TWI672387B

TWI672387B - 濺射靶材及其使用方法

Info

Publication number: TWI672387B
Application number: TW107129984A
Authority: TW
Inventors: 楊清河; 吳智穩; 翁基祥; 蘇夢鵬
Original assignee: 住華科技股份有限公司
Priority date: 2018-08-28
Filing date: 2018-08-28
Publication date: 2019-09-21
Also published as: TW202009316A; CN110684950A; CN110684950B

Abstract

濺射靶材及其使用方法。濺射靶材包括背板、濺射板與保護單元。背板具有上表面。濺射板設置在上表面上，並具有一濺射板邊緣。保護單元設置在上表面上，並相鄰濺射板邊緣。

Description

濺射靶材及其使用方法

本發明是有關於一種濺射靶材及其使用方法。

目前，濺鍍技術(sputtering)係為主要沉積鍍膜技術所使用的方式之一。濺鍍技術一般是在濺鍍腔室中形成電漿，電漿(plasma)會對金屬靶材進行離子轟擊(ion bombardment)，使靶材的金屬原子撞擊出，而形成氣體分子發射到達所要沉積的基材上，氣體分子經過附著、吸附、表面遷徙、成核等濺鍍作用之後，最終在基材上形成具有金屬原子的金屬薄膜。濺鍍技術係廣泛地應用在工業生產和科學研究領域。然而，一般濺射靶材於濺鍍腔室中進行濺鍍製程時，背板對應濺射板邊緣容易被濺鍍消耗凹損，須進行重工，例如以砂紙磨平凹陷處並進行填補。

本發明係有關於一種濺射靶材及其使用方法。

根據本發明之一方面，提出一種濺射靶材，其包括背板、濺射板、及保護單元。背板具有上表面。濺射板設置在上表面上，並具有一濺射板邊緣。保護單元設置在上表面上，並相鄰濺射板邊緣。

根據本發明之另一方面，提出一種濺射靶材的使用方法，其包括以下步驟。提供上述濺射靶材，其中保護單元是可卸除地設置在背板上。

為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式詳細說明如下：

以下係以一些實施例做說明。須注意的是，本揭露並非顯示出所有可能的實施例，未於本揭露提出的其他實施態樣也可能可以應用。再者，圖式上的尺寸比例並非按照實際產品等比例繪製。因此，說明書和圖示內容僅作敘述實施例之用，而非作為限縮本揭露保護範圍之用。另外，實施例中之敘述，例如細部結構、製程步驟和材料應用等等，僅為舉例說明之用，並非對本揭露欲保護之範圍做限縮。實施例之步驟和結構各之細節可在不脫離本揭露之精神和範圍內根據實際應用製程之需要而加以變化與修飾。以下是以相同/類似的符號表示相同/類似的元件做說明。

第1A圖至第1D圖繪示根據第一實施例概念之濺射靶材的使用方法。

請參照第1A圖，提供之背板308具有至少一凹口308A，凹口308A從背板308的上表面308S向內部凹入。如第1A圖所示，可配置兩個凹口308A，且兩個凹口308A彼此分離。

請參照第1B圖與第1C圖，配置至少一保護單元326至背板308的凹口308A中，接下來配置濺射板118在背板308之上表面308S及保護單元326上，一實施例中濺射板118相對兩側之濺射板邊緣118E分別對應並接觸凹口308A中的保護單元326。凹口308A之尺寸可實質上等於或略大於保護單元326之尺寸，保護單元326之寬度W1(例如90mm至190mm)須配合背板308及濺射板118之寬度而定，以不超過背板308之寬度W且不小於濺射板118之寬度W2為基準，如濺射板118之寬度W2為90mm，保護單元326之寬度W1則不小於90mm。一實施例中，濺射板118之寬度W2約為180mm，背板308之寬度W約為190mm，故保護單元326之寬度W1在180mm至190mm之間，因此，保護單元326之寬度W1約佔該背板之寬度W的47%至100%。一實施例中，保護單元326之寬度W1與背板308之寬度W相同。

濺射板118的材質可視欲沉積在基材上的薄膜材質而定，例如為金屬或氧化物。背板308與濺射板118的材質可為相同或不同。一實施例中，背板308的材質皆為鋁、鈦或銅等金屬，濺射板118的材質為鋁、鈦或銅等金屬或氧化銦錫氧化物。一實施例中，背板308的材質為銅，濺射板118的材質為鋁。

保護單元326的材質可相同或不同於背板308。例如保護單元326的材質可包括但不限於銅、鈦、鋁等金屬，或其它合適的材料。

請再參閱第1D圖所示，保護單元326之長度L約為90-150mm，背板308之長度L1約為3000mm，因此，保護單元326之長度L約佔背板308長度L1的3%至5%；保護單元326之高度H約為0.1-4mm，例如2mm，背板308之高度H1約為10-20mm，例如16mm，因此，保護單元326之高度H約佔背板308之高度H1的0.5%至20%，例如12.5%，即保護單元326不會貫穿整個背板308，也不會接觸背板308未承載濺射板118之下表面308B，其中下表面308B係與上表面308S平行且相對。

如圖所示，兩個保護單元326可藉由背板308彼此隔開。一實施例中，可利用固定件(未繪示)將保護單元326固定至背板308。固定件可包括但不限於螺絲、插栓、黏著劑(例如金屬黏著劑、軟焊劑等)等。此實施例中，保護單元326其露出凹口308A的上表面326S可實質上對準背板308的上表面308S，此實施例中，兩個保護單元326其露出凹口308A的上表面326S總面積約佔背板308的上表面308S總面積之3~10%，例如6%。兩個保護單元326總體積約佔背板308總體積的0.5~3%，例如0.75%。

請參照第1C圖與第1D圖，其中第1D圖是沿第1C圖所示之EF線繪示出的剖面圖。可利用接合件(未繪示)將濺射板118固定至背板308上，從而組裝完成濺射靶材320。

一實施例中，背板308包含一上背板與下背板(未繪示)，且保護單元326與承載濺射板118設置於上背板之上。

一實施例中，背板308之中可選擇性的設置一冷卻管路或一磁性物質。

實施例中，保護單元326可設置在濺射靶材320於濺鍍腔室中進行濺鍍製程時，背板308可能被沖擊的區域，例如設置於緊鄰濺射板118相對兩側之濺射板邊緣118E，如此可避免背板308被沖擊損壞。如圖所示，此實施例中，濺射板118的相對兩側可各別與部分的保護單元326重疊。例如，保護單元326包括相連接的第一保護部330與第二保護部332，其中第一保護部330露出於濺射板118之外，第二保護部332乘載濺射板118並與濺射板118重疊。從上視圖來看，保護單元326的第一保護部330是從濺射板118的濺射板邊緣118E露出濺射板118之外，第二保護部332則接觸濺射板118且被濺射板118所覆蓋。實施例中，保護單元326可用以避免設置於其下方的背板308在濺射製程中被濺射沖擊而損壞的問題。

實施例中，可對濺射靶材320進行拆解。拆解方法包括將濺射板118從背板308卸除。亦可將保護單元326從背板308卸除。實施例中，保護單元326經濺鍍製程被沖擊而損壞後，可直接只對保護單元426進行替換，而不必對背板308進行重工，例如以砂紙磨平凹陷處並進行填補，也不必置換整個背板308，因此可降低製造成本，且更換保護單元326的方法簡單、快速，可提升製程效率。第2A圖至第2C圖繪示根據第二實施例概念之濺射靶材的使用方法。

請參照第2A圖，配置保護單元426至背板308的凹口308A中。背板308的結構與配置保護單元426的方法可類似參照第1A圖及第1B圖所述的揭露內容，於此不再贅述。此實施例中，保護單元426包括第一保護部430與第二保護部332，其與第一實施例的差異在於，其中第一保護部430具有凸部430U，凸部430U是凸出於背板308的上表面308S及第二保護部332。

請參照第2B圖與第2C圖，其中第2C圖是沿第2B圖所示之GH線繪示出的剖面圖。配置濺射板118至背板308及保護單元426上，並可利用接合件(未繪示)將濺射板118固定至背板308上，從而組裝完成濺射靶材420。一實施例中，凸部430U的高度H'低於濺射板118的高度H2，並與濺射板118並列。詳細舉例來說，濺射板118具有濺射板側面118W。保護單元426的第一保護部430的凸部430U具有保護部側面430W。濺射板側面118W與保護部側面430W互相面對或直接接觸，並可具有互補的形狀，此實施例中，濺射板側面118W高度約為20mm，保護部側面430W高度約為0.1-2mm，例如2mm。凸部430U凸出於背板308可用以輔助濺射板118之相對兩側定位，且減緩背板308於濺鍍製程中造成的沖擊而損壞，且便於替換，而延長背板308的使用壽命。此實施例中，進一步限定凸部430U之高度H'佔濺射板118之高度H2的安全比例為10%以下，以避免於濺鍍製程中，凸部430U與位於濺鍍板118上方的治具產生碰撞。

第3A圖至第3D圖繪示根據第三實施例概念之濺射靶材的使用方法。

請參照第3A圖，此實施例中，背板408具有一個凹口408A，凹口408A從背板408的上表面408S向內部凹入。

請參照第3B圖及第3C圖，其中第3C圖是沿第3B圖所示之IJ線剖面後的示意圖。背板408的結構與配置保護單元426的方法可類似參照第1A~2A圖所述的揭露內容，於此不再贅述。此實施例中，兩個保護單元426之間更配置有至少一個中間保護單元526，即一個中間保護單元526連接兩個保護單元426。此實施例中，中間保護單元526之寬度W3以不超過背板408之寬度W且不小於濺射板118之寬度W2(如第3D圖所示)為基準，保護單元526包括第一保護部530與第二保護部532，其中第一保護部530具有凸部530U，凸部530U是凸出於背板408的上表面408S，兩個第一保護部530的凸部530U之高度H''低於濺射板118的高度H2，並與濺射板118並列。詳細舉例來說，濺射板118具有濺射板側面118W。一實施例中，濺射板側面118W高度約為20mm，凸部530U之高度H''為0.1-2mm，例如2mm。

一實施例中，兩個第一保護部530的凸部530U之高度H''分別與相鄰之保護單元426的凸部430U之高度H'等高，保護單元526之第二保護部532之高度H3亦與保護單元426之高度H等高，使保護單元426、中間保護單元526共同界定保護部容置空間540。

請搭配參照第3B、3D圖，在本實施例中，第二保護部532之寬度W4等於或稍大於濺射板118之寬度W2，而可使第一保護部530的凸部530U抵接濺射板118之側面。

請參照第3D圖，配置濺射板118至背板408上，並對應置入由保護單元426、中間保護單元526所形成的保護部容置空間540中，更可利用接合件(未繪示)將濺射板118固定至背板408上，從而組裝完成濺射靶材520，使保護單元426、中間保護單元526圍繞濺射板118之所有濺射板邊緣118E，可藉由凸部430U、530U輔助濺射板118定位於保護部容置空間540中，並使第二保護部332、532實質對應承接濺射板118之底部。

一實施例中，中間保護單元526之數量或中間保護單元526之長度L3係依背板408之長度L1及濺射板18之長度L2而定，此實施例中，濺射板118之長度L2約為2650mm、背板408之長度L1約為3000mm，中間保護單元526之長度L3則約為90mm至3000mm，中間保護單元526之配置數量亦可視中間保護單元526之長度L3而作適當的增減調整。

一實施例中，中間保護單元526之長度L3約佔背板408長度L1的3%至100%，。一實施例中，中間保護單元526其露出凹口408A的上表面526S總面積約佔背板408的上表面408S總面積之6%~90%。藉由保護單元426、中間保護單元526共同防止背板408在濺射製程中被濺射消耗而損壞的問題產生，以進一步延長背板408的使用壽命，且安裝及更換中間保護單元526的方法如前一實施例一樣簡單、快速。

須特別說明的是，中間保護單元526及其兩側之保護單元426亦可為一體成型之構造而界定保護部容置空間540，一體成型之保護單元(未繪示)之長度則介於背板408之長度L1與濺鍍板118之長度L2之間，約為2650mm-3000mm，即以不大於背板408之長度L1為準。一體成型之保護單元(未繪示)之長度約佔背板408長度L1的88%至100%，例如90%。

因此，根據本揭露概念的濺射靶材亦可視實際需求任意調變結構設計。例如，保護單元可依據濺射靶材實際在濺鍍腔室中進行濺鍍製程時，背板可能被濺射消耗分佈適當調整配置，如上述第三實施例所示，中間保護單元之數量可為3個、4個、或更多個，係配合背板或濺射版之長度做適當調整，或配置在濺射板的其它位置，或具有其它形狀及尺寸。

綜上所述，雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

308、408‧‧‧背板

308A、408A‧‧‧凹口

308S、326S、408S、526S‧‧‧上表面

118‧‧‧濺射板

118E‧‧‧濺射板邊緣

118W‧‧‧濺射板側面

118S‧‧‧濺射表面

320、420、520‧‧‧濺射靶材

326、426‧‧‧保護單元

330、430、530‧‧‧第一保護部

332、532‧‧‧第二保護部

526‧‧‧中間保護單元

540‧‧‧保護部容置空間

430U、530U‧‧‧凸部

430W‧‧‧保護部側面

W、W1、W2、W3‧‧‧寬度

L、L1、L2、L3‧‧‧寬度

H、H'、H''、H1、H2、H3‧‧‧高度

第1A圖至第1D圖繪示根據第一實施例概念之濺射靶材的使用方法。第2A圖至第2C圖繪示根據第二實施例概念之濺射靶材的使用方法。第3A圖至第3D圖繪示根據第三實施例概念之濺射靶材的使用方法。

Claims

一種濺射靶材，包括：一背板，具有一上表面；一濺射板，設置在該上表面上，並具有一濺射板邊緣以及一底表面；以及一保護單元，設置在該上表面上，相鄰該濺射板邊緣並具有一上表面，其中在垂直該背板之該上表面的方向上，該濺射板之該底表面直接接觸該保護單元之該上表面。
如申請專利範圍第1項所述之濺射靶材，其中該上表面具有至少一凹口，該保護單元是可卸除地設置在該至少一凹口中。
如申請專利範圍第2項所述之濺射靶材，其中該背板具有二該凹口，該二凹口係彼此隔開地配置在該背板之該上表面上，該二凹口分別對應該濺射板的相對兩側，該二凹口個別設有該保護單元。
如申請專利範圍第1項所述之濺鍍靶材，其中該濺射板的材質係金屬或氧化物，或該背板的材質係金屬。
如申請專利範圍第1項所述之濺射靶材，其中該保護單元滿足至少一項選自下列(1)~(10)之結構特徵：(1)該保護單元的材質係為金屬；(2)該保護單元之高度介於0.1mm至4mm；(3)該保護單元之寬度介於90mm至190mm；(4)該保護單元之長度介於90mm至3000mm；(5)該保護單元之寬度不小於該濺射板之寬度且不大於該背板之寬度；(6)該保護單元之長度不大於該背板之長度；(7)該保護單元之高度佔該背板之高度的0.5%至20%；(8)該保護單元之寬度佔該背板之寬度的47%至100%；(9)該保護單元之長度佔該背板之長度的3%至100%；(10)該保護單元有一保護部側面，該濺射板具有一濺射側面，該濺射側面與該保護部側面互相面對或直接接觸，並具有互補的形狀。
如申請專利範圍第1項所述之濺射靶材，其中該保護單元包括一第一保護部及一第二保護部，該第一保護部或該第二保護部滿足至少一項選自下列(1)~(3)之結構特徵：(1)該第一保護部露出於該濺射板，該第二保護部乘載該濺射板並與該濺射板重疊；(2)該第一保護部與該第二保護部相連接；(3)該第一保護部具有一凸部，該凸部凸出於該背板且並列該濺射板，或該凸部的高度低於該濺射板的高度。
如申請專利範圍第1項所述之濺射靶材，更包括一固定件，用以將該保護單元固定至該背板，其中該固定件包括螺絲、插栓、或黏著劑。
如申請專利範圍第1項所述之濺射靶材，更包含一中間保護單元，其中該中間保護單元包括一第一保護部及一第二保護部，該中間保護單元滿足至少一項選自下列(1)~(7)之結構特徵：(1)該中間保護單元置於該兩保護單元之間；(2)該第一保護部露出於該濺射板，該第二保護部乘載該濺射板並與該濺射板重疊；(2)該第一保護部與該第二保護部相連接；(4)該第一保護部具有一凸部，該凸部凸出於該背板且並列該濺射板，或該凸部的高度低於該濺射板的高度；(5)該第二保護部之寬度等於或稍大於該濺射板之寬度；(6)該中間保護單元之長度佔該背板之長度的3%至100%；(7)該中間保護單元是可卸除地設置在該背板上。
一種濺射靶材的使用方法，包括提供一如申請專利範圍第1~8項任一項所述之濺射靶材，其中該保護單元是可卸除地設置在該背板上。
如申請專利範圍第9項所述之濺射靶材的使用方法，更包括當該保護單元被濺鍍消耗後，將該保護單元移出該背板。