[发明专利]靶材生产用锭材的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及靶材生产用锭材的制备方法。

背景技术

靶材生产用锭材是用作靶材的材料，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，靶材生产用锭材的品质对沉积薄膜的品质具有关键性的影响。

一般，常用制备靶材生产用锭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6N(99.9999％)，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

本发明解决的问题是：现有的靶材生产用锭材制备技术中工艺复杂、产品均匀性较差、产品不纯物过多等问题。

为解决上述问题，本发明提供一种靶材生产用锭材的制备方法，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；将所述真空熔炼炉中的母材熔融；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形成有一道或者一道以上的滤网的浇道注入竖型结晶器，进行连续铸造，形成靶材生产用锭材；对起出后的靶材生产用锭材进行成品检测，筛选出符合产品要求的靶材生产用锭材。

可选的，所述滤网材料为耐高温材料。

可选的，所述滤网材料为SiO₂、Al₂O₃或者石墨。

可选的，所述滤网设置于浇道的横截面。

可选的，所述滤网的目数的范围为：10ppi≤所述滤网的目数≤100ppi。

可选的，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。

可选的，还包括在将所述真空熔炼炉中的母材熔融时添加氢元素和/或硼元素。

可选的，还包括在对所述熔融金属进行脱气处理之前去除真空熔炼炉中熔融金属表面的氧化膜的步骤.

可选的，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。

可选的，对所述熔融金属进行脱气处理是通过添加脱气剂实现的。

可选的，所述对起出后的靶材生产用锭材进行成品检验至少包括外部检验和内部检验。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明所提供的靶材生产用锭材的制备方法，只需采用真空熔炼和连续铸造的方式即可完成制备，采用了扒渣装置和滤网结合去除氧化物和渣质，能够较完全的去除氧化物和渣质，使得形成的靶材生产用锭材纯度高，且本发明所提供的靶材生产用锭材的制备方法简单、稳定，易于控制，具有较高的生产效率。

附图说明

通过附图中所示的本发明的优选实施例的更具体说明，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1为本发明靶材生产用锭材的制备方法的流程图；

图2为在一个实施例中靶材生产用锭材制备方法所应用的铸造系统的示意图；

图3为在一个实施例中具有滤网的浇道示意图。

具体实施方式

本发明的发明人发现，在制备靶材生产用锭材时，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，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渣质多等问题。

有鉴于此，故本发明的发明人设想对提纯方法进行改进，采用工序更少、效率更高的真空熔炼和连续铸造相结合的方式来制备靶材生产用锭材。