KR20050085232A - 고순도 니켈/바나듐 스퍼터링 부재 및 스퍼터링 부재의제조방법 - Google Patents

고순도 니켈/바나듐 스퍼터링 부재 및 스퍼터링 부재의제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20050085232A
KR20050085232A KR1020057009819A KR20057009819A KR20050085232A KR 20050085232 A KR20050085232 A KR 20050085232A KR 1020057009819 A KR1020057009819 A KR 1020057009819A KR 20057009819 A KR20057009819 A KR 20057009819A KR 20050085232 A KR20050085232 A KR 20050085232A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
vanadium
nickel
sputtering
grain size
average grain
Prior art date
Application number
KR1020057009819A
Other languages
English (en)
Inventor
웨이 구오
스테판 피. 터너
에드워드 에프. 카레이
Original Assignee
허니웰 인터내셔널 인코포레이티드
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 허니웰 인터내셔널 인코포레이티드 filed Critical 허니웰 인터내셔널 인코포레이티드
Publication of KR20050085232A publication Critical patent/KR20050085232A/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/03—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3411—Constructional aspects of the reactor
    • H01J37/3414—Targets
    • H01J37/3426—Material

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)

Abstract

본 발명은 고순도 Ni-V을 포함하는 스퍼터링 타겟과 같은 스퍼터링 부재를 포함한다. 상기 스퍼터링 부재는 전체에 걸쳐 미세한 평균 결정립 크기, 40마이크론 이하의 결정립 크기인 대표적인 미세한 평균 결정립 크기를 가질 수 있다. 또한, 본 발명은 고순도 Ni-V 구조의 제조방법을 포함한다.

Description

고순도 니켈/바나듐 스퍼터링 부재 및 스퍼터링 부재의 제조방법{HIGH PURITY NICKEL/VANADIUM SPUTTERING COMPONENTS； AND METHODS OF MAKING SPUTTERING COMPONENTS}
본 발명은 고순도 니켈/바나듐 스퍼터링 부재(스퍼터링 타겟과 같은)에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 스퍼터링 부재(sputtering components)의 제조방법에 관한 것이다.
니켈/바나듐 재료는 반도체 산업분야에서 다양한 적용을 갖는다. 예를들면, 상기 재료는 플립 칩(flip chips)을 지지하기 위한 언더-범프 금속(under-bump metals)을 위한 배리어/부착층(barrier/adhesion layers), 또는 C4(콜랩스드, 컨트롤드, 칩 컨넥션(collapsed, controlled, chip connection)) 집합체에 이용될 수 있다. 대표적인 니켈/바나듐 조성은 Ni-7V(예를들면, 약 7중량%의 바나듐 및 나머지 니켈을 함유하는 조성)이다.
반도체 공정에 있어서, 니켈/바나듐 층을 형성하는 대표적인 방법은 물리증착(PVD)이다. 특히, 상기 층들은 스퍼터링 타겟으로부터 스퍼터-증착된다. 통상적인 Ni-7V 스퍼터링 타겟의 표준 순도는 3N5-3N8순도(예를들면, 가스를 제외한 중량%로, 99.95%에서 99.98%순도)이다. 상기 순도는 글로우 디스차지 매스 스팩트로스코피(glow discharge mass spectroscopy, GDMS) 및/또는 LECO®(전도성 측정의(conductometric))방법(LECO®는 LECO 주식회사의 등록된 상표이다)에 의하여 대표적으로 결정된다. 통상적인 Ni-7V 스퍼터링 타겟의 평균 결정립 크기는 상당히 크다(대표적으로, 50마이크론보다 큰).
상기 스퍼터링 타겟의 순도 및 결정립 크기는 상기 타겟으로부터 형성된 상기 스퍼터-증착된 재료의 질을 제한한다. 보다 높은 순도의 타겟은 보다 높은 순도의 스퍼터-증착된 재료가 될 수 있으며, 이것은 바람직하다. 상기 타겟내 보다 작은 평균 결정립 크기는 스퍼터-증착된 재료의 보다 나은 물리적 및/또는 화학적 균질성을 이끌 수 있으며, 이 또한 바람직하다. 따라서, 보다 높은 순도 및 보다 작은 평균 결정립 크기를 갖는 개선된 Ni-V 스퍼터링 타겟을 개발하는 것이 바람직하다.
통상적인 니켈/바나듐 재료의 순도의 제한은 바나듐의 순도에 의하여 대표적으로 이루어진다. 상기 니켈/바나듐 재료는 고순도 니켈을 고순도 바나듐과 혼합함에 의하여 형성된다. 상기 니켈은 4N5(가스를 제외하고 99.995중량%), 또는 5N(가스를 제외하고 99.999중량%)의 순도를 가질 수 있으나, 상기 바나듐은 2N5(가스를 제외하고 99.5중량%) 또는 그 보다 낮은 순도를 일반적으로 가질 것이다. 그러므로, 이용할 수 있는 바나듐의 순도가 형성될 수 있는 Ni-V 합금의 순도를 제한한다. 따라서, 개선된 순도의 바나듐 재료를 개발하는 것이 바람직하다.
대표적인 종래기술의 물리증착 오퍼레이션이 스퍼터링 집합체의 대표적인 구성성분을 예시하기 위하여, 도 1의 스퍼터링 장치(110)를 참조하여 설명된다. 장치(110)는 이온 금속 플라스마(IMP) 장치의 예이며, 측벽(114)을 갖는 챔버(112)를 포함한다. 챔버(112)는 대표적으로 고진공 챔버이다. 타겟구조(10)가 상기 챔버의 상부 영역(upper region)에 제공되며, 기판(118)은 상기 챔버의 하부 영역(lower region)에 제공된다. 기판(118)은 홀더(holder, 120)위에 놓여지며, 상기 홀더는 정전기적 척(electrostatic chuck)을 대표적으로 포함한다. 타겟 구조(10)는 적합한 지지 멤버(도시되지 않음)에 놓여지며, 상기 지지 멤버는 파워소스를 포함할 수 있다. 상부 쉴드(shield)(도시되지 않음)는 상기 타겟 구조(10)의 모서리(edges)를 보호하기 위하여 제공될 수 있다.
예를들면, 기판(118)은 예를들면 단결정 실리콘 웨이퍼와 같은 반도체 웨이퍼를 포함할 수 있다. 니켈/바나듐 막은 장치(110)의 특정한 이용에 있어서 상기 기판의 표면위에 있을 수 있다. 그러므로, 타겟 구조(10)는 니켈/바나듐 타겟을 포함할 수 있다.
재료(122)는 상기 타겟 구조(10)의 표면으로부터 스퍼터되고, 기판(118)으로 향한다.
일반적으로, 상기 스퍼터된 재료는 다수의 다른 방향으로 상기 타겟 표면을 떠날 것이다. 이것은 문제가 될 수 있으며, 상기 스퍼터된 재료는 기판(118)의 상부 표면에 대하여 직각방향인 것이 바람직하다. 따라서, 포커싱 코일(126)이 챔버(112)내부에 제공된다. 상기 포커싱 코일은 스퍼터된 재료(122)의 오리엔테이션을 향상시킬 수 있으며, 기판(118)의 상부 표면에 대하여 직각방향으로 상기 스퍼터된 재료를 향하게 하는 것으로 나타낸다.
코일(126)은 상기 코일의 측벽을 통하여, 그리고 또한 챔버(112)의 측벽(114)을 통하여 확장하는 것으로 나타난 핀(128)에 의하여 챔버(112)내부에 위치된다. 핀(128)은 상기 나타낸 형상에서 리테이닝 스크류(retaining screws, 132)로 위치된다. 도 1의 개략적인 예시는 코일(126)의 내부표면을 따라 상기 핀들의 헤드들(130), 그리고 챔버 측벽(114)의 외부표면을 따라 상기 리테이닝 스크류의 헤드들(132)의 또 다른 세트를 보여준다.
스페이서(spacers, 140)(컵으로 자주 언급된)가 핀(pins, 128)주위에 확장되며, 측벽(114)으로부터 코일(126)을 이격하는데 이용된다.
도 1에 나타낸 상기 장치는 많은 타입의 PVD 장치들중 단지 하나이다. 다른 대표적인 장치들은 Unaxis, Balzers, Nexx, Ulvac, Annelva 및 NOVELLUS로 또는 의하여 판매된 장치들을 포함한다. 상기 장치들중 몇몇은 둥근 스퍼터링 타겟을 이용하며, 반면에 다른 것들은 정사각형 또는 직사각형 디자인과 같은 다른 타겟 형상을 이용한다.
본 발명의 바람직한 실시예들이 다음에 첨부되는 도면을 참조하여 아래에 설명된다.
도 1은 물리증착동안(예를들면, 스퍼터링) 나타낸 종래기술의 물리증착 장치의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 대표적인 타겟/백킹 플레이트 구조의 개략적인 단면도이다.
도 3은 도 3의 선 2-2를 따라 확장하는 도 2의 단면을 갖는, 도 2 구조의 상부도이다.
도 4는 본 발명의 대표적인 모놀리식 타겟 구조의 개략적인 단면도이다.
도 5는 도 5의 선 4-4를 따라 확장하는 도 4의 단면을 갖는, 도 4 구조의 상부도이다.
하나의 관점에 있어서, 본 발명은 고순도 Ni-V을 포함하는 스퍼터링 타겟과 같은 스퍼터링 부재에 관한 것이다. 상기 스퍼터링 부재는 40마이크론 이하의 대표적인 평균 결정립 크기를 갖는, 작은 평균 결정립 크기를 가질 수 있다.
하나의 관점에 있어서, 본 발명은 고순도 Ni-V 구조를 제조하는 방법을 포함한다.
몇몇 관점에 있어서, 본 발명은 스퍼터링 부재에 관한 것이다. 본 명세서 및 후속하는 청구항을 해석할 목적으로, "스퍼터링 부재(sputtering component)"라는 용어는 물리증착 공정동안 재료가 그것으로부터 스퍼터되거나, 또는 그것으로부터 제거되는 어떠한 부재를 말한다. 상기 일반적인 스퍼터링 부재는 스퍼터링 타겟이나, 스퍼터링은 물리증착동안 스퍼터링 타겟을 제외한 다른 부재들(예를들면, 코일, 핀 또는 컵과 같은)의 표면으로부터 발생할 수 있는 것으로 이해될 수 있다. "스퍼터된 부재(sputtered component)"라는 어구는 재료가 그것으로부터 스퍼터되었거나, 또는 그것으로부터 제거된 스퍼터링 부재를 말한다. 당업계에서 통상적인 지식을 가진 자에 의하여 이해될 수 있는 것처럼, 스퍼터링 타겟은 금속 블랭크, 플레이트 또는 슬라브로부터 형성될 수 있다. "스퍼터링 타겟 프리-팝(sputtering target pre-fab)"이라는 어구는 스퍼터링 타겟으로 추가적으로 제조될 금속 블랭크, 플레이트, 슬라브 등을 말하기 위하여 여기에서 이용되며, "스퍼터링 타겟 구조(sputtering target structure)"라는 어구는 스퍼터링 타겟 자체 및 스퍼터링 타겟 프리-팝을 총칭하여 포함하는 것으로 이용된다. "스퍼터링 부재 프리-팝(sputtering component pre-fab)"은 스퍼터링 부재를 형성하기 위하여 이용되는 금속 블랭크, 플레이트, 슬라브 등을 말하는 것으로 이해될 수 있으며; 그리고 "스퍼터링 부재 구조(sputtering component structure)"라는 어구는 상기 최종 부재(finished components)뿐만 아니라 스퍼터링 부재 프리-팝을 포함하는 것으로 이해될 수 있다. 본 발명의 다양한 관점에 의하여 포함되는 스퍼터링 타겟들은 어떠한 적합한 형상(geometry)을 가질 수 있으며, 접합된 집합체 또는 모놀리식 스퍼터링 타겟중 하나일 수 있다. 본 발명의 다양한 관점에 의하여 포함되는 스퍼터링 타겟들은 본 명세서의 "배경기술"부분에서 설명된 장치를 포함하나, 그것에 제한되지는 않는 어떤 적합한 장치를 이용하는 것으로 형성될 수 있다.
몇몇 관점에 있어서, 본 발명의 구조들은 특정한 평균 결정립 크기를 갖는다. 여기에서 이용된 것처럼 "평균 결정립 크기(average grain size)"라는 어구는 당업계에서 통상적인 지식을 가진 자에게 알려진 표준 방법에 의하여 결정되어진 평균 결정립 크기를 의미한다. 평균 결정립 크기는 ASTM E112 평균 결정립 크기를 결정하는 표준 테스트 방법에 의하여 여기에서 설명된 대표적인 조성으로 결정되었다. 본 발명의 특정한 구조들은 전체 구조에 걸쳐 약 40마이크론 이하, 바람직하게는 약 30마이크론 이하, 보다 바람직하게는 약 20마이크론 이하의 평균 결정립 크기를 가질 수 있다. 마이크론 결정립 크기와 ASTM 결정립 크기 넘버사이의 변환이 몇몇 대표적인 결정립 크기에 대하여 표 1에 설명된다.
마이크론 결정립 크기 ASTM 결정립 크기 넘버
약 40마이크론 이하 약 6.3 이상
약 30마이크론 이하 약 7.2 이상
약 20마이크론 이하 약 8.3 이상
몇몇 관점에 있어서, 본 발명은 고순도 바나듐 조성을 제조하는 방법을 포함한다. 대표적인 방법은 용융 염 전해(molten salt electrolysis)를 포함한다. 상기 염은 예를들면, NaCl과 같은 알칼리-할로겐 염일 수 있다. 상기 전해는 바람직한 순도의 바나듐을 얻기 위하여 여러번 순차적으로 반복될 수 있다. 본 발명의 특정한 관점에 있어서, 전해로부터 얻어지는 상기 조성은 바나듐의 순도가 가스를 제외하고 적어도 99.995중량%, 또는 바나듐의 순도가 가스를 제외하고 심지어 적어도 99.999중량%일 수 있다.
몇몇 관점에 있어서, 본 발명은 고순도 니켈/바나듐 스퍼터링 부재의 제조방법을 포함한다. 고순도 니켈 및 바나듐의 원재료가 제공된다. 상기 니켈 원재료는 바람직하게는 가스를 제외하고 적어도 99.995중량%의 전체 순도를 가질 것이며, 보다 바람직하게는 가스를 제외하고 적어도 99.999중량%를 가질 것이다. 상기 바나듐 원재료는 가스를 제외하고 적어도 99.9중량%의 전체 순도를 가질 것이며; 보다 바람직하게는 가스를 제외하고 적어도 99.995중량%; 그리고 보다 더욱더 바람직하게는 가스를 제외하고 심지어 적어도 99.999중량%를 가질 것이다. 상기 니켈과 바나듐 원재료는 같이 용융되어 상기 니켈과 바나듐을 포함하는 용융합금을 형성한다. 상기 바람직한 합금의 특정한 조성은 상기 용융합금으로 도입되는 각각의 원재료의 양을 지시할 것이다. 이후, 상기 용융합금은 냉각되어 니켈 및 바나듐의 순도가 적어도 99.99%, 99.995% 또는 99.999%(가스를 제외한 중량%로)인 니켈/바나듐 구조(structure)를 형성한다.
상기 합금으로부터 형성된 상기 구조는 스퍼터링 부재 프리-팝(예를들면, 스퍼터링 타겟 프리-팝과 같은) 또는 스퍼터링 부재일 수 있다.
특정한 관점에 있어서, 용융 니켈/바나듐 합금은 예를들면, 전자-빔, 진공유도용융(VIM) 또는 진공아크 재용융(vacuum arc remelting, VAR)과 같은 적절하고 통상적인 진공용융기술을 이용하여 고순도의 니켈-바나듐 잉곳으로 주조된다. 상기 잉곳의 전체적인 순도를 향상시키기 위하여, 및/또는 결과물로 균일한 조성을 갖는 고순도 니켈/바나듐 합금을 얻기 위하여, 바람직하게는 반복적인 진공용융단계가 도입될 수 있다. 상기 결과물인 고순도 Ni-V 잉곳은 어떠한 바람직한 형태(예를들면, 직사각형, 정사각형, 원형 등)일 수 있으며, 어떠한 바람직한 크기일 수 있다.
상기 고순도 Ni-V 잉곳은 금속내부에 바람직한 결정립 크기를 부여하기 위한 상기 잉곳의 금속으로의 변형 및 어닐링을 적용하기 위하여, 가공열처리(thermo-mechanical) 공정에 적용될 수 있다. 대표적인 가공열처리(thermo-mechanical) 공정은 어닐링과 조합하여 일련의 열간압연 단계 및 냉간압연 단계(바람직하게는 서로 같은 방향을 따라 압연하는 것을 포함하는 모든 압연단계를 갖는)를 이용할 수 있다. 상기 가공열처리(thermo-mechanical) 공정으로부터 얻어진 니켈/바나듐 구조는 니켈/바나듐 플레이트 또는 블랭크일 수 있다. 이러한 구조는 백킹 플레이트에 접합하기에 적합한 타겟일 수 있으며, 백킹 플레이트에 접합될 수 있는 타겟 구조를 형성하기 위하여 적절하게 가공되기에 적합한 타겟 프리-팝일 수 있다. 또한, 상기 니켈/바나듐 구조는 모놀리식 타겟 또는 모놀리식 타겟으로 상기 구조를 형성하기 위하여 적절하게 가공하기에 적합한 타겟 프리-팝일 수 있다. 대표적인 가공열처리 공정 순서는 청구항 바로 직전에 실시예에서 제공된다.
본 발명의 방법에 따라 형성된 니켈/바나듐 합금 및 구조는 가스를 제외한 중량%로, 적어도 99.99%; 적어도 99.995%(가스를 제외한 중량%로); 또는 심지어 적어도 99.999%(가스를 제외한 중량%로)의 니켈/바나듐의 전체 금속 순도를 가질 수 있다. 상기 니켈/바나듐 조성의 전체적인 금속순도를 결정할때, 모든 검출이 가능한 불순물은 더해진다(검출한(detection limit)에서 또는 그 이하에서의 원소들은 포함되지 않는다). 순도를 결정하는 표준 분석기술은 GDMS와 LECO®가 있다. 최근의 당업계에서 표준 합금조성은 Ni-7V이다. 그러나, 여기에서 설명된 상기 스퍼터링 부재는 다른 양의 바나듐(예를들면, 7중량%보다 많거나 적은)을 포함할 수 있는 것으로 이해될 수 있다. 대표적으로, 본 발명의 니켈/바나듐 합금은 약 4중량%(합금의 나머지는 니켈임)에서 약 10중량%(합금의 나머지는 니켈임)의 바나듐을 포함할 것이다. 본 발명의 관점에 따라 형성된 니켈/바나듐 합금의 분석결과는 표 2에 나타낸다. 상기 합금은 6.64중량%의 바나듐을 포함한다.
원소 ppm 방법 원소 ppm 방법
Li <0.001 GDMS Ta <1 GDMS
B 0.1 GDMS W 0.61 GDMS
F <0.01 GDMS Pb 0.3 GDMS
Na 0.04 GDMS Bi <0.005 GDMS
Mg 0.37 GDMS Th <0.001 GDMS
Al 14 GDMS U 0.001 GDMS
Si 17 GDMS C 27 LECO
P 0.91 GDMS N 28 LECO
S <10 LECO O 160 LECO
Cl 0.12 GDMS
K <0.01 GDMS
Ca <0.05 GDMS
Ti 2.4 GDMS
Cr 5.2 GDMS
Mn 6.4 GDMS
Fe 27 GDMS
Co 2.7 GDMS
Cu 11 GDMS
Zn 0.14 GDMS
Zr 2.3 GDMS
Nb 1.3 GDMS
Mo 4.4 GDMS
Hf 0.03 GDMS
본 발명의 방법에 따라 형성될 수 있는 대표적인 타겟구조(11)는 도 2 및 3을 참조하여 설명된다. 상기 구조는 백킹 플레이트(12), 타겟(14) 및 상기 타겟과 백킹 플레이트사이의 본드(bond, 16)를 포함한다. 상기 본드는 확산 본드일 수 있으며, 또는 중간층 재료(예를들면, 솔더(solder)와 같은)를 포함할 수 있다. 상기 타겟(14)은 본 발명의 다양한 관점에 따라 고순도 니켈/바나듐을 포함할 수 있다. 상기 구조(11)는 도 1을 참조하여 상술한 타입의 증착장치에서 타겟구조(10)로써 이용될 수 있다.
본 발명의 방법에 따라 형성될 수 있는 다른 대표적인 타겟구조(20)는 도 4 및 5를 참조하여 설명된다. 상기 구조는 모놀리식 타겟(22)을 포함한다. 상기 타겟(22)은 본 발명의 다양한 관점에 따라 고순도 니켈/바나듐을 포함한다. 상기 구조(20)는 도 1을 참조하여 상술한 타입의 증착장치에서 타겟(10)으로써 이용될 수 있다.
스퍼터링 조건에 노출된 스퍼터링 챔버(도 1의 챔버와 같은)내 어떠한 부재들은 약간의 재료를 방출할 수 있다. 따라서, 몇몇 적용에 있어서 상기 타겟을 제외한 부재는 스퍼터링 부재로 고려될 수 있다. 스퍼터링 부재일 수 있는 챔버내 상기 아이템들은 코일, 커버링(cover rings), 클램프(clamps), 쉴드(shields), 핀(pins) 및 컵(cups)을 포함하며 이에 제한되지는 않는다. 몇몇 적용에 있어서, 타겟이 아닌 부재(non-target components)로부터 스퍼터된 재료가 상기 타겟으로부터 스퍼터된 재료를 오염시킬 수 있다는 점에서 재료가 타겟이 아닌 스퍼터링 부재로부터 스퍼터되는 것은 문제가 될 수 있다. 반응 챔버내 모든 스퍼터링 부재 및 가능성있는 스퍼터링 부재가 상기 타겟과 같은 재료로 형성된다면, 상기 문제는 경감될 수 있으며, 심지어는 방지될 수 있다. 따라서, 본 발명의 다양한 관점에 있어서, 고순도 니켈/바나듐으로부터 상기 타겟 및 하나 이상의 타겟이 아닌 스퍼터링 부재(예를들면, 하나 이상의 코일, 커버링, 클램프, 쉴드, 핀, 컵 등과 같이)를 형성하는 것이 바람직할 수 있다.
본 발명에 따라 형성된 니켈/바나듐 스퍼터링 부재는 반도체 기판상에 Ni-V층의 증착을 위하여 이용될 수 있다. 상기 Ni-V 층은 언더-범프(under-bump) 및 C4 기술에서 이용될 수 있다. 또한, 고순도의 작은 결정립 크기의 Ni-V 스퍼터링 타겟으로부터 형성된 층들은 언더-범프 및 C4 집합체를 제외한 다른 반도체 적용에 이용될 수 있다. 예를들면, 상기 층들은 실리사이드 형성 및 반도체에 적용되는 하이-앤드(high-end) 코팅에 이용될 수 있다. 니켈은 실리사이드 및 반도체에 적용되는 하이-앤드 코팅에 이용하기 위하여 연구되어왔으나, 니켈의 자기적 특성은 이러한 많은 적용에 적합하지 않은 순도의 니켈을 만든다. 니켈에 바나듐을 첨가하는 것은 반도체에 적용시 적합한 자기특성을 갖는 합금을 형성하며, 이것이 다양한 적용에 있어서 Ni-7V이 이용되는 이유이다. 그러나, 통상적인 니켈/바나듐 합금은 순도가 너무 낮아 실리사이드 및 하이-앤드 코팅에 적합하지 않다. 이와는 대조적으로, 본 발명의 스퍼터링 타겟으로부터 제조될 수 있는 상대적으로 순수한 Ni-V 합금은 실리사이드 및 하이-앤드 코팅 적용에 적합할 수 있다.
[실시예]
고순도 Ni-V 잉곳은 고온(1400-2400℉(760-1316℃)의 온도와 같은)에서 하나의 방향으로(uni-directionally) 열간압연되어 상기 잉곳의 두께는 감소되고 슬라브(상기 슬라브의 두께는 예를들면, 약 1.5"(3.81cm)일 수 있다)로 제조되며; 적어도 약 90%(예를들면, 상기 슬라브의 두께는 상기 잉곳의 초기두께의 약 10% 이하이다)인 열간압연에 의하여 유도되는 통상적인 변형을 갖는다. 상기 슬라브는 실온으로 냉각되며, 다수의 보다 작은 섹션으로 잘려진다. 상기 섹션들은 열간압연(예를들면, 1400-2400℉의 온도에서)되고, 이어 냉간압연(예를들면, 약 실온에서)되어 최종 두께(예를들면, 약 0.35"(0.89cm))로 상기 섹션들의 두께는 감소된다. 상기 섹션들을 가로지르는 상기 열간 및 냉간압연은 바람직하게는 하나의 방향이며, 상기 잉곳을 가로지르는 하나의 방향으로의 압연과 같이 같은 방향을 따른다. 상기 섹션들이 열간 및 냉간압연된 후, 상기 섹션들은 증가된 온도(예를들면, 약 1600℉(871℃)에서 약 1시간동안)에서 어닐링된다.

Claims (39)

  1. 가스를 제외하고 적어도 99.99중량%의 니켈 및 바나듐을 포함하는 니켈-바나듐 스퍼터링 부재 구조.
  2. 제 1항에 있어서, 니켈 및 바나듐이 가스를 제외하고 적어도 99.995중량%인 니켈-바나듐 스퍼터링 부재 구조.
  3. 제 1항에 있어서, 니켈 및 바나듐이 가스를 제외하고 적어도 99.999중량%인 니켈-바나듐 스퍼터링 부재 구조.
  4. 제 1항에 있어서, 스퍼터링 타겟으로써의 니켈-바나듐 스퍼터링 부재 구조.
  5. 제 4항에 있어서, 스퍼터링 타겟 프리-팝(pre-fab)으로써의 니켈-바나듐 스퍼터링 타겟 구조.
  6. 제 4항에 있어서, 스퍼터링 타겟으로써의 니켈-바나듐 스퍼터링 타겟 구조.
  7. 가스를 제외하고 적어도 99.99중량%의 니켈 및 바나듐을 포함하며,
    구조의 전체에 걸쳐 약 40마이크론 이하의 평균 결정립 크기를 갖는 니켈/바나듐 스퍼터링 부재 구조.
  8. 제 7항에 있어서, 스퍼터링 부재 프리-팝(pre-fab)으로써의 니켈/바나듐 스퍼터링 부재 구조.
  9. 제 7항에 있어서, 스퍼터링 부재로써의 니켈/바나듐 스퍼터링 부재 구조.
  10. 제 9항에 있어서, 평균 결정립 크기가 약 30마이크론 이하인 것을 특징으로 하는 니켈/바나듐 스퍼터링 부재.
  11. 제 9항에 있어서, 평균 결정립 크기가 약 20마이크론 이하인 것을 특징으로 하는 니켈/바나듐 스퍼터링 부재.
  12. 제 9항에 있어서, 약 4-10중량%의 바나듐을 포함하는 니켈/바나듐 스퍼터링 부재.
  13. 제 9항에 있어서, 약 7중량%의 바나듐을 포함하는 니켈/바나듐 스퍼터링 부재.
  14. 제 9항에 있어서, 스퍼터링 타겟으로써의 니켈/바나듐 스퍼터링 부재.
  15. 제 14항의 스퍼터링 타겟으로부터 스퍼터-증착된 막.
  16. 제 9항에 있어서, 가스를 제외하고 적어도 99.995중량%의 니켈 및 바나듐을 포함하는 니켈/바나듐 스퍼터링 부재.
  17. 제 16항에 있어서, 평균 결정립 크기가 약 30마이크론 이하인 것을 특징으로 하는 니켈/바나듐 스퍼터링 부재.
  18. 제 16항에 있어서, 평균 결정립 크기가 약 20마이크론 이하인 것을 특징으로 하는 니켈/바나듐 스퍼터링 부재.
  19. 제 16항에 있어서, 약 4-10중량%의 바나듐을 포함하는 니켈/바나듐 스퍼터링 부재.
  20. 제 9항에 있어서, 가스를 제외하고 적어도 99.999중량%의 니켈 및 바나듐을 포함하는 니켈/바나듐 스퍼터링 부재.
  21. 제 20항에 있어서, 평균 결정립 크기가 약 30마이크론 이하인 것을 특징으로 하는 니켈/바나듐 스퍼터링 부재.
  22. 제 20항에 있어서, 평균 결정립 크기가 약 20마이크론 이하인 것을 특징으로 하는 니켈/바나듐 스퍼터링 부재.
  23. 제 20항에 있어서, 약 4-10중량%의 바나듐을 포함하는 니켈/바나듐 스퍼터링 부재.
  24. 가스를 제외하고 그 순도가 적어도 99.99중량%인 니켈 재료를 제공하는 단계;
    가스를 제외하고 그 순도가 적어도 99.99중량%인 바나듐 재료를 제공하는 단계;
    상기 니켈 및 바나듐 재료를 같이 용융하여 상기 니켈 및 바나듐 재료로부터 용융 니켈/바나듐 합금을 형성하는 단계; 및
    상기 니켈/바나듐 합금을 냉각하여 니켈/바나듐 구조를 형성하는 단계;를 포함하고,
    상기 니켈/바나듐 구조는 니켈 및 바나듐의 순도가 가스를 제외하고 적어도 99.99중량%인 것을 특징으로 하는 니켈/바나듐 구조의 제조방법.
  25. 제 24항에 있어서, 상기 니켈/바나듐 구조가 약 4-10중량%의 바나듐을 포함하는 것을 특징으로 하는 니켈/바나듐 구조의 제조방법.
  26. 제 24항에 있어서, 상기 니켈/바나듐 구조가 약 7%의 바나듐을 포함하는 것을 특징으로 하는 니켈/바나듐 구조의 제조방법.
  27. 제 24항에 있어서, 상기 바나듐 재료는 그 순도가 가스를 제외하고 적어도 99.995중량%인 것을 특징으로 하는 니켈/바나듐 구조의 제조방법.
  28. 제 24항에 있어서, 상기 니켈 재료는 그 순도가 가스를 제외하고 적어도 99.995중량%이고,
    상기 바나듐 재료는 그 순도가 가스를 제외하고 적어도 99.995중량%이고,
    그리고 상기 니켈/바나듐 구조는 니켈 및 바나듐의 순도가 가스를 제외하고 적어도 99.995중량%인 것을 특징으로 하는 니켈/바나듐 구조의 제조방법.
  29. 제 24항에 있어서, 상기 바나듐 재료는 그 순도가 가스를 제외하고 적어도 99.999중량%인 것을 특징으로 하는 니켈/바나듐 구조의 제조방법.
  30. 제 24항에 있어서, 상기 니켈 재료는 그 순도가 가스를 제외하고 적어도 99.999중량%이며,
    상기 바나듐 재료는 그 순도가 가스를 제외하고 적어도 99.999중량%이고,
    그리고 상기 니켈/바나듐 구조는 니켈 및 바나듐의 순도가 가스를 제외하고 적어도 99.999중량%인 것을 특징으로 하는 니켈/바나듐 구조의 제조방법.
  31. 제 24항에 있어서, 상기 니켈/바나듐 구조는 그 구조 전체에 걸쳐 40마이크론 이상의 평균 결정립 크기를 가지며,
    상기 평균 결정립 크기가 40마이크론 이하로 감소되도록 상기 니켈/바나듐 구조를 가공열처리하는 것을 추가로 포함하는 니켈/바나듐 구조의 제조방법.
  32. 제 31항에 있어서, 상기 구조로부터 스퍼터링 부재를 형성하는 단계를 추가로 포함하며,
    상기 스퍼터링 부재 전체에 걸쳐 평균 결정립 크기가 40마이크론 이하인 것을 특징으로 하는 니켈/바나듐 구조의 제조방법.
  33. 제 32항에 있어서, 상기 스퍼터링 부재가 스퍼터링 타겟인 것을 특징으로 하는 니켈/바나듐 구조의 제조방법.
  34. 제 31항에 있어서, 상기 가공열처리 공정이 상기 구조의 전체에 걸쳐 30마이크론 이하의 평균 결정립 크기를 제조함을 특징으로 하는 니켈/바나듐 구조의 제조방법.
  35. 제 34항에 있어서, 상기 구조로부터 스퍼터링 부재를 형성하는 단계를 추가로 포함하며,
    상기 스퍼터링 부재 전체에 걸쳐 평균 결정립 크기가 30마이크론 이하인 것을 특징으로 하는 니켈/바나듐 구조의 제조방법.
  36. 제 35항에 있어서, 상기 스퍼터링 부재가 스퍼터링 타겟인 것을 특징으로 하는 니켈/바나듐 구조의 제조방법.
  37. 제 31항에 있어서, 상기 가공열처리 공정이 상기 구조의 전체에 걸쳐 20마이크론 이하의 평균 결정립 크기를 제조함을 특징으로 하는 니켈/바나듐 구조의 제조방법.
  38. 제 37항에 있어서, 상기 구조로부터 스퍼터링 부재를 형성하는 단계를 추가로 포함하며,
    상기 스퍼터링 부재 전체에 걸쳐 평균 결정립 크기가 20마이크론 이하인 것을 특징으로 하는 니켈/바나듐 구조의 제조방법.
  39. 제 38항에 있어서, 상기 스퍼터링 부재가 스퍼터링 타겟인 것을 특징으로 하는 니켈/바나듐 구조의 제조방법.
KR1020057009819A 2002-12-09 2003-11-24 고순도 니켈/바나듐 스퍼터링 부재 및 스퍼터링 부재의제조방법 KR20050085232A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US43216602P 2002-12-09 2002-12-09
US60/432,166 2002-12-09

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20050085232A true KR20050085232A (ko) 2005-08-29

Family

ID=32507860

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020057009819A KR20050085232A (ko) 2002-12-09 2003-11-24 고순도 니켈/바나듐 스퍼터링 부재 및 스퍼터링 부재의제조방법

Country Status (8)

Country Link
US (2) US20040108028A1 (ko)
EP (1) EP1579019A2 (ko)
JP (1) JP2006509109A (ko)
KR (1) KR20050085232A (ko)
CN (1) CN1723292A (ko)
AU (1) AU2003291159A1 (ko)
TW (1) TW200418996A (ko)
WO (1) WO2004052785A2 (ko)

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005019493A2 (en) * 2003-08-11 2005-03-03 Honeywell International Inc. Target/backing plate constructions, and methods of forming them
JP4447556B2 (ja) * 2003-10-07 2010-04-07 日鉱金属株式会社 高純度Ｎｉ−Ｖ合金、同Ｎｉ−Ｖ合金からなるターゲット及び同Ｎｉ−Ｖ合金薄膜並びに高純度Ｎｉ−Ｖ合金の製造方法
US7832619B2 (en) * 2004-02-27 2010-11-16 Howmet Corporation Method of making sputtering target
US20050249981A1 (en) * 2004-05-10 2005-11-10 Heraeus, Inc. Grain structure for magnetic recording media
US20050274221A1 (en) * 2004-06-15 2005-12-15 Heraeus, Inc. Enhanced sputter target alloy compositions
US20050277002A1 (en) * 2004-06-15 2005-12-15 Heraeus, Inc. Enhanced sputter target alloy compositions
US20060042938A1 (en) * 2004-09-01 2006-03-02 Heraeus, Inc. Sputter target material for improved magnetic layer
US20060078457A1 (en) * 2004-10-12 2006-04-13 Heraeus, Inc. Low oxygen content alloy compositions
US20060110626A1 (en) * 2004-11-24 2006-05-25 Heraeus, Inc. Carbon containing sputter target alloy compositions
US20060286414A1 (en) * 2005-06-15 2006-12-21 Heraeus, Inc. Enhanced oxide-containing sputter target alloy compositions
US7837929B2 (en) * 2005-10-20 2010-11-23 H.C. Starck Inc. Methods of making molybdenum titanium sputtering plates and targets
US20070253103A1 (en) * 2006-04-27 2007-11-01 Heraeus, Inc. Soft magnetic underlayer in magnetic media and soft magnetic alloy based sputter target
CN101660123B (zh) * 2008-08-28 2013-08-14 长沙天鹰金属材料有限公司 一种镍基靶材及生产工艺
US8449817B2 (en) 2010-06-30 2013-05-28 H.C. Stark, Inc. Molybdenum-containing targets comprising three metal elements
US8449818B2 (en) 2010-06-30 2013-05-28 H. C. Starck, Inc. Molybdenum containing targets
JP5808066B2 (ja) 2011-05-10 2015-11-10 エイチ．シー．スターク インク． 複合ターゲット
US9334565B2 (en) 2012-05-09 2016-05-10 H.C. Starck Inc. Multi-block sputtering target with interface portions and associated methods and articles
US9903212B2 (en) * 2013-07-30 2018-02-27 Siemens Aktiengesellschaft Mechanical joining using additive manufacturing process
CN104014767B (zh) * 2014-06-05 2016-05-04 贵研铂业股份有限公司 一种制备NiV合金靶材的方法
CN106290425A (zh) * 2016-07-13 2017-01-04 东莞中子科学中心 一种用于制备中子散射实验样品盒的钒镍合金及其应用
CN110468382B (zh) * 2019-09-12 2021-04-09 南京达迈科技实业有限公司 一种含微量元素的大管径Ni-V旋转靶材及其制备方法
CN111549324A (zh) * 2020-06-17 2020-08-18 宁波江丰电子材料股份有限公司 一种NiV合金靶材及其成型的方法与用途
CN112899627B (zh) * 2021-01-16 2022-09-27 重庆电子工程职业学院 一种靶材安装结构、磁控溅射设备及磁控溅射方法
CN114318255B (zh) * 2021-12-09 2022-09-16 贵研铂业股份有限公司 一种由易氧化金属镀膜保护制备的高致密NiV合金溅射靶材及其制备方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2876180A (en) * 1953-12-14 1959-03-03 Horizons Titanium Corp Fused salt bath for the electrodeposition of transition metals
US3294481A (en) * 1962-12-05 1966-12-27 Burwell Blair Process for recovering pure vanadium oxide from low grade vanadium ores or concentrates
US3320024A (en) * 1963-07-05 1967-05-16 Burwell Blair Process of recovering high purity vanadium compositions
US4552820A (en) * 1984-04-25 1985-11-12 Lin Data Corporation Disc media
US4610720A (en) * 1984-05-16 1986-09-09 The United States Of America As Represented By The Department Of Energy Method for preparing high purity vanadium
US4895592A (en) * 1987-12-14 1990-01-23 Eastman Kodak Company High purity sputtering target material and method for preparing high purity sputtering target materials
US6341114B1 (en) * 1999-03-23 2002-01-22 Michael Anh Nguyen Universal loader platform for optical storage device
US6342114B1 (en) * 1999-03-31 2002-01-29 Praxair S.T. Technology, Inc. Nickel/vanadium sputtering target with ultra-low alpha emission
US6827828B2 (en) * 2001-03-29 2004-12-07 Honeywell International Inc. Mixed metal materials

Also Published As

Publication number Publication date
AU2003291159A8 (en) 2004-06-30
AU2003291159A1 (en) 2004-06-30
WO2004052785A3 (en) 2005-06-16
US20050230013A1 (en) 2005-10-20
US20040108028A1 (en) 2004-06-10
TW200418996A (en) 2004-10-01
EP1579019A2 (en) 2005-09-28
JP2006509109A (ja) 2006-03-16
CN1723292A (zh) 2006-01-18
WO2004052785B1 (en) 2005-07-21
WO2004052785A2 (en) 2004-06-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20050085232A (ko) 고순도 니켈/바나듐 스퍼터링 부재 및 스퍼터링 부재의제조방법
US6478902B2 (en) Fabrication and bonding of copper sputter targets
JP4579709B2 (ja) Ａｌ−Ｎｉ−希土類元素合金スパッタリングターゲット
US5087297A (en) Aluminum target for magnetron sputtering and method of making same
JP4996639B2 (ja) スパッタターゲット
KR0135369B1 (ko) 고순도티타늄 스퍼터링타겟
TWI398534B (zh) 用於形成微合金化鋁合金接線膜的濺鍍靶
JPH1180942A (ja) Ｔａスパッタターゲットとその製造方法及び組立体
US10533248B2 (en) Method of manufacturing sputtering target and sputtering target
JP5325096B2 (ja) 銅ターゲット
JP7320639B2 (ja) Ａｕ膜の形成方法
JP3971171B2 (ja) 銅スパッターターゲットの加工方法
US10297429B2 (en) High-purity copper-chromium alloy sputtering target
EP3339469A1 (en) Ti-Ta ALLOY SPUTTERING TARGET AND PRODUCTION METHOD THEREFOR
KR100698744B1 (ko) 하프늄 합금 타겟트 및 그 제조방법
JP2002363736A (ja) スパッタターゲット、バリア膜および電子部品
WO2005064037A2 (en) High integrity sputtering target material and method for producing bulk quantities of same
TWI809013B (zh) 金濺鍍靶材的製造方法及金膜的製造方法
US11837449B2 (en) Ti-Nb alloy sputtering target and production method thereof
JPH06128737A (ja) スパッタリングターゲット
JP2706635B2 (ja) スパッタリング用高純度チタンターゲット及びその製造方法
KR102486945B1 (ko) 고순도의 은 스퍼터링 타겟 제조 방법 및 이에 의해 제조된 은 스퍼터링 타겟
JPH0790564A (ja) 高純度チタニウムスパッタリングターゲット
KR20010034218A (ko) 코발트 - 티타늄 합금 스팟터링 타겟트 및 그 제조방법
JPH0790561A (ja) 高純度チタニウムスパッタリングターゲット

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid