CN106558479B - 靶材组件及其加工方法 - Google Patents

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Abstract

一种靶材组件及其加工方法，其中加工方法包括：形成靶材组件，靶材组件包括背板以及与背板相连的靶材，背板与靶材相连的一面为正面，靶材包括与带电粒子发生碰撞的溅射面和与溅射面通过倒角相连的侧面；靶材侧面与倒角的连接处和靶材侧面与背板正面连接处之间的区域构成靶材组件表面的吸附区域；对靶材组件表面的吸附区域进行喷砂处理。本发明通过对靶材组件表面用于吸附反溅射物的吸附区域进行喷砂处理，以提高靶材组件表面吸附区域的粗糙程度，提高靶材组件的吸附能力，降低吸附颗粒物剥落和尖端放电等现象出现的可能，延长了靶材的使用寿命，减少了由于吸附颗粒物剥落而导致的产品报废现象的出现，提高了产品的良品率。

Description

靶材组件及其加工方法
技术领域
本发明涉及半导体制造领域，特别涉及一种靶材组件及其加工方法。
背景技术
在半导体制程的制造工序中，往往需要形成各种膜层。溅射工艺是半导体制造领域一种广泛使用的成膜工艺。
溅射工艺是物理气相沉积(Physical Vapor Deposition,PVD)中的一种，具体地，利用带电粒子轰击靶材，加速的粒子轰击固体表面时，粒子与固体表面原子发生碰撞，产生能量和动量的转移，使靶材表面原子从靶材表面溢出并沉积在基底表面形成膜层。
溅射工艺在进行过程中，会有反溅射物产生。由于靶材组件中起支撑作用的背板本身具有一定的附着力，所以反溅射物会附着在背板上，形成吸附颗粒物。但是随着工艺不断发展，某些溅射工艺在进行过程中产生的反溅射物比较多，会导致反溅射物无法顺利附着，从而发生吸附颗粒物剥落(Peeling)和尖端放电(Arcing)等问题，严重影响生产过程，导致产品报废。
发明内容
本发明解决的问题是靶材组件侧面的吸附能力不足，而导致的吸附颗粒物剥落和尖端放电问题。
为解决上述问题，本发明提供一种靶材组件的加工方法，包括：
形成靶材组件，所述靶材组件包括背板以及与所述背板相连的靶材，所述背板与所述靶材相连的一面为正面，所述靶材包括与带电粒子发生碰撞的溅射面和与所述溅射面通过倒角相连的侧面；
靶材侧面与倒角的连接处和靶材侧面与背板正面连接处之间的区域构成靶材组件表面的吸附区域；
对所述靶材组件表面的吸附区域进行喷砂处理。
可选的，所述靶材侧壁上设置有突起，用于固定所述靶材，所述背板中设置有用于容纳所述靶材的凹槽，所述凹槽侧壁具有凹坑，所述凹坑与所述靶材侧壁上的突起相配合以固定所述靶材；
所述吸附区域还包括位于靶材侧壁上的突起在所述背板正面的投影区域。
可选的，所述背板包括铝合金背板。
可选的，所述对所述靶材组件表面的吸附区域进行喷砂处理的步骤包括：所述喷砂处理中所使用沙粒包括白刚玉。
可选的，所述对所述靶材组件表面的吸附区域进行喷砂处理的步骤包括：通过所述喷砂处理使所述吸附区域的粗糙度在5.08微米到7.62微米范围内。
可选的，所述对所述靶材组件表面的吸附区域进行喷砂处理的步骤包括：所述喷砂处理中所使用的沙粒尺寸在315微米到400微米范围内。
可选的，在形成靶材组件的步骤之后，在对所述吸附区域进行喷砂处理的步骤之前，所述加工方法还包括：对所述靶材的溅射面进行保护处理。
可选的，所述对所述溅射面进行保护处理的步骤包括：
提供与所述溅射面尺寸相等的保护板；
将所述保护板贴合在所述溅射面上。
可选的，所述提供与所述溅射面尺寸相等的保护板的步骤包括：所述保护板材料为聚丙烯硬塑料。
可选的，所述将所述保护板贴合在所述溅射面上的步骤包括：通过工业用胶带将所述保护板的侧面与所述靶材侧面交界处进行粘合，以实现所述保护板与所述溅射面的贴合。
可选的，在对所述吸附区域进行喷砂处理的步骤之后，所述加工方法还包括：采用清洗剂清洗经喷砂处理的靶材组件。
可选的，所述采用清洗剂清洗经喷砂处理的靶材组件的步骤包括：所述清洗剂包括异丙醇试剂或航空煤油。
可选的，所述采用清洗剂清洗经喷砂处理的靶材组件的步骤之后，所述加工方法还包括：采用纯水清洗所述靶材组件。
可选的，所述采用纯水清洗所述靶材组件的步骤包括：通过超声波振动对所述靶材组件进行清洗。
相应的本发明还提供一种靶材组件，包括：
背板以及与所述背板相连的靶材，所述背板与所述靶材相连的一面为正面，所述靶材包括与带电粒子发生碰撞的溅射面和与所述溅射面通过倒角相连的侧面；
所述靶材组件表面包括经喷砂处理的吸附区域，所述吸附区域包括靶材侧面与倒角的连接处和靶材侧面与背板正面连接处之间的区域。
可选的，所述靶材侧壁上设置有突起，用于固定所述靶材，所述背板中设置有用于容纳所述靶材的凹槽，所述凹槽侧壁具有凹坑，所述凹坑与所述靶材侧壁上的突起相配合以固定所述靶材；
所述吸附区域还包括位于靶材侧壁上的突起在所述背板正面的投影区域。
可选的，所述背板包括铝合金背板。
可选的，所述靶材组件表面吸附区域的粗糙度在5.08微米到7.62微米范围内。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：
本发明通过对所述靶材组件表面用于吸附反溅射物的吸附区域进行喷砂处理，以提高靶材组件表面所述吸附区域的粗糙程度，提高靶材组件的吸附能力，降低吸附颗粒物剥落和尖端放电等现象出现的可能，延长了靶材的使用寿命，减少了由于吸附颗粒物剥落而导致的产品报废现象的出现，提高了产品的良品率。
附图说明
图1至图4是本发明所提供靶材组件的加工方法一实施例的示意图。
具体实施方式
由背景技术可知，现有技术中的靶材组件存在吸附能力不足的问题。现结合现有技术中靶材组件的结构分析其吸附能力不足问题的原因：
随着工艺的不断发展，某些溅射工艺在进行过程中所产生的反溅射物比较多。因此在使用过程中，对靶材组件的吸附能力要求不断提高。所以，单靠背板材料本身的附着能力已经不能够满足反溅射物的吸附要求了。从而导致反溅射物无法实现附着，从而引起溅射过程中出现吸附颗粒物剥落和尖端放电等问题，严重影响生产过程，影响产品良品率。
为解决所述技术问题，本发明提供一种靶材组件的加工方法，包括：
形成靶材组件，所述靶材组件包括背板以及与所述背板相连的靶材，所述背板与所述靶材相连的一面为正面，所述靶材包括与带电粒子发生碰撞的溅射面和与所述溅射面通过倒角相连的侧面；靶材侧面与倒角的连接处和靶材侧面与背板正面连接处之间的区域构成靶材组件表面的吸附区域；对所述靶材组件表面的吸附区域进行喷砂处理。
本发明通过对所述靶材组件表面用于吸附反溅射物的吸附区域进行喷砂处理，以提高靶材组件表面所述吸附区域的粗糙程度，提高靶材组件的吸附能力，降低吸附颗粒物剥落和尖端放电等现象出现的可能，延长了靶材的使用寿命，减少了由于吸附颗粒物剥落而导致的产品报废现象的出现，提高了产品的良品率。
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。
参考图1至图4，示出了本发明所提供靶材组件的加工方法一实施例的示意图。
参考图1，示出了本发明所提供靶材组件的加工方法一实施例的流程图。所述靶材组件的加工方法包括：
首先执行步骤S100，形成靶材组件。
结合参考图2和图3，其中图2示出了图1中所示靶材组件的加工方法中所述靶材组件100的结构示意图，图3是图2中沿A-A’线的剖视图。
具体的，所述靶材组件100包括背板120以及与所述背板120相连的靶材110。
所述靶材110是通过磁控溅射等镀膜系统，在一定工艺条件下溅射，在基板上沉积形成各种功能膜层的溅射源。因此所述靶材110的材料纯度至少为99.995％。
需要说明的是，形成所述靶材组件100的步骤包括：提供靶材110，所述靶材110经热处理，以使靶材110内部原子发生再结晶现象，从而使所述靶材110的内部原子结构的达到溅射要求。
所述靶材110包括与带电粒子发生碰撞的溅射面111和与所述溅射面111通过倒角相连的侧面112。
所述靶材110的溅射面111与所述侧面112通过倒角实现圆滑过渡，以避免所述溅射面111与所述侧面112连接处形成薄、尖状结构，而在溅射过程中出现吸附颗粒物剥落或者尖端放电的现象。
需要说明的是，本实施例中，所述靶材110的溅射面111与所述倒角通过一斜面相连，可以使吸附在所述靶材边缘的反溅射物在溅射过程中被去除，减小了吸附颗粒物在溅射过程中脱落损伤基底的可能，从而能够提高半导体器件制造的良品率。
所述背板120用于起支撑作用。在所述提供靶材110的步骤之后，形成所述靶材组件100的步骤还包括：提供背板120，并将经热处理的靶材110与所述背板120焊接在一起。具体的，可以通过热等静压等工艺方式将所述靶材110与背板120焊接在一起。具体的，本实施例中，所述背板120的材料包括铝合金。其中，所述背板120与所述靶材110相连的一面的为正面121。
所述靶材组件100表面包括：吸附区域130，用于吸附溅射过程中产生的反溅射物。
结合参考图4，示出了图3中圈B中的放大图。
具体的，所述靶材110侧面112与所述倒角的连接处和所述靶材110侧面112与背板120正面121连接处之间的区域131构成靶材组件100表面的吸附区域130。
在进行溅射工艺的过程中，溅射过程产生的反溅射物能够被吸附在所述靶材组件100表面的吸附区域130，以避免反溅射物掉落影响溅射工艺的进行。
需要说明的是，本实施例中，所述靶材110侧壁上设置有突起，用于固定所述靶材110，所述背板120中设置有用于容纳所述靶材110的凹槽，所述凹槽的侧壁具有凹坑，所述凹坑与所述靶材110侧壁上的突起相配合以固定所述靶材110。因此本实施例中，所述吸附区域130还包括位于靶材110侧壁上的突起在所述背板120正面的投影区域132。
继续参考图1，结合参考图2和图3，在所述靶材组件100形成之后，执行步骤S200，对所述靶材组件100表面的吸附区域130进行喷砂处理。
需要说明的是，本实施例中，在将所述靶材110和所述背板120焊接后，对所述吸附区域130进行喷砂处理。这样做的好处在于，能够避免所述靶材110与背板120连接处的喷砂表面受到焊接工艺的影响，也可以避免二次喷砂处理，节约成本。
对所述吸附区域130进行喷砂处理，能够增大所述吸附区域130的粗糙度，以提高所述吸附区域130的吸附能力，从而降低了吸附颗粒物剥落和尖端放电等现象出现的可能，延长了靶材组件100的使用寿命，减少了由于吸附颗粒物剥落而导致的产品报废现象的发生，提高了产品的良品率。
本实施例中，采用白刚玉的磨料对所述吸附区域130进行喷砂处理。在喷砂处理过程中，白刚玉磨料的沙粒轰击所述靶材组件100表面的所述吸附区域130使所述吸附区域130表面形成诸多微小的凹坑，从而有效的提高了所述吸附区域130表面的粗糙度，增大了所述吸附区域130表面的粗糙度，提高了所述吸附区域130表面的吸附能力，减少了吸附颗粒物剥落现象出现的可能。
在对所述吸附区域130进行喷砂处理的步骤中，本实施例中，采用的是46号白刚玉沙粒进行喷砂处理，其目数在315微米到400微米范围内。由此，经喷砂处理，所述吸附区域130表面的粗糙度在5.08微米到7.62微米范围内。
需要说明的是，在形成靶材组件100的步骤之后，在对所述靶材组件100表面的所述吸附区域130进行喷砂处理的步骤之前，所述加工方法还包括：执行步骤S150，对所述靶材110的溅射面111进行保护处理，以防止喷砂处理影响所述溅射面111的平整度。
具体的，步骤S150，对所述溅射面进行保护处理的步骤包括：提供与所述溅射面111尺寸相等的保护板；将所述保护板贴合在所述溅射面111上。
本实施例中，所述保护板具有一定的硬度，因此能够阻挡喷砂处理中沙粒轰击所述溅射面111，避免所述溅射面111受到喷砂处理的影响。具体的，本实施例中，所述保护板的材料为聚丙烯硬塑料。
此外，为了使所述保护板与所述靶材110实现连接，所述将所述保护板贴合在所述溅射面111上的步骤包括：通过工业用胶带将所述保护板的侧面与所述靶材111侧面113交界处进行粘合以实现所述保护板与所述溅射面111的贴合。
此外，本实施例中，所述吸附区域130不仅包括靶材110侧面的区域131，还包括背板正面上的投影区域132，所述投影区域132与位于靶材110侧面的区域131相交，因此在喷砂处理过程中，采用可移动式喷砂枪进行喷砂。
具体的，首先将靶材组件100设定在能够转动的卡盘上，接着固定喷砂枪进行第一喷砂处理，在第一喷砂处理过程中，靶材组件110在卡盘的带动下进行旋转，从而使靶材110侧面区域131受到喷砂处理；之后手持所述喷砂枪进行第二喷砂处理，在第二喷砂处理过程中，靶材组件100依旧在卡盘的带动下进行旋转，从而使背板120正面上的投影区域132受到喷砂处理；最后，手持所述喷砂枪进行补充喷砂处理，也就是根据吸附区域130内不同区域的粗糙情况，对粗糙度未达到要求的区域再次进行喷砂处理，以使所述吸附区域130的表面达到工艺要求。
进一步，在喷砂处理过程中，沙粒与所述靶材组件100表面的吸附区域130发生碰撞，因此会有元素残留在所述靶材组件100表面。因此，继续参考图1，本实施例中，在执行步骤S200，对所述靶材组件100表面的吸附区域130进行喷砂处理的步骤之后，所述加工方法还包括：执行步骤S250，采用清洗剂清洗经喷砂处理的靶材组件100，以去除所述靶材组件100表面残留的元素。具体的，所述采用清洗剂清洗经喷砂处理的靶材组件100的步骤包括：所述清洗剂包括异丙醇试剂或航空煤油。
此外，在所述采用清洗剂清洗经喷砂处理的靶材组件100的步骤之后，所述加工方法还包括：采用纯水清洗所述靶材组件100，以去除所述靶材组件100表面的清洗剂。进一步，为了提高纯水对所述清洗剂的清洁程度，本实施例中，所述采用纯水清洗所述靶材组件100的步骤包括：通过超声波振动对所述靶材组件100进行清洗。
相应的，本发明还提供一种靶材组件，包括：
背板以及与所述背板相连的靶材，所述背板与所述靶材相连的一面为正面，所述靶材包括与带电粒子发生碰撞的溅射面和与所述溅射面通过倒角相连的侧面；所述靶材组件表面包括经喷砂处理的吸附区域，所述吸附区域包括靶材侧面与倒角的连接处和靶材侧面与背板正面连接处之间的区域。
具体的，参考图2至图4，示出了本发明所提供靶材组件一实施例的结构示意图，其中图3是图2中沿A-A’线的剖视图，图4是图3中圈B的放大图。
所述靶材110包括背板120以及与所述背板120相连的靶材110。
所述靶材110是通过磁控溅射等镀膜系统，在一定工艺条件下溅射，在基板上沉积形成各种功能膜层的溅射源。因此所述靶材100的材料纯度至少为99.995％。
所述靶材110包括与带电粒子发生碰撞的溅射面111和与所述溅射面111通过倒角相连的侧面112。
所述靶材110的溅射面111与所述侧面112通过倒角实现圆滑过渡，以避免所述溅射面111与所述侧面113连接处形成薄、尖状结构，而在溅射过程中出现吸附颗粒物剥落或者尖端放电的现象。
需要说明的是，本实施例中，所述靶材110的溅射面111与所述倒角通过一斜面相连，可以使吸附在所述靶材110边缘的反溅射物在溅射过程中被去除，避免了吸附颗粒物在溅射过程中脱落损伤基底的可能，从而能够提高半导体器件制造的良品率。
所述背板120用于起支撑作用。具体的，本实施例中，所述背板120的材料包括铝合金。其中，所述背板120与所述靶材110相连的一面的为正面121。
结合参考图4，示出了图3中圈B中的放大图。
所述靶材组件100表面包括经喷砂处理的吸附区域130，所述吸附区域130包括靶材侧面112与所述倒角的连接处和所述靶材侧面112与背板正面121连接处之间的区域131。
在进行溅射工艺的过程中，溅射过程产生的反溅射物能够被吸附在所述吸附区域130，以避免反溅射物掉落影响溅射工艺的进行。
所述吸附区域130经喷砂处理，喷砂处理通过沙粒轰击所述靶材组件100表面的吸附区域130，形成诸多微小的凹坑，因此能够增大所述吸附区域130的粗糙度，以提高所述吸附区域130的吸附能力，从而降低了吸附颗粒物剥落和尖端放电等现象出现的可能，延长了靶材组件100的使用寿命，减少了由于吸附颗粒物剥落而导致的产品报废现象的发生，提高了产品的良品率。具体的，金喷砂处理的所述吸附区域130的表面粗糙度在5.08微米到7.62微米范围内。
综上，本发明通过对所述靶材组件表面用于吸附反溅射物的吸附区域进行喷砂处理，以提高靶材组件表面所述吸附区域的粗糙程度，提高靶材组件的吸附能力，降低吸附颗粒物剥落和尖端放电等现象出现的可能，延长了靶材的使用寿命，减少了由于吸附颗粒物剥落而导致的产品报废现象的出现，提高了产品的良品率。
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 (16)

1.一种靶材组件的加工方法，其特征在于，包括：
形成靶材组件，所述靶材组件包括背板以及与所述背板相连的靶材，所述背板与所述靶材相连的一面为正面，所述靶材包括与带电粒子发生碰撞的溅射面和与所述溅射面通过倒角相连的侧面，所述靶材侧壁上设置有突起，用于固定所述靶材，所述背板中设置有用于容纳所述靶材的凹槽，所述凹槽侧壁具有凹坑，所述凹坑与所述靶材侧壁上的突起相配合以固定所述靶材；
靶材侧面与倒角的连接处和靶材侧面与背板正面连接处之间的区域构成靶材组件表面的吸附区域，所述吸附区域还包括位于靶材侧壁上的突起在所述背板正面的投影区域；
在将所述靶材和所述背板焊接后，对所述靶材组件表面的吸附区域进行喷砂处理。
2.如权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述背板包括铝合金背板。
3.如权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述对所述靶材组件表面的吸附区域进行喷砂处理的步骤包括：所述喷砂处理中所使用沙粒包括白刚玉。
4.如权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述对所述靶材组件表面的吸附区域进行喷砂处理的步骤包括：通过所述喷砂处理使所述吸附区域的粗糙度在5.08微米到7.62微米范围内。
5.如权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述对所述靶材组件表面的吸附区域进行喷砂处理的步骤包括：所述喷砂处理中所使用的沙粒尺寸在315微米到400微米范围内。
6.如权利要求1所述的加工方法，其特征在于，在形成靶材组件的步骤之后，在对所述吸附区域进行喷砂处理的步骤之前，所述加工方法还包括：对所述靶材的溅射面进行保护处理。
7.如权利要求6所述的加工方法，其特征在于，所述对所述溅射面进行保护处理的步骤包括：
提供与所述溅射面尺寸相等的保护板；
将所述保护板贴合在所述溅射面上。
8.如权利要求7所述的加工方法，其特征在于，所述提供与所述溅射面尺寸相等的保护板的步骤包括：所述保护板材料为聚丙烯硬塑料。
9.如权利要求7所述的加工方法，其特征在于，所述将所述保护板贴合在所述溅射面上的步骤包括：通过工业用胶带将所述保护板的侧面与所述靶材侧面交界处进行粘合，以实现所述保护板与所述溅射面的贴合。
10.如权利要求1所述的加工方法，其特征在于，在对所述吸附区域进行喷砂处理的步骤之后，所述加工方法还包括：采用清洗剂清洗经喷砂处理的靶材组件。
11.如权利要求10所述的加工方法，其特征在于，所述采用清洗剂清洗经喷砂处理的靶材组件的步骤包括：所述清洗剂包括异丙醇试剂或航空煤油。
12.如权利要求10所述的加工方法，其特征在于，所述采用清洗剂清洗经喷砂处理的靶材组件的步骤之后，所述加工方法还包括：采用纯水清洗所述靶材组件。
13.如权利要求12所述的加工方法，其特征在于，所述采用纯水清洗所述靶材组件的步骤包括：通过超声波振动对所述靶材组件进行清洗。
14.一种靶材组件，其特征在于，包括：
背板以及与所述背板相连的靶材，所述背板与所述靶材相连的一面为正面，所述靶材包括与带电粒子发生碰撞的溅射面和与所述溅射面通过倒角相连的侧面，所述靶材侧壁上设置有突起，用于固定所述靶材，所述背板中设置有用于容纳所述靶材的凹槽，所述凹槽侧壁具有凹坑，所述凹坑与所述靶材侧壁上的突起相配合以固定所述靶材；
所述靶材组件表面包括经喷砂处理的吸附区域，所述吸附区域包括靶材侧面与倒角的连接处和靶材侧面与背板正面连接处之间的区域和位于靶材侧壁上的突起在所述背板正面的投影区域，在将所述靶材和所述背板焊接后进行所述喷砂处理。
15.如权利要求14所述的靶材组件，其特征在于，所述背板包括铝合金背板。
16.如权利要求14所述的靶材组件，其特征在于，所述靶材组件表面吸附区域的粗糙度在5.08微米到7.62微米范围内。
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