TWI695900B

TWI695900B - 用於使靶材再生的方法及再生鑄錠的製造方法

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Publication number: TWI695900B
Application number: TW107110318A
Authority: TW
Inventors: 西岡宏司; 塚田洋行
Original assignee: 日商住友化學股份有限公司
Priority date: 2017-03-30
Filing date: 2018-03-26
Publication date: 2020-06-11
Also published as: CN108690957A; JP2018168443A; KR20180111582A; TW201837218A; KR102104013B1; JP6420393B2

Abstract

一種清洗濺鍍靶的靶材的方法，濺鍍靶是藉由接合材將主要包含金屬的靶材和支撐構件結合而成，並於濺鍍中使用過，所述清洗濺鍍靶的靶材的方法包括：由所述濺鍍靶分離所述靶材的步驟；及藉由酸對自所述步驟獲得的靶材中的與所述支撐構件的結合面進行處理後，進而藉由鹼進行處理的步驟。

Description

用於使靶材再生的方法及再生鑄錠的製造方法

本發明是有關於一種清洗使用過的靶材的方法、靶材的製造方法、以靶材為原料的鑄錠(以下，稱作「再生鑄錠」)的製造方法以及再生鑄錠。

濺鍍靶一般是藉由接合材將包含金屬、合金或陶瓷的靶材和支撐構件結合(鍵結(bonding))而成。靶材於其使用後被回收，並再次對金屬進行熔解且鑄造，藉此可作為鑄錠(板坯(slab)、鑄塊(ingot))再使用(再生)。

關於靶材的再使用，例如於日本專利特開2005-23350號公報、日本專利特開2005-23349號公報及國際公開第2015/151498號手冊中揭示出藉由酸將濺鍍靶的表面附著物去除。

本發明者進行了努力研究，結果發現，自藉由接合材將靶材和支撐構件結合而成的濺鍍靶將靶材分離，並藉由酸對靶材的與支撐構件的結合面進行處理後，進而藉由鹼進行處理，藉此可將附著於靶材的源於接合材或支撐構件的雜質去除，從而完成了本發明。

本申請案是有關於以下發明。

[1]

[2]

如[1]所述的方法，其中，所述金屬為鋁。

[3]

一種靶材的製造方法，其包括藉由如所述[1]至[2]中任一項所述的方法清洗靶材的步驟。

[4]

一種再生鑄錠的製造方法，其包括對藉由如[1]或[2]所述的方法清洗的靶材進行鑄造的步驟。

[5]

一種再生鑄錠，其源於藉由接合材將主要包含金屬的靶材和支撐構件結合而成的濺鍍靶的靶材，且所述再生鑄錠包含鋁作為主成分，源於所述接合材及所述支撐構件的元素的合計量按照重量基準不足10ppm。

1:靶材

2:支撐構件

3:接合材(或接合層)

4:焊層

5、5':金屬化層

10、20、30:濺鍍靶

圖1是示意性地表示依照本發明的靶材的處理及利用其的靶材的再生的一例的概略圖。

圖2是表示濺鍍靶的靶材和支撐構件的結合的概略圖。

圖3是表示其他濺鍍靶的靶材和支撐構件的結合的概略圖。

圖4是表示另一濺鍍靶的靶材和支撐構件的結合的概略圖。

本發明中，「濺鍍靶」是藉由接合材將主要包含金屬(元素)的靶材和支撐構件結合而成，若為能夠於濺鍍中使用者，則無特別限制。於濺鍍靶為平板型的情況下，作為支撐構件，能夠使用平板狀的支承板(backing plate)。另外，於濺鍍靶為圓筒型的情況下，作為支撐構件，能夠使用圓筒狀的支承管(backing tube)。此處，可於圓筒型靶材的內部插入圓筒狀的支承管，且能夠藉由接合材將圓筒型靶材的內周部和支承管的外周部結合。

「靶材」能夠主要包含金屬(元素)，例如包含選自由鋁(Al)、銅(Cu)、鉻(Cr)、鐵(Fe)、鉭(Ta)、鈦(Ti)、鋯(Zr)、鎢(W)、鉬(Mo)、鈮(Nb)、銀(Ag)、鈷(Co)、釕(Ru)、鉑(Pt)、靶(Pd)、金(Au)、銠(Rh)、銥(Ir)及鎳(Ni)所組成的群組中的金屬(元素)，亦可為包含所述金屬的合金，其中，作為主成分，較佳為包含鋁(純度99.99%(4N)以上，較佳為純度99.999%(5N)以上)或者銅(純度99.99%(4N)以上)。靶材的尺寸、形狀及結構並無特別限制。作為靶材，較佳為使用板狀的靶材。

於支撐構件為「支承板」的情況下，主要包含選自由銅(Cu)、鉻(Cr)、鋁(Al)、鈦(Ti)、鎢(W)、鉬(Mo)、鉭(Ta)、鈮(Nb)、鐵(Fe)、鈷(Co)及鎳(Ni)所組成的群組中的金屬(元素)，亦可為包含所述金屬的合金，其中，較佳為銅(無氧銅)、鉻銅合金、鋁合金等。若為可配置靶材的板狀者，則支承板的尺寸、形狀及結構並無特別限制。

於支撐構件為「支承管」的情況下，進行構成的金屬亦與所述支承板的情況相同，但其中較佳為不鏽鋼(SUS)、鈦、鈦合金等。關於支承管的尺寸，為了插入至圓筒型靶材的內部並進行接合，通常較圓筒型靶材更長，且支承管的外徑較佳為較圓筒型靶材的內徑稍小。

「接合材」若為有助於靶材和支撐構件的結合且能夠用於形成濺鍍靶者，則無特別限制(圖2)。接合材包含焊材、硬焊材等。

所謂「焊材」，為包含低熔點(例如723K以下)的金屬或合金的材料，例如可列舉包含選自由銦(In)、錫(Sn)、鋅(Zn)、鉛(Pb)、銀(Ag)、銅(Cu)、鉍(Bi)、鎘(Cd)及銻(Sb)所組成的群組中的金屬或其合金的材料等。更具體而言，可列舉：In、In-Sn、Sn-Zn、Sn-Zn-In、In-Ag、Sn-Pb-Ag、Sn-Bi、Sn-Ag-Cu、Pb-Sn、Pb-Ag、Zn-Cd、Pb-Sn-Sb、Pb-Sn-Cd、Pb-Sn-In、Bi-Sn-Sb等。

作為「硬焊材」，可將靶材和支撐構件結合，若為較靶材及支撐構件熔點低的金屬或合金，則可無特別限制地使用。

作為接合材，較佳為使用一般為低熔點的In或In合金、Sn或Sn合金等焊材。

例如，焊材可藉由加熱而於與靶材的結合面形成包含於靶材中的金屬(元素)和擴散層(合金層)並進行結合。焊材於與支撐構件的結合面亦可同樣地形成包含於支撐構件中的金屬(元素)和擴散層(合金層)並進行結合。可由此種焊材形成焊層，並將靶材和支撐構件結合(圖3)。

一般而言，若只是將所述焊材載置於靶材或支撐構件，則有時能夠於靶材或支撐構件的表面存在的氧化膜產生影響，從而無法獲得充分的接合強度。因此，為了提升焊材對該些表面的潤濕性，能夠設置金屬化層(metalized layer)。

所謂「金屬化」，為一般能夠用於將非金屬的表面加以金屬膜化的處理方法，於本發明中是指，於靶材或支撐構件具有氧化膜的情況下，使用金屬化用的焊材而與靶材或支撐構件結合並形成金屬化層。金屬化層例如能夠藉由如下方式形成：一面使用超音波焊鐵，藉由超音波的振動能量(空蝕效應)破壞靶材或支撐構件的氧化膜，一面藉由加熱，與氧化膜中的氧原子一併使包含於金屬化用的焊材中的金屬原子和包含於靶材或支撐構件中的金屬原子化學鍵結。金屬化層的形成可利用所述接合材。

金屬化層(5、5')(參照圖4)可亦與所述焊層(4)結合，且可位於靶材(1)和焊層(4)之間、支撐構件(2)和焊層 (4)之間並發揮將靶材(1)和焊層(4)、支撐構件(2)和焊層(4)牢固結合的作用。

關於焊層的厚度，於平板型的情況下，例如為10μm~1000μm、較佳為50μm~500μm，於圓筒型的情況下，例如為100μm~2000μm、較佳為250μm~1500μm的範圍內。

關於金屬化層的厚度，平板型及圓筒型均為例如1μm~100μm、較佳為10μm~100μm、更佳為5μm~50μm的範圍內。

可用於金屬化的焊材為包含選自由銦(In)、錫(Sn)、鋅(Zn)、鉛(Pb)、銀(Ag)、銅(Cu)、鉍(Bi)、鎘(Cd)及銻(Sb)所組成的群組中的金屬或合金的材料等，更具體而言，可列舉：In、In-Sn、Sn-Zn、Sn-Zn-In、In-Ag、Sn-Pb-Ag、Sn-Bi、Sn-Ag-Cu、Pb-Sn、Pb-Ag、Zn-Cd、Pb-Sn-Sb、Pb-Sn-Cd、Pb-Sn-In、Bi-Sn-Sb等。只要適宜選擇與靶材或支撐構件的親和性高的材料即可。

本發明中，例如於濺鍍中使用濺鍍靶之後，自濺鍍靶將靶材分離(剝離)。將靶材與支撐構件分離的方法並無特別限制。例如，可一面對能夠由所述接合材形成的接合層(或結合層)加熱(例如180℃~300℃)，將接合層軟化或熔融，一面視需要以物理方式破壞接合層並將靶材自支撐構件分離。

於靶材為平板型的情況下，於分離後的靶材中，於與支撐構件結合(或接合)的一側的面(以下，亦有時稱作「結合面」或「接合面」)上附著並殘存有接合材的至少一部分。即便藉由刮勺(例如，矽酮製的刮勺)等將附著於分離後的結合面上的接合材削掉，亦難以將所附著的接合材完全去除，尤其無法去除與靶材結合的金屬化層。通常殘存厚度數μm左右的金屬化層和厚度50μm~200μm左右的焊層。於靶材的濺鍍面上亦存在附著並殘存有接合材的情況。作為其原因，例如可列舉進行靶材的分離時發生了熔融的接合材附著於濺鍍面。作為其他原因，可列舉：為了將分離的靶材相互重疊並保管，而使結合面與濺鍍面接觸，且結合面的接合材附著於濺鍍面。因而，於濺鍍面上亦可應用利用酸的處理及利用鹼的處理。

於靶材為圓筒型的情況下，能夠利用接合材使圓筒型的靶材結合於圓筒狀的支承管的外周部，故與所述板狀靶材的情況同樣地，於分離後的靶材的結合面(內周部)附著有接合材，並包含金屬化層，無法完全去除接合材。於靶材的濺鍍面上亦存在附著並殘存有接合材的情況。進而，亦存在源於支承管的成分亦能夠作為雜質而混入的情況。因而，於圓筒型靶材中，亦可對作為濺鍍面的外周部或內周部應用該清洗方法。

分離後的靶材中的接合材的附著的存在例如可藉由能量分散型螢光X射線分析(EDXRF：Energy Dispersive X-ray Fluorescence Analysis)來確認。亦存在金屬元素自支撐構件向靶材(尤其是接合面附近)擴散的情況，關於此種金屬元素，亦可同樣地藉由EDXRF來確認。此外，即便為波長分散型螢光X射線分析(WDXRF：Wavelength Dispersive X-ray Fluorescence Analysis)、電子束探針顯微分析(EPMA：Electron Probe Micro Analysis)、歐傑電子分光法(AES：Auger Electron Spectroscopy)、X射線光電子分光法(XPS：X-ray Photoelectron Spectroscopy)、飛行時間型二次離子質譜分析法(TOF-SIMS：Time-of-Flight secondary Ion Mass Spectrometry)、雷射照射型感應耦合電漿質譜分析(LA-ICP-MS：Laser Ablation Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry)、X射線繞射法(XRD：X-ray Diffraction Analysis)等分析方法，亦能夠確認源於接合材、支撐構件的雜質，但就分析的簡便性、分析範圍的寬廣性而言，較佳為藉由EDXRF、WDXRF進行的確認。

此處，若直接使用附著有接合材的分離後的靶材製造鑄錠(以下，亦有時稱作「板坯」或「鑄塊」)，並自該鑄錠製造靶材，則源於所附著的接合材的成分的雜質混入。進而，亦存在自支撐構件擴散至靶材的金屬元素作為雜質混入所述靶材中的情況。此種金屬元素存在作為雜質混入鑄錠中的情況。

因此，本發明中，自使用過的濺鍍靶將靶材分離後，藉由酸對靶材中的附著並殘存有接合材的結合面進行處理之後，進而藉由鹼進行處理並清洗。本發明中，可藉由酸將源於接合材或支撐構件的雜質溶解並去除，進而，可藉由鹼將靶材侵蝕，並將擴散至靶材的接合面側的源於支撐構件的雜質去除(圖1)。

(靶材的清洗方法)

．酸處理

本發明中，首先，藉由酸對自濺鍍靶分離的靶材的至少與支撐構件的結合面進行處理(圖1)。藉由此種利用酸的處理，可將源於接合材或支撐構件的雜質溶解去除。再者，藉由該清洗，亦可將結合於靶材的金屬化層去除。

作為可於本發明中使用的酸，可列舉：鹽酸、硝酸、硫酸、氫氟酸(氟氫酸)、磷酸、過氯酸、氯酸、過溴酸、溴酸、過碘酸、碘酸、氫碘酸、過錳酸、四氟硼酸等。視需要亦可組合使用兩種以上的酸。例如可使用王水、硝酸氫氟酸等。

酸的濃度並無特別限制，例如為1重量%~50重量%、較佳為4重量%~35重量%、更佳為10重量%~25重量%。但是，於硝酸氫氟酸等混合酸的情況下，其中一種酸的濃度亦可為1重量%以下。

藉由以某種程度提高酸的濃度，而提高與靶材或接合材的反應速度，並獲得充分的清洗效果。藉由以某種程度降低酸的濃度，即便於尤其對大量的靶材同時進行處理的情況下，亦可藉由控制酸的反應量來防止良率下降。藉由以某種程度降低酸的濃度，可防止處理液飛散的危險，進而可抑制成本。於使用氫氟酸或鹽酸等氫鹵酸的情況下，由於反應速度快，故氫鹵酸的濃度較佳為3重量%以下。

所使用的酸的溫度亦無特別限制，例如為5℃~80℃、較佳為10℃~45℃、更佳為15℃~30℃。

利用酸的處理時間並無特別限制，例如為3分鐘以上、較佳為3分鐘~25小時、更佳為3分鐘~6小時、進而佳為3分鐘~120分鐘。只要根據酸的濃度、溫度、殘存的接合材的厚度適宜決定即可。

利用酸的處理可列舉：將酸溶液(較佳為水溶液)塗佈於靶材、或者將靶材浸漬於酸溶液(較佳為水溶液)中等。

．鹼處理

繼而，本發明中，利用鹼對靶材中的與支撐構件的結合面進行處理。藉由此種利用鹼的處理，可將靶材侵蝕，並將其中所含的雜質、尤其是源於支撐構件的雜質顯著去除。進而，亦可藉由酸處理來同時進行殘存的接合材的去除。

作為本發明中可使用的鹼，可列舉：氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀等鹼金屬的氫氧化物；氫氧化鈣、氫氧化鍶、氫氧化鋇等鹼土類金屬的氫氧化物；碳酸鈉、磷酸鈉、氨水、胍、氫氧化四甲基銨、氫氧化四乙基銨等。視需要亦可組合使用兩種以上的鹼。

除所述鹼以外，亦可追加與構成靶材的金屬的離子進行錯合的螯合劑。例如，於靶材為鋁的情況下，可列舉：庚葡糖酸(Hepto gluconic acid)、葡萄糖酸、檸檬酸、酒石酸、乙二胺四乙酸的鹼金屬鹽等。亦可添加阿魯薩坦等市售的鹼蝕刻處理劑。該些可僅使用一種，亦可組合使用兩種以上。

鹼的濃度並無特別限制，例如為4重量%~50重量%、較佳為8重量%~30重量%、更佳為10重量%~20重量%。

藉由以某種程度提高鹼的濃度，可提高與靶材的反應速度，並獲得充分的清洗效果。藉由以某種程度降低鹼的濃度，可防止靶材表面的氧化層變厚，進而可抑制成本。

所使用的鹼的溫度亦無特別限制，例如為10℃~80℃、較佳為15℃~70℃、更佳為20℃~60℃。藉由以某種程度提高溫度，可提高與靶材的反應速度，並獲得充分的清洗效果。藉由以某種程度降低溫度，可防止靶材表面的氧化層變厚。

利用鹼的處理時間並無特別限制，例如為3分鐘以上、較佳為3分鐘~12小時、更佳為4分鐘~120分鐘、進而佳為30分鐘~90分鐘。只要根據鹼的濃度、溫度適宜決定即可。

利用鹼的處理可列舉：將鹼溶液(較佳為水溶液)塗佈於靶材、或者將靶材浸漬於鹼溶液(較佳為水溶液)中等。

藉由進行所述清洗方法，不僅可去除源於接合材或支撐構件的雜質，亦可使再生後的靶材表面所存在的氧化被膜變薄。進而，可減少於製造後述的再生鑄錠時所產生的浮渣(dross)量、或者再生鑄塊中所含的氧化物量。

．處理步驟

於對大量的使用過的靶材同時進行處理的情況下，較佳為將靶材並排放入籠狀的容器中，並將每個籠狀的容器浸漬於酸溶液或鹼溶液中。藉由進行此種浸漬，可簡便地進行該靶材向溶液中的插入及取出作業。

容器的材質只要為耐化學品性高且可承受放入其中的靶材的重量的材質即可。作為容器的材質，可列舉：不鏽鋼、鈦、鈦合金、鎳、鎳合金、英高鎳、鋁合金等金屬或合金、氯乙烯樹脂、氟樹脂、聚乙烯、聚丙烯等樹脂等，只要根據所使用的酸或鹼來適宜選擇即可。

於對長度超過1m的平板顯示器(flat panel display)用的使用過的靶材進行處理的情況下，就強度、耐久性、耐化學品性的觀點而言，較佳為使用SUS304、SUS316等不鏽鋼。於選擇金屬製的容器的情況下，為了防止金屬溶解於溶液中，亦可使用藉由所述樹脂等進行了塗佈的材料。

為了將每個籠狀的容器浸漬於溶液中，籠較佳為網狀、網格(mesh)狀、衝孔(punching)狀、膨脹(expand)狀、光柵(grating)狀。由於酸或鹼可於容器內外擴散，故可抑制反應速度的下降。於使用金屬製的籠的情況下，藉由減小與溶液接觸的部分的面積，可抑制籠的金屬成分於溶液中的溶解量，可抑制由靶材上的金屬成分的析出所引起的污染的風險。

作為浸漬於酸或鹼中的靶材的配置的方法，並無特別限制。由於可更高效地將接合材等去除，故於平板型靶材的情況下，以使靶材的側面朝下並使靶的接合面相對於容器的下表面而形成角度的方式、較佳為傾斜60°~120°來浸漬。

當將靶材浸漬於酸或鹼中時，藉由使接合材或靶材與酸或鹼進行反應而氣體呈泡狀產生，該氣體沿著處理面的表面上升，藉此將溶液攪拌，此外，能夠藉由氣泡的碰撞來促進接合材的剝離。

由於可抑制空氣堆積的發生且可降低接合材殘存的風險，故於圓筒型靶材的情況下，以使靶材的外周面朝下並使靶材的接合面相對於容器的下表面而形成角度的方式、較佳為傾斜2°~45°來浸漬。

亦可於酸處理或鹼處理之後立即藉由通常3MPa以上、較佳為5MPa以上的高壓的流體進行噴射清洗。流體的種類並無特別限制，但較佳為使用水。自濺鍍靶剝離的靶材中所殘存的接合材的厚度並不均勻，存在所述厚度大的部分。進而，於剝離步驟中熔融的接合材下垂至靶材，結果，有時於所述剝離的靶材上有接合劑呈島狀或點狀存在的部分。該些部分有於所述酸處理或鹼處理後殘存接合材之虞。進而，藉由實施噴射清洗，能以物理方式將所附著的接合材去除，故可降低接合材殘存的風險。

．雜質的檢測

根據本發明，可減少源於接合材及支撐構件的雜質的量至較EDXRF的檢測下限(通常，檢測下限視元素而異，但源於接合材的雜質的檢測下限例如為0.01重量%左右，例如，銦為0.01重量%)更低的值為止，處理後的靶材實質上不含源於接合材及支撐構件的元素。

此處，所謂源於接合材或支撐構件的「雜質」，僅表示構成接合材或支撐構件的主要元素。所謂「源於接合材及支撐構件的元素」，是指構成接合材或支撐構件的主要元素。該元素相對於接合材或支撐構件100質量份而通常包含0.1質量份、較佳為0.5質量份以上、更佳為1質量份以上。所謂「實質上不含源於接合材及支撐構件的元素」，是指雜質的量減少至較EDXRF的檢測下限更小、且無法藉由EDXRF檢測到的程度為止。

(再生鑄錠的製造方法)

例如，如圖1所示般，對依照本發明清洗的靶材進行熔解或鑄造，藉此可製造再生鑄錠。

作為製造再生鑄錠的方法，可經過對依照本發明清洗的靶材進行熔解或鑄造的步驟來製造。熔解或鑄造可按照公知的順序進行。作為熔解方法，只要於電爐或燃燒爐中，於大氣中或真空中使其熔解即可。作為鑄造方法，可採用連續鑄造法、半連續鑄造法、模具鑄造法、精密鑄造法、熱頂(hot top)鑄造法、重力鑄造法等。亦可於熔解、鑄造步驟之間進行除氣處理、夾雜物去除處理。

再生鑄錠的製造條件(尤其是溫度)只要根據主要包含於靶材中的金屬(元素)適宜決定即可。

於作為主成分而包含於靶材中的金屬為鋁的情況下，例如於真空下(例如，0.03托(Torr))或大氣下，於670℃~1200℃、較佳為750℃~850℃下，於碳或氧化鋁等的坩堝中對處理後的靶材進行熔解，並視需要於大氣中進行攪拌將浮渣去除後，於大氣中進行冷卻，藉此可製造再生鑄錠。

再生鑄錠的製造可僅藉由清洗後的靶材來製造，或者亦可將現有的原料金屬和清洗後的靶材的混合物一併使用。於將原料金屬和清洗後的靶材混合的情況下，清洗後的靶材的混合比例通常為20重量%以上，就抑制製造成本中的原料費用的比例而言，較佳為50重量%以上。

(再生鑄錠)

如上所述，本發明的再生鑄錠為源於藉由接合材將主要包含金屬的靶材和支撐構件結合而成的濺鍍靶的靶材的、再生鑄錠，實質上不含源於接合材及支撐構件的元素。即，本發明的再生鑄錠能夠具有與原來的(未使用的)靶材實質上相同的組成。

可自本發明的再生鑄錠再次製造具有與原來的靶材實質上相同的組成的靶材。此處，所謂「具有與原來的靶材實質上相同的組成」，是指主要的金屬(元素)相同，且能夠含有與原來的靶材中本來所含的雜質為同等程度的量的雜質。於所述再生鑄錠中，能夠源於接合材及支撐構件的雜質的合計量按照重量基準例如不足10ppm、較佳為0.1ppm~8ppm、更佳為5ppm以下(或不足)、進而佳為0.1ppm~5ppm、進而更佳為0.1ppm~3.5ppm、進一步更佳為0.1ppm~1.5ppm。進而，於所述再生鑄錠中，總雜質合計量處於例如不足50ppm、較佳為0.1ppm~20ppm、更佳為0.1ppm~10ppm、進而佳為5ppm以下(或不足)、進而更佳為0.1ppm~5ppm的範圍內。原來的靶材中所含的雜質及其量能夠依存於作為主成分而包含於所述靶材中的金屬的種類及原來的靶材的製造方法。

再生鑄錠亦可用於靶材以外的用途，亦可作為鋁電解電容器 (aluminum electrolytic condenser)、硬碟基板、耐蝕性材料、高純度氧化鋁等要求高純度的製品的原料而使用。

於作為主成分而包含於靶材中的金屬為鋁的情況下，再生鑄錠中所含的源於接合材及支撐構件的元素的合計量按照重量基準若例如不足10ppm、較佳為0.1ppm~8ppm、更佳為5ppm以下(或不足)、進而佳為0.1ppm~5ppm、進而更佳為0.1ppm~3.5ppm，則為容許的範圍內。雖依據用途，但例如平板顯示器用的鋁製的靶材已知通常能夠包含10ppm左右的雜質，若雜質的量為該程度，則並不特別影響濺鍍。

再生鑄錠中所含的雜質的量極其微量，故此種雜質的量可使用輝光放電質譜分析法(Glow Discharge Mass Spectrometry(GDMS))來測定。GDMS的定量下限視靶材的主元素及作為檢測對象的元素而異。於作為靶材的主成分而包含的金屬為鋁的情況下，通常為0.001ppm~0.1ppm，例如銦為0.01ppm。

根據本發明，可對使用過的靶材簡便地加以處理且可使其再生，清洗後的該靶材實質上不含源於接合材及支撐構件的元素。因此，藉由使用利用所述方法處理的靶材，可獲得具有與原來的靶材實質上相同的組成的再生鑄錠。進而，可自該再生鑄錠簡便地製造具有與原來的靶材實質上相同的組成的靶材。

以下，列舉本發明的實施例來詳細地說明本發明，但本發明並不限定於以下實施例。

[實施例]

(實施例1~實施例5及比較例1)

藉由對使用過的濺鍍靶的接合層進行加熱(280℃)，而將靶材自支承板分離。

再者，該濺鍍靶於使用前的狀態下是藉由In或Sn-Zn的焊材(焊層的厚度：350μm)將鋁製的平板型靶材(純度99.999%，維氏硬度：15~17，尺寸：2000mm×200mm×15mm)和無氧銅製的支承板(純度99.99%，尺寸：2300mm×250mm×15mm)接合(靶材的金屬化使用Sn-Zn-In的焊材)而成。

進而，藉由矽酮製的刮勺將附著於經分離的靶材的接合面上的焊材刮掉，並儘可能回收焊材。自支承板分離後，以成為100mm×200mm×15mm左右的方式將靶材切斷。

以表1及表2所示的條件(實施例1~實施例5、比較例1)藉由浸漬來對所述靶材分別進行清洗並處理。進而，使用島津製作所製造的EDXRF分析裝置(EDX-700L，檢測極限：In為約0.01重量%)，於下述條件下對清洗後的使用過的靶材的接合面進行分析(半定量分析)。

此時，關於接合材或支承板的成分的元素，亦對X射線峰值的檢測有無進行了確認。其結果，於分析結果成為0wt%的情況下，亦一併確認到亦未檢測出峰值。

將EDXRF的分析結果與使用過的靶材(清洗前)和未使用的靶材(接合前)的分析結果一併示於表1及表2。

<分析條件>

X射線照射徑：10mmΦ

激發電壓：10kV(Na~Sc)、50kV(Ti~U)

電流：100μA

測定時間：200秒(於各激發電壓下測定100秒)

環境：He

管球：Rh靶

濾波器：無

測定方法：基本參數法

檢測器：Si(Li)半導體檢測器

實施例1~實施例5中，可獲得實質上不含源於接合材及支承板的雜質的使用過的靶材。相對來說，比較例1中，未能去除源於支承板的銅(Cu)。

繼而，採取實施例1及比較例1中獲得的清洗過的靶材的一部分，於真空下(例如，0.03Torr)、於850℃下將清洗過的靶材熔解。進而，於大氣中攪拌並去除浮渣之後，於大氣中進行冷卻，藉此製造約3kg的再生鑄錠。

使用輝光放電質譜分析儀(Glow Discharge Mass Spectrometer，GDMS)(VG元素(Elemental)公司製造的VG9000)分別對再生鑄錠、未使用的靶材中所含的雜質的量進行關於In、Sn、Zn、Cu的微量分析。將結果與關於以同樣的方法自使用過的靶材(清洗前)及比較例1的靶材製作的鑄錠和未使用的靶材(接合前)的分析結果一併示於表3。

實施例1中，源於接合材及支承板的雜質(即，In、Sn、Zn、Cu)的合計量按照重量基準不足0.5ppm。

相對來說，比較例1中，源於接合材及支承板的雜質(即，In、Sn、Zn、Cu)的合計量按照重量基準為約19ppm。

(實施例6)

以與實施例3同樣的條件對使用過的平板型靶材(75kg)進行處理。但是，所清洗的使用過的靶材的尺寸為400mm×200mm×15mm(將自支承板剝離的靶材以五等分切斷的尺寸)，放入至SUS304製的網狀的籠中，並浸漬於清洗液中。此時，使用過的靶材是以使靶的長邊的側面朝下且接合面相對於容器的下表面而立起(60°~120°)的方式配置於籠中。浸漬於酸、鹼中之後，藉由5MPa左右的高壓水對接合面進行噴射清洗。

利用酸進行清洗之後，於使用過的靶材中能以目視確認到局部殘存有接合材的部位，但於利用鹼進行清洗之後被去除。

清洗後，於所處理的靶材中任意選取10片，使用島津製作所製造的EDXRF分析裝置(EDX-700L，檢測極限：In為約0.01重量%)，對清洗後的靶材的接合面進行分析(半定量分析)。此時，關於接合材或支承板成分的元素，確認了X射線峰值的檢測有無。分析的結果亦一併確認到於含量成為0%的情況下未檢測出峰值。

繼而，於真空中、於800℃下將所處理的清洗過的靶材中的18片(約50kg)熔解，去除浮渣之後，於大氣中將熔體注入至碳製的鑄模中，並於大氣中將熔體冷卻，藉此製造再生鑄錠。使用GDMS(VG元素(Elemental)公司製造的VG9000)對再生鑄錠中所含的雜質的量進行測定。將結果示於表4。

實施例6中，亦未受到使用過的靶的焊材的厚度偏差的影響。

[產業上之可利用性]

根據本發明，可獲得實質上不含雜質的靶材。藉由以此種靶材為原料製造鑄錠，可獲得具有與實質上不含源於接合材及支撐構件的元素的原來的靶材實質上相同的組成的再生鑄錠。根據本發明，可製造具有與原來的靶材實質上相同的組成的靶材，故有利於靶材的再生。

Claims

一種用於使靶材再生的方法，包括：於濺鍍中使用藉由接合材將主要包含鋁的靶材和支撐構件結合而成的濺鍍靶後，在熔解並鑄造自所述支撐構件分離的靶材前，利用酸對經分離的所述靶材的至少與所述支撐構件的結合面進行處理，從而將源於所述接合材及所述支撐構件的雜質溶解，之後進而利用鹼進行處理，藉此利用所述鹼侵蝕所述主要包含鋁的靶材，而將所述靶材中所含的源於所述接合材及所述支撐構件的雜質去除。
如申請專利範圍第1項所述的用於使靶材再生的方法，其中，所述鹼為氫氧化鈉。
如申請專利範圍第1項或第2項所述的用於使靶材再生的方法，其中，所述鹼的濃度為4重量%~50重量%。
一種再生鑄錠的製造方法，其使用藉由如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的用於使靶材再生的方法再生的靶材。