[发明专利]钨硅合金的机械加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种钨硅合金的机械加工方法。

背景技术

磁控溅射是一种利用带电粒子轰击靶材，使靶材原子从表面逸出并均匀沉积在衬底上的基片镀膜工艺。磁控溅射以溅射率高、基片温升低、膜-基结合力好，以及优异的金属镀膜均匀性和可控性强等优势成为了最优异的基片镀膜工艺，并被广泛地应用于如集成电路、信息存储、液晶显示屏、激光存储器、电子控制器件等电子及信息产业的镀膜工艺中。

在磁控溅射工艺中，基于磁控溅射工艺要求，需要特定的形状的靶材结构，如在靶材的中间区域保持平整结构，而在靶材的边缘区域需形成阶梯状结构。此外，靶材的表面的平面度，平行度等对于镀膜的均匀度质量指标均具有重要影响。所谓的平面度指靶材靶材表面凹凸高度相对理想平面的偏差，平行度指靶材两个平面或者两直线平行的程度，具体地至一个平面（或边）与该平面（或边）相对的平面（或边）平行的误差最大允许值。

在靶材制备工艺中，包括机械加工步骤，从而将靶材加工成特定结构，同时提高靶材的表面的平面度、平行度。但在刀具切削靶材过程中，靶材受到外部载荷作用后，靶材内部的内应力会从靶材内部逐渐的释放，并由此导致产品的变形，使平面度产生偏差；而且刀具与靶材坯料接触后，刀具在工件的表面加工时产生扭力，这些扭力会导致工件振动，从而使靶材产生形变影响工件的表面加工质量。

尤其是在钨硅合金（W-Si）靶材等，硬度高，脆性大的材料的靶材的机械加工过程中。靶材内部应力释放不完全，产生的扭力作用大，不仅刀具磨损大，而且加工过程中，经常出现靶材碎裂等情况。特别是在进行靶材阶梯式结构的梯度加工中，靶材破碎率高，无法采用普通的铣刀磨削加工工艺无法满足高精度的梯度加工要求，钨硅合金靶材机械加工成品率低。为此，如何提高钨硅合金靶材的机械加工质量，获取特定结构的钨硅合金靶材，并提高钨硅合金靶材的加工成品率是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种钨硅合金的机械加工方法，可有效提高钨硅合金的梯度加工的精度，以及质量，从而提高钨硅合金机械加工的质量和成品率。

为解决上述问题，本发明提供一种钨硅合金的机械加工方法，包括：

提供钨硅合金坯料，所述钨硅合金坯料包括第一表面：

采用金刚石砂轮磨削所述钨硅合金坯料的第一表面，进行梯度加工。

可选地，所述金刚石砂轮的磨料颗粒小于或等于150微米。

可选地，所述金刚石砂轮的磨料颗粒为55～150微米。

可选地，所述梯度加工过程包括：金刚石砂轮的转速大于或等于1000转/分钟，进给量小于或等于700毫米/分钟，吃刀量小于或等于0.1毫米。

可选地，金刚石砂轮的转速为1000～3000转/分钟，进给量为100～700毫米/分钟，吃刀量为0.01～0.1毫米。

可选地，所述金刚石砂轮与所述钨硅合金坯料的接触面积为10～200平方毫米。

可选地，所述钨硅合金坯料还包括与所述第一表面位置相对的第二表面；

在所述梯度加工之前，对所述钨硅合金坯料的第一表面进行平面磨加工，至所述钨硅合金坯料的第一表面和第二表面间的距离为第一预定距离。

可选地，所述平面磨加工包括：

采用金刚石砂轮，磨削所述钨硅合金坯料的第一表面；

所述平面磨加工包括：第一平面磨加工和第二平面磨加工；

第一平面磨加工，采用的金刚石砂轮的磨料颗粒为250～160微米；转速为1000～2000转/分钟，吃刀量为0.02～0.05毫米；

在第一平面磨加工后，进行第二平面磨加工，所述第二平面磨加工工艺为：

采用的金刚石砂轮的磨料颗粒为125～80微米；转速为1000～2000转/分钟，吃刀量为0.01～0.02毫米。

可选地，在平面磨加工过程中，所述金刚石砂轮与钨硅合金坯料的接触面积为50～200平方毫米。

可选地，在所述梯度加工之前，对所述钨硅合金坯料的第一表面的边缘进行线切割加工。

可选地，在所述线切割加工的工艺包括：采用切割线为钼丝，电流为5～7安培，脉间为3～5微秒，脉宽为4～6微秒，功率管数为5～7。

可选地，在所述线切割加工中，在所述钨硅合金坯料的第一表面边缘保留0.5～1毫米的余留量。

可选地，所述梯度加工包括：

所述金刚石砂轮沿第一方向进行第一次磨削进刀，磨削所述第一表面形成第一凹槽平面，所述第一表面和第一凹槽平面间形成阶梯结构；