溅射沉积源、溅射装置及其操作方法制造方法及图纸

提供用于溅射沉积的沉积源(100、300、400、500)。所述沉积源包括用于提供要沉积的靶材料的阴极(110)、可移动磁体组件(120)和阳极组件(130)，所述阳极组件(130)能根据磁体组件(120)移动。

Sputtering source, sputtering device and its operation method

The source of deposition (100, 300, 400, 500) for sputtering deposition is provided. The deposition source includes a cathode (110) for providing the target material to be deposited, a movable magnet assembly (120) and an anode assembly (130), and the anode assembly (130) can move according to the magnet assembly (120).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】溅射沉积源、溅射装置及其操作方法
本专利技术的实施方式涉及用于溅射沉积的沉积源、溅射装置和其操作方法。实施方式尤其涉及用于利用可旋转阴极进行磁控溅射的溅射沉积源、用于在真空腔室中溅射沉积的溅射装置、和操作具有可旋转阴极和可移动磁体组件的溅射沉积源的方法。
技术介绍
PVD处理，尤其溅射处理，在一些
，例如显示器制造中获得越来越大的关注。好的沉积速率可以通过各种溅射技术与充足的层特性一起获得。溅射，尤其磁控溅射，是用于以金属或非金属层涂覆诸如玻璃或塑料基板之类的基板的技术。因此，涂覆材料流通过使用等离子体溅射靶而生成。由于与来自等离子体的高能粒子碰撞，材料从靶表面释放。可控制等离子体参数，比如压力、功率、气体、磁场等。从靶释放的材料从靶行进到要涂覆的一或多个基板并且黏附在上面。根据规格需要，能够溅射包括金属、半导体和介电材料的多种材料。磁控溅射已经在包括显示器制造、半导体处理、光学涂层、食品包装、磁记录和保护性耐磨涂层的各种应用中被接受。溅射装置可包括用于供应电能的电源、用于将该能量存储在气体中以用于点燃和维持等离子体的功率输送组件、和包括用于通过等离子体溅射提供涂覆材料的靶的至少一个阴极。通常，溅射可进行为磁控溅射，其中磁体组件用以限制等离子体和用以控制等离子体离子的运动以用于改良溅射条件。也可利用等离子体约束来调整要沉积在基板上的材料的分布。需要控制等离子体分布、等离子体特性和其他沉积参数以在基板上获得所要的层沉积。具有所需层性质的均匀层可能是需要的，尤其对于大面积沉积而言，例如对于在大面积基板上制造显示器而言。均匀性和处理稳定性可能在静态沉积工艺中尤其难以获得，其中基板不连续地移动穿过沉积区域。因此，考虑对大规模制造光电子器件和其他器件具有日益增长的需求，需要进一步改进处理均匀性和稳定性。
技术实现思路
综上所述，根据独立权利要求，提供用于溅射沉积的沉积源、用于在真空腔室中溅射沉积的装置和操作沉积源的方法。本专利技术的其它方面、优点和特征在从属权利要求、说明书和附图中是显而易见的。根据本文描述的实施方式，提供用于溅射沉积的溅射沉积源。沉积源包括用于提供要沉积的靶材料的至少一个阴极；可移动磁体组件；和至少一个阳极组件，所述至少一个阳极组件能根据所述磁体组件移动。在实施方式中，阳极组件能关于磁体组件同步地移动并且/或者能移动并同时维持关于磁铁组件的预定空间关系。根据另一方面，提供用于在真空腔室中溅射沉积的磁控溅射装置。所述装置包括用于在真空腔室中溅射沉积的溅射沉积源；和真空腔室。溅射沉积源包括用于提供要沉积的靶材料的至少一个阴极；可移动磁体组件；和至少一个阳极组件，所述至少一个阳极组件能根据所述磁体组件移动。在一些实施方式中，阴极、磁体组件和阳极组件放置在真空腔室内部。另外，装置可包括用于移动磁体组件的磁体驱动单元和/或用于移动阳极组件的阳极组件驱动单元，所述磁体驱动单元和阳极组件驱动单元放置在真空腔室外部。实施方式也涉及用于操作用于溅射沉积的沉积源的方法。所述方法包括根据磁体组件并且尤其相对于阴极或相对于提供要溅射的靶材料的阴极的轴移动阳极组件。具体来说，阳极组件与磁体组件之间的距离可在移动过程中保持恒定。实施方式还涉及一种用于执行所公开的方法的装置，所述装置包括用于执行个别方法动作的装置部分。此方法可通过硬件部件、由适当软件编程的计算机、这两者的任何组合或以任何其他方式执行。另外，根据本专利技术的实施方式还涉及操作所述装置的方法。可与本文描述的实施方式组合的其他优点、特征、方面和细节从从属权利要求、说明书和附图中显而易见。附图说明为了能够详细理解本专利技术的上述特征，可通过参考实施方式获得上文所简要概述的本专利技术的更特定的描述。附图涉及本专利技术的实施方式并描述于下；图1示出根据本文描述的实施方式的用于溅射沉积的沉积源的示意截面图；图2为根据本文描述的实施方式图示用于溅射沉积的沉积源的一般构思的示意图；图3a示出根据本文描述的实施方式的在第一操作位置中的用于溅射沉积的沉积源的示意截面图；图3b示出在第二操作位置中的图3a的沉积源的示意截面图；图4为示出用于溅射沉积的若干沉积源的比较示例，以说明第一等离子体分布；图5为根据本文描述的实施方式的用于溅射沉积的沉积源的示意截面图，以说明第二等离子体分布；图6示出根据本文描述的实施方式的用于溅射沉积的沉积源的示意侧视图；图7示出根据本文描述的实施方式的用于溅射沉积的沉积源的示意截面图；图8示出根据本文描述的实施方式的溅射装置的示意截面图；以及图9示出根据本文描述的实施方式的操作用于溅射沉积的沉积源的方法的流程图。具体实施方式现在将详细参考本专利技术的各种实施方式，其中的一个或多个示例在附图中示出。在附图的下列描述中，相同的参考数字指示相同的部件。一般而言，仅描述了相对于各个实施方式的差异。每个示例以解释本专利技术的方式提供且并不意指为本专利技术的限制。此外，示出或描述为一个实施方式的一部分的特征能在其它实施方式中使用或与其他实施方式一起使用以产生又一实施方式。意欲使描述包括这样的修改和变化。在本公开内容中，“沉积源”可理解为用于溅射沉积的沉积源，所述沉积源包括用于提供要沉积在基板上的靶材料的阴极。阴极可包括由要沉积的材料制成的靶。例如，靶可由从以下各者组成的组中选择的至少一种材料制成或包括这种材料：铝、硅、钽、钼、铌、钛、铟、镓、锌、锡、银和铜。特别地，靶材料可从由铟、镓和锌组成的组中选择。通常，另一方面，阳极组件不提供有要沉积的靶材料。溅射可以使用具有不同的电、磁和力学配置的多种装置而完成。一些配置包括电源，所述电源经由功率输送组件连接至阴极以用于使用电流激励阴极。因此，电场可提供至位于阴极和带相反电荷的阳极组件之间的气体，使得气体被电离且在阴极和阳极之间的区域中维持等离子体。通常，阴极可适于被提供负电压，而阳极组件可适于被提供正电压。电源可适于提供直流(DC)或交流(AC)以用于产生等离子体。施加至气体的AC电磁场经常提供大于DC电磁场的等离子体速率。在射频(RF)溅射装置中，通过应用RF电场来点燃和维持等离子体。因此，也可以溅射非导电材料。如本文使用，“磁控溅射”指使用磁体组件或“磁控管”，即能够生成磁场的单元执行的溅射。磁体组件可设置为磁轭。通常，磁体组件由一或多个永磁体组成。永磁体可布置在阴极靶的第一面上，阳极组件和要电离的气体布置在靶的另一面上。施加电场和磁场两者至气体可由于电子沿螺旋路径移动而导致增加电离速度，并且可另外帮助控制等离子体离子的运动。根据典型实施方式，磁控溅射可进行为DC溅射、MF溅射、RF溅射或脉冲溅射。如本文描述，一些沉积工艺可有利地应用DC溅射，尤其使用带负电的阴极和带正电的阳极组件。然而，也可应用其他溅射方法。沉积源可具备静态阴极，比如平板阴极，例如平面阴极，或具有可移动的阴极，例如诸如旋转圆柱形阴极之类的可旋转阴极。例如，阴极可以是具有可旋转圆柱形靶的可旋转阴极。图1在示意图中示出根据本文描述的实施方式的用于溅射沉积的沉积源100的截面图。沉积源100包括：用于提供要沉积的靶材料的阴极110；可移动磁体组件120；和阳极组件130，所述阳极组件130能根据磁体组件120移动。换句话说，阳极组件130被配置成能遵循磁体组件120的运动而移本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于溅射沉积的沉积源(100、300、400、500)，包括：至少一个阴极(110)，用于提供要沉积的靶材料；可移动磁体组件(120)；以及至少一个阳极组件(130)，所述至少一个阳极组件能根据所述磁体组件(120)移动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于溅射沉积的沉积源(100、300、400、500)，包括：至少一个阴极(110)，用于提供要沉积的靶材料；可移动磁体组件(120)；以及至少一个阳极组件(130)，所述至少一个阳极组件能根据所述磁体组件(120)移动。2.如权利要求1所述的沉积源，其中所述磁体组件(120)和所述阳极组件(130)相对于所述阴极(110)，尤其相对于所述阴极(110)的轴是可移动的。3.如权利要求1或权利要求2所述的沉积源，其中所述磁体组件能沿第一轨道移动并且所述阳极组件能沿第二轨道移动，其中所述第一轨道具有第一对转向点并且所述第二轨道具有第二对转向点，其中所述第一对转向点和所述第二对转向点的对应转向点之间的最小距离与最大距离之间的比率大于0.7，尤其大于0.95，以及更尤其是1。4.如权利要求1至权利要求3的任一项所述的沉积源，其中所述磁体组件能沿第一轨道移动并且所述阳极组件能沿第二轨道移动，使得在移动过程中所述磁体组件(120)和所述阳极组件(130)之间的最短距离与最长距离之间的比率大于0.7，尤其大于0.95以及更尤其是1。5.如权利要求3或权利要求4所述的沉积源，其中所述第一轨道在所述阴极(110)内部具有圆弧形状，并且/或者所述第二轨道在所述阴极(110)外部具有圆弧形状。6.如权利要求1至权利要求5的任一项所述的沉积源，其中所述阴极(110)至少部分地设置为空心圆柱，所述磁体组件(120)布置在所述空心圆柱内。7.如权利要求1至权利要求6的任一项所述的沉积源，其中所述磁体组件(120)和所述阳极组件(130)能围绕枢轴，尤其围绕共用枢轴(A)枢转。8.如权利要求7所述的沉积源，其中所述阴极(110)能独立于所述磁体组件(120)和所述阳极组件(130)的枢轴运动旋转。9.如权利要求1至权利要求8的任一项所述的沉积源，包括用于移动所述磁体组件(120)的磁体组件驱动单元(422)和/或用于移动所述阳极(130)组件的阳极组件驱动单元(432)。10.如权利要求9所述的沉积源，其中所述阴极(110)具有第一轴端(412)和与所述第一轴端相对的第二轴端(414)，所述阳极组...

【专利技术属性】
技术研发人员：德烈亚斯·勒普，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国,US