[发明专利]一种大面积铁磁性靶材焊接方法及装置

说明书

本发明公开一种铁磁性溅射靶材焊接方法及装置，该方法通过永磁吸盘平台对铁磁性靶材的磁力作用，使靶材、焊料与背板之间均匀结合，提高大面积铁磁性靶材焊接质量，靶材焊合率高，靶材厚度均匀性好。该焊接技术，操作简单，可重复性强，利用磁性平台焊接装置可实现大面积铁磁性靶材的高质量焊接，靶材的溅射性能明显提高。

技术领域

本发明属于溅射靶材制造技术领域，涉及一种大面积铁磁性靶材焊接方法及装置。

背景技术

随着新一代电子信息技术得到快速发展，主要包括深纳米半导体集成电路及新型非易失性存储技术，更多铁磁性靶材开始得到应用。90nm集成电路中的调制功函数技术使用铁磁性高纯钴靶，集成电路特征尺寸到65-20nm后使用超高纯镍铂合金靶材。具有高饱和磁化强度、低矫顽力等特性镍铁合金，是垂直磁记录存储和薄膜电感技术的关键材料。这些含Fe、Co及Ni的铁磁性金属溅射靶材，在使用过程中，对溅射磁场有很强的屏蔽作用，导致靶材溅射速率低。为了不影响铁磁性金属溅射靶材的溅射性能，通常铁磁性靶材厚度比较小(≤4mm)，为了保证薄膜质量，厚度均匀性要求高。这些靶材主要应用在12吋晶圆的溅射工艺上，靶材尺寸大(焊接直径≥450mm)，通常使用钎焊方式焊接。

靶材钎焊过程中，通常在靶坯表面施加压力。例如专利CN200610146033采用压力机对靶坯表面施加压力，使靶坯与背板实现高强度结合。但是，常规的钎焊工艺及设备对铁磁性这种薄板靶材的焊接质量控制难度大，很难保证焊合率及焊接平整度。主要原因是靶坯在加压过程中，靶坯容易受到轻微的冲击或压力不均匀。由于铁磁性靶坯偏薄，靶坯易出现移动、靶坯局部或边缘会发生变形等问题。导致出现焊合率低、表面平整度差和加工后厚度不均匀等问题。

发明内容

本发明提供一种大面积铁磁性靶材焊接装置，其特征在于，所述焊接装置包括加热台和可换向控制的永磁吸盘，吸盘在加热台与靶材组件之间放置，铁磁性靶坯放到背板预置凹槽中后，铁磁性靶坯通过永磁吸盘的磁吸作用固定在与背板上，并与背板焊合。

优选地，所述永磁吸盘的直径介于靶坯与背板直径尺寸之间，直径为Φ450～530mm。

优选地，所述永磁吸盘中磁铁可以为钕铁硼、锶钙铁氧体、钐钴或铝镍钴等耐高温的磁铁。

优选地，所述铁磁性金属靶材材质主要为含有Fe、Co与Ni的铁磁性金属或合金。

优选地，所述背板材质主要为Al或Cu合金等非铁磁性金属。

优选地，所述背板加工凹槽，用于固定铁磁性靶坯，凹槽深度0.5～2mm。

一种基于大面积铁磁性靶材焊接装置的焊接方法，利用永磁吸盘对铁磁性靶坯的磁吸作用，使靶坯均匀受力并固定在背板上，实现对靶材与背板的高质量钎焊连接。所述背板与铁磁性靶坯焊接面涂覆焊料。

本发明的有益效果，本发明采用永磁吸盘对铁磁性靶材的吸附作用，使大面积铁磁性靶坯均匀、缓慢受力，实现铁磁性靶坯与背板高质量焊接。使用本发明方法及设备制备得到的铁磁性靶材具有高焊合率、高平整度的特点。靶材加工后的成品厚度均匀性高，靶材溅射薄膜均匀性好，使用过程中具有更好的磁控溅射性能。

附图说明

图1为本发明焊接装置的永磁吸盘充磁状态示意图。

图2为本发明焊接装置的永磁吸盘退磁状态示意图。

图3为本发明焊接装置的结构示意图。

图中：1-加热台，11-加热控制器，2-永磁吸盘，21-永磁吸盘旋钮，3-背板，4-铁磁性靶坯。

具体实施方式