阅读说明：本技术 溅射靶材及其使用方法 (Sputtering target material and use method thereof ) 是由 杨清河 吴智稳 翁基祥 苏梦鹏 于 2019-03-12 设计创作，主要内容包括：溅射靶材及其使用方法。溅射靶材包括背板、溅射板与保护单元。背板具有上表面。溅射板设置在上表面上,并具有一溅射板边缘。保护单元设置在上表面上,并相邻溅射板边缘。本发明技术方案通过保护单元、中间保护单元共同防止背板在溅射工艺中被溅射消耗而损坏的问题产生,以进一步延长背板的使用寿命,因此可降低制造成本,且更换保护单元等的方法简单、快速,可提升工艺效率。(Sputtering target material and its use method. The sputtering target comprises a back plate, a sputtering plate and a protection unit. The back plate has an upper surface. The sputtering plate is disposed on the upper surface and has a sputtering plate edge. The protection unit is arranged on the upper surface and adjacent to the edge of the sputtering plate. According to the technical scheme, the protection unit and the middle protection unit are used for preventing the backboard from being damaged due to sputtering consumption in the sputtering process, so that the service life of the backboard is further prolonged, the manufacturing cost can be reduced, the method for replacing the protection unit and the like is simple and rapid, and the process efficiency can be improved.)

溅射靶材及其使用方法

技术领域

本发明是有关于一种溅射靶材及其使用方法。

背景技术

目前，溅镀技术(sputtering)为主要沉积镀膜技术所使用的方式之一。溅镀技术一般是在溅镀腔室中形成电浆，电浆(plasma)会对金属靶材进行离子轰击(ionbombardment)，使靶材的金属原子撞击出，而形成气体分子发射到达所要沉积的基材上，气体分子经过附着、吸附、表面迁徙、成核等溅镀作用之后，最终在基材上形成具有金属原子的金属薄膜。溅镀技术广泛地应用在工业生产和科学研究领域。然而，一般溅射靶材于溅镀腔室中进行溅镀工艺时，背板对应溅射板边缘容易被溅镀消耗凹损，须进行重工，例如以砂纸磨平凹陷处并进行填补。

发明内容

本发明有关于一种溅射靶材及其使用方法。

根据本发明的一方面，提出一种溅射靶材，其包括背板、溅射板、及保护单元。背板具有上表面。溅射板设置在上表面上，并具有一溅射板边缘。保护单元设置在上表面上，并相邻溅射板边缘。

于一实施例中，该上表面具有至少一凹口，该保护单元是可卸除地设置在该至少一凹口中。

于一实施例中，该背板具有二该凹口，二该凹口彼此隔开地配置在该背板的该上表面上，二该凹口分别对应该溅射板的相对两侧，二该凹口皆设有该保护单元。

于一实施例中，该溅射板的材质为金属或氧化物，或该背板的材质为金属。

于一实施例中，该保护单元满足至少一项选自下列(1)～(10)的结构特征：

(1)该保护单元的材质为金属；

(2)该保护单元的高度介于0.1mm至4mm；

(3)该保护单元的宽度介于90mm至190mm；

(4)该保护单元的长度介于90mm至3000mm；

(5)该保护单元的宽度不小于该溅射板的宽度且不大于该背板的宽度；

(6)该保护单元的长度不大于该背板的长度；

(7)该保护单元的高度占该背板的高度的0.5％至20％；

(8)该保护单元的宽度占该背板的宽度的47％至100％；

(9)该保护单元的长度占该背板的长度的3％至100％；

(10)该保护单元有一保护部侧面，该溅射板具有一溅射侧面，该溅射侧面与该保护部侧面互相面对或直接接触，并具有互补的形状。

于一实施例中，该保护单元包括一第一保护部及一第二保护部，该第一保护部或该第二保护部满足至少一项选自下列(1)～(3)的结构特征：

(1)该第一保护部露出于该溅射板，该第二保护部乘载该溅射板并与该溅射板重叠；

(2)该第一保护部与该第二保护部相连接；

(3)该第一保护部具有一凸部，该凸部凸出于该背板且并列该溅射板，或该凸部的高度低于该溅射板的高度。

于一实施例中，更包括一固定件，用以将该保护单元固定至该背板，其中该固定件包括螺丝、插栓、或黏着剂。

于一实施例中，更包含一中间保护单元，其中该中间保护单元包括一第一保护部及一第二保护部，该中间保护单元满足至少一项选自下列(1)～(7)的结构特征：

(1)该中间保护单元置于两该保护单元之间；

(2)该第一保护部露出于该溅射板，该第二保护部乘载该溅射板并与该溅射板重叠；

(3)该第一保护部与该第二保护部相连接；

(4)该第一保护部具有一凸部，该凸部凸出于该背板且并列该溅射板，或该凸部的高度低于该溅射板的高度；

(5)该第二保护部的宽度等于或稍大于该溅射板的宽度；

(6)该中间保护单元的长度占该背板的长度的3％至100％；

(7)该中间保护单元是可卸除地设置在该背板上。

根据本发明的另一方面，提出一种溅射靶材的使用方法，其包括以下步骤。提供上述溅射靶材，其中保护单元是可卸除地设置在背板上。

于一实施例中，更包括当该保护单元被溅镀消耗后，将该保护单元移出该背板。

本发明的有益效果：

本发明技术方案通过保护单元、中间保护单元共同防止背板在溅射工艺中被溅射消耗而损坏的问题产生，以进一步延长背板的使用寿命，因此可降低制造成本，且更换保护单元等的方法简单、快速，可提升工艺效率。

附图说明

图1A至图1D绘示根据第一实施例概念的溅射靶材的使用方法。

图2A至图2C绘示根据第二实施例概念的溅射靶材的使用方法。

图3A至图3D绘示根据第三实施例概念的溅射靶材的使用方法。

其中，附图标记：

308、408：背板

308A、408A：凹口

308S、326S、408S、526S：上表面

118：溅射板

118E：溅射板边缘

118W：溅射板侧面

118S：溅射表面

320、420、520：溅射靶材

326、426：保护单元

330、430、530：第一保护部

332、532：第二保护部

526：中间保护单元

540：保护部容置空间

430U、530U：凸部

430W：保护部侧面

W、W1、W2、W3：宽度

L、L1、L2、L3：宽度

H、H'、H”、H1、H2、H3：高度

具体实施方式

以下以一些实施例做说明。须注意的是，本发明并非显示出所有可能的实施例，未于本发明提出的其他实施态样也可能可以应用。再者，图式上的尺寸比例并非按照实际产品等比例绘制。因此，说明书和图示内容仅作叙述实施例之用，而非作为限缩本发明保护范围之用。另外，实施例中的叙述，例如细部结构、工艺步骤和材料应用等等，仅为举例说明，并非对本发明欲保护范围做限缩。实施例步骤和结构细节可在不脱离本发明精神和范围内根据实际应用工艺需要而加以变化与修饰。以下是以相同/类似的符号表示相同/类似的元件做说明。

图1A至图1D绘示根据第一实施例概念的溅射靶材的使用方法。

请参照图1A，提供的背板308具有至少一凹口308A，凹口308A从背板308的上表面308S向内部凹入。如图1A所示，可配置两个凹口308A，且两个凹口308A彼此分离。

请参照图1B与图1C，配置至少一保护单元326至背板308的凹口308A中，接下来配置溅射板118在背板308的上表面308S及保护单元326上，一实施例中溅射板118相对两侧的溅射板边缘118E分别对应并接触凹口308A中的保护单元326。凹口308A的尺寸可实质上等于或略大于保护单元326的尺寸，保护单元326的宽度W1(例如90mm至190mm)须配合背板308及溅射板118的宽度而定，以不超过背板308的宽度W且不小于溅射板118的宽度W2为基准，如溅射板118的宽度W2为90mm，保护单元326的宽度W1则不小于90mm。一实施例中，溅射板118的宽度W2约为180mm，背板308的宽度W约为190mm，故保护单元326的宽度W1在180mm至190mm之间，因此，保护单元326的宽度W1约占该背板的宽度W的47％至100％。一实施例中，保护单元326的宽度W1与背板308的宽度W相同。

溅射板118的材质可视欲沉积在基材上的薄膜材质而定，例如为金属或氧化物。背板308与溅射板118的材质可为相同或不同。一实施例中，背板308的材质皆为铝、钛或铜等金属，溅射板118的材质为铝、钛或铜等金属或氧化铟锡氧化物。一实施例中，背板308的材质为铜，溅射板118的材质为铝。

保护单元326的材质可相同或不同于背板308。例如保护单元326的材质可包括但不限于铜、钛、铝等金属，或其它合适的材料。

请再参阅图1D所示，保护单元326的长度L约为90-150mm，背板308的长度L1约为3000mm，因此，保护单元326的长度L约占背板308长度L1的3％至5％；保护单元326的高度H约为0.1-4mm，例如2mm，背板308的高度H1约为10-20mm，例如16mm，因此，保护单元326的高度H约占背板308的高度H1的0.5％至20％，例如12.5％，即保护单元326不会贯穿整个背板308，也不会接触背板308未承载溅射板118的下表面308B，其中下表面308B与上表面308S平行且相对。

如图所示，两个保护单元326可通过背板308彼此隔开。一实施例中，可利用固定件(未绘示)将保护单元326固定至背板308。固定件可包括但不限于螺丝、插栓、黏着剂(例如金属黏着剂、软焊剂等)等。此实施例中，保护单元326其露出凹口308A的上表面326S可实质上对准背板308的上表面308S，此实施例中，两个保护单元326其露出凹口308A的上表面326S总面积约占背板308的上表面308S总面积的3～10％，例如6％。两个保护单元326总体积约占背板308总体积的0.5～3％，例如0.75％。

请参照图1C与图1D，其中图1D是沿图1C所示的EF线绘示出的剖面图。可利用接合件(未绘示)将溅射板118固定至背板308上，从而组装完成溅射靶材320。

一实施例中，背板308包含一上背板与下背板(未绘示)，且保护单元326与承载溅射板118设置于上背板上。

一实施例中，背板308中可选择性的设置一冷却管路或一磁性物质。

实施例中，保护单元326可设置在溅射靶材320于溅镀腔室中进行溅镀工艺时，背板308可能被冲击的区域，例如设置于紧邻溅射板118相对两侧的溅射板边缘118E，如此可避免背板308被冲击损坏。如图所示，此实施例中，溅射板118的相对两侧可各别与部分的保护单元326重叠。例如，保护单元326包括相连接的第一保护部330与第二保护部332，其中第一保护部330露出于溅射板118之外，第二保护部332乘载溅射板118并与溅射板118重叠。从上视图来看，保护单元326的第一保护部330是从溅射板118的溅射板边缘118E露出溅射板118之外，第二保护部332则接触溅射板118且被溅射板118所覆盖。实施例中，保护单元326可用以避免设置于其下方的背板308在溅射工艺中被溅射冲击而损坏的问题。

实施例中，可对溅射靶材320进行拆解。拆解方法包括将溅射板118从背板308卸除。亦可将保护单元326从背板308卸除。实施例中，保护单元326经溅镀工艺被冲击而损坏后，可直接只对保护单元426进行替换，而不必对背板308进行重工，例如以砂纸磨平凹陷处并进行填补，也不必置换整个背板308，因此可降低制造成本，且更换保护单元326的方法简单、快速，可提升工艺效率。图2A至图2C绘示根据第二实施例概念的溅射靶材的使用方法。

请参照图2A，配置保护单元426至背板308的凹口308A中。背板308的结构与配置保护单元426的方法可类似参照图1A及图1B所述的公开内容，于此不再赘述。此实施例中，保护单元426包括第一保护部430与第二保护部332，其与第一实施例的差异在于，其中第一保护部430具有凸部430U，凸部430U是凸出于背板308的上表面308S及第二保护部332。

请参照图2B与图2C，其中图2C是沿图2B所示的GH线绘示出的剖面图。配置溅射板118至背板308及保护单元426上，并可利用接合件(未绘示)将溅射板118固定至背板308上，从而组装完成溅射靶材420。一实施例中，凸部430U的高度H'低于溅射板118的高度H2，并与溅射板118并列。详细举例来说，溅射板118具有溅射板侧面118W。保护单元426的第一保护部430的凸部430U具有保护部侧面430W。溅射板侧面118W与保护部侧面430W互相面对或直接接触，并可具有互补的形状，此实施例中，溅射板侧面118W高度约为20mm，保护部侧面430W高度约为0.1-2mm，例如2mm。凸部430U凸出于背板308可用以辅助溅射板118的相对两侧定位，且减缓背板308于溅镀工艺中造成的冲击而损坏，且便于替换，而延长背板308的使用寿命。此实施例中，进一步限定凸部430U的高度H'占溅射板118的高度H2的安全比例为10％以下，以避免于溅镀工艺中，凸部430U与位于溅镀板118上方的治具产生碰撞。

图3A至图3D绘示根据第三实施例概念的溅射靶材的使用方法。

请参照图3A，此实施例中，背板408具有一个凹口408A，凹口408A从背板408的上表面408S向内部凹入。

请参照图3B及图3C，其中图3C是沿图3B所示的IJ线剖面后的示意图。背板408的结构与配置保护单元426的方法可类似参照图1A～2A所述的公开内容，于此不再赘述。此实施例中，两个保护单元426之间更配置有至少一个中间保护单元526，即一个中间保护单元526连接两个保护单元426。此实施例中，中间保护单元526的宽度W3以不超过背板408的宽度W且不小于溅射板118的宽度W2(如图3D所示)为基准，保护单元526包括第一保护部530与第二保护部532，其中第一保护部530具有凸部530U，凸部530U是凸出于背板408的上表面408S，两个第一保护部530的凸部530U的高度H”低于溅射板118的高度H2，并与溅射板118并列。详细举例来说，溅射板118具有溅射板侧面118W。一实施例中，溅射板侧面118W高度约为20mm，凸部530U的高度H”为0.1-2mm，例如2mm。

一实施例中，两个第一保护部530的凸部530U的高度H”分别与相邻的保护单元426的凸部430U的高度H'等高，保护单元526的第二保护部532的高度H3亦与保护单元426的高度H等高，使保护单元426、中间保护单元526共同界定保护部容置空间540。

请搭配参照图3B、3D，在本实施例中，第二保护部532的宽度W4等于或稍大于溅射板118的宽度W2，而可使第一保护部530的凸部530U抵接溅射板118的侧面。

请参照图3D，配置溅射板118至背板408上，并对应置入由保护单元426、中间保护单元526所形成的保护部容置空间540中，更可利用接合件(未绘示)将溅射板118固定至背板408上，从而组装完成溅射靶材520，使保护单元426、中间保护单元526围绕溅射板118的所有溅射板边缘118E，可通过凸部430U、530U辅助溅射板118定位于保护部容置空间540中，并使第二保护部332、532实质对应承接溅射板118的底部。

一实施例中，中间保护单元526的数量或中间保护单元526的长度L3依背板408的长度L1及溅射板18的长度L2而定，此实施例中，溅射板118的长度L2约为2650mm、背板408的长度L1约为3000mm，中间保护单元526的长度L3则约为90mm至3000mm，中间保护单元526的配置数量亦可视中间保护单元526的长度L3而作适当的增减调整。

一实施例中，中间保护单元526的长度L3约占背板408长度L1的3％至100％。一实施例中，中间保护单元526其露出凹口408A的上表面526S总面积约占背板408的上表面408S总面积的6％～90％。通过保护单元426、中间保护单元526共同防止背板408在溅射工艺中被溅射消耗而损坏的问题产生，以进一步延长背板408的使用寿命，且安装及更换中间保护单元526的方法如前一实施例一样简单、快速。

须特别说明的是，中间保护单元526及其两侧的保护单元426亦可为一体成型的构造而界定保护部容置空间540，一体成型的保护单元(未绘示)的长度则介于背板408的长度L1与溅镀板118的长度L2之间，约为2650mm-3000mm，即以不大于背板408的长度L1为准。一体成型的保护单元(未绘示)的长度约占背板408长度L1的88％至100％，例如90％。

因此，根据本发明概念的溅射靶材亦可视实际需求任意调变结构设计。例如，保护单元可依据溅射靶材实际在溅镀腔室中进行溅镀工艺时，背板可能被溅射消耗分布适当调整配置，如上述第三实施例所示，中间保护单元的数量可为3个、4个、或更多个，配合背板或溅射板的长度做适当调整，或配置在溅射板的其它位置，或具有其它形状及尺寸。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。