CN214694352U - 一种靶材组件的改进结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种靶材组件的改进结构，所述改进结构包括焊接固定的靶材和背板，所述靶材的厚度相比改进前靶材的厚度增加30～60％，所述靶材的侧面形成倒角，靶材溅射面的尺寸小于靶材焊接面的尺寸，所述靶材溅射面的边缘区域和靠近溅射面一侧的部分侧面区域设有滚花。本实用新型通过增加靶材厚度，有效提高靶材的使用寿命，提高生产效率；通过将靶材的侧面调整为倒角结构，在靶材溅射面及侧面的边缘设置滚花，增加靶材边缘的附着表面积及反溅射物质粘附力，降低反溅射层的厚度，有效防止反溅射物质剥落而影响镀膜产品的均匀性；所述靶材组件的改进结构简单，效果明显，操作成本较低，应用前景广泛。

Description

一种靶材组件的改进结构

技术领域

本实用新型属于靶材制备技术领域，涉及一种靶材组件的改进结构。

背景技术

磁控溅射技术是目前工业镀膜生产中最常用的技术之一，是利用磁场控制粒子轰击靶材表面，高能粒子与靶材表面的原子发生碰撞，使靶材原子获得足够的能量从表面逃逸，然后在电场力或者磁场力的作用下沉积到基片表面完成成膜过程。靶材在使用时通常是与背板进行结合，构成靶材组件，其中背板起到支撑以及散热等作用。靶材组件的结构是影响镀膜产品均匀性以及靶材使用寿命的重要因素，对靶材的结构的改进，是提高镀膜品质和生产效率的重要方式之一。

现有的半导体溅射用靶材的厚度尺寸通常较小，使用到后期容易出现击穿现象，影响使用寿命。随着溅射工艺的进行，会有反溅射物产生，容易堆积在靶材溅射面的边缘以及背板上，形成反溅射层，随溅射时间延长，反溅射物堆积较多，容易因重力和腔室内电场力、磁场力的影响而剥落下来，影响靶材生产过程，导致产品质量下降甚至报废。因而，需要对靶材组件的结构进行改进，既能够提高使用寿命，又能够尽量避免反溅射物脱落的问题。

CN 106558479A公开了一种靶材组件及其加工方法，该方法包括：形成靶材组件，所述靶材组件包括背板以及与所述背板相连的靶材，所述背板与靶材相连的一面为正面，所述靶材包括溅射面和与所述溅射面通过倒角相连的侧面；靶材侧面与倒角的连接处和靶材侧面与背板正面连接处之间的区域构成靶材组件表面的吸附区域；对所述靶材组件表面的吸附区域进行喷砂处理。该方法通过对靶材的侧面进行喷砂处理，提高该吸附区域的粗糙度与吸附能力，一定程度上减少反溅射物的脱落，但喷砂处理的方式对吸附能力的提高有限，无法显著提高靶材的使用寿命。

CN 112359334A公开了一种靶材组件及其加工方法，包括以下步骤：结合靶材与背板，得到第一靶材组件；机加工所得第一靶材组件，得到第二靶材组件；对所得第二靶材组件的靶材与背板连接处进行防脱落处理，得到靶材组件；所述防脱落处理包括滚花、喷砂与熔射。该方法的防脱落处理主要是针对靶材组件中背板区域以及背板与靶材侧面的连接区域，并未对靶材的溅射面进行处理，靶材溅射面的边缘也容易因形成反溅射物的堆积而脱落，从而无法有效提高镀膜产品的品质。

综上所述，对于靶材组件结构的设计，还需要从整体上进行改进，在显著提高靶材使用寿命的同时，避免反溅射物脱落，提高镀膜产品的品质。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种靶材组件的改进结构，通过增加靶材组件中靶材的厚度，并将靶材的侧面调整为倒角结构，在靶材溅射面及侧面的边缘设置滚花，既能够有效提高靶材的使用寿命，避免溅射后期出现击穿现象，又能够降低反溅射层的厚度，减少沉积量，尽可能防止溅射后期反溅射物脱落的问题，保证镀膜产品的质量。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供了一种靶材组件的改进结构，所述靶材组件的改进结构包括焊接固定的靶材和背板，所述靶材的厚度相比改进前靶材的厚度增加30～60％，所述靶材的侧面形成倒角，靶材溅射面的尺寸小于靶材焊接面的尺寸，所述靶材溅射面的边缘区域和靠近溅射面一侧的部分侧面区域设有滚花。

本实用新型中，基于目前溅射工艺存在的问题，对靶材组件的结构进行改进，通过增加靶材的厚度，可以延长靶材的使用时间，避免靶材时常需要更换的问题，提高生产效率；而对于溅射过程中反溅射物在靶材边缘的堆积，通过将侧面设置为倒角，增加靶材边缘的附着表面积，避免局部过厚而容易剥落的问题，而在靶材和侧面的边缘设置滚花区域，在提高粗糙度、增加反溅射物质粘附力的同时，滚花的存在也能够避免反溅射层过厚的问题，有效防止反溅射物质剥落而影响镀膜产品的品质；所述靶材组件的改进结构简单，效果明显，操作成本较低，应用前景广泛。

其中，所述靶材厚度增加的比例可选择30％、35％、40％、45％、50％、55％或60％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。若是靶材厚度增加较少，则使用寿命的延长效果不明显，若是靶材厚度增加过多，则会影响靶材溅射时磁场的强度以及散热问题，不利于稳定高效镀膜。

以下作为本实用新型优选的技术方案，但不作为本实用新型提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好地达到和实现本实用新型的技术目的和有益效果。

作为本实用新型优选的技术方案，所述靶材组件的整体厚度在改进前和改进后不变，所述靶材的厚度增加，所述背板的厚度减少。

本实用新型中，为了避免靶材组件整体厚度增加而使得安装到原有溅射设备时存在困难，因而选择靶材组件整体厚度不变的方式，相应的背板厚度需要减少，而为了保证背板的强度以及散热功能的发挥，其厚度不适合减少过多，因而需要对靶材厚度增加的范围进行限制。例如，对于常用的靶材，其厚度范围可选6～8mm，根据靶材厚度增加的比例，其改进后的厚度最大范围为7.8～12.8mm，为避免靶材厚度变化过大而影响到背板的性能，可优选为9～11mm，例如由7.5mm增加到10mm等。

作为本实用新型优选的技术方案，所述靶材呈扁平的圆台形结构。

本实用新型中，由于目前所用靶材的横截面形状通常为圆形，因而结构改进后，其整体形状相应调整为圆台形。

作为本实用新型优选的技术方案，所述靶材的侧面为斜面，所述靶材的侧面与水平方向的夹角为40～60度，例如40度、45度、50度、55度或60度等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

本实用新型中，所述靶材侧面倒角的角度设置根据需要进行选择，使之既能够起到过渡作用，避免靶材边缘尖端的存在而导致异常放电的问题，又能够增加反溅射物的附着面积，避免局部过厚而容易脱落的问题。

作为本实用新型优选的技术方案，所述靶材溅射面中设有滚花的区域的宽度为靶材溅射面直径的2％～6％，例如2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％或6％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

作为本实用新型优选的技术方案，所述靶材的侧面中设有滚花的区域的宽度为靶材侧面母线长度的20％～30％，例如20％、22％、24％、25％、27％、28％或30％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

本实用新型中，滚花区域大小的选择，根据靶材整体尺寸的大小进行调整，需要避免对主溅射区域造成影响。

作为本实用新型优选的技术方案，所述滚花的花纹为直条形花纹，包括至少两段，例如两段、三段、四段、五段等。

作为本实用新型优选的技术方案，相邻两段直条形花纹呈交叉错位式结构排列。

作为本实用新型优选的技术方案，同一段直条形花纹中相邻两条花纹的间距相同。

本实用新型中，所述滚花中花纹形状的选择，能够充分发挥区增加粗糙度的作用，同时滚花花纹的端部圆滑且较窄，使得反溅射物质的沉积量相对较薄，有效防止脱落问题的发生。

作为本实用新型优选的技术方案，所述靶材包括钛靶材或铝靶材。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

(1)本实用新型通过对靶材组件结构的改进，增加靶材组件中靶材的厚度，有效提高靶材的使用寿命，使用寿命可提高33％以上，避免靶材时常需要更换的问题，提高生产效率；

(2)本实用新型通过将靶材的侧面调整为倒角结构，在靶材溅射面及侧面的边缘设置滚花，可以增加靶材边缘的附着表面积，并提高粗糙度、增加反溅射物质粘附力，又能够降低反溅射层的厚度，有效防止反溅射物质剥落而影响镀膜产品的均匀性，镀膜产品的良品率达到98％以上；

(3)本实用新型所述靶材组件的改进结构简单，效果明显，操作成本较低，应用前景广泛。

附图说明

图1是本实用新型实施例1提供的靶材组件的改进结构的截面示意图；

图2是本实用新型实施例1提供的滚花的花纹形貌图；

其中，1-靶材，2-背板，3-滚花。

具体实施方式

为更好地说明本实用新型，便于理解本实用新型的技术方案，下面对本实用新型进一步详细说明，但下述的实施例仅是本实用新型的简易例子，并不代表或限制本实用新型的权利保护范围，本实用新型保护范围以权利要求书为准。

本实用新型具体实施方式部分提供了一种靶材组件的改进结构，所述靶材组件的改进结构包括焊接固定的靶材1和背板2，所述靶材1的厚度相比改进前靶材的厚度增加30～60％，所述靶材1的侧面形成倒角，靶材1溅射面的尺寸小于靶材1焊接面的尺寸，所述靶材1溅射面的边缘区域和靠近溅射面一侧的部分侧面区域设有滚花3。

以下为本实用新型典型但非限制性实施例：

实施例1：

本实施例提供了一种靶材组件的改进结构，所述靶材组件的改进结构的截面示意图如图1，包括焊接固定的靶材1和背板2，所述靶材1的厚度相比改进前靶材的厚度增加50％，所述靶材1的侧面形成倒角，靶材1溅射面的尺寸小于靶材1焊接面的尺寸，所述靶材1溅射面的边缘区域和靠近溅射面一侧的部分侧面区域设有滚花3。

所述靶材组件的整体厚度在改进前和改进后不变，所述靶材1的厚度增加，所述背板2的厚度减少。

所述靶材1呈扁平的圆台形结构。

所述靶材1的侧面为斜面，所述靶材1的侧面与水平方向的夹角为45度。

所述靶材1的溅射面中设有滚花3的区域的宽度为靶材1溅射面直径的4％。

所述靶材1的侧面中设有滚花3的区域的宽度为靶材1侧面母线长度的25％。

所述滚花3的花纹形貌图如图2所述，其花纹为直条形花纹，包括三段；相邻两段直条形花纹呈交叉错位式结构排列；同一段直条形花纹中相邻两条花纹的间距相同。

所述靶材1为钛靶材。

实施例2：

本实施例提供了一种靶材组件的改进结构，所述靶材组件的改进结构包括焊接固定的靶材1和背板2，所述靶材1的厚度相比改进前靶材的厚度增加33％，所述靶材1的侧面形成倒角，靶材1溅射面的尺寸小于靶材1焊接面的尺寸，所述靶材1溅射面的边缘区域和靠近溅射面一侧的部分侧面区域设有滚花3。

所述靶材组件的整体厚度在改进前和改进后不变，所述靶材1的厚度增加，所述背板2的厚度减少。

所述靶材1呈扁平的圆台形结构。

所述靶材1的侧面为斜面，所述靶材1的侧面与水平方向的夹角为60度。

所述靶材1的溅射面中设有滚花3的区域的宽度为靶材1溅射面直径的6％。

所述靶材1的侧面中设有滚花3的区域的宽度为靶材1侧面母线长度的20％。

所述滚花3的花纹为直条形花纹，包括四段；相邻两段直条形花纹呈交叉错位式结构排列；同一段直条形花纹中相邻两条花纹的间距相同。

所述靶材1为铝靶材。

实施例3：

本实施例提供了一种靶材组件的改进结构，所述靶材组件的改进结构包括焊接固定的靶材1和背板2，所述靶材1的厚度相比改进前靶材的厚度增加58％，所述靶材1的侧面形成倒角，靶材1溅射面的尺寸小于靶材1焊接面的尺寸，所述靶材1溅射面的边缘区域和靠近溅射面一侧的部分侧面区域设有滚花3。

所述靶材组件的整体厚度在改进前和改进后不变，所述靶材1的厚度增加，所述背板2的厚度减少。

所述靶材1呈扁平的圆台形结构。

所述靶材1的侧面为斜面，所述靶材1的侧面与水平方向的夹角为40度。

所述靶材1的溅射面中设有滚花3的区域的宽度为靶材1溅射面直径的2％。

所述靶材1的侧面中设有滚花3的区域的宽度为靶材1侧面母线长度的30％。

所述滚花3的花纹为直条形花纹，包括五段；相邻两段直条形花纹呈交叉错位式结构排列；同一段直条形花纹中相邻两条花纹的间距相同。

所述靶材1为钛靶材。

上述实施例中的靶材组件的改进，需要在靶材1和背板2加工时即选择合适的厚度，先将靶材1和背板2进行焊接结合，再将靶材1的侧面进行倒角处理，并用滚花轮在相应的位置压制形成滚花3，得到改进后的靶材组件。

综合上述实施例可以看出，本实用新型通过对靶材组件结构的改进，增加靶材组件中靶材的厚度，有效提高靶材的使用寿命，避免靶材时常需要更换的问题，提高生产效率；通过将靶材的侧面调整为倒角结构，在靶材溅射面及侧面的边缘设置滚花，可以增加靶材边缘的附着表面积，并提高粗糙度、增加反溅射物质粘附力，又能够降低反溅射层的厚度，有效防止反溅射物质剥落而影响镀膜产品的均匀性，镀膜产品的良品率达到98％以上；所述靶材组件的改进结构简单，效果明显，操作成本较低，应用前景广泛。

申请人声明，本实用新型通过上述实施例来说明本实用新型的详细结构，但本实用新型并不局限于上述详细结构，即不意味着本实用新型必须依赖上述详细结构才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本实用新型的任何改进，对本实用新型结构的等效替换及辅助结构的添加、具体方式的选择等，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种靶材组件的改进结构，其特征在于，所述靶材组件的改进结构包括焊接固定的靶材和背板，所述靶材的厚度相比改进前靶材的厚度增加30～60％，所述靶材的侧面形成倒角，靶材溅射面的尺寸小于靶材焊接面的尺寸，所述靶材溅射面的边缘区域和靠近溅射面一侧的部分侧面区域设有滚花。

2.根据权利要求1所述的靶材组件的改进结构，其特征在于，所述靶材组件的整体厚度在改进前和改进后不变，所述靶材的厚度增加，所述背板的厚度减少。

3.根据权利要求1所述的靶材组件的改进结构，其特征在于，所述靶材呈扁平的圆台形结构。

4.根据权利要求1所述的靶材组件的改进结构，其特征在于，所述靶材的侧面为斜面，所述靶材的侧面与水平方向的夹角为40～60度。

5.根据权利要求1所述的靶材组件的改进结构，其特征在于，所述靶材的溅射面中设有滚花的区域的宽度为靶材溅射面直径的2％～6％。

6.根据权利要求1所述的靶材组件的改进结构，其特征在于，所述靶材的侧面中设有滚花的区域的宽度为靶材侧面母线长度的20％～30％。

7.根据权利要求1所述的靶材组件的改进结构，其特征在于，所述滚花的花纹为直条形花纹，包括至少两段。

8.根据权利要求7所述的靶材组件的改进结构，其特征在于，相邻两段直条形花纹呈交叉错位式结构排列。

9.根据权利要求7所述的靶材组件的改进结构，其特征在于，同一段直条形花纹中相邻两条花纹的间距相同。

10.根据权利要求1所述的靶材组件的改进结构，其特征在于，所述靶材包括钛靶材或铝靶材。

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