直立式靶材结构以及溅镀设备的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种直立式靶材结构以及溅镀设备。直立式靶材结构包含靶材主体。靶材主体具有相对的第一表面以及第二表面，第一表面配置成连接背板，靶材主体还具有第三表面、第四表面、第五表面以及第六表面，第三表面连接第一表面与第二表面，第四表面相对第三表面而连接第一表面，第五表面相对第三表面而连接第二表面，第六表面连接第四表面与第五表面，且该第六表面越接近该第五表面越远离该第一表面。借此，本实用新型的直立式靶材结构，能降低回溅物或副产物掉落至靶材主体的第二表面的机会。
【专利说明】
直立式靶材结构以及溅镀设备
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种直立式靶材结构及应用其的溅镀设备，且特别涉及一种应用于磁控溅镀系统的直立式靶材结构以及溅镀设备。
【背景技术】
[0002]薄膜沉积(ThinFilm Deposit1n)技术是半导体产业所广泛应用的技术之一。薄膜沉积技术可分为物理气相沉积(Physical Vapor Deposit1n;PVD)以及化学气相沉积(Chemical Vapor Deposit1n;CVD)。其中，物理气相沉积更以蒸镀(Evaporat1n)及派镀(Sputtering)为目前的主流。溅镀的基本原理是借两个电极板之间加以高电压将位于其间的工艺气体激发成电楽，再利用此高能量的离子轰击(Bombard)阴极上的革E材(Target)，而使靶材分子气体化及单粒子化后，利用扩散等方式将靶材分子沉积于基板表面，以形成均匀薄膜。由于溅镀工艺可采用金属材料或非金属材料做为其靶材，因此溅镀工艺已广泛地应用于各种产业上。
[0003]目前有一种磁控溅镀机，其镀膜原理是在真空状态下利用具有动能的粒子撞击靶材，以将靶材(欲镀材料)表面的物质打出，并附着在基板(被镀物)上而形成薄膜。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的一目的在于提供一种直立式靶材结构，其能降低回溅物或副产物掉落至靶材主体的第二表面的机会。
[0005]本实用新型所采用的技术方案是:
[0006]—种直立式靶材结构包含靶材主体。靶材主体具有相对的第一表面以及第二表面，第一表面配置成连接背板，靶材主体还具有第三表面、第四表面、第五表面以及第六表面，第三表面连接第一表面与第二表面，第四表面相对第三表面而连接第一表面，第五表面相对第三表面而连接第二表面，第六表面连接第四表面与第五表面，且第六表面越接近第五表面越远离第一表面。
[0007]上述的第五表面实质上垂直于第二表面。
[0008]上述的第六表面与第五表面形成钝角。
[0009]上述的第四表面与第一表面的交界相对第三表面的第一距离，大于第五表面与第二表面的交界相对第三表面的第二距离。
[0010]上述的靶材主体还具有有效溅镀区以及无效溅镀区，无效溅镀区部分围绕有效溅镀区，有效溅镀区位于第二表面。
[0011]上述的靶材主体还具有至少一个凹槽，位于该第五表面。
[0012]本实用新型的另一目的在于提供一种溅镀设备，其能降低回溅物或副产物掉落至靶材主体的第二表面的机会。
[0013]本实用新型所采用的技术方案是:
[0014]—种溅镀设备包含背板、磁性元件以及直立式靶材结构。磁性元件配置成朝背板产生磁场。直立式靶材结构包含靶材主体。靶材主体具有相对的第一表面以及第二表面，第一表面配置成连接背板背对磁性元件的一侧，靶材主体还具有第三表面、第四表面、第五表面以及第六表面，第三表面连接第一表面与第二表面，第四表面相对第三表面而连接第一表面，第五表面相对第三表面而连接第二表面，第六表面连接第四表面与第五表面，且第六表面越接近第五表面越远离第一表面。
[0015]上述的第五表面实质上垂直于第二表面。
[0016]上述的第六表面与第五表面形成钝角。
[0017]上述的第四表面与第一表面的交界相对第三表面的第一距离，大于第五表面与第二表面的交界相对第三表面的第二距离。
[0018]上述的靶材主体还具有有效溅镀区以及无效溅镀区，无效溅镀区部分围绕有效溅镀区，有效溅镀区位于第二表面。
[0019]上述的靶材主体还具有至少一个凹槽，位于该第五表面。
[0020]本实用新型上述实施方式与已知现有技术相较，至少具有以下优点:由于倾斜的第六表面连接第五表面，因此，沿第六表面掉落的回溅物或副产物，会掉落至第五表面，而且，由于第五表面实质上还垂直于第二表面，使得回溅物或副产物容易堆积于第五表面上，因此，回溅物或副产物从第六表面掉落至靶材主体的第二表面甚至粘附于第二表面的机会将有效降低。如此一来，溅镀设备的溅镀工艺的良率得以有效提高，而工艺成品的良率损失也得以减少。
【附图说明】
[0021]图1绘示依照本实用新型一实施方式的溅镀设备的立体示意图。
[0022]图2绘示图1的直立式靶材结构及背板的侧示图。
[0023]图3绘示依照本实用新型另一实施方式的溅镀设备的立体示意图。
[0024]图4绘示依照本实用新型再一实施方式的溅镀设备的立体示意图。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图与【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细描述。
[0026]请参照图1，其绘示依照本实用新型一实施方式的溅镀(Sputtering)设备100的立体示意图。图2绘示图1的直立式靶材(Target)结构130及背板110的侧示图。如图1至图2所示，一种溅镀设备100包含背板110、磁性元件120以及直立式靶材结构130。磁性元件120配置成朝背板110产生磁场。直立式靶材结构130包含靶材主体131。靶材主体131具有相对的第一表面13 Ia以及第二表面131b，第一表面13 Ia配置成连接背板110背对磁性兀件120的一侧，靶材主体131还具有第三表面131c、第四表面131d、第五表面131e以及第六表面131f，第三表面131c连接第一表面131a与第二表面131b，第四表面131d相对第三表面131c而连接第一表面131a，第五表面131e相对第三表面131c而连接第二表面131b，第六表面131f连接第四表面131d与第五表面131e，且第六表面131f越接近第五表面131e越远离第一表面131a。在实务的应用中，直立式靶材结构130的排列方向为垂直的，而靶材主体131的第三表面131c朝向下方，第四表面131d及第五表面131e则朝向上方。
[0027]另外，从结构上而言，第四表面131d与第一表面131a的交界A相对第三表面131c的第一距离Dl，大于第五表面131e与第二表面131b的交界B相对第三表面131c的第二距离D2。因此，如上所述，第六表面131 f越接近第五表面131 e越远离第一表面131a。
[0028]在实务的应用中，当溅镀设备100运作时，电子将会与电浆碰撞而产生带有高能量的离子，而高能量的离子则对直立式革E材结构130的革E材主体131进行轰击(Bombardment)，使得靶材主体131的分子因轰击而气体化或单粒子化，继而沉积于基板(图未示)表面，以于基板表面形成薄膜。在本实施方式中，电子还受到磁性元件120朝背板110所产生的磁场的影响，使得电子的移动轨迹呈螺旋状而增加电子的移动路径，以提高电子与电浆碰撞的机率，借此产生更多的高能量离子以轰击靶材主体131，从而增加靶材主体131的溅镀效率，并提升成膜的速率。
[0029]进一步而言，直立式靶材结构130的靶材主体131还具有有效溅镀区E以及无效溅镀区NE。受到磁性元件120朝背板110所产生的磁场的影响，相对于无效溅镀区NE而言，有效溅镀区E具有高能量离子轰击。再者，无效溅镀区NE部分围绕有效溅镀区E。如图1至图2所示，无效溅镀区NE位于靶材主体131的上端，优选地，在本实施方式中，无效溅镀区NE位于第五表面131e及第六表面131f，而有效溅镀区E则位于第二表面131b。在实务的应用中，位于无效溅镀区NE旁的第四表面131d，会被挡板(图未示)覆盖。
[0030]在本实施方式中，第一表面131a与第二表面131b还实质上彼此平行，而第三表面131c与第四表面131d分别实质上垂直于第一表面131a。更具体而言，第六表面131f与第五表面131e形成钝角Θ，也即第六表面131f与第五表面131e之间所形成的角度大于90度。因此，第六表面131f相对第二表面131b倾斜。如此一来，因高能量离子轰击在第二表面131b，而从第二表面131b回溅至第六表面131f并于第六表面131f上产生的回溅物或副产物，在受到随后的轰击或热胀冷缩等因素的影响下，会沿倾斜的第六表面131f掉落。值得一提的是，第五表面131e实质上还垂直于第二表面131b。
[0031]再者，由于倾斜的第六表面131f连接第五表面131e，因此，沿第六表面131f掉落的回溅物或副产物，会掉落至第五表面131e，而且，如上所述，由于第五表面131e实质上还垂直于第二表面131b，使得回溅物或副产物容易堆积于第五表面131e上，因此，回溅物或副产物从第六表面131f掉落至靶材主体131的第二表面131b甚至粘附于第二表面131b的机会将有效降低。如此一来，溅镀设备100的溅镀工艺的良率得以有效提高，而工艺成品的良率损失也得以减少。
[0032]在本实施方式中，磁性元件120还可相对直立式靶材结构130移动，以使磁场的磁力线能够在溅镀设备100运作的过程中相对直立式靶材结构130移动，借此，高能量离子能够随磁力线位置的改变而均匀地轰击靶材主体131，从而增加靶材主体131因被高能量离子轰击而损耗的均匀度。
[0033]在实务的应用中，举例而言，靶材主体131的材料可为铬(Cr)、铝(Al)、钼(Mo)、复合金属靶(例如是钼一铌(Mo — Nb))以及其他适当的金属。在其他实施方式中，靶材主体131的材料也可为非金属，但本实用新型并不以此为限。
[0034]请参照图3，其绘示依照本实用新型另一实施方式的溅镀设备100的立体示意图。在本实施方式中，如图3所示，靶材主体131还可具有至少一个凹槽132。凹槽132位于靶材主体131的第五表面131e。如此一来，当于第六表面131f上产生的回溅物或副产物沿倾斜的第六表面131f掉落时，回溅物或副产物将掉落至凹槽132并堆积于凹槽132中，使得回溅物或副产物从第六表面131f掉落至靶材主体131的第二表面131b甚至粘附于第二表面131b的机会将有效降低。如此一来，溅镀设备100的溅镀工艺的良率得以有效提高，而工艺成品的良率损失也得以减少。
[0035]请参照图4，其绘示依照本实用新型再一实施方式的溅镀设备100的立体示意图。在本实施方式中，如图4所示，靶材主体131还包含第一子靶材主体133以及第二子靶材主体134。第一子靶材主体133具有第二表面131b以及第五表面131e，第五表面131e与第二表面131b相连接并实质上相互垂直。第二子靶材主体134在上方具有第四表面131d以及第六表面131f，第四表面131d与第六表面131f相连接，而第六表面131f与第五表面131e相连接，并且相对第五表面131e倾斜，也即相对第二表面131b倾斜。也就是说，除了如以上实施方式所述，靶材主体131为一体成型外，靶材主体131也可如本实施方式由第一子靶材主体133以及第二子靶材主体134组合而成。在实务的应用中，第一子靶材主体133与第二子靶材主体134的应用除了可为相同的材质外，使用者也可根据实际需要而使用不同的材质，但本实用新型并不以此为限。
[0036]综上所述，本实用新型的技术方案与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。通过上述技术方案，可达到相当的技术进步，并具有产业上的广泛利用价值，其至少具有以下优点:由于倾斜的第六表面连接第五表面，因此，沿第六表面掉落的回溅物或副产物，会掉落至第五表面，而且，由于第五表面实质上更垂直于第二表面，使得回溅物或副产物容易堆积于第五表面上，因此，回溅物或副产物从第六表面掉落至靶材主体的第二表面甚至粘附于第二表面的机会将有效降低。如此一来，溅镀设备的溅镀工艺的良率得以有效提高，而工艺成品的良率损失也得以减少。
[0037]以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。
【主权项】
1.一种直立式靶材结构，其特征在于，所述直立式靶材结构包含靶材主体，所述靶材主体具有相对的第一表面以及第二表面，所述第一表面配置成连接背板，所述靶材主体还具有第三表面、第四表面、第五表面以及第六表面，所述第三表面连接所述第一表面与所述第二表面，所述第四表面相对所述第三表面而连接所述第一表面，所述第五表面相对所述第三表面而连接所述第二表面，所述第六表面连接所述第四表面与所述第五表面，且所述第六表面越接近所述第五表面越远离所述第一表面。2.根据权利要求1所述的直立式靶材结构，其特征在于，所述第五表面实质上垂直于所述第二表面。3.根据权利要求1所述的直立式靶材结构，其特征在于，所述第六表面与所述第五表面形成一钝角。4.根据权利要求1所述的直立式靶材结构，其特征在于，所述第四表面与所述第一表面的交界相对所述第三表面的第一距离，大于所述第五表面与所述第二表面的交界相对所述第三表面的第二距离。5.根据权利要求1所述的直立式靶材结构，其特征在于，所述靶材主体还具有有效溅镀区以及无效溅镀区，所述无效溅镀区部分围绕所述有效溅镀区，所述有效溅镀区位于所述第二表面。6.根据权利要求1所述的直立式靶材结构，其特征在于，所述靶材主体还具有至少一个凹槽，其位于所述第五表面。7.一种溅镀设备，其特征在于，所述溅镀设备包含: 背板； 磁性元件，其配置成朝所述背板产生磁场；以及 直立式靶材结构，其包含靶材主体，所述靶材主体具有相对的第一表面以及第二表面，所述第一表面配置成连接所述背板背对所述磁性元件的一侧，所述靶材主体还具有第三表面、第四表面、第五表面以及第六表面，所述第三表面连接所述第一表面与所述第二表面，所述第四表面相对所述第三表面而连接所述第一表面，所述第五表面相对所述第三表面而连接所述第二表面，所述第六表面连接所述第四表面与所述第五表面，且所述第六表面越接近所述第五表面越远离所述第一表面。8.根据权利要求7所述的溅镀设备，其特征在于，所述第五表面实质上垂直于所述第二表面。9.根据权利要求7所述的溅镀设备，其特征在于，所述第六表面与所述第五表面形成一钝角。10.根据权利要求7所述的溅镀设备，其特征在于，所述第四表面与所述第一表面的交界相对所述第三表面的第一距离，大于所述第五表面与所述第二表面的交界相对所述第三表面的第二距离。11.根据权利要求7所述的溅镀设备，其特征在于，所述靶材主体还具有有效溅镀区以及无效溅镀区，所述无效溅镀区部分围绕所述有效溅镀区，所述有效溅镀区位于所述第二表面。12.根据权利要求7所述的溅镀设备，其特征在于，所述靶材主体还具有至少一个凹槽，其位于所述第五表面。
【文档编号】C23C14/35GK205590795SQ201620450325
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年5月17日
【发明人】巫喜钰, 蔡博旭
【申请人】中华映管股份有限公司