CN101704187A - 钽靶材的织构形成方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种钽靶材的织构形成方法，以钽锭为原料，其工艺过程依次为：锻造、酸洗、热处理、轧制、二次酸洗、二次热处理、校平、下料、车削。本发明在应用时，在溅射中会使被溅射的晶粒溅射速率趋近相同、溅射原子角度分布轨迹趋近相同，这样就会获得薄膜厚度均匀一致的镀层，同时，钽靶的材料使用率亦得到大幅提高，本发明不仅填补了我国此方面的研究空白，同时也站在了世界上的技术前沿。

Description

钽靶材的织构形成方法

技术领域：

本发明属于稀有金属的加工工艺，特别是一种钽靶材的织构形成方法

背景技术：

本发明所生产的钽靶材主要应用于半导体镀膜行业。

物理气相沉积(PVD)是半导体芯片生产过程中最关键的工艺之一，其目的是把金属或金属的化合物以薄膜的形式沉积到硅片或其他的基板上，并随后通过光刻与腐蚀等工艺的配合，最终形成半导体芯片中复杂的配线结构。物理气相沉积是通过溅射机台来完成的，溅射靶材就是用于上述工艺中的一个非常重要的关键耗材。常见的溅射靶材有高纯度Ta，还有Ti、Al、Co和Cu等有色金属。

随着晶片尺寸从200mm(8英寸)增大到300mm(12英寸)，相应溅射靶材尺寸必须随之增大才能满足PVD镀膜的基本要求，同时，线宽从(130-180nm)减小到90-45nm，基于导体的导电性和阻隔层的匹配性能，则溅射靶材也将从超高纯Al/Ti系转化为超高纯Cu/Ta系，Ta靶材在半导体溅射行业的重要性越来越大，同时需求量也越来越大。

溅射后硅片上薄膜厚度的均匀性，对最终产品来说是非常重要，这取决于钽靶的内部组织和织构取向，晶粒均匀细化、晶粒结晶取向趋近相同的靶材，在溅射中会使被溅射的晶粒溅射速率趋近相同、溅射原子角度分布轨迹趋近相同，这样就会获得薄膜厚度均匀一致的镀层，同时钽靶的材料使用率亦得到大幅提高。

发明内容：

本发明的目的是提供一种钽靶材的织构形成方法。

本发明的目的按照下述方案实现：

一种钽靶材的织构形成方法，以钽锭为原料，其工艺过程依次为：锻造、酸洗、热处理、轧制、二次酸洗、二次热处理、校平、下料、车削；

上述锻造采用旋煅法；

上述酸洗和二次酸洗采用盐酸和氢氟酸的混合酸，两者的体积比为5∶2；

上述热处理和二次而处理的温度为钽材料熔点的20％-25％，保温时间为60分钟。

本发明在应用时，在溅射中会使被溅射的晶粒溅射速率趋近相同、溅射原子角度分布轨迹趋近相同，这样就会获得薄膜厚度均匀一致的镀层，同时，钽靶的材料使用率亦得到大幅提高，本发明不仅填补了我国此方面的研究空白，同时也站在了世界上的技术前沿。

具体实施方式：

本发明总体加工方案为：

钽锭→锻造→酸洗→热处理→轧制→二次酸洗→二次热处理→校平、下料→车削。

具体方案实施

1、钽锭：直径≥190mm；化学成分为Ta≥99.995％

2、锻造：采用旋锻法，对大直径钽锭锻压。

3、酸洗：HCl∶HF＝5∶2(体积比)，去除表面杂质，肉眼观察可见钽金属光泽无杂斑即可；

4、热处理：热处理温度为钽材料熔点的20％～25％，保温时间为60min；

5、轧制：采用十字交叉轧制，前十个道次加工率控制在15％--25％，之后的轧制以找公差为主；

6、酸洗：同工序3；

7、热处理：同上；

8、校平、下料；

9、车削：按照实际要求加工。

Claims (5)

1.一种钽靶材的织构形成方法，以钽锭为原料，其工艺过程依次为：锻造、酸洗、热处理、轧制、二次酸洗、二次热处理、校平、下料、车削。

2.如权利要求1所述的钽靶材的织构形成方法，其特征在于上述锻造采用旋煅法。

3.如权利要求1所述的钽靶材的织构形成方法，其特征在于上述酸洗和二次酸洗采用盐酸和氢氟酸的混合酸，两者的体积比为5∶2。

4.如权利要求1所述的钽靶材的织构形成方法，其特征在于上述热处理和二次而处理的温度为钽材料熔点的20％-25％，保温时间为60分钟。

5.如权利要求1所述的钽靶材的织构形成方法，其特征在于上述轧制采用十字交叉轧制，前十个道次加工率控制在15％--25％，之后的轧制以找公差为主。