靶材组件及其形成方法技术

一种靶材组件及其形成方法，其中靶材组件的形成方法包括：提供靶材和背板，在所述靶材背面具有凸部，在所述背板上表面具有凹槽，或者在所述靶材背面具有凹槽，在所述背板上表面具有凸部；将所述靶材背面与背板上表面进行焊接，所述凸部嵌入所述凹槽。与现有技术的靶材背面与背板上表面之间的平面与平面焊接相比，本技术方案的凸部与凹槽紧密嵌合，可以进一步增加靶材与背板之间的焊接强度，降低了发生脱焊现象的可能性，避免脱焊对溅射过程造成的危害。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造领域，特别涉及一种。
技术介绍
溅射镀膜是半导体生产中一种常见的工艺，在溅射镀膜工艺中，通常使用背板固定用于溅射的靶材，即通过例如焊接等方式将靶材连接到背板上进行固定。 使用溅射镀膜工艺形成由靶材和背板组成的靶材组件。具体地，靶材组件是由符合溅射性能的靶材和具有一定强度的背板构成，与靶材溅射面相对的靶材背面与背板上表面焊接结合。背板可以在所述靶材组件装配至溅射机台中起到支撑作用，并具有传导热量的功效。靶材组件是通过将靶材和背板焊接在一起形成的，需使其既可以可靠地安装在溅射机台上，同时又可以在磁场、电场作用下有效控制进行溅射。 在靶材和背板的焊接工艺中，钎焊是一种利用熔点比母材(被钎焊材料)熔点低的填充金属(称为钎料或焊料)，在低于母材熔点、高于钎料熔点的温度下同时加热母材和焊料，致使焊料熔化后，润湿、并填满母材连接的间隙，钎料与母材相互扩散形成牢固连接的焊接方法。磁控溅射过程中，采用钎焊制备的靶材组件，其钎焊层连接结构使得靶材和背板连接界面具有良好的热传导性能，其可有效提高靶材组件的散热性能；而且磁控溅射结束后，可采用适当的温度熔化靶材和背板间的钎料层，从而使背板得以重复利用，节约靶材的制备成本。 以钨钛方形靶材(以下简称钨钛方板)和背板的焊接为例，钨钛方板和背板之间的焊料一般用铟。但在焊接前，首先在钨钛方板的背面镀一层镍，由于钨钛方板背面与背板上表面之间是平面与平面的焊接，因此镀镍层的品质将直接影响钨钛方板和背板的焊接强度。在形成镀镍层后，在背板上表面形成铟层，接着背板上表面与镀镍层通过铟层焊接结口 ο 但是，由于钨钛方板背面与背板上表面之间是平面与平面的焊接，容易出现靶材组件的脱焊现象。尤其是，如果焊料中混入镍锈，会导致可焊性劣化与焊接强度不足，这也会引发脱焊现象。如果脱焊现象发生在溅射过程，背板脱落使得溅射无法达到溅射均匀的效果，同时还可能会对派射机台造成损伤。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是，使用现有的靶材组件形成方法形成的靶材组件会出现脱焊现象。 为解决上述问题，本专利技术提供一种靶材组件的形成方法，该形成方法包括: 提供靶材和背板，在所述靶材背面具有凸部，在所述背板上表面具有凹槽，或者在所述靶材背面具有凹槽，在所述背板上表面具有凸部； 将所述靶材背面与背板上表面进行焊接，所述凸部嵌入所述凹槽。 可选地，将所述靶材背面与背板上表面进行焊接的方法包括: 在所述靶材背面进行镀镍处理，在所述靶材背面形成镀镍层； 分别对所述靶材和背板进行预热，之后，在所述镀镍层上涂覆第一焊料层和在背板上表面涂覆第二焊料层； 将具有第一焊料层的靶材背面与具有第二焊料层的背板上表面贴合，并进行焊接。 可选地，所述第一焊料层和第二焊料层的焊料均为铟系焊料。 可选地，所述靶材为钨钛靶材。 可选地，对所述靶材进行预热的温度范围是150°C?200°C。 可选地，所述背板的材料为铜、铜基合金、铝或铝基合金。 可选地，对所述背板进行预热的温度范围是150°C?200°C。 可选地，在靶材背面涂覆第一焊料层后，使用超声波处理具有第一焊料层的靶材背面。 可选地，在背板上表面涂第二焊料层后，使用超声波处理具有第二焊料层的背板上表面。 本专利技术还提供一种靶材组件，该靶材组件包括靶材和背板，所述靶材背面与背板上表面焊接，在所述靶材背面具有凸部，在所述背板上表面具有凹槽；或者， 在所述靶材背面具有凹槽，在所述背板上表面具有凸部，所述凸部嵌入凹槽中。 可选地，在所述靶材背面具有镀镍层，所述镀镍层与背板上表面之间通过焊料焊接结合。 可选地，所述焊料为铟系焊料。 可选地，所述背板的材料为铜、铜基合金、铝或铝基合金。 可选地，所述靶材为钨钛靶材。 与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点: 靶材背面具有凹槽，背板上表面具有凸部，或者，在靶材背面具有凸部，在背板上表面具有凹槽。在通过靶材背面与背板上表面焊接，将靶材与背板结合形成靶材组件过程，凸部嵌入凹槽中，实现凸部与凹槽的嵌合。与现有技术的靶材背面与背板上表面之间的平面与平面焊接相比，本技术方案的凸部与凹槽紧密嵌合，可以进一步增加靶材与背板之间的焊接强度，降低了发生脱焊现象的可能性，避免脱焊对溅射过程造成的危害。 【附图说明】 图1是本专利技术第一实施例的靶材的立体结构示意图和背板的立体结构示意图； 图2是图1中的靶材沿AA方向的剖面结构示意图和背板沿BB方向的剖面结构示意图； 图3?图4是本专利技术第一实施例的靶材组件在焊接过程中的结构示意图； 图5是本专利技术第二实施例的靶材的立体结构示意图和背板的立体结构示意图。 【具体实施方式】 本技术方案提供一种使靶材与背板焊接强度增加，降低脱焊率的焊接方法。 为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施例做详细的说明。 第一实施例 参照图1、图2，图1为靶材10和背板20的立体结构示意图，图2为图1的靶材10沿AA方向的剖面结构示意图和背板20沿BB方向的剖面结构示意图，提供靶材10和背板20，在靶材10背面具有凸部11，在背板20上表面具有凹槽21。在焊接过程中，凸部11可以嵌入凹槽21中。 在本实施例中，一块背板20将与三个靶材10焊接。但不限于此，在其他实施例中，一块背板可以与一个靶材或其他多个靶材焊接，靶材10的数量并不构成对本专利技术具体保护范围的限制。 在具体实施例中，靶材10可以是高纯度或超高纯度的钨钛合金靶材，所述靶材10的纯度大于99.9%，例如为3N5 (99.95%)、4N5 (99.995%)、或5N (99.999%)。所述钨钛合金靶材是指由90%的钨和10%构成的钨钛合金制成的靶材，简称钨钛靶材。 在本实施例中，靶材10的形状为方形。但不限于此，在其他实施例中，靶材的形状，根据应用环境、溅射设备的实际要求，可以为圆形、矩形、圆锥形或其他形状。 在本实施例中，背板20的材料为铜或铜基合金，背板20的形状亦为方形。但不限于此，在其他实施例中，背板的材料也可为铝或铝基合金，背板的形状，根据应用环境、溅射设备的实际要求，可以为圆形、矩形、圆锥形或其他规则、不规则形状。 在具体实施例中，凸部和凹槽可以使用车削技术形成。此为本领域技术人员所熟知的技术，在此不再赘述。 在本实施例中，一个背板20将与三个靶材10焊接组成一个靶材组件。其中，每个靶材10背面的凸部11的数量为一个，对应三个靶材10的三个凸部11在一条直线上。背板20上表面的凹槽21的数量为一个，当背板20与三个靶材10焊接结合，三个凸部11恰好可以嵌入该凹槽21中，实现凹槽21与凸部11的嵌合，嵌合可释为凸部11的至少两个相对的面要与凹槽21紧密接触。 除本实施例的布置外，在其他实施例中，背板上表面也可以设置相对独立的三个凹槽，每个靶材的凸部与背板上表面的凹槽一对一嵌合。 在具体实施例中，每个靶材背面的凸部的数量不限于一个，可以为多个，相应的，对应每个靶材的凸部数量，背板上表面的凹槽的数量也为多个，每个凸部均有一个凹槽与之嵌合。这样可以分散靶材与背板之间的受力，避免靶材与背板之间的受力集中于一处，提升靶材本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种靶材组件的形成方法，其特征在于，包括：提供靶材和背板，在所述靶材背面具有凸部，在所述背板上表面具有凹槽，或者在所述靶材背面具有凹槽，在所述背板上表面具有凸部；将所述靶材背面与背板上表面进行焊接，所述凸部嵌入所述凹槽。

【技术特征摘要】
1.一种靶材组件的形成方法，其特征在于，包括: 提供靶材和背板，在所述靶材背面具有凸部，在所述背板上表面具有凹槽，或者在所述靶材背面具有凹槽，在所述背板上表面具有凸部； 将所述靶材背面与背板上表面进行焊接，所述凸部嵌入所述凹槽。2.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，将所述靶材背面与背板上表面进行焊接的方法包括: 在所述靶材背面进行镀镍处理，在所述靶材背面形成镀镍层； 分别对所述靶材和背板进行预热，之后，在所述镀镍层上涂覆第一焊料层和在背板上表面涂覆第二焊料层； 将具有第一焊料层的靶材背面与具有第二焊料层的背板上表面贴合，并进行焊接。3.如权利要求2所述的形成方法，其特征在于，所述第一焊料层和第二焊料层的焊料均为钢系焊料。4.如权利要求2所述的形成方法，其特征在于，所述靶材为钨钛靶材。5.如权利要求4所述的形成方法，其特征在于，对所述靶材进行预热的温度范围是150。。?200。。。6.如权利要求2所述的形成方法，其特征在于，所述背板的材料为铜、铜基合金、铝或铝...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚力军，相原俊夫，大岩一彦，潘杰，王学泽，吴剑波，
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