專利名稱：濺射靶的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供通過濺射法形成薄膜時使用的濺射靶，靶的使用效率高，并且在整個濺射壽命期間膜的均勻度(膜厚的均勻性)良好。
背景技術(shù)：
利用濺射的薄膜的形成方法，廣泛用于各種電子電氣部件等的制造。濺射法利用如下原理使作為陽極的基板與作為陰極的靶對置，在惰性氣氛下在這些基板與靶之間施加高電壓，從而產(chǎn)生電場，此時電離后的電子與惰性氣體發(fā)生撞擊而形成等離子體，該等離子體中的陽離子轟擊靶表面，從而轟擊出靶構(gòu)成原子，該飛出的原子附著到對置的 基板表面上，從而形成膜。目前，濺射大多使用被稱為所謂的磁控濺射的方法。磁控濺射法是在靶的背側(cè)安裝磁鐵而在靶表面沿與電場垂直的方向產(chǎn)生磁場后進行濺射的方法，具有如下特征在這樣的正交電磁場空間內(nèi)能夠使等離子體穩(wěn)定化并且高密度化，從而能夠增大濺射速度。通常，磁控濺射在磁場中捕獲電子，有效地電離濺射氣體，根據(jù)磁鐵的結(jié)構(gòu)和種類、以及濺射條件、靶的材質(zhì)、靶的形狀、溉射裝置的種類等，在濺射中的、靶的侵蝕(腐蝕)部分不同，無法形成均勻的腐蝕。上述情況并不限于磁控濺射法，在其他濺射法中也同樣。靶在被腐蝕最深的部位達(dá)到極限時到壽命，更換為新靶。通常，靶形成為平板狀或圓筒形。另外，靶被局部地深度腐蝕時，產(chǎn)生無法均勻地發(fā)生濺射、膜的均勻度(膜厚的均勻性)變差的問題。而且，盡管靶還殘留有厚度，但有時也會到壽命。該情況為，在靶壽命的過程中，在成膜步驟中規(guī)定的膜的均勻度(膜厚的均勻性)和工序損失率等管理值超過某設(shè)定允許值的情況。此時，如果繼續(xù)使用相同的靶，則超過允許值，因此，即使靶還殘留有厚度，也更換為新靶。即，靶的壽命變得比本來短。由此，對靶的腐蝕面的結(jié)構(gòu)、背襯板的結(jié)構(gòu)、以及靶與背襯板的組裝體的結(jié)構(gòu)進行了多種設(shè)計。例如，在下述專利文獻I中提出了如下的靶其為長方體多分割靶，并且在受到腐蝕的分割靶中具有高低差的情況下，從高度高的靶的面向高度低的面形成為斜面。另外，在下述專利文獻2中提出了一種濺射靶，在相互鄰接的厚度不同的分割靶材的鄰接部中，在厚度厚的一側(cè)的分割靶材的鄰接部分中形成具有與厚度薄的分割靶材的厚度大致相同的厚度的水平部分，并且上述水平部分的寬度為Imm以上，在上述厚度厚的一側(cè)的分割靶材上，形成從上述厚度厚的一側(cè)的分割靶材的水平部分向上部靶面連續(xù)的傾斜部分，上述厚度厚的一側(cè)的分割靶材的傾斜部分與水平部分所成的角度為30°以上且45°以下。上述專利文獻I以及專利文獻2均在端部靶材中設(shè)置了搭向中央部的傾斜。但是，具有這樣的傾斜時，通過濺射進行成膜時，有時在膜的均勻度方面產(chǎn)生問題。具體而言，觀察到與使用不具有傾斜的靶材進行成膜的情況相比基板面內(nèi)的膜厚分布變差的現(xiàn)象。結(jié)果，隨著該膜厚分布的變差，在膜的表面電阻率(薄層電阻率)和透射率方面也產(chǎn)生分布的變差，將靶材設(shè)為ITO(氧化銦錫(Indium Tin Oxide))形成透明導(dǎo)電膜來制作IXD或PDP等顯示裝置的情況等下，在顯示特性方面產(chǎn)生不均勻性，不適于大型顯示裝置?，F(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻I :日本專利第3760652號公報專利文獻2 :日本專利第4318439號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的問題本發(fā)明鑒于如上所述的問題或缺陷而完成，對于通過濺射法形成薄膜時使用的濺 射靶而言，提出了具有傾斜部分的靶材、以及膜的均勻度不會變差的形狀的靶材，并且提供靶的使用效率高、且在整個濺射壽命期間膜的均勻度(膜厚的均勻性)良好的靶。用于解決問題的方法為了解決上述的課題，本發(fā)明人得到如下見解，通過使濺射用靶的形狀為預(yù)想到腐蝕的靶形狀，并且使用該靶進行濺射，能夠使膜的均勻度(膜厚的均勻性)在整個濺射壽命期間均良好，并且使粒子的產(chǎn)生少，進而延長靶的壽命。需要說明的是，本說明書中使用的“高使用效率靶”是指上述具有預(yù)想到腐蝕的形狀的靶。本發(fā)明基于上述見解，提供I) 一種濺射靶，整體為矩形，并且中央的靶部位具有平坦的濺射面，兩端的靶部位具有傾斜的濺射面，所述濺射靶的特征在于，上述兩端的靶部位的最大厚度比中央的靶部位的厚度大，該兩端的靶部位的濺射面具備從最大厚度部朝向靶中央向下方傾斜的角度α的傾斜面、和與該角度α的傾斜面相對的角度β的傾斜面。另外，本發(fā)明提供2)上述I)所述的濺射靶，其特征在于，上述角度α為O. 3 45° ;3)上述I)或2)所述的濺射靶，其特征在于，上述角度β為上述角度α的30 80% ；4)上述I) 3)中任一項所述的濺射靶，其特征在于，上述角度α的傾斜面與角度β的傾斜面以直線接合，該接合位置的靶厚度比中央的靶部位的厚度薄。另外，本發(fā)明提供5)上述I) 3)中任一項所述的濺射靶，其特征在于，在上述角度α的傾斜面與角度β的傾斜面之間具有平坦面P ；6)上述5)所述的濺射靶，其特征在于，平坦面P的靶的厚度比上述中央的靶部位的厚度??；7)上述6)所述的濺射靶，其特征在于，平坦面P的長度L3比角度α的傾斜面的長度LI以及角度β的傾斜面的長度L2短；8)上述7)所述的濺射靶，其特征在于，上述LI、L2和L3的合計長度為矩形靶的總長的25%以下。另外，本發(fā)明提供9)上述I) 8)中任一項所述的濺射靶，其特征在于，靶為分割靶；
10)上述I) 9)中任一項所述的濺射靶，其特征在于，兩端的靶部位為具有角度α的傾斜面和角度β的傾斜面的一體靶；11)上述I) 10)中任一項所述的濺射靶，其特征在于，具有平坦部的兩端的靶部位、具有角度α的傾斜面的靶部位、具有角度β的傾斜面的靶部位、在角度α的傾斜面與角度β的傾斜面之間具有平坦面P的靶部位、具備平坦的濺射面的中央的靶部位中的一個或多個為分割靶；12)上述I) 11)中任一項所述的濺射靶，其特征在于，濺射后的基板面內(nèi)整體的膜厚均勻度在低于土 10%的范圍內(nèi)。發(fā)明效果對于本發(fā)明的通過濺射法形成薄膜時使用的濺射靶而言，提出了具有傾斜部分的靶材、以及膜的均勻度不會變差的形狀的靶材，具有靶的使用效率高、并且在整個濺射壽命期間膜的均勻度(膜厚的均勻性)良好的優(yōu)良效果。


圖I是實施例(無平坦面P)的靶的平面圖(一部分)、C-C截面圖、A-A截面圖、B-B截面圖。圖2是實施例(有平坦面P)的靶的平面圖(一部分)、C-C截面圖、A-A截面圖、B-B截面圖。圖3是比較例的靶的平面圖(一部分)、C-C截面圖、A-A截面圖、B-B截面圖。
具體實施方式

本發(fā)明的濺射靶是整體形狀在平面上看為矩形(長方形)的靶。該靶的中央的靶部位，具有平坦的濺射面。對于兩端的靶部位而言，從靶的制作和使用的便利性出發(fā)，使其為最外部的一部分平坦、而與其接續(xù)的部分傾斜的濺射面。如后述圖I、圖2所示，是在平面上看整體為矩形的濺射靶。如圖I所示，上述兩端的靶部位的最大厚度比中央的靶部位的厚度大，該兩端的靶部位的濺射面形成從最大厚度部朝向靶中央向下方傾斜的角度α的傾斜面4和與該角度α的傾斜面相對的角度β的傾斜面5。這樣，在與角度α的傾斜面相對的位置上形成角度β的傾斜面的構(gòu)思極新，在現(xiàn)有技術(shù)中并不存在，可以說是基礎(chǔ)發(fā)明。本發(fā)明的靶通常作為磁控濺射用靶使用。就磁控濺射而言，為了提高濺射效率，在靶的背面配置磁鐵，但由于磁鐵的配置或磁力線的強度，產(chǎn)生受到強腐蝕的部分和未受腐蝕的部分。上述情況依賴于濺射裝置，本發(fā)明的靶需要具有能夠應(yīng)對上述情況、能夠進行穩(wěn)定的濺射、并且能夠使膜的均勻度更均勻的結(jié)構(gòu)。另一方面，如上所述，產(chǎn)生受到強腐蝕的部分和未受腐蝕的部分，而受到強腐蝕的部位將制約靶的壽命。但是，在這種情況下，仍也需要不斷提高靶的整體的利用效率。就現(xiàn)有的濺射靶而言，提出了使靶的受到強腐蝕的部位增厚。但是，該情況下，靶與基板間的距離并不固定，因此，尤其是在濺射初期，存在膜的均勻度不穩(wěn)定的問題。
由此，本申請發(fā)明中，為了使靶因濺射而受到腐蝕的部位增厚，并且使膜的均勻度更均勻，制作如上所述的傾斜面。但是，由于濺射從形成于靶的腐蝕面的傾斜角度α的傾斜面4轟擊出的粒子，更多地集中在靶長度方向的中央部。因此，在該區(qū)域中，在基板上形成的膜的膜厚變得比其他區(qū)域厚，相反，與傾斜面4對置的位置(后述靶的傾斜面的正上方的位置)的膜厚變薄。由此，形成了膜厚薄的部位與厚的部位，從而膜厚變得不均勻，均勻度變差。對于本申請發(fā)明而言，以與傾斜面4相對的方式形成角度β的新的傾斜面5。因此，從以角度β形成的傾斜面5轟擊出的粒子到達(dá)與傾斜面4對置的位置，因此，補償比較例中膜厚變薄的部分，得到在基板面內(nèi)整體上均勻度良好的膜。上述角度α的傾斜面4與角度β的傾斜面5以直線接合，但由于角度β的傾斜 面5成為中央的靶部位的平坦的面的水平高低的起點，因此，在直線的接合位置上的靶厚度比中央的靶部位的厚度薄。角度α優(yōu)選為O. 3 45°。角度α超過45°時，即使形成角度β，均勻度的均勻性并不怎么提高。另外，角度β優(yōu)選在角度α的30 80%的范圍內(nèi)。即，優(yōu)選使其為α Χ0. 3<β<α Χ0. 8。角度β小于α的30%時，具有難以充分地補償膜厚變薄的部分的傾向，超過80%時，具有在傾斜面4與傾斜面5的中間部分的膜厚變薄的傾向。在上述濺射靶的傾斜角度α的傾斜面4與傾斜角度β的傾斜面5之間，如圖2所示，也可以設(shè)置平坦面P。如上所述，由于角度β的傾斜面5成為中央的靶部位的平坦的面的水平高低的起點，因此，與其連接的平坦面P的厚度比上述中央的靶部位的厚度薄。使平坦面P的長度L3比角度α的傾斜面LI的長度以及角度β的傾斜面L2的長度短，是對于本申請發(fā)明的濺射靶而言用于保持均勻度的均勻性的優(yōu)選條件。此外，優(yōu)選上述LI、L2和L3的合計長度為矩形靶的總長的25%以下。但是，該條件為優(yōu)選的條件，也可以選擇其以外的條件。對于濺射靶而言，可以使其整體為一體型的靶，也可以使其為分割靶。在使其為分割靶的情況下，可以為多種形式，可以僅將兩端的靶部位制作成具有角度α的傾斜面和角度β的傾斜面的一體靶(未分割的靶)，使其他部分為適當(dāng)分割的靶。該形式為代表性的濺射靶的例子。另外，也可以使具有平坦部的兩端的靶部位、具有角度α的傾斜面4的靶部位、具有角度β的傾斜面5的靶部位、在角度α的傾斜面4與角度β的傾斜面5之間具有平坦面P的靶部位、具備平坦的濺射面的中央的靶部位中的一個或多個為分割靶。作為本發(fā)明的濺射靶的材料，可以應(yīng)用銦、錫、鋁、銅、鉭、鈦、鎳、鈷、釕、鎢、銠、或它們的合金或氧化物等。特別是適用于ITO(銦與錫的氧化物)等顯示材料用靶的制作。在本發(fā)明的腐蝕輪廓靶的制造時，預(yù)先對平板狀的靶進行濺射，考察此時的腐蝕形狀以及深度，基于此能夠?qū)Π械暮穸冗M行調(diào)節(jié)。由此，即使存在根據(jù)靶的材料的種類而變化的腐蝕差異，但根據(jù)固有的靶腐蝕，也能夠容易地制造高使用效率靶。本發(fā)明的靶具有容易制作、并且能夠延長該靶的壽命的優(yōu)點。此外，具有能夠在濺射初期以及整個濺射壽命期間使膜的均勻度(膜厚的均勻性)良好、并且粒子的產(chǎn)生少的優(yōu)良的效果。進而，具有如下效果即使存在根據(jù)靶的材料的種類而變化的腐蝕差異，但根據(jù)固有的靶腐蝕，也能夠容易地制造高使用效率靶。實施例以下，用本發(fā)明的實施例和比較例對本發(fā)明的特征進行說明。需要說明的是，以下的例子是為了容易地理解發(fā)明而列舉的，本發(fā)明不受這些實施例的限制。即，基于本發(fā)明的技術(shù)思想的其他例子或變形應(yīng)當(dāng)包括在本發(fā)明中。在圖I所示的背襯板上設(shè)置靶。此時，對于背襯板而言，使用銅制的背襯板，也可以由其他材料制作。對于靶而言，使用ITO(銦錫氧化物)。圖I中示出了靶背襯板組裝體的平面圖(一部分)、C-C截面圖、A-A截面圖、B-B截面圖。如該圖I所示，實施例I的靶背襯板組裝體 的背襯板從平面上看為矩形(長方形)。此時，使用分割靶。(實施例和比較例)與1500X 1850mm尺寸的基板對置排列8根200X 2300mm尺寸的ITO靶，以膜厚40nm作為目標(biāo),進行成膜。在本實施例中，示出了基板與靶靜止對置地進行成膜的例子，但本發(fā)明的靶即使在基板通過靶上進行成膜的方式中也是有效的。成膜后，使用觸針式輪廓儀對基板上的不帶膜的部分與帶膜的部分的高低差進行測定，由基板面內(nèi)9個點的高低差的分布評價膜厚均勻度。將其結(jié)果示于表I。表I
I麵_S
滅( T/Ll - tan a ffiia' β T/L2 = teaα, β It《規(guī))
C mm)(isffii1
§,7β02/1δ0Α;12
mm 2mma-*is
imrnn2/150 o.ir mm11 :衫涔4 a ea__mm _ 2^1 觸10
2.29a2/500.5ΓI/|§013
mm B2Mmami.&rimii=o,eaau
-m,mt0,76°tnmcuy1^200β^)Μαβ
1ClfcM 20,76°2/IfiOlk&7e1/100β-^OMm4
2,29#wm0.720I/浦β^- Μα
r^M 4Z.2BaZimI ATIWβ- Μα6(比較例I)比較例I中，傾斜面4的角度α為O. 76°，不具有角度β的傾斜面5，基板面內(nèi)整體的膜厚均勻度為±12%，變得不良。(比較例2)比較例2中，傾斜面4的角度α為2. 29°，不具有角度β的傾斜面5，基板面內(nèi)整體的膜厚均勻度為±15%，變得不良。(比較例3)比較例3中，傾斜面4的角度α為O. 76°，具有角度β為O. 19° (O. 25 α )的傾斜面5。該角度β與角度α之比超出本申請發(fā)明的優(yōu)選條件的下限值。結(jié)果，基板面內(nèi)整體的膜厚均勻度為土 11%，變得不良。(比較例4)比較例4中，傾斜面4的角度α為O. 76°，具有角度β為O. 72。(O. 94 α)的傾斜面5。該角度β與角度α之比超出本申請發(fā)明的優(yōu)選條件的上限值。結(jié)果，基板面內(nèi)整體的膜厚均勻度為+10%，變得不良。(比較例5)比較例5中，傾斜面4的角度α為2. 29°，具有角度β為O. 57° (O. 25 α )的傾斜面5。該角度β與角度α之比超出本申請發(fā)明的優(yōu)選條件的下限值。結(jié)果，基板面內(nèi)整體的膜厚均勻度為土 13%，變得不良。
(比較例6)比較例6中，傾斜面4的角度α為2. 29°，具有角度β為I. 91° (O. 83 α )的傾斜面5。該角度β與角度α之比超出本申請發(fā)明的優(yōu)選條件的上限值。結(jié)果，基板面內(nèi)整體的膜厚均勻度為土 14%，變得不良。(實施例I)相對于以上的比較例，實施例I中，傾斜面4的角度α為O. 76°，具有角度β為
0.29° (0.38α)的傾斜面5。該角度β與角度α之比在本申請發(fā)明的優(yōu)選條件的范圍內(nèi)。結(jié)果，基板面內(nèi)整體的膜厚均勻度為±6%，得到良好的結(jié)果。(實施例2)實施例2中，傾斜面4的角度α為O. 76°，具有角度β為O. 57° (O. 75 α )的傾斜面5。該角度β與角度α之比在本申請發(fā)明的優(yōu)選條件的范圍內(nèi)。結(jié)果，基板面內(nèi)整體的膜厚均勻度為±4%，得到良好的結(jié)果。(實施例3)實施例3中，傾斜面4的角度α為2. 29°，具有角度β為O. 72° (O. 31 α )的傾斜面5。該角度β與角度α之比在本申請發(fā)明的優(yōu)選條件的范圍內(nèi)。結(jié)果，基板面內(nèi)整體的膜厚均勻度為±7%，得到良好的結(jié)果。(實施例4)實施例4中，傾斜面4的角度α為2. 29°，具有角度β為I. 43° (O. 63 α )的傾斜面5。該角度β與角度α之比在本申請發(fā)明的優(yōu)選條件的范圍內(nèi)。結(jié)果，基板面內(nèi)整體的膜厚均勻度為±6%，得到良好的結(jié)果。如上所述，比較例中，任一條件下，基板面內(nèi)整體的膜厚均勻度均為±10%以上。相對于此，實施例中，任一條件下，基板面內(nèi)整體的膜厚均勻度均低于土 10%，得到良好的結(jié)果。如上所述，對于如圖3所示的作為現(xiàn)有技術(shù)的濺射靶而言，為了得到高使用效率，根據(jù)腐蝕深度組合制作不同板厚的靶，此時，在一部分濺射面形成傾斜面，因此，有時在膜的均勻度方面產(chǎn)生問題。但是，對于本發(fā)明的靶而言，如上所述，能夠在不損害高使用效率這樣的特性的條件下得到均勻度良好的膜。目前，對于TFT-IXD而言，基板尺寸接近3mX 3m的第10代生產(chǎn)線量產(chǎn)運轉(zhuǎn)。在這樣的超大型的基板上均勻地形成僅約40nm的薄膜非常難，通過使用本申請發(fā)明的靶，可以解決該問題。本申請發(fā)明尤其是在靶的總長超過2m的第6代生產(chǎn)線以上是有效的。產(chǎn)業(yè)上利用的可能性本發(fā)明的靶背襯板組裝體可以延長該靶的壽命，并且經(jīng)過濺射壽命能夠使膜的均勻度(膜厚的均勻性)變良好，另外，具有如下效果即使存在根據(jù)靶的材料的種類而變化的腐蝕差異，也能夠容易地制造與固有的靶腐蝕對應(yīng)的靶，因此，作為可以用于多種材料的靶背襯板組裝體是有用的。符號說明I :靶2 :靶的平坦部 3:分割靶的分割部4 :在靶的腐蝕面形成的具有角度α的傾斜面5 :在靶的腐蝕面形成的具有角度β的傾斜面6 :平板狀背襯板
權(quán)利要求
1.一種濺射靶，整體為矩形，并且中央的靶部位具有平坦的濺射面，兩端的靶部位具有傾斜的濺射面，所述濺射靶的特征在于，所述兩端的靶部位的最大厚度比中央的靶部位的厚度大，該兩端的靶部位的濺射面具備從最大厚度部朝向靶中央向下方傾斜的角度α的傾斜面、和與該角度α的傾斜面相對的角度β的傾斜面。
2.如權(quán)利要求I所述的濺射靶，其特征在于，所述角度α為O.3 45°。
3.如權(quán)利要求I或2所述的濺射靶，其特征在于，所述角度β為所述角度α的30 80%。
4.如權(quán)利要求I 3中任一項所述的濺射靶，其特征在于，所述角度α的傾斜面與角度β的傾斜面以直線接合，該接合位置的靶厚度比中央的靶部位的厚度薄。
5.如權(quán)利要求I 3中任一項所述的濺射靶，其特征在于，在所述角度α的傾斜面與角度β的傾斜面之間具有平坦面P。
6.如權(quán)利要求5所述的濺射靶，其特征在于，平坦面P的靶的厚度比所述中央的靶部位的厚度薄。
7.如權(quán)利要求6所述的濺射靶，其特征在于，平坦面P的長度L3比角度α的傾斜面的長度LI以及角度β的傾斜面的長度L2短。
8.如權(quán)利要求7所述的濺射靶，其特征在于，所述L1、L2和L3的合計長度為矩形靶的總長的25%以下。
9.如權(quán)利要求I 8中任一項所述的濺射靶，其特征在于，靶為分割靶。
10.如權(quán)利要求I 9中任一項所述的濺射靶，其特征在于，兩端的靶部位為具有角度α的傾斜面和角度β的傾斜面的一體靶。
11.如權(quán)利要求I 10中任一項所述的濺射靶，其特征在于，具有平坦部的兩端的靶部位、具有角度α的傾斜面的靶部位、具有角度β的傾斜面的靶部位、在角度α的傾斜面與角度β的傾斜面之間具有平坦面P的靶部位、具備平坦的濺射面的中央的靶部位中的一個或多個為分割靶。
12.如權(quán)利要求I 11中任一項所述的濺射靶，其特征在于，濺射后的基板面內(nèi)整體的膜厚均勻度在低于土 10%的范圍內(nèi)。
全文摘要
一種濺射靶，整體為矩形，并且中央的靶部位具有平坦的濺射面，兩端的靶部位具有傾斜的濺射面，所述濺射靶的特征在于，所述兩端的靶部位的最大厚度比中央的靶部位的厚度大，該兩端的靶部位的濺射面具備從最大厚度部朝向靶中央向下方傾斜的角度α的傾斜面、和與該角度α的傾斜面相對的角度β的傾斜面。提供靶的使用效率高、并且在整個濺射壽命期間膜的均勻度(膜厚的均勻性)良好的靶。
文檔編號C23C14/34GK102791904SQ20118000449
公開日2012年11月21日 申請日期2011年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月26日
發(fā)明者熊原吉一 申請人:吉坤日礦日石金屬株式會社