[發明專利]深鍋狀銅濺射靶及其制造方法

有效

• 申請號: 200680010000.3
• 申請日: 2006-02-08
• 公開（公告）號: CN101151398A
• 公開（公告）日: 2008-03-26
• 發明（設計）人: 福島篤志;塚本志郎
• 申請（專利權）人: 日礦金屬株式會社
• 主分類號: C23C14/34
• 分類號: C23C14/34;H01L21/285;H01L21/28
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 樊衛民;郭國清

技術領域

本發明涉及通過模鍛而形成深鍋狀的銅濺射靶及其制造方法。

背景技術

近年來，在電子技術領域、耐腐蝕性材料及裝飾領域、催化劑領域、切削/研磨材料及耐磨損性材料的制造等許多領域中，正在使用形成金屬及陶瓷材料等被膜的濺射。

濺射法自身在上述領域中是眾所周知的方法，但最近特別是在電子技術領域中，要求適合于形狀復雜的被膜的形成或電路的形成的銅濺射靶。例如使用具有深鍋狀三維構造的銅靶(HCM靶)。

圖1a表示現有的靶，圖1b表示具有深鍋狀三維構造的銅靶。使用深鍋狀靶的情況，是進行離子化濺射的情況，其特征在于形成高密度等離子體。

一般的平板靶是使氬離子撞擊靶，敲出金屬原子而成膜。與此相對，離子化濺射雖然到使氬離子撞擊靶、敲出金屬原子的步驟，與平板靶都是相同的，但由于高密度的等離子體，金屬原子被離子化，由此具有如下特征，可以賦予被離子化的金屬原子指向性，金屬原子可以填充缺口等較深凹槽。

通常，具有這種三維構造的銅靶是將熔解/鑄造金屬而成的鑄塊或鋼坯進行熱鍛后退火，再進行模鍛而制造的。在這樣的制造工序中，鑄塊或鋼坯的熱鍛破壞了鑄造組織，使氣孔及偏析擴散、消失，再通過將其退火再結晶，可以某種程度上提高組織的致密化和強度。

之后，通過將該鍛造及再結晶退火后的材料進行模鍛，制成具有規定的三維構造的銅靶形狀，再進行模鍛后的再結晶退火及消除應力退火，最后進行表面加工，制成銅靶。

這種銅靶的鑄造方法在通常的平板型靶的制造中沒有成為特別的問題，但在具有上述那樣的深鍋狀的三維構造的銅靶中存在一些問題。

由于在靶制造時的模鍛中出現強烈受到塑性變形的部位和幾乎未受到塑性變形的部位，因此之后的組織中出現差異。例如在鍛造方向對面的部位，只是簡單地受到壓縮力，但在沿鍛造方向的部位，即在深鍋狀構造的內側面，則受到變薄拉深等強加工。

這樣，在強烈受到塑性變形的部位和微弱受到塑性變形的部位，模鍛前的退火時，再結晶粒子大小受到極大影響，導致結晶方位及硬度大幅度改變。即，在強烈受到塑性變形的部位，結晶微細化，在微弱受到塑性變形的部位，其粗大化。另外，在強烈受到這種塑性變形的部位和微弱受到塑性變形部位的邊界區域，其成為不規則地混合存在狀態或階段性變化的結晶構造。

特別是深鍋狀靶，其內面組織必須均勻，同時為了維持其形狀，需要足夠的強度，但一直以來不能得到該強度，由于蠕變現象，產生突緣部嚴重變形的問題。

通常，在實施濺射時，靶的結晶越細，則越能均勻地成膜，可以得到減少電弧放電或顆粒產生的、具有均勻且穩定特性的膜。因此，在模鍛及其后的退火中產生的上述結晶粒的粗大化或不規則的結晶粒的存在，會使電弧放電及顆粒的產生增加，出現濺射成膜的品質降低的嚴重問題。

另外，結晶取向的大幅度變動或靶的各部位的硬度差異，對濺射速率造成很大影響，產生靶的品質降低的問題。因此，通過模鍛制造的具有深鍋狀構造的銅濺射靶，存在由于靶的部位的硬度的差異、結晶方位的差異、結晶粒的粗大化和不均勻性，而使膜的性質下降的問題。

發明內容

本發明的課題在于，為了解決上述問題，通過改良、設計鍛造工序及熱處理工序，得到品質優良的濺射靶，該濺射靶在靶的各部位中硬度高且均勻，具有在深鍋狀靶的突緣部不會產生變形的足夠的強度，另外減少了結晶方位的變動，進而使結晶粒徑微細且均勻，濺射時的結核及顆粒的產生減少。

本發明提供：

1、一種通過模鍛制造的深鍋狀銅濺射靶，其特征在于，該深鍋狀靶內面的所有部位的維氏硬度Hv為70以上；

2、如上述1所述的深鍋狀銅濺射靶，其特征在于，與硬度Hv最高的部位相比，最低的部位的硬度差在±30％以內；

3、如上述1或2所述的深鍋狀銅濺射靶，其特征在于，靶組織中的平均結晶粒徑為65μm以下；

4、如上述1～3中任一項所述的深鍋狀銅濺射靶，其特征在于，最大平均結晶粒徑/最小平均結晶粒徑＜2.0；

5、如上述1～4中任一項所述的深鍋狀銅濺射靶，其特征在于，深鍋狀靶內部的面具備通過X射線衍射得到的(220)、(111)、(200)、(311)的結晶取向，深鍋狀靶的受到腐蝕的面的結晶取向為(220)主取向；

6、如上述1～5中任一項所述的深鍋狀銅濺射靶，其特征在于，深鍋狀靶內部的面具備通過X射線衍射得到的(220)、(111)、(200)、(311)的結晶取向，該深鍋狀靶的受到腐蝕的面的(220)結晶取向的取向率為0.45％以上。