本發(fā)明涉及基板成膜領域，特別涉及物理濺射成膜裝置及方法。

背景技術：

在薄膜晶體管(tft)基板制作過程中，需要在玻璃基板上沉積al、mo、ti、cu等金屬膜以及ito、igzo等非金屬膜，該制程通常使用物理氣象沉積機(pvd)完成；pvd工作原理是利用電漿中的ar離子，對靶材(target)進行轟擊，濺射出靶材原子，轉移到玻璃基板表面完成膜層的沉積；機臺根據沉積膜層的需要安裝相應的靶材，靶材隨著使用時間的延長不斷被消耗，目前機臺上靶材消耗完畢無法及時發(fā)現(xiàn)，易發(fā)生靶材被擊穿的狀況，對背板和產品造成影響，為了防止該情況發(fā)生，需要及時掌握靶材的消耗情況。

為解決上述問題，有必要提出一種新的物理濺射成膜裝置及方法。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的物理濺射成膜裝置結構簡單，能夠實時監(jiān)測靶材的消耗情況，有效避免靶材擊穿造成背板損傷及產品異常，提高產品良率，同時還可以提高靶材使用效率，避免靶材未使用完成造成材料浪費。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種物理濺射成膜裝置，其中，所述物理濺射成膜裝包括：

真空的腔體；

設于所述腔體內的基板臺，其上設有待成膜的基板；

設于所述腔體內的靶材，其與所述基板相對設置；

至少一個方阻計，其與所述靶材相接以用于實時測定所述靶材的實際電阻值；

激發(fā)源，其用于轟擊所述靶材使其濺射出靶材原子；

控制系統(tǒng)，其與所述方阻計相接。

如上所述的物理濺射成膜裝置，其中，所述靶材設于靶材背板上。

如上所述的物理濺射成膜裝置，其中，所述靶材通過粘結層粘附在所述靶材背板上。

如上所述的物理濺射成膜裝置，其中，所述靶材的兩端分別接有所述方阻計。

如上所述的物理濺射成膜裝置，其中，包括絕緣針桿和套設于所述絕緣針桿內的電阻測量探針，其中，所述絕緣針桿穿過所述靶材背板以及所述粘結層以使所述電阻測量探針與所述靶材相連。

如中所述的物理濺射成膜裝置，其中，所述控制系統(tǒng)內設定有所述靶材的臨界電阻值，所述控制系統(tǒng)獲取所述方阻計所測得的實際電阻值，并將所述實際電阻值與所述臨界電阻值進行對比，在所述實際電阻值達到所述臨界電阻值時，所述控制系統(tǒng)發(fā)出警報信號。

本發(fā)明的物理濺射成膜裝置結構簡單，通過在靶材上接有方阻計，以實現(xiàn)實時監(jiān)控靶材的電阻，根據電阻變化判斷靶材消耗狀況，靶材即將消耗完成時控制系統(tǒng)提醒更換靶材，避免靶材擊穿造成背板損傷及產品異常，提高產品良率，并可以提高靶材使用效率，避免靶材未使用完成造成材料浪費。

本發(fā)明還提供了一種物理濺射成膜方法，該方法操作過程簡單，能夠有效避免在基板成膜過程中靶材擊穿的現(xiàn)象發(fā)生，保證基板的產品良率，同時還有效提高靶材的利用率，避免靶材未使用完成造成材料浪費。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種物理濺射成膜方法，其中，使用上述的物理濺射成膜裝置，所述物理濺射成膜方法包括以下步驟：

s1)：在待成膜的基板濺射成膜過程中實時測量靶材的實際電阻值；

s2)：將所述實際電阻值與所述靶材的臨界電阻值對比，所述電阻值達到所述臨界電阻值時，發(fā)出信號以更換所述靶材。

如上所述的物理濺射成膜方法，其中，在步驟s1)中，通過方阻計測量所述靶材的實際電阻值。

如上所述的物理濺射成膜方法，其中，在步驟s2)中，將所述實際電阻值反饋至控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)將所述實際電阻值與所述控制系統(tǒng)中設定的所述臨界電阻值進行對比。

如上所述的物理濺射成膜方法，其中，分別測量所述靶材的兩端的所述實際電阻值，當所述兩端中的其中一端的所述實際電阻值達到所述臨界電阻值時，所述控制系統(tǒng)發(fā)出警報信號以更換所述靶材。

本發(fā)明的種物理濺射成膜方法操作步驟簡單，能夠有效避免在基板成膜過程中靶材擊穿的現(xiàn)象發(fā)生，保證基板的產品良率，同時還有效提高靶材的利用率，避免靶材未使用完成造成材料浪費。

上述技術特征可以各種適合的方式組合或由等效的技術特征來替代，只要能夠達到本發(fā)明的目的。

附圖說明

在此描述的附圖僅用于解釋目的，而不意圖以任何方式來限制本發(fā)明公開的范圍。另外，圖中的各部件的形狀和比例尺寸等僅為示意性的，用于幫助對本發(fā)明的理解，并不是具體限定本發(fā)明各部件的形狀和比例尺寸。本領域的技術人員在本發(fā)明的教導下，可以根據具體情況選擇各種可能的形狀和比例尺寸來實施本發(fā)明。

圖1為本發(fā)明的物理濺射成膜裝置的結構示意圖；

圖2為本發(fā)明的靶材的結構示意圖；

圖3為本發(fā)明的靶材背板的結構示意圖；

圖4為本發(fā)明的粘結層的結構示意圖；

圖5為本發(fā)明的靶材與靶材背板結合狀態(tài)下的結構示意圖；

圖6為本發(fā)明的本發(fā)明的靶材與控制系統(tǒng)的連接結構示意圖。

具體實施方式

結合附圖和本發(fā)明具體實施方式的描述，能夠更加清楚地了解本發(fā)明的細節(jié)。但是，在此描述的本發(fā)明的具體實施方式，僅用于解釋本發(fā)明的目的，而不能以任何方式理解成是對本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的教導下，技術人員可以構想基于本發(fā)明的任意可能的變形，這些都應被視為屬于本發(fā)明的范圍，下面將結合附圖對本發(fā)明作進一步說明。

圖1至圖6分別為本發(fā)明的物理濺射成膜裝置的結構示意圖、靶材的結構示意圖、靶材背板的結構示意圖、粘結層的結構示意圖、靶材與靶材背板結合狀態(tài)下的結構示意圖和靶材與控制系統(tǒng)的連接結構示意圖。

如圖1所示，本發(fā)明的物理濺射成膜裝置包括真空的腔體1、基板臺2、靶材3、方阻計4、激發(fā)源(圖中未示出)和控制系統(tǒng)6(也可以稱為中央控制系統(tǒng))，其中，基板臺2設于腔體1內，基板臺2上設有待成膜的基板21，靶材3設于腔體1內，其與基板21相對設置(也可以與基板21呈一角度設置)，方阻計4與靶材3相接以用于實時測定靶材3的實際電阻值，激發(fā)源用于轟擊靶材3使其濺射出靶材原子，從而使靶材原子濺射到基板21上，從而在基板21上形成了膜層，控制系統(tǒng)6與方阻計4相接。

具體地，在一具體實施例中，控制系統(tǒng)6內設定有靶材3的臨界電阻值，方阻計4測定靶材3的某一區(qū)域的實際電阻值，并且方阻計4將測得的實際電阻值反饋到控制系統(tǒng)6內，控制系統(tǒng)6將實際電阻值與臨界電阻值進行對比，當實際電阻值達到臨界電阻值時，所述控制系統(tǒng)發(fā)出警報信號以更換所述靶材，此時可以是控制系統(tǒng)6給激發(fā)源發(fā)出信號，停止激發(fā)源對靶材3的激發(fā)，并準備更換相應的新的靶材3，也可以是控制系統(tǒng)6發(fā)出警報信號，當工作人員聽到該警報信號時，工作人員停止激發(fā)源對靶材3的轟擊，并準備更換相應的新的靶材3，從而有效防止靶材擊穿造成背板損傷及產品異常，提高產品良率，并可以提高靶材使用效率，避免靶材未使用完成造成材料浪費。在一具體實施例中，靶材3的兩端的區(qū)域34上分別接有方阻計4，由于靶材3的兩端靶材消耗最快，此處靶材最先達到擊穿的現(xiàn)象，若此處的靶材還未發(fā)生擊穿現(xiàn)象，則靶材3的其他區(qū)域也未達到擊穿的現(xiàn)象，在此需要說明的是靶材3的臨界電阻值為靶材剛剛發(fā)生擊穿時的電阻值，其中，對腔體1進行抽真空的過程為本領域技術人員所熟知，在此不再進行詳細地贅述。

在一具體實施例中，靶材3設于靶材背板31上，具體地，靶材3通過粘結層32(bonding層)粘附到靶材背板31上，從而保證靶材3能夠穩(wěn)定地設置在腔體1內。在一具體實施例中，激發(fā)源為高壓高頻電源，在腔體1內達到真空狀態(tài)后，在靶材3和基板21之間加高電壓，電子和離子在高壓下高速運動，離子撞擊靶材，如ar離子撞擊靶材，高速運動的電子和離子與氣體分子碰撞產生更多的離子，離子撞擊靶材后，把靶材原子(或稱為靶材粒子)濺射出去，被濺射出來的粒子到達成膜基板上成膜。在成膜過程中，靶材3不斷變薄，方阻計4測得的靶材3的電阻值也相應產生變化，并不斷趨近臨界電阻值，當測得的電阻值達到臨界電阻值時，則認為靶材3即將消耗完畢，即可認為靶材達到消耗終點，當然在本發(fā)明中也可以使用其他的激發(fā)源，在此不做具體的限制。

在一具體實施例中，方阻計4包括絕緣針桿(圖中未示出)和套設于所述絕緣針桿內的電阻測量探針7，其中，絕緣針桿穿過靶材背板31以及粘結層32以使電阻測量探針7與靶材3相連，采用這樣的設計可以實現(xiàn)電阻測量探針7穿過粘結層32與靶材3的一端部的下表面連接，且電阻測量探針7的表面和粘結層32不導通，避免粘結層32電阻對靶材3電阻測量的實際電阻值的干擾。

本發(fā)明的物理濺射成膜裝置結構簡單，在靶材3上消耗最快的兩個端部的背面連接方阻計4，方阻計4可以實時測量該區(qū)域靶材面的實際電阻值，并將實際電阻值變化反饋至控制系統(tǒng)6，控制系統(tǒng)6將反饋得到的實際電阻值跟控制系統(tǒng)6中設定的臨界電阻值(也可稱為電阻終點值)比對，當所測得的其中一個端部的實際電阻值達到臨界電阻值時，即可認為靶材消耗達到終點，此時控制系統(tǒng)6發(fā)出報警信號，放電終止(即停止激發(fā)源對靶材3的轟擊)，并提醒更換靶材，從而實現(xiàn)有效避免靶材擊穿發(fā)生。需要在此說明的是，此處靶材3的正面是指被激發(fā)源激發(fā)產生靶材原子的一面，背面是指與正面相反的一面。

本發(fā)明還提供了一種物理濺射成膜方法，在基板成膜過程使用如上的物理濺射成膜裝置，其中，物理濺射成膜方法包括以下步驟：s1)：在待成膜的基板濺射成膜過程中實時測量靶材的實際電阻值；s2)：將所述實際電阻值與所述靶材的臨界電阻值對比，所述電阻值達到所述臨界電阻值時，發(fā)出信號以更換所述靶材。

具體地，首先通過方阻計測量靶材的臨界電阻值，即測量剛剛被擊穿的靶材的電阻值，該電子值即為對應靶材的臨界電阻值，并將臨界電阻值設定在控制系統(tǒng)中，再進行具體的成膜過程。

在成膜過程中，先將靶材和待成膜的基板設于物理濺射成膜裝置中的相應位置，再對腔體抽真空，使其達到真空狀態(tài)；當腔體內達到真空狀態(tài)后，在靶材和基板之間加高電壓，電子和離子在高壓下高速運動，離子撞擊靶材，如ar離子撞擊靶材，高速運動的電子和離子與氣體分子碰撞產生更多的離子，離子撞擊靶材后，把靶材原子濺射出去，被濺射出來的粒子到達成膜基板上成膜。在成膜過程中，方阻計實時測量靶材的電阻，并將測量的電阻值反饋至控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)將實際測得的電阻值與臨界電阻值進行對比，當實際測得的電阻值即將達到或剛剛達到該臨界電阻值時，則認為靶材消耗完畢。由于成膜過程中，靶材不斷變薄，方阻計測得的靶材的電阻值也相應產生變化，實際測得的電阻值并不斷趨近臨界電阻值，當測得的電阻值即將達到臨界電阻值時，則認為靶材即將消耗完畢。

在一具體實施例中，分別測量靶材的兩端的實際電阻值，由于靶材兩端消耗最快，此處靶材最先達到擊穿的現(xiàn)象，若此處的靶材還未發(fā)生擊穿現(xiàn)象，則靶材的其他區(qū)域也應未達到擊穿的程度，當兩端中的任意一端的實際電阻值達到臨界電阻值時，控制系統(tǒng)發(fā)出警報信號以更換所述靶材，也即，當測量靶材的兩端得到兩個實際電阻值，當其中一個實際電阻值達到臨界電阻值時，即認為靶材消耗完畢，此時控制系統(tǒng)發(fā)出警報信號以更換所述靶材。

在一具體實施例中，靶材設于靶材背板上，具體地，靶材通過粘結層粘附到靶材背板上，從而保證靶材能夠穩(wěn)定地設置在腔體內。方阻計包括絕緣針桿和套設于所述絕緣針桿內的電阻測量探針，其中，絕緣針桿穿過靶材背板以及粘結層以使電阻測量探針與靶材相連，采用這樣的設計可以實現(xiàn)，電阻測量探針穿過粘附層與靶材的一端部的下表面連接，且電阻測量探針的表面和粘附層不導通，避免粘附層電阻對靶材電阻測量的實際電阻值的干擾，電阻測量探針與方阻計相接，從而實現(xiàn)準確地測量兩端部上的實際電阻值。

本發(fā)明的物理濺射成膜方法操作步驟簡單，能夠有效避免在基板成膜過程中靶材擊穿的現(xiàn)象發(fā)生，保證基板的產品良率，同時還有效提高靶材的利用率，避免靶材未使用完成造成材料浪費。

雖然已經參考優(yōu)選實施例對本發(fā)明進行了描述，但在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以對其進行各種改進并且可以用等效物替換其中的部件。尤其是，只要不存在結構沖突，各個實施例中所提到的各項技術特征均可以任意方式組合起來。本發(fā)明并不局限于文中公開的特定實施例，而是包括落入權利要求的范圍內的所有技術方案。