CN101700616B - 溅射靶材的表面处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种溅射靶材的表面处理方法，包括：提供溅射靶材，所述溅射靶材为铝或铝合金；对所述溅射靶材的表面进行车床加工，并在车屑过程中采用酒精冷却；采用抛光件对车屑后的溅射靶材进行抛光。与现有技术相比，本发明可以及时冷却车床加工过程中产生的热量，使得车床加工时较少或不产生积屑，避免了积屑对溅射靶材表面造成损伤，提高了溅射靶材表面的平整度和光洁度，制作出符合工艺要求的溅射靶材产品。

Description

溅射靶材的表面处理方法
技术领域
本发明涉及靶材制造领域，尤其涉及溅射靶材的表面处理方法。
背景技术
物理气相沉积(Physical Vapor Deposition；PVD)是半导体芯片和TFT-LCD生产过程中最关键的工艺之一，PVD用溅射金属溅射靶材是半导体芯片生产、薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display；TFT-LCD)设备和薄膜太阳能电池等制造加工过程中最重要的原材料之一，其中用量最大的是超高纯铝和超高纯铝合金溅射靶材。
为了满足溅射的要求，溅射靶材表面的光洁度必须很高，例如无划伤、无凹坑等。溅射靶材表面的光洁度对所镀薄膜质量稳定的重要保证。
以常用的铝或铝合金溅射靶材(以下简称为铝溅射靶材)为例，在现有技术中，对于铝溅射靶材表面的处理采用的是普通车屑的方法。具体来讲，使用车刀工作时，进刀约0.1毫米至0.5毫米，从右向左或从左向右移动，并同时施加起润滑和冷却作用的皂化液或铝切屑液，从所述铝溅射靶材上车下车屑，如此往复操作，获得表面光滑的铝溅射靶材产品。
但在上述车屑加工过程中，车刀会与待加工的铝溅射靶材之间会产生热量，而所述皂化液或铝切屑液的散热效能较弱，没有及时散去的热量使得车刀上高纯铝经常有积屑现象，所述积屑在不能及时去除的情况下会与所述溅射靶材表面产生摩擦，导致所述溅射靶材的表面有严重的损伤，影响其表面光洁度。
因此，对于高纯度的溅射靶材，如何选择一种有效的表面处理方法，使得溅射靶材表面的光洁度符合工艺要求，就显得十分必要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：在现有溅射靶材的表面处理技术中在车屑时采用普通的皂化液或铝切屑液使得刀头以及所述溅射靶材中与所述刀头接触的表面不能及时冷却而造成积屑现象，导致所述溅射靶材的表面有严重的损伤。
为解决上述问题，本发明提供一种溅射靶材的表面处理方法，其包括：提供溅射靶材，所述溅射靶材为铝或铝合金；对所述溅射靶材的表面进行车床加工，并在车屑过程中采用酒精冷却；采用抛光件对车屑后的溅射靶材的表面进行抛光。
可选地，所述溅射靶材为管状或板状。
可选地，所述溅射靶材中铝的纯度大于99.9％。
可选地，所述在车屑过程中采用酒精冷却具体指通过高压空气将所述酒精喷洒至所述车床的车刀刀尖与所述溅射靶材表面的交接点上。
可选地，所述酒精为浓度大于95％的工业酒精。
可选地，采用抛光件对所述车屑后的溅射靶材进行抛光具体包括：提供抛光件；往复移动或转动所述车屑后的溅射靶材；利用所述抛光件接触于所述溅射靶材的表面，对所述溅射靶材进行抛光。
可选地，所述抛光件为无纺布或绸布。
与现有技术相比，本发明所提供的溅射靶材的表面处理方法，具有以下优点：能在车屑过程中对车床的车刀刀尖和溅射靶材表面进行及时冷却，不致产生积屑，避免了积屑对溅射靶材表面造成损伤。
附图说明
图1为本发明溅射靶材的表面处理方法的流程示意图；
图2为根据图1中步骤S5的更细化的流程示意图。
具体实施方式
本发明的发明人发现在现有溅射靶材的表面处理技术中在车屑时若采用普通的皂化液或铝切屑液会使得刀头以及所述溅射靶材中与所述刀头接触的表面不能及时冷却，产生的热量会造成积屑现象，易导致所述溅射靶材的表面有严重的划痕或凹坑，影响其表面平整度和光洁度。
本发明提供一种溅射靶材组件的制作方法，所述方法包括：提供溅射靶材，所述溅射靶材为铝或铝合金；对所述溅射靶材的表面进行车床加工，并在车屑过程中采用酒精冷却；采用抛光件对车屑后的溅射靶材进行抛光。
参考图1，本发明实施方式提供一种溅射靶材的表面处理方法，包括如下步骤：
S1，提供溅射靶材，所述溅射靶材为铝或铝合金；
S3，对所述溅射靶材的表面进行车床加工，并在车屑过程中采用酒精冷却；
S5，采用抛光件对车屑后的溅射靶材进行抛光。
下面结合附图对于上述实例过程进行详细说明。结合图1和图2所示，如步骤S1所述，提供溅射靶材。在本实施例中，所述溅射靶材的材料可以是高纯度或超高纯度的铝或者铝合金，所述溅射靶材的纯度大于99.9％，例如为3N5(99.95％)、4N5(99.995％)或5N(99.999％)。另外，所述溅射靶材为中空的管靶，其管壁的厚度可以为1毫米(mm)至100毫米不等。在其他实施例中，所述溅射靶材也可以是其他型态，例如为板状，在此不再赘述。
接着执行步骤S3，对所述溅射靶材的表面进行车床加工，并在车屑过程中采用酒精冷却。在实际应用中，上述步骤S3具体包括：将待加工的溅射靶材安装在车床的主轴上；根据待加工的溅射靶材的目标厚度，确定所需车掉的目标量；设定一个吃刀量，所述吃刀量要小于所述目标量；开动车床，主轴旋转带动所述待加工的溅射靶材，车刀水平移动(从右向左或从左向右移动)，以所述吃刀量进刀至所述待加工的溅射靶材进行车屑，与此同时，在车屑过程中通过高压空气将所述酒精喷洒至所述车床的车刀刀尖与所述溅射靶材表面的交接点上，以作为润滑剂和冷却剂，使车屑过程中产生的热量及时散出，减少或杜绝积屑的产生；重复上述车屑操作，直至将所述溅射靶材车屑加工至目标厚度，获得表面光滑的铝溅射靶材产品。
执行步骤S3的各工艺流程中，需要注意的是：所述设定的吃刀量一定要适中，过薄，会增加车屑操作的次数，降低工作效率；过厚，则会增加车刀与待加工的溅射靶材的摩擦力，造成啃刀现象，损伤车刀和待加工的溅射靶材，使得所述溅射靶材的表面不平整，例如有凹坑。另外，在车屑过程中，为确保待加工的溅射靶材的表面光洁度，所述主轴的转速要快，而车刀的移动要慢一些。再有，用作润滑剂和冷却剂的酒精是工艺酒精，其浓度要大于95％，在喷洒时，可以采用压力较高的高压空气，优选地，所述高压空气的压力使得酒精能以雾气状态喷洒出去，加快酒精的流动性，提升冷却效果。
接着执行步骤S5，采用抛光件对车屑后的溅射靶材进行抛光。在实际应用中，上述步骤S5更包括：S51，提供抛光件，所述提供的抛光件可以为无纺布，例如100#无纺布，也可以是其他织物，例如为绸布；S53，转动所述车屑后的溅射靶材，在本实施例中，所述转速可尽量快；S55，利用所述抛光件接触于所述溅射靶材的表面，对所述溅射靶材进行抛光，从而提高所述溅射靶材的光洁度，使其甚至能实现镜面效果。
具体实施例：
以下为4N5或5N的铝溅射管靶为例来说明进行表面处理的工艺步骤及结果：
假设初始的对铝溅射靶管的直径为33.5毫米，按照工艺要求，表面处理的目标直径为30毫米。
(1)将待加工的溅射管靶安装在车床的主轴上，设定每一次的吃刀量为0.5毫米；
(2)开动车床，所述主轴以400转/秒的转速旋转带动所述待加工的铝溅射管靶，车刀以所述0.5毫米的吃刀量以及每转进给0.1毫米的移动速度对所述待加工的铝溅射管靶进行车屑；同时，在车屑过程中通过高压空气将所述酒精喷洒至所述车刀刀尖与所述铝溅射管靶表面的交接点上。这样经过一轮车屑，所述铝溅射靶管的直径变为33.5-0.5×2＝32.5毫米。
(3)重复执行步骤(2)二次，使得所述铝溅射靶管的直径变为32.5-(0.5×2)×2＝30.5毫米。
(4)将吃刀量调整为0.25毫米，所述主轴以400转/秒的转速旋转带动所述待加工的铝溅射管靶，车刀以每转进给0.1毫米的移动速度对所述铝溅射管靶进行最后一次表面精加工，这样，所述铝溅射靶管的直径变为30.5-0.25×2＝30.0毫米，达到工艺要求的目标直径。
(5)转动所述车屑后的铝溅射管靶，利用100#无纺布，擦拭所述铝溅射管靶的表面，使其实现光洁的效果。
相对于现有技术，本发明所提供的溅射靶材的表面处理方法，通过在对溅射靶材的车床加工时采用酒精冷却，能对车床的车刀刀尖和溅射靶材表面进行及时冷却，不致产生积屑，避免了积屑对溅射靶材表面造成损伤；再对车屑后的溅射靶材进行抛光，进一步提升了溅射靶材表面的光洁度，制作出符合工艺要求的溅射靶材产品。
虽然本发明己以较佳实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (6)

1.一种溅射靶材的表面处理方法，其特征在于，所述方法包括：
提供溅射靶材，所述溅射靶材为铝或铝合金；
车刀以每转进给0.1毫米的移动速度对所述溅射靶材的表面进行车削加工，并在车削过程中采用酒精冷却，所述酒精为浓度大于95％的工业酒精；
采用抛光件对所述车削后的溅射靶材的表面进行抛光。
2.根据权利要求1所述的溅射靶材的表面处理方法，其特征在于，所述溅射靶材为管状或板状。
3.根据权利要求1所述的溅射靶材的表面处理方法，其特征在于，所述溅射靶材中铝的纯度大于99.9％。
4.根据权利要求1所述的溅射靶材的表面处理方法，其特征在于，所述在车削过程中采用酒精冷却具体指通过高压空气将酒精喷洒至所述车床的车刀刀尖与所述溅射靶材表面的交接点上。
5.根据权利要求1所述的溅射靶材的表面处理方法，其特征在于，采用抛光件对所述车削后的溅射靶材进行抛光具体包括：提供抛光件；往复移动或转动所述车削后的溅射靶材；利用所述抛光件接触于所述溅射靶材的表面，对所述溅射靶材进行抛光。
6.根据权利要求1或5所述的溅射靶材的表面处理方法，其特征在于，所述抛光件为无纺布或绸布。
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