[发明专利]靶材热处理方法

说明书

一种靶材热处理方法，包括：提供靶材，所述靶材待达到预定工艺温度；提供砂子，预热所述砂子到初始温度，所述初始温度比所述预定工艺温度至少低100摄氏度；将所述靶材埋入具有初始温度的砂子中；升温埋有靶材的所述砂子到预定工艺温度，对所述靶材进行热处理。采用所述靶材热处理方法提高了热处理后靶材的性能。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种靶材热处理方法。

背景技术

靶材是通过磁控溅射、多弧离子镀或其它类型的镀膜系统在适当工艺条件下溅射在基板上形成各种功能薄膜的溅射源，靶材一般分为金属靶材、陶瓷靶材和合金靶材。其中，金属靶材是一种重要的靶材。

金属靶材的制作过程包括：熔炼、均匀化处理、塑性变形加工和热处理等步骤。在严格控制金属靶材纯度的基础上，通过选择不同的塑性变形加工条件和热处理条件，调整金属靶材的晶粒取向和晶粒尺寸，最终得到满足溅射过程要求的金属靶材。

其中，热处理是金属靶材设计和加工过程中不可或缺的工艺，所述热处理与塑性变形加工紧密结合，主要为了实现材料的再结晶，使得金属靶材的组织均匀。对所述金属靶材施加不同的热处理温度、保温时间和加热方式，可以获得具有不同金属材料组织结构的金属靶材。

在金属靶材中，热敏感的金属靶材对热处理工艺条件的要求较高，而采用现有技术的靶材热处理方法对热敏感金属靶材进行热处理后，金属靶材的性能较差。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种靶材热处理方法，以提高靶材的性能。

为解决上述问题，本发明提供一种靶材热处理方法，包括：提供靶材，所述靶材待达到预定工艺温度；提供砂子，预热所述砂子到初始温度，所述初始温度比所述预定工艺温度至少低100摄氏度；将所述靶材埋入具有初始温度的砂子中；升温埋有靶材的所述砂子到预定工艺温度，对所述靶材进行热处理。

可选的，所述靶材为铜靶材或钛靶材。

可选的，所述铜靶材的纯度范围为4N5～6N；所述钛靶材的纯度范围为4N5～6N。

可选的，当所述靶材为铜靶材时，所述预定工艺温度为250摄氏度～350摄氏度。

可选的，所述初始温度为100摄氏度～250摄氏度。

可选的，对所述铜靶材进行热处理之后，所述铜靶材的晶粒大小为15um～30um。

可选的，当所述靶材为钛靶材时，所述预定工艺温度为350摄氏度～500摄氏度。

可选的，所述初始温度为200摄氏度～400摄氏度。

可选的，对所述钛靶材进行热处理之后，所述钛靶材的晶粒大小为8um～20um。

可选的，当所述靶材为铜靶材时，在将所述靶材从初始温度升温至预定工艺温度的过程中，所述砂子的升温速率为3摄氏度/分钟～10摄氏度/分钟；当所述靶材为钛靶材时，在将所述靶材从初始温度升温至预定工艺温度的过程中，所述砂子的升温速率为5摄氏度/分钟～12摄氏度/分钟。

可选的，所述热处理的工艺步骤为：升温所述靶材至预定工艺温度；在预定工艺温度下对所述靶材进行第二保温。

可选的，当所述靶材为铜靶材时，所述第二保温的时间为1小时～3小时；当所述靶材为钛靶材时，所述第二保温时间为1小时～3小时。

可选的，所述砂子的材料为碳化硅、氧化硅或石英砂。

可选的，所述砂子的规格为45号、60号、70号、80号或90号。

可选的，当所述靶材为铜靶材时，所述靶材的体积与所述砂子的体积比为4:5～4:7；当所述靶材为钛靶材时，所述靶材的体积与所述砂子的体积比为4:5～4:9。