[发明专利]一种脆性金属靶材的去应力整形方法

说明书

本发明涉及了一种脆性金属靶材的去应力整形方法，所述去应力整形方法包括：在靶材组件的靶材上表面设置垫块，然后对靶材组件进行四次整形；所述四次整形过程中垫块的直径逐次增大。本发明通过采用直径逐次增大的垫块结合相应的压力进行整形，对靶材进行多梯度整形，保证靶材平面度＜0.1mm，且不出现扭曲变形、塌边现象；多次整形利于内部残留焊接应力进行释放，控制产品在后续加工过程中的变形量，提高产品良率。

技术领域

本发明属于靶材整形技术领域，尤其涉及一种脆性金属靶材的去应力整形方法。

背景技术

在集成电路行业中，靶材组件是由符合溅射性能的靶材和与所述靶材结合、具有一定强度的背板构成。脆性金属靶材多用于大功率溅射工艺，溅射过程中高速粒子对靶面轰击，靶材表面温度会急剧升高，因此，多采用导热性较好的铜合金做背板材料，焊接方式也需采用焊接结合率高、焊接强度高、高温稳定性更好的扩散焊。但脆性金属的热膨胀系数较背板材料(Cu、Al)低很多，焊接后热应力较大且不易释放，导致靶材向脆性金属靶坯侧发生隆起变形且焊接处仍存在较大的焊接应力。

针对靶材易变形这一技术难题，现有技术中一般在焊接时在靶材与背板之间加入热膨胀系统介于两者之间的缓冲层或改进焊接工艺。

CN106702333A公开了一种靶材组件的制造方法，采用扩散焊的方式在靶材与背板之间加入热膨胀系统介于两者之间的缓冲层，起到应力缓冲的作用，从而使靶材组件由高温冷却至室温时，靶材和缓冲层的扩散界面应力较小，从而避免了靶材的断裂，但所述方法需要针对不同的靶材材料与背板材料寻找不同材质的缓冲层材料。

CN110814096A公开了一种金属靶材焊接后整形方法及焊接方法，所述方法通过在靶材组件的靶材上方由下往上依次设置缓冲垫和垫块后进行加压整形，其中，所述缓冲垫的硬度为30～60HA，抗张强度为50-00kg/cm²，较好地缓解了整形过程中靶材表面瞬间承受很大压力，容易出现贯穿裂纹和开裂现象的问题，对靶材起到了较好的保护和缓冲作用。

但焊接后靶材组件会产生一定的形变，现有改进工艺仍然难以保障靶材的平整性，主要原因有：使用单一压块，整形后靶坯表面易出现扭曲变形、塌边等现象；整形后内部残余应力大，后续在对靶坯或背板加工过程会出现严重动态变形现象，甚至引起靶坯开裂。

因此，亟需开发一种新的普适度高且良率高的靶材焊接后的整形方法，使得靶材不出现扭曲、塌边等现象，内部残留焊接应力能够释放。

发明内容

本发明的目的在于提供一种脆性金属靶材的去应力整形方法，整形过程采用直径逐次增大的垫块配套使用，对靶材进行多次梯度整形，可保证靶材平面度＜0.1mm，且不出现扭曲变形、塌边现象；反复整形利于内部残留焊接应力进行释放，控制产品在后续加工过程中的变形量，提高产品良率。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种脆性金属靶材的去应力整形方法，所述去应力整形方法包括：在靶材组件的靶材上表面设置垫块，然后对靶材组件进行四次整形；

所述四次整形过程中垫块的直径逐次增大。

本发明在四次整形过程中垫块的直径逐次增大，施加多梯度的整形压力，其相互配合，对靶材进行多次梯度整形，保证靶材平面度＜0.1mm，且不出现扭曲变形、塌边现象；反复整形利于内部残留焊接应力进行释放，控制产品在后续加工过程中的变形量，提高产品良率。

作为本发明优选的技术方案，所述靶材组件为焊接后靶材与背板组合的靶材组件。

优选地，所述靶材的材质为脆性金属。

本发明中，所述脆性金属靶材是指硬度高、韧性不足的材料，多为粉末冶金制备而得，例如可以是W、Si、Ta、WSi、TiAl或TaSi等，这是由于脆性金属靶材的破坏应力远低于其材料的屈服极限，容易发生开裂或出现裂纹现象。