专利名称：一种贵金属靶材的修复方法
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，促使溅射靶材巿场规模曰 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l)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。
就是釆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 的不均勻性，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釆取重新熔炼或 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 复后的靶材无裂紋，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cD2mm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耙材。 所述通孔为OL5mm的圆形孔。
本发明与现有技术相比具有以下优点本发明釆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，釆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 后的靶材无裂紋，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。该方法易搡作，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。
图1为贵金属靶材刻蚀示意图。
图2为本发明贵金属靶材修复示意图。
具体实施例方式
如图1和图2所示，本发明贵金属靶材的修复方法过程为将实施溅 射后形成具有溅射损耗区2的贵金属靶材1进行碱洗除油，清水冲洗，无 水乙醇脱水，用上部保护罩3和底部保护罩4对所述贵金属靶材1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。用氩弧焊 枪5的鎢极使与靶材1材质相同的丝材6和靶材1的局部熔化，并堆积在 损耗区2处，这样反复的进行堆积，使损耗区2逐渐堆平，最终成为堆积 态8。进行修复的堆积态8可以进行机械加工处理，也可以不进行机械加 工处理。所述贵金属为Pt、 Au、 Ag、 Pd及其合金。
如图2所示，所述底部保护罩4呈杯状，在面向贵金属靶材l部分开有多个密排的0)2mm圆形通孔，使保护气体能顺利流向贵金属靶材1。所 述上部保护罩3呈长方体状，还可为圆柱体状，在面向贵金属靶材l部分 开有多个密排的0)1.5mm圆形通孔，使保护气体能顺利流向贵金属靶材1。 实施例1
将2mmx2mm的Pt丝材进行碱洗除油，并用清水反复冲洗，晾干。 在氩气保护下，对用过的Pt靶进行焊接修复，焊接电流为85A。焊接后的 靶材被填充修复，氩气流量为8L/min。
实施例2
将0)2.2mm的Au丝材进行碱洗除油，并用清水反复冲洗，晾干。在 氩气保护下，对用过的Au靶进行焊接修复，焊接电流为70A。焊接后的 靶材被填充修复，氩气流量为25L/min。
实施例3
将1.2mmx2mm的Pd丝材进行碱洗除油，并用清水反复冲洗，晾干。 在氩气保护下，对用过的Pd靶进行焊接修复，焊接电流为78A。焊接后 的靶材被填充修复，氩气流量为30L/min。
实施例4
将2.2mmx2.5mm的Ag丝材进行碱洗除油，并用清水反复冲洗，晾 干。在氩气保护下，对用过的Ag靶进行焊接修复，焊接电流为65A。焊 接后的靶材被填充修复，氩气流量为35L/min。
权利要求
1. 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。
2. 根据权利要求l所述的一种贵金属靶材的修复方法，其特征在于 对所述堆积态进行机械加工处理。
3. 根据权利要求l所述的一种贵金属靶材的修复方法，其特征在于 所述贵金属为Pt、 Au、 Ag、 Pd及其合金。
4. 根据权利要求l所述的一种贵金属靶材的修复方法，其特征在于 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。
5. 根据权利要求l或4所述的一种贵金属靶材的修复方法，其特征在 于所述氩气流量为8-35L/min。
6. 根据权利要求l所述的一种贵金属靶材的修复方法，其特征在于 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。
7. 根据权利要求6所述的一种贵金属靶材的修复方法，其特征在于 所述通孔为^2mm的圆形孔。
8. 根据权利要求l所述的一种贵金属靶材的修复方法，其特征在于 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。
9. 根据权利要求8所述的一种贵金属靶材的修复方法，其特征在于 所述通孔为OL5mm的圆形孔。
全文摘要
本发明公开了一种贵金属靶材的修复方法，其方法为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，用上部保护罩和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。本发明方法易操作，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；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。
文档编号C23C14/48GK101413107SQ20081023247
公开日2009年4月22日 申请日期2008年11月28日 优先权日2008年11月28日
发明者鹏 严, 李争显, 杜继红, 王宝云, 陈玉斌, 高广睿 申请人:西北有色金属研究院