[發明專利]鎳靶材組件的加工方法及加工裝置

有效

• 申請號: 201110321309.7
• 申請日: 2011-10-20
• 公開（公告）號: CN102501045A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 姚力軍;潘杰;王學澤;袁錦澤
• 申請（專利權）人: 寧波江豐電子材料有限公司
• 主分類號: B23P17/00
• 分類號: B23P17/00;B23P23/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

技術領域

本發明屬于半導體制造行業中的機械加工技術領域，特別是涉及一種鎳靶材組件的加工方法和加工裝置。

背景技術

物理氣相沉積(PVD)技術應用于很多領域，其利用濺射靶材組件可提供帶有原子級光滑表面的具有精確厚度的薄膜材料沉積物。靶材組件是由符合濺射性能的靶材和適于與靶材結合并具有一定強度的背板構成。在濺射過程中，靶材組件裝配至濺射基臺，位于充滿惰性氣體氣氛的腔室里的靶材暴露于電場中從而產生等離子區。等離子區的等離子與濺射靶材的表面發生碰撞，從而從靶材表面逸出原子。靶材與待涂布基材之間的電壓差使得逸出原子在基材表面上形成預期的薄膜，薄膜的質量會受到靶材表面粗糙度的影響。當靶材表面粗糙度較大時，靶材的表面會存在一些尺寸超過一定水平的凸起，在濺射的過程中，靶材表面上的凸起會產生異常放電(微電弧放電)。而異常放電會導致大粒子從靶材表面濺出并沉積在濺射基臺上的待涂布基材表面，從而使形成的薄膜上形成斑點并導致半導體器件的短路。因此加工靶材組件的過程中控制靶材表面的加工精度非常重要。

目前，含有高純度鎳靶材的鎳靶材組件的機械加工工藝非常不成熟，對于機械加工的加工參數的相關研究也幾乎處于空白階段，因此迫切需要有一種能制造出含有尺寸精度高、表面粗糙度低的高純度鎳靶材的鎳靶材組件加工方法及加工裝置。

發明內容

本發明要解決的問題是提供一種鎳靶材組件的加工方法及加工裝置，其中鎳靶材的材料為4N鎳(即純度為99.99％)。由該方法加工出的鎳靶材組件具有尺寸精度高、表面粗糙度低的鎳靶材。

為解決上述問題，本發明提供一種鎳靶材組件的加工方法，包括以下步驟：

提供一側設有多個水槽的背板、純度為99.99％的鎳靶材坯料；

將所述鎳靶材坯料與所述背板焊接在一起；

將所述鎳靶材組件固定在車床上對所述鎳靶材坯料進行車削加工以得到鎳靶材；

將所述鎳靶材組件固定在磨床上對所述鎳靶材進行磨削加工。

可選的，所述車床的刀具采用立方氮化硼刀片。

可選的，所述車削加工包括粗加工及粗加工之后的精加工。

可選的，進行所述粗加工時，所述車床的主軸轉速為300r/min～500r/min。

可選的，進行所述粗加工時，所述車床的進給量為0.3mm～0.5mm。

可選的，進行所述精加工時，所述車床的主軸轉速為250r/min～300r/min。

可選的，進行所述精加工時，所述車床的進給量為0.01mm～0.1mm。

可選的，所述磨床的磨具采用立方氮化硼砂輪。

可選的，所述立方氮化硼砂輪的粒度為180目。

可選的，進行磨削加工時，所述立方氮化硼砂輪的轉速為2800r/min～3200r/min。

可選的，進行磨削加工時，所述立方氮化硼砂輪的進給速度為450mm/min～550mm/min。

可選的，進行磨削加工時，所述立方氮化硼砂輪的進給量為0.005mm～0.02mm。

可選的，所述立方氮化硼砂輪的轉速為3000r/min。

可選的，將所述鎳靶材坯料與所述背板焊接在一起之前，還包括對所述鎳靶材坯料、背板進行清洗的步驟。

可選的，進行所述車削加工步驟之后、所述磨削加工步驟之前，還包括對所述鎳靶材、背板進行清洗的步驟。

可選的，將所述鎳靶材坯料與所述背板焊接在一起步驟中，所述鎳靶材坯料與所述背板通過釬焊連接在一起。

可選的，進行所述磨削加工時，利用乳化液對所述立方氮化硅砂輪、鎳靶材組件進行冷卻。

為解決上述問題，本發明還提供一種鎳靶材組件的加工裝置，所述鎳靶材組件包括連接在一起的背板、純度為99.99％的鎳靶材坯料，所述加工裝置包括：

車床，其刀具采用立方氮化硼刀片；

磨床，其磨具采用立方氮化硼砂輪。

本發明具有以下優點：

將背板與鎳靶材坯料焊接在一起之后形成鎳靶材組件，對鎳靶材組件中的鎳靶材坯料進行機械加工，包括對鎳靶材坯料進行車削加工及磨削加工。通過合理選用車床刀片，嚴格控制加工參數減小了車床加工時鎳靶材表面上的缺陷，以獲得精度較高的鎳靶材；待車床加工完成后，利用磨床并合理選用磨具對鎳靶材進行磨削、拋光以進一步減小鎳靶材表面上的缺陷，從而得到尺寸精度高、表面粗糙度低的鎳靶材，進而得到符合濺射性能的鎳靶材組件。

附圖說明

圖1是本發明鎳靶材組件的加工方法實施例中鎳靶材組件的加工流程圖。