具有改性表面的溅射装置部件及其制造方法制造方法及图纸

一种在气相沉积设备中使用的溅射靶组件，该溅射靶组件包括：溅射表面；侧壁，与该溅射表面呈一角度从该溅射表面延伸；颗粒阱，该颗粒阱由沿侧壁定位的粗糙度形成并从该溅射表面径向延伸，其中颗粒阱的粗糙度具有宏观结构和微观结构。

Sputtering device member with modified surface and method for manufacturing the same

A sputtering target assembly for use in vapor deposition apparatus, the sputtering target assembly includes a sputtering surface; the side wall, there is an angle extending from the surface of the sputtering and sputtering surface; particle trap, the particle trap by roughness formed along the side wall positioning and extending radially from the sputtering surface, wherein particle trap roughness with macro and micro structure.

【技术实现步骤摘要】
具有改性表面的溅射装置部件及其制造方法
本专利技术涉及在溅射室中使用的颗粒阱及其制备方法。更具体地，本专利技术涉及在暴露于沉积环境的室部件上形成粗糙表面的特定方面。该粗糙表面可以形成在例如溅射靶或溅射靶组件上围绕溅射表面的表面上。
技术介绍
沉积方法用于形成跨过基板表面的材料膜。沉积方法可用于例如半导体制造工艺，以在集成电路结构和装置的制造中形成金属化层。适用于本申请的一个示例性沉积方法为物理气相沉积(“PVD”)。PVD方法例如包括溅射工艺。PVD溅射方法广泛用于在各种基板上形成材料薄膜。图1中示出了示例性物理气相沉积设备8的一部分的示意图。在一个构造中，溅射靶组件10包括背板12，该背板具有结合至该背板的靶14。基板18、诸如半导体材料圆片在PVD设备8内并提供成与靶14间隔。靶14的表面16是溅射表面或溅射面。如示出的，靶14设置在基板18的上方，并定位成使得表面16面向基板18。在操作中，溅射材料22从靶14的表面16移位并用于在基板18上形成涂层或薄膜20。在一些实施例中，合适的基板18包括在半导体制造中使用的圆片。在示例性的PVD工艺中，用能量轰击靶14直至原子从表面16释放到周围大气中，随后沉积在基板18上。在一个示例性的应用中，等离子溅射用于沉积薄金属膜到供电子器件使用的芯片或圆片上。靶14可由适用于PVD沉积工艺的任何金属形成。例如，靶14可包括铝，钒，铌，铜，钛，钽，钨，钌，锗，硒，锆，钼，铪和其合金以及其组合。当意图将此示例性金属或合金作为膜沉积在表面上时，靶14由期望的金属或合金形成，在PVD过程中金属原子将从该靶移出并沉积到基板18上。在沉积工艺中如果形成了颗粒，则可能会发生问题，因为该颗粒会落入到沉积膜中或落到沉积膜上，并破坏期望的薄膜性能。因此，期望开发一种溅射靶，在该溅射靶中，在沉积工艺过程中落到沉积材料上的颗粒数减少。
技术实现思路
在此还描述了一种在气相沉积设备中使用的溅射靶组件。该溅射靶组件具有溅射表面；与该溅射表面呈一角度从该溅射表面延伸的侧壁；以及颗粒阱，该颗粒阱由沿侧壁定位的粗糙度形成并从该溅射表面径向延伸。溅射靶组件在小于80埃的深度具有小于40％的碳原子浓度。在此还描述了一种用于物理气相沉积工艺的靶组件。该靶组件具有在第一平面中的溅射表面；第二平面中的外凸缘；过渡区，该过渡区环绕溅射表面并将溅射表面连接到外凸缘；和位于过渡区上的颗粒阱。颗粒阱具有带有宏观结构和微观结构的表面粗糙度。在此还描述了一种在溅射靶上形成颗粒阱的方法。该方法包括在第一平面中形成溅射表面；在围绕溅射表面的表面上形成表面粗糙度；机械地研磨表面粗糙度以形成宏观结构；和使用等离子蚀刻和化学蚀刻的至少一个来清洗溅射靶。在此同样限定了一种在溅射靶上形成颗粒阱的方法。该方法包括在第一平面中形成溅射表面；在围绕溅射表面的表面上形成宏观结构，其中宏观结构限定第一粗糙度。该方法进一步包括：机械地研磨宏观结构以形成微观结构，该微观结构限定了第二粗糙度；和使用等离子蚀刻和化学蚀刻的至少一个进一步研磨溅射靶。研磨后，宏观结构具有最终高度，该最终高度至少为宏观结构的初始高度的50％。虽然公开了多个实施例，但从示出和描述的本专利技术的例示性实施例的下文具体实施方式中，本专利技术的其它实施例对本领域的普通技术人员来说是明显的。因此，附图和具体实施方式将视为在本质上上例示性的，而不是限制性的。附图说明图1是物理气相沉积设备的一部分的示意图。图2是从顶部观察时溅射靶的示意图。图3是溅射靶的一个侧面的截面侧视图。图4是在形成颗粒阱之前靶表面的截面图。图5是具有表面粗糙度的溅射靶的侧表面的截面视图。图6是具有表面粗糙度的溅射靶的侧表面的截面视图。图7是颗粒阱粗糙度的近视图。图8是形成具有颗粒阱的溅射靶的方法的示例性流程图。图9是示出某些特征的颗粒阱的整体图像。图10是示出某些特征的颗粒阱的图像。图11是示出某些特征的颗粒阱的图像。图12是示出某些特征的颗粒阱的图像。图13A、13B和13C是已机械粗糙的颗粒阱的处于三个递增放大次序的图像。图14A、14B和14C是已机械粗糙和喷砂(bead-blasted)的颗粒阱的处于三个递增放大次序的图像。图15A、15B和15C是已机械粗糙、喷砂和化学研磨的颗粒阱的处于三个递增放大次序的图像。具体实施方式本专利技术涉及在沉积室中形成用于诱捕颗粒的阱的方法，并且在某些方面涉及在暴露至沉积条件的室部件上形成粗糙表面的方法。通常，一个或多个表面的一部分可整体变粗糙或机加工纹理以在溅射靶部件的表面上形成具有粗糙度的宏观结构。表面的选择部分可变粗糙，特别是形成靶的颗粒阱的溅射靶的一部分可具有形成的粗糙度，随后使用玻璃、金属、碳化物或氧化物粉末喷砂来变粗糙。可化学处理或等离子清洗溅射靶。用于颗粒阱的表面变粗糙的区域可在，例如靶的一个或多个位置上形成，例如在表面，斜面，凸缘，悬突，斜坡，底切，半径或边缘，或PVD室部件的任何一个上。在一些实施例中，本申请的方法可应用到由铝、钽、钴、铜、镁、镍、钨及合金(诸如，CuMn、WTi、NiPt、FeCoB、MgO、GeSbTe、GaAsTe、Si-GaAsTe或C-GeSbTe)中的任何一个制成的溅射靶。图2以整体构造示出了溅射靶30。如图2中所示，在俯视图中，溅射靶30通常具有溅射表面32，和凸缘34。在一些实施例中，溅射靶30通常是在第一平面中围绕中心轴线54的圆或圆形。溅射表面32同样是圆形，具有如从溅射靶30的中心轴线54径向向外测量的第一半径56。在一些实施例中，溅射表面32在第一平面中可以为大致平面的，该溅射表面从中心轴线54延伸并在径向方向向外延伸。在一些实施例中，溅射表面32不是平面的，并且可以在从中心轴线54向外的径向方向上具有一个凸或凹的表面。凸缘34可以为大致平的或平面的，例如，凸缘34可在第二平面上，其相对平行于溅射表面32的第一平面。凸缘34可在与溅射表面32的第一平面平行的平面上，但在沿中心轴线54的方向上与第一平面以一距离隔开。在一些实施例中，凸缘34可以在与溅射表面32的第一平面呈一角度的平面中。溅射表面32通过凸缘34在溅射室内保持就位。因此，溅射表面32连接到凸缘34，并且凸缘34螺栓连接或夹持到供使用的溅射设备的附加部件。在一些实施例中，在凸缘34和溅射表面32之间是一个中间区域，其具有例如斜坡36和侧壁40。斜坡36和溅射表面32相遇的地方是第一过渡点38。在一些实施例中，中间区域可具有侧壁40并且不具有斜坡36。在一些实施例中，斜坡36可比溅射表面32从中心轴线54径向向外延伸的更远，并具有第二半径。在一些实施例中，侧壁40可附接到斜坡36。如图3中溅射靶30的一部分的侧视图所示，在一些实施例中，溅射表面32的边缘在箭头33所示的第一平面中是相对平面的。凸缘34也可是相对平面的并在箭头35所示的第二平面中，该第二平面平行于第一平面但分开如平行于中心轴线方向所测量的距离55，该距离的方向在图3中由箭头54示出。沿溅射表面32外半径的是第一过渡点38，同样在第一平面中。第一过渡点38标记了溅射表面32与斜坡36相遇的位置。斜坡36从箭头54所示的中心轴线径向向外延伸，并在侧壁40处终止。在一些实施例中，侧壁40和斜坡36在第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在气相沉积设备中使用的溅射靶组件，该溅射靶组件包括：溅射表面；侧壁，该侧壁形成在第二表面上，与该溅射表面呈一角度从该溅射表面延伸；以及颗粒阱，该颗粒阱由第二表面上粗糙度形成，该颗粒阱从溅射表面径向延伸；其中，溅射靶组件在从溅射靶表面的小于80埃的深度具有小于40％的碳原子浓度。

【技术特征摘要】
2016.02.09 US 62/293245;2016.09.09 US 15/2612301.一种在气相沉积设备中使用的溅射靶组件，该溅射靶组件包括：溅射表面；侧壁，该侧壁形成在第二表面上，与该溅射表面呈一角度从该溅射表面延伸；以及颗粒阱，该颗粒阱由第二表面上粗糙度形成，该颗粒阱从溅射表面径向延伸；其中，溅射靶组件在从溅射靶表面的小于80埃的深度具有小于40％的碳原子浓度。2.如权利要求1所述的溅射靶组件，其中颗粒阱包括宏观结构和微观结构。3.如权利要求2所述的溅射靶组件，其中宏观结构限定具有第一高度的第一表面粗糙度并且微观结构限定具有第二高度的第二表面粗糙度，并且其中第二高度小于第一高度的一半。4.如权利要求1所述的溅射靶组件，其中颗粒阱包括喷砂表面，其已经受硝酸和氢氟酸的至少一个的化学蚀刻。5.如权利要求2所述的溅...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·金，P·K·昂德伍德，S·D·斯特罗瑟斯，M·D·佩顿，S·R·塞尔斯，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：美国,US