| 主权项 |
1.一种铜合金溅射标靶,其基本上由以下所组成: 小于或等于约99.99重量%之铜; 至少一种选自由Cd,Ca,Au,Ag,Be,Li,Mg,Al,Pd,Hg,Ni,In,Zn,B,Ga ,Mn,Sn,Ge,W,Cr,O,Sb,Ir,P,As,Co,Te,Fe,S,Ti,Zr,Sc,Si,Pt,Nb,Re、Mo 及Hf组成之群之合金元素,存在标靶中至少一种合 金元素之总量为以重量计至少100 ppm至小于10%,该 标靶之硬度为至少40 HB;及 其平均晶粒大小小于1微米,其晶粒大小均匀性标 准差在标靶内小于或等于约15%(1希格玛)。 2.如申请专利范围第1项之标靶,其晶粒大小均匀性 标准差在标靶内小于或等于约10%(1希格玛)。 3.如申请专利范围第1项之标靶,其硬度均匀性标准 差在整个标靶内小于约5%(1希格玛)。 4.如申请专利范围第3项之标靶,其中硬度均匀性标 准差小于约3.5%(1希格玛)。 5.如申请专利范围第1项之标靶,其中该标靶为单块 的。 6.如申请专利范围第1项之标靶,其扩散结合至背衬 板,该扩散结合之结合降伏强度大于约15 ksi。 7.如申请专利范围第1项之标靶,其取向分布函数( ODF)小于约15倍任意値。 8.如申请专利范围第1项之标靶,其取向分布函数( ODF)小于约5倍任意値。 9.如申请专利范围第1项之标靶,其主要晶粒取向并 非(220)。 10.如申请专利范围第1项之标靶,其中该至少一种 合金元素系选自Ag,Al,In,Zn,B,Ga,Mg,Sn,Ge,Ti及Zr组成之 群。 11.如申请专利范围第1项之标靶,其中该等合金元 素之总量为1000 ppm至小于约2%。 12.一种铜合金溅射标靶,其基本上由以下所组成: 小于或等于约99.99重量%之铜;及 至少一种选自由Cd,Ca,Au,Ag,Be,Li,Mg,Al,Pd,Hg,Ni,In,Zn,B,Ga ,Mn,Sn,Ge,W,Cr,O,Sb,Ir,P,As,Co,Te,Fe,S,Ti,Zr,Sc,Mo,Si,Re,Pt,Nb 及Hf组成之群之合金元素,存在标靶中至少一种合 金元素之总量以重量计至少100 ppm至小于10%,该标 靶之平均晶粒大小为1微米至约20微米,且其晶粒大 小均一性之标准差在整个标靶内小于约15%(1希格 玛)。 13.如申请专利范围第12项之标靶,其中该晶粒大小 均一性标准差小于约10%(1希格玛)。 14.如申请专利范围第12项之标靶,其硬度为至少约 40 HB。 15.如申请专利范围第12项之标靶,其硬度均一性包 含在整个标靶内小于约1希格玛之5%之硬度标准差 。 16.如申请专利范围第12项之标靶,其中该标靶为单 块的。 17.如申请专利范围第12项之标靶,其扩散结合至背 衬板,该扩散结合之结合强度大于约15 ksi。 18.如申请专利范围第12项之标靶,其取向分布函数( ODF)小于约15倍任意値。 19.如申请专利范围第12项之标靶,其取向分布函数( ODF)小于约5倍任意値。 20.如申请专利范围第12项之标靶,其主要晶粒取向 并非(220)。 21.如申请专利范围第12项之标靶,其中该至少一种 合金元素系选自由Ag,Al,In,Zn,B,Ga,Mg,Sn,Ge,Ti及Zr组成 之群。 22.如申请专利范围第12项之标靶,其中该等合金元 素之总量为1000 ppm至小于约2%。 23.一种单块溅射标靶,其基本上由铜及小于或等于 10重量%之合金元素总量组成,该等合金元素系选自 由Cd,Ca,Au,Ag,Be,Li,Mg,Al,Pd,Hg,Ni,In,Zn,B,Ga,Mn,Sn,Ge,W,Cr,O, Sb,Ir,P,As,Co,Te,Fe,S,Ti,Zr,Sc,Mo,Si,Re,Pt,Nb及Hf组成之群 之元素;该标靶具有约15微米至约50微米之平均晶 粒大小及至少40 HB之硬度。 24.如申请专利范围第23项之单块标靶,其中该合金 元素之总量小于或等于约2重量%。 25.如申请专利范围第23项之单块标靶,其包含至少 99.99重量%之铜。 26.一种结合溅射标靶,其基本上由铜及小于或等于 10重量%之合金元素总量组成,该等合金元素系选自 由Cd,Ca,Au,Ag,Be,Li,Mg,Al,Pd,Hg,Ni,In,Zn,B,Ga,Mn,Sn,Ge,W,Cr,O, Sb,Ir,P,As,Co,Te,Fe,S,Ti,Zr,Sc,Mo,Si,Re,Pt,Nb及Hf组成之群 的元素;该标靶以至少约15 ksi之结合强度扩散结合 至背衬板,且该标靶之平均晶粒大小为约15微米至 约50微米。 27.如申请专利范围第26项之结合标靶,其中该至少 一种元素系选自由Ag,Al,Sn及Ti组成之群。 28.如申请专利范围第26项之结合标靶,其中该等合 金元素之总量小于或等于约2重量%。 29.如申请专利范围第26项之结合标靶,其包含至少 99.99重量%之铜。 30.一种形成单块溅射标靶之方法,其包含: 提供基本上由铜及小于或等于10重量%之一或多种 合金元素之总量组成之铜坯,该等合金元素系选自 由Cd,Ca,Au,Ag,Be,Li,Mg,Al,Pd,Hg,Ni,In,Zn,B,Ga,Mn,Sn,Ge,W,Cr,O, Sb,Ir,P,As,Co,Te,Fe,S,Ti,Zr,Sc,Mo,Si,Re,Pt,Nb及Hf组成之群 之元素; 加热铜坯至至少约900℉之温度并维持此温度至少 约45分钟; 以至少约50%之高度减少率热锻造铜坯以形成锻造 块; 冷轧锻造块至至少约60%之减少率以形成靶心; 加热靶心以引起再结晶并形成平均晶粒大小小于 约100微米之最终晶粒取向;及 将靶心形成单块标靶形状。 31.如申请专利范围第30项之方法,其进一步包括热 锻造后之水淬火。 32.一种形成单块溅射标靶之方法,其包含: 提供含至少99.99重量%之铜之铜坯; 加热铜柸至至少约900℉之温度并维持在此温度至 少约45分钟; 以至少约50%之高度减少率热锻造铜坯以形成锻造 块; 进行锻造块的等径转角挤压; 冷轧锻造块至至少约60%之减少率以形成靶心; 加热靶心以引起再结晶并形成平均晶粒大小小于 约100微米之最终晶粒分布;及 将靶心形成单块标靶形状。 33.如申请专利范围第32项之方法,其中该平均晶粒 大小小于或等于约50微米。 34.如申请专利范围第32项之方法,其中该平均晶粒 大小小于或等于约15微米。 35.一种形成结合溅射标靶之方法,其包含: 提供含至少99.99重量%之铜之铜坯; 加热铜柸至至少约900℉之温度并维持在此温度至 少约45分钟; 以至少约50%之高度减少率热锻造铜坯以形成锻造 块; 进行锻造块的等径转角挤压; 冷轧锻造块至至少约50%之减少率以形成靶心;及 将靶心结合至背衬板。 36.如申请专利范围第35项之方法,其中该结合在引 起再结晶并形成平均晶粒大小小于约100微米之最 终晶粒分布之温度下进行。 37.如申请专利范围第35项之方法,其中该结合产生 至少15 ksi之强度之结合。 38.一种形成结合溅射标靶之方法,其包含: 提供基本上由铜及小于或等于10重量%之一或多种 合金元素之总量组成之铜坯,该等合金元素系选自 由Cd,Ca,Au,Ag,Be,Li,Mg,Al,Pd,Hg,Ni,In,Zn,B,Ga,Mn,Sn,Ge,W,Cr,O, Sb,Ir,P,As,Co,Te,Fe,S,Ti,Zr,Sc,Mo,Si,Re,Pt,Nb及Hf组成之群 之元素; 加热铜柸至至少约900℉之温度并维持此温度至少 约45分钟; 以至少约50%之高度减少率热锻造铜坯以产生锻造 块; 冷轧锻造块至至少约50%之减少率以形成靶心;及 将靶心结合至背衬板。 39.如申请专利范围第38项之方法,其中该结合在引 起再结晶并形成平均晶粒大小小于约100微米之最 终晶粒分布之温度下进行。 40.如申请专利范围第38项之方法,其中该热锻造包 含: 最初之加热; 部分之高度减少;及 至少一次再加热及额外之高度减少。 41.如申请专利范围第38项之方法,其进一步包含在 该冷轧前执行等径转角挤压。 42.一种形成含铜溅射标靶之方法,其包含: 提供纯度至少99.99%之铜的Cu坯; 以至少约40%之高度减少率在高于300℃之温度热锻 造Cu坯以形成锻造块; 水淬火锻造块; 执行包括下列项目之挤形过程: 将锻造块通过等径转角挤压(ECAE)至少4次;及 含1或2次在至少一些至少4次通过间之中间退火之 热处理,且在挤压过程中将ECAE模至约125℃至约225 ℃之温度; 在挤压过程后,冷轧至小于90%之减少率以形成靶心 ;及 将靶心形成平均晶粒大小为1微米至约50微米及硬 度至少为40 HB之标靶。 43.如申请专利范围第42项之方法,其进一步包含在 水淬火前溶液化该锻造块,该溶液化包含加热该锻 造块至至少约500℃之温度并维持此温度至少60分 钟。 44.如申请专利范围第42项之方法,其进一步包含加 热该靶心以再结晶化该铜并在靶心内形成最终晶 粒分布,该最终晶粒分布之平均晶粒大小为约1至 约20微米,其中该将靶心形成标靶形成单块标靶。 45.如申请专利范围第42项之方法,其中在整个靶心 内存在均一之晶粒大小分布,该均一晶粒大小之标 准差小于15%(1希格玛)。 46.如申请专利范围第42项之方法,其中该Cu坯之纯 度为至小约99.999%之铜。 47.一种形成铜合金溅射标靶之方法,其包含: 提供基本上由小于99.99%之铜及至少一种选自由Cd, Ca,Au,Ag,Be,Li,Mg,Al,Pd,Hg,Ni,In,Zn,B,Ga,Mn,Sn,Ge,W,Cr,O,Sb,Ir,P ,As,Co,Te,Fe,S,Ti,Zr,Sc及Hf组成之群之元素,存在该Cu坯 中该等至少一种合金元素之总量以重量计为至少 100 ppm至小于10%; 以至少约40%之高度减少率在高于300℃之温度热锻 造Cu坯以形锻造块; 执行包括下列项目之挤压过程: 将锻造块通过等径转角挤压(ECAE)至少4次;及 包含1次或同时在挤压过程中加热ECAE模之热处理, 及在至少一些至少4次通过间在约120℃至约325℃之 温度至少1小时之时间的中间退火; 在挤形过程后,冷轧至小于约90%之减少率以形成靶 心;及 将靶心形成标靶。 48.如申请专利范围第47项之方法,其中该挤形过程 包含加热该ECAE模至约125℃至约325℃之温度。 49.如申请专利范围第47项之方法,其进一步包含在 该挤形过程之前藉加热至至少约500℃之温度并维 持此温度至少约60分钟溶液化该锻造块。 50.如申请专利范围第47项之方法,其中该标靶之平 均晶粒大小为1微米至约20微米。 51.如申请专利范围第47项之方法,其中该标靶之平 均晶粒大小为小于1微米。 52.如申请专利范围第47项之方法,其中在整个靶心 中存在均一之晶粒大小分布,该均一晶粒大小之标 准差小于15%(1希格玛)。 图式简单说明: 图1为描绘根据本发明一项观点之加工方法一般概 观之流程度。 图2描述在根据本发明最初加工步骤之正方坯。 图3为以等径转角挤形装置处理之材料的剖面图。 图4显示利用等径转角挤形加工之种种铜及铜合金 之降伏强度及极限抗张强度相较晶粒大小为40微 米之标准6N铜及相较种种背衬板之比较。 图5为99.9999%之铜材料(6N)在根据本发明之一项观点 之等径转角挤型及随后在250℃退火5小时后晶粒大 小分布及纹理之影像EBSD/SEM图。 图6显示图5中影像之材料的晶粒区域分布。材料 之平均晶粒大小为约6微米。 图7显示如EBSD及光学显微镜所测得产生之平均晶 粒大小为退火处理之函数。退火处理在已受六次 通过路径D之等径转角挤型之以0.53重量Mg合金化之 铜的铜材料上执行。 图8显示图7之Cu 0.53重量% Mg之ECAE材料在300℃退火2 小时后之EBSD/SEM图。 图9为图7之Cu 0.53重量% Mg之ECAE材料在450℃退火1.5 小时后之EBSD/SEM图。 图10显示利用光学显微镜得到图9材料之影像。 图11为描绘根据本发明一项观点之标靶晶粒大小 及纹理测量之取样图。 |
