CN1244826A - 制备高纯铜溅射靶的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明说明了一种制备高纯铜溅射靶的方法。该方法避免了熔炼和铸造,涉及堆叠高纯铜板块,并加热、锻造,然后退火得到扩散焊合的整体结构。

Description

制备高纯铜溅射靶的方法
发明领域
本发明涉及制备高纯溅射靶的方法。更具体地说，本发明涉及制备不包括铸造的高纯铜溅射靶的方法。
发明背景
磁控管溅射是用于在一基底上沉积金属或陶瓷层的广为人知的技术。溅射靶包括要被＂溅射″的溅射靶表面材料，即将要沉积在所需基底上的材料。磁控管溅射和溅射靶用于溅射是众所周知的。
制备铜溅射靶的常用方法包括熔炼和铸造，铸造可以是静态铸造或连续铸造。熔炼和铸造方法需要使用昂贵的设备。此外，与熔炼铜有关的一些方法都有可能增加引入杂质的机会，因而增加了生产高纯度铜靶的难度。一般来说，术语＂高纯度″是指高于99.99％的纯度，最好至少为99.9999％的纯度。
由电镀法精炼铜以生产高纯铜的方法是众所周知的。通常，在电镀过程中，铜在电解液中作为一平层(a flat layer)均匀地沉积。但是，在电镀槽条件变得不稳定并且铜金属长大变质成团状枝晶形式以前，电镀槽只能使用有限的时间。可以通过使用长时间的，缓慢的沉积避免这些问题，但可能使成本增加。已经发现高纯铜溅射靶可以用电积的铜通过清洁、熔炼并铸造成足够大的锭坯以形成一个溅射靶来制造。本发明提供了回避铸造法的制备高纯铜溅射靶的方法。
发明概述
根据本发明，提供了一种制备高纯溅射靶的方法及用此方法生产的靶，包括提供由电解沉积产生的多块高纯铜板，因而每块板具有一个接合表面(bonding surface)。清洁这些接合表面并且将这些清洁的板块堆叠排列。将堆叠的板块固定在适当位置形成一个组合块，然后在惰性气氛下加热并锻造，以减小堆叠板块的厚度。将锻造后的组合块退火，因而得到一个包括扩散焊合后的板块(diffusion bondedsegments)的整体结构。可以将最终的整体结构加工成铜靶或者进一步变形和热处理以产生特殊需要的晶粒组织和织构，然后加工成溅射靶。
附图的简要说明所附附图是本发明优选实施方案的流程图。
详细说明
本发明提供了另一种制备高纯铜溅射靶的方法，该方法避免了在制备过程中必须的熔炼和/或铸造金属。这样，可以生产出高纯溅射靶，而不会增加引入杂质的危险，也不需要一般熔炼和铸造用的昂贵设备。
所附图解说明了本方法的一个实施方案。提供多块高纯铜板，最好是由电镀法生产的高纯铜板。这些高纯铜板由阴极沉积法获得，利用该方法，铜大体均匀地沉积成为一平层。然后机加工每块铜阴极板的表面以达到合适的厚度(例如1/8英寸)，并将其切割成所需尺寸的板块，之后再将这些板块清洗并在真空下捆成一摞。如图解所示，一块标准的阴极板可以切成均匀正方形，机加工使其两面光滑，厚度达到大约0.2英寸。然后清洁并用稀释的硝酸溶液酸洗这些正方形板块，酸洗后用清水冲洗，再用甲醇冲洗，然后干燥(例如用气枪)，以防止锈蚀和污点。
下一步把高纯铜板块的堆叠层固定到一起，例如打一个穿过堆叠层的孔，并将高纯铜杆插入孔中。有利的是在清洁前打孔，并用经过清洁的铜杆把堆叠层固定在一起。
然后把堆叠的高纯铜板块的组合块加热至高温，例如大约932°F，最好是在惰性气体气氛中加热，并锻造以减小组合块的厚度，最好至原始堆叠高度的大约1/2。再把锻造后的组合块进行退火，例如在惰性气体气氛中，在932°F温度下退火大约24°小时，形成扩散焊合的整体结构。冷却后，可以将铜结构切出尺寸大小，然后直接制成铜溅射靶，或者可以进一步变形铜结构并热处理以获得特殊需要的晶粒组织和结构。
作为上述方法的一种可替代方法，可以在真空处理前将高纯铜块堆叠，并用金属箔材或其它合适的保护层包封固定在一起。将堆叠的高纯铜板块的固定组合块热锻成所需要的厚度，例如在大约500℃±50℃的温度下，在1/2吨热锻压力下锻成大约原始高度的1/2。若需要，可以在堆叠层的顶部和底部放置一层或一块保护材料作为板块的保护。同样，退火后，最理想的是冷轧整体结构，例如70-90％的变形量，接着热处理以得到所需的冶金性能。
应注意除了由电沉积得到的高纯铜板外，其它形式的高纯铜板块也可以使用。例如，在本发明的范围内，也可以使用热压的和烧结的高纯铜板块。
从上面的说明中，显而易见在不脱离本发明的范围内可以作不同的变化和改进。

Claims (4)

1.一种制备高纯铜溅射靶的方法，包括：提供多块高纯铜板，每块所述的板具有接合表面；清洁所述接合表面；以使接合表面彼些相临的堆叠方式排列所述板块；把所述堆叠的板块固定在适当位置形成组合块；在惰性气氛中加热并锻造所述组合块，以减小堆叠层厚度；和退火该锻造后的组合块以得到扩散焊合的整体结构。
2.根据权利要求1的方法，其中至少打一个穿过堆叠层的孔，并将高纯铜杆插入穿过该孔以固定所述堆叠的板块。
3.根据权利要求1的方法，进一步包括冷却并加工所述锻造和退火后的组合块成所需形状和尺寸的溅射靶。
4.根据权利要求1的方法，其中所述高纯铜是由电解沉积得到的。
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C06 Publication
PB01 Publication
C01 Deemed withdrawal of patent application (patent law 1993)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication