1.本发明属于溅射靶材技术领域，涉及一种背板，尤其涉及一种抗变形无氧铜背板及其制备方法。
背景技术：
2.溅射靶材的质量对于半导体制造至关重要。随着芯片设计开发的不断创新和芯片布线宽度的不断减小，高质量芯片对于镀膜的均匀性、杂质及缺陷的要求越来越高。为了满足镀膜质量的严格要求，溅射靶材的性能要求也相应提升，具体包括靶材的微观结构、成分纯度、尺寸强度和安装匹配度等。
3.在半导体行业中，大多数靶材组件由满足溅射性能要求的各种高纯度金属靶材和具有一定支撑效果的背板组成。背板除了起到支撑作用，而且具有热量传导的功效。目前，靶材与背板之间的结合主要通过焊接来实现，但是在焊接过程中，无氧铜背板极易受热膨胀变形，进而导致尺寸偏差和安装异常。
4.cn 111197148a公开了一种靶材的制作方法，包括：提供铜铝合金料锭；对所述料锭进行至少两次第一锻打工艺；在每次第一锻打处理后，均对所述料锭进行第一热处理工艺；对锻打和热处理后的所述料锭进行压延；对压延后的所述料锭进行热加工工艺。多次锻打工艺与热处理工艺使所述料锭内部的晶粒组织细小，使得材料的韧性大大加强，将所述料锭进行压延使所述料锭内部结构均匀并且达到所需靶材的厚度，然后经过所述热加工工艺制造出铜铝合金靶材，且所述靶材的内部晶粒尺寸的大小通过所述热加工工艺参数的调节。然而所述发明提供的制造工艺仅适用于靶材，无法套用在背板的制造过程中。
5.由此可见，如何提供一种背板的制备方法，特别适用于无氧铜背板，提升背板的抗变形力和尺寸精度，避免安装异常现象，成为了目前本领域技术人员迫切需要解决的问题。
技术实现要素：
6.针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种抗变形无氧铜背板及其制备方法，所述制备方法特别适用于无氧铜背板的制造，提升了背板的抗变形力和尺寸精度，避免了安装异常现象。
7.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
8.第一方面，本发明提供一种抗变形无氧铜背板的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
9.(1)将铜锭预热后进行至少2次锻造，且锻造比为1
‑
3；
10.(2)将步骤(1)所得铜锭进行第一热处理后冷却；
11.(3)将步骤(2)所得铜锭进行压延；
12.(4)将步骤(3)所得铜锭进行第二热处理后冷却，得到抗变形无氧铜背板。
13.本发明提供的制备方法通过对预热后的铜锭进行至少2次锻造，并严格控制锻造比为1
‑
3，使得铜锭内部的原始晶粒被破坏，将粗大的晶粒锻造成为细小且均匀的晶粒。此
外，铜锭内部的一些脆性杂质被粉碎，塑性杂质则随着材料的变形而逐渐拉长，成为纤维组织，进而使得材料的韧性大大增强，便于铜锭后续进行热处理和压延。其中的压延处理使得铜锭内部的晶粒更加细小均匀；热处理则将晶粒内部的应力充分释放，提升了晶粒尺寸和状态的稳定性，进而提升了背板的抗变形力和尺寸精度，避免了安装异常现象。
14.本发明中，步骤(1)所述铜锭进行至少2次锻造，例如可以是2次、3次、4次或5次，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
15.本发明中，步骤(1)所述锻造比为1
‑
3，例如可以是1、1.2、1.4、1.6、1.8、2、2.2、2.4、2.6、2.8或3，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
16.本发明中，所述锻造比具体指代铜锭在每次锻造变形前后的横截面积之比，该比值需要保持在合理范围内。当锻造比大于3时，铜锭内部会形成过多的纤维组织，使得横向力学性能的塑性指标急剧下降，进而导致所得背板出现各向异性；当锻造比小于1时，铜锭内部的原始晶粒无法被有效破坏，所得背板无法达到性能要求。
17.优选地，步骤(1)所述预热在电阻式加热炉中进行。
18.优选地，步骤(1)所述预热的温度为400
‑
600℃，例如可以是400℃、420℃、440℃、460℃、480℃、500℃、520℃、540℃、560℃、580℃或600℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
19.优选地，步骤(1)所述预热的时间为5
‑
30min，例如可以是5min、6min、8min、10min、12min、14min、16min、18min、20min、22min、24min、26min、28min或30min，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
20.优选地，步骤(1)进行2次锻造。
21.优选地，步骤(1)所述锻造比为1.5
‑
2.5，例如可以是1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2、2.1、2.2、2.3、2.4或2.5，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
22.优选地，步骤(2)所述第一热处理的温度为200
‑
500℃，例如可以是200℃、250℃、300℃、350℃、400℃、450℃或500℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
23.优选地，步骤(2)所述第一热处理的时间为60
‑
180min，例如可以是60min、80min、100min、120min、140min、160min或180min，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
24.优选地，步骤(3)所述压延的变形量为60％
‑
85％，例如可以是60％、62％、64％、66％、68％、70％、72％、74％、76％、78％、80％、82％、84％或85％，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
25.优选地，步骤(4)所述第二热处理的温度为200
‑
400℃，例如可以是200℃、220℃、240℃、260℃、280℃、300℃、320℃、340℃、360℃、380℃或400℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
26.优选地，步骤(4)所述第二热处理的时间为120
‑
240min，例如可以是120min、130min、140min、150min、160min、170min、180min、190min、200min、210min、220min、230min或240min，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
27.优选地，步骤(2)与步骤(4)所述冷却的方式分别独立地为水冷或空冷。
28.优选地，步骤(2)与步骤(4)所述冷却的方式分别独立地为水冷。
29.作为本发明第一方面优选的技术方案，所述制备方法包括以下步骤：
30.(1)在电阻式加热炉中将铜锭在400
‑
600℃下进行5
‑
30min的预热，之后进行2次锻造，且锻造比为1.5
‑
2.5；
31.(2)将步骤(1)所得铜锭在200
‑
500℃下进行60
‑
180min的第一热处理，之后进行水冷；
32.(3)将步骤(2)所得铜锭进行压延，且压延的变形量为60％
‑
85％；
33.(4)将步骤(3)所得铜锭在200
‑
400℃下进行120
‑
240min的第二热处理，之后进行水冷，得到抗变形无氧铜背板。
34.第二方面，本发明提供一种采用如第一方面所述制备方法制备得到的抗变形无氧铜背板。
35.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
36.本发明提供的制备方法通过对预热后的铜锭进行至少2次锻造，并严格控制锻造比为1
‑
3，使得铜锭内部的原始晶粒被破坏，将粗大的晶粒锻造成为细小且均匀的晶粒。此外，铜锭内部的一些脆性杂质被粉碎，塑性杂质则随着材料的变形而逐渐拉长，成为纤维组织，进而使得材料的韧性大大增强，便于铜锭后续进行热处理和压延。其中的压延处理使得铜锭内部的晶粒更加细小均匀；热处理则将晶粒内部的应力充分释放，提升了晶粒尺寸和状态的稳定性，进而提升了背板的抗变形力和尺寸精度，避免了安装异常现象。
具体实施方式
37.下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
38.实施例1
39.本实施例提供一种抗变形无氧铜背板及其制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
40.(1)在电阻式加热炉中将铜锭在500℃下进行20min的预热，之后进行2次锻造，且锻造比为2；
41.(2)将步骤(1)所得铜锭在350℃下进行120min的第一热处理，之后进行水冷；
42.(3)将步骤(2)所得铜锭进行压延，且压延的变形量为75％；
43.(4)将步骤(3)所得铜锭在300℃下进行180min的第二热处理，之后进行水冷，得到抗变形无氧铜背板。
44.将本实施例所得背板用于靶材组件的焊接，在焊接过程中，背板并未出现受热膨胀变形的现象，提升了背板的抗变形力和尺寸精度，避免了后续的安装异常现象。
45.实施例2
46.本实施例提供一种抗变形无氧铜背板及其制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
47.(1)在电阻式加热炉中将铜锭在400℃下进行30min的预热，之后进行2次锻造，且锻造比为1.5；
48.(2)将步骤(1)所得铜锭在200℃下进行180min的第一热处理，之后进行水冷；
49.(3)将步骤(2)所得铜锭进行压延，且压延的变形量为60％；
50.(4)将步骤(3)所得铜锭在200℃下进行240min的第二热处理，之后进行水冷，得到抗变形无氧铜背板。
51.将本实施例所得背板用于靶材组件的焊接，在焊接过程中，背板并未出现受热膨胀变形的现象，提升了背板的抗变形力和尺寸精度，避免了后续的安装异常现象。
52.实施例3
53.本实施例提供一种抗变形无氧铜背板及其制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
54.(1)在电阻式加热炉中将铜锭在600℃下进行5min的预热，之后进行3次锻造，且锻造比为2.5；
55.(2)将步骤(1)所得铜锭在500℃下进行60min的第一热处理，之后进行空冷；
56.(3)将步骤(2)所得铜锭进行压延，且压延的变形量为85％；
57.(4)将步骤(3)所得铜锭在400℃下进行120min的第二热处理，之后进行空冷，得到抗变形无氧铜背板。
58.将本实施例所得背板用于靶材组件的焊接，在焊接过程中，背板并未出现受热膨胀变形的现象，提升了背板的抗变形力和尺寸精度，避免了后续的安装异常现象。
59.实施例4
60.本实施例提供一种抗变形无氧铜背板及其制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
61.(1)在电阻式加热炉中将铜锭在500℃下进行20min的预热，之后进行2次锻造，且锻造比为1；
62.(2)将步骤(1)所得铜锭在350℃下进行120min的第一热处理，之后进行水冷；
63.(3)将步骤(2)所得铜锭进行压延，且压延的变形量为75％；
64.(4)将步骤(3)所得铜锭在300℃下进行180min的第二热处理，之后进行水冷，得到抗变形无氧铜背板。
65.将本实施例所得背板用于靶材组件的焊接，在焊接过程中，背板并未出现受热膨胀变形的现象，提升了背板的抗变形力和尺寸精度，避免了后续的安装异常现象。
66.实施例5
67.本实施例提供一种抗变形无氧铜背板及其制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
68.(1)在电阻式加热炉中将铜锭在500℃下进行20min的预热，之后进行2次锻造，且锻造比为3；
69.(2)将步骤(1)所得铜锭在350℃下进行120min的第一热处理，之后进行水冷；
70.(3)将步骤(2)所得铜锭进行压延，且压延的变形量为75％；
71.(4)将步骤(3)所得铜锭在300℃下进行180min的第二热处理，之后进行水冷，得到抗变形无氧铜背板。
72.将本实施例所得背板用于靶材组件的焊接，在焊接过程中，背板并未出现受热膨胀变形的现象，提升了背板的抗变形力和尺寸精度，避免了后续的安装异常现象。
73.对比例1
74.本对比例提供一种无氧铜背板及其制备方法，所述制备方法中除了将步骤(1)所
述铜锭改为1次锻造，其余条件均与实施例1相同，故在此不做赘述。
75.相较于实施例1，本对比例所得背板在与靶材的焊接过程中，背板出现了轻微的受热膨胀变形现象，可见锻造次数过低会导致所得背板的抗变形力和尺寸精度均有所降低。
76.对比例2
77.本对比例提供一种无氧铜背板及其制备方法，所述制备方法中除了将步骤(1)所述锻造比改为0.8，其余条件均与实施例1相同，故在此不做赘述。
78.相较于实施例1，本对比例所得背板在与靶材的焊接过程中，背板出现了明显的受热膨胀变形现象，可见锻造比过低会导致所得背板的抗变形力和尺寸精度均有所降低。
79.对比例3
80.本对比例提供一种无氧铜背板及其制备方法，所述制备方法中除了将步骤(1)所述锻造比改为3.5，其余条件均与实施例1相同，故在此不做赘述。
81.相较于实施例1，本对比例所得背板在与靶材的焊接过程中，背板出现了明显的受热膨胀变形现象，可见锻造比过高会导致所得背板的抗变形力和尺寸精度均有所降低。
82.由此可见，本发明提供的制备方法通过对预热后的铜锭进行至少2次锻造，并严格控制锻造比为1
‑
3，使得铜锭内部的原始晶粒被破坏，将粗大的晶粒锻造成为细小且均匀的晶粒。此外，铜锭内部的一些脆性杂质被粉碎，塑性杂质则随着材料的变形而逐渐拉长，成为纤维组织，进而使得材料的韧性大大增强，便于铜锭后续进行热处理和压延。其中的压延处理使得铜锭内部的晶粒更加细小均匀；热处理则将晶粒内部的应力充分释放，提升了晶粒尺寸和状态的稳定性，进而提升了背板的抗变形力和尺寸精度，避免了安装异常现象。
83.以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。