制造鉬鈦濺射板和靶的方法技術

本發明專利技術提供了鉬鈦濺射靶。一方面，所述靶基本上不含β（Ｔｉ，Ｍｏ）合金相。另一方面，所述靶基本上由單相β（Ｔｉ，Ｍｏ）合金組成。在這兩種情況下，濺射過程中的微粒排放減少。本發明專利技術還提供了制備所述靶的方法，將靶接合起來制造大面積濺射靶的方法，以及由所述靶制造的膜。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及低微粒排放的鉬鈦濺射靶。多個所述耙可接合(bond)在一 起，做成大面積靶，用于制造某些類型的薄膜，如用于制造平板顯示器， 如薄膜晶體管液晶顯示器(TFT-LCD)的薄膜。
技術介紹
濺射是半導體和光電工業中的許多制造工藝用來產生金屬層的技術。 在濺射過程中形成的膜的性質與濺射靶自身的性質有關，如各晶粒的尺寸 和二次相的形成及其分布特性。較好的是，制造的濺射靶能夠用于生產均 勻的膜，在濺射過程中產生的顆粒物最少，并且能得到所需的電學性質。為了在基材表面上沉積膜，人們采用了各種濺射技術。沉積的金屬膜， 如平板顯示器上的金屬膜，可以用磁控濺射裝置或其它濺射技術形成。磁 控濺射裝置讓氣體的等離子體轟擊靶，使耙材表面原子從表面射出，沉積 在基材表面上形成膜或層。傳統上，使用平面圓盤形或矩形濺射源作為耙， 射出的原子沿視線軌道運動，沉積在晶片頂部，晶片的沉積面平行于靶的 侵蝕面。也可使用管形濺射靶，如共同待審查申請第10/931203號所述。所需的濺射靶可能包含不能通過常規方法如輥軋制成的材料或材料的 組合。在這種情況下，靶是通過熱等靜壓(HIP)粉末制成的。理想情況下， 所述靶一步制成。然而，由于受到粉末壓實密度和HIP設備尺寸方面的物 理限制，需要將較小的靶分段接合起來才能制成大的濺射靶。對于單相靶， 可能要用到焊接這樣的常規加工步驟；對于多相材料或因某種原因而需要 避免形成合金的情況，優選將固態邊緣與固態邊緣接合起來。半導體和TFT-LCD中的互連(interco皿ect)正由鋁向銅發展，因此需要 新的擴散阻擋層。鈦提供了優異的附著性，而鉬有利于其致密阻擋層的穩 定性。集成電路(用于半導體和平板顯示器)用Mo-Ti作為鋁、銅和鋁合金的底層或覆蓋層，以盡可能避免形成隆起，控制反射率，并提供保護，使其 在光刻過程中免受化學侵蝕。美國專利5234487描述了含有很少或不含p(Ti， W)合金相的鉤-鈦濺射 靶的制造方法。美國專利5896553描述了基本上全為單相(3(Ti, W)的鈦-鎢 濺射靶。這兩個專利都未提到用其它材料代替鎢。美國專利申請公開20050189401揭示了用于濺射靶的大型鉬坯或鉬棒 的制造方法，它將兩個或多個包含Mo的塊體彼此相鄰地放到一起(例如將 一個堆在另一個上面)，在相鄰塊體之間的縫隙或連接處填入金屬鉬粉。用 等靜壓壓制相鄰塊體，在相鄰塊體之間的每個金屬-鉬粉層-金屬連接處形成 擴散接合，從而形成坯或棒，可對它們進行機械加工或其它成形處理，制 成大濺射靶。該專利公開揭示了主側面的接合，而沒有提及板邊緣與邊緣 的接合。專利技術概述一方面，本專利技術提供了基本上不存在p(Ti, Mo)相的鉬-鈦濺射耙的制備 方法，該方法包括以下步驟(a) 提供鉬粉和鈦粉，其中基于鉬粉和鈦粉的總原子％，所述鈦粉的含 量約為5-95原子％，其余為鉬粉。(b) 摻合鉬粉和鈦粉，形成摻合粉末；(c) 任選地壓固(consolidate)該摻合粉末；(d) 將該壓固的粉末封裝起來；(e) 加熱的同時壓實(compact)該封裝的粉末，形成第一MoTi耙板。 該方法還可包括以下步驟(f) 除去第一靶板上的部分封裝物；(g) 沿第一靶板和第二 MoTi靶板的邊緣將第一板和第二板接合起來， 形成接合的板；(h) 加熱的同時壓實該接合的兩塊板，形成接合耙板。接合耙板的面積 至少為55英寸x67英寸。另一方面，本專利技術提供了含單P(Ti,Mo)相的鉬-鈦濺射耙的制備方法， 該方法包括以下步驟(a) 提供鉬粉和鈦粉，其中基于鉬粉和鈦粉的總原子％，所述鈦粉的含 量約為5-95原子％，其余為鉬粉；(b) 摻合鉬粉和鈦粉，形成摻合粉末； (C)任選地壓固該摻合粉末；(d) 將該壓固的粉末封裝起來；(e) 加熱的同時壓實該封裝的粉末，形成含單p(MoTi)相的第一 MoTi靶板。又一方面，本專利技術提供了將兩塊或多塊濺射耙板接合起來形成大面積濺射靶的方法，該方法包括(a) 清潔兩塊或多塊靶板中每塊板的邊緣；(b) 任選地，在兩塊或多塊待接合的耙板中至少一塊板的邊緣施加接合料；(C)封裝該兩塊或多塊靶板；(d)加熱的同時壓實該兩塊或多塊靶板，形成大面積濺射耙板， 其中該大面積濺射靶板的面積至少為55英寸x 67英寸。 本專利技術還提供一種面積至少為55英寸x 67英寸的鉬-鈦濺射靶。 在其它方面，本專利技術還提供了基本上不含p(Mo， Ti)合金相的鉬-鈦濺射靶，以及含單J3(MoTi)合金相的鉬-鈦濺射耙。借助以下圖示、詳述和附屬權利要求，本專利技術的上述及其它方面將更容易理解。附圖簡要說明 以下附圖進一步說明了本專利技術，其中 附圖說明圖1A和1B是形成鉬-鈦合金的相圖。圖2A是樣品在690°C、 15000磅/平方英寸條件下進行HIP 4小時后的 SEM顯微照片。圖2B是樣品在825°C 、 15000磅/平方英寸條件下進行HIP 4小時后的 SEM顯微照片。圖2C是樣品在925'C、 15000磅/平方英寸條件下進行HIP4小時后的SEM顯微照片。圖2D是樣品在1038°C、 15000磅/平方英寸條件下進行HIP 4小時后15000磅/平方英寸條件下進行HIP 8小時后的 15000磅/平方英寸條件下進行HIP 8小時后的 15000磅/平方英寸條件下進行HIP 8小時后的 15000磅/平方英寸條件下進行HIP 4小時后的 15000磅/平方英寸條件下進行HIP 4小時后的 15000磅/平方英寸條件下進行Re-HIP 4小時優選實施方式除非另外明確指出，本說明書和權利要求書中，包括實施例中所用的 數字均可解讀為有前綴"約"，哪怕"約"字沒有明確寫出。另外，這里 所引數值范圍均包括其中包含的所有子范圍。本專利技術一方面制備了基本上不含Mo-Ti合金相的Mo-Ti濺射靶。這里 所用"基本上不含"是指包含約15%(體積)或以下的p(Ti， Mo)。本專利技術的 Mo-Ti耙優選包含痕量至12體積％的不希望有的p(Ti，Mo)，最優選包含痕 量至10體積％的p(Ti，Mo)，所述含量通過SEM-EDS分析測定。測定合金 形成情況的另一種方法是X射線衍射技術。這些靶的密度約為理論密度的 95%或以上。本專利技術另一方面制備了基本上只含單相P(Ti, Mo)合金的Mo-Ti濺射 耙。利用對耙微結構的SEM-EDS分析確定該靶微結構是否由多相Mo和 Ti組成，或者是否形成單p(Mo，Ti)相。8的SEM顯微照片。圖3A是樣品在725t:、 SEM顯微照片。圖3B是樣品在75(TC、 SEM顯微照片。圖3C是樣品在780'C、 SEM顯微照片。圖3D是樣品在750°C、 SEM顯微照片。圖4A是樣品在750"C、 SEM顯微照片。圖4B是樣品在825°C、 后的SEM顯微照片。圖4所示的引自Massalski的《二元合金相圖》(Binary Alloy Phase Diagrams, 第2巻，T.B. Massalski編，ASM International, Metals Park, Ohio ，第l 640頁)的Mo-Ti相圖顯示，為了避免在處理Mo-Ti合金時形成(3(Ti, Mo)相，處理溫度應當等于或低于695士2(TC的偏晶反應溫度(mo本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基本上不存在β（Ｔｉ，Ｍｏ）相的鉬－鈦濺射靶的制備方法，其包括：?。ǎ幔┨峁┿f粉和鈦粉，其中基于鉬粉和鈦粉的總原子％，所述鈦粉的含量約為５－９５原子％，其余為鉬粉；?。ǎ猓胶香f粉和鈦粉，形成摻合粉末；?。ǎ悖┤芜x地壓固該摻合粉末；　（ｄ）將該壓固的粉末封裝起來；?。ǎ澹┘訜岬耐瑫r壓實該封裝的粉末，形成第一ＭｏＴｉ靶板。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：ME蓋多斯，P庫馬，S米勒，NC米爾斯，G羅扎克，JA希爾茨，RR吳，
申請(專利權)人：HC施塔克公司，
類型：發明
國別省市：US[美國]