KR20090056842A - Ag계 스퍼터링 타겟 - Google Patents

Ag계 스퍼터링 타겟 Download PDF

Info

Publication number
KR20090056842A
KR20090056842A KR1020080116563A KR20080116563A KR20090056842A KR 20090056842 A KR20090056842 A KR 20090056842A KR 1020080116563 A KR1020080116563 A KR 1020080116563A KR 20080116563 A KR20080116563 A KR 20080116563A KR 20090056842 A KR20090056842 A KR 20090056842A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
grain size
sputtering target
alloy
sputtering
thin film
Prior art date
Application number
KR1020080116563A
Other languages
English (en)
Inventor
히또시 마쯔자끼
Original Assignee
가부시키가이샤 코베루코 카겐
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 가부시키가이샤 코베루코 카겐 filed Critical 가부시키가이샤 코베루코 카겐
Publication of KR20090056842A publication Critical patent/KR20090056842A/ko

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34Sputtering
    • C23C14/3407Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
    • C23C14/3414Metallurgical or chemical aspects of target preparation, e.g. casting, powder metallurgy
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C5/00Alloys based on noble metals
    • C22C5/06Alloys based on silver
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C5/00Alloys based on noble metals
    • C22C5/06Alloys based on silver
    • C22C5/08Alloys based on silver with copper as the next major constituent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/14Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of noble metals or alloys based thereon

Landscapes

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

Abstract

본 발명의 과제는 면내 균일성이 매우 우수한 Ag계 박막을 형성하는 데 유용한 Ag계 스퍼터링 타겟을 제공하는 것이다.
Ag계 스퍼터링 타겟의 스퍼터링면의 평균 결정립경(dave)을 하기 수순 (1) 내지 (3)에 의해 측정했을 때, 평균 결정립경(dave)은 10 ㎛ 이하를 만족시키고 있다.
(수순 1) 스퍼터링면의 면내에 임의로 복수 개소를 선택하고, 선택한 각 개소의 현미경 사진(배율 : 40 내지 2000배)을 촬영한다.
(수순 2) 각 현미경 사진에 대해, 정자 형상 또는 방사선 형상으로 4개 이상의 직선을 긋고, 직선 상에 있는 결정립계의 수(n)를 조사하고, 각 직선마다 하기식을 기초로 하여 결정립경(d)을 산출한다.
Figure 112008080595032-PAT00001
식 중, L은 직선의 길이, n은 직선 상의 결정립계의 수, m은 현미경 사진의 배율을 나타낸다.
(수순 3) 전체 선택 개소의 결정립경(d)의 평균값을 스퍼터링면의 평균 결정립경(dave)으로 한다.
Ag계 스퍼터링 타겟, 결정립경, 가스 애토마이저, 노즐, 콜렉터

Description

Ag계 스퍼터링 타겟{Ag-BASED SPUTTERING TARGET}
본 발명은 스퍼터링법에 의해 Ag계 박막을 형성하는 데 유용한 Ag계 스퍼터링 타겟 및 상기한 Ag계 스퍼터링 타겟을 사용하여 얻어지는 Ag계 박막에 관한 것으로, 상세하게는 면내 균일성이 매우 우수한 Ag계 박막을 형성하는 것이 가능한 Ag계 스퍼터링 타겟에 관한 것이다.
순Ag나 Ag 합금 등의 Ag계 박막은 반사율이나 투과율이 높고 소쇠계수가 낮은 등의 광학적 특성이 우수하고, 열전도율이 높아 열적 특성도 우수하고, 전기 저항률이 낮아 전기적 특성도 우수하고, 또한 우수한 표면 평활성도 갖는다. 그로 인해, Ag계 박막은, 예를 들어 광 정보 기록 매체(광디스크)의 반사막, 반투과 반사막, 열확산막 ; 플랫 패널 디스플레이의 반사막, 반사 전극막, 배선막 ; 열선 반사/차단창 유리 등의 저-E(저방사율)막 ; 전자파 실드의 차폐막 ; 자동차 헤드 램프나 조명 기구의 반사막 ; 광학 부품이나 발광 다이오드의 반사막이나 반사 전극막 등에 널리 적용되어 있다. 특히, Ag계 박막은 차세대 광디스크에서 사용되는 청자색 레이저에 대해서도 충분히 높은 반사율을 갖고, 추기형/개서형의 광디스크에 요구되는 높은 열전도율도 갖고 있으므로, 이들의 용도에도 적절하게 사용되고 있다.
상기한 Ag계 박막은 순Ag 또는 Ag 합금으로 이루어지는 스퍼터링 타겟(Ag계 스퍼터링 타겟)을 스퍼터링하는 스퍼터링법에 의해 형성하는 것이 바람직하다. 스퍼터링법이라 함은, 진공화 후에 Ar을 도입한 스퍼터링 챔버 내에 있어서, 기판과 스퍼터링 타겟(이후, 타겟이라고 칭하는 경우가 있음) 사이에서 플라즈마 방전을 형성하여, 상기 플라즈마 방전에 의해 이온화시킨 Ar을 타겟에 충돌시켜, 상기 타겟의 원자를 두드리기 시작하여, 기판 상에 퇴적시켜 박막을 제작하는 방법이다. 스퍼터링법으로 형성된 박막은 이온 플레이팅법이나 진공 증착법, 전자 빔 증착법으로 형성된 박막에 비해, 막 면방향(막 면내)에 있어서의 성분 조성이나 막 두께 등의 면내 균일성이 우수하다. 또한, 스퍼터링법은 진공 증착법과는 달리, 타겟과 동일한 성분 조성의 박막을 형성할 수 있다는 장점을 갖고 있다.
이와 같은 고품질의 박막을 형성할 수 있도록, 타겟의 결정립은 스퍼터링 면방향(스퍼터링 면내)에 있어서 가능한 한 균일 미세화되어 있는 것이 요구된다. 조대한 결정립이 스퍼터링 면내에 존재하는 타겟을 사용하여 얻어진 박막은 막 면내의 성분 조성이나 막 두께 등의 편차가 커지기 때문에, 반사율 등의 특성의 편차를 초래하여, 반사막 등으로서의 성능이 현저하게 저하되기 때문이다.
타겟 결정립의 미소화를 도모한 기술로서, 예를 들어 특허 문헌 1 내지 특허 문헌 5의 Ag계 스퍼터링 타겟을 들 수 있다. 이들 Ag계 스퍼터링 타겟은 모두 용해ㆍ주조법에 의해 제조되었다. 또한, 이들 실시예를 보면, 평균 결정립경이 가장 작으므로, 특허 문헌 1에서 30 ㎛, 특허 문헌 2에서 15 ㎛, 특허 문헌 3에서 15.6 ㎛, 특허 문헌 4에서 42 ㎛, 특허 문헌 5에서 20 ㎛이다.
[특허 문헌 1] 일본 특허 출원 공개 제2004-43868호 공보
[특허 문헌 2] 일본 특허 출원 공개 제2004-84065호 공보
[특허 문헌 3] 일본 특허 출원 공개 제2005-36291호 공보
[특허 문헌 4] 일본 특허 출원 공개 제2005-314717호 공보
[특허 문헌 5] 일본 특허 출원 공개 제2005-330549호 공보
전술한 바와 같이, Ag계 박막은 다양한 용도에 적용되나, 그 중에서도, 현세대나 차세대의 광디스크의 반투과 반사막, 열선 반사/차단창 유리의 저-E막, 전자파 실드의 차폐막과 같이 막 두께가 약 20 내지 200 Å(= 2 내지 20 ㎚)로 매우 얇은 극박막의 용도에 적용되는 경우, 막 면내의 성분 조성이나 막 두께의 면내 균일성에 대한 요구는 한층 가혹한 것이 된다. 막 두께의 매우 현저한 변화에 대해, 반사율이나 투과율 등의 광학적 특성(박막 특성)은 예민하게 변화되기 때문이다.
그로 인해, 상기한 극박막 용도에도 적절하게 적용할 수 있도록, 종래보다도 면내 균일성이 매우 우수한 Ag계 박막의 제공이 요구되고 있다. 구체적인 목표 기준으로서는, 목표 막 두께 200 Å에 대해 ±4 Å의 범위 내에 있는 것, 즉 목표 막 두께에 대해 ±2 %의 범위 내가 되도록 막 두께 분포의 균일성(막 두께의 면내 균일성)이 우수한 것이 요구된다. 그러나, 전술한 특허 문헌 1 내지 5에 기재된 스퍼터링 타겟에서는 모두, 타겟의 평균 결정립경이 15 ㎛를 초과하고 있어, 상기한 요구 특성을 만족시킬 수는 없다.
본 발명은 상기 사정을 고려하여 이루어진 것으로, 그 목적은 면내 균일성이 매우 우수한 박막을 형성하는 데 유용한 Ag계 스퍼터링 타겟 및 당해 Ag계 스퍼터링 타겟을 사용한 Ag계 박막을 제공하는 데 있다.
상기 과제를 해결할 수 있었던 본 발명의 Ag계 스퍼터링 타겟은 순Ag 또는 Ag 합금으로 이루어지는 Ag계 스퍼터링 타겟의 스퍼터링면의 평균 결정립경(dave)을 하기 수순 (1) 내지 (3)에 의해 측정했을 때, 상기 평균 결정립경(dave)은 10 ㎛ 이하인 것을 특징으로 한다.
(수순 1) 스퍼터링면과 평행하는 면의 면내에 임의로 복수 개소를 선택하고, 선택한 각 개소의 현미경 사진(배율 : 40 내지 2000배)을 촬영한다.
(수순 2) 전체 현미경 사진에서 관찰되는 결정립경(d)(단위 : ㎛)을 산출한다. 우선, 각 현미경 사진에 대해, 정(井)자 형상 또는 방사선 형상으로 4개 이상의 직선을 긋고, 상기 직선 상에 있는 결정립계의 수(n)를 조사한다. 다음에, 각 직선마다 하기 수학식 1을 기초로 하여 결정립경(d)을 산출한다.
Figure 112008080595032-PAT00002
[식 중, L은 직선의 길이(단위 : ㎛)를 나타내고,
n은 직선 상의 결정립계의 수를 나타내고,
m은 현미경 사진의 배율을 나타낸다.]
(수순 3) 상기와 같이 하여 얻어진 전체 선택 개소의 결정립경(d)의 평균값을, 스퍼터링면의 평균 결정립경(dave)으로 한다.
바람직한 실시 형태에 있어서, 상기 수순 (1) 내지 (3)에 의해 얻어진 전체 선택 개소의 결정립경(d)과 평균 결정립경(dave)을 사용하여, 하기의 값 A 및 값 B를 하기 수학식 2 및 하기 수학식 3을 기초로 하여 산출하였을 때, 값 A 및 값 B 중 큰 쪽을 결정립경의 편차로 하면, 상기 결정립경의 편차가 10 % 이하이다.
Figure 112008080595032-PAT00003
Figure 112008080595032-PAT00004
(식 중, dmax는 전체 선택 개소의 결정립경의 최대값을 나타내고,
dmin은 전체 선택 개소의 결정립경의 최소값을 나타냄)
바람직한 실시 형태에 있어서, 상기 Ag 합금은 Nd, Bi, Au 및 Cu로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 함유한다.
본 발명에는 상기의 어느 하나에 기재된 Ag계 스퍼터링 타겟을 사용하여 얻어지는 Ag계 박막도 포함된다.
바람직한 실시 형태에 있어서, 상기 Ag계 박막의 막 두께는 2 내지 20 ㎚이다.
본 발명에 따르면, 스퍼터링 면내에 존재하는 평균 결정립경이 10 ㎛ 이하로 매우 작고, 바람직하게는 상기 결정립경의 편차도 매우 작은 Ag계 스퍼터링 타겟이 얻어진다.
본 발명의 Ag계 스퍼터링 타겟을 사용하면, 막 두께가(Ag 합금인 경우에는 성분 조성도) 막 면방향에서 매우 균일한 Ag계 박막을 형성할 수 있다. 따라서, 본 발명의 Ag계 스퍼터링 타겟은, 특히 막 두께가 약 20 내지 200 Å(=2 내지 20 ㎚)로 매우 얇은 기술 분야, 예를 들어 현세대나 차세대의 광디스크의 반투과 반사막, 열선 반사/차단창 유리의 저-E막, 전자파 실드의 차폐막 등의 용도에 사용되는 Ag계 박막을 형성하는 데에도 매우 적절하게 사용된다.
본 발명자는 막 두께가 매우 얇은 용도에도 충분히 적용 가능한, 스퍼터링면의 평균 결정립경이 현저하게 미소화된 Ag계 스퍼터링 타겟을 제공하기 위해, 검토를 거듭해 왔다. 그 결과, (가) Ag계 스퍼터링 타겟을 제조하는 데 있어서, 전술한 특허 문헌 1 내지 특허 문헌 5로 대표되는 용해ㆍ주조법을 채용하는 것이 아니라, 종래 채용되어 있지 않았던 스프레이 포밍법(SF법)을 채용하고, 또한 원하는 Ag계 스퍼터링 타겟이 얻어지도록 SF법을 적절하게 제어하면, 타겟의 평균 결정립경을 현저하게 미소화할 수 있고, 바람직하게는 결정립경의 편차도 한층 작게 억제되는 것과, (나) 본 발명의 Ag계 스퍼터링 타겟을 사용하면, Ag계 박막의 막 두께의 면내 균일성은 각별히 향상되고, 전술한 목표 기준, 즉 목표 막 두께 200 Å ± 4 Å(목표 막 두께에 대해 ±2 %)를 달성할 수 있는 것을 발견하여, 본 발명을 완성하였다.
본 명세서에 있어서, Ag계 스퍼터링 타겟이라 함은, 순Ag 또는 Ag 합금의 타겟을 의미한다. 본 발명에 사용되는 Ag 합금은, 예를 들어 후기하는 실시예에 나타내는 바와 같이, Nd, Bi, Au, 또는 Cu를 들 수 있다. 이들은 단독으로 함유해도 좋고, 2종 이상을 병용해도 좋다. 이들 합금 원소의 합계량은 대략 0.05 원자% 이상 10 원자% 이하인 것이 바람직하고, 0.1 원자% 이상 8 원자% 이하인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 본 명세서에 있어서, 「Ag계 박막이 면내 균일성이 우수하다」라고 함은, 막 두께가(Ag 합금인 경우에는 성분 조성도) 막 면방향에서 균일한 것을 의미한다. 즉, 막 면내에 있어서 막 두께 분포가 균일한 것, Ag 합금인 경우에는 성분 조성이 더욱 균일한 것을 의미한다. 구체적으로는, 후기하는 실시예에 나타내는 방법으로 막 두께를 측정하였을 때, 200 Å ± 4 Å(목표 막 두께에 대해 ±2 %)를 만족시키는 것을 「면내 균일성이 우수하다」라고 평가하고 있다.
이하, 본 발명의 Ag계 스퍼터링 타겟에 대해 상세하게 설명한다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 Ag계 스퍼터링 타겟의 스퍼터링면의 평균 결정립경(dave)은 10 ㎛ 이하인 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 스퍼터링 가스의 Ar 이온에 의해 스퍼터링되는 Ag 및 합금 원소의 원자의 출사가 균일해져, 기판 상에 형성되는 Ag계 박막의 막 두께가 면내에 있어서 균일화되게 된다. 평균 결정립경(dave)은 작을수록 좋고, 이에 의해 박막에 있어서의 막 두께나 성분 조성의 분포의 균일성(면내 균일성)을 더욱 높일 수 있다. 구체적으로는, 평균 결정립경(dave)은, 예를 들어 8 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 6 ㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하다.
본 발명에 있어서, 평균 결정립경(dave)은 하기 수순 (1) 내지 (3)에 의해 측정된다.
(수순 1)
우선, 측정 대상이 되는 스퍼터링면을 준비한다. 여기서는, 평균 결정립경(dave)을 측정하기 쉽도록, 필요에 따라서 Ag계 스퍼터링 타겟을 스퍼터링면과 평행하는 면으로 절단하여, 측정 대상이 되는 스퍼터링면을 노출시켜도 된다. 측정 대상은 타겟 표면 근방, 바람직하게는 타겟 최표면의 절단면을 측정 대상으로 한다. 단, 본 발명의 제조 방법(상세한 것은 후술함)에 따르면, 타겟의 결정립경은 판면(타겟의 평면) 방향뿐만 아니라 판 두께(타겟의 두께) 방향으로도 균일하게 정렬되어 있는 것을 실험에 의해 확인되고 있고, 타겟의 임의의 두께에 있어서의 스퍼터링면을 측정 대상으로 할 수도 있다.
상기 스퍼터링면의 면내에 포함되는 결정립을 현미경 관찰한다. 현미경 관찰은, 예를 들어 광학 현미경, 주사형 전자 현미경(Scanning Electron Microscopy : SEM), 주사형 이온 현미경(Scanning Ion Microscopy : SIM)을 사용하여 행한다. 광학 현미경 관찰이나 주사형 전자 현미경 관찰에 의해 결정립을 측정할 때에는, 명확한 결정립을 얻기 위해, 타겟면에 적절한 에칭을 실시하는 것이 바람직하다. 한편, 주사형 이온 현미경 관찰에 의해 결정립을 측정할 때에는, 통상 에칭을 행하지 않지만, 필요에 따라서 에칭을 행해도 된다.
스퍼터링면의 선택 개소는 복수의 개소를 임의로 선택할 수 있으나, 가능한 한 많이 선택한 쪽이 더욱 정확한 평균 결정립경을 구할 수 있다. 본 발명에서는, 예를 들어 스퍼터링면 10000 ㎟당 5 내지 9개소 정도를 선택하는 것이 바람직하다.
다음에, 선택한 복수 개소의 각각에 대해 현미경 사진을 촬영한다. 현미경 관찰의 배율은 결정립경에 맞추어 적절하게 설정하면 된다. 가장 적절한 배율에 대해서는 후술하지만, 배율은 통상 40 내지 2000배 정도로 설정한다. 또한, 현미경 관찰은, 전술한 바와 같이 광학 현미경 관찰, SEM 관찰, SIM 관찰 중 어느 하나를 사용해도 된다. 또한, 광학 현미경 사진의 촬영에 있어서, 명확한 결정립을 얻을 목적으로 관찰ㆍ사진 촬영 시에 편광을 가하는 등의 처리를 행해도 된다.
(수순 2)
상기와 같이 하여 모든 선택 개소에 대해 현미경 사진을 촬영하여, 각각의 현미경 사진에서 관찰되는 결정립경(d)(단위 : ㎛)을 산출한다.
구체적으로는, 우선 각 현미경 사진에 대해, 정자 형상(도1을 참조) 또는 방사선 형상(도2를 참조)으로 4개 이상의 직선을, 각 현미경 사진의 단부로부터 단부까지 긋고, 각 직선 상에 있는 결정립계의 수(n)를 조사한다. 직선의 긋는 방법은 정자 형상 및 방사선 형상 중 어느 하나를 채용해도 된다. 또한, 직선의 수는 가능한 한 많은 쪽이 좋고, 이에 의해 더욱 정확한 평균 결정립경을 산출할 수 있다.
다음에, 각 직선마다 하기 수학식 1을 기초로 하여 결정립경(d)을 산출한다.
<수학식 1>
Figure 112008080595032-PAT00005
식 중, L은 직선의 길이(단위 : ㎛)를 나타내고, n은 직선 상의 결정립계의 수를 나타내고, m은 현미경 사진의 배율을 나타낸다.
또한, 가장 적절한 현미경 배율은 이하의 조건을 만족시키는 것이다. 즉, 상기 수순 (3)과 같이 하여 현미경 사진에 직선을 긋고, 이 직선 상에 있는 결정립 계의 수(n)를 조사했을 때에, 직선 길이 L = 100 ㎜당의 결정립계의 수(n)가 약 20개 정도가 되는 현미경 배율을 설정하는 것이 가장 적절하다. 예를 들어, 평균 결정립경(dave)이 약 10 ㎛ 정도이면 가장 적절한 현미경 배율은 약 200 내지 800배 정도이고, 평균 결정립경(dave)이 약 20 ㎛ 정도이면 가장 적절한 현미경 배율은 약 100 내지 500배 정도이고, 평균 결정립경(dave)이 약 100 ㎛ 정도이면 가장 적절한 현미경 배율은 약 50 내지 100배 정도이다. 평균 결정립경(dave)이 100 ㎛ 정도를 초과하는 경우에는, 현미경 배율은 50배 정도로 하면 된다.
(수순 3)
상기와 같이 하여 전체 선택 개소의 결정립경(d)을 산출하여, 이들의 평균값을 스퍼터링면의 평균 결정립경(dave)으로 한다.
또한, 본 발명에서는 상기 수순 (1) 내지 (3)에 의해 얻어진 전체 선택 개소의 결정립경(d)과 평균 결정립경(dave)을 사용하여, 하기의 값 A 및 값 B를 하기 수학식 2 및 하기 수학식 3을 기초로 하여 산출하였을 때, 값 A 및 값 B 중 큰 쪽을 결정립경의 편차로 하면, 결정립경의 편차가 10 % 이하인 것이 바람직하다.
<수학식 2>
Figure 112008080595032-PAT00006
<수학식 3>
Figure 112008080595032-PAT00007
식 중, dmax는 전체 선택 개소의 결정립경(d)의 최대값을 나타내고,
dmin은 전체 선택 개소의 결정립경(d)의 최소값을 나타낸다.
상기와 같이 결정립경의 편차를 10 % 이하로 억제함으로써, 스퍼터링되는 Ag 및 합금 원소의 원자의 출사가 균일화되어 Ag계 박막의 막 면내의 막 두께 분포가 한층 균일화되게 된다. 결정립경의 편차는 작은 쪽이 좋고, 이에 의해 박막에 있어서의 막 두께나 성분 조성의 분포의 균일성(면내 균일성)을 더욱 높일 수 있다. 구체적으로는, 결정립경의 편차는, 예를 들어 8 % 이하인 것이 바람직하고, 6 % 이하인 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 Ag계 스퍼터링 타겟의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 1 내지 50 ㎜ 정도이고, 5 내지 40 ㎜ 정도인 것이 많다.
또한, Ag계 스퍼터링 타겟의 형상은 특별히 한정되지 않아, 공지의 다양한 형상의 것으로 가공할 수 있으나, 원판 형상인 것이 특히 바람직하다. 이와 같은 원판 형상의 스퍼터링 타겟은 결정립경이 원판면(스퍼터링면) 방향으로 균일하게 정렬되게 된다. 원판면 방향으로 결정립경이 정렬되어 있으면, 스퍼터링되는 Ag의(및 Ag 합금인 경우에는 합금 원소도) 출사 분포가 균일해져, 기판 상에 형성되는 Ag계 박막의 막 두께의(및 Ag 합금인 경우에는 성분 조성도) 막 면방향의 균일성이 양호해진다. 또한, 본 발명의 제조 방법을 사용하면, 판 두께 방향에 있어서도 결정립경이 균일하게 정렬되게 되므로, Ag계 스퍼터링 타겟의 사용 개시로부터 종료에 이르기까지, 계속해서 막 두께의(및 Ag 합금인 경우에는 성분 조성도) 막 면방향 균일성이 우수한 Ag계 박막을 안정적으로 형성할 수 있다.
다음에, 본 발명의 Ag계 스퍼터링 타겟의 제조 방법을 설명한다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 제조 방법은 Ag계 스퍼터링 타겟의 제조에 있어서, 지금까지 채용되어 있지 않았던 SF법을 채용한 점에 특징이 있고, 이에 의해 평균 결정립경이 종래보다도 현저하게 미소화된 타겟이 얻어진다.
여기서, SF법에 대해 설명한다.
SF법은 각종 용융 금속을 가스에 의해 애토마이즈하여, 용융 상태ㆍ반응고 상태ㆍ응고 상태로 급냉시킨 입자를 퇴적시켜, 소정 형상의 소형재(최종적인 치밀체를 얻기 전의 중간체, 이하 「프리폼」이라고 부름)를 얻는 방법이다. 이 방법에 따르면, 용해ㆍ주조법이나 분말 소결법 등에서는 얻는 것이 곤란한 대형의 프리폼을 단일의 공정에서 얻어지는 등의 이점이 있다. 또한, SF법에 따르면, 결정립을 미세화할 수 있어 그 균일성도 대폭으로 개선할 수 있다.
지금까지, SF법을 사용하여 Al계 합금 스퍼터링 타겟을 제조한 예는 다수 개시되어 있다(예를 들어, 일본 특허 출원 공개 평9-248665호 공보, 일본 특허 출원 공개 평11-315373호 공보, 일본 특허 출원 공개 제2005-82855호 공보, 일본 특허 출원 공개 제2000-225412호 공보 등). 그러나, SF법을 사용하여 Ag계 스퍼터링 타겟을 제조하는 시도는 지금까지 전혀 이루어져 있지 않았다. 이러한 것도, Al계 스퍼터링 타겟의 경우에는, 스퍼터링 시에 미세한 용융 입자(스플래시)가 발생하는 등으로 인하여, SF법을 사용하여 스플래시의 발생을 방지할 필요가 있었던 것에 비해, Ag계 스퍼터링 타겟에서는 그와 같은 문제점은 특별히 없고, 종래와 같이 용해 ㆍ주조법을 사용하여 제조해도, 특별한 문제점은 없었기 때문이다.
그러나, 특히 약 2 내지 20 ㎚ 등의 매우 얇은 극박막의 용도에 바람직하게 적용 가능한 Ag계 박막을 제공하는 것에 있어서는, 예를 들어 전술한 특허 문헌 1 내지 특허 문헌 5에 개시한 바와 같이 종래의 용해ㆍ주조법으로 Ag계 타겟을 제조해도, 원하는 면내 균일성이 매우 우수한 Ag계 박막을 얻을 수 없어, 목표 기준을 달성할 수 없었다(후기하는 실시예를 참조). 한편, 종래의 용해ㆍ주조법이 아닌 SF법을 채용하고, 또한 Ag계 타겟의 제조용으로 바람직하게 개변된 SF법을 채용하면, 본 발명에서 규정한 바와 같이 Ag계 타겟의 평균 결정립경이 종래에 없을 정도로 작아져, 바람직하게는 결정립경의 편차도 매우 작게 제어된 Ag계 타겟의 제공이 가능해졌다(후기하는 실시예를 참조).
본 발명에 관한 Ag계 타겟의 제조 방법은 SF법을 사용하여 Ag계 프리폼을 얻는 공정과, 이 Ag계 프리폼을 열간 정수압 프레스(Hot Isostatic Press : HIP) 등의 치밀화 수단에 의해 치밀화되는 공정과, 얻어진 Ag계 치밀체에 단조나 압연의 소성 가공을 행하는 공정과, 이것이 소정 형상이 되도록 기계 가공을 행하여 Ag계 타겟을 제조하는 공정으로 크게 구별된다.
여기서, 타겟의 결정립경의 미소화나 결정립경의 편차 억제에 특히 효과가 있는 것은 Ag계 용탕 조제 시에 있어서의 순Ag 또는 Ag 합금의 용해 온도, 노즐 직경, 애토마이즈의 가스 종류, 애토마이즈의 가스압, 가스/메탈비(=가스 유출량 [N㎥]/용탕 유출량[㎏])이다. 구체적으로는, 이하에 상세하게 서술하는 바와 같이, 순Ag 또는 Ag 합금의 용해 온도를 약 1050 내지 1100 ℃, 노즐 직경을 약 5.0 내지 5.5 ㎜, 애토마이즈의 가스 종류를 질소(N2) 가스, 애토마이즈의 가스압을 약 6.0 내지 9.0 ㎏f/㎠, 가스/메탈비를 약 0.4 N㎥/㎏ 이상으로 하는 것이 바람직하다.
(Ag계 합금 프리폼의 제조)
도4 및 도5를 참조하면서, 순Ag 또는 Ag 합금 프리폼의 제조 공정을 상세하게 설명한다. 도4는 본 발명에 사용되는 프리폼을 제조하는 데 사용되는 장치의 일례를 부분적으로 도시하는 단면도이다. 도5는 도4 중, X의 주요부 확대도이다.
도4에 도시하는 장치는 순Ag 또는 Ag 합금을 용해하기 위한 유도 용해로(1)와, 유도 용해로(1)의 아래쪽에 설치된 가스 애토마이저(3a, 3b)와, 프리폼을 퇴적시키기 위한 콜렉터(5)를 구비하고 있다. 유도 용해로(1)는 순Ag 또는 Ag 합금의 용탕(2)을 낙하시키는 노즐(6)을 갖고 있다. 또한, 가스 애토마이저(3a, 3b)는 각각 가스를 애토마이즈하기 위한 보빈의 가스 구멍(4a, 4b)을 갖고 있다. 콜렉터(5)는 프리폼의 제조가 진행되어도 프리폼 퇴적면의 높이가 일정해지도록 콜렉터(5)를 하강시키기 위해, 스텝핑 모터 등의 구동 수단(도시하지 않음)을 갖고 있다.
또한, 도5에는, 보빈의 가스 구멍(4a, 4b)은 가스 애토마이저(3a, 3b)의 각각에 대해 1개씩 설치된 예를 나타내고 있으나, 이것으로 한정되지 않는다. 통상, 보빈의 구멍은 원하는 가스량에 맞추어 복수개 형성하고 있다.
우선, 순Ag 또는 Ag 합금을 유도 용해로(1)에 투입한 후, 바람직하게는 진공 중, 불활성 가스 분위기 중, 또는 질소 가스 분위기 중에서 순Ag 또는 Ag 합금을 용해하여 순Ag 또는 Ag 합금의 용탕(2)을 얻는다(Ag계 합금의 용탕 조제 공정).
상기 공정에서는, 특히 순Ag 또는 Ag 합금의 용해 온도를 약 1050 내지 1100 ℃의 범위 내로 제어하는 것이 바람직하다. 순Ag 또는 Ag 합금의 용해 온도는 가스 애토마이즈에 의해 얻어지는 미립자(액적)의 온도 및 사이즈에 큰 영향을 미치는 요소 중 하나이고, 최종적으로 치밀체의 조직의 미세화에도 영향을 미치기 때문이다.
여기서, 순Ag 또는 Ag 합금의 용해 온도가 1050 ℃ 미만인 경우, 용탕(2)이 노즐을 통과할 때에 응고되어 버려, 노즐이 폐색될 우려가 있다. 한편, 순Ag 또는 Ag 합금의 용해 온도가 1100 ℃를 초과하면, 프리폼으로부터 얻어지는 치밀체의 조직이 조대화되어 수율이 저하된다. 상기한 것 외에, 용탕의 산화, 내화물의 수명, 에너지 로스 등을 종합적으로 감안하면, 순Ag 또는 Ag 합금의 용해 온도는 대략 1065 내지 1085 ℃의 범위 내인 것이 바람직하다.
또한, 순Ag 또는 Ag 합금의 용해는 상기와 같이 진공 중, 불활성 가스 분위기 중 또는 질소 가스 분위기 중에서 행하는 것이 바람직하고, 이에 의해 상기 순Ag 또는 Ag 합금의 용탕으로의 불순물 혼입이 억제된다. 불활성 가스로서는, 예를 들어 아르곤 가스 등을 들 수 있다.
다음에, 상기와 같이 하여 얻어진 순Ag 또는 Ag 합금의 용탕(2)을, 노즐(6)을 통해 질소 가스 또는 불활성 가스 분위기의 챔버 내(도시하지 않음)를 낙하시킨다(가스 애토마이즈 공정). 챔버 내에서는 가스 애토마이저(3a, 3b)에 설치된 보빈의 가스 구멍(4a, 4b)으로부터 고압의 가스 제트류가 순Ag 또는 Ag 합금의 용 탕(2)으로 불어내어져, 이에 의해 순Ag 또는 Ag 합금의 용탕은 미립화된다.
가스 애토마이즈는 상기와 같이 질소 가스 또는 불활성 가스를 사용하여 행하는 것이 바람직하고, 이에 의해 용탕으로의 불순물 혼입이 억제된다. 불활성 가스로서는, 예를 들어 아르곤 가스 등을 들 수 있다.
또한, 노즐 직경은 약 5.0 내지 5.5 ㎜, 애토마이즈의 가스압은 약 6.0 내지 9.0 ㎏f/㎠의 범위 내로 제어하는 것이 바람직하다.
또한, 가스/메탈비에 대해서는, 냉각 속도를 높게 하기 위해, 대략 0.4 N㎥/㎏ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 0.5 N㎥/㎏ 이상으로 하는 것이 더욱 바람직하다. 가스/메탈비는 가스 유출량/용탕 유출량의 비로 나타낸다. 본원 명세서에 있어서, 가스 유출량이라 함은, 순Ag 또는 Ag 합금의 용탕을 가스 애토마이즈하기 위해, 보빈의 가스 구멍(4a, 4b)으로부터 유출되는 가스의 총량(최종적으로 사용한 총량)을 의미한다. 본원 명세서에 있어서, 용탕 유출량이라 함은, 순Ag 또는 Ag 합금의 용탕이 들어간 용기[유도 용해로(1)]의 용탕 유출구[노즐(6)]로부터 유출되는 용탕의 총량(최종적으로 유출된 총량)을 의미한다.
가스/메탈비는 노즐 직경, 애토마이즈의 가스압 및 애토마이저의 종류(구체적으로는, 가스를 분사하는 구멍의 총 면적)에 의해 적절하게 조절할 수 있다.
상술한 노즐 직경, 가스 애토마이즈의 가스 종류나 가스압, 가스/메탈비도, 전술한 순Ag 또는 Ag 합금의 용해 온도와 마찬가지로, 액적의 사이즈에 영향을 미치는 요소 중 하나이고, 액적의 냉각 속도에도 크게 영향을 미치고 있다. 예를 들어, 가스/메탈비를 0.4 N㎥/㎏ 이상으로 제어하면, 액적 사이즈의 변화는 적어져 일정한 값에 근접하게 된다. 이에 대해, 가스/메탈비가 0.4 N㎥/㎏ 미만인 경우, 액적 사이즈가 커져 프리폼의 수율이 저하되어 버린다.
상기 관점에서 보면, 가스/메탈비는 클수록 좋고, 상술한 바와 같이, 예를 들어 0.5 N㎥/㎏ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 그 상한은 특별히 한정되지 않는다.
계속해서, 상기와 같이 하여 미립화시킨 순Ag 또는 Ag 합금의 미립자(액적)를 콜렉터(5)에 퇴적하여 프리폼을 얻는다. 상기 프리폼의 형상은, 예를 들어 원기둥 형상이다.
(Ag계 합금 치밀체의 제조)
다음에, 상기한 프리폼에 치밀화 수단을 실시함으로써 Ag계 치밀체를 얻는다. 치밀체를 얻는 것은 상기와 같이 하여 얻어진 프리폼이 다공질 형상이기 때문이다.
치밀화 수단이라 함은, 프리폼의 밀도(평균 상대 밀도 50 내지 65 %)를 향상시키기 위한 수단을 의미한다. 여기서는, 프리폼을 대략 등방적으로 가압하는 방법, 특히 열간으로 가압하는 HIP를 행하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 80 ㎫ 이상의 압력 하, 400 내지 600 ℃의 온도에서 HIP를 행하는 것이 바람직하고, 이에 의해, 원하는 치밀체를 85 % 이상의 고수율로 얻을 수 있다. 상기의 조건으로 HIP를 행하면, 치밀체의 변형이 최소한으로 억제되어, 변형 부분을 기계 가공에 의해 제거할 때에 발생하는 중량의 손실이 최소한으로 억제되기 때문이다.
HIP의 온도가 400 ℃ 미만 및 HIP의 압력이 80 ㎫ 미만에서는 치밀체의 밀도 를 충분히 높일 수 없어, 내부에 결함 등이 발생하게 된다. 한편, HIP의 온도가 600 ℃를 초과하면, 치밀체의 조직이 조대화된다. 바람직하게는, 100 ㎫ 이상의 압력 하, 500 내지 550 ℃의 온도에서 HIP를 행한다. HIP의 시간은 대략 1 내지 10 시간의 범위 내로 하는 것이 바람직하다.
(스퍼터링 타겟의 제조)
계속해서, 상기한 Ag계 치밀체를 사용하여 Ag계 스퍼터링 타겟을 얻는다.
스퍼터링 타겟의 제조 조건은 특별히 한정되지 않고, 일반적인 방법을 채용할 수 있다. 예를 들어, 상기한 치밀체를 단조하여 슬래브를 얻은 후, 압연을 행하는 등의 단조 및/또는 압연의 소성 가공을 행한 후, 소성 가공 시의 왜곡을 제거하기 위한 열처리를 실시하고, 또한 소정의 형상으로 기계 가공을 행하여 스퍼터링 타겟을 얻을 수 있다.
상기한 예에 있어서, HIP 후에 행해지는 치밀체의 소성 가공은 필수 공정은 아니고, 소성 가공을 행하지 않고 기계 가공을 행해도 된다. 이와 같이 소성 가공을 행하지 않는 경우에는 전술한 왜곡 제거를 위한 열처리는 불필요하다. 이와 같은 제조 방법의 일례로서, 예를 들어 치밀체의 직경을 스퍼터링 타겟의 직경에 대해, 대략 +10 내지 +30 ㎜가 되도록 제어하여, HIP 후의 치밀체를 그대로 스퍼터링 타겟의 소정 형상이 되도록 기계 가공을 행하는 등의 방법을 들 수 있다.
또한, 소성 가공 후의 열처리는, 전술한 바와 같이 소성 가공 시에 발생한 왜곡을 제거하기 위해 실시하는 것이지만, 종래의 열처리 온도(대략 500 내지 600 ℃이고, 바람직하게는 520 ℃ 내지 580 ℃)보다도 저온에서 행하는 것이 바람직하 다. 열처리 온도가 지나치게 높으면 결정립이 조대화될 우려가 있고, 한편 열처리 온도가 지나치게 낮으면 왜곡이 잔류되어 기계 가공 시에 변형될 우려가 있기 때문이다. 바람직한 열처리 온도는 약 450 내지 550 ℃이고, 더욱 바람직하게는 약 470 내지 530 ℃이다.
상기한 스퍼터링 타겟의 제조 공정은, 구체적으로는 스퍼터링 타겟의 형상에 따라서 적절한 제조 방법을 선택하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 스퍼터링 타겟의 형상이 원판 형상이고, 그 직경이 예를 들어 180 ㎜ 이하로 작은 경우, HIP 후에 단조를 행함으로써 직경을 맞추는 것이 수율의 관점에서 바람직하다.
한편, 판 형상의 스퍼터링 타겟에서는 단조에 의해 각형으로 가공한 후, 압연에 의해 스퍼터링 타겟의 소정 형상에 가까운 치수로 가공하여, 최후에 기계 가공을 행하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 스퍼터링 타겟의 제조 공정에서는, ECAP(등통로 각 압축 ; Equal-Channel Angular Pressing)법을 채용하는 것도 유효하다. ECAP법은 단면적을 바꾸지 않고 재료의 각도를 바꾸어 압출함으로써 재료에 강전단 가공을 부여하고, 그 후, 재결정시키는 방법이다. ECAP법을 채용하면, 재료의 크기를 바꾸지 않고, 큰 왜곡을 부여할 수 있으므로, 결정립의 초미세화를 용이하게 실현할 수 있다. 그로 인해, ECAP법은 본 발명과 같은 평균 결정립경이 현저하게 미세화되는 Ag계 스퍼터링 타겟의 제조에 적절하게 사용할 수 있다. ECAP법은 지금까지, Al계 스퍼터링 타겟의 제조에 채용되는 경우는 있었으나, 본 발명과 같은 Ag계 스퍼터링 타겟의 제조에 있어서 적용되는 실례는 없었다.
ECAP법은, 예를 들어 상기와 같이 하여 HIP를 행한 후에, 필요에 따라서 실시할 수 있다.
이와 같이 하여 얻어진 스퍼터링 타겟은, 예를 들어 배킹 플레이트에 납재를 사용하여 본딩하여 사용된다.
본 발명의 Ag계 스퍼터링 타겟은, 예를 들어 DC 스퍼터링법, RF 스퍼터링법, 마그네트론 스퍼터링법, 반응성 스퍼터링법 등 어떠한 스퍼터링법에도 적용할 수 있어, 두께 약 2 내지 500 ㎚인 Ag계 박막을 형성하는 데 유효하다.
(실시예)
이하, 실시예를 들어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 물론 하기 실시예에 의해 제한을 받는 것이 아니라, 전ㆍ후기의 취지에 적합할 수 있는 범위에서 적당히 변경을 가하여 실시하는 것도 물론 가능하여, 이들은 모두 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
(1) 스퍼터링 타겟의 제조
본 발명의 제조 조건을 기초로, 표2에 나타내는 시료 번호 1 내지 5의 Ag 합금 스퍼터링 타겟(본 발명예)을 제조하였다. 상세하게는, 표1에 나타내는 다양한 조성의 Ag 합금(명칭 a 내지 f)을 사용하여, 표2에 나타내는 SF 공정 및 HIP 공정 및 표3에 나타내는 소성 가공 공정(소성 가공의 가공 온도는 가공 개시 시의 온도를 나타냄) 및 열처리 공정을 행한 후, 기계 가공을 실시하여 본 발명예의 Ag 합금 스퍼터링 타겟을 제조하였다. 이 중, 시료 번호 5는 단조 → 압연의 소성 가공을 행한 예이다. 이와 같이 하여 얻어진 스퍼터링 타겟 시료 번호 1 내지 5의 형상은 원판 형상이고, 직경 101.6 ㎜, 두께 5 ㎜였다.
또한, 비교를 위해, 종래의 제조 방법을 기초로, 표4에 나타내는 시료 번호 6, 7의 Ag 합금 스퍼터링 타겟(비교예)을 제조하였다. 상세하게는, 표1에 나타내는 조성의 Ag 합금(명칭 a, f)을 사용하여, 표4에 나타낸 바와 같이 용해 주조 공정, 열간 소성 가공 공정(압연 또는 단조, 열간 소성 가공의 가공 온도는 가공 개시 시의 온도를 나타냄), 냉간 소성 가공 공정(압연) 및 열처리 공정을 행한 후, 기계 가공을 실시하여 비교예의 Ag 합금 스퍼터링 타겟을 제조하였다. 이와 같이 하여 얻어진 스퍼터링 타겟 시료 번호 6 내지 7의 형상은 원판 형상이고, 직경 101.6 ㎜, 두께 5 ㎜였다.
(2) 스퍼터링 타겟의 평가
다음에, 상기와 같이 하여 얻어진 본 발명예의 Ag 합금 스퍼터링 타겟(시료 번호 1 내지 5)과, 비교예의 Ag 합금 스퍼터링 타겟(시료 번호 6, 7)의 평균 결정립경 및 결정립경의 편차를, 전술한 방법을 기초로 하여 측정하였다. 구체적으로는, 광학 현미경 사진(배율 : 1000배)을 사용하여, 정자 형상으로 4개의 직선을 긋고, 결정립경(d)을 산출하였다.
이들 결과를 표5에 기재한다. 표5에는, 참고를 위해, 각 시료 번호에 사용한 합금의 종류(표1의 명칭)를 병기하고 있다.
(3) Ag 합금 박막의 형성 및 평가
또한, 상기한 본 발명예 및 비교예의 Ag 합금 스퍼터링 타겟을 사용하여, DC 마그네트론 스퍼터링법에 의해 글래스 기판(원판 형상, 직경 50.8 ㎜, 두께 0.7 ㎜) 상에 Ag 합금 박막(목표 막 두께 200 Å)을 각각 성막하였다. 여기서, DC 마그네트론 스퍼터링의 조건은, 도달 진공도 0.27 × 10-3 ㎩ 이하, Ar 가스압 : 0.27 ㎩, 스퍼터링 파워 : 200 W, 극간 거리 : 55 ㎜, 기판 온도 : 실온으로 하였다.
이와 같이 하여 얻어진 각 Ag 합금 박막의 막 두께를, 도3에 도시하는 측정 개소 A, B, C, D, E(합계 5개소)에 대해, 각각 측정하였다. 상세하게는, 도3에 도시한 바와 같이, 임의의 직경 상의 중심을 측정 개소 C로 하고, 측정 개소 C로부터 좌측으로 10 ㎜ 이격된 직선 상의 측정 개소를 B로 하고, 측정 개소 B로부터 또한 10 ㎜ 좌측으로 이격된 직선 상의 측정 개소를 A로 한다. 또한, 상기한 측정 개소C로부터 우측으로 10 ㎜ 이격된 직선 상의 측정 개소를 D로 하고, 측정 개소 D로부터 또한 10 ㎜ 우측으로 이격된 직선 상의 측정 개소를 E로 한다. 그리고, 이들 A, B, C, D, E의 합계 5개소의 막 두께를 촉침식 막 두께 측정기에 의해 측정하였다.
계속해서, 이와 같이 하여 얻어진 각 측정 개소의 막 두께를 사용하여, 하기 기준을 따라서 Ag 합금 박막의 막 두께의 면내 균일성을 평가하였다.
막 두께의 면내 균일성이 우수하다(○)
: 모든 측정 개소에 있어서, 200 Å ± 4 Å의 범위 내에 있다
(목표 막 두께에 대해 ±2 %의 범위 내로 제어되어 있음)
막 두께의 면내 균일성이 떨어진다(×)
: 어느 하나의 개소에서도, 200 Å ± 4 Å의 범위를 초과하고 있다
(목표 막 두께에 대해 ±2 %의 범위를 초과하고 있음)
표5에 이들의 측정 결과 및 평가 결과를 병기한다.
Figure 112008080595032-PAT00008
Figure 112008080595032-PAT00009
Figure 112008080595032-PAT00010
Figure 112008080595032-PAT00011
Figure 112008080595032-PAT00012
표5로부터, 본 발명의 조건으로 제조한 시료 번호 1 내지 5의 Ag 합금 스퍼터링 타겟(본 발명예)은 모두 평균 결정립경이 현저하게 미세화되어 있고, 또한 결정립경의 편차도 작게 억제되어 있으므로, 이들 스퍼터링 타겟을 사용하여 얻어진 Ag 합금 박막은 막 두께의 면내 균일성이 우수하다.
이에 대해, 종래의 조건으로 제조한 시료 번호 6, 7의 Ag 합금 스퍼터링 타겟(비교예)은 모두 평균 결정립경 및 결정립경의 편차의 양쪽이 본 발명의 범위를 벗어나 있고, 이들의 스퍼터링 타겟을 사용하여 얻어진 Ag 합금 박막은 막 두께의 면내 균일성이 떨어졌다.
도1은 Ag계 스퍼터링 타겟의 결정립경의 측정을 행하기 위한 직선을 긋는 방법(정자 형상)을 도시하는 개략도.
도2는 Ag계 스퍼터링 타겟의 결정립경의 측정을 행하기 위한 직선을 긋는 방법(방사선 형상)을 도시하는 개략도.
도3은 실시예에 있어서의 Ag계 박막의 막 두께의 측정 개소 A, B, C, D, E를 도시하는 설명도.
도4는 Ag계 프리폼의 제조에 사용되는 장치의 일례를 부분적으로 도시하는 단면도.
도5는 도4 중, X의 주요부 확대도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 유도 용해로
2 : 순Ag 또는 Ag 합금의 용탕
3a, 3b : 가스 애토마이저
4a, 4b : 보빈의 가스 구멍
5 : 콜렉터
6 : 노즐
6a, 6b : 가스 애토마이즈 노즐 중심축
A : 스프레이축
A1 : 노즐(6)의 선단부
A2 : 콜렉터(5)의 중심
A3 : 콜렉터(5)의 중심(A2)의 수평선이 스프레이축(A)과 교차하는 점
L : 스프레이 거리
α : 가스 애토마이즈 출구 각도
β : 콜렉터 각도

Claims (8)

  1. 순Ag 또는 Ag 합금으로 이루어지는 Ag계 스퍼터링 타겟의 스퍼터링면의 평균 결정립경(dave)을 하기 수순 (1) 내지 (3)에 의해 측정하였을 때, 상기 평균 결정립경(dave)은 10 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 Ag계 스퍼터링 타겟.
    (수순 1) 스퍼터링면의 면내에 임의로 복수 개소를 선택하고, 선택한 각 개소의 현미경 사진(배율 : 40 내지 2000배)을 촬영한다.
    (수순 2) 모든 현미경 사진에 관찰되는 결정립경(d)(단위 : ㎛)을 산출한다. 우선, 각 현미경 사진에 대해, 정(井)자 형상 또는 방사선 형상으로 4개 이상의 직선을 긋고, 상기 직선 상에 있는 결정립계의 수(n)를 조사한다. 다음에, 각 직선마다, 하기 수학식 1을 기초로 하여 결정립경(d)을 산출한다.
    <수학식 1>
    Figure 112008080595032-PAT00013
    [식 중, L은 직선의 길이(단위 : ㎛)를 나타내고,
    n은 직선 상의 결정립계의 수를 나타내고,
    m은 현미경 사진의 배율을 나타낸다.]
    (수순 3) 상기와 같이 하여 얻어진 전체 선택 개소의 결정립경(d)의 평균값을, 스퍼터링면의 평균 결정립경(dave)으로 한다.
  2. 제1항에 있어서, 상기 Ag 합금은 Nd, Bi, Au 및 Cu로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 함유하는 것인 Ag계 스퍼터링 타겟.
  3. 제1항에 기재된 Ag계 스퍼터링 타겟을 사용하여 얻어지는 Ag계 박막.
  4. 제3항에 있어서, 막 두께는 2 내지 20 ㎚인 Ag계 박막.
  5. 제1항에 있어서, 상기 수순 (1) 내지 (3)에 의해 얻어진 전체 선택 개소의 결정립경(d)과 평균 결정립경(dave)을 사용하여, 하기의 값 A 및 값 B를 하기 수학식 2 및 하기 수학식 3을 기초로 하여 산출하였을 때, 값 A 및 값 B 중 큰 쪽을 결정립경의 편차로 하면, 상기 결정립경의 편차가 10 % 이하인 Ag계 스퍼터링 타겟.
    <수학식 2>
    Figure 112008080595032-PAT00014
    <수학식 3>
    Figure 112008080595032-PAT00015
    [식 중, dmax는 전체 선택 개소의 결정립경(d)의 최대값을 나타내고,
    dmin은 전체 선택 개소의 결정립경(d)의 최대값을 나타낸다.]
  6. 제5항에 있어서, 상기 Ag 합금은 Nd, Bi, Au 및 Cu로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 함유하는 것인 Ag계 스퍼터링 타겟.
  7. 제5항에 기재된 Ag계 스퍼터링 타겟을 사용하여 얻어지는 Ag계 박막.
  8. 제7항에 있어서, 막 두께는 2 내지 20 ㎚인 Ag계 박막.
KR1020080116563A 2007-11-29 2008-11-24 Ag계 스퍼터링 타겟 KR20090056842A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2007-309248 2007-11-29
JP2007309248A JP5046890B2 (ja) 2007-11-29 2007-11-29 Ag系スパッタリングターゲット

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20090056842A true KR20090056842A (ko) 2009-06-03

Family

ID=40228046

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080116563A KR20090056842A (ko) 2007-11-29 2008-11-24 Ag계 스퍼터링 타겟

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20090139860A1 (ko)
EP (1) EP2067873A1 (ko)
JP (1) JP5046890B2 (ko)
KR (1) KR20090056842A (ko)
CN (1) CN101445913A (ko)
TW (1) TW200938645A (ko)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100568392B1 (ko) * 2002-06-24 2006-04-05 가부시키가이샤 코베루코 카겐 은 합금 스퍼터링 타겟 및 그의 제조 방법
US7514037B2 (en) 2002-08-08 2009-04-07 Kobe Steel, Ltd. AG base alloy thin film and sputtering target for forming AG base alloy thin film
JP3993530B2 (ja) * 2003-05-16 2007-10-17 株式会社神戸製鋼所 Ag−Bi系合金スパッタリングターゲットおよびその製造方法
JP2007335061A (ja) * 2006-05-16 2007-12-27 Sony Corp 光情報記録媒体とそのBCA(BurstCuttingArea)マーキング方法
JP2008117470A (ja) * 2006-11-02 2008-05-22 Sony Corp 光情報記録媒体および光情報記録媒体の製造方法、BCA(BurstCuttingArea)マーキング方法
JP2009076129A (ja) * 2007-09-19 2009-04-09 Kobe Steel Ltd 読み出し専用の光情報記録媒体
JP5331420B2 (ja) 2008-09-11 2013-10-30 株式会社神戸製鋼所 読み出し専用の光情報記録媒体および該光情報記録媒体の半透過反射膜形成用スパッタリングターゲット
JP2010225572A (ja) * 2008-11-10 2010-10-07 Kobe Steel Ltd 有機elディスプレイ用の反射アノード電極および配線膜
KR20110128198A (ko) 2009-04-14 2011-11-28 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 광 정보 기록 매체, 광 정보 기록 매체의 반사막 형성용 스퍼터링 타깃
JP5628662B2 (ja) * 2010-12-29 2014-11-19 石福金属興業株式会社 Ag基合金からなる反射膜
JP5669015B2 (ja) * 2011-04-06 2015-02-12 三菱マテリアル株式会社 導電性膜形成用銀合金スパッタリングターゲットおよびその製造方法
JP2014047400A (ja) * 2012-08-31 2014-03-17 Kobe Steel Ltd フラットパネルディスプレイの半透過電極用Ag合金膜、およびフラットパネルディスプレイ用半透過電極
FR3001160B1 (fr) * 2013-01-18 2016-05-27 Saint Gobain Procede d'obtention d'un substrat muni d'un revetement
JP5985414B2 (ja) * 2013-02-19 2016-09-06 デクセリアルズ株式会社 異方性導電接着剤、発光装置及び異方性導電接着剤の製造方法
JP5612147B2 (ja) * 2013-03-11 2014-10-22 三菱マテリアル株式会社 導電性膜形成用銀合金スパッタリングターゲットおよびその製造方法
DE112014006349T5 (de) * 2014-02-10 2016-11-03 Mitsubishi Electric Corporation Bond-Material, Bond-Verfahren und Halbleitervorrichtung für elektrische Energie
JP5840748B2 (ja) * 2014-10-31 2016-01-06 山陽特殊製鋼株式会社 酸素含有量が低いCu−Ga系合金粉末およびスパッタリングターゲット材の製造方法
CN110218895A (zh) * 2019-06-26 2019-09-10 泰安恒成复合材料工程技术有限公司 一种弥散强化铂铑合金板材的制备工艺

Family Cites Families (47)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5948497A (en) * 1992-10-19 1999-09-07 Eastman Kodak Company High stability silver based alloy reflectors for use in a writable compact disk
JP3358934B2 (ja) 1996-03-15 2002-12-24 株式会社神戸製鋼所 高融点金属含有Al基合金鋳塊のスプレーフォーミング法による製造方法
CN1178797C (zh) * 1996-09-09 2004-12-08 松下电器产业株式会社 光信息记录媒体、制造方法、信息记录、重放方法及设备
US6294738B1 (en) * 1997-03-31 2001-09-25 American Superconductor Corporation Silver and silver alloy articles
US20030052000A1 (en) * 1997-07-11 2003-03-20 Vladimir Segal Fine grain size material, sputtering target, methods of forming, and micro-arc reduction method
JP3081602B2 (ja) 1998-02-23 2000-08-28 株式会社神戸製鋼所 スパッタリングターゲット材料及びその製造方法
US7045187B2 (en) * 1998-06-22 2006-05-16 Nee Han H Metal alloys for the reflective or the semi-reflective layer of an optical storage medium
US6451402B1 (en) * 1998-06-22 2002-09-17 Target Technology Company, Llc Metal alloys for the reflective or the semi-reflective layer of an optical storage medium
US6905750B2 (en) * 1998-06-22 2005-06-14 Target Technology Company, Llc Metal alloys for the reflective or the semi-reflective layer of an optical storage medium
US6007889A (en) * 1998-06-22 1999-12-28 Target Technology, Llc Metal alloys for the reflective or the semi-reflective layer of an optical storage medium
US6790503B2 (en) * 1998-06-22 2004-09-14 Target Technology Company, Llc Metal alloys for the reflective or the semi-reflective layer of an optical storage medium
US6764735B2 (en) * 1998-06-22 2004-07-20 Target Technology Company, Llc Metal alloys for the reflective or the semi-reflective layer of an optical storage medium
US6544616B2 (en) * 2000-07-21 2003-04-08 Target Technology Company, Llc Metal alloys for the reflective or the semi-reflective layer of an optical storage medium
US6852384B2 (en) * 1998-06-22 2005-02-08 Han H. Nee Metal alloys for the reflective or the semi-reflective layer of an optical storage medium
JP2000225412A (ja) 1999-02-05 2000-08-15 Sumitomo Light Metal Ind Ltd アルミニウム合金の塑性加工方法及びそれによる高強度高延性アルミニウム合金材
US6946039B1 (en) * 2000-11-02 2005-09-20 Honeywell International Inc. Physical vapor deposition targets, and methods of fabricating metallic materials
SG116432A1 (en) * 2000-12-26 2005-11-28 Kobe Steel Ltd Reflective layer or semi-transparent reflective layer for use in optical information recording media, optical information recording media and sputtering target for use in the optical information recording media.
US7022384B2 (en) * 2002-01-25 2006-04-04 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) Reflective film, reflection type liquid crystal display, and sputtering target for forming the reflective film
JP2003286567A (ja) * 2002-01-28 2003-10-10 Kojundo Chem Lab Co Ltd 光学記録媒体の反射膜用スパッタリングターゲット材及びそれを用いたスパッタ法による反射膜
JP4264302B2 (ja) 2002-06-24 2009-05-13 株式会社コベルコ科研 銀合金スパッタリングターゲットとその製造方法
KR100568392B1 (ko) * 2002-06-24 2006-04-05 가부시키가이샤 코베루코 카겐 은 합금 스퍼터링 타겟 및 그의 제조 방법
JP4305809B2 (ja) 2002-07-10 2009-07-29 日立金属株式会社 Ag合金系スパッタリングターゲット材
JP3997177B2 (ja) * 2002-08-09 2007-10-24 株式会社神戸製鋼所 電磁波シールド用Ag合金膜、電磁波シールド用Ag合金膜形成体および電磁波シールド用Ag合金膜の形成用のAg合金スパッタリングターゲット
US7514037B2 (en) * 2002-08-08 2009-04-07 Kobe Steel, Ltd. AG base alloy thin film and sputtering target for forming AG base alloy thin film
JP2004162109A (ja) * 2002-11-12 2004-06-10 Nikko Materials Co Ltd スパッタリングターゲット及び同製造用粉末
JP2006523913A (ja) * 2003-04-18 2006-10-19 ターゲット・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー 光蓄積媒体の反射層または半反射層のための合金
JP3993530B2 (ja) * 2003-05-16 2007-10-17 株式会社神戸製鋼所 Ag−Bi系合金スパッタリングターゲットおよびその製造方法
JP4009564B2 (ja) * 2003-06-27 2007-11-14 株式会社神戸製鋼所 リフレクター用Ag合金反射膜、及び、このAg合金反射膜を用いたリフレクター、並びに、このAg合金反射膜のAg合金薄膜の形成用のAg合金スパッタリングターゲット
JP2005029849A (ja) * 2003-07-07 2005-02-03 Kobe Steel Ltd リフレクター用Ag合金反射膜、及び、このAg合金反射膜を用いたリフレクター、並びに、このAg合金反射膜の形成用のAg合金スパッタリングターゲット
JP4384453B2 (ja) * 2003-07-16 2009-12-16 株式会社神戸製鋼所 Ag系スパッタリングターゲット及びその製造方法
JP3987471B2 (ja) 2003-09-08 2007-10-10 株式会社神戸製鋼所 Al合金材料
US20050112019A1 (en) * 2003-10-30 2005-05-26 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho(Kobe Steel, Ltd.) Aluminum-alloy reflection film for optical information-recording, optical information-recording medium, and aluminum-alloy sputtering target for formation of the aluminum-alloy reflection film for optical information-recording
CN100334239C (zh) * 2003-12-04 2007-08-29 株式会社神户制钢所 平板显示器用Ag基合金配线电极膜、Ag基合金溅射靶
TWI325134B (en) * 2004-04-21 2010-05-21 Kobe Steel Ltd Semi-reflective film and reflective film for optical information recording medium, optical information recording medium, and sputtering target
JP4569863B2 (ja) 2004-04-27 2010-10-27 日立金属株式会社 Ag合金スパッタリングターゲット材およびAg合金膜
JP4605494B2 (ja) 2004-05-20 2011-01-05 日立金属株式会社 Ag合金スパッタリングターゲット材
US20050279630A1 (en) * 2004-06-16 2005-12-22 Dynamic Machine Works, Inc. Tubular sputtering targets and methods of flowforming the same
EP1612784B1 (en) * 2004-06-29 2007-11-28 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Semi-reflective film and reflective film for optical information recording medium, optical information recording medium, and sputtering target
JP3907666B2 (ja) * 2004-07-15 2007-04-18 株式会社神戸製鋼所 レーザーマーキング用再生専用光情報記録媒体
JP2006240289A (ja) * 2005-02-07 2006-09-14 Kobe Steel Ltd 光情報記録媒体用記録膜および光情報記録媒体ならびにスパッタリングターゲット
JP2006294195A (ja) * 2005-04-14 2006-10-26 Kobe Steel Ltd 光情報記録用Ag合金反射膜、光情報記録媒体および光情報記録用Ag合金反射膜の形成用のAg合金スパッタリングターゲット
JP4377861B2 (ja) * 2005-07-22 2009-12-02 株式会社神戸製鋼所 光情報記録媒体用Ag合金反射膜、光情報記録媒体および光情報記録媒体用Ag合金反射膜の形成用のAg合金スパッタリングターゲット
JP2007035104A (ja) * 2005-07-22 2007-02-08 Kobe Steel Ltd 光情報記録媒体用Ag合金反射膜、光情報記録媒体および光情報記録媒体用Ag合金反射膜の形成用のAg合金スパッタリングターゲット
JP4527624B2 (ja) * 2005-07-22 2010-08-18 株式会社神戸製鋼所 Ag合金反射膜を有する光情報媒体
JP4377877B2 (ja) * 2005-12-21 2009-12-02 ソニー株式会社 光情報記録媒体用Ag合金反射膜、光情報記録媒体および光情報記録媒体用Ag合金反射膜の形成用のAg合金スパッタリングターゲット
JP2008077792A (ja) * 2006-09-22 2008-04-03 Kobe Steel Ltd 耐久性に優れた光情報記録媒体
US7833604B2 (en) * 2006-12-01 2010-11-16 Kobe Steel, Ltd. Ag alloy reflective layer for optical information recording medium, optical information recording medium, and sputtering target for forming Ag alloy reflective layer for optical information recording medium

Also Published As

Publication number Publication date
JP2009132962A (ja) 2009-06-18
CN101445913A (zh) 2009-06-03
US20090139860A1 (en) 2009-06-04
JP5046890B2 (ja) 2012-10-10
EP2067873A1 (en) 2009-06-10
TW200938645A (en) 2009-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20090056842A (ko) Ag계 스퍼터링 타겟
KR100943117B1 (ko) Al-Ni-La 시스템 Al-계 합금 스퍼터링 타겟 그리고이것을 제조하는 공정
US9783882B2 (en) Fine grained, non banded, refractory metal sputtering targets with a uniformly random crystallographic orientation, method for making such film, and thin film based devices and products made therefrom
KR101007811B1 (ko) Al-Ni-La-Si계 Al-기 합금 스퍼터링 타겟 그리고이것을 제조하는 공정
TWI453293B (zh) Al-based alloy sputtering target and its manufacturing method
KR20100080890A (ko) Al-계 합금 스퍼터링 타겟 및 이것의 제조 공정
JP5139134B2 (ja) Al−Ni−La−Cu系Al基合金スパッタリングターゲットおよびその製造方法
JP4912002B2 (ja) アルミニウム基合金プリフォームの製造方法、およびアルミニウム基合金緻密体の製造方法
JP2012007237A (ja) Ag系スパッタリングターゲット
JP2010070857A (ja) Al基合金スパッタリングターゲットおよびその製造方法
KR101024197B1 (ko) Al-Ni-La-Cu계 Al기 합금 스퍼터링 타겟 및 그 제조 방법
KR101023597B1 (ko) Al기 합금 스퍼터링 타겟 및 그 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E601 Decision to refuse application