KR20000062351A - 고 순도 동 스퍼터링 타겟 생성 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고 순도 동 스퍼터링 타겟에 관한 것이다. 본 발명은 확산 결합 단일 구조를 생성하기 위하여, 용해 및 캐스팅을 피하고, 고 순도의 동판 세그먼트의 스택 구조, 가열, 단조 및 단련 등을 포함하고 있다.

Description

고 순도 동 스퍼터링 타겟 생성 방법 { Method of Making High Purity Copper Sputtering Targets }

본 발명은 고 순도 동 스퍼터링 타겟의 생성 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 캐스팅 기법을 포함하지 않은 고 농도 동 스퍼터링 타겟을 생성하는 방법에 관한 것이다.

본 발명은 캐스팅 공정을 거치지 않고 고 순도의 동 스퍼터링 타겟을 생성하는 방법을 제공한다.

도 1은 본 발명에 관련된 흐름도

마그네트론 스퍼터링 기법은 기판 상의 금속 또는 세라믹 층을 구성하는 데에 사용하는 공지의 방법이다. 스퍼터링 타겟은 "스퍼터하기 위한", 즉 대상 기판 내에 생성되기 위한 물질의 스퍼터링 타겟 표면을 포함하고 있다. 알려진 바와 같이, 마그네트론 스퍼터링 기법 및 스퍼터링 타겟은 스퍼터링하기 위하여 사용되어 지고 있다.

동 스퍼터링 타겟을 생성하는 일반적인 방법은 용해 및 정 캐스팅 또는 연속적인 캐스팅을 포함하고 있다. 용해 및 캐스팅 공정은 고가의 장비의 사용을 필요로 하고 있다. 더욱이, 동판 용해를 포함하는 공정은 불순물의 흡입에 대한 기회를 증가시키고 있으며, 또한 고 순도의 동판 타겟을 생성하는 것이 어렵다. 일반적으로, "고 순도"라는 것은 99.99% 이상의 순도를 의미하며, 또한 바람하게는 최소 99.9999%의 순도를 의미하고 있다.

고 농도의 동판을 생성하기 위한 전기 도금 공정에 의한 동판 제련 방법이 공지의 방법이다. 일반적으로, 전기 도금 공정에서 동판은 전해질 내에서 평평한 층으로 균일성을 유지하여야 한다. 그러나, 전기도금 전해조는 전해조 조건이 불안정한 상태에 있고, 또한 구리의 성장점이 마디 형상의 가지 모양으로 변질 되기 전에 단지 제한된 최대 시간에 대해서만 사용될 수 있을 뿐이다. 상기의 문제점은 길고, 느린 침전 시간을 사용함으로서 피할 수 있으나, 상기의 방법은 비용의 추가라는 문제점을 내포하고 있다. 고 순도 동 스퍼터링 타겟은 스퍼터링 타겟을 형성하기 위한 충분히 큰 잉곳 내애서 깨끗하고, 용해되어 있고, 캐스팅된 전기 침전된 동판에 의해서 생성될 수 있다는 것을 확인할 수 있다.

본 발명에 따른 고 순도 동 스퍼터링 타겟 생성 방법에서의 생성된 타겟은 각각의 세그먼트가 결합면을 갖고 있는 것처럼 전기침전에 의해서 생성된 고 순도의 동판의 복수 개의 세그먼트를 제공하는 것을 포함한다. 결합 면은 청결하여야 되고 청결한 세그먼트들은 스택 내에 적층되어 진다. 적층된 세그먼트들은 어셈블리 형태의 위치에 고정되며, 이에 따라 스택의 두께가 감소됨에 따라 내부 비활성 기체 내에서 가열되고 연마되어진다. 연마되어진 어셈블리는 단련 과정을 거치고, 확산 결합 구조를 포함하는 단일 구조가 생성되어 진다. 결과적으로 단일 구조가 동판 타겟 내에 제조되어 질수 있거나 또는 변형될 수 있고, 특정 요구된 작은 구조 및 텍스처를 개발하기 위하여 가열 작업을 행하고, 이에 따라 스퍼터링 타겟 내에서 제조될 수 있다.

본 발명은 제조 공정 중에 발생되는 금속의 용해 및 캐스팅의 필요성을 피하기 위한 고 순도의 동 스퍼터링 타겟을 생성하는 또 다른 방법을 제공한다. 따라서, 고 순도의 스퍼터링 타겟은 불순물의 혼합에 대한 부가적인 위험 및 일반적으로 용해 및 캐스팅 공정에 사용되는 고가의 장비없이 생성될 수 있다.

본 발명에 따른 공정의 상세한 설명은 다음과 같다. 많은 수의 고 순도의 동판을 생성하고, 바람직하게도 고 순도의 동판은 전기 도금에 의해서 생성된다. 상기의 고 순도의 동판은 동판이 평면 층 내에 충분히 균일하게 침전되기 위하여 음극의 침전에 의해서 얻어진다. 따라서, 각각의 동 음극판의 표면은 적절한 두께, 즉 1/8인치의 두께로 규격화되고, 세그먼트를 청결하게 하고, 스택 내에 진공 상태로 적층한 후에 적절한 크기의 세그먼트로 자른다. 상기에 설명한 바와 같이, 규격화된 음극 판은 양 면이 약 0.2 인치의 두께로 규격화하기 위한 균일한 사각형 모양으로 자른다. 따라서, 사각형 모양은 청결하게 청소하고, 희석한 염산 액을 사용하여 에칭하고, 물로 헹구어 낸 후 공기총 등을 사용하여 녹과 얼룩 등을 방지하게 위하여 건조시킨 후 메탄올로 다시 헹구어 낸다.

다음으로, 고 순도의 동판 세그먼트의 스택을 스택을 통한 구멍을 뚫은 후 홀 내에 고 순도의 구리 핀을 사용하여 서로 고정시킨다. 바람직하게도, 구멍 뚫는 작업은 청결하게 청소하기 전에 수행되고, 청결하게 청소된 구리 핀들은 스택을 서로 지지하기 위하여 사용되어 진다.

다음으로, 적층된 고 순도의 동 세그먼트의 어셈블리는 온도를 상승시키기 위하여, 즉 약 932℉의 온도로 상승시키기 위하여, 바람직하게도, 비활성 가스 기체 내에서 가열되어 지고, 어셈블리의 두께를 원래의 스택의 높이보다 약 1/2로 감소하기 위하여 연마되어 진다. 연마 어셈블리는 확산 결합 단일 구조를 생성하기 위하여 비활성 가스 기체 내에서 약 24시간동안 932℉로 단련되어 진다. 냉각시킨 후, 동판 구조는 일정 크기로 잘라지며, 직접 동판의 스퍼터링 타겟을 생성하거나 또는 변형될 수 있고, 특정 요구된 작은 구조 및 텍스처를 개발하기 위하여 가열 작업을 행한다.

상기에 기술한 변형 예에서와 같이, 고 순도의 동판 세그먼트는 진공 상태로 되기 전에 적층되어 질 수 있고, 금속 호일 또는 적절한 보호막 내에서 적층되어지는 것에 의해서 서로 고정된다. 적층된 고 순도의 동판 세그먼트의 고정된 어셈블리는 약 500℃±50℃의 온도로 가열된 연마 프레스의 1/2톤의 무게에서 원래의 높이보다 1/2로 감소하기 위하여 연마되어 진다. 바람직하게도, 세그먼트를 보호하기 위한 보호 재료 층 또는 판은 스택 상부와 하부에 위치되어 질 수 있다. 또한, 뒤따르는 단련 공정은 단일 구조의 롤을 약 70%에서 90%까지 열을 냉각시키기 위하여 수행되어 지고, 그 결과 기대되는 야금 특성을 얻기 위하여 가열 공정이 행해진다.

고 순도의 동판 세그먼트를 형성하기 위해서 또 다른 방법으로서는 전기 침전에 의해서도 수행할 수 있다. 예를 들면, 뜨겁게 압축된 세그먼트와 소결된 고 순도의 동판은 본 발명의 범위 내에서 사용되어 질 수 있다.

바람직하게도, 다양한 변경 및 수정은 본 발명을 벗어나지 않고 생성할 수 있다.

Claims (4)

1. 각각의 세그먼트들은 결합 포면을 갖고 있는 다양한 고 순도의 동판 세그먼트를 제공하는 방법과;

   결합 평면을 청결하게 청소하는 방법과;

   서로 인접한 결합 평면을 갖는 스택 내에서 세그먼트를 배열하는 방법과;

   적층된 세그먼트들은 어셈블리로 구성하기 위한 위치에 고정시키는 방법과;

   스택의 두께를 줄이기 위하여 비활성 기체 내에서 어셈블리를 가열하고 연마하는 방법과;

   확산 결합 단일 구조를 얻기 위하여 연마된 어셈블리를 단련하는 방법을 포함하는 것을 특징으로 하는 고 순도의 동 스퍼터링 타겟을 생성하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 적층된 세그먼트는 스택의 관통된 최소한 한개의 구멍이 뚫려 있으며, 고 순도의 구리 핀을 적층된 세그먼트를 고정하기 위한 구멍 내에 삽입함으로서 고정되어지는 것을 특징으로 하는 고 순도의 동 스퍼터링 타겟을 생성하는 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 연마되어지고 단련된 어셈블리를 스퍼터링 타겟의 요구하는 모양 및 크기를 얻기 위하여 냉각시키고 제조하는 방법을 포함하는 것을 특징으로 하는 고 순도의 동 스퍼터링 타겟을 생성하는 방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 고 순도의 구리는 전기도금에 의해서 생성되어 지는 것은 특징으로 하는 고 순동의 동 스퍼터링 타겟을 생성하는 방법.