[發(fā)明專利]防止反濺射物質(zhì)剝落的靶材及膜層的形成方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110374219.4
• 申請日: 2011-11-22
• 公開（公告）號: CN102383100A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姚力軍;相原俊夫;大巖一彥;潘杰;王學澤;鄭文翔
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波江豐電子材料有限公司
• 主分類號: C23C14/34
• 分類號: C23C14/34;C23C14/14
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬濺射領(lǐng)域，尤其涉及一種防止反濺射物質(zhì)剝落的靶材及利用上述靶材形成膜層的方法。

背景技術(shù)

在半導體器件制造的過程中，濺射是非常重要的一項薄膜形成工藝。其基本機理是靶材在適當?shù)母吣芰Ｗ?電子、離子、中性粒子)的轟擊下，其表面的原子通過與高能粒子的碰撞有可能獲得足夠的能量從表面逃逸，然后在電場力或者磁力的作用下往硅片上遷移。濺射制備薄膜的物理過程包括以下六個基本步驟：1.在高真空腔的等離子體中產(chǎn)生正氬離子，并向具有負電勢的靶材料加速；2.在加速過程中離子獲得動量，并轟擊靶；3.離子通過物理過程從靶上撞擊出(濺射)原子；4.被撞擊出(濺射)的原子遷移到硅片表面。5.被濺射的原子在硅片表面凝聚并形成薄膜，與靶材料比較，薄膜具有與它基本相同的材料組分；6.額外材料由真空泵抽走。在這個過程中，轟擊靶材的離子的動量是被電場或者磁場加速的產(chǎn)生的。

而在濺射一段時間后，大部分靶材的邊緣都會出現(xiàn)一些和靶材成分相同的堆積物，這些堆積物與靶材的附著力不是很大，堆積到一定程度后由于重力和腔室內(nèi)電場力、磁場力的影響，會剝落下來，形成異常放電，影響濺射環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種防止反濺射物質(zhì)剝落的靶材，所述靶材的邊緣具有滾花區(qū)。

可選的，所述滾花區(qū)從所述靶材的最外沿往靶材圓心方向延伸，其寬度和所述靶材直徑的比例為1∶25。

可選的，所述滾花的間隙為1±0.1mm，深度為0.5±0.1mm。

可選的，所述靶材為半導體工藝中的磁控濺射靶材。

可選的，所述靶材為鈦靶、鉭靶中任一種。

可選的，所述靶材的尺寸為6寸、8寸、10寸、12寸中任一種。

本發(fā)明還提供了一種膜層的形成方法，包括：

提供靶材，所述靶材的待濺射表面的邊緣處具有滾花區(qū)；

利用所述靶材進行濺射。

可選的，所述滾花區(qū)從所述靶材的最外沿往靶材圓心方向延伸，其寬度和所述靶材直徑的比例為1∶25。

可選的，滾花的間隙為1±0.1mm，深度為0.5±0.1mm。

可選的，所述靶材為鈦靶、鉭靶中任一種。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

本發(fā)明通過對靶材邊緣進行滾花處理，增加其粗糙度，從而增加了反濺射物質(zhì)在靶材上的粘附力，大大的減少了反濺射物質(zhì)剝落的情況。

并且本發(fā)明的方法實施簡單，對現(xiàn)有的配套設(shè)備和技術(shù)不需要做任何改動，就可以達到良好的效果。

附圖說明

通過附圖中所示的本發(fā)明的優(yōu)選實施例的更具體說明，本發(fā)明的上述及其它目的、特征和優(yōu)勢將更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標記指示相同的部分。并未刻意按實際尺寸等比例縮放繪制附圖，重點在于示出本發(fā)明的主旨。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的靶材的邊緣堆積反濺射物質(zhì)的示意圖。

圖2是圖1所示的反濺射物質(zhì)堆積情況的細節(jié)放大示意圖。

圖3是本發(fā)明中的邊緣進行了滾花處理的靶材。

圖4是圖3中的靶材裝上基板后沿BB’方向的剖面圖。

圖5為本發(fā)明中滾花區(qū)的剖面放大示意圖。

圖6為本發(fā)明的靶材其邊緣上反濺射物質(zhì)堆積的示意圖。

具體實施方式

在實際生產(chǎn)過程中，常常會由于遠離靶材中心的邊緣處的電場或者磁場較弱，而使得轟擊靶材邊緣處的離子的動量不夠大，所以從靶上撞擊出的(濺射)原子的動量也不大，不夠這些原子遷移到基片形成薄膜，而是又反濺到靶材邊緣，漸漸堆積起來，形成堆積物。這些堆積物只是附著在靶材上，與靶材之間的附著力不夠。堆積到一定程度，會剝落下來，在濺射的反應腔中形成異常放電，影響濺射的形成的膜層的均勻性，情況嚴重時，甚至會在基片的邊緣形成濺射材料的凸起狀的堆積，嚴重影響所制作的半導體器件的性能。

本發(fā)明對靶材邊緣進行滾花處理來增加反濺到靶材邊緣上的物質(zhì)與靶材的粘附力，防止這些物質(zhì)掉下來影響濺射。經(jīng)過生產(chǎn)實踐，這樣的方式具有明顯的效果，濺射時異常放電的現(xiàn)象大大減少。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式做詳細的說明。

在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施的限制。