[发明专利]铬靶材的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种铬靶材的制作方法。

背景技术

真空溅镀是由电子在电场的作用下加速飞向基片的过程中与氩原子发生碰撞，电离出大量的氩离子和电子，电子飞向基片，氩离子在电场的作用下加速轰击靶材，溅射出大量的靶材原子，呈中性的靶材原子(或分子)沉积在基片上成膜，而最终达到对基片表面镀膜的目的。

在真空溅镀过程中经常会使用到铬靶材。早期的铬靶材是通过熔铸法获得的，然而，熔铸法形成的铬靶材的致密度很难控制。为了克服这个问题，行业内出现了采用粉末冶金的方法实现加工铬靶材，该粉末冶金工艺是通过制取铬粉末(添加或不添加非金属粉末)，对铬粉末实施成形和烧结，制成铬靶材的加工方法。粉末冶金由于其具有独特的机械、物理性能，而这些性能可以实现传统的熔铸方法无法制成的多孔、半致密或全致密的材料和制品。

在公开号为CN101249564A(公开日：2008年8月27日)的中国专利文献中还能发现更多的关于粉末冶金工艺加工铬靶材的信息。

在具体的铬粉末冶金过程中，一般通过将准备好的铬粉末装在特质模具中，然后置于真空热压炉中，先用一定压力将铬粉末压实，然后抽真空到设定值，接着边升温边加压，直至压力和温度均达到设定值，保温保压一段时间后随炉冷却，出炉。上述过程也称热压(Hot Pressing，HP)。

然而，在实现热压过程中，需要根据铬靶材的尺寸设计相配套的模具，此模具比较昂贵且较易损耗，此外，采用该法加工的铬靶材的内部组织结构的均匀性无法满足要求越来越高的溅射工艺，纯度也无法满足对纯度要求越来越高的溅射工艺。

有鉴于此，实有必要提出一种新的铬靶材的制作方法，以克服现有技术的缺陷。

发明内容

本发明解决的问题是采用现有的热压工艺在制作铬靶材的过程中，由于需要根据铬靶材的尺寸设计相配套的模具，而该模具比较昂贵且较易损耗，以及采用该法加工的铬靶材的内部组织结构的均匀性无法满足要求越来越高的溅射工艺，纯度也无法满足对纯度要求越来越高的溅射工艺的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种铬靶材的制作方法，包括：

提供铬粉末；

将铬粉末放置入真空包套并抽真空；

采用热等静压工艺对真空包套内的铬粉末进行烧结成型，形成铬靶材；

完成烧结成型后，进行冷却并拆除真空包套取出铬靶材。

可选的，将铬粉末放置入真空包套后，进行热等静压工艺之前，还进行封死所述真空包套并从所述真空包套上引出脱气管的步骤，所述抽真空步骤是通过所述脱气管完成的。

可选的，抽真空后，所述真空包套内的真空度小于等于2×10^-3Pa。

可选的，所述真空包套内的真空度小于等于2×10^-3Pa后，还对所述真空包套进行边加热边抽真空的步骤。

可选的，所述边加热边抽真空的步骤包括：加热所述真空包套至温度大于等于250℃小于且等于500℃后，进行保温，所述加热及保温过程中，持续抽真空使真空包套内的真空度小于等于2×10^-3Pa，之后进行所述烧结成型步骤。

可选的，所述保温的时间为3小时～4小时。

可选的，所述热等静压工艺具体参数为：设置热等静压炉的热等静压温度为大于等于1200℃且小于等于1300℃，设置热等静压炉的热等静压压力为大于等于130MPa且小于等于150MPa，并在此压力下保压4小时～6小时。

可选的，所述真空包套采用厚度为1.0mm～2.0mm的不锈钢焊接成型。

可选的，所述不锈钢为低碳钢、304不锈钢材或316L不锈钢材。

可选的，所述铬粉末的纯度为大于等于99.5％且小于等于99.99％。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：