[發明專利]靶材與背板的焊接結構及方法

無效

• 申請號: 200910130847.0
• 申請日: 2009-04-15
• 公開（公告）號: CN101537533A
• 公開（公告）日: 2009-09-23
• 發明（設計）人: 姚力軍;潘杰;王學澤;毛立鼎;劉慶
• 申請（專利權）人: 寧波江豐電子材料有限公司
• 主分類號: B23K20/14
• 分類號: B23K20/14;B23K20/24;C23C14/34
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 李 麗

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，尤其涉及靶材與背板的焊接結構及方法。

背景技術

大規模集成電路的制作中，靶材組件是由符合濺射性能的靶材和與所述靶材結合、具有一定強度的背板構成。所述背板可以在所述靶材組件裝配至濺射基臺中起到支撐作用，并具有傳導熱量的功效。

目前，將靶材和背板進行焊接的工藝通常會采用熱等靜壓(HIP)擴散焊接工藝。熱等靜壓工藝是在高溫下利用各向均等的靜壓力進行壓制的工藝方法。該法采用金屬或陶瓷包套(低碳鋼、Ni、Mo、玻璃等)，使用氮氣、氬氣作加壓介質，使材料熱致密化。該法優點在于集熱壓和等靜壓的優點于一身，成形溫度低，產品致密，性能優良。

但是，在形成靶材組件過程中，通常采用鈦作為靶材、鋁作為背板材料。由于鈦和鋁是活性較強的金屬元素。當溫度升高時，鈦靶材和鋁背板的表面在空氣中都很快就形成氧化層，兩種金屬接觸面原子不能進行有效擴散，使兩者的接合強度達不到要求。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種靶材與背板的焊接結構及方法，防止鈦靶材和鋁背板的接合強度達不到要求。

為解決上述問題，本發明提供一種靶材與背板的焊接方法，包括：提供鈦靶材和鋁背板；在鋁背板上形成凹槽；將鈦靶材安裝至凹槽內；采用熱等靜壓方法將鈦靶材與鋁背板進行焊接。

本發明提供一種靶材與背板的焊接結構，包括：鋁背板，所述鋁背板內形成有凹槽；采用熱等靜壓方法與所述鋁背板中凹槽配合的鈦靶材。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：(1)將鈦靶材安裝于鋁背板的凹槽內，使兩者完全配合，在后續焊接過程中，能夠使鈦靶材受壓充分，提高焊接的效率。并且鈦靶材的尺寸小于鋁背板，大幅度降低了焊接材料的使用量，同時這種工藝對靶材的組織結構不會造成影響，使靶材質量符合最終使用要求。(2)由于熱等靜壓方法(HIP)是在真空中進行焊接的一種方法，因此有效防止了金屬表面被氧化，使鈦靶材和鋁背板之間的結合強度提高，焊接的良品率提高。

進一步對鋁背板表面進行粗糙度加工，能使鋁背板表面的氧化層變薄，提高鈦靶材和鋁背板之間的結合強度。

對鋁背板和鈦靶材進行清洗，可以將焊接面上的雜質和氧化物清除干凈，為后續的焊接工藝打好的基礎。

附圖說明

圖1為本發明制作靶材與背板的焊接構的具體實施方式流程圖；

圖2至圖5為本發明制作靶材與背板的焊接構的實施例示意圖。

具體實施方式

圖1為本發明制作靶材與背板的焊接構的具體實施方式流程圖。如圖1所示，執行步驟S101，提供鈦靶材和鋁背板；

所述鈦靶材為高純鈦(4N5)或陶瓷濺射鈦(5N)。

執行步驟S102，在鋁背板上形成凹槽；

形成凹槽的步驟可以是：在鋁背板上旋涂光刻膠層；經過光刻工藝，在光刻膠層上定義出凹槽圖形；以光刻膠層為掩膜，沿凹槽圖形刻蝕鋁背板，形成與鈦靶材尺寸一致的凹槽。

執行步驟S103，將鈦靶材安裝至凹槽內；

將鈦靶材放入凹槽內之前還包括：對鋁背板表面進行粗糙度加工；對鈦靶材和鋁背板進行清洗，其中對鈦靶材進行的是酸洗，對鋁背板進行的是酒精洗。

執行步驟S104，采用熱等靜壓方法將鈦靶材與鋁背板進行焊接。

上述焊接工藝為熱等靜壓的擴散焊接。

將鈦靶材與鋁背板進行焊接之前還包括步驟：將鈦靶材和鋁背板放入真空包套內；對真空包套進行抽真空。

基于上述實施方式形成的靶材與背板的焊接結構，包括：鋁背板，所述鋁背板內形成有凹槽；采用熱等靜壓方法與所述鋁背板中凹槽配合的鈦靶材。

本發明將鈦靶材安裝于鋁背板的凹槽內，使兩者完全配合，在后續焊接過程中，能夠使鈦靶材受壓充分，提高焊接的效率。并且鈦靶材的尺寸小于鋁背板，大幅度降低了焊接材料的使用量，同時這種工藝對靶材的組織結構不會造成影響，使靶材質量符合最終使用要求。

下面結合附圖對本發明的具體實施方式做詳細的說明。

圖2至圖5為本發明制作靶材與背板的焊接構的實施例示意圖。如圖2所示，提供鈦靶材20，鈦靶材20的形狀，根據應用環境、濺射設備的實際要求，可以為圓形、矩形、環形、圓錐形或其他類似形狀(包括規則形狀和不規則形狀)中的任一種，且其厚度可以為5mm～20mm。作為一個優選實施例，鈦靶材20的形狀為圓形，直徑為360mm，厚度為10mm。