[发明专利]溅射靶结构体

说明书

技术领域

本发明涉及在液晶显示器、等离子显示器等平面显示元件(平板显示器。以下简称“FPD”。)的硬涂层、装饰用涂层等薄膜的制造中，溅射工序所使用的溅射靶结构体。 

背景技术

通过溅射形成薄膜由如下方式进行：在真空容器中，导入氩气等稀有气体，对溅射靶施加负电压以产生辉光放电，使由此产生的等离子体阳离子撞击溅射靶，将由此放出的溅射靶构成原子沉积到相对基板。 

作为溅射靶，代表性的物质有铝、铝合金、高熔点金属(钨、钼、钛等)及其合金、高熔点硅化物(钼硅化物、钨硅化物等)等，但最近也应用ITO烧成体(铟-锡-氧化物)等。 

垫板在作为支撑体起作用的同时，作为冷却体起到除去在溅射靶中由溅射产生的热的作用。因此，垫板通常在内部具有冷却机构。 

作为垫板可使用无氧铜、铜合金、铝合金、不锈钢、钛合金等。这些当中，铜制垫板由于具有优异的热传导性而被经常使用，但因线膨胀系数较大、为17×10^-6/K，所以存在由于反复使用时伸展导致的变形变大、多次使用后不能再利用这样的问题。 

上述溅射工序中使用的溅射靶通常以用低熔点钎焊材料将溅射靶钎焊于垫板上而成的结构体的状态来使用。 

在溅射工序中溅射靶结构体由于等离子体阳离子的撞击而变成高温的情况下，如果在构成该溅射靶结构体的溅射靶与垫 板之间线膨胀系数存在很大的差别的话，溅射靶结构体就会如双金属材料一样变形。这样的变形还会在制造溅射靶结构体时产生。 

如果发生这样的变形，会产生如下问题：在溅射靶中产生龟裂，或者钎焊材料熔解而钎焊部分剥离。 

因此，要求具有如下溅射靶结构体：即使因溅射等而暴露于高温下也不产生双金属材料变形，因而，没有溅射靶龟裂、剥离的问题。 

最近，打算使用钼、钛作为溅射靶材料，但这些金属的线膨胀系数与作为垫板材料而被经常使用的铜的线膨胀系数有很大的不同，因此，强烈要求没有上述那样问题的溅射靶结构体。 

为了得到没有上述那样问题的溅射靶结构体，至今已有各种各样的方案。 

例如，作为在钎焊材料或钎焊方法方面的研究，可列举出如下的方法：将锡合金等片材夹入溅射靶与冷却板(垫板)之间，在该片材与溅射靶和冷却板之间，分别插入铟合金等并熔融粘合的方法(专利文献1)；在溅射靶上进行镀敷或蒸镀等前处理，同时，将缓冲材料插入溅射靶与冷却板(垫板)之间的方法(专利文献2)；在溅射靶与冷却板(垫板)之间插入镶块材料(insert material)的方法(专利文献3)；在溅射靶与垫板之间插入热传导性粘合剂，在该粘合剂与溅射靶和/或垫板之间夹入低熔点金属并粘合的方法(专利文献4)等。 

这些方法是想通过溅射靶与垫板之间的薄钎焊材料层的结构的修饰而获得效果，但难以说得到期望的效果。另外，也不能无视由于在溅射靶和垫板之间夹入各种物质而导致热传导性降低的不利效果。进一步，使用铟时，也有价格方面的问题。 

另一方面，作为从垫板方面的研究，专利文献5提出了将垫板制作成钼-钛-钼等三层结构的方法。该方法使垫板与溅射靶的线膨胀系数一致。 

另外，专利文献6公开了用钼与铜的复合材料构成垫板的方法。 

进一步，专利文献7提出了由铝或铝合金与陶瓷的复合材料制作垫板的方法。 

可是，这些材料机械加工性不好，特别是在溅射靶与垫板的热膨胀差值成为问题的FPD用大型产品中应用有困难。 

另外，专利文献8提出了用钛构成垫板的方法，但钛导热率极其小，所以作为具备冷却结构的溅射靶与垫板的结构体是不适宜的。 

进一步，专利文献9提出了在垫板的与溅射靶的接合面设置槽的方法。该方法虽然通过该槽来达到了吸收热变形的目的，但另一方面，存在难免会有热传导降低的问题。 

专利文献1：日本特开昭61-250167号公报 

专利文献2：日本特开平5-25620号公报 

专利文献3：日本特开平4-365857号公报 

专利文献4：日本特开2000-160334号公报 

专利文献5：日本特开平8-246144号公报 

专利文献6：日本特开昭62-67168号公报 

专利文献7：日本特开2002-161361号公报 

专利文献8：日本特开平6-293963号公报 

专利文献9：日本特开平2-43362号公报 

发明内容