[发明专利]一种溅射靶材

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，更具体地说，涉及一种溅射靶材。

背景技术

在半导体器件制造过程中，需要应用薄膜沉积技术，薄膜沉积技术主要有两个方向：一为化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition)，简称为CVD；二为物理气相沉积法(Physical Vapor Deposition)，简称PVD。其中PVD沉积技术包括蒸镀和溅镀，后者是在一个等离子的腔体中，等离子轰击靶材，释放出靶材原子，这些被撞击出来的靶材原子沉积在硅片表面，该过程称为溅射。

在实际生产过程中，当一个靶材达到其自身的使用寿命时，对采用该靶材进行淀积的不同批次的薄膜的电阻均匀性进行检测后发现，采用同一个靶材淀积的所有硅片的薄膜中，薄膜的电阻均匀性很差。

以半导体器件生产过程中的金属溅射过程为例，图1为在同一个靶材的使用寿命时间内，不同批次的薄膜的电阻均匀性的变化情况，横坐标为使用时间，纵坐标表示同一批次硅片中淀积的薄膜的电阻不均匀度的百分比，从图中可以看出，随着靶材使用时间的延长，同一批次硅片中的薄膜的电阻均匀性逐渐变差，即表示薄膜电阻不均匀度的百分比越来越大。

从靶材使用的长期效果和整个生产过程来看，如何提高采用同一个靶材溅射得到的薄膜电阻的均匀性是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种溅射靶材，提高了采用同一个靶材溅射形成的薄膜的电阻的均匀性。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种靶材，包括靶材本体和设置在所述靶材本体上的凸起，所述凸起的表面凹凸不平，所述凸起的高度的变化规律与溅射粒子在靶材各区域的撞击频率的变化规律一致。

优选的，所述凸起中凸出的区域为溅射粒子撞击频率大的区域，所述凸起中凹陷的区域为溅射粒子撞击频率小的区域。

优选的，所述靶材本体的横截面为圆形。

优选的，所述靶材本体和所述凸起为一体成型结构。

优选的，所述靶材的材质为铝-铜合金。

优选的，所述铝-铜合金中铝的质量百分含量为99.5％，铜的质量百分含量为0.5％。

优选的，所述凸起为环形凸起。

优选的，所述靶材的材质为钛。

相对上述背景技术，本发明所提供的靶材，包括靶材本体和设置在所述靶材本体上的凸起，所述凸起高度的变化规律与溅射粒子在靶材各区域的撞击频率的变化规律一致。靶材使用时，撞击频繁的部位靶材消耗较快，撞击不频繁的部位靶材消耗较慢，而靶材上的凸起高度变化规律与撞击频率的变化规律一致，即撞击频繁的部位凸起的高度就较高，撞击不频繁的部位凸起的高度就较低，因此，在凸起的消耗过程中(即前段消耗中)就会出现平整的面，此时凸起消耗完毕，然后靶材本体继续消耗(即后段消耗中)出现凹槽，直至凹槽达到一定的深度(即靶材的所允许使用的范围)。

由于薄膜的厚度与机台和靶材之间的距离有关，在靶材的前段消耗中，靶材各处与机台之间距离差距的逐渐减小，所生产的不同批硅片的薄膜厚度的不均匀度逐渐降低，即均匀度逐渐提高；而在靶材的后段消耗中，随着凹槽的出现、加深，即靶材各处与机台之间距离差距的增大，所生产的不同批硅片的薄膜厚度的不均匀性逐渐提高，即均匀度逐渐降低。使用本发明所提供的靶材，从整体上看，在采用同一个靶材形成的所有薄膜中，薄膜厚度的均匀性先提高后降低，前后平均后，提高了整体薄膜厚度的均匀性，从而提高了采用同一个靶材溅射形成的薄膜的电阻的均匀性。同时，由于凸起的设置，还延长了靶材的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为现有技术中PVD后金属薄膜的电阻均匀性变化曲线示意图；

图2为溅射靶材使用之初的结构示意图；

图3为溅射靶材达到寿命要求后的结构示意图；

图4为本发明实施例所提供的溅射靶材的结构示意图；

图5为本发明实施例所提供的溅射靶材使用一段时间后的结构示意图；

图6为本发明实施例所提供的溅射靶材达到寿命要求后的结构示意图；

图7为本发明实施例中PVD后金属薄膜的电阻均匀性变化曲线示意图。

具体实施方式