[发明专利]一种钨钛合金靶材结构的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及靶材结构的制作方法。

背景技术

一般，靶材组件是由符合溅射性能的靶材和与所述靶材结合、具有一定强度的背板构成。所述背板可以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。在溅射过程中，所述靶材组件的工作环境比较恶劣，例如，靶材组件工作温度较高，例如100摄氏度至300摄氏度；另外，靶材组件的一侧施加冷却水强冷，而另一侧则处于10^-9Pa的高真空环境下，由此在靶材组件的相对二侧形成有巨大的压力差；再有，靶材组件处在高压电场、磁场中，受到各种粒子的轰击。在如此恶劣的环境下，如果靶材组件中靶材与背板之间的结合强度较高，将导致靶材在受热条件下变形、开裂、并与结合的背板相脱落，使得溅射无法达到溅射均匀的效果，同时还可能会对溅射基台造成损伤。

因此选择一种有效的焊接方式，使得靶材与背板实现可靠结合，满足长期稳定生产、使用靶材的需要，就显得十分必要。

异种金属焊接是靶材生产过程中非常关键的一道工序，不同的靶材需要用不同的焊接方法焊接。以钨钛合金靶材为例，钨钛合金因为其特殊的物理化学性质，与现今流行的各种焊料(例如铟In、锡Sn)均没有很好的结合性能，结合强度不高，目前一般的处理方法就是采用钎焊方式将钨钛合金靶材与异种金属(可以是包括铜或铜合金的铜基合金，或者是包括铝或铝合金的铝基合金)背板直接进行焊接。有关靶材的异种金属焊接的相关技术另可参阅专利申请号为200610146033.2、发明名称为“一种钎焊方法”的中国专利文件。

但是，由于钨钛合金与低温钎料难以浸润融合，而使用高温钎料(至少大于1000℃)时，铜或铜合金又容易氧化，焊缝抗拉强度低，焊接质量不稳定，达不到半导体靶材要求。

发明内容

本发明解决的问题是将钨钛合金靶材与背板直接焊接结合强度不高，达不到半导体靶材要求。

为解决上述问题，本发明提供一种钨钛合金靶材组件的制作方法，包括提供靶材，所述靶材为钨钛合金；对所述靶材表面进行活化处理；利用化学镀工艺，在活化处理后的靶材焊接面上形成金属镀层；将化学镀处理后的靶材焊接至背板。

可选的，在对所述靶材表面进行活化处理之前还包括对所述靶材表面进行喷砂工艺的步骤。

可选的，在对所述靶材表面进行喷砂工艺处理之前还包括抛光所述靶材表面的步骤。

可选的，在对所述靶材表面抛光处理之后并且在对所述靶材表面进行喷砂工艺处理之前，对所述靶材表面喷砂工艺处理之后并且对所述靶材表面进行活化处理之前还包括用纯净水或者去离子水清洗靶材表面的步骤。

可选的，对所述靶材表面进行活化处理时间为90秒～120秒。

可选的，所述化学镀的镀液的温度控制在86℃～90℃。

可选的，所述镀液的PH值为4.6～4.8。

可选的，所述金属镀层的厚度为8μm～10μm。

可选的，所述金属镀层的材料为镍。

可选的，所述背板具体是由铜、铝或者包括有铜和铝中任一种金属的合金所制成的。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：在钨钛合金靶材的焊接面上化学镀形成金属镀层，利用金属镀层作为中间媒介，使得靶材与背板焊接后实现二者的牢固结合，具有较高的结合强度。

本发明摸索出了一条稳定的在钨钛合金靶材的表面用化学镀方法镀金属层的工艺流程，并实现了工业化生产。

附图说明

图1是本发明一个实施例制作靶材结构的流程示意图；

图2至图4为根据图1所示流程制作靶材结构的示意图；

图5是本发明的另一个实施例制作靶材结构的流程示意图。

具体实施方式

本发明的发明人发现在现有钨钛合金靶材组件的制作中是将钨钛合金与异种金属(例如铜、铜合金、铝或铝合金)背板直接焊接，易造成二者焊接质量不稳定(例如焊接结合强度较弱)，达不到半导体靶材要求。

本发明提供一种钨钛合金靶材组件的制作方法，包括：提供靶材，所述靶材为钨钛合金；对所述靶材表面进行活化处理；利用化学镀工艺，在活化处理后的靶材焊接面上形成金属镀层；将化学镀处理后的靶材焊接至背板。

下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

参考图1，本发明实施方式提供一种靶材的制作方法，包括如下步骤：

步骤S1，提供靶材，所述靶材为钨钛合金；

步骤S2，对所述靶材表面进行活化处理；

步骤S3，利用化学镀工艺，在活化处理后的靶材焊接面上形成金属镀层；