TW570993B - Sputtering target producing very few particles, backing plate or apparatus within sputtering device and roughening method by electric discharge machining - Google Patents
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Description
A7 570993 ____B7___ 五、發明說明(I ) 【發明所屬之技術領域】 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明係關於一減少粒子發生之濺鍍靶、支持板或濺 鍍裝置內之構件,以及利用放電加工之粗化方法,係在濺 鍍靶表面之堆積再附著(redeposition)膜之非濺蝕部分、 或者是在濺鍍裝置內部之形成不必要之堆積(deposition) 膜之部分及其周邊等,利用放電加工來實施粗化處理或利 用放電加工及化學蝕刻來實施粗化處理,以防止前述再附 著膜或堆積膜之剝離,而抑制粒子發生。 【背景技術】 近年來,容易控制膜厚或成分之濺鍍法,被當作電子 及電氣零件用材料之成膜法之一而大量使用著。 該濺鍍法係使用以下此種之原理:使得由正電極和負 電極所構成之基板和靶呈對向,在惰性氣體等之環境氣氛 下,於基板和靶之間施加高電壓,產生電場,此時,電子 和惰性氣體發生撞擊,形成電漿,該電漿中之陽離子係撞 擊靶(負電極)表面,擊出靶構成原子,該飛出之原子係 附著在對向之基板表面上,來形成膜。 在藉由該濺鍍法來形成薄膜之時,粒子發生已變成値 得關注的大問題。該粒子,例如就濺鍍法中之起因於靶者 來說明時,在對靶進行濺鍍的情形,薄膜係堆積在基板以 外之薄膜形成裝置之內壁、位在內部之構件等之任一處。 靶之濺蝕部以外之面以及側面也不例外,可觀察到濺 鍍粒子堆積。 ___3_ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) A7 570993 ______B7_ 五、發明說明(,) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 因it可想成,從位在薄膜形成裝置內之構件等剝離之 薄片直接飛散及附著在基板表面上’係粒子發生之重大原 因之一。 最近,由於LSI半導體元件之積體度不斷上升(64M 位元、256 Μ位元、甚至1G位元),線寬則成爲0.2/zm 以下而不斷微細化,因此,前述粒子所造成之配線之斷線 或短路之問題,係更加頻繁地發生。 如此般,隨著電子元件電路之高度積體化或微細化之 進展,粒子之發生係成爲更大之問題。 一般,濺鍍靶係藉由熔接、擴散接合或焊接等之手段 ,接合在尺寸更大之支持板上,但是,基於靶之穩定性, 因此,接合在支持板上之濺鍍靶側面,通常大多形成爲具 備越往支持板越寬廣之傾斜面。 .線 正如已知般,支持板係用背面來接觸冷卻材,而發揮 冷卻靶之功能,其使用熱傳導性良好之鋁或銅或其等之合 金等之材料。 濺鍍靶之側面,並非應受濺鍍之濺蝕部位。但是,由 於其接近靶之濺蝕面,因此,在濺鍍中飛來之濺鍍粒子會 附著,而有堆積之傾向發生。 一般,濺鍍靶之濺蝕面係藉由車床加工來成爲平滑面 ’並且,前述呈傾斜之側面係也同樣地進行車床加工。但 是已知,一旦附著之濺鍍粒子(堆積物)會從此種傾斜側 面等再度剝離,其會浮游而成爲粒子發生之原因。 基於電子元件電路之高度積體化或微細化之要求,爲 ____ 4___ 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) A7 570993 _____Β7____ 五、發明說明(;)) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) …了防止沘種粒子發生,已提案出,藉由噴砂處理(例如日 本專利特開平9-176843號)、熱熔噴鍍皮膜之形成(例如 曰本專利特開平9-176842號)、滾花(knudng)處理(例 如日本專利特開平10-330971號)、鈾刻處理、放電加工 .(例如日本專利特開平1 1-131224號)等,來使得靶、支 持板、甚至濺鍍裝置內之機器表面成爲粗面化,來提高附 著力,而防止所堆積之濺鍍粒子之再剝離。 但是,例如想要對靶、支持板以及濺鍍裝置內之機器 表面進行噴砂處理,藉由錨固效果來提高附著力的情形下 ,會有由於噴砂材之殘留而污染製品之問題發生。例如一 般被使用作爲噴砂材之氧化鋁、氧化锆、SiC等之球珠, 其電氣傳導性差,由於充電會造成異常放電之原因,又有 時球珠本身會落下而污染製品。 .線· 又,堆積在殘留噴砂材上之附著粒子,其密合性低,有 容易剝離之問題發生,並且,還新產生由於附著膜之選擇性 不均一的成長所造成之剝離問題,並無法根本地解決問題。 由此本發明人等先前提案出:在濺鍍靶側面等,具備 中心線平均粗度RalO〜20//m熱熔噴鍍皮膜而減少粒子發 生之濺鍍靶(日本專利特願2000-314778號)。 該技術本身,相較於習知方法,具有能夠顯著防止附 著膜之剝離且抑制粒子發生之效果。但是,在利用該熱熔 噴鍍來進行表面處理的情形下,會有不容易控制熱熔噴鍍 皮膜之厚度、熱熔噴鍍膜從被處理物剝離以致於污染製品 之問題發生。 ______ 5 本紙張尺度適用中關家標準(CNS)A4規格⑽x 297公^ 一 — 570993 B7 五、發明說明(令) 此外,在利用滾花來進行表面粗化的情形下,有來自 滾花用治具之金屬污染之可能性,並且,因爲在施加過滾 花處理之構件上,不容易再一次地重覆進行滾花處理,所 以,會有裝置用構件等無法再使用之問題發生。 此外,在利用蝕刻進行粗化處理的情形下,雖可得到 大的表面粗度,但是,會有不容易適用在複雜之3維形狀 、在原理上不容易形成強固錨定之俯角之問題發生。 這點,在利用放電加工進行粗化處理的情形下,有大 槪能獲得解決之可能性。但是,利用放電加工進行粗化處 理之第1個問題,係在一般之放電加工下之堆積膜之耐剝 離性並不充分。 【發明之揭示】 本發明,係有鑑於前述問題,其目的係提供一減少粒 子發生之濺鍍靶、支持板或濺鍍裝置內之機器,以及利用 放電加工之粗化方法,藉由謀求放電加工皮膜之改善,而 更有效地直接防止從靶、支持板或其他濺鍍裝置內機器之 不必要膜之堆積面所發生之該堆積物之剝離及飛散。 爲了解決前述課題,經本發明人深入硏究的結果認知 到’藉由改善放電加工所形成之表面,可效率良好地抑制 成膜中之粒子發生。 本發明係根據該認知,來提供: 1. 一種減少粒子發生之濺鍍靶、支持板或濺鍍裝置內 之機器’係在濺鍍中不必要膜之堆積面上形成放電加工痕 ____ 6 ^紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) "一 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂··---.-----線」 A7 570993 五、發明說明(< ) 者,其特徵在於:該放電加工痕係由傾斜成俯角未達90。 之多數突起所構成。 2. —種減少粒子發生之濺鍍紀、支持板或濺鍍裝置內 之機器,係在濺鍍中不必要膜之堆積面上形成放電加工痕 者,其特徵在於:該放電加工痕係由傾斜成俯角未達90。 之多數突起所構成,並對這些放電加工處理部進一步施加 化學蝕刻處理。 3. 如前述1或2之減少粒子發生之濺鍍靶、支持板或 濺鍍裝置內之機器,其中,具有放電加工痕之表面之最大 表面粗度Ry爲30//m以上。 4·一種濺鍍中所形成之靶、支持板或濺鍍裝置內之機 器之不必要膜之堆積面之利用放電加工之粗化方法,其特 徵在於=對濺鍍中所形成之靶、支持板或濺鍍裝置內之機 器之不必要膜之堆積面,進行放電加工,以在放電加工面 ,形成由傾斜成俯角未達90°之多數突起所構成之放電加 工痕。 5· —種濺鍍中所形成之靶、支持板或濺鍍裝置內之機 器之不必要膜之堆積面之利用放電加工之粗化方法,其特 徵在於:對濺鍍中所形成之靶、支持板或濺鍍裝置內之機 器之不必要膜之堆積面,進行放電加工,以在放電加工面 ,形成由傾斜成俯角未達90°之多數突起所構成之放電加 工痕,並對這些放電加工處理部進一步施加化學蝕刻處理。 6.如前述4或5之利用放電加工之粗化方法,其中,具 有放電加工痕之表面之最大表面粗度Ry係爲30//m以上。 _____7__ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -i].---^-----線」 A7 570993 五、發明說明(b ) 7.如前述4〜6中任一之利用放電加工之粗化方法,其 中,在純水或超純水之加工液中,進行放電加工。 【圖式之簡單說明】 圖1係藉由一般所進行之放電加工來形成加工痕之槪 念圖。 圖2係顯示高純度Ti之藉由一般所進行之放電加工來 形成表面加工痕之SEM (電子顯微鏡)照片。 圖3係局部(一側)由傾斜成俯角未滿90°之多數突 起所構成之本發明之放電加工痕之槪念圖。 圖4係整個周圍由傾斜成俯角未滿90°之多數突起所 構成之本發明之放電加工痕之槪念圖。 圖5係顯示本發明之施加放電加工之表面加工痕之 SEM相片。 圖6係顯示本發明之由具有未滿90°俯角之蘋果狀突 起所構成之放電加工痕以及之後進行化學蝕刻處理之例子 之示意圖。 圖7係顯示本發明之由具有未滿90°俯角之蘋果狀突 起所構成之放電加工痕以及之後進行化學蝕刻處理之其他 例子之示意圖。 圖8係本發明之進行放電加工處理後進行化學蝕刻處 理之狀態之表面SEM像之一例。 圖9係顯示放電加工液使用超純水來實施本發明之放 電加工的情形下,表面加工痕之SEM相片。 ___8____ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
A7 570993 ___B7____ 五、發明說明(β ) 【發明-之實施形態】 一般,放電加工係用來對金屬等之被加工物進行鑽孔 或切撕等之加工方法;通常在白燈油等之加工液中浸漬被 加工物,在接近之電極上施加電壓,利用其和被加工物之 微小突起間產生之放電所帶來之熱量和加工液之蒸氣壓之 作用,來重複地進行突起部或突出部之除去,以加工爲既 疋之形狀。 因此,放電加工面係形成有微小之突起或突出部。本 發明係利用此種微小凹凸之錨定效果,來減少在濺鍍中之 所形成之堆積膜或再附著膜之剝離。 利用放電加工之粗化處理,可使用一般之放電加工機 來進行。加工電源一般係使用脈衝電源,來調節電壓、電 流、脈衝波形、放電時間、加工液和電極材質等,而得到 必要之加工形態。 電極一般除了使用銅、黃銅、碳之外,考慮到來自電 極之污染,則可以使用相同於被加工材之金屬等;加工液 可以使用前述白燈油、水、水玻璃等。被加工物一般必須 爲導電體,可使用金屬或導電性陶瓷,但是,在使用電解 液作爲加工液的情形下。非導電性材料也可以利用放電加 工來做成粗面。 一般,放電加工面之粗化面,係具有和緩之丘陵狀起 伏’按照被加工物之材料,適當地選擇放電加工條件,可 形成本發明之由傾斜成俯角未滿90。之多數突起所構成之 放電加工痕。 __________9 ___— 一 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21〇 χ 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
-'OJ· n ϋ n «Ί n n ϋ I i n n ·ϋ n ϋ n ϋ n 1ϋ 1 I n n ·1 n ϋ ϋ I n ϋ n I A7 570993 ___B7___ 五、發明說明(2> ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 通嚅形成之具有和緩丘陵狀起伏之粗化面’比起前述 噴砂處理所形成之凹凸’其錨定效果明顯著的較差雖是已 知的,但是,本發明之放電加工痕’係比前述噴砂處理戶斤 造成之錨定效果,更加良好。 此外,本發明對該放電加工處理部施加化學蝕刻處理 ,則可更進一步改善錨定效果。 圖1係顯示藉由一般所進行之放電加工來形成之加工 痕之槪念圖。出現在放電加工痕上之多數突起,如圖1所 示,係具有俯角、也就是母材表面和突起之夾角0超過90 °之傾斜面。 線 圖2係高純度Ti之藉由一般所進行之放電加工來形成 之加工痕表面之SEM照片’出現在放電加工痕上之突起’ 係呈現具有和緩傾斜面之圓錐型形狀。已知這種圓錐型突 起之錨定效果小。此外’該情形下之放電加工條件,與後 述之圖4之放電加工痕(本發明)之形成條件,係反轉電 極極性來進行加工的情形。 相對於此,圖3及圖4顯示由傾斜成俯角未滿90°之 突起所構成之本發明之放電加工痕之槪念圖。如圖3及圖 4所示,突起係具有俯角、也就是母材表面和突起之局部 或全周之側面之夾角Θ爲未滿90°之傾斜面。 圖5係使用碳電極,在白燈油之加工液中,以脈衝電 流6.5A、脈衝連續時間5//sec之條件,對高純度Ti進行 2分鐘40秒鐘放電加工之表面SEM相片。藉此來形成傾 斜成圖4所示俯角之突出部(蘋果型)所構成之放電加工 _ ίο ____ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) A7 570993 ______ B7 _ 五、發明說明q ) •痕。在替情形下,若加長脈衝連續時間,則更容易形成這 種蘋果型物體。 由於放電加工係在加工液中進行處理,須考慮母材上 之加工液的殘留。因此,必須使用雜質少之加工液,最好 是按照污染之狀況或用途,使用無雜質存在之超純水,或 者是重新更換液體。 基於上述,加工液最好使用純水、甚至超純水,例如 可以使用被加工材之靶之雜質等級以下之純水或超純水。 使用作爲加工液之純水,係可以使用在供應口爲1ΜΩ · cm以上者。超純水,可使用一般稱爲超純水者,例如在供 應口之全二氧化砂lOOwtppb ( 1CT9)以下、比電阻14ΜΩ • cm以上、重金屬l〇wtppb ( 10_12)以下者。此外,在放 電加工中,由於Ti離子、Ti微粒子之增加,因此,一般會 使比電阻降低。 傾斜成俯角未滿90°之突起,可依被加工材之種類, 藉由調整適當放電加工條件來達成,其主要出現的位置, 係藉由加工油氣化及膨脹之狀態下被急速冷卻所形成之球 狀塊附著在母材表面上之部位,以及在電弧所形成之坑狀 凹部之外輪部呈懸垂之部位。 這種俯角,在放電加工過之表面上所堆積之濺鍍膜因 熱應力而要從母材剝離之時,可發生壓向母材側之應力, 而防止剝離。具有放電加工痕之表面之最大表面粗度Ry 最好爲30/zm以上。 此外,爲了得到此種形態之放電加工痕,因此,必須 ____ 11 一 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公楚) — (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •A__w ^·.---^-----線」 A7 570993 五、發明說明(v〇 ) 採用本Γ身爲高熔點且加工速度快之材質之電極,並調整脈 衝電流之極性、其大小和脈衝連續時間。可說此種放電加 工痕在一般之放電加工處理條件下,並無法實現。 藉由利用以上之放電加工所造成之表面性狀改善,可 直接且有效地防止由靶、支持板和其他濺鍍裝置內之機器 之不必要膜之堆積面所發生之該堆積物之剝離和飛散,而 顯著地減少粒子發生,故具有優異之特長。 前述本發明之放電加工痕,係具有放電加工特有之優 點。亦即,即使母材表面變粗糙,或者是殘留有堆積膜, 也和最初施加放電加工處理之構件同樣地,可以重複地進 行放電加工處理。 其代表著能大幅延長濺鍍裝置(真空裝置)內部機器 之耐用時間;在實用上,極爲重要。但是,母材會削減, 因此有不能無限地重複進行放電加工之限制。 此外,加工前之底材處理可以是粗糙的,具有能大幅減 輕機械加工之特長。此外,藉由對放電加工時之電極形狀或 加工製程下工夫,就算在熱熔噴鍍、滾花和蝕刻不容易處理 之3維複雜形狀的情形下,也能夠在表面上形成可防止堆積 膜或再附著膜剝離之放電加工痕,而具有顯著的優點。 本發明係除了前述之外,也可以在放電加工部進一步 施加化學蝕刻處理,以更加改善錨定效果。 因放電所造成之熱而呈氣化及膨脹狀態之加工液經急 速冷卻所形成之前述球狀(蘋果型)突起物之內部,係經 常爲空洞,其表面溶解而成爲平滑之狀態。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
« — — ΙΊΙ — — — -- - - -----II - — — — — — —----I _12_____ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) A7 570993 _______B7_______ 五、發明說明(I丨) 將II些空洞和外部空間隔開之外殼具有非常薄之部分 。如圖6之示意圖所示,因飩刻會使得此種外殼部之變薄 部分發生破裂,而連通至空洞內部,成爲複雜形狀,而進 一步增加錨定效果。 此外,外殼未破裂之放電加工痕跡之球狀(蘋果型) 突起物,係藉由蝕刻,如圖7所示,在該突起物之表面上 形成許多微細之凹凸,同樣能增大錨定之效果。 圖8,係將可實現圖5形狀之條件下進行放電加工處 理之純Ti製試料,浸漬在氫氟酸和硝酸之混合水溶液中 10秒鐘之狀態下之表面SEM像。 如圖6之示意圖所示,在球狀突起物側面之局部可看 到貫通孔(箭號)打開之狀態。 由於放電加工過之結晶組織容易被蝕刻液所侵蝕,故 容易形成微細之凹凸,可以容易進行蝕刻,且可以大幅增 大錨定之效果,而具有顯著之特長。 本發明之利用放電加工之處理或是利用放電加工及蝕 刻之處理,例如應用於靶的情形下,也能應用在矩形、圓 形和其他形狀之靶。在該情形下,對於非濺蝕部之靶側面 之加工也是有效的。 靶側面雖大多爲傾斜面,但也可適用在具有垂直面、或 連續於該等面之平面之濺鍍靶上。本發明係包含這些全部。 特別是關於來自靶側面之粒子發生,雖然容易被忽視 ,但可觀察到,一旦附著之濺鍍粒子(堆積物)從濺鍍靶 之傾斜側面再度剝離,發生浮游,而成爲粒子發生之原因。 _ 13___ I紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公H ~ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) il-·---------線- A7 570993 ___B7__ 五、發明說明(IX) 並i,此種堆積物之剝離,比起平坦周邊之濺蝕面附近 ,遠離此處之部位之堆積物的剝離係較多。因此,極容易應 用於這種側面上,且能有效抑制粒子發生,而具有優點。 此外,作爲支持板,係可以使用一般所採用之銅、銅 合金系、鋁、鋁合金系等,這些並無特別之限制。關於濺 鍍裝置內之機器,材料並沒有特別的限定,可以施加在不 鏽鋼之其他材料表面上。 也能使用在濺鍍靶側面爲傾斜面的情形下,特別是接 合在支持板上之濺鍍靶側面,係具有越往該支持板越寬廣 的傾斜面之濺鍍靶上。 特別是,本發明最好是,涵蓋濺鍍靶之側面和支持板 之面,連續地實施本發明之放電加工或者放電加工及鈾刻。 正如前述,在靶側面和支持板間,因材質之差異、由 於該差異所造成之熱膨脹之差異、甚至材料間所產生之明 顯的高低差,而成爲粒子發生之原因,但藉由在該部位實 施具有強固錨定效果之放電加工或者是放電加工及蝕刻, 即可有效地防止粒子發生。 【實施例及比較例】 接著,說明本發明之實施例及比較例。此外,實施例 僅只是本發明之一例,本發明係不限於該實施例。也就是 說,根據本發明之技術思想之變形或其他形態,係完全包 含在本發明中。 ___ 14____ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ' (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
· ϋ I n XI n ϋ ϋ I ϋ n n I n —.1 n I n I n n n n n ϋ ϋ n n ϋ n I A7 570993 J、發明說明(、々) (實施。例1、2及比較例1〜4) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) [耐剝離性試驗] 製造經放電加工(EDM)、噴砂及拋光硏磨過之純鈦 製試料,在到達真空度爲1.3Xl03Pa以下之環境氣氛,使 20vol% Ar和80 vol% N2之混合氣體在0.8Pa之壓力環境氣 氛中,對鈦靶進行濺鍍,在試料上,形成總厚度大約10// m左右之Ti-N膜。EDM之加工條件係使用碳電極,在白 燈油之加工液中,以脈衝電流6.5A、脈衝連續時間5//sec ,對高純度Ti進行2分40秒。 就實施例1和實施例2而言,利用放電加工之表面形 態,係由本發明範圍內之傾斜成俯角未滿90°之多數突起 所構成(蘋果型),粗面分別爲Ry69/zm及Ry35#m ;比 較例1係Ry55//m、表面形態係混有圓錐型和蘋果型;比 較例2係Ry28/zm、表面形態爲圓錐型;比較例3係藉由 SiC#30來進行噴砂處理者(Ry爲21/zm);比較例4係 拋光硏磨者(Ry爲2/zm)。 剝離試驗之結果係顯示在表1。 表1 加工方法 Ry ( um) 表面形態 剝離試驗結果 實施例1 放電加工 69 許多帶俯角之蘋果型突 起 無剝離 實施例2 放電加工 35 許多帶俯角之蘋果型突 起 無剝離 比較例1 放電加工 55 混合有圓錐型和蘋果型1 局部剝離 比較例2 放電加工 28 許多圓錐型突起 大幅剝離 比較例3 噴砂處理SiC#30 21 SiC殘留 由殘留之大SiC表面 開始剝離 比較例4 拋光硏磨 2 鏡面狀 在膜厚5//m大部分 剝離 ____ 15 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21〇 X 297公釐) A7 570993 五、發明說明() (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 表1所示,在實施例1和實施例2 ’並未發現剝離 。相對於此,可知在比較例1之表面形態混合圓錐型和蘋 果型者,有局部剝離,此外,在比較例2之圖2所示之圓 錐型放電加工痕,大幅發生剝離,在僅形成放電加工面所 造成之粗面,係發生堆積膜或再附著膜之剝離。 此外,比較例3可看到SiC之殘留,而產生由該殘留 之大SiC表面剝離之問題。此外,在拋光硏磨之比較例4 呈鏡面狀,但在膜厚5//m,大部分會發生剝離。 由以上得知:本發明之蘋果型放電加工痕,係在堆積 膜或再附著膜之耐剝離性上,非常地良好。 (實施例3及比較例5) [粒子發生量比較試驗] 對靶側面,以實施例1之條件,施加放電加工。使用 該靶實施濺鍍,按照累積電力量來測定0.2//m以上之粒子 發生數之變化。 此外,同時以比較例3之條件,同樣地計算對靶側面 進行噴砂處理的情形下之粒子發生數。 將該結果顯示在表2。表2所示之個數係表示在8吋 晶圓上之個數。 如該表2所示可看出,噴砂處理過之比較例5,在0〜 250kWh爲止,平均係發生16.2個/晶圓之〇.2/zm以上的 粒子,在實施例2,平均僅發生12·1個/晶圓之〇.2/zm以 上的粒子,而減少大約25%。 ____16____ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 570993 A7 B7 五、發明說明() 以上得知:本發明之放電加工痕、其抑制粒子發生 之效果顯著。 表2 累積電力 kWh 實施例3 (放電加工) 比較例5 (噴砂處理) 粒徑(㈣) 粒徑(" m) 0.3 0.2 0.3 0.2 01-50 6.25 21.20 9.18 27.64 51-100 3.20 10.70 4.00 18.50 101-150 3.30 9.00 6.00 11.80 151-200 2.90 8.40 3.60 10.50 201-250 4.30 11.30 7.50 12.60 (單位:個數/8吋晶圓) (實施例4及比較例6〜9) [耐剝離性試驗] 使用具有球狀(蘋果型)突起形態之放電加工(EDM )處理過之純鈦製試料,顯示蝕刻處理者(實施例4)、 無處理者(比較例6)、噴砂處理者(SiC# 30 (比較例7 ))、噴砂處理者(SiC# 100 (比較例8))以及拋光硏 磨者(比較例9)。 就各個例子而言,在達到真空度爲1.3Xl〇3Pa以下’ 使20vol% Αι·和80 vol% N2之混合氣體在〇.8Pa之壓力氣 氛中,對鈦靶進行濺鍍,在試料上,形成總厚度大約100 //m左右之Ti-N膜。EDM之加工條件係使用碳電極,在 白燈油之加工液中,以脈衝電流6.5A、脈衝連續時間5// sec,對高純度Ti進行2分40秒。 17 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1Ί-·---:-----線—· 570993 A7 B7 五、發明說明((b ) 將'剝離試驗之結果,顯示在表3。表中Ry係表示最大 表面粗度(// m)。 表3 加工方法 Ry ( ^m) 表面形態 剝離試驗結果 實施例4 放電加工+蝕刻 64 蘋果型球狀突起+ 蝕刻所造成之凹凸 一直到100/zm爲止 無剝離 比較例6 僅放電加工 67 蘋果型球狀突起 在32//m之時間點 有剝離 比較例7 噴砂處理(SiC#30) 21 有SiC殘留 由殘留之大SiC表面 開始一部分剝離 比較例8 噴砂處理(SiC#100) 17 有SiC殘留 在55 //m發生大幅 度之剝離 比較例9 拋光硏磨 2 鏡面狀 在膜厚5卿大部分 剝離 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
幻-·---^-----線U 正如圖3所示,比較例6之具有球狀(蘋果型)突起 形態之放電加工(EDM)處理過之純鈦製試料,雖在剝離 試驗顯示良好之結果,但是,即使如此,在成膜至32//m 左右之時,則看到Ti-N膜之剝離。 柜對於此,本發明之實施例4中之放電加工(EDM) 處理後之經過蝕刻處理者,係一直到l〇〇//m爲止,也未 發生Ti-N膜之剝離,而確認出具有良好之耐剝離性。此外 ,由於該比較例6係用以觀看蝕刻處理之效果,因此,並 無法否定本發明之放電加工處理以及藉此所造成之顯著效 果。 附帶一提,噴砂處理過之比較例7和比較例8,可看 到刺穿試料之噴砂材SiC之殘留,可看到Ti-N膜從該殘留 之SiC表面呈微剝離之現象,並且,在比較例8,於55// 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) A7 570993 _____ B7 _ 五、發明說明( \7) m,發生大面積之剝離。此外,在拋光硏磨來進行精加工 之比較例9,於膜厚5/z m,幾乎完全剝離。 由以上可知,本發明之具有蘋果型放電加工痕之經放 電加工及蝕刻處理之面,係在堆積膜或再附著膜之耐剝離 性上,表現相當良好。 (實施例5及比較例10) 使用相同於被加工材之純鈦電極,在超純水之加工液 中,對於高純度純鈦,實施放電加工。把該結果當作實施 例5,並且,爲了進行對比,以使用白燈油來實施放電加 工的情形,作爲比較例10。 放電加工條件,係脈衝電流6.5A、脈衝連續時間8// sec,進行4分鐘。 利用放電加工之表面形態,係顯示在圖9。正如該圖9 所示,可觀察到本發明範圍內之傾斜成俯角未滿90°之多 數突起(蘋果型者)。並且,粗面係更加散亂且複雜。 此外,在使用超純水加工液的情形下,正如表4所示 ,比起使用白燈油的情形,雜質係相當地少,具有不污染 被加工材之特徵。此外,就〇而言,在任何情形下,皆檢 測出0,但實施例5之檢測強度比起比較例10來得弱很多 〇 如此,可以確認出,在本實施例5,於超純水加工液 中進行放電加工的情形下,具有污染少並且可以提高堆積 膜附著力之顯著效果。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂··---^-----線* 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 570993 A7 _ B7___ 五、發明說明(J ) 此-外,對於該試料,在施加相同於實施例4之蝕刻處 理的情形下,能使耐剝離性更加提升。 表4 放電加工方法 依ΕΡΜΑ之檢測元素(除Ti以外) 實施例5 超純粹+Ti電極 〇 比較例10 白燈油+Ti電極 C、S、0、Ca、Si 【發明之效果】 藉由放電加工皮膜之改善、甚至藉由放電加工和化學 蝕刻處理,能獲得一減少粒子發生之濺鍍靶、支持板或濺 鍍裝置內之機器、以及利用放電加工之粗化方法或者利用 放電加工和化學蝕刻處理之粗化方法,以直接且有效地防 止從靶、支持板和濺鍍裝置內之機器等之不必要膜之堆積 面所發生之該堆積物之剝離及飛散,而具有優異的效果。 20 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂·!丨·線JeL!!丨! ------------ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)
Claims (1)
- J 公 杳r 中 口 ί |¥11 々巳 A8B8C8D8 1·-一種減少粒子發生之濺鍍靶、支持板或濺鍍裝置內 之機器,係在濺鍍中不必要膜之堆積面上形成放電加工痕 者,其特徵在於: 該放電加工痕係由傾斜成俯角未達90°之多數突起所 構成。 2·—種減少粒子發生之濺鍍靶、支持板或濺鍍裝置內 之機器,係在濺鍍中不必要膜之堆積面上形成放電加工痕 者,其特徵在於: 該放電加工痕係由傾斜成俯角未達90°之多數突起所 構成,並對這些放電加工處理部進一步施加化學蝕刻處理 〇 3·如申請專利範圍第1或2項之減少粒子發生之濺鍍 靶、支持板或濺鍍裝置內之機器,其中,具有放電加工痕 之表面之最大表面粗度Ry爲30// m以上。 4·一種濺鍍中所形成之靶、支持板或濺鍍裝置內之機 器之不必要膜之堆積面之利用放電加工之粗化方法,其特 徵在於:對濺鍍中所形成之靶、支持板或濺鍍裝置內之機 器之不必要膜之堆積面,進行放電加工,以在放電加工面 ,形成由傾斜成俯角未達90°之多數突起所構成之放電加 工痕。 5· —種濺鍍中所形成之靶、支持板或濺鍍裝置內之機 器之不必要膜之堆積面之利用放電加工之粗化方法,其特 徵在於:對濺鍍中所形成之靶、支持板或濺鍍裝置內之機 器之不必要膜之堆積面,進行放電加工,以在放電加工面 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、l0]f 線丨! 3 9 9 A8B8C8D8 、申請專利範圍 ’形成由傾斜成俯角未達90。之多數突起所構成之放電加 工痕’並對這些放電加工處理部進一步施加化學蝕刻處理 〇 6·如申請專利範圍第4或5項之利用放電加工之粗化 力法’其中,具有放電加工痕之表面之最大表面粗度Ry 係爲30//m以上。 7·如申請專利範圍第4或5項之利用放電加工之粗化 方法,其中,在純水或超純水之加工液中,進行放電加工 〇 8·如申請專利範圍第6項之利用放電加工之粗化方法 ’其中,在純水或超純水之加工液中,進行放電加工。 (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 訂-ο 線 _________9 用中國國家標準(CNS)A4規格(210x 297公¥7
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