CN111270211A - 一种延长靶材寿命的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种延长靶材寿命的处理方法,所述方法包括:将靶材依次进行抛光处理、滚花处理及喷砂处理。本发明中,通过对靶材表面的滚花及喷砂处理等,解决了靶材在镀膜过程的溅射异常(表皮脱落,尖端放电,金字塔脱落等),从而延长靶材的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及靶材领域,具体涉及一种延长靶材寿命的处理方法。
背景技术
镀膜靶材是通过磁控溅射、多弧离子镀或其他类型的镀膜***在适当工艺条件下溅射在基板上形成各种功能薄膜的溅射源。简单说的话,靶材就是高速荷能粒子轰击的目标材料,用于高能激光武器中,不同功率密度、不同输出波形、不同波长的激光与不同的靶材相互作用时,会产生不同的杀伤破坏效应。例如:蒸发磁控溅射镀膜是加热蒸发镀膜、铝膜等。更换不同的靶材(如铝、铜、不锈钢、钛、镍靶等),即可得到不同的膜系(如超硬、耐磨、防腐的合金膜等)。
在被溅射的靶极(阴极)与阳极之间加一个正交磁场和电场,在高真空室中充入所需要的惰性气体(通常为Ar气),永久磁铁在靶材料表面形成250-350高斯的磁场,同高压电场组成正交电磁场。在电场的作用下,Ar气电离成正离子和电子,靶上加有一定的负高压,从靶极发出的电子受磁场的作用与工作气体的电离几率增大,在阴极附近形成高密度的等离子体,Ar离子在洛仑兹力的作用下加速飞向靶面,以很高的速度轰击靶面,使靶上被溅射出来的原子遵循动量转换原理以较高的动能脱离靶面飞向基片淀积成膜。磁控溅射一般分为二种:直流溅射和射频溅射,其中直流溅射设备原理简单,在溅射金属时,其速率也快。而射频溅射的使用范围更为广泛,除可溅射导电材料外,也可溅射非导电的材料,同时还可进行反应溅射制备氧化物、氮化物和碳化物等化合物材料。若射频的频率提高后就成为微波等离子体溅射,如今,常用的有电子回旋共振(ECR)型微波等离子体溅射。
CN102011085A公开了一种防着板表面处理方法,所述方法包括:提供表面光滑的防着板;对所述防着板的防着面进行图案化处理,形成凹凸不平的防着面;在所述防着面进行喷砂处理;将进行喷砂处理后的防着面进行熔射处理。在光滑的防着板的表面进行图案化、喷砂和熔射处理后,使得防着板表面达到防腐蚀、防锈、耐磨、润滑、表面粗糙化、吸附、绝缘、绝热等目的。同样可以使得防着板的防着面达到均匀的粗糙度;使得防着板更加容易吸附靶材原子或大尺寸的颗粒,使其不掉落在基片上,从而增加了防着板的沉淀能力,提高溅射机内壁清洁度;提高了溅镀的成膜率;延长了防着板的使用寿命。然而,当前溅射靶材由于表面处理不合理,导致溅射过程异常,靶材寿命短等问题。
发明内容
鉴于现有技术中存在的问题,本发明的目的在于提供一种延长靶材寿命的处理方法,解决了靶材在镀膜过程的溅射异常(表皮脱落,尖端放电,金字塔脱落等),从而延长靶材的使用寿命。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
一种延长靶材寿命的处理方法,所述方法包括:将靶材依次进行抛光处理、滚花处理及喷砂处理。
本发明中,通过对靶材表面的滚花及喷砂处理等,解决了靶材在镀膜过程的溅射异常(表皮脱落,尖端放电,金字塔脱落等),从而延长靶材的使用寿命。
作为本发明优选的技术方案,所述抛光处理后靶材表面的粗糙度Ra≤0.4μm,例如可以是0.4μm、0.3μm、0.2μm、0.1μm或0.05μm等,但不限于所列举的数值,该范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案,所述滚花处理指对靶材的溅射靶的侧面距离上表面3mm处和溅射表面边缘外径和内径的差值为13mm的圆环。
作为本发明优选的技术方案,所述滚花处理中滚花的花纹包括50TPI网状花纹和/或25TPI网状花纹。
优选地,所述花纹为50TPI网状花纹,所述50TPI网状花纹的滚花纹深度为110-180μm,例如可以是110μm、120μm、130μm、140μm、150μm、160μm、170μm或180μm等,但不限于所列举的数值,该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,所述花纹为25TPI网状花纹,所述25TPI网状花纹的滚花纹深度为160-230μm,例如可以是160μm、165μm、170μm、175μm、180μm、185μm、190μm、195μm、200μm、205μm、210μm、215μm、220μm、225μm或230μm,但不限于所列举的数值,该范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中,通过对滚花中滚花花纹(网状花纹)及花纹深度的选择,解决了靶材在镀膜过程的溅射异常(表皮脱落,尖端放电,金字塔脱落等),从而延长靶材的使用寿命。
作为本发明优选的技术方案,所述喷砂处理指靶材的溅射靶的侧面距离上表面3mm处至距离中心点182.5mm的靶材正面进行喷砂处理。
作为本发明优选的技术方案,所述喷砂处理的时间为3-15min,例如可以是3min、4min、5min、6min、7min、8min、9min、10min、11min、12min、13min、14min或15min等,但不限于所列举的数值,该范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案,所述喷砂处理中喷头与靶材表面的距离为10-15cm,例如可以是10cm、10.5cm、11cm、11.5cm、12cm、12.5cm、13cm、13.5cm、14cm、14.5cm或15cm等,但不限于所列举的数值,该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,所述喷砂处理中的作业压强为0.34-0.52MPa,例如可以是0.34MPa、0.35MPa、0.36MPa、0.37MPa、0.38MPa、0.39MPa、0.4MPa、0.41MPa、0.42MPa、0.43MPa、0.44MPa、0.45MPa、0.46MPa、0.47MPa、0.48MPa、0.49MPa、0.5MPa、0.51MPa或0.52MPa等,但不限于所列举的数值,该范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案,所述喷砂处理中的砂粒为玻璃珠。
优选地,所述玻璃珠为125#玻璃珠。
作为本发明优选的技术方案,所述喷砂处理后喷砂位置的表面粗糙度Ra为2-4μm,例如可以是2μm、2.1μm、2.2μm、2.3μm、2.4μm、2.5μm、2.6μm、2.7μm、2.8μm、2.9μm、3μm、3.1μm、3.2μm、3.3μm、3.4μm、3.5μm、3.6μm、3.7μm、3.8μm、3.9μm或4μm等,但不限于所列举的数值,该范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案,所述方法包括:将靶材依次进行抛光处理、滚花处理及喷砂处理;
其中,所述抛光处理后靶材表面的粗糙度Ra≤0.4μm;所述滚花处理指对靶材的溅射靶的侧面距离上表面3mm处和溅射表面边缘外径和内径的差值为13mm的圆环;所述滚花处理中滚花的花纹包括50TPI网状花纹和/或25TPI网状花纹;所述花纹为50TPI网状花纹,所述50TPI网状花纹的滚花纹深度为110-180μm;所述花纹为25TPI网状花纹,所述25TPI网状花纹的滚花纹深度为160-230μm;所述喷砂处理指靶材的溅射靶的侧面距离上表面3mm处至距离中心点182.5mm的靶材正面进行喷砂处理;所述喷砂处理的时间为3-15min;所述喷砂处理中喷头与靶材表面的距离为10-15cm;所述喷砂处理中的作业压强为0.34-0.52MPa;所述喷砂处理中的砂粒为玻璃珠;所述玻璃珠为125#玻璃珠;所述喷砂处理后喷砂位置的表面粗糙度Ra为2-4μm。
与现有技术方案相比,本发明具有以下有益效果:
本发明中,通过对靶材表面的滚花及喷砂处理等,并且通过对滚花花纹及花纹深度的选择,解决了靶材在镀膜过程的溅射异常(表皮脱落,尖端放电,金字塔脱落等),从而延长靶材的使用寿命。
附图说明
图1是本发明中滚花处理及喷砂处理位置的示意图。
下面对本发明进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子,并不代表或限制本发明的权利保护范围,本发明的保护范围以权利要求书为准。
具体实施方式
为更好地说明本发明,便于理解本发明的技术方案,本发明的典型但非限制性的实施例如下:
实施例1
本发明提供了一种延长靶材寿命的处理方法,所述方法包括:将靶材依次进行抛光处理、滚花处理及喷砂处理;
其中,所述抛光处理后靶材表面的粗糙度Ra≤0.4μm;所述滚花处理指对靶材的溅射靶的侧面距离上表面3mm处和溅射表面边缘外径和内径的差值为13mm的圆环;所述滚花处理中滚花的花纹包括25TPI网状花纹;所述25TPI网状花纹的滚花纹深度为200μm;所述喷砂处理指靶材的溅射靶的侧面距离上表面3mm处至距离中心点182.5mm的靶材正面进行喷砂处理;所述喷砂处理的时间为5min;所述喷砂处理中喷头与靶材表面的距离为10cm;所述喷砂处理中的作业压强为0.5MPa;所述喷砂处理中的砂粒为玻璃珠;所述玻璃珠为125#玻璃珠;所述喷砂处理后喷砂位置的表面粗糙度Ra为2.5μm。
所得靶材镀膜过程的溅射正常。
实施例2
本发明提供了一种延长靶材寿命的处理方法,所述方法包括:将靶材依次进行抛光处理、滚花处理及喷砂处理;
其中,所述抛光处理后靶材表面的粗糙度Ra≤0.4μm;所述滚花处理指对靶材的溅射靶的侧面距离上表面3mm处和溅射表面边缘外径和内径的差值为13mm的圆环;所述滚花处理中滚花的花纹包括50TPI网状花纹;所述50TPI网状花纹的滚花纹深度为150μm;所述喷砂处理指靶材的溅射靶的侧面距离上表面3mm处至距离中心点182.5mm的靶材正面进行喷砂处理;所述喷砂处理的时间为8min;所述喷砂处理中喷头与靶材表面的距离为13cm;所述喷砂处理中的作业压强为0.4MPa;所述喷砂处理中的砂粒为玻璃珠;所述玻璃珠为125#玻璃珠;所述喷砂处理后喷砂位置的表面粗糙度Ra为4μm。
所得靶材镀膜过程溅射正常。
实施例3
本发明提供了一种延长靶材寿命的处理方法,所述方法包括:将靶材依次进行抛光处理、滚花处理及喷砂处理;
其中,所述抛光处理后靶材表面的粗糙度Ra≤0.4μm;所述滚花处理指对靶材的溅射靶的侧面距离上表面3mm处和溅射表面边缘外径和内径的差值为13mm的圆环;所述滚花处理中滚花的花纹包括50TPI网状花纹;所述50TPI网状花纹的滚花纹深度为180μm;所述喷砂处理指靶材的溅射靶的侧面距离上表面3mm处至距离中心点182.5mm的靶材正面进行喷砂处理;所述喷砂处理的时间为3-15min;所述喷砂处理中喷头与靶材表面的距离为10-15cm;所述喷砂处理中的作业压强为0.34-0.52MPa;所述喷砂处理中的砂粒为玻璃珠;所述玻璃珠为125#玻璃珠;所述喷砂处理后喷砂位置的表面粗糙度Ra为3μm。
所得靶材镀膜过程溅射正常。
对比例1
与实施例1的区别仅在于将不进行滚花处理。所得靶材镀膜过程溅射异常(表皮脱落,尖端放电)。
对比例2
与实施例1的区别仅在于将不进行喷砂处理,所述喷砂处理后靶材的表面粗糙度Ra≤0.4μm。所得靶材镀膜过程溅射异常(金字塔脱落等)。
对比例3
与实施例1的区别仅在于滚花纹深度为50μm,所得靶材镀膜过程溅射异常(表皮脱落,尖端放电,金字塔脱落等)。
对比例4
与实施例1的区别仅在于滚花纹深度为300μm,所得靶材镀膜过程溅射异常(表皮脱落,尖端放电,金字塔脱落等)。
对比例5
与实施例1的区别仅在于滚花的花纹为35TPI,所得靶材镀膜过程溅射异常(表皮脱落,尖端放电)。
本发明实施例和对比例中粗糙度通过粗糙度仪器进行测量。
通过上述实施例和对比例的结果可知,本发明中,通过对靶材表面的滚花及喷砂处理等,解决了靶材在镀膜过程的溅射异常(表皮脱落,尖端放电,金字塔脱落等),从而延长靶材的使用寿命。
申请人声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征,但本发明并不局限于上述详细结构特征,即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外,本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本发明的思想,其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (10)
1.一种延长靶材寿命的处理方法,其特征在于,所述方法包括:将靶材依次进行抛光处理、滚花处理及喷砂处理。
2.如权利1所述的方法,其特征在于,所述抛光处理后靶材表面的粗糙度Ra≤0.4μm。
3.如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述滚花处理指对靶材的溅射靶的侧面距离上表面3mm处和溅射表面边缘外径和内径的差值为13mm的圆环。
4.如权利要求1-3任一项所述的方法,其特征在于,所述滚花处理中滚花的花纹包括50TPI网状花纹和/或25TPI网状花纹;
优选地,所述花纹为50TPI网状花纹,所述50TPI网状花纹的滚花纹深度为110-180μm;
优选地,所述花纹为25TPI网状花纹,所述25TPI网状花纹的滚花纹深度为160-230μm。
5.如权利要求1-4任一项所述的方法,其特征在于,所述喷砂处理指靶材的溅射靶的侧面距离上表面3mm处至距离中心点182.5mm的靶材正面进行喷砂处理。
6.如权利要求1-6任一项所述的方法,其特征在于,所述喷砂处理的时间为3-15min。
7.如权利要求1-7任一项所述的方法,其特征在于,所述喷砂处理中喷头与靶材表面的距离为10-15cm;
优选地,所述喷砂处理中的作业压强为0.34-0.52MPa。
8.如权利要求1-8任一项所述的方法,其特征在于,所述喷砂处理中的砂粒为玻璃珠;
优选地,所述玻璃珠为125#玻璃珠。
9.如权利要求1-9任一项所述的方法,其特征在于,所述喷砂处理后喷砂位置的表面粗糙度Ra为2-4μm。
10.如权利要求1-10任一项所述的方法,其特征在于,所述方法包括:将靶材依次进行抛光处理、滚花处理及喷砂处理;
其中,所述抛光处理后靶材表面的粗糙度Ra≤0.4μm;所述滚花处理指对靶材的溅射靶的侧面距离上表面3mm处和溅射表面边缘外径和内径的差值为13mm的圆环;所述滚花处理中滚花的花纹包括50TPI网状花纹和/或25TPI网状花纹;所述花纹为50TPI网状花纹,所述50TPI网状花纹的滚花纹深度为110-180μm;所述花纹为25TPI网状花纹,所述25TPI网状花纹的滚花纹深度为160-230μm;所述喷砂处理指靶材的溅射靶的侧面距离上表面3mm处至距离中心点182.5mm的靶材正面进行喷砂处理;所述喷砂处理的时间为3-15min;所述喷砂处理中喷头与靶材表面的距离为10-15cm;所述喷砂处理中的作业压强为0.34-0.52MPa;所述喷砂处理中的砂粒为玻璃珠;所述玻璃珠为125#玻璃珠;所述喷砂处理后喷砂位置的表面粗糙度Ra为2-4μm。
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