靶材组件的形成方法技术

一种靶材组件的形成方法，包括：提供靶材、背板和中间层，所述中间层具有相对的第一端面和第二端面；采用第一电子束焊接工艺焊接所述靶材和中间层的第一端面，所述中间层的材料在第一电子束焊接工艺中的流动性强于靶材的材料在第一电子束焊接工艺中的流动性；采用第二电子束焊接工艺焊接所述背板和中间层的第二端面，所述中间层的材料在第二电子束焊接工艺中的流动性强于背板的材料在第二电子束焊接工艺中的流动性。所述靶材组件的形成方法使得靶材和背板的结合强度提高。

Formation method of target components

A method for forming a target component, including a target, a back and a middle layer, which has a relative first end and second ends, and a first electron beam welding process to weld the target and the first end of the middle layer, and the material in the middle layer is more fluidity than the first electron beam welding process. The fluidity of the material of the target in the first electron beam welding process; the second electron beam welding process is used to weld the second end surfaces of the back plate and the middle layer. The material in the middle layer is more fluidity than the back plate in the second electron beam welding process in the second electron beam welding process. The forming method of the target assembly improves the bonding strength between the target and the backboard.

【技术实现步骤摘要】
靶材组件的形成方法
本专利技术涉及半导体制造领域，尤其涉及一种靶材组件的形成方法。
技术介绍
所述靶材组件包括靶材、以及与靶材结合并具有一定结合强度的背板。一种靶材组件为筒状结构，所述背板和靶材的边缘区域固定，且所述背板与靶材相对的一侧和基座固定，背板起到支撑作用；所述背板、基座和靶材之间具有空腔。在磁控溅射镀膜工艺中，靶材组件处于高压电场和磁场强度较大的磁场中，靶材在高能量的离子轰击作用下发生溅射，从靶材溅射出的中性的原子或者分子沉积在基片上形成薄膜。在整个溅射过程中，所述靶材组件处于高温环境中，空腔中容置有冷却液，所述冷却液为靶材进行降温。目前，靶材和背板之间的结合通过焊接来实现，电子束焊接工艺为一种重要的焊接工艺。电子束焊接工艺是利用高速电子轰击工件接缝处所产生的热能使材料熔合的一种焊接方法。电子束轰击工件时，电子束的动能转变为热能，从而作为焊接的热源。然而，现有技术中靶材组件的性能有待提高。
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的形成方法，以提高靶材和背板的结合强度。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，包括：提供靶材、背板和中间层，所述中间层具有相对的第一端面和第二端面；采用第一电子束焊接工艺焊接所述靶材和中间层的第一端面，所述中间层的材料在第一电子束焊接工艺中的流动性强于靶材的材料在第一电子束焊接工艺中的流动性；采用第二电子束焊接工艺焊接所述背板和中间层的第二端面，所述中间层的材料在第二电子束焊接工艺中的流动性强于背板的材料在第二电子束焊接工艺中的流动性。可选的，所述靶材的材料中具有靶材主元素和第一靶材附加元素；所述背板的材料中具有背板主元素和第一背板附加元素；所述中间层的材料中具有中间主元素和中间附加元素，所述中间主元素分别与背板主元素和靶材主元素相同。可选的，所述靶材主元素、背板主元素和中间主元素为铝；所述第一靶材附加元素为铜；所述第一背板附加元素为镁；所述中间附加元素为硅。可选的，所述背板的材料中还具有第二背板附加元素，所述第二背板附加元素包括铜、硅中的任意一种或其组合。可选的，所述靶材的材料中还具有第二靶材附加元素，所述第二靶材附加元素包括硅。可选的，在自第一端面到第二端面的方向上，所述中间层具有第一尺寸，且所述背板和中间层的总尺寸为第二尺寸；所述第一尺寸为所述第二尺寸的30％以下。可选的，所述第二尺寸为150mm～300mm；所述第一尺寸在90mm以下。可选的，所述第一尺寸在20mm以上。可选的，所述第一电子束焊接工艺包括：进行第一预热焊接；进行第一预热焊接后，进行第一预焊接；进行第一预焊接后，进行第一主焊接；进行第一主焊接后，进行第一表面修复焊接。可选的，所述第一预热焊接的参数包括：线速度为10毫米/秒～20毫米/秒，束流为5毫安～20毫安，电子束的焦点在靶材组件外；所述第一预焊接的参数包括：线速度为10毫米/秒～20毫米/秒，束流为30毫安～50毫安，电子束的焦点在靶材组件内；所述第一主焊接的参数包括：线速度为10毫米/秒～20毫米/秒，束流为60毫安～90毫安，电子束的焦点在靶材组件内，且第一主焊接过程中电子束的焦点在靶材组件内的深度大于第一预焊接过程中电子束的焦点在靶材组件内的深度；所述第一表面修复焊接的参数包括：线速度为10毫米/秒～20毫米/秒，束流为10毫安～30毫安，电子束的焦点在靶材组件外，且第一表面修复焊接过程中电子束的焦点到靶材组件的距离大于第一预热焊接过程中电子束的焦点到靶材组件的距离。可选的，所述第二电子束焊接工艺包括：进行第二预热焊接；进行第二预热焊接后，进行第二预焊接；进行第二预焊接后，进行第二主焊接；进行第二主焊接后，进行第二表面修复焊接。可选的，所述第二预热焊接的参数包括：线速度为10毫米/秒～20毫米/秒，束流为5毫安～20毫安，电子束的焦点在靶材组件外；所述第二预焊接的参数包括：线速度为10毫米/秒～20毫米/秒，束流为30毫安～50毫安，电子束的焦点在靶材组件内；所述第二主焊接的参数包括：线速度为10毫米/秒～20毫米/秒，束流为60毫安～90毫安，电子束的焦点在靶材组件内，且第二主焊接过程中电子束的焦点在靶材组件内的深度大于第二预焊接过程中电子束的焦点在靶材组件内的深度；所述第二表面修复焊接的参数包括：线速度为10毫米/秒～20毫米/秒，束流为10毫安～30毫安，电子束的焦点在靶材组件外，且第二表面修复焊接过程中电子束的焦点到靶材组件的距离大于第二预热焊接过程中电子束的焦点到靶材组件的距离。可选的，所述靶材包括第一核心区和位于第一核心区周围的第一边缘区；所述中间层中具有第一开口，第一开口自第一端面至第二端面贯穿中间层；进行所述第一电子束焊接工艺后，中间层的第一端面和第一核心区的靶材结合在一起；所述背板具有相对的第三端面和第四端面；所述背板中具有第二开口，第二开口自第三端面至第四端面贯穿背板；进行所述第二电子束焊接工艺后，所述第三端面和所述第二端面结合在一起，且所述第一开口和第二开口贯通。可选的，还包括：提供基座；在进行所述第一电子束焊接工艺和第二电子束焊接工艺之前，将所述背板的第四端面和基座固定；进行所述第一电子束焊接工艺和第二电子束焊接工艺之后，所述第一开口和第二开口构成空腔，所述空腔位于第一边缘区靶材、背板以及基座之间，所述空腔适于容置冷却液。可选的，所述基座包括支撑底座和侧板，所述支撑底座包括第二核心区和位于第二核心区周围的第二边缘区，所述侧板包括相对的第五端面和第六端面，所述第六端面固定于第二边缘区的支撑底座表面；所述基座还包括凸板，所述凸板与所述第五端面固定，所述凸板自第二边缘区向第二核心区的方向延伸，所述凸板、侧板和第二边缘区的支撑底座的内壁构成凹口；将所述背板的第四端面和基座固定的方法包括：将所述背板的第四端面通过背板支撑件与所述凸板固定，且所述背板支撑件位于所述凹口中。可选的，所述基座还包括凸台，所述凸台位于第二核心区的支撑底座表面；进行所述第一电子束焊接工艺和第二电子束焊接工艺之后，所述凸台位于部分空腔中。可选的，所述背板支撑件和侧板之间、背板支撑件和第二边缘区的支撑底座之间、以及背板和凸台之间还具有填充层。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：本专利技术技术方案提供的靶材组件的形成方法中，采用第一焊接工艺焊接所述靶材和中间层的第一端面，采用第二电子束焊接工艺焊接所述背板和中间层的第二端面，从而使得靶材通过中间层和背板结合在一起。由于中间层的材料在第一电子束焊接工艺中的流动性强于靶材的材料在第一电子束焊接工艺中的流动性，所述中间层的材料在第一电子束焊接工艺的熔池中各个区域能较为均匀的分布，因此在第一电子束焊接工艺的熔池底部不易形成空洞。由于中间层的材料在第二电子束焊接工艺中的流动性强于背板的材料在第二电子束焊接工艺中的流动性，所述中间层的材料在第二电子束焊接工艺的熔池中各个区域能较为均匀的分布，因此在第二电子束焊接工艺的熔池底部不易形成空洞。从而使得第一电子束焊接工艺和第二电子束焊接工艺的焊接缺陷减少，从而提高了靶材和背板的结合强度。附图说明图1是一种靶材组件的结构示意图；图2是本专利技术一实施例中靶材组件形成过程的流程图；图3至图8是本专利技术一实施例中靶材组件形成过程的结构示意图。具体实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种靶材组件的形成方法，其特征在于，包括：提供靶材、背板和中间层，所述中间层具有相对的第一端面和第二端面；采用第一电子束焊接工艺焊接所述靶材和中间层的第一端面，所述中间层的材料在第一电子束焊接工艺中的流动性强于靶材的材料在第一电子束焊接工艺中的流动性；采用第二电子束焊接工艺焊接所述背板和中间层的第二端面，所述中间层的材料在第二电子束焊接工艺中的流动性强于背板的材料在第二电子束焊接工艺中的流动性。

【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、背板和中间层，所述中间层具有相对的第一端面和第二端面；采用第一电子束焊接工艺焊接所述靶材和中间层的第一端面，所述中间层的材料在第一电子束焊接工艺中的流动性强于靶材的材料在第一电子束焊接工艺中的流动性；采用第二电子束焊接工艺焊接所述背板和中间层的第二端面，所述中间层的材料在第二电子束焊接工艺中的流动性强于背板的材料在第二电子束焊接工艺中的流动性。2.根据权利要求1所述的靶材组件的形成方法，其特征在于，所述靶材的材料中具有靶材主元素和第一靶材附加元素；所述背板的材料中具有背板主元素和第一背板附加元素；所述中间层的材料中具有中间主元素和中间附加元素，所述中间主元素分别与背板主元素和靶材主元素相同。3.根据权利要求2所述的靶材组件的形成方法，其特征在于，所述靶材主元素、背板主元素和中间主元素为铝；所述第一靶材附加元素为铜；所述第一背板附加元素为镁；所述中间附加元素为硅。4.根据权利要求2所述的靶材组件的形成方法，其特征在于，所述背板的材料中还具有第二背板附加元素，所述第二背板附加元素包括铜、硅中的任意一种或其组合。5.根据权利要求2所述的靶材组件的形成方法，其特征在于，所述靶材的材料中还具有第二靶材附加元素，所述第二靶材附加元素包括硅。6.根据权利要求1所述的靶材组件的形成方法，其特征在于，在自第一端面到第二端面的方向上，所述中间层具有第一尺寸，且所述背板和中间层的总尺寸为第二尺寸；所述第一尺寸为所述第二尺寸的30％以下。7.根据权利要求6所述的靶材组件的形成方法，其特征在于，所述第二尺寸为150mm～300mm；所述第一尺寸在90mm以下。8.根据权利要求7所述的靶材组件的形成方法，其特征在于，所述第一尺寸在20mm以上。9.根据权利要求1所述的靶材组件的形成方法，其特征在于，所述第一电子束焊接工艺包括：进行第一预热焊接；进行第一预热焊接后，进行第一预焊接；进行第一预焊接后，进行第一主焊接；进行第一主焊接后，进行第一表面修复焊接。10.根据权利要求9所述的靶材组件的形成方法，其特征在于，所述第一预热焊接的参数包括：线速度为10毫米/秒～20毫米/秒，束流为5毫安～20毫安，电子束的焦点在靶材组件外；所述第一预焊接的参数包括：线速度为10毫米/秒～20毫米/秒，束流为30毫安～50毫安，电子束的焦点在靶材组件内；所述第一主焊接的参数包括：线速度为10毫米/秒～20毫米/秒，束流为60毫安～90毫安，电子束的焦点在靶材组件内，且第一主焊接过程中电子束的焦点在靶材组件内的深度大于第一预焊接过程中电子束的焦点在靶材组件内的深度；所述第一表面修复焊接的参数包括：线速度为10毫米/秒～20毫米/秒，束流为10毫安～30毫安，电子束的焦点在靶材组件外，且第一表面修复焊接过程中电子束的焦点到靶材组件的距离大于第一预热焊接过程中电子束的焦点到靶材组件的距离。11.根据权利要求1所述的靶材组件的形成方法，其特征在于，所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚力军，潘杰，相原俊夫，王学泽，廖培君，
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