DE102005050424A1 - Sputtertarget aus mehrkomponentigen Legierungen und Herstellverfahren - Google Patents

Sputtertarget aus mehrkomponentigen Legierungen und Herstellverfahren Download PDF

Info

Publication number
DE102005050424A1
DE102005050424A1 DE102005050424A DE102005050424A DE102005050424A1 DE 102005050424 A1 DE102005050424 A1 DE 102005050424A1 DE 102005050424 A DE102005050424 A DE 102005050424A DE 102005050424 A DE102005050424 A DE 102005050424A DE 102005050424 A1 DE102005050424 A1 DE 102005050424A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
sputtering target
phase
target according
forming
und
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102005050424A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102005050424B4 (de
Inventor
Martin Dr. Schlott
Hans-Joachim Pavel
Markus Schultheis
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
WC Heraus GmbH and Co KG
Original Assignee
WC Heraus GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to DE102005050424A priority Critical patent/DE102005050424B4/de
Application filed by WC Heraus GmbH and Co KG filed Critical WC Heraus GmbH and Co KG
Priority to AT0934406A priority patent/AT506851B1/de
Priority to KR1020087006552A priority patent/KR20080056715A/ko
Priority to JP2008535939A priority patent/JP2009512779A/ja
Priority to CNA200680037768XA priority patent/CN101283113A/zh
Priority to PCT/EP2006/009816 priority patent/WO2007045387A1/de
Priority to TW095138435A priority patent/TW200720458A/zh
Publication of DE102005050424A1 publication Critical patent/DE102005050424A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102005050424B4 publication Critical patent/DE102005050424B4/de
Withdrawn - After Issue legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F5/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
    • B22F5/10—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product of articles with cavities or holes, not otherwise provided for in the preceding subgroups
    • B22F5/106—Tube or ring forms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/12—Both compacting and sintering
    • B22F3/14—Both compacting and sintering simultaneously
    • B22F3/15—Hot isostatic pressing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F5/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
    • B22F5/006—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product of flat products, e.g. sheets
    • 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
    • C23C14/3414—Metallurgical or chemical aspects of target preparation, e.g. casting, powder metallurgy
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
    • B22F2998/10—Processes characterised by the sequence of their steps

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Sputtertarget aus einem mindestens zwei Phasen oder Komponenten enthaltenden Material, wobei mindestens eine Phase eine Kornstruktur aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kornstruktur mindestens einer Phase ein Durchmesserverhältnis von größtem Durchmesser zu dazu senkrechtem Durchmesser von größer 2 und das Material eine Dichte von mindestens 98% der theoretischen Dichte aufweist. Des Weiteren betrifft die Erfindung Herstellverfahren für ein Sputtertarget.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Sputtertarget aus einem mindestens zwei Phasen oder Komponenten enthaltenden Material, wobei mindestens eine Phase oder Komponente eine Kornstruktur aufweist. Weiterhin betrifft die Erfindung Verfahren zu seiner Herstellung sowie seine Verwendung.
  • Neben einkomponentigen Werkstoffe wie Al, Ti, Mo und Cr werden zur Herstellung von TFT-LCD Displays jüngst auch vermehrt pulvermetallurgische Mischungen sowie Legierungen mit Ausscheidungen einer zweiten Phase als sogenannte Sputtertargets eingesetzt z.B. EP1559801 ). Bei diesem Vakuum-Beschichtungsverfahren wurden bisher überwiegend einkomponentige Sputtertargets eingesetzt, um die entsprechenden Schichten (z.B. zur Strukturierung von Source-, Drain- und Gatekontakten oder für reflektive/teilreflektive Anwendungen) herzustellen. Bevorzugte pulvermetallurgische Verfahren zur Herstellung solcher Planartargets sind bei einkomponentigen Werkstoffen das Sintern und anschließende Walzen oder das heißisostatische Pressen und Zersägen von großen Blöcken.
  • Die ständig steigende Größe der Substrate für TFT Displays macht es erforderlich, auch immer größere Sputterkathoden zur Verfügung zu stellen. Dies führt zu einer Reihe von Problemen. Zum Beispiel wird es immer schwieriger, entsprechend große Targetplatten (bis zu 2,5 × 3m) auf pulvermetallurgischem Wege einteilig zu fertigen, da entsprechende HIP-Anlagen nicht mehr zur Verfügung stehen. Aus anderen Anwendungen (Architekturglas) ist der Einsatz von Rohrkathoden oder auch zylinderförmigen Magnetrons bekannt. Hierbei werden die abzusputternden Targetwerkstoffe in Form von Hohlzylindern entweder in monolithischer Form (d.h. ohne Trägerrohr) oder als gebondete Konstruktion (d.h. mit Trägerrohr) hergestellt. Für diese Anwendung kommen bisher vor allem Si, Sn, Zn und Ag zum Einsatz. Solche Rohrtargets werden entweder durch thermisches Spritzen (Si, Sn, Zn,) oder durch Gießverfahren (Sn, Zn, Ag) hergestellt.
  • Bei der Herstellung der TFT-Displays ist es sehr wichtig, dass die Sputtertargets keine Partikel freisetzen, da dies zu Ausfällen einzelner Bildunkte (Pixel) führen kann. Bei mehrkomponentigen Sputtertargets besteht grundsätzlich das Problem, dass einzelne Phasen unter Umständen schlecht in die Matrix eingebunden sind. Da die Sputterraten der einzelnen Phasenbestandteile in der Regel unterschiedlich sind, bildet sich auf der Targetoberfläche eine Hügellandschaft heraus. Die langsamer sputternden Bereiche formen die Berge und die schneller sputternden Bereiche werden zu Tälern erodiert. Dies kann dann beim Abtragen des Targets während des Sputterns immer wieder dazu führen, dass einzelne Phasenbestandteile sehr weit freigelegt werden. Wenn nun die Anbindung dieser Bestandteile unzureichend ist, besteht die Gefahr, dass diese Bereiche schließlich herausbrechen. Außerdem kann es bei zu grobem Gefüge passieren, dass die entstehende Berg- und Tallandschaft so ausgeprägt wird, dass die Flanken der Berge von den Tälern aus rückbeschichtet werden. Dieser Effekt ist z.B. bei Materialkombinationen mit sehr unterschiedlicher Atommasse wie z.B. Mo-Si oder Au-W bekannt. Diese Rückbeschichtungen können ihrerseits wiederum abplatzen und somit Partikel bilden. Dies Rückbeschichtungen können auch zunächst dazu führen, dass die Berge zu kegelförmigen Gebilden heranwachsen und dann irgendwann so groß werden, dass sich kleine lokale Entladungen bilden, die wiederum Partikel erzeugen.
  • Ein weiteres Problem besteht beim Einsatz gegossener Targets. Bei der Erstarrung bilden sich oft grobe Gefüge mit Ausscheidungen einer zweiten Phase. Dies kann dann über die oben beschriebenen Mechanismen wiederum zu entsprechender Partikelerzeugung führen. Außerdem besteht bei einem Gussgefüge immer die Gefahr, dass sich mikroskopische Poren oder auch größere Lunker bilden. Diese sind ebenfalls als Quelle von Partikeln bekannt.
  • Außerdem ist in der Technik z.B, für die Herstellung von Mo- oder Cr-Targets das heißisostatische Pressen (HIP) von Blöcken bekannt, die dann anschließend in entsprechende Platten zersägt werden. Der Nachteil dieser HIP-Verfahren bei mehrkomponentigen Targets ist jedoch häufig, dass eine schlechte Bindung zwischen unterschiedlichen Phasenbestandteilen des Pulver erzeugt wird, wenn die eingesetzten Komponenten kaum oder gar keine gegenseitige Löslichkeit besitzen. In diesem Fall gibt es keine echte intergranulare Diffusion und damit auch keine ausreichende Kornbindung. Die unterschiedlichen Pulverkomponenten sind also nicht innig miteinander verbunden. Außerdem ergibt sich eine Korngröße, die nicht feiner sein kann als die der Ausgangspulver. Häufig setzt sogar eine Vergröberung wegen des Kornwachstums unter der Temperatureinwirkung des HIP-Prozesses ein. Hier setzt die Erfindung an.
    •
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Sputtertargets auf der Basis verschiedener mehrkomponentiger bzw. mehrphasiger Werkstoffe, also solcher, die keine „echten" Legierungen bzw. Mischkristalle bilden zu entwickeln (z.B. für die TFT-Display-Beschichtung), deren Gefüge so ausgebildet ist, dass sich beim Abtrag während das Sputterns möglichst keine die Produktausbeute verschlechternden Partikel bilden.
  • Die Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. Die Kornstruktur mindestens einer Phase weist (in einem Querschliff parallel zur stärksten Umformung) ein Durchmesserverhältnis von größtem Durchmesser zu dazu senkrechtem Durchmesser von größer 2, vorzugsweise größer 6, und das Material eine Dichte von mindestens 98%, vorzugsweise mindestens 99% der theoretischen Dichte auf. Von Vorteil ist es, dass der kleinere Durchmesser der Körner mindestens einer Phase kleiner 50μm, bevorzugt kleiner 20μm, insbesondere kleiner 5μm ist. Das Material kann insbesondere mehrphasig oder als Mischung mehrerer Komponenten ausgebildet sein, wobei die mindestens eine Phase oder Komponente bevorzugt maximal 20 Gew% beträgt. Vorteilhaft ist es, dass das Material auf der Basis von Cu oder Ag gebildet ist und die mindestens eine schwer lösliche Phase mindestens eines der Elemente Cr, Mo, W, Ti enthält oder dass das Material auf der Basis von Mo gebildet ist und die mindestens eine schwer lösliche Phase mindestens eines der Elemente Cr, Ti, V, W, Nb, Ta enthält. Das Sputtertarget weist vorzugsweise eine Länge von mindestens 500mm auf.
  • Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung von Rohrtargets ist dadurch gekennzeichnet, dass aus Targetmaterial in einem ersten Schritt ein oder mehrere Voll- oder Hohlzylinder hergestellt werden und in einem zweiten Schritt durch Umformung aus diesem Material Targetrohre gefertigt werden mit einem Umformverhältnis (definiert als 1 – Fe/Fa in Prozent; Fe= Endquerschnittsfläche des Materials, Fa= Ausgangsquerschnittsfläche des Materials, senkrecht zur Umformrichtung) von mindestens 50%. Dabei kann die erste Verdichtung durch heißisostatisches Pressen erfolgen und die Umformung durch Strangpressen, Extrudieren oder Flowformen.
  • Ein weiteres erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung von Planartargets ist dadurch gekennzeichnet, dass aus Targetmaterial in einem ersten Schritt ein oder mehrere Blöcke hergestellt werden und in einem zweiten Schritt durch Umformung aus diesem Material Targetplatten gefertigt werden mit einem Umformverhältnis (definiert als 1 – Fe/Fa in Prozent; Fe= Endquerschnittsfläche, Fa= Ausgangsquerschnittsfläche) von mindestens 50%. Dabei kann die erste Verdichtung zu einem Block durch heißisostatisches Pressen (HIP) erfolgen und die Umformung durch Walzen. Eine vorteilhafte Verfahrensführung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichtung durch heißisostatisches Pressen in einer HIP-Kapsel und das Walzen in der HIP-Kapsel erfolgt.
  • Es wurde also gefunden, dass es möglich ist, nach einer ersten Vorverdichtung der Pulver in einem zweiten Schritt die Pulverbindung zu erhöhen und zugleich die Korngröße zu verringern. Zur Vorverdichtung der Pulvern zu Blöcken, Voll- oder Hohlzylindern kommen hierbei die bekannten Pressverfahren wir Kaltpressen, kaltisostatisches Pressen, Sintern, Heißpressen, HIP oder auch andere Verfahren wie das Sprühkompaktieren etc. sowie entsprechende Kombinationen in Betracht. Hier ist je nach Werkstoffkombination nach entsprechenden Vorversuchen ein geeignetes Verfahren zu wählen. Soweit mehrphasige Materialien eingesetzt werden, die gießtechnisch herstellbar sind, kommt als erster Schritt auch das Gießen entsprechender Blöcke, Voll- oder Hohlzylinder in Frage. Das sich hierbei ergebende Gefüge ist wegen des hohen Materialbedarfs und der sich ergebenden langsamen Abkühlgeschwindigkeit in der Regel sehr grob. Außerdem besteht die Gefahr, dass sich mikroskopische Poren oder auch größere Lunker bilden.
  • In einem zweiten Schritt werden die Blöcke, Voll- oder Hohlzylinder nun einer starken Umformung unterworfen. Für Platten wird ein in der Regel mehrstufiger Walzprozess gewählt. Für Rohretargets kommen je nach Material sowohl das Flowformen als auch Strangpressen in Frage. Bei diesem Umformschritt ergibt sich eine intensive Verschweißung der unterschiedlichen Phasenbestandteile. Außerdem wird durch die Umformung die Korngröße verringert und eventuelle Poren und Lunker geschlossen.
  • Damit ist es möglich, Sputtertargets mit möglichst hoher Dichte in Form von großformatigen, einteiligen Platten oder langen, dickwandigen Rohren auf der Basis mehrphasiger Werkstoffe, bevorzugt auf Basis von W, Mo, Ta, Nb, Cr, V, Ti, Cu, Ni, Al, Ag, Au, Pt, Ru, besonders Cu:Mo, Cu:W, Au:Cr, Ag:Mo, Ag:W, Ag:Ti, Mo:W, Mo:Cr, Mo:Nb, Mo:Ti herzustellen zur Beschichtung großformatiger Substrate z.B. für TFT-LCD Bildschirme. Daraus ergibt sich eine lange und partikelarme Nutzungsdauer der Sputtertargets.
    •
  • Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.
  • In der Zeichnung zeigt 1 einen Querschliff entlang der Verformungsrichtung für ein erfindungsgemäß hergestelltes Cu:Mo Target gemäß Beispeil 6. Man erkennt gut die in Umformrichtung gestreckten Cu-Körner.
    • 1) Eine Vollzylinder mit einem Durchmesser Da=300mm und einer Länge L=400mm wurde aus einer Legierung aus 98 Atom% Al und 2 Atom% Nd in einem Vakuumgießverfahren hergestellt. Anschließend wurde ein Innenloch mit einem Durchmesser Di=120mm gebohrt. Der erhaltene Hohlzylinder wurde durch Strangpressen bei 400°C zu einem Rohrrohling mit Da=157mm und Di=122mm umgeformt. Das erhaltene Umformgefüge zeigte stark längliche (zigarrenförmige) Körner aus Al mit kleinen Ausscheidungen an intermetallischer AINd-Phase. Je nach Umformverfahren sind grundsätzlich auch linsenförmige Körner erhältlich. Der Durchmesser der Al-Nd Phasen senkrecht zur Pressrichtung lag im Bereich kleiner 10μm. Aus dem so geformten Rohr wurde ein monlytisches (=trägerrohrloses) Targetrohr gedreht mit den Abmessungen Da=153mm, Di=124mm und L=2400mm und im Sputterbetrieb getestet. Es ergaben sich vergleichbare Partikelraten (abgeschiedene Partikel pro Flächeneinheit) wie für die bereits in der Technik bekannten Planartargets.
    • 2) Eine Pulvermischung aus 99 Gew% Ag und 1 Gew% Cr wurde zunächst durch kaltisostatisches Pressen zu einem Zylinderblock mit Da=300mm und L=400mm verpresst. Dieser Zylinder wurde wie in Beispiel 1 zu einem Hohlzyinder mit Da=300mm, Di=120mm und bearbeitet. Der erhaltene Hohlzylinder wurde durch Strangpressen bei 500°C zu einem Rohrrohling mit Da=157mm und Di=122mm umgeformt. Das erhaltene Umfromgefüge zeigte längliche (zigarrenförmige) teilrekristallisierte Körner aus Ag mit eingebetteten Cr-Phasen. Aus dem so geformten Rohr wurde ein monlytisches (= trägerrohrloses) Targetrohr mit den Abmessungen Da=153mm, Di=124mm und L=2400mm gedreht und im Sputterbetrieb getestet. Es ergab sich ein äußerst partikelarmer Sputterbetrieb.
    • 3) Eine Pulvermischung aus 96 Gew% Cu und 4 Gew% Cr wurde zunächst durch kaltisostatisches Pressen zu einem Zylinderblock mit Da=330mm und L=500mm verpresst. Anschließend wurde der Zylinder durch HIP bei 750°C und 1000bar zu mehr als 99% seiner theoretischen Dichte verdichtet. Das Gefüge bestand aus Körnern, die im wesentlichen die ursprüngliche gleichachsige Kornform aufwiesen. Dieser Zylinder wurde anschließend zu einem Rohrrohling mit Da=157mm, Di=122mm durch Strangpressen bei 450°C geformt. Aus diesem Rohrkörper wurde ein 2400mm langes monolitisches Targetrohr gearbeitet. Das Gefüge dieses Rohres zeichnete sich durch teilrekristallisierte längliche (zigarrenförmige) Cu-Körner sowie darin fest verschweißte Cr-Partikel aus. Das Targetrohr konnte ohne auffällige Partikelraten zum Beschichten von TFT-LCD-Substraten eingesetzt werden.
    • 4) Analog Beispiel 3 mit Cu:Mo und Cu:W, Mo:Cr, Mo:Nb und Mo:Ti, sowie Ag:Mo, Ag:W, Ag:Cr, Ag:Ti für Legierungsanteile Mo, W, Nb, Cr, Ti im Bereich von jeweils kleiner 20 Gew%.
    • 5) Vergleichsbeispiel: Eine Pulvermischung aus 96 Gew% Cu und 4 Gew% Cr wurde zunächst durch kaltisostatisches Pressen zu einem Zylinderblock mit Da=170mm und L=1000mm verpresst. Anschließend wurde der Zylinder durch HIP bei 750°C und 1000bar zu mehr als 99% seiner theoretischen Dichte verdichtet. Das Gefüge bestand aus Körnern, die im wesentlichen die ursprüngliche gleichachsige Kornform aufwiesen. Dieser Zylinder wurde zu einem Targethohlzyinder mit Da=153mm, Di=135mm und L=800mm in üblicher Weise spanabhebend bearbeitet. Zwei so gefertigte Targetzylinder wurden auf ein Trägerrohr aufgelötet und gesputtert. Es zeigte sich, dass die Cr-Partikel beim Sputtern zum Herausbrechen neigen und so eine erhöhte Partikelrate entstand. Diese Partikel führen z.B. bei der Herstellung von Kontakten und Leiterbahnen von TFT-LCD Substraten zu Schäden an einzelnen Pixeln und somit zu einer verringerten Ausbeute.
    • 6) Eine Pulvermischung aus 97 Gew% Cu und 3 Gew% Mo wurde zunächst durch kaltisostatisches Pressen zu einem quaderähnlichen Block mit 250mm × 250mm × 500mm Kantenlänge verpresst. Anschließend wurde der Block durch HIP bei 750°C und 1000bar zu mehr als 99% verdichtet. Das Gefüge bestand aus Körnern, die im wesentlichen die ursprüngliche gleichachsige Kornform aufwiesen. Dieser Block wurde anschließend über Längs- und Querwalzen bei 450°C zu einer 16mm dicken Platte von ca. 2500mm × 500mm Größe ausgewalzt. Aus dieser Platte wurde ein 2400mm × 390mm × 12mm großes Target gefertig. Das Gefüge dieser Platte zeichnete sich durch teilrekristallisierte längliche (zigarrenförmige) Cu-Körner sowie darin fest verschweißte Mo-Partikel aus (1). Die Targetplatte konnte ohne auffällige Partikelraten zum Beschichten von TFT-LCD-Substraten eingesetzt werden.
    • 7) Analog zu Beispiel 6 mit Cu:Cr, Cu:W, Mo:Cr, Mo:Nb und Mo:Ti, Ag:Mo, Ag:W, Ag:Ti für Legierungsanteile Mo, W, Nb, Cr, Ti im Bereich von jeweils kleiner 20 Gew%.
    • 8) Vergleichsbeispiel: Eine Pulvermischung aus 97 Gew% Cu und 3 Gew% Mo wurde zunächst durch kaltisostatisches Pressen zu einem quaderähnlichen Block mit 100mm × 500mm × 1500mm Kantenlänge verpresst. Anschließend wurde der Block durch HIP bei 750°C und 1000bar zu mehr als 99% verdichtet. Das Gefüge bestand aus Körnern, die im wesentlichen die ursprüngliche gleichachsige Kornform aufwiesen. Dieser Block wurde anschließend in 16mm dicke Platten gesägt. Aus diesen Platten wurden zwei Segmente zu je 1200mm × 390mm × 12mm gefertig und zu einem 2400mm langen Target gebondet. Die Targetplatte fing nach kurzer Zeit an, ca. zehnmal mehr Partikel freizusetzen als im erfindungsgemäßen Beispiel, so dass sie nicht zum Einsatz für TFT-LCD Prozesse geeignet war. Die Partikel bestanden überwiegend aus Mo.

Claims (18)

  1. Sputtertarget aus einem mindestens zwei Phasen oder Komponenten enthaltenden Material, wobei mindestens eine Phase eine Kornstruktur aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kornstruktur mindestens einer Phase ein Durchmesserverhältnis von größtem Durchmesser zu dazu senkrechtem Durchmesser von größer 2 und das Material eine Dichte von mindestens 98% der theoretischen Dichte aufweist.
  2. Sputtertarget nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchmesserverhältnis größer 6 ist.
  3. Sputtertarget nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Material eine Dichte von mindestens 99% der theoretischen Dichte aufweist.
  4. Sputtertarget nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der kleinere Durchmesser der Körner mindestens einer Phase kleiner 50μm, bevorzugt kleiner 20μm, insbesondere kleiner 5μm ist.
  5. Sputtertarget nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Material mehrphasig oder als Mischung mehrerer Komponenten ausgebildet ist.
  6. Sputtertarget nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Material auf der Basis von Metallen aus der Gruppe W, Mo, Ta, Nb, Cr, V, Ti, Cu, Ni, Al, Ag, Au, Pt, Ru gebildet ist.
  7. Sputtertarget nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Phase oder Komponente in Form von schwer löslichen Phasenanteilen vorliegt.
  8. Sputtertarget nach Anspruch 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Phase oder Komponente maximal 20 Gew% beträgt.
  9. Sputtertarget nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Material auf der Basis von Cu oder Ag gebildet ist und die mindestens eine schwer lösliche Phase mindestens eines der Elemente Cr, Mo, W, Ti enthält.
  10. Sputtertarget nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Material auf der Basis von Mo gebildet ist und die mindestens eine schwer lösliche Phase mindestens eines der Elemente Cr, Ti, V, W, Nb, Ta enthält.
  11. Sputtertarget nach einem der anspüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Länge von mindestens 500mm aufweist.
  12. Verfahren zur Herstellung eines rohrförmigen Sputtertargets, dadurch gekennzeichnet, dass aus Targetmaterial in einem ersten Schritt ein oder mehrere Voll- oder Hohlzylinder hergestellt werden und in einem zweiten Schritt durch Umformung aus diesem Material Targetrohre gefertigt werden mit einem Umformverhältnis von mindestens 50%.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Verdichtung durch heißisostatisches Pressen erfolgt.
  14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Umformung durch Strangpressen, Extrudieren oder Flowformen erfolgt.
  15. Verfahren zur Herstellung eines planaren Sputtertargets, dadurch gekennzeichnet, dass aus Targetmaterial in einem ersten Schritt ein oder mehrere Blöcke hergestellt werden und in einem zweiten Schritt durch Umformung aus diesem Material Targetplatten gefertigt werden mit einem Umformverhältnis von mindestens 50%.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Verdichtung zu einem Block durch heißisostatisches Pressen erfolgt.
  17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Umformung durch Walzen erfolgt.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichtung durch heißisostatisches Pressen in einer HIP-Kapsel und das Walzen in der HIP-Kapsel erfolgt.
DE102005050424A 2005-10-19 2005-10-19 Sputtertarget aus mehrkomponentigen Legierungen Withdrawn - After Issue DE102005050424B4 (de)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005050424A DE102005050424B4 (de) 2005-10-19 2005-10-19 Sputtertarget aus mehrkomponentigen Legierungen
KR1020087006552A KR20080056715A (ko) 2005-10-19 2006-10-11 다성분 합금으로 제조되는 스퍼터링 타겟 및 생산 방법
JP2008535939A JP2009512779A (ja) 2005-10-19 2006-10-11 多成分合金からなるスパッタターゲット及び製造方法
CNA200680037768XA CN101283113A (zh) 2005-10-19 2006-10-11 多组分合金溅射靶及其制备方法
AT0934406A AT506851B1 (de) 2005-10-19 2006-10-11 Sputtertarget aus mehrkomponentigen legierungen und herstellungsverfahren
PCT/EP2006/009816 WO2007045387A1 (de) 2005-10-19 2006-10-11 Sputtertarget aus mehrkomponentigen legierungen und h erstellverfahren
TW095138435A TW200720458A (en) 2005-10-19 2006-10-18 Sputter target of multi-component alloys and methods of production

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005050424A DE102005050424B4 (de) 2005-10-19 2005-10-19 Sputtertarget aus mehrkomponentigen Legierungen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102005050424A1 true DE102005050424A1 (de) 2007-04-26
DE102005050424B4 DE102005050424B4 (de) 2009-10-22

Family

ID=37450927

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102005050424A Withdrawn - After Issue DE102005050424B4 (de) 2005-10-19 2005-10-19 Sputtertarget aus mehrkomponentigen Legierungen

Country Status (7)

Country Link
JP (1) JP2009512779A (de)
KR (1) KR20080056715A (de)
CN (1) CN101283113A (de)
AT (1) AT506851B1 (de)
DE (1) DE102005050424B4 (de)
TW (1) TW200720458A (de)
WO (1) WO2007045387A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012017033A1 (de) * 2012-08-29 2014-05-28 Oerlikon Trading Ag, Trübbach PVD Lichtbogenbeschichtung mit verbesserten reibungsmindernden und verschleissreduzierenden Eigenschaften

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006003279B4 (de) * 2006-01-23 2010-03-25 W.C. Heraeus Gmbh Sputtertarget mit hochschmelzender Phase
SG174652A1 (en) * 2010-03-31 2011-10-28 Heraeus Gmbh W C Composition of sputtering target, sputtering target, and method of producing the same
JP5723247B2 (ja) * 2011-09-09 2015-05-27 株式会社Ｓｈカッパープロダクツ 円筒型スパッタリングターゲット材、それを用いた配線基板及び薄膜トランジスタの製造方法
JP5472353B2 (ja) * 2012-03-27 2014-04-16 三菱マテリアル株式会社 銀系円筒ターゲット及びその製造方法
GB201216283D0 (en) 2012-09-12 2012-10-24 Stannah Stairlifts Ltd Improvements in or relating to stairlifts
EP3168325B1 (de) * 2015-11-10 2022-01-05 Materion Advanced Materials Germany GmbH Sputtertarget auf der basis einer silberlegierung
CN109196137B (zh) 2016-06-02 2021-11-30 田中贵金属工业株式会社 金溅射靶
AT15356U1 (de) 2016-09-29 2017-07-15 Plansee Se Sputtering Target
JP7274816B2 (ja) 2017-12-06 2023-05-17 田中貴金属工業株式会社 金スパッタリングターゲットとその製造方法
KR102418935B1 (ko) 2017-12-06 2022-07-07 다나카 기킨조쿠 고교 가부시키가이샤 금 스퍼터링 타깃의 제조 방법 및 금막의 제조 방법
CN111590279A (zh) * 2020-06-03 2020-08-28 福建阿石创新材料股份有限公司 一种高纯金属旋转靶材及其制备方法
CN112030119A (zh) * 2020-08-27 2020-12-04 苏州思菲科新材料科技有限公司 一种铟管靶及其制备方法
CN112981335B (zh) * 2021-02-09 2022-10-04 丰联科光电(洛阳)股份有限公司 一种高纯铜管靶的制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19710903A1 (de) * 1997-03-15 1998-09-17 Leybold Materials Gmbh Sputtertarget zur Herstellung von Phase-Change Schichten (optischen Speicherschichten)
DE19735734A1 (de) * 1997-08-18 1999-02-25 Leybold Materials Gmbh Pulvermetallurgisches Sputtertarget auf der Basis von Wismut
DE10017414A1 (de) * 2000-04-07 2001-10-11 Unaxis Materials Deutschland G Sputtertarget auf der Basis eines Metalls oder einer Metalllegierung und Verfahren zu dessen Herstellung
DE60003994T2 (de) * 1999-11-01 2004-05-19 Praxair S.T. Technology, Inc., Danbury Verfahren zur Herstellung von Sputter-Targets aus hoch reinem Kobalt, die einer niedrigen magnetischen Permeabilität aufweisen
US6759005B2 (en) * 2002-07-23 2004-07-06 Heraeus, Inc. Fabrication of B/C/N/O/Si doped sputtering targets
EP1559801A1 (de) * 2002-09-04 2005-08-03 Dept Corporation Metallisches material für elektronisches bauteil, elektronischesbauteil, elektronische einrichtung, verfahren zur bearbeitung vonmetallischem material, verfahren zur herstellung von elektronischem bauteil und elektronisches optisches bauteil

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2757287B2 (ja) * 1989-11-02 1998-05-25 日立金属株式会社 タングステンターゲットの製造方法
JP3445276B2 (ja) * 1993-12-14 2003-09-08 株式会社東芝 配線形成用Ｍｏ−ＷターゲットとＭｏ−Ｗ配線薄膜、およびそれを用いた液晶表示装置
US20020014406A1 (en) * 1998-05-21 2002-02-07 Hiroshi Takashima Aluminum target material for sputtering and method for producing same
JP3743740B2 (ja) * 1998-07-27 2006-02-08 日立金属株式会社 Ｍｏ系焼結ターゲット材
DE19953470A1 (de) * 1999-11-05 2001-05-23 Heraeus Gmbh W C Rohrtarget
US20050279630A1 (en) * 2004-06-16 2005-12-22 Dynamic Machine Works, Inc. Tubular sputtering targets and methods of flowforming the same
AT7491U1 (de) * 2004-07-15 2005-04-25 Plansee Ag Werkstoff für leitbahnen aus kupferlegierung

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19710903A1 (de) * 1997-03-15 1998-09-17 Leybold Materials Gmbh Sputtertarget zur Herstellung von Phase-Change Schichten (optischen Speicherschichten)
DE19735734A1 (de) * 1997-08-18 1999-02-25 Leybold Materials Gmbh Pulvermetallurgisches Sputtertarget auf der Basis von Wismut
DE60003994T2 (de) * 1999-11-01 2004-05-19 Praxair S.T. Technology, Inc., Danbury Verfahren zur Herstellung von Sputter-Targets aus hoch reinem Kobalt, die einer niedrigen magnetischen Permeabilität aufweisen
DE10017414A1 (de) * 2000-04-07 2001-10-11 Unaxis Materials Deutschland G Sputtertarget auf der Basis eines Metalls oder einer Metalllegierung und Verfahren zu dessen Herstellung
US6759005B2 (en) * 2002-07-23 2004-07-06 Heraeus, Inc. Fabrication of B/C/N/O/Si doped sputtering targets
EP1559801A1 (de) * 2002-09-04 2005-08-03 Dept Corporation Metallisches material für elektronisches bauteil, elektronischesbauteil, elektronische einrichtung, verfahren zur bearbeitung vonmetallischem material, verfahren zur herstellung von elektronischem bauteil und elektronisches optisches bauteil

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012017033A1 (de) * 2012-08-29 2014-05-28 Oerlikon Trading Ag, Trübbach PVD Lichtbogenbeschichtung mit verbesserten reibungsmindernden und verschleissreduzierenden Eigenschaften

Also Published As

Publication number Publication date
AT506851A1 (de) 2009-12-15
DE102005050424B4 (de) 2009-10-22
KR20080056715A (ko) 2008-06-23
WO2007045387A1 (de) 2007-04-26
CN101283113A (zh) 2008-10-08
TW200720458A (en) 2007-06-01
AT506851B1 (de) 2010-02-15
JP2009512779A (ja) 2009-03-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AT506851B1 (de) Sputtertarget aus mehrkomponentigen legierungen und herstellungsverfahren
EP1840235B1 (de) Magnesiumlegierung und dazugehöriges Herstellungsverfahren
DE69526649T2 (de) Sputter-target mit ultrafeinen orientierten körnern und verfahren zu deren herstellung
DE69708837T2 (de) Hochfeste, hochzähe aluminiumlegierung und verfahren zu deren herstellung
DE112006003537B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines Sputtertargetaufbaus
EP2467224A1 (de) Dünnwandiges strukturbauteil und verfahren zu seiner herstellung
WO2017186468A1 (de) Hartmetall mit zähigkeitssteigerndem gefüge
DE102006003279A1 (de) Sputtertarget mit hochschmelzender Phase
EP2024529A1 (de) Kaltgepresste sputtertargets
DE2103875A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Nickelbasis-Superlegierung
DE102019130108A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Aluminiumgussteils und hierdurch hergestelltes Aluminiumgussteil
DE1583748A1 (de) Herstellung von poly-poroesen Mikrostrukturen
EP2454393B1 (de) Verfahren zur herstellung von wendeschneidplatten
DE102009017596B3 (de) Verfahren zur Herstellung eines Halbzeugs für Mokume Gane Schmuck
DE3515167A1 (de) Verfahren zur herstellung eines metallischen koerpers aus einer amorphen legierung
DE102005017191A1 (de) Rohrförmiges Sputtertarget und Verfahren zu seiner Herstellung
EP2343143A2 (de) Verfahren zur Fertigung von Bauteilen aus Refraktärmetallen
WO2006108502A1 (de) Verfahren zum herstellen von rohrförmigen sputtertargets, danach hergesellte sputtertargets und deren verwendung
DE4101919A1 (de) Verfahren zur herstellung von platten aus duktilem metall und dessen anwendungen
EP1105236B1 (de) Giesswerkzeug für das giessen von formteilen aus nicht-eisenmetallen
DE10334704A1 (de) Durch ein thermisches Spritzverfahren abgeschiedene freitragende dreidimensionale Bauteile
DE102006045531B3 (de) Verfahren zum Herstellen einer Schicht auf einem Träger
DE102023103621A1 (de) Verbundwerkstoff mit eingelagertem Carbid
EP3804885A1 (de) Verfahren zur herstellung eines metallischen bauteils, das einen abschnitt mit hohem aspektverhältnis aufweist
DE10231577B4 (de) Verfahren zum Erzeugen von Poren oder Kanälen in einem metallischen Werkstoffkörper und nach dem Verfahren hergestellter Metallkörper

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8363 Opposition against the patent
8330 Complete disclaimer