CN111270213A - 一种长寿命靶材组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种长寿命靶材组件，所述靶材表面的最高点和最低点的垂直距离为5.75‑6mm；所述靶材表面的硬度为20‑30HV。本发明中，通过调整靶材表面的高度差及硬度，保证溅射强度，使得溅射过程中薄膜厚度均匀，使用寿命增加。

Description

一种长寿命靶材组件

技术领域

本发明涉及靶材领域，具体涉及一种长寿命靶材组件。

背景技术

目前，现有的半导体溅射用ILC1013系列靶材的溅射寿命已经到了一个极限，为提高靶材的使用寿命，节省多次更换靶材的重复性。现有的技术都是通过磁场强度，把靶材表面设计成曲面来延长寿命，如CN103320757A公开了一种靶材，包括靶材本体及基体，所述基体的至少一面设有所述靶材本体，所述靶材本体是由高纯度靶材合金粉末通过等离子弧喷涂机喷涂熔焊在所述基体上。所述基体与所述靶材本体的结合面为呈内凹的圆弧面。所述基体为矩形体或圆形。所述靶材的制造方法步骤如下：(1)准备合金粉体；(2)准备基体；(3)等离子转移弧喷涂成型；(4)、清理被喷涂层表面，按照步骤(3)的要求再次喷涂处理，直至获得要求厚度的靶材。本发明有益效果在于：一是生产的靶材无气孔残留；二是生产设备简单、投资小；三是靶材可以修复再利用。

而且1013系列表面并非一整个平面，这种设计不但增大了人工成本，且一旦不能完全匹配，最终造成溅射参数不能满足要求，会导致薄膜均匀度不良。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种长寿命靶材组件，本发明通过调整靶材靶材表面的高度差及硬度，保证溅射强度，使得溅射过程中薄膜厚度均匀，使用寿命增加。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种长寿命靶材组件，所述靶材表面的最高点和最低点的垂直距离为5.75-6mm；所述靶材表面的硬度为20-30HV。

本发明中，所述靶材表面的最高点和最低点的垂直距离为5.75-6mm，例如可以是5.75mm、5.76mm、5.77mm、5.78mm、5.79mm、5.8mm、5.81mm、5.82mm、5.83mm、5.84mm、5.85mm、5.86mm、5.87mm、5.88mm、5.89mm、5.9mm、5.91mm、5.92mm、5.93mm、5.94mm、5.95mm、5.96mm、5.97mm、5.98mm、5.99mm或6mm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

本发明中，所述靶材表面的硬度为20-30HV，例如可以是20HV、21HV、22HV、23HV、24HV、25HV、26HV、27HV、28HV、29HV或30HV等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

本发明中，通过调整靶材表面的高度差及硬度，保证溅射强度，使得溅射过程中薄膜厚度均匀，使用寿命增加。

作为本发明优选的技术方案，所述靶材的最大厚度为28-30mm，例如可以是28mm、28.1mm、28.2mm、28.3mm、28.4mm、28.5mm、28.6mm、28.7mm、28.8mm、28.9mm、29mm、29.1mm、29.2mm、29.3mm、29.4mm、29.5mm、29.6mm、29.7mm、29.8mm、29.9mm或30mm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

作为本发明优选的技术方案，所述靶材组件还包括用于固定靶材的背板。

作为本发明优选的技术方案，所述靶材呈凹形结构。

作为本发明优选的技术方案，所述靶材包括用于溅射的溅射面。

优选地，所述溅射面包括第一平面、第二平面和斜面。

作为本发明优选的技术方案，所述斜面与水平面的夹角≤10°，例如可以是10°、9°、8°、7°、6°、5°、4°、3°、2°或1°等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

作为本发明优选的技术方案，所述斜面位于所述第一平面和第二平面之间。

优选地，所述第一平面为圆形。

优选地，所述第二平面为环形。

作为本发明优选的技术方案，所述靶材的材质包括铝、钽、钛或铜中的一种。

作为本发明优选的技术方案，所述背板的材质包括铜和/或铝。

作为本发明优选的技术方案，所述靶材表面的最高点和最低点的垂直距离为5.75-6mm；所述靶材表面的硬度为20-30HV；

其中，所述靶材的最大厚度为20-30mm；所述靶材组件还包括用于固定靶材的背板；所述靶材呈凹形结构；所述靶材包括用于溅射的溅射面；所述溅射面包括第一平面、第二平面和斜面；所述斜面与水平面的夹角≤10°；所述斜面位于所述第一平面和第二平面之间；所述第一平面为圆形；所述第二平面为环形；所述靶材的材质包括铝、钽、钛或铜中的一种；所述背板的材质包括铜和/或铝。

与现有技术方案相比，本发明具有以下有益效果：

本发明中，通过调整靶材表面的高度差及硬度，利用二者之间的协同效果保证溅射强度，使得溅射过程中薄膜厚度均匀，使用寿命增加。

下面对本发明进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。

具体实施方式

为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下：

实施例1

本实施例提供一种长寿命靶材组件，所述靶材表面的最高点和最低点的垂直距离为5.75mm；所述靶材表面的硬度为23HV；

其中，所述靶材的最大厚度为25mm；所述靶材组件还包括用于固定靶材的背板；所述靶材呈凹形结构；所述靶材包括用于溅射的溅射面；所述溅射面包括第一平面、第二平面和斜面；所述斜面与水平面的夹角为5°；所述斜面位于所述第一平面和第二平面之间；所述第一平面为圆形；所述第二平面为环形；所述靶材的材质包括铝；所述背板的材质包括铝。

所得靶材组件溅射强度好，使得溅射过程中薄膜厚度均匀，使用寿命增加。

实施例2

本实施例提供一种长寿命靶材组件，所述靶材表面的最高点和最低点的垂直距离为6mm；所述靶材表面的硬度为30HV；

其中，所述靶材的最大厚度为30mm；所述靶材组件还包括用于固定靶材的背板；所述靶材呈凹形结构；所述靶材包括用于溅射的溅射面；所述溅射面包括第一平面、第二平面和斜面；所述斜面与水平面的夹角为8°；所述斜面位于所述第一平面和第二平面之间；所述第一平面为圆形；所述第二平面为环形；所述靶材的材质包括钛；所述背板的材质包括铜。

所得靶材组件溅射强度好，使得溅射过程中薄膜厚度均匀，使用寿命增加。

实施例3

本实施例提供一种长寿命靶材组件，所述靶材表面的最高点和最低点的垂直距离为5.8mm；所述靶材表面的硬度为22HV；

其中，所述靶材的最大厚度为28mm；所述靶材组件还包括用于固定靶材的背板；所述靶材呈凹形结构；所述靶材包括用于溅射的溅射面；所述溅射面包括第一平面、第二平面和斜面；所述斜面与水平面的夹角为3°；所述斜面位于所述第一平面和第二平面之间；所述第一平面为圆形；所述第二平面为环形；所述靶材的材质包括钽；所述背板的材质包括铜。

所得靶材组件溅射强度好，使得溅射过程中薄膜厚度均匀，使用寿命增加。

实施例4

本实施例提供一种长寿命靶材组件，所述靶材表面的最高点和最低点的垂直距离为5.9mm；所述靶材表面的硬度为25HV；

其中，所述靶材的最大厚度为24mm；所述靶材组件还包括用于固定靶材的背板；所述靶材呈凹形结构；所述靶材包括用于溅射的溅射面；所述溅射面包括第一平面、第二平面和斜面；所述斜面与水平面的夹角为3°；所述斜面位于所述第一平面和第二平面之间；所述第一平面为圆形；所述第二平面为环形；所述靶材的材质包括铝；所述背板的材质包括铜。

所得靶材组件溅射强度好，使得溅射过程中薄膜厚度均匀，使用寿命增加。

实施例5

本实施例提供一种长寿命靶材组件，所述靶材表面的最高点和最低点的垂直距离为5.82mm；所述靶材表面的硬度为21HV；

其中，所述靶材的最大厚度为23mm；所述靶材组件还包括用于固定靶材的背板；所述靶材呈凹形结构；所述靶材包括用于溅射的溅射面；所述溅射面包括第一平面、第二平面和斜面；所述斜面与水平面的夹角为1°；所述斜面位于所述第一平面和第二平面之间；所述第一平面为圆形；所述第二平面为环形；所述靶材的材质包括铝；所述背板的材质包括铜和铝。

所得靶材组件溅射强度好，使得溅射过程中薄膜厚度均匀，使用寿命增加。

实施例6

本实施例提供一种长寿命靶材组件，所述靶材表面的最高点和最低点的垂直距离为5.95mm；所述靶材表面的硬度为23HV；

其中，所述靶材的最大厚度为27mm；所述靶材组件还包括用于固定靶材的背板；所述靶材呈凹形结构；所述靶材包括用于溅射的溅射面；所述溅射面包括第一平面、第二平面和斜面；所述斜面与水平面的夹角为3°；所述斜面位于所述第一平面和第二平面之间；所述第一平面为圆形；所述第二平面为环形；所述靶材的材质包括钽；所述背板的材质包括铝。

所得靶材组件溅射强度好，使得溅射过程中薄膜厚度均匀，使用寿命增加。

实施例7

本实施例提供一种长寿命靶材组件，所述靶材表面的最高点和最低点的垂直距离为5.75mm；所述靶材表面的硬度为22HV；

其中，所述靶材的最大厚度为20mm；所述靶材组件还包括用于固定靶材的背板；所述靶材呈凹形结构；所述靶材包括用于溅射的溅射面；所述溅射面包括第一平面、第二平面和斜面；所述斜面与水平面的夹角为9°；所述斜面位于所述第一平面和第二平面之间；所述第一平面为圆形；所述第二平面为环形；所述靶材的材质包括钛；所述背板的材质包括铜。

所得靶材组件溅射强度好，使得溅射过程中薄膜厚度均匀，使用寿命增加。

实施例8

本实施例提供一种长寿命靶材组件，所述靶材表面的最高点和最低点的垂直距离为5.78mm；所述靶材表面的硬度为26HV；

其中，所述靶材的最大厚度为22mm；所述靶材组件还包括用于固定靶材的背板；所述靶材呈凹形结构；所述靶材包括用于溅射的溅射面；所述溅射面包括第一平面、第二平面和斜面；所述斜面与水平面的夹角为4°；所述斜面位于所述第一平面和第二平面之间；所述第一平面为圆形；所述第二平面为环形；所述靶材的材质包括钛；所述背板的材质包括铝。

所得靶材组件溅射强度好，使得溅射过程中薄膜厚度均匀，使用寿命增加。

对比例1

与实施例1的区别仅在于所述靶材表面的最高点和最低点的垂直距离为5.5mm；所得靶材组件溅射强度差，使得溅射过程中薄膜厚度不均匀，使用寿命减少。

对比例2

与实施例1的区别仅在于所述靶材表面的最高点和最低点的垂直距离为8mm；所得靶材组件溅射强度差，使得溅射过程中薄膜厚度不均匀，使用寿命减少。

对比例3

与实施例1的区别仅在于所述靶材表面的硬度为10HV；所得靶材组件溅射强度差，使得溅射过程中薄膜厚度不均匀，使用寿命减少。

对比例4

与实施例1的区别仅在于所述靶材表面的硬度为35HV；所得靶材组件溅射强度差，使得溅射过程中薄膜厚度不均匀，使用寿命减少。

通过上述实施例和对比例的结果可知，本发明中，通过调整靶材表面的高度差及硬度，保证溅射强度，使得溅射过程中薄膜厚度均匀，使用寿命增加。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征，但本发明并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种长寿命靶材组件，其特征在于，所述靶材表面的最高点和最低点的垂直距离为5.75-6mm；所述靶材表面的硬度为20-30HV。

2.如权利要求1所述的靶材组件，其特征在于，所述靶材的最大厚度为28-30mm。

3.如权利要求1或2所述的靶材组件，其特征在于，所述靶材组件还包括用于固定靶材的背板。

4.如权利要求1-3任一项所述的靶材组件，其特征在于，所述靶材呈凹形结构。

5.如权利要求1-4任一项所述的靶材组件，其特征在于，所述靶材包括用于溅射的溅射面；

优选地，所述溅射面包括第一平面、第二平面和斜面。

6.如权利要求5所述的靶材组件，其特征在于，所述斜面与水平面的夹角≤10°。

7.如权利要求5或6所述的靶材组件，其特征在于，所述斜面位于所述第一平面和第二平面之间；

优选地，所述第一平面为圆形；

优选地，所述第二平面为环形。

8.如权利要求1-8任一项所述的靶材组件，其特征在于，所述靶材的材质包括铝、钽、钛或铜中的一种。

9.如权利要求3所述的靶材组件，其特征在于，所述背板的材质包括铜和/或铝。

10.如权利要求1-9任一项所述的靶材组件，其特征在于，所述靶材表面的最高点和最低点的垂直距离为5.75-6mm；所述靶材表面的硬度为20-30HV；

其中，所述靶材的最大厚度为20-30mm；所述靶材组件还包括用于固定靶材的背板；所述靶材呈凹形结构；所述靶材包括用于溅射的溅射面；所述溅射面包括第一平面、第二平面和斜面；所述斜面与水平面的夹角≤10°；所述斜面位于所述第一平面和第二平面之间；所述第一平面为圆形；所述第二平面为环形；所述靶材的材质包括铝、钽、钛或铜中的一种；所述背板的材质包括铜和/或铝。