[發(fā)明專利]一種半導(dǎo)體設(shè)備用鋁合金及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910241945.1
• 申請(qǐng)日: 2009-12-17
• 公開（公告）號(hào): CN101792877A
• 公開（公告）日: 2010-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許小靜;閆曉東;湯振雷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京有色金屬研究總院
• 主分類號(hào): C22C21/08
• 分類號(hào): C22C21/08;C22C1/03;B22D1/00;B22D11/049
• 代理公司: 北京北新智誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11100
• 代理人: 耿小強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體設(shè)備用鋁合金及其制備方法，屬于有色金屬加工技術(shù)。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)對(duì)鋁合金材料的要求極為苛刻，以刻蝕機(jī)用反應(yīng)室內(nèi)襯(鋁合 金部件)為例，工作過(guò)程中通入CF₄、Cl₂、HBr、O₂、SF₆、N₂等鹵族腐蝕性氣體后， 在高頻電壓下激發(fā)產(chǎn)生高密度等離子體，刻蝕工藝過(guò)程中鋁合金部件受到轟擊腐 蝕。此外，在定期維護(hù)清洗過(guò)程中，還要經(jīng)受包括鹽酸、氫溴酸、氫氟酸、硝酸和 氨水等強(qiáng)腐蝕介質(zhì)的腐蝕。部件表面不能有針眼等缺陷，否則會(huì)立刻出現(xiàn)大面積腐 蝕而報(bào)廢。因此，鋁合金部件必須進(jìn)行嚴(yán)格的表面處理，形成高性能致密連續(xù)氧化 膜，而決定氧化膜質(zhì)量的關(guān)鍵是鋁合金材料。

現(xiàn)階段國(guó)產(chǎn)6061鋁合金與滿足半導(dǎo)體設(shè)備要求的國(guó)外6061鋁合金存在的明顯 差距，例如，國(guó)外鋁合金材料組織均勻，基體分布大量彌散的第二相，尺寸約2微 米，且主要分布在晶內(nèi)，而國(guó)產(chǎn)鋁合金基體組織不均勻，其中分布的第二相尺寸是 國(guó)外鋁合金中的2～5倍，主要分布在晶界上，且晶界粗大；國(guó)外6061鋁合金中尺 寸主要在1～3微米的第二相是富Fe相，而Si、Cr、Fe、Cu、Mg、Mn等元素在基 體中分布均勻，沒有明顯的富集；國(guó)產(chǎn)6061鋁合金晶界上主要分布兩種相，尺寸 在2～15微米的長(zhǎng)條狀相是富Fe相，三角晶界上骨架狀相主要是富Si、Mg相。這 與成分以及熔煉工藝有直接的聯(lián)系。國(guó)內(nèi)鋁合金企業(yè)的質(zhì)量控制遠(yuǎn)不能滿足半導(dǎo)體 行業(yè)要求，導(dǎo)致產(chǎn)品穩(wěn)定性差。

因此，提供一種組織均勻，在基體上分布的彌散第二相尺寸小于5微米并且分 布在晶體內(nèi)，而且Si、Cr、Fe、Cu、Mg、Mn等元素在基體中均勻分布的半導(dǎo)體設(shè) 備用鋁合金材料及其制備方法就成為該技術(shù)領(lǐng)域急需解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一在于提供一種組織均勻，在基體上分布的彌散第二相尺寸小 于5微米并且分布在晶體內(nèi)，而且Si、Cr、Fe、Cu、Mg、Mn等元素在基體中均勻 分布的半導(dǎo)體設(shè)備用鋁合金材料。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：

一種半導(dǎo)體設(shè)備用鋁合金，其特征在于：所述半導(dǎo)體設(shè)備用鋁合金的組分和重 量配比如下：Mg?1.00～1.20％、Si?0.58～0.75％、Mg/Si?1.6～1.73、Cu?0.10～0.15％、 Cr?0.04～0.20％、Mn?0.10～0.40％、Ti?0.015～0.02％、Fe≤0.3％，余量為Al。

一種優(yōu)選技術(shù)方案，其特征在于：所述半導(dǎo)體設(shè)備用鋁合金的組分和重量配比 為：Mg?1.20％、Si?0.75％、Mg/Si?1.6、Cu?0.15％、Cr?0.20％、Mn?0.40％、Ti?0.02％、 Fe?0.3％，余量為Al。

一種優(yōu)選技術(shù)方案，其特征在于：所述半導(dǎo)體設(shè)備用鋁合金的組分和重量配比 為：Mg?1.00％、Si?0.58％、Mg/Si?1.73、Cu?0.10％、Cr?0.04％、Mn?0.10％、Ti?0.015％、 Fe?0.3％，余量為Al。

本發(fā)明的另一目的是提供一種半導(dǎo)體設(shè)備用鋁合金材料的制備方法。

本發(fā)明的上述目的是通過(guò)以下技術(shù)方案達(dá)到的：

一種半導(dǎo)體設(shè)備用鋁合金的制備方法，其步驟如下：

(1)原料檢驗(yàn)：對(duì)原料成分進(jìn)行檢驗(yàn)；

(2)熔煉：首先將0.3～0.67wt％Al-Ti中間合金、1.9～3.75wt％A1-Si中間合金 和93.23～96.525wt％金屬Al裝入熔煉爐內(nèi)，在大氣條件下熔煉，待合金熔化后，在 650-700℃加入0.10～0.15wt％電解Cu，在700-800℃加入0.05～0.33wt％的Cr劑 和0.125～0.67wt％的Mn劑，最后加入1.00～1.20wt％金屬M(fèi)g，原料軟化坍塌后進(jìn) 行攪拌，表面采用覆蓋劑進(jìn)行覆蓋；

(3)爐前分析：溫度達(dá)到700～800℃時(shí)并經(jīng)充分?jǐn)嚢韬笕舆M(jìn)行爐前分析；