[发明专利]一种靶材真空扩散焊接系统及方法

说明书

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其是涉及一种靶材真空扩散焊接系统及方法。该材真空扩散焊接系统至少包括：靶材、法兰和施力部件；所述靶材的外周面设置有凹槽部，所述法兰的侧边缘设置有翘起部，所述法兰装配于所述靶材上，且所述翘起部与所述凹槽部对应设置，所述施力部件用于向所述翘起部施加应力以使所述翘起部嵌合于所述凹槽部。通过车床上挤压的方式将法兰挤入到靶材内，该挤压装配的方式可以解决形状特殊的靶材和法兰材料的焊接困难的技术问题。而且，在焊接时还可进一步在靶材内部放入一热膨胀系数较大的柱体部件进行真空热处理实现扩散焊接。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其是涉及一种靶材真空扩散焊接系统及方法。

背景技术

目前，半导体用靶材一般为高纯金属，背板材料一般为高强度、高硬度的合金金属，不同金属材料热膨胀系数存在差异，在受热及冷却过程中金属膨胀和收缩的程度也存在不同。半导体行业有一种靶材参与溅射主体部分呈锅形，材料为高纯金属，其用于安装在机台上的法兰部分需要用硬度较高的金属及合金材料，需要将法兰和高纯溅射金属材料焊接在一起。锅形的钽靶材不像其他平面靶材，由于其结构特殊，焊接难度相对较大。如果溅射靶材和法兰材料熔点相差不多，易于电子束焊接，则可以采用电子束焊接方式将两者焊接在一起。但如溅射靶材和法兰材料熔点相差较大，两种金属无法电子束熔在一起则需采用其他焊接方式。如果用热等静压焊接，则需要制作包套使靶材和法兰材料在真空环境中，但锅形的靶材形状特殊，包套制作难度很大，且边角处容易在焊接时被吸穿，造成焊接失败。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本申请的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种靶材真空扩散焊接系统及方法，以解决现有技术中存在的形状特殊的靶材和法兰材料的焊接困难的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种靶材真空扩散焊接系统，其包括：靶材、法兰和施力部件；所述靶材的外周面设置有凹槽部，所述法兰的侧边缘设置有翘起部，所述法兰装配于所述靶材上，且所述翘起部与所述凹槽部对应设置，所述施力部件用于向所述翘起部施加应力以使所述翘起部嵌合于所述凹槽部。

作为一种进一步的技术方案，靶材真空扩散焊接系统还包括：柱体部件，所述柱体部件的端部插入至所述靶材的内部，所述柱体部件的膨胀系数大于所述靶材的膨胀系数，所述柱体部件的外径与所述靶材的内径相同。

作为一种进一步的技术方案，所述柱体部件包括一体连接的插入段和封装段，所述插入段的外径与所述靶材的内径相同，所述封装段的外径大于所述插入段的外径。

作为一种进一步的技术方案，所述插入段在所述靶材内部的伸入距离至少能够覆盖至所述法兰的所在位置。

作为一种进一步的技术方案，所述柱体部件的材质为金属材质。

作为一种进一步的技术方案，靶材真空扩散焊接系统还包括：内撑夹具，所述内撑夹具用于套设于所述靶材的内部，并将所述靶材固定于车床内。

作为一种进一步的技术方案，所述靶材为一侧敞口的锅型结构。

作为一种进一步的技术方案，所述凹槽部包括第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽和第二凹槽间隔设置于所述靶材外周面上。

作为一种进一步的技术方案，所述翘起部包括第一翘起和第二翘起，所述第一翘起、所述第二翘起分别设置于所述法兰的两侧边缘，所述第一翘起的形状与所述第一凹槽的形状相适配，所述第二翘起的形状与所述第二凹槽的形状相适配。

第二方面，本发明还提供一种靶材真空扩散焊接方法，其包括如下步骤：

将法兰装配在靶材上，通过内撑夹具将装配好的靶材固定在车床内；