TW202035748A - 分割濺射靶及其製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種在背板上接合多個濺射靶部件而成的分割濺射靶,該分割濺射靶對各個濺射靶部件的厚度進行了控制。一種分割濺射靶,包括:隔著間隙地排列在背板上的多個平板狀濺射靶部件;接合材料,其配置在背板與各個濺射靶部件之間;遮蔽材料,其配置在鄰接的濺射靶部件之間的所述間隙中;多個線狀墊隔件,配置在背板與各個濺射靶部件之間的不會與遮蔽材料重疊的位置,用於調節接合材料的厚度。
Description
本發明涉及一種分割濺射靶,其是在背板上接合多個濺射靶部件,尤其是多個氧化物半導體濺射靶部件而成。另外,本發明涉及一種分割濺射靶的製造方法。
濺射法,經常用作成膜方法以製造例如包含液晶顯示器以及有機EL顯示器等顯示裝置的各種電子設備的薄膜。近年,隨著顯示裝置的大型化,在濺射法中使用的濺射靶也需要大型化。
作為顯示裝置用濺射靶,經常使用氧化物半導體濺射靶部件。然而,由於氧化物半導體濺射靶部件由陶瓷製成,因此較脆,故而難以大面積化。因此,以往以來,使用在背板上接合多個濺射靶部件而成的分割濺射靶。
在使用分割濺射靶的情況下,考慮到構成背板的材料(典型地為銅)與濺射靶部件之間的熱膨脹差,通常在鄰接的濺射靶部件之間設置若干間隙。然而,如果鄰接的濺射靶部件之間存在間隙,則存在當濺射時背板也被濺射,且構成背板的材料(典型地為銅)混入濺射膜中,給濺射膜的特性帶來負面影響的危險性。因此,提出了一種在分割濺射靶中,在鄰接的濺射靶部件之間的間隙中配置遮蔽材料由此防止背板露出的方法。
日本專利第5711172號公報(專利文獻1)中提出了一種分割濺射靶,是在背板上藉由低熔點焊料接合多個靶部件而形成的分割濺射靶,其特徵在於,沿著在被接合的靶部件之間形成的間隙,在背板上設置保護體,靶部件為氧化物半導體,保護體由帶狀的第1保護部件和帶狀的第2保護部件構成,第2保護部件配置在背板側,在該第2保護部件之上層疊第1保護部件,第1保護部件是高分子片材。
在日本專利第6079228號公報(專利文獻2)中,提出了一種多分割濺射靶,其特徵在於,在多分割濺射靶中,沿著在相鄰的靶材上形成的分割部的底部,以焊料材不會露出的方式在焊料材上設置金屬製成的線狀的保護材,該保護材的高度為從背板表面到靶材表面的高度的1/10以下。
在日本專利第4961513號公報(專利文獻3)中,提出了一種分割濺射靶,其是藉由低熔點焊料將多個靶部件接合在背板上而形成的分割濺射靶,其特徵在於,在接合的靶部件之間形成的間隙中,填充由包含構成靶部件的金屬元素的陶瓷粉末構成的陶瓷材,陶瓷粉末的填充厚度是在靶部件之間形成的間隙深度的10%~70%。
日本專利第4961514號公報(專利文獻4)中提出了一種分割濺射靶,是藉由低熔點焊料將多個靶部件接合在背板上而形成的分割濺射靶,其特徵在於,沿著在被接合的靶部件之間形成的間隙,在背板上設置保護體,保護體由帶狀的第1保護部件和帶狀的第2保護部件構成,第2保護部件配置在背板側,在該第2保護部件上層疊第1保護部件,第1保護部件由陶瓷材料形成,該陶瓷材料由氧化物或氮化物構成。
現有技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本專利第5711172號公報
專利文獻2:日本專利第6079228號公報
專利文獻3:日本專利第4961513號公報
專利文獻4:日本專利第4961514號公報
發明要解決的技術問題
如此,提出了在分割濺射靶中,在鄰接的濺射靶部件之間的間隙中配置遮蔽材料由此防止背板露出的方法。然而,在分割濺射靶的情況下,各個濺射靶部件獨立地接合於背板,因此存在低熔點焊料這類接合材料的厚度容易產生不均勻的問題。在現有技術中,對分別接合分割的各個濺射靶部件的接合材料的厚度進行控制的研究仍然不充分。
本發明鑒於上述情況而提出,在一實施方式中,要解決的技術問題是提供一種在背板上接合多個濺射靶部件而成的分割濺射靶,該分割濺射靶對各個濺射靶部件的厚度進行了控制。另外,本發明在另一實施方式中,要解決的技術問題是提供一種這樣的分割濺射靶的製造方法。
解決技術問題的方法
本發明人,為了解決上述技術問題進行深入研究,發現在背板與各個濺射靶部件之間配置線狀的墊隔件是有利的。並且發現,以墊隔件不會與設置在鄰接的濺射靶部件之間的間隙中的遮蔽材料重疊的方式配置墊隔件,有利於厚度控制。本發明基於上述知識而完成,在下文中進行示例。
[1]
一種分割濺射靶,包括:隔著間隙地排列在背板上的多個平板狀濺射靶部件;接合材料,配置在背板與各個濺射靶部件之間;遮蔽材料,配置在鄰接的濺射靶部件之間的所述間隙中;多個線狀墊隔件,配置在背板與各個濺射靶部件之間的不會與遮蔽材料重疊的位置,用於調節接合材料的厚度。
[2]
如[1]所述的分割濺射靶,其中,在俯視下,所述多個線狀墊隔件中的任一個均不具有從濺射靶部件的外周側面延伸出的部分。
[3]
如[1]或[2]所述的分割濺射靶,其中,所述多個線狀墊隔件中的至少一個的一端或兩端,位於濺射靶部件的外周側面中的沒有配置遮蔽材料的部分的正下方。
[4]
如[3]所述的分割濺射靶,其中,多個平板狀濺射靶部件中的至少一個俯視為矩形,所述多個線狀墊隔件中的至少一個,其兩端位於構成該至少一個俯視為矩形的濺射靶部件的四條邊中的一條邊的外周側面的正下方,或者,各端位於構成相鄰的兩條邊的各個外周側面的正下方。
[5]
如[4]所述的分割濺射靶,其中,所述多個線狀墊隔件中的至少一個,其兩端位於構成該至少一個俯視為矩形的濺射靶部件的四條邊之一的外周側面的正下方,並且在背板與該至少一個俯視為矩形的濺射靶部件之間,配置成隨著離開該兩端而頂端變細的俯視V字狀。
[6]
如[4]所述的分割濺射靶,其中,所述多個線狀墊隔件中的至少一個,其兩端位於構成該至少一個俯視為矩形的濺射靶部件的四條邊之一的外周側面的正下方,並且在背板與該至少一個俯視為矩形的濺射靶部件之間,配置成隨著離開該兩端而頂端變細的俯視等邊梯形狀。
[7]
如[4]所述的分割濺射靶,其中,所述多個線狀墊隔件中的至少一個,其各個端位於構成該至少一個俯視為矩形的濺射靶部件的四條邊中的相鄰的兩條邊的各個外周側面的正下方,並且在背板與該至少一個俯視為矩形的濺射靶部件之間,配置成俯視L字狀。
[8]
如[1]~[7]中任一項所述的分割濺射靶,其中,多個平板狀濺射靶部件由氧化物半導體形成。
[9]
如[1]~[8]中任一項所述的分割濺射靶,其中,所述多個線狀墊隔件的直徑為0.1mm~1.0mm。
[10]
如[1]~[9]中任一項所述的分割濺射靶,其中,所述多個線狀墊隔件的材質是從銅、鈦、鐵、鋁、鎳及鉻構成的群組中選擇的金屬或者含有所述金屬中的一種以上的合金。
[11]
如[1]~[10]中任一項所述的分割濺射靶,其中,遮蔽材料的上表面位於比各個濺射靶部件的下表面更靠下方的位置,接合材料介於遮蔽材料的上表面與各個濺射靶部件的下表面之間。
[12]
如[11]所述的分割濺射靶,其中,所述多個線狀墊隔件在遮蔽材料的厚度方向上的長度,比遮蔽材料的厚度更大。
[13]
如[11]或[12]所述的分割濺射靶,其中,配置在所述間隙中的遮蔽材料的寬度,與彼此鄰接的濺射靶部件之間的間隔相同,或者比所述間隔大。
[14]
如[1]~[13]中任一項所述的分割濺射靶,其中,多個平板狀濺射靶部件均俯視為矩形,並在背板上以2行×N列(N為1以上的自然數)進行排列。
[15]
如[1]~[14]中任一項所述的分割濺射靶,其中,遮蔽材料的材質具有絕緣性。
[16]
如[1]~[15]中任一項所述的分割濺射靶,其中,遮蔽材料在所述間隙中露出。
[17]
一種成膜方法,包括對如[1]~[16]中任一項所述的分割濺射靶進行濺射。
[18]
一種分割濺射靶的製造方法,其是製造如[1]~[16]中任一項所述的分割濺射靶的方法,包括:
步驟a,在背板上配置遮蔽材料;
步驟b,在背板上的不會與遮蔽材料重疊的位置配置用於調節接合材料的厚度的多個線狀墊隔件;
步驟c,將遮蔽材料、配置有線狀墊隔件的所述背板和多個平板狀濺射靶部件進行加熱,並在各個貼合面上塗覆接合材料;
步驟d,藉由熔融的接合材料將遮蔽材料、配置有線狀墊隔件的所述背板和多個平板狀濺射靶部件進行貼合;
步驟e,之後進行冷卻使接合材料固化。
[19]
如[18]所述的分割濺射靶的製造方法,其中,在步驟b中,線狀墊隔件配置成在俯視下,具有從配置在所述線狀墊隔件之上的預定的濺射靶部件的外周側面中的沒有配置遮蔽材料的部分延伸出的部分,並且在不會與配置的預定的濺射靶部件重疊的位置處,將該延伸出的部分暫時固定於背板。
[20]
如[19]所述的分割濺射靶的製造方法,其中,還包括在實施步驟e後,以切斷面位於所述濺射靶部件的外周側面中的沒有配置遮蔽材料的部分的正下方的方式,切斷並除去所述延伸出的部分。
發明的效果
根據本發明的一實施方式,在使用分割濺射靶時,能夠防止背板的組成成分混入濺射膜中。
另外,根據本發明的一實施方式,能夠容易地控制對分割濺射靶中的各個濺射靶部件進行接合的接合材料的厚度。因此,容易使得多個濺射靶部件之間的上表面高度一致。即,容易製作在多個的濺射靶部件之間,上表面的高度沒有高度差或起伏而是在同一平面上的分割濺射靶。由此,可期待能夠抑制濺射時的結瘤、微粒。另外,由於在多個濺射靶之間熱傳遞特性沒有偏差,因此可期待構成分割濺射靶的各個濺射靶部件難以破裂。
因此,根據本發明的一實施方式,能夠提供對濺射膜的大面積化有貢獻的分割濺射靶。可認為,該分割濺射靶,例如,在大型液晶顯示器及大型有機EL顯示器等大型顯示裝置的工業生產中,能夠有極大貢獻。
<A. 分割濺射靶>
以下,參照附圖,說明本發明的實施方式。圖1示出本發明的一實施方式的分割濺射靶(100)的示意性俯視圖。圖2示出沿厚度方向切斷本發明的一實施方式的分割濺射靶(100)時的示意性剖面圖。
本發明的一實施方式的分割濺射靶(100),包括:
隔著間隙(103)排列在背板(102)上的多個平板狀濺射靶部件(104),
接合材料(106),配置在背板(102)與各個濺射靶部件(104)之間,
遮蔽材料(108),配置在鄰接的濺射靶部件(104)之間的所述間隙(103)中,
多個線狀墊隔件(110(110a,110b,110c,110d)),配置在背板(102)與各個濺射靶部件(104)之間的不會與遮蔽材料(108)重疊的位置,用於調節接合材料(106)的厚度。
(1. 背板)
背板,藉由與濺射靶部件接合從而發揮提高分割濺射靶的結構性強度的功能。特別地,當濺射靶部件由陶瓷等較脆的物質形成時,使用背板特別有利。作為形成背板的材質,基於強度的觀點,優選為金屬,例如可列舉鋁、鋁合金、不銹鋼、銅及銅合金、鈦、鎢、鉬等。其中,其中特別是在使用由銅這類導電性高的金屬構成的背板的情況下,背板在靶的間隙中露出,導致濺射時的異常顯著,因此利用遮蔽材料的接合方法是有效的。
在一實施方式中,背板可以是平板狀的。背板的俯視形狀沒有特別限制,例如能夠是多邊形,典型地為四邊形,更典型地為矩形。能夠將多邊形的各個頂點適當地進行倒角。
背板的厚度,根據需要的分割濺射靶的結構性強度、重量・尺寸進行適當設置即可,沒有特別限制,例如能夠設為3~30mm,典型地能夠為5~20mm。
(2. 濺射靶部件)
在背板上,能夠隔著間隙排列多個平板狀濺射靶部件。排列方法沒有特別限制,多個平板狀濺射靶部件,例如,能夠以M行×N列(M為2以上的自然數,N為1以上的自然數)排列在背板上。其中,基於能夠容易地對配置在多個平板狀濺射靶部件的下方的所有線狀墊隔件進行暫時固定的觀點,多個平板狀濺射靶部件,優選以2行×N列(N為1以上的自然數)進行排列。線狀墊隔件的暫時固定方法,在下文描述。基於容易使分割濺射靶大型化的觀點,更優選以2行×N列(N為2以上的自然數)進行排列。
鄰接的濺射靶部件之間的間隔(間隙),能夠形成為在俯視下為線狀,優選地形成為在俯視下為直線狀。例如,當4個平板狀濺射靶部件以2行×2列排列在背板上時,在俯視下兩根直線狀間隔(間隙)優選形成為十字狀。通常,當4個以上的平板狀濺射靶部件以M行×N列(M為2以上的自然數,N為2以上的自然數)排列在背板上時,優選在俯視下形成(M-1)根×(N-1)根直線狀間隔(間隙),並形成(M-1)×(N-1)個十字狀交叉點。
基於減小結瘤、電弧等濺射故障並使膜特性均勻化的觀點,間隔(間隙)越小越優選,因此在任何位置間隔均優選為1.0mm以下,更優選為0.7mm以下,還更優選為0.5mm以下。但是,當相鄰的濺射靶部件之間的間隔(間隙)過窄時,在製造步驟中進行除去接合後在間隙中固化的In等接合材料的操作時,靶產生剝落的風險增大,並且在對靶進行濺射時靶會熱膨脹,此時彼此對置的濺射靶部件的端面會接觸,存在濺射靶部件破裂的風險,因此在任何位置相鄰的濺射靶部件之間的間隔(間隙)均優選為0.2mm以上,更優選為0.3mm以上。
多個平板狀濺射靶部件的形狀、尺寸及材質可以分別不同,可以一部分相同,也可以全部相同。然而,基於藉由減少結瘤、電弧等濺射故障,並使膜特性均勻化、使熱膨脹特性均勻,從而減少濺射中的破裂的理由,多個平板狀濺射靶部件的形狀、尺寸及材質優選全部相同。
各個平板轉濺射靶部件的俯視形狀沒有特別限制,例如能夠為多邊形,典型地為四邊形,更典型地為矩形。多邊形的各個頂點能夠適當地進行倒角。
各個平板狀濺射靶部件在俯視下的大小,根據各個濺射靶部件的材質、強度及厚度進行適當設置即可,沒有特別限制,例如能夠設為100~10000cm2
,典型地能夠為500~5000cm2
。
各個濺射靶部件的材質,沒有特別限制,可列舉:矽(Si)及鍺(Ge)等半導體材料,Al2O3、PZT(Pb(Zr、Ti)O3)、HfO2,La2O3、MgO、ITO、IZO、ZTO、ITZO及IGZO等氧化物系陶瓷,鈦、銦、釩、鋯、鉬及鎢等金屬材料,硼化物(例如:TiB2、CrB2、WB)、碳化物(例:WC、TiW、SiC)、氮化物(例:TiN、AlN)、矽化物(例:TiSi2、CrSi2)等非氧化物系陶瓷。它們可以單獨形成各個濺射靶部件,也可以混合兩種以上形成各個濺射靶部件。另外,與透明導電膜用靶相比較,在氧化物半導體靶的情況下,導電性的背板會在鄰接的濺射靶的間隙中露出,因此濺射膜的特性更容易不均勻化。因此,作為各個濺射靶部件的材質,尤其能夠合適地利用ITZO及IGZO等氧化物半導體。另外,各個濺射靶部件也可以含有除此以外的成分。
(3. 接合材料)
接合材料藉由配置在背板與各個濺射靶部件之間,從而發揮接合背板與各個濺射靶部件的作用。接合材料的材質,可在考慮背板與各個濺射靶部件的材質的基礎上進行適當選擇,例如,能夠使用In、In-Sn合金(例:Sn 60~90at%)、Sn-Ag合金(例:Ag 3~20at%)、Pb-Sn合金(例:Sn 50~95at%)等熱傳導性和導電性良好的低熔點金屬(例:熔點為130~250℃)。
接合材料優選不存在於鄰接的濺射靶部件之間的間隙中。如果鄰接的濺射靶部件之間的間隙中存在接合材料,則存在濺射時接合材料被濺射,構成接合材料的材料混入濺射膜中的擔憂。
(4. 遮蔽材料)
遮蔽材料,藉由配置在鄰接的濺射靶部件之間的間隙中,能夠發揮防止背板在該間隙中露出的功能。由此,在濺射時能夠防止背板被濺射,而使構成背板的材料(典型地為銅)混入濺射膜中。在優選的一實施方式中,在上述間隙中不存在接合材料,而是露出遮蔽材料。
遮蔽材料的材質,只要比構成背板的成分更難被濺射,就能夠得到本發明的最低程度的效果。另外,遮蔽材料的材質,優選與接合材料的反應性低,並且在對氧化物半導體進行成膜的情況下,即使有微量混入成膜的氧化物半導體薄膜中,與Cu相比也能夠更小地影響TFT元件特性。
例如,作為遮蔽材料的材質,能夠使用Zn、Ti或Sn,或者,能夠使用含有80質量%以上的Zn、Ti及Sn中的任一種以上的合金。如此,在遮蔽材料為金屬材質的情況下,例如能夠以金屬箔的形態提供遮蔽材料。
然而,為了防止在濺射時背板成分被濺射而混入濺射膜中,遮蔽材料的材質優選具有絕緣性。作為絕緣性的材料,可列舉陶瓷及樹脂。在遮蔽材料為陶瓷或樹脂的情況下,例如能夠以片材的形態提供遮蔽材料。陶瓷,沒有特別限定,可列舉氧化鋁、二氧化矽、氧化鎂、氧化鋯。樹脂,沒有特別限定,可列舉酚醛樹脂、三聚氰胺樹脂、環氧樹脂、尿素樹脂、聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯,聚醋酸乙烯,ABS樹脂、AS樹脂,丙烯酸樹脂、聚縮醛、聚碳酸酯、改性聚苯醚(PPE)、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚芳酯、聚碸、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚醯亞胺樹脂、聚醯胺醯亞胺樹脂、氟樹脂。遮蔽材料可以單獨使用它們中的一種,也可以組合兩種以上進行使用。其中,基於硬度、強度、購買容易程度的理由,優選聚醯胺醯亞胺樹脂以及聚醯亞胺樹脂,更優選聚醯胺醯亞胺樹脂。
參照圖2,遮蔽材料(108)的上表面,位於比各個濺射靶部件(104)的下表面更靠下方的位置,接合材料(106)優選介於遮蔽材料(108)的上表面與各個濺射靶部件(104)的下表面之間。由此,能夠使得遮蔽材料不直接接觸濺射靶部件,而是濺射靶部件的下表面全部直接接觸接合材料,因此當在使用絕緣性的遮蔽材料的情況等遮蔽材料的熱傳導性低時,從背板向濺射靶部件的熱傳導性提高。另外,由於遮蔽材料位於比各個濺射靶部件的下表面更靠下方的位置,因此濺射時等離子體難以抵達遮蔽材料,還可得到遮蔽材料難以被濺射的效果。
遮蔽材料的寬度,與鄰接的濺射靶部件之間的間隔相同,或者比該間隔更大,後者的方式更優選。換言之,在俯視分割濺射靶時,遮蔽材料深入到與鄰接的濺射靶部件的彼此相向的各個側緣相比更靠近濺射靶部件的內側的狀態是優選的。由此,背板被遮蔽材料遮蔽的區域比上述間隔更大,因此能夠進一步降低背板被濺射的可能性。
遮蔽材料的厚度的下限,基於遮蔽材料的強度與維持操作時的形狀的觀點,優選為0.1mm以上,更優選為0.3mm以上。遮蔽材料的厚度的上限,基於抑制靶的熱傳導性惡化的觀點,優選為1.0mm以下,更優選為0.7mm以下,還更優選為0.5mm以下。
(5. 線狀墊隔件)
多個線狀墊隔件,配置在背板與各個濺射靶部件之間,用於調節接合材料的厚度。藉由使用線狀墊隔件,當在其上放置濺射靶部件時存在濺射靶部件難以破裂的優點。例如,在使用板狀的墊隔件的情況下存在如下問題:從墊隔件的邊緣部朝向濺射靶部件的背面施加有局部應力,因此以被局部施加應力的該位置為起點,在接合後的冷卻過程中以及在濺射時濺射靶部件容易破裂。與此相反,線狀墊隔件的斷面具有圓形、橢圓形或長圓等較圓的形狀,因此在墊隔件上配置濺射靶部件,局部應力難以施加於濺射靶部件的背面,另外,還能夠獲得存在於線狀墊隔件的周圍的接合材料產生的緩衝效果。因此,藉由使用線狀墊隔件,在墊隔件上放置濺射靶部件時,濺射靶部件難以破裂。
基於降低施加於濺射靶部件的背面的局部應力的觀點,多個線狀墊隔件中的每一個的直徑的下限優選為0.1mm以上,更優選為0.3mm以上,還更優選為0.5mm以上。基於不會使得背板與靶的熱傳遞效率惡化的觀點,多個線狀墊隔件中的每一個的直徑的上限優選為1.0mm以下,更優選為0.7mm以下。這裡,各個線狀墊隔件的直徑是指圓當量直徑,即其剖面面積與線狀墊隔件的剖面面積相同的圓的直徑。
多個線狀墊隔件(110)中的每一個在遮蔽材料的厚度方向上的長度(線上狀墊隔件的剖面為圓形的情況下,等於該圓的直徑),優選比遮蔽材料(108)的厚度更大(參照圖2)。由此能夠容易地實現如下的上文所述結構:遮蔽材料(108)的上表面位於比各個濺射靶部件(104)的下表面更靠下方的位置,接合材料(106)介於遮蔽材料(108)的上表面與各個濺射靶部件(104)的下表面之間。為了避免靶的高度被遮蔽材料的厚度所限定的風險,多個線狀墊隔件中的每一個在遮蔽材料的厚度方向上的長度,優選比遮蔽材料的厚度多出0.1mm以上,更優選多出0.2mm以上。如果靶與背板之間的接合材料的厚度過厚,則熱傳遞效率會變差,因此多個線狀墊隔件中的每一個在遮蔽材料的厚度方向上的厚度,優選為1.0mm以下,更優選為0.5mm以下。
另外,線狀墊隔件優選配置在不會與遮蔽材料重疊的位置。如果線狀墊隔件配置在與遮蔽材料重疊的位置,即,如果線狀墊隔件配置在遮蔽材料的上方,或相反地配置在遮蔽材料的下方,那麼配置線上狀墊隔件之上的濺射靶部件的濺射面容易相對於背板的表面傾斜,難以製作在多個濺射靶部件之間,上表面的高度不存在高度差或起伏而是在同一平面上的分割濺射靶。另外,還難以調節濺射靶部件之間的間隙,會局部地形成濺射靶部件之間的間隙較小的位置,並且會產生在濺射時濺射靶部件容易破裂的問題。
線狀墊隔件的材質,為了不妨礙背板與濺射靶部件之間的熱傳遞,優選具有高的熱傳遞特性。另外,為了在接合作業時容易操作,應當儘量避免超硬的、不具有塑性的材質。基於該觀點,線狀墊隔件的材質,優選為從銅、鈦、鐵、鋁、鎳及鉻所構成的群組中選擇的金屬或者含有這些金屬中的一種以上的合金,更優選為銅、鈦、鋁,還更優選為銅。
俯視分割濺射靶時,優選多個線狀墊隔件中的任一個均不具有從濺射靶部件的外周側面延伸出的部分。這是為了防止線狀墊隔件被濺射而給濺射膜的特性帶來預料外的負面影響。
在某特定的一根線狀墊隔件不具有從濺射靶部件的外周側面延伸出的部分的情況下,俯視平板狀濺射靶部件時,配置在該平板狀濺射靶部件之下的該線狀墊隔件的兩端,例如能夠如下進行配置。
(1)一根線狀墊隔件的兩端,位於比該平板狀濺射靶部件的外周側面更靠內側的位置的配置方法(參照用圖1的符號110c表示的線狀墊隔件)。
(2)一根線狀墊隔件的兩端,位於濺射靶部件的外周側面中的沒有配置遮蔽材料的部分的正下方(與外周側面在同一平面上)的配置方法(參照圖1中的符號110a、110b及110d表示的線狀墊隔件)。
(3)一根線狀墊隔件的一端,位於比該平板狀濺射靶部件的外周側面更靠內側的位置,且該線狀墊隔件的另一端,位於濺射靶部件的外周側面中的沒有配置遮蔽材料的部分的正下方(與外周側面在同一平面上)的配置方法。
這些方法中,基於線狀墊隔件不會從濺射靶部件的外周側面延伸出,且能夠穩定地配置在規定位置的觀點,優選(2)及(3)的方法,更優選(2)的方法。
在(1)的方法的情況下,由於線狀墊隔件的兩端位於濺射靶部件的外周側面的內側,在對線狀墊隔件進行定位時難以進行暫時固定。因此,線狀墊隔件有偏離規定的位置的風險。
在(3)的方法的情況下,配置成線狀墊隔件的一個端部位於濺射靶部件的外周側面中的沒有配置遮蔽材料的部分的正下方(與外周側面在同一平面上)。能夠如下形成這樣的端部:在俯視下,開始配置成從預定配置線上狀墊隔件之上的濺射靶部件的外周側面延伸出,利用該延伸出的端部暫時固定在背板上,然後,切斷並除去延伸出的端部;因此可得到與(1)的方法相比定位精度更高的優點。然而,在(3)的方法的情況下,線狀墊隔件的另一端部位於比平板狀濺射靶部件的外周側面更靠內側的位置且無法暫時固定,因此線狀墊隔件有偏離規定的位置的風險。
在(2)的方法的情況下,配置成線狀墊隔件的兩端位於濺射靶部件的外周側面中的沒有配置遮蔽材料的部分的正下方(與外周側面在同一平面上)。在這種情況下,能夠如下形成線狀墊隔件的兩端:在俯視下,開始配置成從預定配置線上狀墊隔件之上的濺射靶部件的外周側面延伸出,利用該延伸出的端部暫時固定在背板上,然後,切斷除去延伸出的端部。因此,可得到與比(3)的方法相比進一步提高了定位精度的優點。優選全部的線狀墊隔件按照 (2)的方法進行配置。為了按照(2)的方法配置全部的線狀墊隔件,優選以2行×N列(N為1以上的自然數)排列濺射靶部件。
對藉由(2)方法配置線狀墊隔件的更具體的方法進行示例性地說明。該方法包括:在多個平板狀濺射靶部件中的至少一個俯視為矩形的情況下,將所述多個線狀墊隔件中的至少一個,配置成兩端位於構成該至少一個俯視為矩形的濺射靶部件的四條邊中的一條邊的外周側面的正下方。在這種情況下,為了更有效地防止線狀墊隔件的位置偏移,該線狀墊隔件,在背板與濺射靶部件之間,優選要麼彎曲並配置成隨著離開兩端而頂端變細的俯視V字狀(參照圖1的符號110a的線狀墊隔件),要麼彎曲並配置成隨著離開該兩端而頂端變細的俯視等邊梯形狀(參照圖1的符號110d的線狀墊隔件)。前者的方法防止線狀墊隔件位置偏移的效果更好,因此前者的方法更優選。
線狀墊隔件,優選配置成能夠穩定地承載平板狀濺射靶部件。因此,在背板與濺射靶部件之間,將線狀墊隔件彎曲配置成隨著離開該兩端而頂端變細的俯視V字狀,或者彎曲配置成隨著離開該兩端而頂端變細的俯視等邊梯形狀的情況等等以兩端位於構成俯視矩形的濺射靶部件的四條邊之一的外周側面的正下方的方式配置線狀墊隔件的情況下,優選以使得該濺射靶部件的重心位於線狀墊隔件所描繪的圖形(例:V字或梯形)的內側(參照圖1的符號110a及110d的線狀墊隔件)的方式,配置線狀墊隔件。
對藉由(2)的方法配置線狀墊隔件的更具體的其他的方法進行示例性地說明。該方法可列舉出:在多個平板狀濺射靶部件中的至少一個為俯視矩形的情況下,以所述多個線狀墊隔件中的至少一個的各端,分別位於構成該至少一個俯視矩形的濺射靶部件的四條邊中的相鄰的兩條邊的各個外周側面的正下方(參照圖1的符號110b的線狀墊隔件)的方式,進行配置的方法。在這種情況下,該線狀墊隔件,在背板與該至少一個俯視矩形的濺射靶部件之間能夠配置成俯視為L字狀(參照圖1的符號110b的線狀墊隔件)。
在這種情況下,線狀墊隔件,也優選配置成能夠穩定地承載平板狀濺射靶部件。基於該觀點,優選以至少兩根線狀墊隔件的各端分別位於構成一個俯視矩形的濺射靶部件的四條邊中的相鄰兩條邊的各個外周側面的正下方,並且,該兩根線狀墊隔件夾著該濺射靶部件的重心(參照圖1的符號110b的線狀墊隔件)的方式,進行配置。
<B. 分割濺射靶的制法>
本發明的一實施方式的分割濺射靶的製造方法,例如包括實施如下步驟:
步驟a(圖3a),在背板(102)上配置遮蔽材料(108),
步驟b(圖3b),在背板(102)上的不會與遮蔽材料(108)重疊的位置配置用於調節接合材料(106)的厚度的多個線狀墊隔件(110),
步驟c(圖3c),將遮蔽材料(106)、配置有線狀墊隔件(110)的上述背板(102)、多個平板狀濺射靶部件(104)進行加熱,並在各個貼合面上塗覆接合材料(106),
步驟d(圖3d),藉由熔融的接合材料(106),將遮蔽材料(108)、配置有線狀墊隔件(110)的上述背板(102)和平板狀濺射靶部件(104)進行貼合,
步驟e,之後進行冷卻使接合材料(106)固化。
在步驟b中,線狀墊隔件優選配置成在俯視下,具有從預定配置線上狀墊隔件之上的濺射靶部件的外周側面中的沒有配置遮蔽材料的部分延伸出的部分,並且在不會與預定配置的濺射靶部件重疊的位置處,將該延伸出的部分暫時固定於背板。這是為了提高線狀墊隔件的位置精度。暫時固定的方法沒有特別限制,例如可列舉使用膠帶將線狀墊隔件的所述延伸出的部分暫時固定在背板上的方法。膠帶優選不損傷背板且能夠容易地剝離。圖4是示出在製造圖1的實施方式的分割濺射靶的步驟b中,在藉由接合材料貼合多個平板狀濺射靶部件之前,使用膠帶(109)暫時固定多個線狀墊隔件時的樣態的示意性俯視圖。
在步驟c中,作為將接合材料塗覆在背板與多個平板狀濺射靶部件的貼合面上的方法,可採用公知的任意方法。例如,可列舉超聲波焊接、鍍覆、蒸氣沉積等。其中,基於接合強度高的理由,優選超聲波焊接。
優選在實施步驟e之後,切斷並除去被用於暫時固定的線狀墊隔件的延伸部分。具體地,以線狀墊隔件的切斷面位於所述濺射靶部件的外周側面中的沒有配置遮蔽材料的部分的正下方的方式,切斷並除去該延伸部分。另外,在遮蔽材料從各個濺射靶部件的外周側面超出的情況下,優選切斷並除去該超出部分。由此,使得遮蔽材料的切斷面位於所述濺射靶部件的外周側面的正下方(與外周側面在同一平面上)。
在步驟e之後,優選進一步實施除去在鄰接的濺射靶部件之間的間隔中露出的接合材料(106),並使得遮蔽材料(108)露出的步驟(圖3e)。作為除去接合材料的方法,例如可列舉利用間隙接合材料除去治具進行挖取的方法。作為間隙接合材料除去治具,能夠使用具有鋒利的刀具的治具,以便能夠挖取嵌入鄰接的濺射靶部件之間的間隔的接合材料。為了能夠高效地挖取接合材料,刀具的頂端優選為鉤狀。間隙接合材料除去治具例如能夠是金屬製成的(例:不銹鋼製成),並且能夠使用不損傷背板的PEEK(聚醚醚酮等)。基於提高除去接合材料的可操作性以及生產效率的觀點,接合材料的除去,優選在接合材料冷卻時,在接合材料為80~150℃的溫度時進行,更優選在90~130℃的溫度時進行,還更優選在100~120℃的溫度時進行。如果接合材料的溫度過低,則接合材料會變硬,除去操作的可操作性變差。
<C. 成膜方法>
根據本發明的一實施方式,提供一種成膜方法,其包括對分割濺射靶進行濺射。作為濺射法,沒有限定,能夠合適地使用RF磁控濺射法,DC磁控濺射法,AC磁控濺射法,脈衝DC磁控濺射法等。
〔實施例〕
以下,為了容易理解本發明及其優點而示出實施例,但是本發明不限於實施例。
<1. 分割濺射靶的製作>
(背板)
按照試驗編號準備表1所示尺寸的俯視矩形的銅制背板。
(遮蔽材料)
作為遮蔽材料,準備東麗塑膠精工(株)公司產品名TPS TI-5013的聚醯胺醯亞胺樹脂片材(厚度0.3mm)。
(墊隔件)
作為線狀墊隔件,準備剖面為直徑0.5mm的圓形的銅線。
作為板狀墊隔件,準備長20mm×寬10mm×厚0.5mm的銅板。
(接合材料)
作為接合材料,準備金屬銦。
(濺射靶部件)
作為濺射靶部件,準備長63mm×寬254mm×厚6mm的矩形板狀的IGZO製成的濺射靶部件。
(實施例1~7)
藉由雙面膠帶(寺崗製作所,產品名雙面Kapton tape)將遮蔽材料(108)配置或固定在背板(102)上,並在背板(102)上的不會與遮蔽材料(108)重疊的位置配置用於調節接合材料(106)的厚度的多個線狀墊隔件(110)。
接著,在實施例1~6中,線狀墊隔件(110)配置成,在俯視下具有從預定配置線上狀墊隔件之上的濺射靶部件(104)的外周側面中的沒有配置遮蔽材料的部分延伸出的部分,並且在不會與預定配置的濺射靶部件重合的位置將該延伸出的部分暫時固定在背板上(參照圖5-1、圖6-1、圖7-1、圖8-1、圖9-1、圖10-1)。暫時固定使用單面膠帶(寺崗製作所,產品名Kapton tape)。在實施例7中,沒有進行暫時固定。
接著,將遮蔽材料(108)、配置有線狀墊隔件(110)的背板(102)和與試驗編號對應的多個平板狀濺射靶部件(104)進行加熱,並在各個貼合面上藉由超聲波焊接塗覆接合材料(106)。
接著,藉由熔融的接合材料(106),將遮蔽材料(108)、配置有線狀墊隔件(110)的上述背板(102)和多個平板狀濺射靶部件(104)進行貼合,之後,進行冷卻使接合材料(106)固化。在接合材料的冷卻中,當接合材料在80~150℃的範圍內時,利用SUS製造的間隙接合材料除去治具藉由挖取方法除去在鄰接的濺射靶部件(104)的間隔(103)中露出的接合材料(106),使遮蔽材料(108)露出。接著,在實施例1~6中,以使得切斷面位於濺射靶部件的外周側面中的沒有配置遮蔽材料的部分的正下方的方式,使用切斷器等切斷並除去在暫時固定時被利用的線狀墊隔件(108)的延伸出的部分,之後,剝離膠帶。另外,同樣切斷遮蔽材料的從外周側面超出的部分。
如此,藉由表1中記載的方法製作排列有多個濺射靶部件的實施例1~7的分割濺射靶(參照圖5-2、圖6-2、圖7-2、圖8-2、圖9-2、圖10-2、圖11)。
(比較例1)
藉由雙面膠帶(寺崗製作所的產品名為雙面Kapton tape)將遮蔽材料(108)配置或固定在背板(102)上,並在背板(102)上的不會與遮蔽材料(108)重疊的位置配置用於調節接合材料(106)的厚度的多個板狀墊隔件(110)。此時,板狀墊隔件(110)藉由粘著劑固定在背板上。
接著,將遮蔽材料(108)、配置有板狀墊隔件(110)的背板(102)和多個平板狀濺射靶部件(104)進行加熱,並在各個貼合面上藉由超聲波焊接塗覆接合材料(106)。
接著,藉由熔融的接合材料(106)將遮蔽材料(108)、配置有板狀墊隔件(110)的上述背板(102)和多個平板狀濺射靶部件(104)進行貼合,之後,進行冷卻使接合材料(106)固化。
接著,利用SUS製造的間隙接合材料除去治具藉由挖取方法除去在鄰接的濺射靶部件(104)的間隔(103)中露出的接合材料(106),使遮蔽材料(108)露出。
如此,藉由表1中記載的方法製作排列有多個濺射靶部件的比較例1的分割濺射靶(參照圖12)。
(比較例2)
在背板(102)上配置遮蔽材料(108)。
接著,將配置有遮蔽材料(108)的背板(102)和多個平板狀濺射靶部件(104)進行加熱,並藉由超聲波焊接在各個貼合面上塗覆接合材料(106)。
接著,藉由熔融的接合材料(106)將配置有遮蔽材料(108)的上述背板(102)與多個平板狀濺射靶部件(104)進行貼合,之後,進行冷卻使接合材料(106)固化。
接著,利用SUS製造的間隙接合材料除去治具藉由挖取方法除去在鄰接的濺射靶部件(104)的間隔(103)中露出的接合材料(106),使遮蔽材料(108)露出。
如此,藉由表1中記載的方法製作排列有多個濺射靶部件的比較例2的分割濺射靶(參照圖13)。
<2. 特性評價>
對按上述步驟製作的實施例及比較例的分割濺射靶,進行以下的評價。結果在表1中示出。
(1)有無破裂
將各個分割濺射靶設置在濺射裝置中,以輸入功率1.5kW實施磁控濺射,在玻璃基板上進行50分鐘的成膜。然後,目視確認各個濺射靶部件有無破裂。評價按照以下的基準進行。
5:沒有觀察到破裂。
3:雖然在本次試驗中沒有觀察到破裂,但是由於在靶部件與遮蔽材料之間沒有接合材料,因此熱傳導性局部地變差,存在靶破裂的風險。
1:發生破裂。
(2)高度差評價
藉由使用深度計進行的高度差測量,確定多個濺射靶部件中的彼此鄰接的濺射靶部件相面對的側面的高度差異(接縫的高度差)。關於測量的高度差,按照以下的基準進行評價。
5:非常良好(所有的測量位置(全部的接縫)均小於0.05mm)
4:良好(所有的測量位置均小於0.10mm)
3:標準內(所有的測量位置均小於0.20mm)
2:標準外(有1處為0.20mm以上)
1:標準外(有多處為0.20mm以上)
(3)墊隔件的位置偏移
按照以下的標準,藉由外觀目視和超聲波探傷得到探傷圖,進行評價。
5:墊隔件基本上沒有偏離目標位置
4:墊隔件僅僅略微偏離目標位置
3:雖然墊隔件容易偏離目標位置但是滿足以下的基準
基準:沒有發現以下的(A)~(B)中的任一現象。
(A)墊隔件與遮蔽材料重疊。
(B)墊隔件從濺射靶部件的外側超出。
為了參考,在圖14中示出了表示實施例4的分割濺射靶中的多個線狀墊隔件的配置的探傷圖。
<3. 考察>
比較例1,由於沒有使用墊隔件,因此濺射靶部件的接近沒有配置遮蔽材料的背板的四角側的那2條邊容易下沉,高度差評價不好。
在比較例2中,使用了板狀墊隔件,因此從墊隔件的邊緣部朝向濺射靶部件的背面被施加局部應力,濺射靶部件破裂。
另一方面,在實施例1~7中,藉由使用線狀的墊隔件,能夠抑制破裂,並且高度差也小。特別是,在將線的兩端進行了暫時固定的實施例1~5中,墊隔件的位置偏移小,可操作性優良。
[本發明]
100:分割濺射靶
102:背板
103:間隙
104:濺射靶部件
106:接合材料
108:遮蔽材料
109:膠帶
110,110a,110b,110c,110d:線狀墊隔件
圖1是示出本發明的一實施方式的分割濺射靶的示意性俯視圖。
圖2是示出沿厚度方向切斷本發明的一實施方式的分割濺射靶時的示意性剖面圖。
圖3是用於說明本發明的一實施方式的分割濺射靶的製造方法的示意性剖面圖。
圖4是示出在製造圖1的實施方式的分割濺射靶的過程中,在接合多個平板狀濺射靶部件之前,使用膠帶暫時固定多個線狀墊隔件時的樣態的示意性俯視圖。
圖5-1是示出在製造實施例1的分割濺射靶的過程中,剝掉暫時固定用膠帶之前的示意性俯視圖。
圖5-2是實施例1的分割濺射靶的示意性俯視圖。
圖6-1是示出在實施例2的分割濺射靶的製造過程中,剝掉暫時固定用膠帶之前的示意性俯視圖。
圖6-2是實施例2的分割濺射靶的示意性俯視圖。
圖7-1是示出在實施例3的分割濺射靶的製造過程中,剝掉暫時固定用膠帶之前的示意性俯視圖。
圖7-2是實施例3的分割濺射靶的示意性俯視圖。
圖8-1是示出在實施例4的分割濺射靶的製造過程中,剝掉暫時固定用膠帶之前的示意性俯視圖。
圖8-2是實施例4的分割濺射靶的示意性俯視圖。
圖9-1是示出在實施例5的分割濺射靶的製造過程中,剝掉暫時固定用膠帶之前的示意性俯視圖。
圖9-2是實施例5的分割濺射靶的示意性俯視圖。
圖10-1是示出在實施例6的分割濺射靶的製造過程中,剝掉暫時固定用膠帶之前的示意性俯視圖。
圖10-2是實施例6的分割濺射靶的示意性俯視圖。
圖11是實施例7的分割濺射靶的示意性俯視圖。
圖12是比較例1的分割濺射靶的示意性俯視圖。
圖13是比較例2的分割濺射靶的示意性俯視圖。
圖14是示出實施例4的分割濺射靶中的多個線狀墊隔件的配置的探傷圖。
100:分割濺射靶
102:背板
103:間隙
104:濺射靶部件
108:遮蔽材料
110a,110b,110c,110d:線狀墊隔件
Claims (20)
- 一種分割濺射靶,包括: 隔著一間隙地排列在一背板上的複數個平板狀濺射靶部件; 一接合材料,配置在該背板與各該濺射靶部件之間; 一遮蔽材料,配置在鄰接的該些濺射靶部件之間的該間隙中, 複數個線狀墊隔件,配置在該背板與各該濺射靶部件之間的不會與該遮蔽材料重疊的位置,用於調節該接合材料的厚度。
- 如請求項1所述之分割濺射靶,其中,在俯視下,該些線狀墊隔件中的任一個均不具有從該些濺射靶部件的外周側面延伸出的部分。
- 如請求項1或2所述之分割濺射靶,其中,該些線狀墊隔件中的至少一個的一端或兩端,位於該些濺射靶部件的外周側面中的沒有配置該遮蔽材料的部分的正下方。
- 如請求項3所述之分割濺射靶,其中,該些平板狀濺射靶部件中的至少一個俯視為矩形,該些線狀墊隔件中的至少一個,其兩端位於構成該至少一個俯視為矩形的濺射靶部件的四條邊中的一條邊的外周側面的正下方,或者各端位於構成相鄰的兩條邊的各個外周側面的正下方。
- 如請求項4所述之分割濺射靶,其中,該些線狀墊隔件中的至少一個,其兩端位於構成該至少一個俯視為矩形的濺射靶部件的四條邊之一的外周側面的正下方,並且在該背板與該至少一個俯視為矩形的濺射靶部件之間,配置成隨著離開該兩端而頂端變細的俯視V字狀。
- 如請求項4所述之分割濺射靶,其中,該些線狀墊隔件中的至少一個,其兩端位於構成該至少一個俯視為矩形的濺射靶部件的四條邊之一的外周側面的正下方,並且在該背板與該至少一個俯視為矩形的濺射靶部件之間,配置成隨著離開該兩端而頂端變細的俯視等邊梯形狀。
- 如請求項4所述之分割濺射靶,其中,該些線狀墊隔件中的至少一個,其各個端位於構成該至少一個俯視為矩形的濺射靶部件的四條邊中的相鄰的兩條邊的各個外周側面的正下方,並且在該背板與該至少一個俯視為矩形的濺射靶部件之間,配置成俯視L字狀。
- 如請求項1至7中任一項所述之分割濺射靶,其中,該些平板狀濺射靶部件由氧化物半導體形成。
- 如請求項1至8中任一項所述之分割濺射靶,其中,該些線狀墊隔件的直徑為0.1mm至1.0mm。
- 如請求項1至9中任一項所述之分割濺射靶,其中,該些線狀墊隔件的材質是從銅、鈦、鐵、鋁、鎳及鉻構成的群組中選擇的金屬或者含有所述金屬中的一種以上的合金。
- 如請求項1至10中任一項所述之分割濺射靶,其中,該遮蔽材料的上表面位於比各該濺射靶部件的下表面更靠下方的位置,該接合材料介於該遮蔽材料的上表面與各該濺射靶部件的下表面之間。
- 如請求項11所述之分割濺射靶,其中,該些線狀墊隔件在該遮蔽材料的厚度方向上的長度,比該遮蔽材料的厚度更大。
- 如請求項11或12所述之分割濺射靶,其中,配置在該間隙中的該遮蔽材料的寬度,與彼此鄰接的該濺射靶部件之間的該間隔相同,或者比該間隔大。
- 如請求項1至13中任一項所述之分割濺射靶,其中,該些平板狀濺射靶部件均俯視為矩形,並在該背板上以2行×N列進行排列,其中N為1以上的自然數。
- 如請求項1至14中任一項所述之分割濺射靶,其中,該遮蔽材料的材質具有絕緣性。
- 如請求項1至15中任一項所述之分割濺射靶,其中,該遮蔽材料在該間隙中露出。
- 一種成膜方法,包括對如請求項1至16中任一項所述之分割濺射靶進行濺射。
- 一種分割濺射靶的製造方法,是製造如請求項1之16中任一項所述之分割濺射靶的方法,包括: 步驟a,在一背板上配置一遮蔽材料, 步驟b,在一背板上的不會與一遮蔽材料重疊的位置配置用於調節一接合材料的厚度的複數個線狀墊隔件, 步驟c,將該遮蔽材料、配置有該些線狀墊隔件的該背板和複數個平板狀濺射靶部件進行加熱,並在各貼合面上塗覆該接合材料, 步驟d,藉由熔融的該接合材料將該遮蔽材料、配置有該些線狀墊隔件的該背板和該些平板狀濺射靶部件進行貼合, 步驟e,之後進行冷卻使該接合材料固化。
- 如請求項18所述之分割濺射靶的製造方法,其中,在步驟b中,該些線狀墊隔件配置成在俯視下,具有從配置在該些線狀墊隔件之上的預定的該些濺射靶部件的外周側面中的沒有配置該遮蔽材料的一部分延伸出的部分,並且在不會與配置的預定的該些濺射靶部件重疊的位置處,將該延伸出的部分暫時固定於該背板。
- 如請求項19所述之分割濺射靶的製造方法,其中,還包括在實施步驟e後,以切斷面位於該些濺射靶部件的外周側面中的沒有配置該遮蔽材料的部分的正下方的方式,切斷並除去該延伸出的部分。
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