[發(fā)明專利]一種預(yù)防PVD濺射工藝中靶材被擊穿的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310081819.0
• 申請(qǐng)日: 2013-03-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103173735A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡彬彬;陳建維;張旭升
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C23C14/54
• 分類(lèi)號(hào): C23C14/54;C23C14/34
• 代理公司: 上海申新律師事務(wù)所 31272
• 代理人: 竺路玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件制造工藝的檢測(cè)方法，尤其涉及一種預(yù)防PVD濺射工藝中靶材被擊穿的方法。

背景技術(shù)

在半導(dǎo)體技術(shù)中，物理氣相沉積（Physical?Vapor?Deposition,PVD）技術(shù)在薄膜制備領(lǐng)域里被廣泛應(yīng)用，其方法包括真空蒸鍍工藝、濺射鍍膜工藝、分子束外延工藝等。在這其中，濺射鍍膜是被最廣泛應(yīng)用于金屬薄膜制程的工藝。

濺射鍍膜的基本原理是在充氬（Ar）氣的真空條件下，使氬氣進(jìn)行輝光放電，這時(shí)氬（Ar）原子電離成氬離子（Ar+），在電場(chǎng)力的作用下，加速轟擊以鍍料制作的陰極靶材，靶材粒子被濺射出來(lái)而沉積到晶圓（wafer）表面。

在實(shí)際的生產(chǎn)中，每個(gè)靶材會(huì)被反復(fù)使用多次，靶材不斷被消耗，其厚度不斷減薄，當(dāng)厚度減薄到一定的值時(shí)，就極易出現(xiàn)靶材被擊穿的事故情況，從而導(dǎo)致生產(chǎn)中產(chǎn)品的失效，造成晶圓的報(bào)廢。這就使得對(duì)靶材的檢查和監(jiān)控成為了生產(chǎn)過(guò)程中一個(gè)十分重要的環(huán)節(jié)。

常規(guī)的對(duì)于靶材的檢測(cè)方法是通過(guò)超聲波或者射線來(lái)進(jìn)行探測(cè)。

中國(guó)專利（公開(kāi)號(hào)：CN101639461B）公開(kāi)了一種靶材的檢測(cè)方法，包括：提供擴(kuò)散焊后的靶材，所述靶材為銅或銅合金；對(duì)所述靶材進(jìn)行超聲波檢測(cè)，以檢測(cè)所述銅靶材的擴(kuò)散焊接質(zhì)量，其中，所述超聲波的頻率為2-8MHz，還包括：在對(duì)所述靶材進(jìn)行超聲波檢測(cè)前，用超聲波探傷儀對(duì)所述靶材的標(biāo)準(zhǔn)試樣進(jìn)行檢測(cè)，所述標(biāo)準(zhǔn)試樣具有焊接缺陷，所述用超聲波探傷儀對(duì)所述靶材的標(biāo)準(zhǔn)試樣進(jìn)行檢測(cè)包括：計(jì)算所述靶材的標(biāo)準(zhǔn)試樣的缺陷率；在計(jì)算所得的缺陷率超出預(yù)設(shè)范圍時(shí)調(diào)整超聲波探傷儀的感度，所述標(biāo)準(zhǔn)試樣的缺陷率的預(yù)設(shè)范圍設(shè)定為7-10%，所述超聲波探傷儀的感度為31-33dB。

中國(guó)專利（公開(kāi)號(hào)：CN102759578A）公開(kāi)了一種濺鍍靶材檢測(cè)機(jī)構(gòu)，其主要在液體儲(chǔ)槽上裝設(shè)可三維空間移動(dòng)的移動(dòng)裝置帶動(dòng)超聲波檢測(cè)組件位移，另外，液體儲(chǔ)槽中樞設(shè)多個(gè)并列的滾軸，該多個(gè)滾軸由滾軸驅(qū)動(dòng)組件所驅(qū)動(dòng)而同向旋轉(zhuǎn)，通過(guò)利用該多個(gè)滾軸于液體儲(chǔ)槽中承載待檢濺鍍靶材，對(duì)超聲波檢測(cè)組件進(jìn)行檢測(cè)，并可利用滾軸帶動(dòng)濺鍍靶材旋轉(zhuǎn)，使該濺鍍靶材檢測(cè)機(jī)構(gòu)可以一機(jī)適于平面型、圓筒形或異型等多種不同類(lèi)型的濺鍍靶材檢測(cè)工作。

通過(guò)超聲波檢測(cè)靶材剩余厚度的方法在實(shí)際生產(chǎn)中實(shí)用性不高，因?yàn)槠錈o(wú)法進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控。

而對(duì)于具有實(shí)時(shí)監(jiān)控功能的檢測(cè)設(shè)備來(lái)說(shuō)，常規(guī)的做法是在系統(tǒng)中預(yù)設(shè)靶材的目標(biāo)壽命（target?life）的上限值，然后系統(tǒng)根據(jù)監(jiān)測(cè)的實(shí)際目標(biāo)壽命判斷其是否在設(shè)定范圍之內(nèi)，如果檢測(cè)的實(shí)際壽命在設(shè)定范圍之內(nèi)，就認(rèn)為是靶材是安全的；反之，如果檢測(cè)的實(shí)際壽命超過(guò)了設(shè)定范圍，則認(rèn)為靶材需要進(jìn)行更換。對(duì)于該系統(tǒng)來(lái)說(shuō)有很多的缺陷，由于該系統(tǒng)僅通過(guò)累加的實(shí)際壽命來(lái)判斷靶材的可靠度，在實(shí)際使用中十分容易出現(xiàn)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)計(jì)算出的實(shí)際目標(biāo)壽命位于設(shè)定的范圍內(nèi)，但是，實(shí)際的靶材已經(jīng)不再能夠使用，造成這種情況的原因有很多，比如，目標(biāo)壽命的檢測(cè)值在日常維護(hù)中被人錯(cuò)改了；沒(méi)將靶材進(jìn)行更換卻將目標(biāo)壽命清零了；其它人為的誤操作。

因此，完全依靠目標(biāo)壽命這一參數(shù)來(lái)管控靶材使用量存在著較大的不確定性。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種預(yù)防PVD濺射工藝中靶材被擊穿的方法。

本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為：

一種PVD濺射工藝中預(yù)防靶材被擊穿的方法，應(yīng)用于采用靶材進(jìn)行的PVD濺射工藝中，其中，包括以下步驟：

同時(shí)獲取所述PVD濺射工藝中當(dāng)前薄膜沉積速率和當(dāng)前所述靶材的使用壽命監(jiān)測(cè)值；

根據(jù)所述當(dāng)前薄膜沉積速率，利用靶材壽命計(jì)算公式得出該靶材的實(shí)際使用壽命值；

將所述實(shí)際使用壽命值與當(dāng)前所述靶材的使用壽命監(jiān)測(cè)值進(jìn)行比較計(jì)算步驟，并判斷經(jīng)過(guò)該比較計(jì)算步驟后的值是否在設(shè)定的容許誤差范圍內(nèi)；

若所述經(jīng)過(guò)比較計(jì)算步驟后的值在所述容許誤差范圍內(nèi)，則不觸發(fā)報(bào)警機(jī)制；

若所述經(jīng)過(guò)比較計(jì)算步驟的值在所述容許誤差范圍內(nèi)，則觸發(fā)所述報(bào)警機(jī)制，以對(duì)PVD濺射監(jiān)控系統(tǒng)中的當(dāng)前所述靶材的使用壽命監(jiān)測(cè)值進(jìn)行校準(zhǔn)工藝；

其中，所述靶材壽命計(jì)算公式為y=ax+b，y表示所述實(shí)際使用壽命，x表示所述薄膜沉積速率，a和b為常數(shù)。

所述的PVD濺射工藝中預(yù)防靶材被擊穿的方法，其中，通過(guò)比值法來(lái)判斷所述經(jīng)過(guò)比較計(jì)算步驟后的值是否在設(shè)定的容許誤差范圍內(nèi)。

所述的PVD濺射工藝中預(yù)防靶材被擊穿的方法，其中，通過(guò)采用公式K=y/Y進(jìn)行所述比較計(jì)算步驟，