(57)【要約】【課題】  スパッタターゲット集成体の部品（例えば、使用済、新しい、不良品）を回収する方法、および回収したスパッタターゲットを提供することを課題とする。【解決手段】  バッキングプレートに結合したタンタルまたはニオブターゲットを含むスパッタターゲット集成体の部品の回収方法において、前記方法が、前記タンタルまたはニオブターゲットを水素化して、それぞれ、タンタル水素化物またはニオブ水素化物を形成する工程、そして、前記バッキングプレートから前記タンタル水素化物またはニオブ水素化物を分離する工程を含む回収方法によって、課題が解決する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッキングプレートに結合したタンタルまたはニオブターゲットを含むスパッタターゲット集成体の部品の回収方法において、前記方法が
前記タンタルまたはニオブターゲットを水素化して、それぞれ、タンタル水素化物またはニオブ水素化物を形成する工程、そして
前記バッキングプレートから前記タンタル水素化物またはニオブ水素化物を分離する工程を含む回収方法。
【請求項２】
前記タンタルターゲットまたはニオブターゲットが侵食したタンタルターゲットまたはニオブターゲットである請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記タンタルターゲットまたはニオブターゲットがタンタル合金ターゲットまたはニオブ合金ターゲットである請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記タンタルターゲットまたはニオブターゲットが侵食されていないタンタルターゲットまたはニオブターゲットである請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記分離の後、前記タンタル水素化物またはニオブ水素化物を、それぞれ、タンタルまたはニオブに転換することをさらに含む請求項1に記載の方法。
【請求項６】
はじめに前記タンタル水素化物またはニオブ水素化物を粉体に細分化すること、そしてその後、前記タンタル水素化物粉体またはニオブ水素化物粉体を、それぞれ、タンタル粉体またはニオブ粉体に転換することをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記タンタル水素化物またはニオブ水素化物から分離した前記バッキングプレートを回収することをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記バッキングプレートを清浄し、研磨し、またはその両方を行う請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記転換が、前記タンタル水素化物またはニオブ水素化物を減圧下で、充分な温度および時間で加熱して、タンタル水素化物またはニオブ水素化物が、それぞれ、タンタルまたはニオブに転換することを含む請求項５に記載の方法。
【請求項１０】
前記加熱が約８００〜約１０００℃の温度である請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記加熱が約８５０℃の温度で行われる請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記分離を機械的手段によって行う請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記分離が、スクレーピング、グラインディング、グリットブラスティング、またはそれらの組み合わせによって行なわれる請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記タンタルまたはニオブをインゴットに溶融する請求項５に記載の方法。
【請求項１５】
バッキングプレート上に配置されたタンタル水素化物またはニオブ水素化物を含むスパッタターゲット。
【請求項１６】
前記スパッタターゲットが侵食したスパッタターゲットである請求項１５のスパッタターゲット。
【請求項１７】
前記バッキングプレートが銅、アルミニウム、またはそれらの合金を含む請求項１５に記載のスパッタターゲット。
【請求項１８】
前記バッキングプレートが銅、アルミニウム、またはそれらの合金を含む請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記タンタルまたはニオブターゲットが、拡散接合、爆着、電子ビーム溶接、慣性溶接、またはそれらの組み合わせにより、バッキングプレートに結合された請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
前記バッキングプレートが、拡散接合、爆着、電子ビーム溶接、慣性溶接、またはそれらの組み合わせにより、前記タンタル水素化物またはニオブ水素化物上に結合された請求項１５に記載のスパッタターゲット。
【請求項２１】
前記バッキングプレートが、機械的手段によって、前記タンタル水素化物上に結合された請求項1５に記載のスパッタターゲット。
【請求項２２】
前記タンタル水素化物またはニオブ水素化物と前期バッキングプレートとの間に配置された中間層をさらに含む請求項１５に記載のスパッタターゲット。
【請求項２３】
前記バッキングプレートが、前記水素化工程で水素化される水素化可能材料を含む請求項１に記載の方法。
【請求項２４】
前記分離工程が、重力分離、浮遊、風力分級、静電選別、またはそれらの組み合わせを含む請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記水素化されたバッキングプレートを粉末状に細分化する請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
前記バッキングプレートが水素化可能材料を含む請求項１５に記載のスパッタターゲット。
【請求項２７】
前記バッキングプレートが水素化されている請求項１５に記載のスパッタターゲット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はスパッタターゲットに関する。詳細には、本発明は使用済スパッタターゲット、および次用途のための使用済ターゲット部品の回収に関する。
【背景技術】
【０００２】
典型的には、タンタルスパッタターゲット集成体のようなスパッタターゲットには、典型的には銅またはアルミニウムで出来ている機械加工されたバッキングプレートに結合された、タンタルターゲットブランクが含まれている。ターゲットブランク上にバッキングプレートを結合する結合剤として低融点はんだを使用する集成体において、使用済ターゲットブランクおよび機械加工されたバッキングプレートは、その後、集成体をはんだの融点より高い温度に加熱し、そして二つの部品に分離することによって、簡単に回収することができる。
【０００３】
そのような低融点はんだを用いてターゲットブランクをバッキングプレートに結合することはポピュラーではなく、そして、金属学的付着結合方法ほどには信頼性がない。しかし、拡散接合、爆着、電子ビーム溶接、慣性溶接等のような金属学的付着結合方法を用いた場合、バッキングプレートから使用済ターゲットブランクを分離する方法として現在知られている唯一の方法は、機械加工や化学的エッチングのような破壊的方法のみである。
【０００４】
したがって、スパッタターゲット集成体の使用済部品の回収方法には、環境的観点と同様、経済的観点からも価値がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の特徴は、スパッタターゲットの使用済部品の回収方法を提供することである。
【０００６】
本発明の他の特徴は、使用済スパッタターゲットブランクを破壊的方法によって分離することを避ける手段を提供することである。
【０００７】
本発明の更なる特徴は、次のスパッタ用途または他の用途のため、部品を再利用する目的でスパッタターゲットの使用済部品を回収することである。
【０００８】
本発明の更なる特徴および利点は、以下の記載で一部分説明するであろうし、その説明から一部分明らかとなるであろうし、または本発明の実施によって分かるであろう。本発明の目的および他の利点は、明細書または添付した特許請求の範囲において特に指摘された要素およびその組み合わせによって実現し、達成することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
これらのおよび他の利点を成し遂げるため、並びに、本発明の目的に従って、ここに具現化しおよび広く説明するように、本発明はスパッタターゲット集成体の部品（例えば、使用済の、新しい、不良品の）を回収する方法に関する。スパッタターゲット集成体は、好ましくは、バッキングプレート上に結合したタンタルまたはニオブターゲットブランクを有する。本方法では、タンタルまたはニオブターゲットを水素化して、それぞれ、タンタル水素化物またはニオブ水素化物を形成し、そして、このタンタル水素化物またはニオブ水素化物をバッキングプレートから分離する。
【００１０】
本発明の方法は、次処理のため、タンタル水素化物またはニオブ水素化物をタンタルまたはニオブに転化（例えば、他のタンタル製品またはスパッタターゲットにする）することをもさらに含むことができる。さらには、非破壊のバッキングプレートを、バッキングプレート上に新しいターゲットを結合することによって再利用することができる。
【００１１】
本発明は、バッキングプレート上に結合したタンタル水素化物またはニオブ水素化物を含む使用済スパッタターゲット集成体にさらに関する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
上述の一般的説明および下記の詳細な説明は、両者とも例示的および説明的なものに過ぎず、そして特許請求の範囲に記載された本発明の更なる説明を提供しようとすることを意図するものであることと理解すべきである。
【００１３】
本発明はスパッタターゲット集成体に関する。特に、好ましくは、スパッタターゲット集成体は、バッキングプレート上に結合するタンタルまたはニオブターゲットを有する。一部の当業者は、バッキングプレート上に結合されたターゲットをターゲットブランクと呼んでいる。好ましくは、そのターゲットブランクは、タンタルまたはニオブターゲットブランクである。ここでは、ニオブおよびタンタルの合金も使用することができ、そして、好ましくは、多量のニオブ、タンタル、またはそれら両方を含む合金を使用することができる。バッキングプレートは当業界の慣用のバッキングプレート材料、銅、アルミニウム、チタン、それらの合金等となることができる。
【００１４】
本発明の目的において、バッキングプレートの組成は重要でなく、そして、典型的には（必ずしもそうではないが）、ターゲットブランクと異なる材料である。本発明の目的において、ターゲットブランクの純度、テクスチャ、および／または粒径は、スパッタ業界で使用できるまたは現行の工業規格とはまったく異なる、任意のテクスチャ、純度、および／または粒径となることができる。例えば、そのターゲットブランクは純度９９．９５％以上となることができる。そのようなターゲット材料の例は、例えば、米国特許第6348113号に見出すことができ、ここで引用することによって、その内容を本明細書に組み入れる。さらには、スパッタターゲット集成体は、ターゲットブランクおよびバッキングプレート間の結合補助として作用する中間層材料を含んでも良い。
【００１５】
その中間層材料は、電気めっき、無電解めっき、蒸着、イオンビーム蒸着、または他の薄膜を堆積するのに好適な手段によって適用される薄膜コーティングの形となることができる。その中間層はまた、箔、板、またはブロックの形となることができる。中間層材料例はこれらに限定されないが、ジルコニウムおよび同種のものが挙げられ、当業界で慣用されており、米国特許第5863398号および米国特許6071389号に見出されるチタン、米国特許第5693203号に見出される銅、アルミニウム、銀、ニッケル、およびそれらの合金、米国特許第6183613号に見出されるグラファイトが挙げられ、ここで引用することによって、その内容を本明細書に組み入れる。
【００１６】
上述のように、本発明は、特に、使用済（例えば、侵食された）スパッタターゲット集成体の部品であって、好ましくは、バッキングプレート上に結合したタンタルまたはニオブを有する部品に関するものである。バッキングプレート上のターゲット材料の結合は、典型的には、拡散接合、爆着、電子ビーム溶接、慣性溶接、摩擦ろう付、および同種のものの様な金属結合である。
【００１７】
本発明の目的において、このバッキングプレートを任意の様式で、例えはんだ技法であってもこのスパッタターゲット上に結合することができるが、このバッキングプレートがターゲット上に金属学的手段により結合される場合に本発明は最も有用であり、この場合、バッキングプレート表面およびターゲット材料表面、またはバッキングプレート表面間、中間層化合物間、若しくはターゲット材料間に、金属結合を形成する原子スケールの相互作用がある。本発明はまた、米国特許第5230459号および米国特許第5836506号に記載されている（ここで引用することによって、その内容を本明細書に組み入れる）ような機械的手段によって、バッキングプレートをターゲットブランクに結合されたスパッタターゲット集成体に適用できる。
【００１８】
本発明は、使用済または不良品のスパッタターゲット集成体の部品を回収するのに非常に有用である。本発明はまた、未使用のターゲット材料とともに使用することができる。その方法では、タンタルまたはニオブターゲットを水素化して、タンタル水素化物またはニオブ水素化物を形成する。その後、タンタル水素化物またはニオブ水素化物はバッキングプレートから分離される。そして、ひとつの選択肢として、タンタル水素化物またはニオブ水素化物を、前のタンタルまたはニオブに転換し、続いて、粉体のような任意のタンタルまたはニオブ材料として処理することができる。
【００１９】
さらに詳細には、バッキングプレート上に結合されたタンタルまたはニオブターゲットを、タンタルまたはニオブのターゲットがバッキングプレート上に結合されている間に、それぞれタンタル水素化物またはニオブ水素化物に水素化する。このタンタルまたはニオブを、それぞれ、タンタル水素化物またはニオブ水素化物へ水素化することによって、結合したターゲットからタンタル水素化物またはニオブ水素化物の除去を簡単にすることができる。ターゲットまたはターゲットブランクを形成するタンタルまたはニオブの水素化は、任意の水素化技法で成し遂げることができる。水素化雰囲気および／または水素化材料（気体、液体および／または固体）を使用することができる。例えば、バッキングプレートに結合したタンタルまたはオブターゲットを水素の正圧条件下で加熱すること、および、タンタルをタンタル水素化物に転換するかまたはニオブをニオブ水素化物に転換するため予定された時間および温度で加熱することにより、機械加工されたバッキングプレートに重大なゆがみを生ずることなく水素化を成し遂げることができる。
【００２０】
典型的には、この効果を達成する時間および温度並びに水素の量は、タンタルまたはニオブターゲットの大きさおよび形状に依存する。例えば、単なる実施例にすぎないが、直径約１２インチ、厚さ０．２５インチであり、銅のバッキングプレートに拡散接合された平らなタンタルブランクをレトルト炉内に置いた。レトルトを排気し、漏れ試験を行うためアルゴンを充填し、そして排気し、その後、水素ガスを充填した。温度が８５０℃まで上がるまで３〜６気圧の水素圧を維持し、完全にタンタルを水素化するため３０分間保持した。そして、水素を炉から取り除き、その後、アルゴンを充填し、室温まで冷却する。水素の他にはメタンやアンモニアのような他のガスがタンタルの水素化に使用することができる。
【００２１】
アルミニウムまたは銅のような、水素化しない材料からなるバッキングプレートを有するスパッタターゲット集成体において、非常にもろいタンタル水素化物またはニオブ水素化物が、機械的技法のような分離技法によってバッキングプレートから分離される。例えば、そのタンタル水素化物またはニオブ水素化物を、スクレーピング、グラインディング、グリットブラスティング、ハンマリング、またはチゼリング（chiseling）および同種のものによって、バッキングプレートから除去することができる。これらの技法のいずれも、バッキングプレートを歪ませるまたは損傷させることなくバッキングプレートからタンタル水素化物またはニオブ水素化物を除去することができる。エアハンマーおよびスクレーパーのような慣用道具を、バッキングプレートからタンタルまたはニオブ水素化物を除去するために使用することができる。それらの使用が、後の加熱処理、化学処理、真空溶融処理によって除去できない不純物でタンタルまたはニオブを汚染しないように、道具の選択には注意すべきである。
【００２２】
この時点で、新しいターゲットブランクと共に次のバッキングプレートとしての使用のため、このバッキングプレートを回収し、好ましくは、清浄し、および／または研磨することが出来る。バッキングプレートの清浄および研磨は、一般的であり、この回収バッキングプレートに適用することができる。
【００２３】
チタニウムのような水素化する材料からなるバッキングプレートを有するスパッタターゲット集成体において、タンタルまたはニオブターゲットブランクおよびバッキングプレートは、両方ともそれら固有の金属水素化物に転換される。ここで、タンタルまたはニオブのもろい水素化物は、重力分離、浮遊、風力分級、または静電選別のような物理的手段によって、もろい水素化されたバッキングプレートから分離される。分別処理を簡単にするため、一般的な、破砕、磨砕、または、微粉砕の技法によって、水素化された材料をはじめに微粉末に変えることができる。
【００２４】
さらに、バッキングプレート材料から除去されたそのタンタルまたはニオブ水素化物を、次に、タンタルまたはニオブに転換することができる。タンタルまたはニオブの水素化物バージョンをそのタンタルまたはニオブ金属状態に転換する、任意の方法を使用することができる。例えば、そのタンタル水素化物またはニオブ水素化物を、それぞれ、タンタル水素化物またはニオブ水素化物が、それぞれ、タンタルまたはニオブに転換するのに十分な温度に、減圧下で加熱することができる。ひとつの選択肢として、そのタンタル水素化物またはニオブ水素化物を、はじめに、標準的若しくは慣用の微粉砕法、または、金属の塊若しくは凝集体を粉体に細分化する他の技法によって、粉体に細分化することができる。
【００２５】
一旦、タンタル水素化物またはニオブ水素化物をタンタルまたはニオブに転換し、タンタルまたはニオブを、次用途のため、その後、慣用方法により処理することができる。例えば、そのタンタルまたはニオブを融解し、インゴットを形成することができる。あるいは、タンタルあるいはニオブを、コンデンサのアノード形成のような他の用途に使用するか、またはワイヤーおよびシート製品への次処理のため、タンタルあるいはニオブをワイヤーやシートバーに加圧および焼結するか、そうでない場合は、単体粉体として、またはスパッタターゲットブランクに合金添加剤を添加した粉体として、または単一のスパッタターゲット、Ｘ線ターゲット、炉のトレーおよび機械設備、実験用のるつぼ、ならびに他の加工若しくは未加工製品形態のいずれかとして固化することができる。このように、本発明は、バッキングプレートに結合されたタンタル水素化物またはニオブ水素化物のターゲットブランクを形成し、そして、バッキングプレートを損傷することなく、ターゲットからバッキングプレートを分離する簡単な方法を創作する。
【００２６】
本発明の他の態様は、当業者にとって、ここに開示された当該発明の当該明細書および実施例の考察から明らかであろう。明細書および実施例は単なる例示であり本発明の頁の範囲および精神は、特許請求の範囲およびそれと同等の記載によって示されている。
【国際調査報告】
2006502311.tif 000002
2006502311.tif 000003
2006502311.tif 000004