[實用新型]一種超高純銅靶材焊接結構及靶材組件

有效

• 申請號: 202021138302.2
• 申請日: 2020-06-18
• 公開（公告）號: CN212918152U
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 姚力軍;潘杰;邊逸軍;王學澤;慕二龍
• 申請（專利權）人: 寧波江豐電子材料股份有限公司
• 主分類號: B23K33/00
• 分類號: B23K33/00;B23K28/02;B23K37/00;B23K103/18
• 代理公司: 北京遠智匯知識產權代理有限公司 11659
• 代理人: 王巖

本實用新型提供一種超高純銅靶材焊接結構及靶材組件，所述超高純銅靶材焊接結構在靶材背板的焊接面上設置有螺紋，并嚴格控制螺紋的間距為0.15～0.25mm，螺紋的深度為0.10～0.15mm，在現有技術的基礎上改進了螺紋的尺寸，大大提高了焊接結合率，且所述螺紋尺寸與螺紋齒尖尖角的角度以及焊接面表面粗糙度相匹配，更進一步提高了焊接結合率。

技術領域

本實用新型涉及半導體技術領域，尤其涉及超高純銅靶材技術領域，具體涉及一種超高純銅靶材焊接結構及靶材組件。

背景技術

隨著超大規模集成電路的飛速發展，半導體用芯片尺寸已經縮小到納米級別，金屬互連線的RC延遲和電遷移現象成為影響芯片性能的主要因素，傳統的鋁及鋁合金互連線已經不能夠滿足超大規模集成電路工藝制程的需求。與鋁相比，銅具有更高的抗電遷移能力和更高的電導率，尤其是超高純銅(純度≥6N),對于降低芯片互連線電阻、提高其運算速度具有重要意義。

超高純銅靶材由于其優良的導電是半導體芯片制造常用的導線制造材料，一方面由于其硬度較低(60HV～65HV)，另一方面由于其成本相對較高，故需要與另一種強度相對較高的銅合金背板材料焊接在一起。銅合金背板一方面在濺射機臺上起支撐作用，另一方面還具有優異的導熱、導電效果。由于超高純銅再結晶溫度較低，在高溫、高壓下晶粒極其容易長大，從而會對晶圓的線寬及均勻性產生不利影響。而高壓是保證焊接質量的充分條件，因此需要在低溫(≤300℃)、高壓(≥100MPa)下將超高純銅靶材(Blank)和銅合金背板(BP)進行焊接。為了實現超高純銅靶材和銅合金背板在低溫下的優良焊接，目前采用技術相對成熟的熱等靜壓擴散焊。為了保證超高純銅與銅合金背板的裝配精度及焊接強度，一方面，選用鋁合金作為包套材料；另一方面，在銅合金背板車削螺紋。由于在上述低溫高壓下超高純銅靶材(Blank)和銅合金背板(BP)并未形成冶金結合，而是機械連接，所以螺紋尺寸對于超高純銅靶材焊接質量至關重要。

CN111155059A公開了一種靶材組件及其制造方法，所述方法通過在靶材背板或靶材焊接面上設置螺紋提高了焊接效果，但并未特殊針對硬度較厚的銅靶材背板進行改進。

CN110539067A公開了一種高純銅靶材的擴散焊接方法，所述方法通過在焊接面上均勻布置金屬粉末，提高了靶材與背板的焊接結合率，但該方法無法保障靶材濺射速率的均勻性，還可能在后續靶材濺射過程中發生異常現象。

CN111001921A公開了一種超高純銅靶材的擴散焊接方法，所述方法將螺紋的間距設置為0.35～0.45mm，深度設置為0.2～0.3mm，并輔助加銅粉，提高了焊接率，但該銅粉的加入同樣存在濺射不均勻的問題。

因此，需要解決低溫高壓下超高純銅靶材(Blank)和銅合金背板(BP)焊接質量問題，保證產品焊接強度滿足要求，從而確保靶材在濺射過程安全可靠。

實用新型內容

鑒于現有技術中存在的問題，本實用新型提供一種超高純銅靶材焊接結構及靶材組件，所述焊接結構嚴格控制螺紋的間距為0.15～0.25mm，螺紋的深度為0.10～0.15mm，相較于原有的螺紋尺寸，不僅無需加入銅粉，而且焊接結合效果大大提高，最終靶材組件的電導率有所提高，而且螺紋尺寸與螺紋齒尖尖角的角度以及焊接面表面粗糙度相匹配，更有利于靶材背板與超高純銅靶材的焊接與配合，進一步提高了焊接效果，能夠在高壓低溫下保障超高純銅靶材的焊接效果。

為達此目的，本實用新型采用以下技術方案：

第一方面，本實用新型提供一種超高純銅靶材焊接結構，所述焊接結構包括超高純銅靶材，以及與所述超高純銅靶材焊接的靶材背板；所述靶材背板包括焊接面，所述焊接面上設置有螺紋；所述螺紋的間距為0.15～0.25mm，所述螺紋的深度為0.10～0.15mm。