[发明专利]靶材组件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，具体涉及一种靶材组件及其制造方法。

背景技术

在半导体制造中，溅射镀膜是一种常见的工艺。靶材的质量对溅射薄膜的性能有着重要影响，而随着溅射靶材尺寸和溅射功率的增大，溅射靶材的加工要求也越来越高。大面积靶材的加工技术已成为靶材组件制造的关键技术。

在溅射镀膜工艺中，靶材可分为金属靶材、陶瓷靶材以及合金靶材，其中，合金靶材是较为常见的靶材。目前，靶材组件通常使用扩散焊接（DB,Diffusion Bonding）的方式实现靶材与背板的结合。

扩散焊接是将焊件的焊接面紧密贴合在一定温度和压力下保持一段时间，使焊接面之间的原子相互扩散形成联接的焊接方法。影响扩散焊接过程的因素包括：温度、压力、扩散时间、焊接面粗糙度以及焊接面的结合外形。

在通过扩散焊接形成靶材组件过程中，在靶材、背板的表面之间往往存在一定量的残留气体，这些残留气体容易影响焊接强度、降低靶材组件的结合率，从而使得焊接成品不能达到使用的要求。

参考图1，示出了现有技术一种靶材组件的示意图。靶材10A的焊接面与下方的背板20A焊接，所述靶材10A外露，且能够目视到焊接线25A，但靶材10A与背板20A之间容易留有未排出的残留气体，所述残留气体会影响靶材10A与背板20A的结合率。

参考图2，示出了现有技术另一种靶材组件的示意图。图2中靶材10B的厚度大于普通型靶材的厚度，虽然可以增加靶材组件的溅射寿命，但是所述靶材10B与背板20B焊接后，靶材10B将嵌入背板20B的焊接面，此时靶材、焊接面之间的残留气体相对于普通型靶材组件更加不易排出；而且，靶材10B与背板20B之间的焊接线25B不能外露，不利于焊接过程中的各项操作。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种靶材组件的制造方法，以方便排除靶材、背板的焊接面之间的残留气体，从而提高靶材与背板之间结合率。

为了解决所述技术问题，本发明提供一种靶材组件的制造方法，包括：

提供靶材与背板；

对所述靶材的焊接面进行加工，在所述靶材焊接面的中心区域加工出第一焊接平面，并在所述第一焊接平面的周围加工出第二焊接平面，其中，所述第一焊接平面相对第二焊接平面凸出；

对所述背板的焊接面进行加工，使所述背板的厚度从中心向四周逐渐减小；

将所述靶材、背板焊接在一起；

去除部分靶材和部分背板材料，以形成靶材组件。

可选的，在所述提供靶材与背板的步骤中，所述靶材的第一焊接平面与第二焊接平面的距离在1.5～6毫米的范围内。

可选的，对所述靶材的焊接面进行加工的步骤还包括：

在所述靶材的第一、第二焊接平面上加工出平面螺纹。

可选的，所述平面螺纹为三角螺纹，所述螺纹的开设深度在0.61毫米，螺距为0.7，螺纹的截面角度为60度。

可选的，对所述靶材的焊接面进行加工的步骤还包括以下步骤：

在所述靶材的第一、第二焊接平面之间加工出一连接面，使得所述第一、第二焊接平面之间平滑过渡。

可选的，所述连接面为一斜坡，所述斜坡的坡脚为135度。

可选的，对所述背板的焊接面进行加工，使所述背板的厚度从中心向四周逐渐减小的步骤包括：

在背板焊接面的中心区域加工出平坦表面；

减薄所述平坦表面以外的背板焊接面，形成围绕所述平坦表面的斜面。

可选的，所述平坦表面呈圆形，所述斜面相对于水平线的角度在1～2度的范围内，所述平坦表面的直径在40～60毫米的范围内。

本发明还提供一种由上述制造方法形成的靶材组件，包括：

靶材以及背板，所述靶材的焊接面嵌入所述背板的焊接面中。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

位于靶材中心区域的第一焊接平面相对于第二焊接平面凸出，共同形成阶梯状；此外，背板的厚度从中心向周围逐渐减小，因此，在热压焊接时，所述靶材与所述背板相互挤压时，两者先是呈较小面积的接触，随着热压焊接过程的继续，接触面积逐渐扩大，便于焊接面间的气体从中心区域向周围逐渐排出，避免了气体残留在靶材、背板之间，有效减少残留气体引起的焊接缺陷，从而提高了焊接结合率。

可选地，在靶材加工出平面螺纹，可以有效去除靶材上的氧化膜，在方便靶材与背板间的焊接的同时，靶材、背板的焊接面之间的气体还可以通过螺纹间隙排出，从而进一步提高焊接结合率。