磁控溅射方法技术

根据本公开内容的一方面，提供一种利用至少一个阴极组件(10)涂布基板(100)的方法，此至少一个阴极组件(10)具有溅射靶材(20)及磁体组件(25)，磁体组件(25)围绕旋转轴(A)是可旋转的。此方法包括：当以往复方式在第一扇区(12)中移动磁体组件时对基板(100)进行涂布；以及当以往复方式在不同于第一扇区(12)的第二扇区(14)中移动磁体组件(25)时对基板(100)进行后续涂布。根据第二方面，提供一种用于执行所述的方法的涂布设备。

Magnetic sputtering

According to one aspect of the disclosure, a method is provided for coating a substrate (100) with at least one cathode assembly (10) having a sputtering target (20) and a magnet assembly (25), which is rotatable around a rotating axis (A). The method includes: coating the substrate (100) when the magnet component is moved in the first sector (12) in the previous replication mode; and subsequent coating the substrate (100) when the magnet component (25) is moved in the second sector (14) in the previous replication mode different from the first sector (12). According to the second aspect, a coating device for executing the said method is provided.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】磁控溅射方法
本公开内容有关于一种涂布基板的方法及一种用于涂布基板的涂布设备。更特别是，本公开内容有关于一种通过溅射涂布薄层于基板的方法，及一种用于涂布基板的溅射设备。更特别是，本公开内容有关于磁控溅射，其中溅射靶材可为可旋转靶材。
技术介绍
在基板上形成具有高均匀性的层(也就是在延伸的表面上有均匀的厚度及均匀的电特性)是许多
中的相关议题。举例来说，在薄膜晶体管(thinfilmtransistors，TFTs)的领域中，厚度均匀性及电特性均匀性可能是可靠地制造显示通道区域的议题。再者，均匀层通常有利于制造的重现性。用于在基板上形成层的方法是溅射，溅射已经在多种制造领域中发展成有价值的方法，例如在TFTs的制造中。在溅射期间，通过利用能量粒子(例如惰性或反应气体的受激(energized)离子)轰击溅射靶材的材料，原子从溅射靶材的材料射出。射出的原子可沉积于基板上，使得已溅射材料的层可形成于基板上。例如，由于已溅射材料的不规则空间分布，在大规模的基板表面上可能难以实现均匀的已溅射材料层。在基板的上方提供多个溅射靶材可能改善层的均匀性。在特性方面(例如已沉积层的生长晶体结构、比电阻(specificresistance)或其他电特性，和层的应力)具有高度的均质性可能是更为有利的。举例来说，在制造金属化层中，信号延迟取决于层的厚度，使得，例如，在显示器的制造中，变化的厚度可能导致像素在略微不同的时间点被通电(energized)。再者，当蚀刻层时实现均匀层厚度是进一步有利的，以在不同位置实现相同的蚀刻结果。因此，用于促进已溅射材料的高度均匀层的其它方法和/或溅射设备是有利的。
技术实现思路
有鉴于上述，提供用于涂布基板的方法及用于涂布基板的涂布设备。根据本公开内容的一方面，提供一种利用至少一个阴极组件涂布基板的方法，此至少一个阴极组件具有溅射靶材及磁体组件，磁体组件围绕旋转轴是可旋转的。此方法包括：当以往复方式在第一扇区中移动磁体组件时对基板进行涂布；以及当以往复方式在不同于第一扇区的第二扇区中移动磁体组件时对基板进行后续涂布。根据进一步的方面，提供一种利用至少一个阴极组件涂布基板的方法，此至少一个阴极组件具有可旋转溅射靶材及磁体组件，磁体组件位于可旋转溅射靶材的内侧，磁体组件围绕旋转轴是可旋转的。此方法包括：当以往复方式在第一扇区中移动所述磁体组件时对基板进行涂布，其中第一扇区的第一中心角位置位于一平面的第一侧上，此平面从基板垂直地延伸至旋转轴；将磁体组件定位于第二扇区中，同时将靶材保持在本质上零电压；以及当以往复方式在第二扇区中移动磁体组件时对基板进行后续涂布，其中第二扇区的第二中心角位置位于平面的第二侧上。根据再一方面，提供一种用于涂布基板的涂布设备。涂布设备包括：至少一个阴极组件，具有溅射靶材；磁体组件，位于溅射靶材的内侧并且围绕旋转轴是可旋转的；以及致动器，经构造以用于在涂布期间以往复方式在两个或更多个不同的扇区中连续移动磁体组件，其中这些扇区的中心角位置及/或扩展角度可分别被调整。本公开内容的其它方面、优点、及特征通过所附权利要求书、说明书、及所附附图显而易见。附图说明为了使本公开内容的上述特征可被详细地了解的方式，可参照实施方式来获得简要概括于上的本公开内容的更特定的说明。所附附图有关于本公开内容的实施方式并说明于下文中。一些实施方式绘示于附图中并在下文中详细描述。图1A及图1B绘示根据本文所述实施方式的用于说明涂布基板的方法的涂布设备的剖面图；图2A及图2B绘示根据本文所述实施方式的用于说明涂布基板的方法的涂布设备的剖面图；图3绘示根据本文所述实施方式的说明涂布基板的方法的涂布设备的示意图；图4A及图4B绘示通过传统溅射工艺及通过本文所述溅射工艺沉积的薄膜的厚度均匀性的比较图；图5A及图5B绘示通过传统溅射工艺及通过本文所述溅射工艺沉积的薄膜的电特性的比较图；以及图6绘示根据本文所述实施方式的方法的流程图。具体实施方式将详细参照本公开内容的实施方式，这些实施方式的一个或多个示例绘示于附图中。各示例通过说明的方式提供且不意味为限制。举例来说，作为一个实施方式的部分而被说明或描述的特征可用于任何其它实施方式或与任何其它实施方式结合，以获得又一实施方式。本公开内容意欲包括这些修改及变化。在下文的附图说明中，相同附图标记指示相同或类似的元件。一般来说，仅描述有关于个别实施方式的不同之处。除非另有说明，一个实施方式中的一部分或方面的描述也应用于另一实施方式中的对应部分或方面。本文所述的使用材料涂布基板的工艺一般是指薄膜应用。术语“涂布”及术语“沉积”在本文中以同义的方式使用。在本文所述实施方式中使用的涂布工艺为溅射。溅射可以二极管溅射或磁控溅射的方式进行。磁控溅射特别有利，因为沉积率相当高。通过将磁体或磁控管布置于溅射靶材的溅射材料的后方，为了将自由电子捕获在靶材表面附近产生的磁场中，这些电子被迫在磁场中移动且无法脱离。此举将电子化气体分子的几率增强了数个数量级。此举接着显著地增加沉积率。举例来说，在可具有本质上为圆柱形式的可旋转溅射靶材的情况中，磁体组件可设置于可旋转溅射靶材的内侧。本文使用的术语“磁体组件”可指示能够产生磁场的单元。一般来说，磁体组件可由永久磁体组成。永久磁体可布置于溅射靶材中，使得带电粒子被捕获于产生的磁场中，例如在溅射靶材的上方的区域中。于一些实施方式中，磁体组件包括磁轭。基板可在涂布期间连续地移动通过阴极组件(“动态涂布”)，或基板可在涂布期间本质上静止于固定位置(“静态涂布”)。于本公开内容中所描述的方法特别是有关于静态涂布工艺。在静态沉积工艺中，基板可在涂布期间保持静止。将注意的是，本领域的普通技术人员会了解，与“动态”沉积工艺相比有所不同的术语“静态”沉积工艺不排除基板的任何运动。举例来说，根据本文所述的实施方式，静态溅射可包括，例如，在沉积期间的静态基板位置(没有任何基板运动)、在沉积期间的振荡(oscillating)基板位置、在沉积期间的实质上恒定的平均基板位置、在沉积期间的抖动(dithering)基板位置及/或在沉积期间的摆动(wobbling)基板位置。因此，静态沉积工艺可理解为具有静态位置的基板的沉积工艺、具有实质上静态位置的基板的沉积工艺、或具有部分静态位置的基板的沉积工艺。静态涂布在以下方面是有利的，用于涂布而用尽的靶材材料的总量比动态涂布小更少，因为在后者的情况中，基板保持件时常也被涂布。静态涂布特别允许涂布大面积基板。基板进入一个或多个溅射靶材前方的涂布区域中、涂布被执行、并且基板在被涂布之后从涂布区域移出。本文所述的示例可用于大面积基板上的沉积，例如，用于锂电池制造或电致变色窗(electrochromicwindow)。作为一个示例，可以使用冷却装置在大面积基板上形成多个电池，冷却装置用于处理包括具有低熔化温度的材料的层。根据一些示例，大面积基板可为第4.5代、第5代、第7.5代、第8代、或甚至是第10代，第4.5代对应于约0.67m2的基板(0.73mx0.92m)、第5代对应于约1.4m2的基板(1.1mx1.3m)、第7.5代对应于约4.29m2的基板(1.95mx2.2m)、第8代对应于约5.3m2的基板(2.16m本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用至少一个阴极组件(10)涂布基板(100)的方法，所述至少一个阴极组件(10)具有溅射靶材(20)及磁体组件(25)，所述磁体组件(25)围绕旋转轴(A)是可旋转的，所述方法包括：当以往复方式在第一扇区(12)中移动所述磁体组件(25)时对所述基板(100)进行涂布(I)；以及当以往复方式在不同于所述第一扇区(12)的第二扇区(14)中移动所述磁体组件时对所述基板(100)进行后续涂布(II)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种利用至少一个阴极组件(10)涂布基板(100)的方法，所述至少一个阴极组件(10)具有溅射靶材(20)及磁体组件(25)，所述磁体组件(25)围绕旋转轴(A)是可旋转的，所述方法包括：当以往复方式在第一扇区(12)中移动所述磁体组件(25)时对所述基板(100)进行涂布(I)；以及当以往复方式在不同于所述第一扇区(12)的第二扇区(14)中移动所述磁体组件时对所述基板(100)进行后续涂布(II)。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述涂布(I)包括在所述第一扇区(12)的第一转向角位置(16)与所述第一扇区(12)的第二转向角位置(17)之间来回移动所述磁体组件(25)两次或更多次，且其中所述后续涂布(II)包括在所述第二扇区(14)的第一转向角位置(26)与所述第二扇区(14)的第二转向角位置(27)之间来回移动所述磁体组件(25)两次或更多次。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述第一扇区(12)的第一中心角位置(18)不同于所述第二扇区(14)的第二中心角位置(28)，特别是，其中所述第一中心角位置及所述第二中心角位置包围30°或更多及90°或更少的角度。4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其中所述第一扇区(12)延伸超过第一角度扩展范围(α)，所述第一角度扩展范围(α)为15°或更多及60°或更少，和/或所述第二扇区(14)延伸超过角度扩展范围(β)，所述角度扩展范围(β)为15°或更多及60°或更少。5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其中从所述基板(100)垂直地延伸至所述旋转轴(A)的平面(22)定义相对于所述旋转轴(A)的所述磁体组件(25)的零角位置，其中所述第一扇区(12)的第一中心角位置(18)及所述第二扇区(14)的第二中心角位置(28)从所述零角位置偏移，特别地，其中所述第一中心角位置(18)位于15°及45°之间，及所述第二中心角位置(28)位于-15°及-45°之间。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述第一扇区(12)部分地或全部地位于所述平面(22)的第一侧上，并且所述第二扇区(14)部分地或全部地位于所述平面(22)的第二侧上，特别地，其中所述第一扇区(12)对应于所述第二扇区(14)在所述平面(22)处的镜像。7.根据权利要求1至6任一项所述的方法，进一步包括：在涂布之前，设定所述第一扇区(12)的第一中心角位置及第一角度扩展范围(α)并设定所述第二扇区(14)的第...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴炫灿，托马斯·格比利，阿杰伊·萨姆普斯·博霍洛坎，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国,US