[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

在半导体工业中，靶材组件是由符合溅射性能的靶材坯料、与所述靶材坯料结合、且具有一定强度的背板构成。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。

现有工艺中，所述靶材组件的工作环境比较恶劣，例如，在溅射工艺中，靶材组件工作温度较高，例如300℃～500℃；另外，靶材组件的一侧冲以冷却水强冷，而另一侧则处于10^-9Pa的高真空环境下，由此，在靶材组件的上下两侧形成有巨大的压力差；再者，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坯料与背板之间的结合强度较差，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，需要选择一种有效的焊接方式，以使靶材坯料与背板之间的结合强度满足实际应用的需求。在公开号为101956167A(公开日：2011年1月26日)的中国专利文献中还能发现更多的关于靶材和背板的焊接方法的信息。

超高纯镍靶材中镍的纯度大于等于99.99％，目前还没有超高纯镍靶材与背板的焊接工艺介绍。因此，有必要提出一种新的靶材组件的制作方法，以使超高纯镍靶材与背板进行可靠性结合，焊接效率高并且焊接缺陷率小，满足长期稳定生产、使用靶材的需要。

发明内容

本发明解决的技术问题是现有技术的靶材和背板的组件结合强度较差，焊接效率低，以及没有超高纯镍靶材与背板的焊接工艺。

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：

提供镍靶材坯料和背板，所述背板具有容纳镍靶材坯料的凹槽；

利用钎料在所述镍靶材坯料的待焊接面形成第一钎料层；

利用钎料在所述背板的待焊接面形成第二钎料层；

将所述镍靶材坯料放入所述背板凹槽，利用焊接工艺使第一钎料层和第

二钎料层结合，以形成由镍靶材坯料和背板构成的靶材组件。

可选的，所述第一钎料层的形成步骤包括：将钎料放置在所述镍靶材坯料的待焊接面上；对所述镍靶材坯料进行加热，以熔化所述钎料形成第一钎料层。

可选的，所述形成第一钎料层的具体形成工艺条件为：保持具有钎料的镍靶材坯料的温度为220℃～230℃，保温25min～30min；

在对镍靶材坯料进行加热时，还包括：用钢刷摩擦镍靶材坯料的待焊接面以形成均匀分布的第一钎料层。

可选的，所述第二钎料层的形成步骤包括：将钎料放置在背板的待焊接面上；对背板进行加热，以熔化所述钎料形成第二钎料层。

可选的，所述形成第二钎料层的具体形成工艺条件为：保持具有钎料的背板的温度为220℃～230℃；

对背板进行加热时，还包括：利用超声波处理背板的待焊接面，以形成均匀分布的第二钎料层，所述超声波处理时间为20min～30min。

可选的，采用夹具固定所述背板，所述夹具固定在所述背板凹槽四周的表面上。

可选的，所述背板的待焊接面的尺寸大于或等于镍靶材坯料待焊接面的尺寸。

可选的，所述焊接工艺的温度为40℃～60℃，焊接压力为0.4MPa～0.6MPa，焊接时间为20min～40min。

可选的，所述镍靶材坯料的纯度至少为99.99％。

可选的，所述背板的材料为铜或铜合金。

可选的，所述钎料为无铅钎料。

本发明的技术方案具有以下优点：

利用钎料在镍靶材坯料的待焊接面形成第一钎料层，将形成第一钎料层的镍靶材坯料放入形成第二钎料层的背板凹槽，使第一钎料层与第二钎料层结合，以形成由镍靶材坯料和背板构成的靶材组件。第一钎料层与第二钎料层的形成可以使镍靶材坯料与背板之间的焊接处的钎料分布均匀牢固且钎料覆盖率高，使靶材组件能一次性通过焊接性能测试，不需要进行多次反攻焊接才能通过焊接性能测试，从而缩短了焊接时间，提高了焊接效率；另一方面，不易在焊接处因钎料的缺失而形成焊接缺陷，从而可以提高靶材与背板的结合强度。

进一步的，采用夹具固定背板，这样利用钎料在背板的待焊接面形成第二钎料层的过程中，背板不会晃动，使背板的待焊接面的第二钎料层更加均匀。