[發(fā)明專(zhuān)利]一種銅靶材組件焊接后焊縫的處理方法及銅靶材組件

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111123986.8
• 申請(qǐng)日: 2021-09-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113751876B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚力軍;潘杰;邊逸軍;王學(xué)澤;滕俊
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 寧波江豐電子材料股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B23K26/342
• 分類(lèi)號(hào): B23K26/342;B23K26/70
• 代理公司: 北京遠(yuǎn)智匯知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11659
• 代理人: 王巖

本發(fā)明提供一種銅靶材組件焊接后焊縫的處理方法及銅靶材組件，所述處理方法依次通過(guò)形成熔融縫、填充熔融縫、堆高至高于邊緣平面和平坦化處理，將銅靶材組件與大氣接觸的焊縫處填平，形成完全密封的孔道，避免了后續(xù)濺射過(guò)程中對(duì)半導(dǎo)體產(chǎn)品造成污染。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及靶材制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種銅靶材組件焊接后焊縫的處理方法及銅靶材組件。

背景技術(shù)

濺射靶材是制造半導(dǎo)體芯片所必須的一種極其重要的關(guān)鍵材料，利用其制作器件的原理是采用物理氣相沉積技術(shù)，用高壓加速氣態(tài)離子轟擊靶材，使靶材的原子被濺射出來(lái)，以薄膜的形式沉積到硅片上，最終形成半導(dǎo)體芯片中復(fù)雜的配線結(jié)構(gòu)。

濺射靶材具有金屬鍍膜的均勻性、可控性等諸多優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體領(lǐng)域。由于銅具有更高的電導(dǎo)率和更好的抗電遷移特性，目前銅靶材被廣泛地應(yīng)用在超大規(guī)模集成電路的互連線中，銅濺射靶材已成為半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展不可或缺的關(guān)鍵材料。

而銅靶材由于自身金屬特性，與靶材背板焊接時(shí)存在焊接強(qiáng)度低的問(wèn)題，因此為提高銅靶材的焊接強(qiáng)度，針對(duì)銅靶材組件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了相關(guān)研究。

CN111304604A公開(kāi)了一種銅靶材和鋁合金背板的擴(kuò)散焊接方法及制得的銅靶材組件，所述擴(kuò)散焊接方法包括如下步驟：(1)在銅靶材焊接面上鍍鈦膜，再將鍍有鈦膜的銅靶材和鋁合金背板進(jìn)行裝配處理，然后整體放入包套內(nèi)；(2)將步驟(1)得到的包套封口后進(jìn)行脫氣處理；(3)將步驟(2)脫氣后的包套進(jìn)行熱等靜壓焊接，然后去除所述包套，完成所述銅靶材和鋁合金背板的擴(kuò)散焊接。所述擴(kuò)散焊接方法中還通過(guò)在鋁合金背板上設(shè)置有螺紋，來(lái)進(jìn)一步提高焊接結(jié)合的牢固度。

CN212918152U公開(kāi)了一種超高純銅靶材焊接結(jié)構(gòu)及靶材組件，所述超高純銅靶材焊接結(jié)構(gòu)在靶材背板的焊接面上設(shè)置有螺紋，并嚴(yán)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(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上改進(jìn)了螺紋的尺寸，大大提高了焊接結(jié)合率。

CN112122763A公開(kāi)了一種超高純銅系靶材與背板的焊接方法，所述焊接方法包括：將帶有螺紋的背板焊接面進(jìn)行鍍膜處理，然后與超高純銅系靶材進(jìn)行裝配；將裝配好的超高純銅系靶材和背板放入包套，將所述包套封口后抽真空；將抽真空后的包套進(jìn)行熱等靜壓處理，完成超高純銅系靶材與背板的焊接。本發(fā)明所述方法通過(guò)背板焊接面結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，螺紋凸起可以嵌入靶材內(nèi)部，增強(qiáng)兩者的結(jié)合作用，再利用鍍膜的擴(kuò)散性，將靶材和背板的焊接面充分覆蓋，提高兩者之間的焊接結(jié)合度，焊接強(qiáng)度高，所述鍍膜設(shè)置于背板上，保證焊接時(shí)鍍膜的完整性，避免螺紋凸起對(duì)鍍膜的破壞。

然而，申請(qǐng)人意外發(fā)現(xiàn)，含有螺紋的背板與銅靶材焊接后再后續(xù)濺射過(guò)程中容易出現(xiàn)晶圓污染的問(wèn)題。

因此，針對(duì)后續(xù)濺射過(guò)程中晶圓污染的問(wèn)題，需要在原始焊接強(qiáng)度的基礎(chǔ)上進(jìn)一步改進(jìn)工藝。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種銅靶材組件焊接后焊縫的處理方法及銅靶材組件，通過(guò)將帶有螺紋的背板與銅靶材組件焊接后的焊縫填平，解決了后續(xù)濺射工藝中對(duì)半導(dǎo)體的污染問(wèn)題。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

第一方面，本發(fā)明提供一種銅靶材組件焊接后焊縫的處理方法，所述處理方法包括如下步驟：

(1)銅靶材組件與大氣接觸的焊縫處設(shè)置助燃物質(zhì)，并采用激光對(duì)所述焊縫進(jìn)行第一熔融，形成熔融縫；

(2)采用與所述銅靶材組件相同材料的填充材料填充至所述熔融縫中，采用激光對(duì)所述熔融縫進(jìn)行第二熔融，排出熔融縫中氣泡，得到初處理焊接部；

(3)在所述初處理焊接部表面繼續(xù)設(shè)置填充材料，并采用激光進(jìn)行第三熔融，得到焊料高于邊緣平面的二次處理焊接部；

(4)所述二次處理焊接部經(jīng)平坦化處理，得到具有與邊緣平面齊平的填充部的銅靶材組件。