可消耗材料的厚板及物理气相沉积靶材料制造技术

本发明专利技术提供一种可消耗材料的厚板及物理气相沉积靶材料，包括至少一侦测器，用以对于该可消耗材料的厚板接近或已经减少至该可消耗材料的一既定量发出信号。本发明专利技术所述的可消耗材料的厚板及物理气相沉积靶材料，可降低物理气相沉积靶材的消耗成本，制造成本以及增加获利。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于一种物理气相沉积技术。特别是有关于一种物理气相沉积的靶材(target)，具体涉及一种可消耗材料的厚板(slab)及物理气相沉积靶材料。
技术介绍
物理气相沉积(以下也简称“PVD”)制程是一种已知用来沉积材料薄膜于基底的方法，通常用来制造半导体装置。PVD制程是在高真空反应室中完成，上述反应室(chamber)之中含有基底(例如晶圆)以及欲沉积于基底上的材料固体来源或厚板，亦即PVD靶材。在PVD制程中，PVD靶材由固体物理性地转换成为气体。靶材材料的气体由PVD靶材传输至基底的表面，然后在基底上冷凝而成为薄膜。有许多用以完成PVD的方法，例如蒸镀、电子束蒸镀、等离子喷涂沉积以及溅镀(sputtering)。目前，溅镀是一种用来执行PVD最常用的方法。溅镀的过程中，反应室会产生等离子并且针对PVD靶材，而由于高能量的等离子粒子(离子)的碰撞作用，等离子会物理性地移动或侵蚀(溅镀)PVD靶材反应表面的原子或分子而成为靶材材料的气体。靶材材料的被溅镀的原子或分子的气体会经由一减压的区域传输至基底的表面，然后冷凝于基底上，而形成靶材材料的薄膜。PVD靶材的使用寿命有限，如果过度使用PVD靶材，亦即超过PVD靶材的使用寿命，会引起可靠度及安全的考量，例如过度使用PVD靶材会导致PVD靶材穿孔(perforation)以及系统放电(arcing)，而可能导致产量减少、PVD系统或工具损伤以及安全的问题。目前，决定PVD靶材的使用寿命的方式为，追踪被PVD系统或制程设备消耗所累积的能量，亦即千瓦-小时(kw-hr)的量。然而由追踪累积的能量的方法，需要花时间精通并且此方法的准确度只单纯仰赖技术员的亲自操作的经验。即使精通此方法，判断的PVD靶材的使用寿命仍然小于实际的使用寿命，而大约有20％～40％的PVD靶材会(依PVD靶材的型态而定)浪费掉。如图1所示的问题，图1为传统包含原料厚板的PVD靶材结构的腐蚀轮廓图形。如图所示，在PVD制程系统操作后的1769kw-hrs，会有大约60％的原始PVD靶材的量留下来(靶材残留)。靶材利用率低是由于缩短PVD靶材使用寿命，此会造成PVD靶材消耗成本高，事实上，在半导体制造中，PVD靶材消耗成本是最主要的成本之一。因此，如果大部分被浪费掉的靶材材料能够被利用，PVD靶材消耗成本就会实质地降低。换言之，会显著地降低制造成本以及增加获利。靶材利用率低也会造成更频繁地置换PVD靶材，所以PVD系统或设备的维修也更为频繁。再者，置换PVD靶材时，为了使用新靶材，需要花费时间去重新调整PVD制程。因此，有需要提供一种可用于PVD制程的可消耗材料的厚板。
技术实现思路
为解决现有技术中的上述问题，本专利技术提供一种可消耗材料的厚板，包括至少一或多个侦测器，用以对于该可消耗材料的厚板接近或已经减少至该可消耗材料的一既定量发出信号。本专利技术所述的可消耗材料的厚板，该至少一侦测器包括一围封物，该围封物的至少一部分嵌入该可消耗材料的厚板之中；以及一细丝元件或电极元件，设置于该围封物之中。本专利技术所述的可消耗材料的厚板，该细丝元件或电极元件由该围封物之中延伸，而能够连接至一信号监视装置。本专利技术所述的可消耗材料的厚板，该围封物是由该可消耗材料构成。本专利技术所述的可消耗材料的厚板，该至少一侦测器包括一围封物，该围封物的至少一部分嵌入该可消耗材料的厚板之中；以及一气体、液体或固体，设置于该围封物之中。本专利技术所述的可消耗材料的厚板，该气体或液体是由惰性材料构成。本专利技术所述的可消耗材料的厚板，当该气体、液体或固体由该围封物逸散出时，可被侦测得到。本专利技术所述的可消耗材料的厚板，当侦测出该气体、液体或固体时，显示该可消耗材料的厚板的残留量接近或已经达到该既定量。本专利技术所述的可消耗材料的厚板，该至少一侦测器包括一第二材料层，其成分不同于该可消耗材料，并且邻接地设置于可消耗材料的厚板上，该第二材料层气体化时可被侦测得到。本专利技术所述的可消耗材料的厚板，当侦测出气体化的该第二材料层时，显示该可消耗材料的厚板的残留量接近或已经达到该既定量。本专利技术所述的可消耗材料的厚板，侦测器发出信号表示该可消耗材料的厚板的寿命已达终点。本专利技术所述的可消耗材料的厚板，该可消耗材料的厚板包括一靶材，使用于物理气相沉积制程，并且该气体、液体或固体的成份不会影响该物理气相沉积制程。本专利技术所述的可消耗材料的厚板，该可消耗材料的厚板包括一靶材，使用于物理气相沉积制程，并且该第二材料层的成份不会影响该物理气相沉积制程。本专利技术另提供一种物理气相沉积靶材料，包括一可消耗材料的厚板；以及至少一侦测器，用以对于该可消耗材料的厚板接近或已经减少至该可消耗材料的一既定量发出信号。本专利技术所述的物理气相沉积靶材料，该至少一侦测器包括一细丝、相对的电极、一侦测层、一气体、一液体或一固体，其能够发出信号。本专利技术所述可消耗材料的厚板及物理气相沉积靶材料，可降低物理气相沉积靶材的消耗成本，制造成本以及增加获利。附图说明图1为传统包含原料厚板的PVD靶材结构的腐蚀轮廓图形；图2A为具体实施例的PVD靶材结构的俯视图；图2B为图2A的2B-2B线的剖面图；图3为另一具体实施例的PVD靶材结构的剖面图；图4为又一具体实施例的PVD靶材结构的剖面图；图5显示一具体实施例的PVD靶材结构的使用寿命终点的侦测系统；图6显示另一具体实施例的PVD靶材结构的使用寿命终点的侦测系统；图7A与图7B为具有多个管状侦测器的PVD靶材的俯视图；图8A与图8B为靶材剖面图，上述靶材具有可供管子嵌入于其中的两个具体的位置；图8C为用以嵌入管子于图8A所示的位置的具体方法；图8D为图8C所示的金属箔片的主视图；图9A至图9F为各种具体实施例的管状侦测器的管子立体图；图10为显示在制造管子时，从管子移除芯棒类似物的模具构件的立体图；图11A及图11B显示用以在块状物中制造管状侦测器的管子的具体方法的立体图；图12A、图12B、图13A及图13B显示利用一种具体薄板形成方法以制造管状侦测器的管子的立体图；图14为另一具体实施例的PVD靶材结构的立体图；图15为又一具体实施例的PVD靶材结构的立体图；图16显示一表格，其列举一些适用于靶材材料的具体侦测器层的材料；图17A为显示第一具体实施例的管子制造方法的步骤流程图；图17B为显示第二具体实施例的管子制造方法的步骤流程图；图18A为显示可用于管子制造的一具体实施例的模具/挤压模设备的立体图；图18B为显示可用于管子制造的另一具体实施例的模具/挤压模设备的立体图；图19为显示第三具体实施例的管子制造方法的步骤流程图；图20为显示第四具体实施例的管子制造方法的步骤流程图。具体实施例方式本专利技术一实施例的物理气相沉积(以下可简称“PVD”)靶材结构含有使用寿命终点的侦测器。图2A的俯视图之中的符号“100”表示PVD靶材结构，并且图2B为图2A的2B-2B线的剖面图。PVD靶材结构100包括较佳材料的可消耗厚板(PVD靶材)110以及细丝侦测器120，其嵌入PVD靶材110的底部表面114。PVD靶材110包括反应表面112、相对于反应表面112的底部表面114以及延伸于反应表面112与底部表面114之间的侧壁表面116。PVD靶材110可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可消耗材料的厚板，其特征在于，该可消耗材料的厚板包括：至少一侦测器，用以对于该可消耗材料的厚板接近或已经减少至该可消耗材料的一既定量发出信号。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：萧义理，黄见翎，许志成，许呈锵，汪青蓉，余振华，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]