WO2012070894A2 - 로터리 타겟의 타겟 분리방법 - Google Patents

로터리 타겟의 타겟 분리방법 Download PDF

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WO2012070894A2
WO2012070894A2 PCT/KR2011/009032 KR2011009032W WO2012070894A2 WO 2012070894 A2 WO2012070894 A2 WO 2012070894A2 KR 2011009032 W KR2011009032 W KR 2011009032W WO 2012070894 A2 WO2012070894 A2 WO 2012070894A2
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indium
target
rotary target
rotary
backing tube
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PCT/KR2011/009032
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WO2012070894A3 (ko
WO2012070894A4 (ko
Inventor
알 심슨웨인
한순석
Original Assignee
플란제 에스이
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Publication date
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Publication of WO2012070894A3 publication Critical patent/WO2012070894A3/ko
Publication of WO2012070894A4 publication Critical patent/WO2012070894A4/ko

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C23C14/3407—Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target

Definitions

  • the present invention relates to a method for separating a target from a rotary target, and more particularly, to melt and remove indium for bonding and fixing a target on an outer circumferential surface of a backing tube by heating and immersing a hydrochloric acid solution after use of a sputtering rotary target. It relates to a target separation method of the rotary target to enable the target to recycle the separated backing tube.
  • sputtering refers to a technique of attaching a film to a target surface in the form of a film
  • sputtering is a thin film or a thick film by evaporating a solid in a high vacuum state to make an electronic circuit in a ceramic or semiconductor material. It is used when forming).
  • the sputtering as described above is ionized by applying a DC voltage between the substrate and the target (target material Cr, Ti, etc.) while introducing an inert gas (mainly argon gas) in a vacuum.
  • the target material is formed on a substrate by colliding the argon with the target.
  • reactive sputtering ITO ⁇ TiN, and so on
  • the sputtering as described above is classified by dry plating method and is plated without exposing the object to be coated to liquid or high temperature gas. Therefore, it is used for the board
  • a rotary target is used as an electrode for applying a high voltage in a sputtering apparatus for coating or thin film plating.
  • the sputtering rotary target is composed of a cylindrical target composed of a cylindrical backing tube and the outer peripheral surface of the backing tube, but the target is bonded and integrated on the outer peripheral surface of the backing tube through the joining by melt bonding of indium (Indium).
  • Indium is a rare metal element belonging to group 13 of the boron group of the periodic table. It was called indium because it was offered.
  • Indium as described above, is used for welding sealing between glass, metal, quartz, ceramic, and marble because it has a unique property of melting or sticking to clean glass and other surfaces when melted. It is also used for painting aircraft engine bearings because it increases corrosion resistance and forms an adhesive oil film on the surface.
  • indium (Indium) to join the cylindrical target on the outer peripheral surface of the cylindrical backing tube belongs to the rare metals in that the production cost according to the manufacture of the sputtering rotary target There is a problem that follows.
  • indium which allows the cylindrical target to be bonded to the outer circumferential surface of the cylindrical backing tube constituting the sputtering rotary target, is a rare metal, and since its supply is not large, the market price is very unstable. There is a problem that follows.
  • the media powder (Media pouder) is made of elements that are nonmagnetic and have a specific gravity heavier than indium.
  • indium in the composition of the rotary target bonding composition for sputtering is added in a molten state, and media powder (Media pouder), which is a nonmagnetic material and a specific gravity is heavier than indium, is introduced in powder form. .
  • the composition ratio of indium and media powder is 5-50 wt% of indium and 50-95 wt% of media powder (Media pouder). It is made up of. At this time, 5 to 50% by weight of molten indium is first introduced into the space between the outer circumferential surface of the backing tube and the target inner circumferential surface, and then 50 to 95% by weight of media powder (media pouder) is added to the vibration or rotation. The target is bonded on the outer circumferential surface of the backing tube while the indium in the molten state and the media powder on the powder are mixed.
  • the sputtering rotary target manufactured by the above-described method because only the target portion is lost when using the recycling of the backing tube and indium, even though the backing tube and the bonding material is not recycled as well as the target. It is true.
  • Indium in particular, belongs to a rare metal and is discarded despite being expensive.
  • the present invention has been made to solve the problems of the prior art, by melting and removing the indium for bonding and fixing the target on the outer peripheral surface of the backing tube through the use of sputtering rotary target after heating and soaking in hydrochloric acid solution for a certain time.
  • the object is to provide a target separation method of the rotary target to recycle the backing tube separated target.
  • the technology according to the present invention by heating and soaking in a hydrochloric acid solution after the use of the sputtering rotary target for a certain time while melting and removing the indium for bonding and fixing the target on the outer peripheral surface of the backing tube while the target backing tube Recycling can reduce the production cost of the product.
  • the target separation method of the rotary target according to the present invention is a target from the backing tube after the use of the rotary target is fixed to the outer peripheral surface of the backing tube by a binder made of indium (media) and media powder (Media pouder)
  • a method of separation comprising: (a) melting and removing a portion of indium through heating of a rotary target above the melting point temperature of indium; (b) immersing the rotary target in a state where some of the indium is melted and removed in the hydrochloric acid solution for a predetermined time to corrode the indium and the media powder; (c) heating the rotary target in the state where the indium and the media powder are corroded through the hydrochloric acid solution of step (b) above the melting point temperature of indium to melt away the remaining indium; And (d) melting and removing the indium through heating of step (c), and then pushing the target to one side from the outer circumferential surface of the backing
  • media powder is sand (Sand), stainless steel (S / S), copper (Cu), tungsten (W), tungsten hexacarbonyl (Tungsten hexacarbonyl) And it may be made of one or more selected from the group consisting of aluminum oxide (Al 2 O 3 ).
  • the heating temperature of the rotary target in the step (a) and the step (c) may be 156.61 ° C. or more.
  • indium that is melted and removed when the rotary target is heated in the process of step (a) of the configuration according to the present invention may be configured to be melted in a range of 75 to 80% by weight of the total weight of indium used.
  • the hydrochloric acid solution in the step (b) may be diluted by mixing at a ratio of 5 to 50% by weight of hydrochloric acid and 50 to 95% by weight of water.
  • the time for immersing the rotary target after the step (a) in the hydrochloric acid solution in the step (b) may be configured to be deposited in the range of 48 to 96 hours.
  • the rotary target when the rotary target is heated, the rotary target may be configured to be heated while being rotated at a constant speed.
  • the technique according to the present invention by melting and removing the indium for bonding and fixing the target on the outer peripheral surface of the backing tube by heating and soaking in hydrochloric acid solution after the use of the sputtering rotary target recycling the backing tube from which the target is removed This can reduce the production cost of the product.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a target separation method of a rotary target to which the technique according to the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a rotary target to which the technique according to the present invention is applied;
  • FIG 3 is a cross-sectional view showing a rotary target to which the technique according to the present invention is applied.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a target separation method of a rotary target to which the technique according to the present invention is applied
  • FIG. 2 is a perspective view showing a rotary target to which the technique according to the present invention is applied
  • FIG. 3 is a rotary to which the technique according to the present invention is applied. Sectional view showing the target.
  • the rotary target to be used in the present invention As described above, the applicant of the "sputtering" of the patent application 2010-67611 It is manufactured by the technique of "bonding composition of a rotary target for rotary and a rotary target bonding method using the same".
  • the rotary target which is the object of the technology according to the present invention, is placed vertically by placing the backing tube vertically on the surface and then the target. Is bonded to the outer circumferential surface of the backing tube so that a predetermined space is formed between the outer circumferential surface of the backing tube and the inner circumferential surface of the target, and the indium melted in the space between the outer circumferential surface of the backing tube and the inner circumferential surface of the target while the backing tube and the target are heated.
  • Indium is first put in the media powder (Media pouder) in the powder state by vibrating or rotating so that the media powder is uniformly distributed and seated, then cooled to bond the target on the outer peripheral surface of the backing tube Is done.
  • the rotary target according to Patent Application No. 2010-67611 is bonded by a binder made of indium and media powder in the space between the outer circumferential surface of the backing tube and the inner circumferential surface of the target.
  • the backing tube and the target are combined by solidifying by uniformly distributing the indium (Indium) and the media powder (particle pouder) on the particles in the space between the outer peripheral surface of the tube and the target inner peripheral surface.
  • indium (indium) constituting the bonding composition for bonding the target to the outer peripheral surface of the backing tube as described above is a rare metal element belonging to the boron group of the periodic table 13, such indium (Indium) is softer than lead and plasticity It is excellent, scratched with nails, and can be transformed into any shape. Indium, like tin, produces a sharp sound when bending pure metals. It is as rare as silver and averages about 0.1 ppm of crustal weight. In nature it is produced in a bonded state and is obtained as a by-product of many minerals, especially zinc and lead minerals.
  • Indium as mentioned above, is used for welding sealing between glass, metal, quartz, ceramics, and marble because it has a peculiar property of melting and sticking to wet glass and other surfaces. It is also used for painting aircraft engine bearings because it increases corrosion resistance and forms an adhesive oil film on the surface.
  • the melting point of such indium (Indium) is 156.61 °C, specific gravity 7.31 (20 °C).
  • the media powder which is a nonmagnetic material and a heavier specific gravity than indium, is sand, stainless steel (S / S), copper (Cu), tungsten ( W), tungsten hexacarbonyl and aluminum oxide (Al 2 O 3 ).
  • the media powder (Media pouder) in the configuration according to the invention is a sand (Sand), stainless steel (S / S), copper (Cu), tungsten (W), tungsten hexacarbonyl (Tungsten hexacarbonyl) and aluminum oxide ( Al 2 O 3 ) It is made of one or more selected from the group consisting of.
  • the technique according to the present invention configured as described above melts the indium 132 of the rotary target 100 bonded by the binder 130 composed of the indium 132 and the media powder 134 as described above. By flowing down from the space between the outer circumferential surface of the backing tube 110 and the inner circumferential surface of the target 120 so that the target 120 can be separated from the outer circumferential surface of the backing tube 110 so that the backing tube 110 can be recycled.
  • One technique One technique.
  • the technique according to the present invention heats the rotary target 110 above the melting point of the indium 132 so that some indium 132 flows from the space between the outer circumferential surface of the backing tube 110 and the inner circumferential surface of the target 120.
  • the rotary target 100 in which some of the indium 132 is removed is immersed in a hydrochloric acid solution for a predetermined time to allow corrosion of the indium 132 and the median powder 134 (S110). ).
  • the indium 132 and the median powder 134 may be corroded through the hydrochloric acid solution (S110), and then the rotary target 100 is heated above the melting point to melt the indium 132.
  • the remaining indium 132 flows down from the space between the outer circumferential surface of the backing tube 110 and the inner circumferential surface of the target 120 (S120).
  • the target 120 is pushed to one side from the backing tube 110 to separate the target 120 from the backing tube 110 (S130).
  • the temperature for heating the rotary target 100 is heated to 156.61 ° C. or more, which is the melting point of the indium 132, but more preferably 160 ° C. or more. Heat.
  • the used rotary target 100 is heated above the melting point temperature of the indium 132, only a part of the indium 132 of the binder including the indium 132 and the media powder 134 melts and flows down.
  • the rotary target 100 is immersed in hydrochloric acid solution for a certain time to corrode with indium 132, and then heated to 156.61 ° C. or more, which is the melting point of indium 132, to be separated from the corroded stainless steel ball 134. As the remaining indium 132 is melted and flowed down, the target 120 is separated from the backing tube 110.
  • the present invention targets the rotary target 100 in which the target 120 is bonded and fixed to the outer circumferential surface of the backing tube 110 by a binder 130 composed of indium (132) and median powder 134. do.
  • the step (a) of the process of separating the target 120 from the backing tube 110 of the rotary target 100 as described above is primarily heating the used rotary target 100 to partially indium 132.
  • process (S100) for melting the such a step (a) process (S100) is the indium (Through the heating of the rotary target 100 above the melting point temperature of the indium 132 as shown in Figs. A portion of 132 is melted to remove the molten portion of indium 132.
  • the heating temperature of the rotary target 100 in the step (a) step (S100) as described above is heated to the binder to heat the rotary target 100 to 156.61 °C or more melting point of the indium 132 as described above Indium 132 of 130 is allowed to melt. More preferably, the molten indium 132 is heated to 160 ° C. or more so that the molten indium 132 flows out from the space between the outer circumferential surface of the backing tube 110 and the inner circumferential surface of the target 120 to be removed.
  • the indium 132 which is the binder 130 in the solidified state is melted in the space between the outer circumferential surface of the backing tube 110 and the inner circumferential surface of the target 120 through the step (a) (S100).
  • the backing tube 110 consisting of an outer diameter of 133 mm and a length of 2982 mm, a target 120 made of an outer diameter of 163 mm, an inner diameter of 135 mm, and a length of 2700 mm, and an indium 132 4,1 kg as a binder 130 and stainless steel.
  • the indium 132 of about 3.2 kg was melted and removed.
  • the indium 132 that is melted and removed during heating of the rotary target 100 is proportionally 75 to 80% by weight of the total weight of the indium 132 used. It can be melted and removed to a range.
  • the step (b) constituting the present invention is a process (S110) to corrode the binder 130, the indium 132 and the median powder 134 through a hydrochloric acid solution, such step (b)
  • the rotary target 100 is immersed in a hydrochloric acid solution for a predetermined time in a state in which a portion of the indium 132 of step (a) (S100) is melted and removed as shown in FIGS. 1 to 3.
  • the median powder 134 are corroded to allow separation of the indium 132 and the median powder 134.
  • the hydrochloric acid solution in the step (b) step (S110) as described above is made of a mixture diluted in a ratio of 5 to 50% by weight of hydrochloric acid and 50 to 95% by weight of water, step (a) to the hydrochloric acid solution
  • the time to soak the rotary target 100 after the process (S100) is soaked in the range of 48 to 96 hours.
  • the step (c) constituting the present invention is a step (S120) of melting and removing the remaining indium 132 by heating the rotary target 100 soaked in hydrochloric acid solution again, such a step (c) process
  • S120 is indium 132 of the rotary target 100 in a state in which the indium 132 and the median powder 134 are corroded through the hydrochloric acid solution of step (b) (S110), as shown in FIGS. 1 to 3.
  • the indium 132 separated from the corroded stainless steel (S / S) ball 134 is melted by heating to a temperature higher than the melting point temperature.
  • the rotary target 100 as in step (a) step (S100) described above Is heated to 156.61 °C or more melting point of the indium (132) to heat the rotary target 100 so that the remaining indium 132 is melted. More preferably, the molten indium 132 is heated to 160 ° C. or more so that the molten indium 132 flows out from the space between the outer circumferential surface of the backing tube 110 and the inner circumferential surface of the target 120 to be removed.
  • step (c) process S120 it is preferable to heat the rotary target 100 while rotating the rotary target 100 at a constant speed in the step (c) process S120 as described above. At this time, the rotation of the rotary target 100 will be better to heat the rotary target 100 while rotating at 5 ⁇ 10rpm.
  • the rotary target 100 is rotated through the process (S120), while the rotary target 100 is heated to 156.61 ° C. or more, which is the melting point of the indium 132, and more preferably, the rotary target 100 is rotated to 160 ° C. or more.
  • the indium 132 separated from the median powder 134 is melted due to corrosion of the indium 132 and the median powder 134 by the hydrochloric acid solution, and then the outer circumferential surface of the backing tube 110 and the target ( 120 is melted and flowed from between the inner circumferential surface so that the indium 132 can be removed.
  • the step (d) constituting the present invention is a step (S130) of separating the backing tube 110 and the target 120 in a state in which the indium 132 is removed, such step (d) step (S130) 1) to remove the molten indium 132 through the heating of the step (c) process (S120), as shown in Figures 1 to 3, and then push the target 120 to one side from the outer peripheral surface of the backing tube (110). Will be separated.
  • the media powder may be formed in the space between the outer circumferential surface of the backing tube 110 and the inner circumferential surface of the target 120. 134 is left a lot to facilitate the separation of the target 120 from the outer peripheral surface of the backing tube (110).
  • the technique according to the present invention allows the backing tube 110 to be recycled by removing the indium 132 and separating the target 120 from the outer circumferential surface of the backing tube 110.
  • the present invention can be used in the target separation method of the rotary target.

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Abstract

본 발명에 따른 로터리 타겟의 타겟 분리방법은 인듐과 메디아 파우더로 이루어진 접합제에 의해 백킹튜브의 외주면에 타켓이 접착 고정된 로터리 타겟의 사용 후 백킹튜브로부터 타겟을 분리하는 방법에 있어서, (a) 인듐의 융점온도 이상으로 로터리 타겟의 가열을 통해 인듐의 일부를 용융시켜 제거하는 단계; (b) 단계(a) 과정의 일부 인듐이 용융 제거된 상태의 로터리 타겟을 염산용액에 일정시간 담가두어 인듐과 메디아 파우더를 부식시키는 단계; (c) 단계(b) 과정의 염산용액을 통해 인듐과 메디아 파우더를 부식시킨 상태의 로터리 타겟을 인듐의 융점온도 이상으로 가열하여 나머지의 인듐을 용융 제거하는 단계; 및 (d) 단계(c) 과정의 가열을 통해 인듐을 용융 제거한 다음 백킹튜브의 외주면으로부터 타겟을 일측으로 밀어 분리하는 단계를 포함한 구성으로 이루어진다. 본 발명은 제품의 생산단가를 줄일 수 있다.

Description

로터리 타겟의 타겟 분리방법
본 발명은 로터리 타겟의 타겟 분리방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스퍼터링용 로터리 타겟의 사용 후 가열과 염산용액 일정시간 담가두는 것을 통해 백킹튜브의 외주면 상에 타겟을 접합 고정시키는 인듐을 용융 제거하는 타겟이 분리된 백킹튜브를 재활용할 수 있도록 하는 로터리 타겟의 타겟 분리방법에 관한 것이다.
일반적으로 스퍼터링(Sputtering)이란 목적물 표면에 막의 형태로 부착하는 기술을 말하는 것으로, 이러한 스퍼터링은 세라믹이나 반도체 소재 등에 전자 회로를 만들기 위해 고진공 상태에서 고체를 증발시켜 박막(Thin film)이나 후막(Thick film)을 형성하는 경우에 사용된다.
다시 말해서, 전술한 바와 같은 스퍼터링(Sputtering)은 진공 중에 불활성가스(주로 아르곤 가스(Ar gas))를 도입시키면서 기판과 타겟(Target : 부착 되어지는 물질 Cr·Ti 등) 사이에 직류전압을 가하여 이온화시킨 아르곤을 타겟에 충돌시켜서 타겟 물질을 기판에 막 형성시키는 방법이다. 또한, 아르곤 가스와 같이 미량의 O2·N2가스를 넣는 것에 의해　반응성 스퍼터링(ITO·TiN 등)을 행할 수 있다.
전술한 바와 같은 스퍼터링은 건식도금법으로 분류되어 코팅하는 대상물을 액체나 고온기체에 노출시키지 않고 도금처리가 된다. 그에 따라, 여러 가지 기반재료(수지·Glass·Ceramic·기타)의 판재물·성형품에 예를 들면, 전극·실드(Shield)·마스킹(Masking)으로써 사용되어지고 있다.
한편, 전술한 바와 같이 코팅이나 박막과 같은 도금처리를 하는 스퍼터링 장비에서 고전압을 인가하는 전극으로써 로터리 타겟이 사용된다. 이러한 스퍼터링용 로터리 타겟은 원통형의 백킹튜브와 백킹튜브의 외주면으로 결합 구성되는 원통형의 타겟으로 이루어지되 타겟은 인듐(Indium)의 용융 결합에 의한 접합을 통해 백킹튜브의 외주면 상에 접합되어 일체화된다.
전술한 바와 같은 인듐(Indium)은 주기율표 13족인 붕소족에 속하는 희유금속 원소로, 1863년에 페르디난드 라이크와 테오도르 리히터가 아연광석에서 밝은 은백색 광택이 나는 인듐을 발견해 독특한 남색(indigo)의 스펙트럼선을 내놓는다고 해서 인듐이라고 명명하였다.
그리고, 전술한 바와 같은 인듐(Indium)은 녹으면 깨끗한 유리 및 다른 표면에 달라붙거나 적시는 특이한 성질이 있기 때문에 유리·금속·석영·세라믹·대리석 사이를 용접 밀봉(鎔接密封)하는데 쓰이며, 내식성(耐蝕性)을 증가시키고 표면에 접착성 유막(油膜)을 형성하기 때문에 항공기용 엔진 베어링을 도장(塗裝)하는 데에도 쓰인다.
그러나, 전술한 바와 같은 스퍼터링용 로터리 타겟의 구성에서 원통형의 백킹튜브 외주면 상에 원통형의 타겟을 접합되도록 하는 인듐(Indium)은 희귀금속에 속하여 고가라는 점에서 스퍼터링용 로터리 타겟의 제조에 따른 생산단가의 상승이 따르게 되는 문제가 있다.
아울러, 전술한 바와 같이 스퍼터링용 로터리 타겟을 구성하는 원통형의 백킹튜브 외주면 상에 원통형의 타겟을 접합되도록 하는 인듐(Indium)은 희귀금속으로 그 공급량이 많지 않기 때문에 시장의 가격이 매우 불안정하여 수급에 문제가 따르는 문제가 있다.
전술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 본 출원인은 특허출원 제2010-67611호의 "스퍼터링용 로터리 타겟의 접합 조성물 및 이를 이용한 로터리 타겟 접합방법"을 출원한 바 있다. 이러한 기술은 백킹튜브의 외주면에 고전압의 인가가 이루어지는 타겟을 접합시키는 스퍼터링용 로터리 타켓 접합 조성물로 인듐(Indium)과 메디아 파우더(Media pouder)를 활용한 기술이다.
다시 말해서, 전술한 바와 같은 스퍼터링용 로터리 타켓 접합 조성물의 구성에서 메디아 파우더(Media pouder)는 비자성체이면서 비중이 인듐(Indium)에 비해 무거운 원소들로 이루어진다. 이때, 스퍼터링용 로터리 타켓 접합 조성물의 구성에서 인듐(Indium)은 용융된 상태로 투입되고, 비자성체이면서 비중이 인듐(Indium)에 비해 무거운 원소인 메디아 파우더(Media pouder)는 분말 상으로 투입되어진다.
전술한 바와 같은 스퍼터링용 로터리 타켓 접합 조성물의 구성에서 인듐(Indium)과 메디아 파우더(Media pouder)의 조성비는 인듐(Indium) 5∼50 중량%와 메디아 파우더(Media pouder) 50∼95 중량%의 비율로 조성된다. 이때, 용융된 인듐(Indium) 5∼50 중량%를 백킹튜브 외주면과 타겟 내주면 사이의 공간에 먼저 투입한 상태에서 분말 상의 메디아 파우더(Media pouder) 50∼95 중량%를 투입하여 진동 또는 회전을 통해 용융 상태의 인듐(Indium)과 분말 상의 메디아 파우더(Media pouder)의 혼합이 이루어지는 가운데 백킹튜브 외주면 상에 타겟이 접합이 이루어질 수 있도록 한다.
한편, 전술한 바와 같은 방법으로 제조된 스퍼터링용 로터리 타겟의 사용시 타겟 부분만이 달아 없어지기 때문에 백킹튜브와 인듐의 재활용이 가능함에도 불구하고, 타겟은 물론 백킹튜브와 접합재료 모두가 재활용되지 못하고 있는 실정이다. 특히, 인듐(Indium)의 경우 희귀금속에 속하여 고가라는 점에도 불구하고 버려지고 있다.
본 발명은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 스퍼터링용 로터리 타겟의 사용 후 가열과 염산용액에 일정시간 담가두는 것을 통해 백킹튜브의 외주면 상에 타겟을 접합 고정시키는 인듐을 용융시켜 제거하는 한편 타겟이 분리된 백킹튜브를 재활용할 수 있도록 한 로터리 타겟의 타겟 분리방법을 제공함에 그 목적이 있다.
아울러, 본 발명에 따른 기술은 스퍼터링용 로터리 타겟의 사용 후 가열과 염산용액에 일정시간 담가두는 것을 통해 백킹튜브의 외주면 상에 타겟을 접합 고정시키는 인듐을 용융시켜 제거하는 한편 타겟이 분리된 백킹튜브를 재활용함으로써 제품의 생산단가를 줄일 수 있도록 함에 있다.
전술한 목적을 달성하기 위해 구성되는 본 발명은 다음과 같다. 즉, 본 발명에 따른 로터리 타겟의 타겟 분리방법은 인듐(Indium)과 메디아 파우더(Media pouder)로 이루어진 접합제에 의해 백킹튜브의 외주면에 타켓이 접착 고정된 로터리 타겟의 사용 후 백킹튜브로부터 타겟을 분리하는 방법에 있어서, (a) 인듐의 융점온도 이상으로 로터리 타겟의 가열을 통해 인듐의 일부를 용융시켜 제거하는 단계; (b) 단계(a) 과정의 일부 인듐이 용융 제거된 상태의 로터리 타겟을 염산용액에 일정시간 담가두어 인듐과 메디아 파우더를 부식시키는 단계; (c) 단계(b) 과정의 염산용액을 통해 인듐과 메디아 파우더를 부식시킨 상태의 로터리 타겟을 인듐의 융점온도 이상으로 가열하여 나머지의 인듐을 용융 제거하는 단계; 및 (d) 단계(c) 과정의 가열을 통해 인듐을 용융 제거한 다음 백킹튜브의 외주면으로부터 타겟을 일측으로 밀어 분리하는 단계를 포함한 구성으로 이루어진다.
전술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 기술구성에서 메디아 파우더(Media pouder)는 샌드(Sand), 스테인리스 스틸(S/S), 구리(Cu), 텅스텐(W), 텅스텐 헥사카르보닐(Tungsten hexacarbonyl) 및 산화알루미늄(Al2O3)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상으로 이루어질 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 구성에서 단계(a) 과정과 단계(c) 과정에서 로터리 타켓의 가열온도는 156.61℃ 이상으로 이루어질 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 구성의 단계(a) 과정에서 로터리 타겟의 가열시 용융되어 제거되는 인듐은 사용된 인듐의 전체 중량 중 75∼80 중량%의 범위로 용융되는 구성으로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명의 구성에서 단계(b) 과정에서의 염산용액은 염산 5∼50 중량%와 물 50∼95 중량%의 비율로 혼합되어 희석될 수 있다.
전술한 본 발명에 따른 구성에서 단계(b) 과정에서의 염산용액에 단계(a) 과정을 거친 로터리 타겟을 담그는 시간은 48∼96시간의 범위로 침적시키는 구성으로 이루어질 수 있다.
아울러, 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 구성의 단계(c) 과정에서 로터리 타겟의 가열시 로터리 타겟은 일정속도로 회전되는 가운데 가열되는 구성으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 기술에 따르면 스퍼터링용 로터리 타겟의 사용 후 가열과 염산용액에 일정시간 담가두는 것을 통해 백킹튜브의 외주면 상에 타겟을 접합 고정시키는 인듐을 용융시켜 제거하는 한편 타겟이 분리된 백킹튜브를 재활용할 수가 있다.
아울러, 본 발명에 따른 기술은 스퍼터링용 로터리 타겟의 사용 후 가열과 염산용액에 담가두는 것을 통해 백킹튜브의 외주면 상에 타겟을 접합 고정시키는 인듐을 용융시켜 제거하는 한편 타겟이 제거된 백킹튜브를 재활용함으로써 제품의 생산단가를 줄일 수가 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 기술이 적용된 로터리 타겟의 타겟 분리방법을 보인 블록도.
도 2 는 본 발명에 따른 기술이 적용되는 로터리 타겟을 보인 사시도.
도 3 은 본 발명에 따른 기술이 적용되는 로터리 타겟을 보인 단면도.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 로터리 타겟의 타겟 분리방법을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1 은 본 발명에 따른 기술이 적용된 로터리 타겟의 타겟 분리방법을 보인 블록도, 도 2 는 본 발명에 따른 기술이 적용되는 로터리 타겟을 보인 사시도, 도 3 은 본 발명에 따른 기술이 적용되는 로터리 타겟을 보인 단면도이다.
먼저, 본 발명의 백킹튜브와 인듐(Indium)의 재활용을 위한 타겟의 분리방법을 설명하기에 앞서 본 발명에서 사용되어질 로터리 타겟은 앞서도 기술한 바와 같이 본 출원인이 특허출원 제2010-67611호의 "스퍼터링용 로터리 타겟의 접합 조성물 및 이를 이용한 로터리 타겟 접합방법"의 기술에 의해 제조된 것이다.
즉, 본 발명에 따른 기술의 대상이 되는 로터리 타겟은 접합제를 통해 백킹튜브의 외주면에 고전압의 인가가 이루어지는 타겟을 접합시키는 과정은 수평이 맞추어진 정반에 백킹튜브를 수직으로 정위치시킨 다음 타겟을 백킹튜브의 외주면으로 결합시켜 백킹튜브의 외주면과 타겟의 내주면 사이에 일정 공간이 형성되도록 정위치시키고, 백킹튜브와 타겟을 가열하는 가운데 백킹튜브의 외주면과 타겟의 내주면 사이의 공간에 용융된 인듐(Indium)을 먼저 투입한 상태에서 분말 상의 메디아 파우더(Media pouder)를 투입하여 진동 또는 회전을 통해 메디아 파우더가 균일하게 분포되어 자리할 수 있도록 한 다음 냉각시킴으로써 백킹튜브의 외주면 상에 타겟의 접합이 이루어진다.
다시 말해서, 특허출원 제2010-67611호에 따른 로터리 타겟은 백킹튜브의 외주면과 타겟의 내주면 사이의 공간에 인듐(Indium)과 메디아 파우더(Media pouder)로 이루어진 접합제에 의해 접합이 이루어지는데, 백킹튜브의 외주면과 타겟 내주면 사이의 공간에 용융 투입된 인듐(Indium)과 입자 상의 메디아 파우더(Media pouder)를 균일하게 분포되도록 하여 고화시킴으로써 백킹튜브와 타겟을 결합시키게 된다.
한편, 전술한 바와 같은 백킹튜브의 외주면에 타겟을 접합시키기 위한 접합 조성물을 구성하는 인듐(Indium)은 주기율표 13족인 붕소족에 속하는 희귀금속 원소로, 이러한 인듐(Indium)은 납보다 연하며 가소성이 뛰어나고, 손톱으로 긁혀지며, 어떤 형태로도 변형이 가능하다. 또한, 인듐(Indium)은 주석과 마찬가지로 순수한 금속을 구부릴 때는 날카로운 소리가 난다. 은만큼이나 희귀하며 평균적으로 지각 무게의 0.1ppm 정도 존재한다. 천연에서는 결합 상태로 산출되며 여러 광물 중, 특히 아연과 납광물의 부산물로 얻어진다.
아울러, 전술한 바와 같은 인듐(Indium)은 녹으면 깨끗한 유리 및 다른 표면에 달라붙거나 적시는 특이한 성질이 있기 때문에 유리·금속·석영·세라믹·대리석 사이를 용접밀봉(鎔接密封)하는데 쓰이며, 내식성(耐蝕性)을 증가시키고 표면에 접착성 유막(油膜)을 형성하기 때문에 항공기용 엔진 베어링을 도장(塗裝)하는 데에도 쓰인다. 이러한 인듐(Indium)의 녹는점은 156.61℃이고, 비중 7.31(20℃)이다.
전술한 바와 같은 접합 조성물의 구성에서 비자성체이면서 비중이 인듐(Indium)에 비해 무거운 원소인 메디아 파우더(Media pouder)로는 샌드(Sand), 스테인리스 스틸(S/S), 구리(Cu), 텅스텐(W), 텅스텐 헥사카르보닐(Tungsten hexacarbonyl) 및 산화알루미늄(Al2O3)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상으로 이루어진다.
한편, 전술한 바와 같은 구조의 로터리 타겟(100)을 구성하는 백킹튜브(110)로부터 타겟(120)을 분리하는 본 발명에 따른 기술은 도 1 내지 도 3 에 도시된 바와 같이 (a) 인듐(132)의 융점온도 이상으로 로터리 타겟(100)의 가열을 통해 인듐(132)의 일부를 용융시켜 제거하는 단계(S100), (b) 단계(a) 과정(S100)의 일부 인듐(132)이 용융 제거된 상태의 로터리 타겟(100)을 염산용액에 일정시간 담가두어 인듐과 메디아 파우더(134)를 부식시키는 단계(S110), (c) 단계(b) 과정(S110)의 염산용액을 통해 인듐과 메디아 파우더(134)를 부식시킨 상태의 로터리 타겟(100)을 인듐(132)의 융점온도 이상으로 가열하여 인듐(132)을 용융 제거하는 단계(S120) 및 (d) 단계(c) 과정(S120)의 가열을 통해 용융된 인듐(132)을 제거한 다음 백킹튜브(110)의 외주면으로부터 타겟(120)을 일측으로 밀어 분리하는 단계(S130)를 포함한 구성으로 이루어진다. 이때, 본 발명에 따른 구성에서 메디아 파우더(Media pouder)는 샌드(Sand), 스테인리스 스틸(S/S), 구리(Cu), 텅스텐(W), 텅스텐 헥사카르보닐(Tungsten hexacarbonyl) 및 산화알루미늄(Al2O3)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상으로 이루어진다.
전술한 바와 같이 구성되는 본 발명에 따른 기술은 앞서 설명한 바와 같이 인듐(132)과 메디아 파우더(134)로 이루어진 접합제(130)에 의해 결합되는 로터리 타겟(100)의 인듐(132)을 용융시켜 백킹튜브(110)의 외주면과 타겟(120)의 내주면 사이 공간으로부터 흘러내리도록 함으로써 백킹튜브(110)의 외주면으로부터 타겟(120)의 분리가 이루어질 수 있도록 하여 백킹튜브(110)의 재활용이 가능하도록 한 기술이다.
다시 말해서, 본 발명에 따른 기술은 로터리 타켓(110)을 인듐(132)의 용융점 이상으로 가열하여 일부의 인듐(132)이 백킹튜브(110)의 외주면과 타겟(120)의 내주면 사이 공간으로부터 흘러내리도록 한 다음(S100), 일부의 인듐(132)이 제거된 로터리 타겟(100)을 염산용액에 일정 시간 동안 담가두어 인듐(132)과 메디아 파우더(134)의 부식이 이루어질 수 있도록 한다(S110).
그리고, 전술한 바와 같이 염산용액을 통해 인듐(132)과 메디아 파우더(134)의 부식이 이루어질 수 있도록 한 다음(S110)에는 로터리 타겟(100)을 융점 이상으로 가열하여 인듐(132)을 용융시켜 나머지의 인듐(132)이 백킹튜브(110)의 외주면과 타겟(120)의 내주면 사이 공간으로부터 흘러내리도록 한다(S120). 이어서, 백킹튜브(110)로부터 타겟(120)을 일측으로 밀어 백킹튜브(110)로부터 타겟(120)을 분리한다(S130).
전술한 바와 같은 백킹튜브(110)의 외주면으로부터 타겟(120)의 분리시 로터리 타겟(100)을 가열하는 온도는 인듐(132)의 융점인 156.61℃ 이상으로 가열하되 보다 양호하게는 160℃ 이상으로 가열한다. 이때, 사용한 로터리 타겟(100)을 인듐(132)의 융점온도 이상으로 가열하게 되면 인듐(132)과 메디아 파우더(134)로 이루어진 접합제의 인듐(132)은 그 일부만이 용융되어 흘러내리게 된다.
그리고, 염산용액에 일정시간 동안 로터리 타겟(100)을 담가두어 인듐(132)과 부식시킨 후, 다시 인듐(132)의 융점인 156.61℃ 이상으로 가열하게 되면 부식된 스테인리스 스틸 볼(134)과 분리된 나머지의 인듐(132)이 용융되어 흘러내림으로써 타겟(120)은 백킹튜브(110)로부터 분리가 이루어진다.
본 발명에 따른 로터리 타겟의 타겟 분리방법을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 먼저, 본 발명은 인듐(Indium, 132)과 메디아 파우더(134)로 이루어진 접합제(130)에 의해 백킹튜브(110)의 외주면에 타겟(120)이 접합 고정된 로터리 타겟(100)을 대상으로 한다.
전술한 바와 같은 로터리 타겟(100)의 백킹튜브(110)로부터 타겟(120)을 분리하는 과정의 단계(a) 과정은 사용된 로터리 타겟(100)을 가열하여 1차적으로 일부의 인듐(132)을 용융시키기 위한 과정(S100)으로, 이러한 단계(a) 과정(S100)은 도 1 내지 도 3 에 도시된 바와 같이 인듐(132)의 융점온도 이상으로 로터리 타겟(100)의 가열을 통해 인듐(132)의 일부를 용융시켜 용융된 일부의 인듐(132)을 제거한다.
한편, 전술한 바와 같은 단계(a) 과정(S100)에서 로터리 타겟(100)의 가열온도는 앞서도 기술한 바와 같이 인듐(132)의 융점인 156.61℃ 이상으로 로터리 타겟(100)을 가열하여 접합제(130)의 인듐(132)이 용융되도록 한다. 보다 양호하게는 160℃ 이상으로 가열하여 용융된 인듐(132)이 백킹튜브(110) 외주면과 타겟(120) 내주면 사이의 공간으로부터 흘러내려 제거될 수 있도록 한다.
그리고, 전술한 바와 같이 단계(a) 과정(S100)을 통해 백킹튜브(110) 외주면과 타겟(120) 내주면 사이의 공간에 고화된 상태의 접합제(130)인 인듐(132)을 용융시켜 그 일부를 제거하는 과정에서 외경 133mm와 길이 2982mm로 이루어진 백킹튜브(110)와 외경 163mm와 내경 135mm 및 길이 2700mm로 이루어진 타겟(120), 접합제(130)로써 인듐(132) 4,1kg과 스테인리스 스틸 볼(134) 4.38kg으로 이루어지는 로터리 타겟(100)을 단계(a) 과정(S100)을 통해 용융시킨 결과 3.2kg 내외의 인듐(132)이 용융되어 제거되었다.
전술한 바와 같은 단계(a) 과정(S100)에서 로터리 타겟(100)의 가열시 용융되어 제거되는 인듐(132)을 비율적으로 보면 사용된 인듐(132)의 전체 중량 중 75∼80 중량%의 범위로 용융되어 제거된다 할 수 있다.
다음으로, 본 발명을 구성하는 단계(b) 과정은 접합제(130)인 인듐(132)과 메디아 파우더(134)를 염산용액을 통해 부식시키기 위한 과정(S110)으로, 이러한 단계(b) 과정(S110)은 도 1 내지 도 3 에 도시된 바와 같이 단계(a) 과정(S100)의 일부 인듐(132)이 용융 제거된 상태의 로터리 타겟(100)을 염산용액에 일정시간 담가두어 인듐(132)과 메디아 파우더(134)를 부식시켜 인듐(132)과 메디아 파우더(134)의 분리가 이루어질 수 있도록 한다.
한편, 전술한 바와 같은 단계(b) 과정(S110)에서 염산용액은 염산 5∼50 중량%와 물 50∼95 중량%의 비율로 혼합되어 희석된 구성으로 이루어지고, 염산용액에 단계(a) 과정(S100)을 거친 로터리 타겟(100)을 담가두는 시간은 48∼96시간의 범위로 담가둔다.
전술한 바와 같은 단계(b) 과정(S110)에서 염산용액의 구성에서 염산의 농도가 높을수록 로터리 타겟(100)을 염산용액에 담가두는 시간이 짧아지고, 염산의 농도가 낮을수록 로터리 타겟(100)을 염산용액에 담가두는 시간이 길어진다. 즉, 염산의 농도가 높을수록 인듐(132)과 메디아 파우더(134)의 부식이 보다 빨리 이루어져 인듐(132)과 메디아 파우더(134)의 분리가 보다 빨리 이루어지고, 염산의 농도가 낮을수록 인듐(132)과 메디아 파우더(134)의 부식이 늦게 이루어져 인듐(132)과 메디아 파우더(134)의 분리도 늦게 이루어진다.
그리고, 본 발명을 구성하는 단계(c) 과정은 염산용액에 담가둔 로터리 타겟(100)을 다시 가열하여 나머지의 인듐(132)을 용융 제거하는 과정(S120)으로, 이러한 단계(c) 과정(S120)은 도 1 내지 도 3 에 도시된 바와 같이 단계(b) 과정(S110)의 염산용액을 통해 인듐(132)과 메디아 파우더(134)를 부식시킨 상태의 로터리 타겟(100)을 인듐(132)의 융점온도 이상으로 가열하여 부식된 스테인리스 스틸(S/S) 볼(134)로부터 분리된 인듐(132)을 용융시켜 제거한다.
한편, 전술한 바와 같은 단계(c) 과정(S120)에서와 같이 염산용액에 담가둔 로터리 타겟(100)을 가열하는 과정에서도 앞서 기술한 단계(a) 과정(S100)에서와 같이 로터리 타켓(100)의 가열온도는 인듐(132)의 융점인 156.61℃ 이상으로 로터리 타겟(100)을 가열하여 나머지의 인듐(132)이 용융되도록 한다. 보다 양호하게는 160℃ 이상으로 가열하여 용융된 인듐(132)이 백킹튜브(110) 외주면과 타겟(120) 내주면 사이의 공간으로부터 흘러내려 제거될 수 있도록 한다.
아울러, 전술한 바와 같은 단계(c) 과정(S120)에서 로터리 타겟(100)의 가열시 로터리 타겟(100)을 일정속도로 회전시키는 가운데 가열함이 양호하다. 이때, 로터리 타겟(100)의 회전은 5∼10rpm으로 회전시키면서 로터리 타겟(100)을 가열함이 보다 양호하다 할 것이다.
전술한 바와 같이 단계(c) 과정(S120)을 통해 로터리 타겟(100)을 회전시키는 가운데 인듐(132)의 융점인 156.61℃ 이상으로 가열하되 보다 양호하게는 160℃ 이상으로 로터리 타겟(100)을 가열하여 염산용액에 의한 인듐(132)과 메디아 파우더(134)의 부식에 따라 메디아 파우더(134)와 분리된 나머지의 인듐(132)이 용융되도록 한 다음, 백킹튜브(110)의 외주면과 타겟(120) 내주면 사이로부터 용융되어 흘러내려 인듐(132)의 제거가 이루어질 수 있도록 한다.
다음으로, 본 발명을 구성하는 단계(d) 과정은 인듐(132)이 제거된 상태의 백킹튜브(110)와 타겟(120)을 분리하는 과정(S130)으로, 이러한 단계(d) 과정(S130)은 도 1 내지 도 3 에 도시된 바와 같이 단계(c) 과정(S120)의 가열을 통해 용융된 인듐(132)을 제거한 다음, 백킹튜브(110)의 외주면으로부터 타겟(120)을 일측으로 밀어 분리하게 된다.
다시 말해서, 단계(c) 과정(S120)을 통해 로터리 타겟(100)을 가열하여 나머지의 인듐(132)을 용융 제거하게 되면 백킹튜브(110) 외주면과 타겟(120) 내주면 사이의 공간에는 메디아 파우더(134) 많이 남게 되어 백킹튜브(110) 외주면으로부터 타겟(120)의 분리가 용이하게 된다.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 기술은 인듐(132)을 제거하여 백킹튜브(110)의 외주면으로부터 타겟(120)을 분리함으로써 백킹튜브(110)를 재활용할 수 있도록 한다.
본 발명은 전술한 실시 예에 국한되지 않고 본 발명의 기술사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수가 있다.
본 발명은 로타리 타켓의 타켓 분리 방법에 이용될 수 있다.

Claims (7)

  1. 인듐(Indium)과 메디아 파우더(Media pouder)로 이루어진 접합제에 의해 백킹튜브의 외주면에 타켓이 접착 고정된 로터리 타겟의 사용 후 상기 백킹튜브로부터 상기 타겟을 분리하는 방법에 있어서,
    (a) 상기 인듐의 융점온도 이상으로 상기 로터리 타겟의 가열을 통해 상기 인듐의 일부를 용융시켜 제거하는 단계;
    (b) 상기 단계(a) 과정의 일부 인듐이 용융 제거된 상태의 상기 로터리 타겟을 염산용액에 일정시간 담가둔 상태로 상기 인듐과 메디아 파우더를 부식시키는 단계;
    (c) 상기 단계(b) 과정의 염산용액을 통해 상기 인듐과 메디아 파우더를 부식시킨 상태의 상기 로터리 타겟을 상기 인듐의 융점온도 이상으로 가열하여 나머지의 상기 인듐을 용융 제거하는 단계; 및
    (d) 상기 단계(c) 과정의 가열을 통해 인듐을 용융 제거한 다음 상기 백킹튜브의 외주면으로부터 상기 타겟을 일측으로 밀어 분리하는 단계를 포함한 구성으로 이루어진 것을 특징으로 하는 로터리 타겟의 타겟 분리방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 메디아 파우더(Media pouder)는 샌드(Sand), 스테인리스 스틸(S/S), 구리(Cu), 텅스텐(W), 텅스텐 헥사카르보닐(Tungsten hexacarbonyl) 및 산화알루미늄(Al2O3)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 로터리 타겟의 타겟 분리방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 단계(a) 과정과 단계(c) 과정에서 상기 로터리 타켓의 가열온도는 156.61℃ 이상인 것을 특징으로 하는 로터리 타겟의 타겟 분리방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 단계(a) 과정에서 상기 로터리 타겟의 가열시 용융되어 제거되는 인듐은 사용된 인듐의 전체 중량 중 75∼80 중량%의 범위로 용융되는 것을 특징으로 하는 로터리 타겟의 타겟 분리방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 단계(b) 과정에서의 염산용액은 염산 5∼50 중량%와 물 50∼95 중량%의 비율로 혼합되어 희석된 것을 특징으로 하는 로터리 타겟의 타겟 분리방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 단계(b) 과정에서의 염산용액에 상기 단계(a) 과정을 거친 로터리 타겟을 담그는 시간은 48∼96시간의 범위로 침적시키는 것을 특징으로 하는 로터리 타겟의 타겟 분리방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단계(c) 과정에서 상기 로터리 타겟의 가열시 상기 로터리 타겟은 일정속도로 회전되는 가운데 가열되는 것을 특징으로 하는 로터리 타겟의 타겟 분리방법.
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