鈦聚焦環(huán)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體工藝領(lǐng)域，尤其是涉及一種鈦聚焦環(huán)的制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]濺射是現(xiàn)代半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)過程中常用的一種薄膜淀積技術(shù)，其利用高能粒子轟擊具有高純度的靶材，使靶材原子從表面逸出并均勻地沉積于襯底上形成均勻的薄膜層，并在研磨拋光等工序后，在襯底上形成集成電路的各阻擋層、互聯(lián)線以及接觸層。
[0003]然而在濺射過程中，由于高能粒子由各個方向轟擊靶材，導(dǎo)致從靶材表面逸出的靶材原子會從各個方向脫離靶材表面，之后沿直線到達晶圓表面，其無法保證襯底各部分沉積的薄膜層的均勻性，從而影響各薄膜層性能。尤其是在特征尺寸為45nm以下的半導(dǎo)體集成電路器件制備中，其對于如用于互聯(lián)線的鈦金屬薄膜層的均勻性具有極高的要求。為了提高鈦金屬薄膜層的均勻性，在濺射過程中通常會在鈦靶材和晶圓之間設(shè)置一個鈦聚焦環(huán)。
[0004]參考圖1所示，在濺射過程中，在鈦靶材I和晶圓2之間設(shè)置一個鈦聚焦環(huán)3。鈦聚焦環(huán)3可有效約束靶材原子的運動軌跡，使得從鈦靶材I表面濺射出來的朝各方向運動的鈦原子被聚焦到晶圓2上方，并均勻地沉積在晶圓2上，從而提高晶圓2上方沉積的鈦金屬薄膜層的均勻性。而且，鈦聚焦環(huán)3的內(nèi)外表面還可形成有花紋，以吸附濺射過程中產(chǎn)生的大量顆粒物，從而起到凈化的作用。
[0005]現(xiàn)有鈦聚焦環(huán)制作過程中，包括:將高純鈦錠進行鍛造和軋制，形成鈦條；再切割鈦條，獲得所需尺寸的鈦板條；彎曲鈦板條，使得鈦板條在長度方向收尾相接；經(jīng)過熱處理和形變加工，形成一個封閉的鈦聚焦環(huán)。更多有關(guān)鈦聚焦環(huán)的內(nèi)容可參照公開號為CN102418075A 和 CN102418076A 的中國專利申請。
[0006]采用現(xiàn)有鈦聚焦環(huán)的制作過程中，發(fā)現(xiàn)鈦板條的質(zhì)量無法保證，在切割鈦條形成鈦板條時，發(fā)現(xiàn)切口處厚度不均一，在對切口斷面進行檢測過程中，發(fā)現(xiàn)鈦板條中晶粒太小，無法達到加工要求。鈦板條的質(zhì)量問題導(dǎo)致最終形成的鈦聚焦環(huán)各部位尺寸不均一，并且在使用過程中易發(fā)生變形，這些問題進一步造成濺射過程中形成的鈦金屬薄膜層均勻性下降。
[0007]為此，需要一種新的鈦聚焦環(huán)的制作方法，以避免鈦聚焦環(huán)制作過程中，鈦板條的質(zhì)量問題，避免濺射過程中形成的鈦金屬薄膜層均勻性下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明解決的問題是，提供一種鈦聚焦環(huán)的制作方法，以解決制作過程中鈦板條的質(zhì)量問題，從而提高所形成的鈦聚焦環(huán)各部位尺寸均勻性，并且避免所形成的鈦聚焦環(huán)在使用過程中發(fā)生變形，最終提高濺射過程中形成的鈦金屬薄膜層的均勻性。
[0009]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種鈦聚焦環(huán)的制作方法，包括:
[0010]提供聞純欽淀；[0011 ] 對所述高純鈦錠進行加工形成鈦條；
[0012]對所述鈦條進行整平處理；
[0013]對所述鈦條進行切割形成鈦板條；
[0014]對所述鈦條或者所述鈦板條進行熱處理；
[0015]對所述鈦板條進行加工形成鈦聚焦環(huán)。
[0016]可選的，對所述鈦條進行整平處理，直至所述鈦條的每米彎曲度小于或者等于0.5mmο
[0017]可選的，對所述鈦條進行熱處理包括:對所述鈦條加熱升溫至60(TC?70(TC，保溫30min?60min,進行冷卻。
[0018]可選的，對所述高純鈦錠進行加工形成所述鈦條包括:
[0019]對所述高純鈦錠進行鍛造；
[0020]對所述高純鈦錠進行熱處理；
[0021]對所述高純鈦錠進行軋制形成所述鈦條。
[0022]可選的，對所述高純鈦錠進行熱處理包括:對所述高純鈦錠加熱升溫至40(TC?500 °C,保溫30min?60min,進行冷卻。
[0023]可選的，對所述鈦板條進行加工形成所述鈦聚焦環(huán)包括:
[0024]對所述鈦板條進行卷環(huán)處理使所述鈦板條首尾相連形成鈦環(huán)；
[0025]對所述鈦環(huán)進行焊接或者鉚接形成鈦聚焦環(huán)；
[0026]對所述鈦聚焦環(huán)進行熱處理。
[0027]可選的，采用氬弧焊對所述鈦環(huán)進行焊接。
[0028]可選的，對所述鈦聚焦環(huán)進行熱處理包括:對所述鈦聚焦環(huán)加熱升溫至400°C?500 °C,保溫30min?60min,進行冷卻。
[0029]可選的，在對所述鈦聚焦環(huán)進行熱處理之后，所述制造方法還包括:對所述鈦聚焦環(huán)的內(nèi)表面和外表面進行車削加工形成花紋。
[0030]可選的，所述制造方法還包括:對所述鈦聚焦環(huán)進行尺寸檢測和真空包裝。
[0031]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點:
[0032]本發(fā)明的技術(shù)方案中，通過對鈦條進行了整平處理，從而使得鈦條表面平坦，并繼續(xù)對整平后的鈦條或者鈦條切割形成的鈦板條進行熱處理，消除鈦條或者鈦板條的內(nèi)部應(yīng)力，防止整平后的鈦條或者鈦條切割形成的鈦板條重新卷曲，保證后續(xù)形成的鈦聚焦環(huán)厚度均一，并且，所述熱處理還能夠同時使得鈦條或者鈦板條中的晶粒增大，滿足用于制作鈦聚焦環(huán)的力學性能要求，使得所形成的鈦聚焦環(huán)不易變形。
[0033]進一步，對鈦條進行整平處理，直至鈦條的每米彎曲度小于或者等于0.5mm。由于鈦條的每米彎曲度小于或者等于0.5mm,因此鈦條各部分厚度均一，并且不發(fā)生彎曲，因此，由鈦條切割形成的鈦板條也具有各部分厚度均一和不發(fā)生彎曲的特點，最終使得由鈦板條卷環(huán)形成的鈦聚焦環(huán)各部厚度均一性進一步提高。
【附圖說明】
[0034]圖1為現(xiàn)有一種利用靶材在晶圓上沉積薄膜的示意圖；
[0035]圖2為本發(fā)明實施例提供的高純鈦錠示意圖；
[0036]圖3為本發(fā)明實施例將高純鈦錠軋制成鈦條的示意圖；
[0037]圖4為本發(fā)明實施例將鈦板條卷圓成鈦環(huán)的示意圖；
[0038]圖5為本發(fā)明實施例得到的鈦聚焦環(huán)的示意圖。
【具體實施方式】
[0039]現(xiàn)有鈦聚焦環(huán)制作方法所制作的鈦聚焦環(huán)中，鈦聚焦環(huán)各部位尺寸不均一，并且使用過程中易發(fā)生變形，導(dǎo)致在使用鈦聚焦環(huán)進行濺射時，所形成的鈦金屬薄膜層均勻性不良。
[0040]為此，本發(fā)明提供一種新的鈦聚焦環(huán)的制作方法，通過對制作過程形成的鈦條進行整平處理，并對制作過程中的鈦條或者鈦板條進行熱處理，從而使得鈦條表面平坦，從而保證所形成的鈦聚焦環(huán)厚度均一，并且消除了鈦條或者鈦板條的內(nèi)部應(yīng)力，同時使得鈦條或者鈦板條中是晶粒增大，從而滿足用于制作鈦聚焦環(huán)的力學性能要求，使得所形成的鈦聚焦環(huán)不易變形。
[0041]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施例做詳細的說明。
[0042]本發(fā)明實施例提供一種鈦聚焦環(huán)的制造方法，請結(jié)合參考圖2至圖5。
[0043]請參考圖2,提供聞純欽淀10。
[0044]本實施例中，高純鈦錠10為具有一定體積的固體,其形狀可以為多種多樣。為方便后續(xù)工藝，本實施將高純鈦錠10制作為如圖2中所示的長方體狀。
[0045]本實施例中，可根據(jù)所要制取的鈦聚焦環(huán)的尺寸(包括厚度、內(nèi)/外直徑)，以及每個高純鈦錠10對應(yīng)制成鈦聚焦環(huán)個數(shù)，確定高純鈦錠10的體積。具體的，本實施例以一個高純鈦錠10用于制作兩個鈦聚焦環(huán)，初步設(shè)置高純鈦錠10的體積至少大于或者等于每個鈦聚焦環(huán)體積的2.5倍。
[0046]本實施例中，高純鈦錠10的純度以所要形成的鈦聚焦環(huán)中鈦含量要求為準，例如要求鈦聚焦環(huán)中鈦含量不低于99.99%時，所提供的高純鈦錠10中，鈦含量亦應(yīng)不低于99.99%ο
[0047]請參考圖3，對高純鈦錠10進行加工形成鈦條11。
[0048]本實施例中，對高純鈦錠10進行加工形成鈦條11可包括三個步驟。
[0049]首先，對高純鈦錠10進行鍛造(未示出)。通常高純鈦錠10處于未完全結(jié)晶狀態(tài)，因此需要通過鍛造使整個高純鈦錠10均為結(jié)晶結(jié)構(gòu)。在鍛造過程中，可先將高純鈦錠10放入空氣爐中，預(yù)熱至所需溫度，再進行鍛打。鍛打結(jié)束后可進行水冷。可根據(jù)需要反復(fù)多次進行所述鑄造過程。
[0050]然后，對高純鈦錠10進行熱處理(未示出)。鍛造時會使高純鈦錠10內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力，如果不去除這些應(yīng)力，不僅后續(xù)加工很難進行，而且還會導(dǎo)致高純鈦錠10表面平整度無法保證。在具體的熱處理過程中，可以對高純鈦錠10加熱升溫至400°C?500°C，并保溫30min?60min，再進行冷卻，可采用水冷。在400°C?500°C的溫度條件下進行保溫，能夠進一步促使高純鈦錠10中的鈦較好地結(jié)晶。
[0051]最后，對高純鈦錠10進行軋制形成鈦條11。本實施例可通過輥子30進行軋制，使高純鈦錠10形成所需尺寸的鈦條11，并且，軋制同時還能夠改變高純鈦錠10中晶粒的組織結(jié)構(gòu)，使晶粒均勻化。在具體軋制過程中，可將經(jīng)鍛造和熱處理后的高純鈦錠10邊緣貼于導(dǎo)向軌道，并采用輥子30多次單向軋制，直至高純鈦錠10被軋制成具有預(yù)定厚度的鈦條11。通常預(yù)