钨靶材制备之真空延压法

大规模集成电路经常使用钨靶材进行真空溅镀，尤其需要使用大尺寸的钨靶材，目前的半导体领域中，大尺寸的钨靶材的直径为300mm～450mm，厚度为6mm～15mm。可是随着半导体行业的发展，这种尺寸的钨靶材已不能满足工业需求。

由于钨属于难熔金属，以传统的粉末冶金法来加工钨靶材，已很难制出更大尺寸的钨靶材。为了克服现有技术的缺陷，有企业采用一种真空延压法来制备钨靶材，其大致内容需经过

一、采用纯度为99.9％或以上的钨或钨合金，制造直径为200mm，厚度为56mm的圆形靶材，钨靶材坯料的厚度的实际加工尺寸会在设计尺寸上加3mm～10mm 的加工余量，

二、对钨靶材坯料表面进行机械加工，使钨靶材坯料的表面平整光亮，并且达到必要的光洁度，防止后续对钨靶材坯料的压延工艺中出现褶皱现象。

三、将机械加工后的所述钨靶材坯料放置入真空包套并抽真空。真空包套的材质选择需满足熔点高于加热过程中的温度。 可采用低碳钢，结合厚度为 1.0mm～3.0mm的包套厚度，即可以实现压力传导效果佳，也不会出现焊接处和压延处容易裂开，造成漏气的现象

四、密封所述包套并留脱气管。接着开始抽真空，到一定程度，例如真空度达到至少为10-3Pa时，将包套放入加热炉中进行第一次热处理，温度为200℃～500℃后，然后进行保温步骤，保温2h～5h。

五、对真空包套内的钨靶材坯料进行锻造。将闭气好的包套放置在加热炉中进行第二次热处理， 第二次热处理的温度为900～1500℃，并在此温度下保温1h～5h，然后再进行锻造。以消除包套内的钨靶材坯料内部原始铸造组织疏松等 铸造缺陷，优化钨靶材坯料内部的微观组织结构，将包套内的钨靶材坯料的柱状晶破碎为细晶粒，修复上述钨靶材坯料内部的气孔，进而使其内部结构由疏松变为紧实。

六、对锻造后的真空包套内的钨靶材坯料进行压延。压延为多道次压延，为了使真空包套内的热量更好的扩散，钨靶材坯料整体受热均匀，在实际应用中，每压延一次的压延量可以根据实际的需求进行相应地调整，以使得钨靶材坯料可以以最优的方式压延至符合半导体靶材用钨靶材的尺 寸。

采用真空包套密封钨靶材坯料，之后进行锻造和压延成型，最后冷却并去除真空包套的方法形成钨靶材，在这一过程中，避免在空气中对钨靶材坯料进行加工延展时出现裂缝和表面易氧化的问题，能够制作出内部组织结构均匀，晶粒大小符合溅射靶材要求的钨靶材，而且具有易加工、废品率低的优点，可以轻松应对大尺寸的钨靶材的制作更加需要。

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