一种提高磁控溅射镀膜用靶材使用率的方法
【专利摘要】本发明公开了一种提高磁控溅射镀膜用靶材使用率的方法，包括以下几个步骤：（1）根据残靶的溅射跑道，在所述残靶的冲蚀曲面内使用线切割机线切割残靶，得到多片拼接靶材；切割线的选取方法为：选择宽度垂直线，所述切割线与宽度垂直线的夹角在0～30°之间，所述宽度垂直线在残靶使用最深处且与残靶的宽度方向垂直；（2）对每个所述拼接靶材进行清洁；（3）将清洁后的拼接靶材拼接在一起，并将拼接后的靶材与背板焊合，焊合后再次装机进行溅射镀膜。本发明将磁控溅射镀膜用靶材的使用率提高至40%，同时，降低了生产成本，减少了资源浪费，本发明尤其适用于贵重金属和氧化物靶材。
【专利说明】一种提高磁控溅射镀膜用靶材使用率的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种提高磁控溅射镀膜用靶材使用率的方法，属于靶材【技术领域】。
【背景技术】
[0002]目前，磁控溅射镀膜用靶材多种多样，就成分而言，有单质靶，也有合金靶。其中合金靶有银合金、金合金、钼合金、镍合金、铝合金、氧化铟锡、氧化铌等等。就形状而言，有平面靶和旋转靶。磁控溅射镀膜用靶材在使用过程中存在不均匀冲蚀现象，所以靶材的利用率普遍低下，平面靶约20%，旋转靶约60%。
[0003]众所周知，合金靶材的生产成本比普通的单质靶材高，贵金属单质靶可以通过重熔再利用，而合金靶和氧化物靶材由于其成分复杂因此重熔再利用的成本很高，同时还存在成分不均匀的风险。而旋转靶在长度低于I米的情况下，其成本约为同样成分和长度的靶材成本的3倍，当旋转靶长度再增加时，成本将成倍增加。
【发明内容】
[0004]针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种通过残靶再利用，提高磁控溅射镀膜用靶材使用率的方法，降低了生产成本，减少了资源浪费。
[0005]为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现:
[0006]一种提高磁控溅射镀膜用靶材使用率的方法，包括以下几个步骤:
[0007](I)根据残靶的溅射跑道，在残靶的冲蚀曲面内使用线切割机线切割残靶，得到多片拼接靶材；
[0008]切割线的选取方法为:选择宽度垂直线，切割线与宽度垂直线的夹角在0~30°之间，宽度垂直线在残靶使用最深处且与残靶的宽度方向垂直；
[0009]( 2 )对每个拼接靶材进行清洁；
[0010](3)将清洁后的拼接靶材拼接在一起，并将拼接后的靶材与背板焊合，焊合后再次装机进行溅射镀膜。
[0011]步骤(1)之前还包括残靶解除焊合步骤。
[0012]步骤(1)中，线切割后的单片拼接靶材的宽度除以溅射跑道的宽度等于0.2~1.2，其长度和线切割前的残靶长度相同。
[0013]步骤(3)中，拼接时，各拼接靶材之间的间隙为0~2mm ;
[0014]背板的焊合表面设有低熔点的背板焊料层，拼接后的靶材的焊合表面从内到外依次设有等离子喷涂界面层和低熔点的靶材焊料层，背板焊料层与靶材焊料层软焊接；
[0015]背板焊料层与祀材焊料层的总厚度为0.05~2mm。
[0016]背板采用的材料为铜或钛。
·[0017]本发明将磁控溅射镀膜用靶材的使用率提高至40%，同时，降低了生产成本，减少了资源浪费，本发明尤其适用于贵重金属和氧化物靶材。【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本发明一实施例的新靶(截面积为725mm2)；
[0019]图2为本发明一实施例的一次残祀(截面积为559mm2)；
[0020]图3为本发明一实施例的残祀再利用祀(截面积为559mm2)；
[0021]图4为本发明一实施例的二次残靶(截面积为423mm2)；
[0022]图5为一次残靶跑道图；
[0023]图6为一次残靶的冲蚀曲面剖面图；
[0024]图7是焊合完成后的靶材拼接图(a、b、C、d、e均为拼接靶材)；
[0025]图8是图7的剖面图。
【具体实施方式】
[0026]为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合【具体实施方式】，进一步阐述本发明。
[0027]—种提高磁控溅射镀膜用靶材使用率的方法，尤其是贵重金属和贵重氧化物的残靶，包括以下几个步骤:
[0028](I)残靶解除焊合(即除去背板)，但部分靶材不需解除焊合。
[0029](2)在图5和图6所示实施例中，量测在相应磁控溅射机台使用残靶的溅射跑道和冲蚀曲线；不同的磁控溅射机台，其溅射跑道和冲蚀曲线也不同；图2 (由图1的新靶使用后得到图2的一次残靶)与图6的溅射跑道和冲蚀曲线就不相同，其靶材使用率分别为23%和 19%。
[0030]在图6所示实施例中，使用线切割机线割残靶，线切割始末端必须在冲蚀曲线内，一般在使用最深处的左右15%宽度区间(线切割残靶两端圆弧形跑道时，可以不在冲蚀曲线内)，当某一端不在该区间内时，靶材的使用率就会降低至30%以下；线切割的角度须小于15°，当线切割角度超过15°后，线割末端A会变短，那么线割末端能够再次使用的部分将会减少，靶材使用率也会降低，并且会对焊合拼接造成困难；线切割后的单片拼接靶材的宽度除以溅射跑道的宽度等于0.2~1.2，长度L 一般和原靶同样长。
[0031](3) 用喷砂或研磨来清洁线割后的残靶。
[0032](4)在图7和图8所示实施例中，靶材与背板焊合，焊合时的拼接片数与溅射跑道有关；图3残祀之间的间隙为O~2mm,焊料层厚度0.05~2mm。装机使用，使用后祀材的横截面与图4类似，图4中的靶材使用率达到了 42%。
[0033]以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【权利要求】
1.一种提高磁控溅射镀膜用靶材使用率的方法，其特征在于，包括以下几个步骤: (1)根据残靶的溅射跑道，在所述残靶的冲蚀曲面内使用线切割机线切割残靶，得到多片拼接靶材； 切割线的选取方法为:选择宽度垂直线，所述切割线与宽度垂直线的夹角在O~30°之间，所述宽度垂直线在残靶使用最深处且与残靶的宽度方向垂直； (2)对每个所述拼接靶材进行清洁； (3)将清洁后的拼接靶材拼接在一起，并将拼接后的靶材与背板焊合，焊合后再次装机进行溅射镀膜。
2.根据权利要求1所述的提高磁控溅射镀膜用靶材使用率的方法，其特征在于， 步骤(1)之前还包括残靶解除焊合步骤。
3.根据权利要求1所述的提高磁控溅射镀膜用靶材使用率的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述线切割后的单片拼接靶材的宽度除以溅射跑道的宽度等于0.2~1.2，其长度和线切割前的残靶长度相同。
4.根据权利要求1所述的提高磁控溅射镀膜用靶材使用率的方法，其特征在于， 步骤(3)中，拼接时，各所述拼接靶材之间的间隙为O~2mm ; 所述背板的焊合表面设有`低熔点的背板焊料层，拼接后的靶材的焊合表面从内到外依次设有等离子喷涂界面层和低熔点的靶材焊料层，所述背板焊料层与靶材焊料层软焊接；所述背板焊料层与靶材焊料层的总厚度为0.05~2mm。
5.根据权利要求4所述的提高磁控溅射镀膜用靶材使用率的方法，其特征在于， 所述背板采用的材料为铜或钛。
【文档编号】C23C14/35GK103668098SQ201410001386
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2014年1月2日 优先权日:2014年1月2日
【发明者】姚能健, 黄威智, 方家芳 申请人:昆山全亚冠环保科技有限公司