CN107866721A - 靶材组件的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种靶材组件的加工方法，包括：提供具有待加工面的靶坯；采用砂带对待加工面进行自动抛光处理以形成溅射面。本发明采用砂带对待加工面进行自动抛光处理以形成溅射面，一方面，相比砂纸，砂带的尺寸更大，因此砂带与待加工面的接触面积更大，为了完成对整个待加工面的抛光处理，砂带沿平行于待加工面方向上的移动次数相应减少，从而减少溅射面的表面纹路和棱边，降低溅射面粗糙度；另一方面，相比人工抛光处理的方案，自动抛光的方法可以提高抛光处理中力度的均一性，从而提高溅射面的粗糙度均匀性以及表面纹路均匀性，进而可以改善靶材组件初期溅射时的累积放电问题。

Description

靶材组件的加工方法

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及靶材组件的加工方法。

背景技术

液晶显示器(LCD)以其无辐射、省电、所占空间小等优点逐渐取代传统阴极射线显像管(CRT)显示器，现已被广泛应用到生产、生活的各个领域，比如电脑显示器、笔记本电脑、平板电脑、手机、电视、监控设备、工业控制仪表等。而且据统计显示，液晶显示器仍以每年10％以上增长以顺应市场需求。

金属靶材是液晶显示器制造中最重要的原材料之一，液晶显示器的制造普遍采用物理气相沉积工艺，在物理气相沉积过程中，电离形成的氩离子在电场的作用下加速，加速的氩离子轰击金属靶材形成大量靶材原子，溅射出的大量靶材原子沉积在玻璃基板上形成薄膜。

随着电子信息产业的高速发展，对靶材溅射性能的要求也越来越高。但是，现有技术靶材组件的性能和良率有待提高。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种靶材组件的加工方法，提高靶材组件的性能和良率。

为解决上述问题，本发明提供一种靶材组件的加工方法，包括：提供靶坯，所述靶坯具有待加工面；采用砂带对所述待加工面进行自动抛光处理，以形成溅射面。

可选的，采用砂带对所述待加工面进行自动抛光处理的步骤中，对所述待加工面进行至少一次自动抛光处理。

可选的，采用砂带对所述待加工面进行自动抛光处理的步骤中，采用设有所述砂带的砂带抛光机，对所述待加工面进行自动抛光处理。

可选的，采用砂带对所述待加工面进行自动抛光处理的步骤包括：采用第一砂带对所述待加工面进行粗抛光工艺；所述粗抛光工艺后，采用第二砂带对所述待加工面进行精抛光工艺，所述第二砂带的粗糙度小于所述第一砂带的粗糙度。

可选的，所述粗抛光工艺所采用第一砂带的型号为160#或180#，所述精抛光工艺所采用第二砂带的型号为240#或300#。

可选的，所述砂带抛光机上设有滚轮，所述粗抛光工艺的步骤包括：将所述第一砂带套置于滚轮上，采用设有所述第一砂带的滚轮对所述待加工面进行粗抛光工艺，所述滚轮的转速为1500转/分钟，工艺时间为60分钟至90分钟。

可选的，所述砂带抛光机上设有滚轮，所述精抛光工艺的步骤包括：将所述第二砂带套置于滚轮上，采用设有所述第二砂带的滚轮对所述待加工面进行粗抛光工艺，所述滚轮的转速为1500转/分钟，工艺时间为60分钟至90分钟。

可选的，采用砂带对所述待加工面进行自动抛光处理之后，所述加工方法还包括：采用百洁布对所述待加工面进行表面处理，所述百洁布的粗糙度小于所述自动抛光处理中所采用砂带的粗糙度。

可选的，所述表面处理所采用百洁布的型号为2000#。

可选的，所述溅射面的粗糙度为0.7微米至1.0微米。

可选的，提供靶坯后，采用砂带对所述待加工面进行自动抛光处理之前，所述加工方法还包括：对所述待加工面进行机械精加工。

可选的，所述机械精加工的参数包括：采用的刀具为金刚石刀，吃刀量为0.04毫米至0.06毫米，吃刀次数为3次至5次。

可选的，所述靶坯还包括与所述待加工面相对的第一焊接面，以及位于所述待加工面和第一焊接面之间的侧面；所述加工方法还包括：提供背板，所述背板具有第二焊接面以及环绕所述第二焊接面的边缘区域表面，所述第二焊接面的尺寸等于所述第一焊接面的尺寸；对所述待加工面进行机械精加工后，采用砂带对所述待加工面进行自动抛光处理之前，所述加工方法还包括：将所述第一焊接面和第二焊接面相对设置并贴合，实现所述靶坯和背板的结合；所述靶坯和背板相结合后，对所述背板的边缘区域表面以及靶坯的侧面进行喷砂处理。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本发明采用砂带对待加工面进行自动抛光处理，以形成溅射面；一方面，相比砂纸，砂带的尺寸更大，因此砂带与所述待加工面的接触面积更大，在抛光处理过程中，为了完成对整个待加工面的抛光处理，砂带沿平行于待加工面方向上的移动次数相应减少，从而可以有效减少溅射面的表面纹路和棱边，降低溅射面的粗糙度；另一方面，以自动抛光的方式对所述待加工面进行抛光处理，相比人工抛光处理的方案，可以提高抛光处理中力度的均一性，从而可以提高所形成溅射面的粗糙度均匀性以及表面纹路均匀性，因此可以改善靶材组件初期溅射时的累积放电问题，进而提高靶材组件的性能和良率。

可选方案中，本发明采用砂带对所述待加工面进行自动抛光处理的步骤中，依次对待加工面进行粗抛光工艺和精抛光工艺，其中粗抛光工艺所采用第一砂带的型号为160#或180#，精抛光工艺所采用第二砂带的型号为240#或300#，所采用砂带的粗糙度设定合理，在保证改善累积放电效果的同时，提高了加工效率。

附图说明

图1是本发明靶材组件的加工方法一实施例的流程示意图；

图2至图4是图1所示靶材组件的加工方法中步骤S1对应的结构示意图；

图5是图1所示靶材组件的加工方法中步骤S2对应的流程示意图；

图6是图5所示自动抛光处理中步骤S21对应的结构示意图；

图7和图8是图5所示自动抛光处理中步骤S22对应的结构示意图。

具体实施方式

由背景技术可知，靶材组件的性能和良率有待提高。现结合一种靶材组件的加工方法分析其原因：

在靶材组件的加工过程中，为了形成靶坯溅射面，通常通过砂纸与靶坯待加工面的摩擦以实现抛光处理，从而降低所形成靶坯溅射面的粗糙度；但是所述抛光处理需要人工及机器进行手动抛光处理，由于手动抛光处理的力度均一性较差，因此抛光处理后，溅射面色差较为明显，溅射面的粗糙度较高且粗糙度均一性较差，从而导致所述靶材组件在初期预溅射时，累计放电次数偏高，因此所述靶材组件的溅射性能和良率较差。

为了解决上述问题，本发明提供一种靶材组件的加工方法，包括：提供靶坯，所述靶坯具有待加工面；采用砂带对所述待加工面进行自动抛光处理，以形成溅射面。

本发明采用砂带对待加工面进行自动抛光处理，以形成溅射面，一方面，相比砂纸，砂带的尺寸更大，因此砂带与所述待加工面的接触面积更大，在抛光处理过程中，为了完成对整个待加工面的抛光处理，砂带沿平行于待加工面方向上的移动次数相应减少，从而可以有效减少溅射面的表面纹路和棱边，降低溅射面的粗糙度；另一方面，以自动抛光的方式对所述待加工面进行抛光处理，相比人工抛光处理的方案，可以提高抛光处理中力度的均一性，从而可以提高所形成溅射面的粗糙度均匀性以及表面纹路均匀性，因此可以改善靶材组件初期溅射时的累积放电问题，进而提高靶材组件的性能和良率。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

参考图1，图1示出了本发明靶材组件的加工方法一实施例的流程示意图。本实施例靶材组件的加工方法包括以下基本步骤：

步骤S1：提供靶坯，所述靶坯具有待加工面；

步骤S2：采用砂带对所述待加工面进行自动抛光处理，以形成溅射面。

以下将结合附图对本实施例提供的靶材组件的加工方法进行详细说明。

结合参考图2至图4，执行步骤S1，提供靶坯100，所述靶坯100具有待加工面110(如图2所示)。

在液晶显示器(LCD)制造过程中，电离形成的氩离子在电场的作用下加速，加速的氩离子轰击所述靶坯100形成大量靶材原子，溅射出的大量靶材原子沉积在玻璃基板上形成薄膜。

所述靶坯100的形状可根据应用环境以及溅射要求呈圆形、矩形、环形、圆锥形或其他任意规则形状或不规则形状。本实施例中，所述靶坯100适用于LCD靶材，相应的，所述靶坯100的形状为长方体，所述靶坯100的横截面形状为长方形。

本实施例中，所述靶坯100还包括与所述待加工面110相对的第一焊接面120，以及位于所述待加工面110和第一焊接面120之间的侧面130。所述靶坯100通过所述第一焊接面120，实现后续与背板的结合。

需要说明的是，提供所述靶坯100后，所述加工方法还包括：对所述待加工面110进行机械精加工。

通过所述机械精加工，使所述靶坯100的尺寸达到工艺目标值。

本实施例中，采用金刚石刀对所述待加工面110进行机械精加工。

所述金刚石刀指的是在普通硬质合金刀片上沉积金刚石碳膜的刀具，具有极高的硬度和耐磨性、低摩擦系数、高弹性模量、高热导、低热膨胀系数等优点，采用所述金刚石刀进行机械精加工，有利于提高所述待加工面110的表面色泽度和细腻度。

需要说明的是，机械精加工是剪切和挤压并存的过程，机械精加工容易增加所述待加工面110内的应力，从而导致在所述待加工面110上形成变形层；而在溅射过程中，需要先将所述变形层去除以露出所述靶坯100内部晶体规则排列的靶坯组织，因此变形层的存在会影响所形成靶材组件在溅射过程中预射时间的长短，影响溅射效率。所以，本实施例中，所述机械精加工采用较小的进刀量，从而可以减小加工过程中刀具对所述靶坯100的切削力，进而减小变形层。

其中，为了避免加工效率下降的问题，本实施例中，吃刀量为0.04毫米至0.06毫米。相应的，为了使得所述靶坯100的尺寸达到工艺目标值，吃刀次数为3次至5次。

如图3所示，需要说明的是，所述加工方法还包括：提供背板200，所述背板200具有第二焊接面210以及环绕所述第二焊接面210的边缘区域表面220，所述第二焊接面210的尺寸与所述第一焊接面110(如图2所示)的尺寸相等。

所述背板200在后续形成的靶材组件中起到支撑作用，且具有传导热量的功能。

本实施例中，所述背板200为无氧铜背板200，所述无氧铜背板200具有较好的可重复使用特性，有利于降低生产成本。

所述背板200的尺寸大于所述靶坯100(如图2所示)的尺寸，所述背板200表面包括第一区域Ⅰ和第二区域Ⅱ。本实施例中，所述第一区域Ⅰ背板200表面的形状、尺寸与所述靶坯100的第一焊接面120的形状、尺寸相同，所述第一区域Ⅰ的背板200表面为第二焊接面210，所述第二区域Ⅱ背板200表面为所述背板200的边缘区域表面220，所述边缘区域表面220环绕所述第二焊接面210。

如图4所示，所述加工方法还包括：将所述第一焊接面120(如图2所示)和第二焊接面210(如图3所示)相对设置并贴合，实现所述靶坯100和背板200的结合；所述靶坯100和背板200相结合后，对所述背板200的边缘区域表面220以及所述靶坯100的侧面130进行喷砂处理。

在溅射过程中，常常由于远离靶材溅射面中心的电场或磁场较弱，而使得轰击靶材溅射面边缘处的离子动量不够大，因此从所述靶材溅射面上撞击出的(或溅射)原子的动量也不够大，从而导致所述原子难以迁移到玻璃基板上形成薄膜而形成反溅射材料。

为此，本实施例中，通过对所述背板200的边缘区域表面220以及靶坯100的侧面130进行喷砂处理，以提高所述边缘区域表面220和侧面130的粗糙度，从而可以在溅射过程中粘附所述反溅射材料，进而避免所述反溅射材料掉落至玻璃基板上。

具体地，所述喷砂处理的步骤包括：通过喷砂枪向所述边缘区域表面220和侧面130喷射砂粒。其中，可根据实际粗糙度要求，设定所述喷砂处理中压缩空气的压强、砂粒尺寸以及喷砂处理时间。

继续参考图1，结合参考图5至图8，执行步骤S2，采用砂带(未标示)对所述待加工110(如图6所示)进行自动抛光处理，以形成溅射面140(如图8所示)。

所述自动抛光处理用于去除所述靶坯100待加工面110上的刀痕，使所形成溅射面140的粗糙度达到使用要求，从而形成满足溅射使用要求的靶材组件400(如图8所示)。

砂带是一种采用粘结剂将磨料粘结在纸、布等可挠性材料上所制成的带状工具，所述砂带用于进行磨削和抛光处理。

砂带的尺寸较大，因此所述砂带与所述待加工面110的接触面积较大，尤其是所述砂带沿平行于所述待加工面110且垂直于后续移动方向(如图6中A1、A2方向所示)的尺寸较大，在抛光处理过程中，为了完成对整个待加工面110的抛光处理，砂带沿平行于待加工面110方向上的移动次数也相应较少，从而可以有效减少所形成溅射面140的表面纹路和棱边，降低溅射面140的粗糙度。

本实施例中，采用设有所述砂带的砂带抛光机(图未示)，对所述待加工面110进行自动抛光处理。

具体的，在进行抛光处理过程中，所述靶坯100被固定于所述砂带抛光机上，所述砂带抛光机上设有滚轮300(如图6所示)，所述滚轮300的延伸方向与所述待加工面110相平行且与后续移动方向(如图6中A1、A2方向所示)相垂直；将所述砂带套设于所述滚轮300上，所述滚轮300以延伸方向为轴线进行旋转(如图6中旋转箭头所示)，且沿平行于待加工面110的方向移动；当所述砂带与所述待加工面110表面相接触时，设有砂带的滚轮300对所述待加工面110进行自动抛光，且所述滚轮300与所述待加工面110之间发生相对运动。

在抛光处理过程中，所述砂带与所述待加工面110发生摩擦，因此所述砂带与所述待加工面110之间发生挤压，也就是说，所述抛光处理具有力度。因此采用所述砂带抛光机进行自动抛光的方法，使得抛光处理中力度的均一性较高，从而可以提高所形成溅射面140的粗糙度均匀性以及表面纹路均匀性。

本实施例中，在所述抛光处理过程中，固定所述靶坯100，使所述滚轮300沿平行于所述待加工面110的方向来回移动(如图6中A1、A2方向所示)。在其他实施例中，还可以固定所述滚轮，使所述靶坯沿平行于所述待加工面的方向来回移动。

本实施例中，采用砂带对所述待加工面110进行自动抛光处理的步骤中，对所述待加工面110进行至少一次自动抛光处理。具体地，为了使所形成溅射面140的粗糙度达到使用要求的同时提高加工效率，所述自动抛光处理包括依次进行的粗抛光工艺和精抛光工艺，所述粗抛光工艺和精抛光工艺依次采用粗糙度由大到小的砂带，使所述待加工面110的粗糙度逐渐变小。

参考图5，示出了图1所示靶材组件的加工方法中步骤S2对应的流程示意图。

结合参考图6，执行步骤S21，采用第一砂带310对所述待加工面110进行粗抛光工艺。

由于变形层的存在会影响所形成靶材组件在溅射过程中预射时间的长短，影响溅射效率，所以所述粗抛光工艺用于去除所述变形层，形成粗抛光面。此外，在前述机械精加工过程中，刀具会在所述待加工面110上形成深浅不一的刀痕，所以所述粗抛光工艺还能够去除所述待加工面110上较深的刀痕，以降低所形成粗抛光面的粗糙度。本实施例中，在目视纹路均匀，无较深刀痕，无乱痕、无明显划伤时，所述粗抛光工艺停止。

本实施例中，采用粗糙度较大的第一砂带310进行所述粗抛光工艺。

需要说明的是，在所述粗抛光工艺过程中，如果所述第一砂带310的粗糙度过大，则难以在所述粗抛光工艺过程中降低所形成粗抛光面的粗糙度；如果所述第一砂带310的粗糙度过小，则会影响去除所述变形层的效率，影响加工效率。为此，本实施例中，所述第一砂带310的型号为160#或180#。其中，160#或180#指的是所述第一砂带310的粗糙度为160目或180目。

具体的，所述粗抛光工艺的步骤包括：将所述第一砂带310套置于所述滚轮300上，采用设有所述第一砂带310的滚轮300对所述待加工面110进行粗抛光工艺。其中，所述滚轮300在以所述滚轮300延伸方向为轴线进行旋转的同时，还沿平行于所述待加工面110的方向移动(如图6中A1、A2方向所示)。

本实施例中，所述粗抛光工艺的步骤中，所述滚轮300以延伸方向为轴线进行旋转时，所述滚轮300的转速为1500转/分钟。从而可以在控制所述待加工面110表面温度的同时，有利于提高抛光效率，且还可以提高所形成粗抛光面的纹路均匀性。

需要说明的是，如果所述粗抛光工艺的工艺时间太短，则难以去除变形层，难以去除较深刀痕；如果所述粗抛光工艺的工艺时间太长，则容易造成材料浪费。为此，本实施例中，所述粗抛光处理的步骤中，工艺时间为60分钟至90分钟。

结合参考图7和图8，图7为基于图6的俯视图，执行步骤S22，采用第二砂带320对所述待加工面110进行精抛光工艺，所述第二砂带320的粗糙度小于所述第一砂带310(如图6所示)的粗糙度。

所述精抛光工艺用于降低所述粗抛光工艺后待加工面110的粗糙度，以形成溅射面140(如图8所示)，且使所形成溅射面140的粗糙度达到使用要求。本实施例中，所形成溅射面140的粗糙度为0.7微米至1.0微米范围内。

本实施例中，所述第二砂带320的粗糙度小于所述第一砂带310的粗糙度，从而可以进一步降低所述待加工面110的粗糙度。

需要说明的是，在所述精抛光工艺过程中，如果所述第二砂带320的粗糙度过大，则难以在所述精抛光工艺过程中降低所形成溅射面140的粗糙度；如果所述第二砂带320的粗糙度过小，相应会增加抛光工艺时间，影响加工效率。为此，本实施例中，所述第二砂带320的型号为240#或300#。其中，240#或300#指的是所述第二砂带320的粗糙度为240目或300目。

具体的，所述精抛光工艺的步骤包括：将所述第二砂带320套置于所述滚轮300(如图6所示)上，采用设有所述第二砂带320的滚轮300对所述待加工面110进行精抛光工艺。其中，所述滚轮300在以延伸方向为轴线进行旋转的同时，还沿平行于所述待加工面110的方向来回移动(如图6中A1、A2方向所示)。

本实施例中，为了降低所形成溅射面140的粗糙度，使所述溅射面140的粗糙度达到使用要求，所述精抛光工艺的步骤中，所述滚轮300以延伸方向为轴线进行旋转时，所述滚轮300的转速为1500转/分钟。

所述精抛光工艺在所形成的溅射面140目视纹路均匀、细腻，表面色泽光亮，无污渍、黑点的情况下停止。具体的，本实施例中，所述精抛光工艺的步骤中，工艺时间为60分钟至90分钟。

需要说明的是，完成所述自动抛光处理之后，所述加工方法还包括：采用百洁布(图未示)对所述待加工面110(如图7所示)进行表面处理，所述百洁布的粗糙度小于所述自动抛光处理中所采用砂带(未标示)的粗糙度。

通过采用粗糙度更小的百洁布，从而进一步去除所述待加工面110上的刀痕和纹路，以进一步降低所形成溅射面140的粗糙度。

本实施例中，所述表面处理所采用百洁布的型号为2000#。其中，2000#指的是所述百洁布的粗糙度为2000目。

本实施例中，采用砂带对待加工面110(如图6所示)进行自动抛光处理，以形成溅射面140(如图8所示)；一方面，相比砂纸，砂带的尺寸更大，因此砂带与所述待加工面110的接触面积更大，在抛光处理过程中，为了完成对整个待加工面110的抛光处理，砂带沿平行于待加工面110方向上的移动次数相应减少，从而可以有效减少所形成溅射面140的表面纹路和棱边，降低溅射面140的粗糙度；另一方面，以自动抛光的方式对所述待加工面110进行抛光处理，相比人工抛光处理的方案，可以提高抛光处理中力度的均一性，从而可以提高所形成溅射面140的粗糙度均匀性以及表面纹路均匀性，因此可以改善靶材组件400(如图8所示)初期溅射时的累积放电问题，进而提高所述靶材组件400的性能和良率。

虽然本发明己披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (12)

1.一种靶材组件的加工方法，其特征在于，包括：

提供靶坯，所述靶坯具有待加工面；

采用砂带对所述待加工面进行自动抛光处理，以形成溅射面。

2.如权利要求1所述的靶材组件的加工方法，其特征在于，采用砂带对所述待加工面进行自动抛光处理的步骤中，对所述待加工面进行至少一次自动抛光处理。

3.如权利要求1所述的靶材组件的加工方法，其特征在于，采用砂带对所述待加工面进行自动抛光处理的步骤中，采用设有所述砂带的砂带抛光机，对所述待加工面进行自动抛光处理。

4.如权利要求3所述的靶材组件的加工方法，其特征在于，采用砂带对所述待加工面进行自动抛光处理的步骤包括：采用第一砂带对所述待加工面进行粗抛光工艺；

所述粗抛光工艺后，采用第二砂带对所述待加工面进行精抛光工艺，所述第二砂带的粗糙度小于所述第一砂带的粗糙度。

5.如权利要求4所述的靶材组件的加工方法，其特征在于，所述粗抛光工艺所采用第一砂带的型号为160#或180#，所述精抛光工艺所采用第二砂带的型号为240#或300#。

6.如权利要求5所述的靶材组件的加工方法，其特征在于，所述砂带抛光机上设有滚轮，所述粗抛光工艺的步骤包括：将所述第一砂带套置于滚轮上，采用设有所述第一砂带的滚轮对所述待加工面进行粗抛光工艺，所述滚轮的转速为1500转/分钟，工艺时间为60分钟至90分钟。

7.如权利要求5所述的靶材组件的加工方法，其特征在于，所述砂带抛光机上设有滚轮，所述精抛光工艺的步骤包括：将所述第二砂带套置于滚轮上，采用设有所述第二砂带的滚轮对所述待加工面进行粗抛光工艺，所述滚轮的转速为1500转/分钟，工艺时间为60分钟至90分钟。

8.如权利要求1所述的靶材组件的加工方法，其特征在于，采用砂带对所述待加工面进行自动抛光处理之后，所述加工方法还包括：采用百洁布对所述待加工面进行表面处理，所述百洁布的粗糙度小于所述自动抛光处理中所采用砂带的粗糙度。

9.如权利要求8所述的靶材组件的加工方法，其特征在于，所述表面处理所采用百洁布的型号为2000#。

10.如权利要求1所述的靶材组件的加工方法，其特征在于，提供靶坯后，采用砂带对所述待加工面进行自动抛光处理之前，所述加工方法还包括：对所述待加工面进行机械精加工。

11.如权利要求10所述的靶材组件的加工方法，其特征在于，所述机械精加工的参数包括：采用的刀具为金刚石刀，吃刀量为0.04毫米至0.06毫米，吃刀次数为3次至5次。

12.如权利要求10所述的靶材组件的加工方法，其特征在于，所述靶坯还包括与所述待加工面相对的第一焊接面，以及位于所述待加工面和第一焊接面之间的侧面；

所述加工方法还包括：提供背板，所述背板具有第二焊接面以及环绕所述第二焊接面的边缘区域表面，所述第二焊接面的尺寸等于所述第一焊接面的尺寸；

对所述待加工面进行机械精加工后，采用砂带对所述待加工面进行自动抛光处理之前，所述加工方法还包括：将所述第一焊接面和第二焊接面相对设置并贴合，实现所述靶坯和背板的结合；所述靶坯和背板相结合后，对所述背板的边缘区域表面以及靶坯的侧面进行喷砂处理。