[发明专利]溅射靶及制造方法

说明书

本申请是中国发明专利申请(发明名称：溅射靶及制造方法，申请日：2006年2月7日；申请号：200680011590.1)的分案申请。

技术领域

本发明涉及溅射靶，如钽和钽合金溅射靶，及其制造方法。

背景技术

在溅射靶应用领域，溅射靶组件通常包括溅射靶和衬板(backing plate)。例如，金属靶或金属靶坯(如钽、钛、铝、铜、钴、钨、铪等)粘接到衬板上。衬板可以是如衬板法兰组件如铜、铝或其合金。晶粒尺寸和晶粒相对于溅射平面的结晶取向是可能影响给定溅射靶组件的溅射性能的因素之一。通过结合使用机械变形和退火同时获得了理想的晶粒尺寸和晶体织构(crystallographic texture)。

在钽中形成理想金相结构的现有方法包括通过例如锻造、轧制、挤压及其组合引起机械变形。形成钽溅射靶的现有方法依赖于各机械变形步骤之间的多次退火步骤，来使晶粒再结晶以制造均匀精细的晶粒微结构，该结构具有平行于溅射靶平面的(111)或(100)结晶平面。

例如，Michaluk等人在美国专利US6348113中描述了各种实施方式，其中，在一个实施方式中，钽金属以90度横轧(cross-rolling)，并使用矩形板通过切割来制造圆形溅射靶盘。

Segal(美国公开专利申请US2002/0153071A1)涉及制造FCC金属的方法。Jepson(美国公开专利申请US2002/0112789A1)、Hormann等人(美国专利US4884746)、Turner(美国公开专利申请US2002/0125128A1)、Zhang(美国专利US6193821)和Broussoux等人(美国专利US5615465)涉及制造用于溅射靶和其它用途的钽板，其中通过各种方法产生矩形板，然后从该板上切割圆形盘。该方法非常浪费昂贵的钽材料。

Koenigsmann等人(美国公开专利申请US2003/0089429)涉及通过粉末冶金方法生产钽溅射靶。Shah等人(美国公开专利申请US2002/0063056A1)涉及使用润滑模具并以正交方向轧制来生产具有强(100)织构的钽溅射靶。Segal(美国专利US6238494B1)和Shah等人(美国专利US6348139B1)涉及生产具有强(100)织构的圆形钽板。在该方法中，通过结合锻造铸锭和轧制来制造圆形钽板。据他们报道，在锻造过程中需要润滑模具，并使用尽可能低的再结晶温度来生产具有强(100)织构和合适晶粒尺寸及均匀晶体织构的钽靶。

在所有这些方法中，钽变形步骤被退火步骤所打断，以使钽再结晶从而降低金属中的塑性应变，避免破裂，同时消除金属的加工硬化，使得金属更易于加工。

此外，所有这些方法均显示出通过锻造和轧制操作将圆柱形铸锭变成矩形或方形，然后将矩形或方形板切割成圆形以制造圆形溅射靶。从圆形铸锭形状变为矩形并变回到圆形是非常没有效率的，也很浪费材料。

发明内容

本发明包括：

1.一种加工金属的方法，包括脉冲轧制金属板，直至获得理想厚度以形成轧板。

2.根据条目1的方法，其中在所述脉冲轧制之前，通过锻造坯件获得金属板，以形成所述金属板。

3.根据条目1的方法，其中所述金属板为圆形。

4.根据条目2的方法，其中所述坯件通过将金属铸锭挤压或模锻至理想直径以形成挤压或模锻铸锭，并可选地切割所述挤压或模锻铸锭而获得。

5.根据条目4的方法，其中所述金属铸锭的初始直径为约7英寸或更大，所述坯件的直径为约3英寸～约6英寸。

6.根据条目1的方法，进一步包括退火所述轧板。

7.根据条目4的方法，进一步包括退火所述挤压或模锻铸锭。

8.根据条目1的方法，其中所述脉冲轧制包括在各轧制道次之后旋转100度～170度。

9.根据条目1的方法，其中各脉冲轧制包括在各轧制道次之后旋转约120度。

10.根据条目1的方法，进一步包括退火所述轧板，其中在整个所述方法中不预先退火。

11.根据条目1的方法，其中在所述方法中，对轧板施加至少3.0的真实应变压下量。

12.根据条目1的方法，其中在所述方法中，对轧板施加至少4.0的真实应变压下量。

13.根据条目1的方法，其中在所述方法中，对轧板施加约3.0～约6.0的真实应变压下量。

14.根据条目4的方法，其中对挤压或模锻铸锭施加的真实应变为约0.5～约2.0。