KR100631275B1

KR100631275B1 - 파티클 발생이 적은 스퍼터링 타겟트 또는 배킹 플레이트 및 파티클 발생이 적은 스퍼터링 방법

Info

Publication number: KR100631275B1
Application number: KR1020037006646A
Authority: KR
Inventors: 오카베타케오; 야마코시야수히로; 미야시타히로히또
Original assignee: 닛코킨조쿠 가부시키가이샤
Priority date: 2000-11-17
Filing date: 2001-05-23
Publication date: 2006-10-02
Also published as: JP3895277B2; JPWO2002040733A1; DE60139406D1; EP1312695A1; US20030116425A1; KR20030051835A; TWI249581B; US6858116B2; EP1312695A4; EP1312695B1; WO2002040733A1

Abstract

본 발명은, 스퍼터링 타겟트, 배킹 플레이트 또는 스퍼터링 장치내의 기기의 불필요한 막이 퇴적하는 면에 아크 용사피막을 하고 다시 그 위에 플라즈마 용사피막을 형성한 파티클 발생이 적은 스퍼터링 타겟트, 배킹 플레이트 또는 스퍼터링 장치 및 파티클 발생이 적은 스퍼터링 방법에 관한 것이며, 타겟트, 배킹 플레이트, 그 밖의 스퍼터링 장치내의 기기의 불필요한 막이 퇴적하는 면에서 발생하는 퇴적물의 박리·비산을 방지한다.

파티클 발생이 적은 스퍼터링 타겟트, 배킹 플레이트

Description

파티클 발생이 적은 스퍼터링 타겟트 또는 배킹 플레이트 및 파티클 발생이 적은 스퍼터링 방법{SPUTTERING TARGET PRODUCING FEW PARTICLES OR BACKING PLATE AND SPUTTERING METHOD PRODUCING FEW PARTICLES}

본 발명은, 성막(成膜) 중에 파티클 발생이 적은 스퍼터링 타겟트 또는 배킹 플레이트 및 파티클 발생이 적은 스퍼터링 방법에 관한 것이다.

최근, 막 두께나 성분을 용이하게 제어 할 수 있는 스퍼터링 법이 전자·전기 부품용 재료의 성막법의 하나로서 널리 사용되고 있다.

이 스퍼터링 법은 정(正)의 전극과 부(負)의 전극으로 되는 타겟트를 대향시켜, 불활성 가스 분위기 하에서 이들의 기판과 타겟트 사이에 고전압을 인가하여, 전장(電場)을 발생시키는 것으로서, 이 때 전리된 전자와 불활성 가스가 충돌하여 플라즈마가 형성되어, 이 플라즈마 중에 양(陽) 이온이 타겟트(부(負)의 전극) 표면에 충돌하여 타겟트 구성 원자를 때려 튀어나오게 하며, 이 튀어나오는 원자가 대향하는 기판 표면에 부착하여 막이 형성된다는 원리를 이용한 것이다.

이 스퍼터링 법에 의한 박막을 형성할 시에, 파티클의 발생이라는 문제가 크게 부상하게 되었다. 이 파티클은 예컨대 스퍼터링 법에 있어서 타겟트에 의하여 일어나는 것에 대해서 설명하면, 타겟트를 스퍼터링 한 경우, 박막은 기판 이외에 박막 형성 장치의 내벽이나 내부에 있는 부재 등에 이르는 곳에 퇴적한다. 타겟트의 애로죤 부 이외의 면 및 측면도 예외는 아니어서, 스퍼터 입자가 퇴적하고 있는 것이 관찰되어 진다.

그리고 이와 같은 박막 형성 장치 내에 있는 부재 등으로부터 박리한 박편이 직접 기판 표면에 비산(飛散)하여 부착되는 것이 파티클 발생의 큰 원인의 하나로 생각되어지고 있다.

또, 일반적으로는 타겟트의 측면은 직접 플라즈마에 향하고 있을 리가 없기 때문에, 측면에서의 파티클의 발생을 문제시하고 있는 예는 적다. 따라서, 지금까지 타겟트의 중앙부와 외주 테두리부의 비 애로죤 부에 대책을 꾀하는 예가 많지만, 타겟트 사용 효율 향상을 위해 스퍼터 면의 전면(全面)이 스퍼터되는 경향이 있으며, 이와 같은 대책은 반대로 파티클을 증가시키는 가능성이 있다.

최근에는 LSI반도체 디바이스의 집적도가 증가하는 (16M bit, 64M bit, 더욱이 256M bit) 한편, 배선 폭이 0.25㎛이하로 됨으로써 미세화되고 있는 중이기 때문에, 상기와 같은 파티클에 의한 배선의 단선이나 단락이라는 문제가 보다 빈발하게 되었다.

이와 같이, 전자 디바이스 회로의 고집적도화나 미세화가 진행함에 따라서 파티클의 발생은 한층 큰 문제가 되어 왔다.

일반적으로 스퍼터링 타겟트는 그것보다도 치수가 큰 배킹 플레이트에 용접, 확산 접합 혹은 납땜 붙임 등의 수단에 의해 접합되지만, 스퍼터링의 안정성에서 배킹 플레이트에 접합하는 스퍼터링 타겟트의 측면이 이 배킹 플레이트를 향해서 통상 점차로 끝이 넓어지는(末廣: Big end down) 경사면을 갖도록 형성되어 있다.

이미 알려져 있는 바와 같이, 배킹 플레이트는 배면이 냉각재와 접촉하여 타겟트를 냉각하는 역할을 가지고 있고, 열전도성이 좋은 알루미늄이나 동 또는 이들의 합금 등의 재료가 사용되고 있다.

상기 스퍼터링 타겟트의 측면은, 스퍼터링에 의한 애로죤을 받는(마모) 곳이 아니다. 그러나, 타겟트의 애로죤 면에 근접하고 있기 때문에, 스퍼터링 조작 중에 날라오는 스퍼터 입자가 부착하여, 보다 많이 퇴적한다고 하는 경향이 있다.

일반적으로, 스퍼터링 타겟트의 애로죤 면은 선반 가공에 의해 평활면으로 되어 있고, 또한 상기 경사하고 있는 측면도 동일하게 선반 가공되어 있다.

그런데, 이러한 경사 측면에서, 일단 부착된 스퍼터 입자(퇴적물)가 다시 박리되어, 그것이 부유(浮遊)하여 파티클 발생의 원인으로 되는 것을 알았다.

또한, 이와 같은 퇴적물의 박리는 평탄한 주변의 애로죤 면 근방보다도 오히려 거기에서 떨어져 있는 부분의 쪽이, 퇴적물의 박리가 많게 되어 있는 것이 관찰되었다.

이러한 현상은, 반드시 명확하게 파악되어진 것도 아니고, 또한 특히 대책을 강구하지도 아니하였다. 그러나, 상기와 같은 전자 디바이스 회로의 고집적도화나 미세화의 요청에서 이와 같은 부분에서의 파티클의 발생도 큰 문제로 되어 왔다.

이와 같은 문제를 해결하려고, 타겟트 측면 및 배킹 플레이트의 근방 부분을 브라스트(blast) 처리하고, 앵커(anchor) 효과에 의해 부착력을 향상시키는 제안도 제기되었다.

그러나, 이 경우, 브라스트 재(材)의 잔류에 의한 제품에의 오염의 문제, 잔류 브라스트재 상에 퇴적한 부착 입자의 박리의 문제, 더욱이 부착막의 선택적 또는 불균일한 성장에 의한 박리의 문제가 새롭게 생겨 근본적 해결에는 이르지 못했다. 또한, 특히 이러한 브라스트 처리를 하더라도, 타겟트 측면 및 배킹 플레이트와의 사이에는 재질적인 상이나 그것에 의하는 열팽창의 차이, 또한 재료간에 명확한 단차(段差)가 생기므로, 파티클 발생의 원인이 되는 경향이 있다. 그래서, 이 경우에는, 상기와 같이 애로죤 부에서부터 거리가 있음으로, 이것이 파티클 발생의 원인으로 되어 있는 것을 깨닫지 못한다는 문제가 있다.

이러한 것에서 본 발명자들은 우선 스퍼터링 타겟트의 적어도 측면에 중심선 평균 거칠기 Ra 10~20㎛의 용사(溶射)피막을 구비한 파티클 발생이 적은 스퍼터링 타겟트를 제안하였다(일본 특허원 2000-314778).

이 기술 자체는 종래의 방법에 비하여 훨씬 부착막의 박리를 방지하고, 파티클 발생을 억제할 수 있는 효과가 있었다. 그러나, 이 용사피막 형성 때문에 아크(arc)용사 또는 플라즈마 용사를 사용하고 있었지만, 전자는 표면 거칠기가 지나치게 크게 되는 경향이 있고, 그 격차도 커서 부착막의 밀착성이 불균형하며, 또한 후자는 표면 거칠기가 적고 앵커 효과가 낮아 부착물과의 밀착성이 떨어져, 완전히 만족스럽지 못하였다.

또한 이러한 파티클 발생을 억제하기 위해서 형성된 용사피막의 문제는 전기의 타겟트 측면의 문제만은 아니고, 기타의 스퍼터링 타겟트의 면, 배킹 플레이트 또는 스퍼터링 장치내의 기기에 스퍼터입자가 부착하여 기판 이외의 부분에 퇴적하는 면, 즉, 기판 이외의 기기나 배킹 플레이트 노출부분, 타겟트 등의 불필요한 부분에 스퍼터 입자가 부착하여 퇴적하는 면(이하 “불필요한 막이 퇴적하는 면”이라한다) 에 있어서도, 동일한 문제가 있었다.

(발명의 개시)

본 발명은, 상기와 같은 문제에서 용사피막의 개선을 도모하고, 보다 효과적으로 타겟트, 배킹 플레이트 그 밖의 스퍼터링 장치내의 기기의 불필요한 막이 퇴적하는 면에서 발생하는 이 퇴적물의 박리·비산을 직접적으로 방지할 수 있는 스퍼터링 타겟트 또는 배킹 플레이트 및 스퍼터링 방법을 얻는 것을 목적으로 한다.

상기의 과제를 해결하기 위해서, 본 발명자 등은 예의 연구를 행한 결과, 용사피막 공정의 개선에 의해 성막 중의 파티클 발생을 효율 좋게 억제할 수 있다는 것을 알아냈다.

본 발명은 이 알아낸 것에 근거하여,

1. 스퍼터링 타겟트 또는 배킹 플레이트의 불필요한 막이 퇴적하는 면에 아크 용사
피막을 하고 다시 그 위에 플라즈마 용사피막을 형성한 것을 특징으로 하는 파
티클 발생이 적은 스퍼터링 타겟트 또는 배킹 플레이트

삭제

2. 스퍼터링 타겟트 또는 배킹 플레이트의 불필요한 막이 퇴적하는 면에 알루미늄
의 아크 용사피막을 하고 다시 그 위에 마그네슘 함유 알루미늄 합금 플라즈마
용사피막을 형성한 것을 특징으로 하는 파티클 발생이 적은 스퍼터링 타겟트 또
는 배킹 플레이트

삭제

3. 중심선 평균 거칠기 Ra 10∼20㎛의 용사피막을 구비하고 있는 것을 특징으로 하
는 상기 1 또는 2 기재의 파티클 발생이 적은 스퍼터링 타겟트 또는 배킹 플레
이트

삭제

4. 스퍼터링 타겟트의 측면 및 배킹 플레이트의 면에 걸쳐 연속적으로 용사피막을
구비하고 있는 것을 특징으로 하는 상기 1∼3의 각각에 기재된 파티클 발생이
적은 스퍼터링 타겟트 또는 배킹 플레이트

삭제

5. 스퍼터링 타겟트의 스퍼터면 보다 약간 떨어진 측면 위치에서 배킹 플레이트 방
향 또는 배킹 플레이트 면에 걸쳐 용사피막을 구비하고 있는 것을 특징으로 하
는 상기 1∼4의 각각에 기재된 파티클 발생이 적은 스퍼터링 타겟트 또는 배킹
플레이트

삭제

6. 스퍼터링 타겟트 또는 배킹 플레이트의 불필요한 막이 퇴적하는 면에 아크 용사
피막을 하고 다시 그 위에 플라즈마 용사피막을 형성한 것을 특징으로 하는 파
티클 발생이 적은 스퍼터링 방법

삭제

7. 중심선 평균 거칠기 Ra 10∼20㎛의 용사피막을 구비하고 있는 것을 특징으로 하

는 상기 6 기재의 파티클 발생이 적은 스퍼터링 방법

8. 스퍼터링 타겟트의 측면 및 배킹 플레이트의 면에 걸쳐 연속적으로 용사피막을

구비하고 있는 것을 특징으로 하는 상기 6 또는 7에 기재된 파티클 발생이 적은

스퍼터링 방법

9. 스퍼터링 타겟트의 스퍼터면 보다 일정한 거리를 두고 떨어진 측면 위치에서 배킹 플레이트 방

향 또는 배킹 플레이트 면에 걸쳐 용사 피막을 구비하고 있는 것을 특징으로 하

는 상기 6∼8의 각각에 기재된 파티클 발생이 적은 스퍼터링 방법

10. 용사 피막으로서 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 사용하는 것을 특징으로 하는

상기 6∼9의 각각에 기재된 파티클 발생이 적은 스퍼터링 방법

11. 알루미늄의 아크 용사피막을 하고 다시 그 위에 마그네슘 함유 알루미늄 합금 플라즈마 용사피막을 형성한 것을 특징으로 하는 상기 6∼10의 각각에 기재된 파티클 발생이 적은 스퍼터링 방법
을 제공한다.

(발명의 실시의 형태)

알루미늄 또는 알루미늄 합금을 용사하는 방법으로서 아크 용사와 플라즈마 용사가 있다. 아크 용사도 플라즈마 용사도 원리적으로는 같고, 아크 용사는 아크를 열원으로 하고, 플라즈마 용사는 플라즈마 제트 염(炎)으로 용사재료를 용융하여, 고온의 용융 입자를 비행시켜 재료 표면에 충돌, 적층시켜서 피막을 형성하는 방법이다.

그러나, 이 아크 용사 또는 플라즈마 용사를 스퍼터링 타겟트, 배킹 플레이트 또는 스퍼터링 장치내의 기기의 불필요한 막이 퇴적하는 면에 형성되어, 피막의 박리를 조사한 바, 대단히 큰 차이가 있는 것이 알았다.

아크 용사만으로 용사피막을 형성한 바, 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융부의 면적이 넓어져, 내(耐)박리성은 기대하고 있던 것보다도 나쁘며, 우려될 만한 표면 상태였었다. 그리고, 실제로 스퍼터링 한 결과, 퇴적물의 일부가 박리하는 것이 관찰되었다.

이것에 대하여, 플라즈마 용사만으로 용사피막을 형성한 바, 표면 거칠기가 부족하고, 앵커 효과가 낮아 스퍼터링 시의 부착막과의 밀착성이 낮게 되며 결과로서 파티클을 감소시키는 효과가 낮아졌다.

이 때문에, 용사의 방법을 여러가지 검토한 결과, 아크 용사피막을 하고 다시 그 위에 플라즈마 용사피막을 형성하는 것에 의해, 일정한 면적을 가지는 표면에 대하여, 균일 또는 안정한 최적의 표면 거칠기의 용사피막을 형성할 수 있는 것을 알았다.

일반적으로 플라즈마 용사는 아크 용사에 비하여 용융입자의 충돌 에너지가 크고, 용융입자가 편평화(扁平化)하여 표면 거칠기가 적게 되어 버린다.

이 양(兩)용사법의 큰 차이는, 열원온도와 용융입자의 비행속도이다. 플라즈마 용사는 약 10000℃, 용융입자의 비행속도가 약 700 m/초이고, 한편 아크 용사는 약 5000℃, 100 m/초 정도라고 말하고 있다.

이와 같은, 플라즈마 용사와 아크 용사의 기능을 살려서, 처음에는 아크 용사로써 피복(被覆)되는 재료 표면에 표면 거칠기가 큰 용사피막을 형성한 후, 그 위에 플라즈마 용사를 사용하여 표면 거칠기를 저하시키게끔 최적의 표면 거칠기로 한다.

이것에 의하여, 균일하고 안정한 표면 거칠기의 콘트롤을 용이하게 얻어지는 것이 가능해졌다.

또한, 플라즈마 용사 후에 아크 용사를 실시한 경우에는, 표면 거칠기가 지나치게 크게 되어 최적치를 초과하는 결과로 되었기 때문에 바람직하지 못하다.

본 발명의 용사피막은, 스퍼터링 타겟트, 배킹 플레이트 또는 스퍼터링 장치내의 기기의 불필요한 막이 퇴적하는 면에 형성될 수 있다. 이 용사피막에 의해 가장 적합한 앵커 효과를 가지기 위해서는, 중심선 평균 거칠기 Ra 10∼20㎛의 용사 피막을 구비하고 있는 것이 바람직하다.

상기 아크 용사 후에 플라즈마 용사를 행함으로써, 용이하게 달성할 수가 있다. 그래서, 이들에 의해 파티클 발생을 효과적으로 억제할 수 있다고 하는 뛰어 난 효과가 얻어진다.

본 발명의 용사를, 예를 들면 타겟트에 적응(適應)하는 경우, 구형(矩形), 원형, 그 밖의 형상의 타겟트에도 적용할 수 있다. 이 경우, 비 애로죤 부(部)인 타겟트의 측면에 용사피막을 형성하는 것도 효과적이다.

타겟트 측면은 경사면으로 하는 경우가 많으나, 수직 면 혹은 이들의 면에 계속한 평면을 가지는 구조의 스퍼터링 타겟트에도 적용할 수 있다. 본 발명은 이들을 모두 포함하는 것이다.

특히, 타겟트 측면에서의 파티클 발생에 관해서는 간과되는 경향이 있지만, 스퍼터링 타겟트의 경사 측면에서 일단 부착한 스퍼터 입자(퇴적물)가 다시 박리하고, 그것이 부유하여 파티클 발생의 원인으로 되는 것이 관찰되었다.

그러나, 이러한 퇴적물의 박리가 평탄한 주변의 애로죤 면 근방보다도 오히려, 여기에서 떨어져 있는 곳이 퇴적물의 박리가 많아지고 있다. 따라서, 이러한 측면에의 용사막의 형성은 극히 용이하며, 또한 파티클 발생을 효과적으로 억제할 수 있는 메리트가 있다.

용사피막의 재료로서는, 아크 용사 및 플라즈마 용사가 가능한 재료이면, 타겟트 재료와 동질의 재료를 사용할 수 있고, 또한 다른 재료를 사용하는 것도 가능하다. 이 경우, 제한되는 것은 기판에의 스퍼터링 박막이 오염되지 않은 재료인 것 이 바람직하다라고 하는 것뿐이다.

상기와 같이, 용사피막은 고유의 앵커 효과를 나타내기 때문에, 용사피막의 취약으로 인하여 용사피막 자체가 박리하는 것에 의해 오염의 원인으로 되지 않는 한, 특히 제한을 받지 않는다. 그러나, 용사피막으로서 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 사용하는 것이, 재료의 입수나 조작의 간편 및 오염의 방지라고 하는 관점에서 바람직하다고 말할 수 있다.

그 예를 나타내면, Ti, Zr, Hf, Nb, Ta, Mo, W, Al, Cu, 이들을 주성분으로 하는 합금 등을 사용할 수 있다.

또한, 배킹 플레이트재로서는 통상 사용되는 동, 동합금계(系), 알루미늄, 알루미늄 합금계 등을 사용할 수 있고, 이들에 특히 제한은 없다. 스퍼터 장치내의 기기에 관해서는 특히 재료를 특정할 필요는 없이, 스텐레스와 기타의 재료 표면에 용사피막을 형성할 수가 있다.

스퍼터링 타겟트의 측면이 경사면인 경우, 특히 배킹 플레이트에 접합하는 스퍼터링 타겟트의 측면이 이 배킹 플레이트를 향하여 점차로 끝이 넓어지는(末廣) 경사면을 가지는 스퍼터링 타겟트에도 사용할 수 있다.

특히, 본 발명의 용사피막은, 스퍼터링 타겟트의 측면 및 배킹 플레이트의 면에 걸쳐 연속적으로 용사피막이 형성되어 있는 것이 바람직하다.

상기와 같이, 타겟트 측면 및 배킹 플레이트와의 사이에는 재질적인 상이나 그것에 의한 열팽창의 차이, 더욱이 재료간에 명확한 단차가 생겨, 파티클 발생의 원인으로 되지만, 이 부위에 의해 강고한 앵커 효과를 갖는 용사피막을 형성하는 것에 의해, 파티클 발생을 효과적으로 방지할 수 있다.

배킹 플레이트에의 연속한 용사피막의 형성은, 타겟트의 노출된 면의 전부 여도 좋고, 또한 타겟트와의 접합부 근방이더라도 좋다. 본 발명은 이들의 전부를 포함한다. 스퍼터링 타겟트의 측면, 하방 평탄면 및 배킹 플레이트의 면에 걸쳐 연속적으로 용사피막이 형성할 수 있는 것은 당연하다.

다음에, 본 발명의 실시예 및 비교예를 설명한다. 또, 실시예는 어디까지나 본 발명의 일례이고, 이 실시예에 제한되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 기술 사상에 근거한, 변형이나 다른 태양은 전부 본 발명에 포함된다.

(실시예1)

스텐레스판(SUS304)에 이하의 조건으로 용사피막을 형성하였다.

(아크 용사조건)

전류 : 20 A

전압 : 260 V

공기 압 : 80 psi

사용 와이어 : φ1.6 mm 알루미늄 와이어(순도99.6%)

와이어 feed량 : 6 g/min

용사 간(gun)과 스텐레스판과의 거리 200mm

(플라즈마 용사조건)

전류 : 750 A

전압 : 30 V

Ar 가스 압 : 55 psi

He 가스 압 : 50 psi

원료 feed량 : 6 g/min

용사 간(gun)과 스텐레스판과의 거리 200mm

사용원료분말 : 알루미늄 분말 + 5% 마그네슘 합금분말(평균입경75㎛)

용사시간 : 아크 용사 3초 + 플라즈마 용사 2초

(비교예1)

다음 조건으로 스텐레스판에 아크 용사만을 실시했다.

(아크 용사조건)

전류 : 20 A

전압 : 260 V

공기 압 : 80 psi

사용 와이어 : φ1.6 mm 알루미늄 와이어(순도99.6%)

와이어 feed량 : 6 g/min

용사 간(gun)과 스텐레스판과의 거리 200mm

용사시간 : 5초

(비교예2)

(플라즈마 용사조건)

전류 : 750 A

전압 : 30 V

Ar 가스 압 : 55 psi

He 가스 압 : 50 psi

원료 feed량 : 6 g/min

용사 간(gun)과 스텐레스판과의 거리 200mm

용사시간 : 5초

상기 실시예1및 비교예1, 2의 용사된 면적은 직경 150mm 정도의 범위이었다. 실시예1 및 비교예1, 2의 표면 거칠기의 측정결과를 표1에 나타낸다. 표면 거칠기는 10개소 측정하였다.

표1에 나타낸 바와 같이, 비교예1, 2에 비하여 실시예1의 아크 용사 + 플라즈마 용사는 목표로 하는 표면 거칠기 l0∼20㎛ Ra에 콘트롤하기 쉽고, 표면 거칠기의 격차도 적다.

(실시예2)

직경 300mm, 두께 10mm의 원반상 고순도 티타늄 타겟트 측면 부분에, 실시예1에서 나타낸 아크 용사 + 플라즈마 용사조건으로 용사피막을 형성하였다.

단, 용사 간(gun)과 피가공물(타겟트)와의 거리는 약 300mm로 하고, 용사막 두께는 피가공물(타겟트)의 회전수를 50, 60, 70 rpm으로 변화시키는 것으로 제어하였다.

이 측면용사 타겟트를 스퍼터 장치에 장착하여, TiN 막을 리액티브 스퍼터에 의하여 형성하였다. TiN 막 두께가 40㎛가 될 때까지 스퍼터를 행하여, 부착막의 모양을 관찰하였다.

(비교예3)

실시예2와 같이 원반상 고순도 티타늄 타겟트 측면에, 비교예1에서 본 바와 같이 아크 용사만으로 용사피막을 형성하였다. 용사 간(gun)과 피가공물(타겟트)과의 거리는 약 300mm로 하고, 용사 막 두께는 피가공물(타겟트)의 회전수를 50, 60, 70 rpm으로 변화시키는 것으로 제어하였다.

이 측면용사 타겟트를 스퍼터 장치에 장착하여, TiN 막을 리액티브 스퍼터에 의해서 형성하였다. TiN 막 두께가 약 40㎛가 될 때까지 스퍼터를 행하여, 부착막의 모양을 관찰하였다.

(비교예4)

실시예2와 같이 원반상의 고순도 티타늄 타겟트 측면에, 비교예2에 나타낸 바와 같이 플라즈마 용사만으로 용사피막을 형성하였다. 용사 간(gun)과 피가공물(타겟트)과의 거리는 약 300mm로 하고, 용사 막 두께는 피가공물(타겟트)의 회전수를 50, 60, 70 rpm으로 변화시키는 것으로 제어하였다.

실시예2 및 비교예3, 4의 결과를 표2에 나타낸다. 실시예2의 아크 용사 + 플라즈마 용사법에 의해서 피막을 형성한 경우는, 피가공물 회전수를 50, 60 rpm으로 한 것은, 부착한 TiN 막의 박리는 관찰되지 않았지만, 용사피막이 엷은 70 rpm의 것은 박리가 발생해버렸다. 용사피막의 막 두께로서는 200㎛ 정도 이상이 필요하다고 생각된다.

비교예3의 아크 용사에 의한 것은, 표면 거칠기가 크고, 얼룩이 있는 표면 상태이고, 얼룩의 부분으로부터 TiN 막의 박리가 관찰되었다.

또한, 비교예4의 플라즈마 용사피막에 의한 것은, 표면 거칠기가 적어 겨우 TiN 막을 강고히 부착시키는 정도의 앵커 효과가 낮은 것으로서, TiN 막의 박리가 관찰되었다.

용사피막의 개선을 도모하여, 아크 용사피막을 하고 다시 그 위에 플라즈마 용사피막을 형성하는 것에 의해, 타겟트, 배킹 플레이트, 그 밖의 스퍼터링 장치내의 기기의 불필요한 막이 퇴적하는 면에서 발생하는 이 퇴적물의 박리·비산을 직접적이고 또한 효과적으로 방지할 수 있는 스퍼터링 타겟트 또는 배킹 플레이트 및 스퍼터링 방법을 얻을 수 있다고 하는 뛰어난 효과를 갖는다.

Claims

스퍼터링 타겟트의 스퍼터입자가 부착하여 퇴적하는 면에 아크 용사피막을 하고 다시 그 위에 플라즈마 용사피막을 형성한 것을 특징으로 하는 파티클 발생이 적은 스퍼터링 타겟트.
스퍼터링 타겟트의 스퍼터입자가 부착하여 퇴적하는 면에 알루미늄의 아크 용사피막을 하고 다시 그 위에 마그네슘 함유 알루미늄 합금 플라즈마 용사피막을 형성한 것을 특징으로 하는 파티클 발생이 적은 스퍼터링 타겟트.
제1항 또는 제2항에 있어서, 중심선 평균 거칠기 Ra 10∼20㎛의 용사피막을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 파티클 발생이 적은 스퍼터링 타겟트.
제1항 또는 제2항에 있어서, 스퍼터링 타겟트의 측면에 용사피막을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 파티클 발생이 적은 스퍼터링 타겟트.
스퍼터링 타겟트 및 배킹 플레이트의 스퍼터 입자가 부착되어 퇴적하는 면에 아크 용사피막을 하고 다시 그 위에 플라즈마 용사피막을 형성한 것을 특징으로 하는 파티클 발생이 적은 배킹 플레이트에 접합한 스퍼터링 타겟트.
스퍼터링 타겟트 및 배킹 플레이트의 스퍼터 입자가 부착되어 퇴적하는 면에 알루미늄의 아크 용사피막을 하고 다시 그 위에 마그네슘 함유 알루미늄 합금 플라즈마 용사피막을 형성한 것을 특징으로 하는 파티클 발생이 적은 배킹 플레이트에 접합한 스퍼터링 타겟트.
제5항 또는 제6항에 있어서, 중심선 평균 거칠기 Ra 10∼20㎛의 용사피막을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 파티클 발생이 적은 배킹 플레이트에 접합한 스퍼터링 타겟트.
제5항 또는 제6항에 있어서, 스퍼터링 타겟트의 측면 및 배킹 플레이트의 면에 걸쳐 연속적으로 용사피막을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 파티클 발생이 적은 배킹 플레이트에 접합한 스퍼터링 타겟트.
제5항 또는 제6항에 있어서, 스퍼터링 타겟트의 스퍼터면 보다 일정한 거리를 두고 떨어진 측면 위치에서 배킹 플레이트 면에 걸쳐 용사피막을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 파티클 발생이 적은 배킹 플레이트에 접합한 스퍼터링 타겟트.
스퍼터링 타겟트의 스퍼터입자가 부착하여 퇴적하는 면에 아크 용사피막을 하고 다시 그 위에 플라즈마 용사피막을 형성한 것을 특징으로 하는 파티클 발생이 적은 스퍼터링 방법.
제10항에 있어서, 중심선 평균 거칠기 Ra 10∼20㎛의 용사피막을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 파티클 발생이 적은 스퍼터링 방법.
제10항 또는 제11항에 있어서, 스퍼터링 타겟트의 측면에 용사피막을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 파티클 발생이 적은 스퍼터링 방법.
제10항 또는 제11항에 있어서, 용사피막으로서 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 사용하는 것을 특징으로 하는 파티클 발생이 적은 스퍼터링 방법.
제10항 또는 제11항에 있어서, 알루미늄의 아크 용사피막을 하고 다시 그 위에 마그네슘 함유 알루미늄 합금 플라즈마 용사피막을 형성한 것을 특징으로 하는 파티클 발생이 적은 스퍼터링 방법.
스퍼터링 타겟트 및 배킹 플레이트에 접합한 스퍼터링 타겟트의 스퍼터 입자가 부착되어 퇴적하는 면에 아크 용사피막을 하고 다시 그 위에 플라즈마 용사피막을 형성한 것을 특징으로 하는 파티클 발생이 적은 스퍼터링 방법.
제15항에 있어서, 중심선 평균 거칠기 Ra 10∼20㎛의 용사피막을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 파티클 발생이 적은 스퍼터링 방법.
제15항 또는 제16항에 있어서, 스퍼터링 타겟트의 측면 및 배킹 플레이트의 면에 걸쳐 연속적으로 용사피막을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 파티클 발생이 적은 스퍼터링 방법.
제15항 또는 제16항에 있어서, 스퍼터링 타겟트의 스퍼터면 보다 일정한 거리를 두고 떨어진 측면 위치에서 배킹 플레이트 면에 걸쳐 용사피막을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 파티클 발생이 적은 스퍼터링 방법.
제15항 또는 제16항에 있어서, 용사피막으로서 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 사용하는 것을 특징으로 하는 파티클 발생이 적은 스퍼터링 방법.
제15항 또는 제16항에 있어서, 알루미늄의 아크 용사피막을 하고 다시 그 위에 마그네슘 함유 알루미늄 합금 플라즈마 용사피막을 형성한 것을 특징으로 하는 파티클 발생이 적은 스퍼터링 방법.