[發明專利]靶材組件的制作方法和靶材組件

有效

• 申請號: 201310465244.2
• 申請日: 2013-09-30
• 公開（公告）號: CN104513952B
• 公開（公告）日: 2017-07-11
• 發明（設計）人: 姚力軍;相原俊夫;大巖一彥;潘杰;王學澤;楊廣
• 申請（專利權）人: 寧波江豐電子材料股份有限公司
• 主分類號: C23C14/34
• 分類號: C23C14/34
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 張亞利,駱蘇華

技術領域

本發明涉及半導體領域，尤其涉及一種靶材組件的制作方法和靶材組件。

背景技術

在真空濺鍍工藝中，靶材組件由符合濺射性能的靶材和具有一定強度的背板構成。所述背板不僅在所述靶材組件裝配至濺射基臺中起到支撐作用，而且其具有傳導熱量的功效，用于磁控濺鍍工藝中靶材的散熱。具體為：

在磁控濺鍍過程中，靶材組件工作環境較為苛刻。其溫度較高（如300℃至500℃），靶材組件處于高壓電場和磁場強度較大的磁場中，且正面在10^-9Pa的高真空環境下，受到各種高能量離子轟擊，致使靶材發生濺射，而濺射出的中性的靶原子或分子沉積在基片上形成薄膜。在磁控濺鍍過程中，靶材組件的溫度會急劇升高，因而需要通過靶材組件中的背板傳遞并迅速消散靶材的熱量，并避免由此產生的靶材變形、靶材使用壽命減短、影響基片鍍膜質量等問題。為此在靶材組件磁控濺射實踐操作過程中，背板的背面采用高壓冷卻水沖擊措施來對靶材組件進行散熱。

但是，現有技術中的靶材組件在基片上形成的膜層質量不高、磁控濺鍍工藝的成本比較高，而且安裝該靶材組件的濺射機臺也會被污染。

發明內容

本發明解決的問題是現有工藝中，背板的使用壽命較短，而且基片鍍膜質量不高，不能滿足要求越來越高的濺射工藝，而且濺射機臺容易被污染。

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：

提供第一靶材組件坯料，所述第一靶材組件坯料包括背板和固定在背板上的靶材；

對所述第一靶材組件坯料進行第一機械加工，形成第二靶材組件坯料，所述第二靶材組件坯料的背板表面光滑；

對所述第二靶材組件坯料的背板表面進行氧化處理，在所述背板的表面形成氧化膜；

對所述氧化處理后的第二靶材組件坯料進行第一清洗，形成靶材組件。

可選的，所述背板的材料為鋁合金。

可選的，形成第二靶材組件坯料的步驟之后，對所述第二靶材組件坯料的背板表面進行氧化處理的步驟之前，還包括下列步驟：

對所述第二靶材組件坯料的背板表面進行脫脂處理；

對所述脫脂處理后的所述第二靶材組件坯料進行第二清洗。

可選的，所述對第二靶材組件坯料的背板表面進行脫脂處理的步驟前，還包括步驟:

在所述第二靶材組件坯料的表面形成保護層，所述保護層暴露所述背板表面，所述保護層防止背板表面以外的表面被脫脂處理和被氧化處理；

形成靶材組件后，還包括步驟：去除所述保護層。

可選的，所述脫脂處理的工藝條件為：將形成有保護層的第二靶材組件坯料放入濃度為40～60g/L的氫氧化鈉溶液中進行浸泡，所述浸泡時間為30～120s。

可選的，對所述第二清洗后的所述第二靶材組件坯料的背板進行氧化處理包括：

將第二清洗后的形成有保護層的第二靶材組件坯料放入電解槽中，所述電解槽中含有含量為190～210g/L的H₂SO₄；設置所述電解槽的電流密度為2.0～2.5A/dm²，設置所述電解槽的溫度為-2～2℃，所述電解槽的電解時間為20～30min。

可選的，所述保護層為膠布、膠帶。

可選的，形成靶材組件后，所述靶材組件表面還具有去除所述保護層時形成的劃痕，還包括下列步驟：

對所述靶材組件進行機械拋光，去除所述劃痕；

對所述機械拋光的靶材組件進行第三清洗。

可選的，所述第一靶材組件坯料的形成方法包括：

提供靶材坯料與背板坯料；

對所述靶材坯料進行機械加工形成靶材；

對所述背板坯料進行機械加工形成背板；

對所述靶材與背板進行焊接形成第一靶材組件坯料。

與現有技術相比，本發明的技術方案具有以下優點：

對第一靶材組件坯料進行第一機械加工，形成第二靶材組件，第二靶材組件坯料的背板表面光滑，接著對第二靶材組件坯料的光滑的背板表面進行氧化處理，才能在背板表面形成具有如下性質的氧化膜：組織結構均勻致密，耐腐蝕性強，并且具有較高的硬度。因此，后續在磁控濺鍍過程中，氧化膜保護背板表面不會被電化學腐蝕，背板的表面也不會有凹凸不平的現象，從而可以提高基片上的鍍膜質量。