[发明专利]一种钛靶材晶粒细化的方法及钛靶材

说明书

本发明提供了一种钛靶材晶粒细化的方法及钛靶材，所述方法包括以下步骤：(1)在400‑500℃下对钛靶材进行预热；(2)将步骤(1)所得钛靶材进行三向锻造；(3)冷却步骤(2)所得钛靶材，得到晶粒尺寸为10‑20μm的钛靶材。本发明提供的方法专用于钛靶材的晶粒细化，改善了钛靶材溅射性能和溅射环境，提升了镀膜质量的同时简化了工艺流程，降低了加工成本。

技术领域

本发明属于靶材制造技术领域，涉及一种靶材晶粒细化的方法，尤其涉及一种钛靶材晶粒细化的方法及钛靶材。

背景技术

磁控溅射技术是制备薄膜材料的关键技术之一，高纯钛溅射靶材是磁控溅射工艺中的关键耗材，具有广阔的市场应用前景。钛靶材作为高附加值的镀膜材料，在化学纯度、组织性能等方面均具有严格的要求。其中晶粒尺寸大小除了影响溅射速率外，还会影响镀膜质量。

CN 109338314A公开了一种超细晶铜锰合金靶材的加工方法，所述方法主要包括如下步骤：(1)对铜锰合金铸锭进行高温锻造开坯；(2)对步骤(1)所得物进行150-250℃多轮次低温三向锻造；(3)对步骤(2)所得物在425-475℃进行再结晶热处理；(4)对步骤(3)所得物进行多次冷变形+回复退火，得到超细晶铜锰合金靶材。所述发明得到的铜锰合金靶材寿命可达3000kwh，平均晶粒尺寸在1μm以下，维氏硬度超过140HV，(220)取向百分比超过80％，有效提高了靶材的利用率，满足了集成电路28nm及以下工艺制程的要求。然而所述发明仅适用于铜锰合金靶材，无法用于钛靶材的晶粒细化。

CN 102002656A公开了一种细化析出或弥散强化型块体铜合金晶粒的方法，所述方法将高强高导电铜合金铸锭或热变形材切割成矩形块状，放入炉中加热到800-860℃保温40-120min水淬冷却后，在室温分别沿矩形块的X轴、Y轴、Z轴三个方向依次进行多道次、多轴压缩变形，控制每道次真应变量为0.2-0.6，当累积真应变量达到1.2以上时，在600-800℃进行退火再结晶，即可获得平均尺寸0.5-3μm的超细晶粒铜合金块。所述发明有效克服了现有技术在细化高强高导电铜合金晶粒时存在的模具损伤严重、动力要求过高、难以制备块体材料的难题；可制备大件致密超细晶粒高强高导电铜合金材料，具有良好的工业应用前景。然而所述发明同样存在无法用于钛靶材晶粒细化的问题，适用范围较为有限。

由此可见，如何提供一种专用于钛靶材晶粒细化的方法，改善钛靶材溅射性能和溅射环境，提升镀膜质量的同时简化工艺流程，降低加工成本，成为了目前本领域技术人员迫切需要解决的问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种钛靶材晶粒细化的方法及钛靶材，所述方法专用于钛靶材的晶粒细化，改善了钛靶材溅射性能和溅射环境，提升了镀膜质量的同时简化了工艺流程，降低了加工成本。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种钛靶材晶粒细化的方法，所述方法包括以下步骤：

(1)在400-500℃下对钛靶材进行预热；

(2)将步骤(1)所得钛靶材进行三向锻造；

(3)冷却步骤(2)所得钛靶材，得到晶粒尺寸为10-20μm的钛靶材。

本发明通过依次进行的预热、三向锻造与冷却，将钛靶材的晶粒尺寸细化至10-20μm，工艺流程简单，提升了加工效率，降低了加工成本，且400-500℃的预热温度实现了钛靶材的充分预热，同时避免了温度过高造成的资源浪费，所得钛靶材改善了溅射性能和溅射环境，提升了镀膜质量。

本发明中，步骤(1)所述预热的温度为400-500℃，例如可以是400℃、410℃、420℃、430℃、440℃、450℃、460℃、470℃、480℃、490℃或500℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。