CN113770901B - 一种靶材溅射面的抛光方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种靶材溅射面的抛光方法，所述抛光方法包括以下步骤：采用钻石砂布对靶材的待加工面进行抛光处理，以形成溅射面；所述钻石砂布的目数为250‑350#；本发明所述抛光方法仅采用钻石砂布进行一次抛光处理，即可使溅射面的粗糙度达到使用要求，无需更换抛光工件，简化了操作流程，节约了加工成本，提高了生产效率，有利于工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于溅射靶材加工技术领域，涉及一种靶材溅射面的抛光方法。
背景技术
溅射靶材是半导体集成电路制备过程中重要的原材料之一，主要用于集成电路中接触、通孔、互连线、阻挡层、封装等物理气相沉积薄膜的制备。在磁控溅射过程中，利用加速离子轰击靶材表面使得靶材原子沉积在基底表面，从而形成沉积薄膜。
磁控溅射过程中所使用靶材的质量是影响磁控溅射镀膜质量的关键因素之一。所以对于溅射靶材的质量要求高于传统材料行业的质量要求。溅射靶材的一般质量要求主要包括对于尺寸、平整度、纯度、成分含量、密度，晶粒尺寸与缺陷控制等方面的要求；此外，在面粗糙度、电阻值、晶粒尺寸均匀性、成分与组织均匀性、异物(氧化物)含量与尺寸、导磁率、超高密度与超细晶粒等方面，溅射靶材具有更高的质量要求或者特殊的质量要求。因此，需在车削之后进行进一步的抛光，才能使其达到使用要求。
CN107662083A提供了一种靶材溅射面的加工方法，该方法包括：1)采用第一植绒砂纸对所述待加工面进行粗抛光处理，去除所述待加工面上的应力变形层，形成粗抛光面；2)采用第二植绒砂纸对所述粗抛光面进行半精抛光处理，形成半精抛光面；3)采用第三植绒砂纸对所述半精抛光面进行精抛光处理，形成溅射面；4)所述第二植绒砂纸的粗糙度小于所述第一植绒砂纸的粗糙度，且大于所述第三植绒砂纸的粗糙度。
CN113021125A提供了一种钛靶材溅射面的处理方法，包括依次进行的砂纸处理、百洁布处理和羊毛轮处理；砂纸处理包括依次进行的320#砂纸处理和600#砂纸处理；百洁布处理包括依次进行的1200#百洁布处理和2000#百洁布处理；羊毛轮处理包括依次进行的羊毛轮+金刚石研磨膏W10处理、羊毛轮+金刚石研磨膏W3.5处理和羊毛轮+金刚石研磨膏W1.5处理；砂纸处理的时间为8-10min；百洁布处理的时间为2-4min；羊毛轮处理的时间为8-11min。
CN112828541A公开了一种钽靶材及其溅射面的处理方法，该处理方法包括先后进行的车削与抛光；所述车削为采用刀片沿钽靶材的直径方向从边缘向中心进刀；所述车削包括先后进行的粗车削与精车削，且粗车削与精车削的过程中吃刀量保持恒定；所述精车削包括8-12刀车削，且精车削的留余量为0.3-0.6mm；所述抛光为先采用砂纸，再采用百洁布对钽靶材的车削面进行抛光处理。
CN112809455A公开了一种钨硅靶材及其溅射面的抛光方法，该抛光方法包括往返进行的第一水磨抛光、第二水磨抛光与第三水磨抛光；所述往返的次数为15-25次；所述第一水磨抛光、第二水磨抛光与第三水磨抛光的靶材运行速度分别独立地为0.1-0.3m/s，且分别独立地采用水磨砂带进行；所述水磨砂带的转速为10-30r/min，规格包括600#白刚玉砂带或800#白刚玉砂带；所述第一水磨抛光、第二水磨抛光与第三水磨抛光的过程中分别独立地伴随着冷却水冲刷靶材溅射面；所述冷却水的冲刷速率为600-800mL/min，温度为5-25℃。
上述抛光方法虽能使溅射面粗糙度达到使用要求，但步骤过于复杂，需频繁更换抛光件，且需反复抛光。因此，提供一种简单便捷的抛光方法，简化抛光流程具有重要的意义。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种靶材溅射面的抛光方法，尤其涉及一种钨钛靶材圆弧溅射面的抛光方法，所述抛光方法进采用钻石砂布进行一次抛光，即可达到粗糙度的使用要求，简化了操作流程，提高了生产效率。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种靶材溅射面的抛光方法，所述抛光方法包括以下步骤：
采用钻石砂布对靶材的待加工面进行抛光处理，以形成溅射面。
所述钻石砂布的目数为250-350#，例如250#、260#、270#、280#、290#、300#、310#、320#、330#、340#或350#等，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。
本发明中，所述抛光方法针对靶材表面的性质，利用钻石砂布的高耐磨性。仅进行一次抛光处理，即可使溅射面的粗糙度达到使用要求，无需更换抛光工件，简化了操作流程，节约了加工成本，提高了生产效率，有利于工业化生产。
本发明中，钻石砂布的目数对最终的抛光效果具有一定的影响。其过大或过小均会影响靶材表面的粗糙度以及外观质量。
以下作为本发明优选的技术方案，但不作为本发明提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好地达到和实现本发明的技术目的和有益效果。
作为本发明优选的技术方案，所述靶材包括钨钛靶材。
作为本发明优选的技术方案，所述待加工面包括圆弧面。
作为本发明优选的技术方案，所述抛光处理过程中，所述靶材的转速为300-500r/min，例如300r/min、350r/min、400r/min、450r/min或500r/min等，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。
本发明中，靶材固定于可旋转设备上，由设备带动靶材转动进行抛光。
本发明中，靶材的转速需进行控制。若转速过快，产热过多，导致外观质量不达标；若转速过慢，则会影响粗糙度，进而影响后续使用。
作为本发明优选的技术方案，所述抛光处理过程中，所述钻石砂布与所述待加工面之间的压力为10-100N，例如10N、20N、30N、40N、50N、60N、70N、80N或100N等，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。
作为本发明优选的技术方案，所述抛光处理过程中，所述钻石砂布沿所述待加工面的半径方向，由外向内移动。
作为本发明优选的技术方案，所述抛光处理过程中，所述钻石砂布沿所述待加工面的半径方向，由外向内匀速移动。
作为本发明优选的技术方案，所述抛光处理过程中，所述钻石砂布的移动速度为50-100mm/min，例如50mm/min、60mm/min、70mm/min、80mm/min、90mm/min或100mm/min等，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。
本发明中，钻石砂布的移动速度需进行控制。若速度过快或过慢，均会影响靶材表面的粗糙度以及外观质量，进而影响后续的镀膜质量。
作为本发明优选的技术方案，所述抛光方法包括以下步骤：
提供钨钛靶材，所述靶材具有圆弧状的待加工面；
采用250-350#的钻石砂布对所述待加工面进行抛光处理，所述抛光处理过程中，靶材的转速为300-500r/min，钻石砂布与所述待加工面之间的压力为10-100N，钻石砂布沿待加工面的半径方向，由外向内50-100mm/min的速度匀速移动，抛光10-30min后，形成溅射面。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明所述抛光方法仅采用钻石砂布进行一次抛光处理，即可使溅射面的粗糙度达到使用要求，使粗糙度在1.0μm以下，并且通过进一步控制抛光过程中的条件，可使粗糙度达0.5μm以下；且抛光过程中无需更换抛光工件，简化了操作流程，节约了加工成本，提高了生产效率，有利于工业化生产。
具体实施方式
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，下面对本发明进一步详细说明。但下述的实施例仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明保护范围以权利要求书为准。
以下实施例中所使用的钻石砂布购买自3M公司。
以下为本发明典型但非限制性实施例：
实施例1：
本实施例提供了一种靶材溅射面的抛光方法，所述抛光方法包括以下步骤：
提供直径为300mm的钨钛靶材，所述靶材具有圆弧状的待加工面；
采用250#的钻石砂布对所述待加工面进行抛光处理，所述抛光处理过程中，靶材的转速为300r/min，钻石砂布与所述待加工面之间的压力为50N，钻石砂布沿待加工面的半径方向，由外向内以50mm/min的速度匀速移动，抛光10min后，形成溅射面。
实施例2：
本实施例提供了一种靶材溅射面的抛光方法，所述抛光方法包括以下步骤：
提供直径为200mm的钨钛靶材，所述靶材具有圆弧状的待加工面；
采用350#的钻石砂布对所述待加工面进行抛光处理，所述抛光处理过程中，靶材的转速为500r/min，钻石砂布与所述待加工面之间的压力为10N，钻石砂布沿待加工面的半径方向，由外向内以80mm/min的速度匀速移动，抛光20min后，形成溅射面。
实施例3：
本实施例提供了一种靶材溅射面的抛光方法，所述抛光方法包括以下步骤：
提供直径为400mm的钨钛靶材，所述靶材具有圆弧状的待加工面；
采用300#的钻石砂布对所述待加工面进行抛光处理，所述抛光处理过程中，靶材的转速为400r/min，钻石砂布与所述待加工面之间的压力为100N，钻石砂布沿待加工面的半径方向，由外向内以100mm/min的速度匀速移动，抛光30min后，形成溅射面。
实施例4：
本实施例提供了一种靶材溅射面的抛光方法，所述抛光方法参照实施例1中的抛光方法，区别仅在于：所述抛光处理过程中，靶材的转速为200r/min。
实施例5：
本实施例提供了一种靶材溅射面的抛光方法，所述抛光方法参照实施例2中的抛光方法，区别仅在于：所述抛光处理过程中，靶材的转速为600r/min。
实施例6：
本实施例提供了一种靶材溅射面的抛光方法，所述抛光方法参照实施例1中的抛光方法，区别仅在于：所述抛光处理过程中，钻石砂布以30mm/min的速度匀速移动。
实施例7：
本实施例提供了一种靶材溅射面的抛光方法，所述抛光方法参照实施例3中的抛光方法，区别仅在于：所述抛光处理过程中，钻石砂布以120mm/min的速度匀速移动。
对比例1：
本对比例提供了一种靶材溅射面的抛光方法，所述抛光方法参照实施例1中的抛光方法，区别仅在于：采用植绒砂纸进行抛光。
对比例2：
本对比例提供了一种靶材溅射面的抛光方法，所述抛光方法参照实施例1中的抛光方法，区别仅在于：采用200#的钻石砂布进行抛光处理。
对比例3：
本对比例提供了一种靶材溅射面的抛光方法，所述抛光方法参照实施例2中的抛光方法，区别仅在于：采用400#的钻石砂布进行抛光处理。
测定实施例1-7和对比例1-3中抛光后的溅射面粗糙度，结果见表1.
表1
| 粗糙度/μm | |
| 实施例1 | 0.3 |
| 实施例2 | 0.2 |
| 实施例3 | 0.5 |
| 实施例4 | 1.0 |
| 实施例5 | 0.8 |
| 实施例6 | 1.0 |
| 实施例7 | 0.9 |
| 对比例1 | 1.5 |
| 对比例2 | 1.0 |
| 对比例3 | 1.1 |
对比例1中采用的植绒砂纸，耐磨性较差，导致粗糙度较大。
对比例2-3中减小或增大了钻石纱布的目数，均会导致粗糙度较大，达不到标准。
综合上述实施例和对比例可以看出，本发明所述抛光方法仅采用钻石砂布进行一次抛光处理，即可使溅射面的粗糙度达到使用要求，使粗糙度在1.0μm以下，并且通过进一步控制抛光过程中的条件，可使粗糙度达0.5μm以下；且抛光过程中无需更换抛光工件，简化了操作流程，节约了加工成本，提高了生产效率，有利于工业化生产。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明操作的等效替换及辅助操作的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (2)
1.一种靶材溅射面的抛光方法，其特征在于，所述抛光方法包括以下步骤：
采用250-350#的钻石砂布对钨钛靶材的待加工面进行抛光处理，所述抛光处理过程中，靶材的转速为300-500r/min，钻石砂布与所述待加工面之间的压力为10-100N，钻石砂布沿待加工面的半径方向，由外向内50-100mm/min的速度匀速移动，抛光10-30min后，形成溅射面；
所述抛光处理的次数为1次；
所述抛光处理后，所述溅射面的粗糙度在0.5μm以下。
2.根据权利要求1所述的抛光方法，其特征在于，所述待加工面包括圆弧面。
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