[發明專利]一種靶材組件及靶材組件制作方法

在審

• 申請號: 202111183200.1
• 申請日: 2021-10-11
• 公開（公告）號: CN113897572A
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發明（設計）人: 姚力軍;邊逸軍;潘杰;王學澤;王少平
• 申請（專利權）人: 寧波江豐電子材料股份有限公司
• 主分類號: C23C4/02
• 分類號: C23C4/02;C23C4/08;C23C4/06;C23C14/35;C23C14/32;B24C1/06
• 代理公司: 杭州五洲普華專利代理事務所(特殊普通合伙) 33260
• 代理人: 姚宇吉

本申請涉及半導體制造領域，特別涉及一種靶材組件及靶材組件制作方法。本發明通過對靶材邊緣圓弧形倒角進行噴砂處理，使得靶材邊緣圓弧形倒角凹凸不平，為后續的反濺射層附著提供粗糙面，增強圓弧形倒角與反濺射層之間的吸附力。由于圓弧形倒角本身比平面具有更大的應力集中系數，當圓弧形倒角的半徑越小時，應力集中系數越大，因此通過對圓弧形倒角進行噴砂處理，增強圓弧形倒角與反濺射層之間的吸附力，抵消部分圓弧形倒角較小帶來的應力集中系數較大的問題，從而可以有效避免反濺射層剝離的同時降低靶材非濺射區邊緣的厚度，降低靶材的成本且降低了靶材的使用成本。

技術領域

本申請涉及半導體制造領域，特別是涉及一種靶材組件及靶材組件制作方法。

背景技術

在半導體器件制造領域，利用物理氣相沉積(Physical Vapour Deposition，PVD)法制備薄膜具有技術工藝簡單、對環境無污染、成膜均勻致密、所需耗材少且與基底的結合力強等優點，因此物理氣相沉積法應用非常廣泛。實現物理氣相沉積的方法主要包括：磁控濺射法、離子鍍膜法和真空熱蒸鍍法等，其中磁控濺射法和離子鍍膜法都需要靶材作為濺射源。

圖1是現有技術中所使用的靶材組件的剖面示意圖，如圖1所示，所述靶材組件包括靶材10和靶材背板20。在成膜過程中，高速核能粒子轟擊所述靶材10表面，被轟擊到的靶材10表面的金屬粒子脫離所述靶材10成為游離粒子，所述游離粒子遷移到靶材對面的基片上凝聚成膜。但是濺射出的所述游離粒子仍有小部分在磁場的作用下沉積在靶材10與所述靶材背板20連接處及附近區域11，這些沉積在靶材10與靶材背板20連接處及附近區域11的游離粒子被稱為反濺射物質，當靶材經過多次濺射后，連接處及附近區域11沉積的反濺射物質增多，形成反濺射層30。但由于反濺射物質之間、反濺射物質與待濺射胚體10之間、反濺射物質與靶材背板20之間均存在應力，當反濺射物質堆積到一定程度后，所述反濺射物質會由于應力集中從靶材上剝落，形成異常放電，影響濺射環境并且在晶圓表面附著異常顆粒，影響后續薄膜沉積、電性測試及芯片良率。

由于反濺射物質需要一定時間的積累才容易從靶材上剝落，因此靶材使用中后期更容易發生晶圓異常顆粒偏高，當異常顆粒超過一定閾值，靶材的壽命就此終結。但其實此時靶材僅被消耗掉薄薄的一層，絕大部分的靶材只能被丟棄了，非常浪費。因此如果減少靶材使用中后期反濺射物質的脫落量，能大大提升靶材壽命，這對降低靶材的使用成本而言非常重要。

發明內容

基于此，有必要針對上述技術問題，提供一種靶材組件及靶材組件制作方法，能大大降低靶材使用中后期反濺射物質的脫落量。

本發明實施例提供一種靶材組件制作方法，包括：

提供靶材組件，所述靶材組件包括靶材和靶材背板，所述靶材與靶材背板相結合,且所述靶材邊緣具有圓弧形倒角和位于圓弧形倒角下側的向內凹陷斜面；

對所述靶材濺射面邊緣和靶材背板靠近所述連接處位置進行噴砂處理，在靶材邊緣形成噴砂區，所述噴砂區的位置從圓弧形倒角頂端到靶材與靶材背板的連接處，且在靶材背板靠近所述連接處位置也形成噴砂區；

對靶材邊緣向內凹陷斜面的噴砂區和靶材背板靠近所述連接處位置進行熔射處理，形成熔射層。

可選的，所述圓弧形倒角的半徑為2mm～4mm。

可選的，所述靶材為鈦靶材或鉭靶材。

可選的，所述熔射層的上邊緣接近圓弧形倒角，使得靶材邊緣整個向內凹陷斜面均覆蓋熔射層。

可選的，所述噴砂區所形成的表面粗糙度為5μm～10μm，所述噴砂處理具體工藝包括：所噴砂粒為46號白剛玉，噴砂機空氣壓強范圍控制在0.441MPa～0.539MPa，噴砂槍槍嘴至靶材表面的距離范圍為150mm～200mm，噴砂槍噴嘴所噴砂粒所作的直線運動方向和靶材表面呈40°～70°范圍的夾角。