[发明专利]一种高纯铜靶材及其制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种高纯铜靶材及其制备方法与应用，将高纯铜锭依次经过第一热锻、第一热处理、第二热锻、第二热处理、静压和冷轧，得到了未完全再结晶的高纯铜靶材；通过第一热锻和第二热锻使得晶粒细化，通过控制第一热处理和第二热处理的温度，达到调控高纯铜靶材再结晶度的目的，使得高纯铜靶材的再结晶度控制在20‑40％；操作简便，易工业化；制得的高纯铜靶材纯度高，内部组织均匀。

技术领域

本发明属于溅射靶材制备领域，具体涉及一种高纯铜靶材及其制备方法与应用。

背景技术

溅射是制备薄膜材料的主要技术之一，它利用离子源产生的离子，在真空中经过加速聚集，而形成高速度能的离子束流，轰击固体表面，离子和固体表面原子发生动能交换，使固体表面的原子离开固体并沉积在基底表面，被轰击的固体是制备溅射法沉积薄膜的原材料，一般被称为靶材。

靶材是制造半导体芯片所必需的一种极其重要的关键材料，靶材产品内部组织结构有严格要求，严重影响溅射速率和沉积薄膜的均匀性。

铜作为一种常见的金属材料，具有较好的抗电迁移能力和电导率，尤其是高纯铜，纯度在6N以上，性能更为优异。高纯铜靶材主要运用于半导体芯片、平板显示器产业。

CN103510055B公开了一种高纯铜靶材的制备方法，包括：首先对高纯铜锭进行预热；接着对所述预热过程中的高纯铜锭进行锻打之后并进行第一次热处理；然后对经第一次热处理后的高纯铜锭进行压延，形成铜板料并进行第二次热处理，形成铜靶材坯料；最后对所述铜靶材坯料进行机械加工，形成高纯铜靶材。采用该方法可以制作出晶粒尺寸小于100微米且溅射方向较佳的高纯铜靶材。

CN101509125B公开了一种制备铜溅射靶材的方法，将铜原料熔化，在1100～1200℃，保护性气氛下，精炼10～40min后，将熔化的铜液滴落到冷盘上冷却制成铜晶粒，再将铜晶热压成铜溅射靶材。该方法，采用真空熔炼法，对5N及以上高纯铜进行熔炼及精炼，熔炼过程中可采用连续加料方式，保证熔炼过程的连续性，生产效率高，采用急冷法对熔融铜液滴进行冷却，制得细晶粒铜，避免了传统靶材制备过程中靶材晶粒尺寸均匀性难以控制的缺陷，提高效率，降低成本。

CN110578126B公开了一种多规格高纯铜靶材的制备方法，包括以下步骤：步骤一、铜锭坯加热；步骤二、加热锭坯热轧；对步骤一中加热后的高纯铜锭进行多道次热轧制后冷却至室温；步骤三、铜靶坯校平；对冷却后的铜靶坯采用校平机进行校平；步骤四、对校平后的铜靶坯按需进行切割；步骤五、铜靶坯粗加工；对铜靶坯采用数控机床进行粗加工；步骤六、将粗加工后的铜靶坯在校平机上碾压校平，在释放加工应力的同时，平整铜靶坯弯曲；步骤七、校平后的铜靶坯在数控机床上精加工；该方法可以制备不同规格的成品铜靶材，该方法制备的高纯铜靶材平均晶粒度≤80微米。

然而，现有技术中，铜靶制造技术存在内部组织不均匀，镀膜不均匀等问题，且上述技术方案对于高纯铜靶材的再结晶度没有进行详细的研究。

因此，如何提供一种在保证靶材内部组织均匀，再结晶度可调控的靶材成为当前亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种高纯铜靶材及其制备方法与应用，将高纯铜锭依次经过第一热锻、第一热处理、第二热锻、第二热处理、静压和冷轧，得到了未完全再结晶的高纯铜靶材；操作简便，易工业化；制得的高纯铜靶材纯度高，内部组织均匀。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的目的之一在于提供一种高纯铜靶材的制备方法，所述高纯铜靶材的制备方法包括如下步骤：

将高纯铜锭依次经过第一热锻、第一热处理、第二热锻、第二热处理、静压和冷轧，得到高纯铜靶材。