CN104080942B - 溅射靶组件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种溅射靶组件,其为将直径100mm以上、长度1000mm以上的圆筒形的靶以分割线沿圆周方向的方式分割成三个以上的靶片A,并将该分割靶片A粘贴或设置在圆筒状或圆柱状的背衬体上而构成溅射靶‑背衬接合体B,再使两个以上的该接合体B沿宽度方向对齐排列而得到的溅射靶组件,其特征在于,在将各个接合体B排列成溅射靶组件时,以接合体B中存在的三个靶片间的分割线不与相邻的分割靶片间的分割线位于相同位置的方式进行设置。本发明的课题是提供能够减少由靶片粘贴部引起的粉粒产生所导致的不良的溅射靶组件。
Description
技术领域
本发明涉及用于减少由靶片粘贴部引起的粉粒产生所导致的不良的圆筒形溅射靶组件,特别是涉及FPD用溅射靶组件。
背景技术
透明导电膜形成用ITO、ZnO系、In2O3-ZnO系、MgO系等薄膜被广泛用作以液晶显示器、触控面板、EL显示器等为主的显示装置的透明电极。多数情况下,ITO等透明导电膜形成用氧化物薄膜通过溅射形成。
近年来,在大型FPD(平板显示器)用透明导电膜的形成中使用串联式溅射装置,在第八代以后,将几片至十几片宽度为150~300mm、长度为1500mm以上的靶板并列,并使大型玻璃基板在该靶前移动来进行成膜。
由于难以将这样大的靶制成单片靶板,因此,通常,一般是使沿长度方向分割成多片的靶片粘贴到背衬板上而制成单个的靶-背衬板接合体,再使多个该靶-背衬板接合体沿宽度方向对齐排列而实现大型化。
但是,虽然通过使该靶-背衬板接合体沿宽度方向排列能够实现大型化,但是会使上述沿长度方向分割成多片的靶片与相邻的靶-背衬板接合体的靶片间的分割线对齐排列。该分割线存在靶片之间的间隙,由于各靶片的高度存在差异,因而,虽然该差异微小,也会产生以分割线为边界的高差,因此,在溅射中容易从该分割线产生结瘤,导致在膜上以条状产生附着有大量被称为粉粒的尘粒的部分,从而成品率降低。
从容易制造的观点出发,通常制造相同尺寸的靶片,并将该靶片粘贴到背衬板上,在这种情况下,靶片完全对齐排列,乍一看外观良好,但是由于片与片之间的分割线全部对齐排列,因此结瘤集中在对齐排列的靶片部分,结果存在下述问题:在膜上被称为粉粒的尘粒的附着集中于特定位置,从而成品率降低。
以往,致力于提高靶本身的生产率,并且大型FPD的生产量尚少,因此上述问题并不明显而长时间被忽视,但是近年来,随着大型FPD的生产量增大,这种成膜不良经常发生,在实际中已产生了导致生产率降低的事例。
从现有技术来看,在下述专利文献1中记载了如下技术:由多个靶片(タイル)构成的靶组件构成长方形大靶板,各靶片以在三个以下的靶片的间隙合流的方式构成,从而防止热循环中靶片的不对齐排列。这种情况下,靶片可以为长方形、正方形、六边形、扇形。
在该文献1中,使多个靶片紧密配置,其目的在于使这些靶片不会错位,并没有采用用于防止溅射中的结瘤产生和膜上的粉粒的对策。观察表示该文献1的靶组件的具体例的图6、图7、图8、图9、图10中的任意一个图,至少每隔一个靶片,靶片的接合部对齐排列。结果,这种靶组件导致溅射中的结瘤产生和膜上的粉粒增加。
在下述专利文献2中记载了圆盘型的分割靶,中心为圆形的分割片,周围由四个扇形(中心部缺损)的分割片构成。提出了在该各个分割片的接合部设置高差而进行接合的方案。这种圆盘型的分割靶不适合用于制造大型FPD(平板显示器)用靶组件。
另外,文献2的分割靶中,每隔一个靶片,靶片的接合部对齐排列。结果,具有这种结构的靶存在导致溅射中的结瘤产生和膜上的粉粒增加的问题。
在下述专利文献3中,记载了圆盘型的分割靶,中心为圆形的分割片,周围由两个扇形(中心部缺损)的分割片构成。提出了在该各个分割片的接合部设置切口而斜向接合的方案。与上述文献2一样,这种圆盘型的分割靶不适合用于制造大型FPD(平板显示器)用靶组件。
另外,文献3的分割靶中,每隔一个靶片,靶片的接合部对齐排列。结果,具有这种结构的靶存在导致溅射中的结瘤产生和膜上的粉粒增加的问题。
上述每篇文献在排列在一片背衬板上且为分割靶方面是共通的,但是并未解决通过使靶-背衬板接合体沿宽度方向排列而大型化时的问题,因而存在如下问题:未采用减少导致溅射中的结瘤产生和膜上的粉粒增加的原因的对策。
出于上述情况,本申请人提出了如下所述的溅射靶组件的专利申请,该溅射靶组件为将宽度100mm以上、长度1000mm以上的矩形靶板以分割线沿宽度方向的方式分割成三个以上的靶片A,并将该分割靶片A沿长度方向粘贴到背衬板上而构成溅射靶-背衬板接合体B,再使三个以上的该接合体B沿宽度方向对齐排列而得到的溅射靶组件,其特征在于,在将各个接合体B排列成溅射靶组件时,以接合体B中存在的三个靶片间的分割线不与相邻的分割靶片间的分割线位于相同位置的方式进行设置(参见下述专利文献4)。
由此,得到了能够减少由靶片粘贴部引起的粉粒产生所导致的不良这样显著的效果。但是,该溅射靶-背衬板接合体的结构需要较大宽度,在这方面还略微存在问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2006-22404号公报
专利文献2:日本特开平5-263234号公报
专利文献3:日本特开平5-17867号公报
专利文献4:WO2011071418号
发明内容
发明所要解决的问题
本发明提供能够减少由靶片粘贴部引起的粉粒产生所导致的不良的大型化的溅射靶-背衬管接合体、特别是FPD用溅射靶组件,本发明的课题在于缩小溅射靶-背衬管接合体的结构、增加效率。
用于解决问题的手段
为了解决上述问题,本发明人进行了深入研究,结果获得了如下发现:通过由多个圆筒形的靶片构成溅射靶,将其安装在同样是柱状或圆筒形的背衬管上,并对该多个靶片的形状和排列进行设计来制作溅射靶-背衬管接合体,由此能够提供由能够减少由靶片粘贴部引起的粉粒产生所导致的不良的圆筒形的溅射靶-背衬管接合体构成的组件、特别是FPD用溅射靶组件。
基于上述发现,本发明提供
1)一种溅射靶组件,其为将直径100mm以上、长度1000mm以上的圆筒形的靶以分割线沿圆周方向的方式分割成三个以上的靶片A,并将该分割靶片A粘贴或设置在圆筒状或圆柱状的背衬体上而构成溅射靶-背衬接合体B,再使两个以上的该接合体B沿宽度方向对齐排列而得到的溅射靶组件,其特征在于,在将各个接合体B排列成溅射靶组件时,以接合体B中存在的三个靶片间的分割线不与相邻的分割靶片间的分割线位于相同位置的方式进行设置。
2)另外,本发明提供
如上述1)所述的溅射靶组件,其特征在于,一个溅射靶-背衬接合体B中,各分割靶片A的长度差异为20mm以上。
3)另外,本发明提供
如上述1)所述的溅射靶组件,其特征在于,一个溅射靶-背衬管接合体B中,各分割靶片A的长度差异为50mm以上。
4)另外,本发明提供
如上述1)所述的溅射靶组件,其特征在于,一个溅射靶-背衬管接合体B中,各分割靶片A的长度差异为100mm以上。
5)另外,本发明提供
如上述1)~4)中任一项所述的溅射靶组件,其特征在于,一个溅射靶-背衬管接合体B的靶片间的分割线与相邻的溅射靶-背衬管接合体B的靶片间的分割线平行,且该相邻的分割线的平行间隔为20mm以上。
6)另外,本发明提供
如上述1)~4)中任一项所述的溅射靶组件,其特征在于,一个溅射靶-背衬管接合体B的靶片间的分割线与相邻的溅射靶-背衬管接合体B的靶片间的分割线平行,且该相邻的分割线的平行间隔为50mm以上。
7)另外,本发明提供
如上述1)~4)中任一项所述的溅射靶组件,其特征在于,一个溅射靶-背衬管接合体B的靶片间的分割线与相邻的溅射靶-背衬管接合体B的靶片间的分割线平行,且相邻的分割线的平行间隔为100mm以上。
8)此外,本发明提供
如上述1)~7)中任一项所述的溅射靶组件,其特征在于,一个溅射靶-背衬管接合体B中使用的三个以上的圆筒形靶片A由与另一个溅射靶-背衬管接合体B的三个以上的圆筒形靶片A相同尺寸的靶片A构成。
发明效果
对于以上述方式制成的本发明的溅射靶而言,通过由多个圆筒形的靶片构成溅射靶,将其粘贴或设置在圆筒状或柱状的背衬体上,并对该多个靶片的形状和排列进行设计来制作溅射靶-背衬管接合体,由此能够提供由能够减少由靶片粘贴部引起的粉粒产生所导致的不良的溅射靶-背衬管接合体构成的溅射靶组件、特别是FPD用溅射靶组件,从而具有能够提高成膜的成品率、提高产品的品质这样显著的优点。
附图说明
图1是表示使用实施例1的包含溅射靶-背衬管接合体的溅射靶组件进行成膜时的粉粒的产生情况的图。
图2是表示使用比较例1的包含溅射靶-背衬管接合体的溅射靶组件进行成膜时的粉粒的产生情况的图。
图3是实施例2的由四个溅射靶-背衬管接合体构成的溅射靶组件,是表示每隔1个具有相同形态的组件的示例的图。
图4是比较例2的由四个溅射靶-背衬管接合体构成的溅射靶组件,是表示全部具有相同形态的组件的示例的图。
具体实施方式
本发明的溅射靶组件中,将一片靶的直径为100mm以上、长度为1000mm以上的圆筒形的靶以分割线沿圆周方向的方式分割成三个以上的靶片A,并将该分割靶片A粘贴或设置在圆筒状或圆柱状的背衬体上而构成溅射靶-背衬管接合体B。圆筒状或圆柱状的背衬体通常使用高强度的钛或不锈钢(SUS),但是对于材料没有特别限制。
再使两个以上的该接合体B对齐排列而制成溅射靶组件。该溅射靶组件在将各个接合体B排列成溅射靶组件时,以接合体B中存在的三个靶片间的分割线不与相邻的分割靶片间的分割线位于相同位置的方式(不对齐排列的方式)进行设置,也可以说是靶(靶片)的排列结构具有特点的靶组件。
在溅射时,使两个以上接合体B对齐排列并使溅射靶组件旋转,并且在溅射靶组件的附近隔着一定间隔使被覆用矩形基板保持相互平行(间隔),同时使其移动进行溅射成膜。基板为薄膜的情况下,也能够成膜于卷绕在卷筒上的基板(薄膜)上。
溅射靶组件的旋转速度和基板的移动速度通常设定为相同的速度,但是也能够改变该速度。进行成膜时,溅射靶组件磨损,这种情况下可以加快溅射靶组件的旋转速度,从而保持相同的成膜速度。
通常,将柱状的溅射靶组件立式(垂直)配置,并且同样地使基板也立式移动进行成膜,但是也可以将柱状的溅射靶组件水平配置,同样地使基板水平移动进行成膜。另外,也可以使两者倾斜而进行成膜。该配置的方式是任意的。
对于以上而言,适合作为FPD用溅射靶,粉粒产生少、能够提高成品率,并且具有与平板状的大型溅射靶组件同等的功能。本发明的溅射靶组件的一大特点是能够小型化。
图1表示使靶接合体X和靶接合体Y两个对齐排列而得到的溅射靶组件的代表例,所述靶接合体X将长度相同的5个靶片安装在圆筒状的背衬体上而得到;所述靶接合体Y将长度相同的9个靶片安装在圆筒状的背衬体上而得到。
在各自的靶片之间,在圆周方向上存在分割线。该分割线是为了分开制作各个靶片而形成的间隙。这样,本发明中,通过改变靶片的长度并以靶并列时靶片间的分割线错开的方式组合而成的靶-背衬管接合体以靶片间的分割线错开的方式进行组合,由此能够使由分割线部分引起的粉粒分散从而提高成品率。
另外,本发明的溅射装置中,可以在一个溅射靶-背衬管接合体B中使各分割靶片A的长度差异为20mm以上、进而为50mm以上、进一步为100mm以上。
本发明的溅射靶组件能够达到上述条件。这是为了可以根据靶的材质来改变靶片的尺寸进行组合。对于溅射靶组件的尺寸没有特别限制,出于在靶片内侧设置冷却机构和溅射中的磁场控制用磁体这样的理由,通常直径为100~200mm。长度根据成膜对象的基板尺寸而变化,通常使用长度为约1000~约3000mm的溅射靶组件。
另外,本发明的溅射靶组件优选使一个溅射靶-背衬管接合体B的靶片间的分割线与相邻的溅射靶-背衬管接合体B的靶片间的分割线平行,且该相邻的接合位置的平行间隔为20mm以上、进而为50mm以上、进一步为100mm以上。这也是为了尽可能地以靶片的接合位置错开而不对齐排列的方式进行组合。
此外,本发明中,1个溅射靶-背衬管接合体可以由三个以上的圆筒形的靶片A、且相同尺寸的三个以上的靶片A构成。
从靶的生产率考虑,可以说优选为相同形状的靶片A。这是因为不同形状的靶片的制造会造成制造成本增加。本申请发明的靶片A均为圆筒形,具有不会导致如上述专利文献所示那样的繁杂度和制造成本增加的优点。
另外,在本发明的情况下,如果以相邻的溅射靶-背衬管接合体X、Y的分割线不重合(不在同一直线上)的方式进行,则具有使用两种圆筒形状的靶片A就足够的优点。
如后述的实施例所示,可以将靶片A制作成不同尺寸的圆筒形的靶片A1、A2两种,将它们分别配置在圆筒形或圆柱状的背衬体上。并且,可以将该溅射靶-背衬管接合体X、Y每隔一个地进行配置。
这些组合中,在与相邻的溅射靶-背衬管接合体的位置关系上,各靶片间的分割线不会对齐排列。这意味着,在本发明的情况下,最少使用两种相同形状的靶片A就足够,因而能够降低制造成本。
另外,还可以将圆筒形的靶片A制作成三种以上的分割线不对齐排列的不同尺寸的圆筒形的靶片进行排列。其配置方式是任意的。
实施例
以下,基于实施例和比较例进行说明。需要说明的是,本实施例只不过是一个示例,本发明不受该示例任何限制。即,本发明仅受权利要求书的限定,并包含本发明中所含的实施例以外的各种变形。
(实施例1)
如图1所示,通过粘贴将内径φ135×外径φ153、长度1364mm的圆筒靶分割成5部分(每个靶片的长度为272mm)和分割成9部分(长度为151mm)后的长度的靶片而将其与圆筒形的背衬体(图1中表示为背衬管)接合,从而制作成两种溅射靶-背衬接合体X、Y。
如图1的左侧的图所示,使它们并排排列时,形成为靶片间的分割线错开的方式。组装这两种溅射靶-背衬接合体X、Y从而形成溅射靶组件。
使用该溅射靶组件通过卷对卷(Roll to Roll)法在薄膜上进行成膜,切出1200×3000mm的范围并测定粉粒数。将薄膜基板分为均等的四个区域并测定粉粒数。
结果如图1的右侧所示,落入12~16个的范围内,能够作为产品充分使用。
(比较例1)
如图2所示,通过粘贴将内径φ135×外径φ153、长度1364mm的圆筒靶分割成7部分(每个靶片的长度为194mm)后的长度的靶片而将其与圆筒形的背衬体(图2中表示为背衬管)接合,从而制作出两个相同形态的溅射靶-背衬接合体。
如图2的左侧的图所示,使它们并排排列时,靶片间的分割线在同一直线上。组装这两个溅射靶-背衬接合体从而形成溅射靶组件。
使用该溅射靶组件通过卷对卷(Roll to Roll)法在薄膜上进行成膜,切出1200×3000mm的范围并测定粉粒数。将薄膜基板分为均等的四个区域并测定粉粒数。
结果如图2的右侧所示为7个、10个、18个、24个参差不齐。粉粒产生数少的部分良好,但粉粒产生数多的部分不优选。作为产品不充分。
(实施例2)
图3表示将内径为φ100~135mm、壁厚为5~20mm、长度为100~500mm的由ITO构成的圆筒靶分割成7部分而得到的靶片嵌合在圆筒形的背衬体之上从而形成溅射靶-背衬接合体的示例。这种情况下,在相邻的靶片间,周向的分割线(接缝部)错开20~50mm的范围而形成溅射靶-背衬接合体。但是,每隔一个,形成相同结构的溅射靶-背衬接合体。在该示例中,粉粒的产生与实施例1同样。
(比较例2)
图4表示将内径为φ100~135mm、壁厚为5~20mm、长度为100~500mm的由ITO构成的圆筒靶分割成7部分而得到的靶片嵌合在圆筒形的背衬体之上从而形成溅射靶-背衬接合体的示例。这种情况下,在相邻的靶片间,周向的分割线(接缝部)在同一直线上而形成溅射靶-背衬接合体。在该示例中,粉粒的产生与比较例1同样。
根据上述实施例、比较例明显可知:改变构成圆筒形溅射靶的各靶片的长度,使在各背衬体上并列靶时的靶片间的分割线以在各靶中错开的方式进行组合,由此使由各靶片的圆周方向的分割线引起的粉粒分散是极其重要的,具有能够提高产品的成品率这样大的优点。只要并列靶时的相邻靶片间的分割线不在同一直线上,则溅射靶-背衬接合体的个数可以任意设定。
产业实用性
本发明的由溅射靶-背衬管构成的大型溅射靶组件中,以多个圆筒形靶片A的形式将溅射靶粘贴到各背衬管上而构成接合体B,并对该多个靶片的形状和排列进行设计,由此具有能够减少由靶片间的分割线引起的粉粒产生所导致的不良率这样优良的效果,因此特别是作为用于制造大型FPD的串联式溅射装置用溅射靶组件有用。
Claims (11)
1.一种溅射靶组件,其为将直径100mm以上、长度1000mm以上的圆筒形的靶以分割线沿圆周方向且与背衬管的长度方向垂直的方式分割成三个以上的圆筒形的靶片A,并将该分割靶片A粘贴或设置在圆筒状或圆柱状的背衬管上而构成溅射靶-背衬管接合体B,再使两个以上的该接合体B沿宽度方向间隔地对齐排列而得到的溅射靶组件,其特征在于,在将各个接合体B排列成溅射靶组件时,以接合体B中存在的靶片间的分割线不与相邻的接合体B中存在的靶片间的分割线位于相同位置的方式进行设置。
2.如权利要求1所述的溅射靶组件,其特征在于,一个溅射靶-背衬管接合体B中,各分割靶片A的长度差异为20mm以上。
3.如权利要求1所述的溅射靶组件,其特征在于,一个溅射靶-背衬管接合体B中,各分割靶片A的长度差异为50mm以上。
4.如权利要求1所述的溅射靶组件,其特征在于,一个溅射靶-背衬管接合体B中,各分割靶片A的长度差异为100mm以上。
5.如权利要求1~4中任一项所述的溅射靶组件,其特征在于,一个溅射靶-背衬管接合体B的靶片间的分割线与相邻的溅射靶-背衬管接合体B的靶片间的分割线平行,且该相邻的分割线的平行间隔为20mm以上。
6.如权利要求1~4中任一项所述的溅射靶组件,其特征在于,一个溅射靶-背衬管接合体B的靶片间的分割线与相邻的溅射靶-背衬管接合体B的靶片间的分割线平行,且该相邻的分割线的平行间隔为50mm以上。
7.如权利要求1~4中任一项所述的溅射靶组件,其特征在于,一个溅射靶-背衬管接合体B的靶片间的分割线与相邻的溅射靶-背衬管接合体B的靶片间的分割线平行,且相邻的分割线的平行间隔为100mm以上。
8.如权利要求1~4中任一项所述的溅射靶组件,其特征在于,一个溅射靶-背衬管接合体B中使用的三个以上的圆筒形靶片A由与另一个溅射靶-背衬管接合体B的三个以上的圆筒形靶片A相同尺寸的靶片A构成。
9.如权利要求5所述的溅射靶组件,其特征在于,一个溅射靶-背衬管接合体B中使用的三个以上的圆筒形靶片A由与另一个溅射靶-背衬管接合体B的三个以上的圆筒形靶片A相同尺寸的靶片A构成。
10.如权利要求6所述的溅射靶组件,其特征在于,一个溅射靶-背衬管接合体B中使用的三个以上的圆筒形靶片A由与另一个溅射靶-背衬管接合体B的三个以上的圆筒形靶片A相同尺寸的靶片A构成。
11.如权利要求7所述的溅射靶组件,其特征在于,一个溅射靶-背衬管接合体B中使用的三个以上的圆筒形靶片A由与另一个溅射靶-背衬管接合体B的三个以上的圆筒形靶片A相同尺寸的靶片A构成。
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