KR20080101071A - 전자파 차폐용 Ａｇ 합금 타겟, Ａｇ 합금 스퍼터링 타겟및 Ａｇ 합금 박막 - Google Patents

전자파 차폐용 Ａｇ 합금 타겟, Ａｇ 합금 스퍼터링 타겟및 Ａｇ 합금 박막 Download PDF

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Abstract

본 발명은 종래의 순 Ag타겟이나 Ag합금 타겟에 비해 내열성, 내식성 및 밀착력이 우수한 Ag 합금 타겟, Ag합금 스퍼터링 타겟, Ag합금 박막에 관한 것으로, 특히 전자파 차폐용 재료로서 매우 유용하며, 추가원소 첨가에 의해 평판 패널 디스플레이의 배선재료 또는 광기록매체 반사막으로도 이용 가능하다.
본 발명에 관계되는 전자파 차폐용 Ag합금 스퍼터링 타겟은 Pr, Nd, Eu, Dy 및 Er으로 구성된 란탄족 원소의 군중에서 선택된 1종 이상의 원소와 Cu 및 Ag를 포함하여 구성되며, 첨가되는 금속원소의 양은 Ag를 주성분으로하고 Pr, Nd, Eu, Dy 및 Er으로 구성된 란탄족 원소의 군중에서 선택된 1종 이상의 원소를 0.05~3.5wt% 함유하여 우수한 내열성을 확보하고, Cu를 0.05~3.5%wt 함유하여 추가적으로 내열성을 향상시키며, 내식성 및 밀착성까지 확보한다.
Ag 합금 타겟, Ag 합금 스퍼터링 타겟, 전자파 차폐용, 반사막, 배선재료

Description

전자파 차폐용 Ａｇ 합금 타겟, Ａｇ 합금 스퍼터링 타겟 및 Ａｇ 합금 박막 {Ag alloy target, Ag alloy sputtering target and Ag alloy thin film for the electromagnetic interference shielding}
본 발명은 전자파 차폐용 Ag합금 타겟, Ag합금 스퍼터링 타겟 및 Ag합금 박막에 속하는 것으로, 이를 이용하여 내열성, 내식성 및 밀착성이 우수한 Ag합금 박막의 제공이 가능하며, 전자파 차폐용 재료뿐만 아니라 평판패널 디스플레이의 배선재료 또는 광기록매체 반사재료에도 적용 가능하다.
종래부터, Ag막은 가시광 투과율이 높고 적외선 차폐성이 우수하다는 점에서 전자파 차폐용 재료로 분말을 이용한 페이스트(Paste)나, 타겟을 이용한 스퍼터링법에 사용되고 있다. 예컨대, 실내에서의 냉난방 효율을 향상시키기 위해 Ag를 유리 등의 투명 기재에 스퍼터링 등에 의해 형성시킨 적외선 차폐용 Ag막 투명체가 사용되고 있다.
또한, Ag막은 전파 차폐성에도 우수하다는 점에서 전파에 의해 오작동이 발생하는 전자 기기류를 외부의 전파로부터 보호하거나, 또는 전자 기기류로부터 발생되는 전파의 방사를 억제하기 위해 이들 기기류를 설치하고 있는 실험실의 창문 유 리에 상기 Ag막을 적용하거나, 또는 이들 기기류에 Ag막 또는 Ag막을 적용한 기재가 내장 또는 외장되고 있다.
그러나, 순 Ag를 전자파 차폐용 재료로 사용할 경우에는 기판과의 밀착력이 매우 낮고, 대기중의 황이나 염소 및 수분 등에 의해 표면 오염의 가능성이 높으므로 장기간 사용하는 것이 어려웠다. 따라서 이종금속(주로 Ni)과 동시에 사용하여 해결하고 있으며, 고온(100℃이상)영역에서 Ag 응집에 의한 보이드(Void)를 막기 위해 두껍게 성막(1~2㎛이상) 후 사용하고 있다.
그러나, 이러한 이종금속을 사용할 경우에는 이종금속의 증착에 따른 증착 시간이 길어지고 성막되는 Ag의 양도 증가하여 전체적인 막두께가 두꺼워지며, 비용면에서도 매우 불리하다.
한편, FPD 배선재료나 광학기록매체 등에 사용되고 있는 반사막 재료로는 Ag, Au, Cu, Al 및 Al합금 등이 있으나, 비용문제 및 반사율 등의 여러 이유로 인해 최근 Ag 박막의 연구가 가장 활발히 진행되고 있다.
순 Ag막을 이용할 경우에는 기판과의 밀착성이 떨어져 막과 기판과의 박리 및 핀홀 등의 결함이 발생하고, 100℃이상의 온도에서는 응집이 쉽게 되어 보이드가 형성되며, 대기나 분위기 중의 황, 염소 등에 의해 변색이 발생되어 Ag막의 특성이 저하되는 단점이 있다.
최근에는 합금원소를 첨가하여 상기와 같은 문제를 해결하고자 하는 시도가 이루어지고 있다. Ag에 Li를 첨가하여 내응집성, 내열성, 고반사율 등을 개선시거나, Ag에 In, Sn, Zn, Au, Pd, Pt 또는 Cu를 첨가하여 높은 반사율 및 내식성(내 할로겐성, 내산화성, 내황화성)을 향상시키는 것이 제안되고 있다.
또한, Ag를 주성분으로 하고, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Fe, Ru, Co, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt, Cu 등 여러 금속을 이용하여 고반사율, 저저항 및 우수한 내식성 등을 확보하는 것이 제안되어 있다.
예컨대, 일본 특허 공개공보 제 95-134300호 공보에서는 Ag보다 산화되기 쉬운 금속, 구체적으로는 Mg, Al, Ti, Zr 및 Hf으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 금속을 함유하는 은 합금(Ag계 합금)으로 이루어진 박막이 개시되어 있다.
또한, 일본 특허 공개공보 제 97-230806호에서는 은 원소의 이동을 방지하는 이종원소, 구체적으로는 Al, Cu, Ni, Cd, Au, Zn 및 Mg으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 금속을 함유하는 은합금(Ag계 합금)으로 이루어진 박막이 개시되어 있다.
그러나, 상기의 제안된 Ag 합금막들은 광정보 기록매체 및 배선용 재료로서 특성에 있어서는 우수하나, 전자파차폐용 재료로써 특히 요구되는 내열성, 내식성 및 밀착력이 충분하지 못하여 본 발명에 이르게 되었다.
상기에 기술한 바와 같이, 본 발명의 제 1 목적은 전자파 차폐용 재료로서 특히 요구되는 내열성, 내식성 및 밀착력이 우수한 전자파 차폐용 Ag합금 박막을 제공하는데 있다.
또한, 전자파 차폐용 재료로써 이종금속의 사용을 제안하여 성막시간을 단축시 키고, Ag막의 두께를 줄여 사용되는 양을 현저히 감소시켜 비용을 절감하는 것에 있다.
또한, 본 발명의 제 2 목적은 내열성, 내식성 및 밀착력이 우수한 전자파 차폐용 Ag합금 박막의 형성에 사용할 수 있는 Ag 합금 스퍼터링 타겟을 제공하는데 있다. 그리고, Ag합금 스퍼터링 타겟의 재료를 제공하기 위한 Ag 합금 타겟을 제공하는데에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 Pr, Nd, Eu, Dy 및 Er으로 구성된 란탄족 원소의 군중에서 선택된 1종 이상의 원소와 Cu 및 Ag를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐용 Ag 합금 타겟, Ag 합금 스퍼터링 타겟, Ag 합금 박막을 제공한다.
상기 첨가되는 금속원소의 양은 Pr, Nd, Eu, Dy 및 Er으로 구성된 란탄족 원소의 군중에서 선택된 1종 이상의 원소의 합이 0.05~3.5wt%이고, Cu는 0.05~3.5wt%이며, 잔부는 Ag로 구성된다.
또한 기타 합금원소를 첨가하여 플랫패널 디스플레이의 배선재료 또는 광기록매체 반사재료에도 이용가능한 Ag 합금 타겟, Ag 합금 스퍼터링 타겟, Ag 합금 박막을 제공한다.
전자파 차폐용 재료로써 이종금속의 사용을 제안하여 성막시간을 단축시키고, Ag막의 두께를 줄여 사용되는 양을 현저히 감소시켜 비용을 절감하기 위해 본 발명에 이르게 되었다.
물론 평판 패널디스플레이의 배선재료나 광학 기록매체로써의 반사막에서는 이외에 추가적인 특성이 요구되나, 이는 기타 합금원소 첨가에 의해 가능하므로 전자파 차폐용으로써 특히 요구되는 내열성, 내식성 및 밀착력이 우수한 Ag합금 박막을 확보하는 것을 목적으로 하였다.
본 발명은 Pr, Nd, Eu, Dy 및 Er으로 구성된 란탄족 원소의 군중에서 선택된 1종 이상의 원소와 Cu 및 Ag를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐용 Ag합금 타겟이다. 상기 첨가되는 금속원소의 양은 Pr, Nd, Eu, Dy 및 Er으로 구성된 란탄족 원소의 군중에서 선택된 1종 이상의 원소의 합이 0.05~3.5wt%이고, Cu는 0.05~3.5wt%이며, 잔부는 Ag로 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, Pr, Nd, Eu, Dy 및 Er으로 구성된 란탄족 원소의 군중에서 선택된 1종 이상의 원소와 Cu 및 Ag를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전자파 차폐용 Ag합금 스퍼터링 타겟이다. 상기 첨가되는 금속원소의 양은 Pr, Nd, Eu, Dy 및 Er으로 구성된 란탄족 원소의 군중에서 선택된 1종 이상의 원소의 합이 0.05~3.5wt%이고, Cu는 0.05~3.5wt%며, 잔부는 Ag로 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, Pr, Nd, Eu, Dy 및 Er으로 구성된 란탄족 원소의 군중에서 선택된 1종 이상의 원소와 Cu 및 Ag를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전자파 차폐용 Ag합금 박막이다. 상기 첨가되는 금속원소의 양은 Pr, Nd, Eu, Dy 및 Er으로 구성된 란탄족 원소의 군중에서 선택된 1종 이상의 원소의 합이 0.05~3.5wt%이고, Cu는 0.05~3.5wt%며, 잔부는 Ag로 구성된 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명에 대해 더욱 상세하게 설명한다.
Ag의 경우에는 다른 원소와의 반응성이 매우 높기 때문에 Ag만을 전자파 차폐용 재료로써 사용하기 위해서는 합금화가 필수적이다. 합금재료로서는 Ag의 장점인 저저항 및 반사막으로서의 특성의 유지가 가능하며, 합금화를 위해 합금제조가 용이하고, 스퍼터링에 있어 발생되는 노듈(nodule)발생이나 핀홀 등의 문제를 최소화하는 합금원소를 선정하였다.
그러나 순 Ag를 전자파 차폐용 재료로 사용할 경우 기판과의 밀착력이 매우 낮고, 대기중의 황이나 염소 및 수분 등에 의해 표면 오염의 가능성이 높은 결점을 가진다. 본 발명의 특징은 이를 보완하기 위하여 내식성, 내열성 및 밀착성의 여러 가지 특성을 보충할 수 있는 최적의 Ag합금막의 원소 및 그 원소들의 조성을 발견하는데 있다.
본 발명자는 여러 가지 합금원소를 검토한 결과, 합금화에 가장 적합하고, 스퍼터링에 있어서도 안정적인 원소로 란탄족 원소가 유효하다는 것을 발견하였다. 일반적으로 기계적 특성, 내식성의 향상을 목적으로 란탄족원소를 첨가하는데, 본 발명에서는 Ag막의 응집을 억제하여 Ag의 재결정화를 방지함으로써 내열성 및 내식성 향상시키는데 목적이 있다.
또한, 여러 가지 검토의 결과 란탄족 원소군 중에서도 Pr, Nd, Eu, Dy 및 Er의 원소가 내열성, 내식성 및 밀착성의 향상에 있어 매우 유효하다는 사실을 발견하였다.
그러나, Pr, Nd, Eu, Dy 및 Er만을 첨가한 Ag 합금막보다 Cu를 첨가한 경우 란탄족원소 함유시 확보되는 내열성 및 내식성을 증대시키고, 밀착력을 확보할 수 있다는 사실을 발견하였다.
Cu 첨가에 의한 밀착력 개선 효과는 명확하지 않지만, Ag와 동족원소인 Cu는 Ag중에 고용하기 쉽고, Ag의 원자 이동을 방해하기 때문에, 미세하고 균일한 조직의 막이 형성되어, Ag의 응집을 억제하여 밀착성을 향상시키는 것으로 추정된다.
이상과 같이, 내열성 및 내식성 개선에 효과가 있는 란탄족 원소인 Pr, Nd, Eu, Dy 및 Er와, 그리고 밀착성을 개선시키고, 란탄족 원소의 내열성 및 내식성의 효과를 증대시키는 효과가 있는 Cu를 복합 첨가함으로써 양쪽의 특성이 상쇄되지 아니하고 양립할 수 있다는 점을 발견하였다는 것에 본 발명의 특징이 있다. 즉, 상기 란탄족 원소 중 1종 이상의 원소와 Cu를 복합 첨가함으로써 내식성, 내열성 및 밀착성을 겸비한 Ag 합금막을 얻는 것이 가능하게 된다.
한편, 란탄족 원소의 함유량이 과다하면 반사율이 저하되고 경화에 의해 가 공성이 저하된다. 또한, Cu를 과다 첨가할 경우 반사율이 저하되는 문제점을 초래한다.
따라서 본 발명은 반사율 및 가공성을 저하시키지 않으면서 내식성, 내열성 및 밀착성을 확보할 수 있는 란탄족 원소 및 Cu의 적정 함유량을 발견하는데 발명의 특징이 있다. 이하 첨가되는 각 원소의 적절한 함유량에 대하여 설명한다.
Pr, Nd, Eu, Dy 및 Er으로 구성된 란탄족 원소의 군 중 1종 이상의 함유량은 0.05~3.5wt%가 적절하다. 그 이유는 란탄족 원소의 함유량이 0.05wt이하일 경우에는 Ag의 응집을 저해하여 Ag막의 재결정을 제어하는 효과를 나타내는데 한계가 있다.
또한, 함유량이 3.5wt%이상일 경우에는 Ag막의 반사율의 저하되고, 막의 경화에 따른 열간가공이나, 압연공정이 어려워지는 등 가공성이 저하되어 Ag타겟 제작이 어려워진다. 합금원소의 합금양이 많아지면 가공이 어려워지고, 기본적으로 Ag의 특성을 저하시키기 때문이다.
따라서 상기 첨가되는 금속원소의 양은 Pr, Nd, Eu, Dy 및 Er으로 구성된 란탄족 원소의 군중에서 선택된 1종 이상의 원소의 합이 0.05~3.5wt%인 것이 바람직하다.
또한, Cu의 경우에도 0.05wt이하일 경우에는 충분한 밀착력을 얻을 수 없으며, 3.5wt%이상일 경우에는 Ag막의 반사율이 저하되는 문제점이 있다. 따라서 Cu의 함유량은 0.05~3.5wt%가 적절하다.
또한, 본 발명의 Ag합금막을 형성하는 경우에는 타겟재를 이용한 스퍼터링법이 최적이다. 스퍼터링법으로는 타겟재와 대략 동일한 조성의 막을 형성할 수 있기 때문이며, 본 발명의 Ag 합금막을 안정적으로 형성하는 것이 가능하다. 이로 인하여 본 발명은 전자파 차폐용 Ag합금 타겟과 동일한 조성을 가지는 Ag합금막 형성용 스퍼터링 타겟재를 제안한다.
이하 전자파차폐용 Ag합금 스퍼터링 타겟 제조방법에 대해서 설명한다.
본 발명의 Ag합금 스퍼터링 타겟은, 원료로서 Ag의 경우에는 99.99%이상의 순도를 사용하며, Pr, Nd, Eu, Dy 및 Er으로 구성된 란탄족 원소의 군중에서 선택된 1종 이상의 원소는 99%이상(2N), Cu는 99.99%이상의 순도를 갖는 것을 사용한다.
상기와 같은 순도를 갖는 Pr, Nd, Eu, Dy 및 Er으로 구성된 란탄족 원소의 군중에서 선택된 1종 이상의 원소와 Cu 및 Ag를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전자파 차폐용 Ag합금 스퍼터링 타겟에 있어서, 상기 첨가되는 금속원소의 양은 Pr, Nd, Eu, Dy 및 Er으로 구성된 란탄족 원소의 군중에서 선택된 1종 이상의 원소의 합이 0.05~3.5wt%이고, Cu는 0.05~3.5wt%며, 잔부는 Ag로 구성된 것을 특징으로 한다.
이들 원료를 이용하여 스퍼터링 타겟을 제조하는 경우에는 다양한 용해법 및 소결법을 적용하여 최종 Ag 합금 스퍼터링 타겟의 제조가 가능하다.
우선, 일반용해법을 이용하는 경우에는, 측량된 Ag 및 합금원소들을 도가니 내에 장입 후 산소와의 접촉을 피하도록 커버링 및 용해하고 몰드에 부어 주조하거나, 연속주조법을 이용하여 빌렛(billet)을 제작한다. 제작된 빌렛은 400~800℃에서 열간 압연이나 열간단조에 의해 주조조직 파괴 및 두께를 줄이고, 냉간압연에 의해 최종 목적두께에 동일수준으로 제어한다.
냉간압연 후에는 재결정화를 위해 300~600℃부근에서 열처리를 행하고 레벨러기를 이용하여 휨 조정 후 최종 표면가공을 통해 Ag합금 스퍼터링 타겟을 제작한다.
진공용해법(플라즈마용해, 고주파 진공용해 등)을 이용한 경우에는, 감압 후 불활성 가스를 투입하여 용해하고, 몰드에 주입 후 상기와 동일공정을 통해 타겟을 제작한다.
진공용해법을 이용한 경우에는 감압 및 감압해제에 따른 생산성이 저하될 수 있으므로, 원료투입구 및 기타 부대시설을 특별히 설계·제작하여 연속적으로 용해가 가능하도록 하는 것이 바람직하다.
열간압축법(Hot Press)이나 열간등방향압축법(HIP)으로도 제작이 가능하나, 생산성이 현저히 떨어지므로 위의 소결법보다는 새로운 분말소결법으로 최근에 많이 연구되고 있는 방전플라즈마소결법(SPS;Spark Plasma Sintering)을 이용하는 것도 가능하다.
방전플라즈마소결법은 분말을 1축으로 가압하면서 가압방향과 평행한 방향으로 직류펄스전류를 인가하여 소결하는 방법인데, 분체 입자간의 틈새에 압력과 저전압 및 대 전류를 투입하고 이때 발생하는 스파크(Spark)에 의해 순식간에 발생하는 플라즈마(Plasma)의 고에너지를 전계확산, 열확산 등에 응용한 소결법이다.
종래의 열간압축법이나 열간등방향압축법에 비해서, 소결온도가 200~500℃ 더 낮고, 승온 및 유지시간을 포함하여 단시간에 소결을 완료할 수 있기 때문에 결정립성장이 없어 미세한 결정립을 갖는 타겟을 제조하는데 강력한 제조 방법이다.
특히, 반도체용 타겟으로 Ag합금 타겟이 사용될 경우에는, 고순도 및 결정립 미세화(10㎛이하)가 중요한데 이에 적합한 제조방법으로 방전플라즈마 소결법이 유용하다.
이는 용해법으로 제조할 경우, 용해 주조 후 일반가공공정인 열간단조나 냉간압연 및 열처리에 의해 결정립의 미세화 제어가 어렵고 또한 제조 공정이 방전플라즈마 소결법에 비해 복잡하여 오염될 가능성이 높아 반도체용 타겟으로는 불리하다.
본 발명은 Pr, Nd, Eu, Dy 및 Er으로 구성된 란탄족 원소의 군중에서 선택된 1종 이상의 원소와 Cu 및 Ag를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전자파 차폐용 Ag합금 박막을 제공한다. 상기 첨가되는 금속원소의 양은 Pr, Nd, Eu, Dy 및 Er으로 구성된 란탄족 원소의 군중에서 선택된 1종 이상의 원소의 합이 0.05~3.5wt%이고, Cu는 0.05~3.5wt%며, 잔부는 Ag로 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 Ag합금 박막을 형성하는 경우에 이용하는 기판은 유리기판, 실리콘웨이퍼, 수지기판, 금속기판, 기타 수지박, 금속박 등으로도 가능하다.
그리고 본 발명의 전자파 차폐용 Ag합금 박막은 안정된 전기 저항을 얻기 위해서 막 두께는 100~300nm으로 하는 것이 바람직하다. 막 두께가 100nm 미만이면 막이 박리되기 때문에 전자의 표면 산란의 영향으로 전기 저항이 상승하는 동시에 광이 투과되기 때문에 반사율이 저하되고, 또한, 막의 표면 형태가 변화되기 쉬워진다.
한편, 막 두께가 300nm를 넘으면 전기 저항은 낮지만, 막의 응력에 의해 막이 박리되기 쉽게 되거나, 결정 입자가 성장하여 막의 표면 형태의 요철이 커지기 때문에 반사율이 저하되는 동시에, 막 형성 시에 시간이 걸려서 생산성이 저하되기 때문이다.
이하 본 발명의 실시예와 비교예에 관하여 구체적으로 비교 설명한다.
[Ag합금 스퍼터링 타겟 및 박막제작]
Ag에 Pr, Nd, Eu, Dy 및 Er으로 구성된 란탄족 원소의 군중에서 선택된 1종 이상의 원소 및 Cu를 첨가함으로써 내식성, 내열성 및 밀착성 향상의 효과를 알아 보기 위하여 Ag에 Pr, Nd, Eu, Dy 및 Er으로 구성된 란탄족 원소의 군중에서 선택된 1종 이상의 원소 및 Cu가 존재하지 아니하는 조성과 일정량 존재하는 조성으로 비교 실험을 하였다.
일반고주파유도용해로를 이용하여 아래 표 1에 나타내는 조성을 갖도록 원료를 준비하였다. 본 발명의 효과를 알아보기 위한 조성으로 실시예 1의 경우 1.0wt%Nd-1.0wt%Cu-잔부Ag로 하고, 실시예 2의 경우 0.9wt%Pr-1.0wt%Cu-잔부Ag로 하였다. 본 발명의 효과를 알아보기 위하여 실시예와 대비하기 위한 조성으로 비교예 1의 경우 순수하게 Ag만을 사용하였다. 비교예 2의 경우에는 전자파 차폐용으로 스퍼터링 법을 이용하여 많이 이용되는 구조로써 Ni/Ag/Ni구조를 얻기 위해 Ni타겟을 준비하였다.
실시예 1,2 및 비교예 1,2의 조성으로 준비된 원료를 각각 용융하여, 몰드에 주조하고 열간압연 및 냉간압연 후 최종열처리에 의해 4인치(inch)의 크기에 6mm두께를 갖도록 가공하여 Ag 합금 스퍼터링 타겟을 제작하였다.
준비된 Ag 합금 스퍼터링 타겟은 베킹 플레이트(Backing Plate)에 본딩 후 DC 마그네트론 스퍼터장치(Model명:SME-200E)를 이용하여 Ag 합금 박막을 제작하였다. Ag 합금 박막 제작에 사용된 기판은 유리 기판이고, 기판의 온도는 실온으로 하였다. 또한, 타겟과 기판간의 거리는 500mm로 하였으며, 성막의 파워는 500W로 하였다.
그리고 Ar 가스의 양은 100sccm으로 고정시킨 후 Ag막을 기판위에 두께가 약 2000Å이 되도록 성막하였다. 상기 처리된 Ag합금 박막을 진공열처리 후의 표면 조도 변화를 통한 열적안정성시험, 염수침지시험과 항온항습시험을 통한 화학적 안정성평가 및 밀착성 테스트를 실시하여 내열성, 내식성, 밀착력을 평가하였다.
[표1]
Figure 112007035876820-PAT00001
[열적안정성평가]
열적안정성의 평가는 200℃, 300℃, 400℃의 온도에서 각각 1시간 진공열처리(진공도:1X10-6torr이하) 후 표면조도 변화를 통하여 실시하였다. 표면조도는 원자현미경(Atomic Force Microscope)을 이용하여 열처리 전·후의 표면조도를 조사 후 변화를 관찰하였다. 평가결과를 표 2에 나타내었다.
[표2]
Figure 112007035876820-PAT00002
표 2로부터, 본 발명의 실시예 1, 2의 경우에는 비교예 1,2에 비하여 표면조도가 적은 것을 알 수 있다. 특히, 실시예 1의 조성에 있어서 각 온도에서 0.05nm 이하의 고내열성을 가짐을 알 수다. 반면, 비교예 1, 2의 경우 소정의 고내구성이 수득되지 않았다. 본 발명은 종래 기술에 비하여 내열성이 우수하여 고내구성을 가지고 있음을 알 수 있다.
[화학적 안정성평가]
화학적 안정성의 평가는 각각의 박막에 대해 염수 침지시험과 항온항습시험을 실시하였다. 염수침지시험(염수농도 5% NaCl, 20분 유지)을 실시한 후, 박막의 변색 및 박리상태를 육안으로 관찰하였다. 외관상 변색 또는 박리가 없는 것을 고내구성을 갖는다고 판정했다.
또한, 항온항습시험(온도:80℃, 습도:80%, 분위기:대기, 유지시간 24시간)을 실시한 후 원자현미경을 이용하여 항온항습시험 전·후의 조도변화를 조사한 후 결 과를 표 3에 나타내었다.
[표3]
Figure 112007035876820-PAT00003
위의 표3의 결과로부터, 항온항습시험에서는 순 Ag막을 제외한 이외의 막에서 조도변화가 0.2nm이하의 우수한 내습성을 나타내는 것을 관찰할 수 있다.
한편, 염수시험결과에서는 란탄족 원소와 Cu함유에 의해 변색이나 박리가 없는 결과로부터 내염수성이 향상됨을 알 수 있다. 반면에, 비교예 1의 경우 변색 및 박리가 관찰되었고, 비교예 2의 경우 박리현상은 나타나지 않았으나, 변색이 일어나는 것을 관찰할 수 있었다. 즉, 본 발명의 실시예 만이 소정의 고내구성을 수득할 수 있었다.
[밀착성 평가]
막의 밀착성 평가를 위하여 실시예 1, 2 및 비교예 1, 2에 의해 성막된 순 Ag막 및 Ag계 합금막에 대해 일정간격으로 막 표면에 대해 테이프를 붙이고 떼어낸 후 묻어나오는 회수로 밀착성을 평가한 후 결과를 표 4에 나타내었다.
[표4]
Figure 112007035876820-PAT00004
표 4로부터, 순 Ag의 경우(비교예 1)에는 유리기판과의 밀착력이 매우 낮음을 알 수 있으며, 이외의 경우에는 양호한 결과를 나타내었다. 특히 본 발명의 실시예에서는 테스트에 있어서 밀착성이 가장 뛰어난 것으로 판정되었다.
본 발명은 전자파 차폐용 재료로서 특히 요구되는 내열성, 내식성 및 밀착력이 우수한 전자파 차폐용 Ag합금 박막을 제공한다. 본 발명의 특징은 란탄족 원소의 첨가에 의해 내열성 및 내식성을 증가시키고, Cu에 의해 추가적으로 내열성 및 내식성을 향상시킬 뿐만 아니라 밀착력까지 향상시키는데 있다.
또한, 내열성, 내식성 및 밀착력이 우수한 전자파 차폐용 Ag합금 박막의 형성에 사용할 수 있는 Ag 합금 스퍼터링 타겟을 제공한다. 그리고, Ag합금 스퍼터링 타겟의 재료를 제공하기 위한 Ag 합금 타겟을 제공한다.
또한, 전자파 차폐용 재료로써 이종금속의 사용을 제안하여 성막시간을 단축시키고, Ag막의 두께를 줄여 사용되는 양을 현저히 감소시켜 비용을 절감할 수 있다.
결과적으로 내열성, 내식성 및 밀착력이 우수한 전자파 차폐용 Ag합금 박막의 제공이 가능한데, 기존의 전자파 차폐용 스퍼터링 타겟 재료로써 Ag와 이종재료를 사용하는 것에 비해, 공정수도줄이고, 내열성, 내식성 및 밀착력까지 증대시킨 Ag합금 박막의 제공이 가능하다.
또한 기타 합금원소를 첨가하여 플랫패널 디스플레이의 배선재료 또는 광기록매체 반사재료에도 이용가능한 Ag 합금 타겟, Ag 합금 스퍼터링 타겟, Ag 합금 박막을 제공할 수 있다.

Claims (6)

  1. 전자파 차폐용 Ag합금 타겟에 있어서,
    Pr, Nd, Eu, Dy 및 Er으로 구성된 란탄족 원소의 군중에서 선택된 1종 이상의 원소와 Cu 및 Ag를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐용 Ag합금 타겟.
  2. 제 1항에 있어서,
    첨가되는 금속원소의 양은 Pr, Nd, Eu, Dy 및 Er으로 구성된 란탄족 원소의 군중에서 선택된 1종 이상의 원소의 합이 0.05~3.5wt%이고, Cu는 0.05~3.5wt%이며, 잔부는 Ag로 구성된 것을 특징으로 하는 Ag합금 타겟.
  3. 전자파 차폐용 Ag 합금 스퍼터링 타겟에 있어서,
    Pr, Nd, Eu, Dy 및 Er으로 구성된 란탄족 원소의 군중에서 선택된 1종 이상의 원소와 Cu 및 Ag를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전자파 차폐용 Ag합금 스퍼터링 타겟.
  4. 제 3항에 있어서,
    첨가되는 금속원소의 양은 Pr, Nd, Eu, Dy 및 Er으로 구성된 란탄족 원소의 군중에서 선택된 1종 이상의 원소의 합이 0.05~3.5wt%이고, Cu는 0.05~3.5wt%이며, 잔부는 Ag로 구성된 것을 특징으로 하는 전자파 차폐용 Ag합금 스퍼터링 타겟.
  5. 전자파 차폐용 Ag합금 박막에 있어서,
    Pr, Nd, Eu, Dy 및 Er으로 구성된 란탄족 원소의 군중에서 선택된 1종 이상의 원소와 Cu 및 Ag를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전자파 차폐용 Ag합금 박막.
  6. 제 5항에 있어서,
    첨가되는 금속원소의 양은 Pr, Nd, Eu, Dy 및 Er으로 구성된 란탄족 원소의 군중에서 선택된 1종 이상의 원소의 합이 0.05~3.5wt%이고, Cu는 0.05~3.5wt%이며, 잔부는 Ag로 구성된 것을 특징으로 하는 전자파 차폐용 Ag합금 박막.
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WO2017195929A1 (ko) * 2016-05-12 2017-11-16 희성금속 주식회사 도전성 막 형성용 은 합금 조성물 및 이의 제조 방법
KR20180056160A (ko) * 2016-11-18 2018-05-28 희성금속 주식회사 도전성 막 형성용 은 합금 조성물 및 이의 제조 방법

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