CN112091400A - 一种靶材和背板的接合方法 - Google Patents

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姚科科
廣田二郎
中村晃
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Abstract

本发明公开了一种靶材和背板的接合方法，特点是包括以下步骤：(1)将内置加热器的金属包套整体预热到300‑400℃，然后放置在液压机的机床上；(2)将背板刚好插入到金属包套的凹槽中，将靶材置于背板上表面中央，再在靶材上表面放置与背板直径相同的压块；(3)将背板和靶材加热到300‑600℃，并向压块上表面施加3‑10kg/mm2的压力，在该温度和压力下保持30‑120min后，取出附着率达99％以上的背板和靶材，即完成背板和靶材的接合，靶材为铝、铝合金、铜、铜合金、钛、镍或者镍合金，背板为铝合金、铜或者铜合金，优点是提高了靶材和背板附着率和避免靶材厚度发生变化，减少接合缺陷。

Description

一种靶材和背板的接合方法
技术领域
本发明涉及一种靶材的结合技术，尤其是涉及一种靶材和背板的接合方法。
背景技术
在半导体工业中，靶材组件是由符合溅射性能的靶材和与所述靶材结合、具有一定强度的背板构成。背板可以在所述靶材组件装配至溅射机台中起到支撑作用，并具有传导热量的功效。大规模集成电路制造中常使用铝靶材进行物理气相沉积法(PVD)镀膜以形成布线层，铝靶材在溅射过程中使用磁控溅射，通常使用强度较高、并且导热、导电性高的铜材料作为背板材料，但是必须将铝靶材和背板材料焊接在一起才能加工成半导体工业所使用的靶材组件，使其既可以可靠地安装在溅射机台上，同时又可以在磁场、电场作用下有效控制进行溅射。
在传统的大气氛围的接合方法中，通过将加热后的TG和BP以高压力加压，如果BP是AL合金或Cu及Cu合金，则会软化并引起变形。通过加压，BP向外周膨胀，中央部形成凹陷形状，在接合后的TG外周部，容易产生缺陷，会产生附着率下降至90-96％左右，低于扩散接合所要求的98％以上的问题。另外，由于变形，TG中央部和外周部的厚度会变得不一样，从而也会产生累计使用时间不稳定的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种提高了靶材和背板附着率和避免靶材厚度发生变化的靶材和背板的接合方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种靶材和背板的接合方法，包括以下步骤：
(1)将内置加热器的金属包套整体预热到300-400℃，然后放置在液压机的机床上；
(2)将背板刚好插入到金属包套的凹槽中，将靶材置于背板上表面中央，再在靶材上表面放置与背板直径相同的压块；
(3)将背板和靶材加热到300-600℃，并向压块上表面施加3-10kg/mm2的压力，在该温度和压力下保持30-120min后，取出附着率达99％以上的背板和靶材，即完成背板和靶材的接合。
所述的靶材为铝、铝合金、铜、铜合金、钛、镍或者镍合金，所述的背板为铝合金、铜或者铜合金。
所述的金属包套由低热膨胀及高强度的不锈钢或者铁质材料构成。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明一种靶材和背板的接合方法，在接合尤其是Φ300以上的大直径靶材时防止加压时的BP变形，提高了靶材和背板附着率和避免靶材厚度发生变化，减少接合缺陷。
附图说明
图1为本发明靶材和背板的接合方法示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1：
一种靶材和背板的接合方法，如图1所示包括以下步骤：
(1)将内置加热器1的金属包套2整体预热到350℃，然后放置在液压机的机床6上；
(2)将背板3刚好插入到金属包套2的凹槽中，将靶材4置于背板上表面中央，再在靶材4上表面放置与背板3直径相同的压块5；
(3)将背板3和靶材4加热到400℃，并向压块5上表面施加8kg/mm2的压力，在该温度和压力下保持45min后，取出背板3和靶材4，即完成背板3和靶材4的接合，通过超声波探伤检查机检查接合层的缺陷，可以得到99％以上的附着率。
上述靶材4可以为铝、铝合金、铜、铜合金、钛、镍或者镍合金，背板3可以为铝合金、铜或者铜合金。金属包套2由低热膨胀及高强度的不锈钢或者铁质材料构成。
实施例2：
同上述实施例1，其区别在于：
(1)将内置加热器1的金属包套2整体预热到300℃，然后放置在液压机的机床6上；
(2)将背板3刚好插入到金属包套2的凹槽中，将靶材4置于背板上表面中央，再在靶材4上表面放置与背板3直径相同的压块5；
(3)将背板3和靶材4加热到300℃，并向压块5上表面施加3kg/mm2的压力，在该温度和压力下保持120min后，取出背板3和靶材4，即完成背板3和靶材4的接合，通过超声波探伤检查机检查接合层的缺陷，可以得到99％以上的附着率。
实施例3：
同上述实施例1，其区别在于：
(1)将内置加热器1的金属包套2整体预热到400℃，然后放置在液压机的机床6上；
(2)将背板3刚好插入到金属包套2的凹槽中，将靶材4置于背板上表面中央，再在靶材4上表面放置与背板3直径相同的压块5；
(3)将背板3和靶材4加热到600℃，并向压块5上表面施加10kg/mm2的压力，在该温度和压力下保持30min后，取出背板3和靶材4，即完成背板3和靶材4的接合，通过超声波探伤检查机检查接合层的缺陷，可以得到99％以上的附着率。
上述说明并非对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例。本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内，做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种靶材和背板的接合方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)将内置加热器的金属包套整体预热到300-400℃，然后放置在液压机的机床上；
(2)将背板刚好插入到金属包套的凹槽中，将靶材置于背板上表面中央，再在靶材上表面放置与背板直径相同的压块；
(3)将背板和靶材加热到300-600℃，并向压块上表面施加3-10kg/mm2的压力，在该温度和压力下保持30-120min后，取出附着率达99％以上的背板和靶材，即完成背板和靶材的接合。
2.根据权利要求1所述的一种靶材和背板的接合方法，其特征在于：所述的靶材为铝、铝合金、铜、铜合金、钛、镍或者镍合金，所述的背板为铝合金、铜或者铜合金。
3.根据权利要求1所述的一种靶材和背板的接合方法，其特征在于：所述的金属包套由低热膨胀及高强度的不锈钢或者铁质材料构成。
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