CN212051628U

CN212051628U - 一种便于与端头连接的一体型旋转靶材

Info

Publication number: CN212051628U
Application number: CN202020542267.4U
Authority: CN
Inventors: 姚力军; 窦兴贤; 王学泽; 王青松; 呼雷
Original assignee: Hefei Jiangfeng Electronic Material Co ltd
Current assignee: Hefei Jiangfeng Electronic Material Co ltd
Priority date: 2020-04-13
Filing date: 2020-04-13
Publication date: 2020-12-01
Anticipated expiration: 2030-04-13

Abstract

本实用新型涉及半导体技术领域，涉及一种便于与端头连接的一体型旋转靶材，所述便于与端头连接的一体型旋转靶材包括溅射靶材主体、分别设置于溅射靶材主体两端的设备连接端与端头连接端以及与端头连接端连接的端头；所述端头连接端设置有外丝，外丝与端头内的内丝配合，用于端头连接端与端头的连接。所述便于与端头连接的一体型旋转靶材通过改变溅射靶材主体与端头的连接关系，使端头便于拆卸且具有良好的密封效果。

Description

一种便于与端头连接的一体型旋转靶材

技术领域

本实用新型属于半导体技术领域，涉及一种靶材，尤其涉及一种便于与端头连接的一体型旋转靶材。

背景技术

磁控溅射镀膜是目前镀膜行业应用广泛的镀膜沉积工艺，溅射镀膜的原理是在真空条件下通过电子枪用氩离子对靶材表面进行轰击，靶材表面材料以分子、原子、离子或电子等形式被溅射出来，飞溅到基板上沉积成膜。而随着表面镀膜技术的不断发展，溅射靶材这一具有高附加值的功能材料的需求量也逐年增多，因此需要不断提高溅射靶材的利用效率以及利用的便利程度。

旋转靶材相对于平面靶材具有靶材利用率高、溅射速度快以及有效地减少打弧和表面掉渣的优点。旋转靶材的结构包括一体型旋转靶材与具有背管的旋转靶材。

CN 109267019 A公开了一种硅旋转靶材及其制备方法，所述制备方法包括：提供基体管；采用第一等离子体喷涂工艺，在所述基体管上喷涂硅层，形成环绕所述集体管的硅靶材层。通过采用等离子体喷涂工艺形成环绕所述集体管的硅靶材层，获得尺寸满足工艺需求、结构致密度高、无裂纹的硅旋转靶材，且使所述硅旋转靶材的尺寸一体化。

CN 208121188 U公开了一种提高利用率的旋转硅铝靶组件，包括管体、端头和靶材，所述靶材沿所述管体轴向方向包裹在管体外周，所述管体两端分别伸出所述靶材的两端，所述端头内径固定套设于所述管体端部，所述管体端部套设具有弹性的环形衬套，所述环形衬套与所述管体一体设置，并且所述环形衬套和所述端头之间通过螺纹连接，所述环形衬套的外径大于所述端头的内径。

上述旋转靶材需要设置单独的衬管，且结构复杂，在安装使用过程中容易出现结构不达标的问题。例如，旋转靶材衬管一般由铝、铝合金、铜或铜合金制成，使得衬管的结构强度不高，而且旋转靶材端部的管壁较薄，在端部上设置密封槽，进一步减薄了端部管壁的厚度，使得旋转靶材在安装使用过程中容易出现安装不上等情况，从而需要对旋转靶材进行重新加工或更换新的旋转靶材，从而造成极大的浪费。

CN 109807453A公开了一种高纯铜旋转靶，所述高纯铜旋转靶包括高纯铜靶材管、铜合金端头、铜合金尾盖，铜合金端头和铜合金尾盖分别安装于高纯铜靶材管的两端，铜合金端头和铜合金外盖的一端分别设置有焊接面，高纯铜靶材的两端分别设置有焊接面，铜合金端头和铜合金外盖的焊接面分别与高纯铜靶材的焊接面抵贴安装。

铜合金端头的焊接面与高纯铜靶材管的焊接面抵贴连接后形成的管外壁的连接缝隙为端头焊接口，铜合金尾盖的焊接面与高纯铜靶材管的焊接面抵贴连接后形成的管外壁连接缝隙为尾盖焊接口，固定于旋转固定部的端头焊接口或尾盖焊接口为焊接端，未固定于旋转固定部的端头焊接口或尾盖焊接口为待焊接端。

但是，上述高纯铜旋转靶在焊接过程中需要将靶材与端头保持较高的同心度，如果焊接过程中出现移位现象则需要进行返焊，造成时间的浪费。而且通过焊接将端头与旋转靶材连接在一起降低了端头的利用率。

因此，为了克服现有技术中的不足，提供一种便于与端头连接的一体型旋转靶材，对于提高端头的利用效率与安装效率具有重要意义，有利于提高旋转靶材在磁控溅射领域的应用便利性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种便于与端头连接的一体型旋转靶材，所述便于与端头连接的一体型旋转靶材通过改变溅射靶材主体与端头的连接关系，使端头便于拆卸且具有良好的密封效果。

为达到此实用新型目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供了一种便于与端头连接的一体型旋转靶材，所述便于与端头连接的一体型旋转靶材包括溅射靶材主体、分别设置于溅射靶材主体两端的设备连接端与端头连接端以及与端头连接端连接的端头。

所述端头连接端设置有外丝，外丝与端头内的内丝配合，用于端头连接端与端头的连接。

本实用新型所述溅射靶材主体为两端均无封堵的管状，在使用过程中，溅射靶材主体的一端与冷却设备连接，另一端进行封堵以使冷却介质在溅射靶材主体内腔内发挥冷却效果。

本实用新型将一体型旋转靶材分为溅射靶材主体、用于与外部冷却设备连接的设备连接端以及用于封堵的端头连接的端头连接端。其中，溅射靶材主体、设备连接端以及端头连接端通过常规的一体铸造成型制备；或，分别制备溅射靶材主体、设备连接端以及端头连接端，然后将溅射靶材主体、设备连接端以及端头连接端进行焊接。从提高所述便于与端头连接的一体型旋转靶材的同心度考虑，优选为所述溅射靶材主体、设备连接端以及端头连接端通过常规的一体铸造成型制备。

优选地，所述端头连接端设置的外丝的螺距为0.5-1mm，例如可以是0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm或1mm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。

当端头连接端设置的外丝螺距较小时，对端头连接端进行加工的精度较高，提高了对一体式旋转靶材加工的成本；当端头连接端设置的外丝螺距较大时，为了达到良好的密封效果，所需端头的深度较高且需要较长的端头连接端，此时一体型旋转靶材的空间利用率较低。

优选地，其特征在于，所述端头连接端的顶面设置有用于放置O型密封圈的凹槽。

O型密封圈的设置能够显著提高端头的密封性能，从而提高所述便于与端头连接的一体型旋转靶材使用时的安全性。而且，O型密封圈安装方便，当O型密封圈出现老化现象时可方便地对O型密封圈进行更换。

优选地，所述溅射靶材主体的直径为155-180mm，例如可以是155mm、160mm、165mm、170mm、175mm或180mm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用；长度为1000-3000mm，例如可以是1000mm、1500mm、2000mm、2500mm或3000mm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。

优选地，所述端头连接端的直径为135-165mm，例如可以是135mm、140mm、145mm、150mm、155mm、160mm或165mm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用；长度为50-70mm，例如可以是50mm、55mm、60mm、65mm或70mm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。

优选地，所述端头连接端的直径比溅射靶材主体的直径小15-20mm，例如可以是15mm、16mm、17mm、18mm、19mm或20mm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。

优选地，所述旋转靶材主体与端头连接端连接的端面上设置有用于放置O型密封圈的凹槽。

本实用新型通过在旋转靶材主体与端头连接端连接的端面上设置有用于放置O型密封圈的凹槽，进一步提高了旋转靶材主体与端头连接的密封性。

优选地，所述溅射靶材主体的材质包括Al、铝合金、Cu、铜合金、Ti或钛合金中的任意一种或至少两种的组合。所述Al、铝合金、Cu、铜合金、Ti以及钛合金为本领域制作溅射靶材常用的金属，本实用新型不对纯度做具体限定，本领域技术人员能够根据工艺需要进行合理地选择。

优选地，所述设备连接端的材质包括Al、铝合金、Cu、铜合金、Ti或钛合金中的任意一种或至少两种的组合。所述Al、铝合金、Cu、铜合金、Ti以及钛合金为本领域制作溅射靶材常用的金属，本实用新型不对纯度做具体限定，本领域技术人员能够根据工艺需要进行合理地选择。

优选地，所述端头连接端的材质包括Al、铝合金、Cu、铜合金、Ti或钛合金中的任意一种或至少两种的组合。所述Al、铝合金、Cu、铜合金、Ti以及钛合金为本领域制作溅射靶材常用的金属，本实用新型不对纯度做具体限定，本领域技术人员能够根据工艺需要进行合理地选择。

优选地，所述溅射靶材主体、设备连接端以及端头连接端的材质相同。

作为本申请的优选技术方案，所述溅射靶材主体、设备连接端以及端头连接端通过常规的一体铸造成型制备；因此，本实用新型所述溅射靶材主体、设备连接端以及端头连接端的材质优选为相同。

优选地，所述设备连接端连接有与外部设备连接的法兰。

优选地，所述设备连接端与法兰的连接方式为焊接连接。

优选地，所述端头与端头连接端顶面接触处设置有放置O型密封圈的凹槽。

优选地，所述端头的顶部设置有用于吊装的丝套。所述丝套的结构为本领域常规结构，本实用新型不做具体限定。

相对于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型提供的便于与端头连接的一体型旋转靶材通过改变溅射靶材主体与端头的连接关系，使端头便于拆卸且具有良好的密封效果。

附图说明

图1为实施例1提供的便于与端头连接的一体型旋转靶材的结构示意图；

图2为实施例4提供的便于与端头连接的一体型旋转靶材的结构示意图；

图3为实施例5提供的端头的剖面图。

其中：1，溅射靶材主体；2，端头连接端；3，设备连接端；4，放置O型密封圈的凹槽；5，法兰；6，端头。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本实用新型，不应视为对本实用新型的具体限制。

作为本实用新型提供的便于与端头6连接的一体型旋转靶材的优选技术方案，所述便于与端头6连接的一体型旋转靶材包括溅射靶材主题1、分别设置于溅射靶材主题1两端的设备连接端3与端头连接端2以及与端头连接端2连接的端头66。

所述端头连接端2设置有螺距为0.5-1mm的外丝，外丝与端头66内的内丝配合，用于端头连接端2与端头66的连接。

所述溅射靶材主题1的直径为155-180mm，长度为1000-3000mm；所述端头连接端2的直径为135-165mm，长度为50-70mm。作为进一步优选地技术方案，所述端头连接端2的直径比溅射靶材主题1的直径小15-20mm。

所述旋转靶材主体与端头连接端2连接的端面上设置有用于放置O型密封圈的凹槽4，进一步优选地，所述端头连接端2的顶面设置有用于放置O型密封圈的凹槽4。

所述端头6为本领域常规的端头6，优选地，所述端头6与端头连接端2顶面接触处设置有放置O型密封圈的凹槽4；进一步优选地，所述端头6的顶部设置有用于吊装的丝套。

实施例1

本实施例提供了一种便于与端头6连接的一体型旋转靶材，所述便于与端头6连接的一体型旋转靶材的结构示意图如图1所示，包括溅射靶材主题1、分别设置于溅射靶材主题1两端的设备连接端3与端头连接端2以及与端头连接端2连接的端头6；所述端头连接端2设置有外丝，外丝与端头6内的内丝配合，用于端头连接端2与端头6的连接。

端头连接端2设置的外丝的螺距为0.8mm；所述溅射靶材主题1的直径为175mm，长度为2000mm；所述端头连接端2的直径为140mm，长度为60mm。

所述旋转靶材主体与端头连接端2连接的端面上设置有用于放置O型密封圈的凹槽4。所述设备连接端3焊接连接有与外部设备连接的法兰5。

所述溅射靶材主题1、设备连接端3以及端头连接端2的材质相同，均为铝。

实施例2

本实施例提供了一种便于与端头6连接的一体型旋转靶材，所述便于与端头6连接的一体型旋转靶材包括溅射靶材主题1、分别设置于溅射靶材主题1两端的设备连接端3与端头连接端2以及与端头连接端2连接的端头6；所述端头连接端2设置有外丝，外丝与端头6内的内丝配合，用于端头连接端2与端头6的连接。

端头连接端2设置的外丝的螺距为0.5mm；所述溅射靶材主题1的直径为155mm，长度为1000mm；所述端头连接端2的直径为135mm，长度为50mm。

所述溅射靶材主题1、设备连接端3以及端头连接端2的材质相同，均为铜。

实施例3

端头连接端2设置的外丝的螺距为1mm；所述溅射靶材主题1的直径为180mm，长度为1000mm；所述端头连接端2的直径为165mm，长度为70mm。

所述溅射靶材主题1、设备连接端3以及端头连接端2的材质相同，均为Ti。

实施例4

本实施例提供了一种便于与端头6连接的一体型旋转靶材，所述便于与端头6连接的一体型旋转靶材的结构示意图如图2所示，包括溅射靶材主题1、分别设置于溅射靶材主题1两端的设备连接端3与端头连接端2以及与端头连接端2连接的端头6；所述端头连接端2设置有外丝，外丝与端头6内的内丝配合，用于端头连接端2与端头6的连接。

端头连接端2设置的外丝的螺距为0.8mm；所述溅射靶材主题1的直径为155mm，长度为1500mm；所述端头连接端2的直径为155mm，长度为60mm。

所述端头连接端2的顶面设置有用于放置O型密封圈的凹槽4。所述设备连接端3焊接连接有与外部设备连接的法兰5。

所述溅射靶材主题1、设备连接端3以及端头连接端2的材质相同，均为CuAl合金。

实施例5

本实施例提供了一种便于与端头6连接的一体型旋转靶材，包括溅射靶材主题1、分别设置于溅射靶材主题1两端的设备连接端3与端头连接端2以及与端头连接端2连接的端头6；所述端头连接端2设置有外丝，外丝与端头6内的内丝配合，用于端头连接端2与端头6的连接。

所述端头连接端2设置的外丝的螺距为0.8mm；所述溅射靶材主题1的直径为175mm，长度为2000mm；所述端头连接端2的直径为140mm，长度为60mm。所述旋转靶材主体与端头连接端2连接的端面上设置有用于放置O型密封圈的凹槽4。所述设备连接端3焊接连接有与外部设备连接的法兰5。

所述溅射靶材主题1、设备连接端3以及端头连接端2的材质相同，均为TiAl合金。

所述端头6的结构示意图如图3所示，所述端头6与端头连接端2顶面接触处设置有放置O型密封圈的凹槽4，所述端头6内的放置O型密封圈的凹槽4与端头连接端2的顶面设置的O型密封圈的凹槽相匹配，所述端头6的顶部设置有用于吊装的丝套。

对实施例1-5提供的便于与端头连接的一体型旋转靶材进行密闭性测试，测试所用设备为氦质谱检漏仪，型号为SFJ-231；测试方法为：(1)利用专有治具将便于与端头连接的一体型旋转靶材的设备连接端所连接法兰与氦质谱检漏仪抽气软管连接起来进行抽气；(2)当氦质谱检漏仪真空度显示抽到1×10^-10Pa·m³·s^-1以下后开始对一体型旋转靶材的端头处与设备连接端处喷氦气；(3)记录氦质谱检漏仪的显示数值。

测试时O型密封圈涂覆ULVAC Z-300真空密封油脂后放入相应的放置O型密封圈的凹槽处，检测结果如表1所示。

表1

	漏率/(Pa·m<sup>3</sup>·s<sup>-1</sup>)
		实施例1	＜4×10<sup>-10</sup>
实施例2	＜4×10<sup>-10</sup>
		实施例3	＜3×10<sup>-10</sup>
实施例4	＜2×10<sup>-10</sup>
		实施例5	＜3.5×10<sup>-10</sup>

综上所述，本实用新型提供的便于与端头连接的一体型旋转靶材通过改变溅射靶材主体与端头的连接关系，使端头便于拆卸且具有良好的密封效果。

申请人声明，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。

Claims

1.一种便于与端头连接的一体型旋转靶材，其特征在于，所述便于与端头连接的一体型旋转靶材包括溅射靶材主体、分别设置于溅射靶材主体两端的设备连接端与端头连接端以及与端头连接端连接的端头；

2.根据权利要求1所述的便于与端头连接的一体型旋转靶材，其特征在于，所述端头连接端设置的外丝的螺距为0.5-1mm。

3.根据权利要求1所述的便于与端头连接的一体型旋转靶材，其特征在于，所述端头连接端的顶面设置有用于放置O型密封圈的凹槽。

4.根据权利要求1所述的便于与端头连接的一体型旋转靶材，其特征在于，所述溅射靶材主体的直径为155-180mm，长度为1000-3000mm；

所述端头连接端的直径为135-165mm，长度为50-70mm。

5.根据权利要求4所述的便于与端头连接的一体型旋转靶材，其特征在于，所述端头连接端的直径比溅射靶材主体的直径小15-20mm。

6.根据权利要求1或3所述的便于与端头连接的一体型旋转靶材，其特征在于，所述溅射靶材主体与端头连接端连接的端面上设置有用于放置O型密封圈的凹槽。

7.根据权利要求6所述的便于与端头连接的一体型旋转靶材，其特征在于，所述溅射靶材主体的材质包括Al、铝合金、Cu、铜合金、Ti或钛合金中的任意一种；

所述设备连接端的材质包括Al、铝合金、Cu、铜合金、Ti或钛合金中的任意一种；

所述端头连接端的材质包括Al、铝合金、Cu、铜合金、Ti或钛合金中的任意一种。

8.根据权利要求7所述的便于与端头连接的一体型旋转靶材，其特征在于，所述溅射靶材主体、设备连接端以及端头连接端的材质相同。

9.根据权利要求1所述的便于与端头连接的一体型旋转靶材，其特征在于，所述设备连接端连接有与外部设备连接的法兰。

10.根据权利要求9所述的便于与端头连接的一体型旋转靶材，其特征在于，所述设备连接端与法兰的连接方式为焊接连接。