[發明專利]鉻靶材的制作方法

有效

• 申請號: 201210429639.2
• 申請日: 2012-11-01
• 公開（公告）號: CN103785838A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 姚力軍;相原俊夫;大巖一彥;潘杰;王學澤;宋佳
• 申請（專利權）人: 寧波江豐電子材料有限公司
• 主分類號: B22F3/16
• 分類號: B22F3/16;C23C14/14;C23C14/34
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，尤其涉及一種鉻靶材的制作方法。

背景技術

真空濺鍍是由電子在電場的作用下加速飛向基片的過程中與氬原子發生碰撞，電離出大量的氬離子和電子，電子飛向基片，氬離子在電場的作用下加速轟擊靶材，濺射出大量的靶材原子，呈中性的靶材原子(或分子)沉積在基片上成膜，而最終達到對基片表面鍍膜的目的。

在真空濺鍍過程中經常會使用到鉻靶材。早期的鉻靶材是通過熔鑄法獲得的，然而，熔鑄法形成的鉻靶材的致密度很難控制。為了克服這個問題，行業內出現了采用粉末冶金的方法實現加工鉻靶材，該粉末冶金工藝是通過制取鉻粉末(添加或不添加非金屬粉末)，對鉻粉末實施成形和燒結，制成鉻靶材的加工方法。粉末冶金由于其具有獨特的機械、物理性能，而這些性能可以實現傳統的熔鑄方法無法制成的多孔、半致密或全致密的材料和制品。

在公開號為CN101249564A(公開日：2008年8月27日)的中國專利文獻中還能發現更多的關于粉末冶金工藝加工鉻靶材的信息。

在具體的鉻粉末冶金過程中，一般通過將準備好的鉻粉末裝在特質模具中，然后置于真空熱壓爐中，先用一定壓力將鉻粉末壓實，然后抽真空到設定值，接著邊升溫邊加壓，直至壓力和溫度均達到設定值，保溫保壓一段時間后隨爐冷卻，出爐。上述過程也稱熱壓(Hot?Pressing，HP)。

然而，在實現熱壓過程中，需要根據鉻靶材的尺寸設計相配套的模具，此模具比較昂貴且較易損耗，此外，采用該法加工的鉻靶材的內部組織結構的均勻性無法滿足要求越來越高的濺射工藝，純度也無法滿足對純度要求越來越高的濺射工藝。

有鑒于此，實有必要提出一種新的鉻靶材的制作方法，以克服現有技術的缺陷。

發明內容

本發明解決的問題是采用現有的熱壓工藝在制作鉻靶材的過程中，由于需要根據鉻靶材的尺寸設計相配套的模具，而該模具比較昂貴且較易損耗，以及采用該法加工的鉻靶材的內部組織結構的均勻性無法滿足要求越來越高的濺射工藝，純度也無法滿足對純度要求越來越高的濺射工藝的問題。

為解決上述問題，本發明提供一種鉻靶材的制作方法，包括：

提供鉻粉末；

將鉻粉末放置入真空包套并抽真空；

采用熱等靜壓工藝對真空包套內的鉻粉末進行燒結成型，形成鉻靶材；

完成燒結成型后，進行冷卻并拆除真空包套取出鉻靶材。

可選的，將鉻粉末放置入真空包套后，進行熱等靜壓工藝之前，還進行封死所述真空包套并從所述真空包套上引出脫氣管的步驟，所述抽真空步驟是通過所述脫氣管完成的。

可選的，抽真空后，所述真空包套內的真空度小于等于2×10^-3Pa。

可選的，所述真空包套內的真空度小于等于2×10^-3Pa后，還對所述真空包套進行邊加熱邊抽真空的步驟。

可選的，所述邊加熱邊抽真空的步驟包括：加熱所述真空包套至溫度大于等于250℃小于且等于500℃后，進行保溫，所述加熱及保溫過程中，持續抽真空使真空包套內的真空度小于等于2×10^-3Pa，之后進行所述燒結成型步驟。

可選的，所述保溫的時間為3小時～4小時。

可選的，所述熱等靜壓工藝具體參數為：設置熱等靜壓爐的熱等靜壓溫度為大于等于1200℃且小于等于1300℃，設置熱等靜壓爐的熱等靜壓壓力為大于等于130MPa且小于等于150MPa，并在此壓力下保壓4小時～6小時。

可選的，所述真空包套采用厚度為1.0mm～2.0mm的不銹鋼焊接成型。

可選的，所述不銹鋼為低碳鋼、304不銹鋼材或316L不銹鋼材。

可選的，所述鉻粉末的純度為大于等于99.5％且小于等于99.99％。

與現有技術相比，本發明的技術方案具有以下優點：