本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體制備領(lǐng)域，具體而言，涉及一種磁控濺射裝置及磁控濺射系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

物理氣相沉積(PVD)技術(shù)應(yīng)用于很多領(lǐng)域，其利用濺射靶材組件可提供帶有原子級(jí)光滑表面的具有精確厚度的薄膜材料沉積物。靶材組件是由符合濺射性能的靶材和適于與靶材結(jié)合并具有一定強(qiáng)度的背板構(gòu)成。

在濺射過(guò)程中，靶材組件裝配在濺射基臺(tái)上，位于充滿(mǎn)惰性氣體的腔室里的靶材暴露于電場(chǎng)中，從而產(chǎn)生等離子區(qū)。等離子區(qū)的等離子與濺射靶材表面發(fā)生碰撞，從而從靶材表面逸出原子。靶材與待涂布基材之間的電壓差使得逸出原子在基材表面上形成預(yù)期的薄膜。

目前，磁控濺射裝置廣泛應(yīng)用于液晶顯示器的制備中，隨著濺射工藝的逐漸改進(jìn)，很多低電阻率材料也逐漸被應(yīng)用于濺射工藝中。因此，在同一臺(tái)的磁控濺射裝置上，使用不同材料的金屬靶材也逐漸增多。由于不同的金屬靶材對(duì)磁力線的阻隔和削弱作用不同，因此在同一磁控濺射裝置中，使用不同材料的金屬靶材時(shí)，靶材上方形成的磁場(chǎng)大小也不同。現(xiàn)有技術(shù)是通過(guò)手動(dòng)調(diào)節(jié)磁靶的方式來(lái)調(diào)整磁場(chǎng)大小的。由于人為因素，這種調(diào)整只能是大致的粗調(diào)節(jié)，不利于提高鍍膜的質(zhì)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的第一目的在于提供了一種磁控濺射裝置，旨在改善現(xiàn)有磁控濺射裝置中通過(guò)手動(dòng)方式調(diào)節(jié)磁場(chǎng)強(qiáng)度的精度不高的問(wèn)題。

本實(shí)用新型的第二目的在于提供了一種磁控濺射系統(tǒng)，這種磁控濺射系統(tǒng)包括上述磁控濺射裝置和相應(yīng)的控制系統(tǒng)，自動(dòng)化程度高，有利于工業(yè)大生產(chǎn)。

本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種磁控濺射裝置，包括殼體，殼體內(nèi)設(shè)置有磁靶、靶材組件、用于安裝基材的爐盤(pán)和用于調(diào)整靶材組件與基材之間的磁場(chǎng)強(qiáng)度的緩沖組件。磁靶固定于殼體的內(nèi)壁并用于提供磁場(chǎng)，爐盤(pán)設(shè)置于殼體的內(nèi)壁并用于安裝基材，靶材組件設(shè)置于磁靶并與爐盤(pán)相對(duì)設(shè)置。緩沖組件設(shè)置于靶材組件和磁靶之間，緩沖組件包括驅(qū)動(dòng)裝置和至少兩個(gè)依次疊放的調(diào)整板，每個(gè)調(diào)整板通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置移入或移出工作區(qū)域。

進(jìn)一步地，在本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中，上述殼體的內(nèi)壁開(kāi)設(shè)有用于容納調(diào)整板的容置腔室，容置腔室遠(yuǎn)離殼體的一側(cè)設(shè)置有用于打開(kāi)或關(guān)閉容置腔室的活動(dòng)板。

進(jìn)一步地，在本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中，上述驅(qū)動(dòng)裝置包括電機(jī)，電機(jī)與調(diào)整板之間通過(guò)連桿連接。

進(jìn)一步地，在本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中，上述每個(gè)調(diào)整板的厚度2-4cm，相鄰兩個(gè)調(diào)整板的厚度相同或不同。

進(jìn)一步地，在本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中，上述調(diào)整板由多個(gè)調(diào)整塊拼接組成，每個(gè)調(diào)整塊通過(guò)連桿與驅(qū)動(dòng)裝置連接。

進(jìn)一步地，在本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中，上述調(diào)整塊在水平面上的投影為等腰三角形，相鄰兩個(gè)調(diào)整塊的移動(dòng)方向相互垂直。

進(jìn)一步地，在本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中，上述靶材組件包括固定連接的金屬靶材和背板，背板可拆卸連接于磁靶。

進(jìn)一步地，在本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中，上述金屬靶材包括一體成型的基底和凸臺(tái)，基底具有上表面和下表面，背板設(shè)有凹槽，凹槽由底面和周面圍合而成，基底的下表面焊接于凹槽的底面，基底的上表面設(shè)有鋸齒狀凸起，上表面與背板靠近凸臺(tái)的一面位于同一平面。

進(jìn)一步地，在本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中，上述背板遠(yuǎn)離凸臺(tái)的一側(cè)開(kāi)設(shè)有多個(gè)散熱通道，多個(gè)散熱通道間隔均勻分布。

一種磁控濺射系統(tǒng)，包括上述磁控濺射裝置，以及與磁控濺射裝置相匹配的控制系統(tǒng)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果為：

這種磁控濺射裝置的殼體為中空結(jié)構(gòu)，殼體內(nèi)設(shè)置的磁靶為濺射反應(yīng)提供磁場(chǎng)，殼體內(nèi)安裝的爐盤(pán)用于安裝待涂布的基材，在濺射反應(yīng)時(shí)，爐盤(pán)還能將基材加熱至預(yù)設(shè)溫度，便于薄膜的形成。靶材組件安裝于磁靶上，并于上述基材相對(duì)設(shè)置，靶材組件為濺射反應(yīng)提供濺射源，通過(guò)更換不同材質(zhì)的靶材組件，能夠制備具有不同性能的半導(dǎo)體薄膜。

同時(shí)，這種磁控濺射裝置還設(shè)置有緩沖組件，緩沖組件包括多個(gè)調(diào)整板，這些調(diào)整板依次疊放，通過(guò)自動(dòng)化控制這些調(diào)整板的移入或者移出工作區(qū)域，能夠調(diào)整靶材組件與基材之間的磁場(chǎng)強(qiáng)度，從而調(diào)節(jié)粒子的遷移速度和遷移軌跡。這種緩沖組件有利于在更換不同材質(zhì)的靶材組件時(shí)，方便快捷的調(diào)整磁場(chǎng)大小，有效的解決了現(xiàn)有的通過(guò)手動(dòng)方式調(diào)節(jié)磁場(chǎng)強(qiáng)度的精度不高的問(wèn)題，提高生產(chǎn)效率。

這種磁控濺射裝置，能夠通過(guò)緩沖組件有效的解決了現(xiàn)有的通過(guò)手動(dòng)方式調(diào)節(jié)磁場(chǎng)強(qiáng)度的精度不高的問(wèn)題，提高半導(dǎo)體薄膜的質(zhì)量及生產(chǎn)效率。包括這種磁控濺射裝置的磁控濺射系統(tǒng)，具有自動(dòng)化程度高的優(yōu)點(diǎn)，有利于工業(yè)化大生產(chǎn)。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施方式的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施方式中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本實(shí)用新型的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對(duì)范圍的限定，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1提供的磁控濺射裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例1提供的磁控濺射裝置中的調(diào)整板與連桿裝配后的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例2提供的磁控濺射裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例2提供的磁控濺射裝置中的靶材組件的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖標(biāo)：100-磁控濺射裝置；200-磁控濺射裝置；110-殼體；111-反應(yīng)腔體；112-容置腔室；113-活動(dòng)板；120-磁靶；130-靶材組件；131-金屬靶材；132-背板；133-濺射面；230-靶材組件；231-金屬靶材；232-背板；233-濺射面；234-基底；235-凸臺(tái)；236-凸起；237-凹槽；238-散熱通道；140-爐盤(pán)；141-基材；150-緩沖組件；151-連桿；152-調(diào)整板；153-調(diào)整塊。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型實(shí)施方式的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施方式中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施方式中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施方式是本實(shí)用新型一部分實(shí)施方式，而不是全部的實(shí)施方式。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施方式，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施方式，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。因此，以下對(duì)在附圖中提供的本實(shí)用新型的實(shí)施方式的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本實(shí)用新型的范圍，而是僅僅表示本實(shí)用新型的選定實(shí)施方式?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施方式，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施方式，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

在本實(shí)用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“橫向”、“長(zhǎng)度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”、等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。

在本實(shí)用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語(yǔ)應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通或兩個(gè)元件的相互作用關(guān)系。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本實(shí)用新型中的具體含義。

在本實(shí)用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接觸，也可以包括第一和第二特征不是直接接觸而是通過(guò)它們之間的另外的特征接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

實(shí)施例1，參照?qǐng)D1和圖2所示，

本實(shí)施例提供一種磁控濺射裝置100，如圖1所示，這種磁控濺射裝置100包括殼體110，殼體110具有中空結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例中殼體110為四邊體形，在本實(shí)用新型的其他實(shí)施例中，殼體110也可以為柱形或者多面體形。殼體110具有一個(gè)相對(duì)密閉的反應(yīng)腔體111，磁控濺射反應(yīng)就發(fā)生在反應(yīng)腔體111中。

殼體110內(nèi)的反應(yīng)腔體111中設(shè)置有磁靶120，磁靶120用于為濺射反應(yīng)提供磁場(chǎng)。通常，在同一臺(tái)磁控濺射裝置100中，磁靶120的磁場(chǎng)大小及位置是固定不變的。

爐盤(pán)140設(shè)置于殼體110的內(nèi)壁，爐盤(pán)140與磁靶120相對(duì)設(shè)置。在濺射反應(yīng)時(shí)，在爐盤(pán)140上安裝基材141，并用爐盤(pán)140將基材141加熱至預(yù)設(shè)溫度，便于金屬原子在基材141的表面沉積，形成半導(dǎo)體薄膜。

靶材組件130設(shè)置于反應(yīng)腔體111內(nèi)的磁靶120上，靶材組件130包括固定連接的金屬靶材131和背板132，本實(shí)施例中這種固定連接的方式為焊接。背板132可拆卸的連接于磁靶120，這種可拆卸連接的方式可以為卡接、磁吸或粘接。

金屬靶材131靠近基材141的一面為濺射面133，濺射面133與基材141相對(duì)設(shè)置。在濺射過(guò)程中，真空的反應(yīng)腔體111內(nèi)產(chǎn)生氬離子，并向具有負(fù)電勢(shì)的金屬靶材131加速運(yùn)動(dòng)，在加速過(guò)程中氬離子獲得動(dòng)量，并轟擊金屬靶材的濺射面133，撞擊出金屬原子，隨后金屬原子遷移到基材141表面沉積并形成薄膜，完成濺射過(guò)程。

金屬靶材131可以是鈦靶、鋁靶、錫靶、鉛靶、鎳靶、銀靶、硒靶和鋯靶等，采用這些金屬靶材131作為濺射源，可以制備多種不同性能的半導(dǎo)體薄膜。然而，由于不同的金屬靶材131對(duì)磁力線的阻隔和削弱作用不同，因此在同一磁控濺射裝置中，使用不同材料的金屬靶材131時(shí)，金屬靶材131上方形成的磁場(chǎng)大小也不同。而在實(shí)際生產(chǎn)中，常常需要更換不同的金屬靶材，來(lái)制備性能優(yōu)良的半導(dǎo)體薄膜。為了使金屬靶材131與基材141之間的磁場(chǎng)強(qiáng)度滿(mǎn)足不同材質(zhì)的金屬靶材131的使用需求，則需要根據(jù)金屬靶材131對(duì)磁力線的阻隔和削弱作用的強(qiáng)弱，通過(guò)調(diào)節(jié)金屬靶材131與磁靶120之間的距離來(lái)調(diào)整磁場(chǎng)大小。

磁控濺射裝置100的反應(yīng)腔體111內(nèi)還設(shè)置有緩沖組件150，緩沖組件150設(shè)置于靶材組件130和磁靶120之間，用以調(diào)節(jié)金屬靶材131與磁靶120之間的距離，進(jìn)而調(diào)整靶材組件130與基材141之間的磁場(chǎng)強(qiáng)度。

緩沖組件150包括至少兩個(gè)依次疊放的調(diào)整板152，每個(gè)調(diào)整板152的厚度2-4cm，相鄰兩個(gè)調(diào)整板152的厚度可以相同，也可以不同。在本實(shí)施例中，相鄰兩個(gè)調(diào)整板152的厚度不同，便于更加精確的調(diào)整磁場(chǎng)大小。調(diào)整板152可以設(shè)置多個(gè)，比如兩個(gè)、四個(gè)或六個(gè)等，在本實(shí)施例中的磁控濺射裝置100中，設(shè)置了三個(gè)調(diào)整板152。這三個(gè)調(diào)整板152依次疊放，通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置來(lái)根據(jù)實(shí)際需要將調(diào)整板152移入或移出工作區(qū)域，來(lái)調(diào)整金屬靶材131與基材141之間的距離。

緩沖組件150還包括驅(qū)動(dòng)裝置(圖未示)，在本實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)裝置為電機(jī)(圖未示)。如圖2所示，電機(jī)與調(diào)整板152之間通過(guò)連桿151連接，該連桿151具有可收縮的結(jié)構(gòu)，便于調(diào)整板152移入或移出工作區(qū)域。

殼體110的內(nèi)壁還開(kāi)設(shè)有容置腔室112，該容置腔室112用于容納移出工作區(qū)域的調(diào)整板152，避免移出工作區(qū)域的調(diào)整板152在濺射的過(guò)程中，金屬原子沉積于調(diào)整板152的表面形成反濺射物，既不利于調(diào)整板152的長(zhǎng)時(shí)間使用，也可能會(huì)由于反濺射物的脫落而影響濺射環(huán)境。

容置腔室112遠(yuǎn)離殼體110的一側(cè)設(shè)置有用于打開(kāi)或關(guān)閉容置腔室112的活動(dòng)板113。當(dāng)需要調(diào)整金屬靶材131與基材141之間的磁場(chǎng)強(qiáng)度時(shí)，打開(kāi)活動(dòng)板113，使容置腔室112與反應(yīng)腔體111相連通，再通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置將位于容置腔室112內(nèi)的調(diào)整板152移至金屬靶材131與磁靶120之間，或者將金屬靶材131與磁靶120之間的調(diào)整板152移至容置腔室112內(nèi)，關(guān)閉活動(dòng)板113，完成調(diào)整過(guò)程。

與現(xiàn)有技術(shù)中手動(dòng)調(diào)節(jié)磁場(chǎng)大小相比，這種調(diào)節(jié)方式更加精確，比如可以預(yù)先在容置腔室112內(nèi)放置多種厚度不同的調(diào)整板152，隨后磁控濺射裝置100的控制系統(tǒng)再根據(jù)不用材料的特性，通過(guò)模擬計(jì)算出需要的調(diào)整板152的總厚度，再通過(guò)控制電機(jī)上的連桿151來(lái)將不同厚度的調(diào)整板152移至工作區(qū)域進(jìn)行準(zhǔn)確調(diào)節(jié)。這種方式的自動(dòng)化程度高，能夠節(jié)省人力成本，并提高調(diào)節(jié)磁場(chǎng)強(qiáng)度的準(zhǔn)確性，有利于提高半導(dǎo)體薄膜的質(zhì)量。

為了進(jìn)一步提高調(diào)節(jié)磁場(chǎng)強(qiáng)度的準(zhǔn)確性，本實(shí)施例中，如圖2所示，調(diào)整板152由多個(gè)調(diào)整塊153拼接組成，每個(gè)調(diào)整塊153通過(guò)連桿151與驅(qū)動(dòng)裝置連接。調(diào)整塊153表面的形狀可以為三角形，矩形或其他滿(mǎn)足實(shí)際需求的行政，本實(shí)施例中，調(diào)整塊153在水平面上的投影為等腰三角形，相鄰兩個(gè)調(diào)整塊153的移動(dòng)方向相互垂直。這樣設(shè)置便于調(diào)整板152移出或移入工作區(qū)域。

這種磁控濺射裝置100，能夠通過(guò)緩沖組件150有效的解決了現(xiàn)有的通過(guò)手動(dòng)方式調(diào)節(jié)磁場(chǎng)強(qiáng)度的精度不高的問(wèn)題，降低人工成本，提高生產(chǎn)效率及半導(dǎo)體薄膜的質(zhì)量。

實(shí)施例2參照?qǐng)D3和圖4所示，

本實(shí)施例提供一種磁控濺射裝置200，如圖3所示，其實(shí)現(xiàn)原理及產(chǎn)生的技術(shù)效果和實(shí)施例1相同，不同之處在于靶材組件230的結(jié)構(gòu)。

如圖4所示，這種磁控濺射裝置200的靶材組件230包括金屬靶材231和背板232。金屬靶材231包括一體成型的基底234和凸臺(tái)235，基底234和凸臺(tái)235均是由相同的金屬材料加工制成。凸臺(tái)235靠近基材141的一面為濺射面233?；?34具有上表面(圖未示)和下表面(圖未示)，上表面與凸臺(tái)235相鄰，下表面與背板232連接。

背板232設(shè)有凹槽237，凹槽237由底面(圖未示)和周面(圖未示)圍合而成，基底234的下表面焊接于凹槽237的底面，基底234的上表面設(shè)有鋸齒狀凸起236，上表面與背板232靠近凸臺(tái)235的一面位于同一平面。

這種鋸齒狀凸起236能夠增大基底234表面的粗糙度，且能夠改變反濺射物的運(yùn)動(dòng)軌跡，使其容易呈鋸齒狀沉積在基底234的凸起236之間，減少了在濺射反應(yīng)中反濺射物所受到的沖擊力，增加了反濺射物在靶材組件230上的附著力，從而極大的減少了反濺射物脫落的情況發(fā)生，有效的提高了金屬薄膜的質(zhì)量。

由于背板232與金屬靶材231是通過(guò)焊接的方式連接在一起的，為了防止在濺射中由于溫度升高，金屬靶材231中的金屬會(huì)催化背板232與金屬靶材231之間的焊料融化，以至于影響濺射效果。因此，在本實(shí)施例提供的磁控濺射裝置200中，在背板232遠(yuǎn)離凸臺(tái)235的一側(cè)開(kāi)設(shè)有多個(gè)散熱通道238，多個(gè)散熱通道238間隔均勻分布。通過(guò)上述散熱通道238的設(shè)置，能夠?qū)饘侔胁?31進(jìn)行充分冷卻，有利于防止上述情況發(fā)生。在實(shí)際生產(chǎn)中，這些散熱通道238可以通過(guò)機(jī)械加工的方式形成。

這種磁控濺射裝置200，能夠有效的避免反濺射物脫落對(duì)濺射環(huán)境的影響，有效提高反應(yīng)腔體111內(nèi)金屬薄膜的質(zhì)量，從而提高半導(dǎo)體器件的性能。

實(shí)施例3

本實(shí)施例提供一種磁控濺射系統(tǒng)(圖未示)，這種磁控濺射系統(tǒng)包括上述磁控濺射裝置100和控制系統(tǒng)(圖未示)，該控制系統(tǒng)與上述磁控濺射裝置100相匹配，并能夠控制這種磁控濺射裝置100的運(yùn)行。使用這種磁控濺射系統(tǒng)進(jìn)行半導(dǎo)體薄膜的制備，自動(dòng)化程度高，有利于工業(yè)大生產(chǎn)。

以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。