[发明专利]一种钽靶材及其溅射面的处理方法

说明书

本发明提供了一种钽靶材及其溅射面的处理方法，所述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；所述钽靶材的溅射面粗糙度Ra≤0.4μm。本发明提供的处理方法有效防止了靶材表面在加工过程中出现突起、凹坑等表面缺陷以及车削挤压层，同时避免了后期的砂轮打磨，提升了靶材质量，延长了使用寿命。

技术领域

本发明属于溅射靶材技术领域，涉及一种钽靶材，尤其涉及一种钽靶材及其溅射面的处理方法。

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。

钽元素主要存在于钽铁矿中，同铌共生。金属钽的硬度适中，富有延展性，可以拉成细丝式制薄箔。其热膨胀系数很小，每升高一摄氏度只膨胀百万分之六点六。除此之外，它的韧性很强，比铜还要优异。钽具有非常出色的化学性质，其可以在表面生成稳定的五氧化二钽(Ta₂O₅)保护膜，从而具备极高的抗腐蚀性，无论是在冷和热的条件下，与盐酸、浓硝酸及“王水”都不发生反应，因此可用来制造蒸发器皿，也可制造电子管的电极、整流器、电解电容等。

基于上述性质，钽是一种性质优良，应用广泛的靶材材料。然而，应用现有加工钽靶材的技术，会在靶材表面产生车削挤压层，影响溅射过程的均匀性。而要去除车削挤压层，达到溅射的使用需求，则需要通过后续40min左右的研磨，从而耗费大量的人工成本和时间成本。

CN 108672720A公开了一种高纯钽靶材的车削加工方法，采用刀片沿高纯钽靶材的直径方向朝高纯钽靶材的中心进给的加工方式，并对车削速度进行了严格的限定。所述车削加工方法操作简单，对设备要求不高。针对钽靶材，当车削速度限定在250-300m/min时，加工后的高纯钽靶材表面质量较好，能够较好避免突起、凹坑等表面缺陷以及车削挤压层的出现。然而，后续需要通过砂带机打磨以去除中央的圆锥体，长时间打磨会出现打磨不均匀，边缘塌陷等情况，甚至导致溅射面发生变形，严重影响靶材质量和使用寿命。

由此可见，如何提供一种钽靶材溅射面的处理方法，有效防止靶材表面在加工过程中出现突起、凹坑等表面缺陷以及车削挤压层，同时避免后期的砂轮打磨，提升靶材质量，延长使用寿命，成为了目前本领域技术人员迫切需要解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种钽靶材及其溅射面的处理方法，所述处理方法有效防止了靶材表面在加工过程中出现突起、凹坑等表面缺陷以及车削挤压层，同时避免了后期的砂轮打磨，提升了靶材质量，延长了使用寿命。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种钽靶材溅射面的处理方法，所述处理方法包括先后进行的车削与抛光。

所述车削包括先后进行的粗车削与精车削。

所述精车削包括8-12刀车削，例如可以是8刀车削、9刀车削、10刀车削、11刀车削或12刀车削。

本发明中，所述车削的过程伴随着切削液对靶材切削面的冲洗冷却，所述切削液包括加德士3380切削液，所述切削液可起到冷却和润滑的作用，减少车削过程中靶材表面缺陷的出现，减少刀片的损耗。

本发明中，所述切削液的质量浓度为5％-10％，例如可以是5％、6％、7％、8％、9％或10％，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。