KR20010032706A

KR20010032706A - 산화물 소결체 스팟터링 타겟트 조립체

Info

Publication number: KR20010032706A
Application number: KR1020007005995A
Authority: KR
Inventors: 이시즈카케이이치
Original assignee: 야마모토 기미찌; 가부시키 가이샤 닛코 마테리알즈
Priority date: 1998-10-06
Filing date: 1999-09-28
Publication date: 2001-04-25
Also published as: KR100332476B1; CN1238552C; CN1287578A; JP2000119847A; TW448237B; JP3076311B2; WO2000020654A1

Abstract

마그네트론 스팟터링용 산화물 소결체 타겟트 조립체에 있어서, 중앙의 비(非) 에로우죤부에는 산화물 소결체가 존재하지 않고, 이 중앙의 비 에로우죤부의 백킹 플레이트(Backing Plate)의 면은 전기 타겟트재를 구성하는 원소, 또는 전기 타겟트재를 구성하는 원소를 포함하는 납땜재(材)로 피복되어 있고, 타겟트의 가장 스팟터되기 쉬운 부분의 두께가 비 에로우죤부에 비해서 두터운(肉厚) 레이스 트랙

(Race track) 형상이 되도록 분할된 산화물 소결체 타겟트의 각 부분이 조합되어 있으며, 국부적 에로우죤에 대응할 수 있는 효율적인 스팟터링을 가능하게 한다.

Description

산화물 소결체 스팟터링 타겟트 조립체{SPUTTERING TARGET ASSEMBLY OF OXIDE SINTERED BODY}

투명도전막형성용(透明導電膜形成用) ITO, ZnO계, In₂O₃- ZnO 계, MgO 계 등의 박막은 액정 디스플레이, 터치패널, EL 디스플레이 등을 중심으로 한 표시 디바이스의 투명 전극으로서 널리 사용되고 있다. 많은 경우 ITO 등의 투명도전막형성용 산화물 박막(薄膜)은 스팟터링에 의해서 형성된다.

스팟터링 장치의 개발 당초는 2 극식(極式) 스팟터링 장치가 사용되었다. 그러나, 이런 2 극식 스팟터링 장치는 인가(印加) 전압이 높으며, 또한 기판 온도가 상승하여 성막(成膜) 속도가 낮다는 등의 결점을 가지고 있었다. 그 때문에 3 극식 이나 4 극식 스팟터링 장치 등의 연구가 행해졌고 고주파 스팟터링 장치 등이 개발되었지만, 충분한 것은 아니었다.

이러한 것으로부터 최근에는 타겟트의 뒤쪽에 마그넷(magnet)을 배치(配置)하여 이 마그넷으로부터 발생하는 자속(磁束)에 의해 플라즈마를 구속(拘束)하고, 전리(電離)한 이온 가스를 타겟트에 집속(集束)시켜 스팟터 효율을 높인 마그네트론 스팟터링 장치가 개발되었다. 이것이 현재의 ITO 박막 등의 투명도전막(透明導電膜) 형성용 스팟터링 장치의 주류가 되고 있다.

이 마그네트론 스팟터링 장치는 고속과 동시에 저온으로 성막할 수 있지만, 자장(磁場)에 의해서 플라즈마가 가두어지기 때문에, 스팟터 이온 가스가 타겟트의 일정 부분에만 집중하므로 이것에 의해 타겟트가 국부적(局部的)으로 침식되는 현상이 발생했다.

일반적으로 이러한 국부적(局部的)인 침식부를 에로우죤부라고 부르고 있지만, 이와 같이 에로우죤부가 국부적인 경우, 타겟트의 대부분이 사용되지 않고 남는 부분이 있다는 결점이 있다.

즉, 스팟터링에 의한 침식부분이 백킹 플레이트(backing plate) 의 근방위치(어느 깊이) 에 달한 경우에 그 타겟트의 수명이 다하여지므로 교환할 필요가 있다. 바꾸어 말하면, 국부적 에로우죤 부(部)가 진행되면 그 국부적 에로우죤부가 타겟트 전체의 수명을 결정하여 버린다는 결과가 되는 것이다.

투명 도전막을 형성하는 ITO 등의 타겟트는 대면적(大面積)인 것이 많기 때문에, 상기한 바와 같은 국부적인 에로우죤은 타겟트의 사용 효율을 크게 저하시키는 원인이 되었다.

이러한 문제를 해결하고자 마그네트론 스팟터링용 세라믹스 타겟트를 에로우죤 영역과 비(非)에로우죤 영역으로 나눠, 에로우죤 영역의 재료는 두텁게, 비 에로우죤 영역은 얇게 형성하는 일체형의 타겟트가 제안되었다. (특개평 6 - 172991호 공보). 또한, 에로우죤 영역에 집중적으로 재료를 배치한 도너츠형의 투명 도전막용 스팟터링 타겟트의 제안도 있었다. (특개평 1 - 290764호 공보)

상기 2종의 개량형 타겟트는 국부적인 침식부의 타겟트의 두께를 증가시켜, 타겟트의 수명을 연장시키는 의미에서 그 나름대로의 효과는 있지만, 타겟트가 일체형임에도 불구하고 중심부나 가장자리부(緣部)에 단차(段差)를 형성할 필요가 있기 때문에 제조공정, 즉 가압소결(加壓燒結)이나 연삭(硏削) 등의 가공 공정 도중에 균열이 발생할 우려가 있다. 따라서, 이들은 비교적 소형의 타겟트에는 효과가 있지만 대면적(大面積)을 필요로 하는 타겟트에는 맞지 않다는 결점이 있었다.

또한, 분할형의 마그네트론 스팟터링용 타겟트로서 주위에 두터운(肉厚) 도너츠형 타겟트를, 중심부에 얇은(薄肉) 원반 타겟트를 형성하는 제안도 있다. (특개평 3 - 287763 호 공보).

그러나, 이러한 경우 분할이라는 구상은 주로 내부의 원반 타겟트와 도너츠형 타겟트의 사이에서만 에로우죤 영역에 배치(配置)되는 도너츠형 타겟트가 일체형인 이상, 이러한 형상의 대형 타겟트의 제조는 어렵다라고 하는 상기와 같은 문제가 있다.

본 발명은 스팟터 성능에 영향을 주는 일이 없이 ITO, ZnO 계, In₂O₃- ZnO 계, MgO 계 등의 산화물 소결체로 이루어지는 고가(高價)인 타겟트 원료의 사용량을 절감할 수 있고, 또한 일체(一體)로 성형이 곤란한 대형품을 용이하게 제조할 수 있는 산화물 소결체 스팟터링 타겟트 조립체(組立體)에 관한 것이다.

제1도는 본 발명의 ITO 등의 산화물 소결체 스팟터링 타겟트 조립체의 외관설명도이다. 제2도는 본 발명의 타겟트의 두터운 부분, 즉 레이스 트랙의 단면형상의 여러가지 예를 나타내는 개략설명도 (a)∼(c)이다. 제3도는 상기의 (d)∼(f)이다. 제4도는 상기의 (g)∼(i)이다. 제5도는 평판상(平板狀)의 타겟트를 스팟터한 경우의 에로우죤 프로 파일과 본 발명의 사다리꼴의 두터운 부분을 갖는 타겟트의 프로파일을 나타내는 타겟트 단면의 설명도이다. 제6도는 각부(角部)가 완만한 곡면이 되도록 R 로 하여, 경사부를 곡면화(曲面化)한 예를 나타내는 설명도이다.

(발명의 개시)

본 발명은 마그네트론 스팟터링에 의한 국부적 에로우죤에 대응할 수 있는 효율적인 스팟터링을 가능하게 하고, 스팟터 성능에 영향을 주는 일이 없이 ITO 등의 산화물 소결체의 고가(高價)인 타겟트 원료의 사용량을 가능한한 절감하고, 또한 일체(一體)로 성형(成形)이 곤란한 대형품을 용이하게 제조할 수 있는 ITO 등의 산화물 소결체 스팟터링 타겟트 조립체를 제공한다.

즉, 본 발명은

1. 마그네트론 스팟터링용 산화물 소결체 타겟트 조립체에 있어서, 중앙의 비

(非)에로우죤부에는 산화물 소결체가 존재하지 않고, 이 중앙의 비 에로우죤

부의 백킹 플레이트의 면은 전기 타겟트재를 구성하는 원소, 또는 전기 타겟

트재를 구성하는 원소를 포함하는 납땜재(材)로 피복되어 있고, 타겟트의 가

장 스팟터되기 쉬운 부분의 두께가 비 에로우죤부에 비하여 두터운(肉厚)

레이스 트랙(race track) 형상이 되도록 분할된 산화물 소결체 타겟트의 각

부분이 조합되어 있는 것을 특징으로 하는 산화물 소결체 스팟터링 타겟트

조립체

2. 산화물 소결체 타겟트 조립체는 평면적으로 보아 구형(矩形)의 양단부분(兩

端部分)과, 그 사이에 배치된 한쌍(一對) 또는 복수쌍(複數對)의 평행부분으

로 이루어지며, 이들의 양단부분(兩端部分)과 평행 부분과의 사이에 산화물

소결체가 존재하지 않는 중앙의 비 에로우죤부를 구비하고 있는 것을 특징으

로 하는 상기 1 에 기재한 산화물 소결체 스팟터링 타겟트 조립체

3. 구형(矩形)의 양단부분(兩端部分)은 각각 마제형(馬蹄形: 말굽형)의 두터운

부분(肉厚部)과 그 주위의 얇은 부분(薄肉部)을 구비해, 평행 부분에 형성된

두터운 부분과 얇은부분은 산화물 소결체 타겟트 조립시에, 전기 마제형의 두

터운 부분과 얇은 부분의 단부의 각각에 정렬하여 레이스 트랙 형상이 되는

것을 특징으로 하는 상기 2 에 기재된 산화물 소결체 스팟터링 타겟트 조립체

4. 두터운 부분의 단면형상은 대략 사다리꼴이고, 그 사면(斜面)의 평균경사도

가 5°이상 90°미만인 것을 특징으로 하는 상기 1 ∼ 3 의 각각에 기재된

산화물 소결체 스팟터링 타겟트 조립체

5. 두터운 부분과 얇은 부분과의 사이 또는 두터운 부분의 가장자리에, 직사면

(直斜面), 상호면(上弧面), 하호면(下弧面) 또는 이들의 조합 또는 이들과

평면 또는 수직면과의 조합으로부터 선택한 적어도 1종의 연속 또는 불연속

의 사면(斜面)을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 상기 1 ∼ 4 에 기재된

산화물 소결체 스팟터링 타겟트 조립체

6. 수평면, 사면(斜面), 호면(弧面), 수직면의 각 교차점이 되는 능부분(稜部分

)또는 각부(角部)가 R 0.l mm 이상으로 면취(面取)되어 있는 것을 특징으로

하는 상기 5 에 기재된 산화물 소결체 스팟터링 타겟트 조립체

7. 평판상(平板狀)의 타겟트를 스팟터한 경우의 에로우죤 프로 파일과 대략 사

다리꼴의 두터운 부분을 갖는 타겟트의 사면(斜面)과의 가상(假想) 교차점

과, 이 두터운 부분의 정상면(頂上面) 으로부터의 거리가 5 mm 이하인 것을

특징으로 하는 상기 5 또는 6 에 기재된 산화물 소결체 스팟터링 타겟트 조

립체

8. 스팟터 표면의 중심선 평균 표면거칠기(表面粗度) Ra 가 4 μm 이하, 타겟

트의 상대밀도가 80 % 이상이고, 또한 타겟트의 밀도 분포가 0.04 % 이내인

것을 특징으로 하는 상기 1 ∼ 7 의 각각에 기재된 산화물 소결체 스팟터링

타겟트 조립체

, 를 제공한다.

(발명의 실시 형태)

산화물 소결체로 이루어지는 스팟터링 타겟트 조립체(부품)의 제조시에, 예컨데 ITO 소결체에 기초하여 설명하면, 평균입경(平均粒徑)이 2 μm 의 산화인듐분(粉)과 같은 입경(同粒徑)의 산화주석분(粉)을 중량비 90 : 10 이 되도록 칭량(稱量)하여, 이것에 성형용 바인더(binder)를 가하여 균일하게 혼합한다. 다음으로 이 혼합 분(粉)을 금형(金型)에 충전(充塡)하여, 가압성형한 후 고온에서 소결하여 얻는다.

일반적으로 ITO 타겟트는 70 중량 % 이상의 산화인듐과 산화주석을 주성분으로 하지만 투명 도전막의 도전성 또는 투명도를 향상시키기 위하여, 상기 성분 이외에 제 3 성분을 첨가해도 좋다. 상기 ITO 스팟터링 타겟트 조립 부품의 산화인듐분(粉)과 산화주석분(粉)의 입경 및 배합비율은 일례를 나타내는 것으로, 본 발명은 이것에 제한되는 것은 아니다.

또한 본 발명에 있어서는 통상의 ITO 뿐만 아니라 ZnO 계, In₂O₃- Zn0 계, Mg0계 등의 산화물 소결체 타겟트 재료의 모두에 적응할 수 있는 것으로서 본 발명은 이들 모두를 포함한다.

상기한 예를 다시 이어 설명하면, 상기한 바와 같이 하여 얻은 ITO 스팟터링 타겟트 소결체를 평면연삭선반(平面硏削般)으로 연삭하여 ITO 타겟트 조립부품의 소재로 한다.

다듬질 공정에서는 ITO 타겟트 조립체 부품의 표면을, 샌드페이퍼(sandpaper), 연마포(硏磨布) 등을 사용하여 연마하여 매끈하게 한다. 이 다듬질 공정에 있어서 샌드브라스트(sand blast) 처리를 사용해도 좋다. 예컨대, 브라스트 재료로서 유리 비즈(beads), 알루미나 비즈 또는 지르코니아 비즈 등을 사용함에 따라 타겟트 표면의 엣지(edge)를 갖는 요철(凹凸)을 줄이고, 또한 이들 요철사이의 연삭설(硏削屑)을 제거하는 것이 가능하다.

다음에, 에어브로우(air blow) 혹은 유수세정(流水洗淨) 등의 청정(淸淨)처리를 행한다. 초음파 세정을 사용할 수도 있다. 또한, 스팟터면에 부착되어 있는 입자를 점착(粘着) 테이프를 벗김과 동시에 제거하는 방법 (테이프 박리법) 을 사용하여도 좋다.

이와 같이 하여 제작된 ITO 스팟터링 타겟트 조립체의 외관을 제1도에 나타낸다. ITO 타겟트 조립부품 1 을 평면적으로 보아 구형의 양단부분 3 과, 그 사이에 배치(配置)된 한쌍(一對) 또는 복수쌍(複數對)의 평행 부분 4 로 구성하며, 이들 구형의 양단부분 3 과 평행부분 4 와의 사이에 ITO 가 존재하지 않는 중앙의 비 에로우죤부가 형성되도록 조립한다. 이 조립체의 레이스 트랙의 평면 형상은 거의 타원형상을 보인다.

ITO 타겟트 조립체 1 은 평행부분 4 가 한쌍(一對)일 때는 양단부분 3 을 포함시켜 합계로 4 개의 부품으로 이루어지며, 또한 평행부분 4 가 두쌍(二對)일 때는 합계로 6 개의 부품의 조립체로 구성된다. 평행부분 4 는 다시 그 이상의 복수쌍의 조립부분으로 구성할 수 있다.

이와 같이 같은 형(同形) 의 평행부분 4 를 단순히 늘리는 것만으로, 길고 대형의 ITO 타겟트 조립체를 얻을 수 있다. 레이스 트랙을 일정한 곡율로 만곡시키는 것도 가능하지만, 이 경우의 조립체는 그 곡율에 맞춘 타원형으로 제한된다.

백킹 플레이트 2 상(上)에 금속 In 납땜 7 을 전체면에 실행하고, 그 위에 전기 ITO 타겟트 조립체 1 을 얹어 접합한다. 따라서, ITO 가 존재하지 않는 중앙의 비 에로우죤부에는 금속 In 납땜 7 이 노출되는 구성이 된다.

금속 In 납땜 7 을, 접합하는 ITO 타겟트 조립체 1 의 배면(背面)에만 실행하는 경우에는 백킹 플레이트 2 의 노출면에 다른 금속 In 을 피복한다.

상기한 바와 같이, 백킹 플레이트 2 에 금속 In 납땜 7 을 전체면에 실행하는 경우에는, 접합과 중앙의 비 에로우죤부에 금속 In 의 피복이 한번에 끝나기 때문에 공정이 간단하게 되는 특징을 가진다.

이것에 의해서, 중앙의 비 에로우죤부에는 고가(高價)인 ITO 가 존재하지 않기 때문에, 원료 비용을 대폭 감소할 수 있다. 그리고, 만일 중앙의 비 에로우죤부가 스팟터된 경우라도 금속 In 이 날아온 것이기 때문에 이것이 ITO 성막의 오염원이 되는 경우는 없다.

또, 성막조건 (박막의 종류) 에 따라서는 다른 납땜재를 사용하는 것도 가능하다. 즉, 중앙의 비 에로우죤부에는 타겟트재를 구성하는 원소 또는 타겟트재를 구성하는 원소를 함유하는 납땜재를 사용할 수 있다. 이와 같이, 이들 납땜재는 스팟터링에 의해서 형성된 막이 오염 되지 아니하는 재료를 사용해야하는 것이 조건이 되므로, 그 조건을 만족한다면 재료로서 특별히 제한되는 것은 없다.

ITO 타겟트 조립체 1 의 구형(矩形)의 양단 부분 3 은 각각 마제형의 두터운 부분 5 와 그 주위의 얇은부분 6 을 구비하고 있다. 평행부분 4 에도 마찬가지로 평행한 두터운 부분 5와 그것을 끼워서 얇은부분 6 을 가지며, 평행부분 4 의 ITO 타겟트 조립시에, 양단부분 3 의 전기 마제형의 두터운 부분 5 와 얇은부분 6 의 단부 및 평행부분 4 의 두터운 부분 5 와 얇은부분 6 의 단부, 또한 평행부분 4 의 두터운 부분 5 와 얇은부분 6 의 단부(端部)끼리가 각각 정렬되어 무단상(無端狀)의 레이스 트랙을 형성한다.

ITO 타겟트 조립체 1 의 양단부분 3 은 마제형의 두터운 부분 5 와 그 주위의 얇은부분 6 은 전체로서, 평면적으로 보아 거의 구형(矩形)이기 때문에 가공이 용이하고, 이 양단부분 3 의 분말성형용금형(粉末成形用金型)도 적어도 1 개면 된다는 이점이 있다.

또한, 도면에 도시한 바와 같이 비교적 콤팩트한 형상을 갖기 때문에, 소결이나 취급시에 균열이 발생하는 일이 없고, 가공 생산율이 대폭 향상된다.

ITO 타겟트 조립체 l의 한쌍 또는 복수쌍에서 제작되는 평행부분 4 도 기본적으로는 같은 형상으로 할 수 있다. 상기 양단부분 3 과 같이 분말 성형용 금형도 최소 1개면 되고, 소결이나 취급시에 균열이 발생하는 일이 없고, 가공 생산율도 대폭 향상된다.

상기에서도 설명한 바와 같이, 여기서는 ITO 타겟트 조립체에 관하여 설명했지만, 산화물 소결체 타겟트 재료 전반에 적용할 수 있는 것은 말할 것도 없다.

또한, 상기에 서술한 백킹 플레이트 및 중앙의 비 에로죤부에 적용하는 납땜재는, 이들의 산화물 소결체 타겟트 재료의 종류에 따라서 적의 선택할 수 있다.

두터운 부분 5 즉 레이스 트랙의 단면 형상은 대략 사다리꼴이고, 그 양사면(兩斜面) 8 은 5°이상 90°미만, 바람직하게는 10°이상 60°이하, 보다 바람직하게는 15°이상 45°이하의 각도로 하는 것이 좋다. 타겟트의 가장 스팟터되기 쉬운 부분, 즉 두터운 부분 5 가 집중적으로 스팟터링된다.

그리고 전기 경사면 8 에 있어서도 대부분이 에로우죤부가 되나, 두터운 부분 5 보다 에로우죤의 양은 적고, 가장자리부근에 접근함에 따라 그 양은 감소한다.

이와 같이, 경사면은 에로우죤의 국소적 진행을 완화할 수 있다. 얇은부분 6 도 스팟터되는 경우도 있지만 그 양은 적다. 얇은부분 6 의 폭은 스팟터 되는 영역의 안전을 예상하여 설계한다.

타겟트의 두터운 부분이 대략 사다리꼴인 단면 형상을 제2도 (a) 에 나타낸다. 중앙이 두터운 부분, 양단이 얇은부분으로 되어 있다. 본 발명의 다른 예인 타겟트의 레이스 트랙의 단면형상을 제2도 (b)∼(c), 제3도 (d)∼(f) 및 제4도 (g)∼(i) 에 나타낸다.

제2도 (b) 의 타겟트의 두터운 부분의 정상면(頂上面)(上面)은 평탄하고, 사면(斜面)(直斜面)은 타겟트의 가장자리까지 연속적으로 경사져 있다. 이와 같이 사면 또는 원호면이 타겟트의 가장자리까지 이어지는 것은, 얇은부분을 형성하지 않아도 좋지만, 더욱 안전을 예상하여 사면 또는 원호면의 주위에 얇은부분을 형성해도 좋다.

제2도 (c) 에 나타낸 타겟트의 두터운 부분의 정상면은 평탄하고, 양단부(兩端部)는 상호면(上弧面)에서 연속적으로 경사져 타겟트의 가장자리까지 완만히 이어져서 거기를 종점(終點)으로 한다.

제3도 (d) 에 나타낸 타겟트의 양단부는, 도중의 수평면을 끼워서 직사면이 2단으로 형성되어 있다. 이와 같이 단차(段差)가 있는 것은 도면에 표시한 바와 같이, 불연속적인 사면을 형성한다.

제3도 (e) 에 나타낸 타겟트의 두터운 부분의 정상면은 평탄하고, 양단부는 타겟트의 가장자리까지 연속적으로 경사하는 사면(직사면)을 가진다.

제3도 (f) 에 나타낸 타겟트의 두터운 부분의 정상면은 평탄하고, 양단부는 하호면(下弧面)에서 타겟트의 가장자리까지 연속적으로 이어져 있다.

제4도 (g) 에 나타낸 타겟트의 단면은 철형(凸型)의 상호면(上弧面)이고, 평탄부는 없이 타겟트의 외단(外端)까지 이어져 있다.

제4도 (h) 에 나타낸 타겟트의 단면은 두터운 부분으로부터 얇은부분까지 단계적(이 경우는 2단)으로 감소하고 있는 예를 나타낸다. 각 단의 접합은 수직면을 가지는 예이다.

제4도 (i) 에 나타낸 타겟트의 단면은 두터운 부분으로부터 얇은부분까지 경사면과 수직면으로 결합한 불연속면을 갖는 예이다.

제2도 ∼ 제4도의 (b)∼(g) 는, 어느경우에도 두터운 부분이 사다리꼴 이외의 다른 예(사다리꼴에 근사(近似)한 것을 포함한다)를 보이고 있다. 타겟트의 두터운 부분, 얇은부분, 또한 이들 사이의 경사부(면)은 상기 직사면, 상호면(上弧面), 하호면(下弧面) 또는 이것들의 조합 또는 이들과 평면 또는 수직면과의 조합으로부터 선택한 적어도 1종의 연속 또는 불연속인 면을 사용하여 적의 작성할 수 있다.

제2도 ∼ 제4도의 (a)∼(g) 에 나타낸 타겟트의 사면과 두터운 부분 또는 얇은부분와의 접합부(각부:角部)의 세밀한 부분은 표시하지 않았지만 이들의 각이 급격이 높으면 타겟트 재료의 성형 또는 소결시에 얼룩이 생기는 경우가 있고, 또한 취급 작업중에 파손의 우려가 있기 때문에 제6도에 도시한 바와 같이 각부(角部)를 완만한 곡면이 되도록 작성하는 것이 바람직하다.

제6도는 그 대표예로, 각을 R 로 하여 경사부를 곡면화한 예이다. 도면중의 사선부는 타겟트재(材)를 나타낸다. 이와 같이, 수평면, 사면, 호면, 수직면의 각 교차점이 되는 능부분(稜部分) 또는 각부(角部)를 R 0.l mm 이상으로 면취(面取)하는 것이 상기한 바와 같은 결점의 방지에 효과적이다.

제5도에 평판상(平板狀)의 타겟트를 스팟터한 경우의 에로우죤 프로 파일과 본 발명의 사다리꼴의 두터운 부분을 갖는 타겟트의 프로 파일을 나타내는 타겟트 단면 설명도를 나타낸다.

제5도에 있어서, 횡축은 타겟트의 치수(mm) 이고, 종축은 에로우죤의 깊이

(Erosion Depth) 또는 사다리꼴의 두터운 부분의 높이(mm)를 나타낸다.

평판상(平板狀)의 타겟트를 스팟터한 경우의 에로우죤 프로 파일 9 와 본 발명의 사다리꼴의 두터운 부분을 갖는 타겟트의 경사면 10 과의 가상교차점 A 와, 이 두터운 부분의 정상면 11 로부터의 거리를 5 mm 이하, 바람직하게는 2 mm 이하, 보다 바람직하게는 0.4 mm 이하로 한다.

이것에 의해서, 에로우죤 프로 파일에 대응시켜 ITO 등의 산화물 소결체의 타겟트 원료의 절감을 꾀할 수 있다.

ITO 등의 산화물 소결체 타겟트의 조립체 1 의 스팟터 표면의 중심선 평균표면거칠기 Ra 가 4μm 이하 바람직하게는 1μm 이하, 타겟트의 상대밀도가 80 % 이상, 바람직하게는 90 % 이상이고, 또한 타겟트의 밀도분포가 0.04 % 이내, 바람직하게는 0.02 % 이내로 한다.

ITO 등의 산화물 소결체의 타겟트 조립체 1 이 분할된 복수의 부품으로 구성되는 이상, 제조 공정에서의 평균치에서 많이 벗어나는 것을 피할 필요가 있다. 상기의 수치의 범위에 있어서 바람직한 ITO 등의 산화물 소결체 스팟터링 타겟트 조립체 1 을 얻을 수 있다. 특히, 타겟트의 밀도분포가 상기한 범위에 있으면 균일한 스팟터 성막을 얻을 수 있다.

마그네트론 스팟터링에 의한 국부적 에로우죤에 대응할 수 있는 효율적인 스팟터링을 가능하게 하고, 스팟터 성능에 영향을 주는 일이 없이 고가(高價)인 ITO 등의 산화물 소결체의 타겟트 원료의 사용량을 가능한한 절감하며, 또한 일체(一體)로 성형이 곤란한 대형품을 용이하게 제조할 수 있는 산화물 소결체 스팟터링 타겟트 조립체를 제공한다.

ITO 등의 산화물 소결체 타겟트 조립체의 양단부분은 마제형의 두터운 부분과 그 주위의 얇은부분은 전체로서, 평면적으로 보아 거의 구형(矩形)이기 때문에 가공이 용이하고 이 양단 부분의 분말 성형용 금형도 최소 1 개이면 되는 이점이 있다.

또한, 비교적 콤팩트한 형상을 갖기 때문에, 소결이나 취급시에 균열이 발생하는 일이 없고, 가공생산률이 대폭 향상한다.

마찬가지로, ITO 등의 산화물 소결체 타겟트 조립체의 한쌍 또는 복수쌍에서 제작되는 평행 부분도 기본적으로는 같은 형상(同形狀)으로 할 수 있다. 상기 양단 부분(兩端部分)과 같이 분말 성형용 금형도 최소 1개이면 되고, 비교적 단순한 형상을 가지고 있기 때문에, 소결이나 취급시에 균열이 발생하는 일이 없고 가공생산률도 대폭적으로 향상한다.

또한, 이 평행 부분의 쌍(對)을 늘림에 따라 ITO 등의 산화물 소결체 타겟트 조립체의 형상을 보다 대형화할 수 있어, 성막조건에 따라서 ITO 등의 산화물 소결체 타겟트 조립체의 치수의 교환(交換)이 용이하게 된다(가변임)는 특징을 가진다.

레이스 트랙의 단면 형상은 대략 사다리꼴이고, 그 사다리꼴 두터운 부분에 집중적으로 에로우죤이 발생한다. 그리고 상기 경사면에서도 일부가 에로우죤부로 되지만, 그 경사면은 국소적(局所的) 진행을 완화할 수 있다.

또한, 필요에 따라서 레이스 트랙의 단면 형상을, 예컨데 두터운 부분과 얇은부분과의 사이에, 직사면(直斜面), 상호면, 하호면 또는 이것들의 조합 또는 이들과 평면 또는 수직면과의 조합으로부터 선택한 적어도 1종의 연속 또는 불연속적인 사면을 구비하도록 변형할 수 있다.

이것에 의해서, 여러가지 에로우죤에 대응할 수 있는 타겟트 형상으로 만들 수 있다.

레이스 트랙의 중앙에 위치하는 비 에로우죤부에는 금속 In 납땜 등의 타겟트재를 구성하는 원소, 또는 타겟트재를 구성하는 원소를 포함하는 납땜재 등의 산화물 소결체의 스팟터링 박막이 오염되지 아니하는 재료(금속)가 노출되는 구성으로 되어 있기 때문에, 만일 중앙의 비 에로우죤부가 스팟터된 경우라도 금속 In 등의 무해(無害)한 재료가 날아온 것이기 때문에, 이것이 ITO 등의 산화물 성막의 오염원이 되는 것을 방지할 수 있다. 이와 같이, 간단한 공정으로 안정된 품질의 스팟터막을 얻을 수 있다.

이상에서와 같이, 에로우죤 프로 파일에 대응시켜 ITO 등의 산화물 소결체 타겟트의 두터운 부분을 집중적으로 배치하여, 전체로서 낭비를 없애고 ITO 등의 산화물 소결체 타겟트의 대폭적인 효율화와 원재료의 절감을 꾀할 수 있다.

Claims

마그네트론 스팟터링용 산화물 소결체 타겟트 조립체에 있어서, 중앙의 비(非)에로우죤부에는 산화물 소결체가 존재하지 않고, 이 중앙의 비 에로우죤부의 백킹 플레이트(Backing Plate)의 면은 전기 타겟트재를 구성하는 원소, 또는 전기 타겟트재를 구성하는 원소를 포함하는 납땜재(材)로 피복되어 있으며, 타겟트의 가장 스팟터되기 쉬운 부분의 두께가 비 에로우죤부에 비해서 두터운(肉厚) 레이스 트랙 (race track) 형상이 되도록 분할된 산화물 소결체 타겟트의 각 부분이 조합되어 있으며, 또한 산화물 소결체 타겟트 조립체는 평면적으로 보아 구형(矩形)의 양단 부분(兩端部分)과 그 사이에 배치된 한쌍(一對) 또는 복수쌍(複數對)의 평행부분으로 이루어지며, 이들 양단부분과 평행부분과의 사이에 산화물 소결체가 존재하지 않는 중앙의 비 에로우죤부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 산화물 소결체 스팟터링 타겟트 조립체.
제 1 항에 있어서, 구형(矩形)의 양단부분은 각각 마제형(馬蹄形)의 두터운 부분(肉厚部) 과 그 주위의 얇은부분(薄肉部)을 구비해, 평행부분에 형성된 두터운 부분과 얇은 부분은 산화물 소결체 타겟트 조립 시에, 전기 마제형의 두터운 부분과 얇은 부분의 단부의 각각에 정렬하여 레이스 트랙 형상이 되는 것을 특징으로 하는 소결체 스팟터링 타겟트 조립체.
제1항 또는 제2항에 있어서, 두터운 부분의 단면형상은 대략 사다리꼴이고, 그 사면(斜面)의 평균 경사도가 5°이상 90°미만인 것을 특징으로 하는 산화물 소결체 스팟터링 타겟트 조립체.
제 1 항 내지 제 3 항에 있어서, 두터운 부분과 얇은 부분과의 사이 또는 두터운 부분의 가장자리에, 직사면(直斜面), 상호면(上弧面), 하호면(下弧面) 또는 이들의 조합 또는 이들과 평면 또는 수직면과의 조합으로부터 선택한 적어도 1종의 연속 또는 불연속인 사면(斜面)을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 산화물 소결체 스팟터링 타겟트 조립체.
제 4 항에 있어서, 수평면(水平面), 사면(斜面), 호면(弧面), 수직면(垂直面)의 각 교차점이 되는 능부분(稜部分) 또는 각부(角部)가 R 0.1 ㎜ 이상으로 면취(面取)되어 있는 것을 특징으로 하는 산화물 소결체 스팟터링 타겟트 조립체.
제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 평판상의 타겟트를 스팟터한 경우의 에로우죤 프로 파일과 대략 사다리꼴의 두터운 부분을 갖는 타겟트의 사면(斜面)과의 가상(假想)교차점과, 이 두터운 부분의 정상면(頂上面)으로부터의 거리가 5 ㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 산화물 소결체 스팟터링 타겟트 조립체.
제 1 항 내지 제 6 항에 있어서, 스팟터 표면의 중심선 평균 표면거칠기(表面

粗度) Ra 가 4 ㎛ 이하, 타겟트의 상대밀도가 80 ％ 이상이고, 또한 타겟트의 밀도분포가 0.04 ％ 이내인 것을 특징으로 하는 산화물 소결체 스팟터링 타겟트 조립체.