溅射靶材的制造方法及溅射靶材技术

本发明专利技术提供一种兼有靶材所要求的结晶特性和背板所要求的机械强度的溅射靶材及其制造方法。本发明专利技术的一实施方式中的溅射靶材的制造方法在形成支撑部(12)时，将金属板(100)维持在规定温度以下的同时对金属板(100)的周边部进行旋转加工。上述规定温度例如可设定为能够抑制由退火效果引起的内部应力的缓和的适宜温度。通过采用旋转加工法形成支撑部，可以对整个支撑部(12)附加应力。由此，可通过加工硬化来实现支撑部(12)的整体的强度提高。另外，由于随着加工而超过支撑部(12)的规定温度的温度上升被阻止，所以可抑制由结晶组织的回复引起的支撑部(12)的硬度下降。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术所涉及一种一体化形成靶材部分和背板部分的溅射靶材的制造方法及溅射靶材。
技术介绍
目前，形成薄膜所用的溅射靶材由圆形或长方形状的平坦的金属板形成，并以一体化接合至背板的状态装入到溅射装置。背板为用于将溅射靶材连接至溅射阴极的金属构件，且内部形成有冷却水的循环通道。采用钎焊、电子束焊接等来接合溅射靶材和背板。然而，采用钎焊的接合由于在溅射时靶材的温度上升因此可能会使靶材和背板产生分离，另一方面，采用电子束焊接的接合在背板上可能产生针孔。 因此，近年来，提出一种一体化形成溅射靶材和背板的技术。例如下述专利文献I记载了通过对由金属或合金组成的单一板材(Plank)进行深拉深加工，从而制造具有靶材部分和支撑该靶材部分的支撑部分的溅射靶材的方法。通常，溅射靶材要求用于溅射成膜的均质且正常的再结晶组织等。另一方面，背板要求能耐受冷却水压的强度。专利文件I记载的方法如下制作对靶材部分的结晶特性进行控制的坯料，并通过对该坯料的周边部进行冲压加工从而形成支撑部分，由此，由于可以仅对支撑部分实施塑性加工，所以可以良好地维持靶材部分的结晶特性。专利文献I :日本特开平6-158297号公报(段落、、图I)然而，在专利文件I记载的方法中，认为很难形成具有背板所要求的机械强度的支撑部分。即，虽然上述支撑部分通过由冲压加工而承受压缩应力及弯曲应力从而预测到通过加工硬化而提高硬度，但是例如在铝合金的情况下，由于在加工时产生热而无法避免支撑部分的结晶组织的回复或再结晶，所以认为不能得到所期望的硬度。另外，采用冲压进行深拉深由于考虑到在靶材部分和支撑部分的边界部应力集中，所以很难对遍及支撑部分的全部区域赋予所期望的强度。
技术实现思路
鉴于以上情况，本专利技术的目的在于提供一种兼有靶材所要求的结晶特性和背板所要求的机械强度的溅射靶材及其制造方法。为了达到上述目的，本专利技术的一方式中的溅射靶材的制造方法包括形成组织控制的圆盘状的金属板的工序。通过将所述金属板维持在规定温度以下的同时利用旋转加工使所述金属板的周边部拉深变形，从而在所述金属板的周边部形成环状的支撑部。另外，本专利技术的一方式中的溅射靶材具有圆板状的靶材部和环状的支撑部。所述靶材部由组织控制的金属材料形成，且具有第一硬度。所述支撑部具有为所述第一硬度的I. 2倍以上的第二硬度，且通过对所述靶材部的周围进行旋转加工而形成。附图说明图I是本专利技术一实施方式中的溅射靶材的截面图；图2是上述溅射靶材的平面图；图3是对上述溅射靶材的制造方法进行说明的旋转加工装置的简要侧视图。符号说明10溅射靶材11靶材部12支撑部 20旋转加工装置21模具100金属板具体实施例方式本专利技术的一实施方式中的溅射靶材的制造方法包括形成组织控制的圆盘状的金属板的工序。通过将所述金属板维持在规定温度以下的同时利用旋转加工使所述金属板的周边部拉深变形，从而在所述金属板的周边部形成有环状的支撑部。组织控制的圆盘状的金属板是指控制作为溅射靶材所要求的金属组织、结晶组织和结晶方位等的金属板，上述金属板在成膜时形成承受溅射作用的靶材部。并且，所述支撑部在金属板的周边部一体化形成，且作为在内部导入冷却水的背板发挥作用。在上述溅射靶材的制造方法中，在形成支撑部时，将上述金属板维持在规定温度以下的同时对上述金属板的周边部进行旋转加工。上述规定温度例如可设定为能够抑制由退火效果引起的内部应力的缓和的适宜温度。通过采用旋转加工法形成支撑部，可以对整个支撑部附加应力。由此，可以通过加工硬化来实现支撑部整体的强度提高。另外，由于随着加工而超过支撑部的规定温度的温度上升被阻止，所以可抑制由结晶组织的回复引起的支撑部的硬度下降。如上所述，根据上述溅射靶材的制造方法，可以形成相对于上述靶材部的硬度具有I. 2倍以上硬度的支撑部。由此，可以得到兼有靶材所要求的结晶特性和背板所要求的机械强度的溅射靶材。上述规定温度根据构成金属板的金属材料、组成等可以适宜地设定。例如，在金属板由铝或铝合金形成的情况下，上述规定温度可以设为130°C。通过在130°C以下对金属板进行旋转加工，可以稳定地形成具有所期望的硬度或机械强度的支撑部。对金属板进行温度管理的同时进行加工的方法不作特别限定，在一实施方式中，由旋转加工使所述金属板的周边部拉深变形，并冷却所述金属板，进一步由旋转加工使所述金属板的周边部拉深变形。如此,通过交替进行加工和冷却,可以抑制随着加工的温度上升同时使支撑部变形为所期望的形状。所述金属板的冷却中，可以对金属板进行直接冷却，也可以通过冷却保持金属板的模具从而对金属板进行间接冷却。本专利技术的一实施方式中的溅射靶材具有圆板状的靶材部和环状的支撑部。上述靶材部由组织控制的金属材料形成，且具有第一硬度。上述支撑部具有为所述第一硬度I. 2倍以上的第二硬度，且通过对上述靶材部的周围进行旋转加工而形成。根据上述溅射靶材，可以满足靶材所要求的结晶特性和背板所要求的支撑部的机械强度下面参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。 图I及图2是本专利技术的一实施方式所涉及的溅射靶材的截面图及平面图。本实施方式的溅射靶材10整体形成为近似浅盘形状，并具有靶材部11和支撑部12。这些靶材部11及支撑部12由相同的金属材料组成,并通过使金属板拉深变形从而一体化形成。靶材部11具有圆板形状，并由组织控制的金属材料形成，靶材部11由铝或铝合金形成,在本实施方式中，由铝铜合金(A1-0. 5% Cu)形成。而且，形成靶材部11的金属材料不限于上述例子，可以使用作为溅射靶材所用的其它金属或合金材料。靶材部11被预先控制作为溅射靶材所要求的结晶组织、结晶方位。所述结晶组织通常为微细且均匀的再结晶组织，但是根据所要求的靶材质量控制为最适合的组织状态。如此，经由锻造和轧制等的规定的塑性加工及规定的热处理来制造组织控制的金属板。靶材部11的直径根据规格被设定为适宜的尺寸。在本实施方式中，靶材部11形成为直径300mm 700mm,当然不限于此。对靶材部11的厚度也不作特别限定，在能耐受溅射时导入的冷却水的压力，并且在不妨碍支撑部12等的形成的范围内适宜地设定。在本实施方式中，以20mm 50mm的厚度形成靶材部11。支撑部12沿靶材部11的周围形成为环状。如后所述通过对靶材部11的周围进行旋转加工从而形成支撑部12。因此，支撑部12由通过承受塑性加工而引起的加工硬化使硬度上升，支撑部12的硬度高于靶材部11的硬度。尤其是，如后所述支撑部12通过在温度管理的状态下承受旋转加工，从而具有为靶材部11的硬度的I. 2倍以上的硬度。支撑部12具有作为背板将靶材部11连接至图中未示出的溅射装置阴极的功能。在靶材部11的背面侧，由支撑部12形成有规定容积的空间部13。在本实施方式中，通过在该空间部13导入冷却水，可抑制在溅射时靶材部11的过度的温度上升。在本实施方式中，为了提高溅射靶材10的装拆作业性，在支撑部12的前端处形成有法兰部12a。在法兰部12a上适宜地形成有螺栓等的安装孔。另外，在法兰部12a底面侧可以形成有安装密封圈的环状槽。而且，法兰部12a的形成不是必须的，也可以省略。支撑部12具有从靶材部11 一侧直径渐渐增加的圆锥台形状，但其形状不作特别限定，例如可以为圆柱形状。另外，对支撑部1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：萩原淳一郎，东秀一，神原正三，
申请(专利权)人：株式会社爱发科，
类型：发明
国别省市：