專(zhuān)利名稱(chēng)：拼接靶材形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及拼接靶材形成方法。
背景技術(shù)：
物理氣相沉積(PVD)技術(shù)，例如濺射，應(yīng)用于很多領(lǐng)域，用于提供帶有原子級(jí)光滑 表面的具有精確控制厚度的薄膜材料沉積物。在濺射過(guò)程中，位于充滿(mǎn)惰性氣體氣氛的腔 室里的靶材暴露于電場(chǎng)中而產(chǎn)生等離子區(qū)。這個(gè)等離子區(qū)中的等離子與濺射靶材的表面發(fā) 生碰撞，從而從靶材表面逸出原子。靶材與待涂布基材之間的電壓差使得逸出原子在半導(dǎo) 體襯底表面上形成預(yù)期的膜層。 —般，耙材組件是由符合濺射性能的靶材坯料和與所述靶材坯料結(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。 隨著半導(dǎo)體技術(shù)迅猛發(fā)展，半導(dǎo)體襯底的直徑也從100mm、150mm、200mm發(fā)展為 300mm甚至450mm。相應(yīng)的，為了得到更好的物理氣相沉積效果，耙材組件中的部件尺寸也 相應(yīng)增長(zhǎng)，對(duì)于靶材坯料甚至要求符合濺射性能要求靶材坯料的直徑要大于450mm。
而符合濺射性能要求靶材坯料通常為高純度的金屬，某些物理氣相沉積所需的薄 膜，例如鉻(Cr)，鉬(Mo)等金屬，制備符合物理氣相沉積所需的高純大尺寸的靶材坯料相 當(dāng)困難，且費(fèi)用昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是高純大尺寸的鉻或者鉬等金屬濺射靶材制備成本高昂 的技術(shù)問(wèn)題。 為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種拼接靶材形成方法，包括提供焊接材料，所述 焊接材料包括兩塊或者兩塊以上的靶材坯料籽塊和背板；將兩塊或者兩塊以上的靶材坯 料籽塊進(jìn)行拼接，形成靶材坯料；在靶材坯料的焊接面采用高溫膠帶密封靶材坯料籽塊拼 接處的縫隙；在所述背板的焊接面添加釬料；對(duì)所述添加釬料的背板和具有高溫膠帶的靶 材坯料的焊接面進(jìn)行焊接，形成靶材。 可選的，所述耙材坯料籽塊材料為純度為99. 5%至99. 999%鉻。 可選的，所述耙材坯料籽塊材料為純度為99. 9%至99. 999%鉬。 可選的，所述靶材坯料籽塊形狀為半圓餅狀或者1/4圓餅狀。 可選的，所述靶材坯料籽塊通過(guò)靶材坯料籽塊拼接面進(jìn)行拼接。 可選的，所述靶材坯料籽塊的拼接面經(jīng)機(jī)械加工和拋光處理成平滑適于拼接。 可選的，在靶材坯料的焊接面采用高溫膠帶密封靶材坯料籽塊拼接處的縫隙的步
驟還包括采用高溫膠帶密封靶材坯料籽塊側(cè)面的拼接處縫隙。可選的，所述耙材坯料籽塊的厚度為lmm至80mm。 可選的，所述背板材料為鋁、銅、鋁合金或者銅合金。
可選的，將兩塊或者兩塊以上的靶材坯料籽塊進(jìn)行拼接還包括采用外置固定設(shè) 備對(duì)所述靶材坯料籽塊進(jìn)行固定。 可選的，在所述背板的焊接面添加釬料包括步驟對(duì)所述背板的進(jìn)行化學(xué)清洗； 在所述背板的焊接面涂敷釬料。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明提供的拼接靶材形成方法不但能 夠降低大尺寸靶材的制造成本，還能避免加熱后的釬料泄漏至靶材坯料的濺射面，保持了 拼接靶材的濺射面對(duì)潔凈度。


通過(guò)附圖中所示的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的更具體說(shuō)明，本發(fā)明的上述及其它目
的、特征和優(yōu)勢(shì)將更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標(biāo)記指示相同的部分。并未刻意按
實(shí)際尺寸等比例縮放繪制附圖，重點(diǎn)在于示出本發(fā)明的主旨。
圖1為本發(fā)明的拼接靶材形成方法的一實(shí)施例的流程示意圖； 圖2至圖5為本發(fā)明的拼接靶材形成方法的一實(shí)施例的過(guò)程示意圖。
具體實(shí)施例方式
由背景技術(shù)可知，隨著半導(dǎo)體技術(shù)迅猛發(fā)展，為了得到更好的物理氣相沉積效果， 靶材組件中的部件尺寸也相應(yīng)增長(zhǎng)，對(duì)于靶材坯料甚至要求符合濺射性能要求靶材坯料的 直徑要大于450mm，而對(duì)于鉻(Cr)，鉬(Mo)等金屬，制備符合物理氣相沉積所需的高純大尺 寸的靶材坯料相當(dāng)困難，且費(fèi)用昂貴。 為此，本發(fā)明的發(fā)明人經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)，提出一種先進(jìn)的拼接靶材形成方法，包
括提供焊接材料，所述焊接材料包括兩塊或者兩塊以上的靶材坯料籽塊和背板；將兩塊
或者兩塊以上的靶材坯料籽塊進(jìn)行拼接，形成靶材坯料；在靶材坯料的焊接面采用高溫膠
帶密封靶材坯料籽塊拼接處的縫隙；在所述背板的焊接面添加釬料；對(duì)所述添加釬料的背
板和具有高溫膠帶的靶材坯料的焊接面進(jìn)行焊接，形成靶材。 可選的，所述耙材坯料籽塊材料為純度為99. 5%至99. 999%鉻。 可選的，所述耙材坯料籽塊材料為純度為99. 9%至99. 999%鉬。 可選的，所述靶材坯料籽塊形狀為半圓餅狀或者1/4圓餅狀。 可選的，所述靶材坯料籽塊通過(guò)靶材坯料籽塊拼接面進(jìn)行拼接。 可選的，所述靶材坯料籽塊的拼接面經(jīng)機(jī)械加工和拋光處理成平滑適于拼接。 可選的，在靶材坯料的焊接面采用高溫膠帶密封靶材坯料籽塊拼接處的縫隙的步
驟還包括采用高溫膠帶密封靶材坯料籽塊側(cè)面的拼接處縫隙。 可選的，所述耙材坯料籽塊的厚度為lmm至80mm。 可選的，所述背板材料為鋁、銅、鋁合金或者銅合金。 可選的，將兩塊或者兩塊以上的靶材坯料籽塊進(jìn)行拼接還包括采用外置固定設(shè) 備對(duì)所述靶材坯料籽塊進(jìn)行固定。 可選的，在所述背板的焊接面添加釬料包括步驟對(duì)所述背板的進(jìn)行化學(xué)清洗； 在所述背板的焊接面涂敷釬料。 在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況 下做類(lèi)似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開(kāi)的具體實(shí)施的限制。 其次，本發(fā)明利用示意圖進(jìn)行詳細(xì)描述，在詳述本發(fā)明實(shí)施例時(shí)，為便于說(shuō)明，表 示器件結(jié)構(gòu)的剖面圖會(huì)不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是實(shí)例，其在此不應(yīng) 限制本發(fā)明保護(hù)的范圍。此外，在實(shí)際制作中應(yīng)包含長(zhǎng)度、寬度及深度的三維空間尺寸。
圖1為本發(fā)明的拼接靶材形成方法的一實(shí)施例的流程示意圖，圖2至圖5為本發(fā) 明的拼接靶材形成方法的一實(shí)施例的過(guò)程示意圖，下面參考圖1至圖5對(duì)本發(fā)明的拼接靶 材形成方法進(jìn)行說(shuō)明， 步驟S101，提供焊接材料，所述焊接材料包括包括兩塊或者兩塊以上的靶材坯 料籽塊和背板。 參考圖2，提供焊接材料，所述焊接材料包括靶材坯料籽塊100和背板200。
在本實(shí)施例中，以?xún)蓧K半圓餅耙材坯料籽塊100為例做示范性說(shuō)明，當(dāng)然，所述耙
材坯料籽塊100也可以為3塊、4塊、5塊.......10塊，在這里不一一列舉，所述耙材坯料
籽塊100也可以為1/4圓餅狀、或者為其他適于拼接形狀，在此特地說(shuō)明，不應(yīng)過(guò)分限制本 發(fā)明的保護(hù)范圍。 所述靶材坯料籽塊100的材料為純度為99. 5%至99.999%鉻或者為純度為
99. 9%至99. 999%鉬，因?yàn)殂t或者鉬制備符合物理氣相沉積所需的高純大尺寸的耙材坯料
相當(dāng)困難，且費(fèi)用昂貴，所述靶材坯料籽塊100的厚度可以為lmm至80mm不等。 而背板200的形狀由濺射設(shè)備決定，材質(zhì)可根據(jù)具體需要選擇，一般可采用鋁、
銅、鋁合金、銅合金等材質(zhì)。 步驟S102，將兩塊或者兩塊以上的靶材坯料籽塊100通過(guò)靶材坯料籽塊拼接面進(jìn) 行拼接，形成靶材坯料IIO。 參考圖3，在本實(shí)施例中，依舊以?xún)蓧K半圓餅靶材坯料籽塊100為例做示范性說(shuō) 明，將靶材坯料籽塊100的放置于工作臺(tái)上，將靶材坯料籽塊100的拼接面互相對(duì)準(zhǔn)接觸， 為了使得靶材坯料籽塊100拼接效果更佳，還可以將所述靶材坯料籽塊的拼接面經(jīng)機(jī)械加 工和拋光處理成平滑適于拼接，并采用外置固定設(shè)備對(duì)所述靶材坯料籽塊100進(jìn)行固定， 使得靶材坯料籽塊100拼接成靶材坯料110。 步驟S103，在靶材坯料110的焊接面采用高溫膠帶密封靶材坯料籽塊拼接處的縫 隙。 參考圖4，所述靶材坯料110拼接完成后，后續(xù)工藝會(huì)對(duì)所述靶材坯料110與背板 200進(jìn)行釬焊，本發(fā)明的發(fā)明人進(jìn)行了創(chuàng)造性實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，在后續(xù)的釬焊過(guò)程中，釬焊的釬 料會(huì)從焊接面101的拼接處的縫隙溢出，殘留在靶材坯料110的非焊接面102上，而靶材坯 料110的非焊接面102是物理氣相沉積的濺射面，殘留在靶材坯料110的非焊接面102上 的釬料殘留會(huì)給物理氣相沉積帶來(lái)雜質(zhì)，影響物理氣相沉積的效果。 為此，本發(fā)明的發(fā)明人經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)，在靶材坯料110的焊接面101采用高溫膠帶 103密封靶材坯料籽塊100拼接處的縫隙，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，該步驟能有效避免釬料從 靶材坯料籽塊100拼接處的縫隙中溢出，保持了靶材坯料110的非焊接面102的潔凈度。
在這里需要特別指出的是，在其他的實(shí)施例中，除了在靶材坯料110的焊接面101 采用高溫膠帶103密封靶材坯料籽塊100拼接處的縫隙，還可以采用高溫膠帶103密封靶材坯料籽塊100側(cè)面的拼接處縫隙，以達(dá)到更好的避免釬料從靶材坯料籽塊100拼接處的 縫隙中溢出，保持了靶材坯料110的非焊接面102的潔凈度的效果。
步驟S104，在所述背板200的焊接面添加釬料。 在所述背板200的焊接面添加釬料可以參考現(xiàn)有的釬焊工藝，包括步驟對(duì)所述 背板200的進(jìn)行化學(xué)清洗；在所述背板200的焊接面涂敷釬料，為了取得更好的涂敷效果， 所述背板200的焊接面可以保持高溫。 步驟S105，對(duì)所述添加釬料的背板200和具有高溫膠帶103密封靶材坯料籽塊 100拼接處的縫隙的靶材坯料110進(jìn)行焊接，形成靶材。 參考圖5，所述焊接可以選用釬焊工藝，在本實(shí)施例中，將所述添加釬料的背板 200和靶材坯料110放置于釬焊設(shè)備中，利用釬焊設(shè)備將所述添加釬料的背板200和靶材 坯料110加熱至所需釬焊的溫度，再利用釬焊設(shè)備將所述添加釬料的背板200和靶材坯料 IIO焊接在一起。 如果是現(xiàn)有的釬焊工藝，加熱至所需釬焊的溫度的釬料會(huì)在焊接過(guò)程中沿靶材坯 料籽塊IOO拼接處的縫隙泄漏至靶材坯料110的濺射面IOI，這樣容易導(dǎo)致靶材在后續(xù)物理 氣相沉積的使用中帶來(lái)雜質(zhì)，而本發(fā)明提供的拼接靶材形成方法，不但降低了制備成本，而 且在焊接過(guò)程采用高溫膠帶103密封靶材坯料籽塊100拼接處的縫隙，避免了加熱后的釬 料泄漏至靶材坯料110的濺射面，保持了拼接靶材的濺射面對(duì)潔凈度。
在步驟S105之后，所述拼接靶材還可以采用粗加工工藝和精加工工藝使得拼接 靶材符合使用要求，所述粗加工工藝和精加工工藝可以采用現(xiàn)有的加工工藝，在這里不做 贅述。 本發(fā)明提供的拼接靶材形成方法不但能夠降低大尺寸靶材的制造成本，還能避免
加熱后的釬料泄漏至靶材坯料110的濺射面，保持了拼接靶材的濺射面對(duì)潔凈度。 本發(fā)明雖然以較佳實(shí)施例公開(kāi)如上，但其并不是用來(lái)限定本發(fā)明，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)，都可以做出可能的變動(dòng)和修改，因此本發(fā)明的保
護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本發(fā)明權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種拼接靶材形成方法，其特征在于，包括提供焊接材料，所述焊接材料包括兩塊或者兩塊以上的靶材坯料籽塊和背板；將兩塊或者兩塊以上的靶材坯料籽塊進(jìn)行拼接，形成靶材坯料；在靶材坯料的焊接面采用高溫膠帶密封靶材坯料籽塊拼接處的縫隙；在所述背板的焊接面添加釬料；對(duì)所述添加釬料的背板和具有高溫膠帶的靶材坯料的焊接面進(jìn)行焊接，形成靶材。
2. 如權(quán)利要求1所述的拼接靶材形成方法，其特征在于，所述靶材坯料籽塊材料為純 度為99. 5%至99. 999%鉻。
3. 如權(quán)利要求1所述的拼接靶材形成方法，其特征在于，所述靶材坯料籽塊材料為純 度為99. 9%至99. 999%鉬。
4. 如權(quán)利要求1所述的拼接靶材形成方法，其特征在于，所述靶材坯料籽塊形狀為半 圓餅狀或者1/4圓餅狀。
5. 如權(quán)利要求1所述的拼接靶材形成方法，其特征在于，所述靶材坯料籽塊通過(guò)靶材 坯料籽塊拼接面進(jìn)行拼接。
6. 如權(quán)利要求5所述的拼接靶材形成方法，其特征在于，還包括所述靶材坯料籽塊的 拼接面經(jīng)機(jī)械加工和拋光處理成平滑適于拼接。
7. 如權(quán)利要求1所述的拼接靶材形成方法，其特征在于，在靶材坯料的焊接面采用高 溫膠帶密封靶材坯料籽塊拼接處的縫隙還包括步驟采用高溫膠帶密封靶材坯料籽塊側(cè)面 的拼接處縫隙。
8. 如權(quán)利要求1所述的拼接靶材形成方法，其特征在于，所述靶材坯料籽塊的厚度為 lmm至80mm。
9. 如權(quán)利要求1所述的拼接靶材形成方法，其特征在于，所述背板材料為鋁、銅、鋁合 金或者銅合金。
10. 如權(quán)利要求1所述的拼接靶材形成方法，其特征在于，將兩塊或者兩塊以上的靶材坯料籽塊進(jìn)行拼接還包括采用外置固定設(shè)備對(duì)所述靶材坯料籽塊進(jìn)行固定。
11. 如權(quán)利要求1所述的拼接靶材形成方法，其特征在于，在所述背板的焊接面添加釬 料包括步驟對(duì)所述背板的進(jìn)行化學(xué)清洗；在所述背板的焊接面涂敷釬料。
全文摘要
一種拼接靶材形成方法，包括提供焊接材料，所述焊接材料包括兩塊或者兩塊以上的靶材坯料籽塊和背板；將兩塊或者兩塊以上的靶材坯料籽塊進(jìn)行拼接，形成靶材坯料；在靶材坯料的焊接面采用高溫膠帶密封靶材坯料籽塊拼接處的縫隙；在所述背板的焊接面添加釬料；對(duì)所述添加釬料的背板和具有高溫膠帶的靶材坯料的焊接面進(jìn)行焊接，形成靶材。本發(fā)明提供的拼接靶材形成方法能夠降低大尺寸靶材的制造成本。
文檔編號(hào)B23K1/19GK101733495SQ20091021218
公開(kāi)日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2009年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月11日
發(fā)明者劉慶, 姚力軍, 潘杰, 王學(xué)澤, 陳勇軍 申請(qǐng)人:寧波江豐電子材料有限公司