[发明专利]可旋转溅射靶材支撑圆柱、可旋转溅射靶材、制造可旋转溅射靶材的方法以及涂覆设备

说明书

技术领域

本发明的实施例大体上与溅射设备有关，更具体而言，是有关于可旋转靶材装置、可旋转靶材基座装置、可旋转靶材、涂覆设备以及制造可旋转靶材的方法。

背景技术

可由多种方式来进行基板上的材料薄膜沉积，例如在真空腔室中蒸镀或溅射涂覆材料。藉由溅射方式进行薄膜沉积的典型实例为在太阳能晶片制造或半导体装置制造中的溅射沉积应用。

在操作溅射阴极时会产生等离子体，且等离子体的离子会被加速而到达欲沉积至基板上的涂覆材料靶材上。靶材受轰击使得涂覆材料的原子射出，原子累积于溅射阴极下方的基板上而成为沉积膜层。现已知可使用磁增强阴极以得到较高的沉积速率，其亦称为磁溅射。

一般的磁增强溅射阴极包括平坦靶材板以及相对于该靶材板而固定于固定位置的磁体数组。磁体所提供的磁场建立出靶材板材料产生溅射的路径或区域。

其它的典型磁增强溅射阴极包括圆柱形旋转管，例如，背衬管(backing tube)，其外表面上涂布有一层靶材材料。磁性装置(可包括磁体阵列)设置在该管内部且提供磁场。该管可沿其纵轴(longitudinal axis，长轴)旋转，因此该管可相对于磁性装置而转向，以选择性地使其外表面上的靶材材料的不同部分或区段到达与磁体相对且在磁场内的位置。

在可旋转磁溅射阴极的制造中，可藉由例如喷涂至背衬管的外表面来涂布靶材材料。此外，典型的溅射靶材的靶材材料会快速(例如在一周内)耗尽或消耗。

发明内容

鉴于上述情形，本发明提供如权利要求1所述的可旋转靶材装置、如权利要求3所述的可旋转靶材基座装置、如权利要求10所述的可旋转靶材、如权利要求13所述的涂覆设备，以及如权利要求14所述的可旋转靶材的制造方法。

在一个实施例中，一种溅射设备的可旋转靶材装置包括：可旋转靶材基座，用于托持固体靶材圆柱(solid target cylinder)，该固体靶材圆柱具有内轴向面、外轴向面以及连接该内轴向面与该外轴向面的至少一个前面(front face)；其中该可旋转靶材基座包括弹性组件(flexible element)、第一面以及第二面，该第一面适合该固体靶材圆柱的该内轴向面的形状，以及该第二面是用以托持该固体靶材圆柱外部的该弹性组件。

在另一实施例中，提供一种溅射设备的可旋转靶材基座装置，其中该靶材基座装置用以容置至少一个固体靶材圆柱，该可旋转靶材基座装置包括：靶材基座圆柱，其具有轴、侧向表面、中间部分、第一末端区域，以及与该第一末端区域相对的第二末端区域；以及至少一个靶材固定装置，用以提供靶材调整间隙，该靶材调整间隙实质上可平行于至少一个组件而做变化，该至少一个组件是选自于该靶材基座圆柱的该侧向表面与该轴之中。

在一个实施例中，一种溅射设备的可旋转靶材包括溅射设备的可旋转靶材装置，该可旋转靶材装置包括：可旋转靶材基座，用于托持固体靶材圆柱，该固体靶材圆柱具有内轴向面、外轴向面以及连接该内轴向面与该外轴向面的至少一个前面；其中该可旋转靶材基座包括弹性组件、第一面以及第二面，该第一面适合该固体靶材圆柱的该内轴向面的形状，该第二面用以托持该固体靶材圆柱外部的该弹性组件。

在一个实施例中，提供一种溅射设备的可旋转靶材，其包括用于溅射设备的可旋转靶材基座装置，其中该靶材基座装置用以容置至少一个固体靶材圆柱；该可旋转靶材基座装置包括：靶材基座圆柱，其具有轴、侧向表面、中间部分、第一末端区域，以及与该第一末端区域相对的第二末端区域；以及至少一个靶材固定装置，用以提供靶材调整间隙，该靶材调整间隙实质上可平行于至少一个组件而做变化，该至少一个组件是选自该靶材基座圆柱的该侧向表面与该轴之中；该可旋转靶材基座装置具有至少一个固体靶材圆柱，其设置在该靶材基座圆柱的该侧向表面上，其中该至少一个靶材固定装置提供靶材调整间隙，该靶材调整间隙实质上可平行于至少一个组件而做变化，该至少一个组件选自该靶材基座圆柱的该侧向表面与该轴之中。

在一个实施例中，一种涂覆设备包括用于溅射设备的可旋转靶材装置，该可旋转靶材装置包括：可旋转靶材基座，用于托持固体靶材圆柱，该固体靶材圆柱具有内轴向面、外轴向面以及连接该内轴向面与该外轴向面的至少一个前面；其中该可旋转靶材基座包括弹性组件、第一面以及第二面，该第一面适合该固体靶材圆柱的该内轴向面的形状，该第二面用以托持该固体靶材圆柱外部的该弹性组件。