[發明專利]大晶粒錫濺射靶

在審

• 申請號: 202080054251.1
• 申請日: 2020-08-13
• 公開（公告）號: CN114207179A
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 馬克·D·魯杰羅;斯蒂芬·費拉澤;弗蘭克·C·奧爾福德;蘇珊·D·斯特羅瑟;帕特里克·K·安德伍德
• 申請（專利權）人: 霍尼韋爾國際公司
• 主分類號: C23C14/34
• 分類號: C23C14/34;C22F1/16
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 張海明;黃健

本公開整體涉及平面濺射靶。具體地，本公開提供了一種平面濺射靶，該平面濺射靶包括平面濺射表面和與該平面濺射表面相背對的后表面。該平面濺射靶由平均晶粒尺寸為至少10mm到至多100mm的2N純度錫形成。本公開提供了一種制造平均晶粒尺寸為至少10mm到至多100mm的錫平面濺射靶的方法。

相關申請的交叉引用

本申請要求2020年8月5日提交的美國專利申請號16/985,998和2019年8月14日提交的美國臨時申請號62/886,747的優先權，這兩篇美國專利申請全文均以引用方式并入本文。

技術領域

本主題的領域是濺射系統的設計和使用，該濺射系統包括平均晶粒尺寸大于10mm的錫(Sn)濺射靶。

背景技術

濺射靶可用于例如電子和半導體部件、玻璃涂層和太陽能電池涂層的制造中以在制造期間形成金屬化層。使用具有小晶粒尺寸的錫濺射靶的薄膜沉積在半導體、化學氣相沉積(CVD)、物理氣相沉積(PVD)、顯示和光學應用中是已知的。

濺射沉積是其中輝光等離子體放電轟擊濺射靶的PVD方法，該濺射靶釋放隨后沉積在基材上的原子。圖1中示出了示例性濺射沉積設備8的一部分的圖解視圖。在一種配置中，濺射靶組件10包括背板12，該背板具有粘結到其的靶14?；?8諸如半導體材料晶片在濺射沉積設備8內并且被設置為與靶14隔開。如圖所示，靶14設置在基材18上方并且被定位成使得濺射表面16面向基材18。

在操作中，濺射材料22從靶14的表面16移位，并在基材18上形成薄膜20。在一些實施方案中，合適的基材18包括用于半導體制造的晶片。例如，用能量轟擊靶14，直到來自表面16的原子被釋放到周圍大氣中并隨后沉積在基材18上。在一些實施方案中，使用等離子體濺射將薄金屬膜沉積到晶片上以用于電子器件。

錫濺射靶的晶粒尺寸通常在微米范圍內，即，從亞微米到數百微米。靶晶粒尺寸可影響沉積速率和侵蝕速率。具有大晶粒尺寸(例如，高于10mm)的錫(Sn)靶先前尚未已知。

發明內容

這些和其他需求由本公開的各個方面和構型來解決。

本公開的各個方面包括平面濺射靶，該平面濺射靶包括平面濺射表面和與該平面濺射表面相背對的后表面，其中該平面濺射靶由平均晶粒尺寸為至少10mm到至多100mm的2N純度錫形成。

根據上文所述的平面濺射靶，其中平均晶粒尺寸為至少20mm到至多50mm。

根據上文所述的平面濺射靶，其中平均晶粒尺寸均勻地分布。

根據上文所述的平面濺射靶，其中錫是雜質含量為至多15ppm的高純度錫。

根據上文所述的平面濺射靶具有至多10ppm的雜質含量。

根據上文所述的平面濺射靶，其中錫是α計數小于0.01cph/cm²的高純度錫。

本公開的各個方面包括制造根據上文所述的平面濺射靶的方法，該方法包括：(a)澆鑄至少2N純度的熔融錫；(b)熱機械加工所澆鑄的錫以形成經熱機械加工的錫；以及(c)在至少175℃到至多225℃的溫度下熱處理經熱機械加工的錫至少2小時到至多48小時，以形成平均晶粒尺寸為至少10mm到至多100mm的平面濺射靶。

根據上文所述的制造平面濺射靶的方法，其中澆鑄熔融錫的步驟包括使約235℃至約350℃的坩堝溫度持續約一小時，之后將熔融錫澆注到模具中以形成近終形澆鑄件。

根據上文所述的制造平面濺射靶的方法，其中將模具預熱到約250℃至約375℃的溫度約30分鐘。

根據上文所述的制造平面濺射靶的方法，其中將熔融錫澆注到模具中的步驟之后以250℃/小時或更小的速率緩慢冷卻。