靶材组件制造方法技术

一种靶材组件制造方法，包括：提供两套组件单元，组件单元包括第一基板和与第一基板表面相接触的第二基板，第一基板类型为靶材或背板，第二基板类型为靶材或背板，第一基板类型与第二基板类型不同；将一套组件单元放置在另一套组件单元上，并使得两套组件单元的第一基板相互抵靠；将两套组件单元置于包套内；采用热等静压扩散焊接工艺对两套组件单元中的第一基板与第二基板进行焊接处理，以形成两套靶材组件，且在所述焊接处理过程中，两套组件单元的第一基板相互抵靠；对两套靶材组件进行冷却处理，所述冷却处理在加压环境下进行；去除所述包套。在冷却处理过程中，两套靶材组件的变形受到包套外高压环境的抑制，从而改善靶材组件质量。

Manufacturing Method of Target Component

A target component manufacturing method includes: providing two sets of component units, the component unit includes the first substrate and the second substrate contacted with the surface of the first substrate, the first substrate type is the target or back plate, the second substrate type is the target or back plate, the first substrate type is different from the second substrate type; placing one set of component units on another set of component units and making two sets of components. The first base plate of the component unit is mutually buttressed; the two sets of component units are placed in the package; the first base plate and the second base plate of the two sets of component units are welded by hot isostatic pressure diffusion welding process to form two sets of target components, and the first base plate of the two sets of component units is mutually buttressed during the welding process; and the two sets of target components are cooled. The cooling treatment is carried out under a pressurized environment and the envelope is removed. In the cooling process, the deformation of the two sets of target components is restrained by the high pressure environment of the envelope, thus improving the quality of the target components.

【技术实现步骤摘要】
靶材组件制造方法
本专利技术涉及半导体制造
，尤其涉及一种靶材组件制造方法。
技术介绍
溅射镀膜属于物理气相沉积方法制备薄膜的工艺之一，具体是指利用高能粒子轰击靶材组件表面，使得靶材组件表面的原子或分子获得足够的能量逸出，进而沉积在基材表面形成薄膜。所述靶材组件包括靶材和背板，所述靶材是高能粒子轰击的目标材料，所述背板主要用于固定支撑靶材。所述靶材与背板固定连接，共同装配于溅射基台。扩散焊接是实现靶材与背板的固定连接的一种方式。扩散焊接是指将两个或两个以上固相材料紧压在一起，加热至所述固相材料熔点以下的温度并施加压力，使所述固相材料的连接界面微观上发生塑性变形以及原子的相互扩散，从而形成牢固的结合。然而，现有技术采用扩散焊接制造的靶材组件质量有待提高。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种靶材组件制造方法，减少第一基板及第二基板在冷却处理过程中的变形量，从而获得平整度良好的靶材组件，改善靶材组件的质量。为解决上述问题，本专利技术提供一种靶材组件制造方法，包括：提供两套组件单元，所述组件单元包括第一基板和与所述第一基板表面相接触的第二基板，其中，所述第一基板的类型为靶材或背板，所述第二基板的类型为靶材或背板，所述第一基板的类型与所述第二基板的类型不同；将一套组件单元放置在另一套组件单元上，并使得两套组件单元的所述第一基板相互抵靠；将所述两套组件单元置于包套内；采用热等静压扩散焊接工艺对所述两套组件单元中的第一基板与第二基板进行扩散焊接处理，以形成两套靶材组件，且在所述扩散焊接处理过程中，两套组件单元的所述第一基板相互抵靠；对所述两套靶材组件进行冷却处理，所述冷却处理在加压环境下进行；对所述两套靶材组件进行冷却处理后，去除所述包套。可选的，在所述冷却处理过程中，当所述两套靶材组件的温度高于或等于100℃时，包套外压强大于50MPa。可选的，所述扩散焊接处理包括加热加压处理。可选的，所述加热加压处理的温度为300～800℃，压强为100～200MPa，持续的时间为2～5h。可选的，将所述两套组件单元置于包套内后，对所述包套进行脱气处理。可选的，所述脱气处理的温度为100～500℃；时间为1～5h。可选的，对所述包套进行所述脱气处理后，所述包套内的真空度为10-1～10-4Pa。可选的，所述第一基板的热膨胀系数小于所述第二基板的热膨胀系数。可选的，实现所述两套组件单元的所述第一基板相互抵靠的方法包括：通过所述两套组件单元的所述第一基板表面相互接触，使得所述两套组件单元的所述第一基板相互抵靠。可选的，实现所述两套组件单元的第一基板相互抵靠的方法包括：提供隔离片，所述隔离片具有相对的正面和反面；其中，一套组件单元的第一基板表面与所述隔离片正面相接触，另一套组件单元的第一基板表面与所述隔离片反面相接触，使得所述两套组件单元的第一基板相互抵靠。可选的，权利要求9所述的靶材组件制造方法，其特征在于，所述隔离片正面的粗糙度小于或等于0.8μm；所述隔离片反面的粗糙度小于或等于0.8μm。可选的，所述隔离片的厚度为0.1～3mm。可选的，所述隔离片的材料为铜、不绣钢、石墨纸或云母片。可选的，所述第一基板中远离所述第二基板的面为抵靠面，且所述抵靠面的粗糙度小于或等于0.8μm。可选的，所述靶材的材料为钛、钽、钨、铝或铜。可选的，所述背板的材料为铝、铜、铝合金或铜合金。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：本专利技术中，第一基板和与所述第一基板表面相接触的第二基板构成组件单元；且将一套组件单元放置在另一套组件单元上，并使两套组件单元的第一基板相互抵靠；采用热等静压扩散焊接工艺对所述两套组件单元中的第一基板与第二基板进行扩散焊接处理，以形成两套靶材组件；对所述两套靶材组件进行冷却处理，所述冷却处理在加压环境下进行；由于在冷却处理过程中，包套处于高压环境中，两套靶材组件的变形受到包套外高压环境的抑制。具体的，两套靶材组件具有相反的变形趋势，该变形趋势使得包套内有形成空隙的趋势，而高压环境将抑制所述空隙的产生，进而可抑制靶材组件的变形。可选方案中，所述第一基板的热膨胀系数小于所述第二基板的热膨胀系数，因而在所述冷却处理过程中，单套靶材组件的所述第一基板具有沿所述第二基板指向所述第一基板方向凸起的趋势。所述两套靶材组件的所述第一基板相互抵靠，单套靶材组件既受到来自内部的应力，又受到的来自另一套靶材组件的作用力，且所述作用力与所述应力的方向相反且大小相等，因而单套靶材组件的变形受到控制。两套靶材组件之间相互限制，能够减少各套靶材组件的变形量，从而获得具有平整度良好的靶材组件。可选方案中，所述隔离片正面的粗糙度小于或等于0.8μm；所述隔离片反面的粗糙度小于或等于0.8μm。所述隔离片正反面粗糙度越低，即正反面越光滑，在扩散焊接过程中，所述隔离片与相接触的第一基板之间越难以发生原子扩散，从而避免将所述隔离片与第一基板焊接在一起，因此在去除所述包套后，所述靶材组件容易从所述隔离片表面分离。附图说明图1是一种靶材组件制造方法的结构示意图；图2是本专利技术一实施例的单套组件单元的俯视图；图3为图2所示的单套组件单元沿AA方向的剖面结构示意图；图4是本专利技术一实施例的两套组件单元的一种放置方法的示意图；图5是本专利技术一实施例的两套组件单元的另一种放置方法的示意图；图6是本专利技术一实施例的放置于包套内的两套组件单元的示意图；图7是本专利技术一实施例的对两套组件单元进行加热加压处理的示意图；图8是本专利技术一实施例的单套靶材组件的剖面结构示意图；图9是本专利技术另一实施例的单套组件单元的剖面结构示意图；图10是本专利技术另一实施例的两套组件单元的一种放置方法的示意图；图11是本专利技术另一实施例的两套组件单元的另一种放置方法的示意图；图12是本专利技术另一实施例的放置于包套内的两套组件单元的示意图；图13是本专利技术另一实施例的对两套组件单元进行加热加压处理的示意图。具体实施方式由
技术介绍
可知，现有技术制造的靶材组件质量有待提高。现结合一种靶材组件制造方法进行分析。参考图1，图1为一种靶材组件制造方法的结构示意图，提供靶材100与背板200，将靶材100放置于背板200表面，对所述靶材100与背板200进行扩散焊接处理以及冷却处理，形成靶材组件。上述方法制造的靶材组件的质量差。经分析发现，导致靶材组件质量差的原因包括：所述靶材100材料与背板200材料的热膨胀系数存在差异，在所述冷却处理过程中，所述靶材100与背板200由于应力释放不同步而发生变形。具体的，当所述靶材100的热膨胀系数小于背板200的热膨胀系数时，所述靶材100具有沿所述背板200指向所述靶材100方向凸起的趋势；当所述靶材100的热膨胀系数大于背板200的热膨胀系数时，所述背板200具有沿所述靶材100指向所述背板200方向凸起的趋势。由于所述靶材100与背板200的变形导致形成的靶材组件表面平整度差，因而在冷却处理结束后，还需要采用机械方式对形成的靶材组件进行调整。当所述靶材100为脆性材料时，例如为金属钨时，所述调整容易造成靶材100开裂。另外，所述调整对靶材组件表面的平整度的改善作用有限，为获得高平整度的靶材组件，还需要对所述靶材组件表面进行车削，导致一部分原材料被浪费。为解决上述问题，提出一种靶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种靶材组件制造方法，其特征在于，包括：提供两套组件单元，所述组件单元包括第一基板和与所述第一基板表面相接触的第二基板，其中，所述第一基板的类型为靶材或背板，所述第二基板的类型为靶材或背板，所述第一基板的类型与所述第二基板的类型不同；将一套组件单元放置在另一套组件单元上，并使得两套组件单元的所述第一基板相互抵靠；将所述两套组件单元置于包套内；采用热等静压扩散焊接工艺对所述两套组件单元中的第一基板与第二基板进行扩散焊接处理，以形成两套靶材组件，且在所述扩散焊接处理过程中，两套组件单元的所述第一基板相互抵靠；对所述两套靶材组件进行冷却处理，所述冷却处理在加压环境下进行；对所述两套靶材组件进行冷却处理后，去除所述包套。

【技术特征摘要】
1.一种靶材组件制造方法，其特征在于，包括：提供两套组件单元，所述组件单元包括第一基板和与所述第一基板表面相接触的第二基板，其中，所述第一基板的类型为靶材或背板，所述第二基板的类型为靶材或背板，所述第一基板的类型与所述第二基板的类型不同；将一套组件单元放置在另一套组件单元上，并使得两套组件单元的所述第一基板相互抵靠；将所述两套组件单元置于包套内；采用热等静压扩散焊接工艺对所述两套组件单元中的第一基板与第二基板进行扩散焊接处理，以形成两套靶材组件，且在所述扩散焊接处理过程中，两套组件单元的所述第一基板相互抵靠；对所述两套靶材组件进行冷却处理，所述冷却处理在加压环境下进行；对所述两套靶材组件进行冷却处理后，去除所述包套。2.如权利要求1所述的靶材组件制造方法，其特征在于，在所述冷却处理过程中，当所述两套靶材组件的温度高于或等于100℃时，包套外压强大于50MPa。3.如权利要求1所述的靶材组件制造方法，其特征在于，所述扩散焊接处理包括加热加压处理。4.如权利要求3所述的靶材组件制造方法，其特征在于，所述加热加压处理的温度为300～800℃，压强为100～200MPa，持续的时间为2～5h。5.如权利要求1所述的靶材组件制造方法，其特征在于，将所述两套组件单元置于包套内后，对所述包套进行脱气处理。6.如权利要求5所述的靶材组件制造方法，其特征在于，所述脱气处理的温度为100～500℃；时间为1～5h。7.如权利要求5所述的靶材组件制造方法，其特征在于，对所述包套进行所述脱气处理后，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚力军，潘杰，王学泽，刘宁，袁海军，
申请(专利权)人：宁波江丰电子材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33