CN105695943A - 靶材加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种靶材加工方法，包括：提供靶材，靶材包括待喷砂区域以及不需要喷砂的保留区域；至少在靶材保留区域靠近待喷砂区域的部分，以及部分待喷砂区域粘贴保护层；去除位于待喷砂区域的保护层，以完全露出靶材的待喷砂区域；对靶材的待喷砂区域进行喷砂处理；在喷砂处理的步骤之后，去除靶材上剩余的保护层。本发明的有益效果在于：利于提升在靶材上覆盖保护层的效率；靶材与保护层之间没有间隙，喷砂颗粒不会进入到靶材保留区域表面与保护层之间，进而很好的保护了靶材的保留区域，提升靶材的良率。

Description

靶材加工方法

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，具体涉及一种靶材加工方法。

背景技术

在半导体制造中常用到溅射沉积(SputteringDeposition,SD)工艺，这种工艺用于将金属溅射到衬底上以粘贴薄膜。这种工艺是物理气相沉积(PhysicalVaporDeposition,PVD)中的一种，通过高能量粒子轰击靶材，使被轰击的靶材原子沉积在待沉积的基底表面上粘贴薄膜。所述高能量粒子工艺是通过专门的溅射设备来完成的。

由于在溅射过程中，靶材的边缘处上会留有溅射产生的颗粒物，这些颗粒物逐渐积累变成沉积物。沉积物在靶材上聚集到一定程度后会发生剥落现象(peeling)，剥落的沉积物不仅会影响溅射环境，还容易掉落在产品表面上，导致产品有缺陷甚至报废。为此，现有技术会对靶材的部分非溅射区域进行喷砂处理，这样经过喷砂的部分表面变得粗糙，进而变得容易吸附沉积物，减少剥落现象发生的几率。

但是，现有技术在对靶材进行喷砂的同时，很容易损伤到靶材的其他不需要喷砂的表面，这会对靶材的成品率造成影响。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种靶材加工方法，以较好的对靶材的部分表面进行喷砂处理，同时不影响到靶材的其他不需要喷砂的部分。

为解决上述问题，本发明提供一种靶材加工方法，包括：

提供靶材，所述靶材包括待喷砂区域以及不需要喷砂的保留区域；

至少在所述保留区域靠近待喷砂区域的部分，以及部分待喷砂区域粘贴保护层；

去除位于待喷砂区域的保护层，以完全露出靶材的待喷砂区域；

对靶材的待喷砂区域进行喷砂处理；

在喷砂处理的步骤之后，去除靶材上剩余的保护层。

可选的，粘贴保护层的步骤包括，在靶材表面覆盖胶带。

可选的，所述胶带为聚氯乙烯胶带、聚酯薄膜胶带、铁氟龙胶带或者聚丙烯薄膜胶带。

可选的，粘贴保护层的步骤包括：粘贴厚度在0.12mm～0.15mm范围内的胶带。

可选的，提供靶材的步骤包括：提供非圆形靶材；去除位于待喷砂区域的保护层的步骤包括：采用铣削的方式去除所述待喷砂区域的保护层。

可选的，提供靶材的步骤包括：提供圆形靶材；

去除位于待喷砂区域的保护层的步骤包括：采用车削的方式去除所述待喷砂区域的保护层。

可选的，去除位于待喷砂区域的保护层的步骤包括：在车刀与粘贴有保护层的靶材表面之间设置不大于保护层厚度的间隙。

可选的，使所述间隙在0.02mm～0.04mm的范围内。

可选的，采用车削的方式去除所述待喷砂区域的保护层的步骤还包括：使车削机床的转速在250～550转/分钟的范围内，车削进给量在每转0.015～0.025mm的范围内。

可选的，去除位于待喷砂区域的保护层的步骤之后，进行喷砂处理的步骤之前，所述靶材加工方法还包括：采用刀片对于靶材待喷砂区域表面进行去胶处理。

可选的，粘贴保护层的步骤之后，进行喷砂处理的步骤之前，所述靶材加工方法还包括：采用盖板对保留区域未粘贴保护层的部分进行遮挡。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

至少在所述靶材保留区域靠近待喷砂区域的部分，以及部分待喷砂区域粘贴保护层有利于提升在靶材上覆盖保护层的效率，因为在实际操作中很难实现仅仅在靶材保留区域覆盖保护层，因此在保留区域均覆盖保护层的同时，覆盖的保护层容易有一部分延伸到靶材的待喷砂区域；在这之后，再去除位于靶材的待喷砂区域的保护层，这样将靶材的待喷砂区域完全露出以便后续进行喷砂处理。此时，由于保护层粘贴在靶材保留区域的表面，靶材与保护层之间没有间隙，相对于现有技术采用挡板遮挡保留区域的方式，本发明在喷砂处理时，喷砂颗粒不会进入到靶材保留区域表面与保护层之间，进而很好的保护了靶材的保留区域，提升了靶材的良率。

进一步，在靶材表面覆盖胶带，也就是说，采用胶带作为保护层可以进一步避免靶材的保留区域不受影响，因为胶带材质柔软，相比现有技术的硬质挡板来说，基本不会划伤靶材表面。

附图说明

图1至图6是本发明靶材加工方法一实施例中各个步骤的示意图。

具体实施方式

现有技术在对靶材进行喷砂的同时，很容易损伤到靶材的其他不需要喷砂的表面，这会对靶材的成品率造成影响。

具体来说，在现有技术中对靶材的喷砂处理非常繁琐，通常是先大致对靶材的待喷砂区域进行喷砂，这个过程容易导致一些不需要喷砂的保留区域也被喷砂；然后通过车削工艺对靶材的保留区域上的喷砂表面进行平整，这不仅会导致被车削的表面与其他表面之间产生台阶面，且车削后的靶材表面会产生应力层，这不利于后续使用时对溅射沉积物的吸附，会增加发生剥落现象(peeling)的几率。此外，车削还可能导致车削细屑划伤喷砂表面等种种问题。

另一种方法是，在对靶材进行喷砂处理时，不需要喷砂的保留区域一般采用挡板做临时掩护，然后对靶材从挡板露出的区域进行喷砂处理。但是，这种挡板一般是硬质的，很容易划伤靶材的表面，对靶材的良率甚至成品率造成影响；另一方面，挡板需要根据不同尺寸形状的靶材定制，费时费力；此外，硬质挡板如果过分贴合靶材表面，则容易造成上述的划伤靶材表面的问题，如果和靶材表面保持一定距离，则在喷砂处理时，喷砂颗粒容易进入靶材表面与挡板之间的间隙，造成靶材的保留区域靠近待喷砂区域之间的边界处被喷砂颗粒划伤。

为此，本发明提供一种靶材加工方法，包括以下步骤：

提供靶材，所述靶材包括待喷砂区域以及不需要喷砂的保留区域；

至少在所述保留区域靠近待喷砂区域的部分，以及部分待喷砂区域粘贴保护层；

去除位于待喷砂区域的保护层，以完全露出靶材的待喷砂区域；

对靶材的待喷砂区域进行喷砂处理；

通过上述步骤，有利于提升在靶材上覆盖保护层的效率，因为在实际操作中很难实现仅仅在靶材保留区域覆盖保护层，因此在保留区域均覆盖保护层的同时，覆盖的保护层很容易有一部分延伸到靶材的待喷砂区域；在这之后，再去除位于靶材的待喷砂区域的保护层，这样将靶材的待喷砂区域完全露出以便后续进行喷砂处理。此时，由于保护层粘贴在靶材保留区域的表面，靶材与保护层之间没有间隙，相对于现有技术采用挡板遮挡保留区域的方式，本发明在喷砂处理时，喷砂颗粒不会进入到靶材保留区域表面与保护层之间，进而很好的保护了靶材的保留区域，提升靶材的良率。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

首先结合参考图1和图2，图1为本发明靶材加工方法在本实施例中靶材100的结构示意图，图2为图1沿A-A`的剖视图。

在本实施例中，所述靶材100为圆形靶材。但是本发明对所述靶材100是否为圆形不作限定，在本发明的其他实施例中，所述靶材100也可以是其他形状。

所述靶材100包括溅射靶材110和固定所述溅射靶材110的背板120。溅射靶材110的表面111为靶材100的溅射面。溅射靶材110和背板120之间的结构关系为现有技术，本发明对此不作赘述。

此外，本实施例中所述靶材100为钛靶材。但是在实际操作中，所述靶材100也可以是钽、铜等其他材料的靶材，本发明对此不作限定。

靶材100包括待喷砂区域55以及不需要喷砂的保留区域(除了喷砂区域55以外的区域)，在喷砂处理之前，需要在靶材100的保留区域表面粘贴保护层50，以在喷砂处理时保护保留区域的靶材100表面不受喷砂处理影响。

参考图3并将结合参考图4，其中图4为图2中虚线框X的局部放大图。至少在所述靶材100保留区域靠近待喷砂区域55的部分，以及部分待喷砂区域55粘贴保护层50。具体的，在本实施例中，可以仅在靶材100保留区域靠近待喷砂区域55的部分粘贴保护层50，对于靶材100保留区域剩余的部分，也就是远离待喷砂区域55的部分，可以采用挡板(参考图3中虚线框17)进行遮挡。

仅在靶材100保留区域靠近待喷砂区域55的部分粘贴保护层50有利于提高生产效率，因为靶材100保留区域靠近待喷砂区域55的部分最容易受到喷砂影响，而保留区域远离待喷砂区域55的部分则比较不容易受到喷砂处理的影响，仅在保留区域靠近待喷砂区域55的部分粘贴保护层50，也就是远离待喷砂区域55的部分用挡板这种较为方便的方式进行遮挡，可以在尽量保证靶材100保留区域步骤喷砂处理影响的同时，提高生产效率。

并且，由于已经将靠近待喷砂区域55的保留区域用保护层50进行粘贴遮挡，远离待喷砂区域55的保留区域一般为靶材100的中心区域，形状比较规则，只需要大致调整挡板的尺寸即可实现遮挡，相较于现有技术不需要很细致的对挡板形状、尺寸进行修改，在一定程度上节省了人力物力。

但是，在本发明的其他实施例中，也可以在所有靶材100的保留区域均粘贴保护层50。

同时，在部分待喷砂区域55粘贴保护层50的原因在于，在实际操作时，一般采用机械或者人工的方式将保护层50粘贴在靶材100的保留区域上。但是，在实际操作中很难恰好地将保护层50粘贴在保留区域而丝毫不影响待喷砂区域55，如果不慎将保护层50粘贴至靶材100的待喷砂区域55，则会导致部分应当喷砂的靶材100没有被喷砂；或者，本应该被保护层50覆盖的保留区域备有粘贴保护层50，导致部分保留区域被喷砂。所以可事先在部分待喷砂区域55也粘贴保护层50，在后续部分再将这一部分保护层50去除，以完全露出靶材100的待喷砂区域55。

在本实施例中，所述保护层50可以是胶带，也就是说，在靶材100的保留区域粘贴胶带。胶带材质柔软不会划伤靶材100表面，相比现有技术的硬质挡板来说，基本不会有划伤靶材100表面的问题。

在本实施例中，所述胶带的厚度在0.12mm～0.15mm的范围内。这种厚度的胶带不容易在喷砂处理的过程中被喷砂砂粒击穿，能很好保护靶材100。

具体的，所述胶带可以是聚酯薄膜胶带(例如，3M黄色胶带)，这种胶带厚度较大，不容易被喷砂处理的喷砂砂粒击穿；同时，这种胶带具有优良的延展性，能在不规则表面非常服帖的结合，方便粘贴在靶材100上，且胶带不容易残留，在喷砂处理完成后容易被去除；此外，这种胶带价格较低，这样有利于节约生产成本。

但是，本发明对采用何种胶带并不限定，在本发明的其他实施例中，还可以采用聚氯乙烯胶带(电工胶带)、铁氟龙胶带或者聚丙烯薄膜胶带(一般透明胶带)等。

在本实施例中，采用车削的方式去除位于待喷砂区域55的保护层50，以将待喷砂区域55完全露出。采用车削的方式定位比较精确，同时操作也比较方便。

但是需要说明的是，本发明不限于是否一定需要采用车削的方式去除位于待喷砂区域55的保护层50，在本发明的其他实施例中，也可以采用铣削等的方式，具体来说，在本发明的其他实施例中采用非圆形的靶材，例如矩形靶材时，可以采用所述铣削的方式去除位于待喷砂区域55的保护层50。

具体的，在本实施例在采用车削去除位于待喷砂区域55的保护层50时，在车削车刀与粘贴有保护层50的靶材100表面之间设置不大于保护层50厚度的间隙。这样做的目的在于，尽量避免车刀与靶材100表面直接接触以避免车刀划伤靶材100表面。也就是说，车削去除的仅仅是部分厚度的胶带，仍有部分厚度的剩余胶带(一般是粘胶部分)留在表面。但是这并不影响本发明的实施，因为胶带的表面部分已经被去除，剩余的粘胶部分可以在喷砂处理的过程中被去除。

具体的，使所述间隙的尺寸在0.02mm～0.04mm的范围内，优选0.03mm的厚度。因为本实施例中胶带的厚度在0.12mm～0.15mm的范围内，剩余的0.02mm～0.04mm的厚度均为胶带的粘胶部分，且这0.02mm～0.04mm厚度胶带已经断裂，进一步有利于在后续喷砂处理的过程中被去除。

具体的，在本实施例中，使车削机床的转速在250～550转/分钟的范围内，使用山特VCGT160404FN—25P刀片，车削进给量在每转0.015～0.025mm的范围内。在此参数范围内有利于快速均匀地去除胶带。但是需要说明的是，这些车削参数仅为本发明的一个实施例，实际的车削参数应当根据实际情况进行相应的调整。

进一步，在本实施例中，在车削去除位于待喷砂区域55的保护层50的步骤之后，喷砂处理的步骤之前，还可以采用刀片对于靶材待喷砂区域55表面进行去胶处理，这样可以在喷砂处理之前事先去除胶带。

具体的，刀片可以采用手术刀片，但是本发明对此不作任何限定。

如前文所述，由于本实施例中保护层50仅覆盖了保留区域靠近待喷砂区域55的部分，所以在车削的步骤之后，喷砂的步骤之前，在靶材100保留区域没有保护层50的部分设置挡板。但是此处需要说明的是，设置挡板的步骤也可以是在所述靶材100保留区域靠近待喷砂区域55的部分，以及部分待喷砂区域55粘贴保护层50的步骤之后，车削以去除待喷砂区域55粘贴保护层50的步骤之前进行，这并不影响本发明的实施。

结合参考图5和图6，对靶材100的待喷砂区域55进行喷砂处理。其中图6为图2中虚线框X的部分经过喷砂处理后的局部放大图。

在经过喷砂处理后，原本的待喷砂区域55变为喷砂处理后的表面56。喷砂处理可以增加靶材100边缘部分的粗糙程度，进而增加吸附溅射沉积物的能力，减少发生剥落现象(peeling)的几率。

在喷砂处理的步骤之后，去除靶材100上剩余的保护层50(也就是粘贴在靶材100保留区域的胶带)。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (11)

1.一种靶材加工方法，其特征在于，包括：

提供靶材，所述靶材包括待喷砂区域以及不需要喷砂的保留区域；

至少在所述保留区域靠近待喷砂区域的部分，以及部分待喷砂区域粘贴保护层；

去除位于待喷砂区域的保护层，以完全露出靶材的待喷砂区域；

对靶材的待喷砂区域进行喷砂处理；

在喷砂处理的步骤之后，去除靶材上剩余的保护层。

2.如权利要求1所述的靶材加工方法，其特征在于，粘贴保护层的步骤包括，在靶材表面覆盖胶带。

3.如权利要求2所述的靶材加工方法，其特征在于，所述胶带为聚氯乙烯胶带、聚酯薄膜胶带、铁氟龙胶带或者聚丙烯薄膜胶带。

4.如权利要求2所述的靶材加工方法，其特征在于，粘贴保护层的步骤包括：粘贴厚度在0.12mm～0.15mm范围内的胶带。

5.如权利要求1所述的靶材加工方法，其特征在于，提供靶材的步骤包括：提供非圆形靶材；去除位于待喷砂区域的保护层的步骤包括：采用铣削的方式去除所述待喷砂区域的保护层。

6.如权利要求1所述的靶材加工方法，其特征在于，提供靶材的步骤包括：提供圆形靶材；

去除位于待喷砂区域的保护层的步骤包括：采用车削的方式去除所述待喷砂区域的保护层。

7.如权利要求6所述的靶材加工方法，其特征在于，去除位于待喷砂区域的保护层的步骤包括：在车刀与粘贴有保护层的靶材表面之间设置不大于保护层厚度的间隙。

8.如权利要求7所述的靶材加工方法，其特征在于，使所述间隙在0.02mm～0.04mm的范围内。

9.如权利要求6所述的靶材加工方法，其特征在于，采用车削的方式去除所述待喷砂区域的保护层的步骤还包括：使车削机床的转速在250～550转/分钟的范围内，车削进给量在每转0.015～0.025mm的范围内。

10.如权利要求1所述的靶材加工方法，其特征在于，去除位于待喷砂区域的保护层的步骤之后，进行喷砂处理的步骤之前，所述靶材加工方法还包括：采用刀片对于靶材待喷砂区域表面进行去胶处理。

11.如权利要求1所述的靶材加工方法，其特征在于，粘贴保护层的步骤之后，进行喷砂处理的步骤之前，所述靶材加工方法还包括：采用盖板对保留区域未粘贴保护层的部分进行遮挡。