钽靶材制作方法技术

一种钽靶材制作方法，包括：提供金属料件，所述金属料件为钽或者钽合金；对所述金属料件依次进行塑性变形和热轧，制作成靶材。本发明专利技术可以得到内部组织结构均匀，不出现分层现象的钽靶材。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及靶材制造领域，尤其涉及。
技术介绍
现有的多数靶材的加工方法主要是控制塑性变形方式、变形速率，并且控制过程中的温度变化。例如，申请号为00816972. 1中国专利申请介绍了一种制备溅射靶材的方法。以至少5%的加工百分比和至少100% /秒的加工速率对金属材料进行塑性加工，并且控制材料加工过程中的温度变化，这样可以良好的控制材料的晶粒度尺寸。参见图1所示，现有技术中的包括以下步骤步骤Si，提供钽料件；步骤S2，对钽料件进行切割；步骤S3，对切割后的钽料件进行塑性变形，且在塑性变形后进行热处理；步骤S4，对热处理后的钽料件进行冷却处理，使其降至室温；步骤S5，对钽料件进行冷轧处理，制成钽靶材。采用上述方法得到的钽靶材可以应用在8英寸硅片生产工艺过程中，但是当上述钽靶材应用在12英寸硅片生产工艺过程中时，就会出现对靶材溅射速度不稳定的现象。究其原因发现，上述钽靶材的内部组织不均勻，出现了分层现象，图2示出了钽靶材的内部结构示意图，其中阴影部分表示不均勻区域，该区域溅射速度不稳定。因此，如何使得钽靶材的内部组织结构均勻，不出现分层现象就成为本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种，以得到内部组织结构均勻，不出现分层现象的钽靶材。为解决上述问题，本专利技术提供一种，包括提供金属料件，所述金属料件为钽或者钽合金；对所述金属料件依次进行塑性变形和热轧，制作成靶材。可选地，所述进行塑性变形包括1次或多次锻打，在每次所述锻打之前，对所述金属料件进行预热处理。可选地，所述热轧包括对塑性变形后的金属料件进行预热处理，采用压延机对预热处理后的金属料件进行1次或多次轧制。可选地，所述进行预热处理包括将所述金属料件的温度加热至300°C 800°C， 并在上述温度下保持0 5小时。可选地，在所述锻打之后，对所述金属料件进行热处理。可选地，所述还包括在所述热轧之后，对金属料件进行热处理。可选地，所述进行热处理包括将所述金属料件的温度加热至1000°C 1500°C，并在上述温度下保持0 5小时；对金属料件进行冷却处理，使其回复至常温。可选地，所述冷却处理为空冷方式或水冷方式。可选地，所述还包括在所述热轧之后，对钽靶材进行线切割处理和整平处理。可选地，所述还包括在进行所述塑性变形之前或进行所述塑性变形之后，对所述金属料件进行切割处理。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点1)在对金属料件进行塑性变形之后，对金属料件进行热轧，使得金属料件在轧制过程中比较软，从而金属料件的变形比较均勻，最终可以改变钽靶材的内部组织结构，使得钽靶材的组织结构上下均勻，没有分层现象。2)所述进行塑性变形包括1次或多次锻打，在每次锻打之前，对所述金属料件进行预热处理，从而可以改变金属料件内部的组织结构，使得金属料件消除应力并得到软化， 提高其塑性，最终进一步使得钽靶材的结构很均勻。附图说明图1为现有技术中一种的流程示意图；图2为现有技术中钽靶材的内部结构示意图；图3为本专利技术实施例的的流程示意图；图4为图3中热轧工艺的实施例示意图。具体实施例方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。正如
技术介绍
部分所述，现有技术制作的钽靶材，内部组织不均勻，出现了分层现象。为了克服上述缺陷，本专利技术提供了一种，在进行塑性变形后，采用热轧的方式得到钽靶材，从而改变了钽靶材的内部组织结构，使得钽靶材的组织结构上下均勻， 没有分层现象。本专利技术实施例提供一种，如图3所示，包括步骤Sl 1，提供金属料件，所述金属料件为钽或钽合金；步骤S12，对所述金属料件进行塑性变形；步骤S13，对塑性变形后的金属料件进行热轧，制作成钽靶材。下面结合附图对上述图3中所示的方法进行详细说明。首先执行步骤S11，提供金属料件。本实施例中所述金属料件可以为钽或钽合金，如4N的钽(即纯度为99. 99%的钽)，在本专利技术的其他实施例中，所述钽的纯度还可以为其他纯度。在实际应用中，金属料件可以是从金属锭中经切断后的一部分，即在进行塑性变形之前可以对金属料件进行切割处理。金属料件的形状，根据应用环境、溅射设备的实际要求，可以为圆柱体、长方体、环形、圆锥体或其他类似形状(包括规则形状和不规则形状)中的任一种，其厚度可以为IOOmm至300mm不等。接着执行步骤S12，对所述金属料件进行塑性变形。本实施例中所述进行塑性变形包括进行1次或多次锻打，其中，在每次锻打之前都可以进行预热处理。所述进行预热处理包括将所述金属料件的温度加热至300°C 800°C，并在上述温度下保持0 5小时。在实际应用中，所述预热处理具体包括将金属料件置于热处理装置中，在所述热处理装置中可充入可控气氛或保护气氛，例如惰性气体；将温度提高至 300°C、500°C、700°C或800°C等，并在上述温度下保持0小时、1小时、3小时或5小时等。通过在锻打前进行上述预热处理，可以改变金属料件内部的组织结构，使得金属料件消除应力并得到软化，提高其塑性，最终使得其内部组织结构均勻。本实施例中所述锻打可以采用气锤(Air Hammer)完成，其对于本领域的技术人员是熟知的，故在此不再赘述。本实施例在锻打之后，还可以对金属料件进行热处理。所述热处理为真空热处理，所述进行热处理包括将所述金属料件的温度加热至 1000°C 1500°C，并在上述温度下保持0 5小时；对金属料件进行冷却处理，使其回复至常温。在实际应用中，热处理具体包括将锻打后的金属料件置于热处理装置中，在所述热处理装置中可充入可控气氛或保护气氛，例如惰性气体；将温度提高至I000°c、i20(rc、 1300°C或1500°C等，并在上述温度下保持0小时、1小时、2小时或5小时等；对金属料件进行冷却处理，使其回复至常温。其中，所述的冷却处理可以采用空冷方式或水冷方式。通过塑性变形之前的预热处理，可以使得金属料件变得比较软，保证后续塑性变形的均勻性；进而塑性变形可以均勻地使得金属料件中的大晶粒变为微晶粒；而通过塑性变形之后的热处理，可以实现金属材料的再结晶，使得金属材料的内部组织均勻。在进行塑性变形之后，还可以根据所需靶材的尺寸要求，对所述金属料件进行切割处理。接着执行步骤S13，对塑性变形后的金属料件进行热轧。本实施例中，采用热轧工艺对金属料件进行轧制，因此需要对金属料件进行预热， 即对具有一定温度的金属料件进行轧制。本实施例在对金属料件进行塑性变形之后，对金属料件进行热轧，从而可以使得金属料件比较软，在轧制过程中，内部组织和表面组织的压延程度均勻一致，即通过预热处理可以改变钽靶材的内部组织结构，使得钽靶材的内部组织结构上下均勻，没有分层现象。所述热轧包括将塑性变形后的金属料件预热到300°C到800°C之间，并在上述温度下保持0 5小时；采用压延机对所述金属料件进行1次或多次轧制。具体地，对塑性变形后的金属料件进行预热处理，所述预热处理具体包括将金属料件置于热处理装置中，在所述热处理装置中可充入可控气氛或保护气氛，例如惰性气体； 将温度提高本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种钽靶材制作方法，其特征在于，包括：提供金属料件，所述金属料件为钽或者钽合金；对所述金属料件依次进行塑性变形和热轧，制作成靶材。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：姚力军，潘杰，王学泽，周友平，
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：97