[发明专利]靶材组件的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及靶材组件的制作方法。

背景技术

一般，靶材组件是由符合溅射性能的靶材和与所述靶材结合、具有一定强度的背板构成。所述背板可以在所述靶材组件装配至溅射基台中起到支撑作用，并具有传导热量的功效。在溅射过程中，所述靶材组件的工作环境比较恶劣，例如，靶材组件工作温度较高，例如300摄氏度至500摄氏度；另外，靶材组件的一侧施加冷却水强冷，而另一侧则处于10^-9Pa的高真空环境下，由此在靶材组件的相对二侧形成有巨大的压力差；再有，靶材组件处在高压电场、磁场中，受到各种粒子的轰击。在如此恶劣的环境下，如果靶材组件中靶材与背板之间的结合强度较高，将导致靶材在受热条件下变形、开裂、并与结合的背板相脱落，使得溅射无法达到溅射均匀的效果，同时还可能会对溅射基台造成损伤。

因此选择一种有效的焊接方式，使得靶材与背板实现可靠结合，满足长期稳定生产、使用靶材的需要，就显得十分必要。

异种金属焊接是靶材生产过程中非常关键的一道工序，不同的靶材需要用不同的焊接方法焊接。以铬靶材为例，铬因为其特殊的物理化学性质，与其他金属的钎焊结合强度不高，目前一般的处理方法就是采用钎焊方式将铬靶材与异种金属(可以是铜、铜合金、铝或铝合金)背板直接进行焊接。有关靶材的异种金属焊接的相关技术另可参阅专利申请号为200610146033.2、发明名称为“一种钎焊方法”的中国专利文件。

但是，由于铬与低温钎料难以浸润融合，而使用高温钎料(至少大于1000℃)时，铜或铜合金又容易氧化，焊缝抗拉强度低，焊接质量不稳定，达不到半导体靶材要求；且采用钎焊方式，铬靶材与异种金属背板焊得太死，不利于后续异种金属背板的重复利用，生产成本较高。

发明内容

本发明解决的问题是将铬或铬合金靶材与铜或铜合金靶材直接钎焊焊接结合强度不高，达不到半导体靶材要求。

为解决上述问题，本发明提供一种靶材组件的制作方法，包括：提供靶材，所述靶材为铬或铬合金；利用电镀工艺，在靶材的焊接面上形成镍金属镀层；对铬或铬合金靶材和铜或铜合金背板进行钎焊，将铬或铬合金靶材焊接至铜或铜合金背板形成靶材组件。

可选地，所述电镀工艺包括：对铬或铬合金靶材进行预清洗；采用酸液酸洗铬或铬合金靶材，去除铬或铬合金靶材的表面氧化物；将所述铬或铬合金靶材的至少一个焊接面浸入电镀液中，将铬或铬合金靶材接置在电源阴极，将镀覆镍金属接置在电源阳极，所述电镀液包括氨基磺酸镍溶液和溴化镍溶液；通电，进行电镀，在所述铬或铬合金靶材的至少一个焊接面上形成镍金属镀层；将所述铬或铬合金靶材取出，进行清洗。

可选地，对铬或铬合金靶材进行预清洗包括：先将铬或铬合金靶材在有机溶剂中洗净，去除油污；在去离子水中清洗，吹干。

可选地，所述有机溶剂为异丙醇。

可选地，所述采用酸液酸洗铬或铬合金靶材包括：将所述铬或铬合金靶材置于酸液中浸泡25秒至40秒，所述酸液的PH值小于1，温度为35℃至45℃。

可选地，所述酸液为盐酸溶液。

可选地，所述靶材组件的制作方法还包括在将所述铬或铬合金靶材酸洗之后及浸入电镀液电镀之前用去离子水对所述铬或铬合金靶材进行清洗和吹干的步骤。

可选地，所述电镀液中氨基磺酸镍溶液的镍离子浓度为86g/L至90g/L，而溴化镍溶液的镍离子浓度为0.5g/L至10g/L。

可选地，所述酸液为盐酸溶液。

可选地，所述电镀的工艺参数包括：电流为0.04安培至0.07安培，温度为18℃至25℃，电镀时间为70分钟至100分钟。

可选地，所述镍金属镀层的厚度为6微米至8微米。

可选地，将所述铬或铬合金靶材取出，进行清洗包括：将所述铬或铬合金靶材取出，以去离子水清洗；在去离子水中浸润，烘干。

可选地，所述在去离子水中浸润的时间为1分钟至3分钟，温度为35℃至45℃。

可选地，靶材组件的制作方法还包括将清洗后的电镀有镍金属镀层的铬或铬合金靶材予以真空包装的步骤。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：在靶材的焊接面上电镀形成金属镀层，利用金属镀层作为中间媒介，使得靶材与背板经过钎焊后实现二者的牢固结合，具有较高的结合强度。

附图说明

图1为本发明靶材组件的制作方法在一个实施方式中的流程图；

图2至图4为根据图1所示流程制作靶材组件的过程示意图；

图5为图1中步骤S3的更进一步的详细流程图；