[發明專利]鈷靶材熱處理方法

有效

• 申請號: 201210182729.6
• 申請日: 2012-06-01
• 公開（公告）號: CN103451586A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 姚力軍;相原俊夫;大巖一彥;潘杰;王學澤;陳勇軍
• 申請（專利權）人: 寧波江豐電子材料有限公司
• 主分類號: C22F1/10
• 分類號: C22F1/10
• 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，尤其涉及鈷靶材熱處理方法。

背景技術

鈷靶材在半導體集成電路有較多應用，例如在MOS晶體管的源極、漏極及柵極上可以與硅形成金屬硅化物以降低接觸電阻。上述過程一般通過在濺鍍室內完成。具體過程為：先在反應腔內通入惰性氣體，例如氬氣；鈷靶材作為陰極與直流電源的負極相連，當所加的電壓達到一定值時，氣體電離產生正離子轟擊陰極，鈷離子被濺射脫離靶材表面。上述過程中，為使得鈷離子以定向運動沉積在硅表面，在靶材的表面設置永久磁鐵。

然而，鈷靶材本身具有高磁導率，永久磁鐵的磁場多集中在靶材內，散布在靶材之外的磁場較少，原來用于限制鈷離子運動方向的漏磁場較少，這會導致鈷靶材的利用率變低。

針對上述問題，行業內試圖提出一些改進方案以降低鈷靶材的磁導率。

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。以鈷靶材的熱處理為例，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。

鈷是熱的不良導體，若采用現有的熱處理方法，例如將其放入高溫加熱爐中，處理后得到的鈷靶材的在直徑和厚度方向上受熱不均勻，得到鈷靶材不符合所需磁導率，其晶粒不符合濺射要求。

基于此，本發明提出一種新的鈷靶材熱處理方法，以解決上述問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種鈷靶材熱處理方法，以解決現有技術中在熱處理工藝后得到鈷靶材不符合所需磁導率，其晶粒不符合濺射要求。

為解決上述問題，本發明提供一種鈷靶材熱處理方法，包括：提供鈷靶材，所述鈷靶材的純度大于4N；預熱砂子；將已預熱的砂子包覆所述鈷靶材，對所述鈷靶材進行熱處理。

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

可選的，還包括感測所述鈷靶材的加熱溫度的步驟。

可選的，所述感測所述鈷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，所述鈷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150℃～400℃。

可選的，所述熱處理工藝具體參數為：加熱溫度為150℃～400℃，并在此溫度下保溫45min~90min。

可選的，所述鈷靶材的純度范圍為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，然后將待熱處理的鈷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鈷靶材，確保鈷靶材能均勻受熱，使得熱處理后的鈷靶材符合所需磁導率，其組織結構均勻，晶粒符合濺射要求。

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為應用本發明鈷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鈷靶材和加熱裝置的結構示意圖。

具體實施方式

本發明的發明人發現，在現有鈷靶材熱處理方法中，在對鈷靶材進行熱處理時，在靶材的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。因此，本發明的發明人提出一種鈷靶材熱處理方法，包括：提供鈷靶材，所述鈷靶材的純度大于4N；加熱能包覆所述鈷靶材的沙子；對所述鈷靶材進行熱處理。

在本發明的實施例中，提供一種鈷靶材熱處理方法，如圖1所示，包括步驟：

S10，提供鈷靶材，所述鈷靶材的純度大于4N；

S11，預熱填充在熱處理裝置中的砂子；

S12，將所述鈷靶材沒入已預熱的砂子中，對所述鈷靶材進行熱處理。