一种磁控溅射装置及其磁场分布调节方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种磁控溅射装置及其磁场分布调节方法，涉及磁控溅射领域，可有效改善平面靶材斑纹不良、提高靶材利用率和成膜均匀性。该磁控溅射装置包括：溅射腔室和设置在所述溅射腔室内的平面靶材；设置在所述平面靶材远离被溅射一侧的至少三组电磁线圈，每组所述电磁线圈的一端朝向所述平面靶材、另一端远离所述平面靶材；驱动单元，配置成控制每组所述电磁线圈的开关和磁性方向；与每组所述电磁线圈一一对应的连接线，配置成电性连接每组所述电磁线圈与所述驱动单元。

A magnetron sputtering device and its adjustment method of magnetic field distribution

The invention provides a magnetron sputtering device and its magnetic field distribution regulation method, which relates to the field of magnetron sputtering, which can effectively improve the poor marking of plane targets, improve the utilization ratio of target materials and film uniformity. The magnetron sputtering device includes a sputtering chamber and a set of planar targets in the sputtering chamber; arranged on the plane away from the side of the target sputtering at least three groups of electromagnetic coils, each end of the electromagnetic coil toward the target plane and the other end away from the plane target; drive unit configured the control group of said electromagnetic coils and magnetic switch direction; connection lines corresponding to each of said electromagnetic coils, configured to be electrically connected with the electromagnetic coil and the drive unit.

【技术实现步骤摘要】
一种磁控溅射装置及其磁场分布调节方法
本专利技术涉及磁控溅射领域，尤其涉及一种磁控溅射装置及其磁场分布调节方法。
技术介绍
大尺寸显示面板中的膜层通常采用磁控溅射镀膜工艺制备，通过对平面靶材进行磁控溅射，以形成大面积的金属或金属氧化物薄膜。平面靶材使用的磁铁通常为永磁体，设备经过长久的使用后，由于永磁铁在平面靶材表面产生的磁场位置相对固定，使得靶材表面受磁场作用的局部区域被长期集中溅射，靶材表面出现凹凸不平，即出现TargetMura(靶材斑或纹样)高发不良，对溅射成膜的均一性和稳定性产生不利影响，降低产品良率。并且，随着显示面板尺寸的不断增大，平面靶材的面积相应地也随之增大，靶材表面由于局部区域被长期集中溅射而导致的利用率较低问题更为严重。现有技术中采用移动靶材和/或磁铁位置的方式可以在一定程度上降低平面靶材斑纹不良、提高成膜均匀性，但改进效果很有限。
技术实现思路
鉴于此，为解决现有技术的问题，本专利技术的实施例提供一种磁控溅射装置及其磁场分布调节方法，可有效改善平面靶材斑纹不良、提高靶材利用率成膜均匀性。为达到上述目的，本专利技术的实施例采用如下技术方案：本专利技术实施例提供了一种磁控溅射装置，所述磁控溅射装置包括：溅射腔室和设置在所述溅射腔室内的平面靶材；所述磁控溅射装置还包括：设置在所述平面靶材远离被溅射一侧的至少三组电磁线圈，每组所述电磁线圈的一端朝向所述平面靶材、另一端远离所述平面靶材；驱动单元，配置成控制每组所述电磁线圈的开关和磁性方向；与每组所述电磁线圈一一对应的连接线，配置成电性连接每组所述电磁线圈与所述驱动单元。可选的，所述电磁线圈呈矩阵排布。优选的，所述磁控溅射装置包括多个呈条状的所述平面靶材，一个呈条状的所述平面靶材对应于一列或一行所述电磁线圈。优选的，所述磁控溅射装置包括多个呈条状的所述平面靶材，一个呈条状的所述平面靶材对应于相邻两列或两行所述电磁线圈。可选的，所述磁控溅射装置还包括：设置在所述平面靶材远离被溅射一侧的第一电极；设置在所述第一电极远离所述平面靶材一侧表面的多个框架，一个所述框架配置成固定一组所述电磁线圈。优选的，所述磁控溅射装置还包括：与所述第一电极面对面设置的第二电极；设置在所述第二电极朝向所述第一电极一侧的衬底基板。可选的，所述平面靶材为平面阴极靶；所述磁控溅射装置还包括：设置在所述平面阴极靶远离被溅射一侧表面的多个框架，一个所述框架配置成固定一组所述电磁线圈。优选的，所述磁控溅射装置还包括：与所述平面阴极靶面对面设置的阳极；设置在所述阳极朝向所述第一电极一侧的衬底基板。可选的，所述驱动单元为驱动IC。本专利技术实施例还提供了一种上述磁控溅射装置的磁场分布调节方法，所述磁场分布调节方法包括：通过所述驱动单元控制所述电磁线圈的开关和磁性方向，以调节所述平面靶材表面的磁场分布情况。基于此，通过本专利技术实施例提供的上述磁控溅射装置，通过合理地设置位于平面靶材远离被溅射一侧的电磁线圈的排布情况，并通过驱动单元对排布的电磁线圈的开关以及NS极性进行控制，从而控制离子流对靶材的轰击区域，从而有效改善平面靶材斑纹不良、提高靶材利用率和成膜均匀性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种磁控溅射装置的局部结构示意图一；图2为本专利技术实施例提供的一种磁控溅射装置中电磁线圈的排布示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种磁控溅射装置中电磁线圈与平面靶材的具体设置方式一；图4为本专利技术实施例提供的一种磁控溅射装置中电磁线圈与平面靶材的具体设置方式二；图5为本专利技术实施例提供的一种磁控溅射装置中电磁线圈与平面靶材的具体设置方式三；图6为本专利技术实施例提供的一种磁控溅射装置的局部结构示意图二；图7为本专利技术实施例提供的一种磁控溅射装置的局部结构示意图三。附图标记：10-溅射腔室；20-平面靶材；30-电磁线圈；40-驱动单元；50-连接线；60-第一电极；70-框架；a-磁感应线；b-气体电离离子。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要指出的是，除非另有定义，本专利技术实施例中所使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本专利技术所属领域的普通技术人员共同理解的相同含义。还应当理解，诸如在通常字典里定义的那些术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。例如，本专利技术专利申请说明书以及权利要求书中所使用的术语“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，仅是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“上/上方”、“下/下方”、“行/行方向”以及“列/列方向”等指示的方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于说明本专利技术的技术方案的简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。例如在某些情况下，涉及“行方向”的实施例可以在“列方向”的情况下实施等等，相反亦如此。将本专利所述方案进行90°旋转或镜像后亦属本专利权利范畴。如图1所示，本专利技术实施例提供一种磁控溅射装置，包括：溅射腔室和设置在该溅射腔室10内的平面靶材20；设置在该平面靶材20远离被溅射一侧的至少三组电磁线圈30，每组电磁线圈30的一端朝向平面靶材20、另一端远离平面靶材20；驱动单元40，配置成控制每组电磁线圈30的开关和磁性方向；与每组电磁线圈30一一对应的连接线50，配置成电性连接每组电磁线圈30与驱动单元40。需要说明的是，第一、一组线圈通常指呈环形的导线绕组，电磁线圈是利用通电导线周围存在磁场而建立的，将导线绕成螺旋形可加强磁场，即用最小的空间来实现最高的磁场强度。每组电磁线圈30通常由数匝绕线构成，其两端即为沿螺旋方向上升的两端，电磁线圈30上通电后两端即分别为N极与S极。每组电磁线圈30的一端朝向平面靶材20、另一端远离平面靶材20，即相对平面靶材20所在的面为竖直设置。第二、溅射靶材根据形状可分为平面靶材、多弧靶材及旋转靶材，平面靶材(PlaneTarget)主要是指具有一定厚度的圆形靶材及矩形靶材。通过将电磁线圈30放置在平面靶材20远离被溅射一侧，即通常所说的靶材背部或后方，可使得电磁线圈30产生的磁力线先穿出靶面，然后变成与溅射腔室内的电场方向垂直，最终返回靶面的效果，即如图1中所示的磁感应线a的方向那样，从而使得气体电离离子b受电场和磁场的作用，运动轨迹呈现环形曲线，被约束到了靶面的附近，提高了离子密度以达到增加溅射产率的效果。这样一来，本专利技术实施例提本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁控溅射装置，所述磁控溅射装置包括：溅射腔室和设置在所述溅射腔室内的平面靶材；其特征在于，所述磁控溅射装置还包括：设置在所述平面靶材远离被溅射一侧的至少三组电磁线圈，每组所述电磁线圈的一端朝向所述平面靶材、另一端远离所述平面靶材；驱动单元，配置成控制每组所述电磁线圈的开关和磁性方向；与每组所述电磁线圈一一对应的连接线，配置成电性连接每组所述电磁线圈与所述驱动单元。

【技术特征摘要】
1.一种磁控溅射装置，所述磁控溅射装置包括：溅射腔室和设置在所述溅射腔室内的平面靶材；其特征在于，所述磁控溅射装置还包括：设置在所述平面靶材远离被溅射一侧的至少三组电磁线圈，每组所述电磁线圈的一端朝向所述平面靶材、另一端远离所述平面靶材；驱动单元，配置成控制每组所述电磁线圈的开关和磁性方向；与每组所述电磁线圈一一对应的连接线，配置成电性连接每组所述电磁线圈与所述驱动单元。2.根据权利要求1所述的磁控溅射装置，其特征在于，所述电磁线圈呈矩阵排布。3.根据权利要求2所述的磁控溅射装置，其特征在于，所述磁控溅射装置包括多个呈条状的所述平面靶材，一个呈条状的所述平面靶材对应于一列或一行所述电磁线圈。4.根据权利要求2所述的磁控溅射装置，其特征在于，所述磁控溅射装置包括多个呈条状的所述平面靶材，一个呈条状的所述平面靶材对应于相邻两列或两行所述电磁线圈。5.根据权利要求1所述的磁控溅射装置，其特征在于，所述磁控溅射装置还包括：设置在所述平面靶材远离被溅射一侧的第一电极...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡迎宾，袁广才，赵策，丁远奎，李伟，邵继峰，
申请(专利权)人：合肥鑫晟光电科技有限公司，京东方科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34