[发明专利]靶材组件的焊接方法以及靶材组件焊接结构

说明书

一种靶材组件的焊接方法以及靶材组件的焊接结构，焊接方法包括：将靶材与背板进行扣合，使得台阶区域的台阶嵌入至凹槽区域的凹槽内，且第一环绕区的第一焊接面与第二环绕区的第二焊接面相抵靠，在台阶区域的第一焊接面与凹槽区域的第二焊接面之间构成装配间隙，其中，焊料层位于装配间隙内，且焊料层与所述台阶区域的第一焊接面相接触；在进行所述扣合之后，在所述靶材背面上对称放置若干个压块，且若干个压块相对于所述靶材背面中心点对称；在放置所述压块之后，对所述靶材以及背板进行加热焊接处理。本发明在保证靶材与背板之间的焊接强度的同时，改善靶材与背板之间的焊缝外观，避免靶材向中间扭曲变形，从而改善焊接形成的靶材组件的质量。

技术领域

本发明涉及半导体溅射靶材制造领域，特别涉及一种靶材组件的焊接方法以及靶材组件焊接结构。

背景技术

在半导体工业中，靶材组件是由符合溅射性能的靶材、与靶材结构的背板。背板在靶材组件中起支撑作用，并具有传导热量的功效。

在溅射过程中，靶材组件所处的工作环境比较恶劣。具体为：靶材组件所处的环境温度较高，例如为300℃～600℃；另外，靶材组件的一侧冲以冷却水强冷，而另一侧则处于10^﹣9Pa的高真空环境下，因此在靶材组件的相对二测形成巨大的压力差；再者，靶材组件处在高压电场、磁场中，会受到各种粒子的轰击。在如此恶劣的环境下，如果靶材组件中靶材与背板之间的焊接强度较差，将导致靶材在受热条件下变形、开裂，使得溅射无法达到溅射均匀的效果，严重时，靶材会从背板上脱落对溅射机台造成损伤。

高纯铝靶材是半导体芯片制造常用的导线制造材料，但其硬度强度低，需要与另一种强度高的铝合金背板材料焊接在一起，形成铝靶材组件。其中，采用锡焊方式进行焊接，是高纯铝靶材和铝合金背板之间的一种较好的焊接方式，锡焊是利用低熔点的金属焊料加热熔化后，渗入并填充金属件连接处间隙的方法，具有成本低、焊接周期短、焊接强度高的优点。

然而，现有技术焊接形成的铝靶材组件的质量仍有待提高。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种靶材组件的焊接方法以及靶材组件的焊接结构，在保证焊接强度的同时，避免焊缝外观不良的现象，同时减少焊料的使用。

为解决上述问题，本发明提供一种靶材组件的焊接方法，包括：提供靶材，所述靶材具有相对的第一焊接面以及背面，所述第一焊接面包括台阶区域以及环绕所述台阶区域的第一环绕区；提供背板，所述背板具有第二焊接面，所述第二焊接面包括凹槽区域以及环绕所述凹槽区域的第二环绕区；在所述背板凹槽区域的第二焊接面上放置焊料层；将所述靶材与所述背板进行扣合，使得所述台阶区域的台阶嵌入至所述凹槽区域的凹槽内，且所述第一环绕区的第一焊接面与所述第二环绕区的第二焊接面相抵靠，在所述台阶区域的第一焊接面与凹槽区域的第二焊接面之间构成装配间隙，其中，所述焊料层位于所述装配间隙内，且所述焊料层与所述台阶区域的第一焊接面相接触；在进行所述扣合之后，在所述靶材背面上对称放置若干个压块，且所述若干个压块相对于所述靶材背面中心点对称；在放置所述压块之后，对所述靶材以及背板进行加热焊接处理。

可选的，在垂直于台阶区域第一焊接面方向上，所述装配间隙的尺寸在0.05mm～0.15mm范围内。

可选的，所述焊料层的材料为锡锌，其中，锡的质量百分比为88％～93％，锌的质量百分比为7％～12％。

可选的，在放置所述焊料层之前，还包括：利用熔化的焊料，对所述台阶区域的第一焊接面以及所述凹槽区域的第二焊接面进行浸润处理。

可选的，所述浸润处理的步骤包括：提供焊料；对所述靶材、背板以及焊料进行加热，使所述焊料熔化；将所述熔化的焊料浸润在所述台阶区域的第一焊接面以及凹槽区域的第二焊接面。

可选的，对所述靶材、背板以及焊料进行加热的步骤中，采用的加热温度在250℃～260℃范围内。