TW574400B - Methods of bonding two aluminum-comprising masses to one another, methods of bonding a physical vapor deposition target material to a backing plate material and structures comprising aluminum-comprising physical vapor deposition targets and backing plate - Google Patents
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Description
5744〇0 五、 發明說明( 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 領域 本發明係關於將物理笑5 ^ ❿虱沉積(PVD)標的物材料黏結至 之太味。另冰士政發月耶關於相互黏結二個含鋁質體 ’發明係關於包括黏結至含銘質背片之本 鋁質物理蒸氣沉積標的物之構造。 σ 意J最技藝 口 現今發展之物理蒸氣沉積㈣於標的物與背片間緊密之 黏結之要求持續且急迫。列舉減射沉積裝置10之部分圖. ί圖1中。裝置10包括具有黏結於其上之背片12。裝置i 中有半導體材料晶圓16,且與標的物14分開裝置。濺对 〈材料i 8自標的物14離開’且用於在晶圓16上形成塗層 (未顯示)。 印 濺射設計現代化之改良爲增加標的物14及半導體材料基 材16之距離。該距離之增加在基材16之型態上可達到土 万向性濺射比在標的物1 4藉由使未垂直移到基材丨6之 :定著在濺射室之侧壁上,以接近基材16所可達到者 高。尤其,基材16常具有垂直孔或深度爲其寬度之五倍 更高(亦即具有相對較高之臨界規格)開口(已知如通道。 將材料濺射到高臨界規格之通道中並不容易,除非在濺射 標的物及包括通道之基材間之射程相對較高。 雖然較長之射程可產生涵盍相對較短射程技術之優點, 但亦會造成複雜化。該複雜化之一係由於需施加長射程技 術之額外動力造成。該額外動力會使濺射標的物比老舊 方法更熱。該熱會破壞背片1 2及標的物1 4間形成之 示 0 射 之 更 或 之 黏 —裝·-------tr---------. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4- 574400 A7 B7 五、發明說明(2 2二例如,若標的物14焊接在背片12上,則長射程濺射 術過程中發出之熱足以使焊接融化,且實際上使標的物 I4自背片12斷裂。據此,焊接對長射程濺射技術並不適 用。因此需發展將物理蒸氣沉積標的物黏結在背片上之改 良方法。 本^明之一目的包含將含鋁物理蒸氣沉積標的物黏結在 含鋁背片上,至黏結強度超過1〇〇〇〇磅/平方英吋。 訂· 人本=明之另一目的包含將第一種含鋁質體黏結至第二種 =鋁質體之方法。該第一種含鋁質體具有第一面表面,且 第^種含鋁質體具有第二面表面。第一面及第二面表面之 至少一面暴露在包括HF及HNO3之混合物中,再使第一面 表面與第二面表面接觸。第一種及第二種鋁質體壓著在一 起’使第一種鋁質體黏結在第二種鋁質體上。 f發明又另一目的包含將物理蒸氣沉積標的物材料黏結 在背片材料上之方法。該標的物材料及背片材料相互間: 物理接觸結合。標的物材料及背片材料依如下列般進行之 負載下壓著:(1)將負載維持在至少約4ksi之第一種壓力 下至少約20秒之時間;(2)使負載增加至少約〇51^丨,至 新的壓力’·及(3)使負載維持在新的壓力下至少约2〇秒。 簡要蘇沭 本發明之較佳具體例係參照下列附圖敘述於下。 圖1爲一部分先前技藝之濺射沉積裝置之簡圖。 圖2爲本發明方法之流程圖。 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21() χ 297公爱)_ 574400 A7 五 發明說明( B7 3 圖3爲介紹將料件硬化成標的物材料之方法之圖示説 圖4爲在預黏結步驟下具背片之圖3標的物材料之圖示說 之簡圖馬。在圖4叙黏結步驟之下之圖4標的物材料與背片 舊圖二 =發明之方法(稱爲新方法)與傳統之方法(稱爲 舊万法)形成之背片硬度之圖表比較。 老(私馬 圖7爲本發明之將標的物材料 負載曲線圖表説明。 何村壓者在一起之 力強度之圖表比較。 為售万法)達成之RAM張 本發明之方法(稱之爲新方法)形成背片及依— 又:法(稱之爲舊方法)形成背片之背片抗屈強度對溫度 依存性圖表比較。 之最佳楛式 本發明包含使材料相互黏結之方法,且最佳之具體例 士使物理蒸氧沉積標的物材料與背片材料黏結之方法。 本發明包含之方法係以圖2之流程圖敘述。在起始步 (圖2中標示爲3 〇 ),料件硬化係針對標的物材料進行。 對此貫例,若標的物材料包括鋁,則料件硬化可藉由將 明 明 訂 包 驟 針 鋁 -6 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐 574400 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 過 例 適 例 五、發明說明(4 ;開:之厚度壓縮至第二種厚度進行。該壓縮説明於圖3 射/、中係乱明壓縮前後之標的物5(),且以箭頭Μ指示 ,之步驟。標的物50包括壓縮52前之第一種厚度“X” ,縮後〇二種厚度“γ”壓縮可藉由例如冷鍛造或冷滾壓 達成。標的物50之最終厚度(“γ,,)可比標的物5〇之初始厚 度少例如2%。(亦即至少壓縮98%),且—般少於或等於 標的50之初始厚度之約4〇%(亦即至少壓縮6〇%)。特殊 U體例中’標的物5〇之壓縮可達95%(亦即壓縮後之最 終厚度“ Υ ”約爲初始厚度“ χ,,5 % )。 標的物50基本上可包括或包含例如低至高純度之鋁。標 的物5 0可包括例如基本上含紹之含銘質體。相對的,標的 物50可包括基本上含鋁,但超過〇%且少於工〇%之選自包 含 Si,Cu,Ge,Pb,Sn,Ag,Ga,Hf,Mg,Mn,Sc,Zn,B,Ba,Be, C,Ca,Cd,Ce,Co, Cr,Dy,Er,Fe,Gd,Ho, Ir,La,Lu,Mo, 仙,则,Ni,P,Pd,Pm,Pr,pt,Pu,Rh,Ru,S,Sb,Se,Sm,Sr,Ta, Tb’ Te’ Ti,Tm,V,W,Y,Yb及Zr之其他元素之含鋁質體。 所謂之“其他元素,,可爲元素之形式、多元素材料之形式, 例如錯合物或化合物。 列舉可用作標的物5 〇之材料爲包括〇·5%銅(重 量)及0.2% 矽(重I )又向純度鋁。甚他列舉之標的物材料包括超 〇%但低於10%銅(重量),及少於1〇%矽(重量)之鋁。 如,標的物材料基本上可包含具有〇 5%銅(重 量)之鋁。 用足回純度鋁質材料包含超過或等於99.95%純度之鋁, 如99.995%純度、99 9995%純度、或99 99995%純度之鋁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) —;-------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 574400 A7
褡的 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
英吋至約9英:可广造成直後低於15英吋,且-般約以 英寸至㈣吋疋條狀物。條狀物之 至約10英对,且一般之初始厚度約爲5英叶1 = = ^ 標的物5 0經麼_縮後,户斤爲八士 '' 直徑之圓形肛料斤于冷加工胚料可經切刻,形成所需 32❹;、:2之流程圖,標的物係與背片結合(圖2,步顆 丄九標的物與背片在結合前均經清洗,以移除可 月b存在之污染。 清洗可包括將標的物及背片暴露在有機清洗材料中。較 ::青洗尚包括將標的物及背片之至少—種在約代至 (溫度下,暴露在包括抑及Η%之混合物中約一 秒至約3。0分鐘。該暴露可發生在例如室溫(亦即溫度约价 至約2 5 C )下少於3 0秒,例如約〗5秒之時間。 雖然HF/HNO3之溶液在較佳之短暴露時間過程中,對本 銘之表面具有有利之作用,若暴露時間太長,則酸性溶: 會蚀刻或凹卩自含㈣材料之表面^最適當之暴露時間合受 到HF/HN〇3溶液之㈣。尤其,溫度較高,暴露時間二般 較短,且溫度較低暴露時間一般較長。 包括HF/HN〇3之清洗混合物基本上會含HF、hn〇3及 ^’且在最佳具體例中會含心腿化及仏心該混^物 可藉由例如將約1份至約丨〇份之濃HF溶液(其中濃^^溶液 包括含約4 8 %至約5 1 %氫氟酸之水溶液,且“约,,係^ 士 0.5%(差異)、約27份至约49.5份之濃HNO3溶液(其中之 濃HNO3溶液包括含約6 9 %至約7 1 %硝酸之水溶液,且 ▼裝1T---------_____ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、 -8-
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 574400 A7 --------JB7 ______ 五、發明說明(6 ) “約’’係指± 0.5%之差異)、及約4〇 5份至約7 2份之水。濃 HF可包括約48%HF之水溶液;幻農抓〇3可包括例如約 7〇〇ΛΗΝ〇3之水溶液。上面所指之“份,,係以體積測定。混 合物之各種成分可以以任一種順序混合,且列舉之順序爲 先混合硝酸及水,接著再添加HF。參照hf、hn〇3及η〇 (份中之“約”-詞係指±0.5份之差異,但Η%之量不爲' 份0 HF及ΗΝΟ3之清洗混合物可有利.的移除無機及有機材 t,、且因此可移除許多來自含鋁表面之上或之中之普通污 染或摻雜。例如,溶液可移除留在含鋁表面上之來自有機 清洗試劑之有機污染物。而且,混合物可溶解一般存在於 含鋁材料中之摻雜,如矽、鎂及銅,以及溶解一般之雜 質。 將標的物與背片結合之方法係參考圖4及5説明。參照圖 4,圖3之加工硬化標的物5〇係顯示背片6〇之上方。圖3之 为片6 0顯不具有以螺旋圖案機置在表面上之連續溝槽 ό 2。最後,標的物5 〇會壓向板6 〇,將材料自標的物$ 〇推 向溝槽6 2。 標的物50包括第一面表面51及反面之第二面表面53, 且月片60包括第一面表面61及反面之第二面表面63。最 後’標的物50之表面51壓向背面60之表面61。 車父好’表面51及61之至少之一在將表面51壓向表面61 之前,係以包括HF/HN03之混合物清洗。更好,表面5 1及 61二者在將面壓向標的物之前,均先以包括hf/hn〇3之混 -9 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) I 裝-----1 —1Γ---------· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 574400
五、發明說明(7 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 谷物清洗。需注意表面5 1及6 1可以以相同溶液清洗,或 可以以包括HF/HNOs之不同溶液清洗。亦須注意例如表面 51之清洗可包括藉由將HF/HN〇3之溶液噴佈過表面,僅使 標的物50之表面51暴露於包括HF/HN〇3之溶液中。相對 的,可將標的物50之全部浸在HF/HN〇3之溶液中,使表面 5/及5 3兩面均暴露在HF/HN〇3之清洗溶液中。同樣的, 背片60之表面61可藉由將HF/HN〇3溶液噴佈過表面清 洗,或藉由將背片60之全部表面浸SHF/HN〇3溶液中,使 表面61及63兩面均暴露在HF/HN〇3溶液中清洗。 HF/HNO3溶液較好自已暴露此溶液過之標的物冗或背片 60之任一表面上移除。該移除可藉由例如以去離子水噴佈 達成。在標的物50之表面51與背片6〇之表面“結合前可 再自表面移除水。 背片6 0〈清洗可在背片6 〇之表面6 i中形 或之後進行。 處係參考處理含銘之標的物材料及含銘 月匕片敘义,但* 了解本發明之化學清洗溶液可用於清 除月片及物理沉積標的物外之含銘質體。 在標的物50包括高純度銘之具體^中,背片Μ 括紹,尤其可包括例如2_系列、_系列侧 删系列、6_系列或7_系列可熱處理之紹^北片 60可包括例如基本上含銘之含銘質體。相對二·. '片 可包括基本上含超過0%銘,且少於1〇%選自包本 Ge, Pb, Sn, Ag, Ga, Hf, Mg, Mn, Sc, Zn, B, Ba, BI C? -------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -----1--------- -10-
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297^^7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 574400 A7 ----__ 五、發明說明(8 )
Cd, Ce5 Co5 Cr5 Dy, Er, Fe? Gd5 Ho, Ir, La, Lu? Mo, Nb? Nd, Ni,P,Pd,Pm,Pr,pt,Pu,Rh,Ru,s,sb,Se,Sm,以,% 几, Te,Ti,Tm,V,W,Y,Yb&Zr其他元素之含鋁質體。所謂之 “其他元素”可爲元素之形式、多元素材料之形式,例如錯 合物及化合物。 列舉之應用中背片60包括在約250T至約800T下進行溫 度處理約ίο分鐘至約}週之2024彳351鋁。熱處理可包括例 如暴露在約350°C至約400°C之溫度下約6小時至約1 2小 時。一般之熱處理包括使背片暴露在約375下之溫度下約8 小時。溫度處理可使2024-T351鋁材料硬化,且可在背片 6 〇成爲條狀物之前或之後進行。 圖6顯示包括冒進行上述溫度處理(標示爲“新方法,,)之 2024-T351鋁之背片硬度與一般背片(標示爲“舊方法,,)硬 度,及下述不同黏結加工後硬度之比較。“新方法,,之背片 實質上比“舊方法,,之背片硬。 將標的物5 0黏結到背片6 〇之初始步驟一般係藉由使標 的物5 0與背片6 0物理接觸,結合標的物及背片。圖4之箭 頭5 4指出將標的物5 0置於背片6 〇下方之結合。圖5顯示包 括結合在背片6 0上之標的物5 〇之組件7 〇。圖示中,組件 70、標的物50蓋住背片60之溝槽62(圖4)。在背片60遠 硬於標的物5 0之具體例中,標的物之軟質材在後續加工過 程中’可壓著到硬背片之溝槽中。 組件7 0可在相對於由背片6 〇及標的物5 〇之材料形成之 氧化物爲惰性之氣體中形成或置於其中。在背片6 〇及標的 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) —— — — — — I— ·1111111 ^ « — — — — — — — I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 574400 A7 B7 五、發明說明(9、 :二高純度銘,或銘合金之具體例中,惰性氣體可包 :基二上可=性氣體(如一種或多種之氮氣氛 二Ί 空爲10·2至1〇-7 T°rr);且可藉由例如 氣體沖洗室,接著對室抽眞”成。惰性氣體較好 =括乳化成分(如氧),因爲會對胚料6。及標的物5〇之 或一者之氧化產生負面影響。然而,需了解上淑 hf/hn〇3清洗之優點爲可自含銘材料之表面移除可氧= 訂· :。例如’ HF/HN03之清洗可自含銘質體之表面移除相 對谷易氧化之材料錢。移除相對容易氧化之材料可使塊體 相對於暴露在微量氧下之塊體更堅實,尤其是留在表面: 材料比藉由贈麵3之清洗移除之材料更不容易氧化時。 另外,需了解銘材上經常形成薄氧化銘層,且若含銘質體 上形成孩氧化鋁,則hf/hn〇3清洗可移除氧化鋁。 最後,孝多除氧化銘即可輕易氧化之材料可改善含銘 物對含銘黏結片之黏結。尤其,自含銘標的物及含銘^片 I一或之二之表面移除易氧化之材料及氧化鋁可使黏往製 程之過程中之表面作用更好(例如,可提升擴散)。 再參考圖2之流程圖,結合之背片及標的物經過孰處 理,使標的物與背片黏結。若標的物5〇及背片6〇包括高 純度銘,則熱處理可包括例如冑結合之標的物與背片加Z 至溫度約23CTC至約40(TC(較好300。(:至35〇Ό),且爲在該溫 度下約2分鐘至約10小時。在溫度維持之期間,標的物 及背片60可在鎔爐中壓縮至壓力超過4〇〇〇磅/平方英吋(亦 即4ksi),較好超過81^,且更好超過1〇ksi。標的物“及 -12 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐 A7
574400 五、發明說明(1〇 ) 背片60之壓縮較好依據圖7中圖示之負荷曲線進行。尤 其’再丁〇之時間時,標的物及背片在未加壓態之壓力^下 加壓。接著,在八時開始壓縮,且加到第一壓力Ρι。壓力 至少較好約4ksi,且更好至少約8ksi。壓力?1係維持到 壓力增加到P2之時間I爲止。壓力p2較好至少爲比匕大1 ksi ’且可比ρ ι至少大2 ksi或至少比p 1大5 ksi。保持壓力 p 2直到壓力釋出之τ3爲止,且在τ4時間下使壓力緩慢降 低至P 3。T i與T 2間之時間較好包括至少約2 〇秒鐘,且一 般包括約1分鐘。丁2與丁3間之時間較好包括至少約2 〇秒 4里,且一般包括約i分鐘。τ 3與τ 4間之時間較好包括夏分 鐘,且可包括例如2至4分鐘,且一般爲2或3分鐘。壓力 P 3 —般大於壓力p 1,且可例如比壓力P 1大至少〇 5 ksi,或 至少比壓力?1大1 ksi。時間丁4時,釋放標的物與背片上之 壓力,使壓力回復到P Q。 較佳之P〗、P 2及P3値依欲處理之榡的物性質而變,且圖 7之負載曲線可用於任一種標的物尺寸,包含直徑6英吋之 標的物、直徑8美吋之標的物、直徑1 〇英吋之標的物及直 徑1 2英忖之標的物。p i可在例如約4 ksi至約10 ksi之間, P2可在約4 ksi至約30 ksi之間,且p3可在約4 ksi至約25 ksi 之間。最佳之應用中,Ρι可在例如約8 ksi至約1〇 “丨之 間’ P2可在約12 ksi至約20 ksi之間,且p3可在約10 ]^至 約15 ksi之間。 圖7之負載曲線與傳統發生在丁 ^及丁〗時之二步驟壓力上 升負載曲線不同。傳統之負,載曲線中,標的物/背片構造 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 裝--------訂---------· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(11) 上之壓力驟升至所需之壓力,且在壓縮標的物/背片之過 程中保持該壓力或使之稍降。 處理該構造形成與含鋁背片黏結之含鋁標的物之列舉用 熱處理步驟如下。首先,使包括對著背片結合之標的物 之組件加熱至溫度約230。(:至約40(rc(較好約300。〇至約 350°C),且保持在該溫度下2分鐘至1〇小時。再將該组件 移到溫度亦維持在約23(rC至約彻。〇之㈣中。使用該溶 爐,且利用上述參考圖7之較佳負載建議,將標的物5〇及 背片60壓縮在一起至壓力超過8噸/平方英吋。標的物及背 片壓縮後,將組件移回到溫度在約23(rc至約4〇〇χ:之爐 中,且再維持在該溫度下約2分鐘至约丨〇小時。 上數列舉之方法可擴散黏結(尤其是,標的物5〇與背片 6㈣之招之固態擴散)及在標的物中發展出平均粒徑 爲50微米之晶粒。由於冷加工性成知此等晶粒在圖3之壓 縮過程中導入標的物5〇中。晶粒之發展一般包含三種不同 之步驟。首先,在變形最嚴重之區域釋出應力回復。第 一,使冷加工之晶粒再結晶,於標的物中形成小的、新 的、沒有應變之晶粒,且依溫度及暴露在該溫度下之時 間,使最終晶粒成長成新的晶粒。較好,標的物5 〇並未暴 露在超過2〇〇。(:之溫度下,此時會依圖3步驟中之加工硬 =,直到暴露至熱處理爲止。據此,標的物5〇中晶粒發展 實質I芫成會在標的物5 〇與背片6 〇黏結製程之熱處理過 彳中I生所用之貫貝之芫成,,一詞係指熱處理過程中發 生 < 再結晶及晶粒成長,而非指標的物5 〇在熱處理之前之 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21〇 x 297公釐) 400
五、發明說明(12) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 加:及清洗過程中,於低於赋 且有不重要量之再結晶及晶 發生之了牝小 “完全,,之狀態。 <再結晶與晶粒成長 件詈成人二;、、、處理万去〈特殊製程爲將標的物及背片之組 件置a罐(例如由薄壁鋁製成之 、、 (亦即壓著)過程中,將級件.在鍩:1在加熱及落鐵 訂、1干田在罐中,進行擴散黏I士。分 罐較好包括二種零件,及一可接捧 Μ ' ° W 了後、,,貝綷接將標的物及背片組 件&'封在罐中之寬凸緣。而且, 、* ^ .^ t 且该罐較好具有可對罐進行 0㈣’以及將對罐内抽眞空或注人惰性氣體之小直押 官。標的物及背片組件裝置在罐中後,將罐焊牢密閉/ 接過財可使用惰性氣體或抽眞空,以減低標的物及背 i件 < 氧化e 4接整合度可藉由使用小直徑管進行測漏 驗測定。最終之焊接可對小直徑管進行,使罐中維持眞 或惰性氣體。此期間’標的物及背片组件會進行擴散秘 結,組件之溫度可藉由偵測所謂具有與標的物及背面組件 相同規格之假的部分,且在與組件同一爐中或相同之壚 加熱間接偵測。 1 標的物及背片組件經熱處理後,使該組件冷卻。冷卻 藉由使组件暴露在液體或氣體(列舉之液體爲水,且列 之氣體爲空氣)中達成。. 上述足方法可形成在標的物5 〇及背片6 〇間之強擴散黏 总,且忒黏結之伸張強度大於1 ⑼psi之標的物與背片組 件 70。 、 除組件7 0之標的物5 0與背片6 0間形成之強黏結外,標 -15- 焊 片 試 空 黏 中 可 舉 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 574400 A7 B7 五、發明說明(13) 的物5 0之平均晶粒粒徑可低於丨〇 〇微米,甚至在黏、妹/ 至約5 0微米。尤其,標的物5 〇中之晶粒之主要呷八° =低 超過50%)之最大尺寸少於1〇〇微米, 亦即 疋土夕於約5 〇撒 米。上述小晶粒粒徑可藉由使用經過冷加工,但未形 粒之標的物達成。據此’標的物材料在晶粒成長前晶 再結晶製程。針對PVD標的物鋁,該再結晶製程二: 减至約45〇r下進行約20至30分鐘,端視掺雜物之種 1 及痕度而定。-般期望者爲留在包括高純度銘(粒如,元 素鋁)及鋁合金之標的物中之鋁晶粒相對較小(亦即, 粒徑低於100微米,且更好平均低於50微米)。相對於具 有較大晶粒之標的物材料發生之濺射,晶粒較小可改呈使 铭自標的物材料濺射之濺射製程。 " 經發現圖7負載曲線之二步驟加壓可以與上述之 HF/HNO3清洗合併,形成相對於傳統標的物/背片合併物 明顯改善之標的物/背片合併物。圖8,比較依據本發明 形成I標的物/背片合併物與依據傳統方法形成之標的物/ 背片合併物。本發明之標的物/背片合併物顯示於圖㈣ 中,包括由鋁形成之標的物,及由藉由在溫度約375。〇下 處理約八小時硬化之2〇24銘形成之背彳。標的物及MM背 之 訂_ 片二者再將材料黏結在一起之前,均先進行本發明 HF/HN03清洗步驟’且該黏結包括上述類型之負載曲線 參照圖7。 圖8説明相對於以傳統方法(稱之爲“舊方法,,)形成之標 的物/背片構造,以本發明之方法(稱之爲‘‘新方法,,)形^ -16 仏張尺度適用中國準(CNS)A4規4⑵Q χ挪公髮) 574400 A7 B7 五、發明說明(14) 足標的物/背片構造之黏結 之標的物與背片各區測定。二明黏結百分㈣^ 百分比明顯的在黏結標的物二方法達到之黏結 分區域之黏結低於85%,二=整固介面處變化’部 高。相反的,依本發明之方;=減〈黏結低於95%或更 黏社均大於9 5。/ 万法形成之標的物/背片構造之 片^面處:圖Λ’且均勾的分布在整個構造之標的物/背 Μ β足黏結百分比係以超音波黏社掃f八折 (C-掃描黏結)測定。針對 皮f、、·口知描刀析 果顯示傳統製程之平:=:广描全部標的物。結 製程之C-掃描黏結超過95%。田…·勺馬92%,但本發明 tr 圖9顯示相對於傳統標的物/背片構造(稱之爲“舊製 ==標的物構,(稱之爲“新製程”二 _ ° 張力试驗係藉由測量標的物/背片構造四 不同位置處’標的物與背片材料間黏結之張力強度測定。 結果顯示本發明材料之伸㈣度超過義㈣/平方英忖, 甚至超過16000畤/平方英对;證明相對於傳統標的物/背 =構造,本發明標的物/背片構造之伸張強度實質之改 圖10説明相對於傳統之背片(稱爲“舊製程”),依據本發 明(稱之爲“新製程”)處理之背片降伏強度之依存性。依本 發明之方法處理之背片顯示在約2〇°C至約32(rc之任一溫 度下’具有明顯較佳之降伏強度。 上述結果證明相對於傳統方法,本發明之方法可明顯的 改善黏結強度,標的物/背片黏結之黏結均勻度,及背片 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱)
、發明說明(15) 溫 需 中 〈機械性質。相對於傳 善可得到本發明標輸背;y、f、結強度與背片硬度之改 傳統背片,依本發明之古、Λ ^warpage抗性。相對於 發明之方法形$、#万法形成之背片之其他改善爲依本 甚背片之微構造及組織經發現對執安定, 甚至暴露在下72小時亦然。 、女疋 ::發明製:造之標的物/背片構造與傳統標的物"“構 ::、他比較顯示本發明之標的物/背片構 :沉殿物濃度、及平面密度(亦即平面之相對強度如 _ (200) (22〇)及(113))均約與傳統標的物/背片相 同。據此’本發明之方法並不會對晶粒粒徑、沉澱物之形 成或平面密度之比產生不利之影響。 上述壓力及溫度之敘述中,“約,,一詞意指所列壓力或 度土 10%之變化。 本發明已就結構及條理特徵做更特定之描述。然而,叩 了解本發明並不限於所示及敘述之特定特徵,因爲此處揭 示之裝置包括進行本發明較佳之形式。因此,本發明係 凊附屬申請專利範圍之適當範圍中之任一種形式或改質 - 裝--------1T---------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱)
Claims (1)
- 574400 第090105549號專利申請案 中文申請專利範圍替換本(92年2月) A8 B8 C8 D8 申請熹N範圍 1. 一種將第一種含鋁質體黏結在第二種含鋁質體上之方 法,包括· 提供第一種含鋁質體及第二種含鋁質體,該第一種含 鋁質體具有第一面表面,且第二種含鋁質體具有第二面 表面; 使第一面及第二面表面之至少一面暴露在包括HF及 hno3之混合物中; 暴露後,使第一面表面與第二面表面物理性接觸;及 將第一種及第二種鋁質體壓著在一起,以黏結第一種 鋁質體與第二種鋁質體。 2. 如申請專利範圍第1項之方法,其中之暴露包括將第一 面及第二面表面二面暴露在HF及ΗΝ03之混合物中。 3. 如申請專利範圍第1項之方法,其中之暴露包括使第一 面及第二面表面之至少一面在溫度0°C至100°C下,暴露 在包括HF及ΗΝ03之混合物中1秒鐘至30分鐘。 4. 如申請專利範圍第1項之方法,其中之暴露包括使第一 面及第二面表面之至少一面在溫度0°C至100 °C下,暴露 在包括HF及ΗΝ03之第一種混合物中,且使第一面及第 二面表面之其他面暴露在包括HF及HN〇3之第二種混合 物中。 5. 如申請專利範圍第1項之方法,其中之混合物包括基本 上含HF、題03及1120之HF及HN〇3。 6. 如申請專利範圍第5項之方法,其中之暴露包括使第一 面及第二面表面之至少一面在溫度0°C至100 °C下,暴露 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 574400 A8 B8 C8在包括HF及HNO3之混合物中i秒鐘至3〇分鐘。 入如申請專利範圍第1項之方法,其中之混合物包括基本 上含HF、HN〇3&H20之HF及HNO;;該方法尚包括藉由 使下列混合形成混合物: 1份至1 0份之飽和HF溶液(濃HF溶液包括4 8 %至5 1 % 之 HF); 2 7份至49.5份之濃HNO〆濃HN〇3溶液包括6 9 %至7 1 0/〇 之hno3);及 40.5份至72份之H2〇(其中之份係以體積測定)。 8·如申請專利範圍第7項之方法,其中先合併硝酸及水, 接著將HF添加於硝酸及水之合併物中。 9·如申請專利範圍第7項之方法,其中之暴露包括使第一 面及第二面表面之至少一面在溫度〇艺至1〇〇艺下,暴露 在包括HF及HN〇3之混合物中1秒鐘至3 〇分鐘。 10·如申請專利範圍第1項之方法,其中之第一及第二含鋁 質體分別相當於背片及物理蒸氣沉積標的物。 11·如申請專利範圍第1 〇項之方法,其中之第一種含鋁質體 基本上包含銘,或基本上包含具有少於1〇 %之選自一種 或多種包含 Si,Cu,Ge,Pb,Sn,Ag,Ga,Hf,Mg,Mn,Sc, Zn,B,Ba,Be,C,Ca,Cd,Ce,Co, Cr,Dy,Er,Fe,Gd,Ho, Ir,La,Lu,Mo, Nb,Nd,Ni,P,Pd,pm,Pr,pt,pu,Rh,Ru, S,Sb,Se,Sm,Sr,Ta,Tb,Te,Ti,Tm, v,W,Y,Yb及 Zr 元 素之鋁。 12·如申請專利範圍第1 〇項之方法,其中之第二種含鋁質體 -2- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X297公釐) 574400 A8 B8 C8 _____ D8 六、申請專利範圍 基本上包含鋁,或基本上包含具有少於1〇 %之選自一種 或多種包含 Si,Cu,Ge,Pb,Sn,Ag,Ga,Hf,Mg,Mn,Sc, Zn,B,Ba,Be,C,Ca,Cd,Ce,Co,Cr,Dy,Er,Fe,Gd,Ho, Ir,La,Lu,Mo, Nb,Nd,Ni,P,Pd,Pm,Pr,pt,Pu,Rh,Ru, S,Sb,Se,Sm,Sr,Ta,Tb,Te,Ti,Tm,v,w,γ,Yb及2]:元 素之鋁。 13·如申請專利範圍第1 〇項之方法,其中之第一種含鋁質體 係選自包含2000系列、3000系列、4000系列、5000系 列、6000系列及7000系列鋁。 14.如申請專利範圍第1 〇項之方法,其中之第一種含鋁質體 為在暴露前,於250°C至800°C下,經熱處理10分鐘至1 週之2000系列鋁。 15·如申清專利範圍弟1 〇項之方法’其中之第一種含銘質體 為在暴露前,於350°C至400°C下,經熱處理6小時至12 小時之2000系列|呂。 16.如申請專利範圍第1 〇項之方法,其中之第二種含銘質體 基本上包含具有銅及矽之一種或多種之鋁;且銅之含量 超過鋁質體之〇%,但低於鋁質體之iO% (重量),且碎 之含量低於鋁質體之1 〇 % (重量)。 17·如申請專利範圍第1項之方法,其中之第一種及第二種 含鋁質體分別相當於背片及物理蒸氣沉積標的物,且其 中之壓著包括: 以物理接觸,使標的物及背片相互結合在一起; 在如下列般依序進行之負載下將標的物及背片壓縮在 -3- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 574400申請專利範圍 一起: (1) 將負載保持在至少4 ksi之第一壓力 鐘; 土 2 〇秒 (2) 使負載以至少〇·5 ksi增加至第二壓力’·及 (3 )使負載維持在第二壓力下至少2 〇秒鐘。 18.如:請專利範圍第17項之方法’尚包括將負載 一 i力下又後,使負載降低至第三壓力至少2分浐 二壓力大於第一壓力,但小於第二壓力。 $ 19·如申請專利範圍第1 8項之方法,其中 、、昂一壓力 8 ksi至10 ksi;且其中之第二壓力為12 20 ksi ;其中之第三壓力為10 ksi至15 ksi。 1 20·如申請專利範圍第1 7項之方法,其 六T叉罘一壓力 4 ksi至 1〇 ksi。 21. 申請專利範圍第1 7項之方法,其中之筮 4 ksi。 <弟-壓力至 22. 如申凊專利範圍第1 7項之方法,其# 、〈弟一壓力 4 ksi至1〇 ksi;且其中之第二壓力為大於* sn χ κ Ατλτ 罘 々A* 罘 為 至 為 少 為 裝 訂 30 ksi 23.如申請專利範圍第1 7項之方法,其中之第一 a 8 ksi至1〇 ksi;且其中之第二 ^ 々為1 2 k 20 ksi 24. :s i至 力為 s i至 種將物理蒸氣沉積標的物黏結在背 • 玎矸上又万法, 以物理接觸,使標的物材料及背片材料相互結人在 4 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 574400 A8 B8 C8起; 將標的物材料及背片 在如下列般依序進行之負載下 材料壓:縮在一起: (1)將負載保持在至少 Are. ·5$ , ksi之第一壓力下至少20秒 (2) 使負載以至少〇.5 ksi增加至第二壓力;及 (3) 使負載維持在第二壓力下至少2〇秒鐘,·且 其中之壓縮將標的物材料黏結在背片材料之上。 25·如申請專利範圍第24項之方法,尚包括將負載維持在第 ^壓力下之後,使負載降低至第三壓力至少2分鐘,第 三壓力大於第一壓力,但小於第二壓力。 26·如申請專利範圍第2 5項之方法,其中之第一壓力為 8 ks^10 ksi ;且其中之第二壓力為12 “丨至 20 ksi ;其中之第三壓力為1〇 ^丨至15 ksi。 27·如申請專利範圍第2 4項之方法,其中之第一壓力為 4 ksi至 10 ksi 〇 28.如申請專利範圍第2 4項之方法,其中之第一壓力至少4 ksi 〇 29·如申請專利範圍第1 7項之方法,其中之第一壓力為 4 ksi至10 ksi;且其中之第二壓力為大於4 ksi至 30 ksi。 30.如申請專利範圍第2 4項之方法,其中之第一種含銘質體 係選自包含2000系列、3000系列、4〇〇〇系列、50〇〇系 列、6000系列及7000系列鋁。 -5- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 574400 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 31. 如申請專利範圍第2 4項之方法,其中之第二種含鋁質體 基本上包含具有銅及矽之一種或多種之鋁;且銅之含量 超過鋁質體之0 %,但低於鋁質體之1 0 % (重量),且矽 之含量低於鋁質體之1 0 % (重量)。 32. —種標的物/背片構造,包括黏結在含鋁之背片上,且 黏結強度大於10000磅/平方英吋之含鋁物理蒸氣沉積標 的物。 33. 如申請專利範圍第3 2項之構造,其中之標的物係黏結在 背片上,至黏結強度大於10500磅/平方英吋。 34. 如申請專利範圍第3 2項之構造,其中之標的物係黏結在 背片上,至黏結強度大於14000磅/平方英吋。 35. 如申請專利範圍第3 2項之構造,其中之標的物係黏結在 背片上,至黏結強度大於16000磅/平方英吋。 36. 如申請專利範圍第3 2項之構造,其中之背片包括2000系 列鋁。 37. 如申請專利範圍第3 2項之構造,其中之標的物包括純度 大於99.95%之鋁,且背片包括選自包含2000系列、3000 系列、4000系列、5000系列、6000系列及7000系列鋁。 -6 - 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
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