CN108070830A - 沉积装置及利用该装置的沉积方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可以使沉积物质均匀分布的沉积装置及利用该装置的沉积方法。根据本发明的实施例的沉积装置具有：空腔板，位于腔室的内部；基板支撑台，在所述腔室的内部布置成与所述空腔板对向；以及多个阳极，可旋转地布置于所述空腔板与所述基板支撑台之间，其中，所述阳极具有杆状，且垂直于长度方向的截面具有长方形的形状。

Description

沉积装置及利用该装置的沉积方法

技术领域

本发明的实施例涉及一种沉积装置及利用该装置的沉积方法，尤其涉及一种可以使沉积物质均匀分布的沉积装置及利用该装置的沉积方法。

背景技术

随着信息化技术的发达，作为用户与信息之间的连接媒介的显示装置的重要性凸显。响应于此，液晶显示装置(Liquid Crystal Display Device)和有机电致发光显示装置(Organic Light Emitting Display Device)之类的显示装置(Display Device)的使用正在增加。

沉积装置用于将沉积物质沉积到包括液晶显示装置和有机电致发光显示装置的半导体元件用基板。

沉积装置通常以如下的方式沉积预定物质。首先，将包含氩气(Ar)和/或氧气(O₂)的工艺气体注入到真空状态的腔室。然后，如果在阳极与阴极中施加预定的电压，则工艺气体借助于等离子体而被离子化，并碰撞到靶。如果离子化的气体碰撞到靶，则沉积物质被释放，被释放出的沉积物质贴附于基板而形成薄膜。

另外，阳极位于基板与靶之间。因此，从靶释放出的沉积物质的一部分被阳极阻断，于是沉积物质非均匀沉积于基板上。

发明内容

因此，本发明旨在提供一种可以使沉积物质均匀分布的沉积装置及利用该装置的沉积方法。

根据本发明的实施例的一种沉积装置，具有：空腔板，位于腔室的内部；基板支撑台，在所述腔室的内部布置成与所述空腔板对向；以及多个阳极，可旋转地布置于所述空腔板与所述基板支撑台之间，其中，所述阳极具有杆状，且垂直于长度方向的截面具有长方形的形状。

根据实施例的沉积装置还具有：旋转轴，连接于所述阳极，并具有沿所述阳极的长度方向延伸的形状；以及旋转部，用于使所述旋转轴沿预定方向旋转。

对于根据实施例的沉积装置而言，以垂直于所述长度方向的所述阳极的截面为基准，所述旋转轴位于所述阳极的中心部。

对于根据实施例的沉积装置而言，以垂直于所述长度方向的所述阳极的截面为基准，所述旋转轴从所述阳极的中心部相隔而布置。

对于根据实施例的沉积装置而言，所述阳极具有：多个贯通孔，以垂直于所述长度方向的方式贯穿所述阳极。

对于根据实施例的沉积装置而言，所述贯通孔沿所述长度方向而以相同的间距布置。

根据实施例的沉积装置还具有：突出部，以垂直于所述长度方向的所述阳极的截面为基准，从所述阳极的长方形短边突出。

对于根据实施例的沉积装置而言，所述突出部从所述长方形的短边突出为具有曲线。

对于根据实施例的沉积装置而言，彼此相邻的所述阳极沿相同方向旋转。

对于根据实施例的沉积装置而言，彼此相邻的所述阳极沿互不相同的方向旋转。

根据实施例的沉积装置还具有：背板，固定于所述空腔板；靶，固定于所述背板；掩膜，位于所述阳极与所述基板支撑台之间，用于使从所述靶释放的沉积物质被供应到所期望的区域；以及磁控管，位于所述背板的背面，用于生成磁场。

根据本发明的实施例的一种沉积方法，包括如下的步骤：将工艺气体供应到腔室的内部；将互不相同的电压供应到靶和多个阳极以形成等离子体，所述靶位于所述腔室的内部，所述多个阳极沿预定方向旋转；以及使借助于所述等离子体而使从所述靶中释放的物质沉积于基板，其中，所述阳极具有杆状，且垂直于长度方向的截面具有长方形的形状。

对于根据实施例的沉积装置而言，彼此相邻的所述阳极沿相同方向旋转。

对于根据实施例的沉积装置而言，彼此相邻的所述阳极沿互不相同的方向旋转。

对于根据本发明的实施例的沉积装置而言，以长方形的形态布置阳极，与此同时使阳极沿着预定方向旋转。于是，可最小化由阳极引起的沉积物质的阻断，据此使沉积物质均匀分布于基板。

并且，在本发明的实施例中，为了使沉积物质能够通过而在阳极中形成多个孔，据此可以提高沉积于基板的沉积物质的均匀性。

附图说明

图1为根据本发明的实施例的沉积装置的剖面图。

图2为表示图1所示阻断部的实施例的图。

图3a和图3b为表示图1所示沉积装置中的阳极的侧剖面图。

图4为表示图1所示阳极的实施例的图。

图5a和图5b为表示对应于阳极的形态的沉积物质的阻断的图。

图6为表示图4所示阳极中沉积的沉积物质的实施例的图。

图7为表示图1所示阳极的另一实施例的图。

图8为表示图7的阳极所对应的沉积物质的阻断的图。

图9为表示图7的阳极中沉积的沉积物质的实施例的图。

图10a和图10b为表示图4和图7所示阳极的形状的图。

图11为表示图1所示阳极的又一实施例的图。

符号说明

100：基板支撑台 110：基板

210：背板 212：空腔板

220：靶 222：沉积物质

230：磁控管 300：阳极

302：贯通孔 304：主体部

306：突出部 310：旋转部

320：旋转轴 400：掩膜

410：阻断部 420：开口部

1000：腔室 1100：泵

1200：电源供应部

具体实施方式

以下，通过参考所附之图而对本发明的实施例及此外本领域技术人员容易理解本发明的内容所需的事项进行详细记载。然而，本发明可在权利要求书所记载的范围内以多种不同的形态实现，以下说明的实施例无关于其表述而均为示例性记载。

即，本发明并不局限于以下披露的实施例而是可以由互不相同的多样的形态实现，当在以下的说明中表述为某部分与其他部分连接时，不仅包括直接连接的情形，而且还包括其中间夹设其他元件而电连接的情形。还须留意，在附图中，对于相同的构成要素，虽然图示于不同的图中，却尽量赋予相同的附图标记及符号。

图1为表示根据本发明的实施例的沉积装置的剖面图。

参考图1，根据本发明的实施例的沉积装置具有腔室1000、泵1100以及电源供应部1200。

泵1100用于将腔室1000内部的空气排出到外部。即，泵1100用于将腔室1000维持成真空状态。

腔室1000与周围区域分离，并借助于泵1100而维持真空状态。在如上所述的腔室1000的内部，预定物质作为薄膜沉积于基板110上。为此，腔室1000具有基板支撑台100、空腔板212、背板(Backing Plate)210、靶220、阳极300以及掩膜400。

基板支撑台100将基板110搬入腔室1000或从腔室1000搬出。而且，基板支撑台100用于在沉积物质沉积到基板110的时段内将基板110固定。

靶220表示旨在沉积于基板110的沉积物质。在此，沉积物质包括可沉积于基板110的多样的物质，作为一例可包括ITO、IZO、IGZO或MoN之类的物质。

背板210布置于腔室1000与靶220之间，即布置于靶220的背面。如上所述的背板210将靶220固定。附加地，背板210的内部流动着未图示的冷却水，据此限制靶220的温度上升。并且，背板210从电源供应部1200获得电源供应，并将得到供应的电源供应给靶220。从电源供应部1200获得电源供应的靶220为了能够形成等离子体而被驱动为阴极。

空腔板212布置于背板210与腔室1000之间，即位于背板210的背面。如上所述的空腔板212将背板210固定。为此，空腔板212可被设置为固定于腔室1000。

靶220与基板110之间布置有多个阳极300。如上所述的阳极300经由电源供应部1200获得电源供应。获得电源供应的阳极300与被驱动为阴极驱动的靶220(以及背板210)一起形成等离子体。

如果在腔室1000内形成等离子体，则工艺气体被离子化，并碰撞到靶220。借助于如上所述的溅射，从靶220释放出沉积物质，释放出的沉积物质沉积于基板110。

另外，在本发明的实施例中阳极300具有杆(bar)状，且垂直于长度方向的截面具有长方形的形状。即，阳极300形成为当从腔室1000的上侧和侧面观察时具有长方形的形状。阳极300沿预定方向旋转，据此可在腔室1000内稳定地形成等离子体。将会在后面对此进行详细说明。

掩膜400布置于阳极300与基板110之间。如上所述的掩膜400执行控制以使沉积物质能够被供应到所期望的区域(即，基板110)。为此，如图2所示，掩膜400包括阻断部410和开口部420。

开口部420作为与基板110对应的区域，用于使指向基板110的沉积物质通过。阻断部410则用于将指向基板110以外的区域的沉积物质阻断。即，阻断部410防止沉积物质沉积于腔室1000的壁等。

电源供应部1200用于将电源供应给背板210(即，靶220)和阳极300。作为一例，电源供应部1200可将负电压供应给背板210，并将正电压供应给阳极300。

这样的电源供应部1200可供应多样的电压，以在靶220与阳极300之间能够形成等离子体。作为一例，电源供应部1200可供应直流(DC)或交流(AC)电源。

对操作过程进行如下说明。腔室1000借助于泵1100而被设定为真空状态。然后，工艺气体被供应到腔室1000。作为工艺气体，可包括氩气之类的惰性气体和/或包含氧气、氮气、氢气、氨气、臭氧等在内的反应性气体(reactive gas)。

如果工艺气体被供应到腔室1000内，则腔室1000内被营造气氛(atmosphere)。然后，电源供应部1200将预定电压供应给靶220(以及背板210)和阳极300，于是在靶220与阳极300之间形成等离子体。如果在腔室1000内形成等离子体，则工艺气体被离子化，并碰撞到靶。借助于如上所述的溅射(sputtering)，从靶释放出沉积物质，且释放出的沉积物质沉积于基板110。根据本发明的实施例的沉积装置重复上述过程，从而在基板110形成沉积物质。

此外，根据本发明的实施例的沉积装置还可以包括位于背板210的背面的磁控管230。磁控管230形成磁场，从而将由等离子体生成的离子的运动约束在靶220周围，并使移动路径延长，从而可以提高溅射效率。

图3a和图3b为表示图1所示沉积装置中的阳极的侧剖面图。

参考图3a和图3b，阳极300布置于腔室1000内部，并借助于旋转轴320而可旋转地设置。即，各个阳极300连接于互不相同的旋转轴320。旋转轴320具有沿着阳极300的长度方向延伸的形状。

旋转轴320借助位于腔室1000的外部的旋转部310而以预定方向及预定速度旋转。为此，旋转部310中可包括未予图示的马达等。

如图3a所示，彼此相邻的阳极300可借助于旋转部310而沿同一方向旋转。而且，彼此相邻的阳极300可借助于旋转部310而如图3b所示地沿着互不相同的方向旋转。考虑到沉积均匀度等，可通过实验确定阳极300的旋转方向和旋转速度。

图4为表示图1所示阳极的实施例的图。

参考图4，在本发明的实施例中，对于阳极300而言，垂直于长度方向的截面具有长方形的形态，并借助于旋转轴320而沿着预定方向旋转。在此，旋转轴320以垂直于长度方向的阳极300的截面为基准而位于中心部。

附加地，如果阳极300形成为长方形的形态，则可以最小化被阳极300阻断的沉积物质的量。

作为一例，如图5a所示，当阳极以圆形布置时，沉积物质被阳极阻断，于是沉积物质可能无法均匀地沉积于基板110。

相反，如图5b所示，当阳极300以垂直于长度方向的截面为基准而具有长方形的形态并同时沿预定方向旋转时，被阳极300阻断的沉积物质的量得以最小化。在此情况下，沉积物质可均匀沉积于基板110上。

附加地，在图5a和图5b中为了便于说明而只图示出多个阳极中的三个阳极。并且，在图5b中图示为阳极300具有彼此相同的角度，然而本发明并不局限于此。作为一例，阳极300的旋转方向和旋转速度可通过实验确定，以使沉积物质均匀沉积于基板110。

另外，阳极300沿着预定方向旋转，于是阳极300的旋转面积被设定为如图4所示的虚线区域。即，对应于阳极300的旋转，阳极300的旋转面积被设定为比长方形更宽阔的圆形的面积，据此可在腔室1000内稳定地形成等离子体。

图6为表示图4所示的阳极中沉积的沉积物质的实施例的图。

参考图6，根据本发明的实施例的阳极300沿着预定方向旋转，于是沉积物质222沉积于阳极300的两侧面。作为一例，沉积物质222可沉积于长方形的形态的阳极300的两侧长边(沉积物质222可以与长方形的短边长度对应而还沉积于短边)。在如上所述地将沉积物质222沉积于阳极300的两侧的情况下，因沉积物质222而施加到阳极300的应力得以最小化。

作为一例，当阳极300并不旋转时，沉积物质222只沉积于阳极300的一侧面。在此情况下，由沉积物质222引起的应力被积累，从而可能使阳极300弯曲。

图7为表示图1所示阳极的另一实施例的图。

参考图7，在本发明的另一实施例中，对于阳极300′而言，垂直于长度方向的截面具有长方形的形态，并借助于旋转轴320′而沿着预定方向旋转。其中，旋转轴320′以垂直于长度方向的截面为基准而从阳极的中心部相隔而布置。作为一例，旋转轴320′可以与长方形的形态的阳极300′的两个短边中的任意一个短边相邻地布置。

阳极300′以垂直于长度方向的截面为基准而布置为长方形的形态，与此同时旋转轴320′以垂直于长度方向的截面为基准而从阳极的中心部相隔而布置，在此情况下，被阳极300′阻断的沉积物质的量得以最小化。

即，当阳极300′以长方形的形态布置的同时旋转轴320′位于阳极300′的一侧末端时，如图8所述，被阳极300′阻断的沉积物质的量得到最小化。在此情况下，沉积物质可均匀沉积于基板110上。

在图8中，为了便于说明，只图示出多个阳极中的三个阳极300′。而且，在图8中，图示为诸阳极300′具有彼此相同的角度，然而本发明并不局限于此。作为一例，阳极300′的旋转方向和旋转速度可通过实验确定，以使沉积物质均匀沉积于基板110。

附加地，阳极300′沿着预定方向旋转，于是阳极300′的旋转面积被设定为如图7所示的虚线区域。即，对应于阳极300′的旋转，阳极300′的旋转面积被设定为比长方形更宽阔的圆形面积，据此可在腔室1000内稳定地形成等离子体。

并且，在本发明的另一实施例中，旋转轴320′位于阳极300′的一侧末端，因此能够以图4的阳极300的大约一半的大小具备相同的旋转面积。在本发明的实施例中，阳极300′的大小、旋转轴320′的位置可通过实验确定，以使等离子体稳定形成。

图9为表示图7的阳极中沉积的沉积物质的实施例的图。

参考图9，根据本发明的另一实施例的阳极300′沿着预定方向旋转，于是沉积物质222沉积于阳极300′的两侧面。作为一例，沉积物质222可沉积于长方形的形态的阳极300′的两侧长边(沉积物质222可以与长方形的短边长度对应而还沉积于短边)。在如上所述地所述沉积物质222沉积于阳极300′的两侧的情况下，因沉积物质222而施加于阳极300′的应力得以最小化。

图10a和图10b为表示图4和图7所示阳极的形状的图。

参考图10a，在本发明的实施例中，以垂直于长度方向的截面为基准，长方形的形态(即，长方形杆状)的阳极300、300′位于腔室1000的上侧与下侧之间。如上所述的阳极300、300′沿着一侧方向旋转。于是，如上所述，阳极300、300′可以使从靶220指向基板110侧的沉积物质的阻断量最小化。

参考图10b，在本发明的另一实施例中，以垂直于长度方向的截面为基准，长方形的形态的阳极300、300′位于腔室1000的上侧与下侧之间。在如上所述的阳极300、300′中，配备有以垂直于长度方向的方式贯穿阳极300、300′的多个贯通孔302。如上所述的贯通孔302用于使从靶220指向基板110侧的沉积物质通过，据此可以确保沉积于基板110的沉积物质的均匀性。

此外，在上述说明中，以垂直于长度方向的截面为基准，将阳极300、300′记载为长方形的形态，然而本申请发明并不局限于此。作为一例，阳极300、300′可由多样的形态设定，以实现从靶220指向基板110侧的沉积物质的阻断量的最小化。

作为一例，如图11所示，阳极300、300′以垂直于长度方向的截面为基准而还可以具有长方形的主体部304以及从主体部304的短边突出的突出部306。突出部306从主体部304突出为具有曲线。

在此，如果在主体部304的短边以圆弧状形成突出部306，则可以防止沉积物质222沉积于突出部306。在此情况下，可将阳极300、300′的旋转面积恒定地维持，据此可以确保驱动的可靠性。

虽然根据上述优选实施例而具体记载了本发明的技术思想，然而上述实施例旨在对其进行说明，而非用于将其限定，对此应当留意。而且，但凡本发明的技术领域中具备基本知识的人员，就能够在本发明的技术思想的范围中实现多样的变形例，这一点想必可以理解。

关于前述发明的权利范围由权利要求书确定，其并非局限于说明书正文的记载，属于权利要求书的等同范围的变形及变更均属于本发明的范围。

Claims (14)

1.一种沉积装置，其特征在于，具有：

空腔板，位于腔室的内部；

基板支撑台，在所述腔室的内部布置成与所述空腔板对向；以及

多个阳极，可旋转地布置于所述空腔板与所述基板支撑台之间，

其中，所述阳极具有杆状，且垂直于长度方向的截面具有长方形的形状。

2.如权利要求1所述的沉积装置，其特征在于，还具有：

旋转轴，连接于所述阳极，并具有沿所述阳极的长度方向延伸的形状；以及

旋转部，用于使所述旋转轴沿预定方向旋转。

3.如权利要求2所述的沉积装置，其特征在于，以垂直于所述长度方向的所述阳极的截面为基准，所述旋转轴位于所述阳极的中心部。

4.如权利要求2所述的沉积装置，其特征在于，以垂直于所述长度方向的所述阳极的截面为基准，所述旋转轴从所述阳极的中心部相隔而布置。

5.如权利要求1所述的沉积装置，其特征在于，所述阳极具有：

多个贯通孔，以垂直于所述长度方向的方式贯穿所述阳极。

6.如权利要求5所述的沉积装置，其特征在于，所述贯通孔沿所述长度方向而以相同间距布置。

7.如权利要求1所述的沉积装置，其特征在于，还具有：

突出部，以垂直于所述长度方向的所述阳极的截面为基准，从所述阳极的长方形短边突出。

8.如权利要求7所述的沉积装置，其特征在于，所述突出部从所述长方形的短边以具有曲线的方式突出。

9.如权利要求1所述的沉积装置，其特征在于，彼此相邻的所述阳极沿同一方向旋转。

10.如权利要求1所述的沉积装置，其特征在于，彼此相邻的所述阳极沿互不相同的方向旋转。

11.如权利要求1所述的沉积装置，其特征在于，还具有：

背板，固定于所述空腔板；

靶，固定于所述背板；

掩膜，位于所述阳极与所述基板支撑台之间，用于使从所述靶释放的沉积物质被供应到所期望的区域；以及

磁控管，位于所述背板的背面，用于生成磁场。

12.一种沉积方法，其特征在于，包括如下的步骤：

将工艺气体供应到腔室的内部；

将互不相同的电压供应到靶和多个阳极以形成等离子体，所述靶位于所述腔室的内部，所述多个阳极沿预定方向旋转；以及

使借助于所述等离子体而从所述靶释放的物质沉积于基板，

其中，所述阳极具有杆状，且垂直于长度方向的截面具有长方形的形状。

13.如权利要求12所述的沉积方法，其特征在于，彼此相邻的所述阳极沿相同方向旋转。

14.如权利要求12所述的沉积方法，其特征在于，彼此相邻的所述阳极沿互不相同的方向旋转。