[发明专利]集成电路溅射用钽靶的制备方法

说明书

本发明公开了一种集成电路溅射用钽靶的制备方法，方法包含如下步骤：制备钽锭；将获得的钽锭在锻压设备下开坯拔长，使钽锭内部晶粒初步破碎，根据靶材所需要的尺寸定尺下料，形成钽金属坯料；将钽金属坯料酸洗后，放入高真空电阻炉中热处理；将热处理后的钽金属坯料进行镦粗处理；将镦粗处理后的钽金属坯料酸洗后再次放入高真空电阻炉中热处理；将再次热处理后的钽金属坯料进行压延轧制，直到达到靶材要求的基本尺寸；将压延轧制处理后的钽金属坯料再次酸洗后，放入高真空电阻炉中进行最后一次热处理，消除钽金属坯料的内部应力，然后进行坯板校平，板面精加工得到成品靶材。通过该方法制备的靶材晶粒大小40‑100um，织构均匀，纯度为大于5N。

技术领域

本发明涉及一种集成电路溅射用钽靶的制备方法，属于高纯钽(Ta)靶的制备领域。

背景技术

目前，铜(Cu)因其电阻低、导电性好的特点作为IC(集成电路)的互连布线来代替传统的铝布线是现今IC(集成电路)行业的发展方向。IC(集成电路)中的晶元片主要成分是硅(Si)，但是铜和硅有很高的化学活性和扩散能力，在低温下(<200度)就可以形成铜硅合金，在晶元片中形成空洞，严重影响IC(集成电路)的设备性能和使用寿命。

钽(Ta)和其化合物有高热稳定性、高导电性以及对外来原子的阻挡作用(钽和铜，钽和硅之间不会形成化合物)，因此用钽来作为铜扩散的阻挡层。

现阶段主流方式是通过PVD(物理气相沉积)在IC(集成电路)上镀上一层抗腐蚀薄膜，目前铜互连布线技术采用的溅射靶材为高纯Ta。有研究表明IC溅射用Ta靶的晶粒的大小和织构的均匀性是影响靶材溅射性能的重要参数。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种集成电路溅射用钽靶的制备方法，通过该方法制备的靶材晶粒大小适当，织构均匀，纯度为大于5N。

为了解决以上技术问题，本发明的技术方案是：一种集成电路溅射用钽靶的制备方法，方法包含如下步骤：

(a)制备钽锭；

(b)将获得的钽锭在锻压设备下开坯拔长，使钽锭内部晶粒初步破碎，根据靶材所需要的尺寸定尺下料，形成钽金属坯料；

(c)将钽金属坯料酸洗后，放入高真空电阻炉中热处理；

(d)将热处理后的钽金属坯料进行镦粗处理；

(e)将镦粗处理后的钽金属坯料酸洗后再次放入高真空电阻炉中热处理；

(f)将再次热处理后的钽金属坯料进行压延轧制，直到达到靶材要求的基本尺寸；

(g)将压延轧制处理后的钽金属坯料再次酸洗后，放入高真空电阻炉中进行最后一次热处理，消除钽金属坯料的内部应力，然后进行坯板校平，板面精加工得到成品靶材。

进一步，在步骤(a)中制得的钽锭的直径为200～250mm，纯度大于5N。

进一步，在步骤(c)中，高真空电阻炉的真空度控制为10^-3～10^-4pa，温度控制为1000～1400摄氏度，保温时间为120-150分钟。

进一步，在步骤(d)中，镦粗处理的锻造压力控制在25000-30000KN，轧制塑性变形量控制在70％-75％。

进一步，在步骤(e)中，高真空电阻炉的真空度控制为10^-3～10^-4pa，温度控制为1200～1400摄氏度，保温时间为120-150分钟。

进一步，在步骤(f)中，压延轧制通过改变轧制模具的形状及轧制方式细化晶粒，均匀织构；其中，锻造压力控制在25000-30000KN，每一次轧制的塑性变形量控制在15％～20％，总变形量大于65％。