钛靶材铜铬合金背板的制作方法技术

一种钛靶材铜铬合金背板的制作方法，包括：提供合金熔液及氮气；将所述氮气充入所述合金熔液内。将氮气充入所提供的合金熔液内部，由于氮气不溶于液体且密度较小，当氮气充入所述合金熔液内部会将所述合金熔液内部的氧气以及其他杂质挤压出所述合金熔液之外，使得所述合金熔液内部的杂质与氧气降低。当所述合金熔液内部的杂质与氧气降低后所得到的合金锭内部缺陷减小，电导率提高，满足应用要求。

Manufacturing method of copper chromium alloy back plate for titanium target

【技术实现步骤摘要】
钛靶材铜铬合金背板的制作方法
本专利技术涉及半导体制造工艺，特别涉及一种钛靶材铜铬合金背板的制作方法。
技术介绍
磁控溅射是电子在电场的作用下加速飞向基片的过程中与氩原子发生碰撞，电离出大量的氩原子和电子，电子飞向基片，氩离子在电场的作用下加速轰击溅射基台上的靶材组件上的靶材，溅射出大量的靶材原子，呈中性的靶材原子(或分子)沉积在基板上成膜，而最终达到对基板表面镀膜的目的。靶材是由符合溅射性能的靶坯、与靶坯焊接连接的背板构成。背板在靶材中起支撑作用，并具有传导热量的功效。大规模集成电路磁控溅射过程，需要使用强度较高、导热、导电性高的铜材料作为背板材料，安装在溅射机台上，在高真空、磁场、电场作用下靶材可以有效进行溅射。现有技术中所制造出的合金的电导率不能满足背板材料的要求。因此，急需一种制作方法使得所制作出来的合金材料的硬度达到背板材料的要求。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是现有技术中所制作出来的合金的强度较低，硬度不够。为解决上述问题，本专利技术提供一种钛靶材铜铬合金背板的制作方法，包括提供合金熔液及氮气；将所述氮气充入所述合金熔液内。可选的，将所述氮气从所述合金熔液底部充入。可选的，将所述氮气充入所述合金熔液内，还包括：将所述合金熔液静置20min-30min，同时将所述合金熔液的温度降至1350℃-1400℃。可选的，提供合金熔液之前，还包括：提供金属铜、铬。可选的，提供金属铜、铬之后，还包括：提供容器，将所述金属铜放入所述容器，升温到1250℃-1300℃，形成铜熔液。可选的，形成铜熔液后，还包括：于所述铜熔液内加入所述金属铬，搅拌，升温到1500℃-1600℃，再次搅拌，保温20min-30min。可选的，将所述金属铜放入所述容器后，还包括：向所述容器内充入惰性气体。可选的，将所述氮气充入所述合金熔液内后，还包括：将所述合金熔液进行浇铸工艺，形成合金锭。可选的，所述合金溶液进行浇铸工艺中，控制速度为每分钟380-400kg。可选的，将所述合金锭进行热处理工艺。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：将氮气充入所提供的合金熔液内部，由于氮气不溶于液体且密度较小，当氮气充入所述合金熔液内部会将所述合金熔液内部的氧气以及其他杂质挤压出所述合金熔液之外，使得所述合金熔液内部的杂质与氧气降低。当所述合金熔液内部的杂质与氧气降低后所得到的合金锭内部缺陷减小，电导率提高，满足应用要求。附图说明图1至图3为本专利技术实施例制作合金锭部分步骤的示意图。具体实施方式目前制作的铜铬合金背板在使用过程中容易出现内部缺陷，电导率低，达不到半导体靶材背板的使用要求。专利技术人分析研究，由于现有技术制作铜铬合金背板的过程中，使用脱氧剂对合金熔液除气，这种除气方法只能除去合金熔液内部的氧气，但是合金溶液内部还有其他杂质，导致最后制作得到的合金锭内部具有缺陷；另外，现有技术中使用精炼剂对合金熔液进行除气，合金熔液内部还残留有氧气或者其他气体杂质不能被去除，导致最后制作得到的合金锭内部具有缺陷。合金锭内部具有缺陷会导致所制得的合金背板电导率非常低，无法满足半导体应用的需求。经专利技术人分析研究，专利技术人提出一种新的除气方法，通过将氮气充入所提供的合金熔液内部，由于氮气的密度比空气小，且不溶于液体，氮气会将所述合金熔液内部的氧气以及其他杂质挤压出所述合金熔液之外，从而，经过氮气除气之后，所述合金熔液内部的杂质与氧气降低，最后所得到的合金锭内部缺陷减小，电导率提高，满足应用要求。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施例做详细的说明。图1至图3为本专利技术实施例制作合金锭各步骤对应的示意图。参考图1，提供合金熔液200、氮气11；将所述氮气11充入所述合金熔液内。由于所述氮气11的密度比空气小，且不溶于所述合金熔液200，将所述氮气11通入所述合金熔液200内之后，所述氮气11会将所述合金熔液200内部的氧气以及其他杂质挤压出所述合金熔液之外，且氮气11会由于自身密度的原因上升，最终完全离开所述合金熔液之外，从而，经过氮气11除气之后，所述合金熔液内部没有杂质与氧气，最后所得到的合金锭内部缺陷降低，合金的电导率提升。本实施例中，所述氮气11从所述合金熔液200底部充入，当所述氮气11从底部充入时，所述合金熔液200内的杂质与氧气会受到由底部往上浮的推动力，所以所述合金熔液200内部的杂质与氧气会从顶部排除。本实施例中，所述氮气11为纯度为99.99％的高纯氮气，将所述氮气11充入所述合金熔液200内后，使所述合金熔液200静置20min-30min。使所述合金熔液200静置的目的是使所述合金熔液200稳定，充分的静置时间能够与保障所述合金熔液200内部杂质与气体充分被排除，但是当静置时间超过30min不仅造成时间上的浪费，所述合金熔液内部或许会进入新的杂质或合金与氧气发生反应；静置时间短于20min，通入的所述氮气有可能还不能完全排出，那么会造合金内部具有缺陷。需要说明的是，提供合金熔液200之前，还提供金属铜、铬，将所述金属铜、铬熔化成为铜铬合金熔液。本实施例中，提供容器100，具体的，所述容器100可以为坩埚炉，是一种熔炼设备，主要用于熔化金属，如铜、铬及其合金等。本实施例中，将所述金属铜放入所述容器100，将所述容器100的温度升到1250℃-1300℃，使得所述金属铜熔化，形成铜熔液。形成铜熔液后，于所述铜熔液内加入所述金属铬，搅拌，继续将所述容器100的温度升到1500℃-1600℃，再次搅拌，保温20min-30min。本实施例中，将所述金属铜放入所述容器100后，向所述容器100内充入惰性气体10，具体的，可以是氩气。目的是为了防止所述容器100内的氧气或杂质气体进入使得内部合金熔液200被氧化，或者进入其他杂质，提前在所述容器100内充满惰性气体10，起到保护作用。在其他实施例中，将所述金属铜放入所述容器100后，向所述容器100内充入氮气。氮气的化学性质不活泼，很难跟其他物质发生反应，与惰性气体一样可以作为保护气体。需要说明的是，上述步骤中，将所述金属铜与所述金属铬熔化成为铜铬合金熔液200，先将所述金属铜放入所述容器100内，所述金属铜的熔点为1080℃，将所述容器100内部的温度加热至1250℃-1300℃，使所述金属铜充分快速的熔化后加入金属铬。其中，熔化所述金属铜时，温度越高时，熔化越充分，但是温度超过1300℃时，所述铜熔液会因为温度过高出现汽化，并且，温度加的太高非常消耗能量，不经济；当温度低于1250℃，熔化速度较慢，并且，在后期加入所述金属铬时，所述金属铬不容易被熔化，会导致不能被搅拌均匀，使得合金表面有白点。由于铜铬合金中的铬元素只占0.8％-1％，当在所述铜熔液内加入金属铬后，所述金属铬会开始熔化，搅拌之后将所述容器100的温本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钛靶材铜铬合金背板的制作方法，其特征在于，包括：/n提供合金熔液、氮气；/n将所述氮气充入所述合金熔液内。/n

【技术特征摘要】
1.一种钛靶材铜铬合金背板的制作方法，其特征在于，包括：
提供合金熔液、氮气；
将所述氮气充入所述合金熔液内。


2.如权利要求1所述制作方法，其特征在于，将所述氮气从所述合金熔液底部充入。


3.如权利要求1所述制作方法，其特征在于，将所述氮气充入所述合金熔液内，还包括：将所述合金熔液静置20min-30min，同时将所述合金熔液的温度降至1350℃-1400℃。


4.如权利要求1所述制作方法，其特征在于，提供合金熔液之前，还包括：提供金属铜、铬。


5.如权利要求4所述制作方法，其特征在于，提供金属铜、铬之后，还包括：提供容器，将所述金属铜放入所述容器，升温到1250℃-1300℃，形成铜熔...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚力军，周友平，边逸军，庞学功，陈勇军，
申请(专利权)人：宁波江丰电子材料股份有限公司，丹东华强有色金属加工有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33