一种长寿命溅射靶材组件的制作方法

本实用新型属于磁控溅射
技术领域：
，涉及一种溅射靶材组件，尤其涉及一种长寿命溅射靶材组件。
背景技术：
：溅射靶材是半导体集成电路制备过程中重要的原材料之一，靶材的材质主要包括al、ni、cu、ti、w、贵金属及合金，主要用于集成电路中接触、通孔、互连线、阻挡层、封装等物理气相沉积薄膜的制备。磁控溅射过程中，用加速的离子轰击靶材表面，使表面的原子沉积在基底表面。靶材在使用过程中，外观尺寸会直接影响靶材的使用寿命，为了降低集成电路制作成本，提高靶材寿命，可以通过改进靶材的形状及尺寸来降低生产成本，提高靶材寿命。cn204097558u公开了一种长寿命溅射靶材，包括溅射面和冷却面，所述溅射面的溅射区域在靶材原溅射区的基础上增厚2mm以内，增厚的部分小于靶材原溅射区域，且增厚部分的边缘与靶材原溅射区域之间呈台阶状或斜坡状，原溅射区的厚度为5.8-6.2mm。所述长寿命溅射靶材通过增加溅射区域厚度提高了靶材的使用寿命，同时未参与溅射的边缘保持原尺寸，避免影响靶材的安装及整体溅射性能，但所得长寿命溅射靶材的使用寿命最高仅能达到520kwh，仍然较低。cn201793723u公开了一种长寿命溅射靶材，包括溅射面，所述溅射面包括两个溅射区域，沿径向方向由外向里依次为第一溅射区域与第二溅射区域，所述第二溅射区域高于第一溅射区域。所述两个溅射区域的中心与所述溅射靶材的中心同心。该长寿命溅射靶材通过使第二溅射区的高度高于第一溅射区，提高了溅射靶材的使用寿命，但溅射靶材的使用寿命与第一溅射区域的厚度有关，仅通过增加第一溅射区厚度来提高使用寿命又会影响磁控溅射的效果。cn201962347u公开了一种长寿命溅射靶材组件，包括靶材，所述靶材包括溅射面和背面，所述背面设置凸块，所述凸块的尺寸不小于第一区域的尺寸，所述第一区域为靶材溅射速率最快区域围成的区域；背板，所述背板具有正面与背面，所述正面设置凹槽，凹槽的尺寸与靶材凸块尺寸匹配，靶材凸块安装在背板凹槽内。该长寿命靶材组件通过在靶材消耗较快区域设置凸块，使整块靶材在溅射过程中使用到的量得到增加，从而提高整个靶材组件的使用寿命。然后靶材的使用寿命增加有限，且提高了靶材组件的加工难度。对于现有技术存在的问题，提供一种结构简单、便于加工成型的靶材组件，不仅有利于提高靶材的使用寿命，还能够提高靶材的利用率，降低企业的生产成本。技术实现要素：本实用新型的目的在于提供一种长寿命靶材组件，通过选用环状背板，并将靶材选择为阶梯状靶材，在增加靶材厚度的同时能够使靶材组件的整体厚度保持不变，而且能够保证背板的冷却效果。本实用新型提供的长寿命靶材组件的结构简单，便于加工生产，成本较低。为达到此实用新型目的，本实用新型采用以下技术方案：本实用新型提供了一种长寿命靶材组件，所述长寿命靶材组件包括阶梯状靶材与环形背板；所述阶梯状靶材包括靶材基板以及凸出于靶材基板溅射面的凸块，靶材基板的中心与凸块的中心同心；所述靶材基板的侧壁与环形背板的内壁连接。本实用新型通过使背板为环形背板，将靶材与环形背板的内壁连接，从而实现了增大靶材厚度的同时使使靶材组件的整体厚度保持不变，进而提高了靶材组件的使用寿命。而且，本实用新型提供的长寿命靶材组件的结构简单，仅通过焊接既能够将靶材与背板进行连接，操作方便，便于所述长寿命靶材组件的推广应用。本实用新型所述“长寿命”为使用寿命能够达到1400kwh以上，即本实用新型所述长寿命靶材组件具有1400kwh以上的使用寿命。优选地，所述阶梯状靶材包括阶梯状金属靶材或阶梯状合金靶材。所述阶梯状金属靶材包括镍靶材、钛靶材、锌靶材、铬靶材、镁靶材、铌靶材、锡靶材、铝靶材、铟靶材、铁靶材、锆靶材、铜靶材、钽靶材、锗靶材、铟靶材、钴靶材、金靶材、轧靶材、镧靶材、钇靶材、铈靶材、钼靶材或钨靶材中的任意一种。所述阶梯状合金靶材包括铁钴靶材、铝硅靶材、铬硅靶材、锌铝靶材、钛锌靶材、钛铝靶材、钛锆靶材、钛镍靶材、镍铬靶材、镍铝靶材或镍铁靶材中的任意一种。优选地，所述阶梯状靶材为阶梯状铜靶材。优选地，所述背板包括铜背板、铜合金背板或铝合金背板中的任意一种。所述铜背板优选为无氧铜背板。所述铜合金背板包括铜锌合金背板或铜铬合金背板。优选地，所述靶材基板包括方形靶材基板或圆形靶材基板。优选地，所述凸块包括方形凸块或圆形凸块。优选地，所述靶材基板为方形靶材基板时，所述凸块为方形凸块；所述靶材为圆形靶材基板时，所述凸块为圆形凸块。优选地，所述环形背板包括圆环背板或方形环状背板。所述靶材基板的侧壁与环形背板的内壁连接，所述连接方法为焊接，优选为电子束焊接。因此，当所述靶材基板为圆形靶材基板时，所述环形背板为圆环背板；当所述靶材基板为方形靶材基板时，所述凸块为方形凸块。优选地，所述靶材基板的厚度不超过环形背板的厚度。环形背板的作用为控制靶材的温度，使靶材基板的厚度不超过环形背板的厚度，从而保证靶材与环形背板存在最大的换热面积，进而保证环形背板的换热效果。优选地，所述靶材基板的厚度为7-9mm，例如可以是7mm、7.5mm、8mm、8.5mm或9mm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。优选地，所述环形背板的厚度为7-10mm，例如可以是7mm、7.5mm、8mm、8.5mm、9mm、9.5mm或10mm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。优选地，所述凸块的厚度为12-15mm，例如可以是12mm、12.5mm、13mm、13.5mm、14mm、14.5mm或15mm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。优选地，所述阶梯状靶材的台阶宽度为6-10mm，例如可以是6mm、6.5mm、7mm、7.5mm、8mm、8.5mm、9mm、9.5mm或10mm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。相对于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型通过选用环状背板，并将靶材选择为阶梯状靶材，在增加靶材厚度的同时能够使靶材组件的整体厚度保持不变，在使靶材组件的使用寿命提高至1400kwh以上时，还能够保证背板的冷却效果。本实用新型提供的长寿命靶材组件的结构简单，便于加工生产，成本较低，便于推广应用。附图说明图1为实施例1提供的长寿命靶材组件的剖面图；图2为实施例1提供的长寿命靶材组件的俯视图；图3为实施例4提供的长寿命靶材组件的剖面图；图4为实施例4提供的长寿命靶材组件的俯视图；图5为实施例5提供的长寿命靶材组件的剖面图；图6为对比例1提供的靶材组件的剖面图。其中：1，阶梯状靶材；2，环形背板；3，铜靶材；4，无氧铜背板。具体实施方式下面通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本实用新型，不应视为对本实用新型的具体限制。实施例1本实施例提供了一种长寿命靶材组件，所述长寿命靶材组件的剖面图如图1所示，长寿命靶材组件的俯视图如图2所示，所述长寿命靶材组件包括阶梯状靶材1与环形背板2。所述阶梯状靶材1为阶梯状铜靶材，包括圆形靶材基板以及凸出于圆形靶材基板溅射面的圆形凸块，圆形靶材基板的中心与圆形凸块的中心同心；所述环形背板2为圆环无氧铜背板；所述圆形靶材基板的侧壁与圆环无氧铜背板的内壁通过电子束焊接连接。所述圆形靶材基板的厚度为8mm，所述圆环无氧铜背板的厚度为8mm，所述圆形凸块的厚度为14mm，所述阶梯状铜靶材的台阶宽度为8mm。实施例2本实施例提供了一种长寿命靶材组件，所述长寿命靶材组件包括阶梯状靶材1与环形背板2。所述阶梯状靶材1为阶梯状铜靶材，包括圆形靶材基板以及凸出于圆形靶材基板溅射面的圆形凸块，圆形靶材基板的中心与圆形凸块的中心同心；所述环形背板2为圆环cuzn合金背板；所述圆形靶材基板的侧壁与圆环cuzn合金背板的内壁通过电子束焊接连接。所述圆形靶材基板的厚度为7mm，所述圆环cuzn合金背板的厚度为7mm，所述圆形凸块的厚度为12mm，所述阶梯状钼靶材的台阶宽度为6mm。实施例3本实施例提供了一种长寿命靶材组件，所述长寿命靶材组件包括阶梯状靶材1与环形背板2。所述阶梯状靶材1为阶梯状铜靶材，包括圆形靶材基板以及凸出于圆形靶材基板溅射面的圆形凸块，圆形靶材基板的中心与圆形凸块的中心同心；所述环形背板2为圆环cucr合金背板；所述圆形靶材基板的侧壁与圆环cucr合金背板的内壁通过电子束焊接连接。所述圆形靶材基板的厚度为9mm，所述圆环无氧铜背板的厚度为9mm，所述圆形凸块的厚度为15mm，所述阶梯状钛靶材的台阶宽度为10mm。实施例4本实施例提供了一种长寿命靶材组件，所述长寿命靶材组件的剖面图如图3所示，长寿命靶材组件的俯视图如图4所示，所述长寿命靶材组件包括阶梯状靶材1与环形背板2。所述阶梯状靶材1为阶梯状铜靶材，包括方形靶材基板以及凸出于方形靶材基板溅射面的方形凸块，方形靶材基板的中心与方形凸块的中心同心；所述环形背板2为方形环状铝合金背板；所述方形靶材基板的侧壁与方形环状铝合金背板的内壁通过电子束焊接连接。所述方形靶材基板的厚度为8mm，所述方形环状铝合金背板的厚度为8mm，所述方形凸块的厚度为14mm，所述阶梯状靶材1的台阶宽度为8mm。实施例5本实施例提供了一种长寿命靶材组件，所述长寿命靶材组件的剖面图如图5所示，所述长寿命靶材组件包括阶梯状靶材1与环形背板2。所述阶梯状靶材1为阶梯状铜靶材，包括圆形靶材基板以及凸出于圆形靶材基板溅射面的圆形凸块，圆形靶材基板的中心与圆形凸块的中心同心；所述环形背板2为圆环无氧铜背板；所述圆形靶材基板的侧壁与圆环无氧铜背板的内壁通过电子束焊接连接。所述圆形靶材基板的厚度为8mm，所述圆环无氧铜背板的厚度为10mm，所述圆形凸块的厚度为14mm，所述阶梯状铜靶材的台阶宽度为8mm。对比例1本对比例提供了一种靶材组件，所述靶材组件的剖面图如图6所示，包括铜靶材3以及设置于铜靶材3底部的无氧铜背板4，铜靶材3的厚度为14mm，无氧铜背板4的厚度为10mm。应用cn103572222a公开的方法对实施例1-5提供的长寿命靶材组件以及对比例1提供的靶材组件的使用寿命进行测量，定义标准剩余厚度为1.5mm，所得使用寿命结果如表1所示。表1寿命(kwh)实施例11523实施例21458实施例31621实施例41614实施例51580对比例1857由表1可知，本实用新型提供的长寿命靶材组件通过选用环状背板，并将靶材选择为阶梯状靶材1，在增加靶材厚度的同时能够使靶材组件的整体厚度保持不变，而且能够保证背板的冷却效果，使最终靶材组件的使用寿命提高至1621kwh。综上所述，本实用新型通过选用环状背板，并将靶材选择为阶梯状靶材1，在增加靶材厚度的同时能够使靶材组件的整体厚度保持不变，在使靶材组件的使用寿命提高至1400kwh以上时，还能够保证背板的冷却效果。本实用新型提供的长寿命靶材组件的结构简单，便于加工生产，成本较低，便于推广应用。申请人声明，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，所属
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的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。当前第1页1 2 3 

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