TWI523964B - 連續式濺鍍設備 - Google Patents

Description

連續式濺鍍設備

本發明涉及一種濺鍍設備，尤其涉及一種連續式濺鍍設備。

真空濺鍍技術已廣泛應用於眾多產業領域中，如半導體製造業、光電業、電子業等。真空濺鍍技術之原理為於高真空環境中將氬、氖等鈍氣散佈於具高電位差之二金屬板之間，鈍氣與電子撞擊形成電漿，電漿內之氬、氖等鈍離子受電場加速而撞擊到靶材之表面，靶材上之原子被撞擊後飛到基材之表面，基材表面經靶材原子沈積後即可形成薄膜。

目前，為降低真空濺鍍製程之成本，所採用之濺鍍設備多為連續式(In-line)，以取代傳統批次式(Batch Type)或晶圓式(Wafer Type)之生產方式。習知之連續式濺鍍設備通常包括依次設置之進料腔體、濺鍍腔體及出料腔體。濺鍍腔體內設有至少二靶材，用於對基材鍍膜。該至少二靶材於濺鍍腔體內沿基材被傳送方向等間隔設置。當基材被傳送至濺鍍腔體內相鄰靶材之間隙位置處時，靶材端部之原子皆被撞擊沈積至基材，造成膜層呈波浪狀，膜厚均勻性不高。故，習知之連續式濺鍍設備對於外觀要求較高、膜厚要求均勻性高之產品並不適用。

鑒於上述內容，有必要提供一種能夠提高鍍膜均勻性之連續式鍍 膜設備。

一種連續式濺鍍設備，包括依次相鄰設置之進料腔體、濺鍍腔體及出料腔體，該濺鍍腔體包括濺鍍室及裝設於濺鍍室內之靶材組件與複數電極，該濺鍍室內設有一濺鍍區，該複數電極相對裝設於該濺鍍室之側壁上，設於同一側之複數電極間隔設置，該靶材組件包括複數靶材，每一靶材裝設於相應電極上並遠離該濺鍍區，同一側相鄰靶材之間形成間隙。該靶材組件還包括至少一遮蔽件，該至少一遮蔽件相對該間隙設置，並位於該複數靶材與該濺鍍區之間，用以遮蔽擋設相鄰靶材邊緣原子之濺射。

本發明提供之連續式濺鍍設備，由於遮蔽件對準相鄰靶材之間隙位置並鄰近濺鍍區設置。濺鍍時，遮蔽件能夠減小靶材上端部之原子同時被撞擊至基材上之幾率，有效地提高了沈積至基材上之膜厚均勻性，能夠適用於對外觀性要求高之鍍膜。

100‧‧‧連續式濺鍍設備

200‧‧‧基材

20‧‧‧進料腔體

30‧‧‧預處理腔體

40‧‧‧第一緩衝腔體

50‧‧‧濺鍍腔體

51‧‧‧濺鍍室

511‧‧‧濺鍍區

513‧‧‧安裝區

52‧‧‧電極

53‧‧‧靶材組件

531‧‧‧靶材

54‧‧‧間隙

535‧‧‧遮蔽件

60‧‧‧第二緩衝腔體

70‧‧‧出料腔體

90‧‧‧閘門

圖1係本實施方式之連續濺鍍設備對基材進行濺鍍處理時之示意圖。

圖2係本實施方式之濺鍍室對基材進行濺鍍處理之立體示意圖。

請參閱圖1，本實施方式中之連續式濺鍍設備100，用以對基材200進行鍍膜處理。連續式濺鍍設備100包括依次相鄰設置之進料腔體20、預處理腔體30、第一緩衝腔體40、濺鍍腔體50、第二緩衝腔體60及出料腔體70。連續式濺鍍設備100還包括複數活動式閘門90，其分別設於各工作區之間。

進料腔體20係用來接收並將待鍍膜處理之基材200送入連續式濺鍍設備100之預處理腔體30中，以避免基材200直接進入高真空腔體域。進料腔體20封閉後可抽氣到預設之中低真空程度。

預處理腔體30與進料腔體20相鄰設置，並位於進料腔體20與第一緩衝腔體40之間，用以將經進料腔體20傳送來之基材200進行濺鍍前預處理，如加熱及清潔等。於本實施方式中，為保證預處理腔體30內之真空度及潔淨度，預處理腔體30與進料腔體20之間藉由閘門90相互連接。工作時，預處理腔體30可作為一獨立之高真空腔體，對基材200進行預處理。

第一緩衝腔體40與預處理腔體30相鄰設置，並位於預處理腔體30與濺鍍腔體50之間，其亦為高真空腔體。第一緩衝腔體40用以暫存基材200，以防止濺鍍腔體50內進行濺鍍處理之基材200過多造成碰撞，亦保證濺鍍連續進行。於本實施方式中，為保證第一緩衝腔體40內之真空度及潔淨度，預處理腔體30與第一緩衝腔體40之間藉由閘門90相互連接。

請一併參閱圖2，濺鍍腔體50與第一緩衝腔體40相鄰設置，並位於第一緩衝腔體40與第二緩衝腔體60之間，係用來對基材200進行鍍膜。濺鍍腔體50包括濺鍍室51及裝設於濺鍍室51內之複數電極52與靶材組件53。當然，濺鍍腔體50可依據實際需要設置複數濺鍍室51，用以進行多次濺鍍。濺鍍室51包括濺鍍區511及設於濺鍍區511兩端之安裝區513。濺鍍室51內充滿鈍氣。相鄰濺鍍室51之間以活動式閘門90予以隔離，以避免基材200通過時影響濺鍍室51內之真空度與潔淨度。濺鍍腔體50內需保持於高真空狀態，以確保鍍膜之品質。複數電極52相對應裝設於濺鍍室51之兩側 壁上，設於同一側壁之電極52間隔設置。基材200可於濺鍍區511內通行，並被進行濺鍍處理。

靶材組件53設置於安裝區513內，用於對基材200進行鍍膜。靶材組件53包括複數靶材531及至少一遮蔽件535。複數靶材531裝設於複數電極52上，同一側相鄰靶材531之間形成間隙54。在本實施例中，靶材組件53包括四靶材531及二遮蔽件535，能夠實現對基材200進行兩面濺鍍。靶材531可為圓柱體靶也可為板形靶。靶材531根據所需要鍍膜種類而選用材料。遮蔽件535鄰近靶材531端部之邊緣設於濺鍍區511與複數靶材531之間，相對間隙54與複數靶材531平行。遮蔽件535用於基材200經過間隙54位置處對基材200進行遮蔽，以防止相鄰靶材531之端部邊緣原子同時濺射到基材200造成沈積膜層不均勻。遮蔽件535之於水平投影之長度最好等於相鄰靶材531之間隙54長度，其寬度等於或大於基材200之寬度，以對基材200實現全面遮蔽。遮蔽件535之材料根據實際需要進行選用。遮蔽件535為不銹鋼材料製成。可根據實際對遮蔽件535之寬度或形狀進行微調，如當基材200上某一位置鍍膜層厚度較其它部份偏厚時，對遮蔽件535相對應位置之寬度需設計得更寬。可理解，靶材531與遮蔽件535於濺鍍室51內之設置方式依據濺鍍方式之需要進行裝置，如靶材531也可只設置於同一側之電極52上以實現對基材200進行單面濺鍍。

第二緩衝腔體60與濺鍍腔體50相鄰設置，並位於濺鍍腔體50與出料腔體70之間，用以對經濺鍍腔體50鍍膜處理後之基材200進行冷卻處理，同時還用以避免濺鍍腔體50直接接觸到大氣。

出料腔體70與第二緩衝腔體60相鄰設置，用以將基材200送出連 續式濺鍍設備100。出料腔體70與第二緩衝腔體60之間藉由閘門90相互連接，以保證第一緩衝腔體40內之真空度及潔淨度。

工作時，待進行濺渡處理之基材200由進料腔體20進入，並依次穿過預處理腔體30及第一緩衝腔體40，之後進入濺鍍腔體50之濺鍍區511。濺鍍過程中，高電壓會施加於電極52間以驅動輝光放電效應，濺鍍室51內之鈍氣高溫離子化形成所謂之電漿，電漿中之離子會轟擊靶材531，以將靶材531之原子或分子撞擊，並進入電漿中沈積並附著於到基材200上產生一定厚度之膜層。由於遮蔽件535位於複數靶材531及濺鍍區511之間，相對間隙54設置，降低了相鄰靶材531端部邊緣之原子濺射至基材200之幾率。靶材531上端部之原子被撞擊飛至遮蔽件535上。遮蔽件535中部位置到端部位置之膜層厚度逐漸減小。濺鍍完成後，基材200進入第二緩衝腔體60進行後處理，最後從出料腔體70出來。

本發明提供之連續式濺鍍設備100，由於遮蔽件535對準相鄰靶材531之間隙位置並鄰近濺鍍區511設置。濺鍍時，遮蔽件535能夠減小相鄰靶材531上端部之原子同時被撞擊沈積至基材200上之幾率，有效地提高了沈積到基材200上之膜厚均勻性，能夠適用於對外觀性要求高之鍍膜。

綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，舉凡熟悉本案技藝之人士，於爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之申請專利範圍內。

100‧‧‧連續式濺鍍設備

200‧‧‧基材

20‧‧‧進料腔體

30‧‧‧預處理腔體

40‧‧‧第一緩衝腔體

50‧‧‧濺鍍腔體

51‧‧‧濺鍍室

53‧‧‧靶材組件

531‧‧‧靶材

54‧‧‧間隙

535‧‧‧遮蔽件

60‧‧‧第二緩衝腔體

70‧‧‧出料腔體

90‧‧‧閘門

Claims (9)

1. 一種連續式濺鍍設備，包括依次相鄰設置之進料腔體、濺鍍腔體及出料腔體，該濺鍍腔體包括濺鍍室及裝設於濺鍍室內之靶材組件與複數電極，該濺鍍室內設有一濺鍍區，該複數電極相對裝設於該濺鍍室之側壁上，設於同一側之複數電極間隔設置，該靶材組件包括複數靶材，每一靶材裝設於相應電極上並遠離該濺鍍區，同一側相鄰靶材之間形成間隙，其改良在於：該靶材組件還包括至少一遮蔽件，該至少一遮蔽件相對該間隙設置，並位於該複數靶材與該濺鍍區之間，用以遮蔽擋設相鄰靶材邊緣原子之濺射。
2. 如申請專利範圍第1項所述之連續式濺鍍設備，其中該至少一遮蔽件水平投影之長度大於或等於該間隙之長度。
3. 如申請專利範圍第2項所述之連續式濺鍍設備，其中該至少一遮蔽件與該複數靶材相互平行。
4. 如申請專利範圍第1項所述之連續式濺鍍設備，其中該連續式鍍膜設備還包括第一緩衝腔體，該第一緩衝腔體與該濺鍍腔體相鄰設置，該第一緩衝腔體位於該進料腔體與該濺鍍腔體之間。
5. 如申請專利範圍第4項所述之連續式濺鍍設備，其中該連續式鍍膜設備還包括第二緩衝腔體，該第二緩衝腔體位於該濺鍍腔體與該出料腔體之間。
6. 如申請專利範圍第5項所述之連續式濺鍍設備，其中該連續式鍍膜設備還包括預處理腔體，該預處理腔體位於該進料腔體與該第一緩衝腔體之間。
7. 如申請專利範圍第6項所述之連續式濺鍍設備，其中該連續式鍍膜設備還 包括閘門，該閘門設於進料腔體與該預處理腔體之間、預處理腔體與該第一緩衝腔體之間及該第二緩衝腔體之間與該出料腔體之間。
8. 如申請專利範圍第1項所述之連續式濺鍍設備，其中該濺鍍腔體包括複數濺鍍室，該複數濺鍍室之間以活動式閘門予以隔離。
9. 如申請專利範圍第1項所述之連續式濺鍍設備，其中該濺鍍室還包括與濺鍍區連接之安裝區，該靶材組件裝設於該安裝區內。