[发明专利]具有高温可旋转靶的沉积设备及该设备的操作方法

说明书

技术领域

本申请大体而言是有关于沉积设备及该设备的操作方法。本申请是有关于基板涂布技术解决方案，牵涉设备、工艺及用于沉积、图案化、和基板及涂层处理的材料，拥有代表性范例，包含(但不限于)牵涉如下应用：半导体和介电材料及设备、硅基晶片、平板显示器(例如TFT)、掩模及滤光片、能量转换及储存器(例如光伏电池、燃料电池、及电池)、固态照明(例如LED和OLED)、磁性及光学储存器、微机电系统(MEMS)和纳米机电系统(NEMS)、微光和光机电系统(OEMS)、微光和光电组件、透明基板、建筑和汽车玻璃、用于金属和聚合箔和封装的金属化系统、以及微米模塑和纳米模塑技术。更明确地说，本申请是有关于具有可旋转靶的溅射设备及该设备的操作方法。

背景技术

在许多应用中，必须在基板上沉积薄层。在此所用的「基板」一词应包含无弹性基板(例如，晶片或玻璃板)以及弹性基板(例如，网片(web)或箔片(foil))两者。明确地说，用于沉积层的已知技术为蒸镀及溅射。

在蒸镀处理中，加热欲沉积的材料使其蒸发然后冷凝在该基板上。溅射是一种用来沉积各种材料薄膜至一基板表面的真空涂布处理。例如，可用溅射来沉积金属层，例如铝或陶瓷薄层。在溅射处理期间，藉由以高电压加速的惰性气体离子轰击该靶材表面，而将该涂层材料从该材料组成的靶材传送至欲涂布的基板。当气体离子撞击该靶材外表面时，其动量传送给该材料原子，因此该材料原子中的某些能获得足以克服其接合能量的能量以从该靶材表面脱出并沉积在该基板上。在基板上，该材料原子形成预期的材料膜。所沉积薄膜的厚度，除了其它的以外，取决于该基板暴露在该溅射处理中的时间长短。

例如，在薄膜太阳能电池的生产中使用溅射。一般而言，薄膜太阳能电池包含背接触、吸收层以及透明且导电的氧化层(TCO)。通常，该背接触和该TCO层是利用溅射来生产的，而该吸收层一般则是在化学气相沉积处理中制造的。与蒸镀处理相比，例如化学气相沉积，溅射也因为某些材料能够溅射但无法蒸发而占优势。此外，溅射处理所产生的层对该基板的附着度通常强于蒸镀处理。再者，溅射是一种有方向的处理，因此绝大部分的材料转移至基板，而不会涂布该沉积设备的内部空间(如在蒸镀应用中一般)。

尽管溅射具优势，但溅射也有缺点存在。与蒸镀相比，对基板进行溅射需要较长时间。溅射速率通常比蒸镀速率低很多。因此总是希望能够加快溅射处理的速度。

另一方面，除了溅射层对基板的较佳附着度之外，总是希望能够进一步改善沉积层的质量。

发明内容

鉴于上述，提供用来在基板上沉积一层的沉积设备及方法。

根据一个方面，提供一种在基板上溅射材料的沉积设备，该沉积设备具有：基板固持件，用以固持该基板；可旋转靶，适于受溅射；以及加热系统，包含用以从背侧加热该基板的背侧加热以及用以从前侧加热该基板的前侧加热。该可旋转靶作用为该前侧加热，并适于加热该基板至至少100℃。

根据另一方面，提供一种在沉积设备中的基板上沉积一层沉积材料的方法，该方法包含：固持基板，使可旋转靶旋转，在该基板上溅射材料，利用该前侧加热将该基板加热至至少100℃，以及使用该可旋转靶来从前侧加热该基板。

该前侧加热适于将该基板加热至100℃这一描述必须被理解为该前侧加热适于使该基板升温至100℃。

根据另一方面，提供一种在基板上溅射材料的沉积设备，该沉积设备具有：基板固持件，用以固持该基板；可旋转靶，适于受溅射；以及加热系统，包含用以从背侧加热该基板的背侧加热以及用以从前侧加热该基板的前侧加热。该可旋转靶作用为该前侧加热，并适于使该基板温度增加至少100℃。

根据另一方面，提供一种在沉积设备中的基板上沉积一层沉积材料的方法，该方法包含：固持基板，使可旋转靶旋转，在该基板上溅射材料，利用该前侧加热使该基板温度增加至少100℃，以及使用该可旋转靶从前侧加热该基板。

根据实施例，该前侧加热适于将该基板加热至至少200℃，更典型地加热至至少300℃。根据实施例，该前侧加热适于使该基板温度增加至少200℃，更典型地增加至少300℃。

其它方面、细节、优势及特征结构可从权利要求书、说明书及附图中轻易看出。

实施例也针对执行每一种揭示方法的设备，并包含执行每一个所描述的方法步骤的设备部件。这些方法步骤可利用硬件组件执行、利用适当软件的计算机程序、或该两者的任意组合或任何其它方式。此外，实施例也针对所描述设备的操作方法或所描述设备的制造方法。其包含执行此设备功能或制造该设备部件的方法步骤。

附图说明