TW201348485A - 背板結構 - Google Patents

Abstract

一種背板結構係供與金屬材料結合以形成靶材，且該靶材係應用於產生第一磁力線分佈的濺鍍機台，又該背板結構係包含基板、磁性體與固定單元。其中，該基板具有第一板體與第二板體，且該基板係透過該第一板體與該濺鍍機台結合，而該基板係又透過該第二板體與該金屬材料結合，且在該第二板體鄰近該金屬材料的部分板體中破設容置槽；該磁性體係設置於該容置槽用以在該金屬材料上產生第二磁力線分佈而改變作用於該金屬材料的該第一磁力線分佈；以及，該固定單元係將該磁性體固定在該容置槽用以形成具有平坦表面的該第二板體。

Description

背板結構

本發明係關於一種背板結構，特別是供與金屬材料結合並形成靶材，使得在濺鍍過程中，該靶材的該金屬材料該靶材係可有效地且均勻地進行消耗，用以提高該靶材的使用率。

目前，濺鍍技術(sputtering)係沉積鍍膜技術所主要使用的方式之一。該濺鍍技術係廣泛地應用在工業生產和科學研究領域，例如藉由濺鍍係可使得工件表面具有超硬膜、自潤滑薄膜、增透膜、低輻射膜、透明導膜或隔熱膜等的功能模。

再者，該濺鍍技術的原理係使用電漿(plasma)對包含基板層與金屬層的靶材進行離子轟擊(ion bombardment)，而使得該金屬層之金屬原子被撞擊出來而形成氣體分子發射出來，並使該氣體分子到達所要沉積的基材上，再經過附著、吸附、表面遷徙、成核等濺鍍作用之後，最終在該基材上形成具有該金屬原子的金屬薄膜。

然而，傳統的該濺鍍技術係由於先天的缺失(例如濺鍍機台上存在有磁場)，使得該靶材存在有靶材利用率變低、沉積速率較慢和離化率較低等缺點。其中，該靶材利用率係由於受到該濺鍍機台上磁場的影響，使得等離子體被約束在該金屬層的某局部表面區域，因而造成該金屬層形成 曲面性的凹陷狀消耗，進而讓該金屬層的表面消耗不均勻，例如該金屬層中間消耗少而其周圍消耗過多的現象。舉例而言，目前最佳的靶材使用率係僅約在20%~25%之間。

參考第1圖，係為習知濺鍍技術中濺鍍機台2與該靶材4的結構示意圖。其中，該濺鍍機台2本身係存在有可用於產生磁力線ML圖樣的磁場源MS，使得當該靶材4(包含基板層42與金屬層44)設置於該濺鍍機台2之一側(於此係設置於上側)時，則該磁力線ML係會作用在該靶材4上。

一併可參考第2圖，係為濺鍍後該靶材4的消耗狀態示意圖。根據該示意圖可以了解到，該濺鍍技術係主要發生該靶材4的蝕刻區域A(亦即與該磁力線ML平行的區域)。換言之，該蝕刻區域A的蝕刻速度係明顯較蝕刻區域B(亦即非與該磁力線ML平行的區域)的蝕刻速度為快。

然而，若該蝕刻區域A係已經接近耗盡(亦即將要顯露出該基板層42)時，為避免蝕刻到該基板層42而導致該濺鍍機台2的損壞，則將不管該蝕刻區域B是否仍存在可供蝕刻的大量該金屬層44，最終該靶材4將廢棄不使用而形成廢靶材。

故如何改變在靶材上所形成的磁力線分佈變成是解決上述缺失的重要課題。

本發明之一目的係提供一種背板結構，藉由與金屬材料結合而製作出可供濺鍍的新式靶材，用以在濺鍍過程中 達到均勻地消耗該靶材的該金屬材料的目的。

本發明之另一目的係提供上述的背板結構，藉由與該金屬材料結合後，可改變濺鍍機台作用於該金屬材料的磁力線分佈，而達到均勻地消耗該金屬材料的目的。

本發明之再一目的係提供上述的背板結構，藉由在該背板嵌入磁性體並使該磁性體儘量地接近於該金屬材料，而可有效率地改變作用在該金屬材料的磁力線分佈，進而達到提高靶材使用率的目的。

為達上述目的及其它目的，本發明係提供一種背板結構，係供與金屬材料結合以形成靶材，且該靶材係應用於產生第一磁力線分佈的濺鍍機台，其包含基板、磁性體與固定單元。其中，該基板係具有第一板體與第二板體，該基板係透過該第一板體供與該濺鍍機台結合，而該基板係又透過該第二板體與該金屬材料結合，且自該第二板體與該金屬材料所接合的表面以一深度並朝向該第一板體的方向形成容置槽；該磁性體係設置於該容置槽，該磁性體係供在該金屬材料形成第二磁力線分佈，用於改變作用於該金屬材料的該第一磁力線分佈；以及該固定單元係設置於該容置槽，該固定單元係固定該磁性體並填補該容置槽，用於形成具有平坦表面的該第二板體。

與習知技術相較，本發明之背板結構供與金屬材料結合，用以形成新式靶材。其中，該背板結構係除可讓該靶材搭載於具有磁力線分佈的濺鍍機台之外，並可藉由該背板結構藉由磁性體所形成的另一磁力線分佈，而可直接地 改變該濺鍍機台原本作用於該金屬材料的該磁力線分佈，並使得該金屬材料係能夠均勻地進行消耗，進而達到提高靶材使用率的功效。

值得注意的是，藉由本發明的背板結構係可在原有靶材與該濺鍍機台架設的條件下，直接地改變原有該濺鍍機台作用於該靶材上該磁力線分佈的目的。

再者，由於本發明的該磁性體係儘量地接近該金屬材料，使得相較於傳統該金屬材料的消耗狀態，本發明所提供的背板結構係可讓該金屬材料有效地提高二倍、三倍或更多倍的靶材使用率(例如該靶材使用率係提高到約45%至60%之間)。

為充分瞭解本發明之目的、特徵及功效，茲藉由下述具體之實施例，並配合所附之圖式，對本發明做一詳細說明，說明如後：參考第3圖，係本發明第一實施例之背板結構之結構示意圖。於第3圖中，該背板結構10係提供在與金屬材料12結合之後形成一靶材4’。其中，且該靶材4’係承受來自於濺鍍機台8之磁場源MS所產生的第一磁力線分佈(圖未示)。

其中，該背板結構10係包含基板12、磁性體14與固定單元16。

又，該基板12係更包含第一板體122與第二板體124。 其中，該第一板體122與該第二板體124材質係可為銅、鋁或鈦的金屬材質。

此外，於一實施例中，該第一板體122與該第二板體124係藉由真空焊接的方式進行接合。

再者，該基板12係透過該第一板體122與該濺鍍機台8結合，而該基板12係又透過該第二板體124與該金屬材料12結合。此外，在該第二板體124係形成有容置槽1242，該容置槽1242係自該第二板體124與該金屬材料12所接合的表面以一深度d並朝向該第一板體122的方向形成該容置槽1242。其中，該容置槽1242係可預先地藉由蝕刻或壓製成型的方式。

該磁性體14係設置於該容置槽1242，且該磁性體14係在該金屬材料12形成第二磁力線分佈(圖未示)，用於改變該濺鍍機台8作用於該金屬材料12的該第一磁力線分佈(圖未示)。其中，該磁性體14的厚度h係不大於(亦即小於或等於)該深度d。其中，該磁性體14係可選自於由鐵(Fe)、鈷(Co)、鎳(Ni)、不鏽鋼以及前述任意組合所組成具有磁性材料之一族群。

於此，該容置槽1242係以單一圓柱溝槽為例進行說明。

此外，該容置槽1242設置於該第二板體124的位置係根據在該磁性體14設置之後，能夠於該靶材4’上產生可用於改變該第一磁力線分佈的該第二磁力線分佈，即屬於該容置槽1242適當的設置位置。換言之，該容置槽1242係根據該第一磁力線分佈而進行相對應的設計。於另一實施 例中，該容置槽124的數目係可不僅侷限在單一個，而是該容置槽124係可為複數個，並藉由至少一個該磁性體14係設置於該等容置槽，用以在該靶材4’產生該第二磁力線分佈。

此外，該第二磁力線分佈的產生係除了可藉由該容置槽1242及/或該磁性體14的數目變化進行改變外，更可配合在該第二板體124中該容置槽1242的設置的方式而同樣可達到產生該第二磁力線分佈的目的，例如在該第二板體124中該容置槽1242係可藉由格狀、柵狀、環狀或其它任意形狀進行設置，使得在該磁性體14設置於該容置槽1242之後，亦同樣可形成該第二磁力線分佈。

該固定單元16係設置於該容置槽1242，且該固定單元16係固定該磁性體14並填補該容置槽1242，用於形成具有平坦表面的該第二板體124。

於另一實施例中，該固定單元16係可填充該容置槽1242與該磁性體14之間所形成的間隙(圖未示)，用以穩固地將該磁性體14固定在該容置槽1242。當該磁性體14固定於該容置槽1242之後，將使得在該第二板體124與該金屬材料12所接合的表面係呈現平坦的狀態，而可輕易地與該金屬材料12進行結合。

參考第4圖，係本發明第二實施例之背板結構之結構示意圖。於第4圖中，該背板結構10’係除同樣包含第一實施例中所述的該磁性體14與該固定單元16以外，該背板結構10’更包含基板12’與蓋板18。

該基板12’係具有複數水路126，用於自該濺鍍機台8注入液體(例如冷卻水)，該液體係在該等水路126根據水流的方向進行流動，進而提供該背板結構10’藉由流動的該液體達到散熱的功效。此外，該基板12’係更包含第一板體122’與第二板體124’。

該第一板體122’係形成第一表面層1222與第二表面層1224。該第一板體122’係透過該第一表面層1222而搭載於該濺鍍機台8，以及在該第二表面層1224係形成複數第一溝槽1226。此外，一併參考第5圖，係為該第一板體122’的俯視圖。

回到第4圖，該第二板體124’係設置於該第二表面層1224。又，在該第二板體124’係形成容置槽1242、第三表面層1244與第四表面層1246。其中，該容置槽1242的描述係如前所述。又，在該第三表面層1244係形成複數第二溝槽1248。此外，一併參考第6圖，係為該第二板體124’的俯視圖。

當該第一板體122’與該第二板體124’係藉由真空焊接方式進行接合之後，該等第一溝槽1226與該等第二溝槽1248係形成該等水路126，而可提供該液體進行冷卻循環的冷卻水路。

回到第4圖，該蓋板18係與該容置槽1242結合，用於將該磁性體14內嵌於該第二板體124’。又，由於該容置槽1242係鄰近於該第二板體124’與該金屬材料12結合的表面，故可使得該磁性體14係可輕易地改變在該金屬材料 12上的該第一磁力線分佈。

此外，該蓋板18係可將該磁性體14隱藏/嵌入在該第二板體124’中，故該蓋板18係除了可用以使得該第二板體124’的表面平坦外，若該蓋板18的材質係使用與該第一板體122’及該第二板體124’相同的銅、鋁或鈦的金屬材質，則更可提供維持與傳統結構相同之外觀。

值得注意的是，該靶材4’除包含該金屬材料12與該背板結構10’外，該靶材4’係可藉由接合單元20(例如黏膠或焊接等方式)，用於接合該金屬材料12與該第二板體104。

故本發明之背板結構供與金屬材料結合，用以形成新式靶材。其中，該背板結構係除可讓該靶材搭載於具有磁力線分佈的濺鍍機台之外，並可藉由該背板結構藉由磁性體所形成的另一磁力線分佈，而可直接地改變該濺鍍機台原本作用於該金屬材料的該磁力線分佈，並使得該金屬材料係能夠均勻地進行消耗，進而達到提高靶材使用率的功效。此外，藉由本發明的背板結構係可在原有靶材與該濺鍍機台架設的條件下，直接地改變原有該濺鍍機台作用於該靶材上該磁力線分佈的目的。再者，由於本發明的該磁性體係儘量地接近該金屬材料，使得相較於傳統該金屬材料的消耗狀態，本發明所提供的背板結構係可讓該金屬材料有效地提高二倍、三倍或更多倍的靶材使用率(例如該靶材使用率係提高到約45%至60%之間)。

本發明在上文中已以較佳實施例揭露，然熟習本項技術者應理解的是，該實施例僅用於描繪本發明，而不應解 讀為限制本發明之範圍。應注意的是，舉凡與該實施例等效之變化與置換，均應設為涵蓋於本發明之範疇內。因此，本發明之保護範圍當以申請專利範圍所界定者為準。

2、8‧‧‧濺鍍機台

4、4’‧‧‧靶材

42‧‧‧基板層

44‧‧‧金屬層

10、10’‧‧‧背板結構

12、12’‧‧‧基板

122、122’‧‧‧第一板體

1222‧‧‧第一表面層

1224‧‧‧第二表面層

1226‧‧‧第一溝槽

124、124’‧‧‧第二板體

1242‧‧‧容置槽

1244‧‧‧第三表面層

1246‧‧‧第四表面層

1248‧‧‧第二溝槽

126‧‧‧水路

14‧‧‧磁性體

16‧‧‧固定單元

18‧‧‧蓋板

A、B‧‧‧蝕刻區域

ML‧‧‧磁力線

MS‧‧‧磁場源

d‧‧‧深度

h‧‧‧厚度

第1圖係習知濺鍍技術中磁場設置的結構示意圖；第2圖係習知濺鍍技術濺鍍後之靶材消耗狀態示意圖；第3圖係本發明第一實施例之背板結構之結構示意圖；第4圖係本發明第二實施例之背板結構之結構示意圖；第5圖說明第4圖中第一板體之俯視圖；以及第6圖說明第4圖中第二板體之俯視圖。

8‧‧‧濺鍍機台

4’‧‧‧靶材

10‧‧‧背板結構

12‧‧‧金屬材料

122‧‧‧第一板體

124‧‧‧第二板體

1242‧‧‧容置槽

14‧‧‧磁性體

16‧‧‧固定單元

MS‧‧‧磁場源

d‧‧‧深度

h‧‧‧厚度

Claims (10)

1. 一種背板結構，係供與金屬材料結合以形成靶材，且該靶材係應用於產生第一磁力線分佈的濺鍍機台，其包含：基板，係具有第一板體與第二板體，該基板係透過該第一板體供與該濺鍍機台結合，而該基板係又透過該第二板體與該金屬材料結合，且自該第二板體與該金屬材料所接合的表面以一深度並朝向該第一板體的方向形成容置槽；磁性體，係設置於該容置槽，該磁性體係供在該金屬材料形成第二磁力線分佈，用於改變作用於該金屬材料的該第一磁力線分佈；以及固定單元，係設置於該容置槽，該固定單元係固定該磁性體並填補該容置槽，用於形成具有平坦表面的該第二板體。
2. 如申請專利範圍第1項所述之背板結構，更包含蓋板，係與該容置槽結合，用於將該磁性體內嵌於該第二板體。
3. 如申請專利範圍第2項所述之背板結構，其中該固定單元係填充該容置槽與該磁性體之間所形成的間隙。
4. 如申請專利範圍第2項所述之背板結構，其中該第一板體、該第二板體與該蓋板的材質係為銅、鋁或鈦的金屬材質。
5. 如申請專利範圍第1項所述之背板結構，其中該容置槽係以格狀、柵狀、環狀或其它任意形狀的方式在該第二板體進行設置，用於形成該第二磁力線分佈。
6. 如申請專利範圍第1項所述之背板結構，其中該磁性體的厚度係不大於該深度。
7. 如申請專利範圍第1項所述之背板結構，其中該磁性體係選自於由鐵(Fe)、鈷(Co)、鎳(Ni)、不鏽鋼以及前述任意組合所組成具有磁性材料之一族群。
8. 如申請專利範圍第1項所述之背板結構，其中該第一板體與該第二板體之間形成複數溝槽，該等溝槽係形成供冷卻水流動的水路。
9. 如申請專利範圍第8項所述之背板結構，其中該第一板體與該第二板體係藉由真空焊接的方式進行接合。
10. 如申請專利範圍第1項所述之背板結構，其中該容置槽係當為複數個容置槽時，該磁性體係分別地設置於該等容置槽，用以在該基板產生該第二磁力線分佈。