一種靶材濺射裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及濺射技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種靶材濺射裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]磁控濺射技術(shù)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于半導(dǎo)體行業(yè)、平板顯示行業(yè)等。傳統(tǒng)的磁控濺射源的磁場(chǎng)一般是安裝于與靶材基板相對(duì)固定的位置處，如圖1所示，由中心的柱形磁鐵和周圍的磁極相反的一套環(huán)形磁鐵構(gòu)成，產(chǎn)生封閉磁路，并與基板表面電場(chǎng)產(chǎn)生正交場(chǎng)，使電子圍繞磁場(chǎng)做拉莫回旋運(yùn)動(dòng)，回旋運(yùn)動(dòng)的存在增大了電子在兩極之間的運(yùn)動(dòng)路徑，提高了電子的碰撞幾率，從而低壓起輝變?yōu)榭赡?；而碰撞幾率的增加使得等離子體（Plasma)中氣體分子的電離程度增加，有利于提高靶材的利用率，參見(jiàn)圖1中，001為環(huán)形磁鐵組成的磁極，002為環(huán)形磁鐵的磁力線，003為在磁力線的作用下做拉莫回旋運(yùn)動(dòng)的電子，004為位于環(huán)形磁鐵上的靶材，005為通過(guò)磁力線的作用完成的刻蝕區(qū)域。
[0003]然而這種磁場(chǎng)分布結(jié)構(gòu)的磁場(chǎng)均勻區(qū)域范圍較小，導(dǎo)致靶材刻蝕區(qū)域集中。如圖1所示，會(huì)在靶材表面形成跑道形凹槽，使靶材利用率低下，一般大世代面板產(chǎn)線所用的平面靶材磁控濺射裝置的靶材利用率不到40%，造成靶材浪費(fèi)，而且靶材更換頻繁，導(dǎo)致設(shè)備稼動(dòng)率下降。一般可用改變磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)，使磁鐵相對(duì)于靶材運(yùn)動(dòng)等方法改善這種問(wèn)題，但大多數(shù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使設(shè)備可靠性下降，且大世代線設(shè)備實(shí)施起來(lái)更加困難。
[0004]綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中的靶材濺射裝置的磁場(chǎng)分布不均勻，使得靶材的利用率較低。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種靶材濺射裝置，用以提高靶材濺射裝置的磁場(chǎng)分布均勻度，從而提高靶材的利用率。
[0006]本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種靶材濺射裝置，該裝置包括：背板和位于所述背板下面均勻分布的多個(gè)相互絕緣的電磁線圈單元；
[0007]在預(yù)設(shè)周期內(nèi)，多個(gè)所述電磁線圈單元產(chǎn)生與所述背板做相對(duì)運(yùn)動(dòng)的磁場(chǎng)，所述磁場(chǎng)正交于所述背板且密度相同。
[0008]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的靶材濺射裝置中包括背板，以及位于該背板下面均勻分布的多個(gè)相互絕緣的電磁線圈單元，當(dāng)通過(guò)加載交流電給多個(gè)電磁線圈單元后，所述多個(gè)電磁線圈單元產(chǎn)生磁場(chǎng)，且在預(yù)設(shè)周期內(nèi)，多個(gè)所述電磁線圈單元產(chǎn)生與所述背板做相對(duì)運(yùn)動(dòng)的磁場(chǎng)，所述磁場(chǎng)正交于所述背板且密度相同。因此預(yù)設(shè)周期內(nèi)的每一時(shí)刻產(chǎn)生正交于所述背板的磁場(chǎng)，且使得預(yù)設(shè)周期內(nèi)，通過(guò)不同時(shí)刻每一電磁線圈單元產(chǎn)生不同的磁場(chǎng)，使得所述磁場(chǎng)相對(duì)于背板做相對(duì)運(yùn)動(dòng)，且因?yàn)榇艌?chǎng)的密度相同以及電磁線圈單元的均勻分布，使得磁場(chǎng)均勻分布于背板，從而提高了靶材濺射裝置的磁場(chǎng)分布均勻度，進(jìn)而可以提高靶材的利用率。
[0009]較佳地，在預(yù)設(shè)周期內(nèi)，多個(gè)所述電磁線圈單元產(chǎn)生的磁場(chǎng)相對(duì)于所述背板做往返運(yùn)動(dòng)。
[0010]通過(guò)所述電磁線圈單元產(chǎn)生的磁場(chǎng)相對(duì)于背板做往返運(yùn)動(dòng)，使得磁場(chǎng)覆蓋整個(gè)背板，且磁場(chǎng)的分布更加均勻，從而提高靶材的利用率。
[0011]較佳地，在預(yù)設(shè)周期內(nèi)的每個(gè)時(shí)刻僅對(duì)每間隔固定個(gè)數(shù)的所述電磁線圈單元加載預(yù)設(shè)交流電，且兩相鄰時(shí)刻加載所述預(yù)設(shè)交流電的所述電磁線圈單元各不相同。
[0012]較佳地，在同一時(shí)刻加載到相鄰兩個(gè)每間隔固定個(gè)數(shù)的電磁線圈單元的預(yù)設(shè)交流電的方向相同或相反，且所述預(yù)設(shè)交流電的有效值相同。
[0013]較佳地，所述電磁線圈單元包括鐵芯，以及纏繞所述鐵芯的線圈，且各所述電磁線圈單元中包括的線圈個(gè)數(shù)相同。
[0014]通過(guò)將每一電磁線圈單元制作成相同的，從而使得每一電磁線圈單元產(chǎn)生的磁場(chǎng)密度相同。
[0015]較佳地，所述電磁線圈單元中的線圈為矩形，且矩形的長(zhǎng)邊與所述背板相互平行，與所述背板的長(zhǎng)邊相互垂直。
[0016]通過(guò)將矩形線圈中的長(zhǎng)邊與背板的長(zhǎng)邊垂直，從而使得電磁線圈單元產(chǎn)生的磁場(chǎng)能大部分分布于背板上面，從而提高磁場(chǎng)的強(qiáng)度。
[0017]較佳地，所述矩形的短邊為50-500mm。
[0018]較佳地，相鄰的兩個(gè)所述電磁線圈單元之間的間隙為5-50_。
[0019]通過(guò)將相鄰的電磁線圈單元之間設(shè)置有間隙，從而防止相鄰電磁線圈單元之間產(chǎn)生干擾。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為現(xiàn)有技術(shù)提供的一種靶材濺射裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2(a)為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種靶材濺射裝置的截面示意圖；
[0022]圖2(b)為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種靶材濺射裝置的左視圖；
[0023]圖2(c)為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種靶材濺射裝置的仰視圖；
[0024]圖3(a)為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種靶材濺射裝置中磁場(chǎng)分布的示意圖之，
[0025]圖3(b)為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種靶材濺射裝置中磁場(chǎng)分布的示意圖之-* *
[0026]圖3(c)為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種靶材濺射裝置中磁場(chǎng)分布的示意圖之—* ?
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[0027]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種靶材濺射裝置中磁場(chǎng)分布的示意圖之四；
[0028]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種靶材濺射裝置中磁場(chǎng)分布的示意圖之五；
[0029]圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種靶材濺射裝置中磁場(chǎng)分布的示意圖之六；
[0030]圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種靶材濺射裝置中磁場(chǎng)分布的示意圖之七；
[0031]圖8為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種靶材濺射裝置中磁場(chǎng)分布的示意圖之八；
[0032]圖9為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種靶材濺射裝置中電磁線圈單元之間間隙的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0034]本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種靶材濺射裝置，用以增大靶材濺射裝置的磁場(chǎng)分布均勻度，從而提高靶材的利用率。
[0035]實(shí)施例1
[0036]參見(jiàn)圖2(a)，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種靶材濺射裝置，包括：背板11和位于背板11下面均勻分布的多個(gè)相互絕緣的電磁線圈單元12 ；
[0037]在預(yù)設(shè)周期內(nèi)，多個(gè)電磁線圈單元12產(chǎn)生與背板11做相對(duì)運(yùn)動(dòng)的磁場(chǎng)14，磁場(chǎng)14正交于背板11且密度相同（圖2(a)為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的靶材濺射裝置的正視圖，且磁場(chǎng)的分布只是一個(gè)時(shí)刻的示意圖，且磁場(chǎng)的方向也僅是一個(gè)例子，不僅限于圖中的方向）。
[0038]需要說(shuō)明的是，磁場(chǎng)與背板做相對(duì)運(yùn)動(dòng)，包括預(yù)設(shè)周期內(nèi)，產(chǎn)生的磁場(chǎng)相對(duì)于背板從左向右運(yùn)動(dòng)，也可以相對(duì)于背板從右向左運(yùn)動(dòng)，還可以相對(duì)于背板先從左向右運(yùn)動(dòng)，然后從右向左運(yùn)動(dòng)，或者先從右向左運(yùn)動(dòng)，然后從左向右運(yùn)動(dòng)。且多個(gè)電磁線圈單元產(chǎn)生的磁場(chǎng)，可以為每個(gè)電磁線圈單元依次產(chǎn)生磁場(chǎng)，使得多個(gè)電磁線圈單元產(chǎn)生的磁場(chǎng)做相對(duì)于背板的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，也可以為兩個(gè)電磁線圈單元通過(guò)加載不同的交流電產(chǎn)生固定方向的磁場(chǎng)，從而使得每?jī)蓚€(gè)電磁線圈單元產(chǎn)生的磁場(chǎng)相對(duì)于背板做相對(duì)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)然，做相對(duì)運(yùn)動(dòng)的磁場(chǎng)，包括整個(gè)背板上分布的磁場(chǎng)始終繞著一個(gè)方向做相對(duì)運(yùn)動(dòng)，且從背板的左邊運(yùn)動(dòng)到背板的右邊，也包括將連續(xù)排列的電磁線圈單元分為多組，從而使得每一組或者相鄰兩組產(chǎn)生的磁場(chǎng)在預(yù)設(shè)周期內(nèi)相對(duì)于背板運(yùn)動(dòng)。
[0039]其中，預(yù)設(shè)周期為根據(jù)靶材濺射裝置在實(shí)際應(yīng)用中根據(jù)靶材的大小等情況自行設(shè)定，用以有利于磁場(chǎng)均勾分布于背板上。
[0040]為了更加清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例提供的濺射靶材裝置，圖2(a)為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的截面圖，圖2(b)為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的左視圖，其中圖2(b)中的電磁線圈單元為中心具有鐵芯。
[0041]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的靶材濺射裝置中包括背板，以及位于該背板下面均勻分布的多個(gè)相互絕緣的電磁線圈單元，當(dāng)通過(guò)加載交流電給多個(gè)電磁線圈單元后，所述多個(gè)電磁線圈單元產(chǎn)生磁場(chǎng)，且在預(yù)設(shè)周期內(nèi)，多個(gè)所述電磁線圈單元產(chǎn)生與所述背板做相對(duì)運(yùn)動(dòng)的磁場(chǎng)，所述磁場(chǎng)正交于所述背板且密度相同。因此預(yù)設(shè)周期內(nèi)的每一時(shí)刻產(chǎn)生正交于所述背板的磁場(chǎng)，且使得預(yù)設(shè)周期內(nèi)，通過(guò)不同時(shí)刻每一電磁線圈單元產(chǎn)生不同的磁場(chǎng)，使得所述磁場(chǎng)相對(duì)于背板做相對(duì)運(yùn)動(dòng)，且因?yàn)榇艌?chǎng)的密度相同以及電磁線圈單元的均勻分布，使得磁場(chǎng)均勻分布于背板，從而提高了靶材濺射裝置的磁場(chǎng)分布均勻度，進(jìn)而可以提高靶材的利用率。
[0042]其中，在預(yù)設(shè)周期內(nèi)，多個(gè)電磁線圈單元產(chǎn)生的磁場(chǎng)相對(duì)于背板做往返運(yùn)動(dòng)。
[0043]需要說(shuō)明的是，在預(yù)設(shè)周期內(nèi)，多個(gè)電磁線圈單元產(chǎn)生正交于背板的磁場(chǎng)，且使得磁場(chǎng)相對(duì)于背板做往返運(yùn)動(dòng)，其中，往返運(yùn)動(dòng)可以先從左向右運(yùn)動(dòng)，然后從右向左運(yùn)動(dòng)，也可以先從右向左運(yùn)動(dòng)，然后從左向右運(yùn)動(dòng)，本實(shí)用新型實(shí)施例不做具體限定。其中，多個(gè)電磁線圈單元產(chǎn)生的磁場(chǎng)，可以為每個(gè)電磁線圈單元依次產(chǎn)生磁場(chǎng)，使得多個(gè)電磁線圈單元產(chǎn)生的磁場(chǎng)做相對(duì)于背板的往返運(yùn)動(dòng)，也可以為兩個(gè)電磁線圈單元通過(guò)加載不同的交流電產(chǎn)生固定方向的磁場(chǎng)，從而使得每?jī)蓚€(gè)電磁線圈單元產(chǎn)生的磁場(chǎng)相對(duì)于背板做相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
[0044]為更加清楚地了解磁場(chǎng)相對(duì)于背板做往返運(yùn)動(dòng)，下面通過(guò)簡(jiǎn)易的示意圖進(jìn)行描述。需要說(shuō)明的是，為了體現(xiàn)出電磁線圈單元中包括多個(gè)矩形線圈，所以描述磁場(chǎng)分布時(shí)的電磁線圈單元均用曲線代替，與圖1和圖2 (a)、2 (b)、2 (c)中電磁線圈單元為矩形是相同的。
[0045]參見(jiàn)圖3(a)、3(b)、3(c)所示，首先圖3(a)中磁場(chǎng)14相對(duì)于背板間隔分布，圖3(b)中磁場(chǎng)14分布情況相對(duì)于圖3(a)中磁場(chǎng)14向右運(yùn)動(dòng)，圖3(c)中磁場(chǎng)14分布情況相對(duì)于圖3(b)中磁場(chǎng)14向左運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)磁場(chǎng)相對(duì)于背板做往返運(yùn)動(dòng)。當(dāng)然不僅限于圖3 (a) ,3(b) ,3(c)所示的磁場(chǎng)。只要實(shí)現(xiàn)磁場(chǎng)相對(duì)于背板做往返運(yùn)動(dòng)或者相對(duì)運(yùn)動(dòng)均屬于本實(shí)用新型實(shí)施例的保護(hù)范圍。
[0046]通過(guò)多個(gè)電磁線圈單元產(chǎn)生的磁場(chǎng)在預(yù)設(shè)周期內(nèi)相對(duì)于背板做往返運(yùn)動(dòng)，使得磁場(chǎng)覆蓋整個(gè)背板，且磁場(chǎng)的分布更加均勻，從而提高靶材的利用率。
[0047]其中，在預(yù)設(shè)周期內(nèi)的每個(gè)時(shí)刻僅對(duì)每間隔固定個(gè)數(shù)的電磁線圈單元加載預(yù)設(shè)交流電，且兩相鄰時(shí)刻加載預(yù)設(shè)交流電的電磁線圈單元各不相同。
[0048]需要說(shuō)明的是，本實(shí)用新型中間隔固定個(gè)數(shù)的個(gè)數(shù)不做具體限定，可以將間隔個(gè)數(shù)設(shè)定為5個(gè)或者10等等。預(yù)設(shè)交流電可以為正弦交流電或者其他交流電。需要說(shuō)明的是，當(dāng)相鄰固定個(gè)數(shù)的兩個(gè)電磁線圈單元加載的預(yù)設(shè)交流電