一種靶材粗糙度的監測方法技術

本發明專利技術提供了一種靶材粗糙度的監測方法，所述監測方法包括如下步驟：(1)圓形靶材的濺射面均分為至少4個扇形區域；(2)分別對每個扇形區域的熔射區域進行測量，記錄每個扇形區域的Ra與Rz值；(3)步驟(2)測量數值與預設值進行對比，當至少1個測量數據偏離預設值時，判定靶材粗糙度不合格；測量值均在預設值范圍內時，判定靶材粗糙度合格。所述監測方法能夠有效降低人工檢測帶來的誤差，同時提高監測效率，保證后續磁控濺射鍍膜的穩定性。證后續磁控濺射鍍膜的穩定性。

【技術實現步驟摘要】
一種靶材粗糙度的監測方法


[0001]本專利技術屬于半導體
，涉及一種關于磁控濺射的方法，尤其涉及一種靶材粗糙度的監測方法。

技術介紹

[0002]磁控濺射技術是半導體制造工藝中普遍應用的一種鍍膜技術，其工作原理是通過射頻電源或直流電源形成的等離子體內的具有高能量的氣體離子撞擊靶材表面，將粒子從靶材表面射出并貼附到基板表面，從而在基板表面形成膜層的方法。
[0003]在采用磁控濺射技術進行鍍膜過程中，對靶材表面的粗糙度存在一定的要求。如果靶材表面的某個部位有較大的異物、或者靶材表面存在某個較小但尖銳的異物，異物在濺射過程中會積累大量的電荷；當異物積累的電荷達到一定數量時，積累的電荷會在瞬間釋放出來，使靶材上存有異物的部分與基板之間的電壓瞬間發生較大的變化而產生電弧，該現象稱之為異常放電現象。
[0004]由于異常放電現象所導致的鍍膜產品不良的缺陷，因此需要對靶材的粗糙度進行控制與檢測。
[0005]現有技術為了監控鍍膜質量，往往在磁控濺射設備中安裝監控設備，用于監測磁控濺射靶材的表面粗糙度。其工作原理是在磁控濺射設備鍍膜過程中記錄陰極和陽極之間的電壓波動情況，并記錄在鍍膜過程中發生電弧的數量；當鍍膜過程中發生電弧的數量超過某一個閾值時，監控設備發出警報，并停止濺射鍍膜進程。但該方法在發生異常放電現象之后才能獲取檢測結果，在采用磁控濺射方法進行鍍膜過程中不能避免由于靶材上異物的異常放電所導致的產品不良。因此，在磁控濺射之前對靶材表面粗糙度進行改良監測，同樣十分重要。
[0006]CN 111889768A公開了一種降低靶材表面粗糙度的加工方法，包括采用不同的銑削工藝參數對靶材表面依次進行粗加工、半精加工和精加工；在粗加工過程中，通過控制銑削工藝參數使靶材表面粗糙度降低至Ra≤1.0μm；在半精加工過程中，通過控制銑削工藝參數使粗加工后的靶材表面粗糙度進一步減低至≤0.6μm；在精加工過程中，通過控制銑削工藝使半精加工后的靶材表面粗糙度進一步降低至≤0.2μm。其通過控制粗加工、半精加工和精加工的工藝，降低了靶材表面的粗糙度。
[0007]CN 109295427A公開了一種濺射靶材的清潔方法及裝置，該清潔方法包括利用海綿砂塊的第一面對靶材的濺射面的第一區域進行第一次打磨，去除第一區域的氧化物；對第一次打磨過程中產生的打磨雜質進行第一靜電吸附，去除第一次打磨過程中產生的雜質；利用海綿砂塊的第二面對靶材的濺射面進行第二次打磨，海綿砂塊第二面的粗糙度小于海綿砂塊第一面的粗糙度；對第二次打磨過程中產生的打磨雜質進行第二靜電吸附，去除第二次打磨過程中產生的雜質；對靶材進行烘烤，對靶材的濺射面進行第三次打磨。通過上述方法清潔靶材，能夠避免出現間斷放電現象。
[0008]上述方法的重點為對靶材進行處理的方法，但表面處理后還需要對靶材表面的粗
糙度進行檢測，這是保證粗糙度復合工藝要求的最后一道工序，對于提高成膜質量十分重要。因此，需要提供一種行之有效的靶材粗糙度的監測方法，保證表面處理后的靶材粗糙度復合工藝要求。

技術實現思路

[0009]針對現有技術存在的不足，本專利技術的目的在于提供一種靶材粗糙度的監測方法，所述監測方法能夠有效降低人工檢測帶來的誤差，同時提高監測效率，保證后續磁控濺射鍍膜的穩定性。
[0010]為達此目的，本專利技術采用以下技術方案：
[0011]第一方面，本專利技術提供了一種靶材粗糙度的監測方法，所述監測方法包括如下步驟：
[0012](1)圓形靶材的濺射面均分為至少4個扇形區域；
[0013](2)分別對每個扇形區域的熔射區域進行測量，記錄每個扇形區域的Ra與Rz值；
[0014](3)步驟(2)測量數值與預設值進行對比，當至少1個測量數據偏離預設值時，判定靶材粗糙度不合格；測量值均在預設值范圍內時，判定靶材粗糙度合格。
[0015]檢測表面粗糙度的常用方法包括樣塊比較法、顯微鏡比較法、光且顯微鏡測量法以及干涉顯微鏡測量法。
[0016]其中樣塊比較法以表面粗糙度比較樣塊工作面上的粗糙度為標準，用視覺法或觸覺法與被測表面進行比較，以判斷被測表面是否符合規定。顯微鏡比較法將被測表面與表面粗糙度比較樣塊靠近在一起，用比較顯微鏡觀察兩者被放大的表面，以樣塊工作面上的粗糙度為標準，觀察比較被測表面是否達到相應樣塊的表面粗糙度。光切顯微鏡測量法利用光切原理測量表面粗糙度，從目鏡觀察表面粗糙度輪廓圖像，用測微裝置測量Rz值和Ry值，通過輪廓圖像計算Ra值。干涉顯微鏡測量法利用光波干涉原理，以光波波長為基準來測量表面粗糙度，被測表面有一定的粗糙度就呈現出凹凸不平的峰谷狀干涉條紋，通過目鏡觀察、利用測微裝置測量這些干涉條紋的數目和峰谷的彎曲程度，即可計算出表面粗糙度的Ra值。
[0017]但上述方法均為人工測量方法，無法對圓形靶材的表面粗糙度進行快速精準監測，而且監測效率較低，容易由人工誤差帶來測量錯誤。本專利技術提供的方法的測量對象為圓形靶材的熔射區域，通過設定特定范圍的Ra與Rz值，使符合要求的圓形靶材具有良好的磁控濺射穩定性，能夠有效避免異常放電現象。
[0018]本專利技術首先將圓形靶材的濺射面均分為至少4個扇形區域，例如可以是4個、5個、6個、7個、8個、9個或10個，但不限于所列舉的數值，數值范圍內其它未列舉的數值同樣適用，優選為4
?
8個，進一步優選為4個。本專利技術通過設置多個扇形區域，然后分別對不同的扇形區域進行測量，當其中的某一個區域不符合要求時，即可判斷整個靶材不符合工藝要求，從而降低了對粗糙度進行監測的時間，提高了監測效率。
[0019]優選地，所述Ra的預設值為12
?
15μm。
[0020]本專利技術所述Ra的預設值為12
?
15μm是指，Ra的最小值在12μm以上，例如可以是12μm、12.1μm、12.2μm、12.3μm、12.4μm、12.5μm、12.6μm、12.7μm、12.8μm、12.9μm或13μm，但不限于所列舉的數值，數值范圍內其它未列舉的數值同樣適用；Ra的最大值在15μm以下，例如可
以是14μm、14.1μm、14.2μm、14.3μm、14.4μm、14.5μm、14.6μm、14.7μm、14.8μm、14.9μm或15μm，但不限于所列舉的數值，數值范圍內其它未列舉的數值同樣適用。
[0021]優選地，所述Rz的預設值為70
?
100μm。
[0022]本專利技術所述Rz的預設值為70
?
100μm是指，Ra的最小值在70μm以上，例如可以是71μm、72μm、73μm、74μm、75μm、76μm、77μm、78μm、79μm或80μm，但不限于所列舉的數值，數值范圍內其它未列舉的數值同樣適用；Rz的最大值在100μm以下，例如可以是90μm、91μm、92μm、93μm、94μm、95μm、96μm、97μm、98μm、99μm或100μm，但不限于本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種靶材粗糙度的監測方法，其特征在于，所述監測方法包括如下步驟：(1)圓形靶材的濺射面均分為至少4個扇形區域；(2)分別對每個扇形區域的熔射區域進行測量，記錄每個扇形區域的Ra與Rz值；(3)步驟(2)測量數值與預設值進行對比，當至少1個測量數據偏離預設值時，判定靶材粗糙度不合格；測量值均在預設值范圍內時，判定靶材粗糙度合格。2.根據權利要求1所述的監測方法，其特征在于，將圓形靶材的濺射面均分為4
?
8個扇形區域。3.根據權利要求1或2所述的監測方法，其特征在于，將圓形靶材的濺射面均分為4個扇形區域。4.根據權利要求1
?
3任一項所述的監測方法，其特征在于，所述Ra的預設值為12
?
15μm。5.根據權利要求4所述的監測方法，其特征在于，所述Rz的預設值為70
?
100μm。6.根據權利要求1所述的監測方法，其特征在于，步驟(2)所述測量為使用粗糙度檢測儀進行測量。7.根據權利要求6所述的監測方法，其特征在于，所述粗糙度檢測儀測量數據傳輸至MES系統，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：姚力軍，邊逸軍，潘杰，王學澤，陳麗娜，
申請(專利權)人：寧波江豐電子材料股份有限公司，
類型：發明
國別省市：