KR20070021139A - Method to reduce thermal stresses in a sputter target - Google Patents

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베카에르트 어드벤스드 코팅스
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Abstract

본 발명은 스퍼터링 중에 스퍼터 표적에서 열적 스트레스를 감소시키기 위한 방법에 관한 것이다. 이 방법은 하기 단계를 제공한다: 표적 홀더를 제공하고; 표적 홀더 상에 인듐-주석-산화물을 포함하는 표적물질을 스프레이로 도포하고; 표적 홀더 상에 표적 물질을 도포하면서 표적 물질에 공극을 도입하는 단계. 공극은 열적 스트레스를 감소시키기 위하여 도포된 표적 물질에 적어도 2%의 공극률을 가져온다. 본 발명은 또한 감소된 열적 스트레스를 갖는 스퍼터 표적 및 인듐-주석-산화물로 기판 표면을 코팅하기 위한 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for reducing thermal stress at a sputter target during sputtering. The method provides the following steps: providing a target holder; Spraying a target material comprising indium-tin-oxide on the target holder; Introducing voids into the target material while applying the target material on the target holder. Porosity results in at least 2% porosity in the applied target material to reduce thermal stress. The invention also relates to a sputter target having a reduced thermal stress and a method for coating the substrate surface with indium-tin-oxide.

스퍼터 표적, 열적 스트레스Sputter target, thermal stress

Description

스퍼터 표적의 열적 스트레스를 감소시키기 위한 방법{METHOD TO REDUCE THERMAL STRESSES IN A SPUTTER TARGET}METHOD TO REDUCE THERMAL STRESSES IN A SPUTTER TARGET}

본 발명은 스퍼터링(sputtering) 하는 동안 스퍼터 표적의 열적 스트레스(thermal stresses)를 감소시키기 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 스퍼터 표적, 보다 상세하게는 감소된 열적 스트레스를 갖는 인듐-주석-산화물에 관한 것이다.The present invention relates to a method for reducing thermal stresses of a sputter target during sputtering. The invention also relates to sputter targets, more particularly indium-tin-oxides with reduced thermal stress.

스퍼터 표적으로부터 스퍼터링 중에는 높은 열적 스트레스가 표적 물질에 발생될 수 있다. 이러한 열적 스트레스는 표적 물질의 비접착(debonding) 및 균열을 가져올 수 있다. 예를 들면 인듐-주석-산화물 표적이 이런 문제를 겪는다. 열적 스트레스의 생성은 높은 파워 밀도(power dentisities)가 스퍼터링 중에 가해질 때 특히 보다 악화된다. High thermal stress can be generated in the target material during sputtering from the sputter target. This thermal stress can lead to debonding and cracking of the target material. Indium-tin-oxide targets, for example, suffer from this problem. The generation of thermal stress is particularly worse when high power dentisities are applied during sputtering.

본 발명의 목적은 표적 제조 중 및 스퍼터링 중에스퍼터 표적의 열적 스트레스를 감소시키기 위한 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 표적 제조 중 그리고 스퍼터링 중에 감소된 열적 스트레스를 갖는 스퍼터 표적을 제공하는 것이다. 또 다른 목적은 높은 파워 밀도에서 기판을 코팅하기 위한 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a method for reducing thermal stress of a sputter target during target preparation and during sputtering. It is another object of the present invention to provide a sputter target with reduced thermal stress during target preparation and during sputtering. Another object is to provide a method for coating a substrate at high power density.

본 발명의 첫 번째 양태에따라서, 스퍼터링 중에 스퍼터 표적에서 열적 스트레스를 감소시키기 위한 방법이 제공된다. 이 방법은 하기 단계를 포함한다:In accordance with a first aspect of the present invention, a method is provided for reducing thermal stress at a sputter target during sputtering. This method includes the following steps:

표적 홀더를 제공하고;Providing a target holder;

표적 홀더 상에 인듐-주석-산화물을 포함하는 표적물질을 스프레이로 도포하고;Spraying a target material comprising indium-tin-oxide on the target holder;

표적 홀더 상에 표적 물질을 도포하면서 표적 물질에 공극을 도입하는 단계.Introducing voids into the target material while applying the target material on the target holder.

공극은 열적 스트레스를 감소시키기 위하여 도포된 표적 물질에 적어도 2%의 공극률을 가져온다. Porosity results in at least 2% porosity in the applied target material to reduce thermal stress.

표적 물질은 스프레이, 바람직하게는 화염 스프레이, 플라즈마 스프레이, 고속 산소 연료 스프레이 또는 전기 아크 스프레이로 도포된다.The target material is applied as a spray, preferably a flame spray, plasma spray, high speed oxygen fuel spray or electric arc spray.

보다 바람직하게는, 표적 물질의 공극률은 4% 이상, 바람직하게는 10% 이상이다.More preferably, the porosity of the target material is at least 4%, preferably at least 10%.

표적 물질의 공극률은 한 구역의 총 표면에 대한 특정 구역의 공극의 표면의 퍼센트로서 계산된다.The porosity of the target material is calculated as a percentage of the surface of the voids of a particular zone relative to the total surface of one zone.

표적 물질의 밀도는 그것의 공극률에 관련된다. 공극률이 높으면 높을수록 밀도는 더 낮아진다.The density of the target material is related to its porosity. The higher the porosity, the lower the density.

고 밀도 표적은 개선된 공정 안정성(저 아크 속도 수준)을 가져오는 것으로 믿어지기 때문에 고 밀도(저 공극률) 표적이 저 밀도(고 공극률)을 갖는 표적보다 바람직 한것으로 본 기술 분야에서 일반적으로 받아들여진다. 따라서, 표적 물질의 밀도를 증가시키기 위하여 몇몇 노력들이 이루어져 왔다. 스퍼터링 중에 스퍼터 표적의 뒷 쪽, 예를 들면 관형 회전 스퍼터 표적에서 안 쪽은 냉각된다. 냉각은 예를 들면 수 냉각(water cooling)이다. 스퍼터 표적의 외부에서는 고온이 생성된다. 이것은 스퍼터 표적의 뒷 쪽(안 쪽)과 바깥쪽 사이에 높은 온도차를 가져와서, 표적 물질의 높은 열적 스트레스를 생성한다. 스퍼터 파워 밀도가 높으면 높을수록 온도차가 더 커진다. 본 발명에 따라서, 적어도 2%의 최소 공극률을 갖는 스퍼터 표적을 사용하므로서 스퍼터링 중의 열적 스트레스가 감소된다는 것이 놀랍게도 발견되었다.It is generally accepted in the art that high density targets are preferred over targets with low density (high porosity) because high density targets are believed to result in improved process stability (low arc velocity levels). Thus, some efforts have been made to increase the density of the target material. During sputtering, the back side of the sputter target, for example in the tubular rotary sputter target, cools down. Cooling is for example water cooling. Outside the sputter target a high temperature is produced. This results in a high temperature difference between the back (inside) and the outside of the sputter target, creating a high thermal stress of the target material. The higher the sputter power density, the larger the temperature difference. In accordance with the present invention, it has surprisingly been found that thermal stress during sputtering is reduced by using a sputter target having a minimum porosity of at least 2%.

바람직하게는, 표적 물질에 형성된 공극의 20% 이하가 폐쇄된 공극을 포함한다. 보다 바람직하게는, 표적 물질에 형성된 공극의 10% 이하가 폐쇄된 공극을 포함하며, 표적 물질에 형성된 공극의 5% 이하가 폐쇄된 공극을 포함한다. Preferably, up to 20% of the pores formed in the target material comprise closed pores. More preferably, up to 10% of the pores formed in the target material comprise closed pores, and up to 5% of the pores formed in the target material comprise closed pores.

개방 공극은 공극, 그레인 경계, 균열 또는 미세균열의 네트워크를 통하여 또는 이들의 혼합을 통하여 표적 물질의 외표면과 관련된 공극이다. 폐쇄 공극은 표적 물질의 외 표면에 대해 개방되지 않은 공극이다.Open pores are pores associated with the outer surface of the target material through a network of pores, grain boundaries, cracks or microcracks, or through a mixture thereof. Closed pores are pores that are not open to the outer surface of the target material.

폐쇄 및 개방 공극의 양을 측정하기 위하여 인듐-주석-산화물을 포함하는 표적 물질은 형광 수지에 포화된다. 물질에 수지의 침투를 개선시키기 위하여 진공에서 포화가 수행될 수 있다. 폐쇄 공극의 양은 한 구역의 공극의 총 표면에 대한 특정 구역의 폐쇄 공극의 표면의 퍼센트로서 계산된다.In order to measure the amount of closed and open pores, the target material comprising indium-tin-oxide is saturated in the fluorescent resin. Saturation may be performed in vacuo to improve the penetration of the resin into the material. The amount of closed voids is calculated as a percentage of the surface of the closed voids in a particular zone relative to the total surface of the voids in one zone.

낮은 퍼센트의 폐쇄 공극 및 높은 퍼센트의 개방 공극을 갖는 표적 물질을 포함하는 스퍼터 표적은 이러한 형태의 스퍼터 표적이 보다 안정한 스퍼터 공정을 가져오기 때문에 바람직하다. 낮은 퍼센트의 폐쇄 공극 및 높은 퍼센트의 개방 공극을 갖는 표적 물질을 포함하는 스퍼터 표적의 연소 시간(burn-in time) 중에 표적 물질이 세정될 뿐만 아니라 탈기도 된다. 이것은 스퍼터링이 개시될 때 개스 방출을 피하고, 보다 안정한 스퍼터 공정이 얻어진다는 이점이 있다. 반대로 높은 퍼센트의 폐쇄 공극을 갖는 스퍼터 표적은 무시할 수 없는 개스 폭발을 겪을 수 있다. 이러한 형태의 표적으로부터의 스퍼터링은 적어도 스퍼터 공정의 시작시에 불안정하다.Sputter targets comprising a target material having a low percentage of closed pores and a high percentage of open pores are preferred because this type of sputter target results in a more stable sputter process. During the burn-in time of the sputter target, including the target material having a low percentage of closed pores and a high percentage of open pores, the target material is cleaned as well as degassed. This has the advantage that gas emissions are avoided when sputtering is initiated and a more stable sputter process is obtained. Conversely, sputter targets with a high percentage of closed pores may experience a gas explosion that cannot be ignored. Sputtering from this type of target is unstable at least at the beginning of the sputter process.

본 발명에 따른 방법은 특히 감소된 열 전도성을 갖는 표적 물질에 대해 적합하다. 이 방법은 관형 스퍼터 표적과 같은 회전가능한 스퍼터 표적에 사용하기에 매우 적합하다.  The method according to the invention is particularly suitable for target materials with reduced thermal conductivity. This method is well suited for use on rotatable sputter targets, such as tubular sputter targets.

바람직한 표적은 인듐-주석-산화물, 보다 상세하게는 표적 홀더 상에 스프레이된 인듐-주석-산화물을 표적 물질로서 갖는 표적을 포함한다. Preferred targets include targets having indium-tin-oxide, more particularly indium-tin-oxide, sprayed onto the target holder as the target material.

인듐-주석-산화물은 박막 산업에서 가장 많이 사용되는 투명 전도성 산화물 중 하나이다. 적용범위는 평판 디스플레이, 스마트 윈도우(smart windows), 터치 판넬, 전자 발광 램프에서 EMI 차단 적용까지이다.Indium-tin-oxide is one of the most used transparent conductive oxides in the thin film industry. Applications range from flat panel displays, smart windows, touch panels and electroluminescent lamps to EMI shielding applications.

표적물질은 인듐-주석-산화물 분말로부터 출발하여 도포될 수 있다. 본 발명의 목적을 위하여, 인듐-주석-산화물 분말은 인듐 산화물과 주석 산화물과 같은 산화물의 혼합물로서, 또는 인듐 산화물 및/또는 주석 산화물 및/또는 주석 및/또는 인듐과 같은 산화물과 금속의 혼합물로서 이해되어야 한다.The target material can be applied starting from indium-tin-oxide powder. For the purposes of the present invention, the indium-tin-oxide powder is a mixture of oxides such as indium oxide and tin oxide, or as a mixture of oxides and metals such as indium oxide and / or tin oxide and / or tin and / or indium. It must be understood.

표적 물질은 바람직하게는 5-20wt% 범위의 주석의 농도를 갖는다. 보다 바람직하게는, 주석의 농도는 5-15wt% 사이, 예를 들면 7, 10 또는 20wt%이다.The target material preferably has a concentration of tin in the range of 5-20 wt%. More preferably, the concentration of tin is between 5-15 wt%, for example 7, 10 or 20 wt%.

본 발명에 따른 인듐-주석-산화물 표적의 경도(마이크로 비커스 경도(micro Vickers hardness))는 바람직하게는 200-400 HV, 예를 들면, 250 HV이다. 표적물질의 경도는 일반적인 마이크로 비커스 다이아몬드 인덴터(indenter)가 광학 현미경의 접안 렌즈 상에 설치되는 마이크로 비커스 경도 측정기에 의해 측정된다. 현미경은 인덴테이션(indentation)의 폭을 측정하는데 사용된다. The hardness (micro Vickers hardness) of the indium-tin-oxide target according to the invention is preferably 200-400 HV, for example 250 HV. The hardness of the target material is measured by a micro Vickers hardness tester in which a general micro Vickers diamond indenter is installed on the eyepiece of the optical microscope. The microscope is used to measure the width of the indentation.

본 발명에 따른 스퍼터 표적의 표적물질의 경도는 열간 등방압(hot isostatic pressure)으로 얻어진 스퍼터 표적의 경도보다 더 낮다. 이것은 하기와 같이 설명돨 수 있다: 열간 등방압 하는 중에 분말 입자는 긴 시간 동안 높은 온도(예를 들면, 1000℃에서 3-4시간)로 유지된다. 시간과 높은 온도의 조합은 개별적 입자들 사이에 확산 접합(diffusion bonding)을 유도하여 입자들의 강력한 상호결합을 가져온다. 열적 스프레이 공정은 열간 등방압 중과 동일하거나 더 높은 온도에서 작용하지만 확산 반응은 매우 높은 냉각 속도(일반적으로, 106℃/초)로 인하여 최소한이다. 입자들 사이의 이러한 최소한의 열적 상호작용은 대부분 기계적 상호결합을 가져온다. 이러한 기계적 결합은 경도 인덴테이션 중에 열적 스프레이된 구조, 보다 가요성을 제공하여 보다 낮은 경도 값을 가져온다. 또한, 표적 물질의 열간 등방압 중에 열적 스프레이된 표적과 비교했을 때 표적 물질에서 보다 높은 스트레스가 생성되며 보다 높은 스트레스는 보다 높은 경도를 가져온다. 이것은 하기와 같이 설명될 수 있다: 열간 등방압 중에는 표적 홀더 및 표적 물질 둘 모두 고온이 된다. 표적 홀더와 표적 물질 사이의 열 팽창의 차이는 열간 등방압 사이클에서 냉각 중에 표적 물질에 스트레스를 생성한다. 상기한 스트레스 축적의 메카니즘은 표적 홀더가 열적 스프레이 공정중에 저온(예를 들면, 50℃)으로 유지되므로열적 스프레이 중에는 존재하지 않는다. The hardness of the target material of the sputter target according to the present invention is lower than the hardness of the sputter target obtained by hot isostatic pressure. This can be explained as follows: During hot isostatic pressure, the powder particles are kept at high temperature (eg 3-4 hours at 1000 ° C.) for a long time. The combination of time and high temperature induces diffusion bonding between the individual particles resulting in strong mutual bonding of the particles. Thermal spray processes operate at the same or higher temperatures as during hot isostatic pressure but diffusion reactions are minimal due to very high cooling rates (typically 106 ° C./sec). This minimal thermal interaction between the particles mostly results in mechanical interconnection. This mechanical bonding provides thermal sprayed structure, more flexibility during hardness indentation, resulting in lower hardness values. In addition, higher stress is generated in the target material and higher stress results in higher hardness as compared to the target thermally sprayed during the hot isostatic pressure of the target material. This can be explained as follows: During hot isostatic pressure both the target holder and the target material become hot. The difference in thermal expansion between the target holder and the target material creates stress on the target material during cooling in the hot isostatic cycle. The stress accumulation mechanism described above does not exist during thermal spraying because the target holder is kept at a low temperature (eg 50 ° C.) during the thermal spray process.

고 다공성 및 상대적으로 낮은 경도로 특징되는 본 발명에 따른 스퍼터 표적을 사용하므로서 높은 스퍼터 속도가 얻어질 수 있다. 스퍼터 공정 중에 표적 물질에 아르곤 개스와 같은 이온화된 개스가 제공된다. 따라서, 표적 물질로부터 원자가 방출되어 코팅될 기판상에 침착된다. 본 발명에 따른 표적의 표적 물질의 개별적 입자들의 상호결합은 덜 강하기 때문에 표적 물질의 원자들이 보다 쉽게 방출되고, 이온화 개스의 에너지는 보다 높은 스퍼터 속도가 얻어질 수 있도록 보다 효율적으로 사용될 수 있다. High sputter rates can be obtained by using the sputter target according to the invention which is characterized by high porosity and relatively low hardness. The ionized gas, such as argon gas, is provided to the target material during the sputter process. Thus, atoms are released from the target material and deposited on the substrate to be coated. Since the mutual binding of the individual particles of the target material of the target according to the invention is less strong, the atoms of the target material are released more easily, and the energy of the ionizing gas can be used more efficiently so that a higher sputter rate can be obtained.

공극은 1 μm2 에서 1000 μm2 사이, 보다 바람직하게는 6에서 80 μm2 사이, 예를 들면 6에서 40 μm2 사이의 크기를 갖는다.The pores have a size between 1 μm 2 and 1000 μm 2 , more preferably between 6 and 80 μm 2 , for example between 6 and 40 μm 2 .

바람직하게는, 공극의 50%가 10 μm2 이하의 공극 크기를 갖는다. 10 μm2 의 공극 크기는 표적 물질에서 균열의 생성 및 스퍼터 공정의 안정성을 위하여 중요한 공극 크기인것으로 믿어진다. 본 발명에 따른 스퍼터 표적의 표적 물질에 있는 많은 량의 작은 공극들은 표적 제조 및 스퍼터링 중에 스트레스 이완을 위해 유익하다. 인듐-주석-산화물과 같은 세라믹 표적에 있어서는 미소 균열이 어느 정도 존재한다. 이러한 미소 균열은 생성되는 열적 스트레스 때문에 스퍼터링 중에 심각한 균열을 가져올 수 있다. 본 발명에 따른 표적 물질에서는 표적 물질에 존재하는 미소균열(micro-cracks)이 많은 수의 작은 공극들에 의해 인터페이스 표적, 물질/공극에서 중지된다. 이 방법으로 스퍼터링 중에 생성된 열적 스트레스로 인한 균열의 추가 성장이 중지된다. 균열 성장은 또한 열적 스프레이의 일반적인 스플랫트(splat) 형 구조에 의해 저지된다: 균열은 대부분 두개의 스플랫트들 사이의 계면에서 전파되고 추가의 전파는 또 다른 중첩하는 스플랫트에 의해 저지될 수 있다. 또한, 작은 공극 크기를 갖는 표적 물질을 갖는 스퍼터 표적은 큰 공극 크기를 갖는 표적물질을 갖는 스퍼터 표적과 비교할 때 보다 안정한 스퍼터 공정을 나타내는 것으로 받아들여진다. 후자는 스퍼터링 중에 개스 방출을 가져올 수 있다. Preferably, 50% of the pores have a pore size of 10 μm 2 or less. A pore size of 10 μm 2 is believed to be an important pore size for the formation of cracks in the target material and the stability of the sputter process. Large amounts of small voids in the target material of the sputter target according to the invention are beneficial for stress relaxation during target preparation and sputtering. There are some microcracks present in ceramic targets such as indium-tin-oxide. These microcracks can cause severe cracks during sputtering because of the thermal stresses that are created. In the target material according to the invention, the micro-cracks present in the target material are stopped at the interface target, material / pore by a large number of small pores. In this way, further growth of the cracks due to thermal stresses generated during sputtering is stopped. Crack growth is also inhibited by the usual splat-like structure of thermal spray: cracks are mostly propagated at the interface between two splats and further propagation can be prevented by another overlapping splat. . In addition, sputter targets having a target material with a small pore size are accepted to exhibit a more stable sputter process as compared to sputter targets with a target material with a large pore size. The latter can result in gas release during sputtering.

본 발명의 두 번째 양태에 따라서, 표적 홀더 및 표적 물질을 포함하는 스퍼터 표적이 제공된다. 표적 물질은 인듐-주석-산화물을 포함하고 표적 홀더 상에 스프레이 된다. 표적 물질은 적어도 2%의 공극률을 갖는다. 보다 바람직하게는, 표적 물질은 적어도 4%, 예를 들면 10% 또는 20%의 공극률을 갖는다. According to a second aspect of the invention, a sputter target is provided comprising a target holder and a target material. The target material comprises indium-tin-oxide and is sprayed onto the target holder. The target material has a porosity of at least 2%. More preferably, the target material has a porosity of at least 4%, for example 10% or 20%.

바람직하게는, 표적 물질에 형성된 공극의 20% 이하는 폐쇄 공극이다. 보다 바람직하게는 표적 물질에 형성된 공극의 10% 이하 또는 심지어 5% 이하가 폐쇄 공극이다. Preferably, less than 20% of the pores formed in the target material are closed pores. More preferably, up to 10% or even up to 5% of the pores formed in the target material are closed pores.

본 발명에 따른 바람직한 스퍼터 표적은 관형 스퍼터 표적과 같은 회전 가능한 스퍼터 표적을 포함한다.Preferred sputter targets according to the present invention include rotatable sputter targets such as tubular sputter targets.

본 발명에 따른 인듐-주석-산화물은 바람직하게는 200-400 HV의 경도를 갖는다.Indium-tin-oxides according to the invention preferably have a hardness of 200-400 HV.

인듐-주석-산화물 표적의 표적 물질은 바람직하게는 1 μm2에서 1000 μm2 사이, 보다 바람직하게는 6에서 80 μm2 사이, 예를 들면 6에서 40 μm2 사이의 평균 공극 크기를 갖는 공극을 갖는다. 바람직하게는, 공극의 50%는 10 μm2 이하의 공극 크기를 갖는다. 이 경우에, 표적 물질에 분포된 많은 양의 작은 공극은 균열의 성장을 중지시킬 수 있다. The target material of the indium-tin-oxide target preferably has pores having an average pore size between 1 μm 2 and 1000 μm 2 , more preferably between 6 and 80 μm 2 , for example between 6 and 40 μm 2 . Have Preferably, 50% of the pores have a pore size of 10 μm 2 or less. In this case, large amounts of small pores distributed in the target material can stop the growth of cracks.

본 발명의 또 다른 양태에 따라서, 상기한 스퍼터 표적으로부터 스퍼터링하므로서 인듐-주석-산화물로 기판 표면을 코팅하기 위한 방법이 제공된다. 이 방법은 표적 물질에서 균열의 생성을 피하거나 감소시키게 한다.According to another aspect of the invention, a method is provided for coating a substrate surface with indium-tin-oxide while sputtering from the sputter target described above. This method allows to avoid or reduce the formation of cracks in the target material.

본 발명에 따른 표적 물질의 사용은 놀은 파워 밀도가 스퍼터링 중에 얻어질 수 있도록 한다. 파워 밀도는 예를 들면 6 W/cm2 레이스-트랙 면적(race-track area) 이상, 예를 들면, 8 W/cm2 레이스-트랙 면적 이상이다. 이러한 높은 파워 밀도에서 조차도 균열이 스퍼터 공정 중에 생성되지 않았다.The use of the target material according to the invention allows the knoll power density to be obtained during sputtering. The power density is for example 6 W / cm 2 More than a race-track area, for example 8 W / cm 2 More than race track area. Even at these high power densities no cracks were created during the sputter process.

어떤 열 스프레이된 인듐-주석-산화물 표적(표 1)을 열간 등방압으로 얻어진 어떤 인듐-주석-산화물 표적(표 2)와 비교했다. 표 1에 도시된 스퍼터 표적들은 모두 5.8-6.6g/cm3 사이의 밀도를 갖는다. 표 2에 도시된 스퍼터 표적들은 모두 0.5- 1.8% 사이의 공극률을 갖는다. Which heat sprayed indium-tin-oxide target (Table 1) was compared with any indium-tin-oxide target (Table 2) obtained by hot isostatic pressure. The sputter targets shown in Table 1 are all 5.8-6.6 g / cm 3 Has a density between. The sputter targets shown in Table 2 all have porosities between 0.5-1.8%.

[표 1]TABLE 1

열 스프레이된 인듐-주석-산화물 스퍼터 표적의 실시예Examples of thermally sprayed indium-tin-oxide sputter targets

본 발명에 따른 실시예Embodiment according to the present invention 공극률(%)      Porosity (%) 경도(HV)        Hardness (HV) 1            One 16.1        16.1 186         186 2            2 14.1        14.1 228         228 3             3 12.2        12.2 221         221 4            4 14.0        14.0 249         249 5            5 12.1        12.1 262         262 6            6 13.3        13.3 251         251 7            7 5.7         5.7 249         249 8            8 3.9         3.9 244         244

[표 2]TABLE 2

열간 등방압으로 얻어진 인듐-주석-산화물 스퍼터 표적의 실시예 Examples of indium-tin-oxide sputter targets obtained by hot isostatic pressure

실시예          Example 밀도(g/cm3)Density (g / cm 3 ) 경도(HV)         Hardness (HV) 9            9 6.85         6.85 487         487 10           10 6.8         6.8 488         488 11           11 6.7         6.7 490         490 12           12 6.99         6.99 486         486 13           13 7.00         7.00 500         500

표 1 및 표 2로부터, 열 스프레이된 표적은 열간 등방압에 의해 얻어진 인듐-주석-산화물 표적보다 높은 공극률, 저 밀도 및 저 경도를 나타낸다.From Table 1 and Table 2, the thermally sprayed target shows higher porosity, lower density and lower hardness than the indium-tin-oxide target obtained by hot isotropic pressure.

1850mm의 길이를 갖는 열 스프레이된 관형의 회전가능한 인듐-주석-산화물 표적을 스퍼터 공정에 사용했다. 스퍼터 테스트를 균열 생성 없이 44 kW이하의 전력 수준으로 수행했다. 50 kW의 전력 수준에서도 균열이 나타나지 않았다.A thermally sprayed tubular rotatable indium-tin-oxide target having a length of 1850 mm was used in the sputter process. Sputter tests were performed at power levels below 44 kW without crack formation. There was no crack even at a power level of 50 kW.

Claims (18)

스퍼터링 중에 스퍼터 표적에서 열적 스트레스를 감소시키기 위한 방법에 있어서:A method for reducing thermal stress at a sputter target during sputtering: 표적 홀더를 제공하고;Providing a target holder; 표적 홀더 상에 인듐-주석-산화물을 포함하는 표적물질을 스프레이로 도포하고, 표적 홀더 상에 표적 물질을 도포하면서 표적 물질에 공극을 도입하는 단계를 포함하며, 상기 공극은 열적 스트레스를 감소시키기 위하여 도포된 표적 물질에 적어도 2%의 공극률을 가져오는 것을 특징으로 하는 방법. Spraying a target material comprising indium-tin-oxide onto the target holder and introducing a void into the target material while applying the target material onto the target holder, the void to reduce thermal stress. At least 2% porosity in the applied target material. 제 1항에 있어서, 상기 표적 물질이 적어도 4%의 공극률을 갖는 방법.The method of claim 1, wherein the target material has a porosity of at least 4%. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 표적 물질에 형성된 공극의 적어도 20%는 패쇄 공극을 포함하는 방법.The method of claim 1 or 2, wherein at least 20% of the pores formed in the target material comprise closed pores. 상기 항들 중 어느 한 항에 있어서, 표적 물질에 형성된 공극의 적어도 100%는 패쇄 공극을 포함하는 방법. The method of any one of the preceding claims, wherein at least 100% of the pores formed in the target material comprise closed pores. 상기 항들 중 어느 한 항에 있어서, 스퍼터 표적이 회전가능한 스퍼터 표적을 포함하는 방법.The method of claim 1, wherein the sputter target comprises a rotatable sputter target. 상기 항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 표적 물질이 200-400 HV 사이의 경도를 갖는 방법.The method of claim 1, wherein the target material has a hardness between 200-400 HV. 상기 항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 표적 물질의 공극이 1-1000 μm2 범위의 크기를 갖는 방법.The method of claim 1, wherein the pores of the target material have a size in the range of 1-1000 μm 2 . 상기 항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공극의 50%는 10 μm2 이하의 공극 크기를 갖는 방법.The method of claim 1, wherein 50% of the pores have a pore size of 10 μm 2 or less. 표적 홀더와 인듐-주석-산화물을 포함하는 표적물질을 포함하며, 상기 표적 물질은 상기 표적 홀더 상에 스프레이 되며, 상기 표적 물질은 적어도 2%의 공극률을 갖는 것을 특징으로 하는 스퍼터 표적.A target material comprising a target holder and an indium-tin-oxide, said target material being sprayed on said target holder, said target material having a porosity of at least 2%. 제 9항에 있어서, 상기 표적 물질이 적어도 4%의 공극률을 갖는 스퍼터 표적.10. The sputter target of claim 9, wherein said target material has a porosity of at least 4%. 제 9항 또는 제 10항에 있어서, 표적 물질에 형성된 공극의 적어도 20%는 패쇄 공극을 포함하는 스퍼터 표적.The sputter target of claim 9 or 10, wherein at least 20% of the pores formed in the target material comprise closed pores. 제 9 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서, 표적 물질에 형성된 공극의 적어도 10%는 패쇄 공극을 포함하는 스퍼터 표적.12. The sputter target of any one of claims 9-11, wherein at least 10% of the pores formed in the target material comprise closed voids. 제 9항 내지 제 12항들 중 어느 한 항에 있어서, 스퍼터 표적이 회전가능한 스퍼터 표적을 포함하는 스퍼터 표적.13. The sputter target of any one of claims 9 to 12, wherein the sputter target comprises a rotatable sputter target. 제 9항 내지 제 13항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 표적 물질이 200-400 HV 사이의 경도를 갖는 스퍼터 표적.The sputter target according to any one of claims 9 to 13, wherein the target material has a hardness between 200-400 HV. 제 9항 내지 제 14항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 표적 물질의 공극이 1-1000 μm2 범위의 크기를 갖는 스퍼터 표적.15. The sputter target of any one of claims 9-14, wherein the pores of the target material have a size in the range of 1-1000 μm 2 . 제 9항 내지 제 15항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공극의 50%는 10 μm2 이하의 공극 크기를 갖는 스퍼터 표적.16. The sputter target of any one of claims 9-15, wherein 50% of the pores have a pore size of 10 μm 2 or less. 제 9항 내지 제 16항 중 어느 한 항에 정의된 스퍼터 표적으로부터 스퍼터링 하므로서 인듐-주석-산화물로 기판 표면을 코팅하기 위한 방법으로서 상기 스퍼터 표적의 표적 물질에서 균열이 없도록 하는 방법. A method for coating a substrate surface with indium-tin-oxide while sputtering from the sputter target as defined in any one of claims 9 to 16, wherein there is no crack in the target material of the sputter target. 제 17항에 있어서, 상기 스퍼터링이 6 W/cm2 레이스 트랙 면적보다 높은 파워 밀도에서 수행되는 방법.18. The method of claim 17, wherein the sputtering is 6 W / cm 2 Method performed at power density higher than race track area.
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