用于均匀溅镀的溅镀系统技术方案

本发明专利技术描述了一种用于在衬底(111)上涂覆涂层的溅镀系统(100)。所述溅镀系统包括用于单个涂层的联合溅镀的至少两个圆柱形溅镀单元(125)。每个溅镀单元(125)包括细长磁铁配置并且至少一个细长磁铁配置包括沿着所述细长磁铁配置的长度方向的多个磁铁结构(140)和磁铁结构控制系统(150)。在溅镀靶材(121)安装在溅镀单元上时，至少一个磁铁结构(140)的位置和/或形状可由磁铁结构控制系统(150)调整。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利
本专利技术大体来说涉及用于涂覆涂层的系统和方法。更具体来说，本专利技术涉及用于控制衬底上的沉积涂层的参数的均匀性的系统和方法。专利技术背景对于包括平板显示器技术(基TFT之LCD或OLED技术)的大量应用，利用具备一个或多个涂层的衬底。可以例如通过借助于溅镀在衬底上沉积涂层来生产这类产品。为了实现以高效的方式生产这些产品，通常在大的衬底上执行溅镀，随后可以任选地拆分所述衬底。通常使用两个解决方案来进行溅镀：诸如利用顺列式沉积系统以连续或准连续的方式执行沉积，通过所述系统，衬底相对于溅镀靶材移动。或者溅镀发生在衬底相对于溅镀靶材大致上静止时。在后一种情况下，通常利用具有大的溅镀靶材区域的沉积系统，即，溅镀靶材区域的尺寸类似于或大于衬底的尺寸的系统。溅镀产品或对应的最终产品的质量尤其由缺陷的数目和涂覆层的某些参数的均匀性决定。溅镀过程期间颗粒的存在原来是缺陷的重要来源。试验已显示，引起缺陷的颗粒的数目在使衬底移动的溅镀过程中比在衬底大致上静止的溅镀过程中更大。移动衬底的使用因此是颗粒的来源，所述颗粒保留在衬底中并且因此妨碍所沉积涂层。因此，在本专利技术中，焦点在于其中使用大致上静止的衬底的沉积系统。如上所述，第二个重要的方面是沉积层的均匀性。沉积层的一个或多个参数的变化可以引起最终产品(例如，平板显示器)的次优化性能和可变质量。因此，对沉积层的均匀性提出高要求。可以出现沉积层的一个或多个参数的各种类型的变化。参数(例如，涂层的厚度)的变化可以系统性地在一个方向上增大或减小。这些系统性变化通常可以分成多项式变化和周期性变化。周期性变化可以例如具体来说在使用数个个别溅镀靶材时诱发，所述溅镀靶材放置成平行地靠近彼此以便生成大的溅镀靶材区域。取决于衬底相对于多个靶材的位置，在溅镀过程期间可能发生不同的材料通量。除了在若干溅镀靶材上的方向中的周期性变化之外，还可能发生材料通量的其他典型变化。在细长溅镀靶材的端部附近，材料通量通常不同于沿着溅镀靶材的侵蚀轮廓的其他位置处的材料通量。在将多个溅镀靶材放置成平行地靠近彼此的系统中，此外，溅镀效率的特性变化发生在共同溅镀靶材表面的某些拐角中。这些变化是由这些特定配置中发生的物理过程造成的。这些变化的发生导致如下事实：沉积层的一个或多个参数的所得变化不是一维的而是通常二维的，并且因此常常更难以控制。涂层的一个或多个参数缺乏均匀性可能因此是由以下各项造成的：所使用溅镀气体(氩气或反应气体)的不均匀分压、不均匀磁场分布、电场的不均匀分布、不均匀溅镀靶材表面(例如，在形态和/或组成上不均匀)和/或在具有大致上静止的衬底的溅镀沉积系统中固有地存在的物理过程。现有技术中已经建议各种技术来用于减少或防止均匀性的变化。这些技术包括：-引起磁铁和/或衬底的小的移动以便过滤掉小的局部变化，以便引起均匀的沉积，-使用溅镀沉积系统的优化机械位置/定向，以便例如通过调整每个个别溅镀靶材与衬底之间的距离，和/或通过单独地调整每个溅镀靶材的功率，来获得沉积层的更优化分布，-调整气体分布以便获得涂层在纵向方向上的均匀厚度。然而，因此可能发生的是，形成具有不同组成的层。大部分所提议的解决方案可以补偿单个方向上的涂层参数的变化，但是在两个维度上的补偿是不可能或几乎不可能的。现有技术中的一个解决方案提议使用大的平面溅镀靶材以及对下层磁铁结构的二维矩阵受控调节，从而磁铁配置的矩阵各自是单独可控制的。然而，控制磁铁配置的这种二维矩阵需要复杂调整，损害沉积技术的效率。仍然需要高效溅镀沉积系统和用于在衬底上溅镀均匀涂层的高效方法，具体来说是用于溅镀具有高二维均匀性的涂层的高效方法。专利技术概述本专利技术的目标是提供允许调整2D衬底上的涂层的均匀性的系统和方法。上述目标由根据本专利技术的设备、系统和/或方法来实现。本专利技术涉及用于在衬底上沉积涂层的溅镀系统，所述溅镀系统包括：衬底支架，所述衬底可以位于所述衬底支架上，以使得所述衬底在所述涂层的涂覆期间大致上静止；至少两个圆柱形溅镀单元，其用于单个(例如，一个且相同的)涂层的联合溅镀，每个溅镀单元包括细长磁铁配置，其中至少一个细长磁铁配置包括沿着所述细长磁铁配置的长度方向的多个磁铁结构和磁铁结构控制系统；其中在溅镀靶材安装在溅镀单元上时，至少一个磁铁结构的位置和/或形状可由磁铁结构控制系统来控制，以便影响溅镀涂层的均匀性。磁性结构可以是磁铁阵列。各种磁铁结构通常定位成靠近彼此，以便它们一起形成细长磁铁配置。细长磁铁配置可以因此由在溅镀靶材的长度上延伸的若干相邻的磁铁结构组成。本专利技术的实施方案的优点是，可以使涂层的参数的均匀性的变化小于涂层的参数的平均值的20％，或甚至小于10％，或甚至小于5％。所述参数可以是厚度、电阻率、表征涂层的电气或光学性质的参数等。本专利技术的实施方案的优点是，当衬底相对于溅镀系统固定地定位时，这也是可能的。毕竟，在具有移动衬底的溅镀系统中，涂层的污染风险增大。在溅镀期间，靶材料在衬底上的沉积速率可以局部改变。此外，在衬底上的各种方向上的沉积速率通常也有固有的差异。因此，本专利技术的实施方案的优点是，磁铁配置的磁铁结构或多个磁铁配置的磁铁结构可以彼此独立地定位，并且它们可以在使用期间(即，当安装了溅镀靶材时)被操作。磁性配置可以隔开一段距离来控制。后者允许在溅镀系统可操作时和/或在溅镀系统处于真空时修改沉积速率。这允许考虑到涂布机的增加的污染和/或溅镀靶材的改变的厚度(由于侵蚀)。本专利技术的实施方案的优点是，不需要移除溅镀靶材来调整磁性结构。这通常导致时间上的增益。细长磁铁配置的至少部分可以包含沿着所述细长磁铁配置的长度方向的多个磁铁结构和磁铁结构控制系统，从而磁铁结构的一部分的位置和/或形状可由磁铁结构控制系统远程控制。本专利技术的实施方案的优点是，对沉积层的均匀性的准确控制是可能的。圆柱形溅镀单元可以定向成相对于彼此大致上平行。当衬底位于衬底支架中时，所述溅镀单元中的至少一个的细长磁铁配置的磁轴可以被配置成平行于衬底。细长磁铁配置的磁铁结构的位置和/或形状的个别调整的影响可以仅在细长磁铁配置的长度的一部分上的磁场矢量中可感觉到。本专利技术的实施方案的优点是，磁场的局部调整对溅镀靶材的邻近部分或对邻近的溅镀靶材仅有有限的影响。相比之下，磁场的局部调整对局部磁场矢量有明显的影响。这允许局部调整衬底上的靶材料的材料通量矢量。“局部”在这种情况下的意思是，在最多是细长磁铁配置的一半长度的长度上。取决于本专利技术的实施方案，可以用物理变化改变±40％的方式改变场强度。磁铁结构控制系统中的一个或多个可以被配置来调整对应的磁铁结构的位置。一个或多个磁铁结构控制系统可以被配置来通过使对应的磁铁结构绕旋转轴旋转来调整对应的磁铁结构的位置，所述旋转轴平行于细长磁铁配置的纵轴。本专利技术的实施方案的优点是，通过使磁铁结构旋转，可以减小涂层的厚度在横向方向上的周期性变化。本专利技术的实施方案的优点是，可以局部且连续地调整靶材料的沉积速率。这使得有可能在原本将会在涂层中沉积太多的靶材料的位置处减小沉积速率，并且在原本将会在涂层中沉积不足的靶材料的位置处增大沉积速率。一个或多个磁铁结构控制系统可以被配置来通过转移磁铁结构来调整磁铁结构的位置。在本专利技术的实施方案中，磁铁结构的部分也可以相对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在衬底上涂覆涂层的溅镀系统(100)，所述溅镀系统包括：‑衬底支架(110)，衬底可以用所述衬底在所述涂层的所述涂覆期间大致上静止的方式位于所述衬底支架上；‑至少两个圆柱形溅镀单元(125)，其用于涂层的联合溅镀，每个溅镀单元(125)包括细长磁铁配置；‑其中至少一个细长磁铁配置包括沿着所述细长磁铁配置的长度方向的多个磁铁结构(140)和磁铁结构控制系统(150)，其中在溅镀靶材安装在所述溅镀单元上时，至少一个磁铁结构(140)的位置和/或形状可由磁铁结构控制系统(150)来调整，以便影响所述衬底上的所述溅镀涂层的均匀性。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.18 BE 2014/02751.一种用于在衬底上涂覆涂层的溅镀系统(100)，所述溅镀系统包括：-衬底支架(110)，衬底可以用所述衬底在所述涂层的所述涂覆期间大致上静止的方式位于所述衬底支架上；-至少两个圆柱形溅镀单元(125)，其用于涂层的联合溅镀，每个溅镀单元(125)包括细长磁铁配置；-其中至少一个细长磁铁配置包括沿着所述细长磁铁配置的长度方向的多个磁铁结构(140)和磁铁结构控制系统(150)，其中在溅镀靶材安装在所述溅镀单元上时，至少一个磁铁结构(140)的位置和/或形状可由磁铁结构控制系统(150)来调整，以便影响所述衬底上的所述溅镀涂层的均匀性。2.根据权利要求1所述的溅镀系统(100)，其中所述细长磁铁配置的至少部分包括沿着所述细长磁铁配置的长度方向的多个磁铁结构(140)和磁铁结构控制系统(150)，从而所述磁铁结构(140)的一部分的位置和/或形状可由磁铁结构控制系统(150)来远程调整。3.根据权利要求1至2中任一项所述的溅镀系统(100)，其中所述圆柱形溅镀单元(125)定向成相对于彼此大致上平行。4.根据权利要求1至3中任一项所述的溅镀系统(100)，其中所述溅镀单元中的至少一个的所述细长磁铁配置的磁轴被配置成平行于所述衬底，其中所述衬底位于所述衬底支架中。5.根据前述权利要求中任一项所述的溅镀系统(100)，其中细长磁铁配置的磁铁结构的位置和/或形状的个别调整的影响仅在所述细长磁铁配置的长度的一部分上的磁场矢量中可检测到。6.根据前述权利要求中任一项所述的溅镀系统(100)，其中一个或多个磁铁结构控制系统(150)被配置来调整对应的磁铁结构的位置。7.根据权利要求6所述的溅镀系统(100)，其中所述一个或多个磁铁结构控制系统(150)被配置来通过使对应的磁铁结构(140)绕旋转轴(310)旋转来调整对应的磁铁结构的位置，所述旋转轴平行于所述细长磁铁配置的纵轴。8.根据权利要求6至7中任一项所述的溅镀系统(100)，其中所述一个或多个磁铁结构控制系统(150)被配置来通过转移所述磁铁结构(140)来调整所述磁铁结构的位置。9.根据前述权利要求中任一项所述的溅镀系统(100)，其中一个或多个磁铁结构控制系统(150)被配置来调整对应的磁铁结构的形状。10.根据权利要求9所述的溅镀系统(100)，其中所述一个或多个磁铁结构控制系统(150)被配置来通过转移对应的磁铁结构(140)的仅部分来调整对应的磁铁结构的形状。11.根据权利要求9至10中任一项所述的溅镀系统(100)，其中所述一个或多个磁铁结构控制系统(150)被配置来通过使对应的磁铁结...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊万·万·德·普特，耐克·德维尔德，盖伊·戈宾，威尔姆·德·伯斯彻，
申请(专利权)人：索雷拉斯高级涂料公司，
类型：发明
国别省市：比利时;BE