一种靶材的修复方法技术

本发明专利技术提供了一种靶材的修复方法，包括如下步骤：采用冷喷涂将与待修复靶材成分相同的合金粉末填充于待修复靶材的修复区的沟槽内，得到一次修复靶材；对所述一次修复靶材的修复区进行摩擦处理，得到摩擦处理的靶材；对所述摩擦处理的靶材进行去应力退火处理，得到修复的靶材。本发明专利技术采用冷喷涂法能够保证修复区与原靶材的界面为焊接态的冶金结合，不会出现脱层等现象，能够实现废弃靶材的反复使用，大幅度提高了靶材的利用率；在冷喷涂初步修复后，再使用摩擦处理和去应力退火处理能够细化靶材修复区的晶粒尺寸，从而解决了靶材修复区晶粒粗大的问题，保证了溅射靶材的均匀性。保证了溅射靶材的均匀性。保证了溅射靶材的均匀性。

【技术实现步骤摘要】
一种靶材的修复方法


[0001]本专利技术属于靶材制备
，具体涉及一种靶材的修复方法。

技术介绍

[0002]大多数磁控镀膜设备由于正交电磁场对溅射离子的作用关系，将其约束在闭合磁力线中，使得溅射靶材在溅射中产生不均匀冲蚀现象，一旦靶材刻蚀穿，靶材即报废，进而造成靶材的利用率较低。
[0003]随着半导体工业的快速发展，对薄膜沉积用银合金靶材的需求迅速扩大，靶材是磁控溅射过程中的基本耗材，不仅使用量大，而且靶材利用率的高低对工艺过程及生产周期起着至关重要的作用，虽然目前靶材可以回收再利用，但是其对企业成本控制以及提高企业产品竞争力有很大的影响。因此提高靶材利用率是必然的。其中，对已使用靶材的修复亦是人们关注的焦点。
[0004]对于贵金属靶材的修复，专利200810232471.X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；专利200810232607.7提出了将与靶材相同成分的金属粉末填入刻蚀损耗区内经辉光放电完全熔化后修复。以上专利虽然均实现了对靶材待修复区损耗沟槽的填充修复，但是修复区均是一次成型铸态，往往会导致靶材修复区组织如晶粒尺寸远远大于原靶材，最终恶化磁控溅射靶材的均匀性。
[0005]现有技术也存在采用冷喷涂技术制备合金靶材的专利，例如专利202111433186.6和201911425902.9。然而上述专利技术中冷喷涂制备的靶材晶粒较为粗大，其中冷喷涂制备的银钯铜合金的晶粒尺寸甚至达到了150μm，这严重影响了靶材溅射过程中的均匀性。因此，如何解决靶材修复区晶粒粗大的问题成为本领域亟待解决的难题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种靶材的修复方法。本专利技术提供的修复方法修复的靶材晶粒细小，孔隙率低，能有效解决合金靶材修复区晶粒粗大的问题，保证了溅射靶材的均匀性。
[0007]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0008]本专利技术提供了一种靶材的修复方法，包括如下步骤：
[0009](1)采用冷喷涂将与待修复靶材成分相同的合金粉末填充于待修复靶材的修复区的沟槽内，得到一次修复靶材；
[0010](2)对所述步骤(1)得到的一次修复靶材的修复区进行摩擦处理，得到摩擦处理的靶材；
[0011](3)对所述步骤(2)得到的摩擦处理的靶材进行去应力退火处理，得到修复的靶材。
[0012]优选地，所述步骤(1)中待修复靶材的成分为银合金；所述待修复靶材的形状为方
形或圆柱形。
[0013]优选地，所述步骤(1)中冷喷涂的工艺参数为：喷嘴进口处工作温度为300～400℃，压力为2～5MPa，工作气体为氩气，气体流量为20～50m3/h，喷涂距离为40～100mm，送粉量为40～60g/min。
[0014]优选地，所述步骤(2)中摩擦处理的工艺参数为：摩擦头的移动速度为160～200mm/min，摩擦头的转速为800～1200r/min，摩擦头的压力为10～20KN。
[0015]优选地，所述步骤(2)中摩擦处理的次数为5～10次。
[0016]优选地，所述步骤(3)中去应力退火处理的加热设备为感应线圈。
[0017]优选地，所述感应线圈与靶材的距离为1～2mm。
[0018]优选地，所述感应线圈的温度为300～500℃。
[0019]优选地，所述步骤(3)中去应力退火处理时待修复靶材的移动速度为50～100mm/min。
[0020]优选地，所述步骤(3)中去应力退火处理时待修复靶材的循环移动次数为5～10次。
[0021]本专利技术提供了一种靶材的修复方法，包括如下步骤：采用冷喷涂将与待修复靶材成分相同的合金粉末填充于待修复靶材的修复区的沟槽内，得到一次修复靶材；对所述一次修复靶材的修复区进行摩擦处理，得到摩擦处理的靶材；对所述摩擦处理的靶材进行去应力退火处理，得到修复的靶材。本专利技术采用冷喷涂法能够保证修复区与原靶材的界面为焊接态的冶金结合，不会出现脱层等现象，能够实现废弃靶材的反复使用，大幅度提高了靶材的利用率；在冷喷涂初步修复后，再使用摩擦处理和去应力退火处理能够细化靶材修复区的晶粒尺寸，从而解决了靶材修复区晶粒粗大的问题，保证了溅射靶材的均匀性。实验结果表明，本专利技术提供的修复方法修复靶材后修复区的晶粒尺寸保持在20～50μm。
附图说明
[0022]图1为本专利技术采用冷喷涂将与待修复靶材成分相同的合金粉末填充于待修复靶材的修复区的沟槽内的示意图；
[0023]图2为本专利技术对一次修复靶材的修复区进行摩擦处理的示意图；
[0024]图3为本专利技术对摩擦处理的靶材进行去应力退火处理的示意图。
具体实施方式
[0025]本专利技术提供了一种靶材的修复方法，包括如下步骤：
[0026](1)采用冷喷涂将与待修复靶材成分相同的合金粉末填充于待修复靶材的修复区的沟槽内，得到一次修复靶材；
[0027](2)对所述步骤(1)得到的一次修复靶材的修复区进行摩擦处理，得到摩擦处理的靶材；
[0028](3)对所述步骤(2)得到的摩擦处理的靶材进行去应力退火处理，得到修复的靶材。
[0029]本专利技术提供的修复方法适用于贵金属靶材的修复，优选适用于银合金靶材的修复，更优选适用于方形银合金靶材或圆柱形银合金靶材的修复。
[0030]本专利技术采用冷喷涂将与待修复靶材成分相同的合金粉末填充于待修复靶材的修复区的沟槽内，得到一次修复靶材。
[0031]在本专利技术中，所述待修复靶材的成分优选为银合金；所述待修复靶材的形状优选为方形或圆柱形；所述银合金中合金元素优选包括金、钯、铂、铜、锌、铝、钛、锂、镁、锰、锗、铍、锡、铟、镍、钴、铬、锑、镓、硼、钼和锆中的至少一种。
[0032]在本专利技术中，所述待修复靶材在修复前优选进行清洁；所述清洁优选为依次进行的碱性清洁剂清洗、水清洗和脱水。本专利技术对待修复靶材进行清洁能够去除靶材表面的杂质，有利于后续的修复。
[0033]在本专利技术中，所述碱性清洁剂优选为氨水。本专利技术对所述氨水的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品或者熟知的配制方法配制即可。
[0034]本专利技术对所述碱性清洁剂清洗和水清洗的操作没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的操作即可。
[0035]在本专利技术中，所述脱水优选采用乙醇脱水。本专利技术对所述乙醇的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。本专利技术对所述脱水的操作没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的操作即可。
[0036]在本专利技术中，所述冷喷涂的工艺参数优选为：喷嘴进口处工作温度为300～400℃，压力为2～5MPa，工作气体为氩气，气体流量为20～50m3/h，喷涂距离为40～100mm，送粉量为40～60g/min；更优选为喷嘴进口处工作温度为350℃，压力为3～4MPa，工作气体为氩本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种靶材的修复方法，包括如下步骤：(1)采用冷喷涂将与待修复靶材成分相同的合金粉末填充于待修复靶材的修复区的沟槽内，得到一次修复靶材；(2)对所述步骤(1)得到的一次修复靶材的修复区进行摩擦处理，得到摩擦处理的靶材；(3)对所述步骤(2)得到的摩擦处理的靶材进行去应力退火处理，得到修复的靶材。2.根据权利要求1所述的修复方法，其特征在于，所述步骤(1)中待修复靶材的成分为银合金；所述待修复靶材的形状为方形或圆柱形。3.根据权利要求1所述的修复方法，其特征在于，所述步骤(1)中冷喷涂的工艺参数为：喷嘴进口处工作温度为300～400℃，压力为2～5MPa，工作气体为氩气，气体流量为20～50m3/h，喷涂距离为40～100mm，送粉量为40～60g/min。4.根据权利要求1所述的修复方法，其特征在于，所述步骤(2)中摩擦处理的工艺参数...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯庆龙，林晓明，鄢展圣，叶开满，戴品强，洪春福，林智杰，
申请(专利权)人：福建理工大学，
类型：发明
国别省市：