[发明专利]一种超高纯铜靶材的扩散焊接方法

说明书

本发明提供了一种超高纯铜靶材的扩散焊接方法，所述扩散焊接方法包括如下步骤：(1)于超高纯铜靶材的焊接面车削螺纹，依次经异丙醇洗、水洗以及醇洗，得到预处理靶材；(2)组装预处理靶材与铝合金背板，然后进行扩散焊接；步骤(1)所述螺纹的螺距为0.7‑0.75mm，螺纹深度为0.6‑0.65mm。本发明提供的扩散焊接方法在超高纯铜靶材的焊接面加工螺纹，降低了车削加工的刀具损耗；而且，通过螺纹的特定设置，能够降低扩散焊接的温度，并保证焊接质量，使扩散焊接后的靶材组件符合镀膜要求。

技术领域

本发明属于半导体技术领域，涉及一种靶材的焊接方法，尤其涉及一种超高纯铜靶材的扩散焊接方法。

背景技术

随着超大规模集成电路的飞速发展，半导体用芯片尺寸已经缩小到纳米级别，金属互连线的RC延迟和电迁移现象成为影响芯片性能的主要因素，传统的铝及铝合金互连线已经不能够满足超大规模集成电路工艺制程的需求。与铝相比，铜具有更高的抗电迁移能力和更高的电导率，尤其是超高纯铜(纯度≥6N)，对于降低芯片互连线电阻、提高其运算速度具有重要意义。

在实际应用过程中，需要将符合性能要求的金属建设靶材和具有一定强度的背板结合制成靶材组件，然后安装在溅射机台上，在磁场、电场作用下有效地进行溅射控制。铜靶材由于硬度较低，需要将其与高硬度的铝背板焊接在一起。但如果焊接温度较高，容易导致铜靶材发生晶粒异常长大，导致晶粒粗大的缺陷，进而影响所形成的半导体芯片的性能。

CN110539067A公开了一种高纯铜靶材的扩散焊接方法，包括如下步骤：准备高纯铜靶材与背板，并在背板的焊接面加工螺纹；将金属粉末均匀设置于背板的螺纹面；将高纯铜靶材与背板组合后放入金属包套，然后对金属包套进行脱气处理，然后对脱气处理后的金属包套进行密封；热等静压处理密封后的金属包套，然后冷却至室温；去除金属包套，完成高纯铜靶材与背板的扩散焊接。

CN111304604A公开了一种铜靶材和铝合金背板的扩散焊接方法及制得的铜靶材组件，所述扩散焊接方法包括如下步骤：(1)在铜靶材焊接面上镀钛膜，再将镀有钛膜的铜靶材和铝合金背板进行装配处理，然后整体放入包套内；(2)将步骤(1)得到的包套封口后进行脱气处理；(3)将步骤(2)脱气后的包套进行热等静压焊接，然后去除所述包套，完成所述铜靶材和铝合金背板的扩散焊接。其通过钛膜的设置，提高了焊接的结合度。

CN113894401A公开了一种超高纯铜靶材组件低温扩散焊接的方法，所述方法包括如下步骤：对超高纯铜靶材的焊接面进行预处理；对铜合金背板的焊接面进行车削螺纹；螺纹的间距为0.2-0.45mm，螺纹的深度为0.1-0.15mm；将处理后的超高纯铜靶材以及铜合金背板进行装配，然后经真空包装后放入包套内进行脱气处理；脱气处理后进行扩散焊接，然后冷却，得到超高纯铜靶材组件。

上述方法在硬度较高的背板焊接面侧车削螺纹，并涉及对螺纹尺寸的控制。但对硬度较高的背板进行加工时，车削刀具的使用寿命较短，若能提供一种在靶材焊接面设置螺纹的方法，则有利于降低车削加工的成本；因此，需要提供一种有利于降低加工成本，并保证焊接强度的超高纯铜靶材的扩散焊接方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超高纯铜靶材的扩散焊接方法，所述扩散焊接方法在超高纯铜靶材的焊接面加工螺纹，降低了车削加工的刀具损耗；而且，通过螺纹的特定设置，能够降低扩散焊接的温度，并保证焊接质量，使扩散焊接后的靶材组件符合镀膜要求。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种超高纯铜靶材的扩散焊接方法，所述扩散焊接方法包括如下步骤：

(1)于超高纯铜靶材的焊接面车削螺纹，依次经异丙醇洗、水洗以及醇洗，得到预处理靶材；

(2)组装预处理靶材与铝合金背板，然后进行扩散焊接；

步骤(1)所述螺纹的螺距为0.7-0.75mm，螺纹深度为0.6-0.65mm。