背板的熱處理方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及半導體制造領域，尤其涉及一種背板的熱處理方法。
【背景技術】
[0002]在現代大規模的集成電路制造工藝中，磁控濺射以其濺射率高、基片溫升低、膜-基結合力好等優勢成為了最優異的基片鍍膜工藝。
[0003]在磁控濺射鍍膜工藝中，靶材組件由符合濺射性能的靶材和與所述靶材結合、具有一定強度的背板構成。背板不僅在所述靶材組件裝配至濺射基臺中起到支撐作用，而且其具有傳導熱量的功效，用于磁控濺射工藝中靶材的散熱。在磁控濺射鍍膜過程中，背板工作環境較為苛刻。
[0004]靶材組件處于高溫、高壓電場和磁場強度較大的磁場中，且正面在10 9Pa的高真空環境下，受到各種高能量離子轟擊，致使靶材發生濺射，而濺射出的中性的靶材原子或分子沉積在基片上形成薄膜。在濺射的過程中，如果背板的硬度不夠高，背板會受熱變形，就會造成靶材組件使用故障。因此，通常需要對成型后的背板進行熱處理，從而實現提高背板硬度的目的。
[0005]但是，現有背板熱處理方法得到的背板硬度仍無法滿足工藝要求，并且現有背板熱處理方法還導致背板表面凹凸不平，影響后續背板的機械加工和使用。
【發明內容】
[0006]本發明解決的問題是提供一種背板的熱處理方法，以提高背板的硬度，并且防止背板在熱處理過程中發生表面出現凹凸不平的情況，保證熱處理后背板能夠正常進行機械加工，提高背板的使用性能。
[0007]為解決上述問題，本發明提供一種背板的熱處理方法，包括:
[0008]提供背板；
[0009]采用兩塊夾板分別沿所述背板的兩個端面夾持所述背板；
[0010]對所述夾板夾持的所述背板進行固溶熱處理；
[0011]對所述夾板夾持的所述背板進行時效熱處理。
[0012]可選的，所述背板內部具有通水管道。
[0013]可選的，兩塊所述夾板分別貼合兩個所述端面的全部面積。
[0014]可選的，所述固溶熱處理的冷過程包括沿所述背板的徑向將所述背板垂直浸沒水或者油中。
[0015]可選的，在所述時效熱處理后，還包括沿所述背板的徑向將所述背板垂直浸沒水或者油中的步驟。
[0016]可選的，所述背板的材料為鋁、銅或者它們的合金，所述夾板的材料為銅、鋁或者它們的合金，或者所述夾板的材料為鋼材。
[0017]可選的，所述夾板具有螺孔，采用螺桿將兩塊所述夾板鎖合在一起以夾持所述背板。
[0018]可選的，所述夾板對所述端面的壓強范圍為1500Pa?2000Pa。
[0019]可選的，所述固溶熱處理的固溶溫度范圍為510°C?550°C，所述固溶熱處理的時間范圍為2.5h?3.5h。
[0020]可選的，所述時效熱處理的固溶溫度范圍為150°C?190°C，所述時效熱處理的時間范圍為7.5h?8.5h。
[0021]與現有技術相比，本發明的技術方案具有以下優點:
[0022]本發明的技術方案中，首先提供背板，然后采用兩塊夾板分別沿所述背板的兩個端面夾持所述背板，之后對所述夾板夾持的所述背板進行固溶熱處理，最后對所述夾板夾持的所述背板進行時效熱處理。由于在固溶熱處理和時效熱處理過程中，夾板始終夾持所述背板的端面，因此，所述背板端面不會在冷卻過程因各部分收縮不均而產生凹凸不平的情況。
[0023]進一步，夾板對背板端面的壓強控制在1500Pa?2000Pa。如果壓強小于1500Pa，夾板對端面的夾持力不夠，背板端面仍然容易發生收縮變形。如果壓強大于2000Pa，一方面可能使端面受壓縮變形，另一方面用于鎖合夾板的螺桿容易滑絲。
【附圖說明】
[0024]圖1是本發明實施例所提供的背板的熱處理方法流程示意圖；
[0025]圖2是本發明實施例所提供的背板的立體結構示意圖；
[0026]圖3是圖2所示背板的俯視圖；
[0027]圖4是圖3所示背板的沿DD點劃線剖切得到的剖面圖；
[0028]圖5是采用螺桿將圖2所示背板與夾板鎖合后的立體結構示意圖。
【具體實施方式】
[0029]正如【背景技術】所述，現有背板的熱處理方法無法使背板的硬度達到相應的工藝要求，并且現有背板的熱處理方法還導致背板表面凹凸不平。分析背板表面出現凹凸不平的原因如下:背板的熱處理過程中，通常需要進行水冷，水冷過程中，背板表面遇水急劇冷卻，如果背板表面各部分內應力不均，就容易收縮產生凹凸不平的情況。背板內部通常會有不同程度的缺陷，因此，各部分的內應力不可能相同，并且背板尺寸越大，越容易造成凹凸不平的情況。更加重要的是，為了使背板在使用過程中保持較低的溫度，還會在背板內部設計通水管道。通水管道的存在使背板不同位置承受應力的能力更加不平衡，因此背板表面更加容易出現凹凸不平的情況。
[0030]為此，本發明提供了一種新的，背板的熱處理方法，所述方法采用兩塊夾板分別沿背板的兩個端面夾持所述背板，然后再對背板進行固溶熱處理和時效熱處理，由于夾板始終夾持所述背板的端面，因此，所述背板端面不會在冷卻過程因各部分收縮不均而產生凹凸不平的情況。
[0031]為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更為明顯易懂，下面結合附圖對本發明的具體實施例做詳細的說明。
[0032]一種背板的熱處理方法，請結合參考圖1至圖5。
[0033]請結合參考圖1和圖2，執行步驟SI，提供背板100。
[0034]本實施例中，背板100為扁平圓柱體結構，因此背板具有端面100A、端面100B和側面100C。端面100A和端面100B為圓形平面，并且本實施例中圓形平面的直徑可以為590mm。而側面100C為曲面(側面100C為圓柱體側面)，側面的高度可以為35mm。
[0035]在本發明的其它實施例中，背板也可以為其它形狀的結構，例如扁平長方體結構或者正方柱結構等，此時背板仍然具有兩個呈平面的端面。背板的各尺寸也可以是其它數值。
[0036]本實施例中，端面100A上具有兩個開口 111，其中一個開口 111作為通水管道110 (請參考圖3)的入水口，另一個開口 111作為通水管道110的出水口。
[0037]背板100的材料可以為鋁、銅或者它們的合金，本實施例中，背板100的材料具體以鋁的硅鎂合金為例。
[0038]請參考圖3，背板100內部具有通水管道110 (通水管道110以虛線表示)。
[0039]本實施例中，背板100內部的通水管道110為三橫兩縱的分布情況，但是，在本發明的其它實施例中，通水管道110也可以為其它分布情況。
[0040]請參考圖4，示出了背板100沿圖3中的DD點劃線切割后得到的剖面結構示意圖。從中可以看到，通水管道110位于兩個端面的中間位置。并且通水管道110的截面基本呈正方形。在本發明的其它實施例中，通水管道的截面也可以呈其它形狀，例如圓形或者長方形等。
[0041]背板100通常是由兩塊部件經過機械加工、銑孔道和焊接等步驟而形成的，形成背板100的過程具體可以為:通過機械加工，將兩塊部件的外部輪廓車出來。然后通過銑床將部件中的孔道部分銑出來。最后通過焊接工藝將兩個部件焊在一起，從而使兩個部件的孔道配合形成通水管道110。
[0042]請結合參考圖1和圖5，執行步驟S2，采用兩塊夾板200分別沿背板100的兩個端面(請參考圖2至3中的端面100A和端面100B)夾持背板100。
[0043]夾板200的材料可以為鋼材，也可以為銅、鋁或者它們的合金，本實施例中，夾板的材料具體以鋼材為例。
[0044]本實施例中，夾板200的形狀也為扁平圓柱形，考慮到背板100的尺寸(Φ 590mmX 35mm),夾板200尺寸可以為Φ620mmX 20mm(夾板端面直徑為620mm,厚度為20mm)。需要說明的是，本發明的其它實施例中，夾板200也可以是其它形狀，例如長方體或者正方體等，只需要保證夾板200具有一個面積大于背板100端面的平面，并且此平面能夠夾持背板100即可。
[0045]夾板200具有螺孔(未示出)，采用螺桿300將兩塊夾板200鎖合在一起以夾持背板100。具體的，本實施例采用8個MlO的螺桿300將背板100固定在兩塊夾板200中間，夾板200上對應設置有8個螺孔，8個螺孔對稱且均勻的分布在夾板200端面Φ600mm的圓上(即夾板200端面直徑為600mm的圓)。在鎖合時，先將背板100疊置在兩個夾板200中間，并且保證背板100的兩個端面分別與兩個夾板200的夾持面完全貼合，然后經由夾板200上的螺孔，采用螺桿300和螺母400將三塊板緊密鎖合在一起，如圖5所示。
[0046]需要說明的是，在本發明的其它實施例中，螺孔的個數也可以為4個以上的其它個數，例如4個、5個、6個或者7個以上等。并且，螺孔的個數最好為偶數個，以使得當夾板夾持背板100時，背板端面的不同位置受到的壓強基本相等。在本發明的其它實施例中，螺桿也可以是其它型號。