TWI784332B - 濺鍍系統 - Google Patents

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TWI784332B
TWI784332B TW109137399A TW109137399A TWI784332B TW I784332 B TWI784332 B TW I784332B TW 109137399 A TW109137399 A TW 109137399A TW 109137399 A TW109137399 A TW 109137399A TW I784332 B TWI784332 B TW I784332B
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陳俊達
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吳景揚
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大陸商業成科技（成都）有限公司
大陸商業成光電（深圳）有限公司
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Abstract

一種濺鍍系統，適於對具有複數個區段的一待濺鍍表面進行濺鍍。每一區段具有一投影高度。濺鍍系統包含一支撐板、一濺鍍陣列及一控制器。該濺鍍陣列設置於該支撐板上，該濺鍍陣列包含複數個濺鍍單元，且每一區段至少對應該些濺鍍單元之其中一者。該些濺鍍單元中每一濺鍍單元具有一驅動軸與一靶材。該靶材面向該待濺鍍表面。該控制器電性連接該驅動軸。該驅動軸連動該靶材並控制該靶材相對於該待濺鍍表面移動，且該控制器控制該些濺鍍單元中的每一濺鍍單元在該投影高度的方向上至該些區段中一對應區段的距離為實質相同。

Description

濺鍍系統
本發明係關於一種濺鍍系統，且特別關於一種適於對具有曲面(或稱三維表面)的物體進行濺鍍的濺鍍系統。
濺鍍技術目前已大量應用於半導體和光電產業，當物體的表面為平面時，每個靶材到物體表面的距離相同，故容易實現均勻的鍍膜厚度。由於當物體的表面為曲面時，每個靶材到物體表面的距離可能不同，因此造成物體表面的濺鍍率有差異，進而導致鍍膜厚度不均勻。為解決鍍膜厚度不均勻的問題，習知技術藉由額外設置遮板來調整鍍膜厚度。然而，雖然這種外加遮板的方案可以讓曲面表面的鍍膜變得更均勻，但同時也會大幅降低整體鍍率。
有鑑於此，本發明係在針對上述的困擾，提出一種適於對具有曲面表面的物體進行濺鍍的濺鍍系統，透過改善濺鍍的均勻程度來解決習知所產生的問題。
本發明的主要目的在於提供一種濺鍍系統，其係對於每個濺鍍單元進行獨立控制以對不平整的三維表面作更均勻的濺鍍。
為達上述目的，本發明之一實施例提供一種濺鍍系統，適於對一待濺鍍表面進行濺鍍，且待濺鍍表面具有複數個區段，其中每一區段具有一投影高度。濺鍍系統包含一支撐板、一濺鍍陣列及一控制器。濺鍍陣列設置於支撐板上，濺鍍陣列包含複數個濺鍍單元，且每一區段至少對應濺鍍單元之其中一者。濺鍍單元中每一濺鍍單元具有一驅動軸與一靶材。驅動軸之第一端連接於 支撐板，驅動軸之第二端連接於靶材，靶材面向待濺鍍表面。控制器電性連接驅動軸，驅動軸連動靶材並控制靶材相對於待濺鍍表面移動，且控制器控制濺鍍單元中的每一濺鍍單元在投影高度的方向上至區段中一對應區段的距離為實質相同。
在本發明之一實施例中，濺鍍系統另包含至少一腔室以及一承載裝置，至少一腔室容置支撐板、濺鍍陣列以及控制器。承載裝置承載具有待濺鍍表面的物體，承載裝置水平移動進出至少一腔室以控制待濺鍍表面受濺鍍陣列濺鍍。
本發明之一實施例中，濺鍍系統另包含至少一腔室以及一承載裝置，至少一腔室容置支撐板、濺鍍陣列以及控制器。承載裝置至少一腔室環繞承載裝置。承載裝置承載具有該待濺鍍表面的物體，且承載裝置帶動至少一待濺鍍表面相對濺鍍陣列轉動以控制待濺鍍表面受濺鍍陣列濺鍍。
在本發明之一實施例中，濺鍍陣列係為一N行、M列陣列，N為大於或等於2之正整數，且M為自然數。
在本發明之一實施例中，濺鍍單元中每一濺鍍單元的靶材具有相同的一靶材長度，其中靶材長度的方向垂直於投影高度的方向。
在本發明之一實施例中，濺鍍單元中每一濺鍍單元的靶材具有不同的一靶材長度，其中靶材長度的方向垂直於投影高度的方向。
在本發明之一實施例中，這些區段分別為曲面，且這些濺鍍單元中每一濺鍍單元的靶材具有一靶材長度，這些靶材長度係分別根據多段曲面中一對應段曲面的曲度來決定。
在本發明之一實施例中，這些區段分別為一曲面，濺鍍單元中每一濺鍍單元的濺鍍面相對該投影高度的方向呈不同仰角，且濺鍍單元中的一濺鍍單元的仰角係根據多段曲面中一對應段曲面的切線方向或是對應段曲面的二端 點連線來決定。
在本發明之一實施例中，濺鍍陣列中每一行濺鍍單元中的濺鍍單元中的靶材係由相同材料所構成，但濺鍍陣列中每二相鄰行濺鍍單元的靶材係由不同材料所構成。
在本發明之一實施例中，濺鍍單元的靶材係為柱狀，且濺鍍單元係沿著平行支撐板的水平方向作延伸排列。
在本發明之一實施例中，濺鍍單元的靶材係為柱狀，且濺鍍單元係垂直於支撐板的水平方向作延伸排列。
在本發明之一實施例中，濺鍍單元係為多個柱型濺鍍單元，濺鍍單元的靶材係為柱狀，濺鍍單元的每一行濺鍍單元與相鄰行濺鍍單元於平行支撐板的水平方向上錯開。
在本發明之一實施例中，濺鍍單元的靶材係為平面狀，且濺鍍單元的每一行濺鍍單元與相鄰行濺鍍單元在平行支撐板的水平方向上對齊。
在本發明之一實施例中，濺鍍單元的靶材係為平面狀，且濺鍍單元係錯位排列，每一行濺鍍單元與相鄰行濺鍍單元在平行支撐板的水平方向上錯開。
在本發明之一實施例中，濺鍍單元包含一遮板，設置於這些濺鍍單元中每一濺鍍單元之靶材與這些區段中一對應區段之間。
在本發明之一實施例中，每一這些遮板包括可移動的多個子遮板，以讓濺鍍陣列透過這些子遮板的水平移動來調整濺鍍率。
在本發明之一實施例中，該遮板具有多個開口，濺鍍陣列透過調整遮板開口的大小來調整濺鍍率。
700、1400:濺鍍系統
742、742-1~742-N:腔室
741:台車
710、1410:腔室
720、1420:控制器
730、1430:濺鍍陣列
730S、1430S:濺鍍單元
760:內部結構
761:磁體
762:冷卻水路徑
763:電極層
764:電源
765:移動控制單元
730S2、766、831~834、1301、1302:靶材
767:氣體控制單元
851~854:遮板
768:子遮板
S1~S4:曲面區段
P2:投影高度
H1~H4、H1’、H2’:靶材長度
T-S、T-S’:距離
500、501、502、601~604:移動方向
950:待濺鍍物體
950A、1210、1230:三維表面
730S1、1303、1304、841~844:驅動軸
1305、1306:遮板
1500:承載裝置
900、1000、1100:濺鍍陣列
1305、1306:開口
1600、1700、1800、1900、2000、2100、2200、2300、2400:濺鍍系統
1630、1630’、1730、1730’、1830、1830’、1930、1930’、2030、2030’、2130、2130’、2230、2230’、2330、2330’、2430、2430’:濺鍍陣列
第1圖係為根據本發明一實施例濺鍍系統的示意圖。
第2圖係為第1圖中任一腔室的支撐板的示意圖。
第3圖係為根據本發明一實施例的濺鍍單元的內部結構之示意圖。
第4圖係為根據本發明一實施例對濺鍍單元連接氣體控制單元的示意圖。
第5圖係為根據本發明一實施例濺鍍單元，於靶材上外加遮板的示意圖。
第6A圖表示本發明一實施例之平面靶材與三維表面之相對關係的示意圖。
第6B圖表示本發明另一實施例之平面靶材與三維表面之相對關係的示意圖。
第7A圖係為本發明獨立控制靶材至三維表面的距離的側視圖。
第7B圖係為本發明一实施例之濺鍍單元，於靶材上外加的遮板進行開口調整的示意圖。
第8圖係為根據本發明一實施例的分段式濺鍍單元設計的示意圖。
第9圖為對應第8圖待濺鍍表面受濺鍍後的示意圖。
第10圖係為根據本發明另一實施例的分段式濺鍍單元設計的示意圖。
第11圖為對應第10圖待濺鍍表面受濺鍍後的示意圖。
第12圖係為根據本發明另一實施例的分段式濺鍍單元設計的示意圖。
第13圖為對應第12圖待濺鍍表面受濺鍍後的示意圖。
第14A圖係為濺鍍單元控制靶材針對曲面的曲度作旋轉的示意圖。
第14B圖顯示第14A圖中的靶材旋轉完成的狀態。
第15A圖係為根據本發明另一實施例濺鍍系統的示意圖
第15B圖係為第15A圖濺鍍系統的俯視圖。
第16圖~第24圖係為根據本發明不同實施例濺鍍系統的示意圖。
揭露特別以下述例子加以描述，這些例子僅係用以舉例說明而已，因為對於熟習此技藝者而言，在不脫離本揭示內容之精神和範圍內，當可作各 種之更動與潤飾，因此本揭示內容之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。在通篇說明書與申請專利範圍中，除非內容清楚指定，否則「一」以及「該」的意義包含這一類敘述包括「一或至少一」該元件或成分。此外，如本揭露所用，除非從特定上下文明顯可見將複數個排除在外，否則單數冠詞亦包括複數個元件或成分的敘述。而且，應用在此描述中與下述之全部申請專利範圍中時，除非內容清楚指定，否則「在其中」的意思可包含「在其中」與「在其上」。在通篇說明書與申請專利範圍所使用之用詞(terms)，除有特別註明，通常具有每個用詞使用在此領域中、在此揭露之內容中與特殊內容中的平常意義。某些用以描述本揭露之用詞將於下或在此說明書的別處討論，以提供從業人員(practitioner)在有關本揭露之描述上額外的引導。在通篇說明書之任何地方之例子，包含在此所討論之任何用詞之例子的使用，僅係用以舉例說明，當然不限制本揭露或任何例示用詞之範圍與意義。同樣地，本揭露並不限於此說明書中所提出之各種實施例。
在此所使用的用詞「實質上(substantially)」、「大約(around)」、「約(about)」或「近乎(approximately)」應大體上意味在給定值或範圍的20%以內，較佳係在10%以內。此外，在此所提供之數量可為近似的，因此意味著若無特別陳述，可用詞「大約」、「約」或「近乎」加以表示。當一數量、濃度或其他數值或參數有指定的範圍、較佳範圍或表列出上下理想值之時，應視為特別揭露由任何上下限之數對或理想值所構成的所有範圍，不論該等範圍是否分別揭露。舉例而言，如揭露範圍某長度為X公分到Y公分，應視為揭露長度為H公分且H可為X到Y之間之任意實數。
此外，若使用「電(性)耦接」或「電(性)連接」一詞在此係包含任何直接及間接的電氣連接手段。舉例而言，若文中描述一第一裝置電性耦接於一第二裝置，則代表該第一裝置可直接連接於該第二裝置，或透過其他裝置或連 接手段間接地連接至該第二裝置。另外，若描述關於電訊號之傳輸、提供，熟習此技藝者應該可了解電訊號之傳遞過程中可能伴隨衰減或其他非理想性之變化，但電訊號傳輸或提供之來源與接收端若無特別敘明，實質上應視為同一訊號。舉例而言，若由電子電路之端點A傳輸(或提供)電訊號S給電子電路之端點B，其中可能經過一電晶體開關之源汲極兩端及/或可能之雜散電容而產生電壓降，但此設計之目的若非刻意使用傳輸(或提供)時產生之衰減或其他非理想性之變化而達到某些特定的技術效果，電訊號S在電子電路之端點A與端點B應可視為實質上為同一訊號。
可了解如在此所使用的用詞「包含(comprising)」、「包含(including)」、「具有(having)」、「含有(containing)」、「包含(involving)」等等，為開放性的(open-ended)，即意指包含但不限於。另外，本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制發明作之申請專利範圍。
請參閱第1圖，第1圖係為根據本發明一實施例濺鍍系統700的示意圖，其係對於每個濺鍍單元進行獨立控制以對不平整的三維表面(即，待濺鍍表面)作更均勻的濺鍍，但亦可對平面進行濺鍍，並不以此為限。濺鍍系統700可包含一或多個腔室，例如第1圖所示的腔室742-1~742-N。濺鍍系統700採用連續式(In-line type)加工，台車741裝載待濺鍍物體並且以穿過腔室的方式移動以使物體接受濺鍍製程。雖然本實施例中以台車741來作為濺鍍系統700中的待濺鍍物體的傳動架構，然而在不同實施例中亦可用其他傳輸方式來取代台車。
接下來請一併參考第2圖，第2圖係為第1圖中腔室742-1至742-N任一者的結構示意圖。腔室742為腔室742-1至742-N任一者。腔室742容置有一支撐板710、一控制器720以及一濺鍍陣列730。支撐板710可以是腔室742的內壁，或用設置於腔室742的內壁的板材來實現。濺鍍陣列730係由多個濺鍍單元730S所構 成。濺鍍單元730S的一端係連接於支撐板710，另一端係朝向待濺鍍物體的行經路徑以對待濺鍍物體實施濺鍍。詳細來說，每一濺鍍單元730S具有一驅動軸730S1與一靶材730S2。驅動軸730S1之第一端連接於該支撐板710，該驅動軸730S1之第二端連接於該靶材730S2。
舉例來說，濺鍍陣列730中每一濺鍍單元730S為獨立受控的單元，各自可包含一靶材、一移動控制單元、一氣體控制單元、一遮板、一冷卻水路徑以及一電極層，這些元件可進一步參閱第3圖~第5圖。第3圖係為根據本發明一實施例的濺鍍單元730S的內部結構760之示意圖，內部結構760包含一磁體761、一冷卻水路徑762以及一電極層763，其中電極層763耦接至一電源764，由於本領域通常知識者可理解靶材的結構與使用方式，其他細節不再贅述。第4圖係為根據本發明一實施例對濺鍍單元730S連接氣體控制單元767的示意圖，前述的控制器720(參見第2圖)可控制驅動軸765移動，以調整靶材766相對於待濺鍍物體的表面作靠近或遠離、或是翻轉改變靶材766的靶面相對於待濺鍍物體表面的仰角。靶材766係耦接至氣體控制單元767，氣體控制單元767可為一氣體流量控制器(Mass Flow Controller，MFC)。第5圖係為根據本發明一實施例濺鍍單元，730S於靶材766上外加多個子遮板768的示意圖，如5圖中編號505的移動方向所示，濺鍍單元730S可透過這些子遮板768沿著移動方向505進行水平移動來調整濺鍍率，且每一子遮板768可根據需求分別或是整體進行移動調整。子遮板768共同遮蓋靶材766越多面積時則會得到越低的濺鍍率。此外，每個濺鍍單元的濺鍍率亦會受到靶材功率、通氣量、待濺鍍物體的移動速度所影響。
濺鍍陣列730係電性連接至控制器720，控制器720根據待濺鍍物體(例如腔室742-1~742-N中任一者)的三維表面的曲度變化來分別控制每一濺鍍單元730S至三維表面中其所對應區段的距離為滿足預定條件，其中三維表面的曲度變化可用一段曲面的最低處至最高處的距離來理解。在本實施例中，由於 三維表面中各區段可能為一曲面，故濺鍍單元730S至三維表面中其所對應區段的距離可用濺鍍單元730S到曲面各點取平均距離，亦或者計算濺鍍單元730S到曲面中最高點或是最低點來取代表性的距離，但皆不以此為限。
根據本發明一實施例，上述預定條件可是令濺鍍單元730S至三維表面中其所對應區段的距離為實質相同，而「實質相同」在此可指完全相同，或是允許少量誤差，例如，可允許不同靶材至待濺鍍物體的距離誤差為0~10公分。只要是透過獨立控制濺鍍陣列中每個濺鍍單元來將每個濺鍍單元至三維表面的距離之間的差異控制在特定範圍，皆屬於本發明的範疇。
請參閱第6A圖，第6A圖表示本發明一實施例之平面靶材與三維表面之相對關係的示意圖。首先，於第6A圖中，可先將三維表面1210區分為四個曲面區段S1~S4(或更多段)，且每一曲面區段S1~S4具有一投影高度，以曲面區段S4來說具有投影高度P1。須說明的是，投影高度P1可為曲面區段S4的最高點的高度或是曲面區段S4各點的平均高度，用以說明各曲面區段的三維變化。亦即，當濺鍍的對象從三維表面1210替換為一平面(未繪示)時，則各平面區段的投影高度皆相同。接著分別根據曲面區段S1~S4決定出對應的平面靶材長度H1~H4。也就是說，平面靶材的靶材長度可根據所對應的曲面區段的曲度來決定。若是在三維表面1210的整體曲度變化不大的情況下，每個曲面區段會有相近的曲度，故可採用同樣靶材長度的平面靶材，亦即令靶材長度H1~H4相等。舉例來說，固定的靶材長度的範圍可為1~50公分，較佳為10~15公分。在本實施例中，投影高度P1的方向A1垂直於靶材長度H1~H4的方向A2，但不以此為限。第6B圖表示本發明另一實施例之平面靶材與三維表面之相對關係的示意圖。反之，如圖6B所示，若是在三維表面1230的整體曲度變化較大的情況下，每個曲面區段的曲度會差異較大，故可採用不同靶材長度的平面靶材，亦即令兩個靶材長度H1’、H2’彼此不相等，或皆完全相等。一般來說，進行越多分段可得到越均 勻的濺鍍效果。此外，移動方向601~604代表驅動軸分別帶動靶材靠近或遠離曲面區段S1~S4。
請參閱第7A圖，第7A圖係為本發明獨立控制靶材至三維表面的距離的側視圖。首先假設在未加入遮板851~854的情況下，靶材831~834至待濺鍍物體950的距離係受到獨立控制而水平地靠近或遠離待濺鍍物體950(如移動方向601~604所示)，以保持有相同或相近的距離T-S(可視為上述預定條件)，其中驅動軸841~844分別對應於靶材831~834。在另一實施例中，本發明亦可於靶材831~834至三維表面840之間分別增加遮板851~854，設置於靶材831~834與待濺鍍物體950之間，並且控制遮板851~854與待濺鍍物體950之間的距離皆保持在T-S’。在本實施例的一變化例中，距離T-S(或T-S’)可維持在6~20cm之間，並且較佳地維持在8~12cm之間。本實施例中，每個靶材單元至待濺鍍物體表面的距離會先儘可能調整為趨近T-S，若仍有些微誤差時，接著可再調整遮板開口大小(如遮板851~854之間縫隙所示)來進一步調整濺鍍率，其中靶材靠近待濺鍍物體表面則濺鍍率大，靶材遠離待濺鍍物體表面則濺鍍率小。第7B圖分別示意了遮板開口被調升的遮板1305以及遮板開口被調降的遮板1306，其中遮板1305有較大的開口率使靶材具有較大的濺鍍率，遮板1306有較小的開口率使靶材具有較小的濺鍍率。
請參閱第8圖~第13圖，第8圖係為根據本發明一實施例的分段式濺鍍單元設計的示意圖，待濺鍍物體950相對於濺鍍單元沿著移動方向500移動(例如前述第1圖台車741的水平行進方向)，使待濺鍍物體950A受到濺鍍。濺鍍陣列可為一N行、M列之陣列，其M為大於或等於2之正整數，且N為自然數。在第8圖所示的範例中，濺鍍陣列900係為一1行4列的濺鍍陣列(亦即N=1、M=4)，此架構於第9圖用單一層濺鍍材質(例如二氧化矽，SiO2)與待濺鍍物體950堆疊來作表示，其中第9圖為對應第8圖待濺鍍表面受濺鍍後的示意圖。
第10圖係為根據本發明另一實施例的分段式濺鍍單元設計的示意圖，在第10圖所示的範例中，濺鍍陣列1000係為一2行4列的濺鍍陣列(亦即N=2、M=4)，濺鍍陣列1000適於實現增加單層鍍膜厚度的陣列式靶材設計，舉例來說，相較於第8圖的濺鍍陣列900，待濺鍍物體會進行更多的濺鍍，而得到更厚的鍍膜厚度，此架構於第11圖用雙倍厚度的(相較於第9B圖)濺鍍材質1001與待濺鍍物體950堆疊來作表示，其中第11圖為對應第10圖待濺鍍表面受濺鍍後的示意圖。同理，若將濺鍍陣列1000設計為4行4列的濺鍍陣列(亦即N=4、M=4)，待濺鍍物體會進行4倍的濺鍍，而得到4倍的鍍膜厚度。
第12圖係為根據本發明另一實施例的分段式濺鍍單元設計的示意圖，在第12圖所示的範例中，濺鍍陣列1100係為一4行4列的濺鍍陣列(亦即N=4、M=4)，濺鍍陣列1100適於實現增加多層鍍層(例如SiO2和Nb2O5(五氧化二鈮)的組合)的陣列式靶材設計，舉例來說，當待濺鍍物體往移動方向移動時，待濺鍍物體會被輪流濺鍍上不同材質，如此一來可得到混合式的濺鍍，此架構於第13圖依序用濺鍍材質1002、1001、1003、1004(例如Nb2O5、SiO2、Nb2O5、SiO2)與待濺鍍物體950堆疊作表示，其中第13圖為對應第12圖待濺鍍表面受濺鍍後的示意圖。總結來說，在第12圖的範例中，濺鍍陣列中每一行濺鍍單元中的濺鍍單元中的靶材1001、1004係由相同材料所構成，且靶材1002、1003係由相同材料所構成。但是，濺鍍陣列中每二相鄰行濺鍍單元的靶材1002、1001係由不同材料所構成，且濺鍍陣列中每二相鄰行濺鍍單元的靶材1003、1004係由不同材料所構成。換言之，垂直方向的濺鍍單元的材料係為相同，但水平方向的濺鍍單元的材料係可為相同或不同。換句話說，依使用者需求，每一列亦即水平方向的濺鍍單元使用相同或不同的材料，可以於待濺鍍物體表面形成複數層鍍膜或增加同層的鍍膜厚度，且濺鍍材料需均勻濺鍍待濺鍍物體表面，故每一行亦即該些垂直方向的濺鍍單元的材料係為相同。
請參考第14A圖，第14A圖係為濺鍍單元控制靶材針對曲面的曲度作旋轉的示意圖。如第14A圖所示，靶材1301所面對的三維表面1310相當接近，故可不用作旋轉或是僅需旋轉些微角度；然而靶材1302所面對的三維表面係為具有相當曲度的曲面，故需要相對投影高度的方向A1旋轉較大角度(如移動方向502所示)，此外，靶材1302也被驅動軸1304水平推向靠近待濺鍍物體950(如移動方向501所示)。換言之，因應三維表面具有不同曲度的多段曲面，每個濺鍍單元的濺鍍面可被調整呈不同仰角，且每個濺鍍單元的仰角可根據多段曲面中一對應段曲面的切線方向來決定，或可根據對應段曲面的二端點連線來決定(例如旋轉靶材以使靶面平行所述二端點之間的連線)。倘若靶材作旋轉調整後仍有濺鍍率上的差異，可進一步調整遮板的開口大小來進一步調整濺鍍率(如第7B圖所示)。
第14B圖顯示第14A圖中的靶材旋轉完成的狀態，其中靶材1301的左端至三維表面1310的最短距離與靶材1302的左端至待濺鍍物體950的最短距離為相同或相仿，且靶材1301的右端至待濺鍍物體950的最短距離與靶材1302的右端至待濺鍍物體950的最短距離為相同或相仿。也就是說，靶材1301、1302至待濺鍍物體950中對應區段的平均距離為相同或相仿。
請參考第15A圖~第15B圖，第15A圖係為根據本發明另一實施例濺鍍系統1400的示意圖，其係對於每個濺鍍單元進行獨立控制以對不平整的三維表面作更均勻的濺鍍；第15B圖係為第15A圖濺鍍系統1400的俯視圖。濺鍍系統1400包含腔室1410、一控制器1420、一濺鍍陣列1430以及一承載裝置1500，其中支撐板可是腔室1410的內壁，或用附著於腔室1410的內壁的板材來實現。
在第15A圖中，腔室1410面向承載裝置1500之一側。相較於第7圖濺鍍系統700，濺鍍系統1400是一種批次式(Batch type)加工方式，濺鍍陣列1430係環狀固定於腔室1410的支撐板。濺鍍陣列1430係由多個濺鍍單元1430S所構 成，其中濺鍍陣列1430係電性連接至控制器1420，控制器1420根據待濺鍍物體的三維表面的曲度變化來分別控制每一濺鍍單元至待濺鍍表面的距離符合上述預定條件。根據本發明一實施例，預定條件要求每一濺鍍單元至待濺鍍表面的最小距離實質相同，而「實質相同」在此係指每一濺鍍單元至待濺鍍表面的最小距離可完全相同，或是可允許些微的誤差存在，例如，可允許不同靶材至待濺鍍物體的距離誤差為0~10公分。只要是透過獨立控制濺鍍陣列中每個濺鍍單元來將每個濺鍍單元至待濺鍍表面的最小距離之間的差異控制在特定範圍，皆屬於本發明的範疇。
如第15B圖所示，待濺鍍物體置於腔室1410中心的承載裝置1500上，且腔室1410的支撐板係環繞承載裝置1500。承載裝置1500係電性連接至控制器1420並且承載至少一物體，以驅動該至少一物體相對於濺鍍陣列1430移動，以控制濺鍍陣列1430在保持上述預定條件的情況下對該至少一物體的進行濺鍍，使每個濺鍍單元能夠提供相同或相近的濺鍍率。在相同的靶材功率、氣壓條件下，承載裝置1500旋轉的速度越快，濺鍍率會下降；反之，承載裝置1500旋轉的速度越慢，濺鍍率則會上升。然而，濺鍍單元的濺鍍率亦會受到靶材功率、通氣量、待濺鍍物體的移動速度的影響。
請參考第16圖~第18圖，第16圖~第18圖係為根據本發明不同實施例濺鍍系統的示意圖，在這些實施例中，濺鍍單元分別採用不同形狀的平面靶材。在第16圖中，濺鍍系統1600係採用圓形的平面靶材，其中移動方向500所指方向為待濺鍍物體移動方向，濺鍍陣列1630、1630’分別位於待濺鍍物體移動路徑上的兩側，且濺鍍單元的每一行濺鍍單元與相鄰行濺鍍單元在平行支撐板的水平方向上對齊。
在第17圖中，濺鍍系統1700係採用方形的平面靶材，其中箭號所指方向為待濺鍍物體移動方向，濺鍍陣列1730、1730’分別位於待濺鍍物體移動路 徑上的兩側，其中移動方向500所指方向為待濺鍍物體移動方向，且濺鍍單元的每一行濺鍍單元與相鄰行濺鍍單元在平行支撐板的水平方向上對齊。此外，本實施例的方形結構亦可進一步延伸為包含長方形。
在第18圖中，濺鍍系統1800係採用多邊形平面靶材，其中箭號所指方向為待濺鍍物體移動方向，濺鍍陣列1830、1830’分別位於待濺鍍物體移動路徑上的兩側，其中移動方向500所指方向為待濺鍍物體移動方向，且濺鍍單元的每一行濺鍍單元與相鄰行濺鍍單元在平行支撐板的水平方向上對齊。此外，雖然本實施例的多邊形結構用八邊形來示意，但這僅作為舉例之目的，並非作為本發明範疇之限制。以上三種形狀的靶材在使用上並無差異，然而就第7圖所示的連續式(In-line type)的加工方式而言，多邊形靶材會有最好的空間利用率，其次是圓形靶材，而方形靶材的空間利用率最差。
請參考第19圖~第21圖，第19圖~第21圖係為係為根據本發明不同實施例濺鍍系統的示意圖，在這些實施例中，濺鍍單元分別採用不同形狀的平面靶材。在第19圖中，濺鍍系統1900係採用圓形的平面靶材，其中移動方向500所指方向為待濺鍍物體移動方向，濺鍍陣列1930、1930’分別位於待濺鍍物體移動路徑上的兩側，相較於第16圖，第19圖中的濺鍍單元係錯位排列，亦即每一行濺鍍單元與相鄰行濺鍍單元在平行支撐板的水平方向上錯開。
在第20圖中，濺鍍系統2000係採用圓形的平面靶材，其中箭號所指方向為待濺鍍物體移動方向，濺鍍陣列2030、2030’分別位於待濺鍍物體移動路徑上的兩側，其中移動方向500所指方向為待濺鍍物體移動方向。相較於第17圖，第20圖中的濺鍍單元係錯位排列，亦即每一行濺鍍單元與相鄰行濺鍍單元在平行支撐板的水平方向上錯開。此外，本實施例的方形結構亦可進一步延伸為包含長方形。
在第21圖中，濺鍍系統2100係採用圓形的平面靶材，其中箭號所指 方向為待濺鍍物體移動方向，濺鍍陣列2130、2130’分別位於待濺鍍物體移動路徑上的兩側，其中移動方向500所指方向為待濺鍍物體移動方向。相較於第17圖，第21圖中的濺鍍單元係錯位排列，亦即每一行濺鍍單元與相鄰行濺鍍單元在平行支撐板的水平方向上錯開。以上三種形狀的靶材在使用上並無差異，然而就第7圖所示的連續式(In-line type)的加工方式而言，多邊形靶材會有最好的空間利用率，其次是圓形靶材，而方形靶材的空間利用率最差。
請參考第22圖，第22圖係為根據本發明一實施例濺鍍系統2200的示意圖。相較於第16圖，第22圖中每個濺鍍單元係為柱型濺鍍單元，且每一濺鍍單元的靶材係為柱狀。濺鍍單元係沿著平行支撐板的水平方向作延伸排列，濺鍍陣列2230、2230’分別位於待濺鍍物體移動路徑上的兩側，且移動方向500所指為待濺鍍物體的移動方向。請注意，雖然在圖中是以圓柱型來描述，但本發明不限於此。相較於平面型靶材，圓柱型靶材有較高的材料利用率，但需要有圓柱型靶材需要有旋轉的靶基，故在垂直方向上會佔用較大空間。基於以上差異，圓柱型靶材適用於物體表面曲度變化不大的情況；而平面型靶材適用於物體表面曲度變化較大的情況，因應各個曲面區段調整濺鍍面呈的仰角。在此實施例中，每一行濺鍍單元與相鄰行濺鍍單元在平行支撐板的水平方向上錯開；然而在其他變化例中，每一行濺鍍單元與相鄰行濺鍍單元可在平行支撐板的水平方向上對齊，由於此變化例可從第16圖~第18圖理解，故不再贅述。
請參考第23圖~第24圖，第23圖~第24圖係為本發明不同實施例濺鍍系統採用柱型靶材的示意圖，其中移動方向500所指方向為待濺鍍物體移動方向。相較於第22圖的濺鍍陣列2230、2230’，第23圖的濺鍍陣列2330、2330’中的濺鍍單元係垂直於支撐板的水平方向作延伸排列。此外，相較於第23圖濺鍍陣列2330、2330’，第24圖濺鍍陣列2430、2430’中每一行濺鍍單元與相鄰行濺鍍單元於平行支撐板的水平方向上錯開。
綜上所述，本發明的濺鍍單元可用平面靶材或柱形靶材來實現，其中平面靶材可採用陶瓷材質、合金材質或單質金屬，而旋轉靶材可採用複合材質或單質金屬，如以下表格所示。
Figure 109137399-A0305-02-0017-1
700:濺鍍系統
710:支撐板
720:控制器
730:濺鍍陣列
730S:濺鍍單元
742:腔室

Claims (16)

  1. 一種濺鍍系統，適於對一待濺鍍表面進行濺鍍，且該待濺鍍表面具有複數個區段，其中每一區段具有一投影高度，該濺鍍系統包含：一支撐板；一濺鍍陣列，設置於該支撐板上，該濺鍍陣列包含複數個濺鍍單元，且每一區段至少對應該些濺鍍單元之其中一者，該些濺鍍單元中每一濺鍍單元具有一驅動軸與一靶材，該驅動軸之第一端連接於該支撐板，該驅動軸之第二端連接於該靶材，該靶材面向該待濺鍍表面；以及一控制器，電性連接該驅動軸，該驅動軸連動該靶材並控制該靶材相對於該待濺鍍表面移動，且該控制器控制該些濺鍍單元中的每一濺鍍單元在該投影高度的方向上至該些區段中一對應區段的距離為實質相同；其中，該些區段分別為一曲面，該些濺鍍單元中每一濺鍍單元的濺鍍面相對該投影高度的方向呈不同仰角，且該些濺鍍單元中的一濺鍍單元的仰角係根據該多段曲面中一對應段曲面的切線方向或是該對應段曲面的二端點連線來決定。
  2. 如請求項1所述之濺鍍系統，另包含至少一腔室以及一承載裝置，該至少一腔室容置該支撐板、該濺鍍陣列以及該控制器，該承載裝置承載具有該待濺鍍表面的物體，其中該承載裝置水平移動進出該至少一腔室以控制該待濺鍍表面受該濺鍍陣列濺鍍。
  3. 如請求項1所述之濺鍍系統，另包含至少一腔室以及一承載裝置，該至少一腔室容置該支撐板、該濺鍍陣列以及該控制器且環繞該承載裝置，該承載裝置承載具有該待濺鍍表面的物體，且該承載裝置帶動該物體相對該濺鍍陣列轉動以控制該待濺鍍表面受該濺鍍陣列濺鍍。
  4. 如請求項1所述之濺鍍系統，其中該濺鍍陣列係為一N行、M列陣列，M為大於或等於2之正整數，且N為自然數。
  5. 如請求項1所述之濺鍍系統，其中該些濺鍍單元中每一濺鍍單元的靶材具有相同的一靶材長度，其中該靶材長度的方向垂直於該投影高度的方向。
  6. 如請求項1所述之濺鍍系統，其中該些濺鍍單元中每一濺鍍單元的靶材具有不同的一靶材長度，其中該靶材長度的方向垂直於該投影高度的方向。
  7. 如請求項1所述之濺鍍系統，其中該些濺鍍單元中每一濺鍍單元的靶材具有一靶材長度，該些靶材長度係分別根據該多段曲面中一對應段曲面的曲度來決定。
  8. 如請求項1所述之濺鍍系統，其中該濺鍍陣列中每一行濺鍍單元中的濺鍍單元中的該靶材係由相同材料所構成，但該濺鍍陣列中每二相鄰行濺鍍單元的該靶材係由不同材料所構成。
  9. 如請求項1所述之濺鍍系統，其中該些濺鍍單元中每一濺鍍單元的該靶材係為柱狀，且該些濺鍍單元係沿著平行該支撐板的水平方向作延伸排列。
  10. 如請求項1所述之濺鍍系統，其中該些濺鍍單元中每一濺鍍單元的該靶材係為柱狀，且該些濺鍍單元係垂直於該支撐板的水平方向作延伸排列。
  11. 如請求項1所述之濺鍍系統，其中該些濺鍍單元係為多個柱型濺鍍單元，該些濺鍍單元中每一濺鍍單元的該靶材係為柱狀，該些濺鍍單元的每一行濺鍍單元與相鄰行濺鍍單元於平行該支撐板的水平方向上錯開。
  12. 如請求項1所述之濺鍍系統，其中該些濺鍍單元中每一濺鍍單元的該靶材係為平面狀，且該些濺鍍單元的每一行濺鍍單元與相鄰行濺鍍單元在平行該支撐板的水平方向上對齊。
  13. 如請求項1所述之濺鍍系統，其中該些濺鍍單元中每一濺鍍單元的該靶材係為平面狀，每一行濺鍍單元與相鄰行濺鍍單元在平行該支撐板的水平方向上錯開。
  14. 如請求項1所述之濺鍍系統，其中該些濺鍍單元中每一濺鍍單元各自包含一遮板，設置於該些濺鍍單元中每一濺鍍單元之靶材與該些區段中一對應區段之間。
  15. 如請求項14所述之濺鍍系統，其中每一該些遮板包括可移動的多個子遮板，以讓該濺鍍陣列透過該些子遮板的水平移動來調整濺鍍率。
  16. 如請求項14所述之濺鍍系統，其中該遮板具有多個開口，該濺鍍陣列透過調整該遮板的該些開口的大小來調整濺鍍率。
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