【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于磁控溅射领域，涉及一种带背板的平面溅射靶材使用寿命的预估方法。
技术介绍
1、磁控溅射是物理气相沉积(physical vapor deposition，pvd)的一种，具有设备简单、易于控制、镀膜面积大和附着力强等优点，被广泛应用于制备金属、半导体、绝缘体等多材料的制备过程中
2、靶材作为磁控溅射的关键原材料，在进行平面磁控溅射过程中，由于正交电磁场对溅射离子的作用关系，在沿电子作旋轮线运动的跑道上，靶材表面被离子优先溅射，形成溅射沟槽，在溅射表面将产生不均匀的刻蚀现象，在特定的轨道或区域会优先溅射，形成溅射靶材最深溅射轨道路线，这些区域一旦被击穿靶材即报废。
3、对于大部分平面溅射靶材，通常与背板绑定，背板的作用包括固定安装和散热等。若靶材击穿后继续溅射，会进一步溅射到背板材料，造成溅射镀膜产品的污染和背板甚至设备的损坏。
4、对于贵金属靶材或磁性靶材等平面靶材，从靶材成本降低和透磁率提升方面考虑，靶材原始厚度一般为1-5mm，由于其本身厚度较薄，为提升使用效率，在实际使用过程中剩余靶材厚度会比其它靶材更低。故如何简单快捷确定其优先溅射区域的剩余厚度进而预测靶材使用寿命，是避免产品报废和降低生产成本的必要要求。
5、cn103572222a公开了一种靶材溅射寿命的确定方法，具体方法为确定溅射功耗与靶材最小剩余厚度的线性关系；设定靶材的标准剩余厚度；将所述标准剩余厚度代入所述线性关系中，确定靶材的溅射寿命。专利中利用三坐标测量仪测量所述两个相互垂直方向上的各点的剩余
6、cn105525264a公开了一种靶材的剩余溅射时间的获得方法，提供一个已知初始厚度的靶材；将所述靶材进行部分溅射，并记录溅射时间；测量部分溅射后的靶材的剩余厚度获得最小剩余厚度，并根据所述最小剩余厚度获得最大溅射厚度；根据所述初始厚度与所述溅射时间的乘积、所述乘积与所述最大溅射厚度的比值来获得靶材的剩余溅射时间。该方法仅适用于长方形和圆形靶材，需要在已知初始厚度的前提进行计算，在实际生产过程中大部分平面绑定靶材的厚度是根据重量计算出的理论厚度，无准确初始厚度值，并且原始靶材厚度在不同位置也会有差异。
7、cn111428417a公开了一种预测靶材使用寿命的方法，使用三维扫描的方法，获取靶材溅射前和溅射后的形貌图，采用靶材溅射前和溅射后的形貌图结合制得表面侵蚀曲线，从所述表面侵蚀曲线中得到靶材的原始厚度和靶材的最小剩余厚度；构建所述靶材的最小剩余厚度、溅射功耗和所述靶材的原始厚度的函数关系，通过所述函数关系来预测所述靶材的使用寿命。该方法将溅射前的背面形貌曲线与溅射后的背面形貌曲线重合计算，需要靶材在溅射前后背面完全重合的情况才能使用该方法。
8、cn116222465a公开了一种锅形靶材最小剩余厚度的测试方法和寿命的预测方法，采用三直角坐标测量仪测量得到未溅射靶材的模拟曲线和溅射后锅形靶材的表面侵蚀曲线，然后根据未溅射靶材的模拟曲线和溅射后锅形靶材的表面侵蚀曲线确定最接近点，根据最接近点进行计算，得到最小剩余厚度。根据实际使用厚度和溅射功耗的对应关系预测靶材的寿命。该方法也需要采集原始靶材尺寸信息采集进行建模，适用于在溅射前后靶材应满足外表面或非溅射面重合度一致或较好的情况。
9、cn111060044a公开了一种采用水浸式c-scan设备测量焊接型靶材厚度的方法，运行c扫软件并利用超声纵波脉冲反射技术、以界面波波峰位置作为起始点的测量类型，通过已知靶坯厚度测量出靶材的声速，在后续与背板结合并加工成型后或磁控溅射后，利用已测靶材声速测量出此时靶材部分的厚度。该方法的厚度测量需要逐点测量，需要先对溅射轨道最低点的位置进行准确定位，且与实际测量存在一定误差，故不适合用于寿命评估所需的厚度值数据测量。
10、综上所述，针对带背板的平面溅射靶材，以上靶材使用寿命评估的方法存在以下3个问题：①现有方法一般借助三坐标仪、三维扫描仪等测量仪器测量靶材溅射前后的尺寸数据，但实际使用中的平面溅射靶材通常与背板绑定，不能通过直接测量得到厚度信息，只能在非溅射面重合的前提下才可通过靶材溅射前后的表面侵蚀曲线获得溅射前后厚度差值信息，同时上述尺寸检测设备高昂的成本和携带的便利性等原因也限制了普通厂家对寿命评估所需数据的采集。②在溅射前，为保证靶材溅射表面的高质量，应尽量避免接触式测量操作，再加上此时的平面溅射靶材仍与背板绑定，一般无法准确获得溅射前厚度数据，通常使用靶材的理论厚度值或c扫测定值，但c扫测定厚度时对轨道厚度最低点位置确认问题未解决，同时靶材原始厚度在不同位置厚度有差异，以理论厚度或c扫测定值作参考是不合理的。③对于贵金属靶材或磁性靶材等平面靶材，从靶材成本降低和透磁率提升方面考虑，靶材原始厚度一般为1-5mm，由于整体厚度较薄，解绑后由于应力释放等原因容易发生翘曲，影响解绑后绑定面的平整度，故通过溅射前和溅射后非溅射面形貌轨迹重合比较溅射面表面侵蚀曲线差异的方法不适用。
11、基于现有靶材使用寿命评估方法，开发一种适用于带背板的平面溅射靶材使用寿命的预估方法具有重要意义。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术提供一种带背板的平面溅射靶材使用寿命的预估方法。将背板与靶材分离解绑，采用模具硅胶确认靶材溅射后最深溅射轨道，利用针形千分尺测量最深溅射轨道厚度和边缘路线厚度，获取边缘厚度最大值作为溅射靶材原始厚度，最深溅射轨道厚度最小值作为靶材剩余厚度，得到溅射靶材的最大厚度差，以最大厚度差值作为溅射最大消耗厚度参考预估剩余厚度的溅射功耗，进而预测靶材的寿命。该方法厚度数据均从与背板分离后靶材上提取，减少了溅射前厚度测量的步骤或解决了溅射前厚度无法测量的问题，采用模具硅胶定位靶材剩余厚度最低的位置的方法快速准确，测量方法简单有效，获得的消耗厚度值也更合理，以此值为参考获得的溅射寿命更安全，适用于一种带背板的平面溅射靶材使用寿命的预估，为不具备三坐标仪、三维扫描仪等检测设备的厂家提供了自主预测该类型靶材使用寿命的可能。
2、本专利技术的上述目的是这样实现的：
3、一种带背板的平面溅射靶材使用寿命的预估方法，包括以下步骤：
4、1.分离背板与溅射靶材：通过升温的方式分离溅射靶材与背板，分离后去除溅射靶材背面的焊料；
5、2.最深溅射轨道路线的确认：将模具硅胶液体注入靶材溅射轨道内，待硅胶凝固后取出固体硅胶水平放置，用印泥与硅胶突出部位轻微接触，随后将硅胶匹配原位放回靶材溅射轨道内，并轻微按压，沾染印泥的地方属于最深溅射轨道，其中模具硅胶选取软硬度50-70度材料；
6、3.边缘和最深溅射轨道路线测量数据点确认：采用针型千分尺测量边缘和最深溅射轨道厚度数据，测量点数量越多尤佳，对本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种带背板的平面溅射靶材使用寿命的预估方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在步骤1中，原始溅射靶材与背板属于通过钎焊、高分子焊连接，采用升温方法分离绑定的背板与靶材，靶材与背板分离后采用硅胶块初步刮去溅射靶材表面的焊料，再用三角拉丝机对背面进行表面处理去除未刮干净焊料。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在步骤1中，溅射靶材是平面溅射靶材，绑定前溅射面与绑定面均为一个面且互相平行。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤2中，通过模具硅胶确认溅射靶材最深溅射轨道步骤包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤2中，采用针型千分尺测量溅射靶材边缘和最深溅射轨道厚度，测量时保持千分尺卡针与测量面垂直，将针头在测试点位置附近前后左右微移动，确保测量边缘厚度时获得的值是该测试点附近最大的值和测量最深溅射轨道厚度时获得的值是该测试点附近最小的值。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：在步骤2中，采用针型千分尺测量边缘和最深溅射轨道厚度数据，沾染印
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：对于获得的最深溅射轨道上沾染印泥的地方为点时，厚度数据必须纳入测量。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3中的预估计算方法包括：
9.根据权利要求1-8任一项所述的方法，其特征在于：模具硅胶的软硬度为50-70度。
10.根据权利要求1-8任一项所述的方法，其特征在于：所述靶材形状包括圆形、方形或不规则形状。
...【技术特征摘要】
1.一种带背板的平面溅射靶材使用寿命的预估方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在步骤1中，原始溅射靶材与背板属于通过钎焊、高分子焊连接，采用升温方法分离绑定的背板与靶材，靶材与背板分离后采用硅胶块初步刮去溅射靶材表面的焊料，再用三角拉丝机对背面进行表面处理去除未刮干净焊料。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在步骤1中，溅射靶材是平面溅射靶材，绑定前溅射面与绑定面均为一个面且互相平行。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤2中，通过模具硅胶确认溅射靶材最深溅射轨道步骤包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤2中，采用针型千分尺测量溅射靶材边缘和最深溅射轨道厚度，测量时保持千分尺卡针与测量面...
【专利技术属性】
技术研发人员：许彦亭，闻明，沈月，赵琪，王传军，普志辉，施晨琦，
申请(专利权)人：云南贵金属实验室有限公司，
类型：发明
国别省市：
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