TW201907033A - 圓柱靶材組件 - Google Patents

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Abstract

一種圓柱靶材組件,用於在一物理氣相沈積處理腔室中使用而用於磁性增強之濺射應用。於此處所揭露之數個實施例中,圍繞一可旋轉之背襯管設置的一圓柱靶材具有一或多個輪廓端,符合位於一均勻磁場之外側的一磁性濺射線。輪廓端係避免或實質上減少再沈積材料聚積於圓柱靶材組件之任一端,而符合所需減少在處理腔室中及於其中處理之數個基板之表面上的粒子污染物。

Description

無再沈積濺射系統
本揭露之數個實施例大體上是有關於數個薄膜之物理氣相沈積(physical vapor deposition,PVD),且特別是有關於一種利用一圓柱旋轉靶材之濺射。
在許多應用中,沈積材料薄層於基板上係有需求的。已知的沈積薄層之技術特別是化學氣相沈積(chemical vapor deposition,CVD)及物理氣相沈積(physical vapor deposition,PVD),物理氣相沈積包括蒸發及濺射。濺射應用包括基於薄膜電晶體(thin film transistors,TFTs)之平板顯示器 (flat panel displays,FPDs)的製造。FPDs一般係製造於玻璃或聚合物之薄矩形板上。形成於玻璃面板上之電子電路係使用,以驅動接續地固定於玻璃面板上或形成於玻璃面板中的光學電路,例如是液晶顯示器(liquid crystal displays,LCDs)、有機發光二極體(organic LEDs,OLEDs)或電漿顯示器。其他形式之平板顯示器係基於OLEDs。
其中一種形式之濺射製程係利用可旋轉濺射陰極之磁性增強濺射。在一般濺射製程期間,所需靶材材料的靶材係利用從具有足夠能量之濺射氣體產生之原子、分子、或離子轟擊,以從靶材表面逐出(dislodge)靶材材料之粒子。濺射之粒子係沈積於基板上,基板通常係接地來作為陽極。在磁性增強之濺射製程期間,具有磁鐵之陣列的磁電管係固定於靶材之後方的固定位置而接近靶材之表面的磁場。磁場定義濺射區域。在濺射區域中,從濺射氣體形成之離子係集中及以高速朝向靶材表面移動且實質上垂直於靶材表面移動。離子從靶材表面逐出粒子,粒子係接著沈積於基板表面上,基板表面相反於靶材之濺射區域。來自磁性增強濺射之增加能量的離子係符合所需增加沈積率。然而,磁場之形狀所導致之非均勻轟擊靶材表面係產生不需要的沖蝕圖案(erosion patterns)。旋轉靶材係減少非均勻之沖蝕圖案,特別是圓柱旋轉靶材係減少非均勻之沖蝕圖案。可旋轉圓柱靶材組件一般包括圓柱管、或背襯管,具有靶材材料層設置於其上。背襯管及設置於其上之靶材材料係在固定之磁鐵陣列的上方旋轉,而沿著圓柱之大部份長度產生更均勻之沖蝕圖案。然而,在圓柱靶材之端的非均勻及較弱的磁場係產生減少之沖蝕及於一些例子中產生再沈積靶材材料之堆積(build-up)於靶材表面上。此再沈積材料係形成易於剝落之弱的貼附層,而在處理腔室中及基板表面上導致粒子問題。
因此,在本領域中係對消除或實質上減少再沈積靶材材料堆積於靶材表面上的可旋轉靶材有需求。
本揭露之數個實施例一般包括一可旋轉圓柱靶材,用於於磁性增強濺射腔室中使用。圓柱靶材具有一或多個輪廓表面於其之個別端,輪廓表面係於個別端符合一靜態磁場陣列提供之一磁場。藉由確保圓柱靶材之全部表面係位在磁場之一區域中,且磁場之此區域具有足夠強度以重新導向先前濺射材料離開圓柱靶材之表面,輪廓表面係避免先前濺射材料(再沈積)於圓柱靶材之端的聚積。於一實施例中,輪廓表面具有一弧形,連接圓柱靶材之一外部及一內部表面。於另一實施例中,輪廓端包括一倒角。於一些實施例中,圓柱靶材組件更包括一暗區遮罩物,與圓柱靶材分隔。於一些實施例中,暗區遮罩物具有一輪廓部份,以確保圓柱靶材及暗區遮罩物之間的一縫隙不超過一暗區長度,而避免任何不需要的電漿形成於縫隙中。
於一實施例中,一種圓柱靶材組件包括一背襯管;以及一圓柱靶材,圍繞背襯管設置。圓柱靶材主要包括一內部表面;一外部表面,圍繞內部表面同軸式設置;以及一或多個輪廓表面,在一個別靶材端各從內部表面延伸至外部表面。
於另一實施例中,一種圓柱靶材組件包括一背襯管;一圓柱靶材,圍繞背襯管設置;以及一或多個遮罩物,圍繞背襯管設置,且與背襯管分隔。圓柱靶材主要包括一內部表面;一外部表面,圍繞內部表面同軸式設置;及一或多個輪廓表面,在一個別靶材端各從內部表面延伸至外部表面。
於另一實施例中,一種圓柱靶材組件包括一背襯管;以及一圓柱靶材,圍繞背襯管設置。圓柱靶材主要包括一內部表面、一外部表面、及一輪廓表面,內部表面具有一內部直徑,外部表面具有一外部直徑,輪廓表面在圓柱靶材之一端從內部表面延伸至外部表面,其中在平行於圓柱靶材之縱軸測量時,輪廓表面從圓柱靶材之此端的約5 mm及約20 mm之間連接外部表面。為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解,下文特舉實施例,並配合所附圖式詳細說明如下:
本揭露之數個實施例一般係包括一圓柱靶材組件,包括一圓柱靶材及一暗區遮罩物,用於在磁性增強之濺射應用中使用,以實質上減少或消除再沈積材料於一圓柱靶材之數個表面上的聚積。
再沈積係為先前濺射材料(原子或分子)於靶材之表面上的沈積,材料原本係從此靶材濺射出來。一般來說,再沈積發生在已經從靶材表面濺射之材料係撞擊其他濺射材料或原子、分子、或離子且朝向靶材表面彈回。如果在靶材表面之濺射能量夠強時,先前濺射材料將從靶材再導引或在再沈積於靶材表面上之後將立刻地再濺射。如果在靶材表面之濺射能量係弱的時候,粒子將易於貼附在靶材表面及形成再沈積材料之層。一般來說,再沈積之層具有像粉末的黏稠性(consistency),且將從靶材表面輕易地剝落而在基板上產生粒子污染物問題。
一般來說,因為使用設置在圓柱靶材組件中的磁鐵的陣列,在靶材表面之濺射能量係侷限於靶材的端部之間的濺射區域。磁鐵之陣列所提供的磁場係集中電漿。電漿一般利用磁場中之惰性氣體形成,惰性氣體例如是氬。沿著濺射區域之大部份長度之磁場係為實質上均勻,然而磁場將必然於圓柱靶材組件之任一端分散,而減少圓柱靶材之端區域的離子濃度。此處之數個實施例係揭露靶材材料,靶材材料之靶材端的輪廓係符合在圓柱靶材之任一端的磁場之形狀。
於此,圓柱靶材之靶材材料係根據沈積製程及已塗佈之基板的稍後應用來選擇。舉例來說,靶材材料可選自由金屬或介電材料所組成之群組,例如是鋁、鉬、鈦、銅、或類似者、矽、IZO、IGZO、AZO、SnO、AlSnO、InGaSnO、陶瓷、及例如是使用以形成透明導電氧化物之材料的其他材料。一般來說,藉由從源提供材料或藉由反應沈積,也就是來自源之材料與提供至處理腔室之像是氧、氮、或碳之來自處理氣體的元素反應,可包括此些材料之氧化物、氮化物、或碳化物層可沈積。此處揭露之圓柱靶材組件之數個實施例可使用於濺射處理腔室中,例如是第1圖中所示之處理腔室100。
第1圖繪示處理腔室100之示意圖。一或多個基板103係在處理腔室100固定於一或多個基板載體104中,此一或多個基板載體104係支撐基板103於實質上垂直位置中。基板載體104及基板103係由傳送系統傳送。傳送系統包括數個上滾軸105及數個下滾軸106。此些上滾軸105用以支撐基板載體104於垂直位置中。此些下滾軸106用以移動基板103進入及離開處理腔室100。此些下滾軸106係藉由耦接於馬達107之旋轉軸108旋轉。將塗佈之基板表面係面對圓柱靶材組件110,及靶材材料102係從圓柱靶材組件110濺射於基板103之表面上。
第2A及2B圖繪示根據習知技藝之傳統之圓柱靶材組件210之一端。傳統之圓柱靶材組件210係使用於處理腔室100中來作為圓柱靶材組件110。圓柱靶材組件210之未繪示的另一端係為第2A及2B圖之鏡像,然而,磁鐵之極性係相反。圓柱靶材組件210包括背襯管211及磁鐵陣列組件215。背襯管211具有設置於其上之圓柱靶材213。磁鐵陣列組件215包括設置於其中之交替極性的數個磁鐵。圓柱靶材組件210更包括暗區遮罩物212,圍繞背襯管211之一端設置,其中暗區遮罩物212係與圓柱靶材213及背襯管211兩者分隔。與背襯管211電性絕緣之暗區遮罩物212係保護背襯管211而避免粒子轟擊。背襯管211及設置於其上之圓柱靶材213係繞著圓柱靶材213之縱軸Z旋轉,而磁性陣列組件215係維持靜止。第2A圖繪示磁鐵陣列組件215設置於背襯管211中之剖面圖,及第2B圖繪示磁鐵陣列組件215設置於背襯管211中之前視圖。
磁鐵陣列組件215包括交替極性之數個磁鐵,提供實質上均勻的磁場於兩個均勻磁場邊緣E之間。均勻磁場邊緣E係垂直於中心端磁鐵217之朝外表面。均勻磁場邊緣E係位於圓柱靶材組件210之各端,及藉由對分(bisecting)從外側端磁鐵216之外側極的中心至中心端磁鐵217之外側極的中心所畫出之直線來尋得。在圓柱靶材組件210之各端,磁場從均勻磁場邊緣E及中心端磁鐵217之表面的交叉點徑向向外逐漸地減弱,中心端磁鐵217之表面係為第2A-2D圖中之均勻磁場邊緣E之右邊的區域。
第2C圖繪示如第2A圖中所示且根據習知技藝之圓柱靶材組件210之端的一部份的近視圖。第2C圖繪示均勻磁場邊緣E,及延伸超出均勻磁場邊緣E第一距離X1的圓柱靶材213之外部表面,其中第一距離X1係為約20 mm及約40 mm之間。第二距離X2係由少至無濺射之區域及聚積再沈積材料214之區域兩者定義,因為此兩個區域通常有關聯。一般來說,因為弱的磁場係在等磁線M之外側的表面發現,少至無濺射係發生於沿著第二距離X2之圓柱靶材213的表面上,其中外側係意指等磁線M及靶材之端之間的區域,或意指第2A-2D圖中之等磁線M的右邊。在處理期間,再沈積材料214在此相同之區域中聚積於圓柱靶材213之表面上,此相同之區域係在靶材端219及等磁線M之間,或沿著第二距離X2,其中第二距離X2係在約5 mm及約20 mm之間,例如是約10 mm及約15 mm之間,例如是約10 mm。於此,等磁線M具有半徑R,其中半徑R係在中心端磁鐵217的朝外表面處之自均勻磁場邊緣E之距離,及自靶材端219之第二距離X2係在具有厚度T的圓柱靶材213之表面處。第2C圖更揭露設置於靶材端219及暗區遮罩物212之間的縫隙G。縫隙G係小於約一個暗區長度,其中在提供電位及氣體壓力來取得足夠能量以開始離子化濺射氣體且從其形成電漿之前,電子必須移動的距離係為一個暗區長度。縫隙G一般係針對大部份的濺射製程為約3 mm。
第2D圖繪示根據習知技藝之使用之靶材表面的沖蝕剖面。一般來說,圓柱靶材213之表面係以均勻速率在均勻磁場邊緣E及未繪示之圓柱靶材組件之相反端的相反均勻磁場邊緣之間沖蝕。圓柱靶材213之表面的均勻沖蝕係產生沿著大部份之該表面的使用厚度T’。在均勻磁場邊緣E及靶材端219之間,磁場係分散,直到沒有或少量之沖蝕發生,而致使再沈積材料214聚積於圓柱靶材213之表面上。如圖所示,沿著第二距離X2之再沈積材料214之聚積係實質上對應於少量或沒有靶材沖蝕之區域。端剖面218繪示在均勻磁場邊緣E及等磁線M之間的典型非均勻之沖蝕剖面。
第3A圖繪示根據本揭露一實施例之圓柱靶材組件310之一端的示意圖,圓柱靶材組件310可使用來取代圓柱靶材組件110。圓柱靶材組件310包括背襯管211,具有圓柱靶材313設置於其上。背襯管211及圓柱靶材313係圍繞磁鐵陣列組件215可旋轉地設置。圓柱靶材313包括單一主體或數個圓柱靶材區段,且於一些實施例中藉由未繪示之接合層貼附於背襯管211。圓柱靶材組件310更包括暗區遮罩物312,圍繞背襯管211設置,其中暗區遮罩物312係與圓柱靶材313及背襯管211兩者分隔且電性絕緣。於一些實施例中,暗區遮罩物312係以例如是不鏽鋼之導電材料製成,且一般係接地(未繪示)。背襯管211及圓柱靶材313繞著Z軸旋轉,而磁鐵陣列組件215係保持靜止。圓柱靶材313包括靶材材料,具有厚度T。於一些實施例中,圓柱靶材313包括靶材材料,選自由金屬或介電材料所組成之群組,例如是鋁、鉬、鈦、銅、或類似者、矽、IZO、IGZO、AZO、SnO、AlSnO、InGaSnO、陶瓷、及例如是使用以形成透明導電氧化物之材料的其他材料。厚度T係為約5 mm及約30 mm之間,例如是9 mm及約26 mm之間,例如是針對包括介電材料之靶材材料為9 mm及約15 mm之間,及針對包括金屬之靶材材料係為約16 mm及26 mm之間。
第3B圖繪示如第3A圖中所示之圓柱靶材組件310之端的一部份之近視圖。於此,圓柱靶材313包括內部表面313B、外部表面313A及一或多個靶材端。內部表面313B具有內部直徑。外部表面313A圍繞內部表面313B同軸式設置,及具有外部直徑。其中,各靶材端係塑形,以形成輪廓表面319。輪廓表面319從內部表面313B延伸至外部表面313A。於此,外部表面313A及輪廓表面319係不延伸至等磁線M之外側。輪廓表面319之形狀確保沿著實質上圓柱靶材313之所有表面的濺射能量係足以避免再沈積材料聚積於圓柱靶材313上,包括輪廓表面319。再沈積材料例如是繪示於第2A-2D圖之習知技藝中的再沈積材料214之層。此係因為在等磁線M或等磁線M內側之表面的磁場係夠強,以確保靶材表面以離子化氣體原子持續地且充分地轟擊,使得再沈積材料之層不會聚積於靶材表面上。於此實施例中,輪廓表面319係為弧之形狀,其中弧具有中心C,中心C位於均勻磁場邊緣E及中心端磁鐵217之表面,且具有弧半徑R’。弧半徑R’約等同於或小於等磁線M之半徑,例如是小於半徑R約5 mm之弧半徑R’,例如是小於半徑R約3 mm之弧半徑R’,例如是小於半徑R約1 mm之弧半徑R’。於此,弧半徑R’係在約10 mm及約100 mm之間,例如是約10 mm及約50 mm之間,例如是約20 mm及約40 mm之間,例如是約25 mm及約35 mm之間,例如是約30 mm。於其他實施例中,輪廓表面319係由具有弧半徑R’之弧定義,其中弧在自圓柱靶材313之端的一距離處交會外部表面313A,此距離在平行於圓柱靶材313之縱軸Z測量時係約等同於或大於第二距離X2,例如是約5 mm及約25 mm之間,舉例為針對包括介電材料之靶材材料係為約5 mm及約12 mm之間,及針對包括金屬之靶材材料係為約8 mm及約20 mm之間。
第3A及3B圖更揭露暗區遮罩物312,具有相同於輪廓表面319之相同一般形狀的輪廓部份321。暗區遮罩物312之輪廓部份321係提供縫隙G’,縫隙G’具有實質上均勻距離於輪廓表面319及暗區遮罩物312之間,以避免電漿形成於該區域中。於此,縫隙G’係為約1 mm及約5 mm之間,例如是約2 mm及4 mm之間,例如是約3 mm。暗區遮罩物312之輪廓部份321包括弧,具有中心C及弧半徑R’加上縫隙G’之半徑。
第3C圖繪示圓柱靶材313之使用表面的沖蝕剖面。一般來說,圓柱靶材313之表面係以均勻速率在均勻磁場邊緣E及第二個均勻磁場邊緣之間沖蝕。第二個均勻磁場邊緣係在圓柱靶材組件310之相反端。在此些均勻磁場邊緣之間的均勻沖蝕係產生沿著大部份之圓柱靶材313之表面的使用厚度T’。端剖面318係繪示在均勻磁場邊緣E及等磁線M之間的典型非均勻之沖蝕剖面。於此,輪廓表面319係藉由暗區遮罩物312保護而避免沖蝕且在圓柱靶材313之使用壽命期間保持其形狀。
第4圖繪示根據本揭露另一實施例之圓柱靶材組件410之近視圖,圓柱靶材組件410使用於處理腔室100中來作為圓柱靶材組件110。在此實施例中,靶材端之輪廓表面419係從圓柱靶材413之外部直徑之外部表面413A延伸至圓柱靶材413之內部直徑之內部表面413B。如第4圖中所示,輪廓表面419係為倒角,使得外部表面413A及輪廓表面419係位在等磁線M或位於等磁線M之內側。於此,輪廓表面419係在與圓柱靶材413之端相隔一距離處連接外部表面413A。在平行於圓柱靶材之縱軸Z測量時,此距離約等同於或大於第二距離X2,例如是約5 mm及約30 mm之間,例如是約5 mm及約25 mm之間,舉例為針對包括介電材料之靶材材料係為約5 mm及約12 mm之間,及針對包括金屬之靶材材料係為約8 mm及約20 mm之間。靶材端之輪廓表面419具有自圓柱靶材413之縱軸Z的傾斜角θ,其中傾斜角θ係為約30°及約60°之間,例如是約45°。
第4圖更揭露暗區遮罩物412,與輪廓表面419相隔縫隙G’,其中縫隙G’係為約1 mm及約5 mm之間,例如是約2 mm及4 mm之間,例如是約3 mm。於此,暗區遮罩物具有斜角部份421,實質上平行於輪廓表面419之倒角。
此處所述之數個實施例係提供可旋轉圓柱靶材及圓柱靶材組件,實質上減少或消除圓柱靶材表面上之再沈積材料之聚積。
綜上所述,雖然本發明已以實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作各種之更動與潤飾。因此,本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧處理腔室
102‧‧‧靶材材料
103‧‧‧基板
104‧‧‧基板載體
105‧‧‧上滾軸
106‧‧‧下滾軸
107‧‧‧馬達
108‧‧‧旋轉軸
110、210、310‧‧‧圓柱靶材組件
211‧‧‧背襯管
212、312、412‧‧‧暗區遮罩物
213、313、413‧‧‧圓柱靶材
214‧‧‧再沈積材料
215‧‧‧磁鐵陣列組件
216‧‧‧外側端磁鐵
217‧‧‧中心端磁鐵
218‧‧‧端剖面
219‧‧‧靶材端
313A、413A‧‧‧外部表面
313B、413B‧‧‧內部表面
318‧‧‧端剖面
319、419‧‧‧輪廓表面
321‧‧‧輪廓部份
421‧‧‧斜角部份
C‧‧‧中心
E‧‧‧均勻磁場邊緣
G、G’‧‧‧縫隙
M‧‧‧等磁線
R‧‧‧半徑
R’‧‧‧弧半徑
T‧‧‧厚度
T’‧‧‧使用厚度
X1‧‧‧第一距離
X2‧‧‧第二距離
Z‧‧‧縱軸
θ‧‧‧傾斜角
為了使本揭露的上述特徵可詳細地瞭解,簡要摘錄於上之本揭露之更特有的說明可參照數個實施例,部份之此些實施例係繪示於所附之圖式中。然而,值得注意的是,針對本揭露可承認其他等效實施例來說,所附之圖式僅繪示出本揭露之典型實施例及因而不視為限制其之範圍。
第1圖繪示根據此處所述實施例之具有圓柱靶材組件之沈積設備的示意圖。
第2A圖繪示根據習知技藝之圓柱靶材組件之一端部份的剖面側視圖。
第2B圖繪示第2A圖之圓柱靶材組件之端部份的剖面前視圖。
第2C圖繪示第2A-2B圖中所示之圓柱靶材及暗區遮罩物之的近視圖。
第2D圖繪示第2A-2C圖之圓柱靶材之沖蝕剖面(erosion profile)的近視圖。
第3A圖繪示根據一實施例之圓柱靶材組件之一端部份的剖面側視圖。
第3B圖繪示第3A圖中所示之圓柱靶材及暗區遮罩物之近視圖。
第3C圖繪示第3A-3B圖之圓柱靶材之沖蝕剖面的近視圖。
第4圖繪示根據另一實施例之圓柱靶材及暗區遮罩物之近視圖。
為了有利於了解,相同的參考編號已經在可行處使用,以表示通用於圖式之相同的元件。將理解的是,一實施例之元件及特徵可有利地合併於其他實施例中而無需進一步說明。

Claims (20)

  1. 一種圓柱靶材組件,包括: 一背襯管;以及 一圓柱靶材,圍繞該背襯管設置,該圓柱靶材包括: 一內部表面; 一外部表面,圍繞該內部表面同軸式設置;以及 一或多個輪廓表面,在一個別靶材端各從該內部表面延伸至該外部表面。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之圓柱靶材組件,其中該圓柱靶材包括一靶材材料,選自由一金屬、一氧化物、一碳化物、一氮化物、及其組合所組成之群組。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之圓柱靶材組件,其中該圓柱靶材包括複數個靶材區段。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之圓柱靶材組件,其中該一或多個輪廓表面之至少一者包括一弧。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之圓柱靶材組件,其中該一或多個輪廓表面之至少一者包括一倒角,具有相對於該圓柱靶材之縱軸之約30°及約60°之間的一角度。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之圓柱靶材組件,更包括一或多個遮罩物,圍繞該背襯管設置,及與該背襯管分隔。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之圓柱靶材組件,其中該一或多個輪廓表面之各者包括一弧,及其中該弧之中心係位於一均勻磁場的一邊緣及將設置於該背襯管中之一靜態磁鐵陣列的一表面。
  8. 如申請專利範圍第2項所述之圓柱靶材組件,其中該靶材材料具有約5 mm 及約30 mm之間的一厚度。
  9. 如申請專利範圍第4項所述之圓柱靶材組件,其中在平行於該圓柱靶材之縱軸測量時,該一或多個弧之各者在從該圓柱靶材之個別端的約5 mm及約30 mm之間連接該外部表面。
  10. 如申請專利範圍第5項所述之圓柱靶材組件,其中在平行於該圓柱靶材之該縱軸測量時,該倒角在從該圓柱靶材之個別端的約5 mm及約30 mm之間連接該外部表面。
  11. 如申請專利範圍第6項所述之圓柱靶材組件,其中該一或多個遮罩物之各者及一個別輪廓表面係定義一縫隙,及其中該縫隙係為約1 mm及約5 mm之間。
  12. 如申請專利範圍第7項所述之圓柱靶材組件,更包括該靜態磁鐵陣列。
  13. 如申請專利範圍第9項所述之圓柱靶材組件,其中該一或多個弧之各者的半徑係為約10 mm及約40 mm之間。
  14. 一種圓柱靶材組件,包括: 一背襯管; 一圓柱靶材,圍繞該背襯管設置,該圓柱靶材包括: 一內部表面; 一外部表面,圍繞該內部表面同軸式設置;及 一或多個輪廓表面,在一個別靶材端各從該內部表面延伸至該外部表面;以及 一或多個遮罩物,圍繞該背襯管設置,且與該背襯管分隔。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之圓柱靶材組件,更包括一靜態磁鐵陣列,設置於該背襯管中。
  16. 如申請專利範圍第14項所述之圓柱靶材組件,其中該一或多個遮罩物之各者及一個別輪廓表面係定義約1 mm及約5 mm之間的一縫隙。
  17. 如申請專利範圍第14項所述之圓柱靶材組件,其中該些輪廓表面之至少一者包括一倒角,具有相對於該圓柱靶材之縱軸之約30°及約60°之間的一角度。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之圓柱靶材組件,其中在平行於該圓柱靶材之該縱軸測量時,該倒角從該圓柱靶材之一端的約5 mm及約30 mm之間開始。
  19. 一種圓柱靶材組件,包括: 一背襯管;以及 一圓柱靶材,圍繞該背襯管設置,該圓柱靶材包括一內部表面、一外部表面、及一輪廓表面,該內部表面具有一內部直徑,該外部表面具有一外部直徑,該輪廓表面在該圓柱靶材之一端連接該內部表面及該外部表面,其中在平行於該圓柱靶材之縱軸測量時,該輪廓表面在從該圓柱靶材之該端的約5 mm及約20 mm之間交會該外部表面。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之圓柱靶材組件,其中該輪廓表面包括一倒角,具有相對於該圓柱靶材之該縱軸約30° 及約60°之間的一角度。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111041434B (zh) * 2020-03-17 2020-06-19 上海陛通半导体能源科技股份有限公司 用于沉积绝缘膜的物理气相沉积设备

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3516949B2 (ja) * 1990-08-10 2004-04-05 バイラテック・シン・フィルムズ・インコーポレイテッド 回転マグネトロンスパッタリングシステムにおけるアーク抑制のためのシールディング
JPH0657419A (ja) * 1992-08-07 1994-03-01 Mitsubishi Materials Corp スパッタリング用ターゲット
EP0625792B1 (en) * 1993-05-19 1997-05-28 Applied Materials, Inc. Apparatus and process for increasing uniformity of sputtering rate in sputtering apparatus
CN2292095Y (zh) * 1996-04-05 1998-09-23 永胜诚信工贸公司 圆柱型平面式磁控溅射靶
US5914018A (en) * 1996-08-23 1999-06-22 Applied Materials, Inc. Sputter target for eliminating redeposition on the target sidewall
US6086735A (en) * 1998-06-01 2000-07-11 Praxair S.T. Technology, Inc. Contoured sputtering target
US6149776A (en) * 1998-11-12 2000-11-21 Applied Materials, Inc. Copper sputtering target
US6673220B2 (en) * 2001-05-21 2004-01-06 Sharp Laboratories Of America, Inc. System and method for fabricating silicon targets
EP1969613B1 (en) * 2005-12-22 2012-08-22 Oerlikon Solar AG, Trübbach Method of manufacturing at least one sputter-coated substrate and sputter source
EP2276055A1 (en) * 2009-07-13 2011-01-19 Applied Materials, Inc. Target backing tube, cylindrical target, and cylindrical target assembly
CN102534521A (zh) * 2010-12-13 2012-07-04 中国科学院沈阳科学仪器研制中心有限公司 一种磁控靶布气结构
US20140332376A1 (en) * 2011-11-04 2014-11-13 Intevac, Inc. Sputtering system and method using counterweight
CN103290373B (zh) * 2013-05-14 2016-09-14 宁波韵升股份有限公司 一种卧式多靶真空溅射或离子镀膜机
JP2015168832A (ja) * 2014-03-05 2015-09-28 東ソー株式会社 円筒形スパッタリングターゲットとその製造方法
JP2015183284A (ja) * 2014-03-26 2015-10-22 住友金属鉱山株式会社 円筒形スパッタリングターゲットおよびその製造方法

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