靶材组件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种靶材组件的制作方法。
【背景技术】
[0002]一般，靶材组件是由符合溅射性能的靶材和与背板构成。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，并可以传导热量。
[0003]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。而且，靶材组件的一侧施加冷却水强冷，而另一侧处于10 9Pa的高真空环境下，由此在靶材组件的相对二侧形成巨大的压力差；再者，靶材组件处在高压电场、磁场中，会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不高，靶材在受热条件下可能变形、开裂，可能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。因此需要一种有效的焊接方式，以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。
[0004]异种金属焊接是靶材组件生产过程中非常关键的一道工序，不同的靶材需要使用不同的焊接方法焊接。
[0005]钨(Mo)硅(Si)材料被广泛应用于集成电路镀膜行业，市场前景广阔。我国是钨的全球最大存储与生产国，但我国对钨硅材料的开发应用尚处在初级阶段，还未能形成产能，因此我国在这一领域的开发具有很大的潜力。钨硅材料形成的靶材组件用于溅射镀膜前同样需与其它金属材料的背板进行焊接，并且焊接的结合率与结合强度直接影响钨硅靶材组件的使用性能。
[0006]然而，钨硅材料与现今流行的各种焊料(In、SnAgCu或Sn等)均没有很好的结合性能，如果直接将钨硅材料与背板进行焊接，则无法得到所需要结合率和结合强度的靶材组件。
【发明内容】
[0007]本发明解决的问题是提供一种靶材组件的制作方法，以使得钨硅材料形成的靶材组件具有足够的结合率和结合强度。
[0008]为解决上述问题，本发明提供一种靶材组件的制作方法，包括:
[0009]提供靶材，所述靶材为钨硅材料；
[0010]对所述靶材的待焊接面进行喷砂处理；
[0011]在所述喷砂处理之后，对所述靶材进行冲洗处理；
[0012]在对所述靶材进行所述冲洗处理之后，对所述靶材的待焊接面进行活化处理；
[0013]在所述活化处理之后，利用化学镀工艺在所述靶材的待焊接面上形成金属镀层；
[0014]利用所述金属镀层将所述靶材与背板焊接在一起。
[0015]可选的，所述冲洗处理采用高压水枪进行冲洗，所述冲洗处理采用的冲洗压力为0.5Mpa ?1.5Mpa。
[0016]可选的，在进行所述冲洗处理之后，且在进行所述活化处理之前，还包括除油处理的步骤。
[0017]可选的，所述除油处理采用化学除油工艺。
[0018]可选的，所述化学除油工艺包括化学除油液清洗阶段、热水清洗阶段和冷水清洗阶段。
[0019]可选的，所述化学除油液为碱性化学除油液。
[0020]可选的，所述化学镀工艺过程中包括对所述化学镀液进行搅拌，搅拌时间为2min ?3min。
[0021]可选的，所述化学镀工艺过程中采用pH值为4.6?4.8的化学镀液，并通过氨水调整所述化学镀液的PH值。
[0022]可选的，所述化学镀工艺的施镀时间为30min?40min。
[0023]可选的，所述喷砂处理采用的砂粒为46号白刚玉，所述喷砂处理采用的空气压力范围为 0.25Mpa ?0.35Mpa。
[0024]可选的，所述喷砂处理过程中，喷砂枪的喷嘴到所述靶材待焊接面的距离范围为1cm?15cm,所述喷嘴喷出的46号白刚玉的方向与所述革巴材待焊接面的夹角小于90°。
[0025]可选的，所述活化处理采用的活化剂为硝酸、氢氟酸与水的混合溶液，所述活化处理的活化时间为60s?80s。
[0026]与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点:
[0027]本发明的技术方案中，先提供钨硅材料靶材，然后对所述靶材的待焊接面进行喷砂处理，在所述喷砂处理之后，对所述靶材进行冲洗处理，在对所述靶材进行所述冲洗处理之后，对所述靶材的待焊接面进行活化处理，在所述活化处理之后，利用化学镀工艺在所述靶材的待焊接面上形成金属镀层，利用所述金属镀层将所述靶材与背板焊接在一起。由于采用化学镀的方法在钨硅材料靶材的待焊接面获得金属镀层，从而大大改善钨硅材料靶材与其它材料的焊接性能，以使得钨硅材料靶材与背板实现可靠结合，即使得钨硅材料形成的靶材组件具有足够的结合率和结合强度，满足靶材组件长期稳定使用的需要。
[0028]同时，所述冲洗处理能够去除靶材在喷砂、机械加工或储存过程中残留的砂粒等表面附着物。这些表面附着物在靶材表面上的附着力小，如果不在形成金属镀层前去除，会影响金属镀层与靶材的结合强度，进而影响焊接质量。而通过冲洗处理可以使这些表面附着物被去除，防止它们对后续金属镀层的形成产生不利影响，提高焊接质量。
[0029]进一步，所述冲洗处理采用的冲洗压力为0.5Mpa?1.5Mpa。如果冲洗压力低于0.5Mpa，砂粒等表面附着物难以被冲洗去除，导致后续在待焊接面上形成的金属镀层与待焊接面的(焊接)接合不牢固；而如果冲洗压力高于1.5Mpa，会影响上述喷砂处理产生的粗糙层，进而影响金属镀层的厚度均匀性。而靶材的待焊接面经过压力为0.5Mpa?1.5Mpa和冲洗后，后续形成的金属镀层厚度更均匀一致，并且外观色泽更好，质量更好，从而提高最终靶材组件的焊接强度。
[0030]进一步，在所述冲洗处理后进行除油处理。靶材在喷砂、机械加工或储存过程中残留的切削液、润滑油等油污同样会影响后续金属镀层的形成。如果不进行所述除油处理，这些油污会影响后续金属镀层的质量，使得金属镀层较薄，甚至镀不上金属镀层。而经过除油处理之后，就可以去除这些油污，从而保证后续金属镀层的形成，提高焊接质量。
【附图说明】
[0031]图1至图8是本发明实施例所提供的靶材组件的制作方法各步骤对应的结构示意图。
【具体实施方式】
[0032]正如【背景技术】所述，采用现有焊接方法，将钨硅材料与背板直接焊接结合强度不高，达不到半导体靶材的要求，即无法得到所需结合率和结合强度的钨硅材料的靶材组件。
[0033]为此，本发明提供了一种新的靶材组件的形成方法，所述方法先提供钨硅材料靶材，然后对所述靶材的待焊接面进行喷砂处理，在所述喷砂处理之后，对所述靶材进行冲洗处理，在对所述靶材进行所述冲洗处理之后，对所述靶材的待焊接面进行活化处理，在所述活化处理之后，利用化学镀工艺在所述靶材的待焊接面上形成金属镀层，利用所述金属镀层将所述靶材与背板焊接在一起。由于采用化学镀的方法在钨硅材料靶材的待焊接面获得金属镀层，从而大大改善钨硅材料靶材与其它材料的焊接性能，以使得钨硅材料靶材与背板实现可靠结合，即使得钨硅材料形成的靶材组件具有足够的结合率和结合强度，满足靶材组件长期稳定使用的需要。
[0034]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
[0035]本发明实施例提供一种靶材组件的制作方法，请结合参考图1至图8。
[0036]请参考图1，提供靶材100，靶材100的材料为钨硅材料。
[0037]本实施例中，靶材100的材料可以是由纯度为99.9%或以上的钨和硅形成的合金。具体的，钨和硅的纯度可以为3N5 (99.95% ),4N5 (99.995% )或5Ν(99.999%)。另外，靶材100的形状可以根据应用环境、溅射设备的实际要求进行设计，例如具体可以为圆形、矩形、环形、圆锥形或其他类似形状(包括规则形状和不规则形状)中的任一种。本实施例中以直径为310mm的圆形祀材为例。祀材100厚度可以为12mm,厚度会在设计尺寸上加I毫米至3毫米的加工余量。增加加工余量的目的是对形成靶材组件之后的加工步骤提供比较宽裕的加工空间。
[0038]请继续参考图1，对靶材1