[发明专利]再生溅镀靶材及其制作方法

说明书

技术领域

本发明是一种再生溅镀靶材及其制作方法，尤指一种可令原有溅镀靶材予以再生处理而能重复再利用的再生溅镀靶材及其制作方法。

背景技术

半导体、光电、或储存媒体等产业的薄膜沉积技术中，广泛使用物理气相沉积法(PhysicalVapor Deposition，PVD)中的溅镀法，该溅镀法主要是利用高能粒子(如离子等)轰击溅镀靶材表面，使得溅镀靶材表面的原子或原子团获得能量并逸出表面，然后在基材的表面沉积形成与溅镀靶材成分相同的薄膜。

所述的溅镀靶材为溅镀过程中最常使用的材料形式，然而，一般平板形状的溅镀靶材的使用率通常仅有25～40％；使用过的回靶材(spent target)通常会被丢弃，以致有材料浪费的问题。其中，若使用过的回靶材(spent target)中含有大量具回收价值的成分(如：钌(Ru)、铂(Pt)、钯(Pd)、银(Ag)、金(Au)、铑(RH)、铱(Ir)、锇(Os)、铟(In))，则会对回靶材进行回收处理，将回靶材中高价值成分予以精炼而制成高纯度的原料，再将原料重新导入生产线中进行全新溅镀靶材的制作。

关于前述回靶材的回收及精炼过程中，因该过程相当繁琐，不仅使全新溅镀靶材制作成本提高，也造成整个制程时间增加，因此，所属技术领域中，有相当多的研究着重于再生靶材的制作技术，以期提升再生靶材的生产效率。

目前已知再生溅镀靶材的现有技术概有以下几类：

其一，再生溅镀靶材的现有技术是着重于粉末充填后的烧结制程技术，其中是在回靶材的溅镀面上填充粉末后，利用真空热压(如：JP 63-093859所揭示的)，HIP热均压(如：US7175802所揭示的“Refurbishing spent sputtering targets”)、激光或电子束重熔(如：US20020112955所揭示的“Rejuvenation of refractory metal products”)等烧结技术手段，用以加强填入溅镀面上的粉末间的结合力并消除孔隙。

其二，再生溅镀靶材的现有技术则是着重于不使用到靶材旧材的技术，其中如美国专利案第US7175802号所揭示的是利用回靶材作为再生溅镀靶材的基底材(support material)，再于回靶材溅镀面填充与基底材相同或不相同的溅镀用原料粉末，经高温或高压形成新生溅镀材，并以新生溅镀材作为溅镀的部位。又如日本专利申请案第JP24-035919号揭示的，则是将回靶材的溅镀蚀面予以机械加工切削(cutting)为平坦面后，再与可以进行溅镀的溅镀靶材进行扩散接合而形成一再生溅镀靶材。

由前述现有技术所运用的技术手段中可知，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为溅镀部位，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备与所结合的回靶材相同的材料性质。

但是，因使用过的旧有回靶材重复经过高温或高压的制作过程，该第一次回靶材因经过多次的烧结、热均压等步骤，回靶材材料本身的物性势必受到影响，甚至而有材料性质发生变异的可能，对薄膜沉积的质量具有相当程度的影响，因此，为了确保薄膜沉积的质量，使用者更加深舍弃回靶材不用而选用全新材料制成的新鲜靶材的想法，并使剩余60％～75％的回靶材无法充分再利用。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种再生溅镀靶材，解决现有再生溅镀靶材中对于回收回靶材仍无法充分利用其剩余可用的材料问题。

本发明的一技术解决方案是：

一种再生溅镀靶材，其包含：

一回靶材靶胚，其包含有一原溅镀面以及一原非溅镀面；以及

一填补层，是成形于该回靶材靶胚的原溅镀面上结合一体，并以回靶材靶胚的原非溅镀面作为再生溅镀靶材的溅镀面。

如上所述的再生溅镀靶材中，所述填补层与回靶材靶胚为相同的材料。

如上所述的再生溅镀靶材中，填补层与回靶材靶胚之间的接面为一材料微结构特性差异产生的材料不连续面，所述材料微结构特性可以包含化合物相的组成、晶粒大小、孔隙率或上述的组合。

如上所述的再生溅镀靶材中，所述填补层与回靶材靶胚为不相同的材料，填补层的热传导系数大于或等于回靶材靶胚材料的热传导系数，填补层与回靶材靶胚之间为不同材料组成差异而产生一材料不连续面。

如上所述的再生溅镀靶材中，回靶材靶胚厚度最小值必须大于新靶材预计被蚀刻深度的最大值。

本发明的另一技术解决方案是：

一种再生溅镀靶材制作方法，其包含：