[发明专利]一种避免反溅射层剥离的SIP系列靶材及其用途

说明书

本发明涉及一种避免反溅射层剥离的SIP系列靶材及其用途。所述SIP系列靶材包括阴极金属，所述阴极金属边缘的倒角半径R≥4mm。针对现有技术中，常规的SIP系列靶材，阴极金属与反溅射层间的界面设计并不能很好地缓解因热膨胀系数差异而产生的界面应力不匹配和应力集中问题，存在反溅射层剥落的风险；且反溅射层剥落会产生异常物理尖端，从而引发尖端放电，导致后续芯片的电性测试失效及硅片报废的问题。本发明所述SIP系列靶材能够有效地缓解阴极金属与反溅射层间的应力不匹配和应力集中情形，能够避免反溅射层剥离和等离子体尖端放电的问题。

技术领域

本发明属于半导体用溅射靶材技术领域，具体涉及一种避免反溅射层剥离的SIP系列靶材及其用途。

背景技术

在测控溅射物理气相沉积过程中，阴极金属靶材边缘不可避免地会形成反溅射层薄膜。常规工艺条件下，SIP系列靶材的反溅射层厚度通常约为几十微米；而在某些特定工艺参数和腔体环境中，SIP系列靶材反溅射层厚度甚至可达200μm以上。

反溅射层的化学成分通常与阴极金属靶材不同，视具体的工艺参数而定。比如，SIP Ti靶，采用TiN工艺，反溅射层成分主要为TiN。反溅射层与阴极靶材成分差异必然会导致二者的热膨胀系数不一致，从而在二者的界面处产生应力的不匹配。如SIP Ti靶，Ti的热膨胀系数大于TiN，因此，Ti中受到张应力作用，而TiN中受到压应力作用，二者的界面处应力不匹配会导致阴极金属Ti与反溅射层TiN膜相互背离的倾向。

常规的SIP系列靶材，阴极金属与反溅射层间的界面设计并不能很好地缓解因热膨胀系数差异而产生的界面应力不匹配和应力集中问题，存在反溅射层剥落的风险。反溅射层剥落会产生异常物理尖端，从而引发尖端放电，在硅片上随机产生异常颗粒，导致后续芯片的电性测试失效及硅片报废。

CN101360844公开了一种能够更有效地减少电弧放电发生的溅射靶、适用于所述溅射靶的溅射靶材及其制造方法。溅射靶材是在油分存在的情况下进行了切削加工的溅射靶材，附着在溅射前的该靶材表面上的油膜厚度为1.5nm以下，溅射靶包括所述溅射靶材和背衬板。但是所述方法得到的溅射靶无法有效解决阴极金属与产生的反溅射层间的界面应力不匹配和应力集中问题。

CN109894629A公开了一种圆柱形靶材增大溅射面积加工方法，包括以下步骤，提供靶材，所述靶材一端设置有待加工面，固定靶材，将靶材固定在机床一侧，根据提供的刻度，调整机床上的刻度盘，推动刻度盘上的小拖板，使小拖板上的设置有车刀的刀架往靶材的待加工面方向移动，车刀开始对待加工面车锥面。但是所述方法得到的圆柱形靶材无法有效解决阴极金属与产生的反溅射层间的界面应力不匹配和应力集中问题，存在反溅射层剥落的风险。

因此，本领域需要开发出一种新型SIP系列靶材，所述靶材能够有效地解决反溅射层剥离的问题。

发明内容

针对现有技术中，常规的SIP系列靶材，阴极金属与反溅射层间的界面设计并不能很好地缓解因热膨胀系数差异而产生的界面应力不匹配和应力集中问题，存在反溅射层剥落的风险；且反溅射层剥落会产生异常物理尖端，从而引发尖端放电，导致后续芯片的电性测试失效及硅片报废的问题。本发明的目的在于提供一种避免反溅射层剥离的SIP系列靶材及其用途。所述SIP系列靶材能够有效地缓解阴极金属与反溅射层间的应力不匹配和应力集中情形，能够避免反溅射层剥离和等离子体尖端放电的问题。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的目的之一在于提供一种避免反溅射层剥离的SIP系列靶材，所述SIP系列靶材包括阴极金属，所述阴极金属边缘的倒角半径R≥4mm，例如4.5mm、5mm、5.5mm、6mm、6.5mm、7mm、7.5mm、8mm、8.5mm、9mm、9.5mm、10mm、10.5mm、11mm、11.5mm、12mm、12.5mm、13mm、13.5mm、14mm、14.5mm或15mm等。