CN102029570A

CN102029570A - 钨钛合金靶材加工方法和加工装置

Info

Publication number: CN102029570A
Application number: CN 201010530355
Authority: CN
Inventors: 姚力军; 潘杰; 王学泽; 鲍伟江
Original assignee: Ningbo Jiangfeng Electronic Material Co Ltd
Current assignee: Ningbo Jiangfeng Electronic Material Co Ltd
Priority date: 2010-10-29
Filing date: 2010-10-29
Publication date: 2011-04-27
Anticipated expiration: 2030-10-29
Also published as: CN102029570B

Abstract

本发明实施例公开了一种钨钛合金靶材加工方法和加工装置，所述方法包括：采用粒度为120至150目的金刚石磨具对钨钛合金靶材进行机械加工，金刚石磨具转速为3500至4000转/分钟，进给量为每次不大于0.02毫米，进给速度为不大于500毫米/分钟。所述加工装置的材料中包括粒度为120至150目的金刚石。应用本发明实施例提供的加工方法，能够减少钨钛合金材靶材在加工过程中产生的崩裂缺陷，并能够明显的提高加工精度，本发明实施例提供的钨钛合金靶材加工装置的材料中，包括了硬度较高的金刚石，能够提高加工装置的整体硬度，减少钨钛合金靶材的崩裂缺陷，提高加工质量，同时减少加工装置的磨损，无需频繁的更换加工装置，提高加工效率，降低加工成本。

Description

钨钛合金靶材加工方法和加工装置

技术领域：

本发明半导体制造行业中的机械加工技术领域，尤其涉及一种钨钛合金靶材加工方法和加工装置。

背景技术：

在半导体器件的生产制造过程中，通常需要采用物理气相淀积工艺在硅片表面淀积一层金属薄膜，其中，溅射是物理气相淀积形式之一，其主要是一个物理过程，在溅射过程中，经加速得到的高能离子撞击在具有高纯度的靶材料固体平板上，由物理过程撞击出原子，被撞击出的原子穿过真空腔，淀积在硅片的表面。这种淀积工艺要求靶材具有均匀的组分、合适的颗粒尺寸、具体的结晶学取向和较高的纯度。在该工艺中，如果要在硅片表面淀积一层钨钛合材质的薄膜，则所采用的靶材也需要为钨钛合金材质，为了使钨钛合金靶材的形状与溅射腔所匹配，需要对钨钛合金靶材进行机械加工。

目前，业内加工钨钛合金材质的靶材时，一般采用普通材质的磨具进行磨削加工，而且对机械加工的三要素也没有特别的研究，故在对钨钛合金靶材的加工中，其采用的加工参数也比较随意，没有进过科学的分析，从而导致钨钛合金靶材在机械加工过程中，由于应力原理，靶材局部材料容易出现裂缝和掉落，即出现崩裂现象。因此，现有的加工方法存在容易使钨钛合金材靶材产生崩裂的缺陷。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种钨钛合金靶材加工方法和加工装置，用以解决现有的加工方法存在钨钛合金材靶材容易产生崩裂的缺陷。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种钨钛合金靶材加工方法，包括：

采用粒度为120至150目的金刚石磨具对钨钛合金靶材进行机械加工，金刚石磨具转速为3500至4000转/分钟，进给量为每次不大于0.02毫米，进给速度为不大于500毫米/分钟。

优选的，

所述金刚石磨具的粒度为120至130目。

优选的，

所述金刚石磨具的转速为3500至3600转/分钟。

优选的，

所述金刚石磨具的进给量为每次0.018至0.02毫米。

优选的，

所述金刚石磨具的进给速度为450至500毫米/分钟。

优选的，所述方法还包括：

在加工过程中，采用乳化液对金刚石磨具和钨钛合金靶材进行冷却控制。

本发明实施例还提供了一种钨钛合金靶材加工装置，所述加工装置的材料中包括粒度为120至150目的金刚石。

优选的，

所述加工装置的材料中包括粒度为120至130目的金刚石。

应用本发明实施例提供的加工方法，能够减少钨钛合金材靶材在加工过程中产生的崩裂缺陷，并能够明显的提高加工精度，本发明实施例提供的钨钛合金靶材加工装置的材料中，包括了硬度较高的金刚石，能够提高加工装置的整体硬度，减少钨钛合金靶材的崩裂缺陷，提高加工质量，同时减少加工装置的磨损，无需频繁的更换加工装置，提高加工效率，降低加工成本。

附图说明

图1为本发明实施例提供的加工钨钛合金靶材的实现方式示意图；

图2为本发明实施例提供的加工钨钛合金靶材的另实现方式一种示意图。

具体实施方式

现有技术中，在进行钨钛合金材料靶材机械加工时，因对其机械加工三要素并没有进行科学的分析和控制，因此在加工过程中，钨钛合金材靶材容易产生崩裂的缺陷。

为此本发明实施例提供了一种钨钛合金靶材加工方法，包括：采用粒度为120至150目的金刚石磨具对钨钛合金靶材进行机械加工，金刚石磨具转速为3500至4000转/分钟，进给量为每次不大于0.02毫米，进给速度为不大于500毫米/分钟。

同时，现有技术中，钨钛合金材靶材容易产生崩裂的缺陷的另一个原因为，采用的加工磨具为普通材质的磨具，其机械强度较低。为此，本发明实施例还提供了一种钨钛合金靶材加工装置，所述加工装置的材料中包括粒度为120至150目的金刚石。

以上是本申请的核心思想，下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

本实施例提供了一种钨钛合金靶材加工方法，目的在于通过在机械加工三要素方向的改进和控制，解决现有的加工方法存在钨钛合金材靶材容易产生崩裂缺陷的问题。

首先，在机械加工中，人们通常都希望最短的加工时间，较长的加工装置寿命和较高的加工精度，因此，在加工前必须充分考虑被加工工件的材料和材质、硬度、形状状况及机床的性能，再选择合适的加工工具并使用高效率的加工条件，其中，所述加工条件，在机械加工技术领域即为机械加工三要素，具体包括：转速、进给量和进给速度。

转速：转动性物体在转动速度上的一种衡量单位，是指一个物体在一分钟内的旋转圈数，一圈即是指一次的绕周转动，以数学上的角度单位来衡量即是转动了360度。

进给量：磨具在进给运动方向上相对于被加工工件的位移量。

进给速度：磨具上的磨消基准点沿着磨具运动轨迹相对于被加工工件移动时的速度。

本发明具体实施例采用的钨钛合金靶材加工方法，包括：

其中，金刚石磨具是指：以金刚石磨料为原料，分别用金属粉、树脂粉、陶瓷和电镀金属作结合剂，制成各种形状的工具制品，主要用于进行加工件的磨削、抛光和研磨等工艺操作。如附图1所示，为本发明实施例提供的加工钨钛合金靶材的实现方式示意图，其中，图标101所示为金刚石磨具，图标102所示为钨钛合金靶材，所述金刚石磨具101可以为圆形的砂轮。

为了提高加工装置的整体硬度，减少钨钛合金靶材的崩裂缺陷，提高加工质量，同时减少加工装置的磨损，避免频繁的更换加工装置，提高加工效率，降低加工成本。本实施中，所述金刚石磨具的粒度可以为120至130目。

金刚石磨具的转速对其使用寿命有非常大的影响，提高转速时，金刚石磨具温度就因为摩擦而迅速上升，导致其寿命大大缩短。在通常情况下，转速提高20％，其使用寿命降低到原来的1/2，转速提高50％，其使用寿命降低到原来的1/5。而如果转速过低，会使加工装置振动，使其寿命缩短，同时会使加工效率降低。为此，经发明人研究发现，在进行钨钛合金靶材加工时，金刚石磨具转速为3500转/分钟时，可以在金刚石磨具的寿命和加工效率之间得到一个较好的平衡。

进给量是决定被加工件表面质量的关键因素。进给量过小，则金刚石磨具的磨削面的磨损较大，使其寿命大幅降低；进给量过大，会导致钨钛合金靶材出现崩裂的缺陷，因此本实施例提供的加工方法中，所述金刚石磨具的进给量可以为每次0.018至0.02毫米。

当钨钛合金靶材的质量要求能够得到保证时，为提高生产效率，可选择较高的进给速度，为此，本实施例提供的加工方法中，所述金刚石磨具的进给速度可以为450至500毫米/分钟。

此外，为了冷却金刚石磨具和钨钛合金靶材，减少因摩擦升温导致的金刚石磨具和钨钛合金靶材形变，提高加工精度，并延长金刚石磨具的使用寿命，本发明实施例提供的钨钛合金靶材加工方法，还可以包括：

如附图2所示，为本发明实施例提供的加工钨钛合金靶材的另一种实现方式示意图，其中，图标101所示为金刚石磨具，图标102所示为钨钛合金靶材，所述金刚石磨具101可以为圆形的砂轮，图标103为供给乳化液的管道和喷头。通过在加工过程中，采用乳化液进行冷却控制，可以冷却金刚石磨具和钨钛合金靶材，降低金刚石磨具和钨钛合金靶材的温度，减小其形变，提高加工精度，并延长金刚石磨具的使用寿命，降低加工成本。

本实施例所提供的技术方案，通过对钨钛合金材料靶材的机械加工三要素的分析，提供了一种具体的加工方法，通过在实际应用中的多次观察发现，本实施提供的方法能够减少钨钛合金材靶材在加工过程中产生的崩裂缺陷，并能够明显的提高加工精度。

实施例二：

由于现有技术中采用的普通材质的加工装置的硬度较低，而钨钛合金材质的靶材的硬度较高，因此在用普通加工装置加工钨钛合金靶材时，容易导致钨钛合金靶材出现崩裂，同时也会造成加工装置的磨损较为严重，需要频繁的更换加工装置，进而会造成加工效率低下，也会造成加工成本较高。

为此，本实施例提供了一种钨钛合金靶材加工装置，目的在于通过改进加工磨装置的材料，以解决现有的加工装置容易使钨钛合金靶材产生崩裂缺陷的问题。

本实施例提供的钨钛合金材靶材加工的材料中包括粒度为120至150目的金刚石。

具体的，所述加工装置的材料中可以包括粒度为120至130目的金刚石。

本实施提供的钨钛合金靶材加工装置的材料中，包括了硬度较高的金刚石，能够提高加工装置的整体硬度，减少钨钛合金靶材的崩裂缺陷，提高加工质量，同时减少加工装置的磨损，无需频繁的更换加工装置，提高加工效率，降低加工成本。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种钨钛合金靶材加工方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述金刚石磨具的粒度为120至130目。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述金刚石磨具的转速为3500至3600转/分钟。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述金刚石磨具的进给量为每次0.018至0.02毫米。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述金刚石磨具的进给速度为450至500毫米/分钟。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

7.一种钨钛合金靶材加工装置，其特征在于：

所述加工装置的材料中包括粒度为120至150目的金刚石。

8.根据权利要求7所述的加工装置，其特征在于：

所述加工装置的材料中包括粒度为120至130目的金刚石。