TWI342341B - Multiple target tiles with complementary beveled edges forming a slanted gap therebetween - Google Patents

Description

九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明大艏係有關於材料的濺鍍。詳言之本發明係 有關於由複數個纪材牌所組成的濺鍍靶材。 【先前技術】 濺鍍’或被稱為物理氣相沉積（PVD)，為半導體積體 電路製造中最為普遍之金屬及相關物質層的沉積方法。濺 鍵現被應用到以薄骐電晶體（TFT)為基礎的平板顯示器 (FPD)的製造上e FPD典型係製造在薄的玻璃板上。一屠梦 被沉積在該玻璃板上且矽電晶體藉由電子積體電路製造中 所習知的技術而形成在該矽層内或周圍〃形成在該玻璃板 上的電子電路可用來驅動後續安設到該玻璃板上或被形成 於該玻璃板上之光學電路，如液晶顯示器（LCD)、有機 LED(OLED)或電漿顯示器。而其它種類的平板顧示器貝，】是 以有機發光二極體（OLED)為基礎》 尺寸成為電子積體電路與平板顯示器之間及在兩組用 來製造它們的設備上最顯而易見的差異。Demarary等人於 美國專利第6,199，259號中揭示了平板濺鍍設備的特殊特 徵，該專利案的内容係合併於此以供參考。該設備最初是 為了尺寸約為400公釐X 600公釐的平板而設計的。由於 平板顯示器在尺寸上不斷地增大且只有在一單一玻璃板上 製造多個顯示器時才能產生經濟效益，所以玻璃板的尺寸 持續地加大。用來對最大尺寸為丨.8公尺的基材實施減鍵 5 42341 之平板製造設備已可在市場上購得，且現已在設計用來爽 鍍尺寸為2公尺X 2公尺甚至更大的玻璃板，即基材的面 積為40000平方公分或更大的設儀。

由於許多的原因’用於平板濺鍍的靶材通常是由〆姑 合至一靶材背撐板（通常是由鋁、黃銅或鈦製成）的靶材滅 鍍層所形成β將一乾材層結合至一背撐板的傳統方法係施 加一銦結合層至兩個板狀構件中的一者上，然後在一高於 銦的溶點156C的溫度下將它們壓在一起。一最近發展出 來的結合方法則使用一導電的彈性體或其它有機黏劑，其 可在一低許多的溫度下被施用且典型地在一高的但相對低 溫下被硬化。設在美國加州San Jose的Thermal Conductive

Bounding公司可提供此種彈性艘結合服務。Demarary等人 於上述的美國專利中則已揭示壓力銀的結合。 【發明内容】 依據本發明的一個態樣，複數個靶材牌被結合到一背 撐板上’且在相鄰靶材牌的互補斜邊之間形成有一傾斜的 間隙。該等邊緣相對於該靶材的正面的法線傾斜一介於i 〇 度至55度之間的角度’較佳介於15度至45度之間。位在 該结合的靶材牌陣列外周邊的靶材牌邊緣可被形成有一朝 向該等靶材牌的中心之向外傾斜的邊緣。 依據本發明的另一態樣該等靶材牌的、斜邊可藉由，例 古mbead blasting)處理而粗糙化。 -·' .-·-------- --- --- 依據本發明的另—態樣，該背撐板在一間隙的底部將 6 1342341 兩個靶材牌分隔開來的部分可被選擇性地粗糙化，同 該等乾材肖底下之該背律的主要部分保料滑並與 乾材牌接觸。 依據本發明的另一態樣，該背撐板在靶材牌與靶 之間的間隙底部的部分可被塗上一層靶材物質，或可 材牌結合之前鋪設一條靶材物質。 c實施方式】 第1圖中係以剖面圖的形式示意出一濺锻室10, 栝一真空室12; —靶材，其被密封但與電性接地的真 12電性地隔絕；及一基座16用來支撐一將被錢鍵的 18。該fe材包括該將被濺鍍到該平板18上之物質的一 廣。 風氣工作氣體在mTorr$iL圍内的壓力下被弓丨入 室内° —電源供應器20將該靶材14電性地偏壓至一 伏特的負電壓，造成該氬氣放電成為一電漿。正電性 離子被°及5丨至該被負電性地偏壓的靶材14並從把材 射出乾材原子。在許多應用中’ 一磁鐵21被掃掠通過 材的背面用以增強該電衆並提高減錢率。某些乾材原 擊到該平板18並在其表面上形成一薄的乾材原子 膜。該乾材14通常比該將被濺鍍塗覆的平板18稍微 呰。用於平板的濺锻使用一大數目的靶材物質，包括 銅、鈦、钽、鉬、鉻、銦錫氡化物（ITO) *以及其它求 加大平板尺寸及加大靶材尺寸所產生的一個問題 大尺寸下獲得適當的品質之困難度。耐火物質，如路 時讓 該等 材牌 在靶 其包 空室 平板 表面 到該 數百 的氬 14濺 該靶 子打 的薄 大一 鋁、 7質。 為在 ，是 7 1342341

特別困難的物質。此尺寸問題已藉 柯田用複數個 成乾材機鑛層來加以對付。如在第） 不z囿的平面 複數個靶材牌22被設置在一背撐；^ 风上且在 之間留有一預定的間隙26。這些靶材牌22接 該背撐板24。背撐板24在該等乾材牌22外面 域被用來將該靶材14支撐在該真空室12上及 的一或多個延伸部2 8延伸到該真空室1 2的輪 以提供配管埠給形成在該背撐板24内之冷卻 接至偏壓源的電子線路用。 在第2圖中所示之兩個靶材牌的配置代表 靶材牌配置，兩個靶材牌在一直線的陣列中且 一間隙26〇Demarary等人於上述的美國專利中 直線陣列中有數量 N>2的靶材牌，在該陣列 間隙。Tepman在2004年7月9曰提申的美國 第10/888,383號中揭示了二維的靶材牌陣列’ 及水平地延伸的間隙且彼此交又。該陣列可以 列，如一碑踏般之一交錯安排的陣列，或丨 (herringbone)圊樣之更複雜的二維陣列。雖然 代表最簡單的形狀，但亦可使用其它形狀的把 三角形及六角形的靶材牌形狀及更為複雜的間 介於靶材牌之間的間隙26必需被小心 持° 一般而言，該間隙並沒有填入其它物質’ 黏劑或除了該靶材物質之外的物質會在該間隙 被外露出來。然而，如果該間隙（或至少是間f 靶材牌來形 圖中所示’ 這些祀材牌 著會結合到 的大周邊區 該背撐扳24 廓之外，用 水通道及連 了最簡單的 間留有一單 揭示了在一 中有（N-1)個 專利申請案 其具有垂直 是一矩形陣 色含鯡骨式 矩形靶材牌 材牌，像是 隙配置》 地設計及保 且傳統上該 26的底部 承的一部分） 8 1342341

被保持在小於約Ο · 5至1 .0公釐，則該濺鍍電漿就無法進 入該間隙中，因為該間隙小於該電漿暗區（dark space)。因 為沒有電漿可進入到該間隙的底部，所以該背撐板不為被 濺鍍到。然而，從該等靶材牌被濺射出來的物質有被再沉 積到該等靶材牌上的傾向。不過通常這並不是一個問題， 因為被再沉積的物質被再度濺射出去的速率比其被再沉積 的速率快，因而可避免掉由品質較差之再沉積物質所構成 的厚累積層所產生的問題。亦即，上靶材牌表面被保持的 很乾淨。然而，被濺鍍的物質亦被再沉積到介於靶材牌之 間的間隙中，雖然其速率因為幾何形狀的關係而較慢。然 而，因為該電漿不會進入到在一被良好地操作的靶材上的 間隙中，所以被濺鍍的物質被再濺鍍的速率並不會如在該 等靶材牌的平面表面上般地高。亦即，被再沉積的物質會 在該間隙的側邊及底部上累積至一相當的厚度。如果被再 沉積的物質被累積到一很大的厚度的話，則被再沉積的物 質會有剝落的傾向"剝落的物質為一粒子，如果它落在將 被濺鍍的平板或其它基材上的話，則會造成在被形成於該 平板上之電子電路上的一個缺陷。減少再沉積及剝落微粒 的一個方法為縮小間隙的寬度，例如，將間隙寬度縮小至 介於0.3至0.5公釐之間。然而當吾人欲進一步縮小間隙 寬度至0.1公釐時，會有製造該靶材組件及在溫度循環期 間保持間隙的操作困難。 本發明的一個實施例被示於第3圖的剖面圖中，靶材 牌30被結合至一不同材質（通常是鈦材質）的背撐板24 1342341

上。該等乾材牌 30的結合可藉由施加一薄層 成。該背撐板24有時候是多個層來形成且包括 以在濺鍍操作期間將靶材保持在冷的狀態。然 的應用中，該背撐板為一用其它方式冷卻的整 依據本發明的一個態樣，相鄰的靶材牌3 0 邊3 2、3 4上被傾斜成互補角度，該二相對的側 的間隙3 6所隔開，該傾斜的間隙相對於該等与 正面38的法線傾斜一從該等靶材牌30的正面 起之介於10度至55度之間，較佳者為介於1 之間的角度0 。間隙3 6在垂直於該等斜邊3 2 上的厚度被保持在0.3至0.5公釐。 此傾斜提供至少兩個好處。從傾斜的間隙 3 2、3 4上剝落之任何的再沉積物質要不是已經 牌表面3 4上且重力會將剝落的屑片保持在該 34上，就是從上靶材牌表面32剝落的屑片只 材牌表面34上且會被保持在該下靶材表面34 後者的情況並不適用於靠近正面38的一小範E 36介於靶材牌30的主要濺鍍表面38與背撐右 總長度會增加。因此，電漿可保持在離該背撐 處。其它角度亦可具有本發明的優點。然而， 度會減小上述的兩種好處且一較大的β角度卻 上的重疊及尖銳的角落的關係而很難操作。尖 被形成為有一點圓角化的角落40，然而圓角化 的兩種好處。另一項有利的效果為，當該傾斜 的黏劑來達 冷卻管道用 而，在其它 體構件。 在相對的側 邊被一傾斜 材牌30的 3 8的法線算 5度至45度 、34的方向 3 6的側邊 在一下靶材 下靶材表面 會落在下靶 上。然而， 目。又，間隙 乏24之間的 板24更遠 較小的0角 又因為實質 銳的角落可 會減損上述 間隙的厚度 10 1342341 可被保持在 0.3至 0.5公釐且對電漿暗區有完全的效用 時，沿著該平面方向之間隙厚度增大 cot 0倍，因此減輕 組裝及移動的問題。

依據本發明的另一個態樣，靶材牌3 0之相對的側邊 3 2 ' 3 4被噴砂或以其它方式粗糙化，較佳係在結合之前實 施。因此，任何被再沉積於該相對側邊3 2、3 4上之濺鍍物 質能夠被更佳地黏著到靶材牌3 0的側邊上，用以減少或延 遲剝落。喷砂可藉由將二氧化矽或碳化矽之堅硬的顆粒注 入到指向該靶材牌之高壓空氣流中，來將靶材牌的表面粗 糙化至300至500微英寸的粗糙度。

在另一方面，靶材牌30的周邊邊緣（亦即，沒有面向 間隙3 6對面的另一靶材牌3 0之邊緣）較佳係如第4圖的剖 面圖所示地被傾斜以形成一側壁4 4，其係朝内傾斜而在一 f曲角落46結合該靶材30正面40之前先以一角度Φ遠離 該背撐板24。該角度Φ是在10度至55度的範圍内，較佳 是接近1 5度。在使用時，該傾斜的側壁44係與一類似形 狀之暗區遮板（裝附至該室）相隔一間距，該間距可防止電 漿進入到未被覆蓋的背撐板24。 較佳者為，該側壁44在結合到該背撐板24之前被喷 砂處理用以提高再沉積物質的黏著性。因此，被再沉積到 該傾斜的側壁44上的物質被更牢固地黏附到側壁44上， 用以減少再沉積物質的剝落及所產生的微粒。 在本發明的另一態樣中，如第 5圖的剖面圖中所示 者，靶材牌3 0之面向傾斜間隙3 6的傾斜側壁3 2、3 4在結 1342341 合到該背撐板24夕am、由 ^ ^ . 則* ^理，以具有粗糙化的表面來 讓再 >儿積到該傾斜間隙3 6内的 間隙3内的物質有更佳的黏著性。在本 發明的一相關態樣中，在將靶材 刊砰、.口合在區域4 8中之前， 背撐板24被噴砂處理，該區域 巧48為在靶材牌結合之後會

形成該間隙36的區域。與圖中所示相反地，該喷砂處理會 形成一粗糙化的表面其在非常靠近該表面處具有一些低於 表面（sub-surface)的損傷。該靶材牌在鄰近該間隙處的粗 縫化可實施在垂直及傾斜的牌邊緣以及間隙上。較佳者 為’該背樓板24之面向乾材牌30的大部分區域都保持比 粗链化區域44要來得平滑’使得乾材牌3〇與背撐板24 能夠更緊密地結合（如果使用表面黏劑層的話），或可與該 背撐板24的平滑區直接接觸（如果該黏劑填入背撐板24 上的凹部内的話）。

在本發明的另一態樣中，在靶材牌3 0結合至該背撐板 24之前，靶材物質被沉積於區域48上，該區域48為在牌 結合之後會形成該間隙3 6的區域。一靶材物質帶可被結合 系該背撐板24用以形成該區域48。該靶材物質帶的厚度 是在一介於1至4公釐的範圍内。該靶材物質帶可被黏著 地結合到具有聚合物黏劑或Kapton膠帶的該靶材上。該靶 材物質帶可以是非常地薄且在該背撐板的該表面上延伸一 段很短的距離，這並沒有精確地示於第5圖中。在另一實 施例中，該區域48被加工成為一陷入到該背撐板24中的 凹部且靶材物質被選擇性地沉積到凹部中。藉此，如果在 電孤放電或電漿激發期間有一些濺鍍真的發生在間隙3 6 12 1342341

的底部（圖中所示的頂端）時，將是區域48的靶材物質被濺 射，而不是背樓板24的物質被滅射。此特徵對垂直的間隙 以及傾斜的間隙都很有用。在間隙3 6底下之額外的靶材物 質48或背撺板24的喷砂處理在用黏劑將靶材牌30結合至 背撐板24以形成圖樣且沒有延伸到間隙36的區域内的例 子中是特别有利的。亦即，黏劑並沒有在間隙3 6的底部外 露出來。而是，背樓板24之被粗糙化的區域44或是該祀 讨物質的區域44被外露出來。該背撐板24的粗糙化處理 成被沉積或舖設在該背撐板2 4上之在間隙3 6的底部的靶 讨物質可被實施到垂直的以及傾斜的間隙上。

本發明之涉及互補的靶材牌斜邊的態樣可實施於任何 的應用中的濺鍍上，其中該靶材包括複數個靶材牌安裝在 一背撐板上，用以濺鍍至太陽能電池板上。本發明亦可被 應用來濺鍍至圓形的晶圓上，其中一大致圓形的靶材是甴 包園著一圓形中心托材牌之複數片斷形狀或圓弧形狀的 取材牌所構成的。本發明可被應用到叢集工具系統，線上 系統，獨立作業系統或其它需要一或多個濺鍍反應器的系 統上。 因此，本發明可在增加很少的成本及乾材（特別是一多 牌靶材）複雜度下，減少微粒的產生及外來的被濺鍍物質的 產生。 【圖式簡單說明】 第1圖為用來減銀沉積於矩形基材上之一傳統的電聚

13 1342341 濺鍍反應器的示意剖面圖。 第2圖為由複數個靶材牌結合至一背撐板上構成 統濺鍍靶材的平面圖。 第3圖為本發明之濺鍍靶材的一部分的剖面圖其 了兩個被一傾斜間隙隔開來的靶材牌。 第4圖一靶材牌的傾斜周邊部分的剖面圖。

第5圖為本發明之濺鍍靶材的一部分的剖面圖其 該背撐板的一被粗糙化的部分，或被塗佈或被鋪設在 撐板位在介於兩個靶材牌之間的間隙的底部的一個面 的一個區域。

的傳 包括 包括 該背 積上 【主要元件符號說明】 10 濺鍍室 1 2 真空室 16 基座 18 平板 14 靶材 20 電源供應器 21 磁鐵 22 靶材牌 24 背撐板 26 間隙 28 延伸部 30 靶材牌 32,34 側邊 36 間隙 38 正面 40 角落 44 側壁 48 區域 14

Claims (1)

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set)，a嘗很双1固具有一—--- 十、申請專利範圍： 1. 一種乾材牌组（target tile 物質的靶材牌，該等靶材牌可被組合成一陣列，且相鄰 的靶材牌具有相鄰邊，該些相鄰邊係經過粗糙化，並以 互補角傾斜’以於該些相鄰邊之間形成一或多個傾斜的 間隙β 2.如中請專利範圍第1項所述之靶材牌组，其中該等互補 角的角度是在乾•材牌主要表面的一介於1〇度至55度的 一範圍内。 3. 如申請專利範圍第2項所述之靶材牌組，其中該範圍是 介於乾材牌主要表面的15度至45度之間。 4. 如申請專利範圍第丨項所述之靶材牌組其中該等經過 粗糙化的邊是由噴砂處理所形成的。 項所述之靶材牌組，其中該等靶材 5 ·如申請專利範圍第1項 牌大致為矩形的形狀。 項所述之靶材牌組，其中該陣列兵 6 ·如申請專利範固第4 有一大致矩形的輪廓 15 1342341 j "T k I________ 7. —種包含複數個靶材牌的靶材，該等靶材ϋϋ組合威~~ 為一靶材牌陣列且具有一濺鍍物質層，該濺鍍物質層在 該等靶材牌之間是不連讀的，以及該等靶材牌的周邊邊 緣係經過粗糙化，並相對於該層之主要表面的一法線而 言以一角度傾斜。 8. 如申請專利範圍第7項所述之靶材，其中該角度是相對 於該法線的10度至55度的範圍之内。 9. 如申請專利範圍第 8項所述之靶材，其中該角度約為 15度。 10. —種靶材組件，包含： 一背撐板；及 複數個靶材牌，其結合至該背撐板並具有互補的成 斜面的且經粗糙化的邊，以在該等靶材牌之間形成一或 多個傾斜的間隙。 11. 如申請專利範圍第10項所述之靶材組件，其中該一或 多個傾斜的間隙相對於該等靶材牌主要表面之法線被 傾斜一介於10度至55度範圍内的角度。 12. 如申請專利範圍第10至11項中任一項所述之靶材組 16 1342341

件，其中該 域，且更包^ ?·等歡>杖牌包含一耙材物質的至少一表面區 含該輕材物質形成在該背撐板上在該間隙的 —底部處的一區威。 13. 如申請專利範圍第12項所述之把材組件’其中該乾材 物質的該區域從該間隙的該底部橫向延伸至介於該等 靶材牌與該背撐板之間的區域。 14. 如申請專利範圍第10項所述之靶材組件，其中在該一 或多個間隙底下之該背撐板的一區域係經選擇性地粗 糙化。 15. —種乾材組件，包含： 一背#板，其包含一第一物質的一表面區域； 複數個乾材牌，其包含一不同於該第一物質的第二 物質且被結合至該背撐板上，其中該等靶材牌之相面對 的經粗経化且傾斜的邊緣形成一或多個介於該等靶材 牌之間傾斜的間隙；及 一或多個由該第二物質所構成的區域，設置在該背 揮板與該一或多個間隙之間。 16，如申請專利範圍第15項所述之靶材組件，其中該一或 多個區域從該等間隙橫向地延伸至該背撐板與該等靶 17 1342341 m ： v ^ \ 材牌之間的中間區域。 17. 如申請專利範圍第15或16項所述之靶材組件，其中 該一或多個區域包含一或多個沉積在該背撲板上的塗 覆層。 18. 如申請專利範圍第15或16項所述之靶材組件，其中 該一或多個區域包含一條帶，該條帶具有結合至該背撐 板的該第二物質。 19. 如申請專利範圍第15或16項所述之靶材組件，其中 該一或多個間隙係相對於該等靶材牌主要表面的法線 傾斜一介於15度至45度範圍内的角度》 20. —種濺鍍方法，其包含以下的步驟： 提供一電漿濺鍍反應器，該電漿濺鍍反應器包括一 支標件； 將一靶材安裝在該反應器上且位於與該支撐件相對 的位置處，該靶材包含複數個靶材牌，該等靶材牌具有 將被濺鍍的物質，其中該等靶材牌中相鄰靶材牌的相對 邊係經粗糙化並以互補角傾斜，以在相對邊之間形成至 少一個傾斜的間隙； 將一基材放置在該支撐件上：及 18 1342341 ~ - \ · 於該濺鍍反應器内激發一電漿，以將該物質從該等 靶材牌濺鍍至該基材上。 21.如申請專利範圍第20項所述之方法，其中該傾斜的間 隙相對於該些靶材牌主要表面的法線被傾斜一介於 10 度至55度範圍内的角度。 19