專利名稱：再生濺鍍靶材及其制作方法
技術領域：
本發(fā)明是一種再生濺鍍靶材及其制作方法，尤指一種可令原有濺鍍靶材予以再生處理而能重復再利用的再生濺鍍靶材及其制作方法。
背景技術：
半導體、光電、或儲存媒體等產(chǎn)業(yè)的薄膜沉積技術中，廣泛使用物理氣相沉積法(PhysicalVapor Deposition, PVD)中的派鍍法,該派鍍法主要是利用高能粒子(如離子等)轟擊濺鍍靶材表面，使得濺鍍靶材表面的原子或原子團獲得能量并逸出表面，然后在基材的表面沉積形成與濺鍍靶材成分相同的薄膜。所述的濺鍍靶材為濺鍍過程中最常使用的材料形式，然而，一般平板形狀的濺鍍 革巴材的使用率通常僅有25 40% ;使用過的回祀材(spent target)通常會被丟棄，以致有材料浪費的問題。其中，若使用過的回靶材(spent target)中含有大量具回收價值的成分(如釕(Ru)、鉬(Pt)、鈀(Pd)、銀(Ag)、金(Au)、銠(RH)、銥(Ir)、鋨(Os)、銦(In))，則會對回靶材進行回收處理，將回靶材中高價值成分予以精煉而制成高純度的原料，再將原料重新導入生產(chǎn)線中進行全新濺鍍靶材的制作。關于前述回靶材的回收及精煉過程中，因該過程相當繁瑣，不僅使全新濺鍍靶材制作成本提高，也造成整個制程時間增加，因此，所屬技術領域中，有相當多的研究著重于再生靶材的制作技術，以期提升再生靶材的生產(chǎn)效率。目前已知再生濺鍍靶材的現(xiàn)有技術概有以下幾類其一，再生濺鍍靶材的現(xiàn)有技術是著重于粉末充填后的燒結制程技術，其中是在回靶材的濺鍍面上填充粉末后，利用真空熱壓(如JP 63-093859所揭示的)，HIP熱均壓(如US7175802 所揭不的“Refurbishing spent sputtering targets”)、激光或電子束重溶(如US20020112955 所揭不的“Rejuvenation of refractory metal products，，)等燒結技術手段，用以加強填入濺鍍面上的粉末間的結合力并消除孔隙。其二，再生濺鍍靶材的現(xiàn)有技術則是著重于不使用到靶材舊材的技術，其中如美國專利案第US7175802號所揭示的是利用回靶材作為再生濺鍍靶材的基底材(supportmaterial)，再于回靶材濺鍍面填充與基底材相同或不相同的濺鍍用原料粉末，經(jīng)高溫或高壓形成新生濺鍍材，并以新生濺鍍材作為濺鍍的部位。又如日本專利申請案第JP24-035919號揭示的，則是將回靶材的濺鍍蝕面予以機械加工切削(cutting)為平坦面后，再與可以進行濺鍍的濺鍍靶材進行擴散接合而形成一再生濺鍍靶材。由前述現(xiàn)有技術所運用的技術手段中可知，皆是在回靶材上充填新料而制成新靶材，并以新填入的材料作為濺鍍部位，因此，其中的新靶材仍需相同或相似的制作手段，才能使新填入的材料具備與所結合的回靶材相同的材料性質。但是，因使用過的舊有回靶材重復經(jīng)過高溫或高壓的制作過程，該第一次回靶材因經(jīng)過多次的燒結、熱均壓等步驟，回靶材材料本身的物性勢必受到影響，甚至而有材料性質發(fā)生變異的可能，對薄膜沉積的質量具有相當程度的影響，因此，為了確保薄膜沉積的質量，使用者更加深舍棄回靶材不用而選用全新材料制成的新鮮靶材的想法，并使剩余60% 75%的回祀材無法充分再利用。

發(fā)明內容
本發(fā)明解決的技術問題是提供一種再生濺鍍靶材，解決現(xiàn)有再生濺鍍靶材中對于回收回靶材仍無法充分利用其剩余可用的材料問題。本發(fā)明的一技術解決方案是一種再生濺鍍靶材，其包含一回靶材靶胚，其包含有一原濺鍍面以及一原非濺鍍面；以及一填補層，是成形于該回靶材靶胚的原濺鍍面上結合一體，并以回靶材靶胚的原非濺鍍面作為再生濺鍍靶材的濺鍍面。 如上所述的再生濺鍍靶材中，所述填補層與回靶材靶胚為相同的材料。如上所述的再生濺鍍靶材中，填補層與回靶材靶胚之間的接面為一材料微結構特性差異產(chǎn)生的材料不連續(xù)面，所述材料微結構特性可以包含化合物相的組成、晶粒大小、孔隙率或上述的組合。如上所述的再生濺鍍靶材中，所述填補層與回靶材靶胚為不相同的材料，填補層的熱傳導系數(shù)大于或等于回靶材靶胚材料的熱傳導系數(shù)，填補層與回靶材靶胚之間為不同材料組成差異而產(chǎn)生一材料不連續(xù)面。如上所述的再生濺鍍靶材中，回靶材靶胚厚度最小值必須大于新靶材預計被蝕刻深度的最大值。本發(fā)明的另一技術解決方案是一種再生濺鍍靶材制作方法，其包含提供一回靶材靶胚，所述回靶材靶胚包含有一原濺鍍面以及一原非濺鍍面；于所述回靶材靶胚的原濺鍍面上填入材料形成一填補層，而成形一再生靶胚；以及對再生靶胚的填補層加工，使加工后的再生靶胚厚度達到預定規(guī)格尺寸而為再生濺鍍靶材，以回靶材靶胚的原非濺鍍面為再生濺鍍靶材的新濺鍍面。如上所述的再生濺鍍靶材制作方法中，，所提供的回靶材靶胚，是所挑選的回靶材厚度最小值大于預定再生后的濺鍍靶材蝕刻深度的最大值的回靶材。如上所述的再生濺鍍靶材制作方法中，于回靶材靶胚的原濺鍍面上填入材料的步驟，是選用離子熔射、電弧熔射、火焰熔射或冷噴涂手段的任意一種將材料填在回靶材靶胚的原濺鍍面上，且控制其加熱溫度小于回靶材材料的燒結溫度。如上所述的再生濺鍍靶材制作方法中，于再生靶胚成形步驟之后，還包含一表面處理步驟，移除回靶材靶胚表面的污染物。如上所述的再生濺鍍靶材制作方法中，所提供的回靶材靶胚的原非濺鍍面焊合于一背板上，藉由背板支撐進行填入材料，并于填入材料步驟之后，再進行回靶材靶胚與背板的解焊。本發(fā)明可達成的有益效果是藉此再生濺鍍靶材及其制作方法設計，使回收后的回靶材可以回收再利用作為靶胚，并藉由填補層成形于回靶材靶胚的原濺鍍面上而制成再生濺鍍靶材，并以回靶材靶胚的原非濺鍍面作為新的濺鍍面，如此，使再生濺鍍靶材應用于濺鍍過程中，即可充分再利用回靶材剩余的部分，提高回靶材材料的使用率。再者，本發(fā)明是令第一次回收的回靶材作為靶胚，并于利用回靶材靶胚原材料作為再生濺鍍靶材于濺鍍過程的濺鍍部，避免回靶材重復經(jīng)過高溫或高壓的處理步驟，其制作過程單純而無繁瑣的步驟，并可降低回靶材材料本身的物性因加工處理步驟而發(fā)生變異的情事，確保再生濺鍍靶材應用于薄膜沉積的質量，解除使用者使用再生濺鍍靶材的疑慮。


圖I是本發(fā)明再生濺鍍靶材的一較佳實施例的平面示意圖。圖2是本發(fā)明再生濺鍍靶材制作方法的一較佳實施例的平面示意圖。主要元件標號說明
I:回靶材靶胚 10 :原濺鍍面 11 :原非濺鍍面2 :填補層
具體實施例方式以下配合附圖及本發(fā)明的較佳實施例，進一步闡述本發(fā)明為達成預定發(fā)明目的所采取的技術手段。如圖I所示，是揭示本發(fā)明再生濺鍍靶材的一較佳實施例，所述再生濺鍍靶材是包含一回靶材靶胚I以及一填補層2，其中所述回靶材靶胚I是指全新材料使用過的回靶材予以回收再利用的回靶材靶胚，該回靶材靶胚I是以經(jīng)過挑選的為佳，如回靶材厚度最小值必須大于新靶材預計被蝕刻深度的最大值，所述回靶材靶胚I包含有一原濺鍍面10以及一原非濺鍍面11，原濺鍍面10與原非濺鍍面11位于回靶材靶胚I相對兩側的表面。所述填補層2是成形于該回靶材靶胚I的原濺鍍面10上，以構成該再生濺鍍靶材，并以回靶材靶胚I的原非濺鍍面11作為再生濺鍍靶材的新濺鍍面。所述填補層2可與回靶材靶胚I為相同的材料，或者，所述填補層2與回靶材靶胚I亦可為不相同的材料，且該填補層2的熱傳導系數(shù)大于或等于回靶材靶胚I材料的熱傳導系數(shù)，填補層2與回靶材靶胚I之間的接面為一材料不連續(xù)面，所述材料不連續(xù)面可以為不同材料組成的差異所產(chǎn)生，亦可為材料組成相同但微結構特性上的差異所產(chǎn)生，所述微結構特性可為化合物相的組成、晶粒大小或孔隙率或上述的組合等。如圖2所示，為實現(xiàn)所述再生濺鍍靶材構造，本發(fā)明提出的再生濺鍍靶材制作方法是包含以下步驟提供一回靶材靶胚1，所述回靶材靶胚I是全新材料制成，經(jīng)使用過后且挑選回收再使用的，其中所挑選的回靶材靶胚I是以回靶材厚度最小值大于預定再生后的濺鍍靶材蝕刻深度的最大值為佳，所述回靶材靶胚I包含有一原濺鍍面10以及一原非濺鍍面11 ；于所述回靶材靶胚I的原濺鍍面10上填入材料形成一填補層2而成形一再生靶胚，將材料填在回靶材靶胚I的原濺鍍面10時，可利用熱噴涂或冷噴涂手段來進行，所述熱噴涂手段可為離子熔射、電弧熔射或火焰熔射等，回靶材靶胚I的原濺鍍面10上填入材料時，須控制其加熱溫度必須小于回靶材材料的燒結溫度；
對再生靶胚加工至預定規(guī)格尺寸，其中是對填補層2加工，使加工后的再生靶胚厚度達到預定規(guī)格尺寸而為再生濺鍍靶材，并以再生濺鍍靶材的回靶材靶胚I的原非濺鍍面11作為新濺鍍面。前述再生靶胚成形步驟之后，還可進一步包含一表面處理步驟，是對回靶材靶胚施以清洗或加工手段移除表面的污染物。本發(fā)明的再生濺鍍靶材制作方法中，為回靶材靶胚填入材料的步驟易于進行，可令回靶材靶胚I仍焊合于一背板上，藉由背板支撐進行填入材料的步驟，于填入材料步驟之后，再進行回靶材靶材與背板的解焊步驟。經(jīng)由以上說明可知，本發(fā)明所設計的再生濺鍍靶材及其制作方法，可將全新材料制成濺鍍靶材于使用后加以回收，并以回收的回靶材作為靶胚，經(jīng)由填入材料于回靶材的靶材的原濺鍍面上形成填補層而制成再生濺鍍靶材，并以回靶材靶胚的原非濺鍍面作為新的濺鍍面，如此，使再生濺鍍靶材應用于濺鍍過程中，即可充分再利用回靶材剩余的部分；另一方面藉由利用第一次回收的回靶材作為靶胚，經(jīng)過一次填入材料，并于利用回靶材靶 胚原材料作為再生濺鍍靶材于濺鍍過程的濺鍍部，使回靶材免于重復經(jīng)過高溫或高壓的加工步驟，而以單純的制作過程降低回靶材材料本身的物性發(fā)生變異的情事，進而確保再生濺鍍靶材應用于薄膜沉積的質量。以上所述僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明做任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術人員，在不脫離本發(fā)明技術方案的范圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術方案的內容，依據(jù)本發(fā)明的技術實 質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明保護的范圍內。
權利要求
1.一種再生濺鍍靶材，其特征在于，其包含 一回靶材靶胚，其包含有一原濺鍍面以及一原非濺鍍面；以及 一填補層，是成形于該回靶材靶胚的原濺鍍面上結合一體，并以該回靶材靶胚的原非濺鍍面作為再生濺鍍靶材的濺鍍面。
2.根據(jù)權利要求I所述的再生濺鍍靶材，其特征在于，所述填補層與回靶材靶胚為相同的材料。
3.根據(jù)權利要求2所述的再生濺鍍靶材，其特征在于，所述填補層與回靶材靶胚之間的接面為一材料微結構特性差異產(chǎn)生的材料不連續(xù)面，所述材料微結構特性可以包含化合物相的組成、晶粒大小、孔隙率或上述的組合。
4.根據(jù)權利要求I所述的再生濺鍍靶材，其特征在于，所述填補層與回靶材靶胚為不相同的材料，所述填補層的熱傳導系數(shù)大于或等于該回靶材靶胚材料的熱傳導系數(shù)，所述填補層與回靶材靶胚之間為不同材料組成差異而產(chǎn)生一材料不連續(xù)面。
5.根據(jù)權利要求I至4中任一項所述的再生濺鍍靶材，其特征在于，所述回靶材靶胚厚度最小值必須大于新靶材預計被蝕刻深度的最大值。
6.一種再生濺鍍靶材制作方法，其特征在于，其包含 提供一回靶材靶胚，所述回靶材靶胚包含有一原濺鍍面以及一原非濺鍍面； 于所述回靶材靶胚的原濺鍍面上填入材料形成一填補層，而成形一再生靶胚；以及 對該再生靶胚的填補層加工，使加工后的該再生靶胚厚度達到預定規(guī)格尺寸而成為所述再生濺鍍靶材，以該回靶材靶胚的原非濺鍍面為該再生濺鍍靶材的新濺鍍面。
7.根據(jù)權利要求6所述的再生濺鍍靶材制作方法，其特征在于，所提供的回靶材靶胚，是所挑選的回靶材厚度最小值大于預定再生后的濺鍍靶材蝕刻深度的最大值的回靶材。
8.根據(jù)權利要求7所述的再生濺鍍靶材制作方法，其特征在于，于所述回靶材靶胚的原濺鍍面上填入材料的步驟，是選用離子熔射、電弧熔射、火焰熔射或冷噴涂手段的任意一種將材料填在該回靶材靶胚的原濺鍍面上，且控制其加熱溫度小于所述回靶材材料的燒結溫度。
9.根據(jù)權利要求6、7或8所述的再生濺鍍靶材制作方法，其特征在于，于所述再生靶胚成形步驟之后，還包含一表面處理步驟，移除該回靶材靶胚表面的污染物。
10.根據(jù)權利要求9所述的再生濺鍍靶材制作方法，其特征在于，所提供的所述回靶材靶胚的原非濺鍍面焊合于一背板上，藉由該背板支撐進行填入材料，并于所述填入材料步驟之后，再進行該回靶材靶胚與所述背板的解焊。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種再生濺鍍靶材及其制作方法，所述再生濺鍍靶材主要是于一回靶材靶胚的原濺鍍面上成形一填補層，使該再生濺鍍靶材利用該回靶材靶胚的原非濺鍍面作為新的濺鍍面，再應用于濺鍍過程中，可充分利用回靶材剩余的部分，提高回靶材材料的使用率。其制作方法是在所述回靶材靶胚的原濺鍍面上填入材料而成形填補層，并對填補層加工而達到預定規(guī)格尺寸。
文檔編號C23C4/12GK102747329SQ20111009929
公開日2012年10月24日 申請日期2011年4月20日 優(yōu)先權日2011年4月20日
發(fā)明者劉娉婷, 吳柏成, 王圣棻, 蔡忠憲 申請人:光洋應用材料科技股份有限公司