[發明專利]靶材組件的制造方法

在審

• 申請號: 201611016692.4
• 申請日: 2016-11-18
• 公開（公告）號: CN108067723A
• 公開（公告）日: 2018-05-25
• 發明（設計）人: 姚力軍;潘杰;相原俊夫;王學澤;曹歡歡
• 申請（專利權）人: 寧波江豐電子材料股份有限公司
• 主分類號: B23K20/14
• 分類號: B23K20/14;B23K20/24;B23K103/18
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 高靜;吳敏

本發明提供一種靶材組件的制造方法，包括：提供靶坯、連接層和背板，靶坯與連接層的材料間擴散能力大于靶坯與背板的材料間擴散能力，且背板與連接層的材料間擴散能力大于靶坯與背板的材料間擴散能力；將靶坯、連接層和背板進行裝配形成初始組件，連接層位于靶坯和背板之間且分別與靶坯和背板相接觸；將初始組件進行擴散焊接，形成靶材組件。連接層與靶坯、背板均具有良好的擴散焊接效果，因此本發明可以提高靶坯和背板的焊接結合率，使焊接結合率達到99.9％以上，使所形成靶材組件滿足半導體濺射靶材使用要求。

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，尤其涉及靶材組件的制造方法。

背景技術

濺射技術是靶材濺射領域的常用工藝之一，隨著濺射技術的日益發展，濺射靶材在濺射技術中起到了越來越重要的作用。

在濺射靶材制造領域中，靶材組件是由符合濺射性能的靶坯、與靶坯通過焊接相結合的背板構成，而在濺射過程中，靶材組件所處的工作環境比較惡劣。例如：靶材組件所處的環境溫度較高，另外，靶材組件的一側沖以冷卻水強冷，而另一側則處于高真空環境下，因此在靶材組件的相對兩側形成巨大的壓力差；再者，靶材組件處在高壓電場、磁場中，會受到各種粒子的轟擊。在如此惡劣的環境下，如果靶材組件中靶坯與背板之間的結合率較低，將導致靶坯在受熱條件下發生形變、開裂，使得濺射無法達到濺射均勻的效果，嚴重時，靶坯還會脫落于背板，可能對濺射機臺造成損傷。因此為了確保薄膜質量的穩定性以及靶材組件的質量，對靶坯和背板的焊接結合率的要求越來越高。

但是現有技術制成的靶材組件質量和性能較低。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種靶材組件的制造方法，以提高靶材組件的質量和良率。

為解決上述問題，本發明提供一種靶材組件的制造方法，包括：提供靶坯、連接層和背板，所述靶坯與所述連接層的材料間擴散能力大于所述靶坯與所述背板的材料間擴散能力，且所述背板與所述連接層的材料間擴散能力大于所述靶坯與所述背板的材料間擴散能力；將所述靶坯、連接層和背板進行裝配形成初始組件，在所述初始組件中，所述連接層位于所述靶坯和所述背板之間且分別與所述靶坯和背板相接觸；將初始組件進行擴散焊接，形成靶材組件。

可選的，所述靶坯為含鋁靶坯或含鉭靶坯。

可選的，所述靶坯的材料為鋁或鋁銅合金。

可選的，所述連接層的材料為鈦。

可選的，所述連接層的材料為TA2工業鈦。

可選的，所述連接層的厚度為2毫米至3毫米。

可選的，所述背板的材料為銅、鋁或鈦。

可選的，所述擴散焊接的步驟包括：包套焊接、脫氣、加熱和熱等靜壓工藝。

可選的，所述加熱步驟中，工藝溫度為300℃至400℃，工藝時間為2小時至3小時。

可選的，所述熱等靜壓工藝中，工藝溫度為400℃至600℃，環境壓強為100MPa至150MPa，在所述工藝溫度和環境壓強下的工藝時間為3小時至5小時。

可選的，所述脫氣步驟包括：將所述初始組件置于包套后，對所述包套進行抽真空以形成真空包套，抽真空后所述真空包套內的真空度至少為2E-3Pa，且在所述熱等靜壓工藝過程中使所述真空包套保持密封狀態。

可選的，所述靶坯的待焊接面為第一焊接面，所述背板的待焊接面為第二焊接面，與所述第一焊接面相接觸的連接層表面為第三焊接面，與所述第二焊接面相接觸的連接層表面為第四焊接面；將所述靶坯、連接層和背板進行裝配形成初始組件之前，所述制造方法還包括：對所述第一焊接面、第二焊接面、第三焊接面和第四焊接面進行拋光工藝；對拋光工藝后的所述靶坯、背板和連接層進行超聲波清洗工藝；超聲波清洗工藝后，真空干燥所述靶坯、背板和連接層。