高(gao)纯(chun)钛(tai)溅射靶(ba)现在(zai)已(yi)广泛(fan)应用于(yu)半(ban)导体装(zhuang)置(zhi)制造的(de)金(jin)属镀(du)工艺(yi)中(zhong)，日(ri)本(ben)的(de)日(ri)矿材(cai)料公司生(sheng)产高(gao)纯钛(tai)溅(jian)射靶、铜(tong)、钽(tan)、钴(gu)、钨(wu)、镍等(deng)高(gao)纯金属以及(ji)合金(jin)靶(ba)、钛(tai)硅化(hua)物靶(ba)等，供给全(quan)世界(jie)的半导体厂(chang)家。高(gao)纯钛溅射靶(ba)主(zhu)要(yao)是用(yong)做(zuo)铝(lv)配(pei)线(xian)的(de)扩(kuo)散(san)阻挡层的氮(dan)化钛(tai)膜(mo)以(yi)及晶(jing)体(ti)管(guan)栅极(ji)的钛硅(gui)化(hua)物(wu)。前者(zhe)是(shi)在溅(jian)射(she)中通人(ren)氮气以(yi)形(xing)成氮(dan)化钛膜，后者(zhe)是(shi)在硅上形成(cheng)钛(tai)膜(mo)后(hou)由热(re)处(chu)理得(de)硅(gui)化物(wu)膜(mo)。
一(yi)般(ban)靶(ba)材(cai)在(zai)溅射初(chu)期特性不(bu)稳定(ding)，因(yin)此(ci)要用硅试片进行预溅(jian)射，这(zhe)既(ji)耗费(fei)时间，降低生(sheng)产效率，又使硅试(shi)片(pian)的(de)再生费(fei)用增大(da)，因而需要(yao)开发(fa)预(yu)溅(jian)射(she)时(shi)间(jian)短(duan)的(de)靶(ba)材。溅射(she)初期(qi)特(te)性不(bu)稳定(ding)是由于(yu)靶材(cai)表面物理(li)特(te)性(xing)与(yu)内(nei)部不一(yi)致(zhi)引起(qi)的，即靶材在(zai)机械加工(gong)时(shi)其表面(mian)形成了加(jia)工应(ying)变(bian)层(ceng)以及(ji)极细(xi)小(xiao)的(de)加(jia)工屑的缘(yuan)故(gu)。
对(dui)机(ji)械加(jia)工的(de)钛(tai)靶表面(mian)进行(xing)了测(ce)量和分(fen)析(xi)，结(jie)果表明(ming)，表面(mian)的平均(jun)粗糙(cao)度(du)约为2.5μm；扫描电镜(jing)(SEM)观察(cha)发(fa)现(xian)表(biao)面存(cun)在许(xu)多片(pian)状钛(tai)微(wei)尘(chen)(加(jia)工(gong)屑(xie))；用(yong)x射线(xian)衍(yan)射(XRD)法(fa)来大致(zhi)推(tui)算(suan)加(jia)工应(ying)变层(ceng)的厚度(du)约(yue)为50μm。因此，为了缩(suo)短预溅射时(shi)间，必须(xu)完全(quan)除去表(biao)面的加(jia)工(gong)应(ying)变层以及(ji)残存的片状钛屑(xie)。
日矿(kuang)材料公司(si)开(kai)发(fa)了(le)一(yi)种(zhong)新(xin)的(de)表面处理方法，称作(zuo)Sputter Ready(SR)。该方法(fa)分3步进(jin)行(xing)，首先(xian)除去机(ji)械加工(gong)的(de)应变层，然后(hou)除(chu)去(qu)上述(shu)工(gong)序(xu)引(yin)人的新(xin)的(de)应变(bian)层，最(zui)后对(dui)靶(ba)材表面(mian)进(jin)行(xing)镜(jing)面抛(pao)光处(chu)理(li)。这(zhe)样总(zong)共(gong)要(yao)研(yan)磨去(qu)除约80μm厚(hou)。对(dui)经(jing)过(guo)该种(zhong)表面处理(li)的(de)试(shi)样进行了(le)表面粗(cu)糙(cao)度测定、SEM观(guan)察(cha)、XRD测定(ding)及研(yan)磨砂(sha)布引(yin)起的(de)污染(ran)的测(ce)定(ding)。
表面粗糙(cao)度(du)的(de)测(ce)定结果表明(ming)：平均表面(mian)粗糙(cao)度约(yue)为(wei)0.25μm，约(yue)为机(ji)械(xie)加工(gong)表(biao)面(mian)粗(cu)糙度的(de)1/10；SEM观察(cha)表(biao)面。表(biao)面的(de)机(ji)械加工痕迹(ji)已(yi)完全(quan)除(chu)去，表面存在(zai)的(de)片(pian)状钛微(wei)尘(加工屑(xie))也(ye)已(yi)完全除(chu)去(qu)，未有发(fa)现研(yan)磨(mo)的伤痕(hen)：XRD测(ce)定(ding)的(de)(002)面(mian)半(ban)峰(feng)宽比(bi)机械加工(gong)的小(xiao)。表(biao)明(ming)已(yi)除去(qu)了机械(xie)加(jia)工的应变(bian)层(ceng)，但比(bi)电(dian)解(jie)加(jia)工表(biao)面的大，表(biao)明(ming)机械研磨引(yin)入了新的(de)加(jia)工应(ying)
变层(ceng)，因(yin)此。还要(yao)对(dui)靶材表面(mian)进行(xing)镜面(mian)抛光处(chu)理。对(dui)表面(mian)处(chu)理的(de)试(shi)样(yang)进行(xing)洗(xi)净(jing)后(hou)用(yong)辉(hui)光(guang)放电(dian)光谱(pu)分析(xi)，结果(guo)表(biao)明，试样表(biao)面(mian)的Al，W，Co， 的(de)含量(liang)很(hen)低(di)，可(ke)以(yi)确认(ren)其(qi)表面(mian)已(yi)是(shi)清(qing)洁的表面(mian)。
对表面(mian)处理(li)的(de)钛(tai)靶(ba)材进行实(shi)际(ji)的(de)溅(jian)射(she)试验(yan)评价(jia)，硅(gui)片(pian)直径为(wei)203.2mm。钛靶(ba)直径为329.692mm,氩(ya)气压(ya)力(li)为(wei)666.61 Pa。基(ji)板(ban)与靶(ba)的(de)距(ju)离为(wei)45mm，基板(ban)温度(du)为(wei)150℃，用激光(guang)照射以检(jian)验钛靶(ba)表(biao)面(mian)有无(wu)微尘异(yi)物．用OMNI Map RS一(yi)75仪测定(ding)镀(du)膜(mo)硅片上(shang)49点的(de)比(bi)电(dian)阻，用(yong)以进行膜(mo)厚(hou)均匀(yun)性的(de)评价。结果(guo)表明(ming)，经(jing)SR处理的(de)钛靶在(zai)溅(jian)射初(chu)期微尘颗粒约为(wei)30个，比机(ji)械加(jia)工的(de)钛(tai)靶(约50个)要少(shao)，且(qie)在(zai)电(dian)功率达9 kW 以上(shang)后．其(qi)表面(mian)残存的(de)微尘颗粒仅十几(ji)个，表(biao)明(ming)经(jing)研(yan)磨处(chu)理(li)可有(you)效除(chu)去(qu)钛靶(ba)表(biao)面(mian)的(de)片状(zhuang)钛(tai)屑(xie)。膜(mo)厚(hou)均(jun)匀性(xing)的(de)评(ping)价表(biao)明。经sR处理(li)的钛靶(ba)在溅射初(chu)期(qi)其膜(mo)厚(hou)均匀(yun)性就(jiu)很稳(wen)定，膜(mo)厚偏差约(yue)2.3％；而机械(xie)加工(gong)的钛(tai)靶(ba)的溅(jian)射膜，其膜厚均(jun)匀性在电(dian)功率达(da)10 kW 以上(shang)时仍(reng)不稳定，这(zhe)是(shi)由(you)于(yu)机(ji)械(xie)加(jia)工(gong)引起的
加工(gong)应(ying)变层(ceng)使得在溅射(she)时溅射粒(li)子(zi)的(de)出(chu)射(she)角度不一(yi)致(zhi)造成的(de)。
近(jin)年(nian)来(lai)。半(ban)导(dao)体装(zhuang)置(zhi)的内(nei)部配线(xian)材(cai)料(liao)由铝改(gai)为(wei)铜，随之(zhi)扩(kuo)散阻(zu)挡层也(ye)由(you)钛靶(ba)改用(yong)钽(tan)靶，晶(jing)体(ti)管栅极(ji)也(ye)由(you)钛硅(gui)化物(wu)改(gai)用(yong)钴硅化(hua)物(wu)和镍(nie)硅(gui)化物(wu)。而(er)上述开发(fa)的SR表(biao)面处理(li)技(ji)术不(bu)仅(jin)适合(he)于(yu)钛(tai)靶(ba)，对其它各种靶材(cai)的缩(suo)短(duan)溅射(she)初期(qi)的预溅射(she)时间(jian)也是(shi)有(you)效(xiao)的手(shou)段。
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