高純?yōu)R射靶材回收研究現(xiàn)狀

仝連海 ,鐘偉攀 ,李鳳連

(1.上海同創(chuàng)普潤(rùn)新材料有限公司,上海 201306；2.同創(chuàng)普潤(rùn)(上海)機(jī)電高科技有限公司,上海 201400；3.上海江豐電子材料有限公司,上海 201306)

隨著國(guó)家對(duì)集成電路行業(yè)的重視以及國(guó)內(nèi)芯片和顯示器企業(yè)對(duì)高純靶材國(guó)產(chǎn)化的迫切需求,作為關(guān)鍵原料的高純?yōu)R射靶材的使用量會(huì)越來越多。高純金屬的價(jià)格通常是普通金屬的5～10 倍,實(shí)現(xiàn)對(duì)高純?yōu)R射靶材的殘靶回收利用,可以大幅度降低生產(chǎn)成本,并能夠提高稀缺和貴重金屬資源的利用率,具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和戰(zhàn)略意義。

1 殘靶的來源和分類

高純?yōu)R射靶材在晶圓代工企業(yè)和液晶面板企業(yè)作為耗材使用,如中芯國(guó)際、臺(tái)積電、華宏、三星、京東方、華星光電等。靶材在濺射過程中,由于背面磁場(chǎng)分布不同和加速氣態(tài)離子轟擊靶材表面的角度、能量等不同,靶材經(jīng)過多次使用后表面會(huì)形成一圈圈環(huán)形的凹坑。常見靶材使用后外觀如圖1 所示。當(dāng)凹坑深度達(dá)到接近擊穿靶材時(shí),靶材的壽命就結(jié)束了,這時(shí)候需要把使用壽命結(jié)束的靶材更換掉,被更換的靶材在行業(yè)內(nèi)一般稱為殘靶或廢舊靶材。高純靶材利用率較低,一般平面靶利用率低于30%,旋轉(zhuǎn)靶難超過70%[1]。

圖1 靶材使用后外觀Fig.1 Appearance of sputtering target after use

殘靶根據(jù)成分不同,可以分為鋁、鈦、鉭、銅、銀等單質(zhì)及其合金殘靶；根據(jù)結(jié)構(gòu)不同可以分為一體型殘靶和焊接型殘靶,一體型殘靶是指濺射部分和支撐的背板材料都是相同高純金屬,焊接型殘靶是指高純金屬部分和普通合金背板通過釬焊、擴(kuò)散焊、電子束焊等焊接而成；……