[發明專利]金屬雙層結構體及其制造方法以及使用該方法的濺射靶材的再生方法

無效

• 申請號: 200680006811.6
• 申請日: 2006-02-28
• 公開（公告）號: CN101133182A
• 公開（公告）日: 2008-02-27
• 發明（設計）人: 堀久司;瀨尾伸城;河本知廣;土屋和夫
• 申請（專利權）人: 日本輕金屬株式會社
• 主分類號: C23C14/34
• 分類號: C23C14/34;B23K20/12
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司
• 代理人: 徐迅

技術領域

本發明涉及通過從重合于板材的平板狀的金屬構件的表面插入旋轉工具進行摩擦攪拌而在接合金屬構件和板材的同時將金屬構件改性得到改性金屬構件的改性金屬構件和板材的金屬雙層結構體的制造方法及使用該方法制造的金屬雙層結構體，以及通過使用該方法對使用后的濺射靶材進行再利用而獲得新的濺射靶材的濺射靶材的再生方法。

背景技術

采用濺射的成膜被廣泛用于半導體器件、磁盤、光盤、以液晶或等離子顯示器為代表的平板顯示器等各種制品的制造。進行該采用濺射的成膜時，使用作為薄膜的原料的靶材的背面接合了具備冷卻裝置等且被作為支承體的背板的稱作濺射靶材的材料。

其中，對于靶材，為了可以通過濺射形成膜厚和成分均一的高品質的膜，要求成分組成和金屬組織等是均一的。例如，著眼于內部組織含大晶粒的靶材在濺射時產生大量顆粒和濺沫的現象，報道了在結晶組織內形成平均粒徑在20μm以下的晶粒而得的靶材(參照專利文獻1)。如果使用這樣的靶材，顆粒等的產生變少，可以防止巨大粒子飛散而在薄膜上形成突起部所引起的薄膜電路中的短路和異常放電等，從而形成高品質的膜。此外，為了防止顆粒和濺沫的產生，報道了以減小形成靶材的結晶的粒徑并實現薄膜的低電阻化為目的而添加了合金元素的靶材(參照專利文獻2)。

然而，為了獲得上述專利文獻1所述的靶材，必須對板坯或方坯等鑄造材料進行均質化處理等熱處理，再以適當的溫度實施熱壓延等，進行高度的塑性加工，形成微細的再結晶，除了工序復雜且成本高之外，還存在難以消除鑄造材料本身的金屬凝固組織的成分偏析的問題。此外，為了獲得上述專利文獻2所述的靶材，必須為使含合金元素的成分組成均一而使用噴射成形法或粉末法等制造靶材，這些方法中必須進行HIP處理和擠出等來實現靶材的致密化，所以可成形的靶材的大小存在極限，特別是在如后所述的濺射靶材的大型化的進程中，成為成本上升的主要原因。

另一方面，靶材和背板通常用焊錫等接合，但近年來濺射處理設備等大型化，存在濺射靶材本身所承受的溫度上升的傾向。如果如上所述濺射靶材所承受的溫度上升，則采用焊錫的接合部分熔融，靶材可能會從背板上剝離。因此，報道了在靶材和背板之間通過由銦構成的嵌裝材料接合的技術(參照專利文獻3)，以及在背板的接合側表面設置鈦層和由鋁-鎂類合金構成的中介層而將該背板與靶材通過熱等靜壓機接合的技術(參照專利文獻4)。

然而，嵌裝材料使用高價的銦的接合技術在成本方面存在問題，特別是在大型的濺射靶材的制造方面該問題尤其顯著。另一方面，專利文獻4所述的技術不僅設置鈦層和中介層的工序數增加而在成本方面存在問題，而且可實現高壓的HIP處理的裝置價格昂貴且無法增大接合面積，無法適應靶材的大型化。

正如上述中也提到，隨著液晶等的平板顯示器的不斷大型化和低成本化，必須對超過1m²的玻璃基板等進行處理，所以希望開發出大型的濺射靶材。但是，可在如上所述的超過1m²的玻璃基板上形成膜厚和成分均一的膜的大型的一整塊靶材的獲得在技術上存在困難。例如，上述的專利文獻1和2所述的技術存在靶材的制造上受到裝置的限制，而且使用大型裝置進行制造時所獲得的靶材的組織無法微細且均一的問題。因此，提出了例如制備多塊靶材并將它們的端面相互固相擴散接合而獲得表面積超過1m²的靶材的技術(參照專利文獻5)，以及將多塊靶材接合于背板上而得的多部拼合濺射靶材(參照專利文獻6和7)等。即，濺射靶材的大型化是目前的重要課題之一。

另一方面，如果在濺射裝置中使用濺射靶材，則靶材的表面消耗，在靶材的表面逐漸形成凹凸。這樣的凹凸可能會引起異常放電等，或者使得到的膜的膜厚不均一。如果在這樣的狀態下再繼續使用，則靶材與背板的接合面暴露，產生得到的膜中混入雜質的問題。因此，在引起這些問題之前，按一定程度的余量將規定的累計時間作為標準，更新濺射靶材。這時，對于使用后的濺射靶材，也可以通過以化學或機械的方法從背板上剝取消耗了的靶材，進行清洗和研磨等規定的處理后，通過軟釬焊等接合新的靶材，從而進行再次利用，但再利用需要花費所述的人工和成本，所以大多數的情況下廢棄，還存在殘存的靶材和狀態尚好的背板被全部浪費的問題。