KR20030036809A - 다결정성 물질의 텍스쳐 균질성의 정량분석 방법 - Google Patents

다결정성 물질의 텍스쳐 균질성의 정량분석 방법 Download PDF

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KR20030036809A
KR20030036809A KR10-2003-7004035A KR20037004035A KR20030036809A KR 20030036809 A KR20030036809 A KR 20030036809A KR 20037004035 A KR20037004035 A KR 20037004035A KR 20030036809 A KR20030036809 A KR 20030036809A
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Abstract

다결정성 물질의 텍스쳐 균질성을 정량분석하기 위한 방법이 기재된다. 이 방법은 기준 극 배향을 선택하고; 소정 두께를 갖는 다결정성 물질 또는 그의 일부의 횡단면을 스캐닝 배향 영상화 현미경법 또는 다른 측정 기술을 이용하여 일정 증분으로 스캔하여 다결정성 물질의 횡단면 전체에서 다수 입자의 실제 극 배향을 얻는 것을 포함한다. 이어서, 다수 입자의 기준 극 배향과 실제 극 배향간의 배향 차이를 측정한다. 이어서, 두께 전체에 걸쳐 측정된 각 입자의 상기 기준 극 배향으로부터 오배향 값을 지정한다. 이어서, 상기 두께 전체에 걸쳐 측정된 각 증분의 평균 오배향을 측정한다. 이어서, 측정을 위해 사용된 샘플 두께 전체에 걸쳐 측정된 각 증분의 평균 오배향의 1차 및(또는) 2차 도함수 각각을 측정하여 텍스쳐 구배 및(또는) 텍스쳐 밴딩을 얻을 수 있다. 타켓의 스퍼터링 효율을 예측하는 방법 및 다결정성 물질의 텍스쳐 균질성을 정리하기 위한 시스템 또한 기재된다.

Description

다결정성 물질의 텍스쳐 균질성의 정량분석 방법 {A Method for Quantifying the Texture Homogeneity of a Polycrystalline Material}
본 발명은 다결정성 물질의 텍스쳐 및 다결정성 물질의 텍스쳐 균질성 측정 방법 또는 정량분석 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 스퍼터링 타겟 (sputtering target) 및 스퍼터링 타겟의 스퍼터링 효율 측정에 관한 것이다.
변형 거동, 자기 투과도, 부식율 및 전기이동 저항성을 비롯한 다결정성 물질의 특정 특성들은 일반적으로 물질 내의 원자 배열에 좌우된다 (본 명세서에 그 전체 내용이 참고로 인용된 문헌 [J.A. Szpunar, Texture Design for New Application,Proceedings of the Twelfth International Conference on Textures of Materials, J.A. Szpunar (ed.), NRC Research Press, Ottawa, pp, 6, 1999] 참조). 세공 금속 및 합금의 제조에 사용되는 방법은 종종 물질 내의 각 미소결정에 바람직한 배향을 부여한다. 결정학적 텍스쳐는 물질 내에서 원자 평면의 정렬을 나타내고, 배향 분포 함수 (ODF)는 압연 판의 압연 방향, 역 방향 및 수직 방향과 같은 특정 좌표계에 대한 모든 미소결정의 배열에 대한 수학적 설명을 제공한다 (본 명세서에 그 전체 내용이 참고로 인용된 문헌들 [H.J. Bunge,Introduction to Quantitative Texture Analysis,Advances and Applications of Quantitative Texture Analysis, H.J. Bunge and C. Esling (eds.) DGMInformationsgesellschaft mbH, Oberursel, Germany, pp. 3-18, 1991; H.J. Bunge,Representation and Interpretation of Orientation Distribution Functions,Advances and Applications of Quantitative Texture Analysis, H.J. Bunge and C. Esling (eds.) DGM Informationsgesellschaft mbH, Oberursel, Germany, pp. 19-48, 1991] 참조).
통상적으로, 물질의 바람직한 배향을 측정하는 데에 회절 기술이 사용된다. 이 방법에 의해 샘플의 측정면 주위의 특정 원자 평면의 수직면 (즉, 극) 분포의 2차원적 표시인 극점도(pole figure)가 만들어진다. 그 후, 텍스쳐에 대한 3차원적 설명은 몇개의 상이한 극점도를 수학적으로 전환시켜 계산할 수 있다 (본 명세서에 그 전체 내용이 참고로 인용된 문헌 [H.-J. Bunge,Texture Analysis in Materials Science,Cuvillier Verlag, Goettingen, Germany, pp. 2-118, 1993] 참조). X선 및 중성자 회절법이 통합적 측정 방법으로 고려된다. 이들 방법은 통계적으로 유의한 수의 입자에 대한 벌크 회절 정보를 수집하기 위해 비교적 큰 면적의 샘플에 조사되는 것이 요구된다.
종래의 회절 기술은 물질의 벌크 텍스쳐를 적절히 측정하는데 사용될 수 있지만, 샘플 내의 텍스쳐 비균질도의 존재를 식별할 수는 없다. 불연속 텍스쳐의 존재는 처리 물질의 성능에 현저히 영향을 미치는 것으로 나타났다. 예를 들어, (011) 입자의 2차 재결정 및 성장은 SiFe의 자기 투과도를 강화시키고 (본 명세서에 그 전체 내용이 참고로 인용된 문헌 [H.J. Bunge,Industrial Applications of Texture Analysis,Advances and Applications of Quantitative Texture Analysis,H.J. Bunge and C. Esling (eds.) DGM Informationsgesellschaft mbH, Oberursel, Germany, pp. 241-278, 1991] 참조), 국소화된 텍스쳐의 샤프한 밴드는 탄탈의 변형 및 스퍼터링 성능에 영향을 미친다 (본 명세서에 그 전체 내용이 참고로 인용된 문헌들 [S.I. Wright, G.T. Gray, and A.D. Rollett,Textural and Microstructural Gradient Effects on the Mechanical Behavior of a Tantalum Plate,Metallurgical and Materials Transactions A, 25A, pp. 1025-1031, 1994; C.A. Michaluk, D.B. Smathers, and D.P. Field,Affect of Localized Texture on the Sputtering Performance of Tantalum, Proceedings of the Twelfth International Conference on Textures of Materials, J.A. Szpunar (ed.), NRC Research Press, Ottawa, pp. 1357-1362, 1999] 참조). 텍스쳐 균질성을 밝히는 효과적이고 신뢰성 높은 수단은 배향 영상화 현미경법 (Orientation Imaging Microscopy; OIM)을 사용하는 것이다. OIM를 사용하여, 전자빔으로 프로빙하고 이어서 얻어진 키쿠치(Kikuchi) 패턴을 인덱싱하여 각 미소결정의 배향을 측정할 수 있다 (본 명세서에 그 전체 내용이 참고로 인용된 문헌들 [B.L. Adams, D.L. Dingley, K. Kunze, and S.I. Wright,Orientation Imaging Microscopy: New Possibilities for Microstructural Investigations Using Automated BKD Analysis, Materials Science Forum,Vol. 157-162, pp.31-42, 1994;Advanced Materials Analysis Via Orientation Imaging Microscopy (OIM), TSL Technical Note,TexSEM Laboratories, Draper, UT] 참조). 이어서, 전체적인 텍스쳐가 각 배향 데이타로부터 개략적으로 측정될 수 있다 (본 명세서에 그 전체 내용이 참고로 인용된 문헌 [S. Matthies and G.W. Vinel,On Some Methodical Developments Concerning Calculations Performed Directly in the Orientation Space,Materials Science Forum, Vol. 157-162, pp. 1641-1646, 1994] 참조).
OIM을 사용하여, 각 개별 입자가 그 결정 배향에 대해 컬러-코드화되는 현미경 사진인 역상 극점도 (Inverse Pole Figure; IPF) 맵의 형태로 텍스쳐 균질성이 표현될 수 있다. 텍스쳐 구배 및 밴드는 IPF 맵에서 각 컬러의 농담 및 줄흔으로서 표시된다. 그러나, IPF의 육안 해석은 샘플의 텍스쳐 특성에 대한 매우 주관적인 설명을 제공한다. 다결정성 물질의 텍스쳐의 육안 표현은 다결정성 물질의 임의의 텍스쳐 비균질도를 밝히기에는 도움이 되지만, 해석이 행해져야 하고, 해석은 사람마다 현저히 다를 수 있다. 또한, 텍스쳐의 육안 표현은 텍스쳐 균질성에 대한 일반적 개념을 제공할 수 있을 뿐이다. 따라서, 분석 및 산업 영역에서 어떤식으로든 다결정성 물질에 존재하는 텍스쳐 균질성을 정량분석할 필요가 있다. 텍스쳐 균질성의 정량분석은 객관적인 해석을 제공하고 다양한 주관적인 해석을 피하게 된다. 즉, 다결정성 물질에 존재하는 텍스쳐 균질성을 이해하는데 있어서 분석 및 산업 집단에 의해 사용될 수 있는 텍스쳐 균질성에 대한 표준 단위가 만들어질 수 있다. 이는 타겟의 스퍼터링 효율을 예상하고, 뿐만 아니라 텍스쳐 균질성이 허용 제품에 대한 하나의 척도가 되는 다결정성 물질의 제조에 대한 공업적 기준을 설정하는 것과 같은 상업적 이점을 가질 것이다.
<본 발명의 개요>
본 발명의 일 양태는 다결정성 물질의 텍스쳐 균질성의 정량분석 방법을 제공한다.
본 발명의 다른 양태는 스퍼터링 타겟의 스퍼터링 신뢰도를 예상하는 방법을 제공한다.
본 발명의 또다른 양태는 산업 기준으로서 사용하기 위한 텍스쳐 균질성의 객관적 측정의 수행 방법을 제공한다.
본 발명의 추가 양태는 다결정성 물질의 텍스쳐 균질성의 정량분석 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 추가 양태 및 이점은 일부는 하기 설명에 기재되었고, 일부는 하기 설명으로부터 명백하거나 또는 본 발명의 실시로부터 알 수 있다. 본 발명의 목적 및 다른 이점은 하기 설명 및 첨부된 청구의 범위에서 구체적으로 지적된 요소 및 조합에 의해 실현되고 얻어질 것이다.
본 명세서에서 구체화하고 광범위하게 기재된 바와 같이, 본 발명의 목적에 따라 상기의 이점 및 다른 이점을 얻기 위해서, 본 발명은 다결정성 물질의 텍스쳐 균질성의 정량분석 방법에 관한 것이다. 본 방법은 기준 극 배향을 선택하는 것을 포함한다. 또한, 이 방법에서는 특정 두께를 갖는 다결정성 물질의 횡단면을 스캐닝 배향 영상화 현미경법 (OIM)을 사용하여 두께 전체에서 일정 증분으로 스캔하여, 물질의 횡단면 증분 두께에 존재하는 다수 입자의 결정 배향을 얻는다. 결정 배향을 얻는데 OIM 이외의 방법을 사용할 수 있다. 이어서, 기준 극 배향 및 스캐닝을 통한 각 입자에 대해 얻어진 실제 결정 배향 간의 배향 차이를 측정할 수 있다. 두께 전체에 걸쳐 측정된 각 입자의 기준 극 배향으로부터의오배향(misorientation) 값을 지정하고, 이어서 물질의 횡단면 두께 전체에 걸쳐 측정된 각 증분의 평균 오배향을 측정할 수 있다. 일단 측정되면, 물질의 횡단면 두께 전체에 걸쳐 측정된 각 증분의 평균 오배향의 2차 도함수를 취하여 텍스쳐 밴딩의 심도를 측정할 수 있다. 이 2차 도함수는 텍스쳐 밴딩을 나타내고 시험된 다결정성 물질의 텍스쳐 균질성에 대한 정량적 수를 제공한다. 0점에 보다 근접한 수는 우수한 텍스쳐 균질성을 갖는 물질을 (예를 들어, 밴딩 심도에 대해 굴절점을 거의 갖지 않는 물질을) 나타낸다.
본 발명은 또한 샘플링 목적에 따라 타겟의 횡단면을 취하여 타겟의 텍스쳐 균질성을 정량분석하고, 샘플의 텍스쳐 밴딩을 얻는 것을 포함하는 타겟의 스퍼터링 신뢰도의 예상 방법에 관한 것이다. 이어서, 텍스쳐 측정값은 타겟의 스퍼티링 효율에 대한 예상치를 제공하고, 0점에 근접한 값은 일정한 스퍼터링 효율을 갖는 타겟임을 나타낸다.
본 발명은 또한 스캐닝 배향 영상화 현미경 또는 x선 마이크로회절과 같은 결정 배향을 측정하는 다른 장치, 및 시험 물질의 두께 전체에 걸쳐 측정된 각 증분의 평균 오배향을 측정하는 수단, 및 시험 물질의 두께 전체에 걸쳐 측정된 각 증분의 평균 오배향의 2차 도함수를 취하여 텍스쳐 균질성을 측정하는 수단을 포함하는 다결정성 물질의 텍스쳐 균질성의 정량분석 시스템에 관한 것이다.
상기한 일반적인 설명 및 하기의 상세한 설명 모두는 예시적인 것이며 단지 설명을 위한 것으로, 특허 청구된 범위의 본 발명을 더 설명하기 위한 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에 포함되어 그 일부를 구성하는 첨부 도면은 본 발명의 몇몇 양태를 예시하는 것으로, 발명의 설명 부분과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.
상기에서 그리고 본원 전체에서 언급된 모든 특허 및 공개 문헌은 그 전체 내용이 본 명세서에 인용되었고 본원의 일부를 구성한다.
본 특허의 파일은 컬러로 제작된 하나 이상의 도면을 포함한다. 컬러 도면이 있는 본 특허의 사본이 해당 수수료의 지불과 함께 청구시 특허청에 의해 제공될 것이다.
도 1은 배향 영상화 현미경법에 의해 측정된 데이타 점의 배열, 및 횡단 샘플 내의 변수 δ및 h의 정의에 관한 설명도이다.
도 2는 긴 입자의 밴드를 따라 세립 또는 조립 크기를 갖는 영역을 포함하는, 냉각 압연 및 어닐링된 탄탈 판의 횡단면을 가로지르는 미세구조이다.
도 3은 단계-조절 스캐닝 배향 영상화 현미경법을 이용하여 얻어진, 도 2에 제시한 것과 동일한 샘플의 배향 맵이다.
도 4는 도 3에서 제공된 다결정성 물질의 두께에 대한 각 증분의 평균 오배향을 제공하는 챠트이다.
도 5는 도 3에 제시한 다결정성 물질의 두께 전체에 걸친 각 증분의 평균 오배향의 1차 도함수를 취한 결과를 제공한다.
도 6은 도 3에 제시한 다결정성 물질의 각 증분의 평균 오배향으로부터 얻어진 2차 도함수의 챠트이다.
도 7은 두께 균일도가 +/- 5%보다 큰 필름을 제조하는 것에 대해 거절되었던 탄탈 스퍼터링 타겟의 사진이다.
도 8은 도 7에 제시한 탄탈 스퍼터링 타겟의 횡단면을 통해 텍스쳐 밴드를 밝히는 배향 맵이다.
도 9는 도 7에서 제공된 다결정성 물질의 두께에 대한 각 증분의 평균 오배향을 제공하는 챠트이다.
도 10은 도 7에 제시한 다결정성 물질의 각 증분의 평균 오배향의 1차 도함수를 취한 결과를 제공한다.
도 11은 도 7에 제시한 다결정성 물질의 각 증분의 평균 오배향으로부터 얻어진 2차 도함수의 챠트이다.
도 12는 바람직한 스퍼터링 성능을 갖는 것으로 생각되는 사용된 탄탈 스퍼터링 타겟의 사진을 나타낸다.
도 13은 바람직하지 못한 스퍼터링 성능을 갖는 것으로 생각되는 사용된 탄탈 스퍼터링 타겟의 사진을 나타낸다.
도 14는 도 12에 제시된 스퍼터링 타겟의 둘레로부터 취한 샘플의 배향 맵을 나타낸다.
도 15는 도 13에 제시된 스퍼터링 타겟의 둘레로부터 취한 샘플의 배향 맵을 나타낸다.
도 16은 게이지까지 냉각 압연하고, 편평하게 레벨 압연한 후 재결정화한 탄탈 판의 횡단 샘플의 배향 맵을 나타낸다.
도 17은 레벨 압연 없이 게이지까지 냉각 압연한 후 재결정화한, 도 6에 제시된 샘플과 동일한 생산 로트로부터 취한 탄탈 판의 횡단 샘플의 배향 맵을 나타낸다.
본 발명은 다결정성 물질의 텍스쳐 균질성을 정량분석하는 방법 및 시스템에 관한 것이다. 다결정성 물질은 다결정 특성을 갖는 모든 물질일 수 있다. 바람직하게는, 다결정성 물질로는 금속 또는 세라믹이 있다. 합금 등과 같은 다결정 특성을 갖는 금속 함유 물질이 본 발명에서 사용될 수 있다. 바람직하게는, 다결정성 물질로는 귀금속, 예컨대 탄탈, 니오븀, 또는 이들의 합금이 있다.
본 발명에서는, 다결정성 물질을 시험하여 그의 텍스쳐 균질성을 정량분석할 수 있다. 다결정성 물질의 샘플은 이와 같은 측정에 사용될 수 있으며, 샘플은 다결정성 물질의 두께를 나타내는 다결정성 물질의 단면인 것이 바람직하다. 본 발명의 방법에서는 기준 극 배향을 선택한다. 이 기준 극 배향은 임의로 지정된 배향일 수 있다. 그 숫자는 단순히, 수득한 실제 배향 판독치와 비교하기 위한 기준 점으로서 사용된다. 바람직하게는, 사용되는 기준 극 배향은 샘플 좌표계와 상관관계가 있을 것인데, 예를 들면 기준 배향이 수직, 역 및 기준 방향의 직교 샘플 좌표계와 직접적으로 상관관계가 있기 때문에, (001) 극이 입방 금속의 횡단 구획을 분석하는 경우에 사용된다.
다결정성 물질의 샘플은 배향 영상화 현미경법 또는 다른 측정 기법에 의해스캐닝될 수 있는 크기일 수 있으며, 다결정성 물질의 전체 두께를 나타내고 약 1과 1/4 인치 이하의 폭을 갖는 샘플이 바람직하다. 통상, 샘플 폭의 크기는 일반적으로 스캐닝 배향 영상화 현미경 또는 다른 장치가 스캔할 수 있는 표면적 크기로 국한될 것이다. 본 발명의 방법에서, 샘플은 스캐닝 배향 영상화 현미경을 사용하여 스캔하여, 다양한 입자의 실제 극 배향을 얻는 것이 바람직하다. 실제 극 배향은, 소정의 증분으로 샘플의 폭 방향 및 샘플의 두께 방향으로 얻는 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명의 바람직한 실시에서는 2차원 타입의 스캔이 달성되는데, 즉, 샘플의 폭 방향 및 전체 두께 방향으로 스캔한다. 실제 극 배향을 얻기 위해 스캔되는 입자의 개수는 원하는 데이타 점의 양을 기준으로 할 수 있고, 결국 물질의 텍스쳐 구배를 측정하는 데 사용된다. 샘플의 폭에 있어서 모든 입자를 스캔할 수 있거나, 또는 소정의 간격을 기준으로 하여 일부 극 배향을 얻을 수 있다. 즉, 예를 들어 매 100번 째 입자를 측정할 수 있거나, 원하는 간격을 두고 임의의 다른 타입으로 측정할 수 있다. 유사하게, 측정되는 두께의 증분은 다결정성 물질의 정상 입자 크기와 동일하거나 또는 그 이상의 간격일 수 있다. 스캐닝 배향 영상화 현미경은 샘플을 가로질러서 간격을 두고(두거나) 두께의 증분을 통해 측정되도록 설정된다. 증분 간격은 샘플의 정상 입자 크기가 다른 수단, 예컨대 광학 현미경법으로 예비측정된 경우에 선택될 수 있다. 스캐닝 배향 영상화 현미경은 단계 조절 (stage-controlled) 스캐닝 배향 영상화 현미경이거나 또는 빔 조절 (beam controlled) 스캐닝 배향 영상화 현미경일 수 있다. 또한, 본 발명의 목적을 위해, 실제 극 배향을 얻을 수 있는 임의의 다른 장치, 예컨대 본 명세서에 참고문헌으로 인용되는 문헌 [Wright, A Review of Automated Orientation Imaging Microscopy (OIM), J. Computer Assisted Microscopy, pp. 207-221, Vol. 5, No. 3, 1993]에 기재된 X선 마이크로 회절 및 그 방법과 장치가 스캐닝 배향 현미경 대신에 사용될 수 있는데, 이에 제한되는 것은 아니다. 스캐닝 배향 영상화 현미경으로는, 개개의 입자가 SEM 전자 빔에 의해 조사될 때 발생하는 키쿠치 패턴을 포착하기 위한 인광 스크린을 구비한 저광 카메라와, 각각의 입자의 배향을 측정하는 각각의 키쿠치 패턴을 인덱싱하는 수단을 장착한 시판 이용가능한 SEM이 바람직하다.
일단, 다결정성 물질의 샘플을 상술한 바와 같이 스캔하면, 입자의 다양성을 측정하기 위해 기준 극 배향과 실측된 실제 극 배향 사이의 배향 차이를 결정한다. 이와 같은 배향 차이는 수학적 계산 또는 배향 차이를 결정하도록 설정된 프로그램으로 결정한다. 일단, 배향 차이가 결정되면, 샘플의 두께 방향으로 실측된 각 위치에 대해 기준 극 배향으로부터의 오배향의 평균량을 반영하기 위한 값이 결정된다. 또한, 이 결정은 수학적 계산 또는 그 계산을 수행할 프로그램에 의해 수행될 수 있다. 오배향 값은 샘플의 기준 극과 실제 입자의 극을 정렬하는 데 필요한 회전량을 기준으로 하여 지정된다. 값들은 도(degree) 단위로 기록한다.
각각의 증분의 경우는, 일반적으로 둘 이상의 오배향 값인데, 이 값은 시험 샘플의 두께 방향으로 각각 실측된 증분에 대한 평균 오배향을 측정하여 모두 평균낸다. 일단, 이 평균 오배향이 결정되면, 텍스쳐 구배 및 텍스쳐된 밴드의 심도는 시험 재료의 각각의 두께 방향 실측 증분의 평균 오배향의 1차 및 2차 도함수를 각각 측정하여 얻을 수 있다. 또한, 평균 오배향 및 도함수 값은 수학식에 의해 계산되거나, 또는 계산을 제공하는 프로그램에 의해 결정될 수 있다. 다결정성 물질의 각각의 두께 방향 실측 증분의 평균 오배향의 1차 및 2차 도함수를 취하여 얻어진 텍스쳐 구배 및 밴드 수치는 다결정성 물질의 텍스쳐 균질성을 정량분석하는 수치를 나타낸다. 각각의 수치는 0(zero)인 것이 바람직한데, 이 0점은 거의 완전한 텍스쳐 균질성을 나타낸다. 0에 근접한 텍스쳐 구배가 일반적으로 바람직한데, 이는 이러한 값이 우수한 텍스쳐 균질성을 나타내기 때문이다. 0과는 상당히 먼 수치는 열등한 텍스쳐 균질성을 갖는 물질을 나타낸다. 0을 훨씬 상회하는 2차 도함수 값은 스퍼터링 (sputtering) 타겟 (예를 들어, 귀금속 스퍼터링 타겟)에서 매우 바람직하지 못한데, 이는 날카로운 텍스쳐 밴드의 존재가 스퍼터링 거동을 숨기기 때문이다 [본 명세서의 참고문헌으로 인용: C.A. Michaluk, D.B. Smathers, and D.P. Field, Affect of Localized Texture on the Sputtering Performance of Tantalum, Proceedings of the Twelfth International Conference on Textures of Materials, J.A. Szpunar (ed.), NRC Research Press, Ottawa, pp. 1357-1362, 1999).
본 발명에서는, 1차 도함수는 각각의 실측 증분의 평균 오배향을 선택적으로 받아들일 수 있으며, 그 수치는 극 배향의 전체 변화를 반영한다. 이러한 1차 도함수는 극 배향에서의 전체 변화의 진정한 묘사를 제공하지만, 1차 도함수가 물질의 전체 두께 방향 텍스쳐 구배의 정확한 묘사를 나타낼 수는 없다. 더욱 상세하게는, 다결정성 물질은 본래 텍스쳐가 다양하게 변한다. 예를 들어, 스퍼터링에대하여 텍스쳐의 점진적 변화가 타겟의 스퍼터링 효율에 그다지 영향을 미치지 못한다고 알려져 있다. 그러나, 입자 대 입자 또는 다결정성 물질의 다양한 층 두께로부터의 텍스쳐 변화가 클 경우, 이러한 상당한 변화를 밴드점 또는 변곡점이라 부른다. 이러한 밴드는 이러한 점의 주변 입자의 텍스쳐에 비해 텍스쳐 변화가 매우 큰 것을 나타낸다. 날카로운 밴드는 날카로운 밴딩을 갖는 영역의 열등한 스퍼터링 거동을 야기하는데, 이는 날카로운 밴딩이 스퍼터링을 저지하는 불연속 변화를 제공하기 때문이다. 특정 영역이 스퍼터링을 저지하는 경우, 이 물질은 일반적으로 그 근접점에서 스퍼터링하지 않을 것이다. 그 결과, 타겟은 열등한 스퍼터링 효율을 가질 것이다. 따라서, 점진적인 텍스쳐 변화는 일반적으로 효과적으로 스퍼터링하기 위한 타겟의 능력에 영향을 미치지 않으며, 밴딩에 의해 나타내지는 텍스쳐의 큰 변화는 바람직하지 않고, 스퍼터링 타겟의 열등한 거동을 나타낸다. 따라서, 다결정성 물질의 텍스쳐 균질성을 측정하는 것은 중요하며, 다결정성 물질의 텍스쳐 균질성을 정량분석할 수 있는 능력은 타겟의 스퍼터링 효율을 예상하는 산업분야에 사용될 수 있을 것이다. 다결정성 물질의 텍스쳐 균질성을 정량분석하는 다른 용도로는, 물질이 심각한 변형을 겪어야 하고 부품의 두께 방향 변형 균일성이 중요한 응용분야를 들 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
따라서, 본 발명은 또한 다결정성 물질의 텍스쳐 균질성을 정량분석하기 위한 시스템에 관한 것이며, 이는 다수 입자의 실제 극 배향을 구하는 시스템, 예를 들어 스캐닝 배향 영상화 현미경 (또는 다른 수단) 및 기준 극 배향을 선택하는 수단, 소정 두께를 갖는 다결정성 물질의 횡단면을 스캔하여 얻은 다결정성 물질 중다수 입자의 실제 극 배향과 기준 극 배향 사이의 배향 차이를 측정하는 수단, 시험한 다결정성 물질의 두께 전체에 걸쳐 측정된 각 입자의 기준 극 배향으로부터의 오배향 값을 지정하는 수단, 두께 전체에 걸쳐 측정된 각 증분의 평균 오배향을 측정하는 수단, 및 시험한 다결정성 물질의 두께 전체에 걸쳐 측정된 각 증분의 평균 오배향의 2차 도함수를 취하여 텍스쳐 밴딩을 정량분석하는 수단을 포함한다. 임의로는, 이 시스템은 시험한 다결정성 물질의 두께 전체에 걸쳐 측정된 증분의 평균 오배향의 1차 도함수를 측정하는 수단도 포함할 수 있다.
특정한 2개의 결정학적 극 사이의 오배향 각은, 오르토-표준 기준 프레임에서의 극 배향을 나타내는 단위 벡터 2개의 스칼라곱에 대한 아크 코사인값을 취함으로써 측정한다. 결정 대칭성의 항목을 고려할 때는 그러한 극 2개 사이 거리의 최대 크기가 제한된다. 입방 결정 대칭성을 갖는 물질을 취급할 때는, 물리적으로 구별할 수 없는 극 2개 사이의 최대 오배향 각은 대략 62.8도이다.
실시예에 있어서, (001)을 기준 극 배향으로서 임의로 선택하였고, 샘플 전체에 대한 각 위치에서 측정된 실제 극 배향과 (001) 사이의 배향 차이를 측정하였다. 분석 영역은, 임의의 주어진 평면에서 판의 두께 전체에 걸쳐 결정학적 텍스쳐를 적절히 측정할 수 있을만큼 충분히 넓었으며, 또한 극 배향이 유의하게 달라지지 않을만큼 충분히 좁았다. 판의 두께 전체에 걸쳐 각 지점에서 (001) 극으로부터 측정된 오배향의 단일값은, 이후에 샘플의 공통 구간에 대해 개개의 오배향 모두의 산술 평균으로서 구한다. 이들 값은 함수 f1으로서 플롯팅되는데, 여기서두께 증분의 거리 (δ)는 독립 변수이고, (001)로부터의 오배향 (ω)은 종속 변수이다.
두께 전체에 걸친 각 지점에서의 극 배향의 공간 구배는 이후에 δ에 대한 ω의 도함수를 측정함으로써 결정된다. 극 배향의 전반적인 변화 (Ω)는 전체 공간에 대해 도함수를 적분함으로써 얻는다.
식 중, h는 판의 두께이다. 이 값은 극 배향의 전반적인 변화를 실제적으로 나타내기는 하지만, 두께 전체에 걸친 텍스쳐 구배의 독특한 또는 적절한 설명을 제공하지는 못한다. 예를 들어, 지속적으로 변화하는 극 배향은 다양한 (hkl) 값들 사이에서 뒤쪽 및 앞쪽으로 변화하는 것과 동일한 결과를 얻을 것이다. 이러한 결함을 보완하기 위해, 분포상 심한 변곡점의 수를 결정해야 한다. 이는 f1의 2차 도함수를 계산함으로써 얻는다.
상기 식들 중, Ω 및 Λ의 값 2개는 판을 통한 텍스쳐 구배의 정도를 정량적으로 설명해 준다.
텍스쳐 균질성의 정량분석에 대한 중요성의 예로서, 실시예에 나타낸 바와 같이, 본 발명은 3종의 탄탈 스퍼터링 타겟의 텍스쳐 균질성을 정량분석하기 위해이용되었다. 스퍼터링 타겟 중 하나는 허용 불가능한 스퍼터링 성능을 갖는 것으로 알려졌고, 두번째 타겟은 원치않는 스퍼터링 성능을 가졌으며, 세번째 타겟은 훌륭한 스퍼터링 성능을 갖는 것으로 알려졌다. 따라서, 허용 불가능한 및 원치않는 스퍼터링 타겟은 서로에 대해, 그리고 훌륭한 스퍼터링 성능을 갖는 다른 타겟에 대해 높은 텍스쳐 구배 및 날카로운 텍스쳐 밴드를 가질 것으로 예상되었다. 실시예에서 알 수 있는 바와 같이, 훌륭한 스퍼터링 타겟은, 원치않는 스퍼터링 타겟보다 상당히 낮은 균질성 수를 가졌고 이 원치않는 스퍼터링 타겟은 허용 불가능한 스퍼터링 타겟보다도 더 낮은 균질성 값을 가졌기 때문에, 타겟의 스퍼터링 효율을 예상하는 것 뿐만 아니라 다결정성 물질의 텍스쳐 균질성을 정량분석하는 본 발명의 능력을 알 수 있으며, 이는 산업적 표준을 설정하는 데 유익하다. 즉, 스퍼터링 타겟을 사용하는 회사는 이제, 타겟의 원하는 스퍼터링 효율을 보장받기 위해 특정 스퍼터링 타겟에 대한 사양 중 하나로 특정 텍스쳐 구배를 가질 것을 요구할 수 있다. 또한, 예를 들어 스퍼터링 타겟의 제조자는, 제조된 타겟이 허용 가능한 스퍼터링 효율을 나타냄을 보증함에 있어 본 발명을 품질 제어 기술로서, 그리고 연구 개발 도구로서 이용할 수 있다. 본 발명의 다른 용도에는 화학 에너지 (CE) 군수품 탄두에 사용되는 탄탈의 일체성 정량분석, 및 커패시터 캅 (capacitor cop) 및 도가니의 딥 드로잉 (deep-drawing)과 같이 변형 균일성이 중요한 기타 분야가 포함되나, 이것으로 한정되지는 않는다.
본 발명은 하기 실시예에 의해 더욱 분명해질 것이며, 이 실시예는 순전히 본 발명을 예시하기 위한 것이다.
본 실험은 단지 극 (수직면) 분포 함수에 관한 것이지만, 완전한 결정 배향 분포 함수 전반으로 쉽게 확장될 수 있다.
실시예 1:
본 실험은 낮은 야금 품질의 탄탈 판 내에서의, 미세구조 비균질도와 텍스쳐 비균질도 사이의 상관관계를 설명하기 위해 수행되었다. 스퍼터링 타겟-등급으로 정제 및 재결정화된 0.25" 두께 탄탈 판을 시장에서 구입하였다. 화학적, 야금학적 및 기계적 특성 결과를 표 1에 기재하였다. 상기 판의 임의 잘린 모서리에서 약 0.5" 이상 떨어진 영역에서 약 0.25" x 1.0" x 0.5"의 샘플을 잘라내었다. 상기 샘플을 고정시키고, 이 샘플의 횡단면을 연마하고, 폴리싱하고, 에칭시켰다. 폴리싱 처리한 샘플을 35 초 동안 50 ％ HF - 50 ％ HNO3의 시약 등급 용액으로 문질러서 에칭시키는 것을 제외하고는, 이 거명을 통해 본원에 참고문헌으로 인용된 문헌 [C. A. Michaluk, C. Heubeck, and H. Klein,Methodologies for Determining the Global Texture of Tantalum Plate Using X-Ray Diffraction,Tantalum, (E. chem. et al., eds), TMS, Warrendale, PA (1996) pp 123-131]에 기재된 방법과 동일하게 텍스쳐 샘플을 준비하였다. 탄탈 샘플의 현미경 사진을 도 2에 나타내었다. 도 2에서 분명히 나타난 바와 같이, 저품질 탄탈 판은 세립 크기 (영역 A), 조립 크기 (영역 B), 및 크고 긴 입자 구조를 갖는 로컬 밴드 (영역 C)를 포함하는 비균질의 미세구조를 나타내었다.
그 후 상기 샘플을, 저광 검출기, 및 이 거명을 통해 본원에 참고문헌으로 인용된 문헌 [S. I. Wright,A Review of Automated Orientation Imaging,Journal of Compuper Assisted Microscopy, Vol. 5, No. 3, pp 207-221, 1993]의 전자 후방산란 회절 (Electron Backscatter Diffraction, EBSD) 방법에 기재된 표준 방법에 따라, 각각의 입자에서 발생한 키쿠치 패턴을 표시할 수 있는 컴퓨터화된 데이타 획득 시스템을 지닌 주사전자현미경을 이용하여 분석하였다.
초기 설정
1): 전압을 20 ㎸로, 프로브 전류를 약 5 ㎁로 세팅한다.
2): 스캔 모드를 TV로 세팅한다.
3): 저 배율 상태 (시야내 다수 입자 존재)를 선택한다.
4): 스캔 영역에 촛점을 맞춘다.
배경 이미지의 수정
5): 라이브 비디오를 선택한다.
6): 라이브 모드로 세팅한다 (Live/Proc 버튼).
7): 상부 및 하부를 제외한 모든 LED의 불이 켜지도록 검정 레벨을 조절 및 선택한다.
8): Int 모드로 세팅한다 (Int/Avg 버튼).
9): 프레임 스위치를 64로 세팅한다.
10): 스캔 모드가 계속 TV로 세팅되어 있는지를 확인한다.
11): Load/Act 칼럼에서 B를 누른다.
배경 수정된 이미지의 수정
12): 스캔 모드를 스팟으로 세팅한다.
13): Avg 모드로 설정한다 (Int/Avg 버튼).
14): 디스플레이 칼럼에서 A/B 버튼을 누른다.
15): Load/Act 칼럼에서 A 버튼을 누른다.
16): 프레임 스위치를 8로 세팅한다.
OIM 설정
17): 스캔 모드를 익스터널 (External) XY로 세팅한다.
18): 라이브 비디오 창을 닫는다.
19): 상(phase) 페이지로 전환하고, 수정 상을 로딩한다.
20): 캘리브레이션 페이지로 전환한다.
21): 패턴을 캡쳐한다.
22): 패턴을 캘리브레이션한다.
23): 스캔 페이지로 전환한다.
24): SEM 이미지를 캡쳐한다.
25): 범위를 한정하고 스캔을 실행한다.
판의 두께 (0.25")를 이루는 샘플 영역내의 개별 입자에 대한 결정 배향을 측정하였다. 역상 극점도 (IPF) 배향 맵이 통상적인 샘플-기준 좌표를 참조하여 표시될 수 있도록, 원형 탄탈 판의 횡단면에서 측정된 개별적인 배향 데이타를 90°위치변경 (즉, 틸트)시켰다. 전체 두께 배향 맵을 도 3에 나타내었다. 또한 도 3에 나타낸 표준 삼각 색상표에 따라, 입자의 평면 배향에 따라 입자에 색상을 코딩하였다.
도 3의 배향 맵에 대한 육안 검사로 텍스쳐가 탄탈 판의 두께 방향 전체에서 균일하지 않음을 쉽게 알 수 있으며, 일반적으로 텍스쳐는 탄탈 판의 표면에 가까운 돌출부 (001)로부터 중앙평면에 가까운 돌출부 (111)까지의 범위이다. 또한, 도 3은 상기 판이 강하고 국소화된 텍스쳐를 갖는 다수의 밴드 (줄흔)을 포함한다는 것도 밝히고 있다. 도 2의 미세구조와 도 3의 배향 맵을 비교할 때 크고 긴 입자으로 구성된 영역은 (001) 텍스쳐의 밴드와 관련이 있다는 것이 명백해진다.
각각 개별적인 배향에 대해 결정 극과 (001) 샘플-수직 극 벡터의 스칼라곱을 계산함으로써 오배향 각도를 결정하였다. 다음으로, 상기 판 표면에 대해 평행한 선 (즉, 샘플의 긴 모서리)을 따라 측정된 데이타 점들로부터 각 두께 증분 (δ)에 대한 평균 오배향 값 (ω)를 결정하였다. 도 4는 탄탈 판의 깊이에 대해 평균 오배향을 플롯팅한 도면을 도시하고 있으며, 증분 평균 배향 및 탄탈 판의 깊이 간의 관계를 하기와 같이 정의하고 있다.
ω = f (δ)
텍스쳐 구배는 판 두께의 증분내의 평균 평면 배향 변화 정도 (dω/dδ)로 정의된다. 도 5는 판 두께 전체에 걸친 텍스쳐 변화율을 플롯팅한 도면을 도시하고 있다. 도 5에 도시된 선 아래의 면적은 판 전체에서 텍스쳐 구배 정도에 대한 척도를 나타내고, 도함수를 적분함으로써 계산된다. 이 적분값을 두께 (h)로 나누어 적분을 정규화하면, 샘플에서 텍스쳐 구배의 심각도를 나타내는 스칼라 값이 얻어진다:
상기 예에서, 텍스쳐 구배 파라미터는 Ω= 265인 것으로 밝혀졌다.
텍스쳐 구배 파라미터 Ω는 샘플내에서 텍스쳐 균질성을 완전히 설명할 수는 없을 것이다. 국소화된 텍스쳐 밴드는 텍스쳐 구배의 비연속성을 나타내며, 텍스쳐 구배 함수에서 변곡점인 것으로 밝혀졌다.
도 6은 깊이에 대해 텍스쳐 함수의 2차 도함수를 플롯팅한 도면을 도시하고 있다. 날카롭고 잘 한정된 텍스쳐 밴드의 존재로 인한 텍스쳐 구배에서의 신속한 변화는 도 6에서 상대적 최대점에 의해 표시된다. 텍스쳐 밴딩의 심각도는 텍스쳐 구배 함수의 도함수로 표현된다:
상기 분석에서, 텍스쳐 밴딩 파라미터의 값은 Λ= 20.8이다.
실시예 2:
스퍼터링 타겟으로 사용하기에 허용될 수 없다고 생각되는 탄탈에 대한 Ω 및 Λ의 값을 결정하기 위해 분석을 수행하였다. 도 7은 두께가 허용될 수 없는 정도 (즉, > 5 ％)로 변화되는 필름이 형성되기 때문에 사용자들이 사용하기 거절하는 탄탈 스퍼터링 타겟의 일부분을 도시하고 있다. 거절된 타겟의 부식된 표면은 광택 마감처리한 부위와 섞여있는 무광택 마감처리한 넓은 영역을 갖는다. 텍스쳐 분석은 무광택 표면은 혼합된 (111)-(001) 텍스쳐를 포함하였지만 광택있는 지역의 텍스쳐는 거의 완전히 (001)이라는 것을 밝혔다. 무광택 영역이 스퍼터링에 의해 쉽게 침식 (erosion)되는 재료를 나타내는 반면, 광택있는 영역은 스퍼터링 침식에 대해 저항성이므로, 즉 탄탈 스퍼터링 타겟내에서 돌출부 (001)을 갖는 국소화된 영역이 스퍼터링 성능에는 이롭지 않음을 의미한다 (문헌 [C. A. Michaluk, D. B. Smathers, and D. P. Field, Affect of Localized Texture on the Sputtering Performance of Tantalum, Proceeding of the Twelfth Internationl Conference on Texture of Materials, J. A. Szpunar (ed.), NRC Research Press, Ottawa, pp. 1357-1362, 1999], 이 거명에 의해 본원에 포함됨).
거절된 스퍼터링 타겟의 방사상 평면을 따라 샘플을 선택하여 실시예 1과 같이 제조한 후, OIM에 의해 분석하였다. 거절된 타겟의 수직-배향 역상 극점도 맵이 도 8에 도시되어 있다. IPF 맵은 타겟의 횡단면 주위에서 텍스쳐 밴드의 존재를 밝히고 있다. 텍스쳐 함수와 그의 1차 및 2차 도함수를 각각 도 9, 10 및 11에 플롯팅하여 나타내었다.
거절된 타겟에 대한 텍스쳐 구배 파라미터 및 텍스쳐 밴딩 파라미터에 대한값은 하기와 같았다:
Ω=299.980/mm
Λ= 61.104/mm
상기 실시예를 토대로, Ω 및 Λ 값이 각각 299.980/mm 및 61.104/mm 이상인 탄탈 재료는 스퍼터링 타겟 분야에 적합하지 않다고 결론내릴 수 있다.
실시예 3
본 실시예에서 원하는 스퍼터링 성능을 나타내는 탄탈 스퍼터링 타겟에 대한 Ω 및 Λ의 값 뿐만 아니라 최저 스퍼터링 성능을 갖는 탄탈 타겟에 대한 Ω 및 Λ의 값을 측정하였다. 원하는 성능 및 최저 성능을 갖는 스퍼터링 타겟의 사진을 도 12 및 13에 각각 나타냈다. 원하는 성능의 타겟 및 최저 성능의 타겟의 횡단면으로부터 수직-배향 IPF 맵을 도 14 및 도 15에 각각 나타냈다. 실시예 1에 기재된 방법을 사용하여 샘플을 제조하고 분석하였다.
원하는 성능 및 최저 성능을 갖는 탄탈 타겟의 텍스쳐 균질성 파라미터를 하기에 나타내었다.
Ta 타겟 성능 Ω Λ
원하는 성능 74.73/㎜ 4.993/㎜
최저 성능 127.9/㎜ 10.313/㎜
실시예 2의 결과에 기초하여, 각각 74.73/㎜ 및 4.993/㎜ 이하의 Ω 및 Λ의 값을 갖는 탄탈 물질이 스퍼터링 타겟 적용에 가장 적합하다.
실시예 4
탄탈 판의 텍스쳐 균질성에서 레벨 압연의 효과를 결정하기 위한 연구를 수행하였다. 탄탈 판의 전형적인 상업적 제조는 판을 최종 규격으로 냉간 압연한 후, 만들어진 판을 레벨 롤러를 통과시켜 편평하게 하는 것을 포함한다. 편평하게 한 후, 편평한 탄탈 생성물을 트리밍하고, 이어서 진공 어닐링으로 재결정화하였다.
레벨 압연은 밀을 통과해 갈 때 판이 앞뒤로 구부러지는 일련의 오프셋 롤러로 판을 통과시키는 것을 포함한다. 판에 정-부의 주기적인 응력을 가하면, 냉간 압연 중에 발생하는 판내의 불균일면 응력은 바우싱거(Bausinger) 효과에 의해 감소된다. 주기적 부하에 의한 변위를 없앰으로써 또한 물질내에 비축되는 일의 양을 감소시키고, 따라서 1차 (111) 텍스쳐를 나타내도록 물질을 재결정화하는 구동력을 감소시킨다. 레벨 압연 작업은 탄탈 판내에서 텍스쳐 구배가 발생하도록 돕는다.
이 연구를 위해, 탄탈 판을 두께 약 3.75"의 어닐링된 슬랩(slab)으로부터 0.250"의 최종 규격으로 횡방향 압연하였고, 모든 압연 작업은 주위의 조건하에서 수행하였다. 마감 압연 후에, 약 12" 길이의 스트립을 냉간 압연된 판의 선단 단부에서 잘라냈다. 나머지 압연판을 레벨 압연 밀로 20회 통과시켜 편평하게 하였다. 그 후에, 레벨 압연된 판 및 레벨 압연 미처리의 절단된 조각을 세척하고 1050 ℃의 온도 및 5 ×10-5torr보다 우수한 진공에서 2시간 동안 어닐링하였다. 실시예 1에 기재된 방법으로 각 판의 절단된 단부를 따라 샘플을 취하여 준비하고, 분석하였다. 레벨 압연된 탄탈 판 및 레벨 압연 미처리의 탄탈 판의 표준 배향IPF 맵을 도 16 및 17에 각각 나타냈다. 텍스쳐 균질성 분석의 결과는 하기와 같다.
Ta 판 공정 Ω Λ
레벨 압연 191/㎜ 15.2/㎜
레벨 압연 미처리 160/㎜ 12.9/㎜
이 연구의 결과는 냉간 압연된 탄탈 판의 레벨 압연이 이후의 어닐링된 생성물의 텍스쳐 균질성을 감소시킨다는 것을 확인시켜준다.
본 명세서 및 본 명세서에 개시된 본 발명의 실시를 고려할 때 본 발명의 다른 실시양태가 당업자에게는 명백할 것이다. 본 발명의 명세서 및 실시예는 단지 예시일 뿐이며, 본 발명의 진정한 범위 및 기술적 사상은 하기 청구항과 그의 균등물에 의해 나타내어지는 것이다.

Claims (27)

  1. 기준 극 배향을 선택하고;
    소정 두께를 갖는 다결정성 물질 또는 그의 일부의 횡단면을 스캐닝 배향 영상화 현미경법을 이용하여 일정 증분으로 스캔하여 상기 두께 전체에 걸친 증분으로 다수 입자의 실제 극 배향을 얻고;
    상기 물질 또는 그의 일부에서의 다수 입자의 상기 기준 극 배향과 실제 극 배향간의 배향 차이를 측정하고;
    상기 두께 전체에 걸쳐 측정된 각 입자의 상기 기준 극 배향으로부터 오배향 값을 지정하고;
    상기 두께 전체에 걸쳐 측정된 각 증분의 평균 오배향을 측정하고;
    상기 두께 전체에 걸쳐 측정된 각 증분의 상기 평균 오배향의 2차 도함수를 측정하여 텍스쳐 밴딩을 얻는 것을 포함하는, 다결정성 물질의 텍스쳐 균질성의 정량분석 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 다결정성 물질이 1종 이상의 금속을 포함하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 다결정성 물질이 탄탈을 포함하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 다결정성 물질이 니오븀을 포함하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 다결정성 물질이 1종 이상의 귀금속을 포함하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 다결정성 물질이 1종 이상의 세라믹 물질을 포함하는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 기준 극 배향이 (001)인 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 스캐닝 배향 영상화 현미경법이 단계-조절된 스캐닝 배향 영상화 현미경법인 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 스캐닝 배향 영상화 현미경법이 빔 스캐닝 배향 영상화 현미경법인 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 두께 전체에 걸쳐 측정된 각 증분의 상기 평균 오배향의 1차 도함수를 측정하는 것을 추가로 포함하는 방법.
  11. 기준 극 배향을 선택하고;
    소정 두께를 갖는 타겟 또는 그의 일부의 횡단면을 스캐닝 배향 영상화 현미경법을 이용하여 일정 증분으로 스캔하여 상기 두께 전체에서의 증분으로 다수 입자의 실제 극 배향을 얻고;
    상기 타겟 또는 그의 일부에서의 다수 입자의 상기 기준 극 배향과 실제 극 배향간의 배향 차이를 측정하고;
    상기 두께 전체에 걸쳐 측정된 각 입자의 상기 기준 극 배향으로부터 오배향값을 지정하고;
    상기 두께 전체에 걸쳐 측정된 각 증분의 평균 오배향을 측정하고;
    상기 두께 전체에 걸쳐 측정된 각 증분의 상기 평균 오배향의 2차 도함수를 측정하여 텍스쳐 밴딩을 얻는 것을 포함하는, 타겟의 스퍼터링 효율의 예측 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 다결정성 물질이 1종 이상의 금속을 포함하는 방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 다결정성 물질이 탄탈을 포함하는 방법.
  14. 제11항에 있어서, 상기 다결정성 물질이 니오븀을 포함하는 방법.
  15. 제11항에 있어서, 상기 다결정성 물질이 1종 이상의 귀금속을 포함하는 방법.
  16. 제11항에 있어서, 상기 다결정성 물질이 1종 이상의 세라믹 물질을 포함하는 방법.
  17. 제11항에 있어서, 상기 기준 극 배향이 (001)인 방법.
  18. 제11항에 있어서, 상기 스캐닝 배향 영상화 현미경법이 단계-조절된 스캐닝 배향 영상화 현미경법인 방법.
  19. 제11항에 있어서, 상기 스캐닝 배향 영상화 현미경법이 빔 스캐닝 배향 영상화 현미경법인 방법.
  20. 제11항에 있어서, 상기 두께 전체에 걸쳐 측정된 각 증분의 상기 평균 오배향의 1차 도함수를 측정하는 것을 추가로 포함하는 방법.
  21. 스캐닝 배향 영상화 현미경;
    다결정성 물질에서의 다수 입자의 기준 극 배향과 실제 극 배향간의 배향 차이를 측정하는 수단;
    상기 두께 전체에 걸쳐 측정된 각 입자의 상기 기준 극 배향으로부터 오배향 값을 지정하는 수단;
    상기 두께 전체에 걸쳐 측정된 각 증분의 평균 오배향을 측정하는 수단; 및
    상기 두께 전체에 걸쳐 측정된 각 증분의 상기 평균 오배향의 2차 도함수를 얻는 수단
    을 포함하는, 다결정성 물질의 텍스쳐 균질성을 정량분석하기 위한 시스템.
  22. 제21항에 있어서, 상기 두께 전체에 걸쳐 측정된 각 증분의 상기 오배향의 1차 도함수를 측정하는 것을 추가로 포함하는 시스템.
  23. 제21항에 있어서, 개개의 입자가 현미경으로부터 전자빔에 의해 조사될 때 발생하는 키쿠치(Kikuchi) 패턴을 포착하기 위한 저광 카메라가 상기 현미경에 장착되어 있는 시스템.
  24. 다결정성 물질의 실제 극 배향을 얻는 수단;
    다결정성 물질에서의 다수 입자의 기준 극 배향과 실제 극 배향간의 배향 차이를 측정하는 수단;
    상기 두께 전체에 걸쳐 측정된 각 입자의 상기 기준 극 배향으로부터 오배향 값을 지정하는 수단;
    상기 두께 전체에 걸쳐 측정된 각 증분의 평균 오배향을 측정하는 수단; 및
    상기 두께 전체에 걸쳐 측정된 각 증분의 상기 평균 오배향의 2차 도함수를 측정하는 수단
    을 포함하는, 다결정성 물질의 텍스쳐 균질성을 정량분석하기 위한 시스템.
  25. 제24항에 있어서, 상기 두께 전체에 걸쳐 측정된 각 증분의 상기 오배향의 1차 도함수를 측정하는 것을 추가로 포함하는 시스템.
  26. 제24항에 있어서, 실제 극 배향을 얻기 위한 상기 수단이 X선 마이크로회절 장치를 갖는 시스템.
  27. 기준 극 배향을 선택하고;
    소정 두께를 갖는 타겟 또는 그의 일부의 횡단면을 상기 두께 전체에서 증분으로 다수 입자의 실제 극 배향을 얻을 수 있는 장치를 이용하여 증분으로 스캔하고;
    상기 타겟 또는 그의 일부에서의 다수 입자의 상기 기준 극 배향과 실제 극 배향간의 배향 차이를 측정하고;
    상기 두께 전체에 걸쳐 측정된 각 입자의 상기 기준 극 배향으로부터 오배향 값을 지정하고;
    상기 두께 전체에 걸쳐 측정된 각 증분의 평균 오배향을 측정하고;
    상기 두께 전체에 걸쳐 측정된 각 증분의 상기 평균 오배향의 2차 도함수를 측정하여 텍스쳐 밴딩을 얻는 것을 포함하는, 타겟의 스퍼터링 효율의 예측 방법.
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