ReTarget - Wiederverwendung und Wiederaufbereitung von hochwertigen Sputtermaterialien

Ausgangssituation

Bei der physikalischen Gasphasenabscheidung von hochwertigen Dünnschichten für optische, elektrische, medizinische, korrosionsbeständige oder dekorative Anwendungen fallen aufgrund der ineffizienten Materialnutzung der Sputtertargets sehr große Mengen an Abfall an.

Bedingt durch die Magnetfeldverteilung in herkömmlichen Magnetronsystemen erreicht ein Target in der Regel das Ende seiner Lebensdauer wenn nur 15-30 % des Materials verbraucht sind und muss dann ersetzt werden.

In Anbetracht der Tatsache, dass bei der Dünnschichtabscheidung häufig kostbare und kaum verfügbare Metalle (z.B. Gold, Silber, Platin, Iridium, Palladium, Ruthenium) zum Einsatz kommen, ist die Entstehung einer so großen Abfallmenge sowohl ökologisch als auch ökonomisch problematisch.

Obwohl diese Materialien teilweise durch Raffinieren, Gießen und Zerstäuben recycelt werden können, ist dieser Prozess energieintensiv und erfordert mehrere und sich wiederholende Schritte. Das ReTarget-Projekt zielt auf eine wesentliche Verbesserung dieser Problematik ab und basiert auf drei Eckpfeilern:

1. hochwertige gebrauchte Sputtertargets werden in einem einzigen Prozessschritt wiederaufbereitet, um sie schnell wieder in die Lieferkette einzubringen (Re-Manufacture);
2. gebrauchte Sputtertargets am Ende ihrer Lebensdauer werden für die Synthese hochreiner Nanopartikel für medizinische, katalytische und elektronische Anwendungen wiederverwendet (Re-Purpose);
3. der Magnetron-Sputterprozess wird neu gestaltet, um die Prozesseffizienz zu optimieren und gleichzeitig eine hohe Beschichtungsqualität zu erhalten (Re-Design).

Ziele/Herausforderung

Für die direkte Wiederaufbereitung gebrauchter Sputtertargets wird die innovative Technologie des schnellen Heißpressens entwickelt und bewertet. Die Wiederverwendung der gebrauchten Targets wird auf der Laserablation in flüssiger Umgebung unter ultrareinen Bedingungen basieren, während die Optimierung des Sputterprozesses auf numerischen Simulationen und deren experimenteller Validierung beruht.

Ziel aller Methoden ist es, neue Geschäftsstrategien zu eröffnen, indem hochwertige, marktrelevante Materialien hergestellt werden, die den Anforderungen der Industriestandards in Bezug auf Reinheit, mechanische und optische Eigenschaften entsprechen.

Letztlich zielt das Projekt darauf ab, durch verschiedene Ansätze die optimierte Nutzung von Materialien, Ressourcen und Technologien im Zusammenhang mit der Dünnschichtabscheidung sowie eine größere Nachhaltigkeit der Prozesse zu fördern.

Die Ergebnisse des ReTarget-Projekts werden dazu beitragen, wertvolle Materialabfälle zu reduzieren, Energie zu sparen, Recyclingkosten zu senken und durch die Nutzung der verbrauchten Targets als Rohstoff für die Herstellung von Nanopartikel für hochwertige Produkte neue Geschäftsfelder zu erschließen. Dies wird somit zu einer Nettoverbesserung der gesamten Wertschöpfungskette führen und den ökologischen Fußabdruck erheblich verringern.

Projektleitung

Dr. Laszlo Sajti - RHP-Technology GmbH

Projekt- bzw. Kooperationspartner:innen

• Universität Innsbruck
• PhysTech Coating Technology GmbH

Dr. Laszlo Sajti
RHP-Technology GmbH
Viktor-Kaplan-Straße 2
A-2700 Wiener Neustadt
Tel.: +43 (2255) 206 00
E-Mail: l.sa@rhp.at
Web: http://www.rhp-technology.com