CN108213681A - 靶材组件的形成方法 - Google Patents

Abstract

一种靶材组件的形成方法，包括：提供靶材、背板和中间层，所述中间层具有相对的第一端面和第二端面；采用第一电子束焊接工艺焊接所述靶材和中间层的第一端面，所述中间层的材料在第一电子束焊接工艺中的流动性强于靶材的材料在第一电子束焊接工艺中的流动性；采用第二电子束焊接工艺焊接所述背板和中间层的第二端面，所述中间层的材料在第二电子束焊接工艺中的流动性强于背板的材料在第二电子束焊接工艺中的流动性。所述靶材组件的形成方法使得靶材和背板的结合强度提高。

Description

靶材组件的形成方法

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种靶材组件的形成方法。

背景技术

所述靶材组件包括靶材、以及与靶材结合并具有一定结合强度的背板。

一种靶材组件为筒状结构，所述背板和靶材的边缘区域固定，且所述背板与靶材相对的一侧和基座固定，背板起到支撑作用；所述背板、基座和靶材之间具有空腔。

在磁控溅射镀膜工艺中，靶材组件处于高压电场和磁场强度较大的磁场中，靶材在高能量的离子轰击作用下发生溅射，从靶材溅射出的中性的原子或者分子沉积在基片上形成薄膜。在整个溅射过程中，所述靶材组件处于高温环境中，空腔中容置有冷却液，所述冷却液为靶材进行降温。

目前，靶材和背板之间的结合通过焊接来实现，电子束焊接工艺为一种重要的焊接工艺。电子束焊接工艺是利用高速电子轰击工件接缝处所产生的热能使材料熔合的一种焊接方法。电子束轰击工件时，电子束的动能转变为热能，从而作为焊接的热源。

然而，现有技术中靶材组件的性能有待提高。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种靶材组件的形成方法，以提高靶材和背板的结合强度。

为解决上述问题，本发明提供一种靶材组件的形成方法，包括：提供靶材、背板和中间层，所述中间层具有相对的第一端面和第二端面；采用第一电子束焊接工艺焊接所述靶材和中间层的第一端面，所述中间层的材料在第一电子束焊接工艺中的流动性强于靶材的材料在第一电子束焊接工艺中的流动性；采用第二电子束焊接工艺焊接所述背板和中间层的第二端面，所述中间层的材料在第二电子束焊接工艺中的流动性强于背板的材料在第二电子束焊接工艺中的流动性。

可选的，所述靶材的材料中具有靶材主元素和第一靶材附加元素；所述背板的材料中具有背板主元素和第一背板附加元素；所述中间层的材料中具有中间主元素和中间附加元素，所述中间主元素分别与背板主元素和靶材主元素相同。

可选的，所述靶材主元素、背板主元素和中间主元素为铝；所述第一靶材附加元素为铜；所述第一背板附加元素为镁；所述中间附加元素为硅。

可选的，所述背板的材料中还具有第二背板附加元素，所述第二背板附加元素包括铜、硅中的任意一种或其组合。

可选的，所述靶材的材料中还具有第二靶材附加元素，所述第二靶材附加元素包括硅。

可选的，在自第一端面到第二端面的方向上，所述中间层具有第一尺寸，且所述背板和中间层的总尺寸为第二尺寸；所述第一尺寸为所述第二尺寸的30％以下。

可选的，所述第二尺寸为150mm～300mm；所述第一尺寸在90mm以下。

可选的，所述第一尺寸在20mm以上。

可选的，所述第一电子束焊接工艺包括：进行第一预热焊接；进行第一预热焊接后，进行第一预焊接；进行第一预焊接后，进行第一主焊接；进行第一主焊接后，进行第一表面修复焊接。

可选的，所述第一预热焊接的参数包括：线速度为10毫米/秒～20毫米/秒，束流为5毫安～20毫安，电子束的焦点在靶材组件外；所述第一预焊接的参数包括：线速度为10毫米/秒～20毫米/秒，束流为30毫安～50毫安，电子束的焦点在靶材组件内；所述第一主焊接的参数包括：线速度为10毫米/秒～20毫米/秒，束流为60毫安～90毫安，电子束的焦点在靶材组件内，且第一主焊接过程中电子束的焦点在靶材组件内的深度大于第一预焊接过程中电子束的焦点在靶材组件内的深度；所述第一表面修复焊接的参数包括：线速度为10毫米/秒～20毫米/秒，束流为10毫安～30毫安，电子束的焦点在靶材组件外，且第一表面修复焊接过程中电子束的焦点到靶材组件的距离大于第一预热焊接过程中电子束的焦点到靶材组件的距离。

可选的，所述第二电子束焊接工艺包括：进行第二预热焊接；进行第二预热焊接后，进行第二预焊接；进行第二预焊接后，进行第二主焊接；进行第二主焊接后，进行第二表面修复焊接。

可选的，所述第二预热焊接的参数包括：线速度为10毫米/秒～20毫米/秒，束流为5毫安～20毫安，电子束的焦点在靶材组件外；所述第二预焊接的参数包括：线速度为10毫米/秒～20毫米/秒，束流为30毫安～50毫安，电子束的焦点在靶材组件内；所述第二主焊接的参数包括：线速度为10毫米/秒～20毫米/秒，束流为60毫安～90毫安，电子束的焦点在靶材组件内，且第二主焊接过程中电子束的焦点在靶材组件内的深度大于第二预焊接过程中电子束的焦点在靶材组件内的深度；所述第二表面修复焊接的参数包括：线速度为10毫米/秒～20毫米/秒，束流为10毫安～30毫安，电子束的焦点在靶材组件外，且第二表面修复焊接过程中电子束的焦点到靶材组件的距离大于第二预热焊接过程中电子束的焦点到靶材组件的距离。

可选的，所述靶材包括第一核心区和位于第一核心区周围的第一边缘区；所述中间层中具有第一开口，第一开口自第一端面至第二端面贯穿中间层；进行所述第一电子束焊接工艺后，中间层的第一端面和第一核心区的靶材结合在一起；所述背板具有相对的第三端面和第四端面；所述背板中具有第二开口，第二开口自第三端面至第四端面贯穿背板；进行所述第二电子束焊接工艺后，所述第三端面和所述第二端面结合在一起，且所述第一开口和第二开口贯通。

可选的，还包括：提供基座；在进行所述第一电子束焊接工艺和第二电子束焊接工艺之前，将所述背板的第四端面和基座固定；进行所述第一电子束焊接工艺和第二电子束焊接工艺之后，所述第一开口和第二开口构成空腔，所述空腔位于第一边缘区靶材、背板以及基座之间，所述空腔适于容置冷却液。

可选的，所述基座包括支撑底座和侧板，所述支撑底座包括第二核心区和位于第二核心区周围的第二边缘区，所述侧板包括相对的第五端面和第六端面，所述第六端面固定于第二边缘区的支撑底座表面；所述基座还包括凸板，所述凸板与所述第五端面固定，所述凸板自第二边缘区向第二核心区的方向延伸，所述凸板、侧板和第二边缘区的支撑底座的内壁构成凹口；将所述背板的第四端面和基座固定的方法包括：将所述背板的第四端面通过背板支撑件与所述凸板固定，且所述背板支撑件位于所述凹口中。

可选的，所述基座还包括凸台，所述凸台位于第二核心区的支撑底座表面；进行所述第一电子束焊接工艺和第二电子束焊接工艺之后，所述凸台位于部分空腔中。

可选的，所述背板支撑件和侧板之间、背板支撑件和第二边缘区的支撑底座之间、以及背板和凸台之间还具有填充层。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本发明技术方案提供的靶材组件的形成方法中，采用第一焊接工艺焊接所述靶材和中间层的第一端面，采用第二电子束焊接工艺焊接所述背板和中间层的第二端面，从而使得靶材通过中间层和背板结合在一起。由于中间层的材料在第一电子束焊接工艺中的流动性强于靶材的材料在第一电子束焊接工艺中的流动性，所述中间层的材料在第一电子束焊接工艺的熔池中各个区域能较为均匀的分布，因此在第一电子束焊接工艺的熔池底部不易形成空洞。由于中间层的材料在第二电子束焊接工艺中的流动性强于背板的材料在第二电子束焊接工艺中的流动性，所述中间层的材料在第二电子束焊接工艺的熔池中各个区域能较为均匀的分布，因此在第二电子束焊接工艺的熔池底部不易形成空洞。从而使得第一电子束焊接工艺和第二电子束焊接工艺的焊接缺陷减少，从而提高了靶材和背板的结合强度。

附图说明

图1是一种靶材组件的结构示意图；

图2是本发明一实施例中靶材组件形成过程的流程图；

图3至图8是本发明一实施例中靶材组件形成过程的结构示意图。

具体实施方式

正如背景技术所述，现有技术中靶材组件的性能较差。

图1是一种靶材组件的结构示意图，靶材组件包括：靶材100，所述靶材100具有核心区和位于核心区周围的边缘区；背板110，所述背板110具有相对的第一端面和第二端面，所述第一端面和靶材100的边缘区固定；基座130，所述背板110的第二端面通过背板支撑件120和基座130固定，所述基座130、靶材100和背板110之间具有空腔，所述空腔用于容置冷却液。

然而，上述靶材组件中背板110和靶材100的结合强度较低，经研究发现，原因在于：

在溅射过程中，靶材100和冷却液接触，所述冷却液用于为靶材100散热降温。因此靶材100需要选择导热性较好的材料。通常靶材100的材料为铜铝合金。在采用电子束焊接工艺将靶材100和背板110焊接在一起的过程中，高导热性的靶材100会将靶材100中的热量传递到背板110中。由于镁的沸点小于铝的沸点，因此在所述电子束焊接工艺中形成的熔池中，背板110材料中的镁元素容易挥发而形成镁蒸汽。电子束焊接过程中，熔池底部中的镁原子随着镁蒸汽的挥发而向熔池顶部运动；其次，由于靶材100和背板110沿着垂直于靶材100表面的中心轴而运动，因此熔池中底部区域的材料容易向熔池中顶部区域运动；再次，由于电子束的能量从熔池顶部区域到熔池底部区域逐渐减小，因此熔池底部熔化金属不足。因此导致在电子束焊接工艺中，熔池中的底部区域容易形成孔洞。待电子束焊接工艺结束后，会在背板110的焊接区域形成孔洞缺陷，导致背板110和靶材100的结合强度较低。

在此基础上，本发明提供一种靶材组件的形成方法，包括：提供靶材、背板和中间层，所述中间层具有相对的第一端面和第二端面；采用第一电子束焊接工艺焊接所述靶材和中间层的第一端面，所述中间层的材料在第一电子束焊接工艺中的流动性强于靶材的材料在第一电子束焊接工艺中的流动性；采用第二电子束焊接工艺焊接所述背板和中间层的第二端面，所述中间层的材料在第二电子束焊接工艺中的流动性强于背板的材料在第二电子束焊接工艺中的流动性。

所述方法中，采用第一焊接工艺焊接所述靶材和中间层的第一端面，采用第二电子束焊接工艺焊接所述背板和中间层的第二端面，从而使得靶材通过中间层和背板结合在一起。由于中间层的材料在第一电子束焊接工艺中的流动性强于靶材的材料在第一电子束焊接工艺中的流动性，所述中间层的材料在第一电子束焊接工艺的熔池中各个区域能较为均匀的分布，因此在第一电子束焊接工艺的熔池底部不易形成空洞。由于中间层的材料在第二电子束焊接工艺中的流动性强于背板的材料在第二电子束焊接工艺中的流动性，所述中间层的材料在第二电子束焊接工艺的熔池中各个区域能较为均匀的分布，因此在第二电子束焊接工艺的熔池底部不易形成空洞。从而使得第一电子束焊接工艺和第二电子束焊接工艺的焊接缺陷减少，从而提高了靶材和背板的结合强度。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

图2是本发明一实施例中靶材组件形成过程的流程图，包括以下步骤：

S01：提供靶材、背板和中间层，所述中间层具有相对的第一端面和第二端面；

S02：采用第一电子束焊接工艺焊接所述靶材和中间层的第一端面，所述中间层的材料在第一电子束焊接工艺中的流动性强于靶材的材料在第一电子束焊接工艺中的流动性；

S03：采用第二电子束焊接工艺焊接所述背板和中间层的第二端面，所述中间层的材料在第二电子束焊接工艺中的流动性强于背板的材料在第二电子束焊接工艺中的流动性。

下面结合附图对上述步骤进行详细说明。

参考图3，提供靶材200。

所述靶材200的材料中具有靶材主元素和第一靶材附加元素。

本实施例中，所述靶材主元素和后续的背板主元素和中间主元素相同。

所述靶材200的材料中具有第一靶材附加元素，以改善靶材200的镀膜性能，且第一靶材附加元素的导热性较好，以提高靶材200的导热性能，这样靶材200能够迅速的将溅射过程中产生的热量传递给后续空腔中的冷却液。

本实施例中，以所述靶材主元素为铝，所述第一靶材附加元素为铜为示例进行说明。

需要说明的是，所述靶材主元素和第一靶材附加元素还可以为其它元素，不再一一举例。

所述靶材200的材料中还具有第二靶材附加元素，所述第二靶材附加元素包括硅。

所述靶材200的纯度在4N5以上。具体的，所述靶材200的纯度为4N5、5N或6N，其中，4N5表示纯度为99.995％，5N表示纯度为99.999％，6N表示纯度为99.9999％。

本实施例中，以所述靶材200的形状为圆柱体作为示例。在其它实施例中，靶材可以选择其它形状。

所述靶材200具有相对的靶材背面201和溅射面202。

本实施例中，所述靶材200包括第一核心区和位于第一核心区周围的第一边缘区，所述第一边缘区用于和后续的中间层固定。

结合参考图4和图5，图5为图4中沿切割线A-A1的剖面结构图，提供中间层300，所述中间层300具有相对的第一端面301和第二端面302。

所述中间层300中具有第一开口310，第一开口310自第一端面301至第二端面302贯穿中间层300。

所述中间层300的材料中具有中间主元素和中间附加元素。

本实施例中，所述中间主元素和靶材主元素相同。

本实施例中，以所述中间主元素为铝作为示例进行说明。

本实施例中，所述中间附加元素为硅。

参考图6，提供背板400。

所述背板400的材料中具有背板主元素和第一背板附加元素。

本实施例中，所述背板主元素和中间主元素相同。

本实施例中，以所述背板主元素为铝作为示例进行说明。

本实施例中，所述第一背板附加元素为镁。

当所述第一背板附加元素为镁，背板主元素为铝时，所述背板400的材料为镁铝合金。

所述第一背板附加元素和背板主元素结合，使得背板400的强度较大。

所述背板400的材料中还具有第二背板附加元素，所述第二背板附加元素包括铜、硅中的任意一种或其组合。

本实施例中，所述背板400具有相对的第三端面和第四端面。

所述背板400中具有第二开口410，第二开口410自第三端面到第四端面贯穿背板400。

本实施例中，还包括：提供基座500。

所述基座500的材料为金属，如铁或钢。

在后续进行第一电子束焊接工艺和第二电子束焊接工艺之前，将背板400的第四端面和基座500固定。

所述基座500包括支撑底座501和侧板502，所述支撑底座501包括第二核心区和位于第二核心区周围的第二边缘区，所述侧板502包括相对的第五端面和第六端面，所述第六端面固定于第二边缘区的支撑底座501表面。

在一个实施例中，所述侧板502垂直于所述支撑底座501。

所述基座500还包括凸板503，所述凸板503与所述第五端面固定，所述凸板503自第二边缘区向第二核心区的方向延伸，所述凸板503、侧板502和第二边缘区的支撑底座501的内壁之间的区域构成凹口。

将背板400的第四端面和基座500固定的过程包括：将所述背板400的第四端面通过背板支撑件430与所述凸板503固定，且所述背板支撑件430位于所述凹口中。

所述基座500还包括凸台505，所述凸台505位于第二核心区的支撑底座501表面。

所述背板支撑件430和侧板502之间、背板支撑件430和第二边缘区的支撑底座501之间、以及背板400和凸台505之间还具有填充层510。

所述填充层510的材料为聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)或聚氯乙烯(PVC)。

所述填充层510的作用包括：避免后续形成的空腔中的冷却液从基座500和背板400的连接处溢出。

参考图7，采用第一电子束焊接工艺焊接所述靶材200和中间层300的第一端面301，所述中间层300的材料在第一电子束焊接工艺中的流动性强于靶材200的材料在第一电子束焊接工艺中的流动性。

具体的，采用第一电子束焊接工艺焊接靶材200的靶材背面201和中间层300的第一端面301。

本实施例中，进行所述第一电子束焊接工艺后，中间层300的第一端面301和第一核心区的靶材200结合在一起。

由于中间层300的材料在第一电子束焊接工艺中的流动性强于靶材200的材料在第一电子束焊接工艺中的流动性，所述中间层300的材料在第一电子束焊接工艺的熔池中各个区域能较为均匀的分布，因此在第一电子束焊接工艺的熔池底部不易形成空洞。从而使得第一电子束焊接工艺的焊接缺陷减少。

本实施例中，所述第一电子束焊接工艺包括：进行第一预热焊接；进行第一预热焊接后，进行第一预焊接；进行第一预焊接后，进行第一主焊接；进行第一主焊接后，进行第一表面修复焊接。

所述第一预热焊接的作用包括：将所述靶材200和中间层300的温度提高。若直接对靶材200和中间层300进行较高温度的第一预焊接和第一主焊接，会造成靶材200和中间层300的温度变化梯度较大，靶材200和中间层300会产生严重的变形；所述第一预热焊接将靶材200和中间层300的焊接区域表面初步结合在一起，对靶材200和中间层300的焊接区域进行定位。

所述第一预焊接的焊接深度小于所述第一主焊接的焊接深度。

所述第一表面修复焊接的作用包括：避免第一电子束焊接工艺后，在靶材200和中间层300的焊接区域表面留下较大的凹坑。

所述第一预热焊接的参数包括：线速度为10毫米/秒～20毫米/秒，束流为5毫安～20毫安，电子束的焦点在靶材组件外。

所述第一预焊接的参数包括：线速度为10毫米/秒～20毫米/秒，束流为30毫安～50毫安，电子束的焦点在靶材组件内。

所述第一主焊接的参数包括：线速度为10毫米/秒～20毫米/秒，束流为60毫安～90毫安，电子束的焦点在靶材组件内，且第一主焊接过程中电子束的焦点在靶材组件内的深度大于第一预焊接过程中电子束的焦点在靶材组件内的深度。

所述第一表面修复焊接的参数包括：线速度为10毫米/秒～20毫米/秒，束流为10毫安～30毫安，电子束的焦点在靶材组件外，且第一表面修复焊接过程中电子束的焦点到靶材组件的距离大于第一预热焊接过程中电子束的焦点到靶材组件的距离。

由于所述第一主焊接的焊接深度大于第一预焊接的焊接深度，因此第一主焊接过程中电子束的焦点在靶材组件内的深度大于第一预焊接过程中电子束的焦点在靶材组件内的深度，使得电子束在第一主焊接中能够达到靶材200和中间层300的焊接区域中的较深的位置。

所述第一主焊接过程中需要熔化的靶材200和中间层300的区域大于所述第一预焊接过程中需要熔化的靶材200和中间层300的区域，因此第一主焊接提供给靶材200和中间层300的热量大于第一预焊接提供给靶材200和中间层300的热量。相应的，第一主焊接过程中电子束的束流大于第一预焊接过程中电子束的束流。

在垂直于电子束的平面内，所述第一表面修复焊接过程中熔化的靶材200和中间层300的面积大于所述第一主焊接过程中熔化的靶材200和中间层300的面积。因此在第一表面修复焊接过程中，焊缝周围的靶材200和中间层300的材料修复焊缝处的凹陷缺陷，从而避免靶材200和中间层300的焊接区域表面留下较大的凹坑。

参考图8，采用第二电子束焊接工艺焊接所述背板400和中间层300的第二端面302，所述中间层300的材料在第二电子束焊接工艺中的流动性强于背板400的材料在第二电子束焊接工艺中的流动性。

本实施例中，先进行所述第一电子束焊接工艺，后进行第二电子束焊接工艺。在其它实施例中，先进行第二电子束焊接工艺，后进行第一电子束焊接工艺。

进行所述第二电子束焊接工艺后，所述第三端面和所述第二端面302结合在一起，且所述第一开口310和第二开口410贯通。

进行所述第一电子束焊接工艺和第二电子束焊接工艺之后，所述第一开口310和第二开口410构成空腔600，所述空腔600位于第一边缘区靶材200、背板400以及基座500之间，所述空腔600适于容置冷却液。

所述冷却液包括冷却水或冷却油。

进行所述第一电子束焊接工艺和第二电子束焊接工艺之后，所述凸台505位于部分空腔600中。

由于中间层300的材料在第二电子束焊接工艺中的流动性强于背板400的材料在第二电子束焊接工艺中的流动性，所述中间层300的材料在第二电子束焊接工艺的熔池中各个区域能较为均匀的分布，因此在第二电子束焊接工艺的熔池底部不易形成空洞。从而使得第二电子束焊接工艺的焊接缺陷减少。

由于第一电子束焊接工艺和第二电子束焊接工艺的焊接缺陷较少，因此提高了靶材200和背板400的结合强度。

所述第二电子束焊接工艺包括：进行第二预热焊接；进行第二预热焊接后，进行第二预焊接；进行第二预焊接后，进行第二主焊接；进行第二主焊接后，进行第二表面修复焊接。

所述第二预热焊接的作用包括：将所述背板400和中间层300的温度提高。若直接对背板400和中间层300进行较高温度的第二预焊接和第二主焊接，会造成背板400和中间层300的温度变化梯度较大，背板400和中间层300会产生严重的变形；所述第二预热焊接将背板400和中间层300的焊接区域表面初步结合在一起，对背板400和中间层300的焊接区域进行定位。

所述第二预焊接的焊接深度小于所述第二主焊接的焊接深度。

所述第二表面修复焊接的作用包括：避免第二电子束焊接工艺后，在背板400和中间层300的焊接区域表面留下较大的凹坑。

所述第二预热焊接的参数包括：线速度为10毫米/秒～20毫米/秒，束流为5毫安～20毫安，电子束的焦点在靶材组件外。

所述第二预焊接的参数包括：线速度为10毫米/秒～20毫米/秒，束流为30毫安～50毫安，电子束的焦点在靶材组件内。

所述第二主焊接的参数包括：线速度为10毫米/秒～20毫米/秒，束流为60毫安～90毫安，电子束的焦点在靶材组件内，且第二主焊接过程中电子束的焦点在靶材组件内的深度大于第二预焊接过程中电子束的焦点在靶材组件内的深度。

所述第二表面修复焊接的参数包括：线速度为10毫米/秒～20毫米/秒，束流为10毫安～30毫安，电子束的焦点在靶材组件外，且第二表面修复焊接过程中电子束的焦点到靶材组件的距离大于第二预热焊接过程中电子束的焦点到靶材组件的距离。

由于所述第二主焊接的焊接深度大于第二预焊接的焊接深度，因此第二主焊接过程中电子束的焦点在靶材组件内的深度大于第二预焊接过程中电子束的焦点在靶材组件内的深度，使得电子束在第二主焊接中能够达到背板400和中间层300的焊接区域中的较深的位置。

所述第二主焊接过程中需要熔化的背板400和中间层300的区域大于所述第二预焊接过程中需要熔化的背板400和中间层300的区域，因此第二主焊接提供给背板400和中间层300的热量大于第二预焊接提供给背板400和中间层300的热量。相应的，第二主焊接过程中电子束的束流大于第二预焊接过程中电子束的束流。

在垂直于电子束的平面内，所述第二表面修复焊接过程中熔化的背板400和中间层300的面积大于所述第二主焊接过程中熔化的背板400和中间层300的面积。因此在第二表面修复焊接过程中，焊缝周围的背板400和中间层300的材料修复焊缝处的凹陷缺陷，从而避免背板400和中间层300的焊接区域表面留下较大的凹坑。

本实施例中，在自第一端面301到第二端面302的方向上，所述中间层300具有第一尺寸，且所述背板400和中间层300的总尺寸为第二尺寸；所述第一尺寸为所述第二尺寸的30％以下。由于背板400的强度相对于中间层300的强度较大，且自第一端面301到第二端面302的方向上，背板400的尺寸较大，利于背板300中底部区域承受基座500对背板300的力。

本实施例中，所述第二尺寸为150mm～300mm。选择此范围的意义在于：若所述第二尺寸大于300mm，导致工艺浪费；若所述第二尺寸小于150mm，导致后续形成的空腔的空间受到限制，所述空腔中容纳冷却液的空间降低，降低了冷却液对靶材组件的散热能力。

当所述第二尺寸为150mm～300mm，且所述第一尺寸为所述第二尺寸的30％以下的情况下，所述第一尺寸的高度在90mm以下。

本实施例中，所述第一尺寸在20mm以上，选择此范围的意义在于：第一电子束焊接工艺熔化的中间层300和第二电子束焊接工艺熔化的中间层300能够不重合在一起，利于提高靶材200和背板400的结合强度。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (17)

1.一种靶材组件的形成方法，其特征在于，包括：

提供靶材、背板和中间层，所述中间层具有相对的第一端面和第二端面；

采用第一电子束焊接工艺焊接所述靶材和中间层的第一端面，所述中间层的材料在第一电子束焊接工艺中的流动性强于靶材的材料在第一电子束焊接工艺中的流动性；

采用第二电子束焊接工艺焊接所述背板和中间层的第二端面，所述中间层的材料在第二电子束焊接工艺中的流动性强于背板的材料在第二电子束焊接工艺中的流动性。

2.根据权利要求1所述的靶材组件的形成方法，其特征在于，所述靶材的材料中具有靶材主元素和第一靶材附加元素；所述背板的材料中具有背板主元素和第一背板附加元素；所述中间层的材料中具有中间主元素和中间附加元素，所述中间主元素分别与背板主元素和靶材主元素相同。

3.根据权利要求2所述的靶材组件的形成方法，其特征在于，所述靶材主元素、背板主元素和中间主元素为铝；所述第一靶材附加元素为铜；所述第一背板附加元素为镁；所述中间附加元素为硅。

4.根据权利要求2所述的靶材组件的形成方法，其特征在于，所述背板的材料中还具有第二背板附加元素，所述第二背板附加元素包括铜、硅中的任意一种或其组合。

5.根据权利要求2所述的靶材组件的形成方法，其特征在于，所述靶材的材料中还具有第二靶材附加元素，所述第二靶材附加元素包括硅。

6.根据权利要求1所述的靶材组件的形成方法，其特征在于，在自第一端面到第二端面的方向上，所述中间层具有第一尺寸，且所述背板和中间层的总尺寸为第二尺寸；所述第一尺寸为所述第二尺寸的30％以下。

7.根据权利要求6所述的靶材组件的形成方法，其特征在于，所述第二尺寸为150mm～300mm；所述第一尺寸在90mm以下。

8.根据权利要求7所述的靶材组件的形成方法，其特征在于，所述第一尺寸在20mm以上。

9.根据权利要求1所述的靶材组件的形成方法，其特征在于，所述第一电子束焊接工艺包括：进行第一预热焊接；进行第一预热焊接后，进行第一预焊接；进行第一预焊接后，进行第一主焊接；进行第一主焊接后，进行第一表面修复焊接。

10.根据权利要求9所述的靶材组件的形成方法，其特征在于，所述第一预热焊接的参数包括：线速度为10毫米/秒～20毫米/秒，束流为5毫安～20毫安，电子束的焦点在靶材组件外；所述第一预焊接的参数包括：线速度为10毫米/秒～20毫米/秒，束流为30毫安～50毫安，电子束的焦点在靶材组件内；所述第一主焊接的参数包括：线速度为10毫米/秒～20毫米/秒，束流为60毫安～90毫安，电子束的焦点在靶材组件内，且第一主焊接过程中电子束的焦点在靶材组件内的深度大于第一预焊接过程中电子束的焦点在靶材组件内的深度；所述第一表面修复焊接的参数包括：线速度为10毫米/秒～20毫米/秒，束流为10毫安～30毫安，电子束的焦点在靶材组件外，且第一表面修复焊接过程中电子束的焦点到靶材组件的距离大于第一预热焊接过程中电子束的焦点到靶材组件的距离。

11.根据权利要求1所述的靶材组件的形成方法，其特征在于，所述第二电子束焊接工艺包括：进行第二预热焊接；进行第二预热焊接后，进行第二预焊接；进行第二预焊接后，进行第二主焊接；进行第二主焊接后，进行第二表面修复焊接。

12.根据权利要求11所述的靶材组件的形成方法，其特征在于，所述第二预热焊接的参数包括：线速度为10毫米/秒～20毫米/秒，束流为5毫安～20毫安，电子束的焦点在靶材组件外；所述第二预焊接的参数包括：线速度为10毫米/秒～20毫米/秒，束流为30毫安～50毫安，电子束的焦点在靶材组件内；所述第二主焊接的参数包括：线速度为10毫米/秒～20毫米/秒，束流为60毫安～90毫安，电子束的焦点在靶材组件内，且第二主焊接过程中电子束的焦点在靶材组件内的深度大于第二预焊接过程中电子束的焦点在靶材组件内的深度；所述第二表面修复焊接的参数包括：线速度为10毫米/秒～20毫米/秒，束流为10毫安～30毫安，电子束的焦点在靶材组件外，且第二表面修复焊接过程中电子束的焦点到靶材组件的距离大于第二预热焊接过程中电子束的焦点到靶材组件的距离。

13.根据权利要求1所述的靶材组件的形成方法，其特征在于，所述靶材包括第一核心区和位于第一核心区周围的第一边缘区；所述中间层中具有第一开口，第一开口自第一端面至第二端面贯穿中间层；进行所述第一电子束焊接工艺后，中间层的第一端面和第一核心区的靶材结合在一起；所述背板具有相对的第三端面和第四端面；所述背板中具有第二开口，第二开口自第三端面至第四端面贯穿背板；进行所述第二电子束焊接工艺后，所述第三端面和所述第二端面结合在一起，且所述第一开口和第二开口贯通。

14.根据权利要求13所述的靶材组件的形成方法，其特征在于，还包括：提供基座；在进行所述第一电子束焊接工艺和第二电子束焊接工艺之前，将所述背板的第四端面和基座固定；进行所述第一电子束焊接工艺和第二电子束焊接工艺之后，所述第一开口和第二开口构成空腔，所述空腔位于第一边缘区靶材、背板以及基座之间，所述空腔适于容置冷却液。

15.根据权利要求14所述的靶材组件的形成方法，其特征在于，所述基座包括支撑底座和侧板，所述支撑底座包括第二核心区和位于第二核心区周围的第二边缘区，所述侧板包括相对的第五端面和第六端面，所述第六端面固定于第二边缘区的支撑底座表面；所述基座还包括凸板，所述凸板与所述第五端面固定，所述凸板自第二边缘区向第二核心区的方向延伸，所述凸板、侧板和第二边缘区的支撑底座的内壁构成凹口；将所述背板的第四端面和基座固定的方法包括：将所述背板的第四端面通过背板支撑件与所述凸板固定，且所述背板支撑件位于所述凹口中。

16.根据权利要求15所述的靶材组件的形成方法，其特征在于，所述基座还包括凸台，所述凸台位于第二核心区的支撑底座表面；进行所述第一电子束焊接工艺和第二电子束焊接工艺之后，所述凸台位于部分空腔中。

17.根据权利要求16所述的靶材组件的形成方法，其特征在于，所述背板支撑件和侧板之间、背板支撑件和第二边缘区的支撑底座之间、以及背板和凸台之间还具有填充层。