[發明專利]具有冷卻靶的濺射

無效

• 申請號: 200610140879.5
• 申請日: 2006-10-13
• 公開（公告）號: CN101070590A
• 公開（公告）日: 2007-11-14
• 發明（設計）人: 尤根·克萊波爾－黑塞;安克·赫爾米希;格爾德·奧蓋希;托馬斯·赫根曼
• 申請（專利權）人: 應用材料有限責任與兩合公司
• 主分類號: C23C14/34
• 分類號: C23C14/34;C23C14/08;C23C14/54;C23C14/35;C23C14/50
• 代理公司: 北京華夏正合知識產權代理事務所
• 代理人: 孫征

技術領域

本發明涉及一種通過濺射作為靶的鍍膜材料對基體鍍膜的方法，其中，在濺射過程中，利用流經靶或靶區或穿過靶的冷卻介質使靶冷卻；以及一種用于通過濺射作為靶的鍍膜材料對基體鍍膜，特別是用于完成本發明方法的設備，具有通過冷卻介質對靶直接或間接冷卻的冷卻裝置，以及用于活性濺射的裝置。

背景技術

眾所周知，用濺射法給基體鍍膜時，在真空腔中由等離子體產生的離子在陰極方向上加速并撞擊用于濺射的材料，即作為靶的鍍膜材料。就此，使用磁控管在靶區形成磁場改進濺射以便獲得更高的鍍膜效率，也是本領域所熟知的。特別是可移動磁組能夠實現提高靶和鍍膜材料利用率的目的為本領域所熟知。例如，歐洲專利EP?06345?00?B1描述了用于此目的相關設備。

為了驅散離子撞擊時靶上產生的熱量，現有技術也提供了相應的冷卻裝置，冷卻介質穿過或經過靶區以驅散產生的熱量。例如，歐洲專利EP?063?45?00?B1和德國專利DE?199?16?938?A1也描述了這類設備。

通常用于冷卻的冷卻介質是水，將其在室溫下引入靶區的冷卻管道。

雖然上述濺射方法和設備獲得了顯著的令人滿意的效果，但也觀察到，特別是在使用特定鍍膜材料或靶材的情況下，例如氧化銦錫(ITO)或常用的透明導電氧化物靶或陶瓷靶，靶表面出現了所謂結核形成(nodule?formation)的問題。靶表面形成的結核由極硬的物質組成，對進一步濺射過程有負面影響，特別是在基體位于靶下的情況下，會由于靶表面的不斷剝落而影響膜層質量。

為了克服這個問題，現有技術中描述了下列方法：提高靶溫至高于100℃(JP?020?590?51?A)，高于200℃(DE?100?18?842?C2)，甚至達到400-500℃(JP?05?34?59?73?A)。也就是說，在上述方法中，靶不再冷卻而是加熱以消除不必要的結核形成。但總的說來上述方法并沒有得到令人滿意的結果。

發明內容

因此，本發明的目的是提供一種用于濺射工藝的方法和裝置，根據本發明可以用一種簡單有效的方式消除在靶上形成結核的缺陷，特別是針對陶瓷靶的情況，最好是針對用于沉積透明導電氧化物的靶，尤其是氧化銦錫靶。

為實現上述目的，根據本發明提供一種通過濺射作為靶的鍍膜材料對基體鍍膜的方法，其中，在濺射過程中，利用流經靶或靶區或穿過靶的冷卻介質使靶冷卻，其特征在于，用給水溫度和/或回水溫度低于5℃的冷卻介質沉積氧化物層。

根據本發明的優選實施例，用活性物質進行活性濺射，且冷卻介質具有低于5℃的給水溫度或/和回水溫度；冷卻介質具有低于0℃的給水溫度或/和回水溫度，優選低于-20℃，特別優選低于-100℃；冷卻介質是冷卻液體或冷卻氣體，特別是水、空氣、烴，特別是氟代烴、酒精和類似物或它們的混合物；在高真空中和/或使用磁控管濺射源，特別是使用平面磁控管濺射源和/或安裝有可移動磁組的磁控管濺射源實施本方法；使用活性物質進行活性濺射，特別是用于濺射鍍膜材料的活性氣體；沉積透明導電氧化物層，優選氧化錫和/或氧化鋅層，最好是氧化銦錫(ITO)層；使用氧化物靶，特別是透明導電氧化物層靶，優選氧化錫和/或氧化鋅靶，最好是氧化銦錫(ITO)靶。

根據本發明還提供一種用于通過濺射作為靶的鍍膜材料對基體鍍膜，特別是用于完成上述的方法的設備，具有通過冷卻介質對靶直接或間接冷卻的冷卻裝置，以及用于活性濺射的裝置，其中，冷卻裝置包括一個冷卻單元，該冷卻單元被設置成使冷卻介質能夠被冷卻到低于5℃的給水溫度或/和回水溫度。

根據本發明的優選實施例，冷卻單元被設置成使冷卻介質具有低于0℃的給水溫度或/和回水溫度，優選低于-20℃，特別優選低于-100℃；冷卻裝置被設置成使用冷卻液體或冷卻氣體，特別是水、空氣、烴，特別是氟代烴、酒精和類似物或它們的混合物作為冷卻介質；冷卻裝置有一個用來對給水溫度或/和回水溫度進行開環和/或閉環控制開環和/或閉環單元；冷卻裝置由一個或多個彼此獨立的冷卻回路組成。