[发明专利]防止反溅射物质剥落的靶材及膜层的形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属溅射领域，尤其涉及一种防止反溅射物质剥落的靶材及利用上述靶材形成膜层的方法。

背景技术

在半导体器件制造的过程中，溅射是非常重要的一项薄膜形成工艺。其基本机理是靶材在适当的高能粒子(电子、离子、中性粒子)的轰击下，其表面的原子通过与高能粒子的碰撞有可能获得足够的能量从表面逃逸，然后在电场力或者磁力的作用下往硅片上迁移。溅射制备薄膜的物理过程包括以下六个基本步骤：1.在高真空腔的等离子体中产生正氩离子，并向具有负电势的靶材料加速；2.在加速过程中离子获得动量，并轰击靶；3.离子通过物理过程从靶上撞击出(溅射)原子；4.被撞击出(溅射)的原子迁移到硅片表面。5.被溅射的原子在硅片表面凝聚并形成薄膜，与靶材料比较，薄膜具有与它基本相同的材料组分；6.额外材料由真空泵抽走。在这个过程中，轰击靶材的离子的动量是被电场或者磁场加速的产生的。

而在溅射一段时间后，大部分靶材的边缘都会出现一些和靶材成分相同的堆积物，这些堆积物与靶材的附着力不是很大，堆积到一定程度后由于重力和腔室内电场力、磁场力的影响，会剥落下来，形成异常放电，影响溅射环境。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种防止反溅射物质剥落的靶材，所述靶材的边缘具有滚花区。

可选的，所述滚花区从所述靶材的最外沿往靶材圆心方向延伸，其宽度和所述靶材直径的比例为1∶25。

可选的，所述滚花的间隙为1±0.1mm，深度为0.5±0.1mm。

可选的，所述靶材为半导体工艺中的磁控溅射靶材。

可选的，所述靶材为钛靶、钽靶中任一种。

可选的，所述靶材的尺寸为6寸、8寸、10寸、12寸中任一种。

本发明还提供了一种膜层的形成方法，包括：

提供靶材，所述靶材的待溅射表面的边缘处具有滚花区；

利用所述靶材进行溅射。

可选的，所述滚花区从所述靶材的最外沿往靶材圆心方向延伸，其宽度和所述靶材直径的比例为1∶25。

可选的，滚花的间隙为1±0.1mm，深度为0.5±0.1mm。

可选的，所述靶材为钛靶、钽靶中任一种。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明通过对靶材边缘进行滚花处理，增加其粗糙度，从而增加了反溅射物质在靶材上的粘附力，大大的减少了反溅射物质剥落的情况。

并且本发明的方法实施简单，对现有的配套设备和技术不需要做任何改动，就可以达到良好的效果。

附图说明

通过附图中所示的本发明的优选实施例的更具体说明，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1是现有技术中的靶材的边缘堆积反溅射物质的示意图。

图2是图1所示的反溅射物质堆积情况的细节放大示意图。

图3是本发明中的边缘进行了滚花处理的靶材。

图4是图3中的靶材装上基板后沿BB’方向的剖面图。

图5为本发明中滚花区的剖面放大示意图。

图6为本发明的靶材其边缘上反溅射物质堆积的示意图。

具体实施方式

在实际生产过程中，常常会由于远离靶材中心的边缘处的电场或者磁场较弱，而使得轰击靶材边缘处的离子的动量不够大，所以从靶上撞击出的(溅射)原子的动量也不大，不够这些原子迁移到基片形成薄膜，而是又反溅到靶材边缘，渐渐堆积起来，形成堆积物。这些堆积物只是附着在靶材上，与靶材之间的附着力不够。堆积到一定程度，会剥落下来，在溅射的反应腔中形成异常放电，影响溅射的形成的膜层的均匀性，情况严重时，甚至会在基片的边缘形成溅射材料的凸起状的堆积，严重影响所制作的半导体器件的性能。

本发明对靶材边缘进行滚花处理来增加反溅到靶材边缘上的物质与靶材的粘附力，防止这些物质掉下来影响溅射。经过生产实践，这样的方式具有明显的效果，溅射时异常放电的现象大大减少。

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

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。