[發明專利]靶材結構的制作方法

無效

• 申請號: 201110391372.8
• 申請日: 2011-11-30
• 公開（公告）號: CN102586743A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 潘杰;姚力軍;王學澤;宋佳
• 申請（專利權）人: 余姚康富特電子材料有限公司
• 主分類號: C23C14/34
• 分類號: C23C14/34;C23C18/18
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，尤其涉及靶材結構的制作方法。

背景技術

一般，靶材組件是由符合濺射性能的靶材和與所述靶材結合、具有一定強度的背板構成。所述背板可以在所述靶材組件裝配至濺射基臺中起到支撐作用，并可以傳導熱量。在濺射過程中，所述靶材組件的工作環境比較惡劣，例如，靶材組件工作溫度較高；而且，靶材組件的一側施加冷卻水強冷，而另一側處于10^-9Pa的高真空環境下，由此在靶材組件的相對二側形成巨大的壓力差；再者，靶材組件處在高壓電場、磁場中，會受到各種粒子的轟擊。在如此惡劣的環境下，如果靶材組件中靶材與背板之間的結合強度不高，靶材在受熱條件下可能變形、開裂，可能與結合的背板相脫落，使得濺射無法達到濺射均勻的效果，同時還可能會對濺射基臺造成損傷。

因此需要一種有效的焊接方式，以使得靶材與背板實現可靠結合，滿足長期穩定生產、使用靶材的需要。

異種金屬焊接是靶材生產過程中非常關鍵的一道工序，不同的靶材需要使用不同的焊接方法焊接。以鎢或鎢合金靶材為例，鎢或鎢合金因為其特殊的物理化學性質，與現今流行的各種焊料(例如銦In、錫Sn)均沒有很好的結合性能，結合強度不高，目前一般的處理方法就是采用釬焊方式將鎢或鎢合金靶材與異種金屬背板(可以是包括銅或銅合金的銅基合金背板，或者是包括鋁或鋁合金的鋁基合金背板)直接進行焊接。有關靶材的異種金屬焊接的相關技術另可參閱專利申請號為200610146033.2、發明名稱為“一種釬焊方法”的中國專利文件。

釬料包括低溫釬料和高溫釬料，鎢或鎢合金與低溫釬料難以浸潤融合，會造成鎢或鎢合金靶材與背板的焊接結合強度不高；而使用高溫釬料對所述靶材與銅或銅合金背板進行焊接時，銅或銅合金背板又容易氧化，焊縫抗拉強度低，焊接質量不穩定，達不到半導體靶材的要求。

發明內容

本發明解決的問題是將鎢或鎢合金靶材與背板直接焊接結合強度不高，達不到半導體靶材的要求。

為解決上述問題，本發明提供一種靶材組件的制作方法，包括：

提供靶材，所述靶材為鎢或鎢合金；

對所述靶材的待焊接面進行活化處理；

利用化學鍍工藝，在活化處理后的靶材的待焊接面上形成金屬鍍層；

將化學鍍處理后的靶材焊接至背板。

可選的，在對所述靶材的待焊接面進行活化處理之前還包括對所述靶材的待焊接面進行噴砂工藝的步驟。

可選的，在對所述靶材的待焊接面進行噴砂工藝之前還包括對所述靶材的待焊接面進行拋光處理的步驟。

可選的，對所述靶材的待焊接面進行活化處理的活化劑為氫氟酸與水的混合物，所述氫氟酸與水的體積比為1∶(4～9)。

可選的，所述氫氟酸的質量百分比濃度為40％。

可選的，對所述靶材的待焊接面進行活化處理時間為30s～40s。

可選的，所述化學鍍的施鍍時間為35min～45min。

可選的，所述化學鍍的化學鍍液的溫度為80℃～90℃。

可選的，所述化學渡的化學鍍液的PH值為4.6～4.8。

可選的，所述化學鍍的金屬鍍層的厚度為6μm～12μm。

可選的，所述金屬鍍層的材料為鎳。

可選的，所述背板材料包括銅、鋁、含有銅或鋁的合金。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：在鎢或鎢合金靶材的待焊接面上化學鍍形成金屬鍍層，利用金屬鍍層作為中間媒介，使得靶材與背板焊接后實現二者的牢固結合，具有較高的結合強度。

本發明摸索出了一條穩定的在鎢或鎢合金靶材的待焊接面用化學鍍方法鍍金屬層的工藝流程，并實現了工業化生產。

附圖說明

圖1是本發明一個實施例制作靶材結構的流程示意圖；

圖2至圖4為根據圖1所示流程制作靶材結構的示意圖；

圖5是本發明的另一個實施例制作靶材結構的流程示意圖。

具體實施方式

現有鎢或鎢合金靶材組件的制作是將鎢或鎢合金與異種金屬(例如銅、銅合金、鋁或鋁合金)背板直接焊接，這樣會造成二者焊接質量不穩定(例如焊接結合強度較弱)，達不到半導體靶材要求。

本發明的實施例提供一種靶材組件的制作方法，圖1是本發明一個實施例制作靶材結構的流程示意圖。如圖1所示，

步驟S11，提供靶材，所述靶材為鎢或鎢合金；

步驟S12，對所述靶材的待焊接面進行活化處理；

步驟S13，利用化學鍍工藝，在活化處理后的靶材的待焊接面上形成金屬鍍層；