[发明专利]靶材组件的制造方法

说明书

本发明提供一种靶材组件的制造方法，包括：提供靶坯、连接层和背板，靶坯与连接层的材料间扩散能力大于靶坯与背板的材料间扩散能力，且背板与连接层的材料间扩散能力大于靶坯与背板的材料间扩散能力；将靶坯、连接层和背板进行装配形成初始组件，连接层位于靶坯和背板之间且分别与靶坯和背板相接触；将初始组件进行扩散焊接，形成靶材组件。连接层与靶坯、背板均具有良好的扩散焊接效果，因此本发明可以提高靶坯和背板的焊接结合率，使焊接结合率达到99.9％以上，使所形成靶材组件满足半导体溅射靶材使用要求。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及靶材组件的制造方法。

背景技术

溅射技术是靶材溅射领域的常用工艺之一，随着溅射技术的日益发展，溅射靶材在溅射技术中起到了越来越重要的作用。

在溅射靶材制造领域中，靶材组件是由符合溅射性能的靶坯、与靶坯通过焊接相结合的背板构成，而在溅射过程中，靶材组件所处的工作环境比较恶劣。例如：靶材组件所处的环境温度较高，另外，靶材组件的一侧冲以冷却水强冷，而另一侧则处于高真空环境下，因此在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，如果靶材组件中靶坯与背板之间的结合率较低，将导致靶坯在受热条件下发生形变、开裂，使得溅射无法达到溅射均匀的效果，严重时，靶坯还会脱落于背板，可能对溅射机台造成损伤。因此为了确保薄膜质量的稳定性以及靶材组件的质量，对靶坯和背板的焊接结合率的要求越来越高。

但是现有技术制成的靶材组件质量和性能较低。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种靶材组件的制造方法，以提高靶材组件的质量和良率。

为解决上述问题，本发明提供一种靶材组件的制造方法，包括：提供靶坯、连接层和背板，所述靶坯与所述连接层的材料间扩散能力大于所述靶坯与所述背板的材料间扩散能力，且所述背板与所述连接层的材料间扩散能力大于所述靶坯与所述背板的材料间扩散能力；将所述靶坯、连接层和背板进行装配形成初始组件，在所述初始组件中，所述连接层位于所述靶坯和所述背板之间且分别与所述靶坯和背板相接触；将初始组件进行扩散焊接，形成靶材组件。

可选的，所述靶坯为含铝靶坯或含钽靶坯。

可选的，所述靶坯的材料为铝或铝铜合金。

可选的，所述连接层的材料为钛。

可选的，所述连接层的材料为TA2工业钛。

可选的，所述连接层的厚度为2毫米至3毫米。

可选的，所述背板的材料为铜、铝或钛。

可选的，所述扩散焊接的步骤包括：包套焊接、脱气、加热和热等静压工艺。

可选的，所述加热步骤中，工艺温度为300℃至400℃，工艺时间为2小时至3小时。

可选的，所述热等静压工艺中，工艺温度为400℃至600℃，环境压强为100MPa至150MPa，在所述工艺温度和环境压强下的工艺时间为3小时至5小时。

可选的，所述脱气步骤包括：将所述初始组件置于包套后，对所述包套进行抽真空以形成真空包套，抽真空后所述真空包套内的真空度至少为2E-3Pa，且在所述热等静压工艺过程中使所述真空包套保持密封状态。

可选的，所述靶坯的待焊接面为第一焊接面，所述背板的待焊接面为第二焊接面，与所述第一焊接面相接触的连接层表面为第三焊接面，与所述第二焊接面相接触的连接层表面为第四焊接面；将所述靶坯、连接层和背板进行装配形成初始组件之前，所述制造方法还包括：对所述第一焊接面、第二焊接面、第三焊接面和第四焊接面进行抛光工艺；对抛光工艺后的所述靶坯、背板和连接层进行超声波清洗工艺；超声波清洗工艺后，真空干燥所述靶坯、背板和连接层。