KR20070070264A - 스퍼터링 타겟트 및 그 제조방법 - Google Patents

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마사타카 야하기
아츠시 나카무라
히데유키 타카하시
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닛코킨조쿠 가부시키가이샤
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Abstract

평균결정의 크기가 1㎚∼50㎚의 조직을 구비하고 있는 소결체 스퍼터링 타겟트, 특히 3원계 이상의 합금으로 이루어지며, Zr, Pd, Cu, Co, Fe, Ti, Mg, Sr, Y, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Te, 희토류(希土類)금속으로부터 선택된 적어도 1원소를 주성분으로 하는 소결체 스퍼터링 타겟트에 관한 것이며, 이 타겟트를 애토마이즈 분말을 소결하는 것에 의해 제조한다. 결정조직이 거칠고 생산원가가 높게되는 용탕 금속의 냉각에 의한 벌크 금속 유리를 대신하여, 소결법에 의한 고밀도의 극히 미세하고 균일한 조직을 가지는 타겟트를 얻는 것이다.
Figure 112007046212219-PAT00001
스퍼터링 타겟트

Description

스퍼터링 타겟트 및 그 제조방법{SPUTTERING TARGET AND METHOD FOR PRODUCTION THEREOF}
도 1은, 실시예 1의 타겟트의 조직관찰 사진이다.
도 2는, 실시예 1의 타겟트의 XRD프로파일(profile)이다.
도 3은, 실시예 1의 스퍼터링 후의 타겟트 에로죤(erosion)면의 SEM상(像)이다.
도 4는, 실시예 1의 타겟트의 에로죤면의 표면 거칠기를 측정한 결과를 나타내는 도이다.
도 5는, 비교예 1의 타겟트의 조직관찰 사진이다.
도 6은, 비교예 1의 타겟트의 XRD프로파일이다.
도 7은, 비교예 1의 스퍼터링 후의 타겟트 에로죤면의 SEM상이다.
도 8은, 비교예 1의 타겟트의 에로죤면의 표면 거칠기를 측정한 결과를 나타내는 도이다.
최근, 일렉트로닉스 분야, 내식성(耐蝕性)재료나 장식의 분야, 촉매분야, 절삭ㆍ연마재(硏磨材)나 내마모성재료의 제작 등, 많은 분야에 금속 또는 세라믹스 재료 등의 피막을 형성하는 스퍼터링(sputtering)이 사용되고 있다.
스퍼터링법 자체는 상기의 분야에서, 잘 알려진 방법이나, 최근에는, 특히 초 미세가공 기술의 분야에 있어서, 복잡한 형상의 피막의 형성에 적합하는 스퍼터링 타겟트가 요구되고 있다.
상기와 같은 초 미세가공 기술에서는 성막(成膜) 기술이 주체가 되지만, 형성된 막의 결정 입계(粒界)에서도 초 미세가공에 있어서 문제가 되기 때문에, 박막이 형성 될 시에 결정 입계가 없는 막, 즉 아몰퍼스(amorphous)막 또는 그것에 준하는 막의 형성이 가능한 성막 방법이 요구된다.
상기의 스퍼터링법은 성막법으로서는 우수한 것이지만, 타겟트의 조성, 조직, 성질 등이 박막의 성상(性狀)에 직접 반영되기 때문에 아몰퍼스막 또는 그것에 준한 막이 용이하게 형성되는 금속유리(metallic glass)제(製)의 타겟트 재료가 요구된다.
종래, 벌크(bulk)상의 금속유리를 제조하는 방법으로서는, 석영관(石英管)에 봉입(封入)한 용융(熔融)금속을 급냉시켜 봉상(棒狀)의 금속 유리를 얻는 물(水)로괜칭(quenching)하는 방법, 수냉(水冷)한 동제(銅製)금형을 사용하여 아크(arc)용해하여 급냉 하는 방법, 동제(銅製)의 형상(型上)에서 금속을 용해한 후, 상형(上型)으로 압압(押壓)하여 급냉 하여 금속유리를 얻는 형체(型締)주조(鑄造)법, 고압으로 사출 성형하여 동제형(銅製型)으로 급냉 하는 방법, 회전 디스크 위에서 용탕(溶湯)을 응고시켜 금속 유리 선재(線材)를 제조하는 방법, 등이 제안되고 있다(예를 들면, 기능재료 「벌크 금속유리의 제조방법」,2002년 6월호, Vo1. 22, No. 6, 26∼31 페이지, 참조).
그러나 이들의 제조방법은 어느 것이나 용융 금속으로부터의 제조방법이며, 급냉을 조건으로 하고 있기 때문에, 장치가 그러한 급냉의 조건에 맞추기 위한 설비가 필요하기 때문에, 극히 설비비가 높게 된다는 결점을 가지고 있다. 또한, 제조 가능한 형상도 한정되어있어, 수 cmφ의 타겟트 밖에 제조할 수 없다고 하는 문제가 있다.
이 발명은, 균일하고 또한 초미세(超微細)한 조직을 가지며, 파티클(particle : 미세한 분말) 발생을 억제하는 균일성이 양호한 박막(薄膜)이 얻어지는 스퍼터링 타겟트 및 그 제조에 관한 것이다.
(발명의 개시)
본 발명은, 제작되는 초 미세 가공용 코팅(coating) 막이, 종래의 결정조직이 거칠고 생산원가가 높게 되는 용탕(溶湯) 금속의 급냉에 의한 벌크 금속 유리 대신에, 예를 들면, 분말 야금법에 의해 파티클 등의 결함 및 조성의 불 균일성의 문제를 발생시키지 않으며, 결정조직이 극히 미세하고 균일한 조직을 가지는 고품질이고 실용적인 크기의 타겟트 재(材)를 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명은,
1. 평균결정의 크기(size)가 1㎚∼50㎚의 조직을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟트
2. 평균결정의 크기가 1㎚∼5㎚의 조직을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟트
3. 평균결정의 크기가 1㎚∼2㎚의 조직을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟트
4. 3원계(元系)이상의 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 상기1∼3의 어느 한 항에 기재된 스퍼터링 타겟트
5. Zr, Pt, Pd, Fe, Co, Cu로부터 선택된 적어도 1원소를 주성분으로써 원자비율로 50at% 이상 함유하는 것을 특징으로 하는 상기 1∼4의 어느 한 항에 기재된 스퍼터링 타겟트
6. 3원계, 12%이상의 원자 반경차(半徑差) 및 부(負)의 혼합 열(negative heat of mixing)을 만족하는 금속 유리의 요건을 구비하고있는 것을 특징으로 하는 상기1∼5의 어느 한 항에 기재된 스퍼터링 타겟트
7. Zr을 주성분으로 하는 3원계 이상의 합금이며, 여기에 다시 Cu, Ni, Al로부터 선택된 적어도 1종 이상의 원소를 함유하는 것을 특징으로 하는 상기 1∼6의 어느 한 항에 기재된 스퍼터링 타겟트
8. Pt를 주성분으로 하는 3원계 이상의 합금이며, 여기에 다시 Pd, Cu, P로부터 선택된 적어도 1종 이상의 원소를 함유하는 것을 특징으로 하는 상기 1∼6의 어느 한 항에 기재된 스퍼터링 타겟트
9. Pd를 주성분으로 하는 3원계 이상의 합금이며, 여기에 다시 Cu, Ni, P로부터 선택된 적어도 1종 이상의 원소를 함유하는 것을 특징으로 하는 상기 1∼6의 어느 한 항에 기재된 스퍼터링 타겟트
10. Fe를 주성분으로 하는 3원계 이상의 합금이며, 여기에 다시 Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, W로부터 선택된 적어도 1성분과 B를 함유하는 것을 특징으로 하는 상기1∼6의 어느 한 항에 기재된 스퍼터링 타겟트
11. Co를 주성분으로 하는 3원계 이상의 합금이며, 여기에 다시 Fe, Ta, B로부터 선택된 적어도 1종 이상의 원소를 함유하는 것을 특징으로 하는 상기 1∼6의 어느 한 항에 기재된 스퍼터링 타겟트
12. Cu를 주성분으로 하는 3원계 이상의 합금이며, 여기에 다시 Zr, Ti로부터 선택된 적어도 1종 이상의 원소를 함유하는 것을 특징으로 하는 상기1∼6의 어느 한 항에 기재된 스퍼터링 타겟트
13. 개스 애토마이즈(gas atomized)분말을 소결하는 것에 의해 제조하는 것을 특징으로 하는 상기 1∼12의 어느 한 항에 기재된 스퍼터링 타겟트의 제조방법
을 제공한다.
본 발명은, 결정조직이 거칠고 생산원가가 높게 되는 용탕 금속의 급냉에 의한 벌크 금속유리를 대신하여, 소결법에 의한 고밀도의 균일한 조직을 가지는 타겟트에 관한 것으로써, 이 타겟트를 사용하여 스퍼터링을 실시한 경우, 스퍼터링 후의 타겟트의 표면은 매끈한 에로죤(erosion)면으로 되어 막의 균일성(UNIFORMITY)이 양호하며, 또한 아킹(arcing)이나 파티클(particle)의 발생이 거의 없다고 하는 우수한 효과를 가지고 있다.
(발명의 실시형태)
본 발명의 스퍼터링 타겟트는, 평균결정의 크기가 1㎚∼50㎚, 바람직하게는 평균결정의 크기가 1㎚∼5㎚, 더욱이 바람직하게는 평균결정의 크기가 1㎚∼2㎚의 조직을 구비하고 있다.
타겟트 자체의 결정 입경이 미세하면 스퍼터 에로죤 된 표면의 거칠기가 평활(平滑)하게 되어 제품의 회수율을 악화시키는 파티클의 발생이 억제되는 효과를 얻을 수 있다.
특히, 비정질 상태는 파티클 저감에 있어서는 궁극(窮極)의 조직형태이다. 더욱이 조직의 비 정질화 또는 초 미세화는 타겟트의 조직 및 조성의 균일성이 향상되며, 이것을 사용한 제품은 조성 등의 불 균일성의 문제를 발생시키는 일이 없다.
본 발명의 타겟트는, 특히 3원계 이상의 합금으로 되며, Zr, Pd, Cu, Co, Fe, Ti, Mg, Sr, Y, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Te, 희토류(希土類)금속으로부터 선택된 적어도 1원소를 주성분으로 한다.
이들의 원소는 강자성체(强磁性體)박막, 고기계강도(高機械强度)박막, 고내부식성(高耐腐食性)박막, 고전기 전도성 등의 용도에 따라 적당히 선택한다. 또한 이들이 여러 특성을 발휘하기 위하여 주성분의 원자비율은 50at% 이상이 바람직하다.
더욱이 바람직하게는, 주성분 이외의 원소는 금속유리가 되기 위한 필요조건인, 타 성분의 원소의 원자반경에 대하여 12%이상의 큰 치수차(dimensional difference)를 가지며 합금계(合金系)가 부(負)의 혼합열을 만족하는 것으로써 얻어지는 합금이 안정된 비정질형성능(非晶質形成能 : stable amorphous state forming ability)을 확보할 수 있게 한다.
또한, 비정질형성능을 확보하기 위하여, 3원계 중 제2성분(2번째로 원자비율이 큰 성분)의 원소는 원자비율로써 5at%이상인 것이 바람직하다.
Zr을 주성분으로 하는 경우, 바람직하게는 Zr을 50at% 이상 함유하며, 타의 성분원소는 금속유리 형성의 필요조건을 만족하기 위하여 Cu, Ni, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Zn, Ga, Ge, As, Se와 Al, Si, P, S, B, C, N으로부터 각각 1성분 이상을 함유한다.
이 금속 유리제 타겟트의 대표적인 것으로써, Zr65-Cu17.5-Ni10-Al7.5(원자비율)를 들 수가 있다.
Pt를 주성분으로 하는 경우, 바람직하게는 Pt를 50 at%이상 함유하며, 타의성분 원소는 금속유리형성의 필요조건을 만족하기 위하여 Pd, Cu, Ni, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Zn, Ga, Ge, As, Se와 Al, Si, P, S, B, C, N으로부터 각각 1성분이상을 함유한다.
이 금속 유리제 타겟트의 대표적인 것으로써, Pt50-Pd10-Cu18-P22(원자비율)를 들 수가 있다.
Pd를 주성분으로 하는 경우, 바람직하게는 Pd를 50at% 이상 함유하며, 타의 성분원소는 금속 유리형성의 필요조건을 만족하기 위하여 Cu, Ni, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Zn, Ga, Ge, As, Se와 Al, Si, P, S, B, C, N으로부터 각각 1성분이상을 함유한다.
이 금속 유리제 타겟의 대표적인 것으로써, Pd78-Cu6-Si16(원자비율)을 들 수 있다.
Fe를 주성분으로 하는 경우, 바람직하게는 Fe를 50at%이상 함유하며, 타의 성분원소는 금속 유리형성의 필요조건을 만족하기 위하여 Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Te, Hf, Ta, W와 Al, Si, P, S, B, C, N으로부터 각각 1성분 이상을 함유한다.
이 금속 유리제 타겟트의 대표적인 것으로써, Fe70-Zr10-B20(원자비율)을 들 수 있다.
Co를 주성분으로 하는 경우, 바람직하게는 Co를 50at%이상 함유하며, 타의 성분원소는 금속 유리형성의 필요조건을 만족하기 위하여 Cu, Ni, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Zn, Ga, Ge, As, Se와 Al, Si, P, S, B, C, N으로부터 각각 1성분이상을 함유한다.
이 금속 유리제 타겟트의 대표적인 것으로써, Co72.5-Al12.5-B15(원자비율)를 들 수 있다.
Cu를 주성분으로 하는 경우, 바람직하게는 Cu를 50at%이상 함유하며, 타의 성분원소는 금속 유리형성의 필요조건을 만족하기 위하여 Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Te, Hf, Ta, W와 Al, Si, P, S, B, C, N으로부터 각각 1성분 이상을 함유한다.
이 금속 유리제 타겟트의 대표적인 것으로써, Cu60-Zr30-Ti10(원자비율)을 들 수 있다.
본 발명의 스퍼터링 타겟트는 상기 성분의 원료를 예를 들면, 앰플(ampoule) 내(內)용해, 아크용해, 고주파용해 등에 의해 용해(합금화)하고, 얻어진 합금을 재 용해하고, 경우에 따라서는 상기 원료 용해공정을 그대로 이용하여, 개스 애토마이즈(atomization)법, 수(水)애토마이즈법, 유(油)애토마이즈법이라고 하는 분무(噴霧)법으로 합금분말을 제작한다.
이 합금분말을 핫 프레스(hot press)나 플라즈마 소결(SPS)법 등을 이용하여 타겟트를 제조한다.
개스 애토마이즈 분말의 제조 시에는 예를 들면, 분사 개스에 아르곤가스를 사용하여 0.8㎜φ의 석영(石英)노즐로부터 분사하여 제조한다. 애토마이즈 개스압은 예를 들면, 80kgf/㎠, 용탕(溶湯)가스압 0.3kgf/㎠에서 행한다. 또한 소결(플라즈마 소결법:SPS)의 조건으로서는 프레스 압력 600MPa, 온도 : 결정화 온도이하를 목표로 하여 실시한다(조성에 따라서 조건을 변경한다).
애토마이즈 분말의 지름은 1㎚이상, 50㎛이하가 바람직하다. 애토마이즈 분말이 거칠 경우 즉, 50㎛를 초과하면 결정의 크기가 커지게 되는 경향이 있기 때문이다. 한편, 애토마이즈 분말 1㎚미만에서는 결정 크기가 너무 작게 되며, 또한 개스 애토마이즈에서는 이러한 미(微) 분말이 되지 않아 현실적이지 않다. 또한 상기 개스 애토마이즈 조건 및 소결 조건은 재료에 따라서 임의로 변경되는 것이며 반드시 상기 조건에 제한되는 것은 아니다.
소결 조건의 설정에 대하여는, 기본적으로 결정화 온도와 유리 전이점(轉移 点)온도의 사이에서 행하며, 소결 밀도가 실용상 문제가 없는 레벨(상대밀도 90%이상)로 상승한다면, 유리 전이점 부근에서 행하는 것이 바람직하다. 상대밀도가 90%미만이라면, 스퍼터링 후의 표면이 거칠게 되는 경향이 있다. 또한 유리 상태가 유지되도록, 소결 시의 가열시간은 가능한 한 단시간으로 하는 것이 바람직하다.
이렇게 하여 제조한 소결체를 소정의 형상으로 가공(기계가공ㆍ연마 등의 표면가공)하여 타겟트를 얻는다. 얻어진 본 발명의 스퍼터링 타겟트는 나노(nano) 크기의 초 미세하고 균일한 조직을 가지고 있다. 또한 본 발명의 타겟트는 100㎜φ이상의 타겟트를 용이하게 제조할 수 있다고 하는 특징을 가지고 있다.
이러한 타겟트를 사용하여 스퍼터링을 행하면 막의 균일성을 양호하게 하며, 또한 아킹이나 파티클의 발생을 억제하고, 나아가 또한 스퍼터 성막의 품질을 향상시킬 수 있다고 하는 현저한 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 스퍼터링 타겟트는 초 미세 가공 기술의 성막에 한정될 필요는 없고, 통상의 아몰퍼스 박막 또는 결정성 박막에도 이용되는 것은 물론이다.
( 실시예 )
다음에, 실시 예에 대하여 설명한다. 본 실시 예는 발명의 일 예를 나타내기 위한 것이며, 본 발명은 이들의 실시 예에 제한되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 기술사상에 포함되는 타(他)의 태양 또는 변형을 포함하는 것이다.
( 실시예1 )
Zr65-Cu17.5-Ni10-Al7.5(원자비율)합금을 용해하여 이 용탕을 분사 가스로써 아르곤가스를 사용하여 0.8㎜φ의 석영(石英)노즐로부터 분사하여 애토마이즈 분말 을 제조했다. 이 때의 애토마이즈 개스압은 80kgf/㎠이며, 용탕 개스압 0.3kgf/㎠에서 실시했다.
다음에, 이 애토마이즈 분말을 사용하여 결정화의 가까운 온도인 410℃, 600MPa의 조건에서 플라즈마 소결법(SPS법)에 의해 소결하고, 216㎜φ, 8.4㎜t의 소결체를 얻었다. 밀도는 6.70g/㎤(아르키메데스법에 의한다)이며, 용해품의 밀도는 6.716g/㎤이였다. 따라서, 상대밀도는 99.8%이며, 치밀화 되고 있다.
이 타겟트의 조직관찰 사진을 도1에 나타낸다. 도1에 있어서 결정입계는 관찰되지 않고(비정질상태로 있다), 애토마이즈 분말이 그대로 프레스 되어 벌크체(體)로 되어 있는 것을 알았다.
플라즈마 소결체의 비 정질성 확인을 위해서, X선 회절에 의해 시료(試料)를 관찰했다. 반가폭(半??幅:half-power band)은 6.18°에서 쉬러르(Scherrer)의 식으로부터 산출한 평균결정의 크기는 14Å(1.4㎚)이며, SPS 처리 후도 결정 성장함이 없이 비정질인 것이 확인되었다.
이 XRD프로파일을 도2에 나타낸다. 또한 애토마이즈 전의 모합금(母合金)에서는, 결정화하고 있으며, 입내(粒內)에 2상(相)의 층상(層狀:lamellar)구조가 관찰되었다.
다음에, 이 타겟트를 사용하여 10mTorr, 순(純)Ar중, 300W의 조건에서 스퍼터링을 실시했다. 이 결과 결정의 크기가 14Å의 나노결정조직의 막이 형성되었다. 또한 막의 균일성이 양호하며, 아킹이나 파티클의 발생이 거의 없었다.
스퍼터링 후의 타겟트의 표면을 관찰한 결과, 도3(에로죤 면의 SEM상)에 나 타내는 바와 같이, 매끈한 에로죤면이 얻어졌다. 또한 도3의 수직선은 선반가공의 흔적이다. 도4는 에로죤면의 표면 거칠기를 측정한 결과이다. 스퍼터링 후의 타겟트 표면 거칠기는 0.25㎛였다.
( 비교예1 )
실시 예와 동일한 조성의 Zr65-Cu17.5-Ni10-A17.5(원자비율) 재료를 아크용해에 의해 잉고트로 하고 이것을 선반 가공하여 타겟트를 제작했다. 타겟트의 밀도는 6.716g/㎤였다.
이 타겟트의 조직관찰 사진을 도5에 나타낸다. 도5에 있어서, 2상(相)의 공정(共晶)구조를 가지는 조직이 관찰되었다. 이 XRD프로파일을 도6에 나타낸다.
다음에, 이 타겟트를 사용하여 10mTorr, 순(純)Ar 중, 300W의 조건에서 스퍼터링을 실시했다. 이 결과, 막의 균일성이 나쁘고, 아킹이나 파티클의 발생도 관찰되었다.
스퍼터링 후의 타겟트의 표면을 관찰한 결과, 도7(에로죤면의 SEM상)에 나타내는 바와 같이, 요철(凹凸)이 큰 에로죤면이 얻어졌다. 또한, 도7의 수직선은 선반가공 흔적이다. 도8은, 에로죤면의 표면 거칠기를 측정한 결과이다. 스퍼터링 후의 타겟트의 표면 거칠기는 0.87㎛로써 비정질 품(品)의 3.5배나 큰 값이었다.
이상으로부터, 용해품(결정질)과 본 건 발명의 실시예인 비정질재와는 타겟트의 특성상에 커다란 상이가 있는 것을 알았다.
( 실시예2 -6)
다음에, 본 발명의 범위에서, 각종 조성을 변경한 실시 예1과 동일한 조건에 서 애토마이즈 분말을 제작하여 이것을 소결하여 타겟트로 하였다. 이 제조 조건과 결정상태, 평균결정의 크기, 스퍼터링 후의 타겟트의 표면 거칠기를 표1에 나타낸다. 또한 표1에는 상기 실시 예1 및 비교 예1의 조건과 그 결과를 대비하여 나타낸다.
다음으로, 이 타겟트를 사용하여 10mTorr, 순(純)Ar 중, 300W의 조건에서 스퍼터링을 실시했다. 이 결과 어느 것의 경우도 실시 예1과 동일하게, 막의 균일성이 양호하며, 아킹이나 파티클의 발생이 거의 없었다.
또한, 스퍼터링 후의 타겟트의 표면을 관찰한 결과, 매끄러운 에로죤면이 얻어졌다. 도3과 동등한 것이 얻어졌다. 에로죤면의 표면 거칠기를 측정한 결과는, 표1에 나타내는 바와 같이 어느 것이나 작다는 것을 알았다.
( 비교예2 -14)
다음에, 본 발명의 범위를 벗어난 범위의 각종 조성을 변경한 비교 예 2-14를 나타낸다. 어느 것이나 소결하여 타겟트로 한 것이다. 이 제조 조건과 결정상태, 평균결정의 크기, 스퍼터링 후의 타겟트의 표면 거칠기를 동일하게 표1에 나타낸다.
비교 예2는 실시 예1과 동일하게 애토마이즈 분말이지만, 결정의 크기가 80㎚를 가지는 것이다. 이 경우에는 스퍼터링 후의 타겟트의 표면 거칠기가 1.42㎛로 되어, 막의 균일성이 나쁘고, 아킹이나 파티클의 발생도 관찰되었다.
비교 예3-7은 2성분계, 비교 예8-12는 3성분계이다. 어느 것이나 결정질 타겟트이다.
비교 예2-12의 타겟트를 사용하여 10mTorr, 순Ar 중, 300W의 조건에서 스퍼터링을 실시한 결과, 어느 것이나 매크로 모양의 막(macro pattern film) 이 형성되며, 또한 막의 균일성이 나쁘고 아킹이나 파티클의 발생도 관찰되었다. 스퍼터링 후의 타겟트의 표면을 관찰한 결과, 도7과 동일한 요철이 큰 에로죤면이 얻어졌다.
비교 예13은 실시 예1과 동일한 조성이나, SPS 소결 온도가 낮기(350℃) 때문에 소결이 충분하지 않고, 밀도가 88.4로 저하된 경우를 나타낸다. 이와 같이 밀도가 낮은 것은 성막의 균일성에 영향을 주기 때문에 바람직하지 않다고 말할 수 있다.
비교 예14는 애토마이즈 분말의 지름이 103㎛인 거친 분말을 사용한 경우이다. 이 경우는 스퍼터 후의 타겟트 표면이 거칠게 되어, 막의 균일성도 나쁘게 되기 때문에 바람직하지 않다.
Figure 112007046212219-PAT00002
ㆍ실시 예 및 비교 예의 제조법 : 애토마이즈 분말을 사용하여 SPS를 실시했다. 단, 비교 예1은 아크 용해한 것, 비교 예2는 애토마이즈 분말을 사용하여 SPS를 실시한 후 아닐(annealing)한 것이다. ㆍ표면거칠기 : 스퍼터 후의 타겟트 표면 거칠기를 나타낸다.
본 발명은, 소결법에 의한 고밀도의 균일한 조직을 가지는 타겟트에 관한 것이며, 이 타겟트를 사용하여 스퍼터링을 실시한 경우, 스퍼터링 후의 타겟트의 표면은 매끄러운 애로죤면으로 되며, 막의 균일성이 양호하고, 또한 나아가 아킹이나 파티클의 발생이 거의 없다고 하는 우수한 효과를 가지고 있기 때문에, 특히 초 미세 가공용 코팅(coating)막 형성에 유용하다.

Claims (16)

  1. 평균결정의 크기가 1㎚∼5㎚의 조직을 구비하며, Zr, Pt, Pd, Fe, Co, Cu로부터 선택된 적어도 1원소를 원자비율로 50at% 이상 함유하는 3원계(元系)이상의 합금으로 이루어지며, 12%이상의 원자반경차(原子半經差) 및 부(負)의 혼합열을 만족하는 금속 유리의 요건을 구비하고, 96.4% 이상의 상대밀도를 가지며, 개스 애토마이즈분말을 소결하는 것에 의해 얻어진 비정질체(非晶質體)이며, 100mmφ 이상의 지름을 가지는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟트
  2. 제1항에 있어서, 평균결정의 크기가 1㎚∼2㎚의 조직을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟트
  3. 제1항에 있어서, Zr을 원자비율로써 50at%이상을 함유하는 3원계 이상의 합금이며, 여기에 다시 Cu, Ni, Al로부터 선택된 적어도 1종 이상의 원소를 함유하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟트
  4. 제1항에 있어서, Pt을 원자비율로써 50at%이상을 함유하는 3원계 이상의 합금이며, 여기에 다시 Pd, Cu, P로부터 선택된 적어도 1종 이상의 원소를 함유하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟트
  5. 제1항에 있어서, Pd을 원자비율로써 50at%이상을 함유하는 3원계 이상의 합금이며, 여기에 다시 Cu, Ni, P로부터 선택된 적어도 1종 이상의 원소를 함유하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟트
  6. 제2항에 있어서, Fe을 원자비율로써 50at%이상을 함유하는 3원계 이상의 합금이며, 여기에 다시 Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, W로부터 선택된 적어도 1성분과 B를 함유하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟트
  7. 제1항에 있어서, Co을 원자비율로써 50at%이상을 함유하는 3원계 이상의 합금이며, 여기에 다시 Fe, Ta, B로부터 선택된 적어도 1종 이상의 원소를 함유하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟트
  8. 제1항에 있어서, Cu을 원자비율로써 50at%이상을 함유하는 3원계 이상의 합금이며, 여기에 다시 Zr, Ti로부터 선택된 적어도 1종 이상의 원소를 함유하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟트
  9. 평균결정의 크기가 1㎚∼5㎚의 조직을 구비하며, Zr, Pt, Pd, Fe, Co, Cu로부터 선택된 적어도 1원소를 원자비율로 50at% 이상 함유하는 3원계(元系)이상의 합금으로 이루어지며, 12%이상의 원자반경차(原子半經差) 및 부(負)의 혼합열을 만족하는 금속 유리의 요건을 구비하고, 96.4% 이상의 상대밀도를 가지며, 개스 애토마이즈분 말을 소결하는 것에 의해 제조하는 것을 특징으로 하는 100mmφ 이상의 지름을 가지는 스퍼터링 타겟트의 제조방법
  10. 제9항에 있어서, 평균결정의 크기가 1㎚∼2㎚의 조직을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟트의 제조방법
  11. 제9항에 있어서, Zr을 원자비율로써 50at%이상을 함유하는 3원계 이상의 합금이며, 여기에 다시 Cu, Ni, Al로부터 선택된 적어도 1종 이상의 원소를 함유하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟트의 제조방법
  12. 제9항에 있어서, Pt을 원자비율로써 50at%이상을 함유하는 3원계 이상의 합금이며, 여기에 다시 Pd, Cu, P로부터 선택된 적어도 1종 이상의 원소를 함유하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟트의 제조방법
  13. 제9항에 있어서, Pd을 원자비율로써 50at%이상을 함유하는 3원계 이상의 합금이며, 여기에 다시 Cu, Ni, P로부터 선택된 적어도 1종 이상의 원소를 함유하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟트의 제조방법
  14. 제9항에 있어서, Fe을 원자비율로써 50at%이상을 함유하는 3원계 이상의 합금이며, 여기에 다시 Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, W로부터 선택된 적어도 1성분과 B를 함유하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟트의 제조방법
  15. 제9항에 있어서, Co을 원자비율로써 50at%이상을 함유하는 3원계 이상의 합금이며, 여기에 다시 Fe, Ta, B로부터 선택된 적어도 1종 이상의 원소를 함유하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟트의 제조방법
  16. 제9항에 있어서, Cu을 원자비율로써 50at%이상을 함유하는 3원계 이상의 합금이며, 여기에 다시 Zr, Ti로부터 선택된 적어도 1종 이상의 원소를 함유하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟트의 제조방법
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