靶材及其处理方法与流程

本发明涉及镀膜机技术领域，具体而言，涉及靶材及其处理方法。

背景技术：

现有的半导体溅射用铝系列mrc铝靶材spa12(alsi)为平面设计，靶材溅射过程中由于客户端工艺制程不同，所选用的磁铁也各不相同，相应的溅射过后的表面曲线也不相同。然而在不同的溅射工艺制程下，相同的溅射靶材会产生不同的溅射效果，容易产生溅射时薄膜方块电阻的薄膜均匀性中心薄、边缘厚等薄膜不均匀的问题，该效果难以达到客户使用要求；一般的做法是将平面的靶材中心加厚，然而，增加中心靶材厚度只能解决溅射时薄膜方块电阻的薄膜均匀性中心薄、边缘厚的问题，无法解决溅射时薄膜方块电阻的薄膜均匀性的问题。

因此，提供一种能够解决溅射时薄膜方块电阻的薄膜均匀性问题的靶材及其处理方法成为本领域技术人员所要解决的重要技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种靶材，以缓解现有技术中靶材无法解决溅射时薄膜方块电阻的薄膜均匀性问题的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种靶材，用于溅射在基板上形成各种功能薄膜，包括靶材本体；

所述靶材本体上表面向其中心凹陷形成弧面凹槽，以使靶材溅射时靶材原子均匀溅射在所述基板上。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，上述弧面凹槽包括球面凹槽。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，上述弧面凹槽包括波浪形凹槽。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，上述弧面凹槽底面距所述靶材本体上表面的距离为所述靶材本体厚度的1/7－1/4。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，上述弧面凹槽底面距所述靶材本体上表面3－6mm。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，上述靶材本体底部设置有用于将所述靶材本体安装到生产设备上的安装部。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，上述靶材还包括背板，所述靶材本体固设在所述背板上，所述背板底部设置有所述安装部。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，上述靶材本体包括第一靶材和第二靶材，所述第一靶材和所述第二靶材均固设在所述背板上，且所述第一靶材和所述第二靶材拼接形成一体。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，上述第一靶材一侧设置有滑槽，所述第二靶材一侧设置有与所述滑槽滑接的滑块。

本发明的第二目的在于提供一种靶材处理方法，以缓解现有技术中靶材无法解决溅射时薄膜方块电阻的薄膜均匀性问题的技术问题。

第二方面，本发明实施例提供了一种靶材处理方法，包括以下步骤：

获取靶材本体上的磁场强度；

在磁场强度大的地方根据磁场强度的情况增加靶材的厚度；

靶材本体的工作面向中心凹陷形成弧面凹槽。

有益效果：

本发明实施例提供了一种靶材，用于溅射在基板上形成各种功能薄膜，包括靶材本体，根据靶材溅射时磁场的强弱，在靶材本体上表面向其中心凹陷形成弧面凹槽，以使靶材溅射时靶材原子均匀溅射在基板上，即溅射时靶材原子能够充分向中心聚集，然后靶材原子均匀射向基板，不会因为靶材本体磁场强的地方快速溅射，直接射向基板，使基板上形成的功能膜厚度薄厚不均，可有效提高薄膜方块电阻的薄膜均匀性。

本发明实施例提供了一种靶材处理方法，包括以下步骤：获取靶材本体上的磁场强度；在磁场强度大的地方根据磁场的情况增加靶材的厚度；靶材本体的工作面向中心凹陷形成弧面凹槽；其中，根据磁场强度的大小设置靶材的厚度，在磁场强度强的地方，也就是溅射速度快的地方按照磁场的强弱增加靶材的厚度，使磁场强度不同的地方处于相对稳定的消耗，避免溅射速度快的地方已经击穿，而溅射速度慢的地方还剩余下非常多的材料，因此能够最大程度的提高靶材的使用率，靶材处理方法与现有技术相比还具有上述的优势，此处不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种靶材的剖面示意图；

图2为本发明实施例提供的一种靶材溅射后的剖面示意图；

图3为本发明实施例提供的一种靶材的一种实施方式示意图；

图4为本发明实施例提供的一种靶材的另一种实施方式示意图；

图5为本发明实施例提供的一种靶材的一种现有技术示意图；

图6为本发明实施例提供的一种靶材的另一种现有技术示意图；

图7为图6中另一种现有技术靶材溅射后的剖面示意图；

图8为本发明实施例提供的一种靶材溅射后与另一种现有技术靶材溅射后的对比示意图。

图标：100－靶材本体；110－弧面凹槽；

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

图1为本发明实施例提供的一种靶材的剖面示意图；图2为本发明实施例提供的一种靶材溅射后的剖面示意图；图3为本发明实施例提供的一种靶材的一种实施方式示意图；图4为本发明实施例提供的一种靶材的另一种实施方式示意图；图5为本发明实施例提供的一种靶材的一种现有技术示意图；图6为本发明实施例提供的一种靶材的另一种现有技术示意图；图7为图6中另一种现有技术靶材溅射后的剖面示意图；图8为本发明实施例提供的一种靶材溅射后与另一种现有技术靶材溅射后的对比示意图。

考虑到现有技术中对靶材的处理方法多为平面式靶材或将平面式的靶材中心加厚，但是这样的处理无法改进溅射工作中靶材溅射到基板上形成的薄膜方块电阻薄膜的均匀性问题，结果均匀性差，本发明实施例提供了一种靶材及其处理方法，以提高薄膜方块电阻的薄膜均匀性。

为便于对本实施例进行理解，对本发明实施例所公开的一种靶材及其处理方法进行详细介绍，下面通过实施例进行描述。

参考图1－图8：本发明实施例提供了一种靶材，用于溅射在基板上形成各种功能薄膜，包括靶材本体100；靶材本体100上表面向其中心凹陷形成弧面凹槽110，以使靶材溅射时靶材原子均匀溅射在基板上。

本发明实施例提供了一种靶材，用于溅射在基板上形成各种功能薄膜，包括靶材本体100，根据靶材溅射时磁场的强弱，在靶材本体100上表面向其中心凹陷形成弧面凹槽110，以使靶材溅射时靶材原子均匀溅射在基板上，即溅射时靶材原子能够充分向中心聚集，然后靶材原子均匀射向基板，不会因为靶材本体100磁场强的地方快速溅射，直接射向基板，使基板上形成的功能膜厚度薄厚不均，可有效提高薄膜方块电阻的薄膜均匀性。

并且根据靶材溅射时的磁场强度，在磁场强的地方按照磁场的强弱增加靶材的厚度，即溅射速度快的地方材料厚，使磁场强度不同的地方处于相对稳定的消耗，避免溅射速度快的地方已经击穿，而溅射速度慢的地方还剩余下非常多的材料，因此能够最大程度的提高靶材的使用率。

要实现均匀的镀膜，就需要均匀的溅射出靶原子(或分子)，这就要求轰击靶材的离子是均匀的且是均匀的轰击的，由于离子在电场作用下加速轰击靶材，所以均匀轰击很大程度上依赖电场的均匀。而离子来源于被闭合的磁场束缚的电子在运动中不断撞击的工作气体，这就要求磁场均匀和工作气体均匀。但是实际的磁控溅射装置中，这些因素都是不均匀的；产生磁场强的位置，膜相对比较厚，反之就相对比较薄。因为在磁场强的地方，束缚的电子多，激发的离子就多，当然被溅射出的靶材就多，膜就厚，反之则相反。靶面上的每个点都对应基材上的一个面，即，从靶面上的一个点上被溅射出的原子(或分子)，不是被对应的镀到基材上的某一个点上，而是以一定的几率被镀到基材上的一个小面内的任意一点儿上。反过来，基材上某处被镀上的膜，是靶上的一个小面共同作用的结果；因此在溅射工作工程中通过弧形凹槽，可以使溅射出来的靶材原子能够充分向中心聚集，通过弧形凹槽的聚集调整溅射镀膜厚度的均匀性，提高薄膜方块电阻薄膜的均匀度。

本实施例的可选方案中，弧面凹槽110包括球面凹槽。

本实施例的可选方案中，弧面凹槽110包括波浪形凹槽。

本实施例的可选方案中，弧面凹槽110底面距靶材本体100上表面的距离为靶材本体100厚度的1/7－1/4。

本实施例的可选方案中，弧面凹槽110底面距靶材本体100上表面3－6mm。

根据实际情况不同，弧形凹槽的深度可以设置为靶材本体100厚度的1/7－1/4；具体的，弧形凹槽的深度可以设置为靶材本体100厚度的1/4，弧形凹槽的深度可以设置为靶材本体100厚度的1/5，弧形凹槽的深度可以设置为靶材本体100厚度的1/6，弧形凹槽的深度可以设置为靶材本体100厚度的1/7。

根据实际情况不同，弧面凹槽110底面距靶材本体100上表面3－6mm；具体的，弧面凹槽110底面距靶材本体100上表面3mm，弧面凹槽110底面距靶材本体100上表面4mm，弧面凹槽110底面距靶材本体100上表面5mm，弧面凹槽110底面距靶材本体100上表面6mm。

其中，为了更好的提高镀膜的均匀度，弧面凹槽110可以设置为球面凹槽，更好的提高靶材原子(或分子)的集聚度，使溅射出的靶材远离(或分子)均匀的溅射在基板上。

或者，弧面凹槽110可以设置为波浪形凹槽，根据靶材位于磁场内的强度，设置波浪形的起伏，使溅射出的靶材远离(或分子)均匀的溅射在基板上。

或者，弧面凹槽110设置为波浪形凹槽，并且波浪线凹槽整体向中心凹陷，提高镀膜的均匀性。

本实施例的可选方案中，靶材本体100底部设置有用于将靶材本体100安装到生产设备上的安装部。

本实施例的可选方案中，靶材还包括背板，靶材本体100固设在背板上，背板底部设置有安装部。

本实施例的可选方案中，靶材本体100包括第一靶材和第二靶材，第一靶材和第二靶材均固设在背板上，且第一靶材和第二靶材拼接形成一体。

本实施例的可选方案中，第一靶材一侧设置有滑槽，第二靶材一侧设置有与滑槽滑接的滑块。

通过设置第一靶材和第二靶材，并将第一靶材和第二靶材可拆卸地拼接于背板上，该装置不但能大幅度提高靶材的利用率，降低生产成本，而且能保证靶材材料沉积速率的稳定性，保证制造的薄膜不受污染；通过在上设有用于对第一靶材和第二靶材进行定位的定位结构，便于帮助工作人员定位第一靶材和第二靶材拼接时的中心位置，提高靶材固定的速度；在四个靶材及背板上均设有金属结构，并使靶材与背板通过金属结构焊接连接，便于通过控制金属结构的温度的改变，实现靶材与背板的重新固定或重新脱离；在背板上设有水路冷却系统，便于使背板持续保持较低的温度，防止离子源溅射靶材生产薄膜的过程中靶材与背板脱离。

具体的，第一靶材一侧设置有滑槽，第二靶材一侧设置有与滑槽配合的滑块，在安装第一靶材和第二靶材时，先在背板上涂抹定位第一靶材和第二靶材的粘结剂，然后在背板上拼接第一靶材和第二靶材，最后将将第一靶材和第二靶材同背板过金属结构焊接在一起，当第一靶材或和第二靶材击穿或因镀膜均匀度需要更换时，可以方便快捷的更换。

本发明实施例提供了一种靶材处理方法，包括以下步骤：获取靶材本体100上的磁场强度；在磁场强度大的地方根据磁场强度的情况增加靶材的厚度；靶材本体100的工作面向中心凹陷形成弧面凹槽110。

现有的技术都是将溅射靶材中心部位由平面变为凸起设计，这样最多可以控靶材溅射时薄膜方块电阻的薄膜均匀性中心厚、边缘薄的问题，但是在溅射后期靶材的表面起伏太大，造成溅射参数不达标，薄膜均匀度。

本发明至少一个实施例中，获取靶材本体100上的磁场强度；在磁场强度大的地方根据磁场强度的情况增加靶材的厚度；靶材本体100的工作面向中心凹陷形成弧面凹槽110。即根据靶材溅射时磁场的强弱，在靶材本体100上表面向其中心凹陷形成弧面凹槽110，以使靶材溅射时靶材原子均匀溅射在基板上，即溅射时靶材原子能够充分向中心聚集，然后靶材原子均匀射向基板，不会因为靶材本体100磁场强的地方快速溅射，直接射向基板，使基板上形成的功能膜厚度薄厚不均，可有效提高薄膜方块电阻的薄膜均匀性。并且根据靶材溅射时的磁场强度，在磁场强的地方按照磁场的强弱增加靶材的厚度，即溅射速度快的地方材料厚，使磁场强度不同的地方处于相对稳定的消耗，避免溅射速度快的地方已经击穿，而溅射速度慢的地方还剩余下非常多的材料，因此能够最大程度的提高靶材的使用率。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。