[发明专利]具有提高的寿命和溅射均匀度的溅射靶材

说明书

技术领域

本发明实施例有关于一种用于溅射工艺腔室中的溅射靶材。

背景技术

在集成电路与显示器的制造中，会利用溅射腔室来溅射沉积材料至基板 上。通常溅射腔室包含围绕着面对基板支撑件的溅射靶材的封围件、被导入工 艺气体的工艺区域、用来激发工艺气体的气体激发器(gas energizer)、以及用来 排放气体且控制腔室内部工艺气体压力的排气口。由激发气体所形成的能量化 离子会轰击溅射靶材，而将靶材上的材料溅击出来，并且所述材料沉积在基板 上而形成薄膜。溅射腔室还可具有磁场产生器，所述磁场产生器可塑造磁场形 状并且将磁场局限在靶材周围以改善靶材材料的溅射作用。溅射靶材材料可为 金属，例如铝、铜、钨、钛、钴、镍或钽。可使用诸如氩气或氪气等惰性气体 来溅射元素材料，并且可使用例如氮气或氧气等气体来溅射元素材料，以形成 诸如氮化钽、氮化钨、氮化钛或氧化铝的化合物。

然而，在这类溅射工艺中，靶材的某些部位可能比其它部位具有较高的溅 射速率，而造成当处理完一批次的基板之后，靶材可能呈现出表面轮廓或是截 面厚度不平整的结果。这种不均匀的靶材溅射可能会由腔室几何形状、靶材附 近的磁场形状、靶材内部所感应的涡电流(eddy current)以及其它因素所导致的 局部等离子体密度变化而引起。靶材表面材料的结构或晶粒大小上的差异也可 能造成不均匀的溅射。例如，已发现不均匀的溅射可能导致同心圆的凹陷的形 成，在这些凹陷处，材料溅离靶材的速率比邻近区域的材料溅射速率要高。当 这些凹陷处越来越深时，靶材后方的腔室壁与背板将会暴露出来并且可能受到 溅射，而造成基板被这些材料污染。此外，具有会改变的不均匀表面轮廓的靶 材可能在整个基板上沉积出厚度不均的溅射材料。因此，通常会在靶材上的凹 陷处变得太深、太宽或太多之前，就先将这些溅射靶材移出溅射腔室。又由于 需要将靶材过早地移出腔室，因此溅射靶材的厚度的大部分未被利用。

因此，需要一种能在长时间溅射下提供均匀溅射效果而无需频繁更换的溅 射靶材。也期望具有一种在溅射时没有蚀穿靶材厚度风险的靶材。更期望能有 一种可以在整个靶材使用寿命期间提供均匀溅射特性的溅射靶材。

发明内容

用于溅射腔室的溅射靶材具有背板以及安装在背板上的溅射板。该背板包 含圆形板，所述圆形板具有正面和背面，并且该正面具有环状凹槽。该溅射板 包含圆盘(disk)，所述圆盘具有溅射面和背面，该圆盘的背面具有环形凸脊， 该环形凸脊的形状与尺寸塑造成可使该凸脊安装在该环形凹槽中。

公开了一种延长溅射靶材寿命的方法，该靶材具有安装在背板上的溅射 板，该方法包括多个步骤：提供包含第一材料的背板，在该背板的表面中形成 环形凹槽，以及以溅射材料填充该环形凹槽。

一种用于溅射腔室的溅射靶材，所述溅射靶材具有背板、溅射板以及环。 该背板包含由第一材料制成的圆形板，该圆形板具有正面与背面。该溅射板安 装在该背板的正面上，并且该溅射板包含圆盘，所述圆盘具有背面以及溅射面， 所述溅射面由第二材料组成。该环安装在该圆盘的背面并且含有第三材料。该 第一、第二与第三材料是不同材料。

本发明提供一种控制溅射靶材的电磁特性的方法，其中该溅射靶材具有安 装在背板上的溅射板，该方法包括：(a)提供具有第一材料的背板；(b)在该背 板的表面中形成环形凹槽；以及(c)以第二材料来填充该环形凹槽，并且该第二 材料具有与该第一材料不同的电磁特性。

本发明提供另一种控制溅射靶材的电磁特性的方法，其中该溅射靶材具有 溅射板以及含有第一材料的背板，该方法包括：将环安装至该背板的背面，且 该环包含第二材料，所述第二材料具有与所述第一材料不相同的电磁特性。

本发明提供一种用于溅射腔室的溅射靶材，该溅射靶材具有背板、溅射板 以及环，其中该背板包含圆形板，所述圆形板由第一材料构成；该溅射板安装 在该背板上，且该溅射板包括圆盘，所述圆盘含有第二材料；以及该环包含第 三材料且位在该圆形板内，其中该第一、第二与第三材料是不同材料。

附图说明

参阅上述说明、后附权利要求书以及显示本发明数个范例的附图将可更加 了解本发明的特征、态样与优点。然而应了解到，文中所述的每个特征大体上 都可应用于本发明中，而非仅限于特定图式所显示的内容，并且本发明也涵盖 这些特征的任意组合方式。附图如下：