[发明专利]用于溅射靶制造的圆形凹槽挤压机构和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本发明要求于2008年10月10日提交的美国临时专利申请序列号No.61/195,800的优先权。

技术领域

本发明一般涉及溅射靶领域，更加特别地涉及利用圆形凹槽挤压制造溅射靶的方法。

背景技术

溅射靶需要特定的金相学特性以实现可接受的溅射一致性。典型地，金属靶通过组合形成。制造者依靠数种加工技术以从铝合金，如铝-铜、铝-硅和铝-硅-铜合金制造溅射靶。制造者传统地依靠包括锻造、挤压、退火和辊制的热-机械方法的组合来制造细颗粒的铝合金靶。退火再结晶颗粒以产生对于溅射有用的颗粒纹理。这些退火的靶的最终颗粒尺寸典型地在30-75μm的范围。

用于半导体制造的多数靶是盘形并且具有圆柱对称性。然而，典型的热-机械处理主要地基于单轴挤压、锻造和一个方向辊制。为了防止形成方向性纹理，有时使用交叉辊制。

发明内容

本发明提供一种利用圆形凹槽挤压制造金属靶坯件的方法。该方法包括在第一圆形凹槽挤压模具组中将金属或金属合金靶坯件挤压为第一同心褶皱形状，同时保持靶坯件的初始直径以在靶坯件中产生剪切变形的同心环。接下来，通过平的模具组向同心褶皱靶坯件施加足够的力以大致变平所述靶坯件，同时保持所述靶坯件的初始直径以将所述靶坯件恢复为大致平的状态。该方法然后包括在第二圆形凹槽模具组中挤压所述靶坯件为第二同心褶皱形状，同时保持所述靶坯件的初始直径，其中，所述第二模具组具有从所述第一模具组的凹槽图案偏置的凹槽图案，从而在所述靶坯件的之前未被变形的区域中产生剪切变形的同心环。然后，通过平的模具组再次向所述同心褶皱靶坯件施加足够的力以大致变平所述靶坯件，同时保持所述靶坯件的初始直径以将所述靶坯件恢复为大致平的状态。

本发明还旨在一种用于制造溅射靶坯件的圆形凹槽挤压机构。所述圆形凹槽挤压机构包括用于圆形地褶皱靶坯件为具有凹槽的第一凹槽模具组，和用于在所述第一模具组中未变形的区域中褶皱所述靶坯件的第二凹槽模具组，其具有与所述第一模具组中的凹槽尺寸相同的凹槽尺寸。所述机构还包括在第一和第二模具组中间与靶坯件一起使用的用于变平所述靶坯件的模具组。

本发明的这些和其它特征和优点在附图中阐述，并且更全面地公开于如下详细描述中。

附图说明

当结合附图考虑以下描述时，本发明在此公开的实施方式的结构、操作和优点将变得明显。

图1是根据本发明的示例性实施方式的用于对靶坯件进行圆形凹槽挤压的挤压机的一部分的透视图；

图2A是与用于圆形凹槽挤压的挤压机一起使用的第一模具组的透视图；

图2B是图2A的第一模具组的平面图；

图2C是沿图2B的线2C-2C剖开的第一模具组的横截面示图；

图3是与用于圆形凹槽挤压的挤压机一起使用的平的模具组的透视图；

图4A是与用于圆形凹槽挤压的挤压机一起使用的第二模具组的透视图；

图4B是图4A的第二模具组的平面图；

图4C是沿图4B的线4C-4C剖开的第二模具组的横截面示图；

图5示出在利用圆形凹槽挤压制造的靶上的百分比标准偏差49点电阻测试的结果，g是在升高的传输位置中示例的两个踏板提升机构的侧面立视图。

具体实施方式

现在将参照附图在以下详细描述中描述本发明，其中，示例性实施方式详细地被描述以使本发明能够实施。尽管参照特定的示例性实施方式描述了本发明，但是应当理解本发明并不限于这些示例性实施方式。相反，本发明包括多种替代方式、改进，和等同实施方式，这将从如下详细的描述的考虑中变得明显。

现在参照附图，本发明提供了通过如图1所示的挤压机1利用圆形凹槽挤压制造整体的溅射靶的方法。本发明包括初始地插入大致平的和圆形形状的靶坯件10至挤压机1中。靶坯件可以是由任何延展性金属或合金制成，包括Al、Al合金、Cu和Cu合金、Ta和Ta合金以及其它的在室温或升高的温度下可以塑性形变的金属。如下所述，多个模具与挤压机1一起使用以在靶坯件10中产生剪切变形。在一个实施方式中，靶坯件具有约13英寸(33cm)的直径和1.25英寸(3.175cm)的厚度，尽管在不背离本发明的范围的情况下可以使用其它的尺寸。