑 包括一個或多個凹槽,用於在該等凹槽中設置該一或多個 冷卻通道。 9. 如申請專利範圍第1項所述的組件,其中該邊緣部和該 一或多個樑是一體的。
10.如申請專利範圍第1項所述的組件,其中該一或多個 接地的暗區遮罩可拆卸地耦接至該一或多個樑。 11. 一種濺射裝置,包括: 多個濺射靶材;以及 一靶材支撐框架,其耦接在該多個濺射靶材中的一對 濺射靶材之間,該靶材支撐框架包括: 一個或多個樑,該等樑具有用於支撐該對濺射靶 21 Γ362427 材的一凸緣; 一接地的暗區遮罩,與該一或多個樑耦接; 一個或多個冷卻通道,與該一或多個樑耦接;以 及 一或多個鉗夾機構,其與該一或多個樑耦接,使 得該對濺射靶材耦接在該一或多個鉗夾機構和該凸緣 之間。
12. 如申請專利範圍第11項所述的裝置,其中接地的暗區 遮罩具有一壓花表面。 13. 如申請專利範圍第12項所述的裝置,其中該壓花表面 包括多個突出部,每個突出部具有多個從該接地的暗區遮 罩延伸出來且互成角度的表面。
14.如申請專利範圍第13項所述的裝置,其中該等突出部 的表面積約爲25平方毫米。 15.如申請專利範圍第11項所述的裝置,其中該接地的暗 區遮罩可拆卸地耦接至該一或多個樑。 16.如申請專利範圍第11項所述的裝置,其中該接地的暗 區遮罩包括一或多個凹槽,用於在該等凹槽中設置該一或 22 Γ362427 多個冷卻通道。 17.如申請專利範圍第11項所述的裝置,其中該一或多個 樑包括一個或多個凹槽,用於在該等凹槽中設置該一個或 多個冷卻通道。 18. —種接地並且壓花的暗區遮罩,包括:
一遮罩主體,其具有至少一彎曲表面;以及 多個從該遮罩主體延伸出的突出部。 19.如申請專利範圍第18項所述的遮罩,其中該等突出部 包括一實質平坦表面和至少一相對於該實質平坦表面呈傾 斜的表面。 20.如申請專利範圍第18項所述的遮罩,其中至少一突出 部設置在該至少一彎曲表面上。
21. —種減射方法,包括: 在一或多個鉗夾機構和一支撐樑的一凸緣之間耦接 一濺射靶材,且該樑與一接地的暗區遮罩耦接; 於鄰近該接地的暗區遮罩和該樑處設置一冷卻通道; 使一冷卻流體在該冷卻通道内流動;以及 從該濺射靶材濺射材料至一基板上。 23 1362427 2 2.如申請專利範圍第21項所述的方法,更包括: 將該凸緣與該濺射靶材電性隔離開來。
23.如申請專利範圍第21項所述的方法,其中該接地的暗 區遮罩包括一壓花表面,該壓花表面具有多個突出部,且 每個突出部具有多個從該接地的暗區遮罩延伸出的表面; 該濺射方法還包括: 當該腔室内的溫度在一處理溫度和一停機溫度之間 波動時,膨脹和收縮該多個突出部而不是膨脹和收縮整個 該接地的暗區遮罩,以減少沉積在該接地的暗區遮罩上的 材料的剝落量。 24.如申請專利範圍第21項所述的方法,其中該基板的表 面積爲1平方公尺或更大。
25.如申請專利範圍第21項所述的方法,其中該冷卻通道 設置在該樑内。 26.如申請專利範圍第21項所述的方法,其中該冷卻通道 接觸該接地的暗區遮罩。 27. —種濺射裝置,包含: 24 Γ362427 一對濺射靶材;以及 一靶材支撐框架,其耦接在該對濺射靶材之間,該靶 材支撐框架包括: 一樑,該樑具有用於支撐該對濺射靶材的多個凸 緣,該樑具有配置在該樑中的一或多個冷卻通道;以 及
一鉗夾機構,其與該樑耦接,使得每個濺射靶材 耦接在該鉗夾機構和一相對應的凸緣之間。 28.如申請專利範圍第27項所述的裝置,進一步包含一暗 區遮罩,該暗區遮罩耦接該樑。 2 9.如申請專利範圍第28項所述的裝置,其中該暗區遮罩 具有一壓花表面。
30.如申請專利範圍第29項所述的裝置,其中該壓花表面 包括多個突出部,每個突出部具有多個從該暗區遮罩延伸 出來且互成角度的表面。 31.如申請專利範圍第30項所述的裝置,其中該等突出部 的表面積約爲25平方毫米。 32.如申請專利範圍第28項所述的裝置,其中該暗區遮罩 25 Γ362427 可拆卸地耦接該樑。 33. —種濺射裝置,包含: 一對濺射靶材,每個濺射靶材黏結一個別的背襯板, 該背襯板具有位在該背襯板中的一冷卻通道;以及 一靶材支撐框架,其耦接在該等濺射靶材之間,該靶 材支撐框架包括:
一樑,該樑具有用於支撐每個濺射靶材的多個凸 緣,該樑具有配置在該樑中的一或多個冷卻通道;以 及 一鉗夾機構,其與該樑耦接,使得每個濺射靶材 耦接在該鉗夾機構和一相對應的凸緣之間。 34.如申請專利範圍第33項所述的裝置,進一步包含一暗 區遮罩,該暗區遮罩輕接該樑。
35.如申請專利範圍第34項所述的裝置,其中該暗區遮罩 具有一壓花表面。 36.如申請專利範圍第35項所述的裝置,其中該壓花表面 包括多個突出部,每個突出部具有多個從該暗區遮罩延伸 出來且互成角度的表面。 26 Γ362427 37. 如申請專利範圍第36項所述的裝置,其中該等突出部 的表面積約爲25平方毫米。 38. 如申請專利範圍第34項所述的裝置,其中該暗區遮罩 可拆卸地耦接至該樑。 39. —種濺射裝置,包含:
一對濺射靶材,每個濺射靶材黏結一個別的背襯板, 該背襯板具有位在該背襯板中的一冷卻通道;以及 一靶材支撐框架,其耦接在該等濺射靶材之間,該靶 材支撐框架包括: 一樑,該樑具有用於支撐每個濺射靶材的多個凸 緣,該樑具有配置在該樑中的一或多個冷卻通道; 一壓花暗區遮罩,可拆卸地耦接至該樑;以及 一鉗夾機構,其與該樑耦接,使得每個濺射靶材 耦接在該鉗夾機構和一相對應的凸緣之間。
40.如申請專利範圍第39項所述的裝置,其中該壓花表面 包括多個突出部,每個突出部具有多個從該暗區遮罩延伸 出來且互成角度的表面。 41.如申請專利範圍第40項所述的裝置,其中該等突出部 的表面積約爲25平方毫米。 27
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5725460B2 (ja) 2010-03-01 2015-05-27 株式会社アルバック スパッタリング装置
KR101311664B1 (ko) * 2011-02-08 2013-09-25 제이엑스 닛코 닛세키 킨조쿠 가부시키가이샤 스퍼터링 타깃 조립체
KR20160008660A (ko) * 2011-04-26 2016-01-22 가부시키가이샤 아루박 캐소드 유닛
CN102978577A (zh) * 2011-09-06 2013-03-20 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 中频磁控溅射镀膜装置
KR102446178B1 (ko) * 2015-12-09 2022-09-22 삼성디스플레이 주식회사 스퍼터링 장치
CN111041434B (zh) * 2020-03-17 2020-06-19 上海陛通半导体能源科技股份有限公司 用于沉积绝缘膜的物理气相沉积设备

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0144572B1 (de) 1983-12-05 1989-10-18 Leybold Aktiengesellschaft Magnetronkatode zum Zerstäuben ferromagnetischer Targets
JPS62222059A (ja) * 1986-02-28 1987-09-30 Fujitsu Ltd スパツタリング方法
JPH03243761A (ja) * 1990-02-22 1991-10-30 Fuji Photo Film Co Ltd スパッタリング装置
US5441614A (en) 1994-11-30 1995-08-15 At&T Corp. Method and apparatus for planar magnetron sputtering
DE19506513C2 (de) * 1995-02-24 1996-12-05 Fraunhofer Ges Forschung Einrichtung zur reaktiven Beschichtung
JPH11229131A (ja) * 1998-02-17 1999-08-24 Nikon Corp 成膜用スパッタ装置
JP2000144399A (ja) * 1998-10-30 2000-05-26 Applied Materials Inc スパッタリング装置
WO2001006030A1 (en) * 1999-07-19 2001-01-25 Young Park High throughput thin film deposition for optical disk processing
US8775443B2 (en) * 2003-08-07 2014-07-08 Sap Ag Ranking of business objects for search engines

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