直立式靶材結構以及濺鍍設備的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種直立式靶材結構以及濺鍍設備。直立式靶材結構包含靶材主體。靶材主體具有相對的第一表面以及第二表面，第一表面配置成連接背板，靶材主體還具有第三表面、第四表面、第五表面以及第六表面，第三表面連接第一表面與第二表面，第四表面相對第三表面而連接第一表面，第五表面相對第三表面而連接第二表面，第六表面連接第四表面與第五表面，且該第六表面越接近該第五表面越遠離該第一表面。借此，本實用新型的直立式靶材結構，能降低回濺物或副產物掉落至靶材主體的第二表面的機會。
【專利說明】
直立式靶材結構以及濺鍍設備
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種直立式靶材結構及應用其的濺鍍設備，且特別涉及一種應用于磁控濺鍍系統的直立式靶材結構以及濺鍍設備。
【背景技術】
[0002]薄膜沉積(ThinFilm Deposit1n)技術是半導體產業所廣泛應用的技術之一。薄膜沉積技術可分為物理氣相沉積(Physical Vapor Deposit1n;PVD)以及化學氣相沉積(Chemical Vapor Deposit1n;CVD)。其中，物理氣相沉積更以蒸鍍(Evaporat1n)及派鍍(Sputtering)為目前的主流。濺鍍的基本原理是借兩個電極板之間加以高電壓將位于其間的工藝氣體激發成電楽，再利用此高能量的離子轟擊(Bombard)陰極上的革E材(Target)，而使靶材分子氣體化及單粒子化后，利用擴散等方式將靶材分子沉積于基板表面，以形成均勻薄膜。由于濺鍍工藝可采用金屬材料或非金屬材料做為其靶材，因此濺鍍工藝已廣泛地應用于各種產業上。
[0003]目前有一種磁控濺鍍機，其鍍膜原理是在真空狀態下利用具有動能的粒子撞擊靶材，以將靶材(欲鍍材料)表面的物質打出，并附著在基板(被鍍物)上而形成薄膜。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的一目的在于提供一種直立式靶材結構，其能降低回濺物或副產物掉落至靶材主體的第二表面的機會。
[0005]本實用新型所采用的技術方案是:
[0006]—種直立式靶材結構包含靶材主體。靶材主體具有相對的第一表面以及第二表面，第一表面配置成連接背板，靶材主體還具有第三表面、第四表面、第五表面以及第六表面，第三表面連接第一表面與第二表面，第四表面相對第三表面而連接第一表面，第五表面相對第三表面而連接第二表面，第六表面連接第四表面與第五表面，且第六表面越接近第五表面越遠離第一表面。
[0007]上述的第五表面實質上垂直于第二表面。
[0008]上述的第六表面與第五表面形成鈍角。
[0009]上述的第四表面與第一表面的交界相對第三表面的第一距離，大于第五表面與第二表面的交界相對第三表面的第二距離。
[0010]上述的靶材主體還具有有效濺鍍區以及無效濺鍍區，無效濺鍍區部分圍繞有效濺鍍區，有效濺鍍區位于第二表面。
[0011]上述的靶材主體還具有至少一個凹槽，位于該第五表面。
[0012]本實用新型的另一目的在于提供一種濺鍍設備，其能降低回濺物或副產物掉落至靶材主體的第二表面的機會。
[0013]本實用新型所采用的技術方案是:
[0014]—種濺鍍設備包含背板、磁性元件以及直立式靶材結構。磁性元件配置成朝背板產生磁場。直立式靶材結構包含靶材主體。靶材主體具有相對的第一表面以及第二表面，第一表面配置成連接背板背對磁性元件的一側，靶材主體還具有第三表面、第四表面、第五表面以及第六表面，第三表面連接第一表面與第二表面，第四表面相對第三表面而連接第一表面，第五表面相對第三表面而連接第二表面，第六表面連接第四表面與第五表面，且第六表面越接近第五表面越遠離第一表面。
[0015]上述的第五表面實質上垂直于第二表面。
[0016]上述的第六表面與第五表面形成鈍角。
[0017]上述的第四表面與第一表面的交界相對第三表面的第一距離，大于第五表面與第二表面的交界相對第三表面的第二距離。
[0018]上述的靶材主體還具有有效濺鍍區以及無效濺鍍區，無效濺鍍區部分圍繞有效濺鍍區，有效濺鍍區位于第二表面。
[0019]上述的靶材主體還具有至少一個凹槽，位于該第五表面。
[0020]本實用新型上述實施方式與已知現有技術相較，至少具有以下優點:由于傾斜的第六表面連接第五表面，因此，沿第六表面掉落的回濺物或副產物，會掉落至第五表面，而且，由于第五表面實質上還垂直于第二表面，使得回濺物或副產物容易堆積于第五表面上，因此，回濺物或副產物從第六表面掉落至靶材主體的第二表面甚至粘附于第二表面的機會將有效降低。如此一來，濺鍍設備的濺鍍工藝的良率得以有效提高，而工藝成品的良率損失也得以減少。
【附圖說明】
[0021]圖1繪示依照本實用新型一實施方式的濺鍍設備的立體示意圖。
[0022]圖2繪示圖1的直立式靶材結構及背板的側示圖。
[0023]圖3繪示依照本實用新型另一實施方式的濺鍍設備的立體示意圖。
[0024]圖4繪示依照本實用新型再一實施方式的濺鍍設備的立體示意圖。
【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖與【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細描述。
[0026]請參照圖1，其繪示依照本實用新型一實施方式的濺鍍(Sputtering)設備100的立體示意圖。圖2繪示圖1的直立式靶材(Target)結構130及背板110的側示圖。如圖1至圖2所示，一種濺鍍設備100包含背板110、磁性元件120以及直立式靶材結構130。磁性元件120配置成朝背板110產生磁場。直立式靶材結構130包含靶材主體131。靶材主體131具有相對的第一表面13 Ia以及第二表面131b，第一表面13 Ia配置成連接背板110背對磁性兀件120的一側，靶材主體131還具有第三表面131c、第四表面131d、第五表面131e以及第六表面131f，第三表面131c連接第一表面131a與第二表面131b，第四表面131d相對第三表面131c而連接第一表面131a，第五表面131e相對第三表面131c而連接第二表面131b，第六表面131f連接第四表面131d與第五表面131e，且第六表面131f越接近第五表面131e越遠離第一表面131a。在實務的應用中，直立式靶材結構130的排列方向為垂直的，而靶材主體131的第三表面131c朝向下方，第四表面131d及第五表面131e則朝向上方。
[0027]另外，從結構上而言，第四表面131d與第一表面131a的交界A相對第三表面131c的第一距離Dl，大于第五表面131e與第二表面131b的交界B相對第三表面131c的第二距離D2。因此，如上所述，第六表面131 f越接近第五表面131 e越遠離第一表面131a。
[0028]在實務的應用中，當濺鍍設備100運作時，電子將會與電漿碰撞而產生帶有高能量的離子，而高能量的離子則對直立式革E材結構130的革E材主體131進行轟擊(Bombardment)，使得靶材主體131的分子因轟擊而氣體化或單粒子化，繼而沉積于基板(圖未示)表面，以于基板表面形成薄膜。在本實施方式中，電子還受到磁性元件120朝背板110所產生的磁場的影響，使得電子的移動軌跡呈螺旋狀而增加電子的移動路徑，以提高電子與電漿碰撞的機率，借此產生更多的高能量離子以轟擊靶材主體131，從而增加靶材主體131的濺鍍效率，并提升成膜的速率。
[0029]進一步而言，直立式靶材結構130的靶材主體131還具有有效濺鍍區E以及無效濺鍍區NE。受到磁性元件120朝背板110所產生的磁場的影響，相對于無效濺鍍區NE而言，有效濺鍍區E具有高能量離子轟擊。再者，無效濺鍍區NE部分圍繞有效濺鍍區E。如圖1至圖2所示，無效濺鍍區NE位于靶材主體131的上端，優選地，在本實施方式中，無效濺鍍區NE位于第五表面131e及第六表面131f，而有效濺鍍區E則位于第二表面131b。在實務的應用中，位于無效濺鍍區NE旁的第四表面131d，會被擋板(圖未示)覆蓋。
[0030]在本實施方式中，第一表面131a與第二表面131b還實質上彼此平行，而第三表面131c與第四表面131d分別實質上垂直于第一表面131a。更具體而言，第六表面131f與第五表面131e形成鈍角Θ，也即第六表面131f與第五表面131e之間所形成的角度大于90度。因此，第六表面131f相對第二表面131b傾斜。如此一來，因高能量離子轟擊在第二表面131b，而從第二表面131b回濺至第六表面131f并于第六表面131f上產生的回濺物或副產物，在受到隨后的轟擊或熱脹冷縮等因素的影響下，會沿傾斜的第六表面131f掉落。值得一提的是，第五表面131e實質上還垂直于第二表面131b。
[0031]再者，由于傾斜的第六表面131f連接第五表面131e，因此，沿第六表面131f掉落的回濺物或副產物，會掉落至第五表面131e，而且，如上所述，由于第五表面131e實質上還垂直于第二表面131b，使得回濺物或副產物容易堆積于第五表面131e上，因此，回濺物或副產物從第六表面131f掉落至靶材主體131的第二表面131b甚至粘附于第二表面131b的機會將有效降低。如此一來，濺鍍設備100的濺鍍工藝的良率得以有效提高，而工藝成品的良率損失也得以減少。
[0032]在本實施方式中，磁性元件120還可相對直立式靶材結構130移動，以使磁場的磁力線能夠在濺鍍設備100運作的過程中相對直立式靶材結構130移動，借此，高能量離子能夠隨磁力線位置的改變而均勻地轟擊靶材主體131，從而增加靶材主體131因被高能量離子轟擊而損耗的均勻度。
[0033]在實務的應用中，舉例而言，靶材主體131的材料可為鉻(Cr)、鋁(Al)、鉬(Mo)、復合金屬靶(例如是鉬一鈮(Mo — Nb))以及其他適當的金屬。在其他實施方式中，靶材主體131的材料也可為非金屬，但本實用新型并不以此為限。
[0034]請參照圖3，其繪示依照本實用新型另一實施方式的濺鍍設備100的立體示意圖。在本實施方式中，如圖3所示，靶材主體131還可具有至少一個凹槽132。凹槽132位于靶材主體131的第五表面131e。如此一來，當于第六表面131f上產生的回濺物或副產物沿傾斜的第六表面131f掉落時，回濺物或副產物將掉落至凹槽132并堆積于凹槽132中，使得回濺物或副產物從第六表面131f掉落至靶材主體131的第二表面131b甚至粘附于第二表面131b的機會將有效降低。如此一來，濺鍍設備100的濺鍍工藝的良率得以有效提高，而工藝成品的良率損失也得以減少。
[0035]請參照圖4，其繪示依照本實用新型再一實施方式的濺鍍設備100的立體示意圖。在本實施方式中，如圖4所示，靶材主體131還包含第一子靶材主體133以及第二子靶材主體134。第一子靶材主體133具有第二表面131b以及第五表面131e，第五表面131e與第二表面131b相連接并實質上相互垂直。第二子靶材主體134在上方具有第四表面131d以及第六表面131f，第四表面131d與第六表面131f相連接，而第六表面131f與第五表面131e相連接，并且相對第五表面131e傾斜，也即相對第二表面131b傾斜。也就是說，除了如以上實施方式所述，靶材主體131為一體成型外，靶材主體131也可如本實施方式由第一子靶材主體133以及第二子靶材主體134組合而成。在實務的應用中，第一子靶材主體133與第二子靶材主體134的應用除了可為相同的材質外，使用者也可根據實際需要而使用不同的材質，但本實用新型并不以此為限。
[0036]綜上所述，本實用新型的技術方案與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果。通過上述技術方案，可達到相當的技術進步，并具有產業上的廣泛利用價值，其至少具有以下優點:由于傾斜的第六表面連接第五表面，因此，沿第六表面掉落的回濺物或副產物，會掉落至第五表面，而且，由于第五表面實質上更垂直于第二表面，使得回濺物或副產物容易堆積于第五表面上，因此，回濺物或副產物從第六表面掉落至靶材主體的第二表面甚至粘附于第二表面的機會將有效降低。如此一來，濺鍍設備的濺鍍工藝的良率得以有效提高，而工藝成品的良率損失也得以減少。
[0037]以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型保護的范圍之內。
【主權項】
1.一種直立式靶材結構，其特征在于，所述直立式靶材結構包含靶材主體，所述靶材主體具有相對的第一表面以及第二表面，所述第一表面配置成連接背板，所述靶材主體還具有第三表面、第四表面、第五表面以及第六表面，所述第三表面連接所述第一表面與所述第二表面，所述第四表面相對所述第三表面而連接所述第一表面，所述第五表面相對所述第三表面而連接所述第二表面，所述第六表面連接所述第四表面與所述第五表面，且所述第六表面越接近所述第五表面越遠離所述第一表面。2.根據權利要求1所述的直立式靶材結構，其特征在于，所述第五表面實質上垂直于所述第二表面。3.根據權利要求1所述的直立式靶材結構，其特征在于，所述第六表面與所述第五表面形成一鈍角。4.根據權利要求1所述的直立式靶材結構，其特征在于，所述第四表面與所述第一表面的交界相對所述第三表面的第一距離，大于所述第五表面與所述第二表面的交界相對所述第三表面的第二距離。5.根據權利要求1所述的直立式靶材結構，其特征在于，所述靶材主體還具有有效濺鍍區以及無效濺鍍區，所述無效濺鍍區部分圍繞所述有效濺鍍區，所述有效濺鍍區位于所述第二表面。6.根據權利要求1所述的直立式靶材結構，其特征在于，所述靶材主體還具有至少一個凹槽，其位于所述第五表面。7.一種濺鍍設備，其特征在于，所述濺鍍設備包含: 背板； 磁性元件，其配置成朝所述背板產生磁場；以及 直立式靶材結構，其包含靶材主體，所述靶材主體具有相對的第一表面以及第二表面，所述第一表面配置成連接所述背板背對所述磁性元件的一側，所述靶材主體還具有第三表面、第四表面、第五表面以及第六表面，所述第三表面連接所述第一表面與所述第二表面，所述第四表面相對所述第三表面而連接所述第一表面，所述第五表面相對所述第三表面而連接所述第二表面，所述第六表面連接所述第四表面與所述第五表面，且所述第六表面越接近所述第五表面越遠離所述第一表面。8.根據權利要求7所述的濺鍍設備，其特征在于，所述第五表面實質上垂直于所述第二表面。9.根據權利要求7所述的濺鍍設備，其特征在于，所述第六表面與所述第五表面形成一鈍角。10.根據權利要求7所述的濺鍍設備，其特征在于，所述第四表面與所述第一表面的交界相對所述第三表面的第一距離，大于所述第五表面與所述第二表面的交界相對所述第三表面的第二距離。11.根據權利要求7所述的濺鍍設備，其特征在于，所述靶材主體還具有有效濺鍍區以及無效濺鍍區，所述無效濺鍍區部分圍繞所述有效濺鍍區，所述有效濺鍍區位于所述第二表面。12.根據權利要求7所述的濺鍍設備，其特征在于，所述靶材主體還具有至少一個凹槽，其位于所述第五表面。
【文檔編號】C23C14/35GK205590795SQ201620450325
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月17日
【發明人】巫喜鈺, 蔡博旭
【申請人】中華映管股份有限公司