(57)【要約】鋳造操作期間中金属／固体界面に乱流を与える方法により連続鋳造銅インゴットが製造される。次いで、このインゴットを熱間加工して従来可能であったよりも小さい平均粒度及び大きい直径を有するビレットを形成する。ビレットはシリコンウエーハにおける銅インターコネクトを製造するためのダマスカス法に使用される電気メッキアノードを製造するのに特に有用である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターボ鋳造により銅又は銅合金インゴットを形成し、そして
そのようにして形成されたインゴットを熱間加工してビレットを形成する、
ことを含んでなる電気メッキアノードを製造するのに有用なビレットを製造する方法。
【請求項２】
ビレットを冷間加工なしに製造する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
インゴットを面積減少換算で少なくとも３対１、しかし約６対１以下熱間加工する請求項２に記載の方法。
【請求項４】
ビレットが少なくとも約２００ｍｍの直径及び約１７５μｍ以下の平均粒度を有する請求項３に記載の方法。
【請求項５】
ビレットが少なくとも約２５０ｍｍの直径及び約１５０μｍ以下の平均粒度を有する請求項４に記載の方法。
【請求項６】
ビレットが少なくとも約２００ｍｍの直径及び約１００μｍ以下の平均粒度を有する請求項３に記載の方法。
【請求項７】
液体合金をダイを通して連続的に鋳造し、その際液体金属は、液体及び固体金属の界面ゾーンに、ダイの側壁に隣接した一次樹状突起を剪断するのに十分な運動をこの界面ゾーンの金属に与える方式で導入され、それにより製造されたインゴットは微細な等軸晶構造及び本質的に均一な粒度分布を示す、方法により該インゴットが製造される請求項１に記載の方法。
【請求項８】
電気メッキアノードを製造するのに有用な銅又は銅合金ビレットであって、少なくとも約２００ｍｍの直径及び約１７５μｍ以下の平均粒度を有するビレット。
【請求項９】
ビレットが少なくとも約２５０ｍｍの直径及び約１５０μｍ以下の平均粒度を有する請求項８に記載のビレット。
【請求項１０】
ビレットが少なくとも約２００ｍｍの直径及び約１００μｍ以下の平均粒度を有する請求項８に記載のビレット。
【請求項１１】
ビレットがターボ鋳造により形成されたインゴットを熱間加工することにより製造される請求項８に記載のビレット。
【請求項１２】
ビレットが冷間加工なしに製造される請求項１１に記載のビレット。
【請求項１３】
銅又は銅合金から形成された造形品を含んでなるダマシン法を行うための電着システムに取り付けるためのアノードであって、該造形品が２〜６インチの厚さでありそして約２００ｍｍの最小横断方向寸法を有する主面を規定し、該主面は半導体ウエーハを受け取るために平坦に機械加工されており、該造形品は電着システムに該アノードを取り付けるための該主面と反対の反対面を規定しおり、該アノードを形成する銅又は銅合金は約１７５μｍ以下の平均粒度を有する、アノード。
【請求項１４】
平均粒度が約１５０μｍ以下である請求項１３に記載のアノード。
【請求項１５】
平均粒度が約１００μｍ以下である請求項１３に記載のアノード。
【請求項１６】
アノードがターボ鋳造された銅又は銅合金インゴットを熱間加工することにより形成されたビレットから形成される請求項１３に記載のアノード。
【請求項１７】
ビレットが冷間加工なしに製造される請求項１６に記載のアノード。
【請求項１８】
電気メッキアノードを製造するのに有用な少なくとも約２００ｍｍの直径及び約１７５μｍ以下の平均粒度を有するビレットを製造する方法であって、
銅又は銅合金インゴットをターボ鋳造により形成し、そして
そのようにして形成されたインゴットを面積減少換算で少なくとも３対１、しかし約６対１以下で熱間加工し、それによりビレットを冷間加工なしに形成する、
ことを含んでなる方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は特にシリコン半導体チップにおける銅インターコネクト（ｃｏｐｐｅｒ  ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｓ）を製造するのに有用な微粒状電気メッキアノード（ｆｉｎｅ−ｇｒａｉｎｅｄ  ｅｌｅｃｔｒｏｐｌａｔｉｎｇ  ａｎｏｄｅｓ）の製造に関する。
【背景技術】
【０００２】
多層シリコンウエーハ及び半導体チップにおける銅インターコネクトはしばしばダマシン法（ｄａｍａｓｃｅｎｅ  ｐｒｏｃｅｓｓ）により製造される。この方法は特許文献１及び特許文献２に記載されており、これらの特許文献は引用により本明細書に組み込まれる。
【０００３】
この方法では、銅は銅又は銅合金から製造された電気メッキアノードからシリコンウエーハ上に選択的に電着される（ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｐｏｓｉｔｅｄ）。電着の前に、トレンチ（ｔｒｅｎｃｈｅｓ）の入り組んだ回路パターンはウエーハにエッチングされて形成されるべきインターコネクトを規定する。次いでアノードはウエーハに極めて近接してしかし接触はしないで取り付けられる。両者は電解浴に浸漬され、そこでアノードからの銅はウエーハに電着される。
【０００４】
ダマシン法に使用するための典型的な電気メッキアノードは直径２００〜３００ｍｍ及び２〜６ｃｍ厚さのずんぐりした（ｓｑｕａｔ）円筒形銅ディスクの形態を取る。ある場合には、アノードは中空内部を有して形成され、その結果それは円筒形よりはむしろ形状において環状である。いずれの場合にも、アノードの表面は全体のシリコンウエーハの上に均一な付着（ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）を与えるために非常に平坦に機械加工される。均一な付着は決定的に重要である。何故ならば、ウエーハは切断されていくつかのチップを形成しそして各チップは次のものと同一であることが意図されるからである。
【０００５】
ダマシン法のための電気メッキアノードは、銅ロッド及びチューブを切断し（ｓｅｃｔｉｏｎ）、次いで断面（ｓｅｃｔｉｏｎｓ）を１つの面で所望の平坦さに機械加工しそして他方の反対の面で取り付け形状に機械加工することにより商業的に製造される。取り付け形状はアノードが使用される特定の電着システムに依存する。これらの銅ロッド及びチューブは、典型的には鋳造（ｃａｓｔｉｎｇ）、熱間加工、冷間加工及び焼きなまし（ａｎｎｅａｌｉｎｇ）を含む多段階プロセスにより製造される。
【０００６】
ダマシン法において最適性能を達成するために、これらのアノード、従ってこれらのアノードを製造するのに使用されるロッド及びチューブにおける銅粒子の平均寸法は約１５０μｍ以下であるべきである。更に、粒度分布はロッド又はチューブ及びアノードの断面全体にわたり相当均一である（ｆａｉｒｌｙ  ｕｎｉｆｏｒｍ）べきである。微細な均一な粒子構造はアノード面の平滑さ（ｓｍｏｏｔｈｎｅｓｓ）（又は更に正確には「局部的平坦さ」（ｌｏｃａｌ  ｆｌａｔｎｅｓｓ））を維持するのに重要である。更に、より微細な粒子構造はより滑らかな初期表面仕上げに機械加工されそして磨かれることがあり、そして、付着（ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）期間中、アノードはより均一に侵食されそしてより長い時間滑らかなままである。粗いアノード面は均一な銅付着に不利である。
【０００７】
都合の悪いことに、慣用の製造方法は、２００ｍｍ以上の直径を有するロッド及びチューブにおいて２００μｍという小ささの平均粒度を生じることができるにすぎない。平均粒度はしばしばはるかに大きい。更に、このようなロッド及びチューブにおける粒度分布は特に均一ではない。更に、慣用のビレット製造方法は本質的に費用がかかる。何故ならば、それらは少なくとも１つの冷間加工段階を含む多重加工段階を必要とするからである。
【０００８】
これに関連して、慣用の連続鋳造法により製造される銅ロッド及びチューブの粒度を減少させるための実際問題として基本的に２つの異なる方法がある。第１の方法は、熱間加工段階の間にビレットを再加熱することを含めて数回熱間加工することである。商業的に普通に使用される技術である第２の方法は、ビレットを熱間加工し、次いで冷間加工し次いで焼きなましすることである。両者は断面積の減少換算で１０対１以上のオーダーにおける実質的量の機械的加工（ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｗｏｒｋｉｎｇ）を必要とする。従って、これらの技術は非常に高価でありうる。更に、約３インチ以上の断面の厚さより上では、慣用の冷間加工装置は粒度減少を均一に達成することができない。更に、冷間加工期間中クラック及び他の欠陥が生じ、これは大量のスクラップ及び／又は不合格品を生じさせる。それ故、実際問題として、慣用の製造方法は２００ｍｍ以上の直径を有する銅ロッド及びチューブにおいて２００μｍという小さな平均粒度をばらつきなしに（ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔｌｙ）且つ信頼性を伴って達成することはできない。
【特許文献１】
米国特許第４，７８９，６４８号
【特許文献２】
米国特許第５，５３９，２５５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従って、２００ｍｍ〜３００ｍｍ又はそれ以上もの直径を有するロッド及びチューブにおいて有意に２００μｍより小さい、典型的には約１５０μｍ以下の平均粒度を有する銅ロッド及びチューブをばらつきなしに且つ信頼性を伴って製造することができる新規な製造方法に対する要求がある。更に、このような方法が相当に均一な粒度分布を有するロッド及びチューブを与えることができるならば、それもまた望ましいことである。そして、このような方法が慣用の方法において必要とされるよりも少ない加工段階を使用してなされ得、それにより製造コストが減少されうるならば、それは特に望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
発明の要約
本発明に従えば、インゴットが鋳造操作期間中に金属／固体界面に乱流を与える連続鋳造方法により製造されるとの条件下に、銅インゴットは簡単な熱間加工により２００ｍｍ以上の直径及び１５０μｍ以下の平均粒度を有するロッド及びチューブに直接形成されうることが見いだされた。
【００１１】
従って、本発明は、鋳造ダイにおいて金属／固体界面に乱流を与える連続鋳造方法によりインゴットを形成し、そのようにして形成されたインゴットを次いで熱間加工してビレットを製造することを含んでなる銅又は銅合金ビレットを製造するための新規な方法を提供する。
【００１２】
更に、本発明は、この方法により製造されそして少なくとも約２００ｍｍの直径及び約１８０μｍ以下、好ましくは１５０μｍ以下の平均粒度を有する新規な銅又は銅合金ビレットも提供する。
【００１３】
同様に、本発明はこのようなロッド及びチューブから製造された新規な電気メッキアノードも提供する。
【００１４】
詳細な説明
本発明に従えば、少なくとも２００ｍｍの直径及び１５０μｍ以下の平均粒度を有する銅及び銅合金ロッド及びチューブが、鋳造操作期間中金属／固体界面に乱流を与える連続鋳造方法により形成されるインゴットを熱間加工することにより製造される。
【００１５】
組成
ダマシン法及び他のメッキ法のための慣用の電気メッキアノードを製造するのに使用されるのと同じ銅及び銅合金を使用して、本発明のロッド及びチューブ及びアノードを製造することができる。このような銅及び銅合金の例は、脱酸素化高リン合金（ｄｅｏｘｉｄｉｚｅｄ  ｈｉｇｈ  ｐｈｏｓｐｈｏｒｏｕｓ  ａｌｌｏｙｓ）（Ｃ１２２００、Ｃ１２２１０及びＣ１２２２０）、リン脱酸素化テルル含有合金（ｐｈｏｓｐｈｏｒｏｕｓ  ｄｅｏｘｉｄｉｚｅｄ  ｔｅｌｌｕｒｉｕｍ−ｂｅａｒｉｎｇ  ａｌｌｏｙｓ）（Ｃ１４５００Ｃ１４５１０及びＣ１４５２０）及びリン脱酸素化硫黄含有合金（ｐｈｏｓｐｈｏｒｏｕｓ  ｄｅｏｘｉｄｉｚｅｄ  ｓｕｌｆｅｒ−ｂｅａｒｉｎｇ  ａｌｌｏｙｓ）（Ｃ１４７００、Ｃ１４７１０及びＣ１４７２９）である。
【００１６】
一般に、本発明のアノードにより製造されるシリコンウエーハ及びチップに不利な影響を与える成分及び不利な影響を与える量の成分を含有しないいかなる銅又は銅合金も使用することができる。銅又は銅合金と連続鋳造法に使用される装置との間で不利な相互作用が起こらないという意味で銅又は銅合金は連続鋳造法に使用される装置と適合性（ｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ）であるべきでもある。例えば、グラファイトモールドが使用されるならば、グラファイトに粘着する銅又は銅合金は避けるべきである。
【００１７】
ターボ鋳造
慣用の連続鋳造は、モールドの入り口に溶融した金属を連続的に供給すると共に凝固した固体金属をモールド底部から取り出す、鉛直に配置したモールドを通って溶融した金属が流れる周知の技術である。モールドを冷却するための冷却器が設けられ、かくして金属はモールドを通過する。鋳造されている金属の液体／固体界面をモールドの範囲内に維持しながら、凝固したビレットがダイから外へ進む速度を制御するためのピンチローラ又は他の取り出し機構が設けられる。
【００１８】
銅及び銅合金はこの一般的方法に従って連続的に鋳造されるとき、金属の液体から固体への転移期間中に全体指向的凝固（ｇｒｏｓｓ  ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ  ｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ）が起こる。これは凝固期間中に形成される樹状突起からなる大きな、粗い、細長い（ｅｌｏｎｇａｔｅｄ）結晶を生じる。この大きな結晶構造は製品インゴットに劣った機械的性質を与え、それ故インゴットを加工してこれらの大きな結晶及び樹状突起をはるかに小さな寸法に破壊する（ｂｒｅａｋ  ｕｐ）のが普通である。
【００１９】
この問題を克服するために、米国特許第４，３１５，５３８号及び米国特許第５，２７９，３５３号は鋳造モールド中の液体／固体界面のすぐ上の溶融した金属に乱流を与える改変された連続鋳造法（以下「ターボ鋳造」）を記載しており、これらの特許は引用により本明細書に組み込まれる。これは、例えば、ダイキャップ又はダイの側壁のスロットを通して溶融金属を鋳造モールドに供給することによりなされ得、その際スロットはダイ中の溶融金属にサイクロン運動（ｃｙｃｌｏｎｉｃ  ｍｏｔｉｏｎ）を与えるように配置されている。別法として、この乱流を与えるために機械的又は磁性ミキサーを使用することができる。更に、連続鋳造ダイにおいて同じ乱流を達成するいかなる他の技術も使用することができる。
【００２０】
このようにして溶融金属に乱流を与えると、慣用の実施におけるよりも大きい冷却の均一性が得られる。更に、それはそうしなければ凝固するときにダイの側壁に隣接して形成されるであろう一次樹状突起（ｐｒｉｍａｒｙ  ｄｅｎｄｒｉｔｅｓ）の高速度溶融金属による剪断ももたらす。この正味の結果は、結晶が形状において本質的に等軸であり（ｅｑｕｉａｘｅｄ）、寸法がより微細でありそして慣用の実施により製造されたインゴットにおけるよりもより均一に分布しているはるかに良好な結晶構造が得られると言うことである。この改良された粒子構造の故に、そのようにして得られるロッド及びチューブは容易に熱間加工及び冷間加工を受けることができ、それにより大量のスクラップ及び不合格品の発生を除去する。
【００２１】
本発明に従えば、ターボ鋳造により製造された連続鋳造銅及び銅合金インゴットは６対１以下に断面積が減少するように簡単な熱間加工により約１５０μｍ以下の粒度を有する大きな直径のロッド及びチューブに直接形成されうることが見いだされた。特に、ターボ鋳造により製造された銅インゴットの粒子構造は、断面積が６対１以下に減少する簡単な熱間加工により２００〜３００ｍｍ以上の直径を有する製品ロッド及びチューブにおいてすら約１５０μｍ以下の粒度を達成するように十分微細で且つ十分均一であることが見いだされた。従って、本発明によって、従来の粒子精製プロセス（ｇｒａｉｎ  ｒｅｆｉｎｅｍｅｎｔ  ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ）において大きな直径のロッド及びチュープに対してなされた加工段階の数（及び加工の総量）を減少させると共にこれらの方法により達成されたより小さな粒度を達成することが可能である。
【００２２】
実際、本発明は、慣用の実施で可能な２００μｍ最小より有意に小さな平均粒度を達成し、それにより工業的規模では従来入手できなかった製品を製造することを可能とすることが見いだされた。かくして、直径が２００ｍｍより大きい、２５０ｍｍより大きい、そして３００ｍｍより大きい、そして更に１７５μｍ以下、更に望ましくは１５０μｍ以下、そして１００μｍ以下さえの平均粒度を有する銅及び銅合金ロッド及びチュープは、従来の技術では不可能であった工業的規模で本発明に従って信頼性を伴い且つばらつきなしに製造することができる。
【００２３】
熱間加工
よく理解されているとおり、「加工」（ｗｏｒｋｉｎｇ）は、より微細でより均一に近い粒子構造を達成するために金属又は合金に対して従来なされた有意な、均一な機械的変形を指す。加工は、金属がそのソルバス温度（ｓｏｌｖｕｓ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）より上にある間に行うか、これは「熱間加工」と呼ばれる、又はそのソルバス温度より下で行う、これは「冷間加工」と呼ばれる、かのいずれかで行なうことができる。普通は、熱間加工は０℃と合金の溶融又は固相線温度（ｓｏｌｉｄｕｓ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）との間の範囲の中点より高い温度で行われ、冷間加工は普通は室温又は室温に近い温度で行われる。大抵の金属は高められた温度では相当柔軟であるので、熱間加工は、より少ない力が必要とされるため、冷間加工より大きな範囲の断面にわたり行うことができる。
【００２４】
熱間加工は必要な均一な機械的変形を達成するいかなる技術も使用して本発明に従ってなされうる。例えば、鍛錬又は圧延を使用することができる。しかしながら、普通は、押出が使用されるであろう。何故ならば、変形されるべきターボ鋳造インゴットはそれらの長さに沿って均一な又は一定の断面形状を有するからである。
【００２５】
また、本発明に従う熱間加工は、所望に応じて中間熱処理を伴い又は伴わずに一段階又は多段階で行うことができる。これに関連して、上記したとおりの本発明の有意な特徴は、先行技術の場合よりも有意に少ない加工しか必要としないということである。先行技術では、所望の粒子構造を達成するために、少なくとも１０対１の面積減少が必要である。このような大きな面積減少は多数の加工段階、多数の熱間加工段階又は熱間加工及びそれに続く冷間加工及びその後の焼きなましのいずれかによってしか達成できない。しかしながら、本発明に従えば、所望の粒子構造は、ターボ鋳造ビレットが使用されるので、はるかに少ない加工、例えば、６対１以下の面積減少で達成できる。このような限定された量の加工は、所望ならば単一熱間加工段階で達成することができ、これは実施するのが容易でありそして実施するのにかかる費用が少ない。更に、このような限定された量の加工は、インゴットクラック発生及び他の同様な現象による廃棄物の生成の減少に転換される。多数の熱間加工段階及び／又は熱間加工及びそれに続く冷間加工を所望によりもちろん使用することもできる。しかしながら、この場合ですら、本発明の技術は、所望の粒子構造を達成するのに必要な加工の全体量が相当より少ないので、実施するのが容易でありかつ実施するのにかかる費用が少ない。
【００２６】
本発明に従って熱間加工がなされる温度は決定的に重要ではない。しかしながら、普通は、熱間加工は加工されるベき特定の金属の固相線温度の２００°Ｆ以内でなされるであろう。何故ならば、これらのより高い温度では金属の変形がより容易であるからである。一般に、これは、熱間加工が普通は約９００°Ｆ〜１８００°Ｆ、更に典型的には約１０００°Ｆ〜１３００°Ｆ又は１１００°Ｆ〜１２００°Ｆですら行われるであろうということを意味する。また、熱間加工はターボ鋳造の直後に、即ち、最初冷間加工温度に冷却することなく行うことができ、又は別法としてインゴットが周囲の温度の如きより低い温度に冷却され次いで熱間加工温度に再加熱されて後行うこともできる。
【００２７】
本発明を実施する際になされる熱間加工の量は、製造されるべきビレットにおいて所望される平均粒度を達成するのに十分であるべきである。普通は、これは熱間加工が面積減少換算で約４対１〜約６対１の量なされるであろうが、３．５対１〜３対１という少ない量が意図されることを意味する。面積減少換算で約５対１で熱間加工するのが典型的である。約６対１より大きい量の熱間加工は本発明の望ましい結果を達成するのに普通は必要ではないが、このような大きな量の熱間加工は限定された例において推奨されることがありうる。
【００２８】
これに関連して、本発明の望ましく小さな平均粒度を達成するのに必要な熱間加工の量は場合場合で相当変わりそして鋳造微細構造（ｃａｓｔ  ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）の微細さ、製品直径及び加工されるべきインゴットの組成並びに熱間加工が行われる方式に依存する。しかしながら、ガイドとしての上記を使用して、本発明の特定の態様を実施する際に使用されるべき特定の熱間加工条件はルーチンな実験により容易に決定することができる。
【００２９】
ビレット寸法
本発明の重要な特徴は、大きな断面を有する仕上げられた製品を製造することができるということである。これは少なくとも部分的に可能である。何故ならば、慣用の技術に対して所望の粒度を達成するのに総面積減少換算ではるかに少ない加工が必要であるからである。かくして、本発明は、所望ならば、慣用の技術の冷間加工段階又はその後の熱間加工段階を省くことができる。いずれにせよ、慣用の技術と比較して本発明の技術にはより少ない面積減少が必要であるので、ビレット寸法のより少ない減少も加工操作の結果として達成される。正味の効果は、慣用の実施と本発明が同じ寸法のインゴットで出発する場合に、慣用の実施に比べてより大きい直径を有する製品ロッド及びチューブが本発明により達成できるということである。
【００３０】
かくして、本発明は、例えば、１７〜３０インチ（約４３０〜７６０ｍｍ）のターボ鋳造インゴットで出発することにより、例えば、２００〜３５０ｍｍの直径を有する円筒形のロッド及びチューブを容易に提供することができる。所望の微細な平均粒子構造を有するこの寸法のロッド及びチューブは、慣用の技術により製造することは、不可能ではないとしても非常に困難となる。何故ならば、必要な加工の量が実際問題としてあまりにも大きすぎる出発インゴットを指令するからである。
【００３１】
本発明の更なる利点は、製品ビレットがインゴット中心から表面までの先行技術で可能なよりも大きい程度の粒子構造の均一性を示すということである。インゴット中心から表面までの粒度分布の有意な非均一性及び全体成分偏析（ｇｒｏｓｓ  ｉｎｇｒｅｄｉｅｎｔ  ｓｅｇｒｅｇａｔｉｏｎ）は、銅及び銅合金が慣用の連続鋳造技術を使用して製造されるときの普通の結果である。この問題はインゴット直径が大きくなるとき一層悪くなるのみである。この問題は本発明により大きく除去される。何故ならば、ターボ鋳造により製造された鋳造されたままのインゴットは改良された粒度及び粒度分布を既に示すからである。
【００３２】
アノード製造
電気メッキアノードは慣用のアノードと同じ方法で本発明の製品ロッド及びチューブから製造される。かくして、熱間加工されたロッド及びチューブは、典型的には約２〜６ｃｍ厚さの、通常ロッド又はチューブの約１０〜５０倍長い断面に細分され（ｓｕｂｄｉｖｉｄｅｄ）、次いで所望の平坦さ及び取り付け特徴を与えるために機械加工される。典型的には、これは直径が２００〜３００ｍｍの円筒形ディスクの形態のアノードを形成し、このディスクの主面は所望の平坦な表面を有する。種々の異なる且つより大きな直径及び厚さのディスクさえ製造することができる。例えば、２５０ｍｍ以上、３００ｍｍ以上、３２５ｍｍ以上及び３５０ｍｍ以上の直径を有するディスクさえ意図され、２．５〜５ｃｍ、２〜６ｃｍ又は１〜１０ｃｍさえの厚さを有するディスクである。実際に、チューブの長さに関する唯一の制限はターボ鋳造ビレットを熱間加工することにより製造さそれたロッド又はチューブの長さである。
【００３３】
寸法及び形状において慣用のアノードと同様であるけれども、本発明のアノードは、典型的には１７５μｍ以下、１５０μｍ以下、そして１００μｍ以下でさえの平均粒度を有するという点で慣用の技術により製造されるアノードとは異なる。これは上記した如きより大きい平均粒度を有する慣用のアノードに対する有意な進歩を表す。
【００３４】
他のビレット形状
本発明は円筒形形状を有するロッド及びチューブ及びアノードの製造について上記に説明されてきたが、他の製品形状も意図される。かくして、本発明は、正方形、楕円形（ｏｖａｌｓ）、多角形、星パターン等の如き非円形断面形状を有するアノード及びロッド及びチューブを製造するのに使用することができる。これらの製品は、本発明に従うことにより上記した円筒形製品として同じ最小厚さの寸法（８〜１４インチ以上）及び同じ平均粒度（≦１７５μｍ、≦１５０μｍ、又は≦１００μｍさえ）を有するように製造することもできる。同様に、約８〜１４インチ（約２００〜３６０ｍｍ）の外径、約５〜９．５インチ（約１３〜２４ｍｍ）の内径及び約１〜３インチ（約２．５〜８ｍｍ）、更に典型的には約  １．５〜２．５インチ（約４〜６．５ｍｍ）、更に特定的には約２インチ（約５ｍｍ）のオーダーの肉厚を有する環状ロッド及びチューブ及びアノードが本発明に従って容易に製造されうる。
【００３５】
場合により行う熱間加工及び冷間加工段階
本発明の望ましい特徴は、本発明のロッド及びチューブが冷間加工なしに及び多重熱間加工段階なしに製造することができるということであるが、これはビレット製造の全体のコストを減少させるからである。他方、本発明により製造されるロッド及びチューブは熱間加工の前又は後に冷間加工に付すか又は所望により多重熱間加工段階に付すことができる。本発明の有意な利点は、大きな直径のチューブ及びロッドは以前に可能であったよりも小さい平均粒度で製造されうるということである。この利点は、たとえビレットが慣用の技術に従って冷間加工されるか又は多重熱間加工に付されるとしても、依然として実現されるであろう。
【実施例】
【００３６】
本発明をより完全に説明するために、下記の実施例を提供する。
【００３７】
実施例１
合金Ｃ１２２２０（Ｃｕ９９．９％最小、Ｐ０．０４０〜０．０６５％）から製造された直径１７インチの円筒形インゴットを、上記したそして米国特許第４，３１５，５３８号及び米国特許第５，２７９，３５３号に記載のターボ鋳造方法により製造した。
【００３８】
周囲の状態に冷却した後、そのようにして形成されたビレットを１１００°Ｆに加熱しそして直径８．２５インチ（２１ｃｍ）に前進押出した。次いで熱間加工されたビレットをのこぎりでひいて１３／８インチ（３．５ｃｍ）長さのアノードブランクとし、そしてビレットの平均粒度をＡＳＴＭ  Ｅ−１１２に従って決定した。そのようにして製造されたアノードブランクの平均粒度は５４μｍ〜１５０μｍであることが決定された。
【００３９】
実施例２
５．０インチ（１２．７ｃｍ）の穴をビレットの中心を通してあけ、次いでビレットを押出して９．５インチ（２４．１ｃｍ）の外径及び４．８インチ（１２．２ｃｍ）の内径を有するチューブを形成することを除いては実施例１を繰り返した。更に、このチューブを２．５インチ（６．４ｃｍ）長さのアノードブランクに細分した。そのようにして製造されたアノードブランクの平均粒度は１５μｍ〜９０μｍであった。
【００４０】
本発明の少数の態様のみを上記に説明してきたが、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく多くの修正がなされうることは理解されるべきである。すべてのこのような修正は特許請求の範囲によってのみ限定されるべき本発明の範囲内に包含されることを意図する。
【国際公開パンフレット】
2005504636.tif 000002
2005504636.tif 000003
2005504636.tif 000004
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2005504636.tif 000012
2005504636.tif 000013
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2005504636.tif 000014
【国際調査報告】
2005504636.tif 000015
2005504636.tif 000016
2005504636.tif 000017
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