轧制钽靶材与粉末冶金钽靶材晶粒晶向对比

钽靶材被广泛地作为集成电路铜互连工艺扩散阻挡层的溅射源,是芯片制造中的关键耗材,钽靶材的性能直接影响薄膜质量。目前钽靶材主要有铸锭轧制和粉末冶金烧结两种制备方法,两种工艺路线所得靶材差异明显。根据溅射靶材一般性能要求,文章研究对比了轧制钽靶材与粉末冶金钽靶材坯料的断面晶向和晶粒。结果显示,粉末冶金钽靶材晶向更均匀,晶粒更细小,这种表现更有利于钽靶材的溅射性能,也更有利于溅射薄膜的均匀性。在未来先进制程集成电路的制备工艺中,粉末冶金钽靶材可能会得到重要应用。

废钽靶材回收处理工艺及其回收料应用的研究

对废钽靶材回收处理工艺及其回收料的应用进行了研究。利用氢化处理工艺,将废钽靶材组件进行了分离,使用酸洗、脱氢等处理工艺,最终得到了纯度为99.995%以上的冶金级钽粉。回收的冶金级钽粉可作为原料用于电子束熔炼制备钽锭,也可直接用做其他钽加工材的原料。分离出的铜背板可选用清洗、整形、抛光等处理工艺,处理合格后的背板可作为新的靶底使用,或作为黄铜直接回收。

溅射钽靶材用高纯钽粉工艺研究

分析了高纯钽粉生产的技术特点,介绍了一种改进的钽靶材用高纯钽粉的生产方法。采用高温脱氢(900~950℃)和低温脱氧(700~800℃)分步进行的工艺,有利于钽粉氧、氢、镁含量及粒度的控制,所得样品兼具低氧和小粒度的特点。采用真空热处理(700~800℃)工艺可以有效除去脱氧后残余的金属镁、酸洗带入的H、F等杂质,确保颗粒不长大,同时使杂质含量得到了很好的控制。

烧结钽靶材用超细钽粉的生产工艺研究

介绍了一种钽靶材用超细钽粉的生产方法,即将在电容器用钽粉生产过程中产生的废料经过高温烧结、氢化、搅拌球磨、酸洗后再进行脱氢降氧得到符合要求的产品。由于采用了高温烧结技术和微细化处理技术,所得产品粒度分布范围集中且D50 <5μm,同时具有氧、钾、钠杂质含量低和松装密度大的特点。

一种钽靶材织构评价方法的模型构建

研究了一种钽靶材织构评价方法模型,关注{100}、{110}、{111}三种面织构的组份含量和分布均匀性,并对三种织构进行了定义,规定晶界角度定义为≤2°,组份含量取与标准织构取向差小于15°的晶粒的百分含量;同时,对取样方法与测试方法进行了规定,依据本模型,可通过织构分布折线图、15°取向图和IPF图来对钽靶材单点与整靶织构分布情况进行综合评价。

高纯钽溅射靶材制备工艺进展

目前高纯钽溅射靶材的制备方法,主要为熔炼铸锭法和粉末冶金法,文章对两种方法制备钽靶材性能的特点进行了详述,同时对粉末冶金法制备高纯钽靶材的试验结果进行分析。针对目前国内外生产状况,展望了未来高纯钽溅射靶材的发展方向。

芯片用钽阻挡层材料织构控制技术研究

对半导体芯片技术的不同技术阶段和发展趋势进行了梳理,总结分析了芯片用钽阻挡层制备材料——钽靶材的技术现状和发展趋势;指出了在由8英寸晶圆用的8英寸钽靶材发展到目前最先进的12英寸晶圆用的12英寸钽靶材时,其织构要求发生的变化和织构控制的难点;论述了本研究小组通过对织构控制的关键工艺(锻造和轧制工艺)进行的实验,引入1000~1400℃加工变形温度,采用剧烈塑性变形(SPD)锻造和不对称轧制(WR)轧制技术,使用电子背散射衍射(EBSD)进行织构表征,使钽靶材的织构分布梯度减小,{100}织构组分比例提高,最终形成了2次热SPD锻造和WR轧制的钽靶材织构控制关键技术,而其中WR轧制技术起到决定性作用;通过本研究,攻克了12英寸钽靶材织构控制难题,得到了满足12英寸晶圆用的12英寸钽靶材,对推动12英寸钽靶材的产业化起到了有力的技术支持。