CN101648307A - 靶材组件的制作方法 - Google Patents
靶材组件的制作方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101648307A CN101648307A CN200910140415A CN200910140415A CN101648307A CN 101648307 A CN101648307 A CN 101648307A CN 200910140415 A CN200910140415 A CN 200910140415A CN 200910140415 A CN200910140415 A CN 200910140415A CN 101648307 A CN101648307 A CN 101648307A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- backboard
- target material
- solder
- material assembly
- titanium target
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
一种靶材组件的制作方法，包括：提供钛靶材坯料、背板和钎料，所述背板四周形成有侧壁；对钛靶材坯料进行预热，将钎料均匀分布在钛靶材坯料的结合面与坯料外周，使得钎料在钛靶材坯料的结合面和外周充分浸润，去除钛靶材坯料结合面和外周上的钎料；对背板的结合面进行打磨处理，对背板进行预热，将钎料均匀分布在背板的结合面和侧壁内侧，超声波处理添加钎料的背板；对钛靶材坯料和背板进行钎焊，将钛靶材坯料焊接至背板形成靶材组件；冷却靶材组件。本发明能够有效避免钛靶材坯料和背板在焊接过程中氧化以及钎料氧化，并且焊接的靶材组件结合强度高，产品加工周期短。
Description
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制作方法。
背景技术
物理气相沉积(PVD)技术，例如溅射，应用于很多领域，用于提供带有原子级光滑表面的具有精确控制厚度的薄膜材料沉积物。在溅射过程中，位于充满惰性气体气氛的腔室里的靶材暴露于电场中而产生等离子区。这个等离子区中的等离子与溅射靶材组件的表面发生碰撞，从而从靶材组件表面逸出原子。靶材组件与待涂布基材之间的电压差使得逸出原子在基材表面上形成预期的膜层。
目前，4N5(纯度99.995％)、5N(纯度99.999％)钛靶材组件广泛应用于半导体制程，例如导电插塞金属填充，金属电极薄膜沉积等制程。靶材组件是由符合溅射性能的靶材坯料和与所述靶材结合、具有一定强度的背板构成。所述背板可以在所述靶材组件装配至溅射基台中起到支撑作用，并具有传导热量的功效。在溅射过程中，所述靶材组件的工作环境比较恶劣，例如，靶材组件工作温度较高，例如300摄氏度至500摄氏度；另外，靶材组件的一侧充以冷却水强冷，而另一侧则处于10-9Pa的高真空环境下，由此在靶材组件的相对二侧形成有巨大的压力差；再有，靶材组件处在高压电场、磁场中，受到各种粒子的轰击。在如此恶劣的环境下，如果靶材组件中靶材坯料与背板之间的结合度较差，将导致靶材坯料在受热条件下变形、开裂、并与结合的背板相脱落，使得溅射无法达到溅射均匀的效果，同时还可能会对溅射基台造成损伤。
当前大多数的4N5、5N钛靶材组件加工方法是通过金属扩散焊接方法将钛坯料与背板结合在一起，在现有的工艺中，钛坯料和背板在扩散焊接之前需要充分预热，钛坯料和背板在高温下容易被空气中的氧气氧化，影响焊接的效果，并且扩散焊接需要高温高压，焊接的靶材组件还需要做扩散热处理，保温时间久，使得靶材组件制造周期长。
发明内容
本发明解决的问题是焊接过程中钛坯料和背板在高温下容易被空气中的氧气氧化，影响焊接的效果。
为解决上述问题，本发明提供一种靶材组件的制作方法，包括：提供钛靶材坯料、背板和钎料，所述背板四周形成有侧壁；对钛靶材坯料进行预热，将钎料均匀分布在钛靶材坯料的结合面与坯料外周，使得钎料在钛靶材坯料的结合面和外周充分浸润，去除钛靶材坯料结合面和外周上的钎料；对背板的结合面进行打磨处理，对背板进行预热，将钎料均匀分布在背板的结合面和侧壁内侧，超声波处理添加钎料的背板；对钛靶材坯料和背板进行钎焊，将钛靶材坯料焊接至背板形成靶材组件；冷却靶材组件。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：钎料均匀分布在钛靶材坯料的结合面与坯料外周以及背板的结合面，有效地防止了钛靶材坯料和背板在焊接过程中被空气中的氧气氧化，并且采用了钎料焊接的方法，钛靶材坯料和背板结合强度高，产品加工周期短。
附图说明
图1为本发明一个实施例制作靶材结构的流程图；
图2至图3为根据图1所示流程制作靶材结构的示意图。
具体实施方式
本发明提供一种靶材组件的制作方法，所述方法包括：提供钛靶材坯料、背板和钎料，所述背板四周形成有侧壁；对钛靶材坯料进行预热，将钎料均匀分布在钛靶材坯料的结合面与坯料外周，使得钎料在钛靶材坯料的结合面和外周充分浸润，去除钛靶材坯料结合面和外周上的钎料；对背板的结合面进行打磨处理，对背板进行预热，将钎料均匀分布在背板的结合面和侧壁内侧，超声波处理添加钎料的背板；对钛靶材坯料和背板进行钎焊，将钛靶材坯料焊接至背板形成靶材组件；冷却靶材组件。
下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
参考图1，本发明实施方式提供一种靶材的制作方法，包括如下步骤：
步骤S1，提供钛靶材坯料、背板和钎料，所述背板四周形成有侧壁；
步骤S2，对钛靶材坯料进行预热，将钎料均匀分布在钛靶材坯料的结合面与坯料外周，使得钎料在钛靶材坯料的结合面和外周充分浸润，去除钛靶材坯料结合面和外周上的钎料；对背板的结合面进行打磨处理，对背板进行预热，将钎料均匀分布在背板的结合面和侧壁内侧，超声波处理添加钎料的背板；
步骤S3，对钛靶材坯料和背板进行钎焊，将钛靶材坯料焊接至背板形成靶材组件；
步骤S4，冷却靶材组件。
下面结合附图对于上述实例过程进行详细说明。结合图1和图2所示，如步骤S1所述，提供钛靶材坯料100、背板200和钎料(未图示)，所述背板200四周形成有侧壁201。在本实施例中，所述钛靶材坯料100的纯度为4N5(纯度99.995％)或者5N(99.999％)；钛靶材坯料100的形状，根据应用环境、溅射设备的实际要求，可以为圆形、矩形、环形、圆锥形或其他类似形状(包括规则形状和不规则形状)中的任一种，且其厚度可以为1mm至80mm不等。优选方案为圆形，直径为在设计尺寸上加2mm至5mm的余量，厚度为在设计尺寸上加1mm至3mm的余量。增加余量的目的是对形成靶材组件之后的加工步骤提供比较宽裕的加工空间。
所述背板200的形状，根据应用环境、溅射设备的实际要求，可以为圆形、矩形、环形、圆锥形或其他类似形状(包括规则形状和不规则形状)中的任一种，且其厚度可以为1mm至80mm不等。优选方案为圆形，直径为在设计尺寸上加10mm至20mm的余量。增加余量的目的是对形成靶材组件之后的加工步骤提供比较宽裕的加工空间。所述背板200四周形成有侧壁201，背板200材料选自铝基合金或者铜基合金。
所述钎料选自有铅焊锡钎料或者无铅焊锡钎料，其中钎料中银的质量百分比为0.2％。
如步骤S2所述，对钛靶材坯料100进行预热，目的为让后续工艺中的钎料与钛靶材坯料100结合面充分浸润。所述钛靶材坯料100预热可以采用加热板加热，加热温度为200摄氏度至250摄氏度。
当钛靶材坯料温度达到200摄氏度至250摄氏度，将钎料均匀分布在钛靶材坯料100的结合面与坯料外周，目的为让钎料充分在钛靶材坯料100结合面和坯料外周充分浸润，提高焊接的结合强度，并且钎料保护了钛靶材坯料100，防止钛靶材坯料100在焊接过程中氧化。
采用钢刷沾上钎料摩擦钛靶材坯料的结合面3至4回，使得钎料与钛靶材坯料100的结合面充分浸润，使得钛靶材坯料100与背板200的焊接能够获得更高的结合强度。采用刮刀去除钛靶材坯料100结合面上多余的钎料。
对背板200的结合面进行打磨处理，目的为去除背板200结合面的氧化层，具体可以为用#180或者#230砂纸对背板的结合面进行打磨，打磨完毕可以用酒精清洗结合面，用于去除打磨时形成的污染物。
对背板200进行预热，目的为让后续工艺中的钎料与背板200结合面充分浸润，所述背板200预热可以采用焊接加热装置加热，加热温度为200摄氏度至250摄氏度。
将钎料均匀分布在背板200的结合面和背板侧壁201的内侧，目的让背板200通过钎料与钛靶材坯料焊接。
超声处理添加钎料的背板200，用于去除钎料中氧化废料和残渣。所述工艺可以在手动超声波焊接装置进行，工艺参数优选为焊接装置温度260摄氏度至280摄氏度，背板200温度为200摄氏度至250摄氏度，超声波振荡器输出功率为25Hz至35Hz。
参考图3，如步骤S3所述，对钛靶材坯料100和背板200进行钎焊，用真空吸盘吸附钛靶材坯料100的非结合面，让钛靶材坯料100的结合面与背板200的结合面接触，钛靶材坯料100的外周与背板200的侧壁接触，并按住钛靶材坯料100的非结合面旋转3至4圈，使得多余的钎料从钛靶材坯料100的外周与背板200的侧壁形成的缝隙排出，然后将结合的钛靶材坯料100与背板200移至压力机工作台，工作台工作温度为工作温度260摄氏度至280摄氏度，压强0.48兆帕至0.52兆帕，将钛靶材坯料焊接至背板形成靶材组件。
如步骤S4所述，冷却靶材组件，所述冷却靶材组件可以采用压力机循环水冷却装置，保持压强0.48兆帕至0.52兆帕，将靶材组件冷却至水温。
虽然本发明已以较佳实施例披露如上，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 (10)
1.一种靶材组件的制作方法，其特征在于，包括：
提供钛靶材坯料、背板和钎料，所述背板四周形成有侧壁；
对钛靶材坯料进行预热，将钎料均匀分布在钛靶材坯料的结合面与坯料外周，使得钎料在钛靶材坯料的结合面和外周充分浸润，去除钛靶材坯料结合面和外周上的钎料；
对背板的结合面进行打磨处理，对背板进行预热，将钎料均匀分布在背板的结合面和侧壁内侧，超声波处理添加钎料的背板；
对钛靶材坯料和背板进行钎焊，将钛靶材坯料焊接至背板形成靶材组件；
冷却靶材组件。
2.根据权利要求1所述的靶材组件的制作方法，其特征在于，所述钛靶材坯料的纯度为4N5或者5N。
3.根据权利要求1所述的靶材组件的制作方法，其特征在于，所述背板材料具体选自铝基合金或者铜基合金。
4.根据权利要求1所述的靶材组件的制作方法，其特征在于，所述钎料选自有铅焊锡钎料或者无铅焊锡钎料，其中钎料中银的质量百分比为0.2％。
5.根据权利要求1所述的靶材组件的制作方法，其特征在于，所述对钛靶材坯料进行预热温度为200摄氏度至250摄氏度。
6.根据权利要求1所述的靶材组件的制作方法，其特征在于，所述使得钎料与钛靶材坯料的结合面充分浸润包括将钢刷沾上钎料摩擦钛靶材坯料的结合面三至四回。
7.根据权利要求1所述的靶材组件的制作方法，其特征在于，所述对背板的结合面进行打磨处理为用#180或者#230砂纸对背板的结合面进行打磨处理并用酒精清洗背板的结合面。
8.根据权利要求1所述的靶材组件的制作方法，其特征在于，所述对背板进行预热温度为200摄氏度至250摄氏度。
9.根据权利要求1所述的靶材组件的制作方法，其特征在于，所述超声波处理添加钎料的背板的工艺参数为超声波振荡器的输出功率为25Hz至35Hz。
10.根据权利要求1所述的靶材组件的制作方法，其特征在于，所述对钛靶材坯料和背板进行钎焊处理工艺参数为：工作温度260摄氏度至280摄氏度，压强0.48兆帕至0.52兆帕。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN200910140415A CN101648307A (zh) | 2009-05-08 | 2009-05-08 | 靶材组件的制作方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN200910140415A CN101648307A (zh) | 2009-05-08 | 2009-05-08 | 靶材组件的制作方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101648307A true CN101648307A (zh) | 2010-02-17 |
Family
ID=41670689
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN200910140415A Pending CN101648307A (zh) | 2009-05-08 | 2009-05-08 | 靶材组件的制作方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101648307A (zh) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102059421A (zh) * | 2010-12-09 | 2011-05-18 | 宁波江丰电子材料有限公司 | 钛靶铝背板焊接方法 |
| CN102133669A (zh) * | 2011-01-26 | 2011-07-27 | 宁波江丰电子材料有限公司 | 靶材与背板的焊接方法 |
| CN102906300A (zh) * | 2010-05-21 | 2013-01-30 | 优美科公司 | 溅射靶到背衬材料的非连续接合 |
| CN103737140A (zh) * | 2013-12-30 | 2014-04-23 | 江西沃格光电股份有限公司 | Ito靶材与铜背板的绑定方法 |
| CN106378507A (zh) * | 2015-07-30 | 2017-02-08 | 宁波江丰电子材料股份有限公司 | 钨钛靶材组件的焊接方法 |
| CN107511586A (zh) * | 2017-10-09 | 2017-12-26 | 有研亿金新材料有限公司 | 一种激光辅助焊接靶材与背板的方法 |
| CN112355427A (zh) * | 2020-11-02 | 2021-02-12 | 河南东微电子材料有限公司 | 一种氧化镁靶材与背板焊接的方法 |
-
2009
- 2009-05-08 CN CN200910140415A patent/CN101648307A/zh active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102906300A (zh) * | 2010-05-21 | 2013-01-30 | 优美科公司 | 溅射靶到背衬材料的非连续接合 |
| US9932667B2 (en) | 2010-05-21 | 2018-04-03 | Vital Thin Film Materials (Guangdong) Co., Ltd. | Non-continuous bonding of sputtering target to backing material |
| CN102059421A (zh) * | 2010-12-09 | 2011-05-18 | 宁波江丰电子材料有限公司 | 钛靶铝背板焊接方法 |
| CN102133669A (zh) * | 2011-01-26 | 2011-07-27 | 宁波江丰电子材料有限公司 | 靶材与背板的焊接方法 |
| CN103737140A (zh) * | 2013-12-30 | 2014-04-23 | 江西沃格光电股份有限公司 | Ito靶材与铜背板的绑定方法 |
| CN103737140B (zh) * | 2013-12-30 | 2015-12-02 | 江西沃格光电股份有限公司 | Ito靶材与铜背板的绑定方法 |
| CN106378507A (zh) * | 2015-07-30 | 2017-02-08 | 宁波江丰电子材料股份有限公司 | 钨钛靶材组件的焊接方法 |
| CN107511586A (zh) * | 2017-10-09 | 2017-12-26 | 有研亿金新材料有限公司 | 一种激光辅助焊接靶材与背板的方法 |
| CN112355427A (zh) * | 2020-11-02 | 2021-02-12 | 河南东微电子材料有限公司 | 一种氧化镁靶材与背板焊接的方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101648307A (zh) | 靶材组件的制作方法 | |
| CN101579782B (zh) | 铜靶材坯料与铜合金背板的焊接方法 | |
| CN101811209A (zh) | 靶材组件的制作方法 | |
| CN104259644B (zh) | 一种钨钛合金靶材焊接方法 | |
| CN101518851B (zh) | 靶材与背板的焊接结构及方法 | |
| CN104551381B (zh) | 钨靶材组件的焊接方法 | |
| CN101543935B (zh) | 靶材组件的制作方法 | |
| CN108461380B (zh) | 一种大面积集成电路芯片烧结空洞率的控制结构和控制方法 | |
| CN103567583A (zh) | 铝靶材组件的焊接方法 | |
| CN111136396B (zh) | 一种铜靶材与背板的扩散焊接方法 | |
| CN101537533A (zh) | 靶材与背板的焊接结构及方法 | |
| CN101543923B (zh) | 靶材与背板的焊接方法 | |
| CN102500908A (zh) | 钨靶材组件的焊接方法 | |
| CN110756937A (zh) | 一种靶材与背板的钎焊方法 | |
| CN100542730C (zh) | 一种扩散焊接方法 | |
| CN103785911B (zh) | 靶材组件的焊接方法 | |
| CN101648316A (zh) | 靶材与背板的焊接结构及方法 | |
| CN108213855A (zh) | 铜靶材组件及其制造方法 | |
| CN101648303A (zh) | 靶材与背板的焊接方法 | |
| CN102366856A (zh) | 钴靶材组件的焊接方法 | |
| CN106271148A (zh) | 靶材组件的焊接方法 | |
| CN108202180A (zh) | 靶材组件的制造方法 | |
| CN105618886A (zh) | 靶材组件的制造方法 | |
| CN103506725A (zh) | 靶材组件的制作方法 | |
| CN101862922B (zh) | 一种二元合金密封焊料丝 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20100217 |