專(zhuān)利名稱(chēng)：整體式鋁合金靶及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及Al合金濺射靶及其制造方法。具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及具有機(jī)械強(qiáng)度和 織構(gòu)的所需組合的整體式Al合金濺射靶及這些靶的制造方法。
背景技術(shù)：
高純度鋁合金濺射靶已經(jīng)被廣泛地用于半導(dǎo)體制造。為了獲得所需的晶粒尺寸 和織構(gòu)，鋁合金靶坯料典型地通過(guò)機(jī)械加工和最后的重結(jié)晶退火制造。由于重結(jié)晶退火顯 著降低了鋁合金的機(jī)械強(qiáng)度，如此制造的鋁合金坯料通常與市售的堅(jiān)固得多的鋁合金背板 結(jié)合。然而，由于整體式鋁合金靶易于制造、沒(méi)有剝離問(wèn)題、以及改善的再循環(huán)能力，因而， 其有時(shí)是更合乎期望的。為了減少濺射期間的靶撓曲并改善機(jī)械可靠性，整體式鋁合金靶 除了需要具有所需的金相學(xué)特征之外還需要具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。已經(jīng)利用各種制造技術(shù) (例如等通道角度擠壓(美國(guó)專(zhuān)利7，017，382)和低溫軋制(美國(guó)專(zhuān)利6，942，763))以制造 具有改善機(jī)械強(qiáng)度的鋁合金靶。術(shù)語(yǔ)“整體式”是指沒(méi)有任何單獨(dú)的或附著的背板結(jié)構(gòu)的 單塊靶單元。
所述現(xiàn)有技術(shù)方法具有一定的局限性。等通道角度擠壓方法需要復(fù)雜且昂貴的模 具，通常產(chǎn)生矩形板，因此，對(duì)于制造圓形濺射靶而言不是成本有效的。低溫軋制需要笨重 的液氮裝置，該液氮裝置可能產(chǎn)生健康或安全問(wèn)題。此外，這兩種方法均是能量和勞動(dòng)密集 型的。發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的一個(gè)示例性方面中，提供整體式鋁或鋁合金靶的制造方法，其包括對(duì) 鋁工件進(jìn)行機(jī)械加工以制造所需尺寸的圓形坯料的步驟。然后，對(duì)所述坯料進(jìn)行退火，以使 該坯料重結(jié)晶并獲得所需的晶粒尺寸和晶體織構(gòu)。在退火之后，通過(guò)機(jī)械冷加工對(duì)經(jīng)退火 的坯料施加10 50%的應(yīng)變。在另一示例性實(shí)施方式中，在所述靶的凸緣(flange)區(qū)中 提供20 60%的應(yīng)變。因此，在該實(shí)施方式中，向凸緣區(qū)提供的應(yīng)變大于對(duì)所述靶的濺射 區(qū)部分施加的應(yīng)變。然后，例如通過(guò)機(jī)械加工等對(duì)所述坯料進(jìn)行精加工，從而獲得具有必要 尺寸和形狀的具有所需的晶體織構(gòu)和足夠的機(jī)械強(qiáng)度的濺射靶。
在另一示例性實(shí)施方式中，退火步驟之前的機(jī)械加工是通過(guò)冷軋實(shí)現(xiàn)的。在另一 實(shí)施方式中，退火步驟之后對(duì)靶坯料施加的應(yīng)變是由在低于重結(jié)晶溫度的溫度下進(jìn)行的軋 制步驟所導(dǎo)致的。此外，關(guān)于在凸緣區(qū)中產(chǎn)生應(yīng)變，根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施方式，這可通過(guò)在 低于重結(jié)晶溫度的溫度下對(duì)所述坯料進(jìn)行壓制來(lái)提供。
在另一示例性實(shí)施方式中，在退火之后對(duì)坯料施加10 50%的額外應(yīng)變的步驟 和進(jìn)一步地在凸緣區(qū)中產(chǎn)生20 60%的應(yīng)變的步驟均通過(guò)在低于重結(jié)晶溫度的溫度下對(duì)CN 102037153 A說(shuō)明書(shū)2/7頁(yè)所述坯料進(jìn)行壓制來(lái)提供。在一個(gè)實(shí)施方式中，在不對(duì)稱(chēng)模具中對(duì)坯料進(jìn)行壓制。在另一 實(shí)施方式中，退火之后使坯料產(chǎn)生10 50%的應(yīng)變且進(jìn)一步地在凸緣區(qū)中產(chǎn)生20 60% 的應(yīng)變的方法步驟通過(guò)軋制步驟進(jìn)行，其中，所述軋制步驟在低于重結(jié)晶溫度的溫度下使 用閉式模具對(duì)一側(cè)進(jìn)行。
可使用純鋁或者可使鋁與如下合金元素中的一種或多種形成合金銅、硅、鈦、鍺、 鎢、銀、鐵、釩和鎳。所存在的合金元素的總量為約10%或更少。
在本發(fā)明的另一方面中，提供平坦的整體式鋁或鋁合金濺射靶，其中，所述靶包括 具有第一屈服強(qiáng)度的濺射區(qū)和具有大于所述第一屈服強(qiáng)度的第二屈服強(qiáng)度的凸緣區(qū)。在另 一示例性實(shí)施方式中，所述靶的濺射區(qū)中的屈服強(qiáng)度為至少15ksi，并且凸緣區(qū)中的屈服強(qiáng) 度為至少20ksi。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述濺射靶濺射區(qū)具有平均至少約30%的(200)取 向，并且在一些實(shí)施方式中，所述靶在濺射區(qū)中具有小于100 μ m的平均晶粒尺寸，并且所 述濺射區(qū)的至少20體積％具有小于5 μ m的晶粒尺寸。
將結(jié)合附圖和所附具體描述對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的描述。


圖1是根據(jù)本發(fā)明制造的濺射靶的示意性側(cè)視圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1制造的濺射靶的一半的示意性剖視圖，其顯示了在 整 個(gè)靶中進(jìn)行屈服強(qiáng)度測(cè)量的具體位置；
圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1制造的濺射靶的一半的示意性剖視圖，其顯示了在 整個(gè)靶中進(jìn)行晶粒尺寸測(cè)量的具體位置；
圖4是顯示在實(shí)施例1的靶上的不同位置處測(cè)得的靶的織構(gòu)的圖5是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例2制造的濺射靶的一半的示意性剖視圖，其顯示了在 整個(gè)靶中進(jìn)行屈服強(qiáng)度測(cè)量的具體位置；
圖6是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例2制造的濺射靶的一半的示意性剖視圖，其顯示了在 整個(gè)靶中進(jìn)行晶粒尺寸測(cè)量的具體位置；
圖7是顯示在實(shí)施例2的靶上的不同位置處測(cè)得的靶的織構(gòu)的圖8是顯示兩塊根據(jù)實(shí)施例2制造的整體式靶與常規(guī)現(xiàn)有技術(shù)結(jié)合靶相比的中心 位置撓曲的圖9是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例3制造的濺射靶的一半的示意性剖視圖，其顯示了在 整個(gè)靶中進(jìn)行屈服強(qiáng)度測(cè)量的具體位置；
圖10是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例3制造的濺射靶的一半的示意性剖視圖，其顯示了在 整個(gè)靶中進(jìn)行晶粒尺寸測(cè)量的具體位置；
圖11是顯示在實(shí)施例3的靶上的不同位置處測(cè)得的靶的織構(gòu)的圖12是說(shuō)明常規(guī)A10. 2% SiO. 5% Cu靶的亞晶粒尺寸分布對(duì)根據(jù)本發(fā)明制造的 A13. 2% SiO. 5% Cu靶的亞晶粒尺寸分布的圖；和
圖13是可用于提供根據(jù)本發(fā)明的接近最終形狀(near-net-shape)的靶的不對(duì)稱(chēng) 模具和壓板的示意性剖視圖。
具體實(shí)施方式
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方式，在室溫下將Al或Al合金坯塊壓制成所需的 高度。然后，所得坯塊可在室溫下軋制以例如提供具有必需的直徑和厚度的靶坯料。然后， 可進(jìn)行該坯料的重結(jié)晶退火，隨后淬火至室溫。該如此重結(jié)晶的坯料可進(jìn)行機(jī)械冷加工 (例如通過(guò)橫軋)。根據(jù)另一示例性實(shí)施方式，所述冷加工的坯料然后可進(jìn)一步進(jìn)行冷加工 (例如通過(guò)將其在不對(duì)稱(chēng)形狀的模具中壓制而進(jìn)行冷加工)以形成接近最終形狀的靶。所 述不對(duì)稱(chēng)形狀的模具和壓制步驟相互配合，以在所述接近最終形狀的靶的對(duì)應(yīng)于該靶濺射 區(qū)的第一區(qū)域上提供應(yīng)變。此外，由于所述模具的形狀，在所述接近最終形狀的靶的將起到 該靶的凸緣部分作用的第二區(qū)域上設(shè)置更高的應(yīng)力，該靶的凸緣部分適合例如通過(guò)螺栓和 其它機(jī)械緊固件連接到濺射室或?yàn)R射裝置。所述第二區(qū)域或凸緣區(qū)中的應(yīng)力大于在所述接 近最終形狀的靶的第一區(qū)域中施加的應(yīng)力。典型地，所述第一區(qū)域中的應(yīng)變(即冷加工百 分?jǐn)?shù))為約10 50% (基于經(jīng)退火坯料的初始厚度)，而施加到所述第二區(qū)域(即靶的凸 緣區(qū))的應(yīng)變大于在所述第一區(qū)域中的應(yīng)變并且在約20 60%的范圍內(nèi)。
可對(duì)該經(jīng)如此處理的接近最終形狀的靴還料進(jìn)行機(jī)械加L以產(chǎn)生M尺寸的溉射靶。
現(xiàn)在將結(jié)合以下具體實(shí)施方式
的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述。這些實(shí)施例只是說(shuō)明 性的并且不應(yīng)該解釋為限制本發(fā)明。
實(shí)施例1
在室溫下將5. 25〃直徑和13.45"高的圓柱形A10. 2% SiO. 5% Cu坯塊壓制成 4.5"的高度。所得坯塊在室溫下軋制以形成約為14.2"直徑、1.8"厚的圓形坯料。所述 坯料在600 °F下退火2小時(shí)，水淬火至室溫，并且在室溫下橫軋為約16. 5〃直徑、約1. 15〃 厚的坯料。然后，所述坯料使用不對(duì)稱(chēng)鋼模具壓制成如圖1中所示的接近最終形狀的靶坯 料。隨后，將該坯料機(jī)械加工成濺射靶。如所示那樣，濺射靶2包括濺射部分4和背側(cè)部分 6，該背側(cè)部分6適于與冷卻液體相鄰放置以根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)操作進(jìn)行熱交換。凸緣部分8以環(huán)繞 所述部分6的外周的環(huán)狀物的形式提供，并且用作用于靶2與濺射室的配合部分的安裝連 接物。檢驗(yàn)所述靶的機(jī)械強(qiáng)度、微結(jié)構(gòu)和晶體織構(gòu)，結(jié)果示于圖2 4中。所述靶的屈服強(qiáng) 度(> 17ksi)明顯高于常規(guī)的充分退火的靶材料的屈服強(qiáng)度(典型地< IOksi)。根據(jù)本 實(shí)施例制造的A10. 2% SiO. 5% Cu靶在使用位置(customer site)以1，OOOkffh進(jìn)行濺射， 并且濺射性能是令人滿(mǎn)意的。所述濺射靶具有與典型的重結(jié)晶的并且與高強(qiáng)度Al合金背 板結(jié)合的A10. 2% SiO. 5% Cu靶一樣的無(wú)光澤外觀(matt appearance)。此外，由于所述靶 具有高得多的屈服強(qiáng)度，因而，所述濺射靶在背面僅具有0.018"的撓曲(彎曲)。
圖2是圖1中靶的一半的橫截面圖解簡(jiǎn)圖，其顯示了在整體式靶中由標(biāo)號(hào)10 18 所示的各位置處的屈服強(qiáng)度。下表列出了各位置及屈服強(qiáng)度(單位為ksi)。
實(shí)施例1
屈服強(qiáng)度
位置屈服強(qiáng)度
1017. 5ksi
1217. 7ksi
14(凸緣區(qū))20.3ksi
1618. Oksi
1817. 5ksi
圖3是與顯示靶的一半的橫截面的圖2類(lèi)似的圖解簡(jiǎn)圖，其顯示了由標(biāo)號(hào)20 32 所示的各位置處的平均晶粒尺寸。下表列出了位置及平均晶粒尺寸。
實(shí)施例1
平均晶粒尺寸
2062 μ m
2445 μ m
2639 μ m
2842 μ m
3049 μ m
3238 μ m
實(shí)施例1的靶的織構(gòu)示于圖4中。在此可以看出，所述靶具有平均為約35%的主 (200)織構(gòu)。在該圖及圖7和圖11中，參考圖例如下IS =靠近中心的表面；IH =靠近中 心的一半深度；IQ =靠近中心的四分之一深度；OS =遠(yuǎn)離中心的表面；OH =遠(yuǎn)離中心的一 半深度；OQ =遠(yuǎn)離中心的四分之一深度。
實(shí)施例2
將5. 25〃直徑和12. 2"高的圓柱形A10. 5% Cu坯塊在室溫下進(jìn)行頂鍛，在600 °F 下退火4小時(shí)并且水淬火至室溫。然后，所述坯塊在室溫下壓制到4"的高度。所得坯塊在 室溫下軋制以形成約為14.5"直徑、1.65"厚的圓形坯料。將所述坯料在550下下退火2 小時(shí)，水淬火至室溫，并且使用鋼模具“不對(duì)稱(chēng)地”壓制成與圖1中所示的相似的接近最終 形狀的靶坯料。隨后，將所述坯料機(jī)械加工成濺射靶。檢驗(yàn)所述靶的機(jī)械強(qiáng)度、微結(jié)構(gòu)和晶 體織構(gòu)，并且結(jié)果示于圖5 7中。
圖5是與圖2類(lèi)似的圖解簡(jiǎn)圖，其顯示了實(shí)施例2的靶在如下的各位置處的屈服強(qiáng)度。
實(shí)施例2
屈服強(qiáng)度
3416ksi
3615. 3ksi
38(凸緣區(qū))21. 3ksi
4019.Iksi
4215. 7ksi
4415. 5ksi
圖6是與圖3類(lèi)似的圖解簡(jiǎn)圖，其顯示了在整個(gè)靶的不同位置處的平均晶粒尺寸。
實(shí)施例2
平均晶粒尺寸
4657 μ m
4824 μ m
5028 μ m
5232 μ m
5435 μ m
圖7是顯示所述靶在各位置處的織構(gòu)的圖。在這種情況下，(220)織構(gòu)是主要的， 其平均量超過(guò)40%。(200)織構(gòu)的存在量為約30% (例如約沈％)。對(duì)于以這種方式制 造的兩個(gè)整體式A10. 5% Cu靶、以及結(jié)合的A10. 5% Cu靶(即與高強(qiáng)度Al 6061-T6合金 結(jié)合的常規(guī)軋制和退火的高純度A10. 5 % Cu)，在靶側(cè)上以真空施加壓應(yīng)力，和在背側(cè)上以 氣體壓力施加壓應(yīng)力。在每次提高壓力之后，除去所述靶，并測(cè)量在背側(cè)中心處的撓曲(彎 曲)。如圖8中所示，整體式靶的中心撓曲(彎曲)小于結(jié)合靶的中心撓曲(彎曲)。
實(shí)施例3
將5. 25"直徑和12. 2〃高的柱形A10. 2% SiO. 5% Cu坯塊在室溫下壓制到4"的 高度。所得坯塊在室溫下軋制以形成約為14.5"直徑、1.65"厚的圓形坯料。所述坯料在 600下下退火2小時(shí)，水淬火至室溫，并且使用鋼模具壓制成與圖1中所示的相似的接近最 終形狀的靶坯料。隨后，將所述坯料機(jī)械加工成濺射鈀。檢驗(yàn)所述靶的機(jī)械強(qiáng)度、微結(jié)構(gòu)和 晶體織構(gòu)。結(jié)果示于圖9 11中。
圖9中所示的各靶位置的屈服強(qiáng)度如下
實(shí)施例3
屈服強(qiáng)度
位置ksi
5816
6017. 1
62(凸緣區(qū))23.5
6418.9
6618. 2
在下表中示出了與圖10中所示的靶的各位置對(duì)應(yīng)的平均晶粒尺寸。
實(shí)施例3
平均晶粒尺寸
位置μ m
6848
7034
7230
7428
7639
7829
實(shí)施例3的靶的織構(gòu)分析示于圖11中。在此，(220)織構(gòu)是主要存在的，其量超 過(guò) 40%。
本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)勢(shì)包括1)所述方法更易于(friendly)進(jìn)行制造；2) 接近最終形狀的壓制可節(jié)約至少10%的材料；3)靶的所得織構(gòu)接近于具有已被證實(shí)的濺 射性能的常規(guī)重結(jié)晶Al合金靶的織構(gòu)。
為了獲得足夠的機(jī)械強(qiáng)度，整體式Al合金靶坯料通常經(jīng)由例如等通道角度擠壓 的技術(shù)通過(guò)顯著(severe)的塑性形變制造。所述顯著的塑性形變可能未必導(dǎo)致所需的晶體織構(gòu)。在本發(fā)明中，在室溫下對(duì)經(jīng)過(guò)機(jī)械加工和充分重結(jié)晶的Al合金坯料進(jìn)行進(jìn)一步機(jī) 械加工，并由此基本上保持重結(jié)晶坯料的有利晶體織構(gòu)并同時(shí)提高機(jī)械強(qiáng)度。根據(jù)本發(fā)明 人的知識(shí)，相信該概念是新的。
對(duì)于平坦鋁濺射靶應(yīng)用而言，在實(shí)踐中存在兩種主要類(lèi)型的OEM濺射侵蝕模式。 第一種侵蝕模式在接近外邊緣的環(huán)狀物中侵蝕得最快，并且第二種侵蝕模式在接近中心的 環(huán)狀物中侵蝕。可以想到，使用具有特征織構(gòu)的相同鋁板的這兩種侵蝕模式將在沉積膜中 產(chǎn)生不同的膜厚度均勻性。
使用位于靶上方約50mm的8"晶片來(lái)記錄侵蝕輪廓。在所有的情況下，外部侵蝕 區(qū)域在所述晶片的外邊，這意味著，來(lái)自靶的外部侵蝕區(qū)域的大部分鋁未到達(dá)所述晶片并 且僅影響在所述晶片邊緣處的膜厚度。在這些模式之一的情況下，外部溝槽甚至進(jìn)一步來(lái) 自于所述晶片的邊緣。
在一種情況下，主要侵蝕在約9"直徑處發(fā)生，并且所述靶與晶片的間距是膜均勻 性的關(guān)鍵。外部(主要)侵蝕只影響邊緣厚度。
在Al或Al合金的熱機(jī)械加工中，取決于熱處理的順序、時(shí)間和溫度，充分退火的 壓軋板(compression rolled plate)將具有強(qiáng)(strong)的 Q00)織構(gòu)禾Π 20 400 μ m 的 晶粒尺寸。具有400 μ m平均晶粒尺寸的強(qiáng)的(200)織構(gòu)將產(chǎn)生與具有35 μ m平均晶粒尺 寸的強(qiáng)的(200)織構(gòu)相同的晶片性質(zhì)。為了改變沉積速率和均勻性，需要不同的織構(gòu)。
如果可以獲得非常細(xì)的晶粒尺寸(低于Iym)，則得到眾所周知的有利的強(qiáng)化作 用并且得到來(lái)自強(qiáng)的(200)的織構(gòu)的微小改變。該織構(gòu)變化可能歸因于可在織構(gòu)測(cè)定中檢 測(cè)到的晶界的體積分?jǐn)?shù)增加，并且該織構(gòu)變化將影響發(fā)射速率和方向。該強(qiáng)化的發(fā)生是因 為晶界間隔緊密限制了各位錯(cuò)的移動(dòng)。
我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)向充分退火的鋁板引入位錯(cuò)纏結(jié)而不是具有合適密度的大角 度晶界，使材料強(qiáng)度顯著提高且不過(guò)度地改變經(jīng)充分退火的板的織構(gòu)。所述位錯(cuò)纏結(jié)進(jìn)一 步限制位錯(cuò)移動(dòng)并由此提高機(jī)械強(qiáng)度。位錯(cuò)的引入激活(activate) 了滑移體系并提高了 檢測(cè)到的材料中的(220)織構(gòu)。對(duì)于中心濺射系統(tǒng)而言，這可對(duì)設(shè)定用于長(zhǎng)射程、高功率應(yīng) 用的等離子體形狀(plasma shape)提供較好的優(yōu)化。在10% 50%的應(yīng)變下，退火材料吸 收了在亞微米間距上累積的功和位錯(cuò)。單獨(dú)的晶粒呈現(xiàn)出具有微小的取向錯(cuò)誤(亞晶粒) 的多重織構(gòu)。結(jié)果是使在(220)取向中具有位錯(cuò)體積分?jǐn)?shù)的初始結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。
這可通過(guò)對(duì)微結(jié)構(gòu)的蝕刻觀察到。位錯(cuò)纏結(jié)變?yōu)樾〗嵌染Ы缍跏嫉拇蠼嵌冗吔?保持不變。這也可使用EBSD(電子背散射衍射)觀察到，其顯示在現(xiàn)有晶粒中的多種織構(gòu) 組分。EBSD圖像也可用于測(cè)定晶粒尺寸的分布。圖12是顯示了常規(guī)的現(xiàn)有技術(shù)A10. 2重 量％ SiO. 5% Cu靶與根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1制造的A10. 2重量％ CuO. 5重量％ Si靶的亞微 米晶粒分布的圖。所述常規(guī)靶通過(guò)如下制備室溫壓制，室溫橫軋，并且在600下下重結(jié)晶 退火2小時(shí)，隨后進(jìn)行機(jī)械加工。
圖13是采用對(duì)稱(chēng)模具100的壓制操作的示意圖，根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，所述對(duì)稱(chēng)模 具100可用于制造接近最終形狀的整體式Al靶。所述模具包括區(qū)域減小的凸緣腔104 當(dāng) 在其中對(duì)純Al或Al合金進(jìn)行壓制時(shí)，將形成所述靶的凸緣部分(參見(jiàn)圖1)。而且，模具 100包括模具的濺射區(qū)部分106，并且該模具的表面108對(duì)應(yīng)于最終形成靶的濺射表面的模 具部分。
壓機(jī)200包括適于通過(guò)活塞204、206的作用而往復(fù)地向模具100移動(dòng)和離開(kāi)模具 100的壓板202?？梢岳斫?，正在模具100中進(jìn)行壓縮的金屬(未示出)在該模具的凸緣部 分104中相比于在濺射區(qū)106中將被更大程度地加工(減小厚度)。因此，通過(guò)壓制作用最 終形成的靶的凸緣部分的屈服強(qiáng)度將大于該靶濺射區(qū)的屈服強(qiáng)度。
上述說(shuō)明和附圖意在說(shuō)明本發(fā)明而不是限制本發(fā)明。各種其它的改型和應(yīng)用對(duì)于 本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的，且不脫離所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的實(shí)際精神和范 圍。
本申請(qǐng)的權(quán)利要求如所附權(quán)利要求書(shū)所述。
權(quán)利要求
1.制造整體式Al或Al合金靶的方法，包括如下步驟a.對(duì)Al工件進(jìn)行機(jī)械加工以制造坯料；b.對(duì)所述坯料進(jìn)行退火，以使該坯料重結(jié)晶并獲得所需的晶粒尺寸和晶體織構(gòu)；c.在退火之后產(chǎn)生10 50%的額外應(yīng)變以提高機(jī)械強(qiáng)度；d.進(jìn)一步地，在凸緣區(qū)中產(chǎn)生20 60%的應(yīng)變；和e.對(duì)所述坯料進(jìn)行精加工，以形成具有所需的晶體織構(gòu)和足夠的機(jī)械強(qiáng)度的濺射靶。
2.權(quán)利要求1的方法，其中，對(duì)于步驟a)，所述機(jī)械加工為軋制。
3.權(quán)利要求1的方法，其中，用于在步驟c)中產(chǎn)生應(yīng)變的方法是在低于重結(jié)晶溫度的 溫度下進(jìn)行軋制，并且用于在步驟d)中產(chǎn)生應(yīng)變的方法是在低于所述重結(jié)晶溫度的溫度 下進(jìn)行壓制。
4.權(quán)利要求1的方法，其中，用于在步驟c)和d)中產(chǎn)生應(yīng)變的方法是在低于所述重結(jié) 晶溫度的溫度下進(jìn)行壓制。
5.權(quán)利要求1的方法，其中，用于在步驟c)和d)中產(chǎn)生應(yīng)變的方法是在低于所述重結(jié) 晶溫度的溫度下使用閉式模具對(duì)一側(cè)進(jìn)行軋制。
6.權(quán)利要求1的方法，其中，所述靶由純鋁或者具有一種或多種合金元素的鋁合金構(gòu) 成，所述合金元素選自Cu、Si、Ti、Ge、W、Ag、Fe、V、Ni及混合物，且所述合金元素以不超過(guò) 10重量％的總量存在。
7.權(quán)利要求1的方法，其中，所述靶是平坦的且步驟a)中所述的坯料是圓形的。
8.權(quán)利要求3的方法，其中，所述步驟c)和所述步驟d)均在室溫下進(jìn)行。
9.權(quán)利要求4的方法，其中，所述步驟c)和d)在室溫下進(jìn)行。
10.權(quán)利要求5的方法，其中，所述步驟c)和d)在室溫下進(jìn)行。
11.平坦的整體式Al或Al合金濺射靶，所述靶包括具有第一屈服強(qiáng)度的濺射區(qū)和具有 大于所述第一屈服強(qiáng)度的第二屈服強(qiáng)度的凸緣區(qū)。
12.權(quán)利要求11的濺射靶，其中，所述第一屈服強(qiáng)度為至少15ksi并且所述第二屈服強(qiáng) 度為至少20ksi。
13.權(quán)利要求11的濺射靶，其中，所述濺射區(qū)具有平均至少約30%的(200)取向。
14.權(quán)利要求11的濺射靶，其在所述濺射區(qū)具有小于100μ m的平均晶粒尺寸，并且至 少20體積％具有小于5 μ m的晶粒尺寸。
15.權(quán)利要求11的濺射靶，其中，所述靶由純鋁或者具有一種或多種合金元素的鋁合 金構(gòu)成，所述合金元素選自Cu、Si、Ti、Ge、W、Ag、Fe、V和Ni，且所述合金元素以不超過(guò)10 重量％的總量存在。
全文摘要
本發(fā)明提供鋁或鋁合金濺射靶及其制造方法。對(duì)純的鋁或鋁合金進(jìn)行機(jī)械加工以制造圓形坯料，然后使所述坯料進(jìn)行重結(jié)晶退火以獲得所需的晶粒尺寸和晶體織構(gòu)。在所述退火之后，向所述坯料提供10～50％的額外應(yīng)變以提高機(jī)械強(qiáng)度。此外，在所述靶的凸緣區(qū)中的應(yīng)變大于其它靶區(qū)域中的應(yīng)變，其中，所述凸緣區(qū)中的應(yīng)變以約20～60％應(yīng)變的比率施加。然后，對(duì)所述坯料進(jìn)行精加工以形成具有所需的晶體織構(gòu)和足夠的機(jī)械強(qiáng)度的濺射靶。
文檔編號(hào)B21D19/00GK102037153SQ201080001648
公開(kāi)日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2010年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月22日
發(fā)明者戴維·B·斯馬瑟斯, 羅伯特·S·貝利, 苗衛(wèi)方 申請(qǐng)人:東曹Smd有限公司