專利名稱：旋轉(zhuǎn)靶塊體以及旋轉(zhuǎn)靶總成的制作方法
技術領域：
本實用新型是一種旋轉(zhuǎn)靶總成，尤其是一種能夠在不論靶材粘合至背管的品質(zhì)為 優(yōu)劣的情況下，可避免電漿直接轟擊到粘著靶材于背管的材料、支撐靶材的背管材料或間 隙內(nèi)表面結(jié)塊(nodule)的設計。
背景技術：
隨著平面顯示器、建筑窗戶玻璃或汽車玻璃的大尺寸材料的開發(fā)，增加了大尺寸 材料濺鍍面積。適用于大面積濺鍍靶材包括平面靶與旋轉(zhuǎn)靶，平面靶通常多以平行或任意 幾何形狀接合在同一平面背板上以增加濺鍍面積，而旋轉(zhuǎn)靶(管靶材、管狀靶、圓柱靶或圓 筒靶)則是以中空圓柱塊體接合在一圓柱支撐背管上。無論是平面靶或旋轉(zhuǎn)靶，在其接合 處皆具有呈徑向的間隙，現(xiàn)有間隙的大小范圍為大于0. Imm以上且小于0. 5mm以下。許多 材料可濺鍍沉積在基板上，這些材料包含金屬(如鋁、鈦、鉬)、合金(如鋁銅合金等)、陶瓷 材料(如11"0、120、六20等)。旋轉(zhuǎn)靶塊體依照制程分類可區(qū)分為熔煉制程、粉末冶金與陶瓷制程。金屬靶材多 屬熔煉制程，少數(shù)靶材基于晶粒大小控制、合金成份熔點差距調(diào)整等因素而采用粉末冶金 制程(如粉末壓制、熱壓HP、熱均壓HIP、冷均壓CIP、燒結(jié))，陶瓷制程一般需使用陶瓷制 程。熔煉制程、粉末冶金與陶瓷制程皆可獲得不同長度的旋轉(zhuǎn)靶塊體，但熔煉制程可獲得一 體成型且長度較長的旋轉(zhuǎn)靶塊體，而粉末冶金與陶瓷制程由于技術上的限制，所獲得的旋 轉(zhuǎn)靶塊體長度則較有限。熔煉制程(Vacuum Induction Melting, VIM)利用電磁感應原理在真空環(huán)境中于 金屬內(nèi)產(chǎn)生渦電流將金屬原料熔融。鑄造法是將熔融的液態(tài)金屬澆入一模具中，待其冷卻 固化形成鑄錠。粉末冶金把金屬或合金粉末于模具中加壓成形，在粉末熔點以下的溫度燒結(jié)，燒 結(jié)后再進行加工處理取得成品。熱均壓(Hot Isostatic Pressing,HIP)靶材粉末材料置于一封閉的容器內(nèi)施加 高溫高壓，同時通入惰性氣體(如氬氣)，當爐體加熱軟化材料時，氣體壓力在鑄件材料表 面均勻地加壓，達到完全致密化。冷均壓(Cold Isostatic Pressing, CIP)將超高壓流體在常溫下作用于粉體工 件上，加壓成所需的形狀，粉體工件因而被壓成一個半致密的生胚，常用的加壓液體為水和油。陶瓷制程(Ceramic Process)將陶瓷粉末壓制成型，在于高溫下燒結(jié)形成塊材。請參看臺灣第200700575號專利公開案「具有被間隙隔開的結(jié)構(gòu)化邊緣的濺鍍標 靶部片」，由平面靶材的現(xiàn)有技術得知現(xiàn)今間隙的設計大部分為平面相對，此設計容易產(chǎn)生 突起物而造成回濺現(xiàn)象產(chǎn)生。請參看臺灣第200714730號專利公開案「很長圓筒形濺鍍標靶及其制造方法」，此 專利揭露圓筒型濺鍍標靶粘附至支持背管的方法，此種靶材包含一或多個圓筒型區(qū)段，且區(qū)段間相鄰并間隔一暴露區(qū)段，與本案所欲達成的目的不同。請參看臺灣第200702471號專利公開案「制造管狀濺鍍靶的方法、由其制得的濺 鍍靶及其用途」，此專利揭露一種制造管狀濺鍍靶的方法，內(nèi)容說明使用熱均壓(HIP)加壓 粉末或預壓制的粉末體來制造一中空圓柱，其特征在于該壓制過程中將該靶材直接施加于 一非磁性載體管上，該中空圓柱具有起始材料理論密度至少98%以上。此篇專利揭露旋轉(zhuǎn) 靶的制造方法與其靶材密度需至少98%以上，并且說明可使用材料為Cu、Ag、M0、W、Ta及其 合金，適用領域為TFT-LCD大面積濺鍍靶，但無提及關于旋轉(zhuǎn)靶塊體的設計加工。請參看臺灣第200927968號專利公開案「圓筒型濺鍍靶」，此專利揭露在濺鍍過程 中能夠明顯降低一體成型的圓筒型濺鍍靶材龜裂的方法。其中臺灣公開第200702471號以及第200927968號的專利公開案所揭露的旋轉(zhuǎn)靶 皆為一體成形，其中后者即針對其龜裂問題進行改善。平面靶雖有間隙，但并無背管露出而影響濺鍍品質(zhì)的疑慮，此僅為旋轉(zhuǎn)靶需面對 的問題，另上述于旋轉(zhuǎn)靶所揭露的先前技術，是將復數(shù)旋轉(zhuǎn)靶塊體接合以包覆內(nèi)部的背管， 但若接合技術不好，則勢必會讓背管從徑向穿透的間隙露出，使其在濺鍍過程中遭受電漿 的轟擊而損壞；另外，粘著旋轉(zhuǎn)靶與背管的粘著材料也可能從該徑向穿透的間隙露出，且間 隙內(nèi)形成的表面結(jié)塊(nodule)也同樣會露出，因此若于遭受轟擊后產(chǎn)生爆裂情形，即會影 響濺鍍的品質(zhì)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明人有鑒于既有旋轉(zhuǎn)靶總成若為一體成型則須面臨龜裂的問題，而若為由旋 轉(zhuǎn)靶塊體接合而成的旋轉(zhuǎn)靶總成，則又會有背管露出導致直接轟擊背管，或于濺鍍過程中， 易使間隙內(nèi)的粘著材料或表面結(jié)塊(nodule)被轟擊的問題，因此經(jīng)過長期的研究以及不 斷的試驗后，終于創(chuàng)作出此旋轉(zhuǎn)靶總成。本實用新型的目的在于提供一種能夠在無論接合技術優(yōu)劣的情況下能減少濺鍍 過程中，電漿轟擊背管材料或粘著材料、表面結(jié)塊(nodule)的旋轉(zhuǎn)靶組成。為達上述目的，本實用新型先提供一種旋轉(zhuǎn)靶塊體，其呈中空狀，且包括一近端面，其具有一第一凹凸結(jié)構(gòu)；以及一遠端面，其具有與近端面第一凹凸結(jié)構(gòu)能相互匹配的第二凹凸結(jié)構(gòu)，以令該第 二凹凸結(jié)構(gòu)與第一凹凸結(jié)構(gòu)形成相互遮蔽的結(jié)構(gòu)。其中，該第一凹凸結(jié)構(gòu)以及第二凹凸結(jié)構(gòu)可為任意幾何形狀；較佳的是可為斜角 狀、圓弧狀、階梯狀、咬牙狀等。于一態(tài)樣中，該近端面具有一內(nèi)緣以及一外緣，而該第一凹凸結(jié)構(gòu)的縱向截面從 該近端面的內(nèi)緣至外緣呈內(nèi)高外低的階梯狀。在另一態(tài)樣中，該近端面具有一內(nèi)緣以及一外緣，而該第一凹凸結(jié)構(gòu)的縱向截面 從該近端面的內(nèi)緣至外緣呈內(nèi)高外低的線性斜向結(jié)構(gòu)。在又一態(tài)樣中，該近端面具有一內(nèi)緣以及一外緣，而該第一凹凸結(jié)構(gòu)的縱向截面 從該近端面的內(nèi)緣至外緣呈內(nèi)高外低的弧線形斜向結(jié)構(gòu)。其中該弧線形是朝該旋轉(zhuǎn)靶塊體 內(nèi)部方向凹陷的型態(tài)；或者該弧線形是朝異于該旋轉(zhuǎn)靶塊體內(nèi)部方向凸起的型態(tài)。其中，該旋轉(zhuǎn)靶塊體的材質(zhì)可為金屬、合金或陶瓷復合材料。[0025]本實用新型亦提供一種旋轉(zhuǎn)靶總成，其包括至少二如上所述的旋轉(zhuǎn)靶塊體，其相互接合，其中一旋轉(zhuǎn)靶塊體的第一凹凸結(jié)構(gòu) 與另一旋轉(zhuǎn)靶塊體的第二凹凸結(jié)構(gòu)接合，以令該旋轉(zhuǎn)靶總成具有非徑向穿透的接縫。其中，該旋轉(zhuǎn)靶總成尚包含一背管，其穿設于該等旋轉(zhuǎn)靶塊體中，且該背管無法從 該非徑向穿透的接縫露出。其中，該旋轉(zhuǎn)靶總成尚包含二邊緣旋轉(zhuǎn)靶塊體，以令該等旋轉(zhuǎn)靶塊體設置于該等 邊緣旋轉(zhuǎn)靶塊體之間，各邊緣旋轉(zhuǎn)靶塊體的一端面與鄰近的旋轉(zhuǎn)靶塊體的端面匹配，而另 端面可為平坦狀或其他任意幾何形狀。本實用新型主要改善旋轉(zhuǎn)靶塊體的結(jié)構(gòu)，將塊體截面平整的邊緣加上幾何結(jié)構(gòu)的 設計，能夠完全將背管包覆于該等旋轉(zhuǎn)靶塊體中，而無法從非徑向穿透的接縫中露出，故可 避免濺鍍過程中，電漿直接轟擊背管材料，更能進一步避免電漿轟擊到粘著靶材于背管的 材料及間隙內(nèi)表面結(jié)塊(nodule)的問題。

圖1為本實用新型的旋轉(zhuǎn)靶總成的側(cè)視圖；圖2為本實用新型的旋轉(zhuǎn)靶塊體一態(tài)樣的立體透視圖；圖3為本實用新型的旋轉(zhuǎn)靶塊體一態(tài)樣的側(cè)面剖視圖；圖4為本實用新型的旋轉(zhuǎn)靶塊體另一態(tài)樣的立體透視圖；圖5為本實用新型的旋轉(zhuǎn)靶塊體另一態(tài)樣的側(cè)面剖視圖；圖6為本實用新型的旋轉(zhuǎn)靶塊體又一態(tài)樣的立體透視圖；以及圖7為本實用新型的旋轉(zhuǎn)靶塊體又一態(tài)樣的側(cè)面剖視圖。
具體實施方式
請參看圖1所示，本實用新型的旋轉(zhuǎn)靶總成，其包括至少二旋轉(zhuǎn)靶塊體10，其相互接合，各旋轉(zhuǎn)靶塊體10由金屬、合金或陶瓷復合材 料所組成，且各旋轉(zhuǎn)靶塊體10呈中空狀，且具有一近端面11以及一遠端面12，該近端面11 和遠端面12皆具有一內(nèi)緣111以及一外緣112，該近端面11具有一第一凹凸結(jié)構(gòu)13，該遠 端面12具有相對于該近端面11的第一凹凸結(jié)構(gòu)13且能相匹配的第二凹凸結(jié)構(gòu)14，以令該 第二凹凸結(jié)構(gòu)14與第一凹凸結(jié)構(gòu)13形成相互遮蔽的結(jié)構(gòu)；其中一旋轉(zhuǎn)靶塊體10的第一凹 凸結(jié)構(gòu)13與另一旋轉(zhuǎn)靶塊體10的第二凹凸結(jié)構(gòu)14接合，以令該旋轉(zhuǎn)靶總成非徑向穿透的 間隙。二邊緣旋轉(zhuǎn)靶塊體30，以令該等旋轉(zhuǎn)靶塊體10設置于該等邊緣旋轉(zhuǎn)靶塊體30之 間，各邊緣旋轉(zhuǎn)靶塊體30的一端面與鄰近的旋轉(zhuǎn)靶塊體10的端面匹配，而另端面31可為 平坦狀或其他任意幾何形狀。一背管20，其穿設于該等旋轉(zhuǎn)靶塊體10中，以令該等旋轉(zhuǎn)靶塊體10通過粘著材料 而與該背管20結(jié)合，且該背管20無法從該非徑向穿透的接縫露出。該第一凹凸結(jié)構(gòu)13以及第二凹凸結(jié)構(gòu)14可為任意幾何形狀，如斜角狀、圓弧狀、 階梯狀、咬牙狀以及其他于所屬技術領域中具有通常知識者能夠知悉的形狀。本實用新型 并無將第一凹凸結(jié)構(gòu)13和第二凹凸結(jié)構(gòu)14限制于任何幾何形狀，以下配合圖式所例示的各態(tài)樣并非以任何形式限制本實用新型的范圍。請參看圖2和圖3所示，于一態(tài)樣中，該第一凹凸結(jié)構(gòu)13的縱向截面從該近端面 11的內(nèi)緣111至外緣112呈內(nèi)高外低的階梯狀，而該第二凹凸結(jié)構(gòu)14則具有對應的結(jié)構(gòu)。請參看圖4及圖5所示，于另一態(tài)樣中，該第一凹凸結(jié)構(gòu)13'的縱向截面從該近端 面11的內(nèi)緣111至外緣112呈內(nèi)高外低的弧線形斜向結(jié)構(gòu)，且該弧線形是朝該旋轉(zhuǎn)靶塊體 10內(nèi)部方向凹陷的型態(tài)，而該第二凹凸結(jié)構(gòu)14'則具有對應的結(jié)構(gòu)。請參看圖6及圖7所示，于又一態(tài)樣中，該第一凹凸結(jié)構(gòu)13"的縱向截面從該近端 面11的內(nèi)緣111至外緣112呈內(nèi)高外低的弧線形斜向結(jié)構(gòu)，且該弧線形是朝異于該旋轉(zhuǎn)靶 塊體10內(nèi)部方向凸起的型態(tài)，而該第二凹凸結(jié)構(gòu)14"則具有對應的結(jié)構(gòu)。根據(jù)本實用新型的具體實施情況，旋轉(zhuǎn)靶塊體可有兩種方式可進行制造(1)采 用熔煉制程或粉末冶金制程所制造的旋轉(zhuǎn)靶塊體，此旋轉(zhuǎn)靶塊體可依照所需的長度進行鑄 造，接續(xù)再將靶材塊體邊緣加工成所需的結(jié)構(gòu)；(2)靶材塊體也可直接利用具有邊緣設計 的模具進行制造，以直接獲得具有幾何結(jié)構(gòu)的邊緣的塊體。再者，若塊體屬于延性材料，則 可用切削方式加工，若屬于脆性材料，則使用研磨方式或鑄模方式加工較佳。以上方式所制 造的塊體，最后再以粘著材料(如銦)粘附于支撐的背管上方，可單個或復數(shù)個接合成一個 長型的旋轉(zhuǎn)靶。本實用新型通過旋轉(zhuǎn)靶塊體的第一凹凸結(jié)構(gòu)與第二凹凸結(jié)構(gòu)的相匹配，而避免旋 轉(zhuǎn)靶塊體接合時產(chǎn)生徑向穿透的接縫，故設置于旋轉(zhuǎn)靶塊體中央的背管無法從接縫露出， 所以在進行濺鍍作業(yè)時，背管并不會遭受到電漿的轟擊，而能保持背管的完好，電漿亦不會 沖擊到旋轉(zhuǎn)靶塊體與背管之間的粘著材料及間隙內(nèi)的表面結(jié)塊(nodule)，所以能顧及旋轉(zhuǎn) 靶塊體與背管之間結(jié)合品質(zhì)。
權(quán)利要求一種旋轉(zhuǎn)靶塊體，其呈中空狀，其特征在于，包括一近端面，其具有一第一凹凸結(jié)構(gòu)；以及一遠端面，其具有與近端面第一凹凸結(jié)構(gòu)能相互匹配的第二凹凸結(jié)構(gòu)，以令該第二凹凸結(jié)構(gòu)與第一凹凸結(jié)構(gòu)形成相互遮蔽的結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)靶塊體，其特征在于，該近端面具有一內(nèi)緣以及一外緣， 而該第一凹凸結(jié)構(gòu)的縱向截面從該近端面的內(nèi)緣至外緣呈內(nèi)高外低的階梯狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)靶塊體，其特征在于，該近端面具有一內(nèi)緣以及一外緣， 而該第一凹凸結(jié)構(gòu)的縱向截面從該近端面的內(nèi)緣至外緣呈內(nèi)高外低的線性斜向結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)靶塊體，其特征在于，該近端面具有一內(nèi)緣以及一外緣， 而該第一凹凸結(jié)構(gòu)的縱向截面從該近端面的內(nèi)緣至外緣呈內(nèi)高外低的弧線形斜向結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的旋轉(zhuǎn)靶塊體，其特征在于，該弧線形是朝該旋轉(zhuǎn)靶塊體內(nèi)部 方向凹陷的型態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的旋轉(zhuǎn)靶塊體，其特征在于，該弧線形是朝異于該旋轉(zhuǎn)靶塊體 內(nèi)部方向凸起的型態(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的旋轉(zhuǎn)靶塊體，其特征在于，該旋轉(zhuǎn)靶塊體的材質(zhì) 為金屬、合金或陶瓷復合材料。
8.一種旋轉(zhuǎn)靶總成，其特征在于，包括至少二根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的旋轉(zhuǎn)靶塊體，其相互接合，其中一旋轉(zhuǎn)靶塊 體的第一凹凸結(jié)構(gòu)與另一旋轉(zhuǎn)靶塊體的第二凹凸結(jié)構(gòu)接合，以令該旋轉(zhuǎn)靶總成具有非徑向 穿透的接縫。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的旋轉(zhuǎn)靶總成，其特征在于，還包含一背管，其穿設于該等旋轉(zhuǎn) 靶塊體中，且該背管無法從該非徑向穿透的接縫露出。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的旋轉(zhuǎn)靶總成，其特征在于，還包含二邊緣旋轉(zhuǎn)靶塊體，以 令該等旋轉(zhuǎn)靶塊體設置于該等邊緣旋轉(zhuǎn)靶塊體之間，各邊緣旋轉(zhuǎn)靶塊體的一端面與鄰近的 旋轉(zhuǎn)靶塊體的端面匹配。
專利摘要本實用新型是一種旋轉(zhuǎn)靶總成，其包括至少二旋轉(zhuǎn)靶塊體，其相互接合，各旋轉(zhuǎn)靶塊體包括具有第一凹凸結(jié)構(gòu)的一近端面以及一遠端面，該遠端面具有與近端面第一凹凸結(jié)構(gòu)能相互匹配的第二凹凸結(jié)構(gòu)，以令該第二凹凸結(jié)構(gòu)與第一凹凸結(jié)構(gòu)形成相互遮蔽的結(jié)構(gòu)，其中一旋轉(zhuǎn)靶塊體的第一凹凸結(jié)構(gòu)與另一旋轉(zhuǎn)靶塊體的第二凹凸結(jié)構(gòu)接合，以令該旋轉(zhuǎn)靶總成具有非徑向穿透的接縫，借此能將背管包覆于該等旋轉(zhuǎn)靶塊體中，故可避免濺鍍過程中，電漿轟擊到粘著靶材于背管的材料、支撐靶材的背管材料或間隙內(nèi)表面結(jié)塊(nodule)的問題。
文檔編號C23C14/34GK201670870SQ201020185858
公開日2010年12月15日 申請日期2010年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月21日
發(fā)明者林素玉, 涂昭乾 申請人:光洋應用材料科技股份有限公司