CN102586743A - 靶材结构的制作方法 - Google Patents

Abstract

一种靶材结构的制作方法，所述方法包括：提供靶材，所述靶材为钨或钨合金；对所述靶材的待焊接面进行活化处理；利用化学镀工艺，在活化处理后的靶材的待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。在钨或钨合金靶材的待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或钨合金靶材的待焊接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。

Description

靶材结构的制作方法

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，并可以传导热量。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。

异种金属焊接是靶材生产过程中非常关键的一道工序，不同的靶材需要使用不同的焊接方法焊接。以钨或钨合金靶材为例，钨或钨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或钨合金靶材与异种金属背板(可以是包括铜或铜合金的铜基合金背板，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。

钎料包括低温钎料和高温钎料，钨或钨合金与低温钎料难以浸润融合，会造成钨或钨合金靶材与背板的焊接结合强度不高；而使用高温钎料对所述靶材与铜或铜合金背板进行焊接时，铜或铜合金背板又容易氧化，焊缝抗拉强度低，焊接质量不稳定，达不到半导体靶材的要求。

发明内容

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

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：

提供靶材，所述靶材为钨或钨合金；

对所述靶材的待焊接面进行活化处理；

利用化学镀工艺，在活化处理后的靶材的待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，在对所述靶材的待焊接面进行活化处理之前还包括对所述靶材的待焊接面进行喷砂工艺的步骤。

可选的，在对所述靶材的待焊接面进行喷砂工艺之前还包括对所述靶材的待焊接面进行抛光处理的步骤。

可选的，对所述靶材的待焊接面进行活化处理的活化剂为氢氟酸与水的混合物，所述氢氟酸与水的体积比为1∶(4～9)。

可选的，所述氢氟酸的质量百分比浓度为40％。

可选的，对所述靶材的待焊接面进行活化处理时间为30s～40s。

可选的，所述化学镀的施镀时间为35min～45min。

可选的，所述化学镀的化学镀液的温度为80℃～90℃。

可选的，所述化学渡的化学镀液的PH值为4.6～4.8。

可选的，所述化学镀的金属镀层的厚度为6μm～12μm。

可选的，所述金属镀层的材料为镍。

可选的，所述背板材料包括铜、铝、含有铜或铝的合金。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：在钨或钨合金靶材的待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或钨合金靶材的待焊接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

现有钨或钨合金靶材组件的制作是将钨或钨合金与异种金属(例如铜、铜合金、铝或铝合金)背板直接焊接，这样会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。

本发明的实施例提供一种靶材组件的制作方法，图1是本发明一个实施例制作靶材结构的流程示意图。如图1所示，

步骤S11，提供靶材，所述靶材为钨或钨合金；

步骤S12，对所述靶材的待焊接面进行活化处理；

步骤S13，利用化学镀工艺，在活化处理后的靶材的待焊接面上形成金属镀层；

步骤S14，将化学镀处理后的靶材焊接至背板。

下面结合附图对于上述实施例进行详细说明。

结合图1和图2所示，如步骤S11所述，提供靶材，所述靶材为钨或钨合金。

提供靶材20，所述靶材20包括待焊接面200。在本实施例中，所述靶材的材料可以是纯度为99.9％或以上的钨或钨合金。例如为3N5(99.95％)、4N5(99.995％)或5N(99.999％)。另外，靶材的形状，根据应用环境、溅射设备的实际要求，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的圆形靶材为例，厚度为12mm，厚度会在设计尺寸上加1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。

接着执行步骤S12，对所述靶材的待焊接面进行活化处理。

本发明人发现，对靶材的待焊接面进行活化处理可以使靶材的待焊接面的化学镀金属层工艺顺利进行，因为，对靶材的待焊接面进行活化处理增大了靶材的待焊接面的活化能，使靶材的待焊接面的反应活性增强，增加靶材的待焊接面的化学镀金属层的速度，避免金属镀层与靶材的待焊接面结合不牢的严重问题。活化剂的选择与靶材材料有关，只要能增加靶材的待焊接面的活化能、使其反应活性增强的活化剂都可以。

在本实施例中，以在钨或钨合金靶材上化学镀镍金属层为例，对钨或钨合金靶材的待焊接面活化处理采用活化剂为氢氟酸与水的混合物，所述氢氟酸与水的体积比为1∶(4～9)，所述氢氟酸的质量百分比浓度为40％。活化时间为30s～40s。活化时间如果小于30s，活化剂没有起到完全活化的作用；如果活化时间大于40s，氢氟酸溶液会腐蚀钨或钨合金靶材。

在执行步骤S12中，可以将钨或钨合金靶材全部表面或者仅将钨或钨合金靶材的待焊接面进行活化处理。

接着对所述活化处理后的靶材的待焊接面进行清洗处理。具体过程为用纯净水或者去离子水冲洗靶材的待焊接面1min～2min，目的是为了将靶材的待焊接面的酸液清洗干净，防止残留在靶材的待焊接面的酸液污染后续的化学镀液。可以将钨或钨合金靶材全部表面或者仅将钨或钨合金靶材的待焊接面进行清洗处理。

接着执行步骤S13，利用化学镀工艺，在活化处理后的靶材的待焊接面上形成金属镀层。金属镀层22的材料可以是镍金属，但并不以此为限，在其他实施例中，金属镀层22也可以是其他的金属。

结合图1和图3所示，在本实施例中，采用化学镀镍工艺，在靶材20的待焊接面200上形成金属镀层22，金属镀层22为镍金属镀层。具体工艺包括：将活化后的钨或钨合金焊接靶材的所有表面浸入化学镀槽里的化学镀液中，所述化学镀槽和化学镀液都为上海新阳半导体材料股份有限公司制造。所述化学镀液中含有镍离子，在本实施例中，提供金属镍离子的可溶性镍盐为硫酸镍(NiSO₄·7H₂O)，其相对分子质量为280.88，绿色结晶，100℃时在100g水中的溶解度为478.5g，配成的溶液为深绿色，pH值为4.5。

本实施例中，化学镀镍溶液配方中硫酸镍(NiSO₄·7H₂O)的浓度维持在20～40g/L，或者说含Ni 4～8g/L。硫酸镍(NiSO₄·7H₂O)的浓度过高，会导致有一部分游离的Ni²⁺存在于化学镀液中时，化学镀液的稳定性下降，得到的金属镀层常常颜色发暗，且色泽不均匀；硫酸镍(NiSO₄·7H₂O)的浓度过低，化学镀液的镀速(化学镀液的沉积速度)下降而且形成的金属镀层不够致密。

化学镀液中还包括还原剂。本实施例所述还原剂为次磷酸钠，它含有两个或多个活性氢，还原Ni²⁺就是靠还原剂的催化脱氢进行的。用次磷酸钠得到Ni-P合金镀层，而且Ni-P合金镀层性能优良。随着次磷酸盐浓度的增加，镍的沉积速度上升，但次磷酸盐的浓度也有限制，它与硫酸镍浓度的摩尔比，不应大于4，否则容易造成金属镀层粗糙，甚至诱发化学镀液瞬时分解。本实施例中次磷酸钠的含量为20～40g/L。这样才能保证化学镀液既有最大的沉积速度，又有良好的稳定性。

化学镀镍工艺的影响因素主要包括化学镀液的温度、化学镀液的pH值、化学镀液的装载量和施镀时间。

化学镀液的沉积速度随温度升高而增快，一般温度每升高10℃，沉积速度就加快一倍；但需要指出的是，化学镀液温度过高，又会使化学镀液不稳定，容易发生自分解。温度除了影响化学镀液沉积速度之外，还会影响金属镀层的质量，温度升高，化学镀液沉积速度快，金属镀层中含磷量下降，金属镀层的应力和孔隙率增加，耐蚀性能降低。本实施例中，所述化学镀液的温度为86℃～90℃。另外，化学镀镍过程中温度控制均匀十分重要，最好维持溶液的工作温度变化在±2℃内，若施镀过程中温度波动过大，会产生片状金属镀层，影响金属镀层的结合力。

化学镀液的pH值对化学镀液的沉积速度及金属镀层含磷量具有重大的影响。随pH值上升，镍的沉积速度加快，同时金属镀层的含磷量下降。pH值变化还会影响金属镀层中应力分布，pH值高的镀液得到的金属镀层含磷低，表现为拉应力，反之，pH值低的镀液得到的金属镀层含磷高，表现为压应力。对每一个具体的化学镀镍溶液，都有一个最理想的pH值范围。例如，在本实施方式中，pH范围为4.6～4.8。

而化学镀镍施镀过程中，随着Ni-P合金镀层不断的沉积，H⁺不断生成，化学镀液的pH值不断下降。因此，生产过程中必须及时调整，维持化学镀液的pH值，使其波动范围控制在±0.2范围之内。调整化学镀液pH值的方法为使用稀释过的氨水(通常情况下，用40ml分析纯的氨水稀释至100ml，也可以用其他浓度的氨水，只要使得溶液的总pH值在4.6～4.8范围内)或氢氧化钠溶液(通常情况下，以1mol/l的NaOH作为粗调，0.1mol/l的NaOH作为微调，也可以用其他浓度的氢氧化钠溶液，只要使得溶液的总pH值在4.6～4.8范围内)，调整化学镀液的pH值要在搅拌的情况下进行。

化学镀液的装载量在0.5dm²/L～1.5dm²/L。装载量过大，即催化表面过大，则沉积反应剧烈，易生成亚磷酸镍沉淀而影响化学镀液的稳定性和金属镀层性能；装载量过小，化学镀液中微小的杂质颗粒便会成为催化活性中心而引发沉积，容易导致化学镀液分解。

本实施例中，化学镀的施镀时间可以为35min～45min，此时金属镀层质量最佳，所得金属镀层光亮，胞状组织均匀致密，耐腐蚀性强，并具有较高的硬度，钨或钨合金靶材的待焊接面所镀金属镀层的厚度为6μm～12μm，所述金属镀层为镍金属镀层。

然后将所述钨或钨合金靶材取出，进行清洗。包括：将所述钨或钨合金靶材取出，以纯净水或者去离子水清洗，可以将钨或钨合金靶材全部表面或者仅将钨或钨合金靶材的待焊接面进行清洗处理；在纯净水或者去离子水中浸润，烘干。所述在纯净水或者去离子水中浸润的时间为1min～3min，温度为35℃～45℃；然后将清洗后的钨或钨合金靶材取出，用气枪吹干。在其他实施例中，也可以对其进行空干或者是风干。

特别地，若化学镀镍后，钨或钨合金靶材不是直接与背板钎焊而需存储一段时间时，还可以包括将清洗后的电镀有金属镀层的钨或钨合金靶材予以真空包装的步骤。

钨或钨合金靶材表面(包括待焊接面)如果不进行真空包装，暴露于外界环境下，会出现例如氧化、受潮等问题，使得钨或钨合金靶材难以发生溅射，并且容易发生电弧放电，因而会造成溅射镀膜的质量下降。上述情况最终会造成产品合格率及生产效率下降。上述真空包装可以是单层包装，也可以对钨或钨合金靶材进行多层包装。

需要说明的，金属镀层既可以形成在钨或钨合金靶材的各个表面上(图未示)，用机械加工的方法将除待焊接面以外的其他金属镀层去除，也可以仅形成在钨或钨合金靶材的待焊接面上。如果金属镀层形成在钨或钨合金靶材的各个表面上，则对钨或钨合金靶材进行化学镀之前需要将钨或钨合金靶材的各个表面进行活化处理；如果金属镀层仅形成在钨或钨合金靶材的待焊接面上，仅对待焊接面以外的其他表面进行保护，使得其他表面不进行上述一系列操作。

本实施例中，所述靶材的形状为圆形，金属镀层形成在所述靶材的两个圆形表面，其他表面用耐酸碱胶带进行保护而进行上述系列操作。

接着执行步骤S14，将化学镀处理后的靶材焊接至背板。

结合图1和图4所示，提供背板24，对靶材20和背板24进行焊接，本实施例采用钎焊，将靶材20焊接至背板24形成靶材组件。背板24的材料与所述靶材20的材料不同。

在步骤S14中，具体可以包括：

化学镀处理后的所述钨或钨合金靶材20，用机械加工的方法除去所述靶材20上的金属镀层效果不好的一面，然后对所述靶材20进行预热，将钎料均匀分布在所述靶材的金属镀层效果较好的待焊接面200上；

对铜或铜合金背板24的待焊接面进行打磨处理，并进行预热，将钎料均匀分布在铜或铜合金背板24的待焊接面上；

让钨或钨合金靶材20的待焊接面200(待焊接面200具有金属镀层22，所述金属镀层22为镍金属镀层)与铜或铜合金背板24的待焊接面接触，在高温高压作用下，将钨或钨合金靶材20焊接至铜或铜合金背板24形成靶材组件。

可以推知，由于步骤S14中，在钨或钨合金靶材20的待焊接面200上已形成有易与铜或铜合金相结合的金属镀层22，利用金属镀层22作为中间媒介，经过钎焊作业，可以使得钨或钨合金靶材20牢固的结合在铜或铜合金背板24上，符合靶材组件的制作要求。

下面对本发明的另一个实施例做详细的说明，与上一个实施例的不同之处是在提供钨或钨合金靶材的步骤(参考图1的步骤S11)之后和对所述靶材的待焊接面进行活化处理(参考图1的步骤S12)之前依次增加了抛光和喷砂处理的工艺步骤。可以使后续的处理步骤效果更好，进而使得钨或钨合金靶材与靶背之间更好的结合。

与上一个实施例的另一个不同之处是将化学镀处理后的靶材焊接至背板形成靶材组件后对所述靶材组件进行粗加工和精加工处理，最后加工成尺寸合格的溅射靶材产品。

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，参考图5，包括如下步骤：

步骤S51，提供靶材，所述靶材为钨或钨合金；

步骤S52，对所述靶材的待焊接面进行抛光处理；

步骤S53，对所述靶材的待焊接面进行喷砂工艺；

步骤S54，对所述靶材的待焊接面进行活化处理；

步骤S55，利用化学镀工艺，在活化处理后的靶材的待焊接面上形成金属镀层；

步骤S56，将化学镀处理后的靶材焊接至背板形成靶材组件；

步骤S57，对所述靶材组件进行粗加工处理；

步骤S58，对所述靶材组件进行精加工处理。

下面结合附图对于上述实施例进行详细说明。

结合图5和图2，如步骤S51所述，提供靶材，所述靶材为钨或钨合金。

具体对靶材的要求可以参考上一个实施例中提供的靶材20。

接着执行步骤S52，对所述靶材的待焊接面进行抛光处理。

对所述钨或钨合金靶材的待焊接面进行抛光处理目的是将该靶材的氧化皮去除并且使得该靶材的待焊接面平整光亮。

对所述钨或钨合金靶材的待焊接面进行抛光处理可以采用打磨、车床或者是车削等机械加工方法。本实施例中，对所述钨或钨合金靶材的待焊接面进行抛光处理是用由粗到细的水性砂纸进行打磨。具体来说，首先使用粗砂纸(本实施例为160#水性砂纸)打磨靶材的表面(将靶材全部表面或者仅将靶材的待焊接面进行抛光处理)，打磨时间一般可以为10min左右；然后使用细砂纸(本实施例为400#水性砂纸)继续打磨靶材的表面(将靶材全部表面或者仅将靶材的待焊接面进行抛光处理)，打磨时间一般可以为5min～10min，这样就可以得到平整光亮的磨面。在打磨时，水性砂纸贴在砂轮机的转盘上，按住靶材(把需要打磨的表面朝向砂纸)在砂纸上磨。砂轮机转速可以为400～500转/分钟(r/min)。

进一步优化地，还可以在抛光之后对所述靶材的待焊接面进行清洗。对抛光处理后的靶材进行清洗是为了清洗粉尘和污渍(将靶材全部表面或者仅将靶材的待焊接面进行清洗)。具体过程为常温中，用大量的纯净水或者去离子水将靶材的待焊接面冲洗3min～5min，然后吹干。

接着执行步骤S53，对所述靶材的待焊接面进行喷砂工艺。

对靶材的待焊接面进行喷砂工艺的作用主要是使得钨或钨合金靶材在进行化学镀时待焊接面所形成的金属镀层是一个不连续镀层，降低金属镀层表面张力、增加靶材的待焊接面的粗糙度，提高金属镀层与靶材的待焊接面的结合力，使得金属镀层不容易从靶材的待焊接面上脱落。

喷砂是采用压缩空气为动力，以形成高速喷射束将喷料，如铜矿砂、石英砂、金刚砂、铁砂、海南砂，高速喷射到需要处理的钨或钨合金的待焊接面，使钨或钨合金的待焊接面的微观形貌发生变化，在喷料对钨或钨合金的待焊接面的冲击和切削的作用下，使钨或钨合金的待焊接面被清洁和具有一定的粗糙度，使钨或钨合金的待焊接面的机械性能、抗疲劳性获得提高，增加钨或钨合金的待焊接面和金属镀层之间的附着力，延长金属镀层的耐久性。

影响喷砂工艺质量的主要因素有：砂粒材料、砂粒大小、空气压力、喷射角度、喷射距离。任何一个参数的变化都会不同程度地影响喷砂工艺的效果，其中对于砂粒材料、砂粒大小、空气压力尤其重要。

本实施例中选择每平方英寸内含有46粒白刚玉的46号白刚玉作为使用的砂粒。之所以使用46号白刚玉，与钨或钨合金的硬度较大有关。将46号白刚玉倒入喷砂机，喷砂机空气压力范围控制在0.4MPa～0.6MPa，空气压力若大于0.6MPa，则喷砂的动力太大，使钨或钨合金靶材的待焊接面坑的平均深度(深度要求为6μm～10μm)加大，影响后续的金属镀层与靶材的待焊接面的结合力。如果空气压力小于0.4MPa，则喷砂的动力不足，使靶材的待焊接面坑的平均深度太小，同样影响后续的金属镀层与靶材的待焊接面的结合力。

本实施例中，喷砂枪的喷嘴到靶材的待焊接面的距离范围为5cm～15cm，喷嘴喷出46号白刚玉的方向与靶材的待焊接面的夹角为非垂直夹角关系(即除了90度，其它小于180度的夹角均可)，较佳角度范围为30度～60度，这样喷砂的均匀性和覆盖范围更有保证。喷砂工艺后在钨或钨合金靶材的待焊接面形成平均深度为6μm～12μm的粗糙层。

在步骤S53中，可以将钨或钨合金靶材的全部表面或者仅将钨或钨合金靶材的待焊接面进行喷砂工艺处理。

进一步优化地，在喷砂工艺之后还可以对钨或钨合金靶材的全部表面或者是待焊接面进行清洗，比如可以采用去离子水或者纯净水进行清洗，清洗时间为1min～2min。

接着执行步骤S54，对所述靶材的待焊接面进行活化处理。

在本实施例中，在钨或钨合金的靶材上化学镀镍之前，对钨或钨合金活化处理采用活化剂为氢氟酸与水的混合物，所述氢氟酸与水的体积比为1∶(4～9)，所述氢氟酸的质量百分比浓度为40％，活化时间为30s～40s。具体过程可以参考上一个实施例，本实施例中，可以对靶材的待焊接面进行活化处理，也可以对靶材的各个表面进行活化处理。

接着对所述靶材的待焊接面进行清洗处理。具体过程为用纯净水或者去离子水冲洗靶材的待焊接面1min～2min，目的是为了将靶材的待焊接面的酸液清洗干净，防止残留在靶材的待焊接面的酸液污染后续的化学镀液。可以将靶材全部表面或者仅将靶材的待焊接面进行清洗。

接着执行步骤S55，利用化学镀工艺，在活化处理后的靶材的待焊接面上形成金属镀层。

本实施例中，利用化学镀工艺，在钨或钨合金靶材上的待焊接面形成金属镀层，所述金属镀层为镍金属镀层。需要说明的是，本实施例在钨或钨合金靶材的各个表面上形成金属镀层，需要用机械抛光的方法去除靶材待焊接面以外的其他金属镀层。

接着执行步骤S56，将化学镀处理后的靶材焊接至背板形成靶材组件。

本实施例中，是将化学镀镍后的钨或钨合金靶材焊接至铜或铜合金背板，具体参考上一个实施例中的S14步骤。

接着执行步骤S57，对所述靶材组件进行粗加工处理。

对所述靶材组件进行粗加工处理是为了除掉S56步骤中靶材组件表面多余的焊锡。粗加工可以采用车削等工艺。

接着执行步骤S58，对所述靶材组件进行精加工处理。

对所述靶材组件进行精加工处理是对所述粗加工处理的靶材组件尺寸进行加工，形成尺寸合格的溅射靶材产品。

下面以3N5、4N5或5N的钨或钨合金靶材为例来说明本发明的工艺步骤及结果：

(1)将钨或钨合金靶材(直径为310mm，厚度为12mm)的两个圆形表面进行抛光处理，其他表面用耐酸碱胶带进行保护。首先使用160#水性砂纸打磨该靶材的两个圆形表面10min；然后使用400#水性砂纸继续打磨该靶材的两个圆形表面8min，这样可以得到平整光亮的磨面；

(2)将打磨后的钨或钨合金靶材的两个圆形表面用纯净水或者去离子水清洗5min，吹干；

(3)对干燥后的所述钨或钨合金靶材两个圆形表面进行喷砂工艺，其他表面用耐酸碱胶带进行保护。采用46号白刚玉，空气压力为0.4MPa，喷砂枪的喷嘴到该靶材的两个圆形表面的距离为15cm，喷嘴喷出46号白刚玉的方向与靶材两个圆形表面的夹角都为60度，喷砂后在靶材的两个圆形表面形成平均深度为10μm的粗糙层；

(4)用纯净水或者去离子水冲洗该钨或钨合金靶材各个表面5min；

(5)把所述钨或钨合金靶材的全部浸泡在氢氟酸与水的混合物中，所述氢氟酸与水的体积比为1∶(4～9)，所述氢氟酸的质量百分比浓度为40％，活化时间为30s；

(6)将活化后钨或钨合金靶材用纯净水冲洗靶材各个表面2min；

(7)将活化后的钨或钨合金靶材在化学镀槽里面的化学镀液中进行化学镀工艺处理；该化学镀工艺处理的是钨或钨合金靶材的两个圆形表面，所述化学镀槽和化学镀液都为上海新阳半导体材料股份有限公司制造。

化学镀镍溶液中硫酸镍(NiS0₄·7H₂0)的浓度维持在30g/L、次磷酸钠的含量为30g/L；化学镀液的装载量在1dm²/L；所述化学镀液的温度为88℃，化学镀镍过程中维持溶液的工作温度变化在±2℃内；调节并维持所述化学镀液pH值为4.7；施镀持续时间为40min，最后在靶材的各个表面形成厚度为8μm的金属镍层；

(8)将完成化学镀的所述钨或钨合金靶材取出，采用大量的纯净水或者去离子水进行清洗；

(9)将所述钨或钨合金靶材在纯净水或者去离子水中浸润，浸润的时间为2min左右，温度为40℃左右；

(10)将经过浸润的所述钨或钨合金靶材取出并烘干；

(11)将耐酸碱胶带去除，然后用机械加工的方法将金属镀层较好的一个圆形表面以外的表面的金属镀层去除；

(12)提供铜背板，对钨或钨合金靶材和铜背板进行钎焊(用纯铟In焊料)，形成靶材组件；

(13)对靶材组件进行粗加工；

(14)对靶材组件进行精加工。

如果直接将钨或钨合金靶材与铜背板用纯铟(In)焊料进行焊接，钨或钨合金靶材与铜背板并不能很好的与铟进行界面润湿从而结合，即此时铟焊的焊接强度基本为0MPa左右(基本没有结合力)。通过上述各步骤，可以使得所述钨或钨合金靶材在化学镀处理后的待焊接面形成有金属镀层，从而使得经过铟焊作业后的钨或钨合金靶材与铜背板具有很高的结合强度，即此时铟焊的焊接强度基本为5MPa左右(其结合强度为最高极限结合强度)，因此通过上述步骤能够制作出高质量的靶材组件，最后再通过粗加工和精加工制作出尺寸合格的溅射靶材产品。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明的技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (12)

1.一种靶材结构的制作方法，其特征在于，所述方法包括：

提供靶材，所述靶材为钨或钨合金；

对所述靶材的待焊接面进行活化处理；

利用化学镀工艺，在活化处理后的靶材的待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。

2.根据权利要求1所述的靶材结构的制作方法，其特征在于，在对所述靶材的待焊接面进行活化处理之前还包括对所述靶材的待焊接面进行喷砂工艺的步骤。

3.根据权利要求2所述的靶材结构的制作方法，其特征在于，在对所述靶材的待焊接面进行喷砂工艺之前还包括对所述靶材的待焊接面进行抛光处理的步骤。

4.根据权利要求1所述的靶材结构的制作方法，其特征在于，对所述靶材的待焊接面进行活化处理的活化剂为氢氟酸与水的混合物，所述氢氟酸与水的体积比为1∶(4～9)。

5.根据权利要求4所述的靶材结构的制作方法，其特征在于，所述氢氟酸的质量百分比浓度为40％。

6.根据权利要求1所述的靶材结构的制作方法，其特征在于，对所述靶材的待焊接面进行活化处理时间为30s～40s。

7.根据权利要求1所述的靶材结构的制作方法，其特征在于，所述化学镀的施镀时间为35min～45min。

8.根据权利要求1所述的靶材结构的制作方法，其特征在于，所述化学镀的化学镀液的温度为80℃～90℃。

9.根据权利要求1所述的靶材结构的制作方法，其特征在于，所述化学镀的化学镀液的PH值为4.6～4.8。

10.根据权利要求1所述的靶材结构的制作方法，其特征在于，所述化学镀的金属镀层的厚度为6μm～12μm。

11.根据权利要求10所述的靶材结构的制作方法，其特征在于，所述金属镀层的材料为镍。

12.根据权利要求1所述的靶材结构的制作方法，其特征在于，所述背板材料包括铜、铝、含有铜或铝的合金。

Images