交错阵列式靶砖制造技术

技术编号:1805932 阅读:184 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一溅镀靶(80),特别是用于溅镀沉积一靶材料至复数个大长方形面板,其中复数个靶砖(32)是以二维非长方形阵列黏着至一背板(34)上面,如此,该等砖能够以不超过三片砖的方式在复数个空隙(84)会合,借此,可以锁定该等砖来防止该等砖在黏着以及重复热循环时过度对准不良。该等长方形砖可以配置成复数个交错列或配置成一人字形或锯齿状图案。复数个六角形和三角形砖亦能提供本发明专利技术许多优点。在一圆形靶(150)可以借由中心具备交错偏移(156)的方式配置复数个扇形砖(154)。

【技术实现步骤摘要】

一般而言,本专利技术有关溅镀材料。具体说,本专利技术是有关一种靶,其含有由靶材料所构成的多数砖。
技术介绍
溅镀、或者称为物理气相沉积(PVD),被广泛地用在半导体集成电路的商业领域,用以沉积金属和相关材料。图1是说明一典型的DC磁控管等离子体反应器10的剖面图,包含一电气接地真空室12,其中一靶14是借由电绝缘体16加以真空密封。一DC电源供应件18对该靶14供应相对于该室12或该室12内的一接地溅镀遮蔽物为负的偏压,来激发一氩溅镀工作气体成为一等离子体。然而应注意亦已知有RF溅镀。该带正电的氩离子被吸至该偏压的靶14而溅镀材料从该靶14溅镀至一基板20上,该基板20是被支撑于与该靶14相对的一托架22的上面。位于该靶的后面的一磁控管24,发射一与该靶14的前表面平行的磁场来捕捉电子,借此可以增加该等离子体的密度并加速该溅镀的速度。现代化的溅镀反应器,该磁控管可以比较小并沿着该靶14的背部扫描。甚至可以使用一大磁控管来扫描,用以改良侵蚀和沉积的均匀性。虽然可以使用铝、钛、和铜靶来形成单一整体构件,但是用以溅镀其他材料诸如钼、铬、以及铟钖氧化物(ITO)的靶,更通常的方法是将该材料的一溅镀层借由溅射涂布、或是黏着在一较不昂贵并较容易机械加工靶背板上来形成。用以溅镀至圆形的硅晶片上的溅镀反应器已有很大的发展。这些年来,硅晶片的尺寸已从50毫米直径增加至300毫米。溅镀靶或是甚至其溅镀材料必须增大,用以在该晶片的全面提供更均匀的沉积。通常,晶片溅镀靶用于一些诸如铝和铜等是由一单一的圆形构件形成,或是用于较困难的材料时,则是在一背板上形成单一的的连续溅镀层。早在1990年,溅镀反应器已被发展,是用以将薄膜晶体管(TFT)电路形成在玻璃基板上来作为大型显示器用途,诸如作为电脑显示器或电视屏幕用途的液晶显示器(LCDs)。在美国专利5,565,071 Demaray等人揭示如此的一反应器,以引用的方式并入本文中。该技术随后被应用在其他型式的显示器,诸如等离子体显示器和包含有机发光二极管(OLEDs)的有机半导体,以及应用在其他面板组成,诸如塑胶和聚合物。一些早期的反应器设计来使用于尺寸约为400毫米×600毫米的面板。通常,认为形成具有单一连续溅镀层的如此大的靶是无法达成的。替代地,是将溅镀材料的多数砖,各自黏着在一单一靶背板上。平板靶的最初的尺寸,该等砖的能够制造的尺寸,足够延伸至该靶的短方向全面,因此该等砖在该背板上形成一维阵列。因为所生产的平板显示器尺寸逐渐增加,以及明白将多数个显示器制造在一单一玻璃板上并随后进行切割才具有经济规模,使得该面板的尺寸逐渐增加。商业上可以购得的平板制造设备,其可以溅镀至具有一最小限度尺寸为1.8米的面板,而用于具有尺寸为2米×2米甚至更大的面板的设备,是可以预期的。使用于如此大的靶,可能须要图2的一平面图所说明的二维阵列砖配置。长方形靶砖32是配置成长方形阵列而黏着在一靶背板34上。Tepman在美国专利申请案第10/863,152号,申请日期2004年6月7日,其中如此一大靶的二维磁控管扫描是以引用的方式并入本文中。如图2的该平面图所示,一长方形靶30包含以长方形阵列配置的一多数个长方形靶砖32并黏着在一靶背板34上。该砖尺寸是取决于包含制造该砖的容易度的数个参数,而该等砖的数目可以是4×5,但是该等砖32可以是例如75毫米×90毫米的尺寸,如此,一较大的面板须要一3×3阵列。若是该砖材料难以加工,诸如铬或钼,在该砖阵中该等砖的数目甚至可以更大。该图示的靶背板34通常为四方形来和该被溅射涂布的面板的形状和尺寸一致,但是该靶背板34的复数个角36可以是圆形的或是其角度与支撑该靶背板34的室体一致,而该靶背板34包含来自该室体一延伸部38,该延伸部38包含一电终端用以对该靶供应电力、以及用以提供冷却该靶30的冷却流体的复数个管接头。如图3的剖面说明,用于平板溅镀的该靶背板34通常是由二金属板42、44所构成,例如由钛以熔接或是黏着在一起。因为该靶背板34比用于晶片制程的通常的靶背板更为复杂,用以该非常大的面板尺寸时,与其通常的冷却槽不如具有一背侧真空室为佳,如此可以使该非常大的靶30全面的压力差异减少至最小。该等板42、44其中之一,其构成具有复数个线性冷却槽46,借此该冷却流体可以循环。亦可能是其他形式背板34和冷却槽46。该砖32是黏着在该背板34的室侧面上,该等砖32之间形成有一间隙48。通常该等砖32具有直角的长方形,其中位于该砖阵列周围的斜角边缘的该等砖32可能是例外。谋求使该间隙48来消除制造上的变动而可能0在至0.5毫米之间。邻接的砖32可能直接紧靠但是不会互相施力。另一方面,该间隙48的宽度不会大于该等离子体暗区,该等离子体暗区通常是对应该等离子体鞘层的厚度并且通常比较大,以通常压力的氩工作气体而言约大0.5毫米。在区域小于该等离子体暗区的最小限度距离时无法形成等离子体。结果,当该砖32被溅镀时在下面的钛背板34不会被溅镀。回到图2,该砖32是配置在一长方形轮廓40内,该长方形轮廓40是大约与该靶预定被溅镀的面积一致或大一些。图1的该磁控管24是以该轮廓40为对象进行扫描。使用遮蔽物或是其他构件来防止该背板34的无砖表面因暴露于高密度等离子体而被溅镀到。明显地,不希望溅镀到用来支撑钼或其他砖的一铝背板34。即使该背板34是由该等靶砖32相同材料所构成亦不希望被溅镀到。该背板34具有复杂结构,并且希望在一组砖32用完后能够重新装设使用,来使用于一组新的砖32,所以应避免溅镀到该背板34。随着面板尺寸的增加,图2的该长方形砖的配置会出现困难。已知有数种方法可以用来将复数个靶砖黏着在背板上。图4说明一种普遍的方法,包括一装置其含有二个加热台60、62。将该等砖32以溅镀面朝下方的方式放置在一工作台60上。将一铟涂层64漆在各砖32的背面上。该加热桌60将该具有涂层的砖32加热至约200℃,远高于铟的熔点156℃,因此铟熔融在该等砖32上而形成一均匀的熔融层。同样地,将该背板34放置在另外一加热台62上并漆上一铟涂层66,加热至约200℃。在铟64、66都处于熔融状态下将砖32从该第一工作台60移开,并以该等熔融的铟涂层面对面而该溅镀面朝上的方式反向地放置在该背板34的上面。经过冷却,该铟固化而将该等砖32黏着在该背板34上。该转移操作必须进行得相当快,在转移时在该砖32上的铟涂层64不可以固化。较小的靶时可以使用手工转移。然而,随着该靶和该等砖增大,使用一转移工装用具来抓住该等砖的边缘,并使用一起重机来举起该工装用具并将其移动至该第二工作台。不容易操作如此大的机械结构来得到希望程度的对准,特别是以不大于0.5毫米来分隔该等砖。替代地,如图5的该平面图对4片砖32之间的一角落区40的说明,该4片砖32是以一长方形阵列配置而倾向各自互相滑动,由于具有不同的砖与砖之间的间隙48而对准不良。更重大的是该4片砖之间的角落变为比希望大许多。一空隙(interstice)是意指位于三个或更多砖间的界面的一点或一范围,因而一空隙不包括位于二砖之间的线。实际上对空隙72的较佳定义为表示复数个砖32间的最大间隙。结果,该等对准不良砖32的该空隙72的最宽点可能大于该等离子本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种溅镀靶,包含复数个靶砖,该等靶砖含有一共同溅镀组成且各自成形以配置在一非长方形二维阵列中。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员:阿维泰普曼
申请(专利权)人:应用材料股份有限公司
类型:发明
国别省市:US[美国]

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