[发明专利]一种溅射钽环件内外表面的卷圆机械连续滚花工艺

说明书

技术领域

本发明属于钽材的机械加工工艺，特别是涉及一种溅射钽环件内外表面的卷圆机械连续滚花工艺。

背景技术

物理气相沉积（PVD）是半导体芯片生产过程中最关键的工艺之一，其目的是把金属或金属的化合物以薄膜的形式沉积到硅片或其他的基板上，并随后通过光刻与腐蚀等工艺的配合，最终形成半导体芯片中复杂的配线结构。物理气相沉积是通过溅射机台来完成的，溅射钽环件就是用于上述工艺中的一个非常重要的关键耗材。

溅射钽环件在半导体工艺中的主要作用有两点：

第一：约束溅射粒子的运动轨迹，起到聚焦的作用；

第二：吸附溅射过程中产生的大的颗粒物，起到净化的作用。

由于溅射钽环件的特殊使用环境，因而其对表面滚花的要求极为严格，具体为：表面滚花为８０TPI凸出的菱形，既在一英寸范围内有８０道花纹，滚花均匀，表面无可视平点。但是，在实际生产中，存在如下难点：

第一：环件为开口环件，表面滚花不但要求纹路一致，并要求深浅一致：

第二：环件侧边为圆弧形；

第三：圆弧要求滚花和表面滚花一致。

目前，溅射钽环件内外表面的滚花只能在国外生产，国内还未有相关的成熟技术存在。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种能够生产出纹理结构满足半导体用户使用要求的溅射钽环件内外表面的卷圆机械连续滚花工艺。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种溅射钽环件内外表面的卷圆机械连续滚花工艺，其特征在于工艺过程为：首先制备钽条，切割连接豁口，酸洗，卷圆，将连接豁口连接，整形，内外表面滚花，车削侧边圆弧，进行侧边圆弧滚花，去除连接豁口即可；

上述制备的钽条表面光滑；

上述切割连接豁口是指将钽条两端分别切割成相互配合的凸出部分和凹进部分；

上述酸洗是指用体积比为5：2：3的HCl 、HF和H₂O混合溶液浸泡，浸泡时间2～5分钟；

上述卷圆时在钽条的上下表面垫橡胶皮，控制圆度≤1.0mm；

上述连接豁口的连接是指利用油压机和专用压接工装，使钽环件两端的凸出部分和凹进部分配合连接，压装时要在钽环件上下表面垫橡胶皮；

所述的专用压接工装是由T形支架、压块和内衬芯块组成，钽环件置于内衬芯块上，利用压块压装；

上述整形控制圆度≤0.2mm；

上述侧边圆弧滚花采用普通斜纹滚花轮，通过改变刀架角度，分7次完成整个圆弧的滚花，刀架角度依次为：45°、60°、75°、90°、105°、120°和135°。

通过本发明可实现开口溅射钽环件的内外表面及侧边形成均匀一致的80TPI凸菱形花纹，从而满足半导体用户的使用要求。

附图说明

图1为本发明开口溅射钽环件的结构示意图；

图2为图1的内外表面的纹理示意图；

图3为图1中侧边纹理示意图；

图4为钽条连接豁口的结构示意图；

图5为采用专业压装工件卷圆时加工示意图；

图6为侧边圆弧滚花示意图。

具体实施方式

本发明溅射钽环件内外表面的卷圆机械连续滚花的具体工艺步骤如下：

1、制备钽条

按照生产要求制备钽条，为了满足后续工艺的顺利进行，制备的钽条要表面光滑备钽条，无划伤、坑点等缺陷。

2、切割连接豁口

采用线切割，将钽条两端分别切割成相互配合的凸出部分和凹进部分，如图4所示，此加工要保证精度在±0.1mm，使装配连接可靠。

3、酸洗

用HCl ：HF：H₂O＝5：2：3的溶液浸泡钽条，浸泡时间2～5分钟，去除表面氧化层。

4、卷圆

利用精密卷圆机卷圆，控制圆度≤1.0mm，卷圆时注意保护表面，在钽条上下表面垫1.5mm的橡胶皮。

5、将连接豁口连接

利用油压机和专用压接工装，使钽环件两端的凸出部分和凹进部分配合连接，压装时要在钽环件上下表面垫橡胶皮。

上述专用压接工装是由T形支架4、压块2和内衬芯块1组成，钽环件3置于内衬芯块1上，利用压块2压装。

6、整形

焊压接环件进行整形，保证后期滚花要求，圆度≤0.2mm。

7、内外表面滚花

内外表面滚花必须均匀一致，表面没有可视点。

8、车削侧边圆弧