TWI432592B - 具有降低預燒時間之濺鍍靶，其製造方法及其用途 - Google Patents

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TWI432592B TW097115484A TW97115484A TWI432592B TW I432592 B TWI432592 B TW I432592B TW 097115484 A TW097115484 A TW 097115484A TW 97115484 A TW97115484 A TW 97115484A TW I432592 B TWI432592 B TW I432592B
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Description

具有降低預燒時間之濺鍍靶，其製造方法及其用途
本發明之領域為用於製造具有降低預燒時間之濺鍍靶的製造設計及加工方法及設備。
本美國實用新型申請案根據美國臨時申請案第60/914455號具有2007年4月27日之優先權日，且係關於2006年11月9日申請之US 11/595658，其兩者皆以引用的方式全部併入本文中。
電子組件及半導體組件被用於不斷增加數目之消費型及商用電子產品、通信產品及資料交換產品中。隨著對此等消費型及商業型電子裝置之需求的增加，亦存在使彼等相同產品變得更小且對於消費者及商務而言更為便攜之需求。
由於此等產品之尺寸減小，因此構成該等產品之組件亦須變得更小及/或更薄。一些需要減小尺寸或縮小之組件實例為微電子晶片互連、半導體晶片組件、電阻器、電容器、印刷電路板或印刷線路板、佈線、開關板、觸控墊及晶片封裝。
當使電子組件及半導體組件之尺寸減小或按比例縮小時，在按比例縮小之組件中，任何存在於較大組件中之缺陷均會誇大。因此，若可能，則應在按比例縮小組件以用於較小電子產品之前，鑑別出且校正存在於或可能存在於較大組件中之缺陷。
為鑑別出且校正電子組件、半導體組件及通信組件中之缺陷，應將所用組件、材料及製造彼等組件之製造方法分解且對其進行分析。在一些情況下，電子組件、半導體組件及通信組件/資料交換組件由諸如金屬、金屬合金、陶瓷、無機材料、聚合物或有機金屬材料之材料層構成。材料層通常為薄層(厚度大約小於幾十埃)。為改良材料層之品質，應評估及(若可能)改良形成層之方法(諸如金屬或其他化合物之物理氣相沈積)。
除改良沈積於或塗覆於表面之材料層的品質之外，使用者亦希望增加在有效壽命減少之前可使用組件(諸如濺鍍靶)之時間長度。換言之，使用者正期望獲得起始材料(諸如彼等於濺鍍靶上存在者)之最大利用率以降低成本及維護時間。
在典型氣相沈積法(諸如物理氣相沈積(PVD))中，將樣本或靶用能源(諸如電漿、雷射或離子束)轟擊直至原子釋放入周圍大氣中。自濺鍍靶釋放之原子朝向基板(通常為矽晶圓)表面行進且塗佈該表面形成材料薄膜或材料層。原子自濺鍍靶10釋放且在離子/原子路徑30上朝向晶圓或基板20行進，其在此處沈積為層。
當初始利用濺鍍靶時存在稱為"預燒時間"之時期，其中靶表面係經"清除"任何污染物或表面瑕疵以在表面上產生穩定膜。此預燒時間一般以千瓦時量度。視製造及修整濺鍍靶之方法而定，預燒時間可因表面不完整性及碎片而受到嚴重影響。長預燒時間之一個問題為此延長之時間影響 濺鍍靶所有者之生產率及總成本。
頒予Dunlop等人之US 6030514藉由在以金屬套及視情況之鈍化障壁層覆蓋靶之前利用非機械方法清潔及拋光靶表面來解決延長之預燒時間問題。金屬套經設計連同清潔步驟之方法來幫助降低預燒時間。金屬套或金屬層為加工中之額外步驟，其會增加產品之成本及製造時間。在該專利中，利用雷射切除及化學蝕刻自表面移除表面污染物或塊狀材料；然而，在處理中任一者或兩者期間移除一部分表面。期望僅經由退火來減少表面之總體結晶不當取向且形成圓形峰及谷之精細網路，其使預燒以比通常快之速率發生而不改變靶重量。
US 6153315揭示拋光及蝕刻靶表面以降低預燒之方法，但該專利引用表面粗糙度之最小化作為該發明之關鍵態樣。實際上，單獨之表面粗糙度與靶的濺鍍效能無關，因為充分預燒靶將具有約為靶平均晶粒尺寸的極高表面粗糙度。該揭示案提出表面粗糙度需要小於1微米Ra。實際上，只要表面凸起尖銳度不足以引起弧化，則靶在表面粗糙度高達50微米Ra(假定標稱50微米晶粒尺寸)之情況下應表現良好。
US 6284111類似於US 6153315，但主張表面粗糙度範圍為0.4至4微米。具有該專利所述之表面的靶可潛在地運作以降低預燒，但此僅當與諸如US 6331233所揭示之方法組合時實現，其中靶主體具有均勻紋理。含有極佳取向帶之靶仍可展現極長預燒時間，有時高達總體靶壽命的1/5， 即使靶表面不含結晶損壞。
US 5632869揭示使用諸如在靶表面中加工出凹槽圖案之預紋理化方法以人工糙化靶表面，以模擬濺鍍表面之高粗糙度，修改電場線且使電漿與表面接近以增加濺鍍速率。不幸地，藉由在靶表面中加工出凹槽，加工動作將使結晶損壞傳播至靶表面下比平坦加工更深處。晶格變形可為機械切割深度的3倍以上。該專利中所揭示之0.05毫米之深度可意謂150微米或0.15毫米(一般3倍於深度)或更高的增加之次表面損壞深度，此可具有實際上延長預燒時間之作用而非使其降低。單獨化學蝕刻將不會使晶格變形，但經由化學蝕刻實現所提及之糙化作用可能需要足夠苛性以產生深坑的蝕刻化學，其將在靶表面上產生鋒利邊緣且又助長弧化及隨後的顆粒產生。
美國專利公開案2005/0040030亦論述藉由使用濺鍍離子電漿乾式處理濺鍍靶來降低靶之預燒時間，然而，與預處理表面材料相反，此公開案在真空腔室中降低靶的預燒時間。真空腔室之利用會增加製造靶之成本及維護時間。
美國專利公開案2007/0215463揭示與本文所述之其他專利及專利申請案類似之標的，且亦即利用預處理方法移除部分濺鍍靶表面，但不存在關於對表面材料進行熱處理以使其熔融且藉此影響結晶取向而不自表面移除材料之論述。實際上，該公開案揭示使靶表面退火，且提出400-1000℃之溫度範圍，然而此方法不以任何方式經設計以熔融靶表面材料，因為其顯著低於許多所要材料(諸如鉭， 其具有高於2000℃之熔點)之熔點。
為此目的，將需要產生如下濺鍍靶，其a)可經製造具有最小量之殘餘表面損壞，b)可經製造以將預燒時間與習知濺鍍靶相比降低至少10%，c)可經製造以使結晶取向之表面及近表面變形最小化，d)可經製造以具有均一、無帶結晶取向，及e)可高效製造。
本發明揭示一種具有降低預燒時間之濺鍍靶，其包含：a)具有實質上均一之結晶取向的熱改質表面材料，其中至少部分表面材料在熱處理期間熔融，及b)具有平均晶粒尺寸之核心材料。
本發明亦揭示一種濺鍍靶，其包括在靶表面具有淺溝槽網路、交替圓形峰及谷或其組合之熱改質表面材料，其中至少部分表面材料在熱處理期間熔融，及具有平均晶粒尺寸之核心材料。
製造具有降低預燒時間之濺鍍靶之方法包含：a)提供包含具有濺鍍材料及晶格之濺鍍表面之濺鍍靶，及b)使濺鍍表面熱改質以使至少部分表面材料熔融且改質晶格。
亦揭示一種製造具有降低預燒時間之濺鍍靶之方法，其包含：提供具有濺鍍表面之濺鍍靶，其中該濺鍍表面包含損壞層，且藉由將材料層除鍍、脈衝電鍍材料層或其組合來改質濺鍍表面。
已製造出達成以下目標中之至少一者之濺鍍靶：a)可經 製造具有最小量之殘餘表面損壞，b)可經製造以將預燒時間相較於習知濺鍍靶縮短至少10%，c)可經製造以使結晶取向之表面及近表面變形最小化，d)可經製造具有均一、無帶結晶取向，e)可利用熱處理進行表面改質，及f)可高效製造。此外，已發現可成功鑑別表面層厚度及殘餘表面損壞程度之方法及設備，且其又幫助理解此殘餘表面損壞對靶預燒時間之影響。
特定言之，本發明揭示具有降低預燒時間之濺鍍靶，其包含：a)具有實質上均一之結晶取向的熱改質表面材料，其中至少部分表面材料在熱處理期間熔融，及b)具有平均晶粒尺寸之核心材料。熱改質表面材料產生經改良優於習知表面材料之表面材料，因為晶格錯位因熱處理之功能而減少或完全移除。
將當前標的與背景部分揭示之習知現有技術清楚區分為有益的。在退火處理(其已揭示於背景部分論述之許多參考案中)之情況下，一旦溫度增加(退火溫度)與起始恢復或再結晶之活化能交疊，則來自變形過程(在此情況下為加工)之能量驅使晶格中之原子重排。若表面材料中原子遷移率足夠高，則晶格錯位亦可退火而不完全熔融材料。在表面材料熔融情況(本發明標的)下，熔融材料使用下層固體晶體結構作為供固化之模板，就像單晶種設定自熔融物生長之矽晶棒之結晶性能。熱處理材料將採用下層材料之結晶取向而快速再固化。將隨後且在實例中論述用於熱改質表面材料之方法及此等經改質表面材料之特徵。
本文所涵蓋且製造之濺鍍靶及濺鍍靶組合件包含任何合適形狀及尺寸，其取決於應用及氣相沈積法中所用之儀器。本文涵蓋且製造之濺鍍靶包含具有平均晶粒尺寸之表面材料及具有平均晶粒尺寸之核心材料。表面材料及核心材料一般可包含相同元素組成或化學組成/組份，或者表面材料之元素組成及化學組成可經改變或更改以與核心材料不同。
本文涵蓋之濺鍍靶一般可包含任何材料；其可a)可靠地形成為濺鍍靶；b)當由能源轟擊時自靶濺鍍；及c)適於在晶圓或表面上形成最終層或前驅層。預期製造合適濺鍍靶之材料為金屬、金屬合金、導電複合材料、介電材料及任何其他合適濺鍍材料。如本文所用，術語"金屬"意謂在元素週期表之d區及f區之彼等元素，以及彼等具有金屬樣特性之元素(諸如矽及鍺)。如本文所用，短語"d區"意謂圍繞元素原子核之3d、4d、5d及6d軌道填充有電子之彼等元素。如本文所用，短語"f區"意謂圍繞元素原子核之4f及5f軌道填充有電子之彼等元素，其包括鑭系元素及錒系元素。較佳金屬包括鈦、矽、鈷、銅、鎳、鐵、鋅、釩、鋯、鋁及鋁基材料、鉭、鈮、錫、鉻、鉑、鈀、金、銀、鎢、鉬、鈰、鉕、釕或其組合。更佳金屬包括銅、鋁、鎢、鈦、鈷、鉭、鎂、鋰、矽、錳、鐵或其組合。最佳金屬包括銅、鋁及鋁基材料、鎢、鈦、鋯、鈷、鉭、鈮、釕或其組合。所涵蓋及較佳材料之實例包括用於超細微粒鋁及銅濺鍍靶之鋁及銅；用於200 mm及300 mm濺鍍靶以及 其他mm-尺寸靶之鋁、銅、鈷、鉭、鋯及鈦；及用於沈積鋁表面層之薄、高保形"晶種"層或"毯覆"層之鋁濺鍍靶之鋁。應瞭解本文中所用短語"及其組合"意謂在一些濺鍍靶中可存在金屬雜質，諸如具有鉻及鋁雜質之銅濺鍍靶，或可存在組成濺鍍靶之金屬及其他材料之有意組合，諸如彼等包含合金、硼化物、碳化物、氟化物、氮化物、矽化物、氧化物及其他化合物之靶。
術語"金屬"亦包括合金、金屬/金屬複合物、金屬陶瓷複合物、金屬聚合物複合物，以及其他金屬複合物。本文所涵蓋之合金包含金、銻、砷、硼、銅、鍺、鎳、銦、鈀、磷、矽、鈷、釩、鐵、鉿、鈦、銥、鋯、鎢、銀、鉑、釕、鉭、錫、鋅、錸及/或銠。特定合金包括金銻合金、金砷合金、金硼合金、金銅合金、金鍺合金、金鎳合金、金鎳銦合金、金鈀合金、金磷合金、金矽合金、金銀鉑合金、金鉭合金、金錫合金、金鋅合金、鈀鋰合金、鈀錳合金、鈀鎳合金、鉑鈀合金、鈀錸合金、鉑銠合金、銀砷合金、銀銅合金、銀鎵合金、銀金合金、銀鈀合金、銀鈦合金、鈦鋯合金、鋁銅合金、鋁矽合金、鋁矽銅合金、鋁鈦合金、鉻銅合金、鉻錳鈀合金、鉻錳鉑合金、鉻鉬合金、鉻釕合金、鈷鉑合金、鈷鋯鈮合金、鈷鋯銠合金、鈷鋯鉭合金、銅鎳合金、鐵鋁合金、鐵銠合金、鐵鉭合金、鉻氧化矽合金、鉻釩合金、鈷鉻合金、鈷鉻鎳合金、鈷鉻鉑合金、鈷鉻鉭合金、鈷鉻鉭鉑合金、鈷鐵合金、鈷鐵硼合金、鈷鐵鉻合金、鈷鐵鋯合金、鈷鎳合金、鈷鎳鉻合金、 鈷鎳鐵合金、鈷鎳鉿合金、鈷鈮鉿合金、鈷鈮鐵合金、鈷鈮鈦合金、鐵鉭鉻合金、錳銥合金、錳鈀鉑合金、錳鉑合金、錳銠合金、錳釕合金、鎳鉻合金、鎳鉻矽合金、鎳鈷鐵合金、鎳鐵合金、鎳鐵鉻合金、鎳鐵銠合金、鎳鐵鋯合金、鎳錳合金、鎳釩合金、鎢鈦合金、鉭釕合金、銅錳合金、鍺銻碲化物合金、銅鎵合金、銦硒化物合金、銅銦硒化物合金及銅銦鎵硒化物合金及/或其組合。
就本文涵蓋用於濺鍍靶之其他材料而言，認為以下組合為預期濺鍍靶之實例(儘管清單並非詳盡)：硼化鉻、硼化鑭、硼化鉬、硼化鈮、硼化鉭、硼化鈦、硼化鎢、硼化釩、硼化鋯、碳化硼、碳化鉻、碳化鉬、碳化鈮、碳化矽、碳化鉭、碳化鈦、碳化鎢、碳化釩、碳化鋯、氟化鋁、氟化鋇、氟化鈣、氟化鈰、冰晶石、氟化鋰、氟化鎂、氟化鉀、稀土金屬氟化物、氟化鈉、氮化鋁、氮化硼、氮化鈮、氮化矽、氮化鉭、氮化鈦、氮化釩、氮化鋯、矽化鉻、矽化鉬、矽化鈮、矽化鉭、矽化鈦、矽化鎢、矽化釩、矽化鋯、氧化鋁、氧化銻、氧化鋇、鈦酸鋇、氧化鉍、鈦酸鉍、鈦酸鋇鍶、氧化鉻、氧化銅、氧化鉿、氧化鎂、氧化鉬、五氧化鈮、稀土金屬氧化物、二氧化矽、一氧化矽、氧化鍶、鈦酸鍶、五氧化鉭、氧化錫、氧化銦、氧化銦錫、鋁酸鑭、氧化鑭、鈦酸鉛、鋯酸鉛、鋯-鈦酸鉛、鋁化鈦、鈮酸鋰、氧化鈦、氧化鎢、氧化釔、氧化鋅、氧化鋯、碲化鉍、硒化鎘、碲化鎘、硒化鉛、硫化鉛、碲化鉛、硒化鉬、硫化鉬、硒化鋅、硫化 鋅、碲化鋅及/或其組合。在一些實施例中，預期材料包括由Honeywell International Inc.共同擁有之美國專利6331233揭示之彼等材料，且其以引用的方式全部併入本文中。
在一些實施例中，表面材料包含可在層中藉由"晶粒層"量測之次表面-意謂各層為彼層中晶粒之平均厚度。在此等實施例中，次表面損壞層在熱處理後小於5個晶粒深度。在其他實施例中，次表面損壞層在熱處理後小於4個晶粒深度。在其他實施例中，次表面損壞層在熱處理後小於3個晶粒深度。在其他實施例中，次表面損壞層在熱處理後小於2個晶粒深度。且在其他實施例中，次表面損壞層在熱處理後小於1個晶粒深度。
表面材料為意欲產生經由氣相沈積而沈積以形成表面塗層/薄膜之原子及/或分子的靶之部分。此表面材料為重要的，因為此材料層如先前所述直接影響預燒時間。一般藉由打磨或磨光表面材料來製造及修整習知濺鍍靶，且儘管此方法產生均勻且有吸引力之表面外觀，但該方法留下相對顯著量之殘餘表面損壞及表面微粒/碎片。在如本文所論述之預期實施例中，將濺鍍靶熱處理以藉由使濺鍍靶之表面材料的至少一部分熔融而移除靶表面上之晶格損壞。在一些實施例中，接著將靶表面化學處理以將表面材料中之裂痕及/或小的缺陷最小化、移除或進一步整形。
如本文所用之短語"殘餘表面損壞"係指不含有適於所要濺鍍層之材料或材料組態的濺鍍靶之部分。舉例而言，在 一些實施例中，殘餘表面損壞可為相對於周圍晶粒之結晶取向"不當定向"之晶粒層或晶粒凹穴的存在。此條件將導致濺鍍材料沈積至晶圓上的速率不穩定。舉例而言，可能存在結晶晶格之表面或近表面變形。在其他實施例中，殘餘表面損壞可為不視為合適可濺鍍材料(諸如沙、塵、粗砂或其他材料)之碎片、微粒或其他材料之層或凹穴之存在。在其他實施例中，殘餘表面損壞可為濺鍍靶上不平坦部位之層或凹穴的存在，其不同於不當定向晶粒之處在於濺鍍靶本身存在恰在不當定向晶粒之外損壞之部分，且此損壞更顯著。在其他實施例中，殘餘表面損壞係指上文提及之若干問題的組合。然而，應顯而易見殘餘表面損壞之程度可直接影響靶之預燒時間或靶變得適用於濺鍍表面上之可接受材料層之前所用的時間。
製造具有降低預燒時間之濺鍍靶之方法包含：a)提供包含具有濺鍍材料及晶格之濺鍍表面之濺鍍靶，及b)使濺鍍表面熱改質以使至少部分表面材料熔融且改質晶格。在一些實施例中，需要對濺鍍表面進行機械修整。在其他實施例中，在熱改質步驟後對濺鍍表面進行化學蝕刻為合適的。在一些實施例中，熱改質濺鍍表面以使至少部分表面材料熔融且改質晶格包括使整個表面材料之薄層熔融。如本文所論述，在一些實施例中，初始可機械修整濺鍍靶以產生具有較低殘餘表面損壞發生率的表面材料。在其他實施例中，可機械修整濺鍍靶以產生具有數量上極少或無殘餘表面損壞的表面材料。如所述，在預期實施例中，平均 表面粗糙度(Ra)應大約等於或低於主體材料之平均晶粒尺寸。在一些實施例中，所預期經機械修整之表面材料包含小於約64微吋之表面粗糙度(Ra)。在其他實施例中，預期表面材料包含小於約32微吋之表面粗糙度(Ra)。在其他實施例中，預期表面材料包含小於約16微吋之表面粗糙度(Ra)。
已發現尖銳表面粗糙性可為殘餘表面損壞之組份且與濺鍍靶之預燒時間具有直接相關性。因此，重要的是確保所有類型之靶的表面無尖銳凸起或邊緣。一些靶(諸如鉭及銅)當嘗試使尖銳表面粗糙性最小化時存在問題。習知加工技術傾向於在靶表面遺留冷焊及拔出物。加工期間離開靶之鉭晶片由於加工期間之高熱量累積而與機械插入物黏結。此與插入物黏附之材料逐漸改變工具之切割角，使得切割角相對於達成清潔切割表面愈來愈不利。接著鉭表面可藉由導致拉出物之不完善插入物撕裂，或者與插入物黏附之材料可與鉭表面黏結，導致冷焊。兩種現象均可在靶表面上之局部區域引起尖銳點或邊緣。此等粗糙性接著可為弧化之來源，其充其量在濺鍍法中引起不穩定性，最差引起顆粒。使用習知打磨或磨光法移除表面粗糙性，且若其成功製造均一產品，則其在靶上遺留微粒或碎片沈積-亦即對殘餘表面損壞及緩慢預燒時間之另一貢獻因素。
在一些實施例中，使用碳化物插入物實現機械修整。在其他實施例中，表面材料係利用以下方法加工：靜電放電加工(EDM)、電化學加工(ECM)、低溫加工、CNC車床及 CNC研磨機、鑽石尖加工或此等方法之序列或組合，包括碳化物插入物。
放電加工(或EDM)為主要用於硬金屬或彼等將不可能以慣用技術加工者之加工方法。然而，一關鍵限制為EDM僅對導電材料起作用。EDM可在極硬鋼及奇特金屬(諸如鈦、哈司特鎳合金(hastelloy)、科伐合金(kovar)、鉻鎳鐵合金及碳化物)中切割小角度或奇特形狀角度、複雜輪廓或空穴。有時稱為火花加工或火花侵蝕之EDM為在高能電場存在下藉由在電極(切割工具)與工件之間的一系列迅速再現電弧放電來移除材料的非慣用方法。將EDM切割工具沿極接近工件但不與該工件接觸之所要路徑引導。連續火花在工件上產生一系列微凹痕且藉由熔融及蒸發沿切割路徑移除材料。藉由連續沖洗介電流體洗去顆粒。存在兩種主要類型之EDM機器，撞擊及線切割。(參見：http://en.wikipedia.org/wiki/Electrical_discharge_machining )。
電化學加工(ECM)係基於電解過程期間電解池中工件(陽極)與工具(陰極)的受控陽極電化學溶解過程。電化學加工(ECM)類似於電拋光之處在於其亦為電化學陽極溶解過程，其中具有高密度及低電壓之直接電流係在工件與預成型工具(陰極)之間穿過。在陽極工件表面，金屬藉由除鍍反應溶解為金屬離子，且因此將工具形狀複製到工件中。(參見：http://www.unl.edu/nmrc/ECMoutline.htm )
在表面經機械修整以移除殘餘表面損壞之後，接著藉由使至少部分表面材料熔融而將表面熱改質或熱處理。在一 些實施例中，產生實質上均一之結晶取向。如本文所用，關於結晶取向之術語"實質上"意謂結晶取向在完全均一之數個百分比點內(小於10%)。
表面材料、核心材料或其組合之結晶取向對濺鍍靶操作及預燒時間之降低亦具重要性。特定言之，濺鍍靶中材料之結晶取向在彼等材料中尤其重要，其中濺鍍速率/沈積速率強烈依賴於晶粒之結晶取向。如所提及，兩種預期材料為鉭及銅。在一些預期濺鍍靶中，可製造靶以使結晶取向之表面及近表面變形最小化及/或可製造靶使其具有實質上均一、無帶結晶取向。
此外，可藉由任何合適製程、方法或裝置(諸如退火、感應加熱、雷射處理，其後可接著為蝕刻處理或其組合)處理預期之濺鍍靶，以進一步減少任何殘餘表面損壞。亦可利用合適熱處理(諸如雷射處理、電子束處理、熱接觸處理、爆炸急驟處理等)或沈積處理(諸如電漿噴霧處理)或其組合移除表面應力。然而應瞭解，此等方法及技術未經設計以在未使用使至少部分表面材料熔融之步驟的情況下製造本文揭示之濺鍍靶。
使靶表面損壞層恢復或再結晶之方法的一實例為利用感應加熱法。感應加熱藉由控制施加至此損壞表面之感應功率頻率的施加來處理濺鍍靶金屬/材料之頂部薄表面。通常，損壞層厚度係介於約30微米與250微米之間，且藉由控制感應線圈之電源頻率及設計，可使靶表面上之薄損壞層恢復或再結晶。此方法之一實例將為鋼的表面淬火。下 文之實例3展示感應加熱裝置及方法的預期配置。感應法對包含銅之濺鍍靶起良好作用。
如所提及，修復或移除靶之表面損壞的另一方法係藉由在靶中濺鍍靶頂部至多約250微米深，且在一些實施例中在靶表面之濺鍍靶頂部至多約30至250微米應用熱處理(諸如雷射處理、雷射退火)或利用另一集中熱源。在一些實施例中，熱處理之後為蝕刻步驟(諸如化學蝕刻)以移除或再成形由雷射引起的任何表面裂痕、變形或氣體併入。雷射之聚焦能量移除此頂部表面之頂部損壞面積。如本文所揭示，亦可使用諸如雷射處理之熱處理熔融表面上之材料薄層以移除晶格錯位。此熔融材料接著將採用下層材料之結晶取向而快速再固化。在原子遷移率足夠高之一些實施例中，此等晶格錯位亦可退火而不完全熔融材料。圖1展示使用雷射表面處理法之熱處理法中涉及之步驟的典型流程圖。在此圖中，藉由習知方法製造靶110，將靶表面使用CNC車床精細加工120，雷射處理表面130，使用可選蝕刻步驟清潔表面140，隨後進行標準清潔及封裝。圖2至4分別展示已經受諸如雷射處理或雷射退火之熱處理之實際靶210、310及410。表1展示一組雷射處理濺鍍靶表面之預期條件。在一些實施例中，雷射類型為CO2 、飛秒(femtosecond)、YAG、準分子及相關雷射。最終，預期雷射條件將根據所用雷射類型及所處理之表面材料而變化。
另一預期集中熱源為電子束，其可替代雷射使用。對於其他集中熱源而言，使源向至多約250微米且在一些實施 例中約30至250微米深的表面提供加熱極其重要。合適預期方法及裝置包括電子束、微波加熱、紅外加熱、感應加熱或其組合。
如所提及，熱改質表面及/或表面材料接著可視情況經受化學蝕刻，其係用於使裂痕之尖銳邊緣變圓以防止弧化，但在靶表面留下淺溝槽網路或交替圓形峰及谷。此等圓形峰及谷用於在濺鍍期間局部增強電場，且促使較快之表面濺鍍速率，其使預燒能比常規更快完成。
另一使濺鍍靶之表面缺陷最小化之方法為利用"除鍍"。在此方法中，靶表面經化學上相容之電鍍槽"除鍍"。舉例而言，銅靶可藉由利用標準硫酸銅電鍍槽而得以除鍍。電鍍槽參數(諸如電流密度、槽化學及循環)將影響除鍍表面之均一性。圖5及表2展示若干樣本-一些用於比較之目的且一些為所涵蓋的。將樣本A、B及D除鍍且蝕刻樣本C。
本文描述一些具有降低預燒時間的預期濺鍍靶，其包括：表面材料及核心材料，其中表面材料或核心材料中之至少一者包含相對無帶之結晶取向。應瞭解，可不必使此等靶的經機械修整之表面具有相對無帶之結晶取向，尤其因為此無帶取向有助於確保預燒時間不因避免穿過以不同速率濺鍍之深度的紋理而延長。
第一機制解決表面及近表面變形，其影響此類別中之每一靶，而與PVD工具設計、靶組態或PVD方法無關。第二機制(無帶取向)處理靶表面下方結晶取向之變化。在此情況下，具有強較佳取向之晶粒帶可因濺鍍法揭開不同帶而 引起沈積速率變化。視PVD工具之設計而定，利用靶組態及特定方法。有可能同時揭開多個帶，導致使其呈現異常長預燒時間之現象。使用磁鐵之PVD工具(其將磁場有力地聚焦於高度定位區域，產生深腐蝕溝槽)對此沈積速率變化之機制高度敏感。
在一些實施例中，需要製造無紋理帶坯料以用於製造最終濺鍍靶。該鉭靶坯料描述於頒予Turner之美國專利6331233中。另一該坯料可藉由對靶形式或底板利用電漿噴霧、冷噴霧或類似噴霧技術而製造。在一些實施例中，該形式或底板可經"形狀匹配"以模擬腐蝕概況，從而使材料用量最小。亦可使用粉末冶金術，其中向模(諸如石墨模)中之鉭粉末層的頂部或底部施加HIP或真空熱壓(使用TaH2 ，或在一些實施例中使用TiH2 粉末)。TaH2 或TiH2 粉末自鉭除去氧，因此使鉭脫氧且充當自鉭釋放之任何氧的"氧淨化劑"。隨後，可在黏結組裝鉭之前移除一或兩個鈦層，或者可將一或兩個鈦層用作中間層以促進黏結。在其他實施例中，可使用諸如銅之材料使鉭黏結表面平坦化以使擴散黏結簡化。此層可經由電漿噴霧、冷噴霧或另一合適噴霧技術塗覆。接著將平坦化層降至裝配有接收組合件之開口的底板中。接著將平坦化層以電子束焊接至底板且按壓整個組件以(諸如)藉由HIP黏結。
如本文所涵蓋及描述，一旦形成無紋理帶靶坯料，則其可藉由任何合適方法黏結組裝且接著加工形成無缺陷表面。使用此等無紋理帶靶坯料形成之靶展示不存在紋理帶 且包含更均一之結晶取向。接著可根據本文所揭示之方法使此等無紋理帶靶坯料經受熱改質。
短語"殘餘表面損壞"先前在本揭示案中定義，但重要的是理解定量測定此損壞之預期方法。在測定殘餘表面損壞時，已研發之方法包括：提供具有一表面之濺鍍靶，其中該表面包含複數個晶粒且其中各晶粒具有晶體取向；提供電子束；以電子束掃描表面；自電子束掃描收集資料，其中該資料提供各晶粒之晶體取向中之局部變化；且利用該資料測定表面層厚度及殘餘表面損壞程度。
測定殘餘表面損壞之預期方法中所用技術中之一者為電子背向散射繞射(ELECTRON BACKSCATTER DIFFRACTION，EBSD)，其為允許以掃描電子顯微鏡(SEM)自樣本獲得結晶資訊之技術。在EBSD中，固定電子束撞擊翹起之結晶樣本且繞射電子在螢光屏上形成圖案。此圖案為產生其之樣本區的晶體結構及取向的特徵。繞射圖案可用於量測晶體取向，量測晶粒邊界不當取向，區別不同材料，且提供關於局部結晶完整性之資訊。當在整個多晶樣本之柵格中掃描射束且在各點量測晶體取向時，所得圖將揭示組成晶粒形態、取向及邊界。此資料亦可用於展示材料中存在之較佳晶體取向(紋理)。可使用EBSD建立樣本微結構之完全及定量表達。(參見http://www.ebsd.com/ebsdexplained.htm )
可使用各種X射線技術量測晶體缺陷，然而此等技術不直接用於實施或說明。此外，使用X射線自極薄表面層得到大部分資訊。信號隨深度呈指數形式衰減。在Ta及最常 見Cu K-α輻射之情況下，95%之信號來自小於5微米之深度。此外，藉由X-射線繞射收集之資訊具有宏觀特性。其為射束所照射之所有晶粒之平均值。使用EBSD藉由局部不當取向狀態之晶粒資訊獲得晶粒。若晶體缺陷係局部化(諸如在加工溝槽下)，則其將影響濺鍍且其將以EBSD技術顯現。
亦涵蓋製造具有降低預燒時間之濺鍍靶之方法，其包含：提供具有濺鍍表面之濺鍍靶，其中該濺鍍表面包含損壞層，且藉由將材料層經由週期性反向、脈衝電鍍材料層或其組合除鍍來改質濺鍍表面。預期方法之實例展示於實例4中。在一些實施例中，經由DC、脈衝、週期性反向整流或其任何組合利用電化學沈積塗覆至少一個額外層。
預期本文涵蓋且揭示之用於製造具有降低預燒時間之濺鍍靶的方法可優於相同材料製成之習知濺鍍靶降低濺鍍靶之預燒時間。在一些實施例中，預燒時間比由相同材料製成之習知靶降低至少10%，且在其他實施例中，預燒時間比由相同材料製成之習知靶降低至少25%。在一些實施例中，預燒時間比由相同材料製成之習知靶降低至少40%，且在其他實施例中，預燒時間比由相同材料製成之習知靶降低至少50%。在一些實施例中，預燒時間比由相同材料製成之習知靶降低至少60%，且在其他實施例中，預燒時間比由相同材料製成之習知靶降低至少75%。
實例 實例1：鉭靶預燒降低研究
如本文所述，不具有預燒時間之時期的新穎濺鍍靶將在效能及膜品質中產生若干缺陷及不一致性，包括不一致膜電阻率(沈積速率，厚度等)、更多顆粒、較低膜反射率及通常不一致之靶及膜效能。此等缺陷及不一致性一般由以下因素所致：a)靶之表面材料與主體材料不同，b)用於形成最終經修整之表面的技術會損壞材料表面(如先前所述)，包括表面處之高度錯位或孿晶材料、經塗抹表面材料及/或經氧化或經污染材料。
金屬表面之反射率不僅取決於微地形而且亦取決於表面之電導率。經拋光表面產生較差反射率，因為表面損壞亦降低電阻率。由單點金剛石切削製造之微加工表面(例如)產生優於拋光表面之優良反射率。(參見"Performance Characteristics of Single Point Diamond Machined Metal Mirrors for Infrared Laser Applications ", T.T. Saito及L. B. Simmons,Applied Optics , 1974年11月，第13卷，第11號，第2647-2650頁)。
鉭並非易於加工為精細修飾面層之材料。即使使用液泛式冷卻，熱亦容易地在加工工具與鉭之間積聚。即使當總表面修飾面層小於約16微吋表面粗糙度(Ra)時，結果亦為形成粗糙外觀表面之微觀撕裂。處理表面修飾面層之習知方法為打磨或拋光鉭表面以改良視覺外觀。且儘管拋光使表面平滑，但產生損壞層或殘餘表面損壞。如所述，此殘餘表面損壞層延長濺鍍靶之預燒時間。圖6A及6B展示濺鍍靶(605)之原樣加工表面(600)及具有殘餘表面損壞(620) 之濺鍍靶(607)之拋光表面(610)的示意圖。
當前研究比較具有兩個不同原樣加工靶修飾面層(16 Ra，原樣加工為16修飾面層，及27 Ra，原樣加工為32修飾面層)經打磨及拋光修整之標準修飾面層鉭靶(7 Ra，標準拋光修整)。因為預燒高度服從個別用戶之要求，所以使用膜反射率測定靶是否經充分預燒。低反射率表明存在殘餘氧化物及污染物凹穴或層。此外，正常反射率表明經損壞層已燒除且靶之所暴露部分包含未損壞層。
圖7展示具有"I-V"曲線之曲線圖，其中曲線圖上呈現操作電流(A)及操作電壓(V)。具有原樣加工16 Ra(Lot 4098273)及27 Ra(Lot 4125243)之靶展示實際上相同之I-V曲線。具有經拋光7 Ra標準修飾面層(Lot 4126677)之靶可能因為殘餘電阻損壞層而在略微較高之電壓下操作。
圖8展示鉭膜反射率資料之條形圖，尤其在480 nm下對上文提及之三個靶中之每一者經5千瓦時、10千瓦時及20千瓦時後之反射率。標準修飾面層拋光靶(7 Ra)之膜反射率初始低於原樣加工靶之膜反射率。經拋光標準靶之反射率在約4倍長之預燒或20千瓦時後恢復。原樣加工表面似乎具有較少殘餘表面損壞層。
實例2:EBSD實驗程序及典型結果 樣本製備：
製備垂直於表面之濺鍍靶材料之截面以供分析。發現藉由以精密鋸(諸如，Struers Accutom)製造兩個平行切口開始為有利的。此使得能夠以膠帶將樣本安置於規則SEM托 架，同時確保所關注表面與顯微鏡聚焦平面保持平行。切割速度通常自0.005至0.02 mm/sec變化。在多數實施例中，對於待分析之表面使用較慢之速度。此速度降低使切割法可引起之損壞量最小。切口長度通常為10-25 mm。接著將樣本安置於導電樹脂中，研磨為4000粒度(grit)且接著拋光為3微米。最終，將樣本在80/20硫酸/HF溶液中電鍍拋光。
此時，將樣本自樹脂托架取出且使其以導電膠帶與SEM托架連接。替代製備技術先於兩個平行切口且使用直接在SEM中之導電樹脂托架。在此情況下，導電樹脂托架之幾何特徵確保所研究表面在電子顯微鏡中之對準。然而，樣本在拋光加工期間具有朝向邊緣圓周之趨勢。此導致樣本表面低於托架材料。此使得來自接近表面之點的繞射電子束由托架截取。若關注主體特性，則此並非大問題。然而，其損害來自用於表面分析之所關注區域的資料。
資料收集部分基本上與任何其他EBSD研究相同。使樣本翹起至約70度，繞射電子由磷光體屏幕/偵測器截取。低照度攝影機記錄影像，將影像增強且接著藉由電腦處理以確定與電子束相互作用之結晶區域的取向。因為晶粒內晶體取向之分布為重要因素，所以使用為預期晶粒尺寸部分的定位柵格為明智的。已分析之典型鉭材料具有約50-60微米之平均晶粒尺寸，然而許多晶粒將顯著小於彼尺寸。對於此材料已成功使用2-5微米之晶格間距。接著根據變形層之預期深度及取決於加工凹槽圖案之寬度收集資 料。通常為80-100微米×2-3 mm。
接著藉由計算結晶取向之平均變化分析資料。市售套裝軟體(例如，購自HKL Technology之Channel)提供進行此等計算之繪圖組件。基本上，對於晶粒內之各點而言，該軟體計算此點及其相鄰點(只要其在同一晶粒中)取向中之角度差異且接著取平均值。可設定僅使用最接近相鄰點或最接近及下一最接近相鄰點或甚至更多點的多個流程。確切流程並不重要。更局部化之版本較佳，因為其提供較佳空間解析度。接著將所得資料繪圖且藉由將資料開始偏離主體值的深度定位來鑑別預燒影響層。
實例3：感應加熱裝置及方法
在退火機構中，使用高瓦特數發熱源(諸如，類似於快速高熱退火工具(Rapid Thermal Annealing tool)中所用之燈泡)。可藉由嚮導電材料之薄表面上施加渦流加熱進行感應加熱以實現恢復或再結晶。此等源通常置於臂/夾具中，其中靶930在氣氛受控之環境(手套箱-910)中之轉台型排列(920)上旋轉，諸如圖9中所示。藉由將此等熱源940接近靶930之表面放置，有可能使先前加工步驟期間出現之材料損壞退火。此等加熱方法之一個益處在於能夠控制恢復或再結晶所需之材料深度。其次，循環時間較短，此將在大體積製造環境中提供高產量。
實例4：經由ECD之Cu表面改質以供快速預燒
靶表面之機械損壞層可經由電化學沈積法移除。原理理論上與ECM類似，但自平坦大表面均一移除材料而非賦予 特定特徵。兩個重要參數為：完全移除經加工損壞層及均一移除銅以保持平坦靶表面。表面參數可定製以適合用戶。
此實施例之特定實例包括使用銅靶表面之高電流密度反向電鍍("除鍍")，其利用週期性反向或脈衝整流。使用具有低溶液擾動之標準硫酸銅電鍍槽以使靶表面上之流型最小化。利用1:1之陽極與陰極之比率促進均一移除Cu。頻繁中間沖洗步驟將工作表面去汙且保持均一性。圖10說明沿靶直徑均一移除約40微米銅。所得表面展現反映經暴露銅微結構之"粒狀"外觀(參見圖11)，但其仍保留約40微吋(Ra )之表面粗糙度。在一些實施例中，表面粗糙度可小於100微吋。在其他實施例中，表面粗糙度可小於75微吋。在其他實施例中，表面粗糙度可小於50微吋。且在其他實施例中，表面粗糙度可小於25微吋。移除深度、表面外觀及平坦均一性均為可經由彼等熟習電化學沈積技術者已知之加工條件改變的條件。
在一些預期實施例中，可在移除機械損壞層之後使用材料(諸如銅)之額外電鍍使表面平滑，其可降低或消除由於過分粗糙(其係由高電流密度材料移除過程引起)引起弧化之可能性。至少，此額外步驟將增強靶外觀。在一些實施例中，利用適當方法參數將在一定程度上使表面變平。至少，此額外步驟將增強靶外觀。在一些實施例中，利用適當方法參數將在一定程度上使表面變平。
實例5：經由雷射處理之Ta表面改質(熱處理)以供快速預燒
在此實例中，方法係藉由選擇主體靶製造方法(諸如美國專利6331233中所揭示製造在整個厚度內紋理均一且無明顯強紋理帶之靶之方法)開始。在此實例中，重要的是選擇以整個厚度內均一之紋理開始以便濺鍍預燒時間不因位於靶表面附近的不均一紋理帶之存在而延長之靶。
該方法藉由將靶表面以CNC車床或研磨機加工平滑以便藉由EBSD所量測表面粗糙度小於65微吋Ra，且較佳小於30微吋Ra，具有高度變形且略微不當定向之深度，其中不當取向延伸不超過120微米之深度，較佳70微米或更小而繼續。此加工步驟詳細描述於2006年11月9日申請之美國申請案11/595658中。
接著將表面雷射處理以使其熔融，但不使靶表面融化，接著使熔融材料迅速固化，其將以與下層晶粒相同之結晶取向固化。應注意，在此步驟中未自靶表面移除材料。經雷射處理之表面將不含高度變形之材料，且將具有極輕微之不當定向晶粒，較佳在表面下小於1個，但不超過2個晶粒層深度。圖12展示EBSD不當取向曲線(邊緣樣本、中部徑向樣本及中心樣本)，其展示不存在次表面損壞。此方法與彼等來自先前技術部分之參考案中所述者非常不同，因為此方法使至少部分表面材料熔融且接著使其迅速固化，而迄今所述之方法僅使表面退火，此使晶格中之原子移動至較低能態。
雷射處理之表面亦可具有複數個由使表面材料迅速熔融及迅速冷卻之熱衝擊產生的細小微裂痕。此等裂痕將延伸 至靶表面下10至50微米。圖13A及13B展示此等微裂痕之外觀。圖13A展示使用光學顯微鏡200×放大率下之雷射處理表面。應注意，存在雷射迹線標記及細小表面裂痕。圖13B展示使用反向散射模式之SEM的雷射處理表面。展示細小表面裂痕。
經雷射處理之表面接著可經受化學蝕刻，其係用於使裂痕之尖銳邊緣變圓以防止弧化，但在靶表面留下淺溝槽網路、交替圓形峰及谷或其組合。此等圓形峰及谷用於在濺鍍期間局部增強電場，且促使較快之表面濺鍍速率，其能夠使預燒比常規更快完成。圖14展示此表面之外觀。在此圖中，表面經雷射處理且接著使用30% HNO3 /15% HF溶液蝕刻20分鐘，其中移除約13微米之Ta。如所見，裂痕擴展為凹槽。
本文揭示之由雷射處理製造之表面具有獨特外觀。在放大之情況下(如圖14所示)，表面由一系列平行弧組成將變得顯而易見。弧界定用於局部熔融材料表面之雷射束邊緣。弧之間的間距由雷射脈衝之頻率及雷射在整個靶表面掃描之速率決定。弧之前邊緣展示射束行進之方向(在圖14中央之弧系列之情況下向下)。此等弧迹線之平行列將在雷射對於整個靶向前及向後掃描時形成(參見圖14之中央及左邊之圖案)。或者，弧迹線可以同心圓圖案掃描以覆蓋靶之整個表面。雷射脈衝彼此重疊且雷射束之掃描線彼此重疊以確保整個靶表面熔融以移除次表面損壞之所有迹線。 由上述方法製成之靶應具有以下特徵中之至少一者：1.在整個深度內具有均一結晶取向以便預燒時間將不因意外地濺鍍進入以不同於周圍區域之速率濺鍍的強紋理區(帶)而延長。
2.具有含圓形峰及谷之網路的表面，該等圓形峰及谷在濺鍍期間局部增強電場且促使表面以比主體快之速率濺鍍，以便加速預燒時間。
3.如由EBSD所量測具有表面損壞層，不當取向小於1個晶粒層深且不超過5個晶粒層深。
已揭示濺鍍靶表面改質方法之特定實施例及應用及相關設備。然而對於熟習此項技術者應顯而易見，在不悖離本文之發明概念的情況下，除已描述內容外亦可存在更多修正。因此，除在本揭示案及申請專利範圍之精神內，本發明之標的不應受到限制。此外，在解釋揭示內容及申請專利範圍時，所有術語均應以與本文一致之最廣泛之可能方式解釋。詳言之，術語"包含"應以非排他性方式解釋為係指元件、組件或步驟，表明所提及元件、組件或步驟可與其他未明確提及之元件、組件或步驟一起存在，或利用，或組合。
210‧‧‧實際靶
310‧‧‧實際靶
410‧‧‧實際靶
600‧‧‧原樣加工表面
605‧‧‧濺鍍靶
607‧‧‧濺鍍靶
610‧‧‧拋光表面
620‧‧‧殘餘表面損壞
910‧‧‧手套箱
920‧‧‧轉台型排列
930‧‧‧靶
940‧‧‧熱源
圖1展示熱處理方法中包括之步驟的典型流程圖，其中使用諸如雷射表面處理方法之熱處理方法。
圖2至4分別展示實際靶210、310及410，其已經受諸如雷射表面改質之熱處理。
表1展示一組雷射處理濺鍍靶表面之預期條件。
圖5及表2展示若干樣本-一些用於比較之目的且一些為預期的。將樣本A、B及D除鍍且將樣本C蝕刻。
圖6A及6B展示濺鍍靶(605)之原樣加工表面(600)及具有殘餘表面損壞層(620)之濺鍍靶(607)之拋光表面(610)的示意圖。
圖7展示具有"I-V"曲線之曲線圖，其中曲線圖上呈現操作電流(A)及操作電壓(V)。具有原樣加工16 Ra(Lot 4098273)及27 Ra(Lot 4125243)之靶展示幾乎相同之I-V曲線。具有經拋光7 Ra標準修整(Lot 4126677)之靶可能由於殘餘電阻損壞層而在略微較高之電壓下操作。
圖8展示鉭膜反射率資料之條形圖，尤其在480 nm下對上文提及之三個靶中之每一者經5千瓦時、10千瓦時及20千瓦時後之反射率。標準修整拋光靶(7 Ra)之膜反射率初始低於原樣加工靶之反射率。經拋光標準靶之反射率在約4倍長之預燒或20千瓦時後恢復。原樣加工表面似乎具有較少殘餘表面損壞層。
圖9展示大氣控制環境(手套箱910)中之轉台型排列920。
圖10說明對於整個靶直徑均勻移除約40微米銅。所得表面展現反映經暴露銅微結構之"粒狀"外觀(參見圖11)，但其仍保留約40微米(Ra )之表面粗糙度。
圖12展示EBSD不當取向曲線圖(邊緣樣本、中央徑向樣本及中心樣本)，其展示不存在次表面損壞。
圖13A及13B展示預期表面中微裂痕之外觀。圖13A展示使用光學顯微鏡200×放大率下之雷射處理表面。應注意，存在雷射迹線標記及細小表面裂痕。圖13B展示使用反向散射模式之SEM的雷射處理表面。展示細小表面裂痕。
圖14展示化學蝕刻後預期表面之外觀。在此圖中，表面經雷射處理且接著使用30% HNO3 /15% HF溶液蝕刻20分鐘，其中移除約13微米之Ta。如所見，裂痕擴展為凹槽。
(無元件符號說明)

Claims (17)

  1. 一種具有降低預燒時間之濺鍍靶，其包含：下層核心材料，及具有實質上均一之結晶取向的熱改質表面材料，該熱改質表面材料係完全地由在該下層核心材料上方經熔融及再固化之該濺鍍靶之原始表面材料所製成，以致於該熱改質表面材料採取該下層核心材料之結晶取向。
  2. 如請求項1之濺鍍靶，其中該熱改質表面材料深度小於3個晶粒層。
  3. 如請求項1之濺鍍靶，其中該熱改質表面材料深度小於2個晶粒層。
  4. 如請求項1之濺鍍靶，其中該熱改質表面材料深度小於1個晶粒層。
  5. 如請求項1之濺鍍靶，其中該表面材料包含鉭或鉭合金。
  6. 如請求項1之濺鍍靶，其中該濺鍍靶為單塊狀。
  7. 一種製造包含濺鍍表面及下層核心材料之濺鍍靶之方法，該方法包含：藉由熱改質該濺鍍靶之濺鍍表面以熔融及再固化在下層核心材料上方之整個濺鍍表面，以致於該濺鍍表面之晶格採取該下層核心材料之結晶取向，以製備在濺鍍腔室中使用之該濺鍍靶。
  8. 如請求項7之方法，其中該方法進一步包含機械修整該濺鍍靶。
  9. 如請求項7之方法，其中該方法進一步包含化學蝕刻該熱改質濺鍍表面。
  10. 如請求項7之方法，其中熱改質包含感應加熱、雷射處理、熱處理或其組合。
  11. 如請求項1之濺鍍靶，其中該熱改質表面材料具有包含交替圓形峰及谷或其組合之淺溝槽網路。
  12. 如請求項7之方法，其中熱改質該濺鍍表面並未自該濺鍍表面移除材料。
  13. 如請求項7之方法，其中該濺鍍表面包含濺鍍材料之一深度，且其中熱改質包含將遍及該整個濺鍍表面之該濺鍍材料之至少一部份該深度熔融。
  14. 如請求項13之方法，其中在該濺鍍材料中施用該熱改質至多約250微米深。
  15. 如請求項7之方法，其中該熱改質濺鍍表面具有平均自40至100微吋之表面粗糙度。
  16. 一種製造濺鍍靶之方法，該濺鍍靶具有自表面之一深度範圍內且配置於下層濺鍍材料上方之熱改質濺鍍材料，該方法包含：藉由熱改質該濺鍍靶之原始表面材料，使用雷射以熔融該濺鍍靶之至少一部份該深度而未熔融該下層濺鍍材料，以製備在濺鍍腔室中使用之該濺鍍靶；及藉由僅再固化該原始表面材料，以致於該熱改質濺鍍材料採取該下層濺鍍材料之結晶取向，以製造熱改質濺鍍材料。
  17. 如請求項16之方法，其中在該濺鍍材料中施用該熱改質至多約250微米深。
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