[發(fā)明專利]集成電路濺射用鉭靶的制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201711477816.3
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108193177A
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐嘉立;歐鵬;楚增勇;吳韡;劉志宇
• 申請（專利權(quán)）人: 株洲稀美泰材料有限責(zé)任公司
• 主分類號: C23C14/34
• 分類號: C23C14/34
• 代理公司: 深圳市千納專利代理有限公司 44218
• 代理人: 何耀煌

本發(fā)明公開了一種集成電路濺射用鉭靶的制備方法，方法包含如下步驟：制備鉭錠；將獲得的鉭錠在鍛壓設(shè)備下開坯拔長，使鉭錠內(nèi)部晶粒初步破碎，根據(jù)靶材所需要的尺寸定尺下料，形成鉭金屬坯料；將鉭金屬坯料酸洗后，放入高真空電阻爐中熱處理；將熱處理后的鉭金屬坯料進(jìn)行鐓粗處理；將鐓粗處理后的鉭金屬坯料酸洗后再次放入高真空電阻爐中熱處理；將再次熱處理后的鉭金屬坯料進(jìn)行壓延軋制，直到達(dá)到靶材要求的基本尺寸；將壓延軋制處理后的鉭金屬坯料再次酸洗后，放入高真空電阻爐中進(jìn)行最后一次熱處理，消除鉭金屬坯料的內(nèi)部應(yīng)力，然后進(jìn)行坯板校平，板面精加工得到成品靶材。通過該方法制備的靶材晶粒大小40?100um，織構(gòu)均勻，純度為大于5N。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種集成電路濺射用鉭靶的制備方法，屬于高純鉭(Ta)靶的制備領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前，銅(Cu)因其電阻低、導(dǎo)電性好的特點(diǎn)作為IC(集成電路)的互連布線來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋁布線是現(xiàn)今IC(集成電路)行業(yè)的發(fā)展方向。IC(集成電路)中的晶元片主要成分是硅(Si)，但是銅和硅有很高的化學(xué)活性和擴(kuò)散能力，在低溫下(<200度)就可以形成銅硅合金，在晶元片中形成空洞，嚴(yán)重影響IC(集成電路)的設(shè)備性能和使用壽命。

鉭(Ta)和其化合物有高熱穩(wěn)定性、高導(dǎo)電性以及對外來原子的阻擋作用(鉭和銅，鉭和硅之間不會形成化合物)，因此用鉭來作為銅擴(kuò)散的阻擋層。

現(xiàn)階段主流方式是通過PVD(物理氣相沉積)在IC(集成電路)上鍍上一層抗腐蝕薄膜，目前銅互連布線技術(shù)采用的濺射靶材為高純Ta。有研究表明IC濺射用Ta靶的晶粒的大小和織構(gòu)的均勻性是影響靶材濺射性能的重要參數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種集成電路濺射用鉭靶的制備方法，通過該方法制備的靶材晶粒大小適當(dāng)，織構(gòu)均勻，純度為大于5N。

為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種集成電路濺射用鉭靶的制備方法，方法包含如下步驟：

(a)制備鉭錠；

(b)將獲得的鉭錠在鍛壓設(shè)備下開坯拔長，使鉭錠內(nèi)部晶粒初步破碎，根據(jù)靶材所需要的尺寸定尺下料，形成鉭金屬坯料；

(c)將鉭金屬坯料酸洗后，放入高真空電阻爐中熱處理；

(d)將熱處理后的鉭金屬坯料進(jìn)行鐓粗處理；

(e)將鐓粗處理后的鉭金屬坯料酸洗后再次放入高真空電阻爐中熱處理；

(f)將再次熱處理后的鉭金屬坯料進(jìn)行壓延軋制，直到達(dá)到靶材要求的基本尺寸；

(g)將壓延軋制處理后的鉭金屬坯料再次酸洗后，放入高真空電阻爐中進(jìn)行最后一次熱處理，消除鉭金屬坯料的內(nèi)部應(yīng)力，然后進(jìn)行坯板校平，板面精加工得到成品靶材。

進(jìn)一步，在步驟(a)中制得的鉭錠的直徑為200～250mm，純度大于5N。

進(jìn)一步，在步驟(c)中，高真空電阻爐的真空度控制為10^-3～10^-4pa，溫度控制為1000～1400攝氏度，保溫時(shí)間為120-150分鐘。

進(jìn)一步，在步驟(d)中，鐓粗處理的鍛造壓力控制在25000-30000KN，軋制塑性變形量控制在70％-75％。

進(jìn)一步，在步驟(e)中，高真空電阻爐的真空度控制為10^-3～10^-4pa，溫度控制為1200～1400攝氏度，保溫時(shí)間為120-150分鐘。

進(jìn)一步，在步驟(f)中，壓延軋制通過改變軋制模具的形狀及軋制方式細(xì)化晶粒，均勻織構(gòu)；其中，鍛造壓力控制在25000-30000KN，每一次軋制的塑性變形量控制在15％～20％，總變形量大于65％。