[发明专利]靶材及其形成方法、靶材组件及其形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种靶材及其形成方法、靶材组件及其形成方法。

背景技术

通常，现有工艺中的靶材的溅射面为光滑的平面。靶材被多次使用后，靶材的溅射面不再是平面，而是形成多个凹坑。这是由于溅射过程中高能粒子撞击靶材表面的角度、频率及能量等有所不同而导致。当凹坑继续被高能粒子撞击时，将会导致靶材被击穿，因此需要及时更换形成有较深凹坑的靶材。被更换的靶材在凹坑处被撞击掉了部分材料，凹坑周边的区域还剩余较多的靶材材料。因此，靶材的使用寿命较短。

为了提高靶材的寿命，已有许多设计在改变靶材的溅射面的形态。但是，已有的设计都是单纯的增加靶材的厚度。虽然增加靶材的厚度能够延长靶材的寿命，但是在使用靶材进行溅射的后期，溅射成膜的均匀度较差。

因此，需要提出更加优化的靶材溅射面的设计。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种靶材及其形成方法、靶材组件及其形成方法，在提高靶材寿命的同时，提高靶材溅射成膜的均匀度。

为解决上述问题，本发明提供一种靶材，用于装载于溅射腔室内，包括：包括：溅射面，所述溅射面具有若干凸起，相邻凸起之间具有凹槽；所述溅射腔室内具有若干第一磁场区和若干第二磁场区，所述第一磁场区的磁场强度大于相邻的第二磁场区的磁场强度，所述凸起用于置于第一磁场区，所述凹槽用于置于第二磁场区。

可选的，所述溅射面的中心区域相对于溅射面的边缘区域凹陷。

可选的，所述靶材为钛靶材。

可选的，所述靶材还具有与溅射面相对的第一表面；对于相邻的凹槽和凸起，所述凹槽的底部表面到第一表面的距离小于所述凸起的顶部表面到第一表面的距离。

本发明还提供一种形成上述任意所述靶材的方法，所述靶材用于装载于溅射腔室内，包括：提供初始靶材，所述初始靶材具有初始溅射面；对所述初始溅射面进行机械加工，使所述初始靶材形成靶材，使所述初始溅射面形成靶材的溅射面，所述溅射面具有若干凸起，相邻凸起之间具有凹槽；所述溅射腔室内具有若干第一磁场区和若干第二磁场区，所述第一磁场区的磁场强度大于相邻的第二磁场区的磁场强度，所述凸起用于置于第一磁场区，所述凹槽用于置于第二磁场区。

可选的，所述机械加工的方法包括：采用车削工艺对所述初始溅射面进行加工，形成所述溅射面，所述溅射面具有所述凹槽，相邻凹槽之间形成所述凸起。

本发明还提供一种靶材组件，包括：如上述任意一项所述的靶材，所述靶材还具有与溅射面相对的第一表面；背板，所述背板中具有凹槽，所述凹槽容纳部分靶材，第一表面与凹槽的底面贴合。

可选的，所述背板具有相对的第二表面和背面；所述凹槽暴露出第二表面；所述溅射面的凸起的顶部表面到背面具有第一距离；所述第一表面到所述背面的距离为第一距离的35.44％～38.33％。

可选的，所述第一距离为17.14mm～17.40mm。

可选的，所述凹槽的深度为1.25mm～1.75mm。

本发明还提供一种靶材组件的形成方法，包括：形成靶材，所述靶材采用上述任意一项靶材的形成方法所形成；形成背板，所述背板中具有凹槽；将所述靶材置于凹槽中，第一表面与凹槽的底面贴合。

可选的，所述背板具有相对的第二表面和背面；所述凹槽暴露出第二表面；所述溅射面的凸起的顶部表面到背面具有第一距离；所述第一表面到所述背面的距离为第一距离的35.44％～38.33％。

可选的，所述第一距离为17.14mm～17.40mm。

可选的，所述凹槽的深度为1.25mm～1.75mm。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本发明提供的靶材，由于第一磁场区的磁场强度大于相邻的第二磁场区的磁场强度，所述凸起用于置于第一磁场区，所述凹槽用于置于第二磁场区，因此使得磁场强度较大的第一磁场区对应的溅射面具有凸起，相邻的磁场强度较弱的第二磁场区对应的溅射面具有凹槽，因此避免了溅射面对应磁场强度较强的区域相对于溅射面对应磁场强度较弱的区域过早的发生凹进。因此在溅射后期，溅射面对应磁场强度较强的区域相对溅射面对应磁场强度较弱的位置产生的凹进程度较小。那么溅射面对应磁场强度较弱的区域会对溅射面对应磁场强度较强的区域的阻碍程度较小，从而能够提高溅射成膜的均匀性。

另外，由于能够提高溅射后期溅射成膜的均匀度，因此无需过早的更换靶材，靶材用于进行溅射的时间增加，因而使得靶材的寿命增加。