KR100923000B1 - 크기와 위치에 의해 분류되는 흠의 형태에 의한 타켓 청정도 특성을 비파괴적으로 결정하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

크기와 위치에 의해 분류되는 흠의 형태에 의한 타켓 청정도 특성을 비파괴적으로 결정하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR100923000B1
KR100923000B1 KR1020047001605A KR20047001605A KR100923000B1 KR 100923000 B1 KR100923000 B1 KR 100923000B1 KR 1020047001605 A KR1020047001605 A KR 1020047001605A KR 20047001605 A KR20047001605 A KR 20047001605A KR 100923000 B1 KR100923000 B1 KR 100923000B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
data points
flaw
defect
correction values
locations
Prior art date
Application number
KR1020047001605A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20040020975A (ko
Inventor
레이보비치알렉산더
Original Assignee
토소우 에스엠디, 인크
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 토소우 에스엠디, 인크 filed Critical 토소우 에스엠디, 인크
Publication of KR20040020975A publication Critical patent/KR20040020975A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100923000B1 publication Critical patent/KR100923000B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04—Analysing solids
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04—Analysing solids
    • G01N29/11—Analysing solids by measuring attenuation of acoustic waves
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C23C14/3407—Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
    • C23C14/3414—Metallurgical or chemical aspects of target preparation, e.g. casting, powder metallurgy
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/56—Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks
    • C23C14/564—Means for minimising impurities in the coating chamber such as dust, moisture, residual gases
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/30—Arrangements for calibrating or comparing, e.g. with standard objects
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/34—Generating the ultrasonic, sonic or infrasonic waves, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
    • G01N29/341—Generating the ultrasonic, sonic or infrasonic waves, e.g. electronic circuits specially adapted therefor with time characteristics
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/44—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
    • G01N29/4445—Classification of defects
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/44—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
    • G01N29/48—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor by amplitude comparison
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/46—NMR spectroscopy
    • G01R33/465—NMR spectroscopy applied to biological material, e.g. in vitro testing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/01—Indexing codes associated with the measuring variable
    • G01N2291/015—Attenuation, scattering
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/023—Solids
    • G01N2291/0231—Composite or layered materials
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/028—Material parameters
    • G01N2291/0289—Internal structure, e.g. defects, grain size, texture
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04—Wave modes and trajectories
    • G01N2291/044—Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/10—Number of transducers
    • G01N2291/101—Number of transducers one transducer
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/26—Scanned objects
    • G01N2291/269—Various geometry objects
    • G01N2291/2698—Other discrete objects, e.g. bricks

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

스퍼터 타켓 청정도의 특성을 결정하기 위한 양호한 비파괴 방법은, 타켓 스퍼터 트랙 영역의 지배적인 음파 에너지를 상기 시험 시료에 연속으로 조사하는 단계와; 음파 에너지에 의해 유도되는 에코를 검출하는 단계 및; 수정된 진폭 신호를 얻기 위하여 에코로부터 조직 관련 백스캐터링 노이즈를 구별하는 단계를 포함한다. 상기 수정된 진폭 신호는 비교가 적어도 하나의 흠의 존재를 지시하는 위치 또는 위치선정에서 흠 데이터 포인트를 검출할 수 있도록 하나 이상의 보정값과 비교된다. 가장 양호하게는, 단일의 큰 흠에 대응되는 흠 데이터 픽셀의 그룹들은 각 그룹들이 단일의 가장 중요한 데이터 포인트로 대체되는 흠 데이터 포인트의 조정된 집합을 발생시킬 수 있도록 함께 결합된다. 상기 조정된 집합의 흠 데이터 포인트는 하나 이상의 청정도 카운트를 계산하거나, 또는 시료의 청정도 특성을 결정하는 히스토그램을 플로팅하기 위하여 사용된다.
Figure R1020047001605
시험 시료, 스퍼터 타켓, 음파 에너지, 노이즈, 흠 데이터 포인트, 보정값

Description

크기와 위치에 의해 분류되는 흠의 형태에 의한 타켓 청정도 특성을 비파괴적으로 결정하기 위한 방법 및 장치{Method and apparatus for non-destructive target cleanliness characterization by types of flaws sorted by size and location}
본 발명은 스퍼터 타켓에 존재할 수 있는 작은 흠의 형태를 검출하기 위한 비파괴 방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히 크기와 위치에 의해 분류되는 흠의 형태에 의한 타켓 용적의 청정도 특성을 결정하기 위한 비파괴 방법 및 장치에 관한 것이다.
음극 스퍼터링은 스퍼터 타켓으로부터 반도체 웨이퍼와 같은 필요한 기판 위에 재료의 박층 또는 박막을 침착하기 위하여 널리 사용된다. 기본적으로, 스퍼터 타켓을 포함하는 음극 조립체는 불활성 가스, 바람직하게 아르곤이 충전된 챔버에 양극과 함께 배치된다. 상기 필요한 기판은 수용 표면이 음극 조립체와 양극 사이의 경로에 대해 수직으로 배향되도록 양극 근처의 챔버에 위치된다. 고압 전기장은 상기 음극 조립체와 양극을 교차하여 인가된다.
상기 음극 조립체로부터 방출되는 전자는 상기 불활성 가스를 이온화한다. 그 다음, 상기 전기장은 양으로 대전된 불활성 가스의 이온을 상기 스퍼터 타켓의 스퍼터링 표면을 향하여 나아가게 한다. 이온 충격에 의해 스퍼터 타켓으로부터 제거되는 재료는 챔버를 가로질러, 박층 또는 박막을 형성하기 위하여 기판의 수용 표면 위에 침착된다.
스퍼터링 방법에 의해 발생되는 층 또는 막의 품질에 영향을 주는 하나의 요소는, 상기 스퍼터 타켓을 만드는 재료의 "청정도(cleanliness)"이다. 스퍼터 타켓을 만드는 재료의 청정도가 상기 타켓을 사용하여 만들어지는 층 또는 막의 품질에 영향을 주기 때문에, 스퍼터 타켓을 제조하는데 비교적 청결한 재료를 사용하는 것이 필요하다는 것은 명백하다.
그러나, 스퍼터링 방법 동안 상기 타켓 재료의 소모가 매우 불균일하기 때문에(이러한 것은 특히 회전 또는 정지 자석에 의해 형성되는 특별하게 한정된 불균일한 자기장을 사용하여서 평면 마그네트론 소스를 갖는 현재의 스퍼터-침착 공구에 대해 본질적이다), 국부적으로 많이 부식된 영역 또는 "스퍼터 타켓"이 전형적으로 상기 타켓의 표면에 형성된다. 상기 타켓의 스퍼터 트랙 영역이 심하게 부식될지라도, 상기 타켓의 다른 영역은 매우 덜 부식되게 되거나, 또는 실질적으로 스퍼터되지 않은 채 남게 된다. 이러한 부식 강도에서의 차이로 인하여, 상기 스퍼터링 방법에 대한 상이한 타켓 영역의 차이의 기여에 있어서 상당한 차이가 있다. 심하게 부식되는 스퍼터 트랙 영역의 재료 청정도가 막의 품질에 대하여 절대적으로 중요하지만, 중요하지 않은 스퍼터링 또는 스퍼터링이 발생하지 않는 영역의 청정도는 덜 중요하다.
이해되는 것으로서, 종래 기술의 청정도 기준은 타켓 표면의 "스퍼터 트랙"과 "비-스퍼터 트랙" 영역을 구별하지 않는다. 그래서, 스퍼터 타켓의 특성을 결정하기 위한 종래의 기술은, 소량 또는 심지어 하나의 단일 작은 흠이 타켓을 수용하거나 또는 거절하기 위한 결정에 영향을 주는 분야에 있어서, 흠의 크기를 확인하는 것과, 흠이 상기 스퍼터 트랙 영역 내측 또는 외측에 위치되는지를 결정하는 것이 기능적 타켓 품질을 손상시킴이 없이 타켓 생산율을 개선할 가능성을 고려하지 않는다.
예를 들면, 도 1은 레로이(Leroy) 등에게 허여된 미국특허 제 5,887,481 호 및 제 5,955,673 호에 제안되어 있는 방법과 유사한 알루미늄 및 알루미늄 합금 스퍼터 타켓의 특성을 결정하기 위한 기술을 도시하고 있다. 도 1에 도시된 기술은, 평면의 상부 표면(12)과, 평행한 평면의 하부 표면(14)을 갖는 시험 시료(샘플)(test sampple)(10)에서 수행되는 펄스-에코(pulse-echo) 방법을 사용한다. 상기 기술에 따라서, 초점화된 초음파 변환기(16)는 적어도 5㎒, 양호하게는 10-50㎒의 주파수를 갖는 단일의 짧은 주기의 고주파 초음파 펄스(18)를 시험 시료(10)의 상부 표면상의 각각의 연속 위치(a sequence of positions)를 조사한다. 그 다음, 상기 초음파 변환기(16)는 센싱 모드로 전환되고, 초음파 펄스(18)에 의해 유도되는 일련의 에코(20)를 검출한다.
이러한 에코(20)에 공헌하는 하나의 요소는, 시험 시료(10)에 있는 흠(22)에 의해 초음파 펄스(18)로부터 음향 에너지의 스캐터링이다. 시험 시료(10)에서 유도된 에코(20)의 진폭과, 상기 시험 시료(10)와 유사한 조성 및 고정 깊이와 직경의 평탄 저부의 막힌 구멍을 갖는 기준 시료(도시되지 않음)에서 유도되는 에코의 진폭을 비교하는 것에 의해, 상기 시험 시료(10)에서 흠(22)을 검출하고 카운트하는 것이 가능하다.
도 1의 기술에 의해 검출되는 흠의 수는 상이한 크기와 형상의 시험 시료들 사이에서 비교를 용이하게 하기 위하여 표준화되어야만 된다. 종래에, 흠의 수는 부피에 의해 표준화되고, 즉 상기 스퍼터 타켓의 재료는 "입방 센티미터당 흠"의 단위로 나타난다. 상기 시험 시료(10)의 각 조사로부터 에코(20)와 관련되는 부피는 시험 시료(10)에서의 펄스(18)의 유효 단면적을 평가하는 것에 의해 부분적으로 결정된다.
복수의 요소들이 흠(22)에 의해 스캐터링되는 음향 에너지를 검출하기 위하여 변환기(16)의 능력을 저하시킨다. 이러한 점은 상기 기술의 감응성을 감소시킨다.
이러한 것들 중 하나의 요소는 상기 스캐터링된 에너지의 상대적인 약함이다. 상기 스캐터링된 에너지의 일부는 시험 시료(10)를 구성하는 재료에 의해 약화 된다. 또한, 대략 0.04㎜ 내지 1㎜의 범위를 갖는 인터레스트(interest)의 흠 크기는 금속(예를 들면, 10㎒의 주파수 범위용으로 알루미늄에서 음향의 파장은 0.6㎜이다)에서의 초음파 파장과 동일한 정도이거나 또는 그 이하이기 때문에, 펄스(18)는 흠(22) 주위를 굴절시키기 위한 경향을 가지며, 이는 스캐터링 세기를 감소시킨다.
흠(22)에 의해 스캐터링되는 음향 에너지를 검출하도록 변환기(16)의 능력을 저하시키는 다른 요소는 상이한 조직(texture)을 갖는 기질들(grain) 사이의 경계에서 상기 펄스(18)를 스캐터링하는 것에 의해 발생되는 노이즈이다. 실질적으로, 상기 조직 관련 노이즈(texture-related noise)는 수 밀리미터 정도의 입자 크기를 갖는 고순도의 알루미늄에 관계하여 그렇게 크게 될 수 있어서, 대략 0.05㎜ 내지 0.4㎜의 크기 범위 내의 크기 및 그 이하의 작은 흠은 검출될 수 없다. 보다 큰 입자 크기는 입자 경계에 의해 유도되는 노이즈와 비교할 때 흠에 의해 스캐터링되는 음향 에너지에 대한 신호-대-노이즈의 비를 감소시킨다.
도 1의 기술의 감응성과 해상도에 영향을 주는 다른 요소는, 펄스 주파수, 주기 및 파형과; 비임 초점의 정도와 초점 스폿 크기와; 커플링 상태, 즉 음파 에너지가 상기 변환기(16)로부터 상기 시험 시료(10)로 이동하는 효율과; 상기 데이터 취득 시스템 변수를 포함한다.
도 1의 기술에 대한 다른 단점은, 시험 시료(10)에서의 "입방 센티미터당 흠"의 계산은, 결정가능한 단면적 내에서 단지 흠(22)을 상기 변환기(16)를 향하여 음파 에너지를 다시 스캐터링하는 것을 미리 예상하는 것이다. 실질적으로, 상기 펄스(18)는 이것의 파형 특성으로 인하여, 국부화된, 잘 결정된 경계를 가지지 않는다.
단순화되는 것을 가정할 때에, 상기 시험 시료(10) 내에서의 펄스(18)의 에너지 분포는 대부분의 에너지가 집중해야만 하는 변환기(16) 아래의 결정가능한 단면적을 갖는 코리도(30, corridor)를 형성하도록 한다. 그럼에도 불구하고, 펄스(18)의 에너지의 일부는 코리도(30) 외측으로 전파될 것이다. 그 결과, 상기 변환기는 평가된 코리도(30) 외부에 위치되는 매우 큰 흠(22)에 의해 스캐터링됨으로써, 상기 시험 시료(10)에서 흠(22)의 밀도를 과대평가하고, 이들의 크기를 과소평가한다. 이러한 것으로 인하여, 재료의 청정도 특성은 어느 정도 불확실하게 된다.
도 1의 기술에 대한 다른 단점은, 상기 스퍼터 트랙 영역에 대한 흠의 근접을 결정하는 것에 대한 무능력이다. 이러한 점은, 제조업자가 스퍼터 트랙 영역 또는 그 근방에 위치되는 결점 때문에 불필요한 타켓을 수용할 위험성을 증가시킨다. 또한, 이것은 제조업자가 상기 스퍼터 트랙 영역에서 또는 그 근처에서 수용 불가능한 결함을 갖는 타켓을 수용할 위험을 보상하기 위하여 잠재적으로 사용가능한 타켓을 거절할 위험성을 증가시킨다.
그러므로, 도 1에 도시된 방법보다 더 큰 감응성을 갖는 스퍼터 타켓 재료의 특성을 결정하기 위한 비파괴 기술분야에 대해 종래의 필요성이 여전히 존재한다. 또한 "입방 단위당 흠"의 형태로 있는 임의의 용적 평가에 의존하지 않는 방법으로 서로 다른 스퍼터 타켓 재료의 청정도를 비교하는 것을 허용하는 기술에 대한 요구가 남아 있게 된다.
부분적으로, 이러한 단점과 제한은 Tosoh SMD의 국제출원 PCT/US99/13066에 제안된 종래기술에 의해 극복된다. 상기 국제출원 PCT/US99/13066호는 상술된 단점의 모든 것이 아닐지라도, 그 대부분을 극복하는 방법을 기재하고 있다. 상기 국제출원 PCT/US99/13066호에 제안된 데이터 수집, 분석 및 이미징 기술은 0.04㎜ 내지 0.1㎜ 범위의 크기(즉, 흠은 데이터 취득 및 디스플레이 장치의 단일 픽셀의 크기보다 더 작은 크기를 가진다)를 갖는 흠을 검출하고 확인하며 카운트하는 것으로 의도되었기 때문에, 각각의 단일 흠은 단일 진폭과 동일한 값을 갖는 단일 데이터 포인트(픽셀)에 의해 표시된다.
상기 국제출원 PCT/US99/13066호에 따른 기술은, 타켓 재료의 청정도 정도를 정량하기 위하여 흠 데이터 포인트 또는 픽셀 "CF"의 전체수를 카운트한다. 도 2는 스퍼터 타켓 재료의 청정도를 결정하기 위한 방법을 도시한다. 상기 방법에 따라서, 상기 스퍼터 타켓 재료의 원통형 시료(50)는 평면의 상부 표면(54)과, 거의 평행한 평면의 하부 표면(56)을 갖는 디스크 형상의 시험 시료(52)를 제조하기 위하여 가압되거나 또는 가공된다. 그 다음, 초점화된 초음파 변환기(60)는 상부 표면(54) 근처에 위치된다. 상기 변환기(60)는 단일의 짧은 주기의 메가헤르쯔 주파수 범위의 초음파 펄스(62)를 상기 시험 시료(52)의 상부 표면(54)에 조사한다. 계속하여, 변환기(60)는 펄스(62)에 의해 시험 시료(52)에서 유도된 에코(64)를 검출한다. 상기 변환기(60)는, 시험 시료(52)의 특성을 결정하는데 사용하기 위하여 처리되는 전기 신호(도시되지 않음)로 에코(64)를 변환시킨다.
도 3에 도시된 바와 같이, 먼저 시험 시료(52)는 종래의 침지 탱크(80)에서 이온이 제거된 물(도시되지 않음) 속으로 침지된다. 변환기(60)는 PC 제어기와 같은 제어기(84)와 전기적으로 통신하는 기계적인 X-Y 스캐너(82) 위에 장착된다. 상기 제어기(84)는 상기 시험 시료(52)의 상부 표면(54)을 가로질러서 래스터형 스텝와이즈(raster-like stepwise)로 상기 변환기(60)를 이동시키기 위하여 상기 X-Y 스캐닝 유닛(82)을 유도하도록 종래의 방법으로 프로그램된다.
상기 변환기(60)는, 상기 펄스(62)가 침지 탱크(80)에서 이온이 제거된 물(도시되지 않음)을 통하여 전파되어 상기 상부 표면(54)에 거의 수직으로 상기 시험 시료(52)를 타격하도록 배향된다. 상기 변환기(60)는 바람직하게 상기 펄스(62)가 시험 시료(52)의 영역(86, 도 2)에 초점화되도록 상기 상부 표면(54)으로부터 이격된다.
도 2 및 도 3의 방법에 사용하기 위한 에코 취득 시스템은, 한 집합의 보정된 감쇠기(attenuator)를 가진 낮은 노이즈의 게이트된 전치 증폭기(90, preamplifier)와, 낮은 노이즈의 선형 증폭기(92)를 포함한다. 에코가 변환기(60)에서 도착하도록 충분한 시간이 경과했을 때, 상기 제어기(84)는 전송 모드로부터 게이트된 전자 수용 모드로 상기 변환기(60)를 변환시킨다. 상기 에코(64)는 변환기(60)에 의해 수신되어 RF 전기 진폭 신호(도시되지 않음)로 변환된다. 진폭 신호는 수정된 진폭 신호를 만들도록 전치 증폭기(90)에 의해 그리고 낮은 노이즈 선형 증폭기(92)에 의해 증폭된다. 상기 낮은 노이즈 선형 증폭기(92)와 관련된 감쇠기(도시되지 않음)는 조직 관련 노이즈의 일부를 감쇠시킨다. 그 다음, 상기 수정된 진폭 신호는 제어기(84)로 이동하기 전에 아날로그디지털 컨버터(94)에 의해 디지털화된다. 상기 아날로그디지털 변환은 아날로그 수정 진폭 신호로부터 진폭 정보를 보존하도록 수행된다.
주어진 크기의 흠은 고정된 깊이와 직경의 평탄 저부의 막힌 구멍과 시험 시료(52)와 유사한 조성을 갖는 기준 샘플(시료)(도시되지 않음)에서 실행되는 시험으로부터 추출되는 기준값(보정값)과, 상기 시료(52)로부터 얻어진 디지털화되고 수정된 진폭 신호를 비교하는 것에 의해 검출된다.
상기 PC 제어기(84)는 데이터 취득 방법을 제어하기 위하여 프로그램되는 마이크로프로세서(100)를 포함한다. 또한, 상기 마이크로프로세서(100)는 시료(50, 52)의 재료의 특성을 결정하는 청정도 계수(cleanliness factor)를 계산하기 위하여 프로그램된다. 이것은 조직 관련 백스캐터링 노이즈를 구별하고, 또한 "흠 데이터 포인트", 즉 기준값과 디지털화되고 수정된 진폭 신호와의 비교가 흠의 존재를 지시하는 데이터 포인트를 구별한다. 상기 마이크로프로세서(100)는 상기 "흠 카운트"(CF)를 결정하기 위하여 시험 시료(52)의 테스팅 동안에 검출되는 흠 데이터 포인트의 카운트를 유지한다. 또한, 상기 마이크로프로세서(100)는 "흠이 없는 데이터 포인트" 즉, 디지털화되고 수정된 진폭 신호와 보정값의 비교가 흠이 없음을 지시하는 데이터 포인트를 구별하기 위하여 프로그램된다.
또한, 상기 마이크로프로세서(100)는 데이터 포인트의 전체수, "CDP" 즉, 흠의 카운트(CF)와 흠이 없는 데이터 포인트의 수의 합을 구별한다. 상기 데이터 포인트의 전체수가 흠 데이터 포인트와 흠이 없는 데이터 포인트의 카운트를 더하는 것에 의해 구별될 수 있을지라도, 상기 시험 시료(52)가 변환기(60)에 의해 조사되는 상부 표면(54)을 따라서 전체 수의 위치 "C1"를 카운트하고, 또한 흠 데이터 포인트 또는 흠이 없는 데이터 포인터를 확인하기 위하여 노이즈 또는 다른 원인으로 인하여 데이터 취득 회로가 사용될 수 없는 디지털화된 RF 신호 "CN"의 수를 빼는 것에 의해 결정되는 것이 바람직하다. 상기 흠 카운트( CF)와, 데이터 포인트(CDP)의 전체 수를 결정함으로써, 상기 마이크로프로세서는 시료들(50, 52)을 포함하는 재료의 특성을 결정하기 위해 청정도 계수 FC=(CF/CDP)×106를 계산하도록 프로그램된다.
도 2의 방법이 시료들(50, 52)을 포함하는 재료의 특성을 결정하는 다른 방법은 상기 시험 시료(52)에서 흠의 크기 분포를 결정하는 것이다. 특히, 상기 방법은 진폭 대역 또는 범위를 형성하는 단계; 수정된 진폭 신호의 부분 집합(subset)을 형성하기 위하여 진폭 대역과, 상기 디지털화되고 수정된 진폭 신호의 진폭을 비교하는 단계; 각 진폭 대역을 위한 수정된 진폭 신호 카운트를 결정하기 위하여 수정된 진폭 신호의 이러한 부분 집합에서 데이터 포인트를 카운트하기 위한 단계; 및 상기 복수의 진폭 대역에 대하여 수정된 신호 카운트에 관련된 히스토그램을 구성하는 단계에 의해 상기 시료(52)의 청정도의 특성을 결정한다. 상기 디지털화되고 수정된 진폭의 신호에 의해 표시되는 진폭이 상기 시료(52)에서 검출된 흠의 크기에 관련된다면, 상기 히스토그램은 시료(52)에서 흠의 크기 분포의 지시를 제공한다.
그러나, 약 0.1㎜보다 더 큰 크기를 갖는 단일 흠이 하나의 단일 데이터 포인트에 의해 표시되지 않을 수 있다는 것을 고려해야만 한다. 예를 들면, 약 0.1㎜보다 더 큰 단일 흠은 단일 펄스의 유효 단면적을 초과하지 않을 수 있다. 이러한 가능성은 흠의 데이터 포인트 또는 픽셀의 미처리 카운트(raw count)를 기초로 하는 흠의 전체수를 결정하는 것을 더욱 어렵게 하거나 또는 더욱 불가능하게 한다.
도 1 내지 도 3의 방법에 대한 다른 단점은, 이들이 하나의 타켓 또는 시료(도시되지 않음)를 한번에 시험하고 특성을 결정하도록 설계된다는 점이다. 즉, 상기 참조문헌에 제안된 바와 같이 상기 방법은 각 시험의 연속성을 실행하도록 설계되고, 타켓 또는 시료(도시되지 않음)의 큐(queue)가 제조 방법의 과정 동안 시험을 위하여 이용할 수 있을 때에도 오버랩(overlap)되지 않고 이루어진다.
그래서, 보다 큰 범위의 흠 크기로서 상기 흠을 인식하고 적절하게 카운트할 수 있으며, 또한 스퍼터 트랙 및 넌-스퍼터 트랙 영역용으로 분리된 흠 카운트를 제공할 수 있는 스퍼터링 타켓의 청정도의 특성을 결정하기 위한 비파괴 기술이 이 기술 분야에서 여전히 필요하게 된다.
이러한 요구와 다른 요구들은 스퍼터링 표면을 형성하는 스퍼터 타켓 재료의 시험 시료의 특성을 결정하기 위한 비파괴 방법에 의해 제안된다. 바람직한 방법은, 표면 위의 복수의 위치에서 음파 에너지를 상기 시험 시료에 연속적으로 조사하는 단계와; 상기 음파 에너지에 의해 유도되는 에코들을 검출하는 단계와; 수정된 진폭 신호들을 얻기 위해 조직 관련 백스캐터링 노이즈를 에코들과 구별하는 단계를 포함한다. 이러한 수정된 진폭 신호는 하나 이상의 보정값과 비교되어, 상기 비교가 적어도 하나의 흠의 존재를 지시하는 위치 또는 위치선정들에서의 흠이 있는 데이터 픽셀 또는 포인트뿐만 아니라, 상기 비교가 흠이 없음을 지시하는 위치에서의 흠이 없는 데이터 픽셀을 검출한다. 가장 바람직하게, 단일의 큰 흠에 대응한는 흠 데이터 픽셀의 그룹은, 흠 데이터 픽셀의 그룹들의 각 그룹이 단일의 가장 중요한 데이터 포인트로 대체되는 조정된 집합의 흠 데이터 포인트를 발생시키도록 함께 결합된다.
하나의 특히 바람직한 실시예에 따라서, 상기 조정된 집합의 흠 데이터 포인트의 요소는 적어도 하나의 흠 카운트(CF)를 결정하기 위하여 카운트된다. 데이터 포인트(CDP)의 전체수가 결정되고, 청정도 계수(FC=(CF/CDP)×106)가 계산된다. 이러한 청정도 계수는 스퍼터 타켓 재료의 청정도의 특성을 결정하도록 작용한다.
다른 특히 바람직한 실시예에 따라서, 복수의 진폭 대역이 형성된다. 상기 조정된 집합의 흠 데이터 포인트의 요소에 의해 표시되는 진폭은 상기 조정된 집합의 흠 데이터 포인트의 복수의 부분 집합을 형성하기 위하여 진폭 대역과 비교되고, 여기에서 "n"은 상기 조정된 집합의 흠 데이터 포인트의 부분 집합의 수이다. 그런 다음, 상기 조정된 집합의 흠 데이터 포인트의 부분 집합의 요소는 복수의 흠 카운트(CF1,......CFn)를 결정하도록 카운트된다. 상기 복수의 흠 카운트는 상기 진폭 대역에 흠 카운트(CF1,....CFn)를 관련시키는 히스토그램을 구성하도록 사용된다. 그 다음, 이러한 히스토그램은 스퍼터 타켓 재료의 청정도의 특성을 결정하도록 작용한다.
또 다른 특히 양호한 실시예에 따라서, 상기 흠 데이터 포인트는 시험 시료의 상부 표면상의 크기 또는 위치에 따라서 분류된다. 이러한 방법에 따라서, 각각의 데이터 포인트는 상기 시험 시료의 표면상의 위치와 관련된다. 상기 스퍼터 트랙 영역에 근접하여 위치되는 복수의 위치와 관련된 단지 흠 데이터 포인트는 흠 카운트와 청정도 계수를 결정하도록 카운트되는 조정된 집합의 흠 데이터 포인트에 포함된다.
다른 방법에 따라서, 상기 조정된 집합의 흠 데이터 포인트의 요소는 크기에 따라 분류된 흠 데이터 포인트들의 복수의 부분 집합을 형성하기 위해 크기 범위에 따라서 분류되고, 여기에서 "n"은 크기에 따라 분류된 흠 데이터 포인트의 복수의 부분 집합에서 집합의 수를 나타낸다. 크기에 따라 분류된 흠 데이터 포인트의 복수의 부분 집합의 각각의 요소는 흠 카운트(CF1,....CFn)를 결정하기 위하여 카운트된다. 그 다음, 복수의 청정도 계수(FCj=(CFj/CDP)×106)가 상기 스퍼터 타켓 재료의 특성을 결정하기 위하여 계산된다.
스퍼터 타켓 재료의 시험 시료의 특성을 비파괴적으로 결정하기 위한 바람직한 장치는, 음파 에너지로 상기 시험 시료를 조사하고, RF 전기 진폭 신호를 발생시키기 위해 음파 에너지에 의해 유도되는 에코들을 검출하기 위한 초음파 변환기와; 상기 시험 시료의 표면에 대한 초음파 변환기의 제어된 운동을 위해 상기 초음파 변환기를 장착하는 X-Y 스캐너와; 상기 RF 전기 진폭 신호들을 수신하여 증폭하기 위한 전치 증폭기와; 상기 RF 전기 진폭 신호와 관련된 수정된 진폭 신호를 발생시키기 위하여 한 집합의 보정된 감쇠기들을 갖는 선형 증폭기와; 상기 수정된 진폭 신호들을 수신하고, 상기 수정된 진폭들과 관련된 디지털 신호들을 발생시키기 위한 아날로그디지털 컨버터와; 마이크로프로세서 제어기를 포함한다. 가장 바람직하게, 상기 마이크로프로세서 제어기는 제 1 마이크로프로세서 및 제 2 마이크로프로세서를 포함한다. 특히 바람직한 장치에 따라서, 상기 제 1 마이크로프로세서는 표면에 대해 초음파 변환기의 제어된 운동을 제어하고; 상기 디지털 신호를 수신하며, 상기 디지털 신호들을 상기 제 2 마이크로프로세서에 전송하기 위해 프로그램된다. 상기 제 2 마이크로프로세서는, 하나 이상의 보정값과 수정된 진폭 신호와의 비교가 적어도 하나의 흠을 지시하는 위치에서의 흠 데이터 포인트들을 검출하고; 또한 하나 이상의 보정값과 상기 수정된 진폭 신호와의 비교가 흠이 없음을 지시하는 위치에서의 흠이 없는 데이터 포인트들을 검출하기 위해 하나 이상의 보정값과 상기 수정된 진폭 신호를 비교하기 위해 프로그램된다. 또한, 상기 제 2 마이크로프로세서는, 흠 데이터 포인트들의 그룹들의 각 그룹이 단일의 가장 중요한 데이터 포인트로 대체되는 조정된 집합의 흠 데이터 포인트들을 발생시키고; 적어도 하나의 흠 카운트(CF)를 결정하기 위해 상기 조정된 집합의 흠 데이터 포인트의 요소들을 카운트하며; 데이터 포인트들(CDP)의 전체 수를 결정하고; 또한 청정도 계수(FC=(CF/CDP)×106)를 계산하여, 단일의 큰 흠들에 대응되는 흠 데이터 포인트들의 그룹들을 결합하기 위해 프로그램된다.
이전에 설명된 종래 기술의 방법과는 다르게, 본 발명의 방법은 타켓의 상이한 스퍼터링 영향을 받는 영역을 위하여 타켓 청정도 특성의 결정을 분리하여 제공하며, 상이한 스퍼터 영역을 위하여 상이한 청정도 규정을 확립하고, 또한 타켓 생산율을 향상시키는 것을 가능하게 한다.
또한, 종래 기술의 방법과는 다르게, 본 발명의 방법은 0.5㎜이하의 크기 범위, 0.5㎜ 내지 0.8㎜의 크기 범위, 및 0.8㎜이상의 크기 범위와 같은 적어도 3개의 크기 범위로 흠을 카운트하는 것에 의해 스퍼터 트랙 영역을 위하여 스퍼터 타켓 재료의 청정도 특성의 결정을 분리하여 제공한다.
가장 바람직하게, 상기 시험 시료는 롤링 또는 단조(forging)에 의한 것과 같이 1차원을 따라서 가압되고, 그 다음에 횡방향으로, 즉 상기 차원에 대하여 비스듬하게, 또는 보다 양호하게 수직으로 전파하는 음파 에너지에 의해 조사된다. 이러한 점은 상기 재료에서 어떠한 흠도 평탄하게 하여 넓히는 효과를 가진다. 흠을 넓히는 것은, 흠에 의해 산란되는 음파 에너지의 세기를 증가시키고, 음파 에너지가 흠의 주위에서 굴절될 가능성을 감소시킨다.
스퍼터 타켓 재료의 특성을 결정하기 위한 이러한 방법들은 스퍼터 타켓을 제조하기 위한 공정에서 사용될 수 있다. 상술한 바와 같이, 스퍼터 타켓의 청정도는 타켓에 의해 제조되는 층 또는 막의 품질을 결정하는 하나의 요소이다. 스퍼터 트랙 및 넌-스퍼터 트랙 영역을 위한 소정의 기준 척도를 만족시키는 청정도 특성을 갖는 이러한 스퍼터 타켓 블랭크만을 처리하고 그리고 이러한 척도를 만족시키지 않는 블랭크를 거절하는 것에 의해, 이렇게 제조되는 스퍼터 타켓은 높은 품질의 층 또는 막을 제조할 가능성을 향상시키고, 동시에 제조업자의 생산율은 증가되어, 제조 비용을 감소시키며 또한 생산 처리량을 증가시킨다.
따라서, 이것은 스퍼터 타켓 재료의 특성을 비파괴적으로 결정하기 위한 향상된 방법을 제공하는 것이 본 발명의 하나의 목적이다. 본 발명의 다른 목적은, 다음의 상세한 설명, 첨부 도면 및 첨부된 청구범위로부터 명백하게 될 것이다.
도 1은 초음파 조직 분석의 제 1 종래 기술의 방법을 도시하는 개략도.
도 2는 초음파 조직 분석의 제 2 종래 기술의 방법을 도시하는 개략도.
도 3은 도 2의 방법을 실행하기 위한 장치의 개략도.
도 4는 본 발명에 따른 초음파 청정도 특성의 결정의 특히 바람직한 방법을 도시하는 개략도.
도 5는 도 4의 방법을 실행하기 위한 장치의 개략도.
도 6은 본 발명의 특히 양호한 형태에 따라서, 매우 "청결한" Al-0.2wt%, Si-0.5wt% Cu 재료의 특성을 결정하는 히스토그램.
도 7은 본 발명의 특히 양호한 형태에 따라서, 보다 덜 "청결한" Al-0.2wt%, Si-0.5 wt% Cu 재료의 특성을 결정하는 히스토그램.
도 4는 스퍼터 타켓 재료의 청정도 특성을 결정하기 위한 특히 바람직한 방법을 도시한다. 이러한 방법에 따라서, 스퍼터 타켓 재료(이것은 바람직하게 금속 또는 금속 합금을 포함한다)로 만들어진 원통형 시료(50')은 평면의 상부 표면(54')과, 상부 표면(54')에 거의 평행한 실질적으로 평면인 하부 표면(56')을 갖는 디스크형 시험 시료(샘플)(test sample)(52')를 제조하기 위하여 가압되거나 또는 가공된다. 그런 다음, 초점화된 초음파 변환기(60')는 상부 표면(54') 근처에 위치된다. 변환기(60')는 단일의 짧은 주기의 메가헤르츠 주파수 범위의 초음파 펄스(62')를 시험 시료(52')의 전체 상부 표면(54'), 또는 상기 전체 표면보다 작은 상부 표면(54')의 영역에 조사한다. 변환기(60')는 펄스(62')에 의해 시험 시료(52')에서 유도된 에코(64')를 연속적으로 검출한다. 변환기(60')는 에코(64')를 시험 시료(52')의 특성을 결정하는데에 사용하기 위하여 처리되는 전기 신호(도시되지 않음)로 변환한다.
특히, 시료(50')는 먼저 디스크형 시험 시료(52')를 형성하도록 차원(dimension)(70')을 따라서 가압된다. 바람직하게, 시료(50')는 시료(50')의 단조(forging) 또는 롤링(rolling)에 의해 가압되고, 평면 표면(54' 및 56')을 준비하도록 다이아몬드 절단이 뒤따른다. 시료(50')의 가압은 차원(70')에 수직인 흠(72')의 표면적을 증가시키도록 어떠한 흠(72')도 평탄하게 하여 넓힌다.
도 5에 도시된 바와 같이, 시험 시료(52')는 그런 다음 종래의 침지 탱크(80')에서 이온이 제거된 물(도시되지 않음)에 침지된다. 변환기(60')는 PC 제어기와 같은 제어기(84')와 전기적으로 통신하는 기계적인 X-Y 스캐너(82') 위에 장착된다. 제어기(84')는 시험 시료(52')의 상부 표면(54')을 교차하는 래스터형(raster-like)의 스텝와이즈 운동(stepwise motion)으로 변환기(60')를 이동시키도록 기계적인 X-Y 스캐닝 유닛(82')을 유도하기 위하여 종래의 방법으로 프로그램된다.
이러한 바람직한 변환기(60')는 WS50-10-P4.5의 명칭하에서 ULTRAN USA에 의해 판매된다. 이것은 고정된 초점화 거리를 갖는 고해상도 압전 변환기이다. 8㎒(-6㏈) 대역폭을 갖는 대략 10㎒의 피크 주파수에서, 변환기는 직경이 대략 0.6㎜의 초점 스폿과, 대략 115㎜의 초점 거리를 갖는 펄스(62')를 발생시킨다.
가장 바람직하게, 시료(52')의 상부 표면(54')은 약 13인치(대략 33cm) 정도의 폭 또는 직경을 가진다. X방향 및 Y방향 모두에서 대략 0.8㎜의 데이터 취득 단계(data acquisition step)는 노출 영역 오버랩(overlap)이 없이 -6㏈의 검출 레벨에서 25㎜ 두께의 기준 스탠다드의 후방 벽에 위치되는 0.25㎜의 평면 저부 막힌(blind) 구멍에 상당하는 흠의 검출을 허용한다. 따라서, 상부 표면(54')상의 대략 140,000 시험 포인트를 조사한다.
스퍼터 트랙 영역(도시되지 않음)과 같은 시료(52')의 상부 표면(54')의 영역만을 조사하는 것은 본 발명의 의도 내에 있는 것이다. 특히, 전체 상부 표면(54') 보다 작은 인터레스트(interest)의 영역(도시되지 않음) 또는 그 근처에 있는 포인트만을 스캔하도록 X-Y 스캐닝 유닛(82')을 유도하기 위하여 상기 마이크로프로세서 제어기(84')를 프로그램하는 것은 본 발명의 의도 내에 있는 것이다. 이러한 점을 성취하기 위한 적절한 프로그램의 준비는 본 기술분야의 통상의 기술 내에 있고, 과도한 시험을 요구하지 않는다.
가장 바람직하게, 변환기(60')는 펄스(62')가 침지 탱크(80')에서 이온이 제거된 물(도시되지 않음)을 통하여 전파되어 상부 표면(54')에 대략 수직으로 시험 시료(52')를 타격하도록 배향된다. 또한, 변환기(60')는 바람직하게 펄스(62')가 시험 시료(52')의 영역(86', 도 4)에 초점화되도록 상부 표면(54')으로부터 이격된다. 바람직한 영역(86')은 대략 25㎜의 두께이며, 대략 4.5㎜의 간격(55') 만큼 상부 표면(54')으로부터 분리된다. 펄스(62')는 에코(64')를 유도하도록 시료(52')와 상호 작용하고, 그 다음 에코는 펄스가 보내어진 이후에 대략 60μsec 후에 이온이 제거된 물(도시되지 않음)을 통하여 변환기(60')로 다시 전파된다.
특히 바람직한 에코 취득 시스템은, 미처리(저) 노이즈의 게이트된 전치 증폭기(90')와; 상부 표면(54') 아래의 25㎜에 위치되는 0.25㎜ 직경의 평탄 저부의 막힌 구멍으로부터의 신호와 동일한 신호를 명확하게 구별하는 신호-대-노이즈(조직(texture)) 비를 갖는 한 집합의 보정된 감쇠기(calibrated attenuator, 도시 되지않음)를 가지는 저(미처리) 노이즈의 선형 증폭기(92')와; 12-비트(2.44mV/bit)의 아날로그디지털 컨버터(94'); 및 선택적으로 디지털 오실로스코프(95')를 포함한다. 에코가 변환기(60')에 도달하는데 충분한 시간이 경과하였을 때, 제어기(84')는 전송 모드로부터 게이트된 전자 수신 모드로 변환기(60')를 변환시킨다. 에코(64')는 변환기(60')에 의해 수신되어, RF 전기 진폭 신호(도시되지 않음)로 변환된다. 진폭 신호는 전치 증폭기(90')에 의해 증폭되고, 그 다음 수정된 진폭 신호를 발생시키기 위하여 미처리 노이즈 선형 증폭기(92')에 의해 필터링된다. 그 다음에, 수정된 진폭 신호는 제어기(84')로 이동하기 전에 아날로그디지털 컨버터(94')에 의해 디지털화된다. 이러한 아날로그디지털 변환은 아날로그 수정 진폭 신호로부터 진폭 정보를 보존하도록 수행된다.
특히 바람직한 PC 제어기(84')는 제 1 마이크로프로세서(100')와 제 2 마이크로프로세서(110')를 포함한다. 제 1 마이크로프로세서(100')는 변환기(60')의 움직임과 데이터 취득 공정을 제어하도록 프로그램된다. 데이터 취득 시스템과 관련하여 사용되는 특히 바람직한 소프트웨어 패키지는 SDI-5311 Winscan 4의 명칭하에서 Structural Diagnostics, Inc.로부터 이용가능하다.
시스템의 전체적인 생산성을 향상시키기 위하여, 취득된 미처리 데이터 정보는 제 2 마이크로프로세서(110')에 미처리 데이터 파일(도시되지 않음)의 형태로 전송된다. 제 1 및 제 2 마이크로프로세서(100',110') 사이에서의 데이터 취득 및 데이터 처리 업무(task)의 분할은 상기 2개의 시료(도시되지 않음)가 동시에 처리되도록 허용하는 시료 그룹(도시되지 않음)을 처리하기 위하여 방해되지 않고 연속적이며 동시적인 데이터 취득 및 데이터 처리의 수행을 용이하게 한다. 시료(52')가 제 1 마이크로프로세서(100')에 의해 제어되는 데이터 취득 공정을 하는 동안, 이전에 취득된 데이터를 갖는 다른 시료(도시되지 않음)는 제 2 마이크로프로세서(110')에 의해 청정도를 위하여 분석된다. 이러한 업무(labor)의 분할은 시료의 큐(queue, 도시되지 않음)가 예상될 수 있을 때에 전체 시험 생산성을 향상시킨다.
바람직한 시료(52')는 X-Y 래스터(raster)형 스캐닝 외피(envelope)에 기입되는(inscribed) 평면 디스크의 형태를 취한다. 연속적으로, 상기 제 2 마이크로프로세서(110')는 미처리 데이터로부터 단지 타켓 관련 데이터 포인트만을 추출한다. 즉, 제 2 마이크로프로세서(110')는 데이터를 "수확하도록(crop)" 프로그램되어서, 표면(54')에 내부의 위치로부터 취해진 데이터 포인트만이 처리되고 경계 데이터 포인트가 배제된다.
또한, 제 2 마이크로프로세서(110')는 시료(50'(도 4), 52')의 재료 특성을 결정하는 하나 이상의 청정도 계수를 계산하도록 프로그램된다. 보다 정확하게, 흠 관련 데이터 포인트, 즉 기준값과 디지털화되고 수정된 진폭 신호와의 비교가 흠의 존재를 지시하는 데이터 포인트를 구별하기 위하여 조직 관련 백스캐터링(backscattering) 노이즈를 구별하도록 프로그램된다. 이것은 하나 이상의 "흠 카운트"(CF)를 결정하기 위하여, 스퍼터 트랙 영역(도시되지 않음)과 같은 특정 영역의 인터레스트 내에 또는 전체 상부 표면(54', 도 4)에 걸쳐서 시험 시료(52')의 시험 동안 검출되는 흠 데이터 포인트의 카운트를 유지한다. 또한, 제 2 마이크로프로세서(110')는 "흠이 없는 데이터 포인트", 즉 보정값과 디지털화되고 수정된 진폭 신호와의 비교가 흠이 없음을 지시하는 데이터 포인트 또는 픽셀을 구별하기 위하여 프로그램된다.
또한, 제 2 마이크로프로세서(110')는 0.5㎜ 이하; 0.5㎜ 내지 0.8㎜의 범위; 및 0.8㎜ 이상의 흠의 크기를 갖는 3개의 구별되는 크기 범위 내에 놓이는 시료당 흠의 전체 수를 계산하기 위하여 프로그램된다.
또한, 제 2 마이크로프로세서(110')는 스퍼터 트랙 영역(도시되지 않음) 또는 다른 인터레스트 영역(도시되지 않음)의 외부 또는 내부의 포인트들의 물리적인 위치에 대하여 복수의 데이터 포인트(픽셀)를 분석하도록 프로그램된다. 이러한 점을 성취하기 위한 하나의 수단은, 디지털화되고 수정된 진폭 신호를 발생시키는 에코(64')가 유도되는 X-Y 래스터 그리드(예를 들어, 제 1 마이크로프로세서(100')로부터 전달되는 미처리 데이터 파일(도시되지 않음)에 상기 데이터 포인트가 정렬되는 정도에 의해)에서 변환기(60')의 위치(도시되지 않음)와 각각의 디지털화되고 수정된 진폭 신호를 관련시키고; 상기 위치(도시되지 않음)와 상기 시료(52')의 상부 표면(54') 상의 인터레스트의 다른 영역(도시되지 않음) 또는 스퍼터 트랙 영역(도시되지 않음)의 위치를 비교하는 것이다. 특히 바람직한 방법에 따라서, 제 2 마이크로프로세서(110')는 0.5㎜ 이하; 0.5㎜ 내지 0.8㎜의 범위; 및 0.8㎜ 이상의 흠의 크기를 갖는 3개의 명백한 크기 범위에 놓이는 스퍼터 트랙 영역(도시되지 않음) 내에 위치되는 복수의 흠을 결정하도록 프로그램된다.
또한, 제 2 마이크로프로세서(110')는 단일 데이터 포인트 또는 픽셀에 의해 표시되는 것보다 더 큰 크기의 단일 흠(도시되지 않음)을 나타내는 데이터 포인트들의 그룹들을 결합하는 방법으로 복수의 데이터 포인트들 또는 픽셀들(도시되지 않음)을 분석하기 위해 프로그램된다. 다시 말하면, 제 2 마이크로프로세서(110')가 임계값보다 큰 디지털화되고 수정된 진폭값을 갖는 흠 데이터 포인트를 검출할 때, 데이터 포인트가 추출되는 위치를 둘러싸는 시료(52')의 상부 표면(54')상의 위치와 관련되는 데이터 포인트들을 검사하기 위해 프로그램된다. 제 2 마이크로프로세서(110')가 상부 표면(54')상의 인접한 위치로부터 추출되는 흠 데이터 포인트들의 클러스터(cluster) 또는 그룹을 찾으면, 이것은 상기 그룹으로부터 가장 큰 디지털화되고 수정된 진폭값을 갖는 흠 데이터 포인트를 추출한다. 그 다음, 제 2 마이크로프로세서(110')는 상기 그룹을 단일의 가장 중요한 데이터 포인트로 대체하고, 단일의 가장 중요한 데이터 포인트와 관련된 디지털화되고 수정된 진폭값과 보정값의 비교에 근거하여 상기 흠의 크기를 결정한다.
가장 바람직하게, 제 2 마이크로프로세서(110')는 상부 표면(54')에 대한 크기 또는 위치에 의해 흠 데이터 포인트를 분류하기 전에 흠 데이터 포인트의 조정된 집합을 형성하도록 데이터 포인트의 각각의 그룹을 단일의 가장 중요한 데이터 포인트로 대체하게 된다. 이러한 것은 미처리 데이터 파일(도시되지 않음)에서 데이터 포인트의 순서가 흠 데이터 포인트를 분류하는 방법에 의해 흐트러지기 전에, 제 2 마이크로프로세서(110')가 상부 표면(54')상의 인접한 위치로부터 추출되는 흠 데이터 포인트의 어떠한 클러스터 또는 그룹을 검출할 수 있도록 한다.
상이한 형태의 흠(72')이 위상(phase)과 같은 에코(64')의 파형 특성에서의 상이한 효과를 가질 수 있다는 것이 공지되어 있다. 그래서, 몇몇 적용에서, 파형 위상 반전(inversion)을 위하여 디지털화되고 수정된 진폭 신호를 모니터링하여, 상기 시료(52')로부터 얻어진 디지털화되고 수정된 진폭 신호를 보정값과 비교하도록 디지털 오실로스코프(95') 또는 비교가능한 수단을 포함하는 것이 필요하다. 특히, 흠(72')의 물질적인 특성에 관한 정보는, 상기 시험 시료(50'(도 4), 52')와 유사한 조성 및 상이한 형태의 인공적으로 생성된 흠(도시되지 않음)을 갖는 기준 시료(도시되지 않음)에서 시행된 시험으로부터 추출되는 보정값과 상기 디지털화되고 수정된 진폭 신호를 비교하는 것으로부터 추출될 수 있다. 이러한 인공적으로 생성된 흠(도시되지 않음)의 예는 고정된 깊이와 직경의 평탄 저부의 막힌 구멍과; 알루미늄 또는 알루미늄 합금 타켓에서의 알루미늄 입자와 같은 기준 시료 재료(도시되지 않음) 내로 인공적으로 매립되는 소정 크기의 내화성 입자(도시되지 않음)를 포함한다. 상기와 같은 분석이 재료 시료의 청정도에 관한 추가적인 정보를 제공할지라도, 당업자는 이러한 분석이 본 발명에 대해서는 결정적이지 않다는 것을 인식할 것이다.
또한, 제 2 마이크로프로세서(110')는 흠의 존재 또는 부재에 관한 정보를 산출하는 변환기(60')에 의해 스캐닝된 상부 표면(54')의 영역에서의 데이터 포인트("CDP")의 전체 수를 결정하고; 다시 말하면, "CDP"는 흠 카운트(CF)(또는 상부 표면(54') 등의 인터레스트의 영역(도시되지 않음)에 대한 흠의 크기, 위치에 따라서 분류되는 흠의 수를 나타내는 일련의 흠 카운트("CF1", ...."CFn"))와 흠이 없는 데이터 포인트의 수의 합과 동일하다. CDP가 흠의 데이터 포인트와 흠이 없는 데이터 포인트의 카운트를 더하는 것에 의해 결정될 수 있을지라도, 상기 시료(52')가 변환기(60')에 의해 조사되는 상부 표면(54')의 인터레스트의 영역(도시되지 않음)을 따르는 위치("C1")의 전체 수를 카운트하고, 데이터 취득 회로가 노이즈 또는 다른 원인으로 인하여 흠이 있는 데이터 포인트 또는 흠이 없는 데이터 포인트를 구별할 수 없었던 디지털화된 신호의 수("CN")를 빼는 것에 의해 바람직하게 결정된다.
상기 흠 카운트(CF)(또는 복수의 흠 카운트("CF1",...."CFn"))와 데이터 포인트("CDP")의 전체 수를 결정하면, 제 2 마이크로프로세서(110')는 시료(50'(도 4), 52')를 포함하는 재료의 특성을 결정하도록 하나 이상의 청정도 계수(FCm=(CFm/CDP)×106)를 계산하기 위하여 프로그램된다. 본 명세서에서 설명된 바와 같이 본 발명에 따라 하나 이상의 청정도 계수를 결정하기 위한 적절한 프로그램의 준비는 본 기술분야의 통상의 기술 내에 있고, 과도한 시험을 요구하지 않는다.
상기 시료(50'(도 4), 52')를 포함하는 재료의 특성을 결정하는 다른 방법은 시험 시료(52')에 있는 흠의 크기 분포를 결정하는 것이다. 특히, 이러한 방법은 진폭 대역 또는 범위를 한정하고; 수정된 진폭 신호의 부분 집합(subset)을 형성하기 위해 진폭 대역과 디지털화되고 수정된 진폭 신호의 진폭을 비교하고; 각각의 진폭대역에 대한 수정된 진폭 신호를 결정하기 위해 수정된 진폭 신호의 부분 집합을 카운트하고; 복수의 진폭 대역에 상기 수정된 신호 카운트를 관련시키는 히스토그램(histogram, 도시되지 않음)을 구성하는 것에 의해 시료(52')의 청정도 특성을 결정한다. 디지털화되고 수정된 진폭 신호에 의해 표시되는 진폭이 시료(52')에서 검출되는 흠의 크기에 관계되기 때문에, 히스토그램(도시되지 않음)은 시료(52')에서의 흠 크기 분포의 지시를 제공한다.
다음 도 6 및 도 7을 참조하여, 사방정계(orthorhombic) 조직 및 0.08 ㎜ 내지 0.12 ㎜의 범위에 있는 입자 크기를 갖는 2개의 Al/0.2wt% Si/0.5wt% Cu 합금 스퍼터 타켓 재료(도시되지 않음)의 특성을 결정하는 히스토그램(120(도 6), 122(도 7))가 도시되어 있다. 각 재료는 대략 78.4in2(506cm2)의 표면적을 갖는 디스크형 시료로 변형되고, 대략 6.4×104 위치에서 조사된다. 도 6의 재료는 도 7의 재료(FC〓125)보다 "더욱 청결"(FC〓47)하다. 흠 모니터링의 두께 영역은 1.5마이크로 초의 게이트 지연으로 4.5 마이크로 초 내에 위치된다.
도 6 및 도 7의 히스토그램의 가로좌표(130(도 6) 및 132(도 7))는 0.8㎜의 평탄 저부의 막힌 구멍을 갖는 기준 시료(도시되지 않음)에서 유도되는 에코 진폭의 백분율로서 표준화된 진폭을 나타낸다. 도 6 및 도 7에서의 세로좌표(140(도 6) 및 142(도 7))는 대수 스케일(logarithmic scale)로 표시되는 각 진폭에 대한 수정 신호 카운트를 나타낸다. 상기 흠 카운트에 대한 에코 진폭 임계값은 15.9%로 설정되며, 이는 시험적으로 확립될 때, 상기 조직 관련 에코 진폭이 시험되는 모든 알루미늄 합금에 대해 15%을 초과하지 않기 때문이다. 본 명세서에 기재된 바와 같이 본 발명에 따라, 도 6 및 도 7에 도시된 히스토그램(120(도 6) 및 122(도 7))과 같은 히스토그램을 플로팅하기 위한 적절한 프로그램의 준비는 본 기술분야의 통상의 기술 내에 있고, 과도한 시험을 요구하지 않는다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 목적은 재료에서 검출되는 흠의 크기와 위치를 구별할 수 있는 스퍼터 타켓 재료의 청정도를 비파괴적으로 결정하기 위한 방법을 제공하는 것이 명백하다. 본 발명의 다른 목적은 복수의 보다 작고 근접하게 이격된 흠으로부터 단일의 매우 큰 흠을 구별할 수 있는 방법을 제공하는 것이 명백하다. 본 발명의 다른 장점은 큐에서 서로 다른 재료 시료상에서 동시에 데이터 취득 및 데이터 처리를 수행할 수 있는 매우 효과적인 방법을 제공하는 것이다.
본 명세서에 기재된 상기 방법과 장치의 형태가 본 발명의 양호한 실시예를 구성하고 있지만, 본 발명은 상기 장치의 정확한 방법과 형태에 한정되는 것이 아니고, 첨부된 청구범위내에 한정되는 본 발명의 범위로부터 벗어지나지 않고 변경이 이루어질 수 있다.

Claims (15)

  1. 하나 이상의 보정값을 사용하며, 표면을 포함하는 스퍼터 타켓 재료의 시험 시료(샘플)(test sample)의 특성을 비파괴적으로 결정하기 위한 방법으로서,
    a) 상기 표면상의 복수의 위치에서 음파 에너지를 상기 시험 시료에 연속적으로 조사하는 단계와;
    b) 상기 음파 에너지에 의해 유도되는 에코들을 검출하는 단계와;
    c) 수정된 진폭 신호들을 얻기 위해, 조직 관련 백스캐터링 노이즈를 상기 에코들과 구별하는 단계와;
    d) i) 상기 수정된 진폭 신호들과 하나 이상의 보정값을 비교함으로써 하나 이상의 흠을 지시하는, 상기 복수의 위치들에서의 흠 데이터 포인트들과,
    ii) 상기 수정된 진폭 신호들과 하나 이상의 보정값을 비교함으로써 흠이 없음을 지시하는, 상기 복수의 위치들에서의 흠이 없는 데이터 포인트들을 검출하기 위해,
    상기 수정된 진폭 신호들과 하나 이상의 보정값을 비교하는 단계와;
    e) 상기 흠 데이터 포인트들의 그룹들의 각 그룹이 가장 큰 디지털화되고 수정된 진폭값을 갖는 단일의 데이터 포인트로 대체되는 조정된 집합의 흠 데이터 포인트들을 생성하기 위해, 단일의 큰 흠들에 대응하는 상기 흠 데이터 포인트들의 그룹들을 결합하는 단계와;
    f) 하나 이상의 흠 카운트(CF)를 결정하기 위해, 상기 조정된 집합의 흠 데이터 포인트들의 수를 카운트하는 단계와;
    g) 데이터 포인트들(CDP)의 전체 수를 결정하는 단계; 및
    h) 청정도 계수 FC=(CF/CDP)×106를 계산하는 단계를 포함하는 시험 시료의 특성을 비파괴적으로 결정하기 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 표면은 스퍼터 트랙 영역을 형성하고; 각각의 흠 데이터 포인트는 상기 복수의 위치들 중의 하나와 관련되며; 상기 조정된 집합의 흠 데이터 포인트들의 모든 요소들은 상기 복수의 위치들 중에서 상기 스퍼터 트랙 영역에 근접하여 위치되는 위치들과 관련되는 시험 시료의 특성을 비파괴적으로 결정하기 위한 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 조정된 집합의 흠 데이터 포인트들의 포인트 요소들을 크기 범위에 따라 분류하여, 크기에 따라 분류된 흠 데이터 포인트들로 이루어진 복수의 부분 집합을 형성하는 추가의 단계를 포함하고, 여기에서 "n"은 크기에 따라 분류된 흠 데이터 포인트들의 복수의 부분 집합에서 집합의 수를 나타내며; 상기 f) 단계는 흠 카운트들(CF1,......CFn)을 결정하기 위해 크기에 따라 분류된 흠 데이터 포인트들의 복수의 부분 집합의 요소들을 카운트하는 단계를 포함하고; 상기 h) 단계는 복수의 청정도 계수 FC=(CFj/CDP)×106를 계산하는 단계를 포함하는 시험 시료의 특성을 비파괴적으로 결정하기 위한 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 조정된 집합의 흠 데이터 포인트들의 요소들을, 0.5㎜이하의 크기를 갖는 흠을 나타내는 흠 데이터 포인트들의 제 1 부분 집합, 0.5㎜ 내지 0.8㎜ 범위의 크기를 갖는 흠을 나타내는 흠 데이터 포인트들의 제 2 부분 집합, 및 0.8㎜ 이상의 크기를 갖는 흠을 나타내는 흠 데이터 포인트들의 제 3 부분 집합으로 분류하는 단계를 추가로 포함하고; 상기 f) 단계는 제 1 흠 카운트(CF1)를 결정하기 위해 흠 데이터 포인트들의 제 1 부분 집합의 요소들을 카운트하는 단계를 포함하며; 상기 f) 단계는 제 2 흠 카운트(CF2)를 결정하기 위해 흠 데이터 포인트들의 제 2 부분 집합의 요소들을 카운트하는 단계를 추가로 포함하고; 상기 f) 단계는 제 3 흠 카운트(CF3)를 결정하기 위해 흠 데이터 포인트들의 제 3 부분 집합의 요소들을 카운트하는 단계를 추가로 포함하며; 상기 h) 단계는 제 1 청정도 계수 FC1=(CF1/CDP)×106를 계산하는 단계를 포함하고; 상기 h) 단계는 제 2 청정도 계수 FC2=(CF2/CDP)×106를 계산하는 단계를 추가로 포함하며; 상기 h) 단계는 제 3 청정도 계수 FC3=(CF3/CDP)×106를 계산하는 단계를 추가로 포함하는 시험 시료의 특성을 비파괴적으로 결정하기 위한 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 고정된 깊이와 직경의 평탄한 저부의 막힌 구멍들을 포함하는 기준 시료를 조사(irradiating)함으로써 보정값을 결정하는 단계와; 음파 에너지에 의해 유도되는 하나 이상의 에코를 검출하는 단계; 및 하나 이상의 보정값을 얻기 위해, 하나 이상의 에코로부터 조직 관련 백스캐터링 노이즈를 구별하는 단계를 추가로 포함하는 시험 시료의 특성을 비파괴적으로 결정하기 위한 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 인공적으로 매립된 소정 크기의 알루미늄 입자들을 포함하는 기준 시료를 조사함으로써 상기 보정값을 결정하는 단계와; 음파 에너지에 의해 유도되는 하나 이상의 에코를 검출하는 단계; 및 하나 이상의 보정값을 얻기 위해, 하나 이상의 에코로부터 조직 관련 백스캐터링 노이즈를 구별하는 단계를 추가로 포함하는 시험 시료의 특성을 비파괴적으로 결정하기 위한 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 a) 단계에 앞서, 상기 시험 시료를 형성하기 위해 원통형 시료를 디스크 형상으로 변형하는 추가의 단계를 포함하는 시험 시료의 특성을 비파괴적으로 결정하기 위한 방법.
  8. 하나 이상의 보정값을 사용하며, 표면을 포함하는 스퍼터 타켓 재료의 시험 시료의 특성을 비파괴적으로 결정하기 위한 방법으로서,
    a) 상기 표면상의 복수의 위치에서 음파 에너지를 상기 시험 시료에 연속적으로 조사하는 단계와;
    b) 상기 음파 에너지에 의해 유도되는 에코들을 검출하는 단계와;
    c) 수정된 진폭 신호들을 얻기 위해, 조직 관련 백스캐터링 노이즈를 상기 에코들과 구별하는 단계와;
    d) i) 상기 수정된 진폭 신호들과 하나 이상의 보정값을 비교함으로써 하나 이상의 흠을 지시하는, 상기 복수의 위치들에서의 흠 데이터 포인트들과,
    ii) 상기 수정된 진폭 신호들과 하나 이상의 보정값을 비교함으로써 흠이 없음을 지시하는, 상기 복수의 위치들에서의 흠이 없는 데이터 포인트들을 검출하기 위해,
    상기 수정된 진폭 신호들과 하나 이상의 보정값을 비교하는 단계와;
    e) 상기 흠 데이터 포인트들의 그룹들의 각 그룹이 가장 큰 디지털화되고 수정된 진폭값을 갖는 단일의 데이터 포인트로 대체되는 조정된 집합의 흠 데이터 포인트들을 생성하기 위해, 단일의 큰 흠들에 대응하는 흠 데이터 포인트들의 그룹들을 결합하는 단계와;
    f) 복수의 진폭 대역들을 형성하는 단계와;
    g) 조정된 집합의 흠 데이터 포인트들의 복수의 부분 집합을 형성하기 위해, 상기 조정된 집합의 흠 데이터 포인트들의 요소들에 의해 표시되는 진폭들을 상기 진폭 대역들과 비교하는 단계(이 경우, "n"은 상기 조정된 집합의 흠 데이터 포인트들의 부분 집합의 수를 나타냄)와;
    h) 복수의 흠 카운트(CF1,....CFn)를 결정하기 위해, 상기 조정된 집합의 흠 데이터 포인트들의 부분 집합 요소들을 카운트하는 단계; 및
    i) 상기 진폭 대역들에 대한 상기 흠 카운트들(CF1,....CFn)에 관련된 히스토그램을 구성하는 단계를 포함하는 시험 시료의 특성을 비파괴적으로 결정하기 위한 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 표면은 스퍼터 트랙 영역을 형성하고; 각각의 흠 데이터 포인트는 상기 복수의 위치들 중의 하나와 관련되며; 상기 조정된 집합의 흠 데이터 포인트들의 모든 요소들은 상기 복수의 위치들 중에서 상기 스퍼터 트랙 영역에 근접하여 위치되는 위치들과 관련되는 시험 시료의 특성을 비파괴적으로 결정하기 위한 방법.
  10. 제 8 항에 있어서, 고정된 깊이와 직경의 평탄한 저부의 막힌 구멍들을 포함하는 기준 시료를 조사함으로써 보정값을 결정하는 단계와; 상기 음파 에너지에 의해 유도되는 하나 이상의 에코를 검출하는 단계; 및 상기 하나 이상의 보정값을 얻기 위해, 하나 이상의 에코로부터 조직 관련 백스캐터링 노이즈를 구별하는 단계를 추가로 포함하는 시험 시료의 특성을 비파괴적으로 결정하기 위한 방법.
  11. 제 8 항에 있어서, 소정 크기의 인공적으로 매립된 알루미늄 입자들을 포함하는 기준 시료를 조사함으로써 상기 보정값을 결정하는 단계와; 상기 음파 에너지에 의해 유도되는 하나 이상의 에코를 검출하는 단계; 및 상기 하나 이상의 보정값을 얻기 위해, 하나 이상의 에코로부터 조직 관련 백스캐터링 노이즈를 구별하는 단계를 추가로 포함하는 시험 시료의 특성을 비파괴적으로 결정하기 위한 방법.
  12. 제 8 항에 있어서, 상기 a) 단계에 앞서, 상기 시험 시료를 형성하기 위해 원통형 시료를 디스크 형상으로 변형하는 추가의 단계를 포함하는 시험 시료의 특성을 비파괴적으로 결정하기 위한 방법.
  13. 표면을 포함하는 스퍼터 타켓 재료의 시험 시료의 특성을 비파괴적으로 결정하기 위한 장치로서,
    a) 음파 에너지로 상기 시험 시료를 조사하고, RF 전기 진폭 신호들을 발생시키 위해 상기 음파 에너지에 의해 유도되는 에코들을 검출하기 위한 초음파 변환기와;
    b) 상기 표면에 대한 상기 초음파 변환기의 제어된 운동을 위해 상기 초음파 변환기를 장착하는 X-Y 스캐너와;
    c) 상기 RF 전기 진폭 신호들을 수신하여 증폭하기 위한 전치 증폭기와;
    d) 상기 RF 전기 진폭 신호들과 관련된 수정된 진폭 신호들을 발생시키기 위한 한 집합의 보정된 감쇠기들을 갖는 선형 증폭기와;
    e) 상기 수정된 진폭 신호들을 수신하고, 상기 수정된 진폭 신호들과 관련된 디지털 신호들을 발생시키기 위한 아날로그디지털 컨버터; 및
    f) 상기 표면에 대해 초음파 변환기의 제어된 운동을 조절하고; 상기 디지털 신호들을 수신하며; i) 상기 수정된 진폭 신호들과 하나 이상의 보정값을 비교함으로써 하나 이상의 흠을 지시하는 복수의 위치들에서의 흠 데이터 포인트들과, ii) 상기 수정된 진폭 신호들과 하나 이상의 보정값을 비교함으로써 흠이 없음을 지시하는 복수의 위치들에서의 흠이 없는 데이터 포인트들을 검출하기 위해, 상기 수정된 진폭 신호들과 하나 이상의 보정값을 비교하고; 상기 흠 데이터 포인트들의 그룹들의 각 그룹이 가장 큰 디지털화되고 수정된 진폭값을 갖는 단일의 데이터 포인트로 대체되는 조정된 집합의 흠 데이터 포인트들을 발생시키기 위해, 단일의 큰 흠들에 대응하는 상기 흠 데이터 포인트들의 그룹들을 결합하며; 하나 이상의 흠 카운트(CF)를 결정하기 위해, 조정된 집합의 흠 데이터 포인트들의 요소들을 카운트하고; 데이터 포인트들(CDP)의 전체 수를 결정하며; 또한 청정도 계수 FC=(CF/CDP)×106를 계산하도록 프로그램된 마이크로프로세서 제어기를 포함하는 시험 시료의 특성을 비파괴적으로 결정하기 위한 장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 마이크로프로세서 제어기는 제 1 마이크로프로세서 및 제 2 마이크로프로세서를 포함하는 시험 시료의 특성을 비파괴적으로 결정하기 위한 장치.
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 마이크로프로세서 제어기는 제 1 마이크로프로세서 및 제 2 마이크로프로세서를 포함하며;
    상기 제 1 마이크로프로세서는 상기 표면에 대해 초음파 변환기의 제어된 운동을 조절하고, 상기 디지털 신호들을 수신하며, 상기 디지털 신호들을 상기 제 2 마이크로프로세서에 전송하기 위해 프로그램되며,
    상기 제 2 마이크로프로세서는, i) 상기 수정된 진폭 신호들과 하나 이상의 보정값을 비교함으로써 하나 이상의 흠을 지시하는 복수의 위치들에서의 흠 데이터 포인트들과, ii) 상기 수정된 진폭 신호들과 하나 이상의 보정값을 비교함으로써 흠이 없음을 지시하는 복수의 위치들에서의 흠이 없는 데이터 포인트들을 검출하기 위해, 상기 수정된 진폭 신호들과 하나 이상의 보정값을 비교하고; 상기 흠 데이터 포인트들의 그룹들의 각 그룹이 가장 큰 디지털화되고 수정된 진폭값을 갖는 단일의 데이터 포인트로 대체되는 조정된 집합의 흠 데이터 포인트들을 발생시키기 위해, 단일의 큰 흠들에 대응되는 상기 흠 데이터 포인트들의 그룹들을 결합하고; 하나 이상의 흠 카운트(CF)를 결정하기 위해 상기 조정된 집합의 흠 데이터 포인트들의 요소들을 카운트하고; 데이터 포인트들(CDP)의 전체 수를 결정하며; 또한 청정도 계수 FC=(CF/CDP)×106를 계산하기 위해 프로그램되는 시험 시료의 특성을 비파괴적으로 결정하기 위한 장치.
KR1020047001605A 2001-08-09 2002-07-23 크기와 위치에 의해 분류되는 흠의 형태에 의한 타켓 청정도 특성을 비파괴적으로 결정하기 위한 방법 및 장치 KR100923000B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US31115201P 2001-08-09 2001-08-09
US60/311,152 2001-08-09
PCT/US2002/023362 WO2003014718A2 (en) 2001-08-09 2002-07-23 Method and apparatus for non-destructive target cleanliness characterization by types of flaws sorted by size and location

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20040020975A KR20040020975A (ko) 2004-03-09
KR100923000B1 true KR100923000B1 (ko) 2009-10-22

Family

ID=23205639

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020047001605A KR100923000B1 (ko) 2001-08-09 2002-07-23 크기와 위치에 의해 분류되는 흠의 형태에 의한 타켓 청정도 특성을 비파괴적으로 결정하기 위한 방법 및 장치

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6895342B2 (ko)
JP (1) JP4349904B2 (ko)
KR (1) KR100923000B1 (ko)
WO (1) WO2003014718A2 (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7087142B2 (en) 2001-04-04 2006-08-08 Tosoh Smd, Inc. Method for determining a critical size of an inclusion in aluminum or aluminum alloy sputtering target
US20060268284A1 (en) * 2005-03-01 2006-11-30 Zhiguo Zhang Method and apparatus for surface roughness measurement
EP3191831A4 (en) * 2015-07-10 2018-04-25 Honeywell International Inc. A void free inclusion-based reference standard for nondestructive tests and method of making
JP2019041830A (ja) * 2017-08-30 2019-03-22 キヤノン株式会社 超音波装置
CN115586256B (zh) * 2022-12-09 2023-05-02 成都西交智汇大数据科技有限公司 实验器材的清洁等级检测方法、装置、设备及存储介质

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08189918A (ja) * 1995-01-10 1996-07-23 Toshiba Corp 超音波探傷装置
WO1999064854A1 (en) 1998-06-09 1999-12-16 Tosoh Smd, Inc. Method and apparatus for quantitative sputter target cleanliness characterization
JP2001013114A (ja) 1999-06-29 2001-01-19 Japan Steel & Tube Constr Co Ltd 超音波検査方法及び装置

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL104695C (ko) * 1955-06-20
US4054173A (en) * 1974-12-23 1977-10-18 Hunter Engineering Co., Inc. Apparatus for producing completely recrystallized metal sheet
US4568007A (en) * 1984-01-23 1986-02-04 Vesuvius Crucible Company Refractory shroud for continuous casting
US4933296A (en) 1985-08-02 1990-06-12 General Electric Company N+ amorphous silicon thin film transistors for matrix addressed liquid crystal displays
US5177035A (en) * 1986-06-27 1993-01-05 The Carborundum Company Molten metal filter and method for making same
DE69027158T2 (de) 1989-08-11 1996-10-24 Sharp Kk Lichtadressierte Flüssigkristallanzeigevorrichtung
US5191452A (en) 1989-09-20 1993-03-02 Honeywell Inc. Active matrix liquid crystal display fabrication for grayscale
FR2664618B1 (fr) * 1990-07-10 1993-10-08 Pechiney Aluminium Procede de fabrication de cathodes pour pulverisation cathodique a base d'aluminium de tres haute purete.
JP2610698B2 (ja) 1990-07-17 1997-05-14 シャープ株式会社 反射型液晶表示装置の製造方法
CA2084247A1 (en) 1992-03-18 1993-09-19 Francis Paul Fehlner Lcd panel production
US6022458A (en) * 1992-12-07 2000-02-08 Canon Kabushiki Kaisha Method of production of a semiconductor substrate
US5406850A (en) * 1993-01-14 1995-04-18 Tosoh Smd, Inc. Method of non-destructively testing a sputtering target
US5738767A (en) * 1994-01-11 1998-04-14 Intevac, Inc. Substrate handling and processing system for flat panel displays
KR100327716B1 (ko) 1994-01-11 2002-06-27 노만 에이취. 폰드 진공처리시스템및진공처리시스템내에서의기판조작방법
CN1274009C (zh) * 1994-06-15 2006-09-06 精工爱普生株式会社 薄膜半导体器件的制造方法
CA2128398C (en) * 1994-07-19 2007-02-06 John Sulzer Process and apparatus for casting metal strip and injector used therefor
US5559614A (en) * 1995-05-01 1996-09-24 Motorola, Inc. Liquid crystal display with integral heater and method of fabricating same
JP3390579B2 (ja) * 1995-07-03 2003-03-24 アネルバ株式会社 液晶ディスプレイ用薄膜の作成方法及び作成装置
FR2744805B1 (fr) * 1996-02-13 1998-03-20 Pechiney Aluminium Cibles de pulverisation cathodique selectionnees par controle ultrasons pour leur faible taux d'emissions de particules
JPH09258247A (ja) * 1996-03-26 1997-10-03 Sharp Corp 液晶表示装置の製造方法および成膜装置
US5943559A (en) * 1997-06-23 1999-08-24 Nec Corporation Method for manufacturing liquid crystal display apparatus with drain/source silicide electrodes made by sputtering process
US5894188A (en) * 1997-09-17 1999-04-13 Candescent Technologies Corporation Dual-layer metal for flat panel display
US6139701A (en) * 1997-11-26 2000-10-31 Applied Materials, Inc. Copper target for sputter deposition
US6001227A (en) * 1997-11-26 1999-12-14 Applied Materials, Inc. Target for use in magnetron sputtering of aluminum for forming metallization films having low defect densities and methods for manufacturing and using such target
US6020946A (en) * 1998-02-23 2000-02-01 International Business Machines Corporation Dry processing for liquid-crystal displays using low energy ion bombardment
EP1115899B1 (en) 1998-09-11 2006-04-12 Tosoh Smd, Inc. Low temperature sputter target bonding method and target assemblies produced thereby
US6269699B1 (en) * 1999-11-01 2001-08-07 Praxair S. T. Technology, Inc. Determination of actual defect size in cathode sputter targets subjected to ultrasonic inspection
KR100783304B1 (ko) 2000-05-11 2007-12-10 토소우 에스엠디, 인크 음파 위상 변화 검출을 이용하여 스퍼터 타겟들에서 비파괴 청결도를 평가하는 방법 및 장치
US7087142B2 (en) 2001-04-04 2006-08-08 Tosoh Smd, Inc. Method for determining a critical size of an inclusion in aluminum or aluminum alloy sputtering target

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08189918A (ja) * 1995-01-10 1996-07-23 Toshiba Corp 超音波探傷装置
WO1999064854A1 (en) 1998-06-09 1999-12-16 Tosoh Smd, Inc. Method and apparatus for quantitative sputter target cleanliness characterization
JP2001013114A (ja) 1999-06-29 2001-01-19 Japan Steel & Tube Constr Co Ltd 超音波検査方法及び装置

Also Published As

Publication number Publication date
US6895342B2 (en) 2005-05-17
KR20040020975A (ko) 2004-03-09
JP2004538463A (ja) 2004-12-24
US20040199337A1 (en) 2004-10-07
WO2003014718A2 (en) 2003-02-20
JP4349904B2 (ja) 2009-10-21
WO2003014718A3 (en) 2003-05-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4436970B2 (ja) スパッターターゲット清浄度特性の定量決定のための方法と装置
JP4981233B2 (ja) 音波の位相変化の検出を使用する、スパッターターゲット清浄度の非破壊評価のための方法と装置
US6439054B1 (en) Methods of testing sputtering target materials
US6494098B1 (en) Method of ultrasonic on-line texture characterization
US7995829B2 (en) Method and apparatus for inspecting components
JPH05290786A (ja) 走査試料像表示方法および装置ならびにそれに供される試料
US6370956B1 (en) Titanium articles and structures for ultrasonic inspection methods and systems
KR100923000B1 (ko) 크기와 위치에 의해 분류되는 흠의 형태에 의한 타켓 청정도 특성을 비파괴적으로 결정하기 위한 방법 및 장치
US6269699B1 (en) Determination of actual defect size in cathode sputter targets subjected to ultrasonic inspection
Kananen et al. Discriminating pores from inclusions in rolled steel by ultrasonic echo analysis
JP3712254B2 (ja) 金属材料中欠陥径の推定方法
JP2001240937A (ja) 高清浄度鋼
JP4362194B2 (ja) 金属材料中の介在物検出方法
JP2008128863A (ja) 鋼中介在物径の推定方法
JP2006138856A (ja) 試料の測長方法
JP2001083111A (ja) オージェ電子分光装置およびスペクトル測定方法
Stepinski et al. Ultrasonic technique for imaging welds in copper
JPH0875709A (ja) 超音波探傷による欠陥種判別方法及び装置
Kananen et al. Quantitative ultrasonics for inclusion and pore characterization of steel billets
Kananen et al. Ultrasonic inclusion and pore classification in rolled and unrolled steel samples
JPH03233353A (ja) 超音波探傷装置
Li et al. Development of a PC-Based Signal Processing Unit for Nondestructive Testing: The ALC and Small Angle B-Scan Techniques
JPH11101786A (ja) 内部組織の非破壊検査装置および方法

Legal Events

Date Code Title Description
AMND Amendment
A201 Request for examination
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
J201 Request for trial against refusal decision
B701 Decision to grant
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120926

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130930

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140925

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150925

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160928

Year of fee payment: 8

LAPS Lapse due to unpaid annual fee