專利名稱：濺射靶的制造方法、濺射靶的洗滌方法、濺射靶及濺射裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及可以抑制起因于濺射物的附著而發(fā)生的粒子的發(fā)生 的賊射乾的制造方法、濺射靶的洗滌方法、濺射靶及濺射裝置。
背景技術：
高質量金屬膜的成膜方法之一有磁控濺射法。濺射法概略地說是
在真空中生成氬氣的等離子、使氬(Ar)離子沖擊固定在陰極電極上 的靶、將從靶的表面飛散的含有乾的構成原子的濺射粒子堆積在作為 成膜對象的基板上的成膜方法。磁控濺射法是還在靶的表面上形成磁 場，以在靶附近生成高密度等離子而謀求成膜速度高速化的成膜方法。
通常，靶粘接在作為陰極電極的背板的上。在磁控賊射法中，將 用于在靶表面形成磁場的永久磁鐵或電磁鐵配置在背板的背側。典型 的做法是，按照與靶的中心部分和周邊部分相比、使中心部分及周邊 部分的中間部分的磁場大那樣配置磁鐵。此時，濺射效率在把的中間 區(qū)域高，在靶的中心部分和周邊部分小。濺射效率高的區(qū)域比賊射效 率低的區(qū)域受到的侵蝕作用大。通常，如果將賊射效率高的區(qū)域稱為 腐蝕區(qū)域(侵蝕區(qū)域)的話，則可以將賊射效率低的區(qū)域稱為非腐蝕 區(qū)域(非侵蝕區(qū)域)(參照專利文獻l)。
在該磁控濺射法中，由腐蝕區(qū)域來的賊射粒子堆積在基板上而形 成薄膜。另一方面，其濺射粒子的一部分也堆積在靶表面的非腐蝕區(qū) 域上。此時，非腐蝕區(qū)域上的堆積物伴隨濺射的進行而厚度增大，因 自身的內(nèi)部應力而從靶表面剝離。從靶表面剝離的堆積物作為異物(粒 子)混入在基板上形成的薄膜中時，有時會導致嚴重的質量不良。
作為解決該問題的對策提出由噴射(也稱噴沙，blast)處理使靼的非腐蝕區(qū)域粗面化以提高堆積物的密合度的方法。例如，專利文獻
2記栽了噴射處理把表面而增加可連續(xù)生產(chǎn)的批數(shù)。另外，專利文獻3 公開了噴射處理靶表面時的噴射材料的更有效的硬度、粒徑。
專利文獻l:特開平7 - 90576號公報
專利文獻2:特開平4 - 301074號公報
專利文獻3:特開平7 - 316804號公報
但是，在只噴射處理靶的非腐蝕區(qū)域時，存在不能充分抑制堆積 物從靶表面剝離的問題。
也就是說，通過對靶表面的噴射處理，雖然抑制了附著在靶表面 的堆積物的剝離、降低了正常的粒子的發(fā)生，但是卻存在堆積物與靶 表面的密合度不穩(wěn)定、屢屢突發(fā)地發(fā)生多量的粒子的情況。而且存在 該突發(fā)發(fā)生的粒子對膜質有重大影響從而降低合格率的問題。
發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上情況，本發(fā)明的目的在于，提供可以降低突發(fā)的粒子的 發(fā)生、實現(xiàn)膜質和薄膜制造效率提高的濺射靶的制造方法、濺射靼的 洗涂方法、濺射靼和濺射裝置。
在解決以上課題時，本發(fā)明人銳意研究的結果發(fā)現(xiàn)，突發(fā)地發(fā)生 的多量的粒子是由于附著在殘留于靶表面的噴射材料上的堆積物剝離 造成的，從而完成了本發(fā)明。
也就是說，本發(fā)明的濺射靶的制造方法是磁控管濺射裝置用濺射 靶的制造方法，準備靶本體，噴射處理所述靶本體表面的非腐蝕區(qū)域， 超聲波洗滌所述非腐蝕區(qū)域，蝕刻所述超聲波洗滌過的所述非腐蝕區(qū) 域或者用洗滌液噴洗，再次超聲波洗滌所述非腐蝕區(qū)域。
在本發(fā)明中，噴射處理靶本體表面的非腐蝕區(qū)域(噴射處理區(qū)域) 后，首先由超聲波洗滌來洗滌靶本體的表面。藉此，可以除去殘留在 非腐蝕區(qū)域的噴射材料中對于靶本體的附著力比較弱的噴射材料。
這里，所謂"非腐蝕區(qū)域，，是指本發(fā)明的濺射乾在實際使用時表 現(xiàn)的腐蝕區(qū)域以外的區(qū)域。在以下的說明中也是同樣的。非腐蝕區(qū)域不只限于濺射靶的屬于所述腐蝕區(qū)域的表面部分，還包括濺射靶的側 面。
然后，蝕刻或者噴洗超聲波洗滌過的非腐蝕區(qū)域。該工序通過由 蝕刻處理使噴射材料和靶本體的邊界部分少量溶化、或者通過由噴洗 賦予噴射材料以物理的沖擊，而使殘留在非腐蝕區(qū)域的噴射材料和靶 本體之間的附著力減弱。
其后，再次超聲波洗滌非腐蝕區(qū)域。藉此，可以容易地除去對于 靶本體附著力減弱的噴射材料。
通過以上的一系列處理，由于殘留在靶本體的非腐蝕區(qū)域上的噴 射材料的除去效率提高，所以可以得到具有潔凈表面狀態(tài)的非腐蝕區(qū) 域的濺射靶。藉此，可以抑制了起因于殘留在非腐蝕區(qū)域的噴射材料 的突發(fā)的多量的粒子的發(fā)生，形成穩(wěn)定的薄膜形成過程和高質量的濺 射薄膜。
在本發(fā)明中，所述噴射處理的工序使所述非腐蝕區(qū)域的表面粗糙
度(算術平均表面粗糙度Ra)粗面化至ljam以上4Mm以下。這 是由于Ra低于lnm時，幾乎沒有由噴射處理產(chǎn)生的效果，而Ra超過 4)am時，靶表面的高低差別過大，堆積物的密合度降低。
在本發(fā)明中，超聲波洗滌所述非腐蝕區(qū)域的工序以外加18kHz以 上WkHz以下的頻率的超聲波的洗涂液的射流洗滌所述非腐蝕區(qū)域。 這是由于外加了所述頻率范圍的超聲波的洗滌液，由氣蝕的發(fā)生導致 洗滌效果高。
另外，本發(fā)明的濺射靶洗滌方法是對表面的至少一部分實施了噴 射處理的濺射靶洗滌方法，超聲波洗滌所述濺射耙的噴射處理區(qū)域， 蝕刻所述超聲波洗滌過的所述噴射處理區(qū)域或者用洗滌液噴洗，再次 超聲波洗滌所述噴射處理區(qū)域。
按照以上那樣制造或洗滌的賊射乾具備
靶本體，
構成所述靶本體的表面的一部分、通過賊射凈皮侵蝕的腐蝕區(qū)域，和 構成所述靶本體表面的其它的一部分、表面粗糙度(Ra)是ljum以上4jum以下、而且每1平方厘米中與圓相當?shù)闹睆絣Oiam以上的 噴射材料的個數(shù)在4個以下的非腐蝕區(qū)域。
在本發(fā)明的濺射靼中，被噴射處理粗面化的非腐蝕區(qū)域具有潔凈 的表面狀態(tài)。藉此，可以抑制起因于殘留在非腐蝕區(qū)域的噴射材料的 突發(fā)的多量的粒子的發(fā)生，形成穩(wěn)定的薄膜形成過程和高質量的濺射 薄膜。
在本發(fā)明中，靶本體的構成材料包括金屬元素或以其作為主成分 的合金。作為金屬材料可以舉出鈦(Ti)、鋁(Al)、銅(Cu)、鎳 (Ni )、鈷(Co )、鉭(Ta )、金(Au )、銀(Ag )、鉻(Cr )、鈮 (Nb)、鉑(Pt)、鉬(Mo)、鴒(W)。對此沒有限定。
另一方面，本發(fā)明的濺射裝置具備真空槽、設置在所述真空槽內(nèi) 部的基板支持臺、與所述基板支持臺對向配置的濺射靶和在所述'減射 靶的表面形成磁場分布的磁路；該、減射乾具有把本體，構成所述耙 本體的表面的一部分、通過'減射被侵蝕的腐蝕區(qū)域，和構成所述耙本 體表面的其它的一部分、表面粗糙度 (Ra)是ljam以上4jLim以下、 而且每1平方厘米中與圓相當?shù)闹睆絣Opm以上的噴射材料的個數(shù)在 4個以下的非腐蝕區(qū)域。
在本發(fā)明的濺射裝置中，濺射靶的非腐蝕區(qū)域具有潔凈的表面狀 態(tài)。藉此，可以抑制起因于殘留在非腐蝕區(qū)域的噴射材料的突發(fā)的多 量的粒子的發(fā)生，形成穩(wěn)定的薄膜形成過程和高質量的'減射薄膜。
如上所述那樣，按照本發(fā)明，可以抑制起因于殘留在非腐蝕區(qū)域
的噴射材料的突發(fā)的多量的粒子的發(fā)生。藉此，可以形成穩(wěn)定的薄膜 形成過程和高質量的賊射薄膜。
圖l是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的濺射裝置的概略構成圖。 圖2是概略地表示根據(jù)本發(fā)明的實施方式的濺射靶的立體圖。 圖3是說明根據(jù)本發(fā)明實施方式的濺射乾制造方法或洗滌方法的 工序流程圖。圖4是本發(fā)明實施方式中的乾本體的超聲波洗滌^^置的概略構成圖. 圖5是表示本發(fā)明實施例的實驗結果的圖表。 圖6是表示本發(fā)明的比較例的實驗結果的圖表。
1真空排氣管
2氣體管
3真空槽
4'減射陰極
5支持臺
6把(濺射靶)
6a腐蝕區(qū)域
6b非腐蝕區(qū)域
7背板
8絕緣板
9框架
10接地護革
11軛鐵[3 —夕(yoke)]
12a、12b 磁鐵
13洗滌槽
14洗滌液
15泵
16管
17超聲波振蕩器
20濺射裝置
60乾本體
S基板
具體實施例方式
以下參照
本發(fā)明實施方式。另外，本發(fā)明對以下的實施 方式?jīng)]有限定，根據(jù)本發(fā)明的技術思想可以有種種變形。圖l是根據(jù)本發(fā)明實施方式的磁控管方式的濺射裝置20的概略構 成圖。本實施方式的濺射裝置20具有設真空排氣管1和氣體管2的真 空槽3。真空泵(圖示略)與真空排氣管1連接。氣體管2向真空槽3 的內(nèi)部導入過程(process )用氣體(氫、氧或者氮、氬等的惰性氣體、 反應氣體等)。在真空槽3的內(nèi)部設置濺射陰極4和在與其對向的位 置上用于支持半導體晶片或玻璃基板等的基板S的支持臺5。真空槽3 和支持臺5與地電位連接。
濺射陰極4具有濺射靶(以下也簡稱"靶")6、背板7、絕緣板 8、框架9和接地護軍10。
耙6與背板7粘接。背板7介由絕緣板8固定在框架9上。在背
背板7連-接規(guī)定的高電壓的負電位源或者高頻電力源，、框架9使真空 槽3介于其間而與地電位連接。在靶6的周圍設置防止背板7、絕緣 板8和框架9被濺射的接地護革10。接地護軍10固定在框架9上。
在背板7的與靶6相反側的面即背面?zhèn)壬显O置用于在靶6的表面 上形成磁場分布的磁路21。該磁路21由軛鐵11、配置在軛鐵11上的 環(huán)狀永久磁鐵12a、配置在它的中央的棒狀的永久磁鐵12b構成。磁 鐵12a和磁鐵12b相對于背板7以互相不同的極性的磁極對向而配置。 其結果，在耙6的表面上形成圖1所示的磁力線M。該例中，在磁鐵 12a及12b所對向的靶6的中心部和周邊部之間的中間區(qū)域上形成與 靶表面平行的磁場。
由以上構成的濺射裝置IO介由氣體管2向排氣至規(guī)定真空度的真 空槽3的內(nèi)部導入氬氣。在背板7上施加規(guī)定負電位的高電壓或者高 頻電，藉此，在靶6和支持臺5之間形成氬等離子。氬離子以高速沖 擊把6的表面，放出含有乾6的構成材料的原子的粒子(濺射粒子)。 由把6表面放出的濺射粒子附著在對向的基板S的表面上，形成薄膜。
另外，在與靶6的表面平行的磁場成分中由二次電子產(chǎn)生的氬原 子的沖擊頻率被提高。藉此，可以提高等離子密度，提高靶6的濺射 效率，實現(xiàn)成膜速度的高速化。根據(jù)靶6表面的等離子密度分布，與乾6表面的中心部分和周邊 部分相比，它們的中間部分的等離子密度升高。等離子密度高的區(qū)域 與等離子密度低的區(qū)域相比，靶6的濺射效率高。因此，如圖2所示， 在靶6的表面上形成濺射效率高的腐蝕區(qū)域6a和濺射效率低的非腐蝕 區(qū)域6b。非腐蝕區(qū)域6b在與靶6的表面的中心部分和周邊部對應的 位置上、腐蝕區(qū)域6a在與靶6的中間部分對應的位置(圖2網(wǎng)格部分) 上環(huán)狀地形成。
在該磁控濺射法中，通過來自腐蝕區(qū)域6a的濺射粒子堆積在基板 S上而形成薄膜。另一方面，該濺射粒子的一部分也堆積在乾表面的 非腐蝕區(qū)域6b上。此時，伴隨著濺射的進行，非腐蝕區(qū)域6b上的堆 積物的厚度增大，因自身的內(nèi)部應力從靶表面剝離。從耙表面剝離的 堆積物作為異物(粒子)混入在基板S上形成的薄膜中時，會導致嚴 重的質量不良的情況發(fā)生。
為了防止該問題，通過噴射處理使把6的非腐蝕區(qū)域粗面化而抑 制濺射粒子的堆積物剝離的方法是有效的。但是，雖然通過非腐蝕區(qū) 域的噴射處理可以降低粒子的發(fā)生頻率，但是卻不能抑制突發(fā)的粒子 的發(fā)生。根據(jù)本發(fā)明人的見解，其原因在于，附著在殘留于非腐蝕區(qū) 域的噴射材料上的堆積物發(fā)生了剝離。
因此，在本實施方式中，要極力排除殘留在靶表面的噴射材料， 避免突發(fā)的粒子的發(fā)生，實現(xiàn)高質量的薄膜形成。以下說明由本發(fā)明 實施方式進行的靶的制造方法。
圖3是說明靶的制造方法的工序流程圖。本實施方式的靶的制造 方法具有準備靶本體的工序、噴射處理靶本體表面的非腐蝕區(qū)域的 工序(ST1)、超聲波洗滌噴射處理過的非腐蝕區(qū)域的工序(ST2)、 蝕刻超聲波洗滌過的非腐蝕區(qū)域的工序(ST3 )和再次超聲波洗滌非腐 蝕區(qū)域的工序(ST4)。
首先，準備規(guī)定大小、厚度的靶本體。靶本體的形狀可以使用圓 形、橢圓形、長孔形、正方形、長方形等的任意的幾何學形狀。耙本體由金屬元素或者以其作為主成分的合金的成形體或者燒結體構成。
作為金屬元素可以舉出鈦(Ti)、鋁(Al)、銅(Cu)、鎳(Ni)、 鈷(Co)、鉭(Ta )、金(Au)、銀(Ag )、鉻(Cr )、鈮(Nb)、 鉑(Pt)、鉬(Mo)、鎢(W),但對其沒有限定。 [噴射處理工序(ST1)]
在該工序中，通過噴射處理使靶本體的與非腐蝕區(qū)域相對應的區(qū) 域(以下簡單稱為"非腐蝕區(qū)域")粗面化。通過預先用光致抗蝕劑 等的保護材料、其他的掩模材料掩蔽靶本體的與腐蝕區(qū)域相對應的區(qū) 域(以下簡稱為"腐蝕區(qū)域")選擇地噴射處理非腐蝕區(qū)域。以下， 將該噴射處理過的非腐蝕區(qū)域稱為"噴射處理區(qū)域"。噴射處理區(qū)域 不限定于靶6的表面，也包括其側周面。
噴射處理工序的結果所得到的被處理面的表面粗糙度(算術平均 表面粗糙度Ra)例如是ljLim以上4jnm以下。這是由于，Ra低于1 jLim時，幾乎沒有由噴射處理產(chǎn)生的效果，而Ra超過4pm時，靶表 面的高低差別過大，堆積物的密合度降低。由噴射材料的粒徑、噴射 壓力、處理時間等來調(diào)整表面粗糙度。根據(jù)乾的材質和用途從SiC、 玻璃珠、氧化鋁等中選擇噴射材料。
因噴射處理被噴射的噴射材料的一部分附著或者刺進噴射處理區(qū) 域等而殘留。噴射處理后，有通過向噴射處理區(qū)域吹空氣可以除去的 噴射材料，但是附著強度高的噴射材料照原樣殘留。
除去殘留在噴射處理區(qū)域的噴射材料的方法有超聲波洗滌。但是 根據(jù)本發(fā)明人的實驗可以判明，僅用該超聲波洗滌，殘留在噴射處理 區(qū)域的噴射材料的除去效果低。也就是說，可以確認，用頻率30 ~ 50kHz的超聲波洗滌時，附著或者固著在噴射處理區(qū)域的表面上的噴 射材料的除去效果高，與此相對，刺進噴射處理區(qū)域的表面內(nèi)部的噴 射材料仍不能除去而繼續(xù)殘留。而且發(fā)現(xiàn)，堆積在該殘留的噴射材料 上的膜與直接堆積在噴射處理過的靶本體的表面上的膜相比容易剝 離，這成為突發(fā)粒子發(fā)生的原因。
因此，在本實施方式中，按照下述那樣洗滌噴射處理區(qū)域，可以得到噴射材料的殘留量少、潔凈度高的濺射靶。
該工序是超聲波洗滌靶本體的噴射處理區(qū)域。在該工序中，用外 加超聲波的洗滌液的射流洗滌該噴射處理區(qū)域。超聲波的頻率是因氣 蝕的發(fā)生帶來的洗滌效果高的18kHz以上19kHz以下的范圍。
圖4表示靶本體超聲波洗滌工序中所用的洗滌裝置的概略構成。 在該例中，將靶本體60浸漬在洗滌槽13內(nèi)的洗涂液14中，用超聲波 振蕩器17振動該洗滌槽13，用泵15的驅動借助于管16使洗滌液14 循環(huán)。而且用壓送到洗滌槽13內(nèi)的洗滌液14的射流洗滌靶本體60 的噴射處理區(qū)域。
在該工序中，由洗滌液14的噴流和低頻超聲波洗滌時發(fā)生的氣蝕 的沖擊波可以除去附著或者固著在靶本體60的噴射處理區(qū)域上的殘 留的噴射材料，賦予刺進噴射處理區(qū)域的殘留噴射材料以物理的沖擊。
然后，對超聲波洗滌過的噴射處理區(qū)域進行蝕刻。蝕刻使用濕式 蝕刻法。根據(jù)噴射材料和靶本體的構成材料等適宜選擇蝕刻液，使用 適宜的酸或者堿系水溶液。處理方法可以使用浸漬法、涂布法等的方 法。在本實施方式中，將靶本體浸漬在氟硝酸水溶液中來蝕刻噴射處 理區(qū)域。對于處理時間沒有特別的限定，但是取為使噴射處理區(qū)域的 規(guī)定的面粗糙度不發(fā)生大的變化的程度。蝕刻后，用水洗或者熱水洗 洗滌把本體。
該工序使刺進靶本體表面的噴射材料和靶本體之間的邊界部分少 量熔化，使噴射材料相對于靶本體的物理嵌入減弱。藉此，可以除去 前面超聲波洗滌工序中不能除去的殘留的噴射材料，或者使噴射材料 相對于靶本體的附著力減弱。
另外，通過向噴射處理區(qū)域噴吹高壓水也可以得到與蝕刻處理的 效果同樣的效果。因此，也可以采用由高壓洗滌液進行的噴洗洗滌工 序來代替所述蝕刻處理工序。此時，具體地說，可以使用200 ~ 300kgf/cm2、水量20~ 30L/min的高壓水。[超聲波洗滌工序(ST4 )]
最后，再超聲波洗滌噴射處理區(qū)域。在該工序中，可以釆用與上 述第1次的超聲波洗滌工序(ST2)同樣的處理條件。即，使用圖4 所示的洗滌裝置，以200 ~ 300kPa的壓力使外加了頻率18kHz以上 19kHz以下超聲波的洗滌液的射流洗滌噴射處理區(qū)域。
通過該工序可以效率良好地除去由先前的蝕刻處理工序(或者利 用高壓洗涂水的噴洗工序)而對靶本體表面的物理的嵌入力已松弛的 殘留噴射材料。其結果，可以除去基本全部殘留在噴射處理區(qū)域的噴 射材料。
另外，該超聲波洗滌工序既可以在除去覆蓋靶本體表面的掩模材 料的狀態(tài)下實施，也可以在不除去掩模材料下實施。在除去掩模材料 的狀態(tài)下實施該超聲波洗滌工序時，掩模材料可以在蝕刻工序(ST3) 后除去。
如上所述，按照本實施方式，在噴射處理后通過由第1次超聲波 洗滌、蝕刻(或者噴洗洗滌)和第2次超聲波洗滌的組合構成的多步 驟洗滌工序，可以效率良好地除去殘留在靶本體表面的噴射處理區(qū)域 的噴射材料。
按照以上這樣可以制造濺射靶6，該濺射靶6具備靶本體60， 構成靼本體60的表面的一部分、通過濺射被侵蝕的腐蝕區(qū)域，和構成 靶本體60表面的其它的一部分、表面粗糙度(Ra)是lnm以上4ii m以下、而且每1平方厘米中與圓相當?shù)闹睆絣Oum以上的噴射材料 的個數(shù)在4個以下的非腐蝕區(qū)域。
由于本實施方式的靶6，其非腐蝕區(qū)域6b的表面粗糙度在ljum 以上4jLim以下的范圍內(nèi)形成，所以能夠提高與濺射物的密合性，抑制 該濺射物的剝離。另外，由于可以將每1平方厘米中與圓相當?shù)闹睆?10jum以上的噴射材料的個數(shù)抑制在4個以下，所以可以大幅度地降 低由附著在殘留噴射材料上的濺射物的剝離造成的突發(fā)的多量的粒子 的發(fā)生頻率。藉此，可以形成穩(wěn)定的薄膜形成過程和高質量的濺射薄 膜。實施例
以下說明本發(fā)明的實施例，但是本發(fā)明不限于以下的實施例。 (實施例1 )
準備直徑250mm、厚度6mm的鈦(純度5N)制圃形的乾本體。而 且噴射處理靶本體中心部的直徑30mm以下的區(qū)域、距靶本體周邊部 5mm以內(nèi)的區(qū)域和粑本體的側周部。這些區(qū)域以外的區(qū)域進行掩蔽， 不受噴射處理的影響。
噴射處理條件如下
.噴射材料粒徑100 300 ym的SiC粒子 乾本體和噴嘴間的距離15 Omm 空氣壓力4. 5kg/cm2
噴射處理后噴吹空氣，除去靶本體表面(包括側周面)的噴射材 料后，超聲波洗滌乾本體。在該工序中，用泵(250kPa)使純水洗滌 液循環(huán)作為射流，同時進行5分鐘19kHz的超聲波洗滌。然后將超聲 波洗滌過的靶本體浸漬在含有3%氫氟酸(體積比)和10%硝酸(體 積比)的水溶液中3分鐘后，進行水洗和熱水洗，除去附著在靶本體 上的酸。接著，除去掩模，用泵(250kPa)使純水洗滌液循環(huán)作為射 流、同時進行5分鐘19kHz的超聲波洗滌后，將靶本體從洗滌槽中提 起，進行千燥處理。
然后，按以下順序評價經(jīng)過以上那樣多步驟洗滌處理而制造的濺 射靶。
首先，用測定機測定靶的噴射處理區(qū)域的表面粗糙度。其結果是 表面粗糙度Ra = 2. 5jLim。然后，用金相顯微鏡觀察靶的噴射處理區(qū)域， 計測殘留噴射材料的個數(shù)。其結果是，每lcm2中與圓相當?shù)闹睆?0 jjm以上的個數(shù)平均是l個。另夕卜，使該把與背板接合構成濺射陰極。 而且將該濺射陰極組裝在磁控管濺射裝置中進行濺射試驗，觀察膜中 粒子的發(fā)生狀況。將評價結果示于圖5。
濺射條件如下 .氣體及壓力Ar氣、0. 5Pa 功率7kW
膜厚500A (埃)
濺射膜在5英寸的Si晶片上形成。對膜中0. 2 jam以上大小的粒 子進行計數(shù)，粒子數(shù)取為第10、 20、 30、 40、 50、 60、 70、 80、 90 和100批的各計數(shù)值的平均值。測定的結果為，5英寸晶片上的平均 粒子數(shù)是2個。另外，計數(shù)是平均值2倍以上的數(shù)的突發(fā)的粒子的發(fā) 生次數(shù)是0次。 (實施例2 )
除了將噴射材料的空氣壓力取為4. 1kg/ci^以外，在與實施例1 同樣的洗滌處理條件下制造濺射靶。其后，與實施例l進行同樣的評 價。評價結果示于圖5。表面粗糙度Ra-1.2Mm，殘留噴射材料的平 均個數(shù)每lcm2是l個，平均粒子數(shù)是2個，突發(fā)的粒子發(fā)生次數(shù)是l 次。
(實施例3)
除了將噴射材料的粒徑取為200 400jLim、空氣壓力取為 4. 9kg/cm2、蝕刻時間取為2分鐘以外，在與實施例1同樣的洗滌處理 條件下制造濺射靶。其后，與實施例1進行同樣的評價。評價結果示 于圖5。表面粗糙度Ra=3.8jam，殘留噴射材料的平均個數(shù)每lcm2 是2個，平均粒子數(shù)是2個，突發(fā)的粒子發(fā)生次數(shù)是l次。 (實施例4)
除了將噴射材料的粒徑取為200 400 nm、空氣壓力取為 4. 7kg/cm2、蝕刻時間取為2分鐘以外，在與實施例1同樣的洗滌處理 條件下制造濺射靶。其后，與實施例1進行同樣的評價。評價結果示 于圖5。表面粗糙度Ra-3.5jLim，殘留噴射材料的平均個數(shù)每lcm2 是3個，平均粒子數(shù)是l個，突發(fā)的粒子發(fā)生次數(shù)是0次。 (實施例5 )
除了將粑本體的材質取為鋁、噴射材料的空氣壓力取為4. 6kg/cm2 以外，在與實施例1同樣的洗滌處理條件下制造濺射靶。其后，與實 施例1進行同樣的評價。評價結果示于圖5。表面粗糙度Ra-2. 8|um，殘留噴射材料的平均個數(shù)每lcm2是l個，平均粒子數(shù)是2個，突發(fā)的 粒子發(fā)生次數(shù)是0次。 (實施例6 )
除了噴射處理后以噴出壓力200kgf/cm2、水量20L/min進行高壓 水洗滌代替蝕刻處理以外，在與實施例1同樣的洗滌處理條件下制造 濺射靶。其后，與實施例l進行同樣的評價。評價結果示于圖5。表 面粗糙度Ra = 2. ljam，殘留噴射材料的平均個數(shù)每1^2是3個，平 均粒子數(shù)是3個，突發(fā)的粒子發(fā)生次數(shù)是O次。 (實施例7 )
除了將噴射材料的粒徑取為200 - 400 jum、空氣壓力取為 4. 7kg/cm2、高壓水洗滌液的噴出壓力取為250kgf/cn^以外，在與實施 例6同樣的洗滌條件下制造濺射靶。其后，與實施例1進行同樣的評 價。評價結果示于圖5。表面粗糙度Ra-3. 5pm，殘留噴射材料的平 均個數(shù)每lcm2是4個，平均粒子數(shù)是2個，突發(fā)的粒子發(fā)生次數(shù)是O 次。
(實施例8 )
除了將靶本體的材質取為銅、噴射材料的空氣壓力取為 4. 3kg/cm2、蝕刻時間取為2分鐘以外，在與實施例1同樣的洗滌處理 條件下制造濺射靶。其后，與實施例1進行同樣的評價。評價結果示 于圖5。表面粗糙度Ra-2. Ojum，殘留噴射材料的平均個數(shù)每lcm2 是2個，平均粒子數(shù)是2個，突發(fā)的粒子發(fā)生次數(shù)是O次。 (實施例9 )
除了將靶本體的材質取為鎳、噴射材料的粒徑取為200 400 "m、 空氣壓力取為4. 3kg/cn^以外，在與實施例1同樣的洗滌處理條件下 制造濺射靶。其后，與實施例l進行同樣的評價。評價結果示于圖5。 表面粗糙度Ra-3. Onm，殘留噴射材料的平均個數(shù)每1(^2是2個， 平均粒子數(shù)是2個，突發(fā)的粒子發(fā)生次數(shù)是O次。 (實施例10)
除了將耙本體的材質取為鈷、噴射材料的空氣壓力取為4. 3kg/cm2、蝕刻時間取為2分鐘以外，在與實施例1同樣的洗滌處理 條件下制造濺射靶.其后，與實施例l進行同樣的評價，評價結果示 于圖5。表面粗糙度Ra-2. 3jam，殘留噴射材料的平均個數(shù)每lcm2 是1個，平均粒子數(shù)是2個，突發(fā)的粒子發(fā)生次數(shù)是l次。 (實施例11)
除了將靶本體的材質取為鉭、噴射材料的空氣壓力取為4. 3kg/cm2 以外，在與實施例1同樣的洗滌處理條件下制造'減射靼。其后，與實 施例1進行同樣的評價。評價結果示于圖5。表面粗糙度Ra-2. 5pm， 殘留噴射材料的平均個數(shù)每lcm2是3個，平均粒子數(shù)是2個，突發(fā)的 粒子發(fā)生次數(shù)是0次。 (實施例12)
除了將靶本體的材質取為金、噴射材料的空氣壓力取為 4. 3kg/cm2、噴射處理后以噴出壓力200kgf/cm2、水量20L/min進行高
壓水洗滌代替蝕刻處理以外，在與實施例1同樣的洗滌處理條件下制 造濺射靶。其后，與實施例1進行同樣的評價。評價結果示于圖5。 表面粗糙度Ra-2. 5nm，殘留噴射材料的平均個數(shù)每lcm2是2個， 平均粒子數(shù)是2個，突發(fā)的粒子發(fā)生次數(shù)是O次。 (實施例13)
除了將靶本體的材質取為銀、噴射處理后以噴出壓力200kgf/cm2、 水量20L/min進行高壓水洗滌代替蝕刻處理以外，在與實施例1同樣 的洗滌處理條件下制造濺射靶。其后，與實施例l進行同樣的評價。 評價結果示于圖5。表面粗糙度Ra-3. Ojim，殘留噴射材料的平均個 數(shù)每lcm2是2個，平均粒子數(shù)是3個，突發(fā)的粒子發(fā)生次數(shù)是O次。 (實施例14)
除了將靶本體的材質取為鉻、噴射材料的空氣壓力取為 4. 3kg/cm2、噴射處理后以噴出壓力200kgf/cm2、水量20L/min進行高 壓水洗滌代替蝕刻處理以外，在與實施例1同樣的洗滌處理條件下制 造濺射靶。其后，與實施例1進行同樣的評價。評價結果示于圖5。 表面粗糙度Ra = 2. 8jum，殘留噴射材料的平均個數(shù)每1(^2是1個，平均粒子數(shù)是2個，突發(fā)的粒子發(fā)生次數(shù)是l次。 (實施例15)
除了將靶本體的材質取為鈮、噴射材料的空氣壓力取為 4. 3kg/cm2、噴射處理后以噴出壓力200kgf/cm2、水量20L/min進行高 壓水洗滌代替蝕刻處理以外，在與實施例1同樣的洗滌條件下制造濺 射靶。其后，與實施例1進行同樣的評價。評價結果示于圖5。表面 粗糙度Ra-2. 5pm，殘留噴射材料的平均個數(shù)每1^2是1個，平均 粒子數(shù)是l個，突發(fā)的粒子發(fā)生次數(shù)是O次。 (實施例16)
除了將靶本體的材質取為鉑、噴射材料的空氣壓力取為 4. 3kg/cm2、噴射處理后以噴出壓力200kgf/cm2、水量20L/min進行高 壓水洗滌代替蝕刻處理以外，在與實施例1同樣的洗滌條件下制造濺 射靶。其后，與實施例1進行同樣的評價。評價結果示于圖5。表面 粗糙度Ra-2， 5jam，殘留噴射材料的平均個數(shù)每1(^2是3個，平均 粒子數(shù)是1個，突發(fā)的粒子發(fā)生次數(shù)是O次。 (實施例17)
除了將靶本體的材質取為鉬、噴射材料的空氣壓力取為4. 3kg/cm2 以外，在與實施例1同樣的洗滌處理條件下制造濺射靶。其后，與實 施例1進行同樣的評價。評價結果示于圖5。表面粗糙度Ra = 2. 3pm， 殘留噴射材料的平均個數(shù)每lcin2是2個，平均粒子數(shù)是l個，突發(fā)的 粒子發(fā)生次數(shù)是O次。 (實施例18)
除了將乾本體的材質取為鴒、噴射材料的粒徑取為200 ~ 400jLim、 空氣壓力取為4. 3kg/cm、乂外，在與實施例1同樣的洗滌處理條件下 制造濺射靶。其后，與實施例l進行同樣的評價。評價結果示于圖5。 表面粗糙度Ra = 2. 7|im，殘留噴射材料的平均個數(shù)每lcm2是2個， 平均粒子數(shù)是l個，突發(fā)的粒子發(fā)生次數(shù)是O次。 (比較例1)
除了將噴射材料的粒徑取為300 ~ 500 "m、空氣壓力取為5. 3kg/cm'以外，在與實施例1同樣的洗滌處理條件下制造濺射粑.其 后，與實施例l進行同樣的評價。評價結果示于圖6。表面粗糙度Ra -4.8Mm，殘留噴射材料的平均個數(shù)每lcm2是2個，平均粒子數(shù)是10 個，突發(fā)的粒子發(fā)生次數(shù)是4次 (比較例2 )
除了將噴射材料的粒徑取為300 ~ 500 pm、空氣壓力取為 4. 6kg/cW以外，在與實施例1同樣的洗滌處理條件下制造'減射耙。其 后，與實施例l進行同樣的評價。評價結果示于圖6。表面粗糙度Ra =4. 5 jn m,殘留噴射材料的平均個數(shù)每lcm2是1個，平均粒子數(shù)是12 個，突發(fā)的粒子發(fā)生次數(shù)是4次。 (比較例3 )
除了將噴射材料的空氣壓力取為4.1kg/cm2、蝕刻時間取為l分鐘 以外，在與實施例1同樣的洗滌處理條件下制造濺射靶。其后，與實 施例1進行同樣的評價。評價結果示于圖6。表面粗糙度Ra-l. 2nm， 殘留噴射材料的平均個數(shù)每lcm2是8個，平均粒子數(shù)是12個，突發(fā) 的粒子發(fā)生次數(shù)是3次。 (比較例4 )
除了將噴射材料的粒徑取為200 ~ 400jam、噴射處理后不進行蝕 刻處理，只進行超聲波洗滌以外，在與實施例1同樣的洗滌條件下制 造賊射靶。其后，與實施例l進行同樣的評價。評價結果示于圖6。 表面粗糙度Ra-3. 5jLim，殘留噴射材料的平均個數(shù)每lcffl2是15個， 平均粒子數(shù)是15個，突發(fā)的粒子發(fā)生次數(shù)是4次。 (比較例5 )
不進行噴射處理，制作鈦制靶本體后只進行超聲波洗滌。超聲波 洗滌的處理條件取為與實施例1同樣的條件。評價結果示于圖6。表 面粗糙度Ra = 0.5nm，殘留噴射材料的平均個數(shù)每1(^2是0個，平 均粒子數(shù)是13個，突發(fā)的粒子發(fā)生次數(shù)是4次。 (比較例6 )
除了將噴射材料的粒徑取為200 ~ 400 pi m、空氣壓力取為4. 6kg/cm2、將噴射處理后的超聲波洗滌和蝕刻處理后的超聲波洗滌的 外加超聲波頻率分別取為30kHz以外，在與實施例1同樣的洗滌處理 條件下制造濺射靶。其后，與實施例1進行同樣的評價。評價結果示 于圖6。表面粗糙度Ra-3.2jam，殘留噴射材料的平均個數(shù)每lcm2 是9個，平均粒子數(shù)是10個，突發(fā)的粒子發(fā)生次數(shù)是4次。 (比較例7 )
除了將噴射材料的空氣壓力取為4. 4kg/cm2、將噴射處理后的超聲 波洗滌的外加超聲波頻率取為30kHz、以噴出壓力250kgf/cm2、水量 20L/min進行高壓水洗滌代替蝕刻處理、將高壓水洗滌后的超聲波洗 滌的外加超聲波頻率取為30kHz以外，在與實施例1同樣的洗滌處理 條件下制造濺射靶。其后，與實施例1進行同樣的評價。評價結果示 于圖6。表面粗糙度Ra-2. ljLim，殘留噴射材料的平均個數(shù)每lcm2 是9個，平均粒子數(shù)是10個，突發(fā)的粒子發(fā)生次數(shù)是3次。
權利要求
1. 一種濺射靶的制造方法，是磁控管濺射裝置用濺射靶的制造方法，其特征在于，準備靶本體，噴射處理所述靶本體表面的非腐蝕區(qū)域，超聲波洗滌所述非腐蝕區(qū)域，蝕刻或者用洗滌液噴洗所述超聲波洗滌過的所述非腐蝕區(qū)域，再次超聲波洗滌所述非腐蝕區(qū)域。
2. 根據(jù)權利要求l所述的濺射靶的制造方法，其特征在于，所述噴射處理的工序使所述非腐蝕區(qū)域粗面化至表面粗糙度 (Ra ) 1 jj m以上4 y m以下。
3. 根據(jù)權利要求2所述的濺射靶的制造方法，其特征在于， 超聲波洗滌所述非腐蝕區(qū)域的工序是以外加18kHz以上19kHz以下頻率的超聲波的洗滌液的射流洗滌所述非腐蝕區(qū)域。
4. 根據(jù)權利要求3所述的濺射靶的制造方法，其特征在于， 使所述射流的壓力在200kPa以上300kPa以下。
5. —種濺射耙洗滌方法，是表面的至少一部分實施噴射處理過的 濺射的靶洗滌方法，其特征在于，超聲波洗滌所述濺射靶的噴射處理區(qū)域，蝕刻或者用洗滌液噴洗所述超聲波洗滌過的所述噴射處理區(qū)域， 再次超聲波洗滌所述噴射處理區(qū)域。
6. 根據(jù)權利要求5所述的濺射靶的洗滌方法，其特征在于， 超聲波洗滌所述噴射處理區(qū)域的工序是以外加18kHz以上19kHz以下的超聲波的洗滌液的射流洗滌所述噴射處理區(qū)域。
7. 根據(jù)權利要求6所述的濺射靶的洗滌方法，其特征在于， 使所述射流的壓力在200kPa以上300kPa以下。
8. —種濺射靶，是磁控管濺射裝置用濺射靶，其特征在于，具備: 靶本體，構成所述靶本體的表面的一部分、通過濺射被侵蝕的腐蝕區(qū)域，和構成所述靶本體奉面的其它的一部分、表面粗糙度(Ra)是ln m以上4nm以下、而且每1平方厘米中與圓相當?shù)闹睆?0nm以上的 噴射材料的個數(shù)在4個以下的非腐蝕區(qū)域。
9. 根據(jù)權利要求8所述的濺射靶，其特征在于， 所述非腐蝕區(qū)域包括所述靶本體的側面。
10. 根據(jù)權利要求8所述的濺射靶，其特征在于， 所述靶本體含有金屬元素或以其作為主成分的合金。
11. 根據(jù)權利要求IO所述的濺射靶，其特征在于， 所述金屬元素是鈦、鋁、銅、鎳、鈷、鉭、金、銀、鉻、鈮、鉑、鉬或者鴒。
12. —種濺射裝置，其特征在于，具備真空槽，設置在所述真空槽內(nèi)部的基板支持臺，與所述基板支持臺對向配置的濺射靶，該濺射靶具有靶本體， 構成所述乾本體的表面的一部分、通過濺射被侵蝕的腐蝕區(qū)域，和構 成所述乾本體表面的其它的一部分、表面粗糙度(Ra)是lpm以上 4 jum以下、而且每1平方厘米中與圓相當?shù)闹睆?0|Lim以上的噴射材 料的個數(shù)在4個以下的非腐蝕區(qū)域，和在所述濺射靶的表面形成磁場分布的磁路。
全文摘要
本發(fā)明提供可以降低突發(fā)的粒子的發(fā)生、實現(xiàn)膜質和薄膜制造效率提高的濺射靶制造方法。本發(fā)明的濺射靶的制造方法是磁控管濺射裝置用濺射靶的制造方法，其特征在于，準備靶本體，噴射處理所述靶本體表面的非腐蝕區(qū)域，超聲波洗滌所述非腐蝕區(qū)域，蝕刻或者用洗滌液噴洗所述超聲波洗滌過的所述非腐蝕區(qū)域，再次超聲波洗滌所述非腐蝕區(qū)域。
文檔編號B08B3/02GK101509127SQ20091000744
公開日2009年8月19日 申請日期2009年2月13日 優(yōu)先權日2008年2月15日
發(fā)明者大場彰, 大城正晴 申請人:愛發(fā)科材料股份有限公司