CN103572240A - 一种镀膜装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种镀膜装置，包括：用于承载基板的基板承载板；用于承载靶材，以使得所述靶材与所述基板相对设置的靶材承载板；以及，用于设置于所述靶材承载板的远离所述基板承载板的一侧的单根磁条；所述磁条至少能够在一预定运动范围内进行运动，所述预定运动范围至少包括：与所述靶材所在区域相对应的靶材区域；及，与所述靶材以外的区域相对应的非靶材区域；所述镀膜装置还包括一用于控制所述磁条在所述靶材区域内进行匀速运动的控制机构。本发明的镀膜装置中磁条的预定运动范围要远大于靶材，当磁条运动到靶材区域时可以进行匀速运动，在最大程度上保证了成膜的均匀性，同时由于靶材各个位置的磁场强度相似，因此可以极大的提高靶材利用率。
Description
技术领域
本发明涉及镀膜技术领域，尤其涉及一种镀膜装置。
背景技术
目前，在基板上需要进行物理气相沉积（Physical Vapor Deposition，PVD）进行多层镀膜时，一般需将基板放置在PVD镀膜装置中进行镀膜。
PVD镀膜装置中真空磁控溅射的具体过程为：在高真空室中充入惰性气体（通常为氩气），永久磁条在靶材表面形成250～350高斯的磁场，同高压电场组成正交电磁场。在电场的作用下，氩气电离成正离子和电子，靶材上加有一定的负高压，从靶材发出的电子受磁场的作用与工作气体的电离几率增大，在靶材附近形成高密度的等离子体，氩离子在洛仑兹力的作用下加速飞向靶面，以很高的速度轰击靶面，使靶材上被溅射出来的原子以较高的动能脱离靶面飞向基板淀积成膜。
图1所示为传统的单磁条PVD镀膜装置的立体结构示意图；图2所示为传统的单磁条PVD镀膜装置的俯视图。如图1和图2所示，传统的单磁条PVD镀膜装置包括一真空腔室（图中未示出），在真空腔室内设置用于承载基板10的基板承载板，在基板承载板上方设置有用于承载与所述基板10相对的靶材20的靶材承载板，在靶材20的上方设置有靶阴极框架30和设置于靶阴极框架上的磁条40。其中，其中靶阴极框架30的大小与靶材20相似，为磁条40提供运动轨道，磁条40可以沿靶阴极框架30进行双向运动，因而磁条40的运动范围A（磁场范围）与靶材20的大小相似，磁条40由靶材20的第一边缘处运动至靶材20的第二边缘处，然后再反向运动，返回至第一边缘，在此过程中，靶材20上被溅射出来的原子以较高的动能脱离靶面飞向基板10淀积成膜。
现有技术中的单磁条PVD镀膜装置由于磁条运动范围与靶材大小相似，因此磁条需要在运动到靶材的边缘时反向运动，磁条会在靶材的边缘处停留较长时间，因此在靶材的边缘处会成膜较厚。为了保证镀膜的均一性，磁条往往采用变速运动的模式，比如：磁条在靶材的第一边缘处先减速，然后加速，再匀速经过靶材的中间部分，到达靶材的第二边缘处时再加速然后反向运动减速。但是这种运动方式只能在一定程度上提升均一性，效果较差。同时，由于在靶材的边缘处磁条的停留时间较长，靶材消耗大，造成靶材利用率非常低。
发明内容
本发明的目的是提供一种镀膜装置，其能够提高镀膜均一性，提高靶材的利用率。
本发明所提供的技术方案如下：
一种镀膜装置，包括：用于承载基板的基板承载板；用于承载靶材，以使得所述靶材与所述基板相对设置的靶材承载板；以及，用于设置于所述靶材承载板的远离所述基板承载板的一侧的单根磁条；所述磁条至少能够在一预定运动范围内进行运动，所述预定运动范围至少包括：与所述靶材所在区域相对应的靶材区域；及，与所述靶材以外的区域相对应的非靶材区域；所述镀膜装置还包括一用于控制所述磁条在所述靶材区域内进行匀速运动的控制机构。
进一步的，所述镀膜装置还包括一靶阴极框架，所述靶阴极框架设置于所述磁条的远离所述靶承载板材的一侧，且所述靶阴极框架的尺寸大于所述靶材承载板上的靶材的尺寸，所述靶阴极框架的至少一部分与所述靶材所在区域相对应，至少另一部分与所述靶材以外的区域相对应；其中，所述磁条设置于所述靶阴极框架上，并可沿所述靶阴极框架运动。
进一步的，所述靶材包括第一边缘和与所述第一边缘相对的第二边缘；
所述非靶材区域至少包括与所述靶材的第一边缘以外的区域相对应的第一非靶材区域和与所述靶材的第二边缘以外的区域相对应的第二靶材区域。
进一步的，所述靶阴极框架包括：与所述靶材的第一边缘同侧的第一端；及，与所述靶材的第二边缘同侧的第二端；
所述靶阴极框架的第一端位于所述靶材的第一边缘以外的区域，所述靶阴极框架的第二端位于所述靶材的第一边缘以外的区域。
进一步的，所述靶材为长方体形或者正方体形。
本发明的有益效果如下：
本发明的镀膜装置中磁条的预定运动范围要远大于靶材，当磁条运动到靶材区域时可以进行匀速运动，在最大程度上保证了成膜的均匀性，同时由于靶材各个位置的磁场强度相似，因此可以极大的提高靶材利用率。
附图说明
图1所示为传统的单磁条PVD镀膜装置的立体结构示意图；
图2所示为传统的单磁条PVD镀膜装置中磁条与靶材的俯视示意图；
图3所示为本发明所提供的镀膜装置的立体结构示意图；
图4所示为本发明所提供的镀膜装置的俯视示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图3和图4所示，本发明提供了一种镀膜装置，所述镀膜装置包括：
用于承载基板100的基板承载板（图中未示出）；
用于承载靶材200，并使得所述靶材200与基板100相对设置的靶材承载板（图中未示出）；
设置于所述靶材承载板的远离所述基板承载板的一侧的单根磁条400，所述磁条400至少能够在一预定运动范围B内进行运动，所述预定运动范围B至少包括：与所述靶材200所在区域相对应的靶材区域B1；及，与所述靶材200以外的区域相对应的非靶材区域B2；
以及，一用于控制所述磁条400在所述靶材区域B1内进行匀速运动的控制机构（图中未示出）。
通过以上方案，本发明的镀膜装置中，磁条400的预定运动范围B要远大于靶材200的尺寸，可以在靶材200以外的非靶材区域B2和靶材200所在区域相对应的靶材区域B1运动，因此，磁条400可以在运动到非靶材区域B2进行反向，而在靶材区域B1时进行匀速运动，从而将现有技术中PVD镀膜装置的磁条400的运动方式由变速运动改进为匀速运动，来提升镀膜的均一性和靶材200利用率。
本实施例中，优选的，如图3和图4所示，所述镀膜装置还包括一设置于所述磁条400的远离所述靶材承载的一侧的靶阴极框架300，且所述靶阴极框架300的尺寸大于所述靶材承载板上的靶材200的尺寸，因此，所述靶阴极框架300的至少一部分与所述靶材200所在区域相对应，至少另一部分与所述靶材200以外的区域相对应；其中，所述磁条400设置于所述靶阴极框架300上，并可沿所述靶阴极框架300运动。
采用上述方案，针对靶材200边缘会造成镀膜较厚的问题，将镀膜装置中的靶阴极框架300设计的比现有的PVD设备中的靶阴极框架300大，也就是说，将靶阴极框架300的尺寸设计为大于靶材200的尺寸，从而使得磁条400运动范围覆盖靶材区域B1和非靶材区域B2，因而，磁条400在靶材区域B1运动时，可以确保其运动为匀速运动，以保证靶材200各个区域均匀消耗，提高靶材200的利用率。
需要说明的是，上述方案中，由靶阴极框架300为磁条400提供运动轨道，通过将靶阴极框架300尺寸做的比靶材200的尺寸大，来扩大磁条400的运动范围，应该理解的是，在实际应用中，要实现将磁条400的预定运动范围覆盖靶材区域B1和非靶材区域B2，也可以是通过其他方式，且磁条400的运动轨道也可以是通过其他结构来实现，比如：单独设置一磁条400导轨，且使得磁条400导轨的两端中至少有一端延伸至靶材200的边缘以外；对此不再一一列举。
此外，还需要说明的是，本发明中，磁条400可以由靶材200的一侧边缘以外运动至靶材200的另一侧边缘以外，也可以是由靶材200的一侧边缘以外运动至靶材200的另一侧边缘处。所述靶材200可以是长方体形或者正方体形。在此并不对靶材200的形状进行限定，优选的，所述靶材200为长方体形。
本发明所提供的优选实施例中，所述靶材200包括第一边缘和与所述第一边缘相对的第二边缘；所述非靶材区域B2至少包括与所述靶材200的第一边缘以外的区域相对应的第一非靶材区域和与所述靶材200的第二边缘以外的区域相对应的第二非靶材区域。所述靶阴极框架300包括：与所述靶材200的第一边缘同侧的第一端；及，与所述靶材200的第二边缘同侧的第二端；所述靶阴极框架300的第一端位于所述靶材200的第一边缘以外的区域，所述靶阴极框架300的第二端位于所述靶材200的第一边缘以外的区域。
采用上述方案，可以使得磁条400由靶材200的一侧边缘以外运动至靶材200的另一侧边缘以外，从而磁条400可以在靶材200的一侧边缘以外的第一非靶材区域B2进行反向运动，再匀速运动至靶材200的另一侧边缘，并在靶材200的另一侧边缘以外的第二非靶材区域B2再进行反向运动，从而进一步确保磁条400在靶材区域B1的匀速运动。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种镀膜装置，包括：用于承载基板的基板承载板；用于承载靶材，以使得所述靶材与所述基板相对设置的靶材承载板；以及，用于设置于所述靶材承载板的远离所述基板承载板的一侧的单根磁条；其特征在于，所述磁条至少能够在一预定运动范围内进行运动，所述预定运动范围至少包括：与所述靶材所在区域相对应的靶材区域；及，与所述靶材以外的区域相对应的非靶材区域；
所述镀膜装置还包括一用于控制所述磁条在所述靶材区域内进行匀速运动的控制机构。
2.根据权利要求1所述的镀膜装置，其特征在于，
所述镀膜装置还包括一靶阴极框架，所述靶阴极框架设置于所述磁条的远离所述靶材承载板的一侧，且所述靶阴极框架的尺寸大于所述靶材承载板上的靶材的尺寸，所述靶阴极框架的至少一部分与所述靶材所在区域相对应，至少另一部分与所述靶材以外的区域相对应；其中，所述磁条设置于所述靶阴极框架上，并可沿所述靶阴极框架运动。
3.根据权利要求2所述的镀膜装置，其特征在于，
所述靶材包括第一边缘和与所述第一边缘相对的第二边缘；
所述非靶材区域至少包括与所述靶材的第一边缘以外的区域相对应的第一非靶材区域和与所述靶材的第二边缘以外的区域相对应的第二靶材区域。
4.根据权利要求3所述的镀膜装置，其特征在于，
所述靶阴极框架包括：与所述靶材的第一边缘同侧的第一端；及，与所述靶材的第二边缘同侧的第二端；
所述靶阴极框架的第一端位于所述靶材的第一边缘以外的区域，所述靶阴极框架的第二端位于所述靶材的第一边缘以外的区域。
5.根据权利要求1至4任一项所述的镀膜装置，其特征在于，所述靶材为长方体形或者正方体形。
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