靶组合体以及具有该靶组合体的溅射装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种靶组合体，在利用通过接合材料接合靶和背板而构成的靶组合体进行溅射时，靶和背板的接合面也不会暴露于等离子体中，进而，可以防止诱发溅射时的异常放电。在本发明专利技术的靶组合体中，把具有规定形状的溅射用靶３１ａ～３１ｆ与背板３２ａ～３２ｆ的接合面的面积，设定得比靶的最大横截面积小。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及接合靶和背板而成的靶组合体以及具有该靶组合体的溅射装置。
技术介绍
在溅射法中，通过使等离子体中的离子向根据要在处理基板表面上成膜的膜的组成而制成规定形状的靶加速并冲击，使靶原子飞散，在处理基板表面上形成薄膜。此时，靶由于受到离子的冲击而温度变高，所以存在靶熔解、出现裂纹等问题。因此，通过由铟或锡等热传导率高的材料构成的接合材料把靶接合到例如铜制的背板上而制成靶组合体，在此状态下安装到溅射阴极上，形成在溅射期间通过利用冷却水(制冷剂)冷却背板来对靶进行间接除热的结构。在此情况下，过去的靶组合体中，为了提高靶的冷却效率、并利用螺栓等固定机构将其组装到溅射阴极上，把背板的外形设定得比靶的外形大，利用从靶的外周向外侧突出的部分固定在溅射阴极上(专利文件1)。专利文件1特开平7-26375号公报(例如，参照图1)。但是，近年来，利用溅射法对FPD制造用的玻璃基板这样的面积大的基板形成薄膜的情况越来越多。此时，为了能够对于大面积的基板，在高度保持膜厚分布及进行反应性溅射时的膜质分布的均匀性的状态下进行成膜，有任提出了如下所述地构成溅射装置。即，与基板相对地并列设置形成为直方体等的相同形状的多个靶，并且对相邻的2个靶分配1个交流电源进行连接，利用该交流电源，向任一方的靶施加负电位、并且向另一方的靶施加接地电位或者正电位，通过使施加了该接地电位或者正电位的靶起到阳极的作用，对施加了负电位的靶进行溅射，按照交流电源的频率，交替切换靶的电位，依次对各靶进行溅射(参照特愿2004-69413号说明书)。此时，为了相互接近地设置靶，令背板沿并列设置方向的宽度与靶的并列设置方向的宽度一致。如上构成溅射装置时，由于没有必要在靶相互之间设置任何阳极和阴极等结构部件，所以可以使不放出溅射粒子的空间尽可能小(靶之间的间隔可以变小)，具有可以在高度保持膜厚分布、膜质分布的均匀性的状态下对大面积的基板进行成膜的优点。但是，在上述溅射装置中，为了提高各靶的利用效率，在靶的后方设置磁铁组合体，当磁铁组合体沿靶的并列设置方向往返运动时，在靶前方所发生的等离子体蔓延到各靶组合体相互之间，存在靶和背板的接合面暴露于等离子体中而使接合材料熔解、渗出的问题。若接合材料渗出，就会导致溅射期间产生异常放电，不能进行良好的成膜。
技术实现思路
因此，本专利技术鉴于以上各点，其目的在于提供即便在并列设置各靶组合体的状态下进行溅射时，靶和背板的接合面也不会暴露于等离子体中，进而可以防止溅射时诱发异常放电的靶组合体以及具有该靶组合体的溅射装置。为了解决上述课题，本专利技术的第一方面的靶组合体的特征在于，具有有规定形状的溅射用靶，以及通过接合材料接合到该靶的溅射面的背面侧的背板；所述背板的与所述靶的接合面的面积设定得比靶的最大横截面积小。根据本专利技术，以组装了靶和背板的靶组合体的状态安装到溅射阴极上，在溅射期间，通过利用冷媒冷却背板，间接地对靶进行除热，防止靶熔解和出现裂缝。此时，由于背板的与靶的接合面的面积设定得比靶的最大横截面积小，所以靶和背板的接合面的一部分位于靶的一端的内侧，利用向外侧伸出的靶的侧壁，防止等离子体向此处的接合面的蔓延。也可以在真空室内隔开规定的间隔并列设置多个靶时，通过把接合到这些靶的背板相互间的距离设定得比相邻的靶相互间的距离大来使所述接合面的面积比靶的最大横截面积小。另外，上述靶的外形为多角形时，若在相互面对的靶的整个一边上、把所述背板相互间的距离设定得较大，则即便在为了提高各靶的利用效率而在靶的后方设置磁铁组合体、并使其沿靶的并列设置方向往返运动的情况下，靶前方所产生的等离子体也不会从并列设置的靶相互之间蔓延到靶和背板的接合面，进而可以防止溅射期间的异常放电的诱发、进行良好的成膜。并且，也可以使从所述靶的端面到背板的端面的间隔大于等于5mm。如果比5mm小，则在相邻设置靶时，有暴露于等离子体中的担忧。另外，关于上限，只要是溅射时能够冷却靶的范围即可。另外，本专利技术的另一种溅射装置的特征在于，隔开规定的间隔并列设置如前所述的靶组合体，以在各靶的前方分别形成磁通的方式在各靶的后方分别设置、由多个磁铁构成的磁铁组合体，以及向各靶交替施加负电位以及接地电位或正电位的任何一方的交流电源。由此，对于面积大的基板，即便在通过溅射法成膜的情况下，也能够在高度保持膜厚分布、进行反应性溅射时的膜质分布的均匀性的状态下进行成膜，在此基础上，可以防止溅射期间的异常放电的诱发，结果就能够进行良好的成膜。此时，若设置以使所述磁通对于靶自由地平行移动的方式一体地驱动各磁铁组合体的驱动单元，就能够提高各靶的利用效率。专利技术的效果如上所说明的，在本专利技术的靶组合体以及具有该靶组合体的溅射装置中，溅射期间，靶和背板的接合面不会暴露于等离子体中，进而，可以防止溅射时诱发异常放电，能够进行良好的成膜。附图说明图1是概略地说明本专利技术的溅射装置的结构的剖面图。图2是说明靶组合体的结构的平面图。图3是放大表示图1中所示的靶组合体的一部分的剖面图。图4是表示投入电力与电弧放电的次数的关系的图。具体实施例方式参照图1至图3进行说明，1是具有并列设置了本专利技术的阴极组合体的阴极的磁控管式的溅射装置(下面称为“溅射装置”)。溅射装置1为直通式，具有通过旋转泵、涡轮分子泵等真空排气机构(未图示)可以保持规定的真空度的真空室11。真空室11的上部空间中，设有未图示的基板运送机构。该基板运送机构，具有公知的结构，例如，具有装有处理基板S的托架，使驱动单元间歇驱动，向与后述的并列设置的靶相对的位置依次输送处理基板S。在真空室11中设有气体导入单元2。气体导入单元2，通过设有质量流控制器21的气体管22，与气体源23相通，可以向溅射室11内以一定的流量导入氩等溅射气体和反应性溅射时使用的氧等反应气体。在真空室11的下侧配置有阴极组合体3。阴极组合体3，具有大致呈直方体的、形成为同一形状的6个靶31a～31f。各靶31a～31f，根据Al合金、Mo、ITO等要在处理基板S上成膜的薄膜的组成，用公知的方法分别制作而成，通过接合材料Bo接合到背板32a～32f上成为靶组合体，以该状态分别安装到阴极组合体3上。背板32a～32f，例如为铜制，形成为内部设有水路的直方体，在其一侧上设有循环水的输入部和输出部(未图示)。作为接合材料Bo，使用铟或锡等热传导率高的公知材料。并且，溅射期间，通过使冷却水在背板32a～32f内循环来冷却背板32a～32f，间接地对靶31a～31f进行除热，防止溅射时的离子冲击导致的靶31a～31f的熔解和裂缝。靶31a～31f，其未使用时的溅射面311并列设置成位于与处理基板S平行的同一平面上，在各靶31a～31f的相互面对的侧面312相互之间，不设置阴极或屏蔽等结构部件。各靶31a～31f的外形尺寸，设定为并列设置各靶31a～31f之际比处理基板S的外形尺寸大。在靶31a～31f的后方，分别设有6个磁铁组合体33a～33f。各磁铁组合体33a～33f形成为同一结构，具有与靶31a～31f平行地设置的、磁性材料制的平板状的支持部331，在支持部331上设有沿靶31a～31f的长边方向的棒状的中央磁铁332，和沿支持部331的外周设置的周边磁铁333。此时，中央磁铁332的换算本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种靶组合体，其特征在于，具有：有规定形状的溅射用靶，以及通过接合材料接合到该靶的溅射面的背面侧的背板；其中，所述背板与所述靶的接合面的面积设定得比靶的最大横截面积小。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：大石祐一，小松孝，中村肇，新井真，清田淳也，谷典明，
申请(专利权)人：株式会社爱发科，
类型：发明
国别省市：JP[日本]