[发明专利]一种靶材组件及其加工方法

说明书

本发明提供一种靶材组件及其加工方法，所述加工方法包括以下步骤：(1)结合靶材与背板，得到第一靶材组件；(2)机加工步骤(1)所得第一靶材组件，得到第二靶材组件；(3)对步骤(2)所得第二靶材组件的靶材与背板连接处进行防脱落处理，得到靶材组件；步骤(3)所述防脱落处理包括滚花、喷砂与熔射。本发明在传统靶材组件只有喷砂的基础上增加了滚花与熔射，进一步增大了靶材组件边缘的粗糙度，使反溅射的金属原子吸附在靶材边缘表面，长期且有效地解决了溅射过程中发生反溅射物脱落的风险。

技术领域

本发明属于靶材领域，涉及靶材组件，尤其涉及一种靶材组件及其加工方法。

背景技术

磁控溅射镀膜是半导体器件制造过程中非常重要的一项薄膜形成工艺。典型的磁控溅射镀膜过程是将靶材晶圆放在真空环境中，充入惰性气体氩气，将靶材置于正极，硅片置于负极，在电场的作用下，氩气电离分解成氩离子，氩离子在电场的作用下轰击金属靶材的表面使靶材的金属原子溅射到硅片表面。在磁控溅射过程中，高速离子轰击靶材溅射区，溅射出的金属离子除了会沉积在晶圆表面，也会沉积在腔室的其他表面，包括靶材的非溅射区。由于等离子气氛的能量较高，重新沉积在靶材非溅射区的原子会再次溢出，形成反溅射物，造成溅射过程中反溅射物脱落的风险。为了解决这一问题，人们普遍采用的方法是在靶材边缘增加喷砂区域，以此增加靶材边缘的粗糙度，使反溅射的金属原子吸附在靶材边缘。然而这种方法只能短期内解决问题，长时间溅射后仍会出现反溅射物脱落的现象，从而影响靶材使用寿命和晶圆薄膜纯度。

CN108611608A公开了一种靶材组件及加工方法，所述靶材组件包括靶材以及用于承载靶材的背板，所述靶材侧面与所述背板正面的交界位置设置有经喷砂处理形成的环绕溅射面的喷砂区域，所述喷砂区域具有整齐的喷砂线，从而在靶材的溅射过程中不会引发溅射异常，使得半导体芯片的生产能够顺利进行。尽管所述喷砂区域短期内可防止反溅射物的脱落，但是使用后期仍旧会出现脱落问题。

CN102011085A公开了一种防着板表面处理方法，所述方法包括：提供表面光滑的防着板；对所述防着板的防着面进行图案化处理，形成凹凸不平的防着面；在所述防着面进行喷砂处理；将进行喷砂处理后的防着面进行熔射处理。在光滑的防着板的表面进行图案化、喷砂和熔射处理后，使得防着板表面达到防腐蚀、防锈、耐磨、润滑、表面粗糙化、吸附、绝缘、绝热等目的。同样可以使得防着板的防着面达到均匀的粗糙度；使得防着板更加容易吸附靶材原子或大尺寸的颗粒，使其不掉落在基片上，从而增加了防着板的沉淀能力，提高了溅射机内壁清洁度与溅镀的成膜率，延长了防着板的使用寿命。然而当前溅射靶材由于表面处理不合理，导致溅射过程异常，靶材寿命短等问题。

CN1763241A公开了一种溅射靶用背衬板，所述背衬板防止了与靶材结合时出现的翘曲问题，减小了合金薄膜的膜沉积应力，省去了翘曲的矫平处理，防止了安置在靶材和背衬板之间硬钎料的破裂，从而能够长期进行稳定的膜沉积操作。然而所述发明并不能解决反溅射物脱落的问题。

CN111705301A公开了一种防变形钛靶材，所述靶材包括背板以及与所述背板连接的溅射部，所述溅射部尺寸小于所述背板的尺寸，所述背板边缘设置有至少两个安装台阶孔，所述安装台阶孔包括沉孔以及底孔。所述靶材在使用后变形性小，易拆卸，且使用过程中无打火现象。然而所述发明并未提供如何防止反溅射物脱落的解决方案。

由此可见，如何有效且长期地解决溅射过程中发生反溅射物脱落的风险，增加靶材边缘粗糙度，使反溅射的金属原子吸附在靶材边缘表面，成为了目前迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种靶材组件及其加工方法，增加了靶材边缘粗糙度，使反溅射的金属原子吸附在靶材边缘表面，有效且长期地解决了溅射过程中发生反溅射物脱落的风险。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种靶材组件的加工方法，所述加工方法包括以下步骤：