磁控溅射装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及物理气相沉积技术领域，公开了一种磁控溅射装置及其方法，解决了靶材利用率低的问题。所述装置包括：控制模块；靶材承载部，配置为在其上承载靶材；磁体承载部，配置为在其上承载磁体；外框，配置为在其内设置磁体承载部和闭环轨道，其中磁体承载部沿闭环轨道往复运动，以及闭环轨道的平面与靶材平面垂直；多个感应传感器，分别设置在沿闭环轨道的多个预定位置，配置为当磁体承载部运动到任一预定位置时，将与该预定位置相对应的位置信号传送给控制模块；控制模块，配置为根据所接收的位置信号驱动磁体承载部和外框，使磁体承载部在距靶材所在平面预定距离的平面中按同一水平速率往复运动。本发明专利技术实施例适用于磁控溅射过程中。

【技术实现步骤摘要】
磁控溅射装置及其方法
本专利技术涉及物理气相沉积
，具体地涉及一种磁控溅射装置及其方法。
技术介绍
磁控溅射是物理气相沉积(PhysicalVaporDeposition，PVD)的一种。一般的溅射法可被用于制备金属、半导体、绝缘体等多材料，磁控溅射广泛地应用于集成电路、液晶显示器以及薄膜太阳能等领域。磁控溅射通过在靶材背板后方引入磁场，利用磁场来束缚带电粒子，增加靶材表面的等离子体的密度，提高靶材溅射的速率。带电荷的粒子(Ar+)在电场的作用下加速轰击靶材，溅射出大量的中性靶材原子(或分子)沉积在基片上成膜；产生的二次电子被磁场力束缚在靠近靶面的等离子体区域内，围绕靶面做运动。电子在运动过程中不断地与氩原子发生碰撞，电离出大量的氩离子轰击靶材，从而实现高速率沉积。但也正是磁场强弱分布的问题，导致靶材局部消耗相对过快，降低靶材的利用率。均匀的磁场可以由磁体的高速往复运动产生。当磁体运动到轨道的边缘位置时，需要停滞后再返回。当磁体停滞时，由于中心磁场弱，边缘磁场强，会在靶材两端留下“W”形的凹痕，如图1所示。随着靶材的消耗，靶材容易在“W”形凹痕的最低处被击穿，从而造成整个靶材使用寿命的结束，严重时会打到背板，导致产品报废，而在其他位置靶材未得到充分利用，靶材的利用率较低。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的靶材边缘消耗过快，其他区域的靶材不能充分利用，靶材利用率低的问题，提供一种磁控溅射装置及其方法，该装置延长了靶材的使用寿命。为了实现上述目的，本专利技术一方面提供一种磁控溅射装置，包括：控制模块，以及靶材承载部，配置为在其上承载靶材；磁体承载部，配置为在其上承载磁体；外框，配置为在其内设置所述磁体承载部和闭环轨道，其中所述磁体承载部沿所述闭环轨道往复运动，以及所述闭环轨道的平面与所述靶材平面垂直；多个感应传感器，分别设置在沿所述闭环轨道的多个预定位置，配置为当所述磁体承载部运动到任一预定位置时，将与该预定位置相对应的位置信号传送给所述控制模块；以及所述控制模块，配置为根据所接收的位置信号驱动所述磁体承载部和所述外框，使所述磁体承载部在距所述靶材所在平面预定距离的平面中按同一水平速率往复运动。进一步地，所述闭环轨道由两条平行等长的直线轨道与两个弧度相同的弧形轨道组成，其中所述弧形轨道的切线在所述闭环轨道外。进一步地，所述预定位置包括：两个弧形轨道与两个直线轨道的四个交接位置，以及两个弧形轨道的两个中点位置。进一步地，所述控制模块驱动所述外框在垂直方向上以所述磁体承载部的垂直速率往复运动，且所述外框在垂直方向上的运动方向与所述磁体承载部的运动方向相反。进一步地，所述装置还包括：第一伺服马达，配置为为所述磁体承载部的运动提供驱动力；第一连接件，与所述第一伺服马达和所述磁体承载部连接。进一步地，所述装置还包括：第二伺服马达，配置为为所述外框的运动提供驱动力；第二连接件，与所述第二伺服马达和所述外框连接。进一步地，所述弧形轨道为半圆形轨道。本专利技术第二方面提供一种磁控溅射方法，所述方法应用于上述所述的磁控溅射装置，所述方法包括：驱动所述磁体承载部和所述外框，使所述磁体承载部在距所述靶材所在平面预定距离的平面中按同一水平速率往复运动。进一步地，所述驱动所述磁体承载部和所述外框包括：驱动所述磁体承载部按同一水平速率沿所述闭环轨道往复运动；以及驱动所述外框在垂直方向上以所述磁体承载部的垂直速率往复运动，且所述外框在垂直方向上的运动方向与所述磁体承载部的运动方向相反。进一步地，所述方法还包括：当驱动所述磁体承载部由所述直线轨道运动到所述弧形轨道时，驱动所述磁体承载部沿所述弧形轨道加速运动；当驱动所述磁体承载部运动到所述弧形轨道的中点位置时，驱动所述磁体承载部沿所述弧形轨道减速运动；当驱动所述磁体承载部由所述弧形轨道运动到所述直线轨道时，驱动所述磁体承载部沿所述直线轨道匀速运动；其中，所述加速运动、减速运动和匀速运动时的水平速率均相同。进一步地，所述驱动所述外框在垂直方向上以所述磁体承载部的垂直速率往复运动包括：当驱动所述磁体承载部由所述直线轨道运动到所述弧形轨道时，驱动所述外框在垂直方向上以所述磁体承载部的垂直速率运动。通过上述技术方案，所述磁控溅射装置通过多个感应传感器对磁体的运动速度进行调整，驱动所述磁体承载部和所述外框，使所述磁体承载部在距所述靶材所在平面预定距离的平面中按同一水平速率往复运动，从而改善对靶材轰击的均匀性，解决了靶材边缘消耗过快，其他区域的靶材不能充分利用，靶材利用率低的问题，提高靶材的寿命。附图说明图1是现有技术中靶材边缘消耗不均匀形成的W形凹痕的示意图；图2是本专利技术一实施例提供的一种磁控溅射装置的结构示意图；图3是本专利技术一实施例提供的另一种磁控溅射装置的结构示意图；图4是本专利技术一实施例提供的一种磁控溅射方法的流程图；图5是本专利技术一实施例提供的一种磁控溅射装置的截面图。附图标记说明100磁体101磁体承载部102闭环轨道103第一连接件104第一伺服马达105第二连接件200外框201第二伺服马达202/203/204/205/206/207感应传感器300靶材301靶材承载部401控制模块具体实施方式以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。本实施例提供一种磁控溅射装置，如图2所示为本专利技术一实施例提供的一种磁控溅射装置的结构示意图，该磁控溅射装置包括：控制模块401，以及靶材承载部301，配置为在其上承载靶材300；磁体承载部101，配置为在其上承载磁体100；外框200，配置为在其内设置所述磁体承载部101和闭环轨道102，其中所述磁体承载部101沿所述闭环轨道102往复运动，以及所述闭环轨道102的平面与所述靶材300平面垂直；多个感应传感器202/203/204/205/206/207，分别设置在沿所述闭环轨道102的多个预定位置，配置为当所述磁体承载部101运动到任一预定位置时，将与该预定位置相对应的位置信号传送给所述控制模块401；以及所述控制模块401，配置为根据所接收的位置信号驱动所述磁体承载部101和所述外框200，使所述磁体承载部101在距所述靶材300所在平面预定距离的平面中按同一水平速率往复运动。所述磁控溅射装置通过多个感应传感器对磁体的运动速度进行调整，驱动所述磁体承载部和所述外框，使所述磁体承载部在距所述靶材所在平面预定距离的平面中按同一水平速率往复运动，从而改善对靶材轰击的均匀性，解决了靶材边缘消耗过快，其他区域的靶材不能充分利用，靶材利用率低的问题，提高靶材的寿命。其中，所述闭环轨道由两条平行等长的直线轨道与两个弧度相同的弧形轨道组成，其中所述弧形轨道的切线在所述闭环轨道外。所述弧形轨道的弧度不做限定，只要两边的弧线轨道的弧度相等即可，例如，两个弧形轨道可以为两个半圆。例如，所述闭环轨道可以为线性滑轨/导轨，或者是履带，此处并不做限定。其中，磁体100的长度与靶材300的长度相等。靶材承载部301和磁体承载部101可以实现磁体100与靶材300均平行于该磁控溅射装置的底座所在平面(例如地面)而平行设置，磁体100设置在靶材300的上方，磁体100沿闭环轨本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁控溅射装置，其特征在于，包括：控制模块，以及靶材承载部，配置为在其上承载靶材；磁体承载部，配置为在其上承载磁体；外框，配置为在其内设置所述磁体承载部和闭环轨道，其中所述磁体承载部沿所述闭环轨道往复运动，以及所述闭环轨道的平面与所述靶材平面垂直；多个感应传感器，分别设置在沿所述闭环轨道的多个预定位置，配置为当所述磁体承载部运动到任一预定位置时，将与该预定位置相对应的位置信号传送给所述控制模块；以及所述控制模块，配置为根据所接收的位置信号驱动所述磁体承载部和所述外框，使所述磁体承载部在距所述靶材所在平面预定距离的平面中按同一水平速率往复运动。

【技术特征摘要】
1.一种磁控溅射装置，其特征在于，包括：控制模块，以及靶材承载部，配置为在其上承载靶材；磁体承载部，配置为在其上承载磁体；外框，配置为在其内设置所述磁体承载部和闭环轨道，其中所述磁体承载部沿所述闭环轨道往复运动，以及所述闭环轨道的平面与所述靶材平面垂直；多个感应传感器，分别设置在沿所述闭环轨道的多个预定位置，配置为当所述磁体承载部运动到任一预定位置时，将与该预定位置相对应的位置信号传送给所述控制模块；以及所述控制模块，配置为根据所接收的位置信号驱动所述磁体承载部和所述外框，使所述磁体承载部在距所述靶材所在平面预定距离的平面中按同一水平速率往复运动。2.根据权利要求1所述的磁控溅射装置，其特征在于，所述闭环轨道由两条平行等长的直线轨道与两个弧度相同的弧形轨道组成，其中所述弧形轨道的切线在所述闭环轨道外。3.根据权利要求2所述的磁控溅射装置，其特征在于，所述预定位置包括：两个弧形轨道与两个直线轨道的四个交接位置，以及两个弧形轨道的两个中点位置。4.根据权利要求1所述的磁控溅射装置，其特征在于，所述控制模块驱动所述外框在垂直方向上以所述磁体承载部的垂直速率往复运动，且所述外框在垂直方向上的运动方向与所述磁体承载部的运动方向相反。5.根据权利要求1所述的磁控溅射装置，其特征在于，所述装置还包括：第一伺服马达，配置为为所述磁体承载部的运动提供驱动力；第一连接件，与所述第一伺服马达和所述磁体承载部连接。6.根据权利要求1所述的磁控溅射装置，其特征在于，所述装置还包括：第二伺服马达...

【专利技术属性】
技术研发人员：严清涛，刘海亮，陈宗维，王鹏涛，许非凡，
申请(专利权)人：东旭昆山显示材料有限公司，东旭集团有限公司，东旭科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32