TWI576451B - 用於濺鍍之分離靶裝置及使用其之濺鍍方法 - Google Patents

Description

用於濺鍍之分離靶裝置及使用其之濺鍍方法 相關申請案的交互參照

本申請案主張於2011年5月23日提出之韓國專利申請號10-2011-0048503之優先權及效益，其全部內容將併入後文參考，猶如其於此充分闡述。

本發明之例示性實施例係關於一種於濺鍍操作中用於作為沈積源之分離靶裝置、以及使用該分離靶裝置之濺鍍方法。

一般來說，應用於顯示裝置的薄膜電晶體係經由沈積製程而製造，例如磁控管濺鍍。亦即，濺鍍是在沈積靶上進行，以使具有期望圖樣之薄膜形成在係為沈積靶標的之顯示裝置之基板上。

然而，隨著顯示裝置的螢幕之尺寸增加，製作沈積靶以使得沈積靶具如螢幕之相同大小係變得困難。也就是說，薄膜電晶體全面地形成在顯示裝置的螢幕上，且就這點而言，製造與處理沈積靶以使得沈積靶幾乎具如螢幕之相同大小會造成顯著 地負擔。此外，其主動層係以氧化物所製成之薄膜電晶體的運用增加，於濺鍍期間可能會頻繁地使用氧化物靶。然而，氧化物是易碎的，以致於當氧化物巨大時係難以製造及處理氧化物。

近來，考慮到這些問題，可使用分離靶裝置(separated target apparatus)，且於該分離靶裝置中，沈積靶由易於製造與處理的複數個小分離靶(separated target)所形成，並附著至基底板。然後，於濺鍍期間，分離靶裝置在分離靶裝置的靶組件沿著螢幕移動時執行沈積操作。亦即，沈積靶並非形成以具有能夠完整地覆蓋螢幕的尺寸，而是藉著連接多個小分離靶而形成，且連接的小分離靶之尺寸僅覆蓋螢幕的一部分。然後，於濺鍍期間，分離靶裝置在分離靶裝置的沈積靶沿著螢幕移動時執行沈積操作。

然而，由於沈積靶可由複數個小分離靶(separated target)所組成，介於對應於小分離靶之間的間隙之區域，與對應於各分離靶之內部部份之區域之間的品質差異可能會增加。也就是說，由於各個分離靶的末端角落係位於相鄰於對應於小分離靶之間的間隙之區域，在間隙中的電壓值及磁場值大於其在內部部份的數值，以使沈積品質可能變得不均勻。

由於上述之問題，為最終產品之顯示裝置的螢幕上之亮度可能不均勻，且亮度差異之程度可能會隨螢幕尺寸成正比增加。

因此，係存在能夠解決這些問題的解決辦法之需求。

上述揭露於背景技術部分的資訊僅是用於增加瞭解本發明之背景技術，且因此其可包含並未形成先前技術的任何部 分也非為所屬技術領域之通常知識者可能提出的先前技術之資訊。

本發明之例示性實施例提供一種用於濺鍍之分離靶裝置，其使用分離靶並抑制在螢幕的一部分造成亮度差異之沈積品質之差異。

本發明之其他特徵將如下所述，且部份將自其說明而明瞭，或可藉由本發明之實行而習得。

本發明之例示性實施例係揭露一種用於濺鍍之分離靶裝置。分離靶裝置包含一基底板及附著於基底板且形成為規則陣列之複數個分離靶。位於複數個分離靶之間之間隙係以一角度設置，且該角度係介於為該規則陣列的方向之第一方向與垂直於第一方向之第二方向之間。

本發明之例示性實施例亦揭露一種濺鍍方法，其包含排列具有係附著於基底板且形成為規則陣列之複數個分離靶之分離靶裝置，其中位於複數個分離靶間之間隙係以一角度設置，且該角度係介於為該規則陣列的方向之第一方向，與垂直於第一方向之第二方向之間；配置為濺鍍靶標的之一基板面對該分離靶裝置；以及在以第二方向於基板上移動分離靶裝置時進行濺鍍。

其應了解的是上述之大致說明及以下詳細說明係為例示性及說明性，且係旨在提供所主張之本發明之進一步說明。

10‧‧‧真空室

100、200‧‧‧分離靶裝置

110、210‧‧‧基底板

120、220‧‧‧分離靶

121、221‧‧‧間隙

130、230‧‧‧磁鐵

20‧‧‧基板

A‧‧‧終點

B‧‧‧起點

P1、P2、P3、P4‧‧‧點

包含以提供本發明進一步的理解且併入並構成此說明書之一部份之附圖，係為說明本發明之實施例且連同敘述係用來解釋本發明之原理。

第1圖 係為根據本發明之例示性實施例之分離靶裝置之平面圖。

第2圖 係為其中設置第1圖之分離靶裝置之真空室之示意圖。

第3圖 係為第1圖之分離靶裝置之局部放大之平面圖。

第4A圖及第4B圖 係為利用第1圖之分離靶裝置之濺鍍過程之平面圖。

第5圖 係為根據本發明之另一例示性實施例之分離靶裝置之平面圖。

在下文中，本發明將藉由參閱附圖敘述本發明之例示性實施例而詳細說明，其中顯示本發明之實施例。然而，本發明可以許多不同的形式實施且不應解釋為限制於此處所述之實施例。相反地，這些實施例係提供以使得揭露更徹底，且將充分的傳達本發明之範疇于所屬領域之技術人士。於附圖中，層及區域之尺寸及相對尺寸可為了清晰而誇大。於圖中相似的參考符號表示相似的元件。

將理解的是，當一元件或層被稱為在另一元件或層之“上”或“連接至”另一元件或層時，其可直接在另一元件或層之上或直接連接至另一元件或層，或可存在中介元件或層。相反地，當一元件或層被稱為在另一元件或層“直接於其上”或“直接連接至”另一元件或層時，則沒有存在中介元件或層。將理解的是，於本揭露之宗旨，“至少一X、Y或Z”可解釋為只有X、只有Y、只有Z或X、Y及Z中二或更多項之組合(例如，XYZ、XYY、YZ、ZZ)。

第1圖所示為根據本發明之例示性實施例之用於濺鍍之分離靶裝置之結構。

如第1圖所示，用於濺鍍之分離靶裝置(於下文中，被稱為“分離靶裝置100”)包含由銅板(或其他適當之材質，例如，另一金屬)所構成之基底板110、為濺鍍源且附著於基底板110之一表面上之複數個分離靶120、以及附著於基底板110之另一表面之磁鐵130。

如第2圖所示，當進行濺鍍時，分離靶裝置100係配置以於供應氬氣之真空室10中面向為濺鍍靶標的之顯示裝置之基板20。

當於真空室10中藉由使用分離靶裝置100作為陰極且藉由使用為濺鍍靶標的之基板20作為陽極引起放電時，由氬氣中產生氬離子，氬離子與分離靶裝置100之分離靶120撞擊，而因此使分離靶120之散佈粒子沈積於基板20上，以使得形成一薄膜。由於氬離子碰撞，磁鐵130作用為形成電場以增加濺鍍速度。其中在電壓值及電場施加至濺鍍靶標的時進行沈積之所述濺鍍係稱為 磁控管濺鍍，且不像分離靶120，磁鐵130是不分離且為一體成型的。

如第2圖所示，分離靶裝置100具有與基板20不相同尺寸之尺寸且其僅可覆蓋一部分之基板20。於濺鍍期間，當分離靶裝置100以第2圖之X軸方向移動時，分離靶裝置100在基板20之上進行掃描操作。亦即，相互面對之基板20及分離靶裝置100非形成以具有相同尺寸，而是以分離靶裝置100僅覆蓋部分之基板20這樣的方式而形成，且分離靶裝置100在基板20之上進行掃描操作，以覆蓋基板20之整個區域。於此，分離靶裝置100對應至基板20之移動係為相對運動，使得在基板20以X軸方向移動時，分離靶裝置100可為固定的。

如第1圖及第3圖所示，附著於分離靶裝置100之濺鍍源是由複數個分離靶120所形成，且此使處理氧化物靶變得容易。亦即，如上所述，由於增加了主動層為氧化物所形成之薄膜電晶體之發生率，氧化物靶係更頻繁地使用於濺鍍期間。然而，氧化物為易碎的，以致當氧化物為巨大時，氧化物難以被製造及處理。然而，依據本實施例，其中分離靶裝置100係藉由附著分離靶120於基底板110而構成，其僅需處理小的分離靶120，所以分離靶120的製造及處理相較於大標靶(large target)的製造及處理係更為顯著的便利。

然而，在使用分離靶120的情況中，由於在分離靶120間之間隙121，不規則的沈積可能發生。亦即，由於各分離靶120之末端角落係位於一區域，其鄰近於介於分離靶120間之間隙 121。於間隙121中之電壓值與磁場值係大於在各分離靶120之內部部分的這些數值。由於這種差異，濺鍍結果可能為不規則的，且依據本實施例，為了解決這不規則的問題，介於分離靶120間之間隙121係排列為平行的。

亦即，如第1圖及第3圖所示，當假定其中分離靶120排列成行之縱列方向(Y軸方向)被稱為一第一方向，且其中分離靶裝置100在基板20上方移動之一方向(X軸方向)被稱為一第二方向時，間隙121係全部排列以相互平行並朝向介於第一方向及第二方向之間之角度。為了使介於分離靶120間之全部的間隙121在具四邊形形狀之基底板110上平行，於第一方向(Y軸方向)之二端的分離靶120具有三角形形狀，且其餘的分離靶120具有四邊形形狀。然而，只要間隙121可維持其平行的狀況，於二端之分離靶120亦可藉由切除其外部頂角部份而具有四邊形形狀。然而，藉由上述做法，濺鍍區域減少，所以於本實施例中，位於二端之分離靶120係具有三角形形狀。

如第3圖所示，介於分離靶120間之間隙121中的一間隙121之一終點“A”、以及鄰近該間隙121的下一個間隙121之一起點“B”係於第二方向(X軸方向)設置在同一線上。藉由上述做法，當假定分離靶裝置100捲起時，間隙121連接成一體的螺旋的形狀係形成。

於此方法中，在分離靶裝置100中介於分離靶120間之間隙121的分佈在第一方向(Y軸方向)及第二方向(X軸方向)兩者皆為均勻的。亦即，因為間隙121之排列不是於第一方向(Y軸方向) 或第二方向(X軸方向)聚集在一線上，而是傾斜構成螺旋形狀，間隙121的分佈可在水平及垂直方向為均勻的。間隙121的分佈為均勻的事實表示由於間隙121平均地用在面向分離靶裝置100之區域的影響，因此，均勻的濺鍍可為可能的。

此外，當分離靶裝置100以第二方向(X軸方向)移動以便進行濺鍍時，間隙121之傾斜排列可作用使由於間隙121的影響分散。

第4A圖及第4B圖係為在濺鍍期間說明分散效應之示意圖。

第4A圖及第4B圖為其中基底板110設置於基板20之上，且分離靶120設置於基底板110之下之平面圖。雖然其需藉由使用點線來標示分離靶120，為了方便繪示，分離靶120係藉由使用實線而顯示，且磁鐵130係予於省略。

首先，當基板20及分離靶裝置100在真空室10中(參考第2圖)相互面對時，濺鍍係開始。當濺鍍開始時，分離靶裝置100以一第二方向(X軸方向)移動。第4A圖繪示其中分離靶裝置100移動之狀況。這時，基板20的P1及P3點係設置以對應介於分離靶120間之間隙121，且基板20的P2及P4點係設置以對應分離靶120的內部區域。因此，於此狀況中，P1及P3點之電壓值及磁場值相對地大於P2及P4點的這些數值。

然而，參考繪示一情況之第4B圖，其中分離靶裝置100進一步以第二方向(X軸方向)移動，相較於第4A圖之狀況，基板20之P2及P4點係設置以對應分離靶120的間隙121，且P1及P3點 係設置以對應分離靶120之內部區域。因此，於此狀況中，P2及P4點的電壓值及磁場值相對地大於P1及P3點的這些數值。

於此方法中，當分離靶裝置100在基板20上移動時，非以基板20之一點不斷地對應於間隙121而基板20之其他點不斷地對應於分離靶120之內部區域之方式進行濺鍍，而是以對應間隙121之點及對應分離靶120之內部區域之點重複地改變之方式進行濺鍍。藉此，間隙121之影響係平均地施加於基板20之整個區域。

換言之，易於製造及處理之分離靶120係共同使用，同時使在濺鍍期間由於間隙121之影響係分散在基板20之整個區域，如此，不規則濺鍍之產生可能不會集中在基板20之特定點。

藉由上述方法實施，由於電壓值及磁場值相對地在介於分離靶120間之間隙121中增加之事實之不規則濺鍍可解決，且因此，均勻地濺鍍係藉由使用分離靶120而可為可能的，使得可實現在基板20之整個區域之均勻亮度。

根據本實施例，如第3圖所示，一間隙121之終點A、以及鄰近於該間隙121之下一間隙121之起點B係在第二方向(X軸方向)設置於同一線上，以使間隙121形成為螺旋形狀。然而，這是選擇性的。亦即，如第5圖所示，雖然一間隙221之一終點及相鄰於該間隙221之下一間隙221之一起點不在第二方向設置於同一線上，如果分離靶220之間隙221以介於一第一方向(Y軸方向)與一第二方向(X軸方向)之間之角度排列，係可獲得效果，藉此由於間隙221之影響可平均地分散於基板20之整個區域。當假定分離靶裝置200捲起時，儘管介於相鄰間隙221之間之終點及起點係非精確 地於第二方向中相互對齊，如果在基底板210上之間隙221係於對角線方向排列以平行彼此，因為在濺鍍期間，基板20對應於間隙221之一點與基板20對應於分離靶220之內部區域之一點係重覆地改變，由於間隙221之影響的不規則濺鍍之發生可充分地減少。於第5圖中，參考符號230指的是磁鐵。

藉由使用具有上述有關間隙121及221之經改善結構之分離靶裝置100及200，藉由使用易於製造及處理之分離靶120及220而可能獲得在基板20上均勻的沈積品質，且因而在整個螢幕上可能使顯示裝置之亮度為均勻的。尤其是，分離靶裝置100及200可有效地應用於其中具有高脆弱性之氧化物係作為標靶之情況。

雖然本發明已參閱其例示性實施例而具體地顯示及說明，其將為熟悉此技藝者了解的是，在不背離如以下申請專利範圍所定義之本發明之精神及範圍下，可對其進行形式及細節之各種變化。

100‧‧‧分離靶裝置

110‧‧‧基底板

120‧‧‧分離靶

121‧‧‧間隙

130‧‧‧磁鐵

Claims (15)

1. 一種用於濺鍍之分離靶裝置，其包含：一基底板；以及複數個分離靶，係於一第一方向以規則陣列設置於一體成型之該基底板上，其中，每一該分離靶藉由一間隙與相鄰的該分離靶分隔，於相鄰的該複數個分離靶間之該間隙以一角度沿著一方向而延伸，且該角度係介於該第一方向及垂直於該第一方向之一第二方向之間，且其中該分離靶裝置在濺鍍期間沿該第二方向移動。
2. 如申請專利範圍第1項所述之分離靶裝置，其中在該些間隙中之其中之一間隙的一終點與相鄰於該其中之一間隙之下一個間隙的一起點係以該第二方向設置於同一線上。
3. 如申請專利範圍第1項所述之分離靶裝置，其中該複數個分離靶包含設置在該基底板之二端的一三角形靶及設置在該三角形靶之間的一矩形靶。
4. 如申請專利範圍第1項所述之分離靶裝置，其中一磁鐵係設置於該基底板之一側，且該複數個分離靶係設置於該基底板之另一側。
5. 如申請專利範圍第4項所述之分離靶裝置，其中該磁鐵係為一體成型。
6. 如申請專利範圍第1項所述之分離靶裝置，其中該基底板包含一金屬材料。
7. 如申請專利範圍第1項所述之分離靶裝置，其中該複數個分離靶包含一氧化物材料。
8. 一種濺鍍方法，其包含：設置一分離靶裝置，該分離靶裝置包含於一第一方向以規則陣列設置於一體成型之一基底板上之複數個分離靶，其中每一該分離靶藉由一間隙與相鄰的該些分離靶分隔，於相鄰的該複數個分離靶間之該間隙以一角度沿著一方向而延伸，且其中該角度係介於該第一方向及垂直於該第一方向之一第二方向之間；配置為一濺鍍靶標的之一基板面向該分離靶裝置；以及在以該第二方向在該基板上方移動該分離靶裝置時濺鍍。
9. 如申請專利範圍第8項所述之濺鍍方法，其中在該些間隙中之其中之一間隙的一終點與相鄰於該其中之一間隙之下一個間隙的一起點係以該第二方向設置於同一線上。
10. 如申請專利範圍第9項所述之濺鍍方法，其中該複數個分離靶包含設置在該基底板之二端的一三角形靶及設置在該三角形靶之間的一矩形靶。
11. 如申請專利範圍第8項所述之濺鍍方法，其中一磁鐵係設置於該基底板之一側，且該複數個分離靶係設置於該基底板之另一側。
12. 如申請專利範圍第11項所述之濺鍍方法，其中該磁鐵係為一體成型。
13. 如申請專利範圍第8項所述之濺鍍方法，其中該基底板包含一金屬材料。
14. 如申請專利範圍第8項所述之濺鍍方法，其中該複數個分離靶包含一氧化物材料。
15. 一種用於濺鍍之分離靶裝置，其包含：一基底板；以及複數個分離靶，係以一第一方向設置於一體成型之該基底板上，其中各該分離靶藉由一間隙與相鄰的該些分離靶分隔，於相鄰的該複數個分離靶間之該間隙以一角度沿著一方向而延伸，且該角度係介於該第一方向與垂直於該第一方向之一第二方向之間，且其中該分離靶裝置在濺鍍期間沿該第二方向移動。