[发明专利]用于涂覆基板的溅射沉积设备和执行溅射沉积工艺的方法

说明书

提供了一种溅射沉积设备。所述溅射沉积设备包括：多个阴极组件，所述多个阴极组件被配置为用于在溅射沉积工艺中溅射靶材材料，其中所述多个阴极组件中的每个包括可旋转的靶材和布置在所述可旋转的靶材中的磁体组件，其中所述多个阴极组件包括最外阴极组件。所述溅射沉积设备进一步包括多个阳极元件，所述多个阳极元件被配置为用于影响在所述溅射沉积工艺中产生的等离子体，其中所述多个阳极元件包括最外阳极元件。所述溅射沉积设备进一步包括辅助磁体组件。所述最外阴极组件、所述最外阳极元件和所述辅助磁体组件按此顺序布置，其中所述辅助磁体组件被配置为用于提供磁场以补偿在所述等离子体的外部区域处的边界效应。

技术领域

本文所述的实施方式涉及通过从靶材溅射的层沉积。一些实施方式特别地涉及在大面积基板上溅射层。一些实施方式特别地涉及静态沉积工艺。本文所述的实施方式具体地涉及一种包括多个阴极元件和多个阳极元件的溅射沉积设备。

背景技术

涂覆材料可以用于若干应用和若干技术领域。例如，用于显示器的基板通常通过物理气相沉积(PVD)工艺进行涂覆。涂覆材料的其它应用包括绝缘板、有机发光二极管(OLED)面板、以及硬盘、CD、DVD等。

已知用于涂覆基板的若干方法。例如，可以通过PVD工艺、化学气相沉积(CVD)工艺或等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺等来涂覆基板。典型地，在待涂覆的基板所处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。在使用PVD工艺(诸如溅射)的情况下，沉积材料以固相存在于靶材中。通过用高能粒子轰击靶材，靶材材料、即待沉积的材料的原子从靶材被喷射出。靶材材料的原子沉积在待涂覆的基板上。典型地，PVD工艺适于薄膜涂层。

在溅射工艺中，靶材用作阴极。两者都布置在真空沉积腔室中。工艺腔室中的工艺气体在低压(例如约10^-2mbar)下进行填充。当电压被施加到靶材和基板时，电子被加速到阳极，从而通过电子与气体原子的碰撞产生工艺气体的离子。带正电荷的离子在阴极方向上加速。通过离子撞击，靶材材料的原子从靶材被喷射出。

已知使用磁场以便提高上述工艺的效率的阴极。通过施加磁场，电子在靶材附近花费更多时间，并且更多离子在靶材附近产生。在已知阴极组件中，布置一个或多个磁轭或磁棒，以便改善离子产生，并且由此改善沉积工艺。

然而，一直需要改善这种系统。特别是，由于需求增加，因此需要改善已知涂覆设备的效率和寿命。

鉴于上述，本发明的一个目标是提供克服本领域中的问题中的至少一些的一种溅射沉积设备和一种执行溅射沉积工艺的方法。

发明内容

根据一个实施方式，提供了一种溅射沉积设备。所述溅射沉积设备包括：多个阴极组件，所述多个阴极组件被配置为用于在溅射沉积工艺中溅射靶材材料，其中所述多个阴极组件中的每个包括可旋转的靶材和布置在所述可旋转的靶材中的磁体组件，其中所述多个阴极组件包括最外阴极组件。所述溅射沉积设备进一步包括多个阳极元件，所述多个阳极元件被配置为用于影响在所述溅射沉积工艺中产生的等离子体，其中所述多个阳极元件包括最外阳极元件。所述溅射沉积设备进一步包括辅助磁体组件。所述最外阴极组件、所述最外阳极元件和所述辅助磁体组件按此顺序布置，其中所述辅助磁体组件被配置为用于提供磁场以补偿在所述等离子体的外部区域处的边界效应。

根据另一个实施方式，提供了一种执行溅射沉积工艺的方法。所述方法包括提供等离子体。所述方法进一步包括用多个阴极组件溅射靶材材料。所述方法进一步包括用布置在多个阴极组件中的多个磁体组件影响所述等离子体。所述方法进一步包括用多个阳极元件影响所述等离子体。所述方法进一步包括在所述等离子体的外部区域处提供辅助磁场以补偿边界效应。

根据另一个实施方式，提供了一种执行溅射沉积工艺的方法。所述方法包括提供等离子体。所述方法进一步包括用形成沉积阵列的多个阴极组件溅射靶材材料。所述方法进一步包括提供磁场以影响所述等离子体的外部区域，其中所述磁场由在所述沉积阵列外部的辅助磁体组件提供。