[发明专利]真空状态下靶材厚度的检测方法

说明书

本发明提供了一种真空状态下靶材厚度的检测方法，该检测方法包括：制定自检溅射工艺，其中溅射功率和工艺气体压强被设置为固定值；溅射设备和靶材首次配合使用时，启动溅射设备执行自检溅射工艺对靶材进行溅射直至靶材被击穿，记录执行过程中电压电流参数和靶材的厚度之间的对应关系，若靶材是导电靶材则电压电流参数是溅射电压和/或溅射电流，若靶材是不导电靶材则电压电流参数是射频溅射工艺产生的直流偏压；在溅射设备和靶材再次配合使用的过程中，当需要对靶材的厚度进行检测时启动溅射设备执行自检溅射工艺，在获得稳定的电压电流参数后根据电压电流参数和对应关系确定靶材的厚度。实施本发明可以在真空状态下快速准确地检测出靶材的厚度。

技术领域

本发明涉及磁控溅射技术领域，尤其涉及一种真空状态下靶材厚度的检测方法。

背景技术

溅射设备中的靶材随着溅射会被不断刻蚀直至打穿，设备使用者需要在靶材打穿之前更换新靶材。过早更换靶材会导致靶材浪费，而过晚更换靶材轻则会导致镀膜产品报废，重则会造成设备损坏，因此，设备使用者必须清楚知道靶材的已使用寿命。目前比较常见的对靶材已使用寿命的检测包括以下两种方式：

第一种方式是破除溅射设备的真空后通过目测或者利用卡尺等工件检测靶材的厚度以确定靶材已使用寿命。这种方式虽然可以比较准确地检测靶材的已使用寿命，但由于操作起来非常麻烦，因此极大地降低了生产效率。此外，破除溅射设备真空的操作还容易导致靶材接触大气、水汽等受到污染，进而影响溅射工艺的稳定性。

第二种方式是在溅射设备对靶材进行溅射的过程中利用公式溅射功率×溅射时间来计算靶材的已使用寿命，然后将计算得到的已使用寿命与预先设置的寿命上限值进行比较，只要靶材的已使用寿命位于寿命上限值的设置范围内，则认为靶材是安全的。现有技术中，靶材的寿命上限值为使用经验值，通常是溅射设备和靶材首次配合使用时，按照预定的工艺参数对靶材进行溅射直至靶材不能使用并记录整个过程所使用的溅射时间，然后利用公式溅射功率×溅射时间来计算靶材的已使用寿命，并将该已使用寿命作为靶材的寿命上限值。这种方式的优势在于无需破除真空即可快速检测靶材的已使用寿命，但与此同时这种方式也存在着以下的不足之处：(1)靶材的刻蚀速率不仅仅取决于溅射功率和溅射时间的乘积，还与溅射工艺气体流量密切相关，此外，刻蚀速率和溅射功率也并不是线性关系，因此，针对于同一种靶材来说，在不同的溅射工艺下通过对靶材进行溅射直至将其击穿所计算得到的寿命上限值也是不同的。若以一种溅射工艺中所得到的寿命上限值用于多种溅射工艺中，将无法保证在每种溅射工艺中均可准确地检测靶材的已使用寿命；若针对于每种溅射工艺分别计算其寿命上限值，虽然可以保证每种溅射工艺中均可准确检测靶材的已使用寿命，但是由于溅射工艺众多、靶材成本又昂贵，因此会极大增加整个溅射工艺的成本。(2)当更换新的靶材时，靶材的已使用寿命需复位为0，以便于重新开始计算。由于复位操作是由人来执行，因此就会存在忘记复位的情况。此外，还有可能出现靶材并未更换而靶材已使用寿命被复位、以及修改靶材已使用寿命出错的情况。一旦出现上述这些操作失误，则会导致无法准确检测到靶材的已使用寿命。

发明内容

为了克服现有技术中的上述缺陷，本发明提供了一种真空状态下靶材厚度的检测方法，该检测方法包括：

针对靶材制定自检溅射工艺，在该自检溅射工艺中溅射功率和工艺气体压强被设置为固定值，其中，若所述靶材是导电靶材，则所述自检溅射工艺是直流溅射工艺，若所述靶材是不导电靶材，则所述自检溅射工艺是射频溅射工艺；

所述靶材和溅射设备首次配合使用时，启动所述溅射设备执行所述自检溅射工艺对所述靶材进行溅射直至所述靶材被击穿，记录所述自检溅射工艺执行过程中电压电流参数和所述靶材的厚度之间的对应关系，其中，若所述靶材是导电靶材，则所述电压电流参数是所述靶材的溅射电压和/或溅射电流，若所述靶材是不导电靶材，则所述电压电流参数是所述射频溅射工艺产生直流偏压；