[发明专利]一种贵金属靶材的修复方法

说明书

技术领域

本发明涉及涉及一种广泛用于材料表面技术的离子溅射用贵金属靶材 的修复方法。

背景技术

离子溅射技术是制备材料表面薄膜的重要技术之一，20世纪90年代以 来，微电子行业新器件和新材料发展迅速，电子、磁性、光学、光电和超 导薄膜等已经广泛应用于高新技术和工业领域，促使溅射靶材市场规模日 益扩大。溅射技术现已广泛用于信息储存技术、微电子技术、照明和显示、 计算机科学以及材料表面改性等领域。在真空状态下被能量离子轰击实现 溅射的材料称为靶材。靶材是镀膜工艺中的关键的消耗性材料。靶材的性 能直接影响着膜层的质量，因此对靶材有较高的技术质量要求：1)杂质含 量低，纯度高。2)密度高。密度高的靶材具有导电性、导热性、强度高等 优点。使用这种靶材镀膜，溅射功率，成膜速率高，膜层质量高，不易开 裂，并且，靶材寿命长。

就是采用上述满足要求的靶材实施溅射沉积，由于受到能量离子轰击 的不均匀性，使得靶材在溅射过程中产生不均匀刻蚀现象，虽然通过改变 磁场、电场以及溅射的可控参数，但都存在这种无法避免的刻蚀现象，使 得溅射靶材的利用率只有10～50％。对于残留的靶材只能采取重新熔炼或 粉末冶金等方法实施回收利用，制成新的靶材，这样，反复的冶金过程使 得靶材的成本增高同时损失了一定数量的材料。特别是对于Au、Pt、Pd 等贵金属靶材，会产生非常严重的浪费。

特别对长方体、正方体和圆柱体形实心靶材，从而造成溅射靶材的利 用率普遍低下，只有30％左右。近年来，从事溅射器研究的人员从磁场分 布以及溅射器结构等方面进行了改善，使靶材的利用率提高到50％左右。

对于溅射靶的修复技术方面，有一件公开专利“废弃溅射靶的修复” (申请号：02818144.1，公开号：CN1608141)公开了利用热等静压或者 HIP技术用新的溅射材料填充靶的损耗区来修复废弃的溅射靶的方法。该 方法是将新的材料填充靶的损耗区，利用热等静压技术(HIP)对填充的 材料进行处理，达到修复废弃的溅射靶的目的。此方法对于填充材料与原 溅射靶损耗区的结合界面要求严格，往往会出现脱层现象。另外，动用热 等静压设备，修复的成本很高。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种易操作，过程简单， 无污染，成本低的贵金属靶材的修复方法。该方法修复过程中贵金属材料 几乎不损耗，能够实现靶材的反复使用，大幅度提高了靶材的利用率；修 复后的靶材无裂纹，无气孔；填充的贵金属材料与原溅射靶的界面为焊接 态的冶金结合，不会出现脱层等现象。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种贵金属靶材的 修复方法，其特征在于：将实施溅射后形成具有溅射损耗区的贵金属靶材 进行碱洗除油，清水冲洗，无水乙醇脱水，用位于所述贵金属靶材之上的 上部保护罩和位于所述贵金属靶材底部的底部保护罩对所述贵金属靶材 实施惰性气体氩气保护，用氩弧焊枪的钨极使与靶材材质相同的丝材和靶 材的局部熔化，并堆积在所述损耗区内，这样反复进行堆积，使所述损耗 区逐渐堆平，最终成为堆积态。

对所述堆积态进行机械加工处理。

所述贵金属为Pt、Au、Ag、Pd及其合金。

对所述贵金属靶材的上部和底部均实施惰性气体氩气保护。

所述氩气流量为8-35L/min。

所述底部保护罩呈杯状，在面向所述贵金属靶材部分开有多个密排通 孔，使保护气体能顺利流向所述贵金属靶材。

所述通孔为Φ2mm的圆形孔。

所述上部保护罩呈长方体或圆柱体状，在面向所述贵金属靶材部分开 有多个密排通孔，使保护气体能顺利流向所述贵金属靶材。

所述通孔为Φ1.5mm的圆形孔。

本发明与现有技术相比具有以下优点：本发明采用材料与靶材相同的 贵金属丝材，进行充分清洗，在氩气保护下，采用氩弧焊机进行堆焊，堆 焊过程中严格控制堆焊功率和堆焊速度，控制保护气体氩气的流量，修复 后的靶材无裂纹，无气孔；填充的贵金属材料与原溅射靶的界面为焊接态 的冶金结合，不会出现脱层等现象。该方法易操作，过程简单，无污染， 成本低；修复过程中贵金属材料几乎不损耗，能够实现靶材的反复使用， 大幅度提高了靶材的利用率。

下面通过附图和实施例，对本发明做进一步的详细描述。

附图说明