[发明专利]靶材结构的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及靶材结构的制作方法。

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，并可以传导热量。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；而且，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巨大的压力差；再者，靶材组件处在高压电场、磁场中，会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不高，靶材在受热条件下可能变形、开裂，可能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。

因此需要一种有效的焊接方式，以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。

异种金属焊接是靶材生产过程中非常关键的一道工序，不同的靶材需要使用不同的焊接方法焊接。以钼或钼合金靶材为例，钼或钼合金因为其特殊的物理化学性质，与现今流行的各种焊料(例如铟In、锡Sn)均没有很好的结合性能，结合强度不高，目前一般的处理方法就是采用钎焊方式将钼或钼合金靶材与异种金属背板(可以是包括铜或铜合金的铜基合金背板，或者是包括铝或铝合金的铝基合金背板)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。

钎料包括低温钎料和高温钎料。钼或钼合金与低温钎料难以浸润融合，会造成钼或钼合金靶材与背板的焊接结合强度不高；而使用高温钎料对所述靶材与铜或铜合金背板进行焊接时，铜或铜合金背板又容易氧化，焊缝抗拉强度低，焊接质量不稳定，达不到半导体靶材的要求。

发明内容

本发明解决的问题是将钼或钼合金靶材与背板直接焊接结合强度不高，达不到半导体靶材的要求。

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，所述靶材为钼或钼合金；

对所述靶材的待焊接面进行喷砂工艺；

对所述靶材的待焊接面进行活化处理；

对所述靶材的待焊接面进行引镀处理；

利用化学镀工艺，在引镀处理后的靶材的待焊接面上形成金属镀层；

将化学镀处理后的靶材焊接至背板。

可选的，在对所述靶材的待焊接面进行喷砂工艺之前还包括抛光所述靶材的待焊接面的步骤。

可选的，对所述靶材的待焊接面进行活化处理的活化剂是体积百分比浓度为20％～40％的硝酸溶液。

可选的，对所述靶材的待焊接面进行活化处理时间为20s～40s。

可选的，对所述靶材的待焊接面进行引镀处理包括：

提供金属件，所述金属件能将锌置换出来；

将所述金属件进行酸洗处理；

将酸洗处理后的所述金属件进行浸锌处理；

将浸锌处理后的所述金属件与所述靶材的待焊接面进行摩擦。

可选的，所述酸洗处理的酸洗处理剂为氢氟酸、硝酸和水的混合物，其中，氢氟酸∶硝酸∶水的体积比为(1∶3∶4)～(3∶5∶4)。

可选的，所述酸洗处理时间为30s～40s。

可选的，所述浸锌处理时间为50s～70s。

可选的，所述化学镀的施镀时间为60min～80min。

可选的，所述化学镀的化学镀液的温度为86℃～90℃。

可选的，所述化学渡的化学镀液的化学镀液的pH值为4.6～4.8。

可选的，所述化学镀的金属镀层的厚度为6μm～10μm。

可选的，所述金属镀层的材料为镍。

可选的，所述背板材料包括铜、铝、含有铜或铝的合金。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：在钼或钼合金靶材的待焊接面上化学镀形成金属镀层，利用金属镀层作为中间媒介，使得靶材与背板焊接后实现二者的牢固结合，具有较高的结合强度。

本发明摸索出了一条稳定的在钼或钼合金靶材的待焊接面用化学镀方法镀金属层的工艺流程，并实现了工业化生产。

附图说明

图1是本发明一个实施例制作靶材结构的流程示意图；

图2至图7为根据图1所示流程制作靶材结构的示意图；

图8是本发明一个实施例对靶材进行引镀处理的流程示意图；

图9是本发明的另一个实施例制作靶材结构的流程示意图；