[發明專利]具有受保護的背板的PVD濺射靶

有效

• 申請號: 201280007376.4
• 申請日: 2012-02-01
• 公開（公告）號: CN103348037A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 穆罕默德·M·拉希德;汪榮軍
• 申請（專利權）人: 應用材料公司
• 主分類號: C23C14/34
• 分類號: C23C14/34;C23C14/50
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國;趙靜

發明背景

發明領域

本發明的實施例大體上涉及用于氣相沉積中的裝置和方法，且更具體地說，涉及用于物理氣相沉積(PVD)中的濺射靶及形成所述濺射靶的方法。

相關技術的描述

包括金屬鎳和鎳-鉑合金在內的鎳基材料經常用于制造電子器件和半導體器件。鎳-鉑合金在硅化物應用方面上的使用漸趨普遍。通常，于射頻(RF)物理氣相沉積(PVD)工藝期間是由濺射靶或PVD靶沉積鎳-鉑合金及其它材料。所述濺射靶通常包括粘附于背板上的鎳靶。所述鎳靶通常是由高純度金屬(例如99.9%或更高)制成，且可含有金屬鎳或鎳合金。所述背板通常由高導電性金屬(例如銅材料)形成。

于PVD工藝期間，使所述濺射靶暴露于等離子體下且同時受到濺射。除了于工藝期間濺射所述金屬靶材料(例如，鎳)，在所述PVD工藝期間還可能移除或腐蝕源自所述PVD腔室內的暴露表面的其它金屬材料。此金屬材料在所述PVD腔室內造成微粒污染，且因而嚴重污損所述基板上的沉積材料。陶瓷襯里或屏蔽件通常用于遮蓋并保護所述PVD腔室的不銹鋼及/或鋁表面免于接觸等離子體。然而，使用陶瓷襯里及屏蔽件通常無法保護其它金屬表面，例如靶背板上的暴露區域，使得所述金屬表面直接暴露于等離子體下。由于許多背板是由銅材料形成，因此經常產生高導電性的微粒和污染物，并掉落在所述PVD腔室內的表面上或直接落在基板上。所述導電性污染物最終污染所述基板生產工藝。

因此，需要提供一種在濺射或PVD工藝期間暴露于等離子體下而無污染源或實質無污染源的濺射靶。

發明內容

本發明的實施例大體上提供用于物理氣相沉積(PVD)中的濺射靶及形成此種濺射靶的方法。在一個實施例中，濺射靶包含配置在背板上的靶層，及覆蓋和保護所述背板的區域的保護涂層，背板的所述區域若無所述保護涂層則將于PVD工藝期間暴露于等離子體下。于多個實例中，所述靶層包含鎳合金(例如鎳-鉑合金)，所述背板包含銅合金(例如，銅-鋅合金)，且所述保護涂層包含鎳材料(例如，金屬鎳)。在其它實例中，所述靶層包含鎢或鎢合金，所述背板包含銅合金(例如，銅-鋅合金)，且所述保護涂層包含鎢材料(例如，金屬鎢)。所述背板具有正面及相反的背面，其中所述正面包含外側支撐表面，所述外側支撐表面圍繞著內側靶表面，所述背面包含外側背部表面，所述外側背部表面圍繞著內側凹部表面。所述靶層包含至少一種金屬，且所述靶層配置在所述背板的所述內側靶表面上，同時所述保護涂層配置在所述外側支撐表面的至少一部分上，例如配置在粗糙化區域上。所述保護涂層消除金屬污染物的形成，例如通常因等離子體腐蝕所述背板的暴露表面內所含的銅合金而引起的高導電性銅污染物的形成。因此，于PVD工藝期間，所述基板和所述PVD腔室的內部表面不殘留這類銅污染物。

所述靶層通常包含諸如下述材料：例如鎳、鉑、鎳-鉑合金、鎢、鈀、鈷、上述材料的合金、上述材料的衍生物或上述材料的組合。在多個實例中，所述靶層的材料包含鎳或鎳合金，例如鎳-鉑合金，或可包含鎢、鎢合金、鈷或鈷合金。所述鎳-鉑合金可含有按重量計從約80%至約98%的范圍內，例如約85%至約95%的鎳濃度，且含有按重量計從約2%至約20%，例如約5%至約15%的鉑濃度。在數個特定實例中，所述靶層含有鎳-鉑合金，例如NiPt5%(按重量計約95%的鎳和約5%的鉑)、NiPt10%(按重量計約90%的鎳和約10%的鉑)或NiPt15%(按重量計約85%的鎳和約15%的鉑)。

在另一實施例中，提供一種濺射靶，所述濺射靶包含：背板，所述背板含有銅合金且具有正面和相反的背面，其中所述正面包含外側支撐表面，所述外側支撐表面圍繞著內側靶表面，且所述背面包含外側背部表面，所述外側背部表面圍繞著內側凹部表面；含有鎳-鉑合金的靶層，所述靶層配置在所述背板的所述內側靶表面上；及含有鎳的保護涂層，所述保護涂層配置在所述外側支撐表面的至少一部分上，例如配置在粗糙化區域上，其中所述保護涂層具有從約0.004英寸(0.10毫米)至約0.040英寸(1.02毫米)的范圍內，例如從約0.008英寸(0.20毫米)至約0.016英寸(0.41毫米)的厚度。在某些實例中，所述背板內所含的銅合金為銅-鋅合金，且所述銅-鋅合金進一步具有按重量計從約58%至約62%的范圍內的銅濃度及按重量計從約38%至約42%的范圍內的鋅濃度。