(57)【要約】【課題】ＴＦＴディスプレー被覆用のＡｌ及びＡｌ合金系の一体構造の管状スパッタターゲットを製造することができる工業的にかつ経済的に魅力的な方法を開発すること【解決手段】スパッタプロセスにおいて利用可能な管状領域に合わせ目又は継ぎ目がないターゲット材料を有する、特にＴＦＴディスプレーを製造するための管状スパッタターゲットにおいて、前記ターゲット材料がＡｌ又はアルミニウム合金からなることを特徴とする管状スパッタターゲット【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
スパッタプロセスにおいて利用可能な管状領域に合わせ目又は継ぎ目がないターゲット材料を有する、特にＴＦＴディスプレーを製造するための管状スパッタターゲットにおいて、前記ターゲット材料がＡｌ又はアルミニウム合金からなることを特徴とする管状スパッタターゲット。
【請求項２】
Ａｌ合金がＡｌ−Ｎｄ合金であることを特徴とする、請求項１記載のスパッタターゲット。
【請求項３】
ターゲット材料が少なくとも９９．９９％の金属純度を有することを特徴とする、請求項１又は２記載のスパッタターゲット。
【請求項４】
ターゲット材料が多くても５００ｐｐｍの酸素含有量を有することを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載のスパッタターゲット。
【請求項５】
Ａｌ合金の場合に、前記Ａｌ合金の第２相の析出物が微細に分散した形で存在することを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項記載のスパッタターゲット。
【請求項６】
Ａｌ合金の第２相の析出物は、その断面が５０μｍより小さいことを特徴とする、請求項５記載のスパッタターゲット。
【請求項７】
ターゲット材料が５００μｍより小さい平均粒径を有する結晶粒からなる組織を有することを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項記載のスパッタターゲット。
【請求項８】
まずターゲット材料からブロックを製造し、前記ブロックを引き続き押出成形プロセスによってシームレスな管状ターゲットに成形することを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項記載のスパッタターゲットの製造方法。
【請求項９】
ブロックを不活性ガス鋳造法又は真空鋳造法で製造することを特徴とする、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
ブロックをスプレーフォーミング、フローフォーミング又は顆粒のプレス成形によって製造することを特徴とする、請求項８記載の方法。
【請求項１１】
複数のブロックを互いに並べて置き、同時に加工して唯一のシームレスでかつ接合部のない管にすることを特徴とする、請求項８記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特にＴＦＴ−ＬＣＤスクリーンの被覆用の管状ターゲット並びにその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルミニウム合金及び特別なアルミニウム−ネオジム（Ａｌ：Ｎｄ）は、数年来、透明な導電層の大工業的製造のための、いわゆるスパッタターゲットとして使用されている。この真空被覆法の場合に、今まではもっぱら平面状スパッタターゲットが使用されていた。このようなＡｌ：Ｎｄ平面状ターゲットの有利な製造方法はスプレーフォーミングであり、ホットアイソスタティックプレスによる後緻密化、並びに引き続き圧延による変形が行われる。
【０００３】
ＴＦＴディスプレー用の基材の絶え間ないサイズの拡大により、次第に大きなスパッタカソードを提供することが必要となってきている。これにより一連の問題が生じる。例えば、相応して大きなターゲットプレートを一体構造で製造することは次第に困難となっている。更に、相応するターゲットプレートにターゲットを結合する際にも問題が多くなっている。他の適用（構造ガラス）からも、管状カソード／円柱状のマグネトロンの使用は公知である。この場合、中空シリンダの形のスパッタリングすべきターゲット材料は、モノリスの形（つまりターゲット管なし）で又は結合された構築物（つまりターゲット管あり）として製造される。今までは、この場合、特にＳｉ、Ｓｎ、Ｚｎが使用される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、ＴＦＴディスプレー被覆用のＡｌ及びＡｌ合金系の一体構造の管状スパッタターゲットを製造することができる工業的にかつ経済的に魅力的な方法を開発することであった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題は、独立形式請求項により解決され、有利な実施態様は従属形式請求項に記載されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明は、特にスパッタプロセスにおいて利用可能な管状領域に合わせ目又は継ぎ目がないターゲット材料を有する、特にＴＦＴディスプレーを製造するための管状スパッタターゲットにおいて、前記ターゲット材料がＡｌ又はアルミニウム合金からなることを特徴とする管状スパッタターゲットに関する。特に、前記Ａｌ合金はＡｌ−Ｎｄ合金である。
【０００７】
有利に、前記ターゲット材料は少なくとも９９．９９％、特に少なくとも９９．９９９％の金属純度を有する。前記ターゲット材料は、有利に多くても５００ｐｐｍ、特に多くても２５０ｐｐｍの酸素含有量を有する。Ａｌ合金の場合に、前記Ａｌ合金の第２相の析出物は、有利に微細に分散した形で存在する。
【０００８】
Ａｌ合金の第２相の析出物は、有利にその断面が５０μｍより小さく、特に１０μｍより小さく、殊に５μｍより小さい。前記ターゲット材料は、有利に平均粒径が５００μｍより小さい、特に２００μｍより小さい、殊に２００μｍより小さい結晶粒からなる組織を有する。
【０００９】
本発明は、更に、まずターゲット材料からブロックを製造し、前記ブロックを引き続き押出成形プロセスによってシームレスな管状ターゲットに成形することを特徴とする、スパッタターゲットの製造方法に関する。前記ブロックは不活性ガス鋳造法又は真空鋳造法で製造されるのが有利である。前記ブロックは、有利にスプレーフォーミング、フローフォーミング又は顆粒のプレス成形によって製造されるのが有利である。例えばスプレーフォーミングによって極めて微細結晶粒の出発物ブロック及び相応して微細結晶粒の管が製造されることが明らかとなった。
【００１０】
特に、複数のブロックを互いに並べて置き、同時に加工して唯一のシームレスでかつ接合部のない管にすることができる。
【００１１】
ＴＦＴディスプレーは、Ａｌ−導体路がＴＦＴプロセスの必要な熱処理工程において粗粒化及びヒロック形成しないために、導体路として特別のアルミニウム合金を使用する必要がある。文献にはこのために多様な合金、例えばＡｌ、Ａｌ：Ｎｄ（Ｎｄ  ２ａｔ％）が記載されている。合金の場合の難点は、層機能（Schichtfunktion）のために重要な第２相の析出物ができる限り微細でかつ均一に分散した状態にすることである。
【００１２】
スプレーフォーミングされた成形品の使用（例えば平面状ターゲット用）はこのために原則的に可能であるが、このような成形品の重量は使用される装置のために一般に制限されているため、長いターゲット管は区分けして製造される。Ａｌ合金からなる一体構造のターゲット管を製造するために適した方法について試す場合に、次の例示的方法が明らかになった：
１）  鋳造技術的に製造された中空シリンダを、適切に選択されたプレス条件で押出成形可能であることが判明した。鋳造組織及び第２相の析出物のサイズは徐冷することによってシリンダ形状中ではまさに粗大粒であるが、この押出成形された管は極めて微細な結晶粒組織並びに第２相の析出物の極めて微細な分布を有する。明らかに、押出成形時の著しい変形によって第２相の粗大粒の析出物が破壊されかつ再分配される。相応して大きな鋳造物を製造することは問題がないため、長さ２．５ｍを越える一体構造のターゲット管が製造される。
【００１３】
２）  スプレーフォーミングされたブロックの使用も可能である。意外にも、この技術の場合に通常では適用されるホットアイソスタティックプレス（ＨＩＰ）による前緻密化は必要ないことが判明した。この最初の緻密化工程は、むしろ既にブロックを押出機装置中でプレス成形する際並びに大きなプレス圧下で行われる押出工程の間に生じる。これに対して、スプレーフォーミングされたブロックの平面状ターゲットを圧延することは、前記ブロックが残留する多孔性のために裂けるという危険が生じる。制限されたブロックサイズを克服するために、試験的に注意深くサーフェーシングされた２つのブロックを互いに並べて押出成形において使用した。このように押出成形された管は、トリミングの後に長さ２．６ｍであり、その組織中にブロックの継ぎ目箇所の形跡はなかった。
【００１４】
３）  Ａｌ：Ｎｄ合金を鋳造して顆粒にした。この顆粒を冷間でブロックに前プレス成形し、これを引き続き押出成形によって管に成形した。
【００１５】
これらの３つのケース全てにおいて、Ａｌ：Ｎｄ析出物に関して均一な微細に分散した形が生じ、並びに極めて微細なターゲット組織が生じる。この析出物のサイズは出発ブロックに依存し、かつ全体で２〜１００μｍの範囲内にある。
【００１６】
他の例の場合に、Ａｌ：Ｎｄ合金（Ｎｄ  ２ａｔ％）を溶融し、直径１５０ｍｍ及び長さそれぞれ３００ｍｍの複数の中実シリンダ形に鋳造した。引き続き、直径７０ｍｍのコア部を前記中実シリンダから抜き出した。生じた管を約２５０℃〜３００℃の温度で押出成形することで、長さ約３ｍ、内径７５ｍｍ、外径１００ｍｍ及び結晶粒径１００μｍ未満の管を成形した。金属間相の析出物のサイズは５μｍより小さかった。