溅射靶材的塑性变形方法技术

本发明专利技术提供一种溅射靶材的塑性变形方法，包括：提供金属料件，所述金属料件为铝或者铝合金；对所述金属料件进行预热处理；对所述金属料件进行多道次的大变形压延工艺，每一道次的压延量为所需压延总量的１０％至２０％。相对于现有技术，本发明专利技术的溅射靶材的塑性变形方法减少了塑性变形工艺中的工序，更通过大变形压延工艺使得制作的溅射靶材的晶粒度较小且分布均匀，符合塑性变形工艺要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及溅射靶材制造领域，尤其涉及溅射靶材的塑性变形方法。
技术介绍
物理气相沉积(Physical Vapor Deposition；PVD)是半导体芯片和TFT-LCD生产过程中最关键的工艺之一，PVD用溅射金属靶材是半导体芯片生产及TFT-LCD制备加工过程中最重要的原材料之一，其中用量最大的是超高纯铝和超高纯铝合金溅射靶材。其中，用作溅射靶材的金属料件需要经过一定的塑性变形加工工艺，才能实现金属料件的组织结构控制，从而制作出符合塑性变形工艺要求的金属溅射靶材。公告号为100420757的中国专利中介绍了一种应用空气锤的可控性塑性加工设备的溅射靶材料的方法。传统的塑性变形工艺，以金属铝的塑性变形加工工艺为例，所述工艺具体包括锻伸、静压、压延、热处理等多道工序，其中的每一道工序都比较复杂，需要特定的工艺条件(例如设备等)，难以控制；另外，由于金属铝中的晶粒为面心立方结构，因此其中的晶粒在压延受力的情况下可能会出现多方向的偏移，造成晶粒度较大且晶粒分布不均匀。因此，传统技术中的塑性变形加工工艺步进造成生产成本较高，更使得加工形成的溅射靶材(特别是对于大尺寸的溅射靶材)的成品率较低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种溅射靶材的塑性变形方法，解决现有技术工艺复杂、晶粒度较大且分布不均匀的问题。为解决上述问题，本专利技术提供一种溅射靶材的塑性变形方法，其包括：提供金属料件，所述金属料件为铝或者铝合金；对所述金属料件进行预热处理；对所述金属料件进行多道次的大变形压延工艺，每一道次的大变形压延工艺的压延量占所需压延总量的10％至20％。可选地，所述每一道次的大变形压延工艺具体包括：将金属料件置于压延机的机台上；移动机台，将金属料件送至所述压延机所配置的多个辊筒之间，所述辊筒的辊距设定为压延目标量；通过辊筒的滚动，将所述金属料件进行压延，送出符合所述压延目标量的金属料件或溅射靶材。可选地，所述大变形压延工艺是以金属料件的顺时针方向或逆时针方向进行的。可选地，所述大变形压延工艺采用垂直交叉压延方式。可选地，所述垂直交叉压延方式具体指相邻二道次的大变形压延工艺的压延方向相差90度。可选地，所述垂直交叉压延方式具体指最后一道次的大变形压延工艺与之前的其他多道次的大变形压延工艺在压延方向上相差90度，所述之前的其他多道次的大变形压延工艺的压延方向相同。-->可选地，所述金属料件在所述大变形压延工艺中的压延量占所述压延总量的60％，每一道次的大变形压延工艺中的压延量占所述压延总量的15％。可选地，每一道次的大变形压延工艺的压延量大于5毫米。可选地，在进行大变形压延工艺之后还包括进行多道次的小变形压延工艺，使得所述金属料件达到所需的压延量。可选地，每一道次小变形压延工艺的压延量为2毫米至5毫米。可选地，在进行压延工艺之后还包括对经过多道次压延工艺后形成的靶材进行热处理的步骤。可选地，所述溅射靶材中铝的纯度大于99.9％。可选地，所述溅射靶材的晶粒度小于300微米。与现有技术相比，本专利技术所提供的溅射靶材的塑性变形方法减少了塑性变形工艺中的工序，更通过采用大变形压延工艺使得制作的溅射靶材的晶粒度较小且分布均匀，制作出符合塑性变形工艺要求的溅射靶材。附图说明图1为本专利技术溅射靶材的塑性变形方法在第一实施方式中的流程示意图；图2为本专利技术溅射靶材的塑性变形方法在第一实施方式中金属料件的结构示意图；图3为图1中步骤S12中每一道次的大变形压延工艺在第一实施方式中的流程示意图；图4为图3中每一道次的大变形压延工艺的实施示意图；图5a、5b为应用在本专利技术溅射靶材的塑性变形方法中压延机的辊筒在其他实施例中的配置示意图；图6为本专利技术溅射靶材的塑性变形方法在第一实施方式中的实施示意图；图7为本专利技术溅射靶材的塑性变形方法在第一实施方式中多道次的大变形压延工艺的压延方向的实施示意图；图8显示了本专利技术溅射靶材的塑性变形方法在第二实施方式中的流程示意图；图9为本专利技术溅射靶材的塑性变形方法在第二实施方式中多道次的大变形压延工艺的压延方向的实施示意图。具体实施方式本专利技术的专利技术人发现，在现有溅射靶材的塑性变形方法中，工序复杂，且在压延过程中使得铝或铝合金溅射靶材出现无序的多方向偏移，造成晶粒度较大且晶粒分布不均匀。有鉴于此，故提出在省略若干工序的情况下采用多道次的、压延量较大的大变形压延工艺，完成靶材的塑性变形。因此，根据本专利技术的一个方面，提供一种溅射靶材的塑性变形方法。本专利技术的专利技术人提出一种溅射靶材的塑性变形方法。图1显示了本专利技术溅射靶材的塑性变形方法在第一实施方式中的流程示意图。如图1所示，所述塑性变形方法包括步骤：-->S10，提供金属料件，所述金属料件为铝或者铝合金；S11，对金属料件进行预热处理；S12，对金属料件进行多道次的大变形压延工艺，每一道次的大变形压延工艺的压延量占所需压延总量的10％至20％；S13，对经过大变形压延工艺后的靶材进行热处理。下面结合附图对上述图1中所示的制作方法进行详细说明。首先执行步骤S10，提供金属料件20，如图2所示。在本实施例中，所述金属料件20可以是高纯度或超高纯度的铝或者铝合金，其纯度大于99.9％，例如为3N5(99.95％)、4N5(99.995％)或5N(99.999％)。在实际应用中，金属料件20可以是从金属锭中经切断后的一部分。金属料件20的形状，根据应用环境、溅射设备的实际要求，可以为圆形、矩形、环形、圆锥形或其他类似形状(包括规则形状和不规则形状)中的任一种；另外，金属料件20其厚度可以为1毫米(mm)至100毫米不等。如图2所示，显示的是圆形的金属料件20。接着执行步骤S11，对金属料件20进行预热处理。在实际应用中，所述预热处理具体包括：将金属料件20置于热处理装置中，在所述热处理装置中具有可控气氛或保护气氛，例如惰性气体；将温度提高至500℃至600℃，并在所述温度下保持3小时至5小时；对金属料件20进行冷却处理，使其恢复至常温。其中，所述的冷却处理可以采用传统的空冷方式或水冷方式，在此不再赘述。通过步骤S11的预热处理，可以改变金属料件20内部的组织结构，使得金属料件20消除应力并得到软化，提高其塑性，为后续的压延工艺打下良好的基础。接着执行步骤S12，对金属料件进行多道次的大变形压延工艺。本专利技术的专利技术人创造性地提出了能产生较大压延量大变形压延工艺，使得每一道次的大变形压延工艺的压延量能占到所需压延总量的10％至20％。所述大变形压延工艺是利用压延机来对金属料件20进行压延的。所述压延机一般是由辊筒、机架、辊距调节装置、辊筒调节装置、传动装置、润滑系统和控制系统等组成。在实际应用中，结合图3和图4，所述每一道次的大变形压延工艺具体包括：步骤S120，将金属料件20置于压延机30的机台31上。在本实施例中，机台31为水平设置的台板结构，并可以利用传动装置(未在图中示出)来控制机台31进行往复移动。步骤S122，移动机台31，将金属料件20送至压延机30所配置的多个辊筒之间，所述辊筒受控后可以进行滚动。在本实施例中，压延机30配置有上下对称设置的二个辊筒32a、32b，二个辊筒32a、32b的圆心的连线为与水平方向相垂直的竖直方向，二者的辊距(即二个辊筒32a、32b圆心的距离本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种溅射靶材的塑性变形方法，其特征在于，包括：提供金属料件，所述金属料件为铝或者铝合金；对所述金属料件进行预热处理；对所述金属料件进行多道次的大变形压延工艺，每一道次的大变形压延工艺的压延量占所需压延总量的１０％至２０％。

【技术特征摘要】
1.一种溅射靶材的塑性变形方法，其特征在于，包括：提供金属料件，所述金属料件为铝或者铝合金；对所述金属料件进行预热处理；对所述金属料件进行多道次的大变形压延工艺，每一道次的大变形压延工艺的压延量占所需压延总量的10％至20％。2.根据权利要求1所述的溅射靶材的塑性变形方法，其特征在于，所述每一道次的大变形压延工艺具体包括：将金属料件置于压延机的机台上；移动机台，将金属料件送至所述压延机所配置的多个辊筒之间，所述辊筒的辊距设定为压延目标量；通过辊筒的滚动，将所述金属料件进行压延，送出符合所述压延目标量的金属料件或溅射靶材。3.根据权利要求1所述的溅射靶材的塑性变形方法，其特征在于，所述大变形压延工艺是以金属料件的顺时针方向或逆时针方向进行的。4.根据权利要求1所述的溅射靶材的塑性变形方法，其特征在于，所述大变形压延工艺采用垂直交叉压延方式。5.根据权利要求4所述的溅射靶材的塑性变形方法，其特征在于，所述垂直交叉压延方式具体指相邻二道次的大变形压延工艺的压延方向相差90度。6.根据权利要求4所述的溅射靶材的塑性变形方法，其特征在于，所述垂直交叉压延方式具体指最后一道次的大变形压延工艺与之前...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚力军，潘杰，王学泽，周友平，刘庆，
申请(专利权)人：宁波江丰电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：33[中国|浙江]