TWM483280U - 真空鍍膜設備的旋轉靶材裝置 - Google Patents

Description

真空鍍膜設備的旋轉靶材裝置

本新型是有關於一種旋轉靶材裝置，特別是指一種真空鍍膜設備的旋轉靶材裝置。

現有的真空鍍膜設備包含濺鍍設備、蒸鍍設備等等，真空濺鍍設備之濺鍍原理是藉由電漿轟擊靶材，使靶材表面的原子、分子被撞擊出來，並沉積在待濺鍍物上而形成薄膜。為了提升電漿轟擊靶材之效果，目前有一種濺鍍設備為磁控式濺鍍設備，是在鄰近靶材的位置加裝一磁鐵，利用磁場與電場間之電磁效應所產生的電磁力，使電子進行螺旋式移動以提升移動路徑，如此可增加電子與氣體分子間的碰撞次數，提高氣體分子離子化的機會，從而提升電漿轟擊靶材效果與薄膜沉積速率。

參閱圖1，為一種已知磁控式濺鍍設備，包含二左右間隔的靶材單元1，每一靶材單元1包括一圓弧形的靶材11、一安裝於該靶材11上的冷卻水裝置12，以及一位於該靶材11圈界出的空間中的磁鐵13。該等靶材單元1設置於一待鍍膜的基板10上方。為了提高靶材11的利用率，該磁鐵13為可擺動之設計，藉此改變磁場作用範圍，使 該靶材11之朝向該基板10處的各部位都可受到電漿轟擊，從而提升靶材11之使用效率。

實際上，該基板10於鍍膜時為固定之靜止狀態，當該基板10完成第一道鍍膜之後，再藉由一圖未示的動力源驅動該基板10朝下游方向移動，再進行後續的鍍膜製程。此種設計是為了確保鍍膜膜厚均勻，但卻因為該基板10於鍍膜時靜止在原地而非連續移動，造成整體製程時間耗時、效率不佳。

因此，本新型之目的，即在提供一種能縮短製程時間、鍍膜效率佳且鍍膜膜厚均勻的真空鍍膜設備的旋轉靶材裝置。

於是，本新型真空鍍膜設備的旋轉靶材裝置，包含：一基板、一傳動單元，及數個鍍膜單元。該基板可被驅動而持續朝一製程方向移動，並包括一鍍膜面。該傳動單元位於該基板的一側並驅動該基板朝該製程方向移動。該數個鍍膜單元位於該基板的鍍膜面的一側，並沿該製程方向間隔排列，每一鍍膜單元包括一環形且可轉動的靶材，以及一鄰近該靶材且固定設置的磁鐵；任兩相鄰鍍膜單元的靶材的轉動方向相反，且該等鍍膜單元的靶材材料可在該基板持續朝該製程方向移動時沉積在該基板上。

本新型之功效：藉由任兩相鄰的靶材可持續反向轉動，再搭配該基板持續朝該製程方向移動並鍍膜，能提高靶材整體利用率、改善膜厚均勻性，並能縮短製程時 間，使鍍膜效率佳。

2‧‧‧真空腔體

20‧‧‧腔室

21‧‧‧腔壁

3‧‧‧抽氣幫浦

4‧‧‧基板

41‧‧‧鍍膜面

42‧‧‧背面

5‧‧‧傳動單元

51‧‧‧轉軸

6‧‧‧鍍膜單元

61‧‧‧靶材

610‧‧‧設置空間

611‧‧‧外周面

612‧‧‧內周面

62‧‧‧磁鐵

7‧‧‧遮蔽件

71‧‧‧遮蔽板

711‧‧‧基部

712‧‧‧直立部

713‧‧‧修正面

81‧‧‧第一方向

82‧‧‧第二方向

83‧‧‧製程方向

84‧‧‧軸向方向

本新型之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一種已知磁控式濺鍍設備的部分元件示意圖；圖2是本新型真空鍍膜設備的旋轉靶材裝置的一較佳實施例的示意圖；及圖3是該較佳實施例的數個鍍膜單元、一遮蔽件與一基板的俯視示意圖。

參閱圖2、3，本新型真空鍍膜設備的旋轉靶材裝置之一較佳實施例，包含：一真空腔體2、數個抽氣幫浦3、一可供鍍膜的基板4、一傳動單元5、數個鍍膜單元6，以及一遮蔽件7。

該真空腔體2包括一界定出一腔室20的腔壁21。該數個抽氣幫浦3安裝在該真空腔體2上，並用於對該腔室20抽真空，以使該腔室20維持在製程所須之真空度。本實施例的抽氣幫浦3例如渦輪分子幫浦(Turbomolecular Pump)。在實施上，抽氣幫浦3的數量至少一個即可。

該基板4位於該腔室20內，可被驅動而持續地朝一製程方向83移動，並包括相反的一鍍膜面41與一背面42。該基板4在實施上沒有特殊限制，可以為任何適合用於真空鍍膜之基板4。

該傳動單元5位於該腔室20內，且位於該基板4的一側，並包括數個沿該製程方向83間隔排列的轉軸51。該等轉軸51用於承載並帶動該基板4移動。該等轉軸51位於該基板4的背面42處，每一轉軸51可繞其自身中心軸線而朝一第一方向81轉動，從而驅動該基板4朝該製程方向83移動前進。

該等鍍膜單元6位於該腔室20內，且位於該基板4的鍍膜面41的一側，並沿該製程方向83間隔排列。具體而言，本實施例的該等鍍膜單元6間隔地位於該基板4上方，每一鍍膜單元6包括一可受驅動而在原地轉動的靶材61，以及一鄰近該靶材61且固定設置的磁鐵62。一般而言，靶材61與磁鐵62設置處，為真空濺鍍設備的陰極。

每一鍍膜單元6的靶材61沿一垂直於該製程方向83的軸向方向84延伸呈中空圓柱狀，並包括一呈環形的外周面611，以及一相反於該外周面611且界定出一設置空間610的內周面612。在本實施例中，任兩相鄰鍍膜單元6的靶材61轉動方向相反，令最左邊的靶材61為第一個靶材且最右邊的靶材為最後一個靶材時，第一、三、五個靶材61皆朝該第一方向81轉動，第二、四、六個靶材61皆朝一相反於該第一方向81的第二方向82轉動。而本實施例的每一鍍膜單元6的磁鐵62固定地位於該設置空間610。

該遮蔽件7設置在該腔室20內，並包括二分別 位於該等鍍膜單元6左右兩側的遮蔽板71。該等遮蔽板71分別鄰近最左側與最右側的鍍膜單元6，每一遮蔽板71具有一大致水平且沿該軸向方向84延伸的基部711，以及一自該基部711朝上延伸的直立部712。該基部711具有一朝向該等鍍膜單元6的修正面713，該修正面713沿該軸向方向84高低起伏，使該基部711之各部位的左右向寬度不同。

本新型鍍膜使用時，該傳動單元5可持續帶動該基板4朝該製程方向83移動輸送，該等鍍膜單元6的靶材61則持續轉動，且任兩相鄰靶材61的轉動方向相反。當用於轟擊靶材61之一轟擊氣體(通常為氬氣)通入該腔室20內之後，該轟擊氣體受到腔室20內電子的撞擊而可游離化，並且因為該等鍍膜單元6之磁鐵62設計，能提升電子移動路徑，以提升電子與轟擊氣體之碰撞次數與游離效果，從而提升電漿轟擊靶材61效果與薄膜沉積速率。再配合該等靶材61持續轉動，而且使該等靶材61之外周面611上的每個部位可輪流面向該基板4的鍍膜面41，而該轟擊氣體能轟擊每一靶材61表面上的各個部位，如此一來，使該靶材61表面各部位皆能利用到，能提升靶材61使用效率。最後，被轟擊的靶材61原子或分子可濺射附著於該基板4的鍍膜面41上，進而形成薄膜。

值得一提的是，由於本新型任兩相鄰靶材61的轉動方向相反，使基板4表面各部位受到靶材61材料附著時，能獲得材料沉積時的補償，以提升沉積薄膜的膜厚均 勻性。也正因為本新型具有鍍膜均勻性高之優點，因此該基板4於鍍膜製程中不需要停留在原地鍍膜，而是可以持續移動前進，使靶材61材料可在該基板4持續地朝該製程方向83移動時沉積在該基板4上，如此還是能達到膜厚均勻之要求。因此，本新型該基板4是在連續移動經過該等鍍膜單元6的情況下沉積薄膜，如此可縮短鍍膜時間。此外，由於受到該真空腔體2內的氣流與磁場等影響，該基板4沿該軸向方向84的各部位難免會有鍍膜膜厚不均勻之問題。而本實施例設置該遮蔽件7，可藉由其基部711各部位的寬度不同，配合該修正面713的遮擋與反射作用，限制靶材61材料被濺射出時的飛濺方向與濺鍍量，以補償該基板4於該軸向方向84上的膜厚，可以有效修正與調整膜厚均勻性。

綜上所述，藉由在鍍膜製程進行時，任兩相鄰的靶材61可持續反向轉動，再搭配該基板4持續朝該製程方向83移動並鍍膜，能提高靶材61整體利用率、改善膜厚均勻性，並能縮短製程時間，使鍍膜效率佳。

惟以上所述者，僅為本新型之較佳實施例而已，當不能以此限定本新型實施之範圍，即大凡依本新型申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本新型專利涵蓋之範圍內。

2‧‧‧真空腔體

20‧‧‧腔室

21‧‧‧腔壁

3‧‧‧抽氣幫浦

4‧‧‧基板

41‧‧‧鍍膜面

42‧‧‧背面

5‧‧‧傳動單元

51‧‧‧轉軸

6‧‧‧鍍膜單元

61‧‧‧靶材

610‧‧‧設置空間

611‧‧‧外周面

612‧‧‧內周面

62‧‧‧磁鐵

7‧‧‧遮蔽件

71‧‧‧遮蔽板

711‧‧‧基部

712‧‧‧直立部

713‧‧‧修正面

81‧‧‧第一方向

82‧‧‧第二方向

83‧‧‧製程方向

Claims (4)

1. 一種真空鍍膜設備的旋轉靶材裝置，包含：一基板，可被驅動而持續朝一製程方向移動，並包括一鍍膜面；一傳動單元，位於該基板的一側並驅動該基板朝該製程方向移動；及數個鍍膜單元，位於該基板的鍍膜面的一側，並沿該製程方向間隔排列，每一鍍膜單元包括一環形且可轉動的靶材，以及一鄰近該靶材且固定設置的磁鐵；任兩相鄰鍍膜單元的靶材的轉動方向相反，且該等鍍膜單元的靶材材料可在該基板持續朝該製程方向移動時沉積在該基板上。
2. 如請求項1所述的真空鍍膜設備的旋轉靶材裝置，其中，每一鍍膜單元的靶材包括一外周面，以及一相反於該外周面且界定出一設置空間的內周面，該磁鐵固定地位於該設置空間。
3. 如請求項1或2所述的真空鍍膜設備的旋轉靶材裝置，還包含一界定出一腔室的真空腔體，以及一安裝在該真空腔體上並用於對該腔室抽真空的抽氣幫浦；該基板、該傳動單元與該等鍍膜單元位於該腔室內。
4. 如請求項3所述的真空鍍膜設備的旋轉靶材裝置，其中，每一鍍膜單元的靶材沿一垂直於該製程方向的軸向方向延伸；該真空鍍膜設備的旋轉靶材裝置還包含一設置在該腔室內的遮蔽件，該遮蔽件包括二分別位於該等鍍 膜單元的左右兩側的遮蔽板，每一遮蔽板具有一朝向該等鍍膜單元且沿該軸向方向高低起伏的修正面。