[发明专利]钽靶材组件的焊接方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体溅射靶材制造领域，尤其涉及一种钽靶材组件的焊接方法。

背景技术

在半导体工业中，靶材组件需要符合溅射性能，所述靶材组件包括靶材、以及与靶材结合并具有一定结合强度的背板。背板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。

其中，钽靶材组件为一种重要的靶材组件。所述钽靶材组件包括钽靶材和铜背板。

在磁控溅射镀膜工艺中，靶材组件处于高压电场和磁场强度较大的磁场中，靶材在高能量的离子轰击作用下发生溅射，从靶材溅射出的中性的原子或者分子沉积在基片上形成薄膜。在整个溅射过程中，所述靶材组件处于高温环境中，且靶材的溅射面置于高真空环境中，而背板的背面需要受到持续的高压冷却水冲击，用以提高靶材组件的散热功效。可见，在磁控溅射工艺中，靶材和背板两侧存在巨大的压力差。因而，靶材和背板之间的结合强度需要满足一定的要求，以保证磁控溅射工艺的顺利进行。

目前，常用的靶材组件的焊接工艺包括钎焊工艺或者热等静压工艺。

然而，现有技术中钽靶材组件的焊接方法，不能达到：在提高钽靶材和铜背板的焊接强度的同时重复利用铜背板。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种钽靶材组件的焊接方法，以提高钽靶材和铜背板的焊接强度，且能够重复利用铜背板。

为解决上述问题，本发明提供一种钽靶材组件的焊接方法，包括：提供钽靶材和铜背板，所述钽靶材具有第一焊面，所述铜背板具有第二焊面；在所述第一焊面形成粘结层，所述粘结层的熔点小于钽靶材的熔点；在所述粘 结层表面形成熔融的第一焊料层，所述粘结层的熔点大于第一焊料层的熔点；在所述第二焊面形成熔融的第二焊料层，所述粘结层的熔点大于第二焊料层的熔点；将所述钽靶材和铜背板压合，第一焊料层和第二焊料层接触；将所述钽靶材和铜背板压合后，进行冷却处理。

可选的，所述粘结层的材料包括镍、锌或者铜。

可选的，形成所述粘结层的工艺为化学镀工艺、电镀工艺或者溅射工艺。

可选的，所述粘结层的厚度为6μm～10μm。

可选的，所述第一焊料层和第二焊料层的材料为铟或锡。

可选的，所述第一焊料层和第二焊料层的材料相同。

可选的，形成第一焊料层之后，且在将钽靶材和铜背板压合之前，还包括：对所述粘结层和第一焊料层进行第一表面浸润处理。

可选的，所述第一表面浸润处理的方法包括：对所述粘结层和第一焊料层进行第一超声波处理，使第一焊料层浸润到粘结层中；或者，采用第一刷子对所述粘结层和第一焊料层进行机械摩擦，使第一焊料层浸润到粘结层中。

可选的，形成第二焊料层之后，且在将钽靶材和铜背板压合之前，还包括：对所述铜背板和第二焊料层进行第二表面浸润处理。

可选的，所述第二表面浸润处理的方法包括：对所述铜背板和第二焊料层进行第二超声波处理，使第二焊料层浸润到铜背板中；或者，采用第二刷子对铜背板和第二焊料层进行机械摩擦，使第二焊料层浸润到铜背板中。

可选的，在将所述钽靶材和所述铜背板压合之前，还包括：在所述第一焊料层的表面放置支撑丝；或者在所述第二焊料层的表面放置支撑丝。

可选的，所述支撑丝包括铜丝。

可选的，先形成第一焊料层，后形成第二焊料层；或者先形成第二焊料层，后形成第一焊料层；或者同时形成第一焊料层和第二焊料层。

可选的，形成第一焊料层的方法包括：将第一焊面具有粘结层的钽靶材加热到220摄氏度～240摄氏度；加热钽靶材后，在所述粘结层的表面放置第一 焊料材料层，使第一焊料材料层融化，形成第一焊料层。

可选的，形成第二焊料层的方法包括：将所述铜背板加热至170摄氏度～190摄氏度；加热铜背板后，在所述第二焊面放置第二焊料材料层，使第二焊料材料层融化，形成第二焊料层。

可选的，所述钽靶材还具有与第一焊面相对的溅射面；所述铜背板还具有与第二焊面相对的背面；将所述钽靶材和铜背板压合的方法包括：采用吸盘吸附钽靶材的溅射面；采用吸盘吸附钽靶材的溅射面后，将钽靶材和铜背板固定，使第一焊料层和第二焊料层接触；将钽靶材和铜背板固定后，在溅射面和背面施加压强。

可选的，在溅射面和背面施加的压强为0.5兆帕～1兆帕。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：