[发明专利]金属材料的液体-粒子分析无效

专利信息
申请号: 200680050864.8 申请日: 2006-11-21
公开(公告)号: CN101356430A 公开(公告)日: 2009-01-28
发明(设计)人: S·D·斯特罗瑟斯;J·K·卡多库斯;B·M·克拉克 申请(专利权)人: 霍尼韦尔国际公司
主分类号: G01N21/47 分类号: G01N21/47;G01N33/20;G01N15/02
代理公司: 中国专利代理(香港)有限公司 代理人: 段晓玲;韦欣华
地址: 美国新*** 国省代码: 美国;US
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摘要:
搜索关键词: 金属材料 液体 粒子 分析
【说明书】:

技术领域

本申请涉及检测包含金属的制品中杂质的方法,以及分析物理气相沉积靶材料的方法。

背景技术

高纯度的金属和高纯度的金属合金在宽范围的技术领域中越来越重要。高纯度金属的其中一个极其重要的领域是半导体生产。对于半导体结构,金属的纯度能够严重影响半导体设备的质量和功能。因而,因为在原材料中存在的杂质能够确定其在半导体生产中使用的适合度,所以开发用于检测和/或量化原材料中存在的杂质的技术变得越来越重要。

物理气相沉积(PVD)方法广泛用于在多种基板上形成金属薄膜,包括但不限于半导体生产中的半导体基板。图1是示例性PVD装置10的一部分的简图。装置10包括靶组件12。所示靶组件包括与PVD或“溅射”靶16界面连接的支撑板14。可选择的组件构造(未示出)具有一体式支撑板和靶。

典型地,装置10包括在沉积过程中用于支撑基板的基板架18。提供与靶16间隔开的基板20,例如半导体材料晶片。靶16的表面17能够称作溅射表面。在操作中,溅射的材料18从靶表面17转移,在包括基板的溅射腔内沉积到表面上,导致形成层或薄膜22。

溅射利用系统10,最普通的实现方式是采用真空腔通过例如DC磁控溅射或射频(RF)溅射实现。

各种材料,包括金属和合金,可使用物理气相沉积进行沉积。通常靶材料包括,例如,铝、钛、铜、钽、镍、钼、金、银、铂和它们的合金。溅射靶通常由高纯度材料制成。但是,靶材料中即使微小的杂质或内含物,例如氧化物或其它非金属杂质,也能够影响沉积的膜并能造成有缺陷或瑕疵的设备。

金属材料例如PVD靶材料的杂质比如氧化物的传统分析,通常包括溶解技术,其中将小样品材料在酸中溶解。将得到的溶液过滤使未溶解的粒子存留在过滤器上。存留在过滤器上粒子的尺寸和数量随后经过确定以确定金属材料中存在的杂质粒子的数量。但是,该传统技术存在一些问题。第一,在过滤过程中的粒子团聚使尺寸和数量数据不准确。第二,用于检测粒子的成像系统只能检测尺寸大于大约2微米的粒子。第三,该过程相对耗费劳动和时间。因而,需要发展用于金属材料分析的替换性技术。

发明概述

本发明的一个方面包含检测包含金属的制品中杂质的方法。提供包含待分析的金属材料的制品。去除金属材料的一部分并溶解在含酸的液体中,生成液体样品。该液体样品受到入射激光束的照射,检测从样品散射的光。

本发明的一个方面包含分析物理气相沉积靶材料的方法。从靶上去除靶材料的一部分并用含酸的溶液冲洗。通过溶解所述部分材料所包含的金属,制备用于分析的样品。该样品受到入射激光束的照射,检测散射激光束以确定样品中存在的在特定尺寸范围内的粒子数量。

附图说明

本发明的优选实施方案参考下列相关附图进行说明。

图1是示例性物理气相沉积装置的一部分的简图。

图2根据本申请一个方面的方法的流程图。

图3显示了根据本发明的方法确定的颗粒计数和溅射靶性能的关系。

具体实施方式

依照本发明的一个方面,存在可用于分析金属材料的新方法。本发明的方法能够对于确定金属质量特别有效,尤其对于其中材料中的杂质和/或粒子缺陷能够确定材料的有用性或者用于特定目的的适合性的高纯金属材料而言。

应用本发明方法的一个特别感兴趣的领域是用于确定和/或定量物理气相沉积靶材料中的杂质和/或粒子缺陷。所述方法能够用于在形成靶的过程中在最终生产步骤前确定材料的适用性,或者能够在靶形成后在任何溅射活动之前采用,或者在靶形成后在已经通过溅射方法去除了一部分靶材料之后采用。本发明的方法对于分析物理气相沉积的膜和层也是有用的。在特殊情况下,可以对靶材料和产生的膜进行分析以确定沉积层中存在的粒子或杂质是否是靶中存在颗粒或杂质造成的,或是否另外或其它因素对形成的膜中存在的污染物作出贡献。

尽管本发明的方法是在分析靶材料和沉积膜方面进行描述的,但是可以理解该方法能够适用于分析可选择的金属和合金材料。因此,本发明考虑了该叙述的方法在替换性金属制品上的使用,特别是在其中存在的粒子和污染物能够影响制品用于特殊目的的适宜性的金属制品上使用。

依照本发明的方法主要参考图2进行叙述。在最初的过程100中,待分析的材料通过例如切割或其它方式去除物理气相沉积靶或者其它待分析金属制品的一部分获得。在分析之前,该去除的部分然后能够优选地清洗或冲洗以去除任何表面污染物。示例性的冲洗液能够是例如酸或碱溶液,在其中靶材料至少是微溶的(slightly soluble)。

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