靶材组件的焊接方法技术

本发明专利技术提供一种靶材组件的焊接方法，用于将靶材与背板焊接形成靶材组件，包括：提供背板与靶材；在所述背板的焊接面上设置熔化的焊料；采用钢刷对所述背板的焊接面以及熔化的焊料进行浸润处理，采用超声波对所述背板的焊接面以及熔化的焊料进行处理；采用钢刷对靶材的焊接面进行处理；将所述靶材的焊接面与所述背板的焊接面相贴合，进而使所述靶材与背板相互焊接。本发明专利技术的有益效果在于，增加熔化的焊料与背板焊接面之间的接触面积，并有利于焊料的原子能够更快的扩散到背板焊接面上，进而有利于熔化的焊料浸润背板焊接面的表面，靶材与背板的焊接质量更高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造领域，具体涉及一种。
技术介绍
在半导体制造中，溅射镀膜是一种常见的工艺。靶材组件是溅射镀膜的材料来源，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，背板可以在靶材组件装配至溅射基台过程中对靶材起到固定支撑作用，并具有传导热量的功效。在溅射镀膜过程，靶材组件的质量对溅射薄膜的性能有着重要影响。由于溅射工艺的环境比较恶劣，靶材组件在溅射过程中处于强电场、强磁场中，并被各种高速粒子的轰击，并且靶材组件承受的温度也较高，因此，需要较高焊接强度的靶材组件。然而现有的靶材组件的靶材与背板之间的焊接仍然不够理想，导致靶材组件在实际使用的过程中容易出现异常，这会导致沉积效果不好，或者是沉积设备出现异常而导致沉积过程被打断。因此，如何提高靶材与背板之间的焊接质量，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是通过提供一种来增加靶材与背板之间的焊接质量。为解决上述问题，本专利技术提供一种，用于将靶材与背板焊接形成靶材组件，包括:提供背板与靶材；在所述背板的焊接面上设置熔化的焊料；采用钢刷对所述背板以及熔化的焊料进行浸润处理，采用超声波对所述背板以及熔化的焊料进行处理；采用钢刷对靶材的焊接面进行处理；将所述靶材的焊接面与所述背板的焊接面相贴合，进而使所述靶材与背板相互焊接。可选的，所述背板为铜背板。可选的，所述靶材为钛靶材。可选的，所述钛靶材为纯度在99.995%?99.999%的钛靶材。可选的，在背板的焊接面上设置熔化的焊料的步骤包括，在背板的焊接面上设置无铅焊料。可选的，所述无铅焊料为锡焊料，所述锡焊料中锡含量在97%?99%。可选的，所述锡焊料中还包括银、铜以及钙。可选的，在背板的焊接面上设置熔化的焊料的步骤包括:加热背板并保温；将焊料放置在加热的背板焊接面上，以使所述焊料熔化。可选的，加热背板的步骤包括:加热背板至200?220摄氏度。可选的，采用钢刷对背板的焊接面以及熔化的焊料进行浸润处理的步骤包括:采用无铅钢刷进行所述浸润处理。可选的，采用钢刷对背板的焊接面以及熔化的焊料进行浸润处理的步骤以及采用超声波对背板的焊接面以及熔化的焊料进行浸润处理的步骤均包括:使所述背板的温度保持在所述焊料的熔化温度。可选的，将靶材的焊接面与背板的焊接面相贴合的步骤包括:贴合的压力为靶材自身的重力。可选的，将靶材的焊接面与背板的焊接面相贴合的步骤之后，所述焊接方法还包括:对所述靶材与背板进行冷却处理。可选的，冷却处理的步骤包括:使冷却时间在20?40分钟的范围内。可选的，将靶材的焊接面与背板的焊接面相贴合的步骤之后，冷却处理的步骤之前，所述焊接方法还包括:将贴合的靶材与背板放入低温炉，所述低温炉中的温范围度在23?70摄氏度。可选的，对靶材与背板进行冷却处理的步骤还包括:对所述贴合的靶材与背板加压。可选的，对贴合的靶材与背板加压的步骤包括:使压强在0.4?0.6MP的范围内。可选的，对所述靶材与背板加压的步骤包括:使加压时间在20?40分钟的范围内。可选的，对靶材与背板冷却的步骤之后，所述焊接方法还包括:对所述靶材和背板进行加工以形成靶材组件。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点:在所述背板的焊接面上设置焊料后，使所述焊料熔化，并采用钢刷对所述背板以及熔化的焊料进行浸润处理，这样可以增加背板的焊接面的粗糙程度，这样有利于增加熔化的焊料与背板焊接面之间的接触面积，并有利于增加背板焊接面表面的能量，使焊料的原子能够更快的扩散到背板焊接面上，进而有利于熔化的焊料浸润背板焊接面的表面。采用超声波对所述背板以及熔化的焊料进行处理有利于排出存在于熔化焊料中的残留气体，进而在靶材焊接在背板上时，靶材与背板之间存在残留气体的几率降低，提高溅射沉积质量。其原因在于，如果靶材与背板之间存在残留气体，在溅射沉积的高温高电压条件下，这些残留气体很容易从靶材与背板之间的焊接缝隙溢出，溢出的气体不仅会导致溅射沉积形成的膜层质量变低(例如，变得不均匀等)，还可能导致沉积腔室内发生异常放电，导致设备出现问题。此外，超声波处理还可以松动背板焊接面在高温时可能形成的氧化层，使氧化层变得容易脱落，这样在将靶材与背板相贴合时，位于背板焊接面边缘部分的松动的氧化层很容易随着部分熔化状态的焊料从靶材与背板之间的焊接缝隙挤出，进而提升了靶材与背板焊接的焊接质量，相对于现有技术中靶材在接受高温时容易形成氧化层进而导致焊接质量变低，本专利技术的靶材与背板之间的焊接质量更高。此外，采用钢刷对靶材的焊接面进行浸润处理分别起到增加靶材焊接面粗糙程度以及靶材焊接面表面能量的目的，进而在将靶材与具有熔化焊料的背板相贴合时，靶材焊接面与焊料之间的接触面积更大，靶材焊接面的表面能量也增加，进而有利于靶材焊接面与焊料之间的浸润，靶材与背板的焊接质量更高。进一步，在靶材与背板贴合之后对靶材与背板放入低温炉进行加压，一方面可以防止在焊料未完全凝固条件下，相互贴合的靶材与背板之间出现偏心；另一方面，有利于在降低靶材与背板的温度的同时，保持靶材与背板之间的焊接强度，进而增加形成的靶材组件的焊接质量，因为在现有技术中，靶材与背板在冷却过程中，由于温度下降，体积会发生一定程度的收缩，这会在一定程度上影响靶材与背板之间的焊接强度，特别是在靶材与背板分别为不同材料的情况下，由于靶材与背板之间的膨胀系数不同，各自的体积收缩程度也不同。因此本专利技术在降温的同时对靶材与背板施加压强，有利于保持两者之间的焊接强度，相对现有技术进一步提高了靶材与背板之间的焊接质量。【附图说明】图1为本专利技术一实施例的流程示意图；图2至图8是本专利技术一实施例中各个步骤的结构示意图。【具体实施方式】在现有技术中，靶材与背板的焊接质量不够理想，以超高纯钛靶材为例，这种材料的靶材焊接难度较大，焊料难以浸润靶材的表面，因而靶材与背板的焊接质量不高，这容易导致焊接靶材的过程出现异常，导致靶材组件无法正常使用，或者溅射沉积形成的膜层质量不高的问题。此外，由于靶材与背板之间可能带有氧化层，氧化层也很容易影响靶材与背板之间的焊接质量。为此，本专利技术提供一种，用于将靶材与背板焊接形成靶材组件，参考图1，所述焊接方法包括以下步骤:步骤SI，提供背板与靶材；步骤S2，在所述背板的焊接面上设置熔化的焊料；步骤S3，采用钢刷对所述背板的焊接面以及熔化的焊料进行浸润处理；步骤S4，采用超声波对所述背板的焊接面以及熔化的焊料进行浸润处理；步骤S5，采用钢刷对靶材的焊接面进行处理；步骤S6，将所述靶材的焊接面与所述背板的焊接面相贴合，进而使所述靶材与背板相互焊接。对背板的焊接面进行钢刷的浸润处理步骤可以增加熔化的焊料与背板焊接面之间的接触面积，进而有利于焊料浸润；对背板进行超声波浸润处理有利于排出背板焊接面上熔化焊料中的气体，并且有利于当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种靶材组件的焊接方法，用于将靶材与背板焊接形成靶材组件，其特征在于，包括：提供背板与靶材；在所述背板的焊接面上设置熔化的焊料；采用钢刷对所述背板的焊接面以及熔化的焊料进行浸润处理，采用超声波对所述背板的焊接面以及熔化的焊料进行处理；采用钢刷对靶材的焊接面进行处理；将所述靶材的焊接面与所述背板的焊接面相贴合，进而使所述靶材与背板相互焊接。

【技术特征摘要】

【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，吴庆勇，
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