TWI545216B - 靶材處理設備 - Google Patents

Description

靶材處理設備

本發明是有關於一種處理設備，且特別是有關於一種靶材處理設備。

濺鍍是一種物理氣相沉積技術，主要是利用高能量的離子束或原子束射入靶材中，而使靶材表面的原子獲得額外動能以脫離靶材，進而使原子得以飛濺至待鍍物上而沉積成薄膜。

靶材包含正板與背板，正板使用之材質即為待鍍物所欲沉積之材質。例如，待鍍物上若是欲沉積鋁薄膜，則正板之材質為鋁。正板與背板相貼合，其中背板略大於正板，所以背板與正板相貼合之接觸面上，背板會露出一部分的表面。由於靶材之正板與背板的材質不同，所以在製作靶材時，需要經過種種步驟將正板與背板黏合在一起，才能做為靶材使用。

在一般的靶材製作過程中，通常是先分別提供正板以及背板，並分別清洗正板與背板。清潔乾淨後的正板與背板上塗布接著層，以使正板與背板得以黏合在一起。黏合後的正板與背板需要再經過研磨操作以及噴砂操作，才能做為靶材之使用。

然而，上述靶材的製作過程中，研磨操作以及噴砂操作皆是以人工作業，不僅耗時耗力，也提高了靶材的製作成本。

因此，本發明之一目的在於提供一種靶材處理設備，其可節省人力、時間以及靶材的製作成本。

本發明之另一目的在於提供一種靶材處理設備，其具有特殊結構之背板研磨裝置、噴砂裝置以及正板研磨裝置。

根據本發明之上述目的，提出一種靶材處理設備，適用於處理包含正板與背板之靶材。靶材處理設備包含背板研磨裝置、噴砂裝置以及正板研磨裝置。背板研磨裝置用以研磨背板。噴砂裝置設於背板研磨裝置之一側，用以粗糙化一部分之背板。正板研磨裝置設於噴砂裝置之一側，用以研磨正板。

依據本發明一實施例，上述背板研磨裝置包含第一殼體、複數個第一運輸單元、二背板側壁研磨單元以及至少一背板研磨單元。第一殼體具有相對之第一殼體入口與第一殼體出口。第一運輸單元依序從第一殼體入口排列至第一殼體出口，用以運輸靶材。二背板側壁研磨單元，位於第一運輸單元之相對二側，二背板側壁研磨單元用以研磨背板之相對之二側壁。背板研磨單元位於第一運輸單元之上方。

依據本發明一實施例，上述背板研磨裝置包含複數 個集塵單元設於第一殼體內。

依據本發明一實施例，上述背板研磨單元包含第一研磨盤、複數個研磨盤、旋轉主軸以及複數個研磨件。此些研磨盤設於第一研磨盤上，其中每一研磨座具有第一齒輪部。旋轉主軸具有第二齒輪部，其中旋轉主軸穿設於第一研磨盤之中央且第二齒輪部囓合第一齒輪部。複數個研磨件固設於研磨座上。

依據本發明一實施例，上述背板研磨單元之數量為二個。

依據本發明一實施例，上述正板研磨裝置包含第二殼體、複數個第二運輸單元以及至少一正板研磨單元。第二殼體具有相對之第二殼體入口與第二殼體出口。複數個第二運輸單元依序從第二殼體入口排列至第二殼體出口，用以運輸靶材。正板研磨單元位於第一運輸單元之上方。

依據本發明一實施例，上述正板研磨裝置更包含靜電去除單元設於第二運輸單元上且鄰近第二殼體出口。

依據本發明一實施例，上述正板研磨單元更包含第二研磨盤、第二旋轉主軸以及研磨布。第二研磨盤具有研磨面，其中研磨面朝向第二運輸單元。第二旋轉主軸穿設第二研磨盤之中央。研磨布黏貼於研磨面上。

依據本發明一實施例，上述正板研磨單元之數量為二個。

依據本發明一實施例，上述噴砂裝置包含儲存槽、複數個噴砂管路以及複數個氣體管路。儲存槽具有容置空 間，用以儲存噴砂材料。噴砂管路連通容置空間。氣體管路分別連通至噴砂管路。

本發明之靶材處理設備係利用具有特殊結構之背板研磨裝置、噴砂裝置以及正板研磨裝置來達到自動化處理靶材之效果，因此可節省人力、時間以及靶材的製作成本。

100‧‧‧靶材處理設備

110‧‧‧背板研磨裝置

120‧‧‧噴砂裝置

130‧‧‧正板研磨裝置

140‧‧‧運輸單元

300‧‧‧背板研磨裝置

300A‧‧‧背板研磨裝置

310‧‧‧第一殼體

310A‧‧‧第一殼體入口

310B‧‧‧第一殼體出口

320‧‧‧第一運輸單元

330‧‧‧背板側壁研磨單元

340‧‧‧背板研磨單元

340A‧‧‧背板研磨單元

340B‧‧‧背板研磨單元

341‧‧‧第一研磨盤

342‧‧‧研磨座

342A‧‧‧第一齒輪部

343‧‧‧旋轉主軸

343A‧‧‧第二齒輪部

344‧‧‧研磨件

350‧‧‧馬達

360‧‧‧靶材導引單元

370‧‧‧集塵單元

380‧‧‧吹氣單元

400‧‧‧噴砂裝置

410‧‧‧儲存槽

411‧‧‧容置空間

420‧‧‧噴砂管路

421‧‧‧噴嘴

430‧‧‧氣體管路

431‧‧‧氣體供應源

440‧‧‧滾輪

500‧‧‧正板研磨裝置

500A‧‧‧正板研磨裝置

510‧‧‧第二殼體

510A‧‧‧第二殼體入口

510B‧‧‧第二殼體出口

520‧‧‧第二運輸單元

530‧‧‧正板研磨單元

530A‧‧‧正板研磨單元

530B‧‧‧正板研磨單元

531‧‧‧第二研磨盤

531A‧‧‧研磨面

532‧‧‧第二旋轉主軸

533‧‧‧研磨布

540‧‧‧馬達

550‧‧‧靶材導引單元

560‧‧‧集塵單元

570‧‧‧吹氣單元

580‧‧‧靜電去除單元

900‧‧‧靶材

901‧‧‧正板

902‧‧‧背板

902A‧‧‧區域

902B‧‧‧側壁

910‧‧‧濺鍍操作

920‧‧‧原子

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖係繪示依照本發明一實施例之一種靶材處理設備的設置示意圖。

第2圖係繪示靶材的立體示意圖。

第3A圖係繪示依照本發明一實施例之一種背板研磨裝置的立體示意圖。

第3B圖係繪示依照本發明一實施例之一種背板研磨裝置之背板研磨單元的立體示意圖。

第3C圖係繪示依照本發明另一實施例之一種背板研磨裝置的立體示意圖。

第4圖係繪示依照本發明一實施例之一種噴砂裝置的立體示意圖。

第5A圖係繪示依照本發明一實施例之一種正板研磨裝置的立體示意圖。

第5B圖係繪示依照本發明一實施例之另一種正板研磨裝置的立體示意圖。

第5C圖係繪示依照本發明一實施例之另一種正板研磨裝置的側視示意圖。

以下配合本發明之實施例詳細說明本發明之技術內容、構造特徵、所達成目的及功效。

請參照第1圖，第1圖係繪示依照本發明一實施例之一種靶材處理設備100的設置示意圖。靶材900包含正板901與背板902。背板902可作為正板901之基板，而正板901的材質對應被鍍物所需之薄膜之材質。在一示範例子中，正板901的材質可以是鋁或鋁基材質，背板902的材質可以是銅或銅基材質。在靶材900的製作流程中，正板901與背板902在經過清洗步驟以及黏合步驟後，需進行正板901與背板902的表面處理製程。表面處理製程包含研磨步驟以及噴砂步驟。本發明實施例之靶材處理設備100可用於進行靶材900的表面處理製程。

靶材處理設備100包含背板研磨裝置110、噴砂裝置120以及正板研磨裝置130。背板研磨裝置110可用來研磨背板902，以使背板902的表面細緻化。噴砂裝置120設於背板研磨裝置110之一側，可用來粗糙化一部分的背板902。在一例子中，當進行噴砂步驟時，可先包覆正板901或是靶材900無需產生粗糙表面的部分，僅露出需粗糙化的部分。請參照第2圖，第2圖係繪示靶材900的立體示意圖。背板902係略大於正板901，所以背板902與正板901之接合面會有一部分的區域902A露出。當靶材900進 行濺鍍操作910時，從正板901激發產生的原子920可能會朝背板902的區域902A撞擊並反射，而導致非預期的濺鍍效果，因此，需要將區域902A粗糙化，以使撞擊區域902A的原子920得以停留或嵌在區域902A上，不發生反射效果。

請再參照第1圖，正板研磨裝置130設於噴砂裝置120之一側，用以研磨正板901，以使正板901的表面細緻化。在一例子中，靶材處理設備100可更包含多個運輸單元140(例如滾輪)，藉以自動化運輸靶材900來進行靶材900的表面處理製程。在一示範例子中，滾輪帶動靶材900的平均速度係10毫米/秒至30毫米/秒，以使靶材900自動地依序經過背板研磨裝置110、噴砂裝置120以及正板研磨裝置130，進而完成靶材900的表面處理製程。在另一例子中，背板研磨裝置110與正板研磨裝置130的研磨工件(未繪示)、以及噴砂裝置120的噴砂工件(未繪示)是朝下方作業。所以，當背板研磨裝置110處理靶材900時，靶材900是以背板902朝上方的方式置放。而以噴砂裝置120以及正板研磨裝置130處理靶材900時，靶材900是以正板901朝上方的方式置放。在一示範例子中，可在背板研磨裝置110與噴砂裝置120之間設有靶材翻轉裝置(未繪示)，使靶材900的背板902與正板901的方位自動地相互對換。

在一例子中，靶材900係依序經過背板研磨裝置110、噴砂裝置120以及正板研磨裝置130，藉以依序進行背板902的研磨步驟、背板902的噴砂步驟以及正板901 的研磨步驟。

請參照第3A圖，第3A圖係繪示依照本發明一實施例之一種背板研磨裝置300的立體示意圖。背板研磨裝置300包含第一殼體310、數個第一運輸單元320、二背板側壁研磨單元330以及至少一背板研磨單元340。為了避免圖式之線條過多而產生對背板研磨裝置300的誤解，第3A圖之第一殼體310以虛線繪示。第一殼體310具有相對之第一殼體入口310A與第一殼體出口310B。第一殼體入口310A與第一殼體出口310B分別是作為靶材900進出背板研磨裝置300的入口與出口。在一例子中，第一殼體310除了可用來作為架設第一運輸單元320、二背板側壁研磨單元330以及背板研磨單元340之基座之外，還可以防止靶材900之背板902在研磨期間所產生之粉塵四處飛散。

第一運輸單元320依序從第一殼體入口310A排列至第一殼體出口310B，用以在第一殼體310內運輸靶材900。在一例子中，第一運輸單元320可以是滾輪或傳輸帶。請同時參照第2圖與第3A圖，背板側壁研磨單元330位於這些第一運輸單元320之相對二側，背板側壁研磨單元330用以研磨背板902之相對之二側壁902B。在一例子中，背板側壁研磨單元330可以是利用馬達(未繪示)帶動之研磨刷。在一示範例子中，背板側壁研磨單元330的轉速係1500rpm至2500rpm，以使背板902之二側壁902B細緻化。

背板研磨單元340位於第一運輸單元320之上方。在一例子中，背板研磨單元340可透過馬達350帶動旋轉， 藉以研磨背板902。請參照第3B圖，第3B圖係繪示依照本發明一實施例之一種背板研磨裝置300之背板研磨單元340的立體示意圖。背板研磨單元340包含第一研磨盤341、數個研磨座342、旋轉主軸343以及數個研磨件344。 為了避免圖式之線條過多而產生對背板研磨單元340的誤解，第3B圖之第一研磨盤341以虛線繪示。研磨座342設於第一研磨盤341上，其中每個研磨座342具有第一齒輪部342A。在一例子中，第一研磨盤341是圓盤狀，且這些研磨座342是環繞第一研磨盤341的圓心而等比例的分布在第一研磨盤341上。旋轉主軸343具有第二齒輪部343A。 旋轉主軸343穿設於第一研磨盤341之中央且第二齒輪部343A與這些第一齒輪部342A相囓合。研磨件344固設於研磨座342上。

請同時參照第3A及3B圖，在一例子中，背板研磨單元340的旋轉主軸343與馬達350連接，所以當驅動馬達350時，旋轉主軸343會被帶動。由於旋轉主軸343穿設第一研磨盤341，所以第一研磨盤341會產生自轉運動，進而使固設於研磨座342上之研磨件344產生公轉運動。另外，旋轉主軸343的第二齒輪部343A囓合研磨座342的第一齒輪部342A。當旋轉主軸343轉動時，透過第二齒輪部343A與第一齒輪部342A的囓合而使研磨座342產生自轉運動。因此，固設於研磨座342上的研磨件344亦產生自轉運動。綜上所述，在研磨製程期間，研磨件344同時進行了自轉運動以及公轉運動，可用來均勻地研磨靶 材900之背板902。

請參照第3A圖，在一例子中，背板研磨單元340可進行上下位移之動作。在一示範例子中，在未進行背板研磨的操作時，背板研磨單元340是位在偏上方的位置。當要進行靶材900之背板902研磨的操作時，先將背板研磨單元340向下移動至預定的位置後，始利用第一運輸單元320運輸靶材900至背板研磨單元340下方來進行自動化的研磨步驟。

在一例子中，為了增加研磨背板902的製程穩定性，背板研磨裝置300可包含多個靶材導引單元360。靶材導引單元360設置在二個第一運輸單元320之間，用以導引靶材的行進方向。在一示範例子中，靶材導引單元360可以是導引滾輪。

在一例子中，背板研磨裝置300可包含多個集塵單元370。集塵單元370設於第一殼體310內。在一示範例子中，集塵單元370是以負壓方式抽取第一殼體310內之空氣，以收集背板902在研磨期間所產生之粉塵。

在一例子中，背板研磨裝置300可包含吹氣單元380。吹氣單元380位於第一運輸單元320之上方，用來吹除位於背板上之粉塵。

請參照第3C圖，第3C圖係繪示依照本發明另一實施例之一種背板研磨裝置300A的立體示意圖。其中，為了避免圖式之線條過多而產生對背板研磨裝置300A的誤解，第3C圖之第一殼體310以虛線繪示。背板研磨裝置 300A的結構係類似於背板研磨裝置300，唯其不同之處在於背板研磨裝置300A具有二個背板研磨單元340A與340B。背板研磨單元340A與340B和背板研磨單元340具有類似的結構。在一例子中，背板研磨單元340A與340B具有不同的旋轉速度。在一示範例子中，背板研磨單元340A與背板研磨單元340B的旋轉速度係分別為100rpm至400rpm以及300rpm至500rpm，以對背板902分別進行粗磨以及細磨的研磨步驟。

請參照第4圖，第4圖係繪示依照本發明一實施例之一種噴砂裝置400的立體示意圖。噴砂裝置400包含儲存槽410、數個噴砂管路420以及數個氣體管路430。儲存槽410具有容置空間411，以儲存噴砂材料(未繪示)。在一例子中，噴砂材料可選用氧化鋁。噴砂管路420連通容置空間411，且主要做為運輸噴沙材料的管路。在一例子中，噴砂管路420可包含噴嘴421，噴沙材料可從噴嘴421射出。氣體管路430分別連通至噴砂管路420。氣體管路430可包含氣體供應源431，氣體供應源431透過氣體管路430將氣體運輸至噴砂管路420中，以利用氣體加壓的方式來使噴沙材料從噴嘴421噴射而出，進而粗糙化一部分的背板902。在一例子中，氣體供應源431提供之氣體之壓力係4公斤/平方公分至9公斤/平方公分。在另一例子中，噴砂裝置400可更包含滾輪440，用來運輸靶材900。

請參照第5A圖，第5A圖係繪示依照本發明一實施例之一種正板研磨裝置500的立體示意圖。正板研磨裝 置500包含第二殼體510、數個第二運輸單元520以及至少一正板研磨單元530。為了避免圖式之線條過多而產生對正板研磨裝置500的誤解，第5A圖之第二殼體510以虛線繪示。第二殼體510具有相對之第二殼體入口510A與第二殼體出口510B。第二殼體入口510A與第二殼體出口510B分別是作為靶材900進出正板研磨裝置500的入口與出口。 在一例子中，第二殼體510除了可用來作為架設第二運輸單元520以及正板研磨單元530之基座之外，還可以防止靶材900之正板901在研磨期間所產生之粉塵四處飛散。

第二運輸單元520依序從第二殼體入口510A排列至第二殼體出口510B，用以在第二殼體510內運輸靶材900。在一例子中，第二運輸單元520可以是滾輪或傳輸帶。正板研磨單元530位於第一運輸單元520之上方。在一例子中，正板研磨單元530可透過馬達540帶動旋轉，藉以研磨正板901。

請參照第5A圖，在一例子中，正板研磨單元540可進行上下位移之動作。在一示範例子中，在未進行正板901研磨的操作時，正板研磨單元530是位在偏上方的位置。當要進行靶材900之正板901研磨的操作時，先將正板研磨單元530向下移動至預定的位置後，始利用第二運輸單元520運輸靶材900至正板研磨單元530下方來進行自動化的研磨步驟。

請參照第5A圖，在一例子中，為了增加研磨正板901的製程穩定性，正板研磨裝置500可包含多個靶材導引 單元550。靶材導引單元550設置在二個第二運輸單元520之間，用以導引靶材900的行進方向。在一示範例子中，靶材導引單元550可以是導引滾輪。

請參照第5B圖，第5B圖係繪示依照本發明一實施例之另一種正板研磨裝置500A的立體示意圖。為了避免圖式之線條過多而產生對正板研磨裝置500A的誤解，第5B圖之第二殼體510以虛線繪示。正板研磨裝置500A的結構係類似於正板研磨裝置500，唯其不同之處在於正板研磨裝置500A具有二個正板研磨單元530A與530B。正板研磨單元530A與530B和正板研磨單元530具有類似的結構。在一例子中，正板研磨單元530A與530B具有不同的或是相同的旋轉速度。在一示範例子中，正板研磨單元530A與530B的旋轉速度係分別為500rpm至1000rpm以及500rpm至1000rpm，以對正板901分別進行二階段式的研磨步驟。

請參照第5C圖，第5C圖係繪示依照本發明一實施例之另一種正板研磨裝置500A的側視示意圖。在一例子中，正板研磨裝置530A與530B具有類似的結構。在一示範例子中，正板研磨裝置530A包含第二研磨盤531、第二旋轉主軸532以及研磨布533。第二研磨盤531具有研磨面531A，其中研磨面531A朝向第二運輸單元520。第二旋轉主軸532穿設第二研磨盤531A之中央。研磨布533黏貼於研磨面531A上。

請繼續參照第5C圖，在一例子中，正板研磨單元 530A的旋轉主軸532與馬達540連接，所以當驅動馬達540時，旋轉主軸532會被帶動。由於旋轉主軸532穿設第二研磨盤531，所以第二研磨盤531會產生自轉運動，進而使黏貼於研磨面531A之研磨布344產生自轉運動，可用來均勻地研磨靶材900之正板901。

在一例子中，正板研磨裝置500可包含多個集塵單元560。集塵單元560設於第二殼體510內。在一示範例子中，集塵單元560是以負壓方式抽取第二殼體310內之空氣，以收集正板901在研磨期間所產生之粉塵。

在一例子中，正板研磨裝置500可包含多個吹氣單元570。吹氣單元570位於第二運輸單元520之上方，用來吹除位於正板901上之粉塵。

在一例子中，正板研磨裝置500可包含靜電去除單元580。靜電去除單元580設於這些第二運輸單元520上且鄰近第二殼體出口510B。靶材900在經過研磨步驟後，靶材900本身會產生靜電，因此可利用靜電去除單元580來中和靶材900之電性。

在一例子中，正板研磨裝置500可包含調節單元(未繪示)，調節裝置可用來即時偵測研磨布533研磨正板901的狀態。例如研磨布533在使用過一段時間後，研磨布533本身會被磨損，導致研磨布533無法接觸並研磨正板901。調節裝置偵測到上述之狀態後，即提供訊號予正板研磨裝置500之處理單元(未繪示)，並透過上下移動正板研磨裝置500以調整研磨布533與正板901的相對位置。

綜上所述，本發明實施例之靶材處理設備是利用具有特殊結構之背板研磨裝置、噴砂裝置以及正板研磨裝置來達到自動化處理靶材之效果，因此可節省人力、時間以及靶材的製作成本。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，在本發明所屬技術領域中任何具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧靶材處理設備

110‧‧‧背板研磨裝置

120‧‧‧噴砂裝置

130‧‧‧正板研磨裝置

140‧‧‧運輸單元

900‧‧‧靶材

901‧‧‧正板

902‧‧‧背板

Claims (10)

1. 一種靶材處理設備，適用於處理包含一正板與一背板之一靶材，該靶材處理設備包含：一背板研磨裝置，用以研磨該背板；一噴砂裝置，設於該背板研磨裝置之一側，用以粗糙化一部分之該背板；以及一正板研磨裝置，設於該噴砂裝置之一側，用以研磨該正板。
2. 如請求項1所述之靶材處理設備，其中該背板研磨裝置包含：一第一殼體，具有相對之一第一殼體入口與一第一殼體出口；複數個第一運輸單元，依序從該第一殼體入口排列至該第一殼體出口，用以運輸該靶材；二背板側壁研磨單元，位於該複數個第一運輸單元之相對二側，且用以研磨該背板之相對之二側壁；以及至少一背板研磨單元，位於該複數個第一運輸單元之上方。
3. 如請求項2所述之靶材處理設備，其中該背板研磨單元包含：一第一研磨盤；複數個研磨座，設於該第一研磨盤上，其中每一該複 數個研磨座具有一第一齒輪部；一旋轉主軸，具有一第二齒輪部，其中該旋轉主軸穿設於該第一研磨盤之中央且該第二齒輪部囓合該第一齒輪部；以及複數個研磨件，固設於該研磨座上。
4. 如請求項2所述之靶材處理設備，其中該背板研磨單元之數量為二個。
5. 如請求項1所述之靶材處理設備，其中該背板研磨裝置包含複數個集塵單元，設於該第一殼體內。
6. 如請求項1所述之靶材處理設備，其中該正板研磨裝置包含：一第二殼體，具有相對之一第二殼體入口與一第二殼體出口；複數個第二運輸單元，依序從該第二殼體入口排列至該第二殼體出口，用以運輸該靶材；以及至少一正板研磨單元，位於該複數個第一運輸單元之上方。
7. 如請求項6所述之靶材處理設備，其中該正板研磨裝置更包含一靜電去除單元，設於該複數個第二運輸單元上且鄰近該第二殼體出口。
8. 如請求項6所述之靶材處理設備，其中該正板研磨單元更包含：一第二研磨盤，具有一研磨面，其中該研磨面朝向該複數個第二運輸單元；一第二旋轉主軸，穿設該第二研磨盤之中央；以及一研磨布，黏貼於該研磨面上。
9. 如請求項6所述之靶材處理設備，其中該正板研磨單元之數量為二個。
10. 如請求項1所述之靶材處理設備，其中該噴砂裝置包含：一儲存槽，具有一容置空間，用以儲存一噴砂材料；複數個噴砂管路，連通該容置空間；以及複數個氣體管路，分別連通至該複數個噴砂管路。