一种圆形钨钛靶材组件制造技术

本实用新型专利技术提供了一种圆形钨钛靶材组件，包括圆形钨钛靶材、圆形背板以及焊料层，在所述背板焊接面设置第一圆形凹槽，在所述第一圆形凹槽的底面设置第二圆形凹槽并形成环形接触台阶，在所述环形接触台阶上设置至少2个台阶凹槽，所述台阶凹槽与所述第二圆形凹槽相连通。本实用新型专利技术所述圆形钨钛靶材组件通过在圆形背板的第一圆形凹槽的基础上，进一步设置环形接触台阶以及台阶凹槽，不仅可以增大圆形钨钛靶材与圆形背板之间的接触面积，还有利于熔融焊料均匀地分布于第一圆形凹槽的底面，有效地提高了圆形钨钛靶材组件的焊接强度，尤其是提高了对应圆形钨钛靶材边缘处的焊接结合率。提高了对应圆形钨钛靶材边缘处的焊接结合率。提高了对应圆形钨钛靶材边缘处的焊接结合率。

【技术实现步骤摘要】
一种圆形钨钛靶材组件


[0001]本技术属于半导体
，涉及一种靶材组件，尤其涉及一种圆形钨钛靶材组件。

技术介绍

[0002]金属溅射靶材是溅射沉积技术中用做阴极的材料，在溅射机台中被带正电荷的阳离子撞击作用下，金属溅射靶材表面金属以分子、原子或离子的形式脱离阴极而在阳极表面重新沉积。由于金属溅射靶材的强度不一，在实际应用过程中，需要将符合性能要求的金属溅射靶材和具有一定强度的背板结合制成靶材组件，然后安装在溅射机台上，在磁场、电场作用下有效地进行溅射控制。背板不仅可以为金属溅射靶材起到支撑作用和冷却作用，还可以降低生产工艺的原料成本。
[0003]在溅射过程中，靶材组件所处的工作环境比较恶劣。具体为：靶材组件所处的环境温度较高，例如300℃至600℃；另外，靶材组件的一侧冲以冷却水强冷，而另一侧则处于10
‑9Pa的高真空环境下，使得靶材组件的相对两侧形成巨大的压力差；再者，靶材组件处在高压电场、磁场中，会受到各种粒子的轰击。在如此恶劣的环境下，如果靶材组件中靶材与背板之间的焊接强度较差，将导致靶材在受热条件下变形、开裂，使得溅射无法达到溅射均匀的效果，严重时，靶材会从背板上脱落，对溅射基台造成损伤。
[0004]目前，随着集成电路临界线宽的不断减少，为保证电路的可靠性，在布线与金属硅化物之间需要增加一层扩散阻挡层。扩散阻挡层既能阻碍金属的扩散，又能有效改善金属薄膜与基体的结合强度。钨钛合金由于具有稳定的热机械性能、低的电子迁移率、高的抗腐蚀性能和化学稳定性等优点，成为铜及银布线中阻挡Cu与Si/SiO2之间扩散的最佳候选薄膜，特别适用于高电流和高温的严苛环境。其中，在半导体制造技术中，钨钛合金阻挡层主要是由钨钛靶材溅射镀膜制得。
[0005]之前，钨钛靶材与背板通过扩散焊接连接起来，组成钨钛靶材组件。例如CN104741774A公开了一种钨钛靶材组件的焊接方法，包括以下步骤：提供钨钛靶材、铜背板，所述铜背板具有容纳部分所述钨钛靶材的凹槽，所述凹槽的深度为1～2mm；将钨钛靶材置于所述凹槽内，所述钨钛靶材的待焊接面与所述凹槽底面接触，形成靶材组件坯料；将所述靶材组件坯料放入真空包套；利用热等静压工艺将所述钨钛靶材的待焊接面与所述凹槽底面焊接形成钨钛铜靶材组件；焊接完成后，对所述真空包套进行冷却，去除所述真空包套以获得所述钨钛铜靶材组件。CN105798409A公开了一种钨钛靶材组件的焊接方法，包括：提供钨钛靶材、铜背板和中间层；将所述钨钛靶材、中间层和铜背板置于真空包套内并使所述中间层与所述钨钛靶材的待焊接面和铜背板的待焊接面贴合；利用热等静压工艺将所述钨钛靶材、中间层和铜背板焊接在一起以形成钨钛靶材组件；焊接完成后，对所述真空包套进行冷却，去除所述真空包套以获得所述钨钛靶材组件。利用扩散焊接得到的钨钛靶材组件，虽然焊接强度较高、变形量小，但是能耗高、设备成本较大，不利于推广应用。
[0006]目前，现有技术改用钎焊将钨钛靶材与背板连接起来得到钨钛靶材组件。例如
CN106378507A公开了一种钨钛靶材组件的焊接方法，包括：提供钨钛靶材和背板；在所述钨钛靶材的焊接面放入第一量的焊料并进行第一浸润处理；在所述背板的焊接面放入第二量的焊料并进行第二浸润处理；在所述第二浸润处理之后，向所述背板的焊接面添加第三量的焊料；在向所述背板的焊接面添加所述第三量的焊料后，且在所述第一浸润处理后，将所述钨钛靶材的焊接面扣合在所述背板的焊接面上。其中，第一量、第二量和第三量的焊料均为锡焊料或者锡银铜焊料。
[0007]CN101972875A公开了一种钨钛合金靶材焊接方法，包括：提供钨钛合金靶材、背板和焊料；对钨钛合金靶材的结合面进行镀镍处理；对所述钨钛合金靶材进行预热后，将焊料分布在所述钨钛合金靶材的结合面；对所述背板进行预热后，将焊料分布在所述背板的结合面；使所述钨钛合金靶材的结合面与所述背板的结合面贴合并进行焊接，形成靶材组件；冷却靶材组件。其中，所述焊料为铟系焊料。
[0008]CN111168179A公开了一种钨钛靶材与铜背板的钎焊方法，所述钎焊方法包括如下步骤：(1)钨钛靶材与铜背板的焊接面分别独立的进行表面喷砂处理；(2)分别独立地对钨钛靶材与铜背板喷砂处理后的焊接面进行镀镍处理；(3)钎焊连接进行镀镍处理后的钨钛靶材与铜背板，完成钨钛靶材与铜背板的钎焊焊接。
[0009]虽然采用钎焊将钨钛靶材与背板连接起来，具有操作简单、成本较低等优点，但是得到的钨钛靶材组件的焊接强度较低，尤其是对应钨钛靶材边缘处的焊接结合率较低，大大降低了成品率。

技术实现思路

[0010]针对现有技术存在的不足，本技术提供了一种圆形钨钛靶材组件，包括圆形钨钛靶材、圆形背板以及焊料层，所述圆形钨钛靶材组件通过在圆形背板的第一圆形凹槽的基础上，进一步设置环形接触台阶以及台阶凹槽，不仅可以增大圆形钨钛靶材与圆形背板之间的接触面积，还有利于熔融焊料均匀地分布于第一圆形凹槽的底面，有效地提高了圆形钨钛靶材组件的焊接强度，尤其是提高了对应圆形钨钛靶材边缘处的焊接结合率。
[0011]为达此目的，本技术采用以下技术方案：
[0012]本技术的目的在于提供一种圆形钨钛靶材组件，包括圆形钨钛靶材、圆形背板以及焊料层，所述圆形钨钛靶材包括靶材焊接面，所述圆形背板包括背板焊接面，所述焊料层位于所述靶材焊接面与所述背板焊接面之间；
[0013]在所述背板焊接面设置第一圆形凹槽，在所述第一圆形凹槽的底面设置第二圆形凹槽并形成环形接触台阶，在所述环形接触台阶上设置至少2个台阶凹槽，所述台阶凹槽与所述第二圆形凹槽相连通；所述圆形背板、所述第一圆形凹槽以及所述第二圆形凹槽的圆心重合。
[0014]本技术所述圆形钨钛靶材组件通过在圆形背板的第一圆形凹槽的基础上，进一步设置环形接触台阶以及台阶凹槽，不仅可以增大圆形钨钛靶材与圆形背板之间的接触面积，还有利于熔融焊料均匀地分布于第一圆形凹槽的底面，有效地提高了圆形钨钛靶材组件的焊接强度，尤其是提高了对应圆形钨钛靶材边缘处的焊接结合率，使得焊接结合率在99％以上，最高可达99.9％。
[0015]作为本技术优选的技术方案，所述台阶凹槽以所述圆形背板的圆心为中心呈
发散状分布。
[0016]作为本技术优选的技术方案，所述台阶凹槽的数目为4
‑
12个，例如4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、11个或12个，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0017]作为本技术优选的技术方案，所述台阶凹槽为线形凹槽。
[0018]值得说明的是，经过专利技术人实验研究，将台阶凹槽设计为线形凹槽即可达到优异的焊接结合率，而且线形凹槽结构简单，加工方便；但是，若为了进一步增大圆形钨钛靶材与圆形背板之间的接触面积，可以将台阶凹槽设计为曲线型。
[0019]作为本技术优选的技术方案，所述台阶凹槽的底面与所述第二圆形凹槽的底面持平。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种圆形钨钛靶材组件，其特征在于，包括圆形钨钛靶材、圆形背板以及焊料层，所述圆形钨钛靶材包括靶材焊接面，所述圆形背板包括背板焊接面，所述焊料层位于所述靶材焊接面与所述背板焊接面之间；在所述背板焊接面设置第一圆形凹槽，在所述第一圆形凹槽的底面设置第二圆形凹槽并形成环形接触台阶，在所述环形接触台阶上设置至少2个台阶凹槽，所述台阶凹槽与所述第二圆形凹槽相连通；所述圆形背板、所述第一圆形凹槽以及所述第二圆形凹槽的圆心重合。2.根据权利要求1所述的圆形钨钛靶材组件，其特征在于，所述台阶凹槽以所述圆形背板的圆心为中心呈发散状分布。3.根据权利要求1所述的圆形钨钛靶材组件，其特征在于，所述台阶凹槽的数目为4
‑
12个。4.根据权利要求1所述的圆形钨钛靶材组件，其特征在于，所述台阶凹槽为线形凹槽。5.根据权利要求4所述的圆形钨钛靶材组件，其特征在于，所述台阶凹槽的底面与所述第二圆形凹槽的底面持平。6...

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