CN204022932U - 磁控溅射靶材及磁控溅射装置 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种磁控溅射靶材及磁控溅射装置。该磁控溅射靶材的厚度与其所在磁场的磁场强度正相关。在本公开所提供的磁控溅射靶材以及磁控溅射装置中，使磁控溅射靶材的厚度从中部到两侧逐渐减小，这样则可以使得磁控溅射靶材各区域的厚度与其所在磁场的磁场强度正相关；因此，磁控溅射靶材的各个区域刻蚀尽所用的时间相对一致，避免出现由于部分区域的靶材未利用而导致磁控溅射靶材利用率降低。因此，通过本公开，可以避免磁控溅射靶材的浪费，提高磁控溅射靶材的利用率。

Description

磁控溅射靶材及磁控溅射装置

技术领域

本公开涉及电子器件制造技术领域，具体而言，涉及一种磁控溅射靶材及磁控溅射装置。

背景技术

磁控溅射技术已发展成为工业镀膜中非常重要的技术之一。由于其具有溅射速率高，沉积速率高，沉积温度低，薄膜质量好的等优点，越来越受到有关方面的关注。例如，磁控溅射技术已经应用延伸到许多生产和科研领域，在电子、光学、表面功能薄膜、薄膜发光材料等许多方面都有广泛的应用。特别是用磁控溅射技术制备的透明导电玻璃目前广泛应用于平板显示器、太阳能电池、建筑玻璃、微波与射频屏蔽装置与器件、传感器等领域。

以常用的矩形平面磁控溅射靶为例，其属于静态直冷类型。对于静态直冷矩形平面磁控溅射靶而言，其靶材与磁体之间无相对运动且靶材直接与冷却水接触。然而，现有技术中矩形平面磁控溅射靶存在的一个问题在于，其靶材的利用率(最大值)数据多在20％～30％左右，且多为估计值。

例如，图1为一种常见的矩形平面磁控溅射靶的结构示意图。图中3为永磁铁，1和2分别为背板和矩形平面磁控溅射靶材，背板1与矩形平面磁控溅射靶材2直接放置于永磁铁3上方。永磁铁3产生的磁场强度相对固定，且磁场强度由中部向两侧逐渐降低。由于刻蚀的速率与磁场的强度相关，这样，在磁控溅射过程中，被蚀刻部分21则为非规则形状，其中，靶材的左右两侧存在大量的未利用部分22，而正是这些未利用部分22直接导致矩形平面磁控溅射靶材2的利用率降低，造成磁控溅射结束后利用区域(被蚀刻部分21)仅占30％左右。

磁控溅射靶材的利用率低，一方面会造成靶材的浪费，另一方面会导致换靶周期缩短，使得设备的开机率降低，影响整个生产线的产能。

利用率低的缺点对于普通材料，如TiN等材料的溅射成本没有太大影响。但是，对于一些如金、银、铂等贵金属材料或者Ti3Al等高纯度合金材料的溅射，以及一些如ITO膜、电磁膜、超导膜、电子膜、电介质膜等功能膜的制备，所需要的靶材都极其昂贵，磁控溅射靶材的低利用率无疑会在很大程度上增加生产成本。

因此，提高磁控溅射靶材的利用率，减少靶材的浪费，对于降低生产成本相当重要。

发明内容

针对现有技术中的部分或者全部问题，本申请公开一种磁控溅射靶材及磁控溅射装置，从而提高磁控溅射靶材的利用率。

本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。

根据本公开的一个方面，一种磁控溅射靶材，所述磁控溅射靶材的厚度从中部到两侧逐渐减小。

所述磁控溅射靶材为矩形平面磁控溅射靶材。

所述磁控溅射靶材的顶面为平面，靶材的其他面用于与背板贴合。

所述磁控溅射靶材的横断面为顶边长度大于底边长度的等腰梯形，所述等腰梯形的底角大于等于135度且小于等于150度。

所述磁控溅射靶材的横断面为弓形，且所述弓形的弧度小于等于π/2。

所述磁控溅射靶材为一体式结构。

所述磁控溅射靶材包括位于其两侧的两个厚度渐变区域；每个所述厚度渐变区域均为独立结构。

根据本公开的另一方面，一种磁控溅射靶材，所述磁控溅射靶材各区域的厚度与其所在磁场的磁场强度正相关。

根据本公开的再一方面，一种磁控溅射装置，包括：

具有至少一个容置位的背板；

所述容置位的横断面的形状与上述任意一种磁控溅射靶材的横断面形状适配。

所述背板上设置有多个容置位；每个所述容置位对应设置有一个上述任意一种磁控溅射靶材。

根据本公开的技术方案，在本公开所提供的磁控溅射靶材以及磁控溅射装置中，使磁控溅射靶材的厚度从中部到两侧逐渐减小，这样则可以使得磁控溅射靶材各区域的厚度与其所在磁场的磁场强度正相关；因此，磁控溅射靶材的各个区域刻蚀尽所用的时间相对一致，避免出现由于部分区域的靶材未利用而导致磁控溅射靶材利用率降低。因此，通过本公开，可以避免磁控溅射靶材的浪费，提高磁控溅射靶材的利用率。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施方式，本公开的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

图1为现有技术中磁控溅射装置的侧视结构示意图；

图2为本公开示例实施方式中磁控溅射靶材的侧视结构图；

图3为本公开示例实施方式中磁控溅射靶材的俯视结构图；

图4为本公开示例实施方式中磁控溅射靶材的立体结构图；

图5为本公开示例实施方式中磁控溅射装置的侧视结构示意图。

图中，1：背板；2：矩形平面磁控溅射靶材；21：被刻蚀部分；22：未利用部分；3：永磁铁。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本公开将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中，为了清晰，夸大了区域和层的厚度。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本公开的各方面。

本示例实施方式中首先提供了一种磁控溅射靶材，具体而言，本示例实施方式中以矩形平面磁控溅射靶材为例进行说明；需要指出的是，虽然本示例实施方式中是以矩形平面磁控溅射靶材为例进行说明，但是并不表示本公开中的技术方案仅适用于矩形平面磁控溅射靶材。

所述矩形平面磁控溅射靶材的结构如图2、图3以及图4中所示。图中2为矩形平面磁控溅射靶材，1为承载矩形平面磁控溅射靶材1的背板；矩形平面磁控溅射靶材1和背板2位于永磁铁上方，永磁铁用于产生磁场，从而利用磁场对带电粒子的约束来提高等离子体密度以增加溅射率。永磁铁产生的磁场产生的磁场强度相对固定，对于矩形平面磁控溅射靶材而言，其磁场强度大体上通常是从中部向两侧(本公开中，两侧均指代矩形平面磁控溅射靶材长边所在侧)逐渐降低。

本示例实施方式与现有技术的主要区别之一在于，本示例实施方式所提供的矩形平面磁控溅射靶材中，矩形平面磁控溅射靶材各区域的厚度与其所在磁场的磁场强度正相关。即矩形平面磁控溅射靶材上的区域所在磁场的磁场强度越高，其厚度越大，反之，矩形平面磁控溅射靶材上的区域所在磁场的磁场强度越低，其厚度越小。具体到本示例实施方式中，则是矩形平面磁控溅射靶材各区域的厚度从中部到两侧逐渐减小。即该矩形平面磁控溅射靶材2包括位于其两侧的两个厚度渐变区域以及位于其中部的一个厚度均匀区域；容易理解的是，厚度均匀区域并非本公开必须具备的。

由于磁场强度越高，矩形平面磁控溅射靶材的刻蚀速度越快，磁场强度越低，矩形平面磁控溅射靶材的刻蚀速度越慢，因此，相比于现有技术，通过本公开可以使矩形平面磁控溅射靶材2各个区域刻蚀尽所用的时间相对一致，避免出现由于部分区域的靶材未利用而导致矩形平面磁控溅射靶材2利用率降低。因此，通过本公开，可以避免矩形平面磁控溅射靶材2的浪费，提高矩形平面磁控溅射靶材2的利用率。

需要说明的是，虽然图示中矩形平面磁控溅射靶材2顶面为平面，其他面用于与背板1贴合，但只要是使得矩形平面磁控溅射靶材2各区域的厚度与其所在磁场的磁场强度正相关的技术方案，即可一定程度上提升靶材的利用率。

矩形平面磁控溅射靶材2的横断面可以为顶边长度大于底边长度的等腰梯形、即其整体大致为等腰梯形柱。优选的，其中等腰梯形的底角大于等于135度且小于等于150度。当然，矩形平面磁控溅射靶材2的整个底面也可以为柱面或者其他相对圆润的表面，例如，矩形平面磁控溅射靶材2的横断面为弓形、整体近似于半圆柱等等，并且优选的，该弓形的弧度小于等于π/2。

相比而言，矩形平面磁控溅射靶材2为等腰梯形柱、等腰三角柱等规则结构体时，可以降低制备难度，但是，当矩形平面磁控溅射靶材2为类半圆柱等不规则结构体时，可能与磁场强度的契合度更高，即可以最大程度上提升矩形平面磁控溅射靶材2的利用率。

此外，本示例实施方式中矩形平面磁控溅射靶材2的结构既可以是一体式结构，即上述的矩形平面磁控溅射靶材2各区域的厚度均匀区域和厚度渐变区域为一个整体；也可以是分体式结构，即上述的厚度均匀区域和每个厚度渐变区域均为独立结构。相比于一体式结构，分体式结构可以在分别生产容易成型的厚度均匀区域和厚度渐变区域后，再拼接成为矩形平面磁控溅射靶材2，从而可以降低制备工艺难度。

进一步的，本示例实施方式中还提供了一种磁控溅射装置。如图5中所示，该磁控溅射装置主要包括背板1以及贴覆在背板表面的矩形平面磁控溅射靶材2。由于本示例实施方式中对于矩形平面磁控溅射靶材2的底面形状做出了改进，则用于与矩形平面磁控溅射靶材2底面贴合的背板1的结构也需要做出适应性的改进。因此，本示例实施方式中，磁控溅射装置的背板包括至少一个容置位(例如两个)，容置位的横截面形状与上述的任意一种矩形平面磁控溅射靶材的横截面的形状适配。该背板的一种具体实现方式已经在图2-图4中示出。图中，矩形平面磁控溅射靶材2的横断面为等腰梯形，容置位则相应的包括与矩形平面磁控溅射靶材底面两侧的坡面对应的坡面，以及与矩形平面磁控溅射靶材底面中部的平面对应的平面。当然，本示例实施方式中所提供的磁控溅射装置还可以包括永磁铁3、导磁基板、动力源等等，此皆为现有技术，在此不再赘述。

在本示例实施方式所提供的磁控溅射装置中，通过将矩形平面磁控溅射靶材2的非利用区域用背板1上的坡面代替，实践表明，本公开所提供的磁控溅射装置，可以使矩形平面磁控溅射靶材2的利用率达到70％以上，因此可以极大的降低生产成本。

根据示例实施方式，在本公开所提供的矩形平面磁控溅射靶材以及磁控溅射装置中，通过适当设置矩形平面磁控溅射靶材各区域的厚度，使矩形平面磁控溅射靶材各区域的厚度与其所在磁场的磁场强度正相关；这样则可以使矩形平面磁控溅射靶材的各个区域刻蚀尽所用的时间相对一致，避免出现由于部分区域的靶材未利用而导致矩形平面磁控溅射靶材利用率降低。因此，通过本公开，可以避免矩形平面磁控溅射靶材的浪费，提高矩形平面磁控溅射靶材的利用率。

以上具体地示出和描述了本公开的示例性实施方式。应该理解，本公开不限于所公开的实施方式，相反，本公开意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效布置。

Claims (8)

1.一种磁控溅射靶材，其特征在于，所述磁控溅射靶材的厚度从中部到两侧逐渐减小； 

所述磁控溅射靶材包括位于其两侧的两个厚度渐变区域；每个所述厚度渐变区域均为独立结构。 

2.根据权利要求1所述的磁控溅射靶材，其特征在于，所述磁控溅射靶材为矩形平面磁控溅射靶材。 

3.根据权利要求2所述的磁控溅射靶材，其特征在于，所述磁控溅射靶材的顶面为平面，靶材的其他面用于与背板贴合。 

4.根据权利要求3所述的磁控溅射靶材，其特征在于，所述磁控溅射靶材的横断面为顶边长度大于底边长度的等腰梯形，所述等腰梯形的底角大于等于135度且小于等于150度。 

5.根据权利要求3所述的磁控溅射靶材，其特征在于，所述磁控溅射靶材的横断面为弓形，且所述弓形的弧度小于等于π/2。 

6.一种磁控溅射靶材，其特征在于： 

所述磁控溅射靶材各区域的厚度与其所在磁场的磁场强度正相关； 

所述磁控溅射靶材包括位于其两侧的两个厚度渐变区域；每个所述厚度渐变区域均为独立结构。 

7.一种磁控溅射装置，包括： 

具有至少一个容置位的背板； 

其特征在于： 

所述容置位的横断面的形状与如权利要求1-6任意一项所述的磁控溅射靶材的横断面形状适配。 

8.根据权利要求7所述的磁控溅射装置，其特征在于，所述背板上设置有多个容置位；每个所述容置位对应设置有一个如权利要求1-6任意一项所述的磁控溅射靶材。