[发明专利]钽靶材组件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及溅射靶材制造领域，尤其涉及一种钽靶材组件及其制造方法。

背景技术

靶材是指通过溅射镀膜法形成各种功能薄膜的溅射源。简单的说，靶材就是高速荷能粒子轰击的目标材料。为了保证靶材具有良好的导电和导热性能，靶材在溅射前需要与背板(铜或铝等材料)焊接到一起，形成靶材组件。

随着镀膜工艺的发展，靶材组件的应用也越来越广泛。特别是钽靶材被广泛应用于集成电路镀膜行业，市场前景广阔。

同时，随着半导体领域的发展，晶圆尺寸不断扩大，溅射功率逐渐提高。半导体领域对靶材与背板的焊接强度和焊合率要求也不断提高。此外，在现有的溅射技术下，靶材组件的工作环境十分恶劣，在溅射过程中，靶材组件的靶材一侧通常处于高温高压下，而背板一侧则处于一定压力的冷水中，这就对靶材和背板的焊接工艺提出了更高的要求。钽靶材与背板的焊接结合率和结合强度直接影响钽靶材组件的使用。

然而，现有技术形成的钽靶材组件具有焊接结合率低，焊接强度小的缺点。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种钽靶材组件及其制造方法，提高钽靶材组件的焊接强度。

为解决上述问题，本发明提供一种钽靶材组件的制造方法，包括：提供钽靶材、背板和焊料，所述钽靶材包括第一焊接面，所述背板包括第二焊接面；在所述钽靶材第一焊接面上形成浸润层；形成浸润层之后，通过所述焊料对所述钽靶材第一焊接面与所述背板第二焊接面进行焊接，形成钽靶材组件。

可选的，所述浸润层的材料为镍、铜或锌。

可选的，所述浸润层的厚度为8μm～10um。

可选的，所述背板的材料为铜或铝。

可选的，所述焊料的材料为In、SnAgCu或Sn。

可选的，在所述钽靶材第一焊接面表面形成浸润层的工艺包括：化学镀膜或物理气相沉积工艺。

可选的，通过化学镀膜形成所述浸润层的工艺参数包括：反应温度为86℃～90℃；反应物包括：镍盐、次磷酸钠、错酸钠和氨水，所述反应物的PH值为4.6～4.8。

可选的，在所述钽靶材第一焊接面表面形成浸润层之前，还包括：对所述钽靶材第一焊接面进行粗糙处理。

可选的，对所述钽靶材第一焊接面进行粗糙处理的步骤包括：对所述钽靶材第一焊接面进行喷砂处理。

可选的，所述喷砂处理的工艺参数包括：砂粒的材料为46目白刚玉；喷砂机空气压力范围在0.3MPa～0.35MPa；喷射距离为100mm～200mm；喷射角度为30°～60°。

可选的，在所述钽靶材第一焊接面表面形成浸润层的步骤之前，所述形成方法还包括：对所述钽靶材第一焊接面进行活化处理，所述活化处理用于去除钽靶材第一焊接面上的氧化层。

可选的，所述活化处理的工艺参数包括：反应溶液为硝酸和氢氟酸的混合溶液；活化处理的时间为55s～65s。

可选的，反应溶液中硝酸与氢氟酸的浓度的比值在2～4的范围内。

可选的，对所述钽靶材第一焊接面与所述背板第二焊接面进行焊接的步骤包括：在所述浸润层表面和所述背板第二焊接面上放置焊料；加热所述钽靶材和背板至所述焊料熔化；所述焊料熔化之后，将所述浸润层表面和所述背板第二焊接面贴合，实现焊接。

相应的，本发明还提供一种钽靶材组件，包括：钽靶材，所述钽靶材包括第一焊接面；位于钽靶材第一焊接面上的浸润层；位于所述浸润层上的背 板，所述背板包括第二焊接面，所述第二焊接面朝向所述浸润层；位于所述背板第二焊接面和所述浸润层之间的焊料。

可选的，所述浸润层的材料为镍。

可选的，所述浸润层的厚度为8μm～10um。

可选的，所述背板的材料为铜或铝。

可选的，所述焊料的材料为In、SnAgCu或Sn。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本发明的钽靶材组件的制造方法包括：在所述钽靶材第一焊接面上形成浸润层。所述焊料对所述浸润层的浸润性大于所述焊料对所述钽靶材的浸润性，所述浸润层与焊料的浸润性好，且所述浸润层与所述钽靶材之间的结合力较强。因此，在所述钽靶材第一焊接面上形成浸润层能够增加形成的钽靶材组件的焊接强度。因此，所述制造方法能够提高钽靶材组件的焊接强度。

进一步，形成浸润层之前，对所述钽靶材第一焊接面进行粗糙处理，所述粗糙处理能够增加钽靶材第一焊接面的粗糙度，从而提高钽靶材与所述浸润层的结合力，进而提高所形成钽靶材组件的焊接强度。此外，所述粗糙处理能够使后续形成的浸润层具有不连续性，从而降低浸润层的表面张力提高钽靶材组件的焊接强度。