靶材布置和处理设备 |
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| 申请号 | CN201490001521.2 | 申请日 | 2014-07-22 | 公开(公告)号 | CN206858649U | 公开(公告)日 | 2018-01-09 |
| 申请人 | 应用材料公司; | 发明人 | F·施纳朋伯格; | ||||
| 摘要 | 本实用新型公开了一种靶材布置和处理设备。描述了一种用于处理设备(105；107)的靶材布置(100；101；102；103；104；106)。所述靶材布置包括靶材支座(110)，所述靶材支座配置成用于 支撑 非平面靶材材料(120)，其中靶材支座(110)包括 真空 侧(130)和大气侧(140)。此外，描述了一种适用于靶材布置的处理设备。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于处理设备(105；107)的靶材布置(100；101；102；103；104；106)，所述靶材布置包括： |
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| 说明书全文 | 靶材布置和处理设备技术领域[0001] 实施例涉及一种靶材布置以及一种具有靶材布置的处理设备。实施例尤其是涉及一种用于真空处理设备的靶材布置以及一种具有靶材布置的真空处理设备，特别是关于一种用于溅射设备的靶材布置以及一种具有靶材布置的溅射设备。 背景技术[0002] 在许多应用中，在基板上沉积多个层，例如，在玻璃基板上沉积多个薄层。经常在涂覆设备的不同腔室中涂覆基板。可在真空中涂覆基板。 [0003] 已知用于在基板上沉积材料的若干方法。举例来说，基板可通过物理气相沉积(physical vapor deposition，PVD)工艺、化学气相沉积(chemical vapor deposition，CVD)工艺或等离子体增强型化学气相沉积(plasma enhanced chemical vapor deposition，PECVD)工艺等来涂覆。在基板所在的工艺设备或工艺腔室中执行工艺。在设备中提供沉积材料。多种材料以及所述多种材料的氧化物、氮化物或碳化物可用于在基板上的沉积。所涂覆材料可用于若干应用以及若干技术领域。举例来说，经常通过物理气相沉积(PVD)工艺来涂覆用于显示器的基板。进一步的应用包括绝缘面板、有机发光二极管(OLED)面板、具有薄膜晶体管(thin film transistor，TFT)、彩色滤光片等。 [0004] 对于PVD工艺，沉积材料能以固相存在于靶材中。通过以高能粒子轰击靶材，靶材材料(即，待沉积的材料)的原子从靶材射出。靶材材料的原子沉积在待涂覆的基板上。在PVD工艺中，能以不同方式布置溅射材料(即，待沉积在基板上的材料)。举例来说，靶材可由待沉积的材料制成，或可具有背衬元件，待沉积的材料固定到所述背衬元件。包括待沉积材料的靶材被支撑或固定在沉积腔室中的预定位置中。在使用可旋转靶材的情况下，靶材连接至旋转轴或连接元件，所述连接元件连接所述轴与所述靶材。 [0005] 例如，需要在腔室中容易且快速地装配靶材，以便减少沉积系统的停工时间。使用可旋转靶材有益于层均匀性；然而，通过接取处理腔室来实施装配可旋转靶材，这是耗时的。鉴于上述内容，目标在于提供克服本领域中的问题中的至少一些问题的一种靶材布置以及一种具有靶材布置的处理设备。实用新型内容 [0007] 根据一个实施例，提供一种用于处理设备的靶材布置。所述靶材布置包括靶材支座，所述靶材支座配置成用于支撑非平面靶材材料。所述靶材支座包括真空侧和大气侧。 [0008] 根据另一实施例，提供一种用于处理基板的处理设备。所述处理设备包括处理腔室和基板支撑件，所述处理腔室具有外部和内部，所述处理腔室适用于在工艺期间容纳基板，所述基板支撑件用于待处理的基板。处理腔室适用于容纳根据本文中所述的实施例的靶材布置。 附图说明[0010] 因此，为了可详细地理解上述的特征，可参考实施例进行对上文简要概述的更特定的描述。附图是关于实施例，并且在下文中描述： [0011] 图1a示出根据本文中所述的实施例的靶材布置的示意图； [0012] 图1b示出根据本文中所述的实施例的靶材布置的示意图； [0013] 图1c示出根据本文中所述的实施例的靶材布置的示意图； [0014] 图1d示出根据本文中所述的实施例的靶材布置的背侧的示意图； [0015] 图2示出根据本文中所述的实施例的靶材布置的示意图； [0016] 图3a示出根据本文中所述的实施例的具有磁体组件的靶材布置的示意图； [0017] 图3b示出图3a中所示的靶材布置一区段的放大视图； [0018] 图4a至图4c示出根据本文中所述的实施例的靶材布置的多个部分的示意图； [0019] 图5a示出根据本文中所述的实施例的包括靶材布置的处理设备的示意图； [0020] 图5b示出图5a中所示的处理设备的侧视图的示意图； [0021] 图5c示出图5a的处理设备沿线A-A的示意性剖面图； [0022] 图5d示出图5a中所示的处理设备的后视图的示意图； [0023] 图6示出根据本文中所述的实施例的包括靶材布置的处理设备的示意图；以及[0024] 图7示出用于制造靶材布置的方法的流程图以更好地理解实施例，所述靶材布置利用根据本文中所述的实施例的靶材布置或处理设备。 具体实施方式[0025] 现在将详细地参考各实施例，在附图中绘示实施例的一个或多个示例。在以下对附图的描述中，相同参考编号指相同的元件。一般来说，仅描述相对于个别实施例的不同之处。通过解释的方式提供每一个示例，并且每一个示例不旨在作为限制。此外，绘示或描述为一个实施例的部分的特征可用于其他实施例或与其他实施例结合，以获得更进一步的实施例。说明书旨在包括此类修改和变型。 [0026] 此外，在以下描述中，靶材支座可理解为用于(例如，在溅射沉积工艺中) 支撑靶材材料的装置。在一些实施例中，靶材支座可包括不经受溅射工艺的至少一部分或一侧，诸如，不被溅射的部分。举例来说，靶材支座的部分可适用于在沉积工艺期间不被损耗或去除。在一些实施例中，靶材支座可以是可连接至工艺腔室(诸如，溅射腔室的壁)的。根据一些实施例，靶材支座可包括靶材材料，或可由靶材材料制成。 [0027] 根据本文中所述的实施例，靶材支座可包括大气侧和真空侧。特别地，靶材支座的真空侧可适用于在真空工艺中使用，诸如，通过分别选择材料(例如，选择具有用于真空工艺的合适的释气率(outgassing rate)、合适的耐温性 (temperature resistance)、合适的粒子生成率等的材料)。在一些实施例中，靶材支座的大气侧可适用于在大气条件下使用，所述大气条件诸如，低于约1bar 的压力、在0°与40°之间的温度范围，等等。根据一些实施例，靶材支座的大气侧可适用于设在工艺腔室的外部，而靶材支座的真空侧可适用于设在工艺腔室的内部。根据一些实施例，靶材支座可提供相应的连接装置(connection means)，用于提供腔室外部的靶材支座的大气侧和腔室内部的靶材支座的真空侧，诸如，将靶材支座固定至工理腔室的壁，或将靶材支座固定在工艺腔室的壁之中的连接装置。 [0028] 根据本文中所述的实施例，如本文中所指的弧可理解为几何形状的部分 (portion)或段(segment)，诸如，圆弧是圆的段，椭圆弧是椭圆的段，抛物线弧是抛物线的段，以此类推。根据一些实施例，弧可以是包含小于360°角度的段。举例来说，圆弧的长度由(Θ/180)π*R来定义，其中R是圆的半径，并且Θ是圆的段所包含的角度且小于360°。 [0029] 如本文中所使用，术语“非平面(non-planar)”应当理解为具有曲率，例如，非平面表面至少在此表面的部分上具有曲率。根据一些实施例，弯的(curved) 表面可描述为弯曲的(bent)表面。 [0030] 在已知系统中，使用两种类型的溅射靶材：平面溅射靶材和旋转溅射靶材组件。平面和旋转溅射靶材组件两者各具有其优点。由于阴极的几何形状和设计，旋转溅射靶材组件典型地具有比平面靶材更高的利用率和增加的操作时间。旋转溅射靶材组件在大面积基板处理中可以是特别有益的。在旋转靶材组件的制造中，将圆柱靶材管结合至背衬管是一项挑战。将圆柱靶材管接合至背衬管是挑战，对于大的靶材材料尤其如此。在此类可旋转溅射阴极的制造中，可例如通过将粉末喷涂(spraying)、铸造(casting)或压制(pressing)到背衬管的外表面上来施加靶材材料。或者，靶材材料之中空圆柱(也可称为靶材管)可布置在背衬管上，并且可例如利用铟而接合至背衬管，以便形成可旋转靶材。然而，由于可旋转靶材的几何形状，并且为了实现上述的较高靶材利用率，可旋转靶材经设计，以便当在用于处理基板的处理腔室中使用可旋转靶材期间被完全设在真空条件中。 [0031] 本文中所述的实施例提供用于处理设备的靶材布置。靶材布置包括靶材支座，所述靶材支座配置成用于支撑非平面靶材材料。所述靶材支座包括真空侧和大气侧。 [0032] 如下文中将详细地描述，根据本文中所述的实施例的靶材布置是有助于促进靶材的制造工艺。此外，根据本文中所述的的靶材布置能以容易且具成本低廉的方式装配至工艺腔室，因为可从工艺腔室的外部侧提供非平面靶材，诸如，被装配到腔室门或腔室壁中或被装配到腔室门或腔室壁上。 [0033] 图1a示出根据本文中所述的实施例的靶材布置。靶材布置100包括靶材支座110和靶材材料120。靶材支座110适用于支撑非平面靶材材料120。在图1a中所示的实施例中，靶材支座110包括板状底座111、沿靶材120的长度延伸的侧支座112以及支撑靶材120的前端的前支座113。根据本文中所述的一些实施例，术语“靶材(target)”和术语“靶材材料(target material)”在本文中可同义地使用。 [0034] 根据一些实施例，靶材支座的至少部分可提供非平面形状(例如，对应于将由靶材支座支撑的靶材材料的非平面形状的非平面形状)。举例来说，图1a 的实施例示出前支座113，所述前支座113具有对应于靶材材料120的形状的弧状。在一些实施例中，靶材支座可具有一部分，此部分具有沿长度方向被分割的半圆柱管的形状，例如，背衬半管。举例来说，半圆柱管可具有一剖面，此剖面为包含约180°角度的圆弧形状。 [0035] 如图1a中可见，靶材支座110提供真空侧130和大气侧140。典型地，当靶材布置装配至处理腔室时，真空侧可以是存在于处理腔室中的靶材的一侧。当靶材布置装配至处理腔室时，靶材支座的大气侧可设在处理腔室的外部(或可至少可以是从处理腔室的外部可接取的)。根据一些实施例，例如当根据本文中所述的的靶材布置装配在工艺腔室壁中时，靶材支座的大气侧可面对工艺腔室的外部。根据一些实施例，靶材布置也可描述为具有大气侧和包括靶材材料的真空侧。 [0036] 图1b示出靶材布置101的实施例。靶材布置101包括靶材支座110，所述靶材支座110包括支撑板材114。非平面靶材材料120可设在靶材支座110 的支撑板材114上。根据一些实施例，靶材支座可包括半圆柱管，靶材材料120 设在所述半圆柱管上，所述半圆柱管例如为背衬半管。根据替代性实施例，在没有背衬半管的情况下，靶材支撑底座(诸如，支撑板材)支撑具有半圆柱管的形状的靶材材料。虽然图1b示出半圆柱管在半圆柱管的端部处是封闭的，但是，在一些实施例中，半圆柱管的前端可以是敞开的。图1b中示出的靶材支座110提供真空侧130和大气侧140。如将参照图1d详细地所解释，靶材支座在此靶材支座的大气侧可包括中空部分。根据一些实施例，中空部分可以由板状底座(例如，图1b中的支撑板材)中的孔来提供，或可以由作为靶材支座的框架来提供。 [0037] 本文中所述的实施例的靶材材料能以容易且可靠的方法接合至靶材支座。靶材材料的非平面形状(在附图中示例性地示出为圆弧形状)允许在接合工艺中使用比在制造旋转靶材时可使用的力更大的力。 [0038] 图1c示出靶材布置102的实施例。靶材布置102包括形成在一体式 (one-piece)靶材布置中的靶材支座110和靶材120。举例来说，靶材支座可由靶材材料制成。根据一些实施例，靶材支座110(特别是在工艺中将不被溅射的部分)包括板状结构，非平面靶材120从所述板状结构延伸。 [0039] 根据一些实施例，靶材支座的大气侧可由靶材支座的一个或多个区段提供，如在附图中所示的实施例中示例性地可见。举例来说，靶材支座的大气侧可包括如图1a中示例性地示出的板状部分、框状部分、如上所述的侧支座的多个部件、板状部分的后侧、如图1b中示例性地示出的框架的背侧、如图1c中示例性地示出的由靶材材料制成的靶材支座的背侧，等等。在一些实施例中，大气侧可以是具有所定义厚度的靶材支座的表面或部分，所述所定义的厚度特别是在工艺期间不改变的厚度。在一些实施例中，靶材支座的大气侧可描述为不面对工艺腔室的内部的靶材支座的表面。在一个示例中，大气侧可在工艺腔室壁的外部延伸，或可存在于工艺腔室壁的外部。根据一些实施例，大气侧可包括一空间，此空间特别是可到达靶材的背侧(例如，不面对工艺腔室的靶材的侧)。根据一些实施例，靶材支座的真空侧例如通过从工艺腔室壁延伸，或通过在面对工艺腔室的内侧处与工艺腔室壁对齐来延伸至工艺腔室的内部。 [0040] 图1d示出根据本文中所述的的靶材支座110的背侧视图。靶材支座110 可以是任何所述实施例的靶材支座，诸如，图1a至1c中所示的靶材支座。根据一些实施例，靶材支座的背侧视图可指示为是靶材支座的大气侧的视图。在一些实施例中，配置成用于非平面靶材的靶材支座110可包括：中空区段115，例如用于允许接取非平面靶材材料；用于连接非平面靶材的多个区段；或框架，靶材材料可接合至所述框架；等等。根据一些实施例，中空区段可允许对靶材支座和/或靶材材料的非平面(或弯曲的)表面的接取。在一些实施例中，中空区段可通过在靶材支座中的开口(诸如，在靶材支座的支撑板材中的基本上矩形的开口来允许接取。根据一些实施例，开口可具有任何合适的形状。 [0041] 根据一些实施例，配置成用于非平面靶材的靶材支座可由允许以对于工艺条件(例如，包括压力、温度、气体或等离子体存在，等等)可靠的方式将靶材材料接合至靶材支座的材料制成。举例来说，靶材支座可适用于至少部分地(诸如，以一侧)被设在处理腔室中，所述处理腔室具有约5*10-4至约5*10-2 mbar的压力，例如，约5*10-3的压力。根据一些实施例，工艺温度或工艺腔室温度(可在此温度下使用靶材布置)可高达600℃。靶材支座可适用于承受工艺温度。在一些实施例中，靶材支座的表面可适用于在靶材材料与靶材支座之间提供足够的接合。举例来说，靶材支座表面可提供适合的粗糙度、适合的温度传导性、足够的接合面积，等等。 [0042] 在一些实施例中，配置成用于非平面靶材的靶材支座可进一步配置成用于提供磁体组件以充当非平面靶材的磁控管(magnetron)。举例来说，靶材支座可提供或允许具有用于至少部分地容纳磁体组件(诸如，用于靶材材料的溅射的磁控管)的空间。在一些实施例中，配置成用于非平面靶材的靶材支座可包括连接元件，用于连接用于非平面靶材的溅射的磁体组件，所述连接元件例如，夹、孔(hole)、钻孔(bore)、棒、螺钉(bolt)、框架，等等。 [0043] 图2以显示靶材支座110的大气侧的视角示出靶材布置103的实施例。在图2中可见靶材支座110的中空区段115。图2示出接合至靶材支座110的非平面靶材的轮廓116。或者，轮廓116可属于靶材支座的一部分，靶材支座的此部分具有半圆柱管形状且适用于在靶材支座上提供靶材材料。靶材支座110 的中空区段115允许接取非平面靶材或靶材支座的相应部分。根据一些实施例，靶材支座110适用于至少部分地容纳具有至少一个磁体元件117的磁体组件。在图2中所示的实施例中，中空区段115允许将磁体组件至少部分地容纳在靶材支座中。靶材支座可包括用于将磁体组件连接至靶材支座的连接装置123。在一个实施例中，磁体组件是可旋转的，特别是绕基本上平行于非平面靶材的长度轴的轴是可旋转的。 [0044] 根据本文中所述的一些实施例，磁体组件包括具有磁轭的磁体元件，所述磁轭具有相反磁性的磁极。举例来说，磁极中的一个可绕着另一磁极而形成赛道(racetrack)。根据一些实施例，磁体元件包括用于支撑具有磁极的磁轭的底座。在一些实施例中，磁体组件可在绕旋转轴的两个位置之间振荡，例如，通过在背衬半管后方摆动。根据一些实施例，磁体组件可在由电机驱动的背衬半管后方摆动。磁体组件可(例如，通过分别被装配)配置成用于至少30°角度旋转运动。特别地，磁体组件可配置成用于沿弧、特别是沿对应于非平面靶材材料的形状的弧执行旋转运动。此外，实施例可包括静态磁棒或磁性线圈。 [0045] 根据一些实施例，靶材布置可包括升举装置，用于保持磁体元件与靶材表面(例如，面对待处理的基板的靶材表面)之间的距离恒定，特别是在沉积期间恒定。举例来说，靶材布置可包括由驱动元件(诸如，电机)驱动的机械齿轮或偏心装置，所述驱动元件用于将磁体组件移向或移离非平面靶材表面。在一个实施例中，升举装置可自动地受控制，以便诸如在例如在靶材的使用寿命期间或甚至根据靶材的使用寿命来自动地调整靶材表面与磁体组件之间的距离。举例来说，升举装置可帮助改善靶材材料移除的可靠性、可预测性和均匀性。凭借改善的靶材材料移除均匀性，可优化基板上的层均匀性。 [0046] 图3a示出根据本文中所述的实施例的靶材布置104。图3b示出靶材布置 104的一区段的放大视图。靶材支座110包括框架，所述框架在图3a中示出的示例中具有至中空区段115的开口。靶材布置104进一步包括非平面靶材材料 120，所述非平面靶材材料120设在靶材支座110上。图3a和图3b中示出的靶材布置104包括磁体组件，所述磁体组件包括三个磁体元件117、118和119。在图3b中示出的示例中，磁体元件各自都包括具有相反磁性的磁极的磁轭。磁体元件可至少部分地布置在靶材支座110内。根据一些实施例，磁体组件至少部分地位于非平面靶材中。根据一些实施例，这三个磁体元件可以是可转动的，特别是绕基本上平行于非平面靶材材料的长度轴的轴可转动。在一些实施例中，磁体组件沿弧转动，所述弧可对应于非平面靶材的弧。根据一些实施例，磁体组件可仅在一个方向上旋转。在一些实施例中，磁体组件配置成用于连续地旋转。当连续地旋转时，磁体组件可提供用于靶材材料的磁场，这特别确保了靶材材料的均匀沉积。 [0047] 根据一些实施例，磁体组件的磁体元件可设在旋转元件上，所述旋转元件诸如是鼓轮(drum)，磁体元件是附接至所述旋转元件。根据一些实施例，这三个磁体元件的磁轭连接至旋转元件，诸如，直接连接于旋转鼓轮(例如，不需要用于磁轭的进一步的支撑元件)。在一些实施例中，每一个磁体元件包括两个磁极，特别是每一个磁体元件包括一个磁极，此磁极为绕另一磁极的赛道的形式。图3b示出靶材支座110的区段，并且技术人员可理解，以靶材支座的总视角来看，每一个磁轭的围绕内磁极的外磁极可形成封闭环路。在一个示例中，这三个磁体元件彼此偏移约120°的角度。在一些实施例中，磁体元件可沿一线布置，从而当磁体元件被旋转至面对靶材材料的位置时，允许磁体元件各自具有到真空腔室中的靶材表面的基本上相同的距离。特别地，可沿圆状线 (circle-like line)布置磁体元件。根据可与本文中所述的其他实施例结合的实施例，磁体组件可包括多于三个磁体元件，诸如，四个或五个如上文所述的的磁体元件。 [0048] 在一个示例中，并且如在图3b中可见，当旋转磁体组件时，一个或多个完整的赛道存在于非平面靶材表面上。当一个赛道由于磁体组件的旋转而正在离开非平面靶材的表面时，下一个赛道补捉电子以从非平面靶材去除材料。根据一些实施例，用于磁体组件的驱动器可布置在靶材布置的大气侧处的磁轭后方。直接驱动器可用于驱动磁体组件的旋转运动。根据一些实施例，可在靶材支座的大气侧上在大气条件中驱动磁体组件。在一个示例中，以低于60℃的温度(诸如，约30℃至约40℃)驱动磁体组件。 [0049] 在一些实施例中，在靶材表面与磁体组件之间的距离可以是可调整的。如参照图2所描述，可将升举装置提供给靶材布置104，以便保持非平面靶材表面与磁体组件之间的距离恒定。举例来说，利用机械齿轮或三偏心装置(triple eccentric device)，可改变靶材表面与磁体之间的距离。 [0050] 通过磁体组件的连续运动，用于工艺的电压、电流和电源可保持恒定。利用可调整的磁体组件，将溅射电压(或电流)控制或调整在一个水平上是可能的。此外，通过本文中所述的实施例可实现若干有益效果。特别地，容易的机械设计可用于磁体旋转。容易的机械设计节省制造和装配成本。在大气条件下装配并操作的磁体组件可有助于以容易的方式设计磁体组件。此外，当连续地旋转磁体组件时，不存在由于磁体组件的改变的方向(诸如，以摆动模式)而导致的延迟时间。根据本文中所述的实施例，能以非常高的速度旋转磁体组件。另外，利用本文中所述的实施例，使用较大的赛道是可能的。此外，利用本文中所述的实施例，通过各种磁轭或在阴极后方的不同长度等因素来影响靶材利用率可以是可能的。提升了工艺效率。也可通过例如当旋转三个或四个磁体元件时在靶材表面上具有多于一个赛道来提升工艺效率(特别是溅射速率)。理论上，将溅射靶的整个表面用于等离子体成为可能。 [0051] 虽然附图是示出用于非平面靶材的基本上的圆弧，但是本文中所述的实施例不限于圆形布置。 [0052] 如本文中所使用的术语“基本上(substantially)”可意味相比以“基本上”表示的特性可存在某个偏差。举例来说，术语“基本上圆形(substantially circular)”是指相比准确的圆形形状可具有某些偏差的形状，诸如，在一个方向上、或在多于一个方向上约1％至15％扩展的偏差。类似地，术语“基本上椭圆形”或“基本上抛物线”应理解为在一个或多个方向上包括相比严格的定义约1％至 15％的偏差。 [0053] 图4a至图4c示出根据本文中所述的实施例的用于靶材支座的非平面靶材材料120的实施例。图4a示出具有基本上椭圆形的弧的形状的非平面靶材材料120。举例来说，靶材包括一剖面，所述剖面具有椭圆形的弧的形状，例如，包括椭圆形的段。于图4a中可见，靶材包括非平面外表面和非平面内表面，并且靶材具有某个厚度。在一些实施例中，靶材的内表面的形状对应于靶材的外表面的形状。图4b示出具有一剖面的非平面靶材材料120的实施例，所述剖面具有抛物线的弧的形状。图4c示出具有第一部分121和第二区段122的非平面靶材的实施例，所述第一部分121具有圆弧剖面，所述第二区段122具有基本上直的形状。技术人员将注意，参照图4a所描述的特征也可适用于图 4b和图4c的实施例。 [0054] 根据一些实施例，本文中所述的的弧包含以下角度：典型地，小于360°，更典型地，小于300°，甚至更典型地，小于280°。在一个实施例中，弧的角度可包含大约180°。 [0055] 一般来说，非平面靶材可包括弯曲的表面。弯曲的表面可具有曲率，并且在进一步的实施例中，弯曲的表面可由不同的曲率组成，诸如，弯曲的表面由各自都具有不同曲率和/或半径的若干个弧组成。 [0056] 图5a示出工艺腔室105，所述工艺腔室105是用于处理基板的处理设备的部分。工艺腔室包括腔室壁150、151、152和153。腔室壁150、151、152 和153将工艺腔室的内部与工艺腔室的外部分开。在工艺腔室的内部中，可由基板支撑件154支承基板。根据一些实施例，基板支撑件也可用于在连续的工艺中引导基板。典型地，工艺腔室诸如通过提供相应的密封装置、真空泵以及相应地适用于基板的的闸而适用于真空工艺。 [0057] 如于图5a中可见，具有非平面靶材的两个靶材布置106设在工艺腔室105 中。根据一些实施例，靶材布置106可以是如上所述的实施例中的靶材布置。处理腔室105可适用于将如在本文中的实施例中所述的靶材布置装配至腔室壁，特别装配至靶材支座。在一个示例中，处理腔室105适用于将靶材支座的支撑板材至腔室壁，使得靶材布置可设在具有大气侧和真空侧的处理腔室处。根据一些实施例，处理腔室105可具有相应的开口，如本文中的实施例中所述的靶材布置可放置在所述开口中。在一些实施例中，靶材布置106可从腔室的外部被装配至工艺腔室，特别可在箭头160的方向上执行靶材布置的装配。根据本文中所述的实施例的腔室可适用于从外部装配靶材布置。对于装配靶材布置，不使用工艺腔室的开口或入口(除了通过移除耗尽的靶材布置来开启腔室)。从腔室的外部装配靶材布置在工艺效率方面是特别有益的，因为装配新靶材或替换耗尽的靶材是容易且不复杂的，并且不通过门等进入真空腔室。 [0058] 图5b是图5a中所示的工艺腔室105的侧视图。图5b示出靶材布置106，所述靶材布置106包括板状底座111和非平面靶材材料120。在靶材布置106 的装配状态下，可看见工艺腔室105内部的靶材布置的真空侧130和工艺腔室 105外部的靶材布置的大气侧140。 [0059] 图5c示出沿如图5a中所示的线A-A的工艺腔室105的剖面图。为了更好地概览，在图5c中，靶材布置106示出为不具有磁体组件。技术人员将理解，上述关于磁体组件的特征可应用于图5a至图5d中所示的靶材布置106。 [0060] 如在图5c的更详细的视角中可见，靶材布置106包括靶材支座110，所述靶材支座110包括板状底座以及具有半圆柱管形状的背衬元件。根据一些实施例，靶材支座110可包括例如由半圆柱管提供的中空区段115。 [0061] 图5d示出图5a中所示的工艺腔室105的背侧视图，可看见在工艺腔室 105中的靶材布置106的大气侧。在图5d中所示的实施例中，靶材布置106 包括靶材支座110和中空区段115。根据一些实施例，中空区段115可提供对非平面靶材或用于非平面靶材的背衬元件(例如，半圆柱管)的接取。在一个示例中，磁体组件可存在于靶材支座110的中空区段115中。 [0062] 在以上描述的附图中示出的靶材布置提供具有基本上竖直的延伸的靶材布置。然而，本领域技术人员将理解，本文中所述的的靶材布置也可用于水平延伸。图6示出具有处于水平延伸的靶材布置108的工艺腔室107的一示例的示意图。靶材布置可以是如上所述的靶材布置，并且可具有上述的靶材布置的上述特征中的一些或全部。靶材布置提供靶材支座110，并且根据一些实施例提供中空区段115。在图6的实施例中，靶材支座110支撑非平面靶材材料120。在图6的实施例中，基板设在工艺腔室中的靶材布置108下方和/或可在靶材布置下方进行引导，以便从上方沉积材料。 [0063] 典型地，适用于容纳根据本文中所述的实施例的靶材布置的工艺腔室可包括用于将靶材布置固定至工艺腔室的连接装置。举例来说，处理腔室可包括用于将靶材布置固定至工艺腔室的孔、钻孔、棒、螺钉、螺丝连接件、夹持装置，等等。 [0064] 根据可与本文中所述的其他实施例结合的不同实施例，靶材材料可选自由以下各项组成的组：陶瓷、金属、ITO(氧化铟锡)、IZO、IGZO(铟镓锌氧化物)、AZO、SnO、AlSnO、InGaSnO、钛、铝、铜、钼、以及上述各项的组合。靶材材料典型地由以下任一者提供：待沉积在基板上的材料；或预计与处理区域中的反应气体反应以便随后在与反应气体反应之后沉积在基板上的材料。 [0065] 根据可与本文中所述的其他实施例结合的一些实施例，本文中所述的实施例可用于显示器PVD，即，用于显示器市场的大面积基板上的溅射沉积。根据一些实施例，大面积基板或相应的载体(其中载体具有多个基板)可具有至少 0.67m2的尺寸。典型地，尺寸可以是约0.67m2(0.73m x 0.92m–第4.5代) 至约8m2，更典型地，约2m2至约9m2或甚至高达12m2。典型地，为其提供根据本文中所述的实施例的结构和设备(诸如，阴极组件)的基板或载体是如本文中所述的的大面积基板。举例来说，大面积基板或载体可以是第4.5代、第5代、第7.5代、第8.5代或甚至第10代，第4.5代对应于约0.67m2的基板 (0.73m x0.92m)，第5代对应于2 2 约1.4m的基板(1.1m x1.3m)，第7.5代对应于约4.29m的基板(1.95m x2.2m)，第8.5代对应于约5.7m2的基板(2.2m x2.5 m)，第10代对应于约8.7m2的基板(2.85m×3.05m)。可类似地实现更高的世代(诸如，第11代和第12代)以及对应的基板面积。 [0066] 在一些实施例中，根据本文中所述的实施例的靶材布置可在用于各种工艺的处理设备中使用，各种工艺诸如，PVD工艺、CVD工艺、PECVD工艺。当移动基板通过处理设备时，所述的工艺也可以被组合。特别地，不同的PECVD 工艺可用于例如TFT或柔性TFT制造，更特别地，用于超高阻挡(ultrahigh barrier)、微波等离子体工艺等。 [0067] 图7示出用于制造将在处理设备中使用的靶材布置的方法700的流程图。根据一些实施例，此方法可使用于制造如上文实施例(诸如，图1至图6中的实施例)中所述的靶材布置。方法700包括以下步骤：在第一框710中，形成靶材支座，所述靶材支座配置成用于支撑非平面靶材材料。形成靶材支座包括以下步骤：形成靶材支座以具有真空侧和大气侧。根据一些实施例，形成靶材支座可包括像压铸、退火、执行表面处理等的处理方法。 [0068] 在一些实施例中，靶材支座可由像铜、钛或不锈钢之类的材料制成。在一些实施例中，形成靶材支座可包括以下步骤：形成具有板状底座和中空区段的靶材支座，诸如，上文中参照图1至图6中示出的实施例所描述。根据附加的或替代性实施例，可通过提供板状底座、侧支座和前支座来形成靶材支座，以便例如形成如图1a中示例性地示出的靶材支座。本文中所述的方法可包括用于形成本文中提及的靶材布置的任何实施例。举例来说，形成靶材布置可包括以下步骤：组装两个或更多个部件以形成靶材支座，例如，组装板状底座和侧支座。 [0069] 在框720中，方法700进一步包括以下步骤：在靶材支座上提供靶材材料。根据本文中所述的实施例，靶材材料包括弯曲的表面。举例来说，靶材材料的表面可具有圆形、椭圆形或抛物线的弧的形状。在一些实施例中，靶材材料可具有如上文中参照图1至图6中示出的实施例而详细地解释的形状。根据一些实施例，当形成靶材支座时(例如，当靶材支座由靶材材料(例如，铝)制成时，可同时提供靶材材料。在一些实施例中，靶材支座和靶材材料可提供为单件。 [0070] 在一些实施例中，提供靶材材料的步骤可包括以下步骤：提供像以下各项的材料：陶瓷、金属、ITO、IZO、IGZO、AZO、SnO、AlSnO、InGaSnO、钛、铝、铜、钼、以及上述各项的组合。 [0071] 根据一些实施例，提供靶材材料包括以下步骤：将靶材材料连结(bind) 至靶材支座。在一个示例中，将靶材材料连结至靶材支座可包括以下步骤：在靶材支座与靶材材料之间提供足以在靶材布置将用于其的工艺期间可靠的接合的粘合剂。举例来说，在靶材支座与靶材材料之间的接合应当足够强以经受存在于工艺腔室中的预期的工艺温度、温度改变、压力改变、低压力、真空、等离子体，等等。根据一些实施例，接合可包括：通过粘附或胶合来固定；通过焊接来固定；通过热工艺来固定；通过螺纹配合来固定；等等。在其他实施例中，接合可包括：将靶材材料喷涂到靶材支座上；或将粉末铸造或压制到靶材支座的外表面上。 [0072] 根据一些实施例，根据本文中所述的实施例的靶材布置可具有若干所需的性质。举例来说，相比可旋转靶材，不使用用于靶材布置的驱动器。不使用用于靶材布置的驱动器减小了设计复杂性和设计需求，这又节省时间和成本。举例来说，靶材布置的减小的设计复杂性导致很少的维护支出。另外，伴随着减少维护作业，可增加工艺腔室的运行时间(uptime)。 [0073] 此外，根据本文中所述的实施例的靶材布置相比旋转靶材具有减少的粒子生成。在溅射工艺期间，靶材布置和靶材支座保持静态，且同时具有高工艺效率。可旋转靶材由于靶材和支座的旋转运动而产生不期望的粒子。举例来说，来自靶材支座的粒子可能不利地影响沉积质量。根据一些实施例，靶材布置、特别是在具有大气侧和真空侧的靶材布置上的非平面靶材允许包括升举装置，用于保持磁体组件与靶材表面之间的距离恒定。相比可旋转靶材，根据本文中所述的实施例的靶材布置提供附加的功能。 [0074] 根据一些实施例，用于具有提供至靶材支座的靶材材料的靶材布置的制造工艺比旋转靶材的制造工艺更简单。举例来说，将靶材材料结合至靶材支座(在一个实施例中，所述靶材支座可具有半圆柱管的形状)更容易，并且相比可施加至圆靶材的力，允许在半圆柱管上使用更大的力。可导致低制造成本。 [0075] 在一些实施例中，工艺腔室设计可用于根据本文中所述的实施例的靶材布置，所述腔室设计先前用于平面靶材。举例来说，根据本文中所述的实施例的靶材布置可放置在现有的工艺腔室中。根据其他实施例，工艺腔室可适用于能够容纳如本文中所述的的靶材布置。 [0076] 如上文所述，靶材布置的设计允许将磁体系统布置在靶材支座和非平面靶材中。具有弯曲的表面的非平面靶材允许使用用于靶材布置的多于一个的磁体元件。特别地，可根据非平面靶材的曲率半径来选择所使用的磁体元件的数目。增加磁体元件的数目、特别是用于非平面靶材的赛道的数目，可增加溅射速率，这进而增加工艺速度和工艺效率。 [0077] 虽然上述内容针对各实施例，但是可设计其他和进一步的实施例而不背离基本范围，并且范围由所附权利要求书来限定。 |
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