TWI576452B - 用於濺鍍之分離式標靶裝置及使用其之濺鍍方法 - Google Patents

Description

用於濺鍍之分離式標靶裝置及使用其之濺鍍方法

相關申請案之交互參照

本申請案主張於2011年05月23日所提出之韓國專利申請號10-2011-0048505的優先權及效益，為了猶如其已於本文中充分地闡述之所有目的而於此併入作為參考。

本發明之例示性實施例關於一種在濺鍍作業中使用作為沉積源的分離式標靶裝置、以及使用分離式標靶裝置的濺鍍方法。

一般來說，應用於顯示裝置的薄膜電晶體(TFT)係經由如磁控濺鍍之沉積製程所製造。也就是說，濺鍍係於沉積標靶上執行，使得具有期望圖樣的薄膜在係為沉積標靶目標之顯示裝置的基板上形成。

然而，當顯示裝置之屏幕的尺寸增加時，會變得很難製造沈積標靶以使沈積標靶具有如屏幕之相同大小。也就是說，薄膜電晶體完全地形成於顯示裝置的屏幕上，而在此方面，為了使沉積標靶幾乎具有如屏幕之相同尺寸，製造及處理沉積標靶中會造成重大負荷。此外，當其主動層係由氧化物所形成 之薄膜電晶體的使用增加時，於濺鍍期間氧化物標靶可能更加頻繁地使用。然而，當氧化物較大時，該氧化物會易碎，使得係難以製造和處理該氧化物。

近來，考量這些問題，可使用分離式標靶裝置，而在分離式標靶裝置中，沉積標靶可由容易製造和處理的複數個小分離式標靶所形成，且進而附著於底板。隨後，在濺鍍期間，當分離式標靶裝置之標靶組件沿著屏幕移動時，分離式標靶裝置執行沉積作業。亦即，此沉積標靶並非形成以具有能夠完全覆蓋屏幕之大小，而是藉由連接小分離式標靶連接而形成，且連接之小分離式標靶的大小僅覆蓋部分屏幕。接著，在濺鍍期間，當分離式標靶裝置之沉積標靶沿著屏幕移動時，此分離式標靶裝置執行沉積作業。

然而，由於沉積標靶可由複數個小分離式標靶所形成，介於對應至小分離式標靶之間的間隙的區域與對應至每個分離式標靶之內部部分的區域之間的品質偏差可能會增加。亦即，由於每個分離式標靶的末端角落係位於對應至介於小分離式標靶之間的間隙的區域旁，間隙中的電壓值及磁場值大於內部部分的電壓值及磁場值，而使得沈積品質可能會變得不規則。

由於上述問題，亮度在成品的顯示裝置之屏幕上可能為不均勻的，且亮度偏差的程度可能依屏幕之尺寸而成比例增加。

因此，係有對於能夠解決這些問題的需求。

於背景章節所揭露之以上資訊係僅用於增進對本發明背景之了解，且因此其可能含有並未形成先前技術之任何一部分亦非所屬技術領域具有通常知識者可能提出之資訊。

本發明之例示性實施例提供一種用於濺鍍之分離式標靶裝置，其使用分離式標靶但抑制在螢幕造成亮度偏差的部分之沈積品質偏差。

本發明的其他特色將在以下說明書中闡明，且其部份將藉由說明書而明瞭，或可藉由本發明的實施而獲悉。

本發明的例示性實施例揭露一種用於濺鍍之分離式標靶裝置。該分離式標靶裝置包含底板及複數個靶源單元。複數個靶源單元包含附著於底板的一表面並形成規則陣列的複數個分離式標靶、以及附著於底板的另一表面並分別與複數個分離式標靶成對的複數個磁鐵。複數個靶源單元以介於該規則陣列之方向的第一方向與垂直於第一方向的第二方向之間的角度平行排列。

本發明的例示性實施例亦揭露一種濺鍍方法，此方法包含設置包括複數個靶源單元之分離式標靶裝置，複數個靶源單元包含附著於底板的一表面並形成規則陣列的複數個分離式標靶、以及附著於底板的另一表面並分別與複數個分離式標靶成對的複數個磁鐵，其中複數個靶源單元以介於該規則陣列之方向的第一方向與垂直於第一方向的第二方向之間的角度平行排列；設置並容許為濺鍍標靶目標的基板朝向分離式標靶裝置；以及在以第二方向於基板上方移動分離式標靶裝置時執行濺鍍。

可以理解的是，上述概要性說明及下列詳細說明係為例示性及闡述性，且係旨在提供所主張之本發明的進一步說明。

10‧‧‧真空室

100‧‧‧分離式標靶裝置

110、110'‧‧‧底板

120‧‧‧分離式標靶

130‧‧‧磁鐵

140、S1~S9‧‧‧靶源單元

20‧‧‧基板

21‧‧‧間隙

S1_a~S9_a、S1_b~S9_b‧‧‧位置

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圖係根據本發明之例示性實施例之分離式標靶裝置之平面圖。

第2圖係為其中設置第1圖之分離式標靶裝置之真空室之示意圖。

第3圖係為第1圖之分離式標靶裝置之部分放大之平面圖。

第4圖係為第1圖之分離式標靶裝置之濺鍍輪廓之示意圖。

第5圖係為根據本發明之另一例示性實施例之分離式標靶裝置之平面圖。

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中二或二以上之項目的任何組合(例如，XYZ、XYY、YZ、ZZ)。

第1圖係繪示根據本發明之例示性實施例之用於濺鍍之分離式標靶裝置的結構。

如第1圖所示，用於濺鍍之分離式標靶裝置(以下稱為分離式標靶裝置100)包含以銅板所製成的底板110(或其他適用材質，例如，其他金屬材料)、為濺鍍源且附著於底板110之一表面的複數個分離式標靶120、以及附著於底板110之另一表面並分別與複數個分離式標靶120成對的複數個磁鐵130。也就是說，分別附著於底板110之一表面與另一表面之各分離式標靶120及各磁鐵130係成對而構成靶源單元140，且複數個靶源單元140係沿著第一方向(Y軸方向)而排列於同一線上。

如第2圖所示，當執行濺鍍時，分離式標靶裝置100係在供給氬氣的真空室10中設置以面對為分離式標靶目標之顯示裝置的基板20。

當在真空室10中藉由利用分離式標靶裝置100作為陰極及藉由利用為分離式標靶目標之基板20作為陽極而產生放電時，氬離子係由氬氣產生，氬離子與分離式標靶裝置100的分離式標靶120碰撞且因此散佈分離式標靶120之粒子，且散佈的粒子係至基板20上，使得薄膜形成。磁鐵130作用在於形成磁場以使得由於氬離子碰撞而增加濺鍍速度。於上述的濺鍍中，其中在電壓值及磁場應用於分離式標靶目標時執行沉積係稱為磁控濺鍍。

如第2圖所示，分離式標靶裝置100具有與該基板20不為相同尺寸且僅可覆蓋一部分基板20的尺寸。在濺鍍期間，當分離式標靶裝置100以第2圖的X軸方向移動時，分離式標靶裝置100在基板20上執行掃描作業。也就是說，彼此面對之基板20及分離式標靶裝置100非形成以具有相同大小而是以分離式標靶裝置100僅覆蓋一部分基板20這樣的方式而形成，分離式標靶裝置100在基板20上執行掃描作業以覆蓋基板20之整個區域。在此，分離式標靶裝置100相對 於基板20的移動為相對移動，因此在基板20以X軸方向移動時，分離式標靶裝置100可為固定的。

如第1圖所示，附著於分離式標靶裝置100的濺鍍源係由複數個分離式標靶120所形成，且此有助於氧化物標靶的處理。也就是說，如上所述，因為其主動層係由氧化物所形成之薄膜電晶體的使用已增加，氧化物標靶在濺鍍期間係經常地使用。然而，當氧化物較大時，氧化物係易碎而難以製造及處理該氧化物。然而，根據本例示性實施例，其中係藉由附著分離式標靶120至底板110而形成分離式標靶裝置100，係僅須處理小型分離式標靶120，使得分離式標靶120的製造及處理相較於大型標靶的製造及處理更為顯著地方便。

然而，在使用分離式標靶120的情況中，由於分離式標靶120之間的間隙可能引起不規則沉積。也就是說，每個分離式標靶120的末端角落係位在對應至介於分離式標靶120之間的間隙21之區域，間隙中的電壓值及磁場值比每個分離式標靶120的內部部份中的電壓值及磁場值大。因為這個差異，濺鍍的結果可能是不規則的，而根據本實施例，為了解決不規則的問題，分離式標靶120係排列以傾斜及相互平行於同一方向。

也就是說，如第1圖所示，當假設其中分離式標靶120排列成一線之行方向(Y軸方向)稱為第一方向，則其中分離式標靶裝置100在基板20上移動之方向(X軸方向)稱為第二方向。所有分離式標靶120係排列以傾斜並相互平行於第一方向與第二方向之間。藉由這樣做，相鄰的靶源單元140的濺鍍區域係相互重疊，使得由於介於分離式標靶120之間的間隙的影響可抵消。其原則係於下敘述。

首先，如果假設藉由使用傾斜排列之靶源單元140中的單一靶源單元140而執行濺鍍，濺鍍的輪廓可能如第3圖所示而形成。也就是說，最大沉積速率“a”出現在分離式標靶120的中心部份，且沉積速率在分離式標靶120朝向兩端之側邊部份明顯地減少。

然而，當靶源單元140係連接而平行於同一線上，如第4圖所示之濺鍍輪廓形成。也就是說，靶源單元140藉由使用虛線所表示的濺鍍輪廓係相互重疊，因此得到藉由使用實線所表示的濺鍍輪廓。換句話說，藉由傾斜排列靶源單元140以使靶源單元140的濺鍍輪廓相互重疊，其中沉積速率在分離式標靶120之間的間隙改變的現象係抵銷。藉由這樣做，形成其中最大的沉積速率“b”係顯示於中心部份且沉積速率在朝向兩端之側邊部份減少的大型濺鍍輪廓。為了方便說明，參考符號S1到S9係分別用於靶源單元140，且在這方面，沉積速率在位在兩側末端的靶源單元S1及S9的區域中降低，而沉積速率在剩下的靶源單元S2到S8的區域中保持在最大沉積速率“b”。參考符號S1_a到S9_a及S1_b到S9_b分別表示靶源單元S1到S9沿第一方向(Y軸方向)的一端及另一端之位置，且展示其中相鄰的靶源單元140之濺鍍區域相互重疊的情形。

因此，當為濺鍍標靶目標之基板20係如第4圖所示而設置時，係可能執行具有均勻輪廓的濺鍍。也就是說，在兩側端之靶源單元S1和S9作用為虛擬靶源單元140，其影響相鄰的靶源單元140的濺鍍輪廓且實質上位於為濺鍍標靶目標的基板20的濺鍍區域之外部。藉由其餘的靶源單元S2到S8，均勻的濺鍍係執行於基板20上。

因此，藉由使用分離式標靶裝置100，雖然使用易於製造及處理之分離式標靶120，其係可能在基板20上執行均勻的濺鍍，使得均勻亮度可實現於基板20之整個區域中。

在本實施例中，如第1圖所示，底板110具有如傾斜排列的靶源單元140的圖樣的相同形狀。然而，如第5圖所示，底板110'可具有大型形狀以容納靶源單元140。也就是說，因為實際濺鍍輪廓係由分離式標靶120及磁鐵130而形成，底板110'可具有各種不同的形狀之其中之一。

藉由使用具有前述改善結構之分離式標靶裝置100，其可能在基板20上藉由利用容易製造及處理的分離式標靶120而得到均勻的沉積品質，且因此，其可能使顯示裝置之亮度於整個螢幕上係均勻的。尤其是，分離式標靶裝置100可有效地應用於其中具有相當易碎性的氧化物作為標靶的情況。

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疇下，可對其進行形式及細節之各種變化。

100‧‧‧分離式標靶裝置

110‧‧‧底板

120‧‧‧分離式標靶

130‧‧‧磁鐵

140‧‧‧靶源單元

21‧‧‧間隙

Claims (18)

1. 一種用於濺鍍之分離式標靶裝置，其包含：一底板；以及複數個靶源單元，其包含以一第一方向設置於該底板之一側之複數個分離式標靶、以及設置於該底板之另一側且分別與該複數個分離式標靶成對之複數個磁鐵，其中該複數個靶源單元係以介於該第一方向與垂直於該第一方向的一第二方向之間的一角度排列成一線，以及每一個磁鐵設置相對於僅一個分離式標靶。
2. 如申請專利範圍第1項所述之分離式標靶裝置，其中相鄰的該靶源單元係設置而使相鄰的該靶源單元之一濺鍍區域相互重疊於該第一方向。
3. 如申請專利範圍第2項所述之分離式標靶裝置，更包含一虛擬靶源單元，其設置於該底板之兩端並設置於一濺鍍標靶目標之一濺鍍區域之外部。
4. 如申請專利範圍第1項所述之分離式標靶裝置，其中該底板具有如該複數個靶源單元之圖樣之相同形狀。
5. 如申請專利範圍第1項所述之分離式標靶裝置，其中該底板具有與藉由該複數個靶源單元所覆蓋之一區域的形狀之不同圖樣形狀。
6. 如申請專利範圍第1項所述之分離式標靶裝置，其中該底板包含一金屬材料。
7. 如申請專利範圍第1項所述之分離式標靶裝置，其中該複數個 分離式標靶包含一氧化物材料。
8. 如申請專利範圍第1項所述之分離式標靶裝置，其中該複數個靶源單元係相互平行。
9. 一種濺鍍方法，其包含：設置包含複數個靶源單元之一分離式標靶裝置，該複數個靶源單元包含以一第一方向設置在一底板之一側上之複數個分離式標靶、及設置在該底板之另一側上並分別與該複數個分離式標靶成對之複數個磁鐵，其中該複數個靶源單元係沿著一線且以介於該第一方向與垂直於該第一方向之一第二方向之間的一角度而設置，且每一個磁鐵設置相對於僅一個分離式標靶；設置為一濺鍍標靶目標之一基板以面對該分離式標靶裝置；以及當該分離式標靶裝置在該基板上以該第二方向移動時執行濺鍍。
10. 如申請專利範圍第9項所述之濺鍍方法，其中相鄰的該靶源單元係設置以使相鄰的該靶源單元之一濺鍍區域相互重疊於該第一方向。
11. 如申請專利範圍第10項所述之濺鍍方法，其中該分離式標靶裝置更包含一虛擬靶源單元，其設置於該底板之兩端並設置於該濺鍍標靶目標之一濺鍍區域之外部。
12. 如申請專利範圍第9項所述之濺鍍方法，其中該底板具有如該複數個靶源單元之圖樣之相同形狀。
13. 如申請專利範圍第9項所述之濺鍍方法，其中該底板具有與藉由該複數個靶源單元所覆蓋之一區域的形狀之不同圖樣形狀。
14. 如申請專利範圍第9項所述之濺鍍方法，其中該底板包含一金屬材料。
15. 如申請專利範圍第9項所述之濺鍍方法，其中該複數個分離式標靶包含一氧化物材料。
16. 如申請專利範圍第9項所述之濺鍍方法，其中該複數個靶源單元係相互平行。
17. 一種用於濺鍍之分離式標靶裝置，其包含：一底板；以及複數個靶源單元，其設置在該底板上並相互分隔於一第一方向，各該靶源單元包含：一標靶，係設置在該底板之一第一側；以及一磁鐵，係設置在該底板之一第二側，以從而與對應之該標靶成對；其中該複數個靶源單元係沿著一線且以介於該第一方向與垂直於該第一方向之一第二方向之間的一角度而排列，且每一個磁鐵設置相對於僅一個分離式標靶。
18. 如申請專利範圍第17項所述之分離式標靶裝置，更包含：一真空室；其中，該底板之該第一側在該真空室中配置以面對為一濺鍍標靶目標之一基板，該複數個靶源單元於該第一方向延伸超過該基板，且該基板於該第二方向延伸超過該複數個靶源單元，且 該底板係配置以沿該第二方向掃描該基板。