專利名稱：具有警示功能的濺鍍靶材的制作方法
技術領域：
本發明關于一種具有警示功能的濺鍍靶材，尤指一種利用警示體發出警示信號的濺鍍靶材。
背景技術：
物理氣相沉積技術(Physical Vapor Deposition, PVD)通過物理方式將原子或分子沉積于基板表面上，借此在金屬材料、合金材料、陶瓷材料或晶圓基板表面上形成一薄膜。于物理氣相沉積技術中，可區分為蒸鍍(evaporation)或派鍍(sputtering)兩種沉積方式。其中，派鍍沉積法利用輝光放電(glow discharge)效應，將惰性氣體電離并且轟擊至靶材(target)表面，使靶材的原子或分子彈出而堆積在基板表面，以形成具有良好均勻度的薄膜。因此，物理氣相沉積技術已被廣泛地應用在半導體、光電材料、儲存媒體等產業中，成為最常見的薄膜沉積技術。于濺鍍制程中，濺鍍靶材成為不可或缺的材料來源。其中，濺鍍靶材由靶胚及承載靶胚的背板所組成。由于背板多半是由導熱特性良好的材料所制成，且內部具有精密的水路設計，因而能夠作為承載靶胚與散熱的元件。然而，由于背板的造價昂貴，當濺鍍靶材使用到適當的程度后，若能將剩余的靶胚與背板分離，再經過適當的清洗步驟后，將背板回收再利用，即可大幅降低濺鍍制程所耗費的成本。因此，為了確保背板的完整性，通常會在靶胚尚未完全使用前就停止濺鍍制程，隨即進行靶材的更換。然而，由于靶材更換時必需破壞腔體的真空環境，若太早更換會降低設備的生產效能與靶材的使用率；太晚更換又會提高背板被破壞的風險。因此，如何控制適當的時機更換靶材，便成為濺鍍制程中十分重要的關鍵。目前已發展許多偵測濺鍍靶材使用率的方法，例如，美國專利文獻US5，487，823提供一種濺鍍靶材，其于靶胚與背板間設置一異質材料，當靶胚被蝕刻至一定深度后，可利用特定的感測方式偵測異質材料所釋放的氣體，藉以了解靶胚的使用情況。然而，其并未提供異質材料占靶胚整體的較佳比例范圍，以致于無法有效增加靶胚材料的經濟利益，且又無法避免設置于靶胚與背板間的異質材料會劣化兩者原有的結合品質，進而產生濺鍍靶材的使用效能不佳的問題。據此，本發明為了克服上述面臨的問題，試圖發展一種具有警示功能濺鍍靶材，當濺鍍靶材蝕刻到最深的深度，又尚未穿蝕到背板前即發出警示信號，借此確保濺鍍靶材中背板的完整性，其能在不劣化濺鍍靶材的前提下，使其具備停止濺鍍制程的警示功能，又能有效改善濺鍍靶材的使用效能不佳的問題，以期望能大幅降低濺鍍制程的制作成本。

發明內容
本發明的主要目的在提供一種具有警示功能的濺鍍靶材，能在不影響靶材體與背襯體的結合品質與散熱特性的情況下，利用警示體在濺鍍制程所散逸的氣體分子作為警示信號，借此保護背襯體的完整性，進而降低濺鍍制程所需耗費的成本。為達成上述目的，本發明提供一種具有警示功能的濺鍍靶材，此濺鍍靶材包括:形成有一接合面的靶材體，且該靶材體包含一靶材材料；一背襯體，其與該靶材體的接合面相互接合；以及至少一警示體埋設于靶材體內，各個警示體投影于該接合面的面積小于或等于該接合面的總面積的I%，且所有警示體投影于接合面的面積的總合小于或等于接合面的總面積的20%，且各警示體的長邊長度大于I公分(Cm);其中該警示體包含一異質材料，其異質材料于濺鍍環境中能散逸出與該濺鍍環境中的氣體以及該靶材材料鑒別的氣體分子。于濺鍍制程中，當靶材體被蝕刻到警示體所在的深度后，由于警示體內的異質材料能夠散逸出與濺鍍環境中的氣體及靶材材料鑒別的氣體分子，因此，當氣體分析儀偵測到異質材料所散逸的氣體分子后會發出一警示信號，以終止濺鍍制程，借此免除背襯體受到電漿破壞的可能性。于本發明具有警示功能的濺鍍靶材中，由于警示體通常設置于靶材體最先被蝕穿的區域，且經由實驗結果得知不同的濺鍍靶材在相同機臺上的蝕刻輪廓可控制在I公分的誤差范圍內。因此，為了避免進行濺鍍制程時，蝕穿點與警示體所在位置的誤差，較佳是將各個警示體的分布長邊長度控制在至少大于I公分以上，以避免上述的問題發生。然而，當各個警示體投影于接合面的面積的總合過大時，靶材體與背襯體將無法具備足夠的接合力，進而影響濺鍍靶材的品質。因此，于本發明具有警示功能的濺鍍靶材中，所有警示體投影于接合面的面積的總合應小于或等于該接 合面的總面積的20%。且當單一警示體投影于接合面的面積大于1%時，會破壞濺鍍靶材的局部散熱效能，進而影響濺鍍膜層的品質。因此，為了確保濺鍍靶材的局部散熱效果，較佳為，各個警示體投影于接合面的面積應小于或等于該接合面的總投影面積的I %。由于至少一警示體投影于接合面的面積的總合已控制在適當的范圍內，本發明的濺鍍靶材可確保靶材體與背襯體的接合品質及散熱特性，避免靶材體在濺鍍制程中由背襯體脫落的可能性。于本發明具有警示功能的濺鍍靶材中，各個警示體可以填滿的形式涂布，或以不連續的形式多點分布。于本發明具有警示功能的濺鍍靶材中，警示體中的異質材料可由各種半導體化合物或金屬化合物所制成，如:陶瓷材料、氮化物、氧化物、金屬、金屬合金、或金屬氧化物等；較佳為 AIN、BN、SiC, Al2O3' Si3N4' ZrO2' Mg。、或 Li2O0此外，于本發明具有警示功能的濺鍍靶材中，較佳的，背襯體可設計成背襯板或背襯管的型式。當背襯體為背襯板結構時，其靶材體可設計成一平板結構，與背襯板以一平面相互接合。當背襯體為背襯管結構時，其靶材體可設計為一中空圓柱狀結構，其背襯體設置于靶材體的內部中空位置,使靶材體與背襯管以一圓弧面相互接合。本發明的另一目的在提供一種具有警示功能的濺鍍靶材，其中該警示體設置于該靶材體的接合面上，由于同一濺鍍機臺在進行濺鍍制程時，可于靶材體上蝕刻出相似的蝕刻輪廓(erosion profile)，并且具有良好的重復性，因此，為了避免電漿攻擊到背板并減少警示體的用量，較佳為將該警示體安置于靶材體最先被蝕穿的區域投影于靶材體接合面上的位置，以確保警示體于濺鍍制程中提供警示功能。據此，當包含警示體的濺鍍靶材進行濺鍍制程時，由于警示體埋設于靶材體內產生蝕刻輪廓的最深處，當靶材體進行蝕刻制程時,將使靶材體產生的蝕刻深度到達最深處后，才讓警示體散逸出停止濺鍍制程的氣體分子，使靶材體可以被利用的蝕刻深度為最大且使用率為最高，借此降低濺鍍制程中更換濺鍍靶材的頻率，提高濺鍍制程的生產效率。因此，本發明具有警示功能的濺鍍靶材可將各警示體的長邊長度控制于I公分以上，單一警示體投影于接合面的面積控制于小于或等于接合面的總面積的I%，并將所有警示體投影于接合面的面積的總合控制在小于或等于接合面的總面積的20%，以確保背襯體與靶材體的接合品質與散熱特性，發展出一種具有警示功能且品質良好的濺鍍靶材。此外，本發明使用具有警示功能的濺鍍靶材可確保靶材體能被利用的蝕刻深度為最大深度，藉以提高濺鍍制程的生產效率。


圖1是為本發明實施 例1中濺鍍靶材的側剖面示意圖。圖2是為本發明實施例1中濺鍍靶材的立體示意圖。圖3是為本發明實施例1中氣體分壓對濺鍍時間的曲線圖。圖4是為本發明實施例2中為復數警示體的濺鍍靶材側剖面示意圖。圖5是為本發明實施例2中復數濺鍍靶材的立體示意圖。圖6是為本發明單一警示體的平面示意圖。圖7是為本發明另一種警示體型式的平面示意圖。主要元件符號說明I濺鍍靶材11靶材體12背襯體 13警示體2濺鍍靶材21靶材體22背襯體 23警示體24蝕刻輪廓24’警示體設置區A’接合面A”頂面A/警示體投影于接合面的面積L警示體的長邊長度
具體實施例方式本發明為了保護濺鍍靶材的背襯體免于受到電漿的破壞，將傳統靶材與警示體結合，制成一種具備警示功能的濺鍍靶材。此外，為了確保靶材體與背襯體的接合品質及散熱特性，本發明更發現一種設置警示體的關鍵條件，以制成出具有良好特性的濺鍍靶材。于本發明的濺鍍靶材中，靶材體包含一靶材材料,該材料可如包含鋁、鎢、鑰、鈦、鉭的金屬、合金或硅化物等，但并非僅限于此；而警示體亦包含一異質材料，該異質材料可為AIN、BN、SiC, Al2O3' Si3N4' ZrO2, MgO、或Li2O,但并非僅限于此。由于異質材料在濺鍍環境中能散逸出與濺鍍環境中的氣體以及靶材材料鑒別的氣體分子。通過氣體分析儀可分析異質材料所散逸的氣體的特定分子量；或者，通過光放射光譜(Optical EmissionSpectroscopy ；0ES)分析電衆放光光譜的譜線與強度,藉以比對其化學成份。因此，當異質材料所散逸的氣體分子通過上述方法被偵測時，可作為一警示信號，以終止整個濺鍍制程，避免背襯體受到電漿的破壞。實施例1 如圖1所示，本發明的一具有警示功能的濺鍍靶材1，包括:具有一接合面A’的靶材體11 ;背襯體12，其與靶材體11的接合面A’相互接合；以及警示體13涂布于接合面A’上而埋設于靶材體11內。此外，如圖2所示，該警示體13以填滿的方式涂布于背襯體12上，并且埋設于靶材體11內。于實施例1中，警示體13投影于接合面的面積Al’小于或等于接合面A’的總面積的20%。于此實施例中，警示體13投影于接合面的面積等于警示體13與背襯體12的頂面A”的接觸面積，當此投影面積Al’被控制在適當的范圍時，即可確保靶材體11與背襯體12的接合品質及散熱特性，降低靶材體11在濺鍍制程中由背襯體12脫落的可能性。于本實施例的濺鍍靶材中，靶材體包含一靶材材料,該材料包含鋁金屬；而警示體亦包含一異質材料，該異質材料為氮化硼。異質材料在濺鍍環境中能散逸出與濺鍍環境中的氣體以及靶材材料具有鑒別性的氣體分子，所述的氣體分子為氮化硼分子，通過氣體分析儀可分析出分子量為24Da及25Da的氮化硼分子的分壓值。據此，當本發明的濺鍍靶材被蝕刻至警示體所在的位置時，警示體的異質材料將散逸出與濺鍍環境及靶材材料具有鑒別性的氣體分子，并使偵測器開始偵測到異質材料所釋放的警示信號，如圖3的下箭頭所示。于圖3的右箭頭表示靶材體材料持續進行濺鍍的過程，而靶材體濺鍍時間的長短會依據靶材體的厚度而有所不同。如圖3所示，氮化硼氣體的分壓曲線(分子量24Da及25Da)將于靶材體被下向蝕刻到接近警示體所在的深度后有明顯上升的趨勢，其分壓介于10_5至10_6帕，顯示本發明的濺鍍靶材已被蝕刻至最大的蝕刻深度。因此，當異質材料所散逸的氣體分子通過上述方法被偵測時，分壓值的劇升可作為一警示信號，以終止整個濺鍍制程，避免背襯體受到電漿的破壞。實施例2請參閱圖4及圖5，本發明的另一具有警示功能的濺鍍靶材2，其包括多個警示體23。如同實施例1所述，本實施例中的具有警示功能的濺鍍靶材2包含:背襯體22及設置于背襯體22上的靶材體21，其中，靶材體21上形成有一接合面A’，且背襯體22與靶材體21的接合面A’相互接合。與實施例1不同的處在于，本實施例中的具有警示功能的濺鍍靶材2包括復數個警示體23，且上述的警示體23并設置于靶材體21的蝕刻輪廓投影于接合面A’處，如圖5所示，于靶材體21上會預設濺鍍機擬進行蝕刻的蝕刻輪廓24，該蝕刻輪廓24投影于接合面A’處為警示體設置區24’，各警示體23即布設于該警示體設置區24’處。于本實施例中，各個警示體23投影于接合面的的面積Al’皆小于或等于該接合面A’的總面積的I %，以維持濺鍍靶材的局部散熱效能；且各個警示體投影于接合面A’的面積Al’的總合亦小于或等于該接合面A’的總面積的20%。此外，各個警示體23的長邊長度L亦控制在至少大于I公分以上，如圖6所示，當警示體23的長邊長度維持于I公分以上，可避免濺鍍時蝕穿點與警示點位置不同而傷害背襯體的情況發生。再者，圖6所示的警示體23同樣以填滿的形式涂布，其也可為圖7所示的型態，該警示體23為多點涂布，且可進一步為連續多點涂布，或不連續多點涂布。綜上所述，本發明提供一種具有警示功能的濺鍍靶材，通過控制濺鍍靶材中靶材體的接合面與警示體的接觸面積相對于接合面的總面積的比例，可使濺鍍靶材具備良好的品質與散熱效果，借此發 展出一種具備警示功能的濺鍍靶材。
權利要求
1.一種具有警示功能的濺鍍靶材，其特征在于，包括: 一靶材體，該靶材體形成一接合面，并且包含一靶材材料； 一背襯體，其與該靶材體的接合面相互接合；以及 至少一警示體，該警示體埋設于靶材體內，各個警示體投影于該接合面的面積小于或等于該接合面的總面積的I%，且所有警示體投影于該接合面的面積的總合小于或等于該接合面的總面積的20%，且各警示體的長邊長度大于I公分(Cm)； 其中該警示體包含一異質材料，該異質材料于一濺鍍環境中能散逸出與該濺鍍環境中的氣體以及該靶材材料鑒別的氣體分子。
2.按權利要求1所述的具有警示功能的濺鍍靶材，其特征在于，所述背襯體為一背襯板或一背襯管。
3.按權利要求1所述的具有警示功能的濺鍍靶材，其特征在于，所述至少一警示體以填滿的方式涂布，并且埋設于靶材體內。
4.按權利要求1所述的具有警示功能的濺鍍靶材，其特征在于，所述至少一警示體以多點分布，并且埋設于革巴材體內。
5.按權利要求1所述的具有警示功能的濺鍍靶材，其特征在于，所述異質材料為A1N、BN、SiC, Al2O3' Si3N4' ZrO2' Mg。、或 Li2O0
6.按權利要求1所述的具有警示功能的濺鍍靶材，其特征在于，所述警示體設置于該靶材體的接合面上。
7.按權利要求6 所述的具有警示功能的濺鍍靶材，其特征在于，所述警示體安置于靶材體的蝕刻輪廓投影于該接合面的位置。
全文摘要
本發明提供一種具有警示功能的濺鍍靶材，其濺鍍靶材包括具有接合面的靶材體；與靶材體接合的背襯體；以及至少一警示體埋設于靶材體內；其中，各個警示體投影于該接合面的面積小于或等于該接合面的總面積的1％，且所有警示體投影于該接合面的面積的總合小于或等于該接合面的總面積的20％，且各警示體的長邊長度大于1公分(cm)，其警示體包含一種能于濺鍍環境中散逸出不同氣體分子的異質材料，以作為一警示信號。本發明控制警示體投影于接合面的面積，以確保濺鍍靶材的結合品質與散熱功能。
文檔編號C23C14/34GK103088304SQ20111033387
公開日2013年5月8日 申請日期2011年10月28日 優先權日2011年10月28日
發明者胡書華, 盧明昌, 蘇百櫻, 陳榮升, 尹新淳 申請人:光洋應用材料科技股份有限公司