[發明專利]靶材及其形成方法、靶材組件及其形成方法

在審

• 申請號: 201610635420.6
• 申請日: 2016-08-03
• 公開（公告）號: CN107686970A
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發明（設計）人: 姚力軍;潘杰;相原俊夫;王學澤;李小萍
• 申請（專利權）人: 寧波江豐電子材料股份有限公司
• 主分類號: C23C14/34
• 分類號: C23C14/34;C23C14/35
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 徐文欣,吳敏

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，尤其涉及一種靶材及其形成方法、靶材組件及其形成方法。

背景技術

通常，現有工藝中的靶材的濺射面為光滑的平面。靶材被多次使用后，靶材的濺射面不再是平面，而是形成多個凹坑。這是由于濺射過程中高能粒子撞擊靶材表面的角度、頻率及能量等有所不同而導致。當凹坑繼續被高能粒子撞擊時，將會導致靶材被擊穿，因此需要及時更換形成有較深凹坑的靶材。被更換的靶材在凹坑處被撞擊掉了部分材料，凹坑周邊的區域還剩余較多的靶材材料。因此，靶材的使用壽命較短。

為了提高靶材的壽命，已有許多設計在改變靶材的濺射面的形態。但是，已有的設計都是單純的增加靶材的厚度。雖然增加靶材的厚度能夠延長靶材的壽命，但是在使用靶材進行濺射的后期，濺射成膜的均勻度較差。

因此，需要提出更加優化的靶材濺射面的設計。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種靶材及其形成方法、靶材組件及其形成方法，在提高靶材壽命的同時，提高靶材濺射成膜的均勻度。

為解決上述問題，本發明提供一種靶材，用于裝載于濺射腔室內，包括：包括：濺射面，所述濺射面具有若干凸起，相鄰凸起之間具有凹槽；所述濺射腔室內具有若干第一磁場區和若干第二磁場區，所述第一磁場區的磁場強度大于相鄰的第二磁場區的磁場強度，所述凸起用于置于第一磁場區，所述凹槽用于置于第二磁場區。

可選的，所述濺射面的中心區域相對于濺射面的邊緣區域凹陷。

可選的，所述靶材為鈦靶材。

可選的，所述靶材還具有與濺射面相對的第一表面；對于相鄰的凹槽和凸起，所述凹槽的底部表面到第一表面的距離小于所述凸起的頂部表面到第一表面的距離。

本發明還提供一種形成上述任意所述靶材的方法，所述靶材用于裝載于濺射腔室內，包括：提供初始靶材，所述初始靶材具有初始濺射面；對所述初始濺射面進行機械加工，使所述初始靶材形成靶材，使所述初始濺射面形成靶材的濺射面，所述濺射面具有若干凸起，相鄰凸起之間具有凹槽；所述濺射腔室內具有若干第一磁場區和若干第二磁場區，所述第一磁場區的磁場強度大于相鄰的第二磁場區的磁場強度，所述凸起用于置于第一磁場區，所述凹槽用于置于第二磁場區。

可選的，所述機械加工的方法包括：采用車削工藝對所述初始濺射面進行加工，形成所述濺射面，所述濺射面具有所述凹槽，相鄰凹槽之間形成所述凸起。

本發明還提供一種靶材組件，包括：如上述任意一項所述的靶材，所述靶材還具有與濺射面相對的第一表面；背板，所述背板中具有凹槽，所述凹槽容納部分靶材，第一表面與凹槽的底面貼合。

可選的，所述背板具有相對的第二表面和背面；所述凹槽暴露出第二表面；所述濺射面的凸起的頂部表面到背面具有第一距離；所述第一表面到所述背面的距離為第一距離的35.44％～38.33％。

可選的，所述第一距離為17.14mm～17.40mm。

可選的，所述凹槽的深度為1.25mm～1.75mm。

本發明還提供一種靶材組件的形成方法，包括：形成靶材，所述靶材采用上述任意一項靶材的形成方法所形成；形成背板，所述背板中具有凹槽；將所述靶材置于凹槽中，第一表面與凹槽的底面貼合。

可選的，所述背板具有相對的第二表面和背面；所述凹槽暴露出第二表面；所述濺射面的凸起的頂部表面到背面具有第一距離；所述第一表面到所述背面的距離為第一距離的35.44％～38.33％。

可選的，所述第一距離為17.14mm～17.40mm。

可選的，所述凹槽的深度為1.25mm～1.75mm。

與現有技術相比，本發明的技術方案具有以下優點：

本發明提供的靶材，由于第一磁場區的磁場強度大于相鄰的第二磁場區的磁場強度，所述凸起用于置于第一磁場區，所述凹槽用于置于第二磁場區，因此使得磁場強度較大的第一磁場區對應的濺射面具有凸起，相鄰的磁場強度較弱的第二磁場區對應的濺射面具有凹槽，因此避免了濺射面對應磁場強度較強的區域相對于濺射面對應磁場強度較弱的區域過早的發生凹進。因此在濺射后期，濺射面對應磁場強度較強的區域相對濺射面對應磁場強度較弱的位置產生的凹進程度較小。那么濺射面對應磁場強度較弱的區域會對濺射面對應磁場強度較強的區域的阻礙程度較小，從而能夠提高濺射成膜的均勻性。

另外，由于能夠提高濺射后期濺射成膜的均勻度，因此無需過早的更換靶材，靶材用于進行濺射的時間增加，因而使得靶材的壽命增加。