[发明专利]钴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，尤其涉及钴靶材组件的制作方法。

背景技术

一般，钴靶材组件是由符合溅射性能的钴靶材和与所述钴靶材结合、具有一定强度的背板构成。所述背板可以在所述钴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，所述钴靶材组件的工作环境比较恶劣，例如，钴靶材组件工作温度较高，一般保持在100℃至300℃之间；另外，钴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，这样在钴靶材组件的相对两侧形成有巨大的压力差；再有，钴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，如果钴靶材组件中钴靶材与背板之间的结合强度不高，会导致钴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，使得钴靶材与背板实现可靠结合，满足长期稳定生产、使用钴靶材的需要，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。以钴靶材为例，钴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钴靶材与异种金属（可以是包括铜或铜合金的铜基合金，或者是包括铝或铝合金的铝基合金）背板直接进行焊接。但是，由于钴与低温钎料难以浸润融合，而使用高温钎料（焊接的工艺温度至少大于1000℃）时，铜或铜合金、铝或铝合金背板又容易氧化，焊缝抗拉强度低，焊接质量不稳定，达不到半导体钴靶材要求。

有鉴于此，实有必要提出一种新的钴靶材组件的制作方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明解决的问题是将钴靶材与背板直接焊接，两者结合强度不高，达不到半导体钴靶材要求。

为解决上述问题，本发明提供一种钴靶材组件的制作方法，包括提供钴靶材，所述钴靶材的钴含量大于90%；利用化学镀工艺，在所述钴靶材焊接面上形成镍镀层；将化学镀处理后的钴靶材焊接至背板。

可选地，在所述钴靶材焊接面上形成镍层前还依次进行：

对所述钴靶材表面进行喷砂工艺；

对所述钴靶材表面进行活化处理；

对所述钴靶材表面进行水洗处理步骤。

可选地，在对所述钴靶材表面进行喷砂工艺处理之前，以及在对所述钴靶材表面进行喷砂工艺之后、对所述钴靶材表面进行活化处理之前分别还包括对钴靶材表面清洗的步骤。

可选地，对所述钴靶材表面进行活化处理的活化剂为体积百分比是5%~15%的氢氟酸溶液。

可选地，对所述钴靶材表面进行活化处理时间为30s~60s。

可选地，所述水洗处理采用纯净水或者去离子水进行。

可选地，所述镀液的PH值为4.0~5.0。

可选地，所述镀液的PH值为4.0~5.0，所述化学镀的镀液的温度控制在80℃~90℃。

可选地，所述镀液的PH值为4.0~5.0，所述化学镀的镀液的温度控制在80℃~90℃，所述化学镀的施镀时间控制在30min~60min。

可选地，所述镍镀层的厚度为6μm~10μm。

可选地，所述背板的材质为铜。

可选地，所述背板的材质为铝，将化学镀处理后的钴靶材焊接至背板前，还进行利用化学镀工艺在所述背板的焊接面上形成镍层的步骤。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：在钴靶材的焊接面上通过化学镀形成镍层，再利用镍层作为中间媒介，使得钴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；此外，该化学镀镍法可以实现工业化生产，有利于提高生产效率。

可选方案中，镀镍过程中，所述镀液的PH值为4.0~5.0，所述化学镀的镀液的温度控制在80℃~90℃，所述化学镀的施镀时间控制在30min~60min，上述条件下，该镍层的性能较佳，更利于将钴靶材与背板进行结合。

可选方案中，本发明人发现，背板的材质为铝时，在该背板的焊接面上也进行镀镍工艺，进一步利于将钴靶材与铝背板结合。

附图说明

图1是本发明一个实施例制作钴靶材组件的流程示意图；

图2至图4为根据图1所示流程制作钴靶材组件的示意图。

具体实施方式