[发明专利]聚焦环及其形成方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体溅射领域，特别是涉及溅射过程中使用的聚焦环及其形成方法。

背景技术

在溅射过程中靶材和硅片之间通常设有一个金属环作为聚焦环，此金属环既可以改变磁场使靶材集中溅射于硅片上，又可以利用其粗糙表面吸收杂质粒子，从而提高溅射的质量。现有的聚焦环结构可参照公开号为CN102418075A等的中国专利申请。

金属环由金属板条加工而成，一般是将金属板条先卷成首尾对接的环形的金属板条，再对此环形的金属板条进行焊接。由于需要对焊接后的金属环进行车削和滚花等加工操作（以使其表面达到所需的粗糙度），因而要求所述金属环有较好的焊接质量。

发明内容

本发明提供一种聚焦环的形成方法以解决利用现有技术焊接得到的聚焦环焊接质量不佳的问题，降低焊接得到的聚焦环在后续加工过程中焊缝开裂的可能性。

为解决上述问题，本发明提供了一种聚焦环的形成方法，包括：

在金属板条长度方向上的其中一端形成一个或者多个沿宽度方向排列的第一卡齿，在所述金属板条长度方向上的另一端形成一个或者多个沿宽度方向排列的第二卡槽，所述第二卡槽与所述第一卡齿相匹配；

将所述金属板条卷曲，使得所述第一卡齿与所述第二卡槽相互嵌合，从而使得所述金属板条长度方向上的两端相互嵌合，嵌合后所述金属板条形成环形的金属板条；

进行氩弧焊焊接，将所述环形的金属板条中相互嵌合的所述两端焊接在一起，形成聚焦环。

可选的，在所述金属板条长度方向上的同一端中，两个相邻所述第一卡齿之间形成一个第一卡槽，两个相邻所述第二卡槽之间形成一个第二卡齿，当所述第一卡齿与所述第二卡槽相互嵌合时，所述第二卡齿对应地与所述第一卡槽相互嵌合。

可选的，所述第一卡齿和所述第二卡齿为燕尾齿，所述第一卡槽和所述第二卡槽为燕尾槽。

可选的，采用线切割方式形成所述燕尾齿和所述燕尾槽。

可选的，所述氩弧焊焊接前，利用丙酮或者异丙醇清洗所述燕尾齿和所述燕尾槽。

可选的，所述氩弧焊焊接包括：

在直流电流条件下，在所述环形的金属板条内侧面和外侧面的嵌合缝上选取多个焊接点进行氩弧焊点焊焊接，形成所述聚焦环。

可选的，在所述环形的金属板条的内侧面和外侧面的嵌合缝上分别均匀选取五个所述焊接点进行所述氩弧焊点焊焊接。

可选的，所述金属板条为钽板条，所述聚焦环为钽的聚焦环。

可选的，所述氩弧焊点焊焊接过程中，每个所述焊接点的焊接熔深在1~1.5mm之间。

可选的，在每个所述点焊焊接后，焊枪停止加热但停留在原位置继续通气至少1min，以对所述焊接点进行保护。

可选的，所述直流电流条件为300~310A的直流电流。

可选的，所述氩弧焊焊接为采用钨极的钨极氩弧焊焊接。

可选的，所述钨极直径为2.0~3.0mm。

可选的，所述氩弧焊处理选用流量为8~12L/min的氩气流。

可选的，在氩弧焊处理之后，对形成的所述聚焦环进行车削和/或滚花，以增加所述聚焦环表面的粗糙程度。

本发明还提供了一种聚焦环，所述聚焦环经由金属板条通过如上所述的聚焦环的形成方法形成，所述聚焦环在内侧面和外侧面上包括有嵌合缝，所述嵌合缝上分布有焊接点。

可选的，所述焊接点均匀分布在所述聚焦环内侧面和外侧面的所述嵌合缝上。

与现有技术相比，本发明所公开的聚焦环的形成方法通过在金属板条的首端和尾端形成卡齿和卡槽，再卷曲成所述卡齿和卡槽相互嵌合，最后通过氩弧焊点焊焊接，形成所述聚焦环，所形成的聚集环的焊接质量优良，并且由于焊接时不需要焊料，节约成本，同时利用本发明所提供的焊接方法焊接得到的聚焦环满足后续车削和滚花等加工操作的要求。

附图说明

图1为本发明实施例一的钽板条示意图；

图2为本发明实施例形成有燕尾齿和燕尾槽的钽板条首端的示意图；

图3为本发明实施例的环形的钽板条的示意图；

图4为环形的钽板条外侧面的俯视图；

图5为本发明实施例二的钽板条示意图；

图6为本发明实施例三的钽板条示意图。

具体实施方式

由背景技术可知，聚焦环是在溅射过程中使用的一种产品。通常一种金属的聚焦环是跟该金属的溅射靶材配套使用的，即用什么金属靶材进行溅射，就对应用该金属的金属环作为该溅射工艺的聚焦环。