高纯Al合金与6061Al合金的电子束焊接

高纯铝合金溅射靶是重要的半导体集成电路镀膜用材料。本文将电子束焊接技术应用于溅射靶的制备,研究镀膜用高纯AlCu0.5合金(纯度〉99.9995%)与6061Al合金的焊接工艺。通过显微组织和力学性能分析表明,高纯AlCu0.5与6061Al具有良好的焊接成形,通过合适的线能量输入,焊接接头具有较佳的显微组织和力学性能,能够满足靶材焊接的严格要求。

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接 割 (焊切 5 )

高纯 A合金与 6 6 A合金的电子束焊接 l 01 1 何金江。力山。欣平。秀霞郭王孙 (京有色金属研究总院有研亿金新材料股份有限公司，京 12 0 )北北 0 20 摘要：纯铝合金溅射靶是重要的半导体集成电路镀膜用材料。本文将电子束焊接技术应用于溅射靶的制高

备，究镀膜用高纯 A1u .研 C 05合金 (度> 99 9%) 6 6 A1纯 9 . 5与 0 1合金的焊接工艺。通过显微组织和力学性能分析表 9 明，纯 A1u . 6 6A1有良好的焊接成形，过合适的线能量输入，接接头具有较佳的显微组织和力学高 C0 5与 0 1具通焊

性能，够满足靶材焊接的严格要求。能 关键词：纯铝；高溅射靶材；子束焊接；织性能电组 中图分类号： G 5 .4T 4 63 T 4 71;G 5 . 文献标识码： A文章编号： 0 1 8 4 2 0 ) 10 3 . 3 1 0 . 1 ( 0 7 0 .0 30 3

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p t rn r es T e r s l h w a Cu . d 6 6 l y p s e s g o l i g f r t n li g f rma i g s u ei g t g t. h e u t s o t t a s h AI 05 a 0 al o s s o d wed n o ma i . n 1 o o T e we d d i i t wi n c o tu t r d b t r me h n c lp o e t sC e a h e e y s i b e i p t fl e h le n s o t f e mir s cu e a e e c a ia r p r e a b c i v d b u t l u hi r n i n a n o i n elr y a d c nme t esr t e u r me t o wed n u e i g tr e s e l. l g, e n a e t c q i h t i r e n f l i gs t r g t s mb y s p n a a Ke r s h g u eA1 l y s u e i gt r e; l c o e l i g mir s u t r dp o e t s y wo d: ih p l; p t r g t e e t n b a we d n; c o t c u ea r p r e r ao n a r m r n i

近年来半导体集成电路制造业发展迅速 .溅

采用电子束焊接工业纯 A纯度< 9%) I( 9 .及 9 Al合金的研究已有较多的报道[1而对于化学纯 4,, 5度达到电子级的高纯 Al金及其与异种 Al金合合材料的焊接的研究很少。本文对高纯铝合金

射靶材这一高附加值电子材料具有广阔的市场。 高纯铝合金溅射靶应用于集成电路工艺中互连线

的制作【,求量巨大。在集成电路芯片特征尺 需一 寸不断缩小的同时，晶圆的尺寸逐步加大，射靶溅的尺寸也越来越大，靶的化学纯度、对晶粒度、织

AI u .(度> 99 95与高强铝合金 6 6 C 05纯 9 .9%) 0 1进行了电子束焊接的研究，分析了接头组织、力学性能及工艺参数对接头性能的影响，从而为电子束 焊接在高纯 Al金靶材的开发应用上提供理论合

构等要求愈加严格苛刻，例如对于 O2 m线宽 .5 工艺以下工艺，纯 Al金靶材的化学纯度则必高合须在 5 Nt以上， J晶粒尺寸必须控制在

10 m以 0下且大小均匀。高纯 Al金原材料昂贵，合而且由

依据与技术支持。

于其纯度高，化晶粒难度大，细需要通过大变形量 的锻造轧制等工艺来制备。如果靶整体全部采用高纯 A合金加工则制造成本非常高 .了节省成 l为

1试验 试验选用的高纯铝合金材料为 AI u ., C 05其化学成分为 05 t u其余为 Al照电子级元 .w%C,。按素分析要求，用辉光放电质谱分析( DMS法使 G )测定材料的杂质含量 .分析的杂质元素包括 K、所 CaNa Ni e S、n T、等 2、、、、 S、 hU F O多个，材料的纯度> N5 9 .9 5。原始铸态高纯铝合金的晶 5 (99 9%)

本 .通常将晶粒细化后的高纯 Al金与普通 Al合 合金板焊接成靶材产品。电子束焊接作为一种精 密的高能密度焊接技术，焊接强度高，热影响区小，变形小，是一种理想的铝合金靶材焊接方法。 收稿日期： o 70一 3 2 0 .8 l

粒粗大 (50> 0 m)对其进行一定的热机械处理，, 退火后获得平均晶粒尺寸约在 8~1 0 O 0 m的组 基金项目：京市科技计划重大项目( 4 5 0 0 0 3 )北 D0 0 0 14 1 1作者简介：金江 (9 9 )男，北黄梅人，程师，士，何 1 7.,湖工博主要从 事高纯金属塑性加工及焊接技术的研究；电话：

织。与高纯铝合金焊接的材料为 6 6铝合金， 6 01 T 热处理状态。两种铝合金材料的试样尺寸为 10 2 mmx 0 mx 4m/化学清洗、干后立即进行 l 0m l /, 1烘

0 0 0 0 3 88 1;— a: e j n@gi n o 1 13 8 -2 0E m i hj i g r i. m 8 l m a k c

加工工艺》 07 2 0年第 3卷第 1期 6 9

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