磁性靶材组件及其制备方法、溅射腔室技术

本发明专利技术公开了一种磁性靶材组件及其制备方法、溅射腔室。本发明专利技术公开的磁性靶材组件包括磁性靶材和背板，磁性靶材上设置有凸起的溅射损耗部，用于防止磁性靶材被溅射穿透，从而提高磁性靶材的利用率；背板上设置有凹陷的配合部；磁性靶材安装于背板上，且溅射损耗部安装于配合部内。本发明专利技术公开的溅射腔室包含本发明专利技术的磁性靶材组件。本发明专利技术还公开了一种制备上述磁性靶材组件的制备方法。本发明专利技术公开的磁性靶材组件设置了凸起的溅射损耗部，能够防止磁性靶材被溅射穿透，从而提高磁性靶材的利用率和使用寿命。

Magnetic target assembly, preparation method and sputtering chamber

The invention discloses a magnetic target assembly and a preparation method thereof, and a sputtering chamber. The magnetic target component disclosed in the invention includes a magnetic target and a back plate. The magnetic target is provided with a protruding sputtering loss part to prevent the magnetic target from being sputter through, thus improving the utilization ratio of the magnetic target; the back plate is provided with a concave fit part; the magnetic target is mounted on the back plate, and the sputtering loss part is installed on the sputtering loss part. In coordination with the Department. The sputtering chamber disclosed in the invention includes a magnetic target assembly of the invention. The invention also discloses a preparation method of the above magnetic target assembly. The magnetic target component disclosed in the invention provides a protruding sputtering loss part, which can prevent the magnetic target from being sputter through, thus improving the utilization and service life of the magnetic target.

【技术实现步骤摘要】
磁性靶材组件及其制备方法、溅射腔室
本专利技术属于半导体加工
，具体涉及一种磁性靶材组件及其制备方法、溅射腔室。
技术介绍
在集成电路与显示器的制造中，通常利用溅射腔室来溅射磁性材料并使磁性材料沉积至基板上。溅射沉积的工作原理为：将工艺气体激发形成等离子体，形成的等离子体轰击靶材，从靶材上溅射出的磁性材料沉积至基板上形成磁性薄膜。在溅射腔室中设置有磁控管，用于塑造磁场形状将磁场局限在靶材周围。目前使用的磁性靶材组件一般为厚度均匀的磁性靶材安装在厚度均匀的背板上。而在磁性靶材的溅射工艺中存在磁聚现象，使磁性靶材溅射面上具有不同的溅射速率。图1a示出了磁聚现象的原理，在图1a中，磁控管2000产生的磁力线用F表示，磁力线F的中轴线用C表示，在中轴线C两侧位置1和位置3处的电子受到库仑力和洛伦兹力的作用F向中轴线C的方向移动，而位置2的电子不受横向力的作用，因此，中轴线C上的等离子体密度最大，这种现象即为磁聚现象。由于磁聚现象的存在，中轴线C所对应的靶材表面区域的溅射速率大于其它区域的溅射速率，且中轴线C所对应的区域极易被溅射穿透。图1b-1d示出了磁聚现象存在时对厚度均匀的磁性靶材的溅射过程。图1b示出了开始溅射时厚度均匀的磁性靶材的形状以及磁力线分布，从图1b可以看出，在初始阶段，磁性靶材1100’的厚度均匀，在通过磁性靶材1100’内部磁力线饱和后，部分磁力线分布于磁性靶材1100’外部；图1c示出了溅射一段时间后的磁性靶材1100’的形状以及磁力线分布图，从图1c可以看出磁性靶材1100’溅射一段时间后，中轴线C对应区域部分已经出现凹陷；图1d示出了磁性靶材1100’即将耗尽时的磁性靶材形状和磁力线分布，从图1d可以看出磁性靶材1100’在中轴线C对应区域即将穿透，通过磁性靶材1100’内部的部分磁力线在该区域外泄出来，随中轴线C对应区域溅射的加深，外泄的磁力线越来越多，该位置处的磁场强度越来越大，越来越多的电子聚集于此，也就在该区域产生越来越多的等离子体，该区域溅射速率越来越高，该区域靶材的消耗越来越快，当其即将被溅射穿透时，则磁性靶材1100’不能继续使用，但其它区域仍剩余大量靶材未使用。根据上述分析可以看出在现有的靶材组件中存在以下问题：由于磁聚现象的存在，厚度均匀的磁性靶材1100’在溅射过程中，大部分区域溅射掉少量的磁性材料，小部分区域被溅射穿透，因此厚度均匀的磁性靶材利用率不高，使用寿命较短。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种磁性靶材组件及其制备方法、溅射腔室，能够提高磁性靶材的利用率和使用寿命。根据本专利技术的一方面，提供了一种磁性靶材组件，所述磁性靶材组件包括磁性靶材和背板，其中，所述磁性靶材上设置有凸起的溅射损耗部，用于防止所述磁性靶材被溅射穿透，从而提高所述磁性靶材的利用率；所述背板上设置有凹陷的配合部；所述磁性靶材安装于所述背板上，且所述溅射损耗部安装于所述配合部内。可选地，根据本专利技术的磁性靶材组件，所述背板包括主体背板和辅助背板，其中，所述主体背板为厚度均匀的背板；所述辅助背板的第一面为平面，且固定于所述主体背板；所述辅助背板的第二面设置有所述配合部。可选地，根据本专利技术的磁性靶材组件，所述辅助背板包括至少两个子辅助背板，其中，相邻两个所述子辅助背板的相邻端面形成所述配合部。可选地，根据本专利技术的磁性靶材组件，所述溅射损耗部沿其高度方向自顶端至底端的宽度逐渐增大。可选地，根据本专利技术的磁性靶材组件，所述磁性靶材与所述背板相贴合。根据本专利技术的另一方面，提供了一种溅射腔室，包括磁性靶材组件，所述磁性靶材组件采用本专利技术的磁性靶材组件。根据本专利技术的另一方面，提供了一种磁性靶材组件的制备方法，提供实验用背板、固定在所述实验用背板上厚度均匀的实验用磁性靶材、和磁控管；该制备方法包括以下步骤：步骤S1：用所述磁控管按预设工艺将所述实验用磁性靶材溅射侵蚀一定形状后，形成残余靶材；步骤S2：按照所述实验用磁性靶材的被溅射侵蚀掉的形状制备工艺用磁性靶材，在工艺用磁性靶材上设置凸起的溅射损耗部；以及按照残余靶材的形状制备工艺用背板，所述工艺用背板上设置有凹陷的配合部；步骤S3：将所述工艺用磁性靶材安装于所述工艺用背板上，且将所述溅射损耗部安装于所述配合部内。可选地，根据本专利技术的制备方法，在所述步骤S2中，还包括，在所述工艺用背板上安装厚度均匀的背板。可选地，根据本专利技术的制备方法，所述溅射损耗部沿其高度方向自顶端至底端的宽度逐渐增大。可选地，根据本专利技术的制备方法，工艺用磁性靶材与工艺用背板相贴合。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术的磁性靶材组件，在磁性靶材上设置了凸起的溅射损耗部，凸起的溅射损耗部对应了磁聚现象中等离子体聚集的区域，防止了由于磁聚现象使磁性靶材被溅射穿透，提高磁性靶材的利用率；在背板上设置了凹陷的配合部，溅射损耗部安装于配合部内，提高了靶材组件的机械强度。本专利技术的溅射腔室包含本专利技术的磁性靶材组件，同样提高了磁性靶材的利用率，提高了靶材组件的机械强度。本专利技术的制备方法，制备出了利用率高、使用寿命长、机械强度高的靶材组件。附图说明图1a为磁聚现象的原理示意图；图1b～图1d为磁聚现象存在时厚度均匀的磁性靶材的溅射过程示意图；图2a为根据本专利技术一种实施方式的磁性靶材组件的剖面图；图2b为图2a所示实施方式中的磁性靶材的剖面图；图2c为图2a所示实施方式中的背板的剖面图；图3a为根据本专利技术另一种实施方式的磁性靶材组件的剖面图；图3b为图3a所示实施方式中的背板的剖面图；图4为根据本专利技术一种实施方式的磁性靶材制备方法的流程图；图5为根据本专利技术一种具体实施方式的磁性靶材制备方法示意图；图6为根据图5的制备方法得到的磁性靶材的俯视图；图7a为厚度均匀的磁性靶材中磁力线分布示意图；图7b为根据本专利技术图3a所示的磁性靶材组件的磁力线分布示意图；其中，附图标记为：磁性靶材组件1000、磁性靶材1100、溅射损耗部1110、背板1200、配合部1210、主体背板1220、辅助背板1230、子辅助背板1231、厚度均匀的磁性靶材1100’、厚度均匀的背板1200’、磁控管2000。具体实施方式为使本领域的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图来对本专利技术提供的磁性靶材组件及其制备方法、溅射腔室进行详细描述。实施例1根据本专利技术的一种实施方式的磁性靶材组件，如图2a所示，磁性靶材组件1000包括磁性靶材1100和背板1200，其中，磁性靶材1100上设置有凸起的溅射损耗部1110，用于防止磁性靶材1100被溅射穿透，从而提高磁性靶材1100的利用率；背板1200上设置有凹陷的配合部1210；磁性靶材1100安装于背板1200上，且溅射损耗部1110安装于配合部1210内。根据本专利技术的一种实施方式的靶材组件，其中的磁性靶材的剖面如图2b所示，溅射损耗部1110沿其高度方向自顶端至底端的宽度逐渐增大。这是由于在厚度均匀的磁性靶材上进行溅射时，由于磁聚现象在等离子体聚集的区域溅射损耗形成的形状与溅射损耗部的形状类似，从而能够更好地提高磁性靶材的利用率和使用寿命。背板1200的剖面如图2c所示，背板1200上设置凹陷的配合部1210，配合部1210与溅射损耗部1110配合安本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁性靶材组件，其特征在于，所述磁性靶材组件包括磁性靶材和背板，其中，所述磁性靶材上设置有凸起的溅射损耗部，用于防止所述磁性靶材被溅射穿透，从而提高所述磁性靶材的利用率；所述背板上设置有凹陷的配合部；所述磁性靶材安装于所述背板上，且所述溅射损耗部安装于所述配合部内。

【技术特征摘要】
1.一种磁性靶材组件，其特征在于，所述磁性靶材组件包括磁性靶材和背板，其中，所述磁性靶材上设置有凸起的溅射损耗部，用于防止所述磁性靶材被溅射穿透，从而提高所述磁性靶材的利用率；所述背板上设置有凹陷的配合部；所述磁性靶材安装于所述背板上，且所述溅射损耗部安装于所述配合部内。2.根据权利要求1所述的磁性靶材组件，其特征在于，所述背板包括主体背板和辅助背板，其中，所述主体背板为厚度均匀的背板；所述辅助背板的第一面为平面，且固定于所述主体背板；所述辅助背板的第二面设置有所述配合部。3.根据权利要求2所述的磁性靶材组件，其特征在于，所述辅助背板包括至少两个子辅助背板，其中，相邻两个所述子辅助背板的相邻端面形成所述配合部。4.根据权利要求1所述的磁性靶材组件，其特征在于，所述溅射损耗部沿其高度方向自顶端至底端的宽度逐渐增大。5.根据权利要求1所述的磁性靶材组件，其特征在于，所述磁性靶材与所述背板相贴合。6.一种溅射腔室，包括磁性靶材组件，其特征在于，所述磁...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨玉杰，赵晋荣，
申请(专利权)人：北京北方华创微电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11