KR101032049B1 - 스퍼터링 타깃, 스퍼터링 타깃재 및 이들의 제조 방법 - Google Patents

스퍼터링 타깃, 스퍼터링 타깃재 및 이들의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 아킹(arcing)의 발생을 더한층 저감할 수 있는 스퍼터링 타깃, 이에 적절한 스퍼터링 타깃재 및 이들의 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 하고 있다.
유분의 존재 하에서 절삭가공이 행해진 스퍼터링 타깃재로서, 스퍼터링 전의 상기 타깃재 표면에 부착되어 있는 유막의 두께가 1.5㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타깃재, 상기 스퍼터링 타깃재와 백킹 플레이트(backing plate)를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타깃, 타깃재의 표면에 스팀을 접촉시켜, 상기 타깃재 표면을 세정하는 세정 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타깃재의 제조 방법 및 스퍼터링 타깃의 제조 방법에 관한 것이다.
스퍼터링 타깃, 스퍼터링 타깃재, 백킹 플레이트, 아킹

Description

스퍼터링 타깃, 스퍼터링 타깃재 및 이들의 제조 방법{SPUTTERING TARGET, SPUTTERING TARGET MATERIAL AND PROCESS FOR PRODUCING THESE}
본 발명은 스퍼터링 타깃, 스퍼터링 타깃재(材) 및 이들의 제조 방법에 관한 것이다. 더 상세하게는, 아킹(arcing)을 효과적으로 저감시킨 스퍼터링 타깃, 이에 적절한 스퍼터링 타깃재 및 이들의 제조 방법에 관한 것이다.
종래, 스퍼터링 타깃의 타깃재 표면, 특히 그 스퍼터링에 제공되는 면(스퍼터링면)에 부착되어 있는 연삭(硏削) 가루 등의 이물(異物)이 스퍼터링 시의 아킹의 발생 원인으로 되는 것은 알려져 있었다. 아킹이 다발(多發)하면, 타깃재의 일부가 용융되어 사방팔방으로 비산하여, 스플래시(splash)라고 하는 비산(飛散) 거품이 기판이나 성막한 막 위에 부착되는 현상이 일어나고, 성막의 제조 수율을 낮춰, 고비용의 요인 중 하나로 된다.
지금까지 타깃재의 스퍼터링면에 부착되어 있는 연삭 가루를 제거하려는 시도는 다양하게 제안되어 있다. 예를 들어, 타깃재의 스퍼터링면에 점착 테이프를 붙인 후 떼어내는 방법이나 타깃재를 다중 발진 초음파 세정하는 방법(특허문헌 1 참조), 타깃재에 소정 압력의 물을 분사하는 방법(특허문헌 2 참조) 등이다.
그러나, 성막의 제조 수율을 더 향상시키는 관점에서는, 이들 방법에 의해 실현되는 정도의 아킹 억제 효과로는 아직 충분하다고 할 수 없어, 아킹의 발생을 더한층 효과적으로 저감시키는 방법의 개발이 희망되고 있었다.
그러나, 연삭재를 사용하는 블래스트(blast) 처리에서는, 연삭재가 타깃재의 스퍼터링면에 고착되거나, 도리어 미세한 크랙이나 흠집 등의 손상을 줄 우려가 있고, 또한 타깃재와 에칭제(劑)를 접촉시키는 에칭 처리에서는, 타깃재의 표면 조성이 변화되어, 성막한 막의 물성에 영향을 미칠 우려가 있었다.
그런데, 금속 타깃재나 합금 타깃재의 표면의 절삭가공은 프레이즈(fraise)나 선반에 의해 행해지는 것이 일반적이다. 이 경우, 절삭 시에 절삭유 등의 유분이 사용되기 때문에, 절삭가공 직후의 타깃재의 표면에는, 절삭유가 잔존하고 있다. 따라서, 통상은 절삭가공 후에 타깃재의 표면을 유기용제로 와이핑하고 있다.
특허문헌 1: 일본국 공개특허 평11-117062호
특허문헌 2: 일본국 공개특허2005-42169호
본 발명은 아킹(arcing)의 발생을 더한층 효과적으로 저감할 수 있는 스퍼터링 타깃, 이에 적절한 스퍼터링 타깃재(材) 및 이들의 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 하고 있다.
본 발명자는 유기용제에 의한 타깃재 표면의 와이핑 처리를 거쳐도 또한, 절삭가공 후의 타깃재 표면에 미량으로 잔존하고 있는 유분이 아킹 발생의 요인의 하나이고, 타깃재 표면에 스팀을 접촉시켜 세정하면, 상기 유분을 효과적으로 제거하여 아킹의 발생을 더한층 효과적으로 저감할 수 있는 것을 발견하여, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명은 이하의 사항에 관한 것이다.
본 발명에 따른 스퍼터링 타깃재는, 유분(油分)의 존재 하에서 절삭가공이 행해진 스퍼터링 타깃재로서, 스퍼터링 전의 타깃재 표면에 부착되어 있는 유막(油膜)의 두께가 1.5㎚ 이하인 것을 특징으로 하고 있다.
상기 타깃재는 금속 타깃재 또는 합금 타깃재인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 스퍼터링 타깃은, 상기 스퍼터링 타깃재와 백킹 플레이트(backing plate)를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 본 발명에 따른 스퍼터링 타깃재의 제조 방법 및 스퍼터링 타깃의 제조 방법은, 타깃재의 표면에 스팀을 접촉시켜, 상기 타깃재 표면을 세정하는 세정 공정을 갖는 것을 특징으로 하고 있다.
상기 세정 공정은 상기 타깃재의 표면 100㎜×100㎜당 3초간 이상, 40℃ 이상의 온도의 스팀을 접촉시켜 상기 타깃재 표면을 세정하는 공정인 것이 바람직하다.
또한, 상기 스팀은, 바람직하게는, 물, 유기용제, 및 이들의 혼합물 중 어느 하나를 포함하여 이루어진다.
또한, 상기 타깃재는 유분의 존재 하에서 절삭가공이 행해진, 금속 타깃재 또는 합금 타깃재인 것이 바람직하다.
[효과]
본 발명의 스퍼터링 타깃재는 그 표면에 부착되어 있는 유분이 가능한 한 제거되어, 유막의 두께가 감소되어 있다. 따라서, 상기 스퍼터링 타깃재를 구비한 스퍼터링 타깃에 의하면, 스퍼터링 시의 아킹의 발생을 더한층 효과적으로 저감할 수 있고, 그 결과로서, 스플래시의 발생을 억제하여, 성막의 제조 수율을 비약적으로 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 스퍼터링 타깃재의 제조 방법에 의하면, 유분이 부착되어 있는 타깃재일지라도, 상기 유분을 가능한 한 제거하여, 청정한 스퍼터링 타깃재를 얻을 수 있다. 또한, 유분을 제거하기 위한 세정 처리는 타깃재 표면에 스팀을 단시간 접촉시키는 것만으로 충분하여, 대규모의 설비가 불필요하기 때문에, 저비용이면서 또한 높은 생산 효율로 고품질의 스퍼터링 타깃재를 제조할 수 있다.
또한, 본 발명의 스퍼터링 타깃의 제조 방법에 의하면, 유분의 존재 하에서 절삭가공이 행해진 타깃재를 구비한 스퍼터링 타깃일지라도, 상기 타깃재의 표면에 부착되어 있는 유분을 가능한 한 제거할 수 있기 때문에, 아킹의 발생을 더 저감할 수 있는, 우수한 스퍼터링 타깃을 제공할 수 있다. 또한, 유분을 제거하기 위한 세정 처리는 타깃재 표면에 스팀을 단시간 접촉시키는 것만으로 충분하여, 대규모의 설비가 불필요하기 때문에, 저비용이면서 또한 높은 생산 효율로 고품질의 스퍼터링 타깃을 제조할 수 있다.
도 1은 타깃재에 부착되어 있는 유막의 두께와 아킹 발생 횟수의 관계를 나타내는 그래프.
이하, 본 발명에 대해서 구체적으로 설명한다.
우선, 본 발명의 스퍼터링 타깃재 및 스퍼터링 타깃에 대해서 서술하고, 다음으로 본 발명의 스퍼터링 타깃재의 제조 방법 및 스퍼터링 타깃의 제조 방법에 대해서 서술한다.
<스퍼터링 타깃재 및 스퍼터링 타깃>
본 발명의 스퍼터링 타깃재는 유분의 존재 하에서 절삭가공이 행해진 스퍼터링 타깃재로서, 스퍼터링 전의 타깃재 표면에 부착되어 있는 유막의 두께가 1.5㎚ 이하인 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명자들의 지견(知見)에 의하면, 프레이즈(fraise)나 선반 등과 같은, 유분의 존재 하에서 행해지는 절삭가공이 실시된 타깃재의 표면에는, 유기용제에 의한 와이핑 처리를 거쳐도 또한, 미량으로 유분이 잔존하고 있고, 상기 유분이 두께 3.5∼4.5㎚ 정도의 유막을 형성하여 부착되어 있다.
이 유분을 가능한 한 제거하여, 유막의 두께를 얇게 하면 할수록, 아킹의 발생 횟수를 저감할 수 있지만, 그 두께를 O㎚로 하는 것은 사실상 어렵고, 스플래시의 억제의 관점에서는, 유막의 두께는 통상 1.5㎚ 이하, 바람직하게는 1.0㎚ 이하이면 된다. 또한, 유막의 두께의 하한값은 특별히 한정되지 않지만, O㎚를 넘는다.
또한, 본 발명에서 유막의 두께라는 것은 글로 방전(Glow Discharge) 발광 분석(GDS) 장치를 사용하여 측정된 카본의 검출 피크 위치(극대값)를 의미한다.
유막이 형성되는 개소 중, 특히 문제로 되는 것은 실제로 스퍼터링되는, 타 깃재의 스퍼터링면이고, 이 스퍼터링면의 유막의 두께를 상기 수치 이하로 저감시키는 것이 바람직하다.
유분의 존재 하에서 행해지는 절삭가공이 실시된 타깃재로서는, 금속 타깃재 또는 합금 타깃재를 들 수 있다. 이들 타깃재는 일반적으로 프레이즈나 선반 등에 의해 절삭가공되기 때문에, 그 표면에는 유분이 잔존하고, 유막이 형성되어 있다.
금속 타깃재로서는, 구체적으로는, 예를 들어 Mo, Al, Ti, Ta, Cr, W, Ni, Cu, Ag, Au, Pt, Fe, Co, Mg 등을 들 수 있다. 또한, 합금 타깃재로서는, 구체적으로는, 예를 들어 Al-Mg, Al-Ti, Ni-Fe, Ni-Cr, Fe-Co, Fe-Ta, Co-Cr, Co-Cr-Pt, Co-Zr, Co-Pt, Pt-Mn, Ir-Mn, Ti-W 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 Al 타깃재는 융점이 낮고, 비교적 스플래시가 생기기 쉽기 때문에, 본 발명의 효과가 현저하게 나타난다.
또한, 본 발명의 스퍼터링 타깃은, 상기 타깃재에 더하여, 냉각판인 백킹 플레이트를 구비하고 있고, 필요에 따라 본딩재 층을 더 구비하고 있어도 된다.
백킹 플레이트는 통상 스퍼터링 타깃의 백킹 플레이트로서 사용되는 것이면 되지만, 열전도성이 양호한 점에서는, 구리제나 구리 합금제의 백킹 플레이트를 들 수 있다. 또한, 그 형상도 공지의 것이면 되고, 특별히 한정되지 않는다.
본딩재는 타깃재와 백킹 플레이트의 조합에 따라, 공지의 본딩재로부터 적절하게 선택하여, 필요에 따라 사용할 수 있다. 본딩재로서는, 구체적으로는, In 땜납이라고 하는 본딩재, 예를 들어 In-Sn, In-Pb, In-Ag, In-Zn 등의 In계 합금, In을 들 수 있다. 이들 중에서는, 핸들링이 좋기 때문에 In이 널리 사용되고 있어, 바람직하게 들 수 있다.
또한, 상기 스퍼터링 타깃재 및 스퍼터링 타깃은 이하의 특정한 세정 공정을 갖는, 스퍼터링 타깃재의 제조 방법 및 스퍼터링 타깃의 제조 방법에 의해 적절하게 제조할 수 있다.
<스퍼터링 타깃재의 제조 방법, 스퍼터링 타깃의 제조 방법>
본 발명의 스퍼터링 타깃재의 제조 방법 및 스퍼터링 타깃의 제조 방법은, 타깃재의 표면에 스팀을 접촉시켜, 상기 타깃재 표면을 세정하는 세정 공정을 갖는 것을 특징으로 하고 있다. 이 세정 공정 이외의 공정은 공지의 스퍼터링 타깃재 또는 스퍼터링 타깃의 제조 방법 및 제조 조건과 동일한 공정에 의하면 되고, 특별히 제한되지 않는다.
구체적으로는, 예를 들어 타깃재는 원료를 대기 용해 또는 진공 용해 후, 주조하고, 소성(塑性)가공한 후, 기계 연삭(硏削)하는 진공 용해법; 원료 분말을 HP법(핫 프레스법), HIP(핫 아이소스태틱 프레스)법 또는 CIP(콜드 아이소스태틱 프레스)법 등에 의해 성형 후, 소결(燒結), 소성가공하는 분말 야금(冶金)법; 그 외, 원료를 용융하고, 스프레이 포밍에 의해 프리폼을 만든 후, 소성가공하고, 기계 연삭하는 방법 등에 의해 제조할 수 있다.
본 발명의 스퍼터링 타깃재의 제조 방법 및 스퍼터링 타깃의 제조 방법에서는, 이들 공지의 방법에 의해 제조된 다양한 타깃재를, 상기 세정 공정에서 세정한다.
더 구체적으로는, 상기 타깃재로서는, ITO(Indium-Tin Oxide) 등의 금속 산 화물 타깃재, 금속 타깃재 또는 합금 타깃재 등을 들 수 있다. 또한, 금속 타깃재, 합금 타깃재의 구체적인 예는 이미 서술한 바와 같다.
이들 타깃재 중, 유분의 존재 하에서 절삭가공이 행해진 타깃재이면, 본 발명의 효과가 더 명확하게 발휘되어 바람직하다. 이 관점에서는, 일반적으로 유분의 존재 하에서 절삭가공이 행해지는 경우가 많은, 금속 타깃재 또는 합금 타깃재를 바람직하게 들 수 있다. 또한, 금속 타깃재 중에서도, Al 타깃재는 융점이 낮고, 비교적 스플래시가 생기기 쉽기 때문에, 본 발명의 효과가 현저하게 발휘되기 쉬워, 본 발명을 적용하는 데에 적절한다.
본 발명의 스퍼터링 타깃재의 제조 방법 및 스퍼터링 타깃의 제조 방법에서는, 그 세정 공정에서, 이들 중 어느 하나의 종류의 타깃재의 표면에 스팀을 접촉시킴으로써, 상기 타깃재 표면을 세정한다. 따라서, 본 발명의 스퍼터링 타깃재의 제조 방법 및 스퍼터링 타깃의 제조 방법에는, 기존의 타깃재 또는 스퍼터링 타깃의 세정 방법으로서의 측면도 있다.
상기 세정 공정에 사용되는 스팀은 공지의 방법에 의해 발생시키면 되고, 그 방법은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 탱크 내에 스팀의 원료로 되는 액체를 충전하고, 가압, 상압(常壓) 또는 감압 중 어느 하나의 상태에서, 상법(常法)에 의해 가열함으로써, 스팀을 발생시키는 방법 등을 들 수 있다. 스팀의 원료로 되는 액체에는, 스팀의 상태에서 타깃재에 접촉시킨 후, 타깃재로부터 신속하게 제거할 수 있는 것에 더하여, 취급의 용이성을 구비하고 있는 것이 요구되고, 그 관점에서, 물, 유기용제, 및 이들의 혼합물 중 어느 하나를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다. 이들 중, 그 자체가 유분을 용해할 수 있고, 유분의 제거 효율의 향상을 기대할 수 있는 점에서는 유기용제를 포함하고 있는 것이 더 바람직하고, 안전성이나 취급의 용이성을 고려하면, 유기용제와 물의 혼합 용액이 더 바람직하며, 수용성의 유기용제와 물의 혼합 용액이 특히 바람직하다.
물로서는, 증류수, 이온 교환수, 정제수 등의 정제 공정을 거친 물이 바람직하다. 유기용제로서는, 에탄올, 프로필알코올, 이소프로필알코올 등의 탄소수 2∼5의 저급 알코올, 아세톤, 초산에틸 등의 수용성의 유기용제; 톨루엔, 헥산, 석유 벤젠, 에틸렌글리콜 등의 비수용성의 유기용제를 들 수 있다.
유기용제와 물의 혼합 비율은 사용하는 유기용제에 의해서도 상이하지만, 폭발 하한계 이하의 혼합 용액으로 한다. 예를 들어, 유기용제로서 에탄올을 사용할 경우에는, 통상은 1∼4.3vol%의 수용액으로 하면 된다.
발생시킨 스팀을 타깃재 표면에 분사할 때의 압력은 특별히 한정되지 않고, 피세정물인 타깃재 표면과의 거리와의 밸런스에 따라, 이하의 스팀 온도를 달성할 수 있는 공지의 수단을 적절하게 채용하면 된다.
피세정물인 타깃재 표면에 도달할 때의 스팀의 온도는, 통상은 실온(25℃) 이상이면 되지만, 유분을 가열하여 그 제거 효과를 높이고, 유막의 두께를 더 저감하여, 아킹의 발생을 효과적으로 억제하는 관점에서는, 40℃ 이상이 바람직하고, 60℃ 이상이 보다 바람직하며, 70℃ 이상이 더 바람직하다. 피세정물인 타깃재 표면에 도달할 때의 스팀 온도의 상한은 특별히 한정되지 않고, 유분의 제거 효율을 생각하면 고온인 편이 좋다. 다만, 유분의 제거 효율과 비용의 밸런스를 고려하 면, 통상은 90℃ 이하이면 된다. 또한, 이 스팀의 도달 온도는 미리, 스팀 분사구로부터 소정 거리마다의 지점에 도달하는 스팀의 온도를 온도계로 측정하여 구한다.
피세정물인 타깃재의 표면과, 스팀의 분사구의 거리는 특별히 한정되지 않고, 상기한 스팀 온도를 달성할 수 있는 거리이면 되지만, 통상은 20㎜∼200㎜ 정도이다.
또한, 본 발명에서는, 상기 온도의 스팀을, 상기 타깃재의 표면 100㎜×100㎜당 통상은 3초간 이상, 바람직하게는 6초간 이상, 계속적으로 접촉시키는 것이 바람직하다. 스팀을 계속 접촉시키는 시간에 특별히 상한은 없지만, 유분의 제거 효율과 작업 효율의 밸런스를 고려하면, 통상은 60초간 이하로 충분하다.
또한, 상기 세정 공정 후에는, 건조 공정을 설치하고, 스팀이 냉각되어 응축된 액적을 타깃재 표면으로부터 적극적으로 제거하는 것이 생산 효율의 관점에서 바람직하다. 건조 공정에서의 건조 수단 및 그 조건은 공지의 수단 및 조건에 의하면 되고, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 압축한 에어(air)를 실온 또는 가온(加溫)하여, 세정 공정을 거친 타깃재에 분사하는 에어 블로우(air blow), 건조기의 사용 등을 바람직하게 들 수 있다.
또한, 본 발명의 스퍼터링 타깃의 제조 방법에서는, 상기 세정 공정(건조 공정을 설치할 경우에는 세정 공정과 건조 공정)은 타깃재를 백킹 플레이트와 접합하기 전후의 모든 시점에서 행해도 된다. 이 중, 세정 공정을 접합 후에 행한 경우에는, 타깃재와 백킹 플레이트의 접합 공정에서, 세정한 타깃재 표면에 새로운 유 분이나 먼지 등이 부착되는 것을 방지할 수 있어 바람직하다.
타깃재와 백킹 플레이트의 접합 방법에 대해서도 공지의 방법을 적절하게 채용할 수 있다. 백킹 플레이트는 통상 스퍼터링 타깃의 백킹 플레이트로서 사용되는 것이면 되고, 열전도성이 양호한 점에서는 구리제나 구리 합금제의 백킹 플레이트를 들 수 있다. 또한, 그 형상도 공지의 것이면 되고, 특별히 한정되지 않는다.
타깃재와 백킹 플레이트의 접합은 특별히 한정되지 않지만, 비용이나 생산성의 점에서는, In 땜납 등의 본딩재를 통하여 접합하는 방법을 바람직하게 들 수 있다. 구체적으로는, 절삭가공 전 또는 절삭가공 후의 타깃재를, In 땜납의 융점 이상의 온도로 가열하고, 상기 온도를 유지한 상태에서, 상기 타깃재의 백킹 플레이트와 접합하는 면에 용융한 In 땜납을 도포하고, 백킹 플레이트와 접합시키며, 가압하면서 방치 냉각하여 실온까지 냉각하는 등의 방법에 의해 접합할 수 있다.
이하, 실시예에 의거하여 본 발명을 더 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되지 않는다.
실시예
[실시예 1∼7]
프레이즈 가공이 행해진 Al 타깃재(5N(99.999%), 590×730×8t㎜, Al 타깃; 스미토모 카가쿠 가부시키가이샤 제)를 φ152.4㎜×8㎜의 크기로 절단한 후, 그 스퍼터링면에 절삭유를 도포했다. 스팀 발생 분사 장치(도시바 스팀 세정기 JQ-25; 니혼 덴산 시바우라 가부시키가이샤 제)에 이온 교환수를 공급하여, 스팀을 발생시키고, 상기 장치에 부속품의 건(gun)(스팀 호스 2㎜ 일체형)과 노즐 헤드를 장착하 여, 발생한 스팀을 상기 노즐 헤드로부터 상기 Al 타깃재의 스퍼터링면에 표 1에 기재한 조건으로 분사하여, 세정을 행했다.
그 후, 에어 건(3kgf/㎠)을 사용하여 2O㎝의 거리로부터 타깃재에 에어를 분사하여, 타깃재 표면의 액적을 제거했다. 다음으로, 상기 타깃재를 80℃에서 4시간 건조했다.
건조 후의 상기 Al 타깃재의 스퍼터링면에 잔존하고 있는 유막의 두께를, 글로방전 발광 분석(GDS) 장치(JY-5000RF; 호리바 세이사쿠쇼 제)를 사용하여 측정했다.
또한, GDS에 사용한 것과는 별도의 Al 타깃재를 상기와 동일한 방법 및 조건으로 준비하고, 이 Al 타깃재를, In 땜납을 통하여 구리제 백킹 플레이트와 접합하여, 스퍼터링 타깃을 제작했다.
이 스퍼터링 타깃을 사용하여, 이하의 스퍼터링 조건에서 스퍼터링을 행하고, μ아킹 모니터(랜드마크 테크놀로지사 제)를 사용하여, 아크 검출 전압 100V, 대중(大中) 아크 에너지 경계 50mJ, 중소 아크 에너지 경계 10mJ의 조건에서, 스퍼터링 개시로부터 30분간의 아킹의 발생 횟수를 평가했다.
이들의 결과를 표 1에 정리하여 나타낸다.
<스퍼터링 조건>
장치; DC 마그네트론 스퍼터링 장치, 배기계; 클라이오 펌프, 로터리 펌프
도달 진공도; 4×10-4㎩
스퍼터링 압력; 0.5㎩
투입 전력; 2㎾
[실시예 8∼9]
스팀 발생 분사 장치에 3vol% 에탄올 수용액을 공급하고, 발생한 스팀을 표 1에 나타낸 조건에서 타깃재의 스퍼터링면에 스팀을 분사한 외에는, 실시예 1∼7과 동일하게 행하고, 동일하게 평가했다.
결과를 표 1에 나타낸다.
[참고예 1∼2]
표 1에 나타낸 조건에서 타깃재의 스퍼터링면에 스팀을 분사한 외에는 실시예 1∼7과 동일하게 세정을 행하고, 동일하게 평가했다.
결과를 표 1에 나타낸다.
[비교예 1]
Al 타깃재의 스퍼터링면에 절삭유를 도포한 후, 스팀을 분사하지 않고, 톨루엔을 사용하여 타깃재를 와이핑한 외에는 실시예 1∼7과 동일하게 행하고, 동일하게 평가했다.
결과를 표 1에 나타낸다.
[비교예 2]
Al 타깃재의 스퍼터링면에 절삭유를 도포한 후, 스팀을 분사하지 않고, 30㎫의 압력에서 15℃의 이온 교환수를 타깃재의 스퍼터링면에 60초간 분사한 외에는 실시예 1∼7과 동일하게 행하고, 동일하게 평가했다.
결과를 표 1에 나타낸다.
[비교예 3]
Al 타깃재의 스퍼터링면에 절삭유를 도포한 후, 스팀을 분사하지 않고, 30㎫의 압력에서 15℃의 이온 교환수를 50㎜의 거리로부터 타깃재의 스퍼터링면에 분사한 외에는 실시예 1∼7과 동일하게 행하고, 동일하게 평가했다.
결과를 표 1에 나타낸다.
[비교예 4]
Al 타깃재의 스퍼터링면에 절삭유를 도포한 후, 스팀을 분사하지 않고, 타깃재를, 이온 교환수를 사용한 초음파 세정기(UT-205S; 샤프사 제, 최대 출력 200W)에서 출력 레벨을 80%로 설정하고, 35㎑로 30분간, 초음파 세정 처리한 외에는 실시예 1∼7과 동일하게 행하고, 동일하게 평가했다.
결과를 표 1에 나타낸다.
[비교예 5]
Al 타깃재의 스퍼터링면에 절삭유를 도포한 후, 스팀을 분사하지 않고, 타깃재를, 99.5vol% 에탄올 수용액을 사용한 초음파 세정기(UT-205S; 샤프사 제, 최대 출력 200W)에서 출력 레벨을 80%로 설정하고, 35㎑로 10분간, 초음파 세정 처리한 외에는 실시예 1∼7과 동일하게 행하고, 동일하게 평가했다.
결과를 표 1에 나타낸다.
[비교예 6]
Al 타깃재의 스퍼터링면에 절삭유를 도포한 후, 스팀을 분사하지 않고, 타깃 재를, 99.5vol% 에탄올 수용액을 사용한 초음파 세정기(UT-205S; 샤프사 제, 최대 출력 200W)에서 출력 레벨을 80%로 설정하고, 35㎑로 5분간, 초음파 세정 처리한 외에는 실시예 1∼7과 동일하게 행하고, 동일하게 평가했다.
결과를 표 1에 나타낸다.
[표 1]
아킹 발생 횟수 유막의 두께(㎚) 세정 방법 및 조건
실시예 1 10 1.2 순수 스팀 세정 시간: 3초 거리: 75㎜ 온도: 55℃
실시예 2 8 0.9 순수 스팀 세정 시간: 6초 거리: 50㎜ 온도: 65℃
실시예 3 9 0.8 순수 스팀 세정 시간: 10초 거리: 50㎜ 온도: 65℃
실시예 4 6 0.7 순수 스팀 세정 시간: 15초 거리: 20㎜ 온도: 85℃
실시예 5 8 0.6 순수 스팀 세정 시간: 30초 거리: 50㎜ 온도: 65℃
실시예 6 7 0.4 순수 스팀 세정 시간: 60초 거리: 30㎜ 온도: 75℃
실시예 7 11 1.1 순수 스팀 세정 시간: 6초 거리: 100㎜ 온도: 45℃
실시예 8 6 0.5 에탄올 스팀 세정 시간: 6초 거리: 20㎜ 온도: 85℃
실시예 9 18 1.5 에탄올 스팀 세정 시간: 6초 거리: 120㎜ 온도: 40℃
참고예 1 25 2.0 순수 스팀 세정 시간: 6초 거리: 150㎜ 온도: 35℃
참고예 2 60 3.0 순수 스팀 세정 시간: 6초 거리: 200㎜ 온도: 25℃
비교예 1 89 4.0 톨루엔에 의한 와이핑 세정
비교예 2 92 4.0 순수 유수(流水) 세정 시간: 60초 수온: 15℃ 압력: 30㎫
비교예 3 58 3.0 순수 고압 세정 시간: 60초 거리: 50㎜ 수온: 15℃ 압력: 30㎫
비교예 4 15 1.6 순수 초음파 세정 시간: 30분
비교예 5 30 1.9 에탄올 초음파 세정 시간: 10분
비교예 6 34 2.5 에탄올 초음파 세정 시간: 10분
* 표 1 중, 순수라는 것은 이온 교환수를 의미하고, 각 스팀 세정의 시간은 타깃재 100㎜×100㎜당 접촉 시간을 의미하며, 온도는 스팀의 도달 온도를 의미한다.
표 1로부터, 타깃재에 스팀을 분사하여 세정한 경우에는, 모두 비교예 1의 톨루엔 와이핑 세정과 비교하여, 유분의 제거 효과가 높은 것을 알 수 있다. 또한, 실시예 1∼9로부터, 스팀의 도달 온도가 40℃ 이상이면, 또한 스팀에 유기용제가 포함되어 있으면, 유분의 제거 효과가 더한층 높아지고, 그에 따라 아킹 발생의 억제 효과도 현격하게 높아지는 것을 알 수 있다.
한편, 비교예 2의 이온 교환수를 사용한 유수(流水) 세정 및 비교예 3의 고압수 세정에서는, 60초간 처리를 행하고 있음에도 불구하고, 유분의 제거 효과가 낮아, 아킹을 효과적으로 억제하고 있지 못함을 알 수 있다.
또한, 비교예 4∼6의 초음파 세정에서는, 유분의 제거 효과 및 아킹 발생의 억제 효과가 인정되지만, 스팀 세정과 비교하면 처리 시간이 5∼10분간으로 길어, 생산 효율이 떨어진다. 또한, 초음파 처리를 하는 데에는 타깃재를 침지(浸漬)하는 욕조가 필요하여, 대형의 타깃재를 세정하는 것은 곤란하며, 또한 유기용제를 사용할 경우에는 욕조에 다량의 유기용제를 공급할 필요가 있기 때문에, 안전상 및 환경상의 관점에서 바람직하지 않다. 이에 대해, 스팀 세정은 타깃재 표면에 단시간, 스팀을 접촉시키면 되어, 생산 효율이 우수할 뿐만 아니라, 유기용제를 사용하는 경우일지라도, 소량이면 된다는 이점이 있다.
또한, 표 1에 나타낸 데이터에 의거하여, 타깃재에 부착되어 있던 유막의 두께와 아킹 발생 횟수를 양축으로 채용하여 그 관계를 조사한 경우, 도 1에 나타낸 바와 같이 양자의 사이에는 명확한 상관이 인정되었다.

Claims (13)

  1. 유분(油分)의 존재 하에서 절삭가공이 행해진 스퍼터링 타깃재(材)로서, 스퍼터링 전의 상기 타깃재 표면에 부착되어 있는 유막(油膜)의 두께가 0nm를 초과하여 1.2㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타깃재.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 타깃재가 금속 타깃재 또는 합금 타깃재인 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타깃재.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 유막의 두께가 1.0㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타깃재.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 스퍼터링 타깃재와 백킹 플레이트(backing plate)를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타깃.
  5. 타깃재의 표면에 스팀을 접촉시켜, 상기 타깃재 표면을 세정하는 세정 공정을 갖고,
    상기 스팀의 온도가, 85℃ 이하인 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타깃재의 제조 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 세정 공정이 상기 타깃재의 표면 100㎜×100㎜당 3초간 이상, 40℃ 이상의 온도의 스팀을 접촉시켜 상기 타깃재 표면을 세정하는 공정인 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타깃재의 제조 방법.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 스팀이 물, 유기용제, 및 이들의 혼합물 중 어느 하나를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타깃재의 제조 방법.
  8. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 타깃재가 유분의 존재 하에서 절삭가공이 행해진, 금속 타깃재 또는 합금 타깃재인 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타깃재의 제조 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 타깃재가 유분의 존재 하에서 절삭가공이 행해진, 금속 타깃재 또는 합금 타깃재인 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타깃재의 제조 방법.
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