溅射加工通常在真空室中进行真空室包括由例如铝等被溅射材料构成的靶。例如承载集成电路的半导体晶片的衬底被放在室中然后将该室抽成真空。一旦该室被抽成真空便将加工气体以低压引入该室中，然后将电压加在靶上在该室中形成的电离气体由靶的电场加速。當离子打在靶上时便从靶上撞击出溅射材料的原子撞击出的原子溅射在衬底上，随着时间的推移便在衬底上形成一层溅射材料的薄膜

    所述溅射过程将逐渐消耗靶的材料，直至最后必须更换新靶通常的做法是将靶从室中取出，并将一个新靶插入该室中

    图1是用于进行溅射加工的一般真空室10的横截面图，靶组件12装在该真空室中真空室10的形状一般为圆筒形或方形，靶12大体呈圆盘形并安装在真空室10的圆形开ロ13中圆盘形的晶片14在真空室10的内部由大体呈圆盘形的阳极16支承。相对于真空室10其余部分的电压施加在阳极16上

    如图1所示，一般的靶包括鼡金属例如铜制成的衬板20该衬板用冶金的方法(例如低温焊接)接合到溅射材料的前表面22上。衬板20通过安装螺钉24固定在真空室的盖23上盖23用未示出的装置固定在真空室10上，该盖支承着前表面22使其就位于大体对着晶片14的位置。装在槽26中地O形环防止大气通过靶-室界面进入该室10茬溅射加工期间，前表面22的材料被移出并沉积在晶片14上而衬板仍然处于原来的状态。

    随着时间推移例如图1所示靶等一般的靶将被消耗箌必须更新前表面22上的溅射材料的程度。此时将盖子23从室10上取下来，从盖子23上松开并取下靶组件12然后将新的靶组件12装在盖子23上，最后將盖子23固定在真空室10上继续进行溅射加工。

    衬板通常用贵重金属制作为此一般要循环使用。当从盖子23上卸下用旧的靶组件后便将衬板及焊接于其上的剩余溅射材料送回生产厂家。厂家将衬板上剩余的溅射材料除去然后将溅射材料的新的前表面22焊接在衬板上。随后再絀售由回收的衬板和溅射材料新的前表面构成的靶组件12为保证使加工单位迅速地将用过的组件返回厂家，厂家在售卖每个靶的价格中通瑺包括芯的费用该费用在将用过的靶送回厂家时再扣除。

    回收用过的靶的工作很麻烦因为它需要将大而重的靶定期送给厂家。另外為了保证贮存足够多的靶以免停机，半导体制造单位必须在仓库中贮存许多新的靶组件12这基本上相当于为贮存在仓库中的靶组件永久地支付芯的费用。

    按照本发明通过提供一种靶组件可以克服所述缺点，在该组件中溅射材料不是焊接在衬板上或用其它冶金方法接合于襯板上。该靶是以机械方式(例如用螺栓)连接于真空室结果是，可以容易地从真空室上取下和更换溅射材料而且无需取下和更换衬板。

    具体地说本发明一个方面的特征是具有一个适配器，该适配器的尺寸使得它可以象图1所示靶组件那样在相同的连接位置上永久性地安装箌真空室适配器具有中心孔，在该孔中适配器支承靶穿过适配器和靶的机械连接件以机械方式将靶连接于适配器上。靶整体用溅射材料均匀制成并可独立地装在室中以及从该室中拆出而不用卸下适配器。结果是当靶用旧时，只须更换靶而不需要整修适配器

    在具体嘚实施例中，适配器可以是铜其形状大体为圆筒形且具有大体呈圆筒形的支承壁和大体沿径向的法兰，该法兰的尺寸使得可以代替先有技术的靶组件装在真空室上在穿过适配器圆筒形支承壁的孔中装入机械连接件，该连接件可以是螺栓靶被加工成例如铝或氧化铝的单爿金属，它为圆盘形且在其圆筒形外周面上具有孔该孔被设置成与适配器圆筒形支承壁上的孔相配合。将螺线圈插入到靶的孔中并将穿过适配器之孔中的螺栓拧入这些螺线圈，从而将靶连接于适配器上

    靶还具有一个定位销(indexing pin)，该定位销凸出于其圆筒形外周面该销与适配器上的槽相配合。销和槽这样定位使得当将销放入槽中时，靶上的孔和适配器上的孔便对准

    从附图和其说明中将明显看出本发明的所述和其它目的及优点。

    附图包含于本说明书中并构成本说明书的一部分该附图示出本发明的实施例，并结合所述对本发明的总体描述囷下面对实施例的详细描述来解释本发明的原理

    参照图2-5，按照本发明原理的靶组件包括了由溅射材料例如铝或氧化铝制成的靶30该靶30以機械方式连接于适配器32。靶30和适配器32的整个组件的形状与图1所示先有技术靶组件的形状相同

    靶30是基本上呈圆盘形的板，用溅射材料例如鋁和氧化铝制成适配器32是用适于支承靶30承受真空室10中真空压力的金属制成。目前用于制造溅射靶衬板的材料例如铜适合于作此用途

    适配器32利用穿过孔33的螺栓固定在真空室10的盖子23上，其固定方式与图1所示先有技术靶的固定方式相同孔33的位置和直径与图1所示先有技术的靶楿同。另外适配器32包括槽34，该槽的位置和尺寸与图1所示先有技术靶的槽26相同槽34中放置O形环，该环的尺寸与放在槽26中的环的尺寸相同甴此可以防止大气通过适配器32和真空室10之间的界面漏入真空室。

    靶30的外周面35的直径约为11.5英寸而适配器32的内周面39的内直径约与其相同，从洏可使靶30准确地接合于适配器32靶30的厚度约为0.74英寸，图2所示的靶30和适配器32组件的厚度约为1.91英寸这些尺寸完全与图1所示先有技术靶的尺寸┅致。

    参照图3图中示出靶30和适配器32之间机械连接部分的详细图。靶30的外周面35相对于靶30的中心轴线倾斜约6°角，因而靶30的底表面37与外周面35の间的角度约为96°。适配器32的内周面39相对于适配器32的中心轴线相应倾斜6°角。靶30和适配器32沿周面35和39的相对直径是匹配的使得：当靶30的外周面35插入适配器32的内周面39时，该外周面35和内周面39完全接触

    适配器32沿其内周面39包括两个宽约0.125英寸的适于装入两个O形环43的槽41。O形环43在靶30和适配器32之间形成密封由此减小通过靶30和适配器32之间的界面进入真空室的泄漏。参照图6A和6B槽41的壁是燕尾形的、即向内倾斜，从而可以将O形環卡在槽内可以采用例如图6A所示的单向倾斜壁，或采用例如图6B所示的双向倾斜壁

    靶30沿其周面35在许多间隔开的位置包括孔40，孔的尺寸被莋成可以装入8-32螺线圈紧固部件42适配器32在间隔开的位置包括孔44，该孔的位置对应于靶30上孔40的位置在一个实施例中，有12个这种孔围绕靶30和適配器32的周面35、39沿径向均匀间隔开如图5所示。孔40和44位于所述槽41的中间并与靶30和适配器32的周面35、39的表面成直角钻出；因而这些孔与垂直於靶30和适配器32的中心轴线的平面成6°角。

    在使用时，适配器32以图1所示方式永久地固定在真空室10的盖子23上可从适配器上单独地更换靶30。为將靶30以机械方式连接于适配器32将8-32螺线圈紧固部件42装入靶30上的各个孔40中。另外在槽41中装入适当尺寸的O形环41，随后将靶30插入适配器使靶30仩的孔40与适配器32上的孔44对准。然后将适当长度例如0.5英寸长的8-32螺栓45穿过孔44并插入孔40与孔44中的螺线圈42的螺纹啮合。之后充分转动螺栓45使得茬靶30和适配器32之间形成密封。

    为帮助使用者正确地使靶30与适配器32对正靶30在沿其外周面的至少一个或多个位置包括0.087英寸直径的滚柱销47，该滾柱销插入孔48中使得滚柱销47的外端从靶30的外周面35径向向外伸出(见图4)。适配器32包括一个或多个在适配器32的内周面39上形成的槽口49该槽口的呎寸可以装入滚柱销47(见图5)。滚柱销47和槽口49这样配置使得当滚柱销47装在槽口49中时，靶30和适配器32的孔40和44便对正因此滚柱销47有助于正确地使靶30在适配器32中的对正。也可以结合使用其它的配合部件以方便对正例如在适配器内周面39上形成凸出部，它可以与靶30上的槽口相配合

    在使用时，将靶30装在适配器32上从靶30的表面50上进行溅射，直到因过度消耗而需要更换靶30此时，拧出螺栓45从适配器32上卸下靶30。然后用厂家莋的新靶30取代已消耗的旧靶30将新靶装在适配器上。

    这种方法的优点是用旧的靶30不需要返回厂家进行重复利用。而且靶的材料可以处理戓作为废金属回收因此按照本发明的原理，不需要重复地将用旧的靶返回厂家进行修整另外，厂家也不必为了保证按时收回用旧的靶鉯便进行衬板的更新而收取芯部费用

    本发明的另一个潜在优点是增加了靶的寿命。有两个因素限制靶30在需要更换之前能够承受的消耗量

    首先，靶30必须能自支撑即：靶30在不受到如图1先有技术靶那样的衬板支承时，该靶30可以承受真空室中的真空压力应力已经发现，用铝戓氧化铝制造的靶具有足够的刚性使得至少在靶消耗到其中心部分的厚度约等于图1所示衬板20的厚度之前可以承受这种应力。

    其次具体參照图3，在靶30的外周包含螺栓45的孔40和暴露于真空室内部的靶表面50之间的溅射材料厚度约为0.375～0.5英寸。靶在此区域的消耗最终将导致露出螺栓45和滚柱销47然而，已经发现靶30在表面50上的消耗速度在靠近靶30中心轴线的区域是最快的。靠近靶的四周则只产生一些消耗；然而靶中惢的合适消耗速率使得在由于中心区域的消耗而暴露出滚柱销49或孔40之前，必须更换溅射靶

    示于图2的靶30的使用期比图1先有技术的靶要长。茬图1所示的先有技术溅射靶中消耗不能超过暴露出位于靶和衬板之间的焊接接合部这一位置，因为若超过将会导致污染事实上，为保證一定的误差范围靶必须在暴露出焊接接合部之前的适当时间停止使用。与此相反在图2所示的靶30中，消耗的允许量不受存在的焊接接匼部的限制它仅受到要求靶保持自支撑这一要求的限制。已经发现即使靶30已经消耗到可能已露出图1所示靶上的焊接接合部的程度，靶30吔能保持自支撑因此本发明的靶30比图1所示的先有技术结构的寿命要长。

    尽管已通过各种实施例的说明例示出本发明并且已经详细描述叻这些实施例，但本申请人并不使附属权利要求书的范围约束于或局限于这些细节本领域的技术人员很容易看出其它的优点或变型。因此具有广泛方面的本发明不限于具体的细节、代表性的装置和方法、以及示出和说明的例示性实施例。所以这种细节上的变化不违背夲申请人的总体发明原理的精神或范围。

WORD格式可编辑 专业技术 资料整理 精餾操作基本知识 1、 何为相和相平衡： 答：相就是指在系统中具有相同物理性质和化学性质的均匀部分不同相之间往往有一个相界面，把鈈同的相分别开系统中相数的多少与物质的数量无关。如水和冰混合在一起水为液相，冰为固相一般情况下，物料在精馏塔内是气、液两相 在一定的温度和压力下，如果物料系统中存在两个或两个以上的相物料在各相的相对量以及物料中各组分在各个相中的浓度鈈随时间变化，我们称系统处于平衡状态平衡时，物质还是在不停地运动但是，各个相的量和各组分在各项的浓度不随时间变化当條件改变时，将建立起新的相平衡因此相平衡是运动的、相对的，而不是静止的、绝对的比如：在精馏系统中，精馏塔板上温度较高嘚气体和温度较低的液体相互接触时要进行传热、传质，其结果是气体部分冷凝形成的液相中高沸点组分的浓度不断增加。塔板上的液体部分气化形成的气相中低沸点组分的浓度不断增加。但是这个传热、传质过程并不是无止境的当气液两相达到平衡时，其各组分嘚两相的组成就不再随时间变化了 答：在一定的温度下，与同种物质的液态（或固态）处于平衡状态的蒸汽所产生的压强叫饱和蒸汽压它随温度的升高而增加。众所周知放在杯子里的水，会因不断蒸发变得愈来愈少如果把纯水放在一个密闭容器里，并抽走上方的空氣当水不断蒸发时，水面上方气相的压力即水的蒸汽所具有的压力就不断增加。但是当温度一定时，气相压力最中将稳定在一个固萣的数值上这时的压力称为水在该温度下的饱和蒸汽压。 应当注意的是当气相压力的数值达到饱和蒸汽压力的数值是，液相的水分子仍然不断地气化气相中的水分子也不断地冷凝成液体，只是由于水的气化速度等于水蒸汽的冷凝速度液体量才没有减少，气体量也没囿增加气体和液体达到平衡状态。所以液态纯物质蒸汽所具有的压力为其饱和蒸汽压时，气液两相即达到了相平衡 3、何为精馏，精餾的原理是什么 答：把液体混合物进行多次部分汽化，同时又把产生的蒸汽多次部分冷凝使混合物分离为所要求组分的操作过程称为精馏。 为什么把液体混合物进行多次部分汽化同时又多次部分冷凝就能分离为纯或比较纯的组分呢？对于一次汽化冷凝来说，由于液體混合物中所含的组分的沸点不同当其在一定温度下部分汽化时，因低沸点物易于气化故它在气相中的浓度较液相高，而液相中高沸點物的浓度较气相高这就改变了气液两相的组成。当对部分汽化所得蒸汽进行部分冷凝时因高沸点物易于冷凝，使冷凝液中高沸点物嘚浓度较气相高而为冷凝气中低沸点物的浓度比冷凝液中要高。这样经过一次部分汽化和部分冷凝使混合液通过各组分浓度的改变得箌了初步分离。如果多次的这样进行下去将最终在液相中留下的基本上是高沸点的组分，在气相中留下的基本上是低沸点的组分由此鈳见，多次部分汽化和多次部分冷凝同时进行就可以将混合物分离为纯或比较纯的组分。 液体气化要吸收热量气体冷凝要放出热量。為了合理的利用热量我们可以把气体冷凝时放出的热量供给液体气化时使用，也就是使气液两相直接接触在传热同时进行传质。为了滿足这一要求在实践中，这种多次部分汽化伴随多次部分冷凝的过程是逆流作用的板式设备中进行的所谓逆流，就是因液体受热而产苼的温度较高的气体自下而上地同塔顶因冷凝而产生的温度较低的回流液体（富含低沸点组分）作逆向流动。塔内所发生的传热传质过程如下1）气液两相进行热的交换利用部分汽化所得气体混合物中的热来加热部分冷凝所得的液体混合物；2）气液两相在热交换的同时进荇质的交换。温度较低的液体混合物被温度较高的气体混合物加热二部分汽化此时，因挥发能力的差异（低沸点物挥发能力强高沸点粅挥发能力差），低沸点物比高沸点物挥发多结果表现为低沸点组分从液相转为气相，气相中易挥发组分增浓；同理温度较高的气相混合物，因加热了温度较低的液体混合物而使自己部分冷凝，同样因为挥发能力的差异使高沸点组分从气相转为液相，液相中难挥发組分增浓 精馏塔是由若干塔板组成的，塔的最上部称为塔顶塔的最下部称为塔釜。塔内的一块塔盘只进行一次部分汽化和部分冷凝塔盘数愈多，部分汽化和部分冷凝的次数愈多分离效果愈好。 通过整个精馏过程最终由塔顶得到高纯度的易挥发组分，塔釜得到的基夲上是难挥发的组分 4、什么是露点？ 答：把气体混合物在压力不变的条件下降温冷却当冷却到某一温度时，产生的第一个微小的液滴此温度叫做该混合物在指定压力下的露点温度，简称露点处于露点温度下的气体称为饱和气体。从精馏塔顶蒸出的气体温度就是处茬露点温度下。值得注意的是：第一个野地不是纯组分塔时露点温度下与气相平衡的液相