磁控溅射设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种磁控溅射设备。该磁控溅射设备包括沉积腔，还包括：处理腔，与沉积腔连通，处理腔与沉积腔的连接处设置有由靶材构成的靶材区域；转移腔，与处理腔邻接设置，转移腔的壁面上设置有第一气闭门，通过开启或关闭第一气闭门以控制转移腔中的真空度并置换靶材；转移装置，设置在处理腔和／或转移腔中，在转移腔处于设定真空度的状态下，通过转移腔与处理腔邻接壁面上设置的第二气闭门，在转移腔和处理腔之间转移靶材以进行更换。本实用新型专利技术的磁控溅射设备通过设置处理腔和转移腔作为更换过渡空间，仅需要对转移腔实行抽真空操作，降低了对沉积环境的影响，因而可以提高靶材更换的便捷性。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及磁控溅射技术，尤其涉及一种磁控溅射设备。
技术介绍
磁控溅射技术是沉积薄膜的常用工艺，在液晶显示器(Liquid CrystalDisplay, 简称LCD)的制备过程中占据重要地位。图1和图2为现有技术中两种典型磁控溅射设备的结构示意图，该磁控溅射设备 均包括沉积腔1，沉积腔1中相对设置有靶材和基板底座3，待沉积薄膜的基板4放置在基 板底座3上。区别在于图1中的磁控溅射设备采用平面靶材22，图2中的磁控溅射设备采 用旋转靶材21。靶材和基板底座3形成正负电极，在其间能够形成电场和磁场。沉积腔1 壁面上连通有进气管道(GaSIn)5和抽气管道6，进气管道5用于向沉积腔1通入氩气等工 作气体，抽气管道6连接抽气泵(Pump)，用于抽出沉积腔1中的气体，维持真空度以及循环 更换工作气体。磁控溅射设备的工作原理是电子在电场的作用下加速飞向基板，在此过程中 与氩原子发生碰撞，电离出大量的氩离子和电子，在靶材和基板之间形成等离子体区域 (Plasma) 13。氩离子在电场的作用下加速轰击靶材，溅射出大量的靶材原子或分子，呈中性 的靶材原子或分子沉积在基板上成膜。为了形成更多氩离子对靶材轰击以产生更多靶材原 子或分子，就需要提高电子与氩原子的碰撞率。利用靶材附近形成的磁场，使电子受到磁场 洛仑磁力的影响，被束缚在靠近靶材的等离子体区域13内，围绕靶材运动，增加电子的运 动路径，从而提高电子与氩原子的碰撞率，电离出的大量氩离子可轰击出更多靶材原子或 分子。受磁场磁力线分布的影响，氩离子形成并不均勻，导致靶材表面被轰击而消耗的 材料也不均勻。如图1所示的设备采用的是固定的平面靶材22，会形成局部位置材料已消 耗殆尽，而其他位置还剩余很多材料的情况。平面靶材22表面材料的不均勻，直接导致成 膜均勻性差。若此时更换靶材则会造成材料浪费。如图2所示的设备采用的是多根旋转靶 材21，可以单独更换材料消耗完的旋转靶材21，以保证为沉积腔1提供均勻性高的靶材材 料。但是，现有旋转靶材仍然存在一定缺陷在更换靶材时，需要停止磁控溅射沉积操 作，沉积腔会由于更换靶材而破坏真空环境，更换靶材后需要重写抽取真空并充入工作气 体。因此，现有技术采用旋转靶材的磁控溅射设备存在靶材更换难度大，操作成本高的缺 陷。
技术实现思路
本技术提供一种磁控溅射设备，以提高磁控溅射设备更换靶材的便捷性。本技术提供一种磁控溅射设备，包括沉积腔，所述沉积腔中设置有基板底座， 其中，还包括处理腔，与所述沉积腔连通，所述处理腔与所述沉积腔的连接处设置有由靶材构 成的靶材区域；转移腔，与所述处理腔邻接设置，所述转移腔的壁面上设置有第一气闭门，通过开 启或关闭所述第一气闭门以控制所述转移腔中的真空度并置换靶材；转移装置，设置在所述处理腔和/或转移腔中，在所述转移腔处于设定真空度的 状态下，通过所述转移腔与处理腔邻接壁面上设置的第二气闭门，在所述转移腔和处理腔 之间转移靶材以进行更换。如上所述的磁控溅射设备，其中所述靶材区域由多个平面靶材或多个旋转靶材 拼合而成。如上所述的磁控溅射设备，其中，还包括加热装置，设置在所述处理腔和/或转移腔中，用于对待更换到沉积腔中的靶材 进行加热。如上所述的磁控溅射设备，其中，还包括移动基座，设置在所述处理腔和沉积腔的连接处，多个所述靶材装设在所述移动 基座的传动导轨上，所述传动导轨将待更换的靶材传输至所述靶材区域之外，以便进行更换。如上所述的磁控溅射设备，其中所述传动导轨的轨迹形状为封闭环形。如上所述的磁控溅射设备，其中，还包括间隙调节设备，设置在所述传动导轨传输待更换旋转靶材的路径中，用于调节相 邻旋转靶材之间的间隙。如上所述的磁控溅射设备，其中，所述间隙调节设备包括传感器，设置在所述传动导轨传输待更换旋转靶材的路径中，用于检测相邻旋转 靶材之间的最短距离；调节组件，用于当所述传感器检测到的最短距离大于设定门限值时，移动所述旋 转靶材在所述传动导轨上的位置，以缩小相邻旋转靶材之间的间隙。如上所述的磁控溅射设备，其中，所述间隙调节设备包括松夹具部件，设置在所述传动导轨传输待更换旋转靶材的路径中，用于松开将旋 转靶材固定到传动导轨上的夹具；推动部件，用于将松开夹具的旋转靶材向前一个旋转靶材的方向推动，直至贴靠 在前一个旋转靶材的表面上；紧夹具部件，设置在所述传动导轨传输待更换旋转靶材的路径中，用于将推动后 的旋转靶材夹具拧紧固定。如上所述的磁控溅射设备，其中，还包括移动控制装置，用于按照设定规律在沉积过程中或沉积过程的间歇中控制所述移 动基座的传动导轨移动，以传输所述靶材。本技术提供的磁控溅射设备，通过设置处理腔和转移腔作为更换靶材的过渡 空间，解决了更换过程中需要完成真空与外界环境切换的问题。以转移腔连接在外界和沉 积腔之间，与外界隔离时，以真空环境实现与沉积腔之间的靶材更换，与沉积腔隔离时，以 大气环境实现与外界之间的靶材转移置换。本技术的技术方案仅需要对转移腔实行抽真空操作，减少了对沉积环境的影响，因而可以提高靶材更换的便捷性，降低更换操作的成 本。附图说明图1为现有技术中采用平面靶材的典型磁控溅射设备的结构示意图；图2为现有技术中采用旋转靶材的典型磁控溅射设备的结构示意图；图3为本技术实施例一提供的磁控溅射设备的结构示意图；图4为本技术实施例二提供的磁控溅射设备的结构示意图；图5为本技术实施例三提供的磁控溅射设备的结构示意图。附图标记1-沉积腔；21-旋转靶材；3-基板底座； 4-基板；6-抽气管道； 7-处理腔；9-转移腔；10-第一气闭门；12-第二气闭门；13-等离子体区域；15-传动导轨；16-间隙调节设备。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新 型实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描 述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施 例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于 本技术保护的范围。实施例一图3为本技术实施例一提供的磁控溅射设备的结构示意图，如图3所示，该磁 控溅射设备包括沉积腔1，沉积腔1中设置有基板底座3，基板底座3用于放置待沉积薄膜 的基板4。沉积腔1中还可以连通有进气管道5和抽气管道6，进气管道5用于通入氩气等 工作气体，抽气管道6用于抽出沉积腔1中的气体，维持真空度以及循环更换工作气体。该 磁控溅射设备还包括处理腔7、转移腔9和转移装置11。如图3所示，处理腔7与沉积腔1连通，处理腔7与沉积腔1的连接处设置有由靶 材构成的靶材区域8，本实施例中以旋转靶材21为例来说明。靶材区域8与基板底座3相 对设置，其间形成电场和磁场，在沉积过程中形成等离子体区域13。转移腔9与处理腔7邻 接设置，转移腔9的壁面上设置有第一气闭门10，通过开启或关闭该第一气闭门10以控制 转移腔9中的真空度并进行靶材的置换。转移装置11设置在处理腔7中，可以是机械手， 在转移腔9处于设定真空度的状态下，通过转移腔9与处理腔7邻接壁面上设置的第二气 闭门12，在转移腔9和处理腔7之间转移靶材以进行更换。本实施例中是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁控溅射设备，包括沉积腔，所述沉积腔中设置有基板底座，其特征在于，还包括：处理腔，与所述沉积腔连通，所述处理腔与所述沉积腔的连接处设置有由靶材构成的靶材区域；转移腔，与所述处理腔邻接设置，所述转移腔的壁面上设置有第一气闭门，通过开启或关闭所述第一气闭门以控制所述转移腔中的真空度并置换靶材；转移装置，设置在所述处理腔和／或转移腔中，在所述转移腔处于设定真空度的状态下，通过所述转移腔与处理腔邻接壁面上设置的第二气闭门，在所述转移腔和处理腔之间转移靶材以进行更换。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谢振宇，
申请(专利权)人：北京京东方光电科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11[]