[发明专利]铜靶材组件的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及铜靶材组件的制造方法。

背景技术

在半导体工业中，靶材组件是由符合溅射性能的溅射板和与所述溅射板 结合且具有一定强度的背板构成。背板可以在所述靶材组件装配至溅射基台 中起到支撑作用，并具有传导热量的功效。目前，主要使用金属钽(Ta)、铜 (Cu)、铝(AL)等通过物理气相沉积法(PVD)镀膜并形成阻挡层作为溅 射板，在溅射过程中使用磁控溅射；需要使用具有足够强度，且导热、导电 性也较高的铜或铝材料作为背板材料。

将高纯度铜溅射板以及背板经过加工、焊接成型，制成半导体工业所使 用的铜靶材组件后，然后安装在溅射机台上，在磁场、电场作用下有效进行 溅射控制。现有溅射工艺中，靶材组件的工作环境非常恶劣，因此对于铜靶 材组件的强固程度具有极高的要求。

图1为现有的铜靶材组件的制造方法流程示意图，具体步骤包括：

S1、从铜柱中切断部分获得铜饼，并对所述铜饼进行压延处理形成所需 尺寸的铜溅射板。所述铜溅射板的材质为6N铜(即纯度99.9999％)。

S2、对铜溅射板进行第一热处理，重组铜溅射板的微观组织结构，提高 铜背板的强固性。所述第一热处理的工艺参数为：温度350℃，保温时间2小 时。

S3、提供背板，将铜溅射板焊接至背板上。

S4、对所述铜靶材组件进行第二热处理，使得铜溅射板与背板的焊接面 上充分的热扩散，从而增大焊接强度。所述第二热处理的工艺参数为：温度 350℃，保温时间4.5小时

S5、对焊接后的铜靶材组件进行机械加工。

在上述的铜靶材组件制造方法中，先后进行了两次热处理工艺，第一次 目的在于控制铜溅射板的微观组织结构，而第二次目的在于使得铜溅射材与 背板焊接面进行充分热扩散。虽然目的不同，但对于铜溅射板而言，相当于 进行了重复热处理步骤，且由于加热处理在铜靶材组件的制造过程中相对成 本较高，因此现有的铜靶材组件制造方法工艺具有进一步改进的需要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铜靶材组件的制造方法，解决现有方法热处 理步骤冗余，成本较高，工艺流程复杂等问题。

为解决上述问题，本发明提供铜靶材组件的制造方法，包括：

提供铜柱，对所述铜柱进行切断并压延，形成铜溅射板；

提供背板，将铜溅射板焊接至背板形成靶材组件；

在真空常压环境下对靶材组件进行热处理，然后冷却；

对所述靶材组件进行机械加工。

可选的，所述铜溅射板的纯度为99.9999％。所述背板为铜、铝、铜合金 或者铝合金材料。

可选的，所述焊接为热压法。所述热压法焊接在真空中进行，具体包括： 将铜溅射板和背板装入薄壁成形的包套中抽真空，然后封闭抽气口，形成所 述真空环境。

可选的，所述热压法焊接的工艺参数为：将温度加热至350℃～700℃，将 铜溅射板与背板的接触面上的压强加压至100MPa～200MPa，保温保压 1～30min。

可选的，所述热处理在真空中进行。所述热处理的工艺参数为：将温度 加热至250℃～700℃，保温2小时～5小时。

优选的，所述热处理的工艺参数为：温度加热至300℃，保温4小时。

可选的，所述冷却为空冷冷却。

本发明所述的铜靶材组件制造方法，与现有技术相比减少了一次对铜溅 射板的热处理步骤，并优化了对焊接后的铜靶材组件热扩散处理的工艺条件， 使得在热扩散处理过程中同时实现对铜溅射板微观组织结构的控制。在保证 铜靶材组件的强固性以及产品质量同时，简化了工艺步骤提高了生产效率。

附图说明

图1为现有的铜靶材组件制造方法的流程示意图；

图2为本发明所述铜靶材组件制造方法的流程示意图；

图3至图6为本发明所述铜靶材组件制造方法的具体实施例示意图。

具体实施方式

图2为本发明所述铜靶材组件制造方法的流程示意图；如图2所示，本 发明所述铜靶材组件的制造方法，具体步骤如下：

S1、提供铜柱，对所述铜柱进行切断并压延，形成铜溅射板；