目(mu)前的情况(kuang)下，溅(jian)射靶材(cai)的制造以及磁控(kong)溅射技(ji)术(shu)和工(gong)艺(yi)水(shui)平(ping)下(xia)，薄膜(mo)的沉(chen)积(ji)工艺(yi)中(zhong)依(yi)然(ran)有(you)一(yi)些常见的(de)异常缺(que)陷，研(yan)究如(ru)何(he)解(jie)决(jue)这些(xie)缺(que)陷，不仅(jin)可以提高芯(xin)片的(de)良率(lv)，更重(zhong)要是可以(yi)保(bao)证(zheng)芯片功(gong)能的(de)完备从(cong)而降(jiang)低芯(xin)片失(shi)效的(de)风险。溅射靶(ba)材(cai)对(dui)溅(jian)镀(du)的薄(bao)膜性(xing)能(neng)有(you)着(zhe)直接的(de)影(ying)响(xiang)，表现在：溅(jian)射(she)速(su)率（deposition rate），薄膜(mo)厚度(du)均匀性(xing)（uniformity）、方块电阻（Rs）、薄(bao)膜(mo)厚(hou)度（thickness）以及光(guang)学性(xing)质反射(she)率(lv)（reflectivity）以及薄(bao)膜(mo)刻蚀速(su)率(lv)（etch rate）和薄(bao)膜(mo)颗(ke)粒缺陷(xian)（particle）等(deng)。溅射靶材(cai)与(yu)溅镀(du)薄(bao)膜(mo)的(de)关(guan)系主要(yao)体现在：靶(ba)材(cai)的合(he)金(jin)元素以(yi)及杂质含量(liang)直接(jie)影(ying)响薄膜(mo)成(cheng)分；靶材(cai)的(de)晶(jing)粒(li)度(du)与(yu)织(zhi)构(gou)影响(xiang)溅射速率以及(ji)薄膜的厚度(du)和(he)厚(hou)度(du)均(jun)匀(yun)性；靶材的(de)内部(bu)缺陷会(hui)导致异(yi)常(chang)放(fang)电(dian)（arcing）；靶材与背(bei)板(ban)的电阻性(xing)能(neng)会影(ying)响输(shu)出电(dian)压(ya)电(dian)流的(de)表现，靶材(cai)表面的形(xing)状会影响(xiang)与磁铁和晶圆的(de)间(jian)距(ju)从(cong)而(er)影(ying)响(xiang)溅(jian)射(she)速(su)率(lv)，因此(ci)，溅射(she)靶(ba)材对(dui)于(yu)金(jin)属(shu)互(hu)连线以及(ji)阻挡层的性能有非(fei)常关(guan)键的影响。
1、溅(jian)射靶(ba)材特性对(dui)沉积速率的(de)影响
溅射(she)功率(lv)与(yu)溅(jian)射速(su)率(lv)成(cheng)正比关系(xi)，溅(jian)射功率越(yue)小(xiao)，溅(jian)射速(su)率则越小(xiao)，反(fan)之(zhi)越(yue)大(da)。气压(ya)在(zai)一定(ding)范围(wei)内，与(yu)溅射速(su)率(lv)为反比(bi)的(de)关(guan)系(xi)，即(ji)压(ya)力(li)越(yue)小(xiao)，溅(jian)射(she)速率越(yue)大(da)，反(fan)之(zhi)越小(xiao)。溅射(she)靶(ba)材的(de)材(cai)料性(xing)能(neng)对(dui)溅射(she)速(su)率(lv)主要(yao)有以下(xia)几(ji)个(ge)方面(mian)的(de)影(ying)响(xiang)： 靶(ba)材材料纯(chun)度(du)：材料(liao)纯度(du)越高(gao)，其(qi)内部(bu)缺陷(xian)越少，致密性(xing)越(yue)好，对溅射(she)速率影(ying)响(xiang)越大。
靶材硬度(du)：一般来说(shuo)靶材硬度最大(da)，则溅射速(su)率越慢。靶(ba)材硬度(du)是受靶材(cai)杂(za)质(zhi)含量(liang)以(yi)及变(bian)形(xing)与热处(chu)理工(gong)艺决(jue)定。 靶材的(de)晶(jing)粒(li)度与(yu)织构：在(zai)同一(yi)材料中，靶材(cai)的(de)晶粒尺寸(cun)与(yu)晶(jing)粒取向对(dui)沉(chen)积(ji)速率(lv)有着(zhe)重要的影响，而(er)材料不(bu)同(tong)，其具体(ti)晶(jing)粒度(du)与(yu)取(qu)向对(dui)溅(jian)射(she)速率(lv)有(you)着不尽相(xiang)同(tong)的(de)影(ying)响(xiang)，本(ben)文(wen)重(zhong)要(yao)研究Ta靶材(cai)的(de)晶粒与织(zhi)构的控(kong)制及其(qi)对(dui)沉积速率(lv)的(de)影响。
2、溅射靶材特(te)性(xing)对溅镀(du)出(chu)薄膜厚度均匀性(xing)的影(ying)响(xiang)
薄(bao)膜(mo)厚(hou)度均(jun)匀性(xing)的(de)控制与优(you)化(hua)是磁控溅(jian)射镀(du)膜(mo)的研究重(zhong)点之一，在整个晶(jing)圆内(nei)薄膜厚度(du)的(de)分布是(shi)对(dui)金(jin)属(shu)配线功能(neng)有(you)着重(zhong)要影(ying)响的参(can)数(shu)。半(ban)导体(ti)镀(du)膜(mo)、光学(xue)薄膜、电(dian)学薄膜(mo)等(deng)领域，尤其(qi)是(shi)先进(jin)工(gong)艺的(de)溅(jian)射薄膜，都对薄膜(mo)的(de)厚度(du)均(jun)匀(yun)性(xing)有(you)着非常严格的(de)要(yao)求。可(ke)以(yi)通(tong)过(guo)调(diao)整(zheng)靶(ba)材与晶(jing)圆(yuan)之(zhi)间的距离以(yi)及增(zeng)加磁铁(tie)来优化(hua)薄膜(mo)厚(hou)度的(de)均匀(yun)性(xing)来制(zhi)备(bei)大面(mian)积(ji)且(qie)均(jun)匀(yun)性(xing)好的薄膜(mo)。但是(shi)靶(ba)材(cai)本(ben)身(shen)的晶粒度(du)与织构(gou)也(ye)对(dui)溅(jian)射(she)速率(lv)以及(ji)溅(jian)镀薄膜的(de)厚度和(he)均匀(yun)性(xing)有(you)着(zhe)非(fei)常重要(yao)的影响。因(yin)此研究靶(ba)材(cai)的晶(jing)粒(li)度与织构的(de)控(kong)制及(ji)其(qi)对(dui)薄(bao)膜(mo)厚度和(he)均(jun)匀(yun)性(xing)的(de)影(ying)响，是十(shi)分(fen)有意(yi)义的(de)。
3、溅射靶(ba)材(cai)特(te)性(xing)对(dui)晶圆(yuan)颗粒(li)缺陷和(he)良率(lv)的(de)影(ying)响(xiang)
薄(bao)膜颗粒(li)缺(que)陷是半(ban)导(dao)体(ti)制(zhi)造的头(tou)号大(da)敌，颗粒(li)缺陷(xian)对(dui)良率有(you)着直接(jie)的影(ying)响(xiang)，这也(ye)是半(ban)导体(ti)制造(zao)厂商斥(chi)巨资(zi)建立(li)高(gao)洁(jie)净度净(jing)化室的(de)原(yuan)因(yin)，在(zai)芯(xin)片(pian)制造(zao)的数(shu)千(qian)道(dao)工艺中(zhong)，任(ren)何一(yi)步(bu)都(dou)要(yao)对(dui)颗(ke)粒(li)进(jin)行(xing)严格管(guan)控，任何一(yi)步发(fa)生的大量颗(ke)粒缺陷，都(dou)可能导致大(da)量的(de)芯片(pian)报废(fei)，随(sui)着工艺(yi)越(yue)来(lai)越(yue)先(xian)进(jin)，对颗粒(li)缺(que)陷(xian)有着更加(jia)严(yan)格的要求，在(zai)实(shi)际(ji)芯(xin)片(pian)制(zhi)造中，如在(zai)40-45nm工艺(yi)中，在(zai)整片晶(jing)圆(yuan)内，大(da)于(yu)0.16μm的颗(ke)粒(li)缺陷需(xu)小(xiao)于(yu)5颗。芯(xin)片(pian)制造过(guo)程中，颗(ke)粒缺(que)陷主要(yao)来源(yuan)于环(huan)境、机台的洁净度(du)与真(zhen)空(kong)度、机台的(de)老(lao)化等(deng)方面外，还受(shou)溅射靶(ba)材(cai)缺(que)陷或(huo)者(zhe)尖(jian)端放(fang)电的(de)影响。
4、溅射靶(ba)材特性对(dui)芯片电性能参数及可(ke)靠性的(de)影(ying)响(xiang)
芯(xin)片(pian)制造(zao)完(wan)成后，电性能(neng)参(can)数(shu)的(de)稳(wen)定(ding)性直(zhi)接影响(xiang)了(le)芯片(pian)功(gong)能(neng)的实(shi)现，而(er)溅射靶材(cai)直(zhi)接(jie)影(ying)响(xiang)了电性(xing)能参数中(zhong)的电(dian)阻(zu)、电流表现，最主要(yao)的是受(shou)溅射靶材本(ben)身的(de)成(cheng)分(fen)、溅射(she)沉积出的(de)薄(bao)膜的厚度和均匀性(xing)影响(xiang)。另外，金属(shu)互(hu)连线的老化、短(duan)路(lu)等(deng)都(dou)极大(da)影(ying)响着(zhe)芯(xin)片功(gong)能的(de)可靠性。最(zui)常见(jian)的案例(li)是金(jin)属导(dao)线(xian)的(de)电(dian)迁移导(dao)致(zhi)的(de)可(ke)靠(kao)性失(shi)效(xiao)，所(suo)以溅射靶(ba)材的(de)材料(liao)成(cheng)分控(kong)制对(dui)芯(xin)片可(ke)靠(kao)性(xing)有着(zhe)重要(yao)的(de)意(yi)义(yi)。
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