專利名稱：可消耗材料的厚板及物理氣相沉積靶材料的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是有關于一種物理氣相沉積技術。特別是有關于一種物理氣相沉積的靶材(target)，具體涉及一種可消耗材料的厚板(slab)及物理氣相沉積靶材料。
背景技術：
物理氣相沉積(以下也簡稱“PVD”)制程是一種已知用來沉積材料薄膜于基底的方法，通常用來制造半導體裝置。PVD制程是在高真空反應室中完成，上述反應室(chamber)之中含有基底(例如晶圓)以及欲沉積于基底上的材料固體來源或厚板，亦即PVD靶材。在PVD制程中，PVD靶材由固體物理性地轉換成為氣體。靶材材料的氣體由PVD靶材傳輸至基底的表面，然后在基底上冷凝而成為薄膜。
有許多用以完成PVD的方法，例如蒸鍍、電子束蒸鍍、等離子噴涂沉積以及濺鍍(sputtering)。目前，濺鍍是一種用來執(zhí)行PVD最常用的方法。濺鍍的過程中，反應室會產生等離子并且針對PVD靶材，而由于高能量的等離子粒子(離子)的碰撞作用，等離子會物理性地移動或侵蝕(濺鍍)PVD靶材反應表面的原子或分子而成為靶材材料的氣體。靶材材料的被濺鍍的原子或分子的氣體會經由一減壓的區(qū)域傳輸至基底的表面，然后冷凝于基底上，而形成靶材材料的薄膜。
PVD靶材的使用壽命有限，如果過度使用PVD靶材，亦即超過PVD靶材的使用壽命，會引起可靠度及安全的考量，例如過度使用PVD靶材會導致PVD靶材穿孔(perforation)以及系統放電(arcing)，而可能導致產量減少、PVD系統或工具損傷以及安全的問題。
目前，決定PVD靶材的使用壽命的方式為，追蹤被PVD系統或制程設備消耗所累積的能量，亦即千瓦-小時(kw-hr)的量。然而由追蹤累積的能量的方法，需要花時間精通并且此方法的準確度只單純仰賴技術員的親自操作的經驗。即使精通此方法，判斷的PVD靶材的使用壽命仍然小于實際的使用壽命，而大約有20％～40％的PVD靶材會(依PVD靶材的型態(tài)而定)浪費掉。如圖1所示的問題，圖1為傳統包含原料厚板的PVD靶材結構的腐蝕輪廓圖形。如圖所示，在PVD制程系統操作后的1769kw-hrs，會有大約60％的原始PVD靶材的量留下來(靶材殘留)。
靶材利用率低是由于縮短PVD靶材使用壽命，此會造成PVD靶材消耗成本高，事實上，在半導體制造中，PVD靶材消耗成本是最主要的成本之一。因此，如果大部分被浪費掉的靶材材料能夠被利用，PVD靶材消耗成本就會實質地降低。換言之，會顯著地降低制造成本以及增加獲利。
靶材利用率低也會造成更頻繁地置換PVD靶材，所以PVD系統或設備的維修也更為頻繁。再者，置換PVD靶材時，為了使用新靶材，需要花費時間去重新調整PVD制程。
因此，有需要提供一種可用于PVD制程的可消耗材料的厚板。

發(fā)明內容
為解決現有技術中的上述問題，本發(fā)明提供一種可消耗材料的厚板，包括至少一或多個偵測器，用以對于該可消耗材料的厚板接近或已經減少至該可消耗材料的一既定量發(fā)出信號。
本發(fā)明所述的可消耗材料的厚板，該至少一偵測器包括一圍封物，該圍封物的至少一部分嵌入該可消耗材料的厚板之中；以及一細絲元件或電極元件，設置于該圍封物之中。
本發(fā)明所述的可消耗材料的厚板，該細絲元件或電極元件由該圍封物之中延伸，而能夠連接至一信號監(jiān)視裝置。
本發(fā)明所述的可消耗材料的厚板，該圍封物是由該可消耗材料構成。
本發(fā)明所述的可消耗材料的厚板，該至少一偵測器包括一圍封物，該圍封物的至少一部分嵌入該可消耗材料的厚板之中；以及一氣體、液體或固體，設置于該圍封物之中。
本發(fā)明所述的可消耗材料的厚板，該氣體或液體是由惰性材料構成。
本發(fā)明所述的可消耗材料的厚板，當該氣體、液體或固體由該圍封物逸散出時，可被偵測得到。
本發(fā)明所述的可消耗材料的厚板，當偵測出該氣體、液體或固體時，顯示該可消耗材料的厚板的殘留量接近或已經達到該既定量。
本發(fā)明所述的可消耗材料的厚板，該至少一偵測器包括一第二材料層，其成分不同于該可消耗材料，并且鄰接地設置于可消耗材料的厚板上，該第二材料層氣體化時可被偵測得到。
本發(fā)明所述的可消耗材料的厚板，當偵測出氣體化的該第二材料層時，顯示該可消耗材料的厚板的殘留量接近或已經達到該既定量。
本發(fā)明所述的可消耗材料的厚板，偵測器發(fā)出信號表示該可消耗材料的厚板的壽命已達終點。
本發(fā)明所述的可消耗材料的厚板，該可消耗材料的厚板包括一靶材，使用于物理氣相沉積制程，并且該氣體、液體或固體的成份不會影響該物理氣相沉積制程。
本發(fā)明所述的可消耗材料的厚板，該可消耗材料的厚板包括一靶材，使用于物理氣相沉積制程，并且該第二材料層的成份不會影響該物理氣相沉積制程。
本發(fā)明另提供一種物理氣相沉積靶材料，包括一可消耗材料的厚板；以及至少一偵測器，用以對于該可消耗材料的厚板接近或已經減少至該可消耗材料的一既定量發(fā)出信號。
本發(fā)明所述的物理氣相沉積靶材料，該至少一偵測器包括一細絲、相對的電極、一偵測層、一氣體、一液體或一固體，其能夠發(fā)出信號。
本發(fā)明所述可消耗材料的厚板及物理氣相沉積靶材料，可降低物理氣相沉積靶材的消耗成本，制造成本以及增加獲利。


圖1為傳統包含原料厚板的PVD靶材結構的腐蝕輪廓圖形；圖2A為具體實施例的PVD靶材結構的俯視圖；圖2B為圖2A的2B-2B線的剖面圖；圖3為另一具體實施例的PVD靶材結構的剖面圖；圖4為又一具體實施例的PVD靶材結構的剖面圖；圖5顯示一具體實施例的PVD靶材結構的使用壽命終點的偵測系統；圖6顯示另一具體實施例的PVD靶材結構的使用壽命終點的偵測系統；圖7A與圖7B為具有多個管狀偵測器的PVD靶材的俯視圖；圖8A與圖8B為靶材剖面圖，上述靶材具有可供管子嵌入于其中的兩個具體的位置；圖8C為用以嵌入管子于圖8A所示的位置的具體方法；圖8D為圖8C所示的金屬箔片的主視圖；圖9A至圖9F為各種具體實施例的管狀偵測器的管子立體圖；圖10為顯示在制造管子時，從管子移除芯棒類似物的模具構件的立體圖；圖11A及圖11B顯示用以在塊狀物中制造管狀偵測器的管子的具體方法的立體圖；圖12A、圖12B、圖13A及圖13B顯示利用一種具體薄板形成方法以制造管狀偵測器的管子的立體圖；圖14為另一具體實施例的PVD靶材結構的立體圖；圖15為又一具體實施例的PVD靶材結構的立體圖；圖16顯示一表格，其列舉一些適用于靶材材料的具體偵測器層的材料；圖17A為顯示第一具體實施例的管子制造方法的步驟流程圖；圖17B為顯示第二具體實施例的管子制造方法的步驟流程圖；圖18A為顯示可用于管子制造的一具體實施例的模具/擠壓模設備的立體圖；圖18B為顯示可用于管子制造的另一具體實施例的模具/擠壓模設備的立體圖；圖19為顯示第三具體實施例的管子制造方法的步驟流程圖；圖20為顯示第四具體實施例的管子制造方法的步驟流程圖。
具體實施例方式
本發(fā)明一實施例的物理氣相沉積(以下可簡稱“PVD”)靶材結構含有使用壽命終點的偵測器。圖2A的俯視圖之中的符號“100”表示PVD靶材結構，并且圖2B為圖2A的2B-2B線的剖面圖。PVD靶材結構100包括較佳材料的可消耗厚板(PVD靶材)110以及細絲偵測器120，其嵌入PVD靶材110的底部表面114。
PVD靶材110包括反應表面112、相對于反應表面112的底部表面114以及延伸于反應表面112與底部表面114之間的側壁表面116。PVD靶材110可以是各種形狀，適合的形成例如為圓形、正方形、長方形、橢圓形、三角形、不規(guī)則的形狀等。PVD靶材110可使用已知的PVD靶材的形成方式形成。例如可參考美國專利號6,858,102，發(fā)明名稱為“含銅的濺鍍靶材以及形成含銅濺鍍靶材的方法”。
在一實施例中，圓形的PVD靶材110的直徑為18英寸、厚度為0.250英寸。在其他實施例中，PVD靶材110可以是其他適合的尺寸。PVD靶材110可以由適合的原料構成，例如鎳(Ni)、鎳-鉑(Ni-Pt)合金、鎳-鈦(Ni-Ti)合金、鈷(Co)、鋁(Al)、銅(Cu)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、鎢(W)、銦錫氧化物(ITO)、硫化鋅-二氧化硅(ZnS-SiO2)、金(Au)、銀(Ag)或其他貴金屬。
細絲偵測器120包括由管子122形成的圍封物(enclosure)，上述管子122含有相對地設置的開口端122a、122b，且開口端122a、122b以絕緣物126a、126b密封住。絕緣物126a、126b密封管子122的內部122c，并且懸吊細絲124于管子122的內部122c。在一實施例中，可抽空內部122c的空氣，以形成真空環(huán)境。在另一實施例中，管子122的內部122c可填入惰性氣體。
細絲124包括彎曲的邊界末端部124a、124b，其延伸穿越絕緣物126a、126b，絕緣物126a、126b將彎曲的邊界末端部124a、124b與管子122以及PVD靶材110加以電性絕緣。細絲124的彎曲邊界末端部124a、124b終止于外部，以形成細絲端子或細絲導線125a、125b。細絲導線125a、125b能夠連接細絲124至后述的監(jiān)視儀器。
在一具體實施例之中，管子122可利用與PVD靶材110相同的材料構成。管子122的直徑必須足夠小，以致于其位置足以接近底部表面114，使得PVD靶材110已接近完全使用時，管子122仍不會穿過PVD靶材110。例如，在一具體實施例中，管子122的直徑可以是0.5mm。
典型地，細絲124是使用與PVD靶材110相同的材料構成，在另一實施例中，細絲124可使用不同于PVD靶材110的材料構成，并且PVD靶材110不會影響物理氣相沉積的結果。在一實施例中，細絲124的直徑為大約0.2mm。
絕緣物126a、126b是由電性絕緣材料或是這些材料的組合構成。在一具體實施例中，絕緣物126a、126b是由陶瓷或氧化鋁(Al2O3)構成。
細絲偵測器120作為感測器或發(fā)出信號的元件，在PVD靶材110的材料被使用而減少至特定量時，發(fā)出指示信息，以代表PVD靶材結構100的使用壽命的終點。當PVD靶材結構100的量低于此特定量仍繼續(xù)使用時(PVD靶材過度使用)，可能會引起PVD靶材110的穿孔(perforation)以及系統放電(arcing)進而導致產量減少、PVD系統或工具損傷以及安全的問題。在PVD靶材結構100之中使用細絲偵測器120可使PVD靶材110的使用壽命最大化，并且可精確地且自動地偵測何時應置換PVD靶材結構100，進而防止上述的靶材的相關問題。
細絲偵測器120的特征或用途在于，可以利用連接于細絲偵測器120的細絲124的監(jiān)視裝置330(圖5)現場(in-situ)監(jiān)視。在一實施例中，用來監(jiān)視的細絲124的部分可以是細絲124的電阻或阻抗，而且監(jiān)視裝置330可以是歐姆表(ohmmeter)。舉例而言，當PVD靶材結構在PVD制程反應室之中開始使用時，由監(jiān)視裝置330監(jiān)視到細絲124的電阻或阻抗為一起始值。當PVD靶材110在PVD制程中腐蝕，直到管子122破裂使懸吊于管子122細絲124露出于PVD制程環(huán)境中，因而使等離子(假使進行濺鍍時)接觸且侵蝕細絲124。此時，細絲124的電阻或阻抗會由起始值產生變化，而表示PVD靶材結構100已經達到使用終點。在此終點，PVD靶材110殘留的量可以是PVD靶材110原始重量的預定的百分比，例如，在一實施例中，當細絲124開始露出時，PVD靶材110殘留的量為0.5％的原始量。當靶材進一步在PVD制程反應室使用時，PVD靶材110以及細絲124會繼續(xù)侵蝕直到細絲124斷裂。此時，由于細絲124成為開路，所以電阻值或阻抗會再改變，此表示PVD靶材結構100已達到其使用終點。使用先前的例子，當細絲124斷裂時，PVD靶材110殘留的量大約為0.2％至0.1％的原始量。當接收到第二次電阻或阻抗改變的信息時，可以利用技術員以人工停止PVD制程系統或工具的操作，或者是由監(jiān)視裝置330傳送信號至PVD制程系統或工具(或是操作此工具的控制器)，使其自動停止操作。
請參照圖3，其顯示另一具體實施例的PVD靶材結構100’的剖面圖。PVD靶材結構100’包括上述可消耗靶材110(由想要的原料構成)以及電極偵測器120’，其嵌入靶材110的底部表面114。除了以兩個分隔且相對的電極124a’、124b’取代細絲124以外，電極偵測器120’與上述實施例的細絲偵測器120相同，電極124a’、124b’包括邊界末端部124aa、124bb，其延伸穿越絕緣物126a、126b，邊界末端部124aa、124bb終止于外部而形成細絲導線125a’、125b’，細絲導線125a’、125b’能夠使電極124a’、124b’與前述的監(jiān)視裝置330接合(如圖5所示)。
在操作方面，當電極偵測器120’的管子122破裂時，電極偵測器120’的電極124a’、124b’會偵測到由進入管子的等離子中的離子產生的電流。在此實施例中，連接于電極124a’、124b’的監(jiān)視裝置或儀器可以是電流測量裝置或儀器。
圖4為又一具體實施例的PVD靶材結構200的剖面圖。PVD靶材結構200包括由上述實施例中適當的原料構成的靶材210以及惰性氣體偵測器220，其嵌入靶材210的底部表面214。
惰性氣體偵測器220包括具有開口端222a、222b的管子222，管子222可與圖2A、圖2B所示的實施例相同的管子。管子222的開口端222a、222b可由密封材料226密閉或密封，上述密封材料226例如利用與管子222相同或其他適合的材料形成的插塞，管子222可填入惰性氣體224，例如氦氣(He)，其不會影響物理氣相沉積制程的結果。
進行PVD制程時，氣體偵測裝置430(圖6)會偵測惰性氣體224的逸散出，以現場監(jiān)視PVD靶材結構200。當PVD靶材210在PVD的制程中，惰性氣體224會留在管子222之中不受干擾，直到PVD制程中例如濺鍍等離子的外力使管子222破裂。此時，填入管子222中的惰性氣體224會逸散出，使氣體偵測裝置430可偵測到惰性氣體224。氣體偵測裝置430的偵測方法可以是光學放射光譜(OES)、殘余氣體分析(RGA)或其他適合的方法。在一具體實施例中，惰性氣體偵測器220可使PVD靶材結構200的PVD靶材210減少至其可使用量的0.5％。
因此，以惰性氣體偵測器220作為感測器操作，在PVD靶材210的材料被使用而減少至特定量時，用來表示PVD靶材結構200的使用壽命的終點。
在另一具體實施例中，可利用其他的物質來取代填入惰性氣體偵測器220的管子222中的惰性氣體，上述物質不會影響到PVD的結果。此物質可以是在暴露于PVD制程中能夠蒸發(fā)，并且能夠在后續(xù)制程中被偵測到的固體或液體物質。上述固體物質可以是列舉于圖16的表格“涂覆材料”欄位列舉的粉末狀材料，圖16的表格之中針對各種“靶材材料”欄位中分別列舉不會影響到PVD制程的一些具體的材料。液體物質可以是液體狀態(tài)的惰性氣體(例如氦氣)，其可以注射于管子之中。當填入液體時，管子的直徑例如為0.03mm左右。
上述PVD靶材結構100、100’、200分別包括單一管狀細絲偵測器120、電極偵測器120’、惰性氣體偵測器220。在另一具體實施例中，PVD靶材結構可以包括多個管狀偵測器，其分布于PVD靶材材料，較佳為分布于靶材較易侵蝕的位置(圖7A)。分布多個管狀偵測器于PVD靶材，會增加偵測的均一性并且能夠偵測靶材局部的腐蝕。圖7A以及圖7B顯示兩個具體實施例的PVD靶材結構500、500’，包括二個或更多個管狀偵測器520、520’(長度分別小于或等于4cm)，其分布并嵌入于PVD靶材510、510’的底部表面514、514’。如圖7A所示，多個管狀偵測器520可放射狀地分布于整個PVD靶材510，而且彼此分隔著。如圖7B所示，多個管狀偵測器520’可放射狀地分布于整個PVD靶材510’，以致于多個管狀偵測器520’于PVD靶材510’的中心彼此接合。
如圖8A以及圖8B所示，在一些具體實施例中，管狀偵測器620可嵌入于PVD靶材610的底部表面614，使得管子622與PVD靶材610的底部表面614齊平或者管子622略凹陷于PVD靶材610的底部表面614(并且靶材底板650可由銅(Cu)、例如Cu-Zn合金或任何適用的材料構成)。如圖8C所示，在一實施例中，此可利用形成PVD靶材610以作為由適用的材料(例如鉭)構成的原料構件610.1以及由界面材料(例如鈦)構成的界面構件610.2。原料構件及界面構件610.1及610.2的鄰近的表面可提供對應的管子接收凹槽611.1及611.2，其尺寸及形狀為能夠接收管子622的一部分。管子622置于管子接收凹槽611.1及611.2內，并且利用熱壓接合步驟使原料構件與界面構件610.1及610.2，以及管子622與靶材底板650接合在一起，上述熱壓接合步驟是在足以使原料構件與界面構件610.1及610.2，以及管子622與靶材底板650彼此物理性地接合在一起的壓力及溫度下進行。特別是，壓力以及溫度是視底板的材料、靶材的原料以及接合時間而決定。舉例而言(例如以銅底板以及鉭原料為例)，使用的溫度及壓力分別為大約400℃(些微地大于1/3銅的熔點1083℃)以及大約13000psi。在一些實施例中，可以在界面構件610.2的管子接收凹槽611.2之中設置薄金屬箔片610.3。如圖8D所示，金屬箔片610.3可作為阻障層，用以防止界面構件610.2的原子遷移進入管子622的管子接收凹槽611.2的區(qū)域以及原料構件610.1。在另一實施例中，管狀偵測器620’可部分地嵌入PVD靶材610’的底部表面614’，使得管子622’的頂部些微地高于PVD靶材610’的底部表面614’，如圖8B所示。本實施例之中的靶材底板650’包括凹陷660，用以接收突出于PVD靶材610’的底部表面614’的管子622’的部分，以致于PVD靶材610’的底部表面614’可設置于靶材底板650’上。
管狀偵測器的管子可制成任何適合及適用的形狀，管子可具有外表面及內表面，且具有相同或不同的剖面形狀。圖9A至圖9F為各種具體實施例的管狀偵測器的管子立體圖。圖9A顯示具有圓形剖面的外表面及內表面710a、720a的管子700a。圖9B顯示具有方形剖面的外表面及內表面710b、720b的管子700b。圖9C顯示具有方形剖面的外表面710c及圓形剖面的內表面720c的管子700c。圖9D顯示具有圓形剖面的外表面710d及三角形剖面的內表面720d的管子700d。圖9E顯示具有圓形剖面的外表面710e及方形剖面的內表面720e的管子700e。圖9F顯示具有方形剖面的外表面710f及三角形剖面的內表面720f的管子700f。管子的外表面及內表面可以是例如長方形、橢圓形等其他剖面形狀。
請參照圖14，其顯示另一具體實施例的PVD靶材結構的立體圖，以符號“800”來表示PVD靶材結構。PVD靶材結構800包括上述可消耗的PVD靶材810(由想要的原料構成)以及偵測層820，其設于鄰接PVD靶材810的底面表面814。圖14的實施例中，偵測層820可將PVD靶材結構800耦接于底板850。
圖15為又一具體實施例的PVD靶材結構的立體圖，以符號“800’”來表示PVD靶材結構。除了在偵測層820下額外加一層靶材材料層830以外，PVD靶材結構800’與圖14所示的PVD靶材結構800相同。圖15的實施例之中，靶材材料層830將PVD靶材結構800’耦接于底板850上。
在圖14以及圖15之中，偵測層820是由與PVD靶材不同且不會影響到PVD制程結果的材料構成。圖16顯示一表格，其針對列舉具體靶材材料的具體偵測層的材料。
在PVD制程中，當等離子轟擊PVD靶材結構800或800’的偵測層820時，偵測層820偵測到氣體，此氣體也可以通過OES、RGA或其他類似方法現場監(jiān)視及偵測得到。
PVD靶材結構800或800’的終點偵測決定，也可以通過增加兩個或多個由不同材料構成的偵測層偵測而得。因此，當等離子轟擊第一層偵測層時，會顯示留下的靶材材料的第一殘留量，接著當等離子轟擊下一層偵測層時，會顯示留下的靶材材料的后續(xù)的殘留量，其小于先前的第一殘留量。可視需要增加其他材料的額外層以提供額外層的材料殘留量。
PVD靶材結構可含有或不含靶材底板。PVD制程系統及設備可在沒有明顯地修改及/或改變硬件的情況下使用PVD靶材結構。再者，PVD靶材結構可以使用于不同的磁性PVD系統，其例如包括電容式耦合等離子(CCP)及感應式耦合等離子(ICP)系統等。本發(fā)明的PVD靶材也可以用于各種PVD電源供應系統，其包括但不限于直流電力系統、交流電力系統以及射頻電力系統。
另一實施例為制造管狀靶材結構的管子的方法。圖17A為顯示第一具體實施例的管子制造方法的步驟流程圖。步驟901中，提供模具/擠壓設備950(圖18A)，其包括同心圓設置的外模具構件及內模具構件951、952。外模具構件及內模具構件951、952是由適用于擠壓及/或澆鑄的金屬、金屬合金及/或金屬材料的硬質材料制成。適用于模具構件的材料可包括但不限于陶瓷材料、聚合物材料、金屬材料及其組合。模具/擠壓設備950的外模具構件951的內表面951a用以形成管子的外表面，而模具/擠壓設備950的內模具構件952的外表面952a用以形成管子的內表面。圖18A的實施例之中，模具/擠壓設備950的外模具構件951具有圓形剖面形狀，而模具/擠壓設備950的內模具構件952也具有圓形剖面形狀。這樣的模具/擠壓設備可用來制作如圖9A顯示的管子。模具/擠壓設備950的外模具構件951及內模具構件952經過適當的設計后，可用來制作想要的形狀，例如包括圖9B至圖9F所示的管子。
請再參考圖17A，此方法的步驟902包括經由模具/擠壓設備950的外模具構件951及內模具構件952之間定義的空間953擠壓(extrude)想要的材料。擠壓可使用冷或熱擠壓方法完成。在另一實施例中，方法的步驟902包括經由模具/擠壓設備950的外模具構件951及內模具構件952之間定義的空間953澆鑄(cast)想要的材料。澆鑄可通過熔化想要的管子材料，然后將此熔化的材料倒入或注入模具/擠壓950的外模具構件951及內模具構件952之間定義的空間953之中。如果在步驟902中管子材料是利用澆鑄方式完成，接下來步驟903是在熔化的管子材料冷卻后，將管子從模具/擠壓設備950移除。
圖17B為顯示第二具體實施例的管子制造方法的步驟流程圖。步驟911中，提供一模具設備960(圖18B)，其包括芯棒(mandrel)類似物的模具構件961。此模具構件961是由適合以PVD或電化學鍍層形成于模具構件961上方的金屬、金屬合金及/或金屬材料的硬質材料制成。適用于模具構件的材料可包括但不限于陶瓷材料、聚合物材料、金屬材料及其組合。模具設備960的模具構件961的外表面961a具有圓形剖面形狀，這樣的模具設備可用來制作如圖9A顯示的管子。模具設備960的模具構件961經過適當的設計后，可用來制作想要的形狀，例如包括圖9B至圖9F所示的管子。
請再參考圖17B，方法的步驟912包括沉積想要的管子材料于模具構件961的外表面962上，直到得到想要的薄膜厚度(管子的壁厚度)為止。沉積的步驟可使用例如電化學鍍層(ECP)或PVD的方式形成。在步驟913中，芯棒類似物的模具構件961與管子彼此分離。在一具體實施例中，分離的方式可以如圖10所示，以物理性的方法將芯棒類似物的模具構件由管子移開，在另一具體實施例中，可采用化學性的方法以蝕刻劑將模具構件與管子分離。
圖19為顯示第三具體實施例的管子制造方法的步驟流程圖。在第三具體實施例的管子制造方法中，管子是以塊狀制程步驟制作而成。在步驟921中，形成多個貫穿孔941于想要的管子材料940的塊狀物之中，如圖11A所示，多個貫穿孔941定義多個管子的內表面，在步驟922中，將管子材料的塊狀物切斷或分割成為多個分離的管子942，如圖11B所示，每一個管子942包括一個貫穿孔941。貫穿孔941可利用傳統的激光、高壓水、濕蝕刻或干蝕刻等方法形成?？墒褂脗鹘y的激光、高壓水或機械切割方法將塊狀的管子材料940切斷或分割成為分離的管子。
圖20為顯示第四具體實施例的管子制造方法的步驟流程圖。步驟931中，提供想要的管子材料的延展性薄板980、980’，步驟932中，由薄板980、980’形成想要的形狀的管子981、981’，如圖12A及圖13A所示。薄板980、980’可通過環(huán)繞著如圖18B所示相對應的芯棒，而形成想要的管子的形狀。接著，在步驟933中，將管子981、981’的相匹配(matching)且相對的(opposing)邊緣982、982’彼此接合在一起，以完成管子981、981’，如圖12B以及圖13B所示。接合的方法可以使用例如焊接方式(welding)來完成。
本發(fā)明另一實施例中，用來偵測PVD靶材結構的使用壽命終點的系統。圖5顯示的系統是以符號“300”來表示，系統300包括PVD制程反應室310；如圖2A、圖2B及圖3所示的PVD靶材結構320，其設置于PVD制程反應室310之中；以及監(jiān)視裝置330，其連接于PVD靶材結構320，用以現場監(jiān)視PVD靶材結構320的細絲或電極偵測器組合340的狀態(tài)。
圖6顯示另一具體實施例的PVD靶材結構的使用壽命終點的偵測系統，其是以符號“400”來表示，系統400包括PVD制程反應室410；如圖4、圖14及圖15所示的PVD靶材結構420，其設置于PVD制程反應室410之中；以及氣體偵測裝置430，用以現場監(jiān)視及偵測惰性氣體偵測器或PVD靶材結構420的偵測層440。
附圖中符號的簡單說明如下100、100’、200PVD靶材結構110、210、510、510’、610、610’PVD靶材112反應表面114底部表面116側壁表面124細絲124a’、124b’電極120細絲偵測器122、222、622、622’管子122c管子的內部224惰性氣體124a、124b、124aa、124bb邊界末端部125a、125b、125a’、125b’細絲導線126a、126b絕緣物122a、122b、222a、222b開口端226密封材料300、400偵測系統310、410反應室
320、420、500、500’PVD靶材結構330監(jiān)視裝置430氣體偵測裝置340偵測器組合440偵測層514、514’、614、614’底部表面520、520’、620、620’管狀偵測器650、650’靶材底板660凹陷610.1原料構件610.2界面構件610.3金屬箔片611.1、611.2凹槽700a、700b、700c、700d、700e、700f管子710a、710b、710c、710d、710e、710f外表面720a、720b、720c、720d、720e、720f內表面940管子材料941貫穿孔942管子980、980’薄板981、981’管子982、982’邊緣800、800’PVD靶材結構810PVD靶材820偵測層814底面表面850底板
830靶材材料層950模具/擠壓設備951外模具構件952內模具構件953空間960模具設備961模具構件962外表面
權利要求
1.一種可消耗材料的厚板，其特征在于，該可消耗材料的厚板包括至少一偵測器，用以對于該可消耗材料的厚板接近或已經減少至該可消耗材料的一既定量發(fā)出信號。
2.根據權利要求1所述的可消耗材料的厚板，其特征在于，該至少一偵測器包括一圍封物，該圍封物的至少一部分嵌入該可消耗材料的厚板之中；以及一細絲元件或電極元件，設置于該圍封物之中。
3.根據權利要求2所述的可消耗材料的厚板，其特征在于，該細絲元件或電極元件由該圍封物之中延伸，而能夠連接至一信號監(jiān)視裝置。
4.根據權利要求2所述的可消耗材料的厚板，其特征在于，該圍封物是由該可消耗材料構成。
5.根據權利要求1所述的可消耗材料的厚板，其特征在于，該至少一偵測器包括一圍封物，該圍封物的至少一部分嵌入該可消耗材料的厚板之中；以及一氣體、液體或固體，設置于該圍封物之中。
6.根據權利要求5所述的可消耗材料的厚板，其特征在于，該氣體或液體是由惰性材料構成。
7.根據權利要求5所述的可消耗材料的厚板，其特征在于，當該氣體、液體或固體由該圍封物逸散出時，可被偵測得到。
8.根據權利要求7所述的可消耗材料的厚板，其特征在于，當偵測出該氣體、液體或固體時，顯示該可消耗材料的厚板的殘留量接近或已經達到該既定量。
9.根據權利要求1所述的可消耗材料的厚板，其特征在于，該至少一偵測器包括一第二材料層，其成分不同于該可消耗材料，并且鄰接地設置于可消耗材料的厚板上，該第二材料層氣體化時可被偵測得到。
10.根據權利要求9所述的可消耗材料的厚板，其特征在于，當偵測出氣體化的該第二材料層時，顯示該可消耗材料的厚板的殘留量接近或已經達到該既定量。
11.根據權利要求1所述的可消耗材料的厚板，其特征在于，發(fā)出信號表示該可消耗材料的厚板的壽命已達終點。
12.根據權利要求5所述的可消耗材料的厚板，其特征在于，該可消耗材料的厚板包括一靶材，使用于物理氣相沉積制程，并且該氣體、液體或固體的成份不會影響該物理氣相沉積制程。
13.根據權利要求9所述的可消耗材料的厚板，其特征在于，該可消耗材料的厚板包括一靶材，使用于物理氣相沉積制程，并且該第二材料層的成份不會影響該物理氣相沉積制程。
14.一種物理氣相沉積靶材料，其特征在于，該物理氣相沉積靶材料包括一可消耗材料的厚板；以及至少一偵測器，用以對于該可消耗材料的厚板接近或已經減少至該可消耗材料的一既定量發(fā)出信號。
15.根據權利要求14所述的物理氣相沉積靶材料，其特征在于，該至少一偵測器包括一細絲、相對的電極、一偵測層、一氣體、一液體或一固體，其能夠發(fā)出信號。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可消耗材料的厚板及物理氣相沉積靶材料，包括至少一偵測器，用以對于該可消耗材料的厚板接近或已經減少至該可消耗材料的一既定量發(fā)出信號。本發(fā)明所述的可消耗材料的厚板及物理氣相沉積靶材料，可降低物理氣相沉積靶材的消耗成本，制造成本以及增加獲利。
文檔編號C23C14/34GK1982498SQ20061015233
公開日2007年6月20日 申請日期2006年9月26日 優(yōu)先權日2005年9月26日
發(fā)明者蕭義理, 黃見翎, 許志成, 許呈鏘, 汪青蓉, 余振華 申請人:臺灣積體電路制造股份有限公司