TWI615492B - 標靶總成 - Google Patents
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Description
本發明,是有關被組裝在濺鍍裝置的標靶總成,更詳細的話,有關於具備透過黏著材被接合在絕緣物製的標靶及此標靶的一方的面的背托板。
例如,在NAND型快閃記憶體和MRAM(動態隨機存取記憶體)磁阻記憶體)的製造過程中,被實施氧化鋁膜和氧化鎂膜等的絕緣膜鍍膜的過程,為了將絕緣膜量產性佳地鍍膜而使用濺鍍裝置。在這種濺鍍裝置中,在可抽真空的真空腔室內,將對應欲鍍膜的薄膜的組成被適宜選擇的標靶及將此標靶由濺鍍鍍膜時冷卻用的背托板一體化的標靶總成是可裝卸自如地被組裝。
這種標靶總成是例如已知專利文獻1。在此者中,背托板是由熱傳導的良好銅等的金屬所形成,具有從標靶的外周端朝外方延伸的延伸部分。且,標靶總成可以利用此延伸部分被固定在濺鍍裝置的規定位置。且,將標靶總成組裝於濺鍍裝置之後,為了放電的穩定化等,一般,環狀的遮蔽板是在延伸部分相面對被配置。
但是在將標靶總成及遮蔽板組裝於濺鍍裝置的狀態下,是在標靶及遮蔽板之間具有間隙。且在鍍膜時在真空腔室內若等離子發生的話,等離子中的電子會通過上述間隙在金屬也就是延伸部分帶電。在延伸部分電子是帶電的話,標靶因為是絕緣物,由此標靶的側面及延伸部分的電位差異常放電會發生,由這起因具有黏著材朝外部滲出的情況。在這種狀態下鍍膜的話,在鍍膜於基板表面的絕緣膜中會產生金屬混入的污染物,如此的話,良好的鍍膜被阻礙。在此,使黏著材存在的標靶及背托板的接合面不露出的方式,考慮從標靶側面橫跨延伸部分為止的方式形成絕緣物膜。但是,絕緣物製的標靶因為是藉由由燒結被製造使其外表面滑順,所以即使藉由例如溶射等形成絕緣物膜,其附著力也非常弱,具有簡單剝離的問題。
[專利文獻1]日本特開2010-255052號公報
本發明,是鑑於以上的點,其課題是提供一種標靶總成,抑制在背托板的延伸部分及標靶側面之間的異常放電的發生,且可確實地防止將標靶及背托板接合的
黏著材朝外部的滲出。
在為了解決上述課題,本發明的標靶總成,具備:絕緣物的標靶及在此標靶的一方的面透過黏著材被接合的背托板,其特徵為:背托板是具有從標靶的外周端朝外方延伸的延伸部分,環狀的遮蔽板是在將標靶總成組裝於濺鍍裝置的狀態下將標靶包圍的方式與延伸部分相面對配置,將接合有標靶的背托板的部分作為接合部分,此接合部分是對於延伸部分凸設,從延伸部分橫跨接合部分的側面將外表面粗面化,從延伸部分橫跨標靶的側面為止的方式形成了絕緣物膜。
依據本發明的話,在標靶及遮蔽板之間即使具有間隙,在標靶及基板之間發生的等離子因為是包含面向背托板的延伸部分從延伸部分至標靶的側面為止由絕緣物膜覆蓋,所以等離子中的電子即使通過上述間隙在延伸部分帶電不會誘發異常放電。且,因為採用了在背托板設置朝向標靶的厚度方向的接合部分,從粗面化的接合部分的表面連續直到標靶的側面為止形成了絕緣物膜的構成,所以絕緣物膜是成為比上述習知例更剝離困難的構造。其結果,黏著材存在的標靶及背托板的接合面被絕緣物膜覆蓋不會露出,可確實地防止黏著材朝外部滲出。
在本發明中,前述絕緣物膜是由溶射法被形成較佳。由此,與將上述背托板的接合部分的側面粗面化
相輔,可以防止來自標靶側面的絕緣物膜的剝離。
在本發明中,前述接合部分的與前述標靶的接合面的周緣部及前述標靶的與前述接合部分的接合面的周緣部是分別被倒角加工,在由這些被倒角加工的接合部分及標靶被畫分的凹部形成前述絕緣物膜較佳。由此,將標靶及背托板的接合面覆蓋的絕緣物膜的膜厚可以比其周邊更厚,將絕緣物膜剝離更困難,並且可更確實地防止黏著材朝外部的滲出。
在本發明中,前述接合部分是具有比前述標靶的外形更小的外形,將前述接合部分的側面覆蓋的絕緣物膜的膜厚是比將前述標靶的側面覆蓋的絕緣物膜的膜厚更厚較佳。由此,絕緣物膜的絕緣性被提高可更確實地防止異常放電,並且接合部分側面中的絕緣物膜的密合性被提高可以確實地防止絕緣物膜的剝離。
SM‧‧‧濺鍍裝置
2‧‧‧標靶總成
21‧‧‧絕緣物製的標靶
B‧‧‧黏著材
22‧‧‧背托板
22a‧‧‧延伸部分
22b‧‧‧接合部分
23‧‧‧絕緣物膜
4‧‧‧遮蔽板
CP‧‧‧凹部
[第1圖]顯示將本發明的實施例的標靶總成組裝的濺鍍裝置的意示剖面圖。
[第2圖]擴大標靶總成的主要部分顯示的剖面圖。
[第3圖]擴大標靶總成的變形例的主要部分顯示的剖面圖。
[第4圖]擴大標靶總成的變形例的主要部分顯示的剖面圖。
[第5圖](a)及(b),是顯示確認本發明的效果的實驗結果的照片。
以下,參照圖面,以被組裝在濺鍍裝置者為例,說明本發明的實施例的標靶總成。以下,以第1圖為基準,將真空腔室1的頂部側作為「上」,將其底部側作為「下」說明。
如第1圖所示,濺鍍裝置SM,是具備將處理室1a畫分的真空腔室1。在真空腔室1的底部中,透過排氣管連接有由渦輪分子泵和旋轉泵等所構成的真空泵P,可以抽真空至規定壓力(例如10-5Pa)為止。在真空腔室1的側壁中,連接有與圖示省略的氣體源連通,質量流動控制器11被隔設的氣體管12,可以將由Ar等的稀有氣體所構成的濺鍍氣體朝處理室1a內由規定流量導入。
在真空腔室1的頂部中,設有電子的陰極單元C。電子的陰極單元C,是由標靶總成2及磁鐵單元3所構成。也參照第2圖,標靶總成2,是將對應欲作成鍍膜的薄膜的組成被適宜選擇的絕緣物製的標靶21、及將此標靶21由濺鍍的鍍膜時冷卻用的金屬製的背托板22一體化者,標靶21及背托板22是透過銦和錫等的黏著材B被接合。在標靶21中,連接有來自具有作為濺鍍電源E的公知的構造的高頻電源的輸出,濺鍍時,交流電力被投入。磁鐵單元3,是具有:在標靶21的濺鍍面21a的下
方空間發生磁場,在濺鍍時由濺鍍面21a的下方捕捉電離的電子等將從標靶21飛散的濺鍍粒子效率佳地離子化的公知的構造者。
背托板22,是具有從標靶21的外周端朝外方且水平延伸的延伸部分22a,此延伸部分22a是透過絕緣構件I被安裝於真空腔室1。由此,標靶總成2是被組裝在濺鍍裝置SM,在此狀態下將標靶21包圍的方式使環狀的遮蔽板4與延伸部分22a相面對配置。為了放電的穩定化等,在遮蔽板4及標靶21之間,是設有例如0.5~2mm的間隙d。在從遮蔽板4的外周緣部設有朝上方立起的側壁部4a,設在此側壁部4a上端的凸緣部是藉由被固定於真空腔室1的上壁內面,使遮蔽板4成為接地電位。又,將遮蔽板4浮動也可以。
將背托板22的標靶21接合的部分作為接合部分22b,此接合部分22b是對於延伸部分22a朝下方被凸設。凸設的量,即,從接合部分22b的下面至延伸部分22a的下面為止的長度,是設定成0.5~10mm的範圍內。且,從延伸部分22a橫跨接合部分22b的側面的外表面被粗面化,從延伸部分22a橫跨標靶21的側面21b為止的方式形成了絕緣物膜23。
在真空腔室1的底部中,與標靶21的濺鍍面21a相面對地配置載台5,基板W是將其鍍膜面作為上側地被定位保持。上述濺鍍裝置SM,雖未特別圖示,但具有具備微電腦和序列器等的公知的控制手段,藉由控制手
段電源E的運轉,將質量流動控制器11的運轉和真空泵P的運轉等總括管理。
接著,說明上述標靶總成2的製造方法。首先,將從銅製的背托板22的延伸部分22a橫跨接合部分22b的側面的外表面粗面化。粗面化的方法,是可以使用噴氣法等的公知的方法。接著,在背托板22的接合部分22b透過黏著材B將氧化鋁製的標靶21接合。黏著材B,可以使用銦,接合方法可以使用公知的方法。且,在背托板22將標靶21接合之後,進行粗面化也可以。最後,藉由從被粗面化的延伸部分22a經過接合部分22b側面橫跨標靶21的側面21b為止的方式形成絕緣物膜23,就可獲得標靶總成2。絕緣物膜23的形成方法,可以使用公知的溶射法最佳,此情況,絕緣物膜23的厚度,可以設定在0.05~0.5mm的範圍內。比0.5mm厚的話,在絕緣物膜23殘存應力而具有容易剝離的情況。
說明使用如此被製造的標靶總成2被組裝的濺鍍裝置SM在基板W表面將氧化鋁膜鍍膜的方法。首先,將基板W組裝在真空室1a內的載台6後,使真空排氣手段P動作,將處理室1a內真空吸引至規定的真空度(例如1×10-5Pa)。處理室1a內到達規定壓力的話,將質量流動控制器11控制將氬氣體由規定的流量導入(此時,真空處理室1a的壓力是成為0.01~30Pa的範圍)。與此同時,從濺鍍電源E朝標靶21投入交流電力在真空腔室1內形成等離子。由此,將標靶21的濺鍍面21a濺鍍,將
飛散的濺鍍粒子附著在基板W表面,藉由堆積使氧化鋁膜被鍍膜。
依據本實施例,在標靶21及遮蔽板4之間即使具有間隙,在標靶21及基板W之間發生的等離子因為是包含面向背托板22的延伸部分從延伸部分22a至標靶21的側面21b為止由絕緣物膜23覆蓋,等離子中的電子是即使通過上述間隙在延伸部分22a帶電也不會誘發異常放電。且,因為採用了在背托板22設置朝向標靶21的厚度方向的接合部分22b,從被粗面化的接合部分22b的表面連續至標靶21的側面21b為止形成有絕緣物膜23的構成,所以絕緣物膜23是成為比習知例更剝離困難的構造。其結果,黏著材存在的標靶21及背托板22的接合面被絕緣物膜23覆蓋而不會露出,可確實地防止黏著材B朝外部滲出。
以上,雖說明了本發明的實施例,但是本發明不限定於上述者。雖說明了標靶21及絕緣物膜23的材質為氧化鋁的例,但是不限定於此,可以適宜選擇如氧化鎂的其他的絕緣物。且,標靶21及絕緣物膜23的材質是相異也可以。
在上述實施例中說明了,接合部分22b是具有與標靶21的外形同等的外形,將接合部分22b的側面覆蓋的絕緣物膜23的膜厚是與將標靶側面21b覆蓋的絕緣物膜23的膜厚同等的情況,但是如第3圖所示,接合部分22b是具有比前述標靶21的外形更小的外形(由此,
接合部分22b的側面是位於標靶側面21b內側),將接合部分22b的側面覆蓋的絕緣物膜23的膜厚是比將標靶側面21b覆蓋的絕緣物膜23的膜厚更厚也可以。由此,絕緣物膜23的絕緣性被提高可更確實地防止異常放電,並且接合部分22b的側面中的絕緣物膜23的密合性被提高可以確實地防止絕緣物膜23的剝離。
且如第4圖所示,接合部分22b的與標靶21的接合面的周緣部及標靶21的與接合部分22b的接合面的周緣部是分別被倒角加工,將絕緣物膜23埋入由這些被倒角加工的接合部分22b及標靶21被畫分的凹部CP也可以。由此,將標靶21及背托板22的接合面覆蓋的絕緣物膜23的膜厚可以比其周邊更厚,將絕緣物膜23更剝離困難,並且可更確實地防止黏著材朝外部滲出。
接著,為了確認上述效果,使用上述濺鍍裝置SM進行了下次的實驗。在本實驗中,基板W是使用 200mm的Si基板,標靶總成2是將 300mm的氧化鋁製的標靶21及銅製的背托板22透過銦B接合者,將基板W組裝於此標靶總成2被組裝的真空腔室1內的載台5之後,藉由濺鍍法將氧化鋁膜鍍膜在基板W表面。在此,將以下的第1及第2鍍膜條件組合,對於複數枚的基板W實施了連續處理(連續放電)。第1鍍膜條件,是氬氣體流量:29sccm(處理室1a內的壓力:0.15Pa),朝標靶21的投入電力:13.56MHz、2kW,第2鍍膜條件,是氬氣體流量:105sccm(處理室1a內的壓力:1.9Pa),朝標靶21的
投入電力:13.56MHz、2kW(兩鍍膜條件的功率密度:0.028W/mm2)。第1及第2鍍膜條件的鍍膜中,測量了Vdc(相當於延伸部分22a及標靶21之間的電位差),被確認Vdc未發生。確認了20kWh後的標靶總成2,如第5圖(a)所示,表面AlOx膜是附著在標靶21的側面附近的絕緣物23,未見到異常放電的痕跡(一樣的黑點)。且,對於49.28kwh後的標靶總成2也同樣,如第5圖(b)所示,異常放電的痕跡未被見到。且,分析在基板W表面進行了鍍膜的氧化鋁膜的元素,被確認銅和銦未混入氧化鋁膜中。從以上可明白,可抑制在延伸部分22a及標靶21側面之間的異常放電的發生,且可防止黏著材朝外部滲出。
且由功率密度較高的第3鍍膜條件實施了連續處理(連續放電)。第3鍍膜條件,是氬氣體流量:105sccm(處理室1a內的壓力:1.9Pa),朝標靶21的投入電力:13.56MHz、4kW(功率密度,是0.057W/mm2)。測量了處理中的Vdc,被確認Vdc未發生。
1a‧‧‧真空處理室
4‧‧‧遮蔽板
21‧‧‧標靶
21a‧‧‧濺鍍面
21b‧‧‧標靶側面
22‧‧‧背托板
22a‧‧‧延伸部分
22b‧‧‧接合部分
23‧‧‧絕緣物膜
B‧‧‧黏著材
d‧‧‧間隙
Claims (4)
- 一種標靶總成,具備:絕緣物製的標靶、及在此標靶的一方的面透過黏著材被接合的背托板,其特徵為:背托板是具有從標靶的外周端朝外方延伸的延伸部分,環狀的遮蔽板是在將標靶總成組裝於濺鍍裝置的狀態下將標靶包圍的方式與延伸部分相面對配置,將接合有標靶的背托板的部分作為接合部分’此接合部分是對於延伸部分被凸設,從延伸部分橫跨接合部分的側面將外表面粗面化,從延伸部分橫跨標靶的側面為止的方式形成了絕緣物膜。
- 如申請專利範圍第1項所記載的標靶總成,其中,前述絕緣物膜是藉由溶射法被形成。
- 如申請專利範圍第1或2項所記載的標靶總成,其中,前述接合部分的與前述標靶的接合面的周緣部及前述標靶的與前述接合部分的接合面的周緣部是分別被倒角加工,在由這些被倒角加工接合部分及標靶被畫分的凹部形成了前述絕緣物膜。
- 如申請專利範圍第1或2項所記載的標靶總成,其中,前述接合部分是具有比前述標靶的外形更小的外形,將前述接合部分的側面覆蓋的絕緣物膜的膜厚是比將前述標靶的側面覆蓋的絕緣物膜的膜厚更厚。
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