制造的金(jin)属镀(du)色工艺中，日(ri)本(ben)的日矿材(cai)料(liao)公(gong)司(si)生(sheng)产高(gao)纯(chun)钛溅射(she)靶(ba)、铜(tong)、钽(tan)、钴(gu)、钨(wu)、镍等(deng)高(gao)纯金(jin)属以(yi)及(ji)合金(jin)靶(ba)、钛硅化(hua)物(wu)靶等(deng)，供(gong)给(gei)全世(shi)界(jie)的半(ban)导体(ti)厂家(jia)。
高纯(chun)溅射钛(tai)靶(ba)材(cai)主要是用(yong)做铝(lv)配线(xian)的扩(kuo)散阻挡层(ceng)的氮(dan)化钛(tai)膜以(yi)及(ji)晶(jing)体管栅(zha)极的钛(tai)硅(gui)化(hua)物。前(qian)者是在(zai)溅(jian)射中通入氮气(qi)以形成氮(dan)化钛膜，后(hou)者是在(zai)硅(gui)上(shang)形(xing)成钛膜后由(you)热处理得(de)硅化(hua)物膜(mo)。
一般靶材(cai)在(zai)溅射(she)初(chu)期特性不稳(wen)定，因(yin)此要用硅(gui)使硅试(shi)片(pian)的(de)再(zai)生费用增大(da)，因(yin)而需要开发预(yu)溅(jian)射时间短(duan)的靶材(cai)。溅射(she)初(chu)期(qi)特(te)性不(bu)稳(wen)定是(shi)由(you)于靶材(cai)表面(mian)物(wu)理特(te)性(xing)与(yu)内部不(bu)一致引起(qi)的，即(ji)靶材(cai)在机(ji)械(xie)加(jia)工时其表(biao)面形成(cheng)了(le)加(jia)工(gong)应(ying)变层以(yi)及极(ji)细小(xiao)的加工(gong)屑(xie)的(de)缘故。
对(dui)机(ji)械加(jia)工(gong)的(de)钛靶表(biao)面进行了(le)测(ce)量(liang)和(he)分析(xi)，结果表明，表面的平均粗(cu)糙(cao)度约(yue)为2.5μm；扫(sao)描(miao)电镜(jing)(SEM) 观(guan)察发现(xian)表面存(cun)在许(xu)多(duo)片(pian)状(zhuang)钛微尘(加工(gong)屑(xie)) ； 用X射线衍(yan)射(she)(XRD) 法(fa)来(lai)大(da)致推算(suan)加(jia)工(gong)应(ying)变层(ceng)的厚度(du)约(yue)为50μm。因(yin)此，为(wei)了(le)缩短预溅射时(shi)间，必(bi)须(xu)完全(quan)除去(qu)表面的加工(gong)应(ying)变层(ceng)以(yi)及残(can)存(cun)的(de)片(pian)状钛(tai)屑(xie)。称作(zuo)Sputter Ready(SR) 。该方法分(fen)3步(bu)进(jin)行(xing)， 首(shou)先(xian)除
去机(ji)械加工的应变层(ceng)，然(ran)后(hou)除(chu)去(qu)上述(shu)工(gong)序引(yin)入(ru)的(de)新(xin)的应变层(ceng)，最(zui)后(hou)对(dui)靶材(cai)表面进行镜(jing)面(mian)抛光处理(li)。这样(yang)总(zong)共要研磨(mo)去(qu)除(chu)约80μm厚。对经(jing)过该(gai)种(zhong)表(biao)面(mian)处(chu)理(li)的(de)试样进行(xing)了表面(mian)粗(cu)糙(cao)度测定(ding)、SEM观察、XRD测定(ding)及(ji)研(yan)磨(mo)砂布(bu)引起的污(wu)染(ran)的测(ce)定。
表面(mian)粗糙度的(de)测定(ding)结(jie)果(guo)表明(ming)：平(ping)均(jun)表面粗(cu)糙(cao)度约为0.25μm，约(yue)为(wei)机械(xie)加工(gong)表面粗糙度的1/10；SEM观察(cha)表(biao)面(mian)， 表(biao)面的机械加(jia)工(gong)痕迹已(yi)完全除(chu)去， 表面存在(zai)的片(pian)状钛(tai)微(wei)尘(加(jia)工屑)也(ye)已完全除去(qu)，未(wei)有(you)发现研磨(mo)的伤(shang)痕(hen)； XRD测(ce)定的(002) 面(mian)半(ban)峰宽(kuan)比机械(xie)加(jia)工(gong)的小(xiao)，表(biao)明(ming)已除(chu)去(qu)了(le)机械加工的应(ying)变(bian)层(ceng)，但比电解(jie)加工(gong)表(biao)面的(de)大(da)，表(biao)明(ming)机(ji)械(xie)研磨引入了新(xin)的加(jia)工应
变(bian)层(ceng)，因(yin)此(ci)，还要对(dui)靶(ba)材(cai)表面进(jin)行镜面抛(pao)光处理(li)。对(dui)表(biao)面(mian)处(chu)理的试样(yang)进行(xing)洗净(jing)后(hou)用(yong)辉(hui)光放电光(guang)谱(pu)分析(xi)，结果表明(ming)，试样(yang)表(biao)面(mian)的Al，W，Co，Si的含量(liang)很低，可以确认其表(biao)面已(yi)是(shi)清(qing)洁(jie)的(de)表(biao)面。
对表面(mian)处理的钛靶材进(jin)行实际(ji)的溅(jian)射(she)试(shi)验(yan)评价，力(li)为666.61Pa，基板(ban)与(yu)靶的(de)距离为45mm，基(ji)板(ban)温度为(wei)150℃，用(yong)激(ji)光照(zhao)射(she)以(yi)检(jian)验钛(tai)靶表(biao)面有(you)无微(wei)尘异物(wu)， 用(yong)OMNI Map RS-75仪测定镀(du)膜硅(gui)片(pian)上(shang)49点(dian)的(de)比电阻(zu)，用以进(jin)行膜(mo)厚(hou)均匀性(xing)的(de)评价(jia)。结果表(biao)明(ming)，经(jing)SR处理的(de)钛(tai)靶在(zai)溅射初(chu)期微尘(chen)颗(ke)粒约(yue)为30个(ge)，比机(ji)械加工的(de)钛靶(ba)(约(yue)50个(ge))要少(shao)，且在电(dian)功(gong)率达(da)
9kW以上(shang)后，其表面(mian)残(can)存的微(wei)尘(chen)颗粒仅(jin)十(shi)几(ji)个(ge)，表明(ming)经(jing)研磨(mo)处理(li)可有(you)效(xiao)除去(qu)钛(tai)靶(ba)表(biao)面(mian)的片(pian)状(zhuang)钛屑。膜厚均匀性(xing)的评(ping)价(jia)表(biao)明(ming)，经SR处理(li)的钛(tai)靶在(zai)溅射初期(qi)其膜(mo)厚均(jun)匀性就很稳(wen)定(ding)，膜厚偏差约(yue)2.3%；而(er)机械加(jia)工(gong)的钛靶(ba)的(de)溅射(she)膜(mo)，其(qi)膜厚均匀(yun)性在电(dian)功(gong)率(lv)达10kW以(yi)上时(shi)仍(reng)不稳定(ding)，这(zhe)是(shi)由于机械加(jia)工(gong)引起的(de)加工应(ying)变层使(shi)得(de)在溅(jian)射(she)时溅(jian)射粒子的出(chu)射角度(du)不一(yi)
致(zhi)造(zao)成(cheng)的。
近(jin)年(nian)来，半(ban)导体装(zhuang)置的(de)内(nei)部(bu)配(pei)线材料(liao)由(you)铝(lv)改为也由钛硅化物改(gai)用钴硅化物(wu)和(he)镍(nie)硅化(hua)物(wu)。而上(shang)述开发的(de)SR表面处(chu)理技术(shu)不仅适(shi)合(he)于(yu)钛靶，对其它(ta)各(ge)种(zhong)靶(ba)材的缩短溅射初期(qi)的预(yu)溅(jian)射时间也(ye)是有(you)效(xiao)的(de)手(shou)段(duan)。
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