[发明专利]铜靶材的加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及铜靶材的加工方法。

背景技术

通过溅射方法在基底上形成的薄膜的质量会受到用于溅射的靶材表面粗糙度的影响。当尺寸超过一定水平的凸起存在于靶材表面时，可在凸起上产生异常放电(微电弧放电)。所述异常放电可导致大粒子从靶材的表面溅出并沉积于基地上。沉积的大粒子可在薄膜上形成斑点并导致半导体器件的短路。

许多材料可被用来制作靶材，包括铜、铝、钛等。在具体应用中，靶材可包括合金或其他金属的混合物，例如铜、铝、钛中的一种或多种。靶材也可包括具体金属材料的所谓“高纯度”形式，例如铜、铝、钛中的一种或多种中的99.9％～99.9999％的纯度。

目前，在对铜进行加工以制作靶材时发现，无氧铜(纯度为99.995％的金属铜)在高速加工时容易发生变形，使得加工后的表面纹路不一致，且表面粗糙度较大。

发明内容

本发明解决的问题是现有技术中，对铜进行加工以制作靶材时，铜容易发生变形，从而影响加工后的表面纹路以及表面粗糙度的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种铜靶材的加工方法，包括：通过三次精度渐增的机械加工对铜工件进行处理，其中，在三次机械加工过程中用全周夹具固定铜工件，并且至少在第一次机械加工和第二次机械加工之间对铜工件进行应力释放。

可选的，在三次机械加工过程中用刀头具有凸部的刀具加工铜工件。

可选的，在第二次机械加工和第三次机械加工之间也对铜工件进行应力释放。

可选的，在第一次机械加工后对铜工件进行整平后再进行应力释放。

可选的，所述应力释放包括：将铜工件闲置至少8小时。

可选地，在第三次机械加工时采用喷雾冷却。

与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：

通过全周夹具固定铜工件，由于全周夹具包裹了铜工件的整个外形，使得铜工件在加工过程中的受力比较均匀，不易产生振动，从而减小了铜工件的变形。

在各次机械加工之间对铜工件进行应力释放，也减小了由于加工过程中的应力释放导致的变形。

通过改变刀具的刀头结构使刀具加工时的作用力减小，进一步减小了铜工件在加工过程中的变形。

在第三次机械加工时采用喷雾冷却，也减少了铜工件表面被划伤的情况，并且可以防止无氧铜表面在高速加工过程中的氧化和减小加工过程中刀具的磨损程度，进而降低成本。

因此，经过上述铜靶材的加工方法获得的铜靶材，其表面纹路的一致性较高，且表面粗糙度较低。

附图说明

图1是本发明铜靶材的加工方法的一种实施方式流程图；

图2a和图2b分别是普通夹具和全周夹具固定铜工件的示意图；

图3a和图3b分别是普通刀具和特殊刀具的刀头示意图；

图4是铜靶材加工过程中使用图2b所示全周夹具和图3b所示刀具的示意图；

图5是本发明铜靶材的加工方法的一种实施例流程图。

具体实施方式

在机械加工之前，一般在铜工件内部有一定的内应力。在机械加工时所述内应力会从铜工件内部逐渐的释放，从而导致铜工件的变形，使平面度产生偏差。

此外，通过对现有铜靶材的加工技术分析发现，铜工件在高速加工过程中会由于固定不稳而产生振动，导致铜工件因受力不均而变形，使平面度降低。

因此，为了减小加工时铜工件的变形程度，就需要从减小铜工件本身变形以及固定铜工件入手。

参照图1所示，本发明铜靶材的加工方法的一种实施方式包括：

步骤s1，以全周夹具固定铜工件，进行第一次机械加工；

步骤s2，对铜工件进行应力释放；

步骤s3，以全周夹具固定铜工件，进行第二次机械加工，其精度高于第一次机械加工；

步骤s4，以全周夹具固定铜工件，进行第三次机械加工，其精度高于或等于第二次机械加工。

上述实施方式中，第一次机械加工为粗加工，其目的在于去除铜工件大部分的余量，以获得较规则的半成品，也就是说，切削出靶材的大致形状。而第二次机械加工为半精加工，其精度要高于第一次机械加工，其目的在于去除铜工件小部分的余量，以获得更接近于实际靶材形状尺寸要求的半成品。而第三次机械为精加工，其精度要高于或等于第二次机械加工，其目的在于对铜工件进行最后的精细加工以获得最终的铜靶材。