[发明专利]一种适于溅射环批量电子束焊接的组件及方法

说明书

本发明提出了一种溅射环批量电子束焊接的组件及方法，包括芯轴、隔板、套筒、挡板和螺栓。芯轴固定在电子束焊机卡盘上，尾部可通过电子束焊机工作台上的尾座顶尖支撑。批量焊接溅射环时，可一次安装多个溅射环，两个隔板固定一个溅射环，最后依靠挡板和螺栓固定。焊接时，只需要进行第一个溅射环支撑件和电极坐标、高压、束流和线速度等参数设定，其他溅射环可通过编程自动进行焊接。该溅射环批量电子束焊接组件及方法减少了多次抽真空和冷却时间，也减少了多次设定坐标参数的时间，提高了生产效率，降低了企业生产成本。

技术领域

本发明属于磁控溅射技术领域，特别是一种适于溅射环批量电子束焊接组件及方法。

背景技术

磁控溅射是现代半导体芯片生产过程中常用的一种薄膜淀积技术，其利用高能粒子轰击具有高纯度的靶材，使靶材原子从表面逸出并均匀地沉积于衬底上形成均匀的薄膜层，并在研磨抛光等工序后，在衬底上形成集成电路的阻挡层、互联线以及接触层。在磁控溅射机台腔体内，溅射环是配合相应的靶材共同使用的部件，放置在靶材和基板中间，主要作用是通过施加其上的电场而产生的电磁场对溅射出的靶材原子运动进行约束，从而使得镀膜入射角更垂直集中，有利于芯片深孔填充，同时吸附溅射过程中有可能出现的大颗粒。

磁控溅射环在结构上包括环体、支撑件和电极，环体、支撑件和电极通过焊接的方法组合在一起，为保证材料纯度，不引入其他杂质成分，同时能够保证焊接强度、焊缝表面光滑，采用电子束焊接是最优选择。真空电子束焊接效率较低，客观因素是焊接需要在真空环境下进行，在焊接前需要抽真空，在焊接完工件后，工件需要冷却，每一次焊接抽真空和冷却都需要时间。为了充分利用有效焊接时间，减少抽真空和冷却无效时间，提高生产效率，降低企业成本，需要提供一种能够进行溅射环批量电子束焊接的组件及方法。

发明内容

本发明目的是提供一种适于溅射环批量电子束焊接的组件及方法，该组件及方法能够进行溅射环的批量焊接，焊接效率高，同时灵活性高，可任意组合，焊接单件或多件。

为实现上述目的，一方面本发明提出了一种适于溅射环批量电子束焊接的组件，用于真空电子束焊机焊接溅射环，包括芯轴、隔板、挡板和螺栓；其特征在于：芯轴的一端为圆柱体，其安装到真空电子束焊机的卡盘上，另一端设有螺纹孔，螺栓安装在所述螺纹孔内，焊机尾座顶尖顶住所述螺栓固定；所述芯轴上有多个台阶，台阶的高度从圆柱端到螺纹孔端逐渐减小；所述隔板为多个，之间安装溅射环；所述隔板呈圆盘形，在靠近其边缘两侧设有凸台，直径略小于溅射环内径，在圆心处设有大孔，保证所述芯轴穿过；所述螺栓前部设有挡板，用于阻挡所述隔板。

优选地，芯轴为钢制材料或铝制材料，所述隔板为铝制材料。

优选地，隔板上设有多个减重孔。

更优选地，隔板上设有六个减重孔。

优选地，所述隔板的数量根据溅射环的数量而设置，所述隔板的数量比溅射环的数量少一个。

优选地，芯轴上台阶的数量为7个。

优选地，根据焊接时装配的溅射环的数量在所述挡板和与其邻近的隔板之间设置有套筒，用于阻挡所述隔板。

优选地，所述组件可以进行多个溅射环批量焊接，也可以进行溅射环单件焊接。

另一方面，本发明提出了适于溅射环批量电子束焊接的方法，其利用上面提到的适于溅射环批量电子束焊接的组件进行溅射环焊接，其特征在于：将所述组件安装到电子真空束焊机内，将溅射环调整为同一方向，设置第一个溅射环支撑件、电极的坐标参数，完成第一个溅射环的焊接；在同样的真空环境中，利用编程实现其他溅射环的依次自动焊接。