KR100771434B1 - 스퍼터링 타겟의 제조방법 및 스퍼터링 타겟 - Google Patents

Abstract

본 발명의 스퍼터링 타겟의 제조방법은 타겟재와 배킹 플레이트를 접합하여 스퍼터링 타겟을 제조할 시에, In과 Ga을 포함하는 하도제 및/또는 본딩제를 이용하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 스퍼터링 타겟은 In과 특정량의 Ga을 포함하는 본딩제층을 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 스퍼터링 타겟의 제조방법에서는 In 및 Ga을 함유하는 하도제 및/또는 본딩제를 사용하기 때문에, 타겟재의 접합면에 대한 본딩제의 젖음성을 확보하여, 타겟재의 접합면 상에 본딩제를 직접 또는 하도제를 개재하여 균일하게 단시간에 도포하는 것이 가능하다. 따라서, 본 발명에 의하면, 비용 측면 및 생산효율의 관점에서 불리한 메탈라이징 처리를 생략할 수 있어, 스퍼터링 타겟의 생산효율을 높일 수 있다.

스퍼터링 타겟, 하도제, 본딩제, 접합재층, In, Ga

Description

스퍼터링 타겟의 제조방법 및 스퍼터링 타겟{Manufacturing Method of Sputtering Target and Sputtering Target}

도 1은 타겟재의 접합면을 위로 했을 때의 접합재층의 형성 공정을 나타내는 개략 단면도이다.

도 2는 타겟재의 접합면을 위로 했을 때의 접합재층의 Ga 함유율을 저하시키는 처리 공정을 나타내는 개략 단면도이다.

<부호의 설명>

1: 타겟재

3: 도포된 하도제

5: 본딩제층

7, 7', 7'': 접합재층

본 발명은 스퍼터링 타겟의 제조방법 및 스퍼터링 타겟에 관한 것이다. 보다 구체적으로는 In 및 Ga을 함유하는 하도제 및/또는 본딩제를 이용하여 타겟재와 배킹 플레이트를 접합하는 스퍼터링 타겟의 제조방법, In 및 특정량의 Ga을 함유하는 본딩제층을 갖는 스퍼터링 타겟에 관한 것이다.

종래, 박막형성법의 하나로 스퍼터링법이 알려져 있다.

상기 스퍼터링법에 이용되는 타겟재는 스퍼터링 시에 플라즈마 상태의 불활성 가스 등에 의한 충격을 계속해서 받기 때문에, 그 내부에 열량이 축적되어 고온으로 된다. 이로 인해, 일반적으로 구리 또는 구리계 합금 등의 열전도성이 우수한 재료로 이루어진 배킹 플레이트(backing plate)라고 불리는 냉각판을 타겟재에 접합하여, 상기 배킹 플레이트를 냉각함으로써 타겟재의 열을 방출하도록 하고 있다.

타겟재와 배킹 플레이트는 본딩제를 매개로 하여 접합되거나, 확산 접합에 의해 접합되지만, 전자의 본딩제를 사용하는 방법이 보다 일반적이다.

상기 경우, 본딩제로서는 일반적으로 In이나 Sn 등의 금속, 또는 In과 Sn을 포함하는 합금 등이 사용되며, 타겟재나 배킹 플레이트를 본딩제의 융점 이상으로 가열한 상태에서, 통상은 타겟재의 단면에, 또는 필요에 따라서 배킹 플레이트의 단면에 있어서도, 용융한 본딩제가 도포된다(이하, 이들의 면을 접합면이라고도 명명한다).

본딩제의 도포 시에는, 본딩제의 젖음성을 향상시키기 위하여, 통상은 초음 파 땜납인두가 사용된다. 그러나, 타겟재의 재질에 따라서는, 상기 초음파 땜납인두를 사용하여도 타겟재에 대한 본딩제의 젖음성을 확보할 수 없거나 젖음성을 확보하는 데 장시간을 요하여 생산효율의 저하를 불러오는 문제점이 있었다.

특히, 타겟재에 대한 본딩제의 젖음성을 확보할 수 없는 경우에는 타겟재와 배킹 플레이트의 접합 불량이 발생하여, 스퍼터링 시에 타겟재가 배킹 플레이트로부터 박리하여 휘어지고, 스퍼터링 장치 내의 쉴드판에 접촉되어 전기적으로 단락되어, 스퍼터링이 계속될 수 없게 된다. 또한, 배킹 플레이트로부터 박리한 부분의 타겟재는 냉각되지 않고, 열량이 축적되어 가기 때문에 아킹이나 파티클의 발생을 유발하여, 스퍼터링에 의해 형성되는 박막에 결함이 발생하거나 타겟재의 재질에 따라서는 타겟재 자체가 용융하는 경우도 발생할 수 있다.

종래, 상기와 같은 경우에는 도금, 진공 증착, 이온 플레이팅, 스퍼터링, 용사(溶射) 등에 의하여, 사용하는 본딩제와의 젖음성이 양호한 재료의 박막을 미리 타겟재의 접합면에 형성하는 메탈라이징 처리를 함으로써 타겟재에 대한 본딩제의 젖음성을 확보하였다.

예를 들면, 특허문헌 1에는 타겟재의 접합면에 메탈라이징 처리를 하여 Cu 또는 Ni 등의 표면 처리층을 만든 후, 상기 타겟재와 배킹 플레이트의 사이에 열변형을 흡수하는 완충층으로서 Sn 등으로 이루어진 특정 두께의 시트를 설치하고, 상기 시트와 타겟재 사이 및 상기 시트와 배킹 플레이트 사이에 In, In 합금, Ga, Ga 합금의 어느 하나로 이루어진 저융점 땜납을 개재시켜, 가열 가압함으로써 접합한 스퍼터링 타겟이 개시되어 있다.

또한, 송진 등으로 이루어진 소위 플럭스재를 이용하여 타겟재의 접합면 또는 메탈라이징 처리한 면의 활성화를 꾀하여 본딩제의 젖음성을 확보하는 것도 행해지고 있다.

그러나, 메탈라이징 처리를 하는 것은 고가일 뿐만 아니라 대대적인 설비가 필요하여, 최근 현저히 행해지고 있는 스퍼터링 타겟의 대형화의 경향에 대응하는 데는 비용 측면에서 불리하며, 처리에 적지않은 시간을 요하기 때문에 생산 효율이 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 종래 공지의 플럭스재를 이용한 경우에는, 사용한 플럭스재의 잔류에 의한 타겟재의 부식이나 변색, 오염 등의 가능성이 있어, 스퍼터링 타겟의 품질이나 스퍼터링에 의해 제조되는 박막의 품질을 보증할 수 없는 등의 문제점이 있었다.

[특허문헌 1] 특공평 제 2-30382호 공보

본 발명은 타겟재에 대한 본딩제의 젖음성을 개선하고, 품질이 우수한 스퍼터링 타겟을 고 생산효율과 저 비용으로 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은 타겟재에 대한 젖음성을 개선한 본딩제로 형성된 본딩제층을 갖는 스퍼터링 타겟을 제공하는 것을 목적의 하나로 한다.

본 발명자들은 상기 실정에 비추어 예의 연구한 결과, In 및 Ga을 함유하는 합금을 하도제 및/또는 본딩제로 사용함으로써 타겟재에 대한 본딩제의 젖음성이 개선되고, 타겟재와 배킹 플레이트의 접합 불량이 억제되어, 안정된 스퍼터링을 실현할 수 있는 스퍼터링 타겟을 고 생산효율 및 저 비용으로 제조할 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉, 본 발명은 하기에 관한 것이다.

본 발명에 관한 스퍼터링 타겟의 제조방법은 타겟재와 배킹 플레이트를 접합하여 스퍼터링 타겟을 제조할 시에, In 및 Ga을 함유하는 하도제 및/또는 본딩제를 이용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서는 상기 본딩제로서 Ga을, In 및 Ga의 합계량에 대한 중량비로 식 0.005≤Ga/(In+Ga)＜0.014로 표시되는 비율로 함유하는 본딩제를 이용하고, 상기 본딩제를 타겟재의 단면에 도포하여, 본딩제층을 형성하고, 형성된 본딩제층을 개재하여 타겟재와 배킹 플레이트를 접합하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에서는 상기 하도제로서 Ga을, In 및 Ga의 합계량에 대한 중량비로 식 0.005≤Ga/(In+Ga)로 표시되는 비율로 함유하는 하도제를 이용하며, 상기 하도제를 본딩제보다 먼저 타겟재의 단면에 도포하고, 도포한 하도제가 용융상태에 있는 동안, 그 위에 In을 주성분으로 함유하고, Ga을 실질적으로 함유하지 않은 본딩제, 또는 In과 Ga을 함유하는 본딩제에 있어서, 먼저 도포된 하도제보다도 Ga 함유률이 낮은 본딩제를 용융한 상태로 도포하여, 하도제와 본딩제를 포함하는 접합재층을 형성하는 공정을 포함하는 것도 바람직하다.

또한, 본 발명에서는 상기 하도제로서 Ga을, In 및 Ga의 합계량에 대한 중량비로 식 0.005≤Ga/(In+Ga)로 표시되는 비율로 함유하는 하도제를 이용하며, 상기 하도제를 본딩제보다 먼저 타겟재의 단면에 도포하고, 도포한 하도제가 용융상태에 있는 동안, 그 두께 방향의 일부가 타겟재 상에 남도록 하고, 남아있는 부분(잔부)을 제거함으로써 일단 도포한 하도제의 두께를 감소시킨 후, 그 위에 In을 주성분으로 함유하고 Ga을 실질적으로 함유하지 않은 본딩제 또는 In 및 Ga을 함유하는 본딩제에 있어서, 먼저 도포된 하도제보다도 Ga 함유율이 낮은 본딩제를 용융한 상태로 도포하여, 하도제와 본딩제를 포함하는 접합재층을 형성하는 공정을 포함하는 것도 바람직하다.

또한, 본 발명에서는 상기 접합재층의 형성 공정에서 형성된 상기 접합재층을 개재하여, 타겟재와 배킹 플레이트를 접합하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에서는 상기 접합재층의 형성 공정에서 일단 형성된 상기 접합재층이 용융 상태에 있는 동안, 접합재층의 Ga 함유율을 저하시키는 처리를 행하고, 처리 후의 접합재층을 개재하여, 타겟재와 배킹 플레이트를 접합하는 것도 바람직하다.

상기 접합재층의 Ga 함유율을 저하시키는 처리는 하기 공정 (A)를 포함하는 처리인 것이 바람직하다; (A) 상기 접합재층의 형성 공정에서 일단 형성된 상기 접합재층이 용융상태에 있는 동안, 그 두께 방향의 일부가 타겟재 상에 남도록 하고 잔부를 제거함으로써, 일단 형성된 접합재층의 두께를 감소시킨 후, 두께가 감소된 접합재층이 용융상태에 있는 동안, 상기 두께가 감소된 접합재층 위에 In을 주성분 으로 함유하고 Ga을 실질적으로 함유하지 않은 본딩제 또는 In과 Ga을 함유하는 본딩제에 있어서, 먼저 도포된 하도제 보다도 Ga 함유율이 낮은 본딩제 또는 먼저 도포된 본딩제 보다도 Ga 함유율이 낮은 본딩제를 용융한 상태로 도포하여 새로운 접합재층을 형성하는 공정.

상기 접합재층의 Ga 함유율을 저하시키는 처리는 상기 공정 (A)에 추가하여 하기 공정 (B)를 포함하는 처리인 것도 바람직하다; (B) 상기 공정 (A)에 따라 일단 형성된 접합재층이 용융 상태에 있는 동안, 그 두께 방향의 일부가 타겟재 상에 남도록 하고 잔부를 제거함으로써 일단 형성한 접합재층의 두께를 감소시키는 공정.

또한, 본 발명에 관한 스퍼터링 타겟은 타겟재와 배킹 플레이트가 In과 Ga을 포함하는 본딩제층을 개재하여 접합되는 스퍼터링 타겟에 있어서, 상기 본딩제층 중에 Ga이, In과 Ga의 합계량에 대한 중량비로 식 0.005≤Ga/(In+Ga)＜ 0.014로 표시되는 비율로 포함되는 것을 특징으로 한다.

발명을 실시하기 위한 최량의 형태

이하, 본 발명에 대하여 구체적으로 설명한다.

<<스퍼터링 타겟의 제조방법>>

우선, 본 발명의 스퍼터링 타겟의 제조방법에 대하여 설명한다.

본 발명의 스퍼터링 타겟의 제조방법은 타겟재와 배킹 플레이트를 접합하여 스퍼터링 타겟을 제조하는 경우에, In 및 Ga을 포함하는 하도제 및/또는 본딩제를 이용하는 것을 특징으로 한다.

<In 및 Ga을 포함하는 하도제 및/또는 본딩제>

본 발명에 이용되는 In 및 Ga을 포함하는 하도제 및/또는 본딩제로는 일반적으로 In 땜납으로 불리는 금속 In 또는 In계 합금(예를 들어, In-Sn 합금)에 Ga을 첨가한 것을 들 수 있다.

금속 In 또는 In계 합금에 Ga을 첨가하면, 타겟재의 접합면에 대한 젖음성을, Ga을 포함하지 않은 In계 합금보다도 향상시킬 수 있다.

구체적으로 하도제의 경우에서, Ga은 상기 하도제 중에, In과 Ga의 합계량에 대한 중량비로 통상은 0.005≤Ga/(In+Ga)로 표시되는 비율로 포함되어 있으면 좋다. 또한, 상기 하도제에는 In, Ga 이외의 다른 금속 M이 포함되어 있어도 무방하지만, 그 경우에도 Ga은 하도제 중에 0.005≤Ga/(In+Ga+M)으로 표시되는 비율(중량비)로 포함되는 것이 바람직하다.

하도제를 이용하는 실시예에서는, 후술하는 특정의 공정을 거침으로써 하도제 중의 Ga 농도를 희석하여, 하도제와 본딩제를 포함하는 최종적으로 형성되는 접합재층 전체에서의 Ga 함유율을 추후에 감소시킬 수 있기 때문에, 하도제의 Ga 함유율은 상기 하도제를 타겟재에 도포하는 경우의 젖음성 개선에 주안점을 두면 충 분하다. 따라서, 통상은 하한값만이 규정되어도 무방하다.

하도제 중에 Ga이 상기 하한값 이상의 비율로 포함되어 있으면, 타겟재에 대한 하도제의 젖음성이 개선되고, 단시간, 예를 들어 1분 이내로 하도제를 타겟재 상에 균일하게 도포하는 것이 가능하게 된다. 또한, 하도제 상에 본딩제를 도포하면 이미 도포된 하도제에 의해 젖음성이 담보되어 있기 때문에 본딩제를 균일하게 도포하는 것이 보다 용이할 뿐만 아니라 신속하게 도포할 수 있다.

또한, 특별히 한정되어 있는 것은 아니지만, 상한값을 설정하게 되면 Ga의 함유율은 In 및 Ga의 합계량에 대한 중량비로 바람직하게는 0.005≤Ga/(In+Ga)＜0.05, 보다 바람직하게는 0.005≤Ga/(In+Ga)≤0.03이다. 상기 상한값이 0.05 미만, 바람직하게는 0.03 이하이면 하도제의 Ga 함유율이 그보다 높지 않기 때문에, 후술하는 특정의 공정에 있어서, 하도제와 본딩제를 포함하는 최종적으로 형성되는 접합재층 전체에서의 Ga 함유율을 감소시키기 위하여 행하는 희석조작을 수회 감소할 수 있다.

본딩제의 경우에는 Ga은, 상기 본딩제 중에 In 및 Ga의 합계량에 대한 중량비로 통상은 0.005≤Ga/(In+Ga)＜0.014, 바람직하게는 0.005≤Ga/(In+Ga)≤0.01로 표시되는 범위 내의 양으로 포함되어 있으면 좋다. 또한, 상기 본딩제로는 In, Ga 이외의 다른 금속 M이 포함되어 있어도 무방하지만, 그 경우에도 Ga은 본딩제 중에 0.005≤Ga/(In+Ga+M)＜0.014로 표시되는 비율(중량비)로 포함되어 있는 것이 바람직하다.

본딩제를 이용하는 실시예에서는 하도제로 이용하는 실시예와는 달리, Ga 농 도를 후에 희석하기 위한 특정의 공정을 통상은 거치지 않기 때문에, 본딩제 중의 Ga 함유율이 상기 범위 내인 것이 본딩제의 젖음성 개선과 타겟재의 부식·변색의 억제, 본딩제의 융점저하 억제라는 밸런스 관점에서 바람직하다.

즉, In계의 본딩제에 Ga을 첨가함으로써 타겟재에 대한 본딩제의 젖음성을 향상시킬 수 있지만, 그 한편으로 Ga을 과잉으로 첨가하면 타겟재에 대한 부식이나 변색, 또는 본딩제의 과도한 융점 저하가 발생할 수 있다. 본딩제의 융점이 과도하게 저하하면 단속적 또는 계속적인 스퍼터링에 따라 타겟재에 열량이 축적하여 고온으로 된 때에 본딩제층이 용융하여 타겟재와 배킹 플레이트가 박리하는 경우가 있다. 예를 들어, In과 Ga만으로 구성된 합금 조성물의 경우, In과 Ga의 합계량에 대한 Ga의 중량비 Ga/(In+Ga)가 0.014 이상인 경우의 고상선 온도(solidus temperature)는 15.3℃이다.

이에 비해, 본딩제 중의 Ga 함유율이 상기 범위 내이면 타겟재에 대한 본딩제의 젖음성 향상 효과를 유지한 채로 타겟재의 부식이나 변색, 본딩제의 과도한 융점 저하를 억제할 수 있기 때문에 상기와 같은 사태의 발생을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 스퍼터링 타겟의 제조방법에서는 상술한 하도제 및 본딩제를 각각 단독으로 이용하여도 좋고, 조합하여 이용하여도 좋다.

<In 및 Ga을 포함하는 본딩제를 이용하는 실시예>

다음으로, In 및 Ga을 포함하는 본딩제를 이용하는 실시예에 대하여 설명한다.

이 경우에는 상술한 본딩제를 이용하여, 상기 본딩제를 타겟재의 한쪽면에 도포하여 본딩제층을 형성하고, 형성된 본딩제층을 개재하여 타겟재와 배킹 플레이트를 접합함으로써 스퍼터링 타겟을 제조할 수 있다.

상기 경우, 이용할 수 있는 타겟재의 재질은 특별히 한정되지는 않지만, 구체적으로는 Al, Mo, Ti, W, Ta 중 어느 1종의 금속, 또는 이들의 적어도 1종을 주성분으로 함유하는 합금, 또는 산화인듐 및 산화주석의 적어도 한쪽을 포함하는 산화물(ITO), SiO₂ 등을 바람직한 예로 들 수 있다. 이들 중에서 Al, Mo, Ti, W, Ta 중 어느 1종의 금속, 또는 이들의 적어도 1종을 주성분으로 함유하는 합금으로 이루어진 타겟재는, 금속 In 또는 In계 합금으로 이루어진 본딩제인 소위 In 땜납에서는 젖음성이 부족하고, 종래 메탈라이징 처리 또는 플럭스재의 사용이 행해져 왔기 때문에, 본 발명의 효과를 유효하게 발휘할 수 있기 위하여, 보다 바람직하다.

또한 이 경우, 이용할 수 있는 배킹 플레이트의 재질로는 일반적으로 이용되는 Cu, Cu계 합금, Ti, 스테인레스 스틸 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.

또한, 이들 타겟재 및 배킹 플레이트의 형상은 이들의 접합면이 실질적으로 평행하면 좋고, 그 자체의 형상은 특별히 한정되지 않는다.

상기 본딩제를 타겟재의 한쪽면에 도포하는 방법으로는 적절한 공지의 방법을 채용할 수 있으며, 예를 들어, 초음파 땜납인두를 이용하여 도포하는 방법, 딥핑 등을 들 수 있다.

구체적으로는 통상의 스퍼터링 타겟의 제조공정에서 행해지고 있는 것과 같이, 타겟재의 접합면을 프레이즈반 또는 선반, 평면 연삭반 등으로 가공하고, 배킹 플레이트의 접합면에 대하여 실질적으로 평행하게 하여, 필요에 따라서 후술하는 조면화(粗面化) 처리를 실시한 후, 유기용제 등을 이용한 세정에 의해 탈지한 것을 사용하고, 상기 타겟재를 본딩제의 융점 이상으로 가열한 상태로 그 접합면에 용융한 상태의 본딩제를 도포하여 본딩제층을 형성한다. 그 한편으로, 배킹 플레이트를 동일하게 탈지하고, 본딩제의 융점 이상으로 가열하며, 타겟재의 접합면에 접촉시켜 적절한 압력을 가하고 타겟재와 배킹 플레이트를 접합하여 스퍼터링 타겟을 제조할 수 있다. 가압시의 압력은 특별히 한정되지 않지만, 타겟 면적에 대하여 통상 0.0001~0.1MPa이면 무방하다. 또한, 상기 스퍼터링 타겟은 실온까지 냉각한 후에 교정 손질을 행하여도 무방하다.

또한, 필요에 따라서 상기와 동일하게 하여 타겟재의 접합면에 본딩제층을 형성함과 동시에, 동일하게 탈지하여 가열한 배킹 플레이트의 접합면에도 본딩제를 도포하여 본딩제층을 형성한 후, 본딩제의 융점 이상으로 가열한 상태에서 이들의 접합면끼리를 붙여 가압하여도 좋다. 또한, 배킹 플레이트의 접합면에 본딩제층을 형성하는 경우, 상기 본딩제층은 타겟재의 접합면에 형성된 본딩제층과 동일한 조성이어도 무방하고, 달라도 무방하지만 통상, 배킹 플레이트는 In 땜납 등과의 젖음성이 좋기 때문에 Ga을 첨가한 본딩제를 사용할 필요는 특별히 없다.

또한, 필요에 따라서, 본딩제와 타겟재의 접합면과의 젖음성을 보다 향상시키는 관점에서 타겟재의 접합면에 조면화 처리를 실시하여도 좋다. 구체적으로는 타겟재의 접합면의 표면 거칠기 Ra(JIS B 0601-1994에 준거하여 측정)가 통상 0.1㎛ 이상, 바람직하게는 2㎛ 이상이 되도록 조면화 처리하여도 좋다. 이 경우, 표면 거칠기 Ra의 상한값은 통상 5㎛이하이다. 특히, 타겟재로 Ti를 사용하는 경우에는 상기 타겟재의 접합면을 조면화 처리하는 것이 바람직하다. 조면화 처리수단으로는 블라스트 처리, 연마처리, 스퍼터링 처리, 레이저 처리, 드라이 에칭 처리 등의 공지의 수단을 들 수 있다.

또한, 상기 본딩제를 타겟재의 한쪽면에 도포하여 본딩제층을 일단 형성한 후, 상기 본딩제층이 용융 상태에 있는 동안, 그 두께 방향의 일부가 타겟재 상에 남도록 하고 잔부를 제거하여, 본딩제층의 두께를 조정하여도 좋다. 본딩제층의 두께 방향의 일부가 타겟재 상에 남도록 하고 잔부를 제거하는 방법으로는 공지의 방법을 적절히 채용할 수 있지만, 실리콘 고무제의 헤라 또는 금속제의 스크랩퍼 등을 사용하는 방법을 들 수 있다.

형성되는 본딩제층의 두께는 본딩제층의 저항을 고려한다면 통상 2mm 이하, 바람직하게는 0.1~1mm의 범위 내이다.

<In 및 Ga을 포함하는 하도제를 이용하는 실시예>

다음으로, In 및 Ga을 포함하는 하도제를 이용하는 실시예에 대하여, 필요에 따라 도면을 참조하여 설명한다.

이 경우에는 상술한 하도제, 즉 Ga를, In 및 Ga의 합계량에 대한 중량비로 식 0.005≤Ga/(In+Ga)로 표시되는 비율로 함유하는 하도제를 이용하면 좋다. 상기 하한값 이상의 비율로 Ga을 포함하면 타겟재에 대한 하도제의 젖음성을 향상시킬 수 있다.

여기에서, 도 1을 참조한다. 도 1은 타겟재의 접합면을 위로 했을 때의 접합재층의 형성공정을 나타내는 개략 단면도이다.

우선, 상술한 하도제를 용융한 상태로 상기 하도제의 융점 이상으로 가열한 타겟재 1의 한쪽면에 본딩제에 우선하여 도포한다(참조: 도 1(Al)). 계속해서, 도포한 하도제 3이 용융상태로 있는 동안, 그 위에 In을 주성분으로 함유하고 Ga을 실질적으로 함유하지 않은 본딩제 또는 In과 Ga을 함유하는 본딩제에 있어서, 먼저 도포된 하도제 보다도 Ga 함유율이 낮은 본딩제를 용융한 상태로 도포하여 본딩제층 5를 형성하고(참조: 도 1(b1)), 하도제와 본딩제를 포함하는 접합재층 7을 형성한다(참조: 도 1(d)). 또한, 상기 본딩제를 도포하는 경우에는 타겟재 1은 본딩제의 융점 이상의 온도로 유지되는 것이 바람직하다.

또한, 마찬가지 방법으로 하도제를 타겟재 1의 한쪽면에 도포하고(참조: 도 1(a2)), 도포한 하도제 3이 융점 상태로 있는 동안, 그 두께 방향의 일부가 타겟재 1 위에 남도록 하고 잔부를 제거함으로써, 일단 도포한 하도제 3의 두께를 감소시킨 후(참조: 도 1(b2)), 그 위에 In을 주성분으로 함유하고 Ga을 실질적으로 함유하지 않은 본딩제, 또는 In 및 Ga을 함유하는 본딩제에 있어서, 먼저 도포된 하도제 보다도 Ga 함유율이 낮은 본딩제를 용융한 상태로 도포하여 본딩제층 5를 형성하고(참조: 도 1(c)), 하도제와 본딩제를 포함하는 접합재층 7을 형성하여도 좋다(참조: 도 1(d)).

이들 실시예에 있어서는 도포한 하도제 3이 용융상태에 있는 동안, 용융한 상태의 본딩제를 그 위에 도포하여 본딩제층 5를 형성하기 때문에, 먼저 도포된 하도제 3과 상기 본딩제층 5의 적어도 일부가 혼합됨으로써, 접합재층 7이 형성된다. 따라서, 형성된 접합재층 7 중의 Ga 함유율은 최초에 도포한 하도제 3 보다도 희석되어 저감된다. 또한, Ga 함유율의 저감효과는 도포한 하도제 3의 두께를 감소시킨 후자의 실시예의 경우가 보다 높기 때문에 후자의 실시예가 바람직하다.

즉, 상기와 같이 하여 형성된 접합재층 7 중의 Ga 함유율은 접합재의 융점 저하를 방지한다는 점에서 적어도 바람직하다. 구체적으로는 접합재층 7 중의 Ga 함유율은 In 및 Ga의 합계량에 대한 중량비 Ga/(In+Ga)으로 통상 0.014 미만, 바람직하게는 0.002 이하, 보다 바람직하게는 0.001 이하이다.

그 후, 이들의 접합재층 7을 개재하여 타겟재 1과 배킹 플레이트를 접합할 수 있다.

상술한 In을 주성분으로 함유하고 Ga을 실질적으로 함유하지 않은 본딩제로는 금속 In 또는 In계 합금 등의 In 땜납을 들 수 있다. 또한, In 및 Ga을 함유하는 본딩제에 있어서, 먼저 도포된 하도제 보다도 Ga 함유율이 낮은 본딩제로는 상기 하도제와 In 땜납과의 혼합물 등을 들 수 있다.

상기 하도제 및 본딩제를 타겟재의 한쪽면에 도포하는 방법으로는 적절한 공지의 방법을 채용할 수 있으며, 예를 들어, 초음파 땜납인두를 이용하여 도포하는 방법, 딥핑 등을 들 수 있다.

또한, 도포한 하도제의 두께 방향의 일부가 타겟재 상에 남도록 하고, 잔부 를 제거하는 방법으로는 공지의 방법을 적절히 채용할 수 있지만, 실리콘 고무제의 헤라 또는 금속제의 스크랩퍼 등을 사용하는 방법을 들 수 있다.

기타, 타겟재나 배킹 플레이트의 재질·형상, 타겟재의 접합면의 조면화 처리, 접합 방법 등은 상술한 In 및 Ga을 포함하는 본딩제를 이용하는 실시예와 동일하다.

도포되는 하도제의 두께 및 본딩제층의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 이들에 의해 형성되는 접합재층의 두께는 접합재의 저항을 고려한다면 통상 2mm 이하, 바람직하게는 0.1~1mm의 범위 내이다.

또한, 본 발명에서는 접합재층의 Ga 함유율을 보다 한층 저하시켜, 접합재의 융점저하가 보다 적게 된다는 관점에서, 도 1에 도시한 접합재층의 형성공정에서 일단 형성한 상기 접합재층 7이 용융상태에 있는 동안, 접합재층 7의 Ga 함유율을 저하시키는 처리를 하고, 처리 후의 접합재층을 개재하여 타겟재와 배킹 플레이트를 접합하는 것이 바람직하다. 이 경우, 타겟재는 접합재층 7을 구성하는 접합재 및 후술하는 본딩제의 융점 이상의 온도로 유지되는 것이 바람직하다.

상기 접합재층 7의 Ga 함유율을 저하시키는 처리로는 구체적으로 하기 공정 (A)를 포함하는 처리, 하기 공정 (A)에 추가하여 공정 (B)를 포함하는 처리, 하기 공정 (A), (B)에 추가하여 하기 공정 (C)를 복수회 수행하는 처리를 바람직한 예로 들 수 있다.

여기에서, 도 2를 참조한다. 도 2는 타겟재의 접합면을 위로 했을 때의 접합재층의 Ga 함유율을 저하시키는 처리 공정을 나타내는 개략 단면도이다.

공정 (A)는 도 1에 도시한 상기 접합재층 7의 형성 공정에서 일단 형성된 상기 접합재층 7이 용융상태에 있는 동안(참조: 도 2(d)), 그 두께 방향의 일부가 타겟재 1 위에 남도록 하고, 잔부를 제거함으로써, 일단 형성된 접합재층 7의 두께를 감소시킨 후(참조: 도 2(e)), 두께가 감소된 접합재층 7이 용융 상태에 있는 동안에, 상기 두께가 감소된 접합재층 7 위에, In을 주성분으로 함유하고 Ga을 실질적으로 함유하지 않은 본딩제 또는 In 및 Ga을 함유하는 본딩제이며, 먼저 도포된 하도제 보다도 Ga 함유율이 낮은 본딩제 또는 먼저 도포된 본딩제 보다도 Ga 함유율이 낮은 본딩제를 용융한 상태로 도포함으로써 본딩제층 5를 형성하여(참조: 도 2(f)), 접합재층 7'(참조: 도 2(g))을 형성하는 공정이다.

또한, 상기 (A) 공정 중, 도 2(e)에 도시한 공정을 생략하고, 도 1에 도시한 상기 접합재층 7의 형성공정에서 일단 형성된 상기 접합재층 7이 용융상태에 있는 동안, 상기 접합재층 7 위에 In을 주성분으로 함유하고, Ga을 실질적으로 함유하지 않은 본딩제 또는 In 및 Ga을 함유하는 본딩제이며, 먼저 도포된 하도제보다도 Ga 함유율이 낮은 본딩제, 또는 먼저 도포된 본딩제 보다도 Ga 함유율이 낮은 본딩제를 용융한 상태로 도포함으로써 본딩제층 5를 형성하여(참조: 도 2(f)), 접합재층 7'(참조: 도 2(g))을 형성하여도 무방하다.

이들 실시예에 있어서는 접합재층 7이 용융상태에 있는 동안, 용융한 상태의 본딩제를 그 위에 도포하여 본딩제층 5를 형성하기 때문에, 먼저 형성된 접합재층 7의 접합재와 상기 본딩제층 5의 적어도 일부가 혼합됨으로써 접합재층 7이 형성되므로, 형성된 접합재층 7' 중의 Ga 함유율은 최초에 형성된 접합재층 7 보다도 희 석되며 저감된다. 또한, 형성된 접합재층 7' 중의 Ga 함유율의 저감효과는 도 2(e)에 도시한 공정을 포함하는 전자의 실시예의 경우가 보다 높기 때문에 전자의 실시예가 바람직하다.

즉, 상기와 같이 하여 형성된 접합재층 7' 중의 Ga 함유율은 접합재의 융점저하를 방지한다는 점에서 적어도 바람직하다. 구체적으로는 접합재층 7' 중의 Ga 함유율은 최초에 형성된 접합재층 7 보다도 적다는 것을 조건으로, In 및 Ga의 합계량에 대한 중량비 Ga/(In+Ga)로 통상 0.014 미만, 바람직하게는 0.002 이하, 보다 바람직하게는 0.001 이하이다.

그 후, 이들의 접합재층 7'을 개재하여 타겟재 1과 배킹 플레이트를 접합할 수 있다.

상술한 In을 주성분으로 함유하고 Ga을 실질적으로 함유하지 않은 본딩제로서는 금속 In 또는 In계 합금 등의 In 땜납을 들 수 있다. 또한, In 및 Ga을 함유하는 본딩제에 있어서, 먼저 도포된 하도제 보다도 Ga 함유율이 낮은 본딩제로서는 상기 하도제와 In 땜납의 혼합물 등을 들 수 있다. 먼저 도포된 본딩제 보다도 Ga 함유율이 낮은 본딩제로서는 최초의 접합재층 형성공정(참조: 도 1)에서 사용한 본딩제 보다도 Ga 함유율이 낮은 것이라면 좋고, 예를 들어, 상기 본딩제와 금속 In 또는 In계 합금 등의 In 땜납의 혼합물을 들 수 있다.

일단 형성한 접합재층 7의 두께 방향의 일부가 타겟재 1 위에 남도록 하고 잔부를 제거하는 방법으로는 상술한 하도제의 두께 방향의 일부가 타겟재 상에 남도록 하고 잔부를 제거하는 방법과 동일한 방법을 들 수 있다. 또한, 기타, 타겟 재나 배킹 플레이트의 재질·형상, 타겟재의 접합면의 조면화 처리, 접합 방법 등은 상술한 실시예와 동일하다.

상기 (A) 공정 중에서 형성되는 본딩제층 5의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 최종적으로 형성되는 접합재층 7'의 두께는 후술하는 (B) 공정을 거치지 않는 경우에는 접합재의 저항을 고려한다면, 통상 2mm 이하, 바람직하게는 0.1~1mm의 범위 내이다.

한편, (B) 공정을 거치는 경우에는 (B) 공정에 따라, 접합재층 7'의 두께를 자유자재로 조정할 수 있기 때문에, (A) 공정에서 형성되는 접합재층 7' 두께에 제한은 없다.

공정 (B)는 상기 공정 (A)에 의해 일단 형성된 접합재층 7'이 용융상태에 있는 동안(참조: 도 2(g)), 그 두께 방향의 일부가 타겟재 상에 남도록 하고 잔부를 제거함으로써 일단 형성된 접합재층 7'의 두께를 감소시키는 공정(참조: 도 2(h))이다. 상기 공정에 따라, 상기 (A) 공정에서 형성된 접합재층 7의 두께를 자유자재로 조절할 수 있다.

그 후, 상기 접합재층 7'을 개재하여, 타겟재 1과 배킹 플레이트를 접합할 수 있다.

또한, 기타, 일단 형성된 접합재층 7'의 두께 방향의 일부가 타겟재 1 상에 남도록 하고 잔부를 제거하는 방법, 타겟재의 온도, 타겟재나 배킹 플레이트의 재질·형상, 타겟재의 접합면의 조면화 처리, 접합 방법 등은 상술한 (A) 공정과 동일하다.

상기 (B) 공정을 거쳐 형성되는 접합재층 7'의 두께는 접합재의 저항을 고려하면, 통상 2mm 이하, 바람직하게는 0.1~1mm의 범위 내이다.

또한, 접합재층 전체의 Ga 함유율을 보다 한층 저하시키고, 접합재의 융점저하가 보다 적게 된다는 점에서 추가로 하기 공정 (C)를 수행하여도 좋다.

공정 (C)는 공정 (B)에 따라 두께가 감소된 접합재층 7'이 용융상태에 있는 동안에(참조: 도 2(h)), 상기 두께가 감소된 접합재층 7' 위에 In을 주성분으로 함유하고 Ga을 실질적으로 함유하지 않은 본딩제, 또는 In 및 Ga을 함유하는 본딩제이며, 먼저 도포된 하도제 보다도 Ga 함유율이 낮은 본딩제, 또는 먼저 도포된 본딩제 보다도 Ga 함유율이 낮은 본딩제를 용융한 상태로 도포하고, 본딩제층 5를 형성하여(참조: 도 2(i)), 접합제층 7''을 일단 형성한 후(참조: 도 2(j)), 일단 형성된 접합재층 7''이 용융상태에 있는 동안에, 그 두께 방향의 일부가 타겟재 1 상에 남도록 하고 잔부를 제거함으로써 일단 형성된 접합재층 7''의 두께를 감소시키는(참조: 도 2(k)) 공정이다.

또한, 도 2(h)에 도시한 공정 (B)를 생략하고, 공정 (A)로부터 바로 공정 (C)로 들어가도 무방하다.

이들 실시예에 있어서는, 접합재층 7'이 용융상태에 있는 동안에, 용융한 상태의 본딩제를 그 위에 도포하고, 본딩제층 5를 형성하기 때문에, 먼저 형성된 접합재층 7'의 접합재와 상기 본딩제층 5의 적어도 일부가 혼합됨으로써 접합재층 7''이 형성되므로, 형성된 접합재층 7'' 중의 Ga 함유율은 그 이전에 형성된 접합재층 7' 보다도 희석되고 저감된다. 또한, 형성된 접합재층 7'' 중의 Ga 함유율의 저감 효과는 공정 (B)를 포함하는 전자의 경우가 보다 높기 때문에 전자의 실시예가 바람직하다.

즉, 상기와 같이 하여 형성된 접합재층 7'' 중의 Ga 함유율은 접합재의 융점저하를 방지한다는 점에서 적어도 바람직하다. 구체적으로는 접합재층 7'' 중의 Ga 함유율은 먼저 형성된 접합재층 7' 보다도 적은 것을 조건으로 하여 In 및 Ga의 합계량에 대한 중량비 Ga/(In+Ga)로 통상 0.014 미만, 바람직하게는 0.002 이하, 보다 바람직하게는 0.001 이하이다.

그 후, 이들 접합재층 7''을 개재하여, 타겟재 1과 배킹 플레이트를 접합할 수 있다.

상술한, In을 주성분으로 함유하고, Ga을 실질적으로 함유하지 않은 본딩제로는 금속 In 또는 In계 합금 등의 In 땜납을 들 수 있다. 또한, In 및 Ga을 함유하는 본딩제에 있어서, 먼저 도포된 하도제 보다도 Ga 함유율이 낮은 본딩제로는 상기 하도제와 In 땜납의 혼합물 등을 들 수 있다. 먼저 도포된 본딩제 보다도 Ga 함유율이 낮은 본딩제로는 그때까지 사용한 본딩제 보다도 Ga 함유율이 낮은 것이라면 무방하고, 예를 들어, 바로 전에 사용한 본딩제와 금속 In 또는 In계 합금 등의 In 땜납과의 혼합물을 들 수 있다.

또한, 기타, 일단 형성된 접합재층 7''의 두께 방향의 일부가 타겟재 1 상에 남도록 하고 잔부를 제거하는 방법, 기타, 타겟재나 배킹 플레이트의 재질·형상, 타겟재의 접합면의 조면화 처리, 접합 방법 등은 상술한 (A) 공정과 동일하다.

또한, 공정 (C)는 최종적으로 형성되는 접합재층 전체의 Ga 농도를 그의 반 복 횟수에 따라서 저감시킬 수 있기 때문에 복수회 수행하는 것도 바람직하다.

이 실시예에 있어서, 공정 (C)를 반복하는 횟수는 최초에 타겟재에 도포하는 하도제 중의 Ga 함유율, 최종 제품으로 수득하고자 하는 스퍼터링 타겟의 접합재층 중에 잔존하는 Ga 함유율 등을 고려하여 결정할 수 있지만, 통상 2회 이상이며, 상한은 특별히 한정되진 않지만, 생산효율의 측면에서는 통상 5회 이하이면 무방하다.

상기 (C) 공정에서 형성되는 접합재층의 두께는 접합재의 저항을 고려하면 통상 2mm 이하, 바람직하게는 0.1~1mm의 범위 내이다.

<<스퍼터링 타겟>>

다음으로, 본 발명의 스퍼터링 타겟에 대하여 설명한다.

본 발명의 스퍼터링 타겟은 타겟재와 배킹 플레이트가 In 및 Ga을 포함하는 본딩제층을 개재하여 접합되어 있는 스퍼터링 타겟이며, 상기 본딩제 층 중에 Ga이, In 및 Ga을 합계량에 대한 중량비로 통상은 식 0.005≤Ga/(In+Ga)＜0.014로 표시되는 비율로, 바람직하게는 0.005≤Ga/(In+Ga)≤0.01로 표시되는 비율로 포함되는 것을 특징으로 한다. 본딩제 중의 Ga 함유율이 상기 범위 내라면, 본딩제의 흐름성의 개선과, 본딩제에 의한 타겟재의 부식·변색의 억제, 본딩제의 융점저하 억제의 밸런스가 좋다.

상기 스퍼터링 타겟을 제조하는 방법은 특별히 한정되진 않지만, 구체적으로는 예를 들어, 상기 <In 및 Ga을 포함하는 본딩제를 이용하는 실시예>에서 상술한 실시예를 들 수 있다. 또한, 사용하는 본딩제, 타겟재, 배킹 플레이트 등도 상기 실시예에서 기술한 것과 동일하다.

실시예

이하, 실시예에 기초하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하의 실시예 중, 타겟재의 접합면의 표면 거칠기 Ra는 (JIS B 0601-1994)에 준거하여 측정하였다.

실시예 1

크기 127mm×381mm×6mm의 Al 타겟재를 준비하고, 각 타겟재의 접합면을 #100의 연마지로 조면화 처리한 후, 처리 후의 접합면의 표면 거칠기 Ra를 측정하였다. 표면 거칠기 Ra는 사용한 전체의 타겟재의 평균으로 2.6㎛였다.

다음으로, 이들의 타겟재를 탈지하고, 핫 플레이트에서 190℃로 가열 유지하였다. In 및 Ga 만으로 구성되며, Ga을 In 및 Ga의 합계량에 대한 중량비 Ga/(In+Ga)로 각각 0.005, 0.01, 0.03, 0.05, 0.1, 0.786의 비율로 함유하는 합금 조성물(각각 순서로 No. (1-1) ~ (1-6)으로 명명)을 제조하였다. 또한, 비교대조로 금속 In을 이용하였다(No. (1-0)으로 명명).

이들 합금 조성물 및 금속 In을 각각 190℃로 가열하고 용융한 후, 전기 Al 타겟재의 접합면에 대하여 초음파 땜납인두(특수 Sunbonder; 에이신 공업사 제품)를 5분간 사용하여 도포작업을 수행하였다.

그 후, 도포한 합금 조성물층(또는 금속 In 층)이 용융상태에 있는 동안에, 실리콘 제의 헤라로, 이들의 층의 두께 방향의 일부가 타겟재 상에 남도록 하고 잔부를 제거하여, 접합면 상의 합금 조성물(또는 금속 In)의 잔존상태를 눈으로 확인하고, 하기의 평가 기준에 따라 젖음성을 평가하였다.

젖음성 평가기준: 합금 조성물(또는 금속 In)이 타겟재의 접합면 전체에 균일하게 잔존하는 경우를 AA로, 접합면 전체에는 잔존해 있지 않은 경우 BB로 나타낸다.

다음에, 이들 타겟재를 2개의 군으로 분류하고, 한쪽을 부식·변색 평가에, 다른 쪽을 내열성 평가에 사용하였다.

부식·변색 평가로는 이들의 타겟재를 실온까지 냉각하고, 1주간 방치한 후, 타겟재의 부식 및 변색(합금 조성물 또는 금속 In 자체의 변색을 포함)의 유무 및 그의 상태를 눈으로 확인하고, 하기의 평가기준에 따라 평가하였다.

부식·변색 평가기준: 타겟재 및 합금 조성물(또는 금속 In)의 쌍방에 부식 및 변색을 볼 수 없는 경우를 AA로, 타겟재 및 합금 조성물(또는 금속 In)의 적어도 한쪽에 부식 및/또는 변색이 보이는 경우를 BB로 나타낸다.

내열성 평가로는 상기 타겟재와 핫 플레이트에서 190℃로 가열한 Cu제의 배킹 플레이트(크기: 155mm×409mm×6mm)를, 상기 합금 조성물 층 또는 금속 In 층을 개재하여 붙이고, 5kg의 중석을 놓고 가압하여 접합한 후, 실온까지 냉각하여 스퍼터링 타겟 No. (1-0)~(1-6)(번호는 각각 사용한 합금 조성물 또는 금속 In의 번호에 대응한다)을 제작하였다.

제작한 스퍼터링 타겟을 50℃, 100℃ 단계적으로 가열하고, 상기 합금 조성물 층(또는 금속 In 층)의 용융의 유무에 대하여 눈으로 확인하고, 하기 평가기준에 따라 평가하였다.

내열성 평가기준; 100℃로 가열하여도 합금 조성물 층(또는 금속 In 층)이 용융되지 않는 경우를 AA로, 50℃로 가열하여도 합금 조성물 층(또는 금속 In 층)이 용융되지 않는 경우를 A로, 50℃로 가열하여 합금 조성물 층(또는 금속 In 층)이 용융한 경우를 BB로 나타낸다.

이들 결과를 표 1에 정리하여 나타내었다.

표 1:

샘플 No.	Ga/(In+Ga) wt	젖음성 평가	변색·부식 평가	내열성 평가
(1-0)	0	BB	AA	AA
(1-1)	0.005	AA	AA	AA
(1-2)	0.01	AA	AA	AA
(1-3)	0.03	AA	AA	BB
(1-4)	0.05	AA	BB	BB
(1-5)	0.1	AA	BB	BB
(1-6)	0.786	AA	BB	BB

표 1로부터, 샘플 No. (1-1)~(1-6)에 대해서는 젖음성이 양호하기 때문에, 하도제로서 바람직하게 사용할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 젖음성, 변색·부식, 내열성의 관점에서 샘플 No. (1-1)~(1-2)는 본딩제로 바람직하게 사용할 수 있음을 알 수 있다.

실시예 2

크기 127mm×381mm×6mm의 Mo 타겟재를 사용한 점 외에는 실시예 1과 마찬가지로 수행하였다. 또한, 조면화 처리 후의 접합면의 표면 거칠기 Ra는 사용한 전체의 타겟재의 평균으로 1.5㎛였다.

결과를 표 2에 도시하였다.

표 2:

샘플 No.	Ga/(In+Ga) wt	젖음성 평가	변색·부식 평가	내열성 평가
(2-0)	0	BB	AA	AA
(2-1)	0.005	AA	AA	AA
(2-2)	0.01	AA	AA	AA
(2-3)	0.03	AA	AA	BB
(2-4)	0.05	AA	BB	BB
(2-5)	0.1	AA	BB	BB
(2-6)	0.786	AA	BB	BB

표 2로부터, 샘플 No. (2-1)~(2-6)에 대해서는 젖음성이 양호하기 때문에, 하도제로서 바람직하게 사용할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 젖음성, 변색·부식, 내열성의 관점에서 샘플 No. (2-1)~(2-2)는 본딩제로 바람직하게 사용할 수 있음을 알 수 있다.

실시예 3

크기 127mm×381mm×6mm의 Ti 타겟재를 사용하고, 그의 접합면을 #60의 알런덤(alundum)제의 투사재를 사용하여 블라스트 처리를 함으로써 조면화 처리한 점 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 수행하였다. 또한, 조면화 처리 후의 접합면의 표면 거칠기 Ra는 사용한 전체의 타겟재의 평균으로 2.5㎛였다.

결과를 표 3에 나타내었다.

표 3:

샘플 No.	Ga/(In+Ga) wt	젖음성 평가	변색·부식 평가	내열성 평가
(3-0)	0	BB	AA	AA
(3-1)	0.005	AA	AA	AA
(3-2)	0.01	AA	AA	AA
(3-3)	0.03	AA	AA	BB
(3-4)	0.05	AA	BB	BB
(3-5)	0.1	AA	BB	BB
(3-6)	0.786	AA	BB	BB

표 3으로부터, 샘플 No. (3-1)~(3-6)에 대해서는 젖음성이 양호하기 때문에, 하도제로서 바람직하게 사용할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 젖음성, 변색·부식, 내열성의 관점에서, 샘플 No. (3-1)~(3-2)는 본딩제로 바람직하게 사용할 수 있음을 알 수 있다.

실시예 4

크기 127mm×381mm×6mm의 W 타겟재를 사용한 점 외에는 실시예 1과 마찬가지로 수행하였다. 또한, 조면화 처리 후의 접합면의 표면 거칠기 Ra는 사용한 전체의 타겟재의 평균으로 0.6㎛였다.

결과를 표 4에 나타내었다.

표 4:

샘플 No.	Ga/(In+Ga) wt	젖음성 평가	변색·부식 평가	내열성 평가
(4-0)	0	BB	AA	AA
(4-1)	0.005	AA	AA	AA
(4-2)	0.01	AA	AA	AA
(4-3)	0.03	AA	AA	BB
(4-4)	0.05	AA	BB	BB
(4-5)	0.1	AA	BB	BB
(4-6)	0.786	AA	BB	BB

표 4로부터 샘플 No. (4-1)~(4-6)에 대해서는 젖음성이 양호하기 때문에 하도제로 바람직하게 사용할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 젖음성, 변색·부식, 내열성의 관점에서 샘플 No. (4-1)~(4-2)는 본딩제로 바람직하게 사용할 수 있음을 알 수 있다.

실시예 5

크기 127mm×381mm×6mm의 Ta 타겟재를 사용한 점 외에는 실시예 1과 마찬가지로 수행하였다. 또한, 조면화 처리 후의 접합면의 표면 거칠기 Ra는 사용한 전체의 타겟재의 평균으로 1.5㎛였다.

결과를 표 5에 나타내었다.

표 5:

샘플 No.	Ga/(In+Ga) wt	젖음성 평가	변색·부식 평가	내열성 평가
(5-0)	0	BB	AA	AA
(5-1)	0.005	AA	AA	AA
(5-2)	0.01	AA	AA	AA
(5-3)	0.03	AA	AA	BB
(5-4)	0.05	AA	BB	BB
(5-5)	0.1	AA	BB	BB
(5-6)	0.786	AA	BB	BB

표 5로부터 샘플 No. (5-1) 내지 (5-6)에 대해서는 젖음성이 양호하기 때문에 하도제로 바람직하게 사용할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 젖음성, 변색·부식, 내열성의 관점에서 샘플 No. (5-1)~(5-2)는 본딩제로 바람직하게 사용할 수 있음을 알 수 있다.

실시예 6

크기 127mm×381mm×6mm의 Al 타겟재를 준비하고, 그의 접합면을 #100의 연마지로 조면화 처리한 후, 처리 후의 접합면의 표면 거칠기 Ra를 측정하였다. 표면 거칠기 Ra는 2.6㎛였다.

그 후, 상기 타겟재를 탈지하고, 핫 플레이트에서 190℃로 가열 유지하였다.

다음에, In 및 Ga만으로 구성되며, Ga을 In 및 Ga의 합계량에 대하여 중량비로 0.01(1중량%) 함유하는 합금 조성물을 제조하고, 190℃로 가열하여, 상기 합금 조성물을 용융한 후, 상기 Al 타겟재의 접합면에 초음파 땜납인두(특수 Sunbonder: 에이신 공업사 제품)를 5분간 사용하여 도포작업을 수행하였다.

그 후, 도포한 합금 조성물층이 용융상태에 있는 동안에, 실리콘 고무제의 헤라로, 합금 조성물을 닦아내고, 닦아낸 합금 조성물의 In 및 Ga의 함유량을 ICP(플라즈마 발광분석 장치 SPS1200A: 세이코 인스톨멘트사 제품)로 분석하여, In 및 Ga의 합계량에 대한 Ga의 중량비를 구한 결과, 0.01(1중량%)이었다. 또한, 이때, 타겟재의 접합면에 잔존하고 있는 합금 조성물 층은 접합면 전체에 균일하게 잔존하며, 젖음성은 양호하였다.

계속해서, 금속 In을 용융하고, 타겟재의 접합면에 잔존하는 합금 조성물 층 위에 초음파 땜납인두로 도포하고, 합금 조성물과 금속 In을 포함하는 접합재층 (I)을 일단 형성하였다. 도포에 걸린 시간은 30초였다. 그 후, 상기 접합재층 (I)이 용융상태에 있는 동안에, 실리콘 고무제의 헤라로 접합재층 (I)을 구성하는 접합재 (I)을 닦아내고, 닦아낸 접합제 (I)의 In 및 Ga의 함유량을 ICP로 분석하여, In 및 Ga의 합계량에 대한 Ga의 중량비를 구한 결과, 0.002(0.2중량%)이었다. 또한, 이때, 타겟재의 접합면에 잔존하는 접합재층 (I)은 접합면 전체에 균일하게 잔존하며, 젖음성이 양호하였다.

또한, 금속 In을 용융하고, 타겟재의 접합면에 잔존하는 접합재층 (I) 위에, 초음파 땜납인두로 도포하고, 접합재 (I)과 금속 In을 포함하는 접합재층 (II)를 일단 형성하였다. 도포에 걸린 시간은 30초였다. 그 후, 상기 접합재층 (II)이 용융상태에 있는 동안에, 실리콘 고무제의 헤라로 접합재층 (II)를 구성하는 접합재(II)를 세척하고, 세척한 접합재 (II)의 In 과 Ga의 함유량을 ICP로 분석하여, In 및 Ga의 합계량에 대한 Ga의 중량비를 구한 결과, 0.001 (0.1중량%)이었다. 또한, 이때, 타겟재의 접합면에 잔존하는 접합재층 (II)은 접합면 전체에 균일하게 잔존하며, 젖음성은 양호하였다.

계속해서, 상기 타겟재와 핫 플레이트에서 190℃로 가열한 Cu제의 배킹 플레이트(크기: 155mm×409mm×6mm)를 타겟재의 접합면에 잔존하는 접합재층 (II)을 개재하여 붙이고, 5kg의 중석을 놓고 가압하여 접합한 후, 실온까지 냉각하여, 스퍼터링 타겟을 제작하였다.

제작한 스퍼터링 타겟을 50℃, 100℃로 단계적으로 가열하여 상기 접합재층 (II)의 용융의 유무를 눈으로 확인한 결과, 100℃로 가열하여도 상기 접합재층 (II)은 용융하지 않고, 우수한 내열성을 가지고 있었다.

본 발명의 스퍼터링 타겟의 제조방법에서는, In 및 Ga을 함유하는 하도제 및/또는 본딩제를 사용하기 때문에, 타겟재의 접합면에 대한 본딩제의 젖음성을 확보하여, 타겟재의 접합면 위에 본딩제를 직접, 또는 하도제를 개재하여 균일하게 단시간에 도포하는 것이 가능하다. 따라서, 본 발명에 의하면, 비용 측면 및 생산효율의 관점에서 불리한 메탈라이징 처리를 생략할 수 있어, 스퍼터링 타겟의 생산효율을 높일 수 있다.

또한, 본 발명의 스퍼터링 타겟의 제조방법의 바람직한 실시예에 의하면, 일단 타겟재의 접합면에 하도제를 도포한 후에도, 특정의 공정을 거침에 따라 최종적으로 형성되는 접합재층 전체에서의 Ga 함유율을 감소시킬 수 있다. 따라서, 제조 시에는 Ga을 함유하는 하도제를 도포함으로써 타겟재에 대한 본딩제의 젖음성을 확 보하는 한편, 최종제품으로 수득되는 스퍼터링 타겟의 접합재층 내의 과잉의 Ga 존재에 기인하는 타겟재의 부식이나 변색, 또는 접합재의 과도한 융점 저하를 억제하여, 스퍼터링을 단속적 또는 계속적으로 행하는 등의 고온 환경 하에서도 타겟재와 배킹 플레이트의 접합 안정성이 우수한, 고품질의 스퍼터링 타겟을 제조할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 특정의 비율로 Ga을 함유하는 In-Ga 본딩제를 이용함으로써, 상기와 같은 하도 공정을 거치지 않아도 동일하게 고품질의 스퍼터링 타겟을 제조하는 것도 가능하다.

Claims (9)

1. 타겟재와 배킹 플레이트를 접합하여 스퍼터링 타겟을 제조하는 경우에 있어서, 하도제 및 본딩제를 이용하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟의 제조방법으로서, 상기 하도제로서 Ga을, In 및 Ga의 합계량에 대한 중량비로 식 0.005≤Ga/(In+Ga)로 표시되는 비율로 함유하는 하도제를 이용하고, 상기 하도제를 본딩제에 우선하여 타겟재의 한쪽면에 도포하며, 도포한 하도제가 용융상태에 있는 동안에, 그 위에 In을 함유하고 Ga을 함유하지 않은 본딩제, 또는 In 및 Ga을 함유하는 본딩제로 먼저 도포된 하도제 보다도 Ga 함유율이 낮은 본딩제를 용융한 상태로 도포하여 하도제와 본딩제를 포함하는 접합재층을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟의 제조방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 하도제로서 Ga을, In 및 Ga의 합계량에 대한 중량비로 식 0.005≤Ga/(In+Ga)로 표시되는 비율로 함유하는 하도제를 이용하고, 상기 하도제를 본딩제에 우선하여 타겟재의 한쪽면에 도포하며, 도포한 하도제가 용융상태에 있는 동안에, 그 두께 방향의 일부가 타겟재 위에 남도록 하고, 남아있는 부분을 제거함으로써 일단 도포한 하도제의 두께를 감소시킨 후, 그 위에 In을 함유하고 Ga을 함유하지 않은 본딩제, 또는 In 및 Ga을 함유하는 본딩제로 먼저 도포된 하도제 보다도 Ga 함유율이 낮은 본딩제를 용융한 상태로 도포하여 하도제와 본딩제를 포함하는 접합재층을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟의 제조방법.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 접합재층의 형성공정에서 형성된 상기 접합재층을 개재하여, 타겟재와 배킹 플레이트를 접합하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟의 제조방법.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 접합재층의 형성공정에서 일단 형성한 상기 접합재층이 용융상태에 있는 동안에, 접합재층의 Ga 함유율을 저하시키는 처리를 수행하고, 처리 후의 접합재층을 개재하여, 타겟재와 배킹 플레이트를 접합하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟의 제조방법.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 접합재층의 Ga 함유율을 저하시키는 처리가 하기 공정 (A)를 포함하는 처리인 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟의 제조방법:

   (A) 상기 접합재층의 형성공정에서 일단 형성된 상기 접합재층이 용융상태에 있는 동안에, 그 두께 방향의 일부가 타겟재 상에 남도록 하고, 남아있는 부분을 제거함으로써 일단 형성된 접합재층의 두께를 감소시킨 후,

   두께가 감소된 접합재층이 용융상태에 있는 동안에, 상기 두께가 감소된 접합재층 위에 In을 함유하고 Ga을 함유하지 않은 본딩제, 또는 In 및 Ga을 함유하는 본딩제로 먼저 도포된 하도제 보다도 Ga 함유율이 낮은 본딩제 또는 먼저 도포된 본딩제 보다도 Ga 함유율이 낮은 본딩제를 용융한 상태로 도포하여 새로운 접합재층을 형성하는 공정.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 접합재층의 Ga 함유율을 저하시키는 처리는 상기 공정 (A)에 추가하여 하기 공정 (B)를 포함하는 처리인 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟의 제조방법:

   (B) 상기 공정 (A)에 따라 일단 형성된 접합재층이 용융상태에 있는 동안에, 그 두께 방향의 일부가 타겟재 상에 남도록 하고, 남아있는 부분을 제거함으로써 일단 형성된 접합재층의 두께를 감소시키는 공정.
7. 타겟재와 배킹 플레이트가 In 및 Ga을 포함하는 본딩제층을 개재하여 접합되는 스퍼터링 타겟에 있어서,

   상기 본딩제층 중에 Ga이, In 과 Ga의 합계량에 대한 중량비로 식 0.005≤Ga/(In+Ga)＜0.014로 표시되는 비율로 포함되는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟.
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