鎢靶材製備之真空延壓法

大型積體電路經常使用鎢靶材進行真空濺鍍，尤其需要使用大尺寸的鎢靶材，目前的半導體領域中，大尺寸的鎢靶材的直徑為300mm～450mm，厚度為6mm～15mm。可是隨著半導體行業的發展，這種尺寸的鎢靶材已不能滿足工業需求。

由於鎢屬於難熔金屬，以傳統的粉末冶金法來加工鎢靶材，已很難制出更大尺寸的鎢靶材。為了克服現有技術的缺陷，有企業採用一種真空延壓法來製備鎢靶材，其大致內容需經過:

一、採用純度為99.9％或以上的鎢或鎢合金，製造直徑為200mm，厚度為56mm的圓形靶材，鎢靶材坯料的厚度的實際加工尺寸會在設計尺寸上加3mm～10mm 的加工餘量，

二、對鎢靶材坯料表面進行機械加工，使鎢靶材坯料的表面平整光亮，並且達到必要的光潔度，防止後續對鎢靶材坯料的壓延工藝中出現褶皺現象。

三、將機械加工後的所述鎢靶材坯料放置入真空包套並抽真空。真空包套的材質選擇需滿足熔點高於加熱過程中的溫度。 可採用低碳鋼，結合厚度為 1.0mm～3.0mm的包套厚度，即可以實現壓力傳導效果佳，也不會出現焊接處和壓延處容易裂開，造成漏氣的現象

四、密封所述包套並留脫氣管。接著開始抽真空，到一定程度，例如真空度達到至少為10-3Pa時，將包套放入加熱爐中進行第一次熱處理，溫度為200℃～500℃後，然後進行保溫步驟，保溫2h～5h。

五、對真空包套內的鎢靶材坯料進行鍛造。將閉氣好的包套放置在加熱爐中進行第二次熱處理， 第二次熱處理的溫度為900～1500℃，並在此溫度下保溫1h～5h，然後再進行鍛造。以消除包套內的鎢靶材坯料內部原始鑄造組織疏鬆等 鑄造缺陷，優化鎢靶材坯料內部的微觀組織結構，將包套內的鎢靶材坯料的柱狀晶破碎為細晶粒，修復上述鎢靶材坯料內部的氣孔，進而使其內部結構由疏鬆變為緊實。

六、對鍛造後的真空包套內的鎢靶材坯料進行壓延。壓延為多道次壓延，為了使真空包套內的熱量更好的擴散，鎢靶材坯料整體受熱均勻，在實際應用中，每壓延一次的壓延量可以根據實際的需求進行相應地調整，以使得鎢靶材坯料可以以最優的方式壓延至符合半導體靶材用鎢靶材的尺 寸。

採用真空包套密封鎢靶材坯料，之後進行鍛造和壓延成型，最後冷卻並去除真空包套的方法形成鎢靶材，在這一過程中，避免在空氣中對鎢靶材坯料進行加工延展時出現裂縫和表面易氧化的問題，能夠製作出內部組織結構均勻，晶粒大小符合濺射靶材要求的鎢靶材，而且具有易加工、廢品率低的優點，可以輕鬆應對大尺寸的鎢靶材的製作更加需要。

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