[发明专利]WTi合金靶材的制备方法

说明书

一种WTi合金靶材的制备方法，包括钨粉及含铁钛粉，将所述钨粉与所述含铁钛粉进行混粉工艺，生成混合粉；将所述混合粉进行装模，将装模后的所述混合粉进行热压烧结工艺。通过将所述钨粉与所述含铁钛粉进行混粉工艺，在原料的提供上，选用含铁元素的钛粉，避免在混粉过程中直接加入铁粉，可以避免在混粉的过程中碎铁粉被氧化从而避免所述混合粉内的氧元素；并且在混粉的过程中，只要控制所述钨粉与所述钛粉的比例，即可以控制所述混合粉内铁元素的含量。将所述混合粉进行装模，将装模后的所述混合粉进行热压烧结工艺，通过严格的装模过程，控制整个烧结工艺，保障杂质不进入所述混合粉中，从而保障最终形成的所述WTi合金靶材的质量。

技术领域

本发明涉及靶材制备技术领域，特别涉及一种WTi(钨钛)合金靶材的制备方法。

背景技术

WTi(钨钛)合金由于具有低的电阻系数、良好的热稳定性和抗氧化性；被广泛的应用于Al、Cu与Ag布线的扩散阻挡层；通常而言，要求WTi靶材纯度越高越好，即所述WTi合金靶材中杂质元素，如Na，K，Fe，O等杂质元素的含量越低越好，会使溅射后的WTi薄膜质量更加稳定。但是，在Gold Bump(金凸块)行业中，由于特殊的工艺要求，不仅需要保障所述WTi靶材的纯度尽量高，而且要保障所述WTi靶材中Fe元素含量不能过低，若是所述WTi靶材中Fe元素的含量过低，会影响WTi溅射薄膜的蚀刻速率，而且，由于Fe元素分布的不均匀性，Fe元素会导致薄膜扩散阻挡性能不稳定，因此，Fe元素的含量也不宜过高。Gold Bump行业中一般规定WTi靶材中Fe元素含量在30-50质量ppm。

现有技术是通过直接掺入Fe分子的方式，在掺入的过程中，通过控制Fe分子颗粒的大小及含量，以控制Fe元素在WTi合金中的含量及保证可以均匀分布，但是由于细Fe粉极易容易被氧化；因此，此技术方案会导致WTi合金中氧含量大大增高，WTi合金中氧元素的含量增高，会使所述WTi合金靶材在使用过程中产生金属颗粒和异常放电，影响芯片成材率，最终影响WTi合金靶材的正常使用。

因此，需要提供一种新的方法可以严格控制WTi合金靶材中Fe元素的含量，并且保障制作过程中氧元素含量不会升高。

发明内容

本发明解决的问题是在WTi合金靶材制作过程中Fe元素含量与氧元素含量不好控制。

为解决上述问题，本发明提供一种WTi(钨钛)合金靶材的制备方法，包括：钨粉及含铁钛粉，将所述钨粉与所述含铁钛粉进行混粉工艺，生成混合粉；将所述混合粉进行装模，将装模后的所述混合粉进行热压烧结工艺。

可选的，所述钨粉规格为含铁1质量ppm以下的5N钨粉；所述含铁钛粉规格为含铁350-450质量ppm的3N5钛粉。

可选的，提供混粉设备，将所述钨粉与所述含铁钛粉放入所述混粉设备进行混粉。

可选的，所述混粉设备材质为钛材质。

可选的，将所述钨粉与所述含铁钛粉放入所述混粉设备进行混粉之前，还包括步骤：给所述混粉设备内充入惰性气体，所述惰性气体的压强为0.02-0.06Mpa。

可选的，所述惰性气体为氩气。

可选的，所述混粉设备转速为6r/min-15r/min，混粉时间控制在2h-5h。

可选的，提供钛球，将所述钛球与所述钨粉以及所述含铁钛粉一起搅拌。

可选的，提供石墨纸，将所述混合粉进行装模之前，还包括步骤：将所述石墨纸垫入，模具内，防止所述混合粉与磨具直接接触。

可选的，在所述热压烧结工艺中，最终所述热压烧结炉中温度为1250℃-1350℃，同时压强25Mpa-35Mpa。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：