靶材组件的焊接方法技术

一种靶材组件的焊接方法，包括：提供靶材、背板和第一盖板，背板包括底板、设置于底板上并与底板连接的第二盖板，底板靠近第二盖板底面的位置处具有冷却水道；第二盖板顶面具有第一凹槽，第一凹槽底面具有第二凹槽；将靶材置于第二凹槽内，并将靶材的待焊接面与第二凹槽底面接触，之后，将第一盖板置于第一凹槽内与第二盖板拼接成真空包套；对真空包套进行密封处理并抽真空，之后做闭气处理；将闭气处理后的真空包套放入热等静压炉中，利用热等静压工艺将靶材的待焊接面与第二凹槽底面焊接形成靶材组件；焊接完成后，对真空包套进行冷却，去除第一盖板以获得靶材组件。采用本发明专利技术的方法能够提高背板的冷却效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体溅射靶材制造领域，尤其涉及一种。
技术介绍
在真空溅镀工艺中，靶材组件由符合溅射性能的靶材和具有一定强度的背板构成。所述背板不仅在所述靶材组件中起到支撑作用，而且具有传导热量的功效，因此，用于真空溅镀工艺中靶材的散热。具体为:在真空溅镀过程中，靶材组件工作环境较为苛刻。其温度较高(如300°C至500°C)，靶材组件处于高压电场和磁场强度较大的磁场中，且正面在10_9Pa的高真空环境下，受到各种高能量离子轰击，致使靶材发生溅射，而溅射出的中性靶原子或分子沉积在基片上形成薄膜。靶材组件的温度会急剧升高，因而需要通过靶材组件中的背板传递并迅速消散靶材的热量，并避免由此产生靶材组件变形、靶材组件使用寿命减短、影响基片镀膜质量等问题。现有技术中，在背板内设置冷却水道，冷却水道中的冷却水可以吸收并迅速消散靶材和背板的热量，因此带有冷却水道的背板可以防止靶材组件变形、提高靶材组件的使用寿命和提高镀膜质量。然而，采用现有技术的方法形成的带有冷却水道的靶材组件应用至磁控溅镀工艺时，冷却效果不好，从而影响靶材组件的使用寿命和影响镀膜质量，严重时，该靶材组件无法被应用于磁控溅镀工艺。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是采用现有技术的方法形成的带有冷却水道的靶材组件应用至磁控溅镀工艺时，冷却效果不好，从而影响靶材组件的使用寿命和影响镀膜质量，严重时，该靶材组件无法被应用于磁控溅镀工艺。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种，包括以下方法步骤:提供靶材、背板和第一盖板，所述背板包括底板、设置于底板上并与底板连接的第二盖板，所述底板靠近第二盖板底面的位置处具有冷却水道；所述第二盖板顶面具有第一凹槽，所述第一凹槽底面具有第二凹槽；将所述靶材置于所述第二凹槽内，并将所述靶材的待焊接面与所述第二凹槽底面接触，之后，将所述第一盖板置于所述第一凹槽内与所述第二盖板拼接成真空包套；对所述真空包套进行密封处理并抽真空，之后做闭气处理；将所述闭气处理后的真空包套放入热等静压炉中，利用热等静压工艺将所述靶材的待焊接面与所述第二凹槽底面焊接形成靶材组件；焊接完成后，对真空包套进行冷却，去除第一盖板以获得靶材组件。可选的，所述靶材顶面与所述第二凹槽侧壁顶面相平，或者，所述靶材顶面高于所述第二凹槽侧壁0.3?0.5mm。可选的，所述第一凹槽侧壁的厚度为2mm?3mm，所述第一凹槽侧壁的高度为10?20mmo可选的，所述第一盖板为片状结构，所述第一盖板顶面具有第三凹槽，所述第三凹槽底面与第一盖板底面之间的距离为2?3mm。可选的，将所述第一盖板置于所述第一凹槽内与所述第二盖板拼接成真空包套包括:所述第三凹槽与第一凹槽开口方向相同，所述第三凹槽侧壁与所述第一凹槽侧壁相对且具有缝隙；所述第三凹槽底面具有通孔，所述通孔底部露出所述第一凹槽底面，将脱气管插入所述通孔中。可选的，所述缝隙的尺寸为小于等于0.5mm。可选的，对所述真空包套进行密封处理并抽真空，之后做闭气处理包括:采用氩弧焊将所述第一凹槽侧壁与第三凹槽侧壁之间的缝隙进行密封；将真空设备与所述脱气管连接，对所述真空包套进行抽真空；当真空包套内的真空度达到预定值后，对所述脱气管进行密封。可选的，所述第一凹槽侧壁顶部与第三凹槽侧壁相对处具有第一圆形导角、第三凹槽侧壁顶部与第一凹槽侧壁相对处具有第二圆形导角，所述第一圆形导角和所述第二圆形导角使第一凹槽侧壁顶部与第三凹槽侧壁顶部之间的缝隙尺寸变大。可选的，所述靶材的材料为钛，所述背板的材料为纯铝或铝合金，所述第二盖板的材料为纯招或招合金。可选的，利用热等静压工艺将所述靶材的待焊接面与所述第二凹槽底面焊接形成靶材组件的步骤包括:使所述真空包套的外部环境温度为大于等于400°C且小于等于500°C、外部环境压强为大于等于10Mpa ；对位于所述环境温度、环境压强下的所述真空包套进行保温、保压大于等于3且小于等于5小时。与现有技术相比，本专利技术的技术方案的优点在于:本实施例中，第一盖板与第二盖板形成的真空包套并没有将底板内部的冷却水道设置在上述包套内，因此，在热等静压工艺过程中，冷却水道不会被挤压出现变形的情况，进而也不会出现冷却水道因变形严重被堵塞的现象。因此，采用本专利技术的方法形成的靶材组件应用于磁控溅镀工艺时冷却效果好。从而可以提高靶材组件的使用寿命，还可以提高镀膜质量。【附图说明】图1是现有技术中，采用热等静压工艺形成的靶材组件的结构示意图；图2?图4是本专利技术的具体实施例中的靶材组件形成方法的剖面结构示意图；图5为靶材的待焊接面形成的螺纹凸起结构的平面放大示意图；图6是沿图5AA方向的截面放大示意图。【具体实施方式】现有技术中，带有冷却水道的靶材组件的形成方法具体如下:参考图1，提供靶材11和背板12。背板12包括底板122、设置于底板122上并与底板122连接的盖板121,所述底板122靠近盖板121底面的位置处具有冷却水道13。盖板121顶面具有凹槽，所述凹槽用于放置靶材11。将靶材11置于盖板121顶面的凹槽内，并且使得靶材11的待焊接面与凹槽底面接触，形成靶材组件坯料。然后将靶材组件坯料整体置于真空包套14中，对真空包套14进行热等静压处理，使得靶材11的待焊接面与凹槽底面进行焊接形成带冷却水道的靶材组件。热等静压工艺中的压力是各向均等压力，背板中的冷却水道侧壁比较薄，在靶材与背板的焊接过程中，热等静压的压力容易导致冷却水道变形，形成的带水道的靶材组件应用于真空溅镀工艺时，会影响该靶材组件的散热，因此，形成的带水道的靶材组件冷却效果差。严重的时候，冷却水道的局部变形较大，使得该处的冷却水道发生堵塞，形成的带冷却水道的靶材组件没有快速散热途径，因此无法应用于真空溅镀工艺因此，本专利技术获得了一种带水道的靶材组件的形成方法，以解决上述技术问题。参考图2，执行步骤S11，提供靶材21、背板22和第一盖板26，所述背板22包括底板222、设置于底板222上并与底板连接的第二盖板221，所述底板222靠近第二盖板221底面的位置处具有冷却水道23 ;所述第二盖板221顶面具有第一凹槽24,所述第一凹槽24底面具有第二凹槽25，所述第二凹槽25用于放置所述靶材21，所述第一凹槽24用于放置所述第一盖板26，所述第一盖板26覆盖所述靶材21顶面并与所述第二盖板221拼接成真空包套。本实施例中，靶材21的材料为钛，为圆柱体结构，包括待焊接面、与待焊接面相对的溅射面、将待焊接面和溅射面连接的面为靶材21的侧面。背板22的材料为铝或铝合金，也为圆柱体，包括底板222、设置于底板222上并与底板222连接的第二盖板221。底板222和第二盖板221都为圆柱体。冷却水道23的形成方法具体如下:底板222靠近第二盖板221底面的位置处具有冷却水道凹槽，将第二盖板221底面与具有冷却水道凹槽的底板222进行焊接，在底板222靠近第二盖板221底面的位置处形成冷却水道23。第二盖板221中的第一凹槽24与第二凹槽25都为圆形槽，且同轴。所述第二凹槽25用于放置所述靶材21，所述第一凹槽24用于放置第一盖板26，第一盖板26与所述第二盖板221可拼接成真空包套。第一盖板26的材料为铝或铝合金，之所以选用铝或铝合金，原因如下:第一盖板与第二盖板221本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种靶材组件的焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：提供靶材、背板和第一盖板，所述背板包括底板、设置于底板上并与底板连接的第二盖板，所述底板靠近第二盖板底面的位置处具有冷却水道；所述第二盖板顶面具有第一凹槽，所述第一凹槽底面具有第二凹槽；将所述靶材置于所述第二凹槽内，并将所述靶材的待焊接面与所述第二凹槽底面接触，之后，将所述第一盖板置于所述第一凹槽内与所述第二盖板拼接成真空包套；对所述真空包套进行密封处理并抽真空，之后做闭气处理；将所述闭气处理后的真空包套放入热等静压炉中，利用热等静压工艺将所述靶材的待焊接面与所述第二凹槽底面焊接形成靶材组件；焊接完成后，对真空包套进行冷却，去除第一盖板以获得靶材组件。

【技术特征摘要】

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