[發(fā)明專利]鈷靶材組件的制作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210182775.6
• 申請日: 2012-06-01
• 公開（公告）號: CN103451606A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姚力軍;相原俊夫;大巖一彥;潘杰;王學(xué)澤;潘靖
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波江豐電子材料有限公司
• 主分類號: C23C14/34
• 分類號: C23C14/34;C23C18/32
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及鈷靶材組件的制作方法。

背景技術(shù)

一般，鈷靶材組件是由符合濺射性能的鈷靶材和與所述鈷靶材結(jié)合、具有一定強度的背板構(gòu)成。所述背板可以在所述鈷靶材組件裝配至濺射基臺中起到支撐作用，并具有傳導(dǎo)熱量的功效。在濺射過程中，所述鈷靶材組件的工作環(huán)境比較惡劣，例如，鈷靶材組件工作溫度較高，一般保持在100℃至300℃之間；另外，鈷靶材組件的一側(cè)施加冷卻水強冷，而另一側(cè)則處于10^-9Pa的高真空環(huán)境下，這樣在鈷靶材組件的相對兩側(cè)形成有巨大的壓力差；再有，鈷靶材組件處在高壓電場、磁場中，受到各種粒子的轟擊。在如此惡劣的環(huán)境下，如果鈷靶材組件中鈷靶材與背板之間的結(jié)合強度不高，會導(dǎo)致鈷靶材在受熱條件下變形、開裂、并與結(jié)合的背板相脫落，使得濺射無法達(dá)到濺射均勻的效果，同時還可能會對濺射基臺造成損傷。

因此選擇一種有效的焊接方式，使得鈷靶材與背板實現(xiàn)可靠結(jié)合，滿足長期穩(wěn)定生產(chǎn)、使用鈷靶材的需要，就顯得十分必要。

異種金屬焊接是靶材生產(chǎn)過程中非常關(guān)鍵的一道工序，不同的靶材需要用不同的焊接方法焊接。以鈷靶材為例，鈷因為其特殊的物理化學(xué)性質(zhì)，與現(xiàn)今流行的各種焊料（例如銦In、錫Sn）均沒有很好的結(jié)合性能，結(jié)合強度不高，目前一般的處理方法就是采用釬焊方式將鈷靶材與異種金屬（可以是包括銅或銅合金的銅基合金，或者是包括鋁或鋁合金的鋁基合金）背板直接進行焊接。但是，由于鈷與低溫釬料難以浸潤融合，而使用高溫釬料（焊接的工藝溫度至少大于1000℃）時，銅或銅合金、鋁或鋁合金背板又容易氧化，焊縫抗拉強度低，焊接質(zhì)量不穩(wěn)定，達(dá)不到半導(dǎo)體鈷靶材要求。

有鑒于此，實有必要提出一種新的鈷靶材組件的制作方法，以解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的問題是將鈷靶材與背板直接焊接，兩者結(jié)合強度不高，達(dá)不到半導(dǎo)體鈷靶材要求。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種鈷靶材組件的制作方法，包括提供鈷靶材，所述鈷靶材的鈷含量大于90%；利用化學(xué)鍍工藝，在所述鈷靶材焊接面上形成鎳鍍層；將化學(xué)鍍處理后的鈷靶材焊接至背板。

可選地，在所述鈷靶材焊接面上形成鎳層前還依次進行：

對所述鈷靶材表面進行噴砂工藝；

對所述鈷靶材表面進行活化處理；

對所述鈷靶材表面進行水洗處理步驟。

可選地，在對所述鈷靶材表面進行噴砂工藝處理之前，以及在對所述鈷靶材表面進行噴砂工藝之后、對所述鈷靶材表面進行活化處理之前分別還包括對鈷靶材表面清洗的步驟。

可選地，對所述鈷靶材表面進行活化處理的活化劑為體積百分比是5%~15%的氫氟酸溶液。

可選地，對所述鈷靶材表面進行活化處理時間為30s~60s。

可選地，所述水洗處理采用純凈水或者去離子水進行。

可選地，所述鍍液的PH值為4.0~5.0。

可選地，所述鍍液的PH值為4.0~5.0，所述化學(xué)鍍的鍍液的溫度控制在80℃~90℃。

可選地，所述鍍液的PH值為4.0~5.0，所述化學(xué)鍍的鍍液的溫度控制在80℃~90℃，所述化學(xué)鍍的施鍍時間控制在30min~60min。

可選地，所述鎳鍍層的厚度為6μm~10μm。

可選地，所述背板的材質(zhì)為銅。

可選地，所述背板的材質(zhì)為鋁，將化學(xué)鍍處理后的鈷靶材焊接至背板前，還進行利用化學(xué)鍍工藝在所述背板的焊接面上形成鎳層的步驟。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：在鈷靶材的焊接面上通過化學(xué)鍍形成鎳層，再利用鎳層作為中間媒介，使得鈷靶材與背板焊接后實現(xiàn)二者的牢固結(jié)合，具有較高的結(jié)合強度；此外，該化學(xué)鍍鎳法可以實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，有利于提高生產(chǎn)效率。

可選方案中，鍍鎳過程中，所述鍍液的PH值為4.0~5.0，所述化學(xué)鍍的鍍液的溫度控制在80℃~90℃，所述化學(xué)鍍的施鍍時間控制在30min~60min，上述條件下，該鎳層的性能較佳，更利于將鈷靶材與背板進行結(jié)合。

可選方案中，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，背板的材質(zhì)為鋁時，在該背板的焊接面上也進行鍍鎳工藝，進一步利于將鈷靶材與鋁背板結(jié)合。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一個實施例制作鈷靶材組件的流程示意圖；

圖2至圖4為根據(jù)圖1所示流程制作鈷靶材組件的示意圖。

具體實施方式