TWI308931B - Aluminum-based target and process for manufacturing the same - Google Patents

Description

1308931 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種藉由鋁合金所造成之鋁系標靶，特 別疋關於一種具有大面積之大型之鋁系標靶。 【先前技術】 近年來，藉由鋁系標靶所形成之鋁合金薄臈係使用在 構成例如液晶顯示器之薄膜電晶體等之半導體元件時之配 線形成。該鋁系標靶之需要係有隨著近年來之電子.電氣製 品之需要增加而更加增加之傾向發生。接著，在半導體元 件之製造，使得一纟大量地製造4有非常冑密構造之半導 體疋件之技術之進行，變得顯著。具體地說，使用具有非 常大面積之標輕，進行機鑛，呈大面積地形成配線形成用 薄膜，進行一度製造大量之半導體元件之技術。 現在，在該半導體元件之製造領域，將使用及製造具 備y50mmx980mm之面積之標靶（第4世代）予以進行， 但疋，今後，使用大約25〇〇mmx25〇〇mm級之大面積之標 乾之计畫係成為目標。為了實現此種半導體製造技術之進 展，因此，必須能夠提供非常大面積之大型標靶。 作為對於該躲之A型化（大面積化）之對應係採用： 例如藉由大型之連續禱造裝置或壓延機等而製造寬幅之標 靶構件之方法或者是接合複數個之壓延成為既定厚度之標 鞋·構件之方法。 但是，在使用大型之連續鑄造裝置或壓延機時，無法 避免叹備成本之增大，不容易進行多品種標把之製造，也

2169-6747-PF 1308931 就是不容易製造具有要求之組成之各個種類之標乾材。 另一方面，在藉由接合複數個之小面積之標靶構件而 製&大面積之標靶材之狀態下，瞬間地熔融接合部分而進 行可熔接之電子束熔接（參考專利文獻1)。該電子束熔 接係炫融縣構件之接合部分，因此，會有容易由於合成 組成來產生許多之飛濺而在熔接部形成稱為氣孔之空洞之 傾向發生。假設在使用具有此種氣孔之某個接合部之標靶 而進行薄狀形成時’使㈣鍍時之放電穩定性變差，影 響到穩定之薄膜形成。此外’在藉由電子束熔接所接合之 標粗，由於熔融凝固之影響而也有所謂容易在標把本身產 生彎曲之問題發生。 此外，有隨著標靶之大型化而使得標靶厚度也變厚之 向發生仁疋，由熔接能之觀點來看的話，則預測在電 子束熔接之對應，變得更加困難。此外，在該電子束熔接， 必須在熔接時’使得氣氛成為真空，不適合於用以製造大 面積之標托’製造成本之低廉化也變得困冑，不容易以低 成本’來供應大型化之標把。 【專利文獻1】日本特開平u_ 138282號公報 【發明内容】 本發明係將以上之情況作為背景而完成的；以提供下 -世代之大型㈣，作為㈣，特別是提供—種成為低成 本並且極力地減少例如氣孔之内部缺陷、無彎曲產生之大 面積之鋁系標靶及其製造方法。 為了解決前述課題，因此，本發明人們係全心地檢討 2169-6747-PF 6 1308931 接合複數個標靶而製造大型標靶之技術，結果，發現能夠 以低成本製造大面積之鋁系標靶材並且内部缺陷非常少之 技術，以致於想到本發明。 本發明係由複數個鋁合金標靶構件所構成之銘系標 靶，其特徵在於：具備藉由摩擦攪拌接合法而接合鋁合金 標無構件之接合部。 本發明之銘系標靶係在其接合部，内部缺陷、也就是 例如氣孔之空洞變得極為少，接合部之歪斜變少，因此， 在標靶本身，不容易產生彎曲。接著，採用摩擦攪拌接合 法，因此，製造成本變得比較便宜，可以便宜地提供本發 明之大面積之鋁系標靶。接著，在接合部，氣孔變少，因 此，濺鍍時之放電變得穩定，即使是在大面積，也可能均 勻地實現形成之薄膜之組成或厚度。此外，接合時之氣氛 係可以進行於大氣中，因此，能夠容易提供大型標靶。 本發明之所謂摩擦攪拌接合法係藉由固相狀態而接合 材料。具體地說，成為抵接標靶構件間之狀態，藉由在該 抵接之部分以既定深度來插入稱為星形桿之圓柱狀物體 (探針）之狀態，進行旋轉，同時，藉由沿著接合線，進 行移動，而接合標無構件。 接著，本發明之鋁系標靶係成為在其接合部來分散直 徑ΗμΓΠ以下之析出物之組織。在習知之電子束熔接在 熔接部，纟易產生偏析，有母材之組成和熔接部之組成呈 不同之傾向發生’在對於此種電子束熔接之標靶進行濺鍍 所形成之薄膜，產生所謂薄膜之均—性之問題、也就是薄

2169-6747-PF 7 1308931 ::::或厚度變得不均勻之擔心。另-方面，本發明之 等母材係例如呈現分散金屬間化合物或石炭化物 〜組織’但是’也在其接合部，成為分散0加 部以外之二之冋樣程度之析出物之組織，幾乎相同於接合 本發ϋ母材之組織，進行高度均—性之薄膜之形成。 録、銘和鐵中之至少丨種以μ金&好疋使用含有 者。此夕卜^ 乂上之兀素並且殘餘部成為鋁 有此外，還可以含有碳。π入 * JLJ Λ ^ X ，可以3有石夕或斂。由於 在成為包含鎳、鈷、鐵或 攪拌接人„主 7次者是敍之銘合金時’在摩擦 運動當之黏度’成為適合於星形桿之旋轉 :動：之摩擦狀態並且分散析出物的標把構 =、姑、鐵或石夕或者是敍之含有量係最好是〇. %’但是，特別是在含有錄、結……、〇原子

素之狀態下，最好是〇.5〜7 乂 1種以上7G 古县士 A Λ .0原子％。此外，最好是矽含 料0/〜2.G原子％，或者是钕含有量成為（M〜30 原子％。此外，在含有碳時 所謂該碳化物發揮潤滑劑之 ：，、為認為具有 有量係最好是。.卜二，之效果之縣構件。碳含 碳之石夕或^言，也MU 即使是就相同於該 Π者其析出物發揮作為潤滑劑之功 疋在3有石夕之狀態下，能夠有效地防止形成之紹 合金f膜和石夕間之相互擴散。此外，如果是含有前述元素 之銘合金的話’則成為可以形成具備耐熱性、低電阻性等 之良好之膜特性之薄臈之鋁系標無。 — 『寺 此外，本發明之接合複數個紹合金標把構件所成之|呂

2169-6747-PF 1308931 系標輕係最好是其接合 〜0.1個/cm2。正如士/、有徑5〇〇_以下之氣孔0·01 姑人 本發明，在成為具有氣孔極六鐵丨、 進行高产约Η ί 穩H變得良好’穩定地 不且η相形成。此外’最好是在該接合部， ’、佐超過5〇〇μιη之氣孔。如果藉由且有此錄 陷少之接合部之㈣禪Μ# μ藉由具有此種内部缺 _ ?纪的話，則可以抑制電狐超务+ 機現象而實現更加穩定之濺鑛。 ㈣弧現象或飛 前述本發明之鋁系標靶係 件之某一邊之^由抵接銘合金標靶構 針，在探針“ / 部，配置摩㈣摔炼接用探 在探針和抵接部之間，引起相對之 =熱進而在抵接部分，產生塑性流動，對 ^進仃接合處理，以便於製造鋁系標靶。 2者’該接合處理係最好是由紹合金標㈣件之表面 之兩面側開始進行。作為鋁系標靶之形狀係知道有 矩形板狀、圓形板狀、圓筒形狀等，但h無關於形狀I 不同’最好S在該構件之表面及背面，進行接合處理。 本發明之摩擦授拌接合法係在其接合部，内 得極為少，接合部之歪斜變少，因此，在比較於向來2 之電子束炫接等之時，在標乾本身’不容易產生f曲。t 此，例如在接合複數個矩形板狀鋁合金標靶構件而製造一 個t乾之狀態下’藉由對於抵接該矩形板狀銘合金標乾構 件之某一邊之端面間而形成之抵接部，僅由其單面（鋁人 金標乾構件之表面）側開始，來進行接合處理，而使得押 靶本身之彎曲變小。接著，在對於由該單面（鋁合金標靶

2169-6747-PF 9 1308931 構件之表面）側開始進行接合處理之抵接部，由 (紹合金標㈣件之背面）側開始再度進行接合處^面 可以更加地抑制製造之標靶之彎曲。 、 此外’在本發明之紹系標乾之製造方法，在 =接部之狀態下’相鄰接之抵接部之接合處理係最好是 方:由基端開始至終端為止之探針之移動方向，成為相: 例如在製造大面積之大型鋁系標靶之狀態下 二呈複數次地接合複數個之矩形板狀紹合金標_件二 製“種大型鋁系標靶’因此，最好是正如以下 :個係藉由呈並聯地配置複數個之矩形板狀紹合 :抵接各個矩形板狀紹合金絲構件之某一邊之端面 ‘置=成呈平仃排列之2個以上之抵接部，在抵接部， 之：摩擦授拌熔接用之圓柱狀物體（探針），在由抵接部 :端開始至終端為止，移動該探針，同肖， =之間，弓丨起相對之循環運動，在藉由產生之摩捧^ 在抵接部分產生塑.丨生流動來對於鋁 ： 終端為止之探針之移動方向接二係 ㊉H w 〇、 料㈣方向。在像這樣時， 此夠使仵形成之大型鋁系標靶 係推測可以由各個抵接部之芙心八/传非常小。思個 吝響成為相同狀態。 此外’在本發明之㈣標把之製造方 存在複數個抵接部之狀態下，相鄰接之抵接部之接合:：

2169-6747-PF J308931 係使得由基端開始至終端為止之探針 同方向。 f之移動方向，成為相 正如前面敘述，例如在呈並聯地配置及接合複數 矩形板狀銘合金標乾構件而製造大型銘系標乾之狀 在藉由抵接各個矩形板狀紹合金標_件之某一叙而 :而：：呈平行排列之2個以上之抵接部進行 ^也有效錢得由基端開始至終端為止之探針之移動方 …來成為相反方向。比起前述之移動至相同方向之 =移動’還可以更加地抑制形成之大型㈣縣之弯曲， 也能夠抑制由於接合處理時之產生熱所造成之熱影響。 p述本發明之銘系料之製造方法，最好是在接a 二時，使得探針之每1次旋轉之移動距離，成為05: 。即使是該探針之每1次旋轉之移動未 〇蓴5_:即使是…也容易在接合部，產生氣;： 之=核陷，使得也引起球粒或微粒之產生之傾向變強。 標乾呂系標^之製造方法，最好是使用紹合金 測定所得到1:1 度之成實為9,以上者。該相對密度係實際 例，作…靶之實測在、度姑有標靶之理論密度之比 且垃:Γ 合該相對密度小之銘合金標乾構件時，在 外，生許多之氣孔等之内部缺陷之可能性變高。此 有在接合，滿95%之紹合金標把構件時，會 發生，°纟〇4以外之部分間之密度差變大之傾向 有95r:j* %良好之濺鍍特性。因此，可以藉由使用具 令以上之知祖今 十密度之鋁合金標靶構件而抑制電弧現象

2169-6747-PF 11 1308931 或飛濺現象，形成可以進行良好濺鍍之鋁系標靶。 正如以上，如果藉由本發明的話，則成為極力地減少 例如氣孔之内部缺陷、無彎曲產生之大面積之鋁系標靶^ 因此，即使是藉由濺鍍而形成大面積之薄膜，也能夠實現 涵蓋大面積而使得其薄膜組成或厚度成為極為高之均一性 者。此外，在本發明，來自設備面之限制變少， 、 匕，月b °以低成本，來提供下一世代之大型銘系標乾。 【實施方式】 乂下就本發明之理想之實施形態而進行說明。 第1實施形態：在該第i實施形態，藉由利用摩擦授 拌接合法所造成之狀態（實施例丨）和利用電子束熔接法 所造成之狀態（比較例i)而製造鋁—鎳一碳合金之鋁系 標無，比較其特性。 、 在本實施例1所使用之標靶構件係正如以下而製造。 首先，在碳坩堝（純度99.9%)，投入純度99 99%之鋁， 在膽〜25G(rc之溫度範圍内，進行加熱，來溶解銘。藉 由該碳坩堝所造成之鋁熔解係在氬氣之氣氛中，使得氣氛 壓力成為大氣Μ’來進行銘之熔解。藉由在該熔解溫度， 保持大約5分鐘，在碳坩堝内生成鋁—碳合金後，將其熔 融液投入至碳鑄模’進行放置’而進行自然冷卻及缚造。 在該碳鑄模’取出鑄造之紹—碳合金之禱塊，加入既 定量之純度99.99%之鋁和鎳，投入再熔解用碳坩堝，藉由 加熱至80(TC而進行再熔解，進行大約丨分鐘之攪拌。該 再溶解係也在氬氣氣氛中，使得氣氛壓力成為大氣壓，而

2169-6747-PF 12 1308931 進灯再熔解。在授拌後，藉由將溶融液鑄入至銅水冷鑄模 而得到板形狀之鑄塊。1丄 7鳟模 卜，藉由壓延機而使得該鑄&， 形成複數個之厚度10mni .3 ^ 缉塊 mm、巾田寬400mmx長度6〇〇mm 方形板狀標靶構件。 长 "接著，藉由切割加工而對於該標_之側面，來進 订平面化j進仃摩擦攪拌接合。摩擦授拌接合係以圖1 ( A ) / 丁之狀而進仃。成為抵接2個標把構件τ之側面之狀 態，將市面販賣之麽擒_捣4s|i &人# 之摩擦攪拌接合裝置之星形桿1，配置在 該抵接部分之上部。在圖1(B)，顯示使用之星形桿上之 剖面概略圖’但是，抿搵 ①抵接於軚靶構件之前端部2係前端直 " 圖1(B)中、記载成為各個直徑之數值之單 位係麵）。摩擦授拌接合條件係設定星 (鋼製）成為旋轉速声snn 议办 ^ 1 2 得迷度5〇〇rpm及移動速度300mm/min(每 -次旋轉之移動㈣〇·6_)而進行操作。此外，該星形 桿之前端部係對於標㈣件之表面呈垂直（前端部傾斜〇。） 地抵接而進行。 此外，作為比較係也製作對於侧面進行切割加工來進 行平面化之2個縣構件藉由電子束溶接而進行熔接之標 拓材（比較例D。電子束熔接之條件係加速電壓120kV、 束電流18mA、熔接速度1〇mm/sec。 關於像這樣得到之幅t 8〇〇_長度之標起材 而言’就其接合部之SEM觀察、組織觀察、f曲特性 '侵 蝕觀察及放電特性而進行調查。 讀觀察係就圖2所示之接合部之剖面而進行。在圖

2169-6747-PF 13 1308931 2,顯示由接合部之側面

觀察（倍率100(M立所看到之立體圖。進行SEM 合部之上…二構件τ之-部分“ 由随而觀察溶接:’比較例1之標議 例1之咖觀察之姓果構件間之境界面。將關於實施 規察之、‘果，顯示在圖3〜圖5。

圖3係觀察圖2之A 圖”_圖2之C部分 標乾構件τ側和接合部知：在 之Al3Ni(在相片中、看“成為金屬間化合物之析出物 幾乎並航差異路Γ 點狀之部分）之尺寸之大小’ 、差異發生。該金屬間化合物之析出物（A13Ni)之 大小係0.1〜1〇,直徑者。此外，即使是就成為碳化物之 3 ( 1 〇 1 ΟΟμιη )而言，成為幾乎相同之分布傾向。另 方面’在目6，帛不將進行電子束熔接之標乾材（比較 例1 )之料部之境界予以觀察者，但是，確認溶接部（由 相片中央開始之左側部分）和其附近之標靶材（由相片中 央開始之右側部分）、也就是和母材間之組織係大幅度地 不同。 接著，就接合部J之組織觀察而進行說明。該組織觀 察係藉由氯化銅溶液而對於圖2所示之接合部分，來進行 既定時間之蝕刻，藉著金屬顯微鏡而由標靶材之上部側和 側面側開始，來觀察其表面。將該組織觀察結果，顯示在 圖7及圖8。 在圖7，顯示上部側表面之組織，在圖8，顯示倒面側 表面之組織。由該觀察結果而得知：在標靶構件側和接合 2169-6747-PF 14 1308931 部，在其組織，並無看到大變化。 =此外，在本實施例1之標乾材載置於水平面而調查其 彎曲狀態時明幾乎沒有標靶材之，曲。此外，藉由前 述組織觀察和接合部之目視觀察而確認：也並無由於摩擦 攪拌接合而產生構件之破裂。 接著，就知蝕觀察結果而進行說明。該侵蝕觀察係正

汝圖9所示，藉著由標靶材1〇來切出圓板（直徑2匪X 厚度10mm)之標靶U’裝設在市面販賣之濺鍍裝置（並 未圖不），在以直流4kW之電力來進行6小時之濺鍍後， 取出標靶11，由上方來觀察利用濺鍍來最挖掘材料之部分 E，而進行侵蝕觀察。將其侵蝕觀察結果，顯示在圖1〇及 圖11。 圖10係顯示實施例1者，圖丨丨係顯示比較例1者。 在本實施例1之標靶之侵蝕觀察，在接合部分，幾乎無法 確認氣孔之缺陷。另一方面，在比較例丨之標靶，存在許 多之氣孔（在位處於中央之黑色熔接部分内之所看到之白 斑點狀缺陷）。此外’在測定實施例之接合部之氣孔量時， 得知在相當於大約9cm2面積之部分僅存在/個。調查其他 之侵银部分’結果，得知在實施例1之標靶，不存在超過 500μηι之大直徑之氣孔，直徑5〇〇μιη以下之氣孔之存在係 〇·〇6個/cm2程度。此外，調查複數個之樺靶材’結果， 得知在實施例1之標靶材，以直徑5〇〇μη1以下之氣孔0 〇i 個/ cm〜0_1個/ cm2之量而存在於接合部。另一方面， 在比較例1之標靶之熔接部，調查相同面積，結果，確認

2169-6747-PF 15 1308931 直徑500μιη以下之氣孔係存在10個 此外，該氣孔量係藉由利用金屬顯微鏡，來觀察賤錄處理 2.3W/cm 6小時）後之侵蝕部，而進行測定，能夠 觀察之氟孔之大小係1 μιη以上。 /此外，就濺鑛時之電孤產生而進行調查之結果，來進 行說明。該電弧產生之調查係藉由將前述之實施例i和比 較例1 t才示乾分別裝設在市面販賣之錢鍛裝置（並未圖 示）’以投入電力密度12.3W/cm2之電力，來進行既定時 間之濺鍍，計算在該濺鍍時之所產生之電弧（電壓變化）， 而進行電弧產生之調查。將其結果顯示在表丄。 實施例1 比較例1 貫通熔接 雙面熔接 電弧產生率 (次/分鐘） 3.4 20.4 12.0 【表1】 正如表1所示’得知在實施例1之標靶，不太確認有 電弧現象，進行良好之濺鍍。另一方面，確認在比較例i， 即使是在貫通熔接、雙面熔接之其中某一個標靶，也在比 較於實施例1時，更加在滅鍍中，產生相當多之電孤。此 外’表1中之比較例丨之所謂貫通熔接係表示以前述之電 子束溶接條件’僅由單面側開始來進行電子束熔接接合之 標乾；所謂雙面熔接係表示以相同之電子束熔接條件，在 雙面來進行電子束熔接接合之標靶。 第2實施形態：在此，關於前述第1實施形態之實施 例1之摩擦授拌接合而言，就檢討該條件之結果而進行說 16

2169-6747-PF 1308931 :;:二之摩擦_接合條件。就〜 表2】

此外，摩擦攪拌接合條件 -牛：接合之標…鑛時之電弧產生而進行。將其結果竭 2=2。在相表2時而得知：在^旋轉速度而改璧 星作之移動速度時，在每-次旋轉之移動距離成為0.5 〜一/旋轉之際’成為電弧之產生非常少之結果 5亥結果而認為：作為摩擦㈣接合之條件係星形桿之旋辋 和移動速度間之關係變得重要，即使是每一次旋轉之移動 距離更加小於〇.5Gmm/旋轉，相反地，即使是更加大炉 “0—㈣，也有不容易產生氣孔等之内部缺陷並且也 引起球粒或微粒之產生之傾向變強。

第3實施形態：在該第3實施形態，就檢討在組合複 2169-6747-PF 17 1308931 數個標無構件而製4 人士 取1^大型星形桿之狀態下之接合處理方法 之結果而進行說明。 ~ί" J. 艮據以下所顯示之實施例2及比較例2而說明 就製造之銘系標勤夕缴政+ 知祀之彎曲來進行調查之結果。 該實施例2及比較例2係前述第1實施形態之實施例 1及比較你"和其組成、製造方法、接合處理方法成為相 同條件（以下所顯示之實施例3〜5及比較例3也相同）。 但疋’ ^把構件之大小係厚纟1〇麵、幅寬则軸X長度 12〇〇mm，接合其長邊側而形成幅寬00〇mmx長度12〇〇mm 之大型標靶。 接著，將得到之實施例2及比較例2之各個標乾載置 於水平疋盤上’在標乾端中，特定定盤面和最產生間隙之 部分’測定其間隙之長度’成為其標靶之彎曲值。其彎曲 測定係分成為接合即刻後及續正處理後之二^進行。將 其結果顯示在纟3。此外，該矯正處理細彎曲成為標乾 之凸狀之部分來作為上面，成為標靶兩端载置於枕木之狀 態’藉由冷間沖壓機而由上方開始擠壓，矯正 【表3】 /、弓

2169-6747-PF 18 1308931 例2，無法確認有任何缺陷，但是，在比較例2之 熔接部，認為有微小之破裂發生。 不 接著，說明就關於摩擦授拌溶接法之接合處理 檢討之έ士里貝斤而 接I:: 正如圖12所示，成為關於摩擦攪拌炼 、接合處理順序，進行正如圖12 ( Α)和圖12 ( Β 之2個之接合處理順序。 Τ 1個順序係正如圖12(Α)所示，準備3片長方形 狀之標乾構件（厚度1()mm、幅寬扇mmx長度12⑽贿）: 藉由抵接各個構件之長邊側，進行接合處理，而製造幅寬 9〇〇mmX長度1200mm之大型標靶（實施例3)。相對於此， 正如圖12⑻所示’準備4片之正方形狀之標靶構件（厚 度10mm、幅寬450mmx長度6〇〇mm)，配置及組合成為「田」 子型，製造相同面積之大型標靶（比較例3)。接合處理 條件係相同於帛丨實施形態所示之條件。此外，實施例3 之接合處理係正如在圖12(A)之箭號所示，在相同方向 移動星形桿’進行抵接部之接合，首先接合標靶構件T1 和T2’然後，在T2,排列及接合T3。另一方面，比較例 3之接合處理係首先沿著箭號方向，移動星形桿，來接合 標靶構件Τ1及Τ2和標靶構件Τ3及Τ4，然後，抵接長方 形狀之2個構件（Τ1 —Τ2、Τ3—Τ4)，在圖面所示之箭號 方向，移動及接合星形桿。此外，在該實施例3及比較例 3之接合處理，僅由單面侧開始，來施行摩擦攪拌熔接。 將測定該改變接合處理順序之標靶之彎曲之結果，顯示在

表4 〇 2169-6747-PF 19 1308931 表4】

___J2__| 後 ^0 之狀Ϊ該表4所示之弯曲^^7^正處理係相同於表3 =。在看到表4時而得知:確認實施例： 順序者係彎曲比較小。此 按《處理 在n # 在實施例3之狀態下，必須 I正处理時在對於T1及τ2和τ3及τ4之長方妒 :之構件來進行接合處理後，進行第1次橋正處理，並且: 在接合該绩正處理之2你 恩之2個構件而形成大型標乾後，進行綠 正處理。相對於此，在實祐 滑 3之順序，在形成大型標靶 限定藉由僅進行1次之橋正處理而變得充分。 >接著，說明就摩擦授拌炫接之星形桿之移動方向來進 行檢时之結果。在此，g廿脚n f 呈並聯地配置及組合在圖12 (A) 所說明之3片之長方形狀桿 知郵構件（厚度10mm、幅寬 300mmx長度 1200mm)，製造 田寬90〇mmx長度12〇0ιηηι 之大型標靶。作為星形桿之移動方向係正如圖13(。”斤 示、對於2個抵接部而成為相同方向（相同於圖i2(a)) 之狀態（實施例4)以及正如圖13 (d)所示、在η和η 之抵接部及T2和T3之抵接部來進行接合處理而使得星形 桿之移動成為逆方向（實施例5)。就該實施例4及5而 言，將測定其，曲之結果，顯示在表5。此外，在該實施 例4及5之接口處理，僅由單面側開始，來施行摩擦授掉 2169-6747-PF 20 1308931 熔接。 【表5】 標把之彎曲（mm ) 接合後 矯正處理後 實施例4 13 10 實施例5 10 8 正如表5所示’得知在相同形狀之大型標靶，比起使 付星形桿移動於相同方向之狀態，還使得移動於相反方向 之狀態、其彎曲變得更加小。 此外，說明就接合處理施行於兩面側之狀態和施行於 單面側之狀態來進行檢討之結果。在此，正如2所示， 在對於2片之標把構件（厚冑1〇mm、幅寬則麵X長度 120〇mm)之抵接部來僅進行單面侧（表面側）之接合處理 之狀態（實施例6)以及對於兩 r J "、兩面（表面和背面）來進行 接合處理之狀態（實施如"），分別形成標乾，測 曲。將其結果顯示在表6。 双〇 j

----_ 之結果而得知：由a z ， 由兩面側開始進行接合處 曲比較小。此夕卜，丄，__ …叫間闻始進行接合肩 係標把之彎曲比較小。此外，由兩；v, 宙兩面側開始進行接z

者係接合後之彎曲本身變小，因此，卢F ^此，谷易進行矯正扇 2169-6747-PF 21 1308931 第4實施形態：在該第4實施形態，說明就進行摩擦 攪拌接合所得到之標靶之標靶構件之製造方法之不同來^ 行檢討之結果。 在該第4實施形態，藉由以下所顯示之6種製造方法 而形成2片（厚度8mm、幅寬152 4mmx長度5〇8mm)之 標靶構件，進行僅單面側之接合處理（相同於前述實施例 1之狀態之同樣條件），製作各個標靶。此外，作為標靶 構件之組成係成為A1 — 3原子％ Ni _ 0.3原子％ C — 2原子 % Si、A1— 2原子％Ti、A1- 2原子％Nd之三種。 熔解法：藉由相同於前述實施例丨所示者之同樣條 件，而製造組成A1- 3原子％Ni - 0.3原子％ C - 2原子％

Si之標靶構件，對於這個進行接合處理。A1_ 2原子％Ti 和A1 — 2原子％ N d之組成之標靶構件係除了藉由真空熔解 而進行材料之熔解以外，其餘係相同於實施例丨，製造標 乾構件。 熱間冲壓法.在尺寸157.4mmx513.0mmxl〇nim之碳 模’使用A1粉、Ni粉、c粉、Si粉、Ti粉、Nd粉，適當 地填充成為既定組成之混合粉’在5751、壓力2〇〇kg/ 2 cm、Ar氣氛中，進行丨小時之熱間沖壓。接著，在沖壓 後’加工成為既定之形狀。 熱間等方壓成形法：在尺寸157.4mmx513.0mmxl0mm 之HIP用模，使用A1粉、Ni粉、C粉、Si粉、Ti粉、Nd 粉’適當地填充成為既定組成之混合粉，在575°C、壓力 1000kg/cm2’進行1小時之熱間等方壓成形。接著，然後，

2169-6747-PF 22 1308931 加工成為既定之形狀。 、♦間等方壓成形法.在尺寸157.4mmx5 13.Ommx 10mm 之cip用模，使用A1粉、Ni粉、c粉、^粉、^粉、則 粕適®地填充成為既定级成之混合粉，在室溫、壓力 1000kg/cm2,進行i小時之冷間等方壓成形。接著，然後， 加工成為既定之形狀。 冲壓法.在尺寸157.4mm><5 13.0mmx l〇mm之模具，使 用A1粉、Nl粉、c粉、以粉、们粉、Nd粉，適當地填充 成為既定組成之混合粉，在室溫、壓力1〇〇〇kg/cm2，進 打5分鐘之沖壓成形。接著，在沖壓後’加工成為既定之 形狀。 ^壓一熱間等方壓成形法：該製法係組合前述沖壓禾 熱間等方壓成形法而製造標靶構件。具體地說，在尺— 157.4mmx513.0mmx10mm 之模具，使用 Al 粉、犯粉、< 粉、si粉、Ti粉、Nd粉，適當地填充成為既定組成之渴 合粉，在室溫、壓力1000kg八m2，進行5分鐘之沖壓居 形。接著，在575t；、壓力職^八^，進行i小時之$ 間等方壓成形。接著，然後’加工成為既定之形狀。’ 在表7,顯示對於以相同於實施例i之相同條件來名 合藉由前述6種製法所得到之標靶構件之標靶而評價其夕 觀及濺鍍性之結果。此外’在表6，顯示各個標靶之㈣ 密度，但是，該相對密度係定義成為相對於藉由下列公_ 所算出之理論密度p (g/cm”之百分比，具體地說：: 示實際得到H舰標^重量/體積所求出之實^ 2169-6747-PF 23 1308931 度佔有於理論密度之比例（％)。因此，顯示該相對密度 係越接近100%，則在内部氣孔等之空孔變得越少，成為 緻密地擠塞之材料。 【表7】 標靶構件之製法 評價結果 Al-3Ni-0.3C-2Si Al-2Ti Al-2Nd 熔解法 ◎ (99.99%) @ (99.99%) ◎ (99.99%) 熱間沖壓法 Ο (95.1%) Ο (95.5%) Ο (94.5%) 熱間等方壓成形法 @ (99.8%) @ (99.7%) @ (99.8%) 冷間等方壓成形法 X (78.3%) X (79.3%) X (78.7%) 沖壓法 X (74.8%) X (76.3%) X (75.4%) 沖壓一冷間等方壓成形法 ® (99.9%) ◎ (99.8%) © (99.9%) ()内係相對密度 【數學式1】

Ci/100 ^ C2/IOO C, /1〇〇、 成元素合右詈（會晉 表7所不之β平價結果係◎表示非常良好之濺鍍性、在 接合部完全沒有問題發生之躲，Q表示良好线鑛性、 在接合部特別並無問題發生之標靶，χ表示在接合部產生 缺陷同時也產生密度不均並且濺鑛性也變差者。 由表7之結果而得知：在藉由冷間等方壓成形或僅有 職鑛法而製造標㈣件之狀態下，即使是藉由摩擦授掉炼 接法，也無法製造良好H因此，得知：S藉由摩擦

2169-6747-PF 24 1308931 =炫接法而接合標㈣件之高相對密度者來形成紹系標 二：以抑制電弧現象或飛滅現象’實現良好之減鑛性。 【圖式簡單說明】 圖1係顯示摩擦㈣接合之狀態之概略圖（A)及星形 扣剖面概略圖（B )。 圖2係顯示接合部之剖面之概略立體圖。 圖3係實施例1之接合部之SEM觀察相片。 圖4係實施例1之接合部之SEM觀察相片。 圖5係實施例1之接合部之SEM觀察相片。 圖6係比較例丨之熔接部之SEM觀察相片。 圖7係接合部之組織觀察相片。 圖8係接合部之組織觀察相片。 圖9係標靶材之概略立體圖。 圖1〇係實施例1之侵蝕部之觀察相片。 圖11係比較例1之侵蝕部之觀察相片。 圖12(A)、（B)係顯示接合處理順序之概略立體圖。 圖13(C)、（D)係顯示在接合處理之星形桿之移 之概略立體圖。 動方向 【主要元件符號說明】 A〜部分； B〜上方部； C〜下方部； E〜部分；

J〜接合部； 2169-6747-PF 1308931 T〜標靶構件； Τ1〜標靶構件； Τ2〜標靶構件； Τ3〜標靶構件； Τ4〜標靶構件； 1〜星形桿； 2〜前端部； 10〜標靶材； 11〜標靶。 2169-6747-PF 26

Claims (1)

1. I30__號中文申請專利範 十、申請專利範圍·· 1 ·—種鋁系標靶， 其特徵在於： 圍修正本 / [%芒臼期：97.12.17 由複數個鋁合金標靶構件、所·構成.，二 具備藉由摩擦措姓 合部，其中，在兮技人 接合銘合金標乾構件之接 v接δ部，分散直徑i0μηι以下 2·如申請專利範圍帛 係含有鎳、銘和鐵令…、 “其中’ 1呂合金 〇/ 至夕1種以上之元素0.5〜70；f子 %，殘餘部係鋁。 /·〇原千 3 ·如申凊專利範圍第2 係還包含0·1〜3.0原子％之 4 如申凊專利範圍第2 項 碳 項 係运包含 之鋁系標靶 〇 之鋁系標靶 其中 0-5〜2·〇原子％之矽 其中 5.如申凊專利範圍第3 係還包含0.5〜2.0原子％之 項之鋁系標靶 夺7 〇 其中 6.如申請專利範圍第2項之鋁系標靶，苴中 係還包含0.1〜3.0原子％之敍。 7·如申請專利範圍第3項之鋁系標靶，1中 係還包含(U〜3.〇原子％之鈒。 8.如申請專利範圍帛4項之鋁系標靶，A中 係還包含(U〜3.0原子％之鈒。 鋁合金 鋁合金 鋁合金 鋁合金 鋁合金 鋁合金 9·如申請專利範圍第5項之㈣標把，其中，敍合金 係還包含0_1〜3_〇原子％之钕。 10.種鋁系標靶，接合複數個鋁合金標靶構件所成， 其特徵在於： 2169-6747-PF3 27 1308931 接合部係具有直徑500μιη以下之氣孔0 〇1〜〇 ;1個/ cm ’且不具有直徑超過5〇〇μιη之氣孔。 11.如申請專利範圍第10項之鋁系標靶，其中，在接 合部，分散直徑1〇μιη以下之析出物。 I2·如申請專利範圍第10至U項中任一項之鋁系標 革巴’其中’紹合金係含有錄、鉛和鐵中之至少、i種以上之 元素0 _ 5〜7 _ 0原子％ ,殘餘部係銘。 13.如申請專利範圍第10至11項中任一項之鋁系標 ，其中，接合部係藉由摩擦攪拌接合法而形成。 ^ 14.如_ §青專利範圍第12項之铭系標乾，其巾 人 部係藉由摩擦攪拌接合法而形成。 σ 奸系縣之製造方法，其特徵在於：抵接銘合 某—邊之端面間，在抵接部，配置摩捧授拌 «用探針，在探針和抵接部H丨起相對;=半 猎由產生之摩擦熱，而在抵接部分 衣， 銘人今奸t 產生土性流動，對於 °私靶構件，進行固相接合處理。 如申請專利範圍第15項之 其申，接人_ A 二彳不乾之製造方法， 接σ處理係由鋁合金標靶構 側開始進行。 之表面及专面之兩面 17·如申請專利範圍第15或16 法，其尹，相鄰 、之鋁系標靶之製造方 相郇接之抵接部之接合 至終端為止之探針之移動方向係使仔由基端開始 1 〇 - * ± 為相同方向。 • σ申b專利範圍第1 5或丨6 法，其尹，相鄰接之抵接部之接合声之紹系標革巴之製造方 外理係使得由基端開始 2169-6747-PF3 28 1308931 至終端為止之探針之移動方向，成為相反方向。 19. 如申請專利範圍第15或16項之鋁系標靶之製造方 法，其中，探針之每1次旋轉之移動距離係0.5〜1 ·4mm。 20. 如申請專利範圍第1 7項之鋁系標靶之製造方法， 其中，探針之每1次旋轉之移動距離係0.5〜1.4mm。 21. 如申請專利範圍第18項之鋁系標靶之製造方法， 其中，探針之每1次旋轉之移動距離係0.5〜1 ·4mm。 22. 如申請專利範圍第15或16項之鋁系標靶之製造方 法，其中，鋁合金標靶構件之相對密度係95 %以上。 23. 如申請專利範圍第17項之鋁系標靶之製造方法， 其中，鋁合金標靶構件之相對密度係95 %以上。 24. 如申請專利範圍第1 8項之鋁系標靶之製造方法， 其中，鋁合金標靶構件之相對密度係95 %以上。 25 .如申請專利範圍第1 9項之鋁系標靶之製造方法， 其中，鋁合金標靶構件之相對密度係95 %以上。 26. 如申請專利範圍第20項之鋁系標革巴之製造方法， 其中，鋁合金標靶構件之相對密度係95%以上。 27. 如申請專利範圍第2 1項之鋁系標靶之製造方法， 其中，鋁合金標靶構件之相對密度係9 5 %以上。 2169-6747-PF3 29