TWI641710B

TWI641710B - Target assembly

Info

Publication number: TWI641710B
Application number: TW104122310A
Authority: TW
Inventors: 中村真也; 池田佳広; 宮口有典; 橋本一義; 堤賢吾; 藤井佳詞
Original assignee: 愛發科股份有限公司
Priority date: 2014-12-03
Filing date: 2015-07-09
Publication date: 2018-11-21
Also published as: TW201621072A; US20170268097A1; JPWO2016088284A1; KR20170089918A; SG11201704051SA; KR101977819B1; WO2016088284A1; CN107002229B; US10435783B2; CN107002229A; JP6359118B2

Abstract

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，且可以確實地防止將標靶及背托板接合的黏著材朝外部滲出，且，背托板的再利用容易。

本發明的標靶總成(2)，具備：絕緣物製的標靶(21)、及透過黏著材被接合在此標靶的一方的面的背托板(22)，背托板是具有從標靶的外周端朝外方延伸的延伸部分(22a)，進一步具備環狀的絕緣托板(23)，其是在與標靶側面之間存在規定的間隙地將標靶的周圍包圍，將延伸部分的標靶側的面覆蓋，對於背托板可裝卸自如。

Description

標靶總成

本發明，是有關被組裝在濺鍍裝置的標靶總成，更詳細的話，有關於具備絕緣物製的標靶及透過黏著材被接合在此標靶的一方的面的背托板，背托板是具有從標靶的外周端朝外方延伸的延伸部分者。

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，將標靶的周圍包圍的環狀的遮蔽板是與延伸部分相面對地配置。

但是在將標靶總成及遮蔽板組裝於濺鍍裝置的狀態下，會在標靶側面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。在延伸部分若電子帶電的話，標靶因為是絕緣物，由標靶側面及延伸部分的電位差使異常放電發生，由此起因使黏著材具有朝外部滲出的情況。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。

為了防止黏著材的滲出，本申請人，是提案了前案(日本特願2014-163095)，將標靶被接合的背托板的接合部分對於延伸部分凸設，從延伸部分橫跨接合部分的側面粗面化，從延伸部分橫跨標靶的側面為止的方式形成絕緣物膜的陰極總成。在此，背托板的壽命是比標靶更長的情況時，背托板可再被利用。即，到達規定的處理枚數的話，從濺鍍裝置將標靶總成取下，將黏著材除去將使用過的標靶及背托板分離，在背托板使用黏著材將未使用的標靶接合，將如此獲得的標靶總成組裝在濺鍍裝置。

但是在上述前案者中，將黏著材除去之前有必要將絕緣物膜除去，此絕緣物膜的除去是非常地困難。進一步，在背托板將未使用的標靶接合之後有必要將絕緣物膜再度形成，對於背托板的再利用花費勞力和時間。

[習知技術文獻] [專利文獻]

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，且可以確實地防止將標靶及背托板接合的黏著材朝外部滲出，且，背托板的再利用容易。

為了解決上述課題，本發明的標靶總成，具備：絕緣物製的標靶、及透過黏著材被接合在此標靶的一方的面的背托板，背托板是具有從標靶的外周端朝外方延伸的延伸部分，進一步具備環狀的絕緣托板，其是在與標靶側面之間存在規定的間隙地將標靶的周圍包圍，將延伸部分的標靶側的面覆蓋，對於背托板可裝卸自如。

依據本發明的話，因為藉由將標靶的周圍包圍的環狀的絕緣托板將延伸部分的標靶側的面覆蓋，使在絕緣托板及標靶側面之間存在規定的間隙的方式構成，所以等離子中的電子通過該間隙在延伸部分帶電被防止，可以抑制異常放電的發生，其結果，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。且，因為絕緣托板是可裝卸自如，所以將標靶交換時，從背托板將絕緣托板取下，將黏著材除去的話就可以將使用過標靶及背托板容易地分離，如上述前案絕緣物膜的除去和再形成因為成為不需要，所以背托板的再利用容易。

在本發明中，配置有以朝濺鍍裝置的組裝狀態在與標靶側面之間存在規定的間隙地將標靶的周圍包圍的環狀的遮蔽板的情況，在面向標靶及遮蔽板之間的間隙的絕緣托板的內周緣部，設有朝向標靶側凸設的突條較佳。在此，將絕緣托板厚加厚的話，等離子中的電子通過標靶側面及絕緣托板之間的間隙成為困難，可以將該間隙的餘量擴大，另一方面，從絕緣托板至遮蔽板為止的距離縮短，在兩者的間異常放電容易發生。依據本發明的話，絕緣托板的內周緣部的厚度因為可以加厚，所以可防止在絕緣托板及遮蔽板之間異常放電發生，且可將標靶側面及絕緣托板之間的間隙的餘量擴大而有利。

在本發明中，絕緣托板，是具有在圓周方向存在間隔地被開設的複數透孔，透過與各透孔的內壁之間存在間隔地被內插至透孔的隔片而被固定於背托板，將絕緣托板的背托板側作為上側，在隔片的下端部設置朝徑方向外側伸出的凸緣部，將此凸緣部的上面與絕緣托板的下面抵接較佳。由此，標靶是藉由來自等離子的輻射熱將朝徑方向延伸的絕緣托板按壓，因為絕緣托板只可以朝徑方向移動透孔的內壁及隔片之間的間隙的分，所以可以防止絕緣托板的破裂。

在本發明中，絕緣托板被分割成複數圓弧狀構件，在各圓弧狀構件的圓周方向一端具有下部比上部更伸出的第1段差部並且在圓周方向另一端設置上部比下部更伸出的第2段差部，將相鄰接的圓弧狀構件的第1段差部及第2段差部的段差面相互抵接較佳。由此，因為可以將各圓弧狀構件朝徑方向移動，標靶側面及絕緣托板之間的間隙可以橫跨標靶全周大致均等地調整。

SM‧‧‧濺鍍裝置

2‧‧‧標靶總成

21‧‧‧絕緣物製的標靶

22‧‧‧背托板

22a‧‧‧延伸部分

23‧‧‧絕緣托板

23a‧‧‧突條

23b‧‧‧透孔

23c‧‧‧第1段差部

23d‧‧‧第2段差部

24‧‧‧隔片

24a‧‧‧凸緣部

230‧‧‧圓弧狀構件

4‧‧‧遮蔽板

[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]將第1圖所示的標靶總成從箭頭A方向所見的箭頭示圖。

[第3圖]擴大標靶總成的主要部分顯示的剖面圖。

[第4圖]第2圖的IV-IV剖面圖。

[第5圖]擴大標靶總成的變形例的主要部分顯示的剖面圖。

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圖及第3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(圖示省略)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。在從遮蔽板4的外周緣部朝上方立起的側壁部的上端設有凸緣部4a，此凸緣部4a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。且，背托板22的標靶21被接合的接合部分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，是被調整成0.5~10mm的範圍內。

但是為了放電的穩定化等，在遮蔽板4及標靶21之間，通常設有例如0.5~2mm的間隙d4。等離子是通過此間隙到達背托板22的延伸部分22a的話，在延伸部分22a藉由被投入的交流電壓對於等離子使電流流動使異常放電發生。

在此，本實施例的標靶總成2，是進一步具備環狀的絕緣托板23，其是在與標靶21的側面之間存在規定的間隙d1地將標靶21的周圍包圍，將延伸部分22a的標靶21側的面覆蓋，對於背托板22可裝卸自如。絕緣托板23，可以由氧化鋁等的絕緣物製作，其板厚t1，當標靶21的厚度通常是設定成2~16mm的範圍內的情況，可以設定在使絕緣托板23的下面不位於標靶21的表面(下面)下方的範圍，例如1mm~15mm的範圍。但是，如第3圖所示背托板22中的絕緣托板23的設置面(即延伸部分22a的下面)，是位於比標靶21及背托板22的接合面更上方的情況時，在絕緣托板23下面不位於標靶21表面下方的限度，可以將板厚t1設定在15mm以上。絕緣托板23，是在面向標靶21及遮蔽板4之間的間隙的內周緣部，具有朝向標靶21側凸設的突條23a。包含突條23a的絕緣托板23的內周緣部的板厚t2可以設定在例如1.5mm~15.5mm的範圍。尤其是，標靶21的厚度是比較薄的情況時因為無法確保從背托板22至等離子的存的空間為止的沿面距離，所以設置突條23a的效果變高。且，將遮蔽板4及標靶21之間的間隙d4擴大的話雖可加大(加高)地形成突條23a，但是因為由設置接地電位的遮蔽板4所產生的等離子遮蔽效果會損失，所以絕緣托板23及標靶21之間的間隙附近的等離子密度變高，突條23a是與標靶21同樣地被濺鍍而成為污染物的原因。因此，間隙d4及突條23a的高度，是在突條23a不被濺鍍的範圍較佳。間隙d4，是例如，設定成0.5mm~6mm的範圍較佳，設定成0.5mm~3.5mm的範圍更佳，設定成1.5mm~3.5mm的範圍進一步更佳。且，突條23a的先端(下端)，是位於比遮蔽板4的下面更上方較佳，位於遮蔽板4的上面及下面之間更佳，比遮蔽板4的上面更上方的位置更佳。

絕緣托板23，是具有在圓周方向存在間隔地被開設的複數(第2圖中6個)的透孔23b，在與各透孔23b的內壁面之間存在間隔d2地使隔片24被內插於透孔23b中，絕緣托板23是透過此隔片24使用螺栓25被固定在背托板22。由此，因為絕緣托板23只有此間隔d2 的分可以朝徑方向移動，所以即使標靶21是藉由來自等離子的輻射熱朝徑方向延伸將絕緣托板23按壓，仍可以防止絕緣托板23的破裂。隔片24是在下端部具有朝徑方向外側伸出的凸緣部24a，藉由將此凸緣部24a的上面與絕緣托板23的下面抵接，使絕緣托板23朝背托板22被推壓，並且防止背托板22的露出。

絕緣托板23是一體構成也可以，如第2圖及第4圖所示，將絕緣托板23分割成複數個(第2圖中3個)的圓弧狀構件230較佳。在各圓弧狀構件230的圓周方向一端設置下部比上部更伸出的第1段差部23c、圓周方向另一端設置上部比下部更伸出的第2段差部23d，將相鄰接的圓弧狀構件230、230的第1段差部23c及第2段差部23d的段差面相互抵接。由此，可以將各圓弧狀構件230朝徑方向獨立移動，其結果，可以將標靶21側面及絕緣托板23之間的間隙d1橫跨標靶21全周大致均等地調整。

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，但具有設有微電腦和序列器等的公知的控制手段，藉由控制手段總括管理電源E的運轉、質量流動控制器11的運轉和真空泵P的運轉等。

接著，說明上述標靶總成2的製作方法。首先，透過黏著材將氧化鋁製的標靶21接合在背托板22的接合部分22b。黏著材，可以使用銦，接合方法可以使用公知的方法。且，將延伸部分22a的標靶21側的面由絕緣托板23覆蓋，透過內裝在此絕緣托板23的透孔23b的隔片24螺固在背托板22。

如此將被製作的標靶總成2組裝在濺鍍裝置SM。此時，藉由將構成絕緣托板23的3個圓弧狀構件230分別朝徑方向適宜移動，就可以將標靶21側面及絕緣托板23之間的間隙S1橫跨標靶21全周大致均等地調整。以下說明，使用標靶總成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組裝在真空腔室1內的載台5之後，將真空排氣手段P作動使處理室1a內成為規定的真空度(例如1×10^-5Pa)為止抽真空。處理室1a內是到達規定壓力的話，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)。與這同時，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，即使在標靶21及遮蔽板4之間具有間隙，藉由將背托板22的延伸部分22a的標靶21側的面由絕緣托板23覆蓋，就可防止等離子中的電子在延伸部分22a帶電，可以抑制背托板22及標靶21之間的異常放電，其結果，可確實地防止將標靶21及背托板22 接合的黏著材的滲出。且，絕緣托板23因為是可裝卸自如，所以將標靶21交換時，從背托板22將絕緣托板23取下，將黏著材B除去的話就可以將使用過標靶21及背托板22容易地分離，如上述前案絕緣物膜的除去和再形成因為成為不需要，所以背托板22的再利用容易。

且將絕緣托板23的厚度t1厚加厚的話，等離子中的電子通過標靶21側面及絕緣托板23的間隙d1成為困難，雖可以將該間隙d1的餘量擴大者，但從絕緣托板23至遮蔽板4為止的距離d3縮短，在兩者的間異常放電容易發生。依據本實施例，藉由設置突條23a，就不需要將上述距離d3縮短，因為可以將絕緣托板23的內周緣部的厚度t2加厚，防止絕緣托板23及遮蔽板4之間的異常放電的發生，且有利將上述間隙d1的餘量擴大。

在此，因為標靶21的製造參差不一等的理由，在標靶21的全周會發生上述間隙d1的參差不一，在間隙d1大的部分具有異常放電局部發生的可能。依據本實施例，將絕緣托板23分割成複數圓弧狀構件230，在各圓弧狀構件230的圓周方向一端設置下部比上部更伸出的第1段差部23c、圓周方向另一端設置上部比下部更伸出的第2段差部23d，將相鄰接的圓弧狀構件230、230的第1段差部23c及第2段差部23d的段差面相互抵接較佳。由此，因為可以將各圓弧狀構件230朝徑方向獨立移動，所以有利於將標靶21側面及絕緣托板23之間的間隙d1橫跨標靶21全周大致均等地調整。

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。標靶21及絕緣托板23的材質雖說明了氧化鋁的例，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及絕緣托板23的材質相異也可以。且，絕緣托板23，是只有由絕緣物被製作者之外，可以使用將金屬等的基材的表面藉由溶射法等由絕緣物膜覆蓋者。

在上述實施例中雖說明了，接合部分22b的側面及標靶21的側面是對於延伸部分22a垂直的情況，但是如第5圖所示，將標靶21及接合部分22b接合的部分朝徑方向內側凹設地形成凹部21b、22c，在與此凹部21b、22c之間存在規定的間隙的方式將凸部23e朝絕緣托板23的內周面突出設置，即，迷宮構造的話，有利於等離子中的電子更難到達延伸部分22a。

接著，為了確認上述效果，使用上述濺鍍裝置SM進行了以下的實驗。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透過銦接合，由板厚t1是1.5mm、板厚t2是2.3mm的絕緣托板23將延伸部分22a覆蓋者，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。鍍膜條件，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、4000W(Vpp：2300V)，使標靶21及絕緣托板23之間的間隙d1分別成為0.15mm、0.2mm、0.25mm、0.3mm調整地鍍膜。鍍膜中，將Vdc(由流入背托板22的電子所產生的背托板22的帶電電位)分別測量並確認異常放電的有無時，將間隙d1朝0.2mm以下調整的話，被確認Vdc是不亂調地穩定化且異常放電未發生。

且使用無突條23a，板厚t1是1.5mm的絕緣托板23的點以外，是與上述同樣地進行鍍膜，確認鍍膜中的異常放電的有無時，將間隙d1朝0.15mm以下調整的話，被確認Vdc是不亂調地穩定化且異常放電未發生。

從以上可明白，藉由將延伸部分22a由絕緣托板23覆蓋，就可以抑制異常放電的發生。且可明白，藉由設置突條23a，可以將間隙d1的餘量擴大。

Claims

一種標靶總成，具備：絕緣物製的標靶、及透過黏著材被接合在此標靶的一方的面的背托板，背托板是具有從標靶的外周端朝外方延伸的延伸部分，其特徵為，進一步具備環狀的絕緣托板，其是在與標靶側面之間存在規定的間隙地將標靶的周圍包圍，將延伸部分的標靶側的面覆蓋，對於背托板可裝卸自如；以朝濺鍍裝置的組裝狀態在與標靶側面之間存在規定的間隙地配置將標靶的周圍包圍的環狀的遮蔽板者，在面向標靶及遮蔽板之間的間隙的絕緣托板的內周緣部，具有朝向標靶側凸設的突條。
如申請專利範圍第1項所記載的標靶總成，其中，絕緣托板，是具有在圓周方向存在間隔地被開設的複數透孔，透過與各透孔的內壁之間存在間隔地被內插至透孔的隔片而被固定於背托板，將絕緣托板的背托板側作為上側，在隔片的下端部設置朝徑方向外側伸出的凸緣部，將此凸緣部的上面與絕緣托板的下面抵接。
如申請專利範圍第2項所記載的標靶總成，其中，絕緣托板是被分割成複數圓弧狀構件，在各圓弧狀構件的圓周方向一端具有下部比上部更伸出的第1段差部並且在圓周方向另一端設置上部比下部更伸出的第2段差部，將相鄰接的圓弧狀構件的第1段差部及第2段差部的段差面相互抵接。