[发明专利]一种靶材结构及其制作方法

说明书

本发明涉及一种靶材结构及其制作方法，所述靶材结构包括铜背板，铜背板上设有靶材，所述靶材分隔成若干块设在铜背板上，每块靶材与铜背板之间设有绑定金属层，所述绑定金属层由铜铟合金成型，若干块靶材之间形成靶材间隙，所述靶材间隙设有填充物。本发明通过在靶材间隙处设置填充物，该填充物在磁控溅射的环境中，不会被高能电子轰击出原子，其化学结构稳定，由于靶材间隙中的铜背板是直接裸露的，该方案在靶材间隙填充填充物物不仅可以阻挡高能电子直接轰击裸露的铜背板，阻挡溅射出来的铜原子污染靶材材料以及器件中的薄膜纯度，而且作为靶材之间的中间填充物，有利于综合靶材由于热胀冷缩而产生的向左右拉伸的应力，减少靶材开裂和变形的风险。

技术领域

本发明涉及靶材加工领域，具体涉及一种靶材结构及其制作方法。

背景技术

溅射镀膜靶材在半导体集成电路(VLSI)、光碟、平面显示器以及工件的表面涂层等方面都得到了广泛的应用，镀膜靶材是通过磁控溅射、多弧离子镀或其他类型的镀膜系统在适当工艺条件下溅射在基板上形成各种功能薄膜的溅射源。

半导体工业中，靶材主要分为圆柱靶材和平面靶材，平面靶材多采用磁控溅射技术沉积；磁控溅射即PVD(Physical Vapor Deposition：物理气相沉积)是指在真空条件下，采用中电压、大电流的电弧放电技术，电离惰性气体He产生He离子，He轰击靶材使靶材原子在磁场的控制下旋转并均匀地沉积在基板上。

在磁控溅射过程中，由于溅射中对腔体的加热，溅射过程中加入电子的加速电场，加速电子轰击靶材的过程不断给予靶材能量，导致溅射中的靶材温度升高，由于靶材绑定的金属铟的熔点低，靶材背板的导热性差，靶材与铜背板的热膨胀系数相差大，冷热膨胀过程中导致的局部应力差值巨大，容易导致靶材受到热冷膨胀的应力而开裂，甚至导致靶材脱离铜背板。

对于一些陶瓷靶材及金属氧化物靶材，由于靶材受到应力影响容易开裂，因此做成小块进行绑定，绑定后，靶材小块之间形成缝隙，靶材缝隙上是没有靶材材料而是裸露的金属铜，随着溅射时间的延长，靶材高度的消耗，金属铜也会被电子轰击出来污染腔体，掺杂在靶材材料中，影响电器件的电性特性，并且间隙中容易积累一定的颗粒，颗粒容易掉落在器件上，形成线路的短路及断路不良。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种靶材结构及其制作方法，解决靶材冷却过程中温度不均导致的应力集中，弥补绑定材料铟导热差，熔点低的缺点，解决溅射靶材开裂，脱靶，颗粒聚集的问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术：

一种靶材结构，包括铜背板，铜背板上设有靶材，所述靶材分隔成若干块设在铜背板上，每块靶材与铜背板之间设有绑定金属层，所述绑定金属层由铜铟合金成型，若干块靶材之间形成靶材间隙，所述靶材间隙设有填充物。

所述靶材为ITO，IZO，AZO，IGZO靶材中的一种。

不管靶材溅射设备采用直流或者交流电源溅射，靶材间隙的填充物均可为有机物，所述有机物包括聚酰亚胺、四氟乙烯，特氟龙等。

当装载靶材的物理气相沉积采用直流电源驱动粒子轰击溅射时，靶材间隙的填充物为陶瓷材料。所述陶瓷材料包括氮化铝、氮化钛、碳化硅等。

所述填充物的高度与靶材高度一致。

本发明所述靶材结构的制作方法，包括以下步骤：

S1:在铜背板上形成若干块绑定金属层；

S2:将靶材沉积在绑定金属层上；

S3:在靶材间隙之间填充填充物。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：