CN101122008A - 等离子体溅射靶材装置及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种等离子体溅射靶材装置及其制造方法，包含：靶材；粘着层，粘着层具有多数颗粒(partical)，且粘着层具有第一侧与第二侧，第一侧与靶材粘着；以及背板，背板与粘着层的第二侧粘着。此颗粒在背板加热过程时形成，或在背板上形成多数突起物且粘着层的高度大于等于这些突起物的高度，因粘着层具有颗粒不同于靶材的组成材质且溅击率与靶材不同，靶材击穿时因颗粒或突起物暴露于等离子体下引发异常放电现象，借此检测此现象并实时切断电源，避免背板击穿。

Description

等离子体溅射靶材装置及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种等离子体溅射靶材装置及其制造方法，特别是指在溅射靶的粘着层与靶材接触的一侧形成颗粒或在背板上形成多数突起物。

背景技术

传统上防止过溅射方法一般都仰赖人工对靶材作定期目视检查，但此法的缺点是太仰赖人力，且因人为关系容易造成靶材击穿的情形很高，所以大都无法符合溅射所要的条件需求，另一公知方法是在背板与靶材之间加入一气囊，当靶材过溅射情形发生之前，此气囊会在真空中爆破而使溅射制程中断，此法虽可防止过溅射的情形发生却会在真空中的情形下造成突然的压力上升导致温度的急遽变化，进而形成溅射腔体的变形或损坏。而其另一公知方法则是在靶材与背板之间加入一层介电质，当此介电质暴露于等离子体下时因介电质本身不导电，故电荷会累积在此介电质上，引发异常放电现象，再借助检测异常放电所产生的光信号及电磁信号变化来做为切断电源的动作，因背板本身即具有传导电流至靶材以及对靶材进行冷却的作用，且介电质的导电性及导热性均不如金属背板佳，故对于溅射形成的薄膜而言有不良影响。此法缺点是在靶材与背板之间加入介电质将会影响背板对靶材的冷却效率及背板与靶材之间的导电率，并进而影响制作流程的稳定性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种等离子体溅射靶材装置，借此防止过溅射情形发生，避免背板击穿。

为了实现上述目的，本发明提供了一种等离子体溅射靶材装置，包含：一靶材；一粘着层，该粘着层具有多数颗粒(partical)，且粘着层具有一第一侧与一第二侧，第一侧与靶材粘着；以及一背板，背板与粘着层的第二侧粘着。

为了实现上述目的，本发明提供了一种等离子体溅射靶材装置，包含：一靶材；一粘着层，粘着层具有一第一侧与一第二侧，第一侧与靶材粘着；以及一背板，背板具有多数突起物，背板与粘着层的第二侧粘着。

为了实现上述目的，本发明提供了一种等离子体溅射靶材装置的制造方法，其包含下列步骤：提供一靶材；提供一粘着层，粘着层具有多数颗粒，且粘着层具有一第一侧与一第二侧，粘着层的第一侧与靶材粘合；提供一背板，背板上形成多数突起物且该些突起物高度不高于粘着层；以及粘合背板与粘着层的第二侧。

粘着层设置于背板与靶材之间，粘着层与靶材接触的一侧设置有颗粒或在背板上以一体成形方式形成多数突起物，利用此方式可将靶材与背板暴露于等离子体中形成过溅射情形的初即引发异常放电现象，借助检测该现象实时切断电源，避免背板击穿。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为依据本发明的第一实施例的形成一种等离子体溅射靶材装置的示意图；

图2为依据本发明的第二实施例的形成一种等离子体溅射靶材装置的示意图；

图3为依据本发明的第三实施例的形成一种等离子体溅射靶材装置的示意图；

图4为本发明的一种形成等离子体溅射靶材装置制造方法的流程图。

其中，附图标记：

10    靶材

20    背板

30    粘着层

31    第一侧

32    第二侧

40    颗粒

50    突起物

步骤S10    提供一靶材

步骤S20    提供一粘着层

步骤S30    提供一背板

步骤S40    粘合背板与粘着层的第二侧

具体实施方式

请参考图1，其为依据本发明的第一实施例形成一种溅射背板装置的示意图。如图所示，其包含一靶材10、一背板20与一粘着层30，粘着层30具有多数颗粒40且具有一第一侧31与一第二侧32，第一侧31与靶材10粘着，第二侧32与背板20粘着，其中粘着层30为一种熔度低于靶材10的材质，并由铟(In)所组成。本实施例是在背板20与靶材10组合前，背板20会逐渐加热至铟的熔点，背板20上的粘着层30会从固态转换为液态并具有粘性，在粘着靶材10前洒上颗粒40，因粘着层30具有不同于靶材10的组成且颗粒40的溅击率(Sputter Yield)与靶材10不同，在溅射过程靶材10击穿时，因颗粒40与靶材10之间溅击率的差异，会造成在粘着层30与靶材10之间的接口形成一凹凸不平的表面，此凹凸不平的表面会在靶材10击穿时暴露于等离子体中并引发异常放电现象，进而造成电弧发生，借助此检测电弧的电磁信号与电流电压的变化，来预知过溅射的情形进而实时切断电源防止背板20击穿。一般公知的溅击率介于0.3至2.4之间，而常用靶材10的材质选自含氧化铟锡(Indium Tin Oxide，ITO)、铜、铁、钴、硅、钛、锆、铌、钼、钌、铑、钯、铪、钽、钨、铼、锇、铱、铬、锰、锗、铂、银、铟、金及其组合的其中之一。而颗粒40以选用含氧化铟锡(ITO)、铜、铁、钴、硅、钛、锆、铌、钼、钌、铑、钯、铪、钽、钨、铼、锇、铱、铬、锰、锗、铂、银、铟、金及其组合的其中之一。颗粒40其中以钯和钽最为适合，因为此二者的溅击率和靶材10的溅击率差异最大，而颗粒40与靶材10所使用的材质不同，在溅射制程时必须在背板20暴露在等离子体下之前停止，否则将会造成靶材10击穿进而导致腔体(chamber)损坏。其中该背板20以选用含氧化铟锡(ITO)、铜、铁、钴、硅、钛、锆、铌、钼、钌、铑、钯、铪、钽、钨、铼、锇、铱、铬、锰、锗、铂、银、铝、镍、金及其组合的其中之一。因靶材10在接近过溅射时，粘着层30会先暴露于等离子体下，在靶材10击穿时会引发异常放电现象，借助检测此现象来预知过溅射情形的发生。

请参考图2，其为依据本发明的第二实施例形成一种等离子体溅射靶材装置的示意图。如图所示，其包含：一靶材10；一背板20，该背板20具有多数突起物50；一粘着层30，此粘着层30具有一第一侧31与一第二侧32，第一侧31与靶材10粘着，第二侧32与背板20粘着，本实施例在构造及材质应用上大致相似于第一实施例，两者主要的差异在于本实施例中在背板20上具有多数突起物50取代前实施例中的颗粒40，此时粘着层30的高度大于等于多数突起物50的高度，其大小与尖锐程度为当其暴露在等离子体下时因轰击靶材10至此多数突起物50高度时引起异常放电现象，借助检测此现象来预知过溅射情形的发生。此多数突起物50的制作方法包含铸造，机械加工(车床，铣床)等加工方式与背板20一体成形，其中该些突起物50与背板20为同一材质，该些突起物50的形状可为一任一锥状形体，其中该些突起物50的材质选自氧化铟锡(ITO)、铜、铁、钴、硅、钛、锆、铌、钼、钌、铑、钯、铪、钽、钨、铼、锇、铱、铬、锰、锗、铂、银、铟、金及其组合的其中之一。

请参考图3，所示为依据本发明的第三实施例形成一种等离子体溅射靶材装置的示意图。如图所示，其包含：一靶材10；一背板20，该背板20具有多数突起物50；一粘着层30，此粘着层30具有一第一侧31与一第二侧32，其中粘着层30更进一步含有颗粒40，该颗粒40与靶材10所使用之材质不同，该粘着层30之第一侧31与靶材10粘着，第二侧32与背板20粘着，本实施例在构造及材质应用上为第一实施例与第二实施例结合，其中该些突起物50与该背板20及该靶材10为不同材质。

请参考图4，所示为一种等离子体溅射靶材装置的制造方法流程图，其包含下列步骤：

步骤S10：提供一靶材。

步骤S20：提供一粘着层，该粘着层具有多数颗粒，且该粘着层具有一第一侧与一第二侧，粘着层的第一侧与靶材粘合。

步骤S30：提供一背板，背板上形成多数突起物且粘着层的高度大于等于突起物的高度。

步骤S40：粘合背板与粘着层的第二侧。

如上所述，在溅射期间利用上述方式可将靶材10暴露于等离子体中形成异常放电现象时立即切断电源，防止过溅射情形发生。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (26)

1.一种等离子体溅射靶材装置，其特征在于，包含：

一靶材；

一粘着层，该粘着层具有多数颗粒，且该粘着层具有一第一侧与一第二侧，该第一侧与该靶材粘着；以及

一背板，该背板与该粘着层的该第二侧粘着。

2.根据权利要求1所述的等离子体溅射靶材装置，其特征在于，该靶材的材质是选自含氧化铟锡、铜、铁、钴、硅、钛、锆、铌、钼、钌、铑、钯、铪、钽、钨、铼、锇、铱、铬、锰、锗、铂、银、铟、金及其组合的其中之一。

3.根据权利要求1所述的等离子体溅射靶材装置，其特征在于，该粘着层为一种熔度低于靶材的材质。

4.根据权利要求1所述的等离子体溅射靶材装置，其特征在于，该些颗粒与靶材所使用的材质不同。

5.根据权利要求1所述的等离子体溅射靶材装置，其特征在于，该些颗粒选自氧化铟锡、铜、铁、钴、硅、钛、锆、铌、钼、钌、铑、钯、铪、钽、钨、铼、锇、铱、铬、锰、锗、铂、银、铟、金及其组合的其中之一。

6.一种等离子体溅射靶材装置，其特征在于，包含：

一靶材；

一粘着层，该粘着层具有一第一侧与一第二侧，该第一侧与该靶材粘着；以及

一背板，该背板具有多数突起物，且该背板与该粘着层的第二侧粘着。

7.根据权利要求6所述的等离子体溅射靶材装置，其特征在于，该粘着层进一步含有颗粒。

8.根据权利要求6所述的等离子体溅射靶材装置，其特征在于，该靶材的材质是选自含氧化铟锡、铜、铁、钴、硅、钛、锆、铌、钼、钌、铑、钯、铪、钽、钨、铼、锇、铱、铬、锰、锗、铂、银、铟、金及其组合的其中之一。

9.根据权利要求6所述的等离子体溅射靶材装置，其特征在于，该粘着层为一种熔度低于靶材的材质。

10.根据权利要求7所述的等离子体溅射靶材装置，其特征在于，该些颗粒与该靶材所使用的材质不同。

11.根据权利要求7所述的等离子体溅射靶材装置，其特征在于，该颗粒选自氧化铟锡、铜、铁、钴、硅、钛、锆、铌、钼、钌、铑、钯、铪、钽、钨、铼、锇、铱、铬、锰、锗、铂、银、铟、金及其组合的其中之一。

12.根据权利要求6所述的等离子体溅射靶材装置，其特征在于，该些突起物与该背板为同一材质。

13.根据权利要求6所述的等离子体溅射靶材装置，其特征在于，该些突起物的形状为锥状形体。

14.根据权利要求6所述的等离子体溅射靶材装置，其特征在于，该些突起物与该背板为一体成形。

15.根据权利要求6所述的等离子体溅射靶材装置，其特征在于，该些突起物与该背板及该靶材为不同材质。

16.根据权利要求6所述的等离子体溅射靶材装置，其特征在于，该些突起物之材质选自氧化铟锡、铜、铁、钴、硅、钛、锆、铌、钼、钌、铑、钯、铪、钽、钨、铼、锇、铱、铬、锰、锗、铂、银、铟、金及其组合的其中之一。

17.一种等离子体溅射靶材装置的制造方法，其特征在于，包含下列步骤：

提供一靶材；

提供一粘着层，该粘着层具有多数颗粒，且该粘着层具有一第一侧与一第二侧，该粘着层的该第一侧与该靶材粘合；

提供一背板，该背板上形成多数突起物且该粘着层的高度大于等于该些突起物的高度；以及

粘合该背板与该粘着层的该第二侧。

18.根据权利要求17所述的制造方法，其特征在于，该靶材的材质是选自含氧化铟锡、铜、铁、钴、硅、钛、锆、铌、钼、钌、铑、钯、铪、钽、钨、铼、锇、铱、铬、锰、锗、铂、银、铟、金及其组合的其中之一。

19.根据权利要求17所述的制造方法，其特征在于，该粘着层为一种熔度低于靶材的材质。

20.根据权利要求17所述的制造方法，其特征在于，该些颗粒与该靶材所使用的材质不同。

21.根据权利要求17所述的制造方法，其特征在于，该些颗粒选自氧化铟锡、铜、铁、钴、硅、钛、锆、铌、钼、钌、铑、钯、铪、钽、钨、铼、锇、铱、铬、锰、锗、铂、银、铟、金及其组合的其中之一。

22.根据权利要求17所述的制造方法，其特征在于，该些突起物与该背板为同一材质。

23.根据权利要求17所述的制造方法，其特征在于，该些突起物的形状为锥状形体。

24.根据权利要求17所述的制造方法，其特征在于，该些突起物与该背板为一体成形。

25.根据权利要求17所述的制造方法，其特征在于，该些突起物与该背板及该靶材为不同材质。

26.根据权利要求17所述的制造方法，其特征在于，该些突起物的材质选自氧化铟锡、铜、铁、钴、硅、钛、锆、铌、钼、钌、铑、钯、铪、钽、钨、铼、锇、铱、铬、锰、锗、铂、银、铟、金及其组合的其中之一。

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