CN103987873A - 溅镀装置、靶材及护罩 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种溅镀装置，具有：背垫板、用以将靶材固定在所述背垫板的固定部、及包围所述靶材的周围的护罩。所述护罩具有开口部，所述固定部构成为通过将所述靶材的周边部按压在所述背垫板上，将所述靶材固定在所述背垫板上。所述护罩具有：没有介于其中的所述固定部而与所述背垫板相面对的面对部、及在所述面对部的外侧形成的外侧部，在所述面对部与所述背垫板之间的间隔小于所述外侧部与所述背垫板之间的间隔。此外，所述护罩的面向所述处理空间的内面包含以所述内面与所述背垫板的距离随着由所述外侧部朝向所述面对部减小的方式呈倾斜的部分。

Description

溅镀装置、靶材及护罩
技术领域
本发明是关于溅镀装置、以及被组入于该溅镀装置的靶材及护罩。
背景技术
在集成电路、显示面板、盘片等的制造中，可使用溅镀，以在半导体晶圆、玻璃面板、树脂盘片等基板之上形成膜。溅镀是使离子冲撞靶材表面，藉此使由该表面所放出的粒子沉积在基板之上而形成膜的沉积技术。靶材是被固定在背垫板。背垫板是通过冷却手段予以冷却，藉此使靶材冷却。背垫板亦可另外作为对靶材施加电压的电极来发挥功能。
先前技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平2003-226967号公报
发明内容
发明所欲解决的课题
图8是为了说明本发明的课题而由本发明人所作成的图。在该图中是模式显示溅镀装置中的靶材5的周边部。溅镀装置具有：背垫板7、将靶材5固定在背垫板7的固定部13、及包围靶材5的周围的护罩14。固定部13可由螺丝等而被固定在背垫板7，以将靶材5按压在背垫板7。护罩14是可以覆盖固定部13的方式被配置在靶材5的周围。因通过被供予至保持基板S的基板保持部4与背垫板7之间的电压所引起的放电所发生的离子会冲撞靶材5，藉此粒子由靶材5放出。这些粒子是为了形成膜，除了基板S以外，亦可沉积在护罩14而形成沉积物DP。若沉积物DP由护罩14剥落时，可污染基板S、或溅镀装置的腔室壁1内的处理空间12。
沉积物DP的形成是愈为接近靶材5的表面，亦即离子冲撞而使粒子被放出的部分，愈为明显。因此，亦考虑将护罩14的内侧部分(与靶材5相对向的部分)由靶材5隔离，但是据此会取代护罩14而在固定部13等形成沉积物，因此护罩14未实现原本的目的。
本发明是以发明人所得的上述课题认识为契机所研创的，提供一种有利于用以减低沉积物形成在用以固定靶材的护罩和固定部上的技术。
解决课题的手段
本发明的第1方面是一种溅镀装置，具有：背垫板、及用以将靶材固定在所述背垫板的固定部、及包围所述靶材的周围的护罩，在处理空间中通过溅镀而在基板形成膜，其中：所述护罩是具有开口部，所述固定部是构成为由将所述靶材的周边部按压在所述背垫板上，将所述靶材固定在所述背垫板，所述护罩具有：没有介于其间的所述固定部而与所述背垫板相面对的面对部、及所述面对部的外侧的外侧部，以及所述面对部与所述背垫板之间的间隔小于所述外侧部与所述背垫板之间的间隔，以及所述护罩的面向所述处理空间的内面是包含以所述内面与所述背垫板之间的距离由所述外侧部朝向所述面对部减小的方式呈倾斜的部分。
本发明的第2方面是一种护罩，该护罩以包围所述靶材的周围的方式配置在溅镀装置中，所述溅镀装置具有：背垫板、及用以将靶材固定在所述背垫板的固定部，在处理空间通过溅镀而在基板上形成膜，其中：所述护罩是具有开口部，所述固定部是构成为通过将所述靶材的周边部按压在所述背垫板上，将所述靶材固定在所述背垫板，所述护罩具有：没有介于其间的所述固定部而与所述背垫板相面对的面对部、及在所述面对部的外侧形成的外侧部，所述面对部与所述背垫板之间的间隔小于所述外侧部与所述背垫板之间的间隔，所述护罩的面向所述处理空间的内面包含以所述内面与所述背垫板之间的距离由所述外侧部朝向所述面对部减小的方式呈倾斜的部分。
本发明的第3方面是一种靶材，该靶材在溅镀装置中使用，其中：具有：本体部、及包围所述本体部的凸缘部，所述凸缘部具有环状凹部。
发明的效果
通过本发明，提供一种有利于用以减低沉积物形成在用以固定靶材的护罩和固定部的技术。
本发明的其他特征及优点可通过参照附图的以下说明而清楚可知。其中，在附图中，是对相同或同样的构成标注相同的组件符号。
附图说明
附图包含在说明书中且构成其一部分，与说明书一起显示本发明的实施例，用以说明本发明的原理。
图1是显示本发明的实施例的溅镀装置的基本构成图。
图2是显示本发明的第1实施例的溅镀装置的局部构成图。
图3是显示本发明的第2实施例的溅镀装置的局部构成图。
图4是显示本发明的第3实施例的溅镀装置的局部构成图。
图5是显示本发明的第4实施例的溅镀装置的构成图。
图6是显示本发明的第5实施例的溅镀装置的局部构成图。
图7是显示本发明的第6实施例的溅镀装置的局部构成图。
图8是用以说明课题的图。
具体实施方式
以下参照附图说明本发明的特定的实施例，惟此并非意图限定本发明。
首先，参照图1说明本发明的溅镀装置的1个实施例中的基本构成。本发明的1个实施例的溅镀装置100具有：背垫板7、将靶材5固定在背垫板7的固定部13、及包围靶材5的周围的护罩14。固定部13通过螺丝等紧固零件312而被固定在背垫板7，以将靶材5按压在背垫板7上。背垫板7由热传导性的观点来看，可具有导电性薄片等。靶材5是被曝露在通过放电所发生的电浆，因此其温度会上升而膨胀。因此，固定部13是可以容许靶材5发生膨胀的方式固定靶材5。护罩14是以覆盖固定部13的方式被配置在靶材5的周围。藉此，固定部13的温度上升可受到抑制。背垫板7可通过绝缘构件10而被固定在腔室壁1。背垫板7是可连同腔室壁1一起构成处理容器。
溅镀装置100构成为在通过腔室壁1而由外部空间隔开的处理空间12中通过溅镀而在基板S上形成膜。具体而言，因通过被供予至保持基板S的基板保持部4与背垫板7之间的电压所引起的放电所发生的离子会冲撞靶材5，藉此粒子由靶材5放出。这些粒子沉积在基板S之上而在基板S之上形成膜。来自靶材5的粒子是除了基板S以外，亦可沉积在护罩14上而形成沉积物。处理空间12是通过被设在腔室壁1的排气口3，通过例如涡轮分子泵的排气装置2排气而被排空。可通过未图示的气体供给单元而将溅镀气体(例如氩)供给到处理空间12。
溅镀装置100是可具备对靶材5的周围提供磁场的磁铁8，可构成为磁控溅镀装置。磁铁8是可以通过磁铁8与靶材5包夹背垫板7的方式进行配置。靶材5整个亦可以靶材料构成。但是靶材5亦可具有将靶材料以焊材等接合在与背垫板7相接触的板构件(例如以无氧铜所构成的板构件)之上的构成。
以下，除了图1以外，参照图2说明本发明的第1实施例的溅镀装置。护罩14具有开口部OP。靶材5可具有：被配置在护罩14的开口部OP的内侧的本体部MB、及包围本体部MB的凸缘部FL。凸缘部FL具有：背垫板7侧的面亦即第1面51、及与第1面51的相反侧的面亦即第2面52。固定部13可构成为通过将靶材5的周边部亦即凸缘部FL按压在背垫板7来将靶材5固定在背垫板7上。
护罩14具有：没有介于其间的固定部13而与背垫板7相面对的面对部141、及在面对部141的外侧形成的外侧部142。在此，外侧部142相对于开口部OP被配置在面对部141的外侧。没有介与其间的固定部13而与背垫板7相面对的面对部141与背垫板7之间的间隔G1较佳为小于外侧部142与背垫板7之间的间隔G2。此是有效于用以防止例如由靶材5所放出的粒子通过护罩14与靶材5之间的间隙而至固定部13而沉积在固定部13上。此外，此是有利于用以将护罩14的面对部141接近于背垫板7，此有效于用以减低因由靶材5所放出的粒子而对在面对部141上形成沉积物。其中，若靶材5通过固定部13而被安装在背垫板7时，在已去除靶材5的状态下，将没有介于其间的固定部13而与背垫板7相面对的部位设为面对部141。
此外，护罩14中面向处理空间12的内面S1较佳为包含以内面S1与背垫板7之间的距离D1由外侧部142朝向面对部141减小的方式呈倾斜的部分(以下为第1倾斜部)。在此，第1倾斜部是在图2所示的剖面中，可为以直线状呈倾斜的部分，亦可为以构成曲线的方式呈倾斜的部分。
此外，固定部13面对处理空间12的面FS优选包含该面FS与背垫板7之间的距离D3朝向护罩14的开口部OP的内侧减小的方式呈倾斜的部分(以下为第2倾斜部)，护罩14的与内面S1为相反侧的面S2较佳为包含以面S2与背垫板7之间的距离D2由外侧部142朝向面对部141减小的方式呈倾斜的部分(以下为第3倾斜部)。如上所示在固定部13上设置第2倾斜部，通过在面向第2倾斜部的护罩14的面S2上设有第3倾斜部的构成，可使护罩14的面对部141更为接近背垫板7或靶材5的凸缘部FL，藉此可减低因由靶材5所放出的粒子所致的在面对部141上形成沉积物。
护罩14的面向处理空间12的内面S1与背垫板7之间的最小距离DM较佳为小于靶材5的最大厚度TM。此亦有效于用以减低因由靶材5所放出的粒子所致的在面对部141上形成沉积物。
接着，除了图1以外，参照图3说明本发明的第2实施例的溅镀装置。其中，关于以第2实施例而言未特别提及的事项，可依照第1实施例。在第2实施例中，护罩14的面对部141如图3的示例，包含朝向背垫板7突出的突出部145。此是有效于用以防止由靶材5所被放出的粒子通过护罩14与靶材5之间的间隙而在固定部13上沉积。
接着，除了图1以外，参照图4说明本发明的第3实施例的溅镀装置。其中，关于以第3实施例而言未特别提及的事项，可依照第1、第2实施例。在第3实施例中，设在护罩14的内面S1上的第3倾斜部大于第1实施例，被扩大至例如比配置有固定部13的区域更为外侧方向(「外侧方向」意指护罩14的开口部OP的外侧)。如上所示的构造是有助于提高护罩14的强度。此外，如上所示的构造若与以虚线示例的具有圆筒面CS的护罩相比，可加大护罩内面面积。因此有利于用以使形成在护罩内面的沉积物的厚度变薄。例如若可形成在圆筒面CS的区域A1的沉积物的体积与可形成在护罩14的区域A2的沉积物的体积相等，由于区域A2比区域A1更为宽广，因此相较于形成在区域Al的沉积物的厚度，形成在区域A2的沉积物的厚度较薄。亦即，第3实施例使形成在护罩14的内面S1的沉积物变薄，有效于用以防止沉积物由内面S1剥落。
接着，参照图5说明本发明的第4实施例的溅镀装置。其中，关于以第4实施例而言未特别提及的事项，可依照第1～第3实施例。在第4实施例中，护罩14的面向处理空间12的内面S1在远离护罩14的开口部OP的方向上离背垫板7的中心轴AX的距离R先增大，之后则减小。此是有利于用以防止由靶材5所被放出的粒子朝外侧方向扩散。
接着，参照图6说明本发明的第5实施例的溅镀装置。其中，关于以第5实施例而言未特别提及的事项，可依照第1～第4实施例。在第5实施例中，靶材5的本体部MB是在其周边部具有倾斜面TP。通过如上所示的靶材5的构造，与本体部MB的侧面中的凸缘部FL呈垂直的部分VS的面积会变小。在此，在与本体部MB的侧面上的凸缘部FL呈垂直的部分VS容易附着由靶材5所放出的粒子而在该部分VS上形成沉积物，此若剥落时，会污染基板S或处理空间12。因此，较佳为在靶材5的本体部MB的周边部设置倾斜面TP，减小与本体部MB的侧面上的凸缘部FL呈垂直的部分VS的面积。如上所示的靶材5的使用通过与使用作为第1～第4实施例所说明的溅镀装置100的配合效果，在减低例如基板S的污染等中，可发挥优异的效果。
接着，除了图1以外，参照图7说明本发明的第6实施例的溅镀装置。其中，关于以第6实施例而言未特别提及的事项，可依照第1～第5实施例。在第6实施例中，靶材5在凸缘部FL上具有环状的凹部RR，被设在护罩14的突出部145与靶材5的凹部RR相面对。藉此，形成为由处理空间12延伸至固定部13的路径弯曲，或形成为曲径式密封状。因此有效于用以防止由靶材5所放出的粒子至固定部13而沉积在固定部13上。
实施例
以靶材5而言，可使用例如纯金属(例如钛)、或合金(例如铝与铜的合金)、介电质(例如SiO2)等靶材料。靶材5是以其接触面与背垫板7的接触面相接触的方式通过固定部13而被固定在背垫板7。背垫板7例如可由无氧铜等热传导性佳的材料所构成。靶材5具有凸缘部FL的外径例如可为180mm，凸缘部FL的厚度可为3mm，本体部(被溅镀部)MB的外径可为160mm，本体部MG的厚度可为14mm。
固定部13例如可由不锈钢等构成。固定部13面对处理空间12的面FS中的第2倾斜面和与背垫板7的接触面(典型而言，此是与靶材5的接触面、靶材5的凸缘部FL的第1面51及第2面52呈平行)呈平行的面之间的角度A(参照图4)较佳为例如20度～60度的角度，可为例如30度。
护罩14例如可由铝合金等形成。由护罩14所构成的在固定部13的面向处理空间12的内面S1上的第1倾斜部及其相反于内面S1的面S2上的由护罩14所构成的第3倾斜部可例如与固定部13面对处理空间12的面FS中的第2倾斜部平行。在固定部13与护罩14之间的间隔，为了防止电弧放电且防止电浆发生，可为例如1mm～2mm。护罩14的面对部141及外侧部142的厚度较佳为例如6mm以上。
若设置突出部145时，突出部145面对凸缘部FL的面与凸缘部FL的间隙可为例如1mm～2mm。护罩14的面对部141的内侧部分与靶材5的本体部MB的侧面之间的间隙可为例如1mm～2mm。
若设置靶材5的倾斜部TP时，倾斜部TP较佳为相对与靶材5的接触面呈平行的面为15～30度角，可为例如25度。
本发明并非被限制为上述实施例，可在未脱离本发明的精神及范围的情形下作各种变更及变形。因此，为公开本发明的范围，附上以下请求项。
本发明是以2011年12月12日提出的日本专利申请案特愿2011-271663为基础而要求优先权，在此沿用其所有记载内容。

Claims (13)

1.一种溅镀装置，具有：背垫板、用以将靶材固定在所述背垫板的固定部、及包围所述靶材的周围的护罩，该溅镀装置在处理空间中通过溅镀而在基板上形成膜，其特征为：
所述护罩具有开口部，
所述固定部构成为通过将所述靶材的周边部按压在所述背垫板上，将所述靶材固定在所述背垫板上，
所述护罩具有：没有介于其间的所述固定部而与所述背垫板相面对的面对部、及在所述面对部的外侧形成的外侧部，在所述面对部与所述背垫板之间的间隔小于所述外侧部与所述背垫板之间的间隔，以及
所述护罩的面向所述处理空间的内面包含以所述内面与所述背垫板的距离随着由所述外侧部朝向所述面对部减小的方式呈倾斜的部分。
2.如权利要求1所述的溅镀装置，其中，所述固定部在所述处理空间侧的面包含以所述固定部的该面与所述背垫板的距离朝向所述开口部的内侧减小的方式呈倾斜的部分，
所述护罩的与所述内面为相反侧的面是包含以所述护罩的该面与所述背垫板的距离由所述外侧部朝向所述面对部减小的方式呈倾斜的部分。
3.如权利要求1或2所述的溅镀装置，其中，所述面对部包含朝向所述背垫板突出的突出部。
4.如权利要求3所述的溅镀装置，其中，所述溅镀装置另外具备有靶材，
所述靶材具有：被配置在所述开口部的内侧的本体部；及包围所述本体部的凸缘部，以及
所述靶材在所述凸缘部具有环状凹部，所述突出部与所述凹部相面对。
5.如权利要求1-4之一所述的溅镀装置，其中，所述护罩包含在远离所述开口部的方向厚度变厚的部分。
6.如权利要求1-5之一所述的溅镀装置，其中，所述护罩的面向所述处理空间的内面在远离所述开口部的方向所述背垫板离中心轴的距离变大后会变小。
7.如权利要求1-5之一所述的溅镀装置，具有：被配置在所述开口部的内侧的本体部；及包围所述本体部的凸缘部，所述本体部在其周边部具有倾斜面。
8.一种护罩，以包围所述靶材的周围的方式配置于溅镀装置中，具有：背垫板、及用以将靶材固定在所述背垫板的固定部，在处理空间通过溅镀而在基板上形成膜，其特征为：
所述护罩具有开口部，
所述固定部构成为通过将所述靶材的周边部按压在所述背垫板上，将所述靶材固定在所述背垫板上，
所述护罩具有：没有介于其中的所述固定部而与所述背垫板相面对的面对部、及在所述面对部的外侧形成的外侧部，所述面对部与所述背垫板之间的间隔小于所述外侧部与所述背垫板之间的间隔，
所述护罩的面向所述处理空间的内面包含以所述内面与所述背垫板之间的距离由所述外侧部朝向所述面对部减小的方式呈倾斜的部分。
9.如权利要求8所述的溅镀装置，其中，所述固定部的面对所述处理空间的面包含以该面与所述背垫板之间的距离朝向所述开口部的内侧减小的方式呈倾斜的部分，
所述护罩的与所述内面为相反侧的面包含以所述内面与所述背垫板之间的距离由所述外侧部朝向所述面对部减小的方式呈倾斜的部分。
10.如权利要求8或9所述的护罩，其中，所述面对部包含朝向所述背垫板突出的突出部。
11.如权利要求8-10之一所述的护罩，其中，所述护罩包含在远离所述开口部的方向厚度变厚的部分。
12.如权利要求8-10之一所述的护罩，其中，所述护罩的面向所述处理空间的内面在远离所述开口部的方向离所述背垫板的中心轴的距离变大后会变小。
13.一种用于溅镀装置的靶材，包括本体部，和包围所述本体部的凸缘部，其中所述凸缘部具有环状凹部。
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