一种靶材环件的回收方法技术

本发明专利技术提供了一种靶材环件的回收方法，所述回收方法包括以下步骤：将预处理后的靶材环件进行拆卸，分别得到环部和连接部；将得到的环部进行压制，然后与挡板组装成槽体，并将所述连接部置于所述槽体之中；进行电子束熔炼，得到靶锭，实现回收；所述回收方法仅将靶材环件经过简单的处理与组装，然后采用电子束熔炼即可实现回收，便捷高效，单次产量高，极大地缩短了生产周期，且得到的靶锭表面质量好，纯度可高达99.99％以上，有利于规模化生产应用。有利于规模化生产应用。有利于规模化生产应用。

【技术实现步骤摘要】
一种靶材环件的回收方法


[0001]本专利技术属于资源回收利用
，涉及一种靶材环件的回收方法。

技术介绍

[0002]随着电子技术的高速发展，溅射靶材在集成电路中的应用越来越广泛。溅射过程，主要通过物理汽化喷镀工艺(物理气相沉积PVD)即用高压加速气态离子轰击，使靶材的原子被溅射出来并以薄膜的形式沉积在硅片或其他基板上，再配合光刻等工艺，最终形成半导体芯片中复杂的配线结构。物理气相沉积是半导体芯片生产过程中最关键的工艺之一，是通过溅射机台来完成的，环件就是用于上述工艺中一种非常重要的关键耗材，其在半导体工艺中的主要作用为：约束溅射粒子的运动轨迹，起到聚焦的作用；吸附溅射过程中产生的大的颗粒物，起到净化的作用。所述环件通过凸起的连接部(knob)与溅射设备连接。由于在溅射过程中，环件结构上会留有溅射产生的颗粒物，尤其是停留在所述连接部上。这些颗粒物在环件结构上聚集到一定程度后会发生剥落现象，剥落的沉积物不仅会影响溅射环境，还容易掉落在溅射表面上，导致产品发生缺陷甚至报废。为了提高环件的利用率，降低溅射成本，环件及knob长时间使用后需要进行修整重复利用，不能进行修整的作为回收料，进行资源回收。
[0003]在各种溅射靶材中，钽属于分布不广的元素，在地壳中的平均含量为1.7
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10
‑6(克拉克值)。由于钽资源相对较少，作为一种稀贵的战略物资，对其进行回收再利用具有重要的意义。
[0004]关于钽资源的回收，考虑到回收后对应产品的不同，现有工艺主要有湿法处理及火法处理两种方式。
[0005]CN1703531A公开了一种回收具有在背衬板上粘结的靶子的溅射靶组件中组分的方法。该方法包括分别将钽靶或铌靶氢化为氢化钽或氢化铌，及然后从背衬板中分离出氢化钽或氢化铌。然后，作为一种选择，氢化钽或氢化铌可转化为钽或铌，及随后加工成任何钽或铌材料，例如粉末。然后，为了以后的使用，可以由常规方法来加工钽或铌。此回收方法工艺周期长，生产成本高。
[0006]CN102634669A公开了一种用废钽块制取高纯钽锭的方法，包括：以含双氧水的稀硝酸溶液多次浸泡除锰，到锰含量低于200ppm后水洗、烘干；将烘干之废钽块放入真空炉内于10
‑2Pa下加热至800℃后保温2小时，向炉内充入0.1大气压的氢气使废钽块吸氢自然破碎，等炉温自然降至室温后出炉；取破碎废钽块过筛后按检测结果添加所需成分并搅拌混粉，再入模压制成钽条并在真空炉内烧结成型；将钽条在电子轰击炉内化锭提纯后出炉，电子轰是将废钽块氢化
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制粉
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混料
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压制成型
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烧结
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熔炼的方式。此回收方法工艺周期长，生产成本高。
[0007]CN103773965A提供了一种从含钽合金废料中回收钽的方法，包括以下步骤：一、采用氢氟酸对含钽合金废料中的钽进行浸出处理，得到浸出液；二、采用甲基异丁基甲酮对浸出液进行萃取处理，得到萃取液；三、采用硫酸对萃取液进行酸洗除杂；四、采用纯水对除杂
后的萃取液进行反萃处理，得到反萃液；五、向反萃液中滴加氨水，得到混浊液；六、将混浊液过滤后干燥，得到氢氧化钽。此回收方法主要利用湿法处理的方式，利用氢氟酸、硫酸处理，环境污染严重，且工艺周期长、生产成本高。
[0008]CN110510671A中涉及一种从废旧钽靶材中回收制备高纯钽氧化物的方法，包括：(1)将废旧钽靶材进行酸浸处理，得到富集钽渣；(2)混酸浸出，得到浸出液，混酸为硫酸、硝酸、盐酸、氢氟酸中的两种或三种；(3)进行萃取分离，得到有机相萃取液；(4)经过酸洗、氟化铵反萃，得到反萃液，调节反萃液pH得到钽沉淀，再将钽沉淀煅烧，即得高纯钽氧化物。此回收方法主要利用湿法处理的方式，利用硫酸、硝酸、盐酸、氢氟酸等处理，环境污染严重，且工艺周期长、生产成本高。
[0009]CN111850325A提供了钽及钽钨回收料制备钽二点五钨合金铸锭的方法，利用钽或钽钨合金加工过程产生的边角回收料，通过对以上回收料进行酸/水洗、氢化、脱氢、磨筛，制备出
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200目的钽粉或钽钨合金粉，经分析检测，调配，压制、放入真空烧结炉内，制备出钽2.5钨合金烧结条，而后烧结条在真空电子束炉中熔炼，即得钽2.5钨合金锭。此申请利用钽或钽钨合金加工过程产生的边角回收料、通过多步火法处理工艺，制备钽2.5钨合金铸锭。此回收方法工艺周期长，生产成本高。
[0010]CN13106255A公开一种从钴锆钽靶材废料分离回收钴、锆、钽的方法。所述方法用酸浸出钴锆钽靶材废料，钴和锆被浸出进入溶液中，而钽则未被浸出，留在渣中。调控酸浸液中的硫酸根离子浓度以及H
+
的浓度，使酸浸液中的锆以复合盐的形式沉淀，从而与钴分离。进一步，含钴溶液中的钴沉淀得到钴盐。留在渣中的钽，为进一步提高其纯度，采用碱混合焙烧、水浸、酸浸、煅烧的工艺回收。此回收方法利用酸浸、焙烧、煅烧等处理，环境污染严重，且工艺周期长、生产成本高。
[0011]综上所述，如何提供一种对环境友好，且周期短、成本低的钽环件的回收方法成为当前亟待解决的问题。

技术实现思路

[0012]针对现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种靶材环件的回收方法，尤其一种钽环件的回收方法，所述回收方法通过绑料后直接进行电子束熔炼，避免了湿法处理及火法处理的弊端，且生产周期短，成本低，有利于工业化生产应用。
[0013]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0014]本专利技术提供了一种靶材环件的回收方法，所述靶材环件包括环部和连接部，所述回收方法包括以下步骤：
[0015](1)将预处理后的靶材环件进行拆卸，分别得到环部和连接部；
[0016](2)将步骤(1)得到的环部进行压制，然后与挡板组合成槽体，并将所述连接部置于所述槽体之中；
[0017](3)进行电子束熔炼，得到靶锭，实现回收。
[0018]本专利技术将拆分后的靶材环件进行组装，然后利用电子束熔炼生产靶锭，得到的靶锭表面质量好，纯度高，与氢化工艺及湿法回收工艺相比，同样缩短了生产周期，降低了生产成本，且极大地简化了生产流程；所述回收方法简单高效，环境友好，且成本低，具有较好的经济效益。
[0019]本专利技术中，步骤(1)中可在预处理前进行拆卸，也可在预处理后进行拆卸。
[0020]以下作为本专利技术优选的技术方案，但不作为本专利技术提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好地达到和实现本专利技术的技术目的和有益效果。
[0021]作为本专利技术优选的技术方案，靶材环件包括钽靶环件。
[0022]本专利技术中，靶材环件的种类并不仅限于所述钽靶环件，其他种类亦可。
[0023]作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)所述预处理包括依次进行的清洗和干燥。
[0024]作为本专利技术优选的技术方案，所述清洗的方式包括超声清洗。
[0025]作为本专利技术优选的技术方案，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种靶材环件的回收方法，所述靶材环件包括环部和连接部，其特征在于，所述回收方法包括以下步骤：(1)将预处理后的靶材环件进行拆卸，分别得到环部和连接部；(2)将步骤(1)得到的环部进行压制，然后与挡板组装成槽体，并将所述连接部置于所述槽体之中；(3)进行电子束熔炼，得到靶锭，实现回收。2.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，靶材环件包括钽靶环件。3.根据权利要求1或2所述的回收方法，其特征在于，步骤(1)所述预处理包括依次进行的清洗和干燥。4.根据权利要求3所述的回收方法，其特征在于，所述清洗的方式包括超声清洗。5.根据权利要求3所述的回收方法，其特征在于，所述清洗采用的清洗液包括碱性水基清洗剂或酸洗液；优选地，所述酸洗液包括无机酸；优选地，所述无机酸包括硝酸、盐酸、硫酸或氢氟酸中的任意一种或至少两种的组合。6.根据权利要求3所述的回收方法，其特征在于，所述干燥的方式包括热风循环干燥；优选地，所述干燥的温度为80
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200℃。7.根据权利要求1
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6任一项所述的回...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚力军，李桂鹏，王学泽，任萍，
申请(专利权)人：丽水元能电子材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：