[发明专利]靶材的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及靶材的制备方法。

背景技术

靶材是用作镀膜的材料，因此，在例如脉冲激光沉积或电子束沉积以形 成薄膜的工艺中，靶材的品质对沉积薄膜的品质具有关键性的影响。

一般，常用制备靶材的方法是以一定纯度的金属(例如原铝或原铜)为 原料，采用包括三层液电解法、偏析法、室温离子液体电解法和区域熔炼法 的四段精炼法制备超纯铝。所述偏析法、室温离子液体电解法和区域熔炼法 分别以上一段生产产品为原料，生产出超纯铝。所谓超纯铝指的是其中铝的 含量要大于99.995％(4N5)或大于99.9995％(5N5)，超纯铝具有许多优良性 能，例如具有比原铝更好的导电性、延展性、反射性和抗腐蚀性。

但，所述偏析法、室温离子液体电解法和区域熔炼法在例如不纯物控制、 气体成分控制及放射性元素的控制方面表现不佳，使得制备的铝锭存在晶粒 过大，缺陷率高，在后续的工业化生产中，难以细化，缺陷难以消除。

另外，采用包括三层液电解法、偏析法、室温离子液体电解法和区域熔 炼法的四段精炼法制备超纯铝，对设备和人员的要求很高，生产周期长、消 耗大量的电源，且需要的投入很高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：现有的靶材制备技术中工艺复杂、产品 均匀性较差和晶粒过大等问题。

为解决上述问题，本发明提供一种靶材的制备方法，包括：提供母材， 并将所述母材置于真空熔炼炉中；所述母材为原铝或原铜；将所述真空熔炼 炉中的母材熔融；对已熔融的金属进行成分分析，根据所述成分分析的结果 和产品要求，添加制备靶材所需的成分元素；对所述熔融金属进行脱气处理； 从熔融金属中取样，进行制品分析；将经过制品分析后符合产品要求的熔融 金属通过浇道注入竖型结晶器，进行连续铸造，形成靶材铸件；对起出后的 靶材铸件进行成品检验，筛选出符合产品要求的靶材。

可选地，所述将所述真空熔炼炉中的母材熔融的主要工艺参数包括：工 作温度为600摄氏度至1000摄氏度，压强为0.01托至1.00托。

可选地，所述制备方法还包括在所述真空熔炼炉中的母材呈熔融态时对 其添加氢元素和/或硼元素的步骤。

可选地，所述制备方法还包括在对已熔融的金属进行成分分析之前去除 真空熔炼炉中熔融金属表面的氧化膜的步骤。

可选地，所述对已熔融的金属进行成分分析，根据所述成分分析的结果 和产品要求，添加制备靶材所需的成分元素，包括：对已熔融的金属进行初 等化成分分析，根据所述初等化成分分析的结果和产品要求，添加一定量的 成分元素；进行一次或多次的精细化成分分析，根据所述精细化成分分析的 结果和产品要求，添加微量的成分元素来进行成分微调。

可选地，所述添加的成分元素包括金属元素和/或非金属元素，所述金属 元素具体选自钽、铜、铝、银、镍、铬、钛、锆、锕、钼、钨、铂、金、铌、 钴、铼、钪中的一种或多种；所述非金属元素具体选自硅或硅化物。

可选地，对所述熔融金属进行脱气处理是通过添加脱气剂实现的。

可选地，所述制备方法还包括在对所述熔融金属进行脱气处理之后去除 真空熔炼炉中熔融金属表面的氧化膜的步骤。

可选地，所述对起出后的靶材铸件进行成品检验至少包括外部检验和内 部检验。

可选地，所述靶材铸件的纯度大于99.995％或99.9995％。

本发明所提供的靶材的制备方法，只需采用真空熔炼和连续铸造的方式 即可完成制备，相对于现有技术，具有工艺简单、稳定，易于控制，具有较 高的生产效率，使得制备出的靶材具有均匀性好、晶粒小等特点。

附图说明

图1为本发明靶材的制备方法的流程图；

图2为图1中步骤S4在一个实施例中的流程示意图；

图3为在一个实施例中靶材制备方法所应用的铸造系统的示意图。

具体实施方式

本发明的发明人发现，在制备靶材时，以往采用的是包括三层液电解法、 偏析法、室温离子液体电解法和区域熔炼法的四段精炼法来制备超纯铝或超 纯铜，工序繁杂，处理时间较长，工作效率较低，并使得制备的超纯铝或超 纯铜均匀性差、晶粒粗大等问题。