[發明專利]靶材熱處理方法

有效

• 申請號: 201110359251.5
• 申請日: 2011-11-14
• 公開（公告）號: CN102409147A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發明（設計）人: 潘杰;姚力軍;王學澤;陳勇軍
• 申請（專利權）人: 余姚康富特電子材料有限公司
• 主分類號: C21D1/68
• 分類號: C21D1/68;C22F1/08
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，尤其涉及靶材熱處理方法。

背景技術

電鍍(Electroplating)是利用電解原理在某些金屬表面上鍍上一薄層其它金屬或合金的過程。其利用電解原理使金屬或其它材料制件的表面附著一層金屬膜，從而起到防止腐蝕，提高耐磨性、導電性、反光性及增進美觀等作用。

在盛有電鍍液的鍍槽中，用經過清理和特殊預處理的待鍍件作為陰極，鍍覆金屬作為陽極，兩極分別與直流電源的負極和正極聯接。電鍍液由含有鍍覆金屬的化合物、導電的鹽類、緩沖劑、pH調節劑和添加劑等的水溶液組成。通電后，電鍍液中的金屬離子，在電位差的作用下移動到陰極上形成鍍層。陽極的金屬形成金屬離子進入電鍍液，以保持被鍍覆的金屬離子的濃度。目前，可以選用高純銅磷合金靶材作為陽極。

金屬靶材的制作過程一般包括：熔煉、均勻化處理、塑性變形加工、熱處理等步驟，在嚴格控制靶材純度的基礎上，通過選擇不同的塑性變形加工、熱處理條件，調整靶材的晶粒取向、晶粒尺寸等，最終滿足濺射過程的要求。

特別地，熱處理是靶材設計和加工過程中不可或缺的工藝，該工藝往往與塑性變形加工緊密結合，主要為了實現金屬材料的再結晶，使得材料的組織均勻。以鋁靶材的熱處理為例，不同的熱處理溫度、保溫時間、加熱方式，可以獲得不同的金屬材料組織結構。同樣，對于高純銅磷合金靶材也適用。

電鍍形成的薄膜需要滿足一定的均勻性要求，而高純銅磷合金靶材內部組織結構會影響薄膜的均勻性。高純銅磷合金靶材內部晶粒大小、晶粒取向都會影響薄膜的均勻性。因此，電鍍工藝要求高純銅磷合金靶材內部晶粒大小合適、晶粒取向適宜。

若采用傳統工藝對銅磷合金靶材進行熱處理，如申請號為200910140622.3的中國專利申請公開的一種鋁靶材的熱處理方法，應用上述方法，在被處理的銅磷合金靶材在直徑和厚度方向上的組織結構會由于受熱不均而導致不一致。應用這種方法生產的靶材產品對于電鍍來說，具有很大的負面作用，甚至不能符合電鍍要求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種靶材熱處理方法，解決現有技術中靶材在熱處理工藝中因受熱不均而導致組織結構不均勻，導致應用該靶材作為陽極使電鍍工藝的效果不佳的問題。

為解決上述問題，本發明提供一種靶材熱處理方法，包括：提供靶材，所述靶材的材質為銅磷合金；預熱砂子；將已預熱的砂子包覆所述靶材，對所述靶材進行熱處理。

可選的，所述砂子是填充于熱處理裝置中，所述靶材是在加熱所述砂子之后再沒入所述砂子中。

可選的，還包括感測所述靶材的加熱溫度的步驟。

可選的，所述感測所述靶材的加熱溫度包括通過表面溫度感測器進行感測。

可選的，所述靶材在熱處理之前已進行了塑性變形工藝。

可選的，所述預熱砂子的加熱溫度為700℃～750℃。

可選的，所述熱處理工藝具體參數為：加熱溫度為650℃～750℃，并在此溫度下保溫45min～90min。

可選的，所述靶材的純度范圍為4N5～6N。

可選的，所述熱處理裝置為恒溫爐。

可選的，所述砂子材料為碳化硅、氧化鋁或石英砂，規格為45號、60號、70號、80號與90號中的任一種。

與現有技術相比，本發明所提供的靶材熱處理方法，采用了先預熱砂子，然后將待熱處理的靶材沒入預熱后的砂子中并加熱的方式，通過加熱后的砂子將熱量傳導至待熱處理的靶材，確保靶材能均勻受熱，使得熱處理后的靶材的組織結構均勻，滿足電鍍要求。

應用上述靶材的熱處理方法加快了產品的加熱速度，縮短了產品的熱處理時間，并且提高了熱處理工藝的準確性和穩定性，因而可以獲得符合性能要求和質量穩定的產品。

并且，應用上述方法可以連續加熱多個靶材，實現產品的批量熱處理工藝，產品的批量生產速度顯著提高，進而縮短了產品的制作周期。

附圖說明

圖1為應用本發明靶材熱處理方法的一個具體實施方式的流程示意圖；

圖2和圖3為上述具體實施方式中應用到的靶材和加熱裝置的結構示意圖；

圖4為熱處理后的銅磷合金靶材的示意圖；

圖5為熱處理后的銅磷合金靶材晶粒示意圖。

具體實施方式