本發(fā)明涉及一種濺射裝置，更詳細(xì)而言，涉及一種在基板上沉積薄膜的濺射裝置。

背景技術(shù)：

濺射裝置為通過使等離子體離子加速并與濺射靶(Sputtering Target)碰撞而在基板上沉積靶物質(zhì)的設(shè)備。如果在真空狀態(tài)下施加電壓并注入氬(Ar)氣或氧(O₂)氣等，則在氬氣或氧氣等被電離的同時這些離子與濺射靶碰撞。此時，從濺射靶中釋放原子，釋放出的原子附著在半導(dǎo)體元件用基板或液晶顯示裝置用基板上而形成薄膜。

與高溫下進(jìn)行的化學(xué)氣相沉積(Chemical Vapor Deposition；CVD)工藝相比，濺射裝置具有在低溫下也能夠形成薄膜并且能夠以比較簡單的結(jié)構(gòu)在短時間內(nèi)形成薄膜的優(yōu)點，因此在制造半導(dǎo)體元件或液晶顯示裝置時被廣泛利用。

但是，隨著基板的大面積化，需要具備多個濺射靶，并且產(chǎn)生等離子體的工藝腔室的大小也會增加。此時，具有因產(chǎn)生在工藝腔室內(nèi)部的等離子體的分布不均勻而形成于基板的薄膜不均勻的問題。鑒于此，通過在多個濺射靶之間配置接地護(hù)罩(ground shield)來均勻地形成工藝腔室內(nèi)部的等離子體分布。

但是，具有如下的問題：由于接地護(hù)罩的存在，形成于與濺射靶上部相對的基板部位和與接地護(hù)罩上部相對的基板部位的薄膜的厚度及密度不同，從而降低薄膜的均勻性。特別是，在使用對膜質(zhì)的微小差異反應(yīng)較大的氧化物系列的濺射靶的情況下，薄膜的均勻性確保比較重要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本發(fā)明一實施例提供一種通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動濺射靶而均勻地形成薄膜的濺射裝置。

本發(fā)明一實施例的濺射裝置包括：工藝腔室；濺射靶，被設(shè)置于所述工藝腔室的內(nèi)部；基板架，與所述濺射靶相對配置，用于支撐待沉積濺射靶物質(zhì)的基板；以及濺射靶驅(qū)動部，以使所述濺射靶傾斜的方式旋轉(zhuǎn)驅(qū)動所述濺射靶。

可具備多個所述濺射靶，所述濺射靶驅(qū)動部能夠?qū)Χ鄠€所述濺射靶中的每一個進(jìn)行驅(qū)動，以使多個所述濺射靶中的每一個分別傾斜。

所述濺射靶可形成為具有平面的桿(bar)形狀。

所述濺射靶驅(qū)動部可包括用于旋轉(zhuǎn)所述濺射靶的電動機(jī)，所述電動機(jī)以沿與所述濺射靶的長度方向平行的方向延伸的軸為中心旋轉(zhuǎn)驅(qū)動所述濺射靶。

所述濺射靶可以以25rpm至35rpm的速度旋轉(zhuǎn)。

所述濺射靶可在30度至45度的角度范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)。

所述濺射靶可通過靶架來支撐，所述靶架與第一電極連接，所述基板架與第二電極連接，通過對所述第一電極和所述第二電極施加極性相反的電壓，從而在所述工藝腔室的內(nèi)部形成等離子體。

本發(fā)明一實施例的濺射裝置在所述濺射靶的下部可進(jìn)一步包括磁體，所述磁體用于將形成于所述工藝腔室的內(nèi)部的等離子體維持在所述濺射靶的上部。

本發(fā)明一實施例的濺射裝置可進(jìn)一步包括沉積掩模，所述沉積掩模被配置在所述濺射靶與被支撐在所述基板架的基板之間。

所述濺射靶和被支撐在所述基板架的基板可被配置為以140mm至160mm的間隔相隔。

本發(fā)明一實施例的濺射裝置可至少具備兩個以上的所述濺射靶，并且可進(jìn)一步包括被配置在所述濺射靶之間的至少一個接地護(hù)罩。

所述接地護(hù)罩可形成為沿所述濺射靶的長度方向延伸。

所述接地護(hù)罩可由鈦(Titanium)來形成。

本發(fā)明一實施例的濺射裝置在與所述工藝腔室的內(nèi)壁相鄰的位置可進(jìn)一步包括輔助接地護(hù)罩。

所述輔助接地護(hù)罩可被設(shè)置在所述濺射靶與所述基板架之間。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，能夠通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動濺射靶而使沉積在基板上的靶的成膜范圍極大化，以覆蓋對基板產(chǎn)生膜質(zhì)差異的接地護(hù)罩部位，因此能夠確?；宓哪べ|(zhì)均勻性。

附圖說明

圖1是示意地表示本發(fā)明一實施例的濺射裝置的剖視圖。

圖2是示意地表示本發(fā)明一實施例的濺射靶的立體圖。

圖3是示意地表示本發(fā)明一實施例的濺射靶以隨機(jī)角度傾斜的狀態(tài)的剖視圖。

圖4是示意地表示本發(fā)明一實施例的濺射靶以相同的角度傾斜的狀態(tài)的剖視圖。

圖5是示意地表示本發(fā)明一實施例的濺射靶以與相鄰的濺射靶對稱的角度傾斜的狀態(tài)的剖視圖。

具體實施方式

下面，參照附圖對本發(fā)明的實施例進(jìn)行詳細(xì)說明，使得在本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠易于實施。本發(fā)明可以以多種不同的形式實現(xiàn)，并不限定于在此說明的實施例。

此外，在各種實施例中，對具有相同結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)要素使用相同的附圖標(biāo)記，并在一實施例中進(jìn)行代表性的說明，在除此之外的實施例中僅對與一實施例不同的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。

需要說明的是，附圖為示意性的而并非按照比例來圖示的。對于附圖中存在的部分的相對尺寸及比率，為了附圖的清楚性及方便性而對其大小放大或縮小來圖示，任意尺寸僅為示意性的而并非限定性的。并且，對兩個以上的附圖中表示的相同的結(jié)構(gòu)物、要素或者部件來說，為了表示相似的特征而使用相同的附圖標(biāo)記。當(dāng)提及某一部分位于其它部分的“上面”或“上方”時，還包括某一部分直接位于其它部分的上面或在它們之間具有其它部分的情況。

本發(fā)明的實施例具體表示本發(fā)明一實施例。其結(jié)果，可以預(yù)想到圖示的多種變形。因此，實施例并不局限于圖示的區(qū)域的特定形態(tài)，例如還包括由制造帶來的形態(tài)變形。

下面，參照圖1至圖5，對本發(fā)明一實施例的濺射裝置進(jìn)行說明。

圖1是示意地表示本發(fā)明一實施例的濺射裝置的剖視圖，圖2是示意地表示本發(fā)明一實施例的濺射靶的立體圖。

參照圖1，濺射裝置100包括工藝腔室10、濺射靶20、基板架40和濺射靶驅(qū)動部50。工藝腔室10提供用于濺射工藝的空間。工藝腔室10可包括向濺射靶20與基板架40之間供給用于生成等離子體的反應(yīng)氣體的注入口80。工藝腔室10可包括：排氣口85，為了高真空狀態(tài)而排出反應(yīng)氣體；以及真空泵90，與排氣口85連接。工藝腔室10內(nèi)的氣壓可被設(shè)定為約10^-3Pa以下。反應(yīng)氣體可以是惰性氣體，可為氬(Ar)、氪(Kr)和氙(Xe)的任一種。反應(yīng)氣體可在維持幾微米汞柱(millitorr，mmHg)的壓力的同時通過注入口80被注入到工藝腔室10內(nèi)。

在工藝腔室10的內(nèi)部下端可設(shè)置有從第一電源27接收交流電壓或者直流電壓的靶架25。在靶架25上可設(shè)置有濺射靶20，濺射靶20包含待形成于由基板架40支撐的基板S上的物質(zhì)。濺射靶20可包含金屬、氧化物和氮化物中的任一種。

在工藝腔室10內(nèi)可與濺射靶20相對地設(shè)置有基板架40。在基板架40上可設(shè)置有從第二電源29接收電壓的第二電極60。第二電源29可施加與第一電源27的電位不同的電壓。例如，可以對第二電極60施加基準(zhǔn)電壓，以便容易進(jìn)行等離子體控制和濺射靶20物質(zhì)的沉積。

在反應(yīng)氣體通過注入口80流入到工藝腔室10之后，可通過對第一電極(靶架25)和第二電極60施加電位彼此不同的電壓而產(chǎn)生等離子體放電。如果通過等離子體放電而生成的電子和反應(yīng)氣體在工藝腔室10內(nèi)碰撞，則反應(yīng)氣體可被電離。電離后的反應(yīng)氣體可具有相當(dāng)于施加到靶架25與第二電極60之間的電位差的動能并以該動能與濺射靶20碰撞。如果電離后的反應(yīng)氣體與濺射靶20碰撞，則電中性的濺射靶20的原子朝向基板S入射。因此，濺射靶20的原子能夠被沉積在基板S上。

另外，濺射靶20可形成為具有平面的桿(bar)形狀，并且與濺射靶20的形狀對應(yīng)地，支撐濺射靶20的靶架25也可以形成為桿形狀。靶架25可具有比濺射靶20的平面更大的平面。

在靶架25的一側(cè)設(shè)置有濺射靶驅(qū)動部50，所述濺射靶驅(qū)動部50以使濺射靶20傾斜的方式旋轉(zhuǎn)驅(qū)動濺射靶20。濺射靶驅(qū)動部50可包括用于旋轉(zhuǎn)濺射靶20的電動機(jī)(未圖示)，電動機(jī)以電動機(jī)軸為中心沿與濺射靶20的長度方向垂直的方向?qū)R射靶20進(jìn)行軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。

可通過濺射靶驅(qū)動部50的電動機(jī)軸的旋轉(zhuǎn)，濺射靶20可以以約25rpm(每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)，revolution per minute)至約35rpm的速度旋轉(zhuǎn)。此外，濺射靶20可在約30度至45度的角度范圍內(nèi)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。

另外，可具備多個濺射靶20，濺射靶驅(qū)動部50能夠?qū)Χ鄠€濺射靶20中的每一個進(jìn)行驅(qū)動，以使多個濺射靶20中的每一個分別傾斜。此外，濺射靶驅(qū)動部50可對多個濺射靶20進(jìn)行分組，并且按每個組進(jìn)行獨立驅(qū)動。

另外，在靶架25的下部可進(jìn)一步包括磁體70，所述磁體70將形成于工藝腔室10的內(nèi)部的等離子體維持在濺射靶20的上部。磁體70能在濺射靶20的上部空間形成磁場，起到將等離子體內(nèi)的電子捕集到磁場內(nèi)的作用。等離子體內(nèi)的電子與反應(yīng)氣體碰撞，并使反應(yīng)氣體的電子分離，從而以使反應(yīng)氣體電離的方式通過連鎖反應(yīng)使等離子體維持在濺射靶20的上部。

另外，在濺射靶20與由基板架40支撐的基板S之間可進(jìn)一步具備沉積掩模M。沉積掩模M可起到防止濺射靶20的物質(zhì)沉積在除需要成膜的基板S以外的基板架40、工藝腔室10的內(nèi)壁等部位的作用。

另外，濺射靶20和被支撐在基板架40的基板S可被配置為以約140mm至約160mm的間隔相隔。

濺射靶20可以是至少具備兩個以上靶的多靶結(jié)構(gòu)，在濺射靶20之間可配置有至少一個接地護(hù)罩30。如圖2所示，濺射靶20可形成為彼此并列配置的具有平面的靶形狀，可通過多個靶架25來支撐各個濺射靶20。在濺射靶20之間可配置有多個接地護(hù)罩30，并且與濺射靶20的形狀對應(yīng)地，接地護(hù)罩30可形成為沿濺射靶20的長度方向延伸的形狀。

接地護(hù)罩30可由鈦(Titanium)來形成，起到使工藝腔室10內(nèi)的等離子體均勻分布的作用。

另外，在與工藝腔室10的內(nèi)壁相鄰的位置可進(jìn)一步包括輔助接地護(hù)罩35。輔助接地護(hù)罩35可被設(shè)置于濺射靶20與基板架40之間。輔助接地護(hù)罩35可通過使產(chǎn)生在濺射靶20與基板架40之間的等離子體均勻分布而進(jìn)一步確?；宓哪べ|(zhì)均勻性。

圖3是示意地表示本發(fā)明一實施例的濺射靶以隨機(jī)角度傾斜的狀態(tài)的剖視圖。圖4是示意地表示本發(fā)明一實施例的濺射靶以相同的角度傾斜的狀態(tài)的剖視圖。圖5是示意地表示本發(fā)明一實施例的濺射靶以與相鄰的濺射靶對稱的角度傾斜的狀態(tài)的剖視圖。

本發(fā)明一實施例的濺射靶20被形成為具有平面的桿形狀，并通過靶架25來支撐。在靶架25的一側(cè)可設(shè)置有電動機(jī)，可通過電動機(jī)軸的旋轉(zhuǎn)而使濺射靶20在約30度至約45度的角度范圍內(nèi)進(jìn)行軸旋轉(zhuǎn)。如圖3所示，可具備多個濺射靶20，多個濺射靶20中的每一個可被驅(qū)動為沿隨機(jī)方向分別傾斜，并且還可以分別以不同的速度旋轉(zhuǎn)。

另外，如圖4所示，多個濺射靶20可被驅(qū)動為均沿相同的方向以相同的角度傾斜，并且可以以相同的速度旋轉(zhuǎn)。

此外，如圖5所示，多個濺射靶20中的每一個可被驅(qū)動為沿與相鄰的濺射靶20對稱的方向傾斜，并且可以以相同的速度旋轉(zhuǎn)。

與圖3至圖5所示的實施例不同地，可分別或者成組地自由設(shè)定多個濺射靶20的傾斜方向，例如也可以以多個濺射靶20中的一部分沿相同的方向傾斜且另一部分沿隨機(jī)方向傾斜的方式使多個濺射靶20旋轉(zhuǎn)，并且還可以以多個濺射靶20中的一部分沿相同的方向傾斜且另一部分沿對稱的方向傾斜的方式使多個濺射靶20旋轉(zhuǎn)，等等。此外，可分別或者成組地自由設(shè)定濺射靶20的旋轉(zhuǎn)速度，以使濺射靶20的旋轉(zhuǎn)速度均相同或者只有一部分相同或者均不同。

如上所述，可通過本發(fā)明一實施例的濺射裝置來旋轉(zhuǎn)驅(qū)動濺射靶而使沉積在基板上的靶的成膜范圍極大化，以覆蓋對基板產(chǎn)生膜質(zhì)差異的接地護(hù)罩部位，因此能夠確?；宓哪べ|(zhì)均勻性。

雖然根據(jù)前述內(nèi)容且通過優(yōu)選實施例對本發(fā)明進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不限定于此，本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)能容易理解，在不脫離后述的權(quán)利要求書的概念和范圍內(nèi)能夠進(jìn)行各種修改和變形。

附圖標(biāo)記說明

100：濺射裝置 10：工藝腔室

20：濺射靶 25：靶架

27：第一電源 29：第二電源

30：接地護(hù)罩 35：輔助接地護(hù)罩

40：基板架 50：濺射靶驅(qū)動部

60：第二電極 70：磁體

80：注入口 85：排氣口

90：真空泵