專利名稱：靶材組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及靶材組件的制作方法。
背景技術(shù)：
一般，靶材組件是由符合濺射性能的靶材和與所述靶材結(jié)合、具有一定 強(qiáng)度的背板構(gòu)成。所述背板可以在所述靶材組件裝配至濺射基臺(tái)中起到支撐 作用，并具有傳導(dǎo)熱量的功效。在濺射過程中，所述靶材組件的工作環(huán)境比
較惡劣，例如，靶材組件工作溫度較高，例如300攝氏度至500攝氏度；另夕卜， 耙材組件的一側(cè)充以冷卻水強(qiáng)冷，而另一側(cè)則處于10一Pa的高真空環(huán)境下，由 此在耙材組件的相對(duì)二側(cè)形成有巨大的壓力差；再有，靶材組件處在高壓電 場(chǎng)、磁場(chǎng)中，受到各種粒子的轟擊。在如此惡劣的環(huán)境下，如果靶材組件中 靶材與背板之間的結(jié)合度較差，將導(dǎo)致靶材在受熱條件下變形、開裂、并與 結(jié)合的背板相脫落，使得濺射無法達(dá)到濺射均勻的效果，同時(shí)還可能會(huì)對(duì)濺 射基臺(tái)造成損傷。
因此選擇一種有效的焊接方式，使得靶材與背板實(shí)現(xiàn)可靠結(jié)合，滿足長(zhǎng) 期穩(wěn)定生產(chǎn)、使用靶材的需要，就顯得十分必要。
例如，對(duì)于靶材與背板在熔點(diǎn)等物理性能相接近的產(chǎn)品，可以采用常規(guī) 的焊接方式，例如釬焊，其原理是將坯料通過使用釬料與背板結(jié)合在一起， 將結(jié)合在一起的坯料和背板送至壓力設(shè)備保持一定溫度和壓力，焊接成靶材 組件。但是對(duì)于大尺的靶材組件的焊接，例如300毫米直徑的靶材坯料，常規(guī) 釬焊工藝下，不但坯料和背板在高溫下容易被空氣中的氧氣氧化，影響焊接 的效果，而且坯料與背板接觸后容易受外力作用移位導(dǎo)致焊接效果劣化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問題是焊接過程中鈦坯料和背板在高溫下容易被空氣中的氧氣氧化，影響焊接的效果。
為解決上述問題，本發(fā)明提供一種靶材組件的制作方法，包括提供300毫米靶材坯料、背板和釬料，所述背板四周形成有側(cè)壁；對(duì)300毫米靶材坯料進(jìn)行預(yù)熱，將釬料均勻分布在300毫米靶材坯料的結(jié)合面與坯料外周，使得釬料與300毫米靶材坯料的結(jié)合面與坯料外周充分浸潤(rùn)，去除300毫米靶材坯料結(jié)合面和與坯料外周上的釬料；對(duì)背板的結(jié)合面進(jìn)行打磨處理，對(duì)背板進(jìn)行預(yù)熱，將釬料均勻分布在背板的結(jié)合面和背板側(cè)壁內(nèi)側(cè)，超聲波處理添加釬料的背板；將300毫米靶材坯料與背板接觸，包括將300毫米靶材坯料結(jié)合面與背板結(jié)合面接觸并且300毫米靶材坯料外周與背板側(cè)壁內(nèi)側(cè)接觸；將接觸的300毫米靶材坯料與背4反放置于工作臺(tái)保持穩(wěn)定，將300毫米耙材坯料焊接至背板形成靶材組件；冷卻靶材組件。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)釬料均勻分布在鈦靶材坯料的結(jié)合面與坯料外周以及背板的結(jié)合面，有效地防止了鈦靶材坯料和背板在焊接過程中被空氣中的氧氣氧化，并且采用了釬料焊接的方法，鈦靶材坯料和背板結(jié)合強(qiáng)度高，產(chǎn)品加工周期短。


圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例制作靶材結(jié)構(gòu)的流程圖；圖2至圖4為才艮據(jù)圖1所示流程制作靶材結(jié)構(gòu)的示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提供一種靶材組件的制作方法，所述方法包括提供300毫米靶材坯料、背板和釬料，所述背板四周形成有側(cè)壁；對(duì)300毫米靶材坯料進(jìn)行預(yù)熱，將釬料均勻分布在300毫米靶材坯料的結(jié)合面與坯料外周，使得釬料與300毫米靶材坯料的結(jié)合面與坯料外周充分浸潤(rùn)，去除300毫米耙材坯料 結(jié)合面和與坯料外周上的釬料；對(duì)背板的結(jié)合面進(jìn)行打磨處理，對(duì)背板進(jìn)行
預(yù)熱，將釬料均勻分布在背板的結(jié)合面和背板側(cè)壁內(nèi)側(cè)，超聲波處理添加釬
料的背板；將300毫米靶材坯料與背板接觸，包括將300毫米靶材坯料結(jié) 合面與背板結(jié)合面接觸并且300毫米靶材坯料外周與背板側(cè)壁內(nèi)側(cè)接觸；將 接觸的300毫米靶材坯料與背板放置于工作臺(tái)保持穩(wěn)定，將300毫米靶材坯 料焊接至背板形成靶材組件；冷卻靶材組件。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說明。
參考圖1,本發(fā)明實(shí)施方式4是供一種靶材的制作方法，包括如下步驟
步驟S1，提供300毫米靶材坯料、背板和釬料，所述背板四周形成有側(cè)
壁；
步驟S2，對(duì)300毫米靶材坯料進(jìn)行預(yù)熱，將釬料均勻分布在300毫米靶 材坯料的結(jié)合面與坯料外周，使得釬料與300毫米靶材坯料的結(jié)合面與坯料 外周充分浸潤(rùn)，去除300毫米靶材坯料結(jié)合面和與坯料外周上的釬料；對(duì)背 板的結(jié)合面進(jìn)行打磨處理，對(duì)背板進(jìn)行預(yù)熱，將釬料均勻分布在背板的結(jié)合 面和背板側(cè)壁內(nèi)側(cè)，超聲波處理添加釬料的背板；
步驟S3，將300毫米耙材坯料與背板接觸，包括將300毫米靶材坯料 結(jié)合面與背板結(jié)合面接觸并且300毫米靶材坯料外周與背板側(cè)壁內(nèi)側(cè)接觸；
步驟S4，將接觸的300毫米靶材坯料與背板放置于工作臺(tái)保持穩(wěn)定，將 300毫米靶材坯料焊接至背板形成靶材組件；
步驟S5，冷卻靶材組件。
下面結(jié)合附圖對(duì)于上述實(shí)例過程進(jìn)行詳細(xì)說明。結(jié)合圖1和圖2所示， 如步驟S1所述，提供300毫米靶材坯料100、背板200和釬料(未圖示)，所 述背板四周形成有側(cè)壁201。所述300毫米靶材坯料100的材料具體選自鉭、銅、鋁、銀、鎳、4各、鈥、鋯、4阿、鉬、鴒、柏、金、鈮、鈷、錸、4元或它們?nèi)我饨M合的合金，所述300毫米靶材坯料100的形狀根據(jù)應(yīng)用環(huán)境、濺射設(shè)備的實(shí)際要求，可以為圓形、矩形、環(huán)形、圓錐形或其他類似形狀(包括規(guī)則形狀和不規(guī)則形狀)中的任一種，優(yōu)選方案為圓形，且其厚度可以為1 mm至80 mm不等，直徑為在設(shè)計(jì)尺寸上加2mm至5mm的余量，厚度為在設(shè)計(jì)尺寸上加lmm至3mm的余量。增加余量的目的是對(duì)形成靶材組件之后的加工步驟提供比較寬裕的加工空間。
所迷背板200的形狀，根據(jù)應(yīng)用環(huán)境、濺射設(shè)備的實(shí)際要求，可以為圓形、矩形、環(huán)形、圓錐形或其他類似形狀(包括規(guī)則形狀和不規(guī)則形狀)中的任一種，且其厚度可以為1 mm至80 mm不等。優(yōu)選方案為圓形，直徑為在設(shè)計(jì)尺寸上加10mm至20mm的佘量。增加余量的目的是對(duì)形成耙材組件之后的加工步驟提供比較寬裕的加工空間。所述背板200四周形成有側(cè)壁201,背板200材料選自鋁基合金或者銅基合金。
所述釬料選自有鉛焊錫釬料或者無鉛焊錫釬料，其中釬料中銀的質(zhì)量百分比為0.2%。
如步驟S2所述，對(duì)300毫米靶材坯料100進(jìn)行預(yù)熱，目的為讓后續(xù)工藝中的釬料與300毫米靶材坯料100結(jié)合面充分浸潤(rùn)。所述300毫米靶材坯料100預(yù)熱可以采用加熱板加熱，加熱溫度為200攝氏度至250攝氏度。
當(dāng)300毫米靶材坯料100溫度達(dá)到200攝氏度至250攝氏度，將釬料均勻分布在300毫米靶材坯料100的結(jié)合面與坯料外周，目的為讓釬料充分與300毫米靶材坯料100結(jié)合面充分浸潤(rùn)，提高焊接的結(jié)合強(qiáng)度，并且釬料保護(hù)了 300毫米輩巴材坯4+ 100,防止300毫米耙材坯料100在焊接過程中氧化。
采用鋼刷全面摩擦釬料，反復(fù)三至四回，使得釬料與300毫米靶材坯料100結(jié)合面和與坯料外周充分浸潤(rùn)，使得300毫米靶材坯料100與背板200的 焊接能夠獲得更高的結(jié)合強(qiáng)度。
當(dāng)釬料與300毫米靶材坯料100結(jié)合面和與坯料外周完全浸潤(rùn)之后，去 除300毫米靶材坯料100結(jié)合面和與坯料外周上的新-料，采用刮刀去除300 毫米靶材坯料100結(jié)合面和與300毫米靶材坯料100外周上多余的釬料。
對(duì)背板200的結(jié)合面進(jìn)行打磨處理，目的為去除背板200結(jié)合面的氧化 層，具體可以為用#180或者#230砂紙對(duì)背板的結(jié)合面進(jìn)行打磨，打磨完畢可 以用酒精清洗結(jié)合面，用于去除打磨時(shí)形成的污染物。
對(duì)背板200進(jìn)行預(yù)熱，目的為讓后續(xù)工藝中的新-料與背板200結(jié)合面充 分浸潤(rùn)，所述背板200預(yù)熱可以采用焊接加熱裝置加熱，加熱溫度為200攝 氏度至250攝氏度。
將釬料均勻分布在背板200的結(jié)合面和背板200側(cè)壁內(nèi)側(cè)，目的讓背板 200通過釬料與鈦耙材坯料焊接。
超聲處理添加釬料的背板200，用于去除釬料中氧化廢料和殘?jiān)Ｋ龉?藝可以在手動(dòng)超聲波焊接裝置進(jìn)行，工藝參數(shù)優(yōu)選為焊接裝置溫度260攝氏 度至280攝氏度，背板200溫度為200攝氏度至250攝氏度，超聲波振蕩器 輸出功率為25Hz至35Hz。
參考圖3，如步驟S3所迷，將300毫米靶材坯料100與背板200接觸， 用真空吸盤吸附300毫米乾材坯料100的非結(jié)合面，讓300毫米把材坯料100 的結(jié)合面與背板200的結(jié)合面接觸，300毫米靶材坯料100的外周與背板200 的側(cè)壁接觸，并按住300毫米靶材坯料100的非結(jié)合面旋轉(zhuǎn)3至4圏，使得 多余的釬料從300毫米靶材坯料100的外周與背板200的側(cè)壁形成的縫隙排 出。
參考圖4,如步驟S4所述，將接觸的300毫米靶材坯料100與背板200放置于工作臺(tái)保持穩(wěn)定，將300毫米靶材坯料100焊接至背板200形成靶材組件；使用壓力設(shè)備對(duì)放置在工作臺(tái)上的300毫米耙材坯料100與背板200進(jìn)行焊接，焊接工藝參數(shù)為工作臺(tái)工作溫度為260攝氏度至280攝氏度，壓強(qiáng)0.48兆帕至0.52兆帕。采用上述工藝條件，將鈦靶材坯料焊接至背板形成耙材組件。
如步驟S5所述，冷卻耙材組件，所述冷卻耙材組件可以采用循環(huán)水冷卻裝置，冷卻期間保持壓力0.48兆帕至0.52兆帕，將靶材組件冷卻至水溫。
雖然本發(fā)明己以較佳實(shí)施例披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍 準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種靶材組件的制作方法，其特征在于，包括提供300毫米靶材坯料、背板和釬料，所述背板四周形成有側(cè)壁；對(duì)300毫米靶材坯料進(jìn)行預(yù)熱，將釬料均勻分布在300毫米靶材坯料的結(jié)合面與坯料外周，使得釬料與300毫米靶材坯料的結(jié)合面與坯料外周充分浸潤(rùn)，去除300毫米靶材坯料結(jié)合面和與坯料外周上的釬料；對(duì)背板的結(jié)合面進(jìn)行打磨處理，對(duì)背板進(jìn)行預(yù)熱，將釬料均勻分布在背板的結(jié)合面和背板側(cè)壁內(nèi)側(cè)，超聲波處理添加釬料的背板；將300毫米靶材坯料與背板接觸，包括將300毫米靶材坯料結(jié)合面與背板結(jié)合面接觸并且300毫米靶材坯料外周與背板側(cè)壁內(nèi)側(cè)接觸；將接觸的300毫米靶材坯料與背板放置于工作臺(tái)保持穩(wěn)定，將300毫米靶材坯料焊接至背板形成靶材組件；冷卻靶材組件。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耙材結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，所述300毫米 耙材坯料的材料具體選自鉭、銅、鋁、銀、鎳、鉻、鈦、鋯、錒、鉬、鎢、 4白、金、鈮、鈷、錸、鈧或它們?nèi)我饨M合的合金。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的靶材組件的制作方法，其特征在于，所述背板材料 具體選自鋁基合金或者銅基合金。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的靶材組件的制作方法，其特征在于，所述釬料選自 有鉛焊錫釬料或者無鉛焊錫釬料，其中釬料中銀的質(zhì)量百分比為0.2%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的靶材組件的制作方法，其特征在于，所述對(duì)鈦靶材 坯料進(jìn)行預(yù)熱溫度為200攝氏度至250攝氏度。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耙材組件的制作方法，其特征在于，所述使得釬料 與鈥耙材坯料的結(jié)合面充分浸潤(rùn)包括將鋼刷摩擦釬料三至四回。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的靶材組件的制作方法，其特征在于，所述對(duì)背板的結(jié)合面進(jìn)行打磨處理為用#180或者#230砂紙對(duì)背板的結(jié)合面進(jìn)行打磨處 理并用酒精清洗背板的結(jié)合面。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的靶材組件的制作方法，其特征在于，所述對(duì)背板進(jìn) 行預(yù)熱溫度為200攝氏度至250攝氏度。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的靶材組件的制作方法，其特征在于，所述對(duì)鈦靶材 坯料和背板進(jìn)行釬焊處理工藝參數(shù)為工作溫度260攝氏度至280攝氏度， 壓強(qiáng)0.48兆帕至0.52兆帕。
全文摘要
一種靶材組件的制作方法，包括提供300毫米靶材坯料、背板和釬料，所述背板四周形成有側(cè)壁；對(duì)300毫米靶材坯料進(jìn)行預(yù)熱，將釬料均勻分布在300毫米靶材坯料的結(jié)合面與坯料外周，去除300毫米靶材坯料結(jié)合面和與坯料外周上的釬料；對(duì)背板的結(jié)合面進(jìn)行打磨處理，對(duì)背板進(jìn)行預(yù)熱，將釬料均勻分布在背板的結(jié)合面和背板側(cè)壁內(nèi)側(cè)，超聲波處理添加釬料的背板；將300毫米靶材坯料與背板接觸，將接觸的300毫米靶材坯料與背板放置于工作臺(tái)保持穩(wěn)定，將300毫米靶材坯料焊接至背板形成靶材組件；冷卻靶材組件。本發(fā)明能夠有效避免鈦靶材坯料和背板在焊接過程中氧化以及釬料氧化，并且焊接的靶材組件結(jié)合強(qiáng)度高。
文檔編號(hào)B23K1/08GK101648308SQ200910140418
公開日2010年2月17日 申請(qǐng)日期2009年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月8日
發(fā)明者慶 劉, 姚力軍, 歐陽琳, 杰 潘, 王學(xué)澤 申請(qǐng)人:寧波江豐電子材料有限公司