KR20100084864A - 백킹 플레이트와 그를 사용하는 스퍼터링 타겟 - Google Patents

Abstract

본 발명은 백킹 플레이트 및 스퍼터링 타겟에 관한 것으로, 본 발명의 백킹 플레이트는 제1 스퍼터링용 타겟재가 탑재되는 제1 표면부와 제1 스퍼터링용 타겟재와 두께가 다른 제2 스퍼터링용 타겟재가 탑재되는 표면이 돌출된 제2 표면부를 갖는 플레이트부, 플레이트부의 제1 표면부에 탑재되는 제1 스퍼터링용 타겟재와 플레이트부의 제2 표면부에 탑재되는 제2 스퍼터링용 타겟재의 높이 차이를 제거하는 두께 보강재 및 두께 보강재와 플레이트부를 접착시키는 본딩재를 포함한다.

스퍼터링, 타겟, 백킹 플레이트, 두께, 보강재, 본딩재

Description

백킹 플레이트와 그를 사용하는 스퍼터링 타겟{Backing plate and Sputtering Targets using the same}

본 발명은 백킹 플레이트와 그를 사용하는 스퍼터링 타겟에 관한 것으로, 특히 두께가 서로 다른 스퍼터링용 타겟재 간의 높이 차이를 제거하여 스퍼터링용 타겟재의 성막 조건을 개선한 백킹 플레이트 및 스퍼터링 타겟에 관한 것이다.

스퍼터링 공법은 진공용기 내에 예컨대 아르곤(Ar) 가스와 같은 비활성기체를 투입하여 스퍼터링 타겟재를 포함하는 캐소우드에 직류(DC) 전력 또는 고주파(RF)전력을 공급하여 글로우(glow) 방전을 발생시켜서 성막(成膜)하는 방법이다.

스퍼터링 공법에 의한 성막은 부착력이 강한 박막을 용이하게 얻을 수 있고, 막두께의 제어가 용이하고, 합금의 박막화에 있어서의 재현성이 좋고, 고융점 재료의 박막화가 용이한 특징을 가지고 있으므로, 반도체 등의 전자ㆍ전기부품용재료의 성막, 예를 들면, 액정 디스플레이용 투명 도전막의 제작, 하드디스크의 기록층 제작, 반도체 메모리의 배선재료의 제작 등의 넓은 분야에서 사용되고 있다.

도 1 은 종래 스퍼터링 타겟에 사용되는 스퍼터링 타겟재의 스퍼터링 후 소 진 정도를 도시한 것이다.

일반적인 스퍼터링 타겟(10)은 백킹 플레이트(11)와, 피성막체(1)에 박막을 형성하기 위한 재료로 구성되는 제1, 제2 스퍼터링용 타겟재(12a, 12b)와, 백킹 플레이트(11)와 스퍼터링용 타겟재(12a, 12b)를 접착시키는 본딩재(13)를 포함한다. 백킹 플레이트(11)의 재질로는 예를 들면 도전성ㆍ열전도성이 우수한 구리, 바람직하게는 무산소 구리, 티탄, 스테인리스 스틸 등을 이용할 수 있으며, 스퍼터링용 타겟재(12a, 12b)와 백킹 플레이트(11)의 접착에 이용되는 본딩재(13)로는 예를 들면 인듐(Indium) 또는 인듐(Indium)에 주석(Tin)이 혼합된 인듐―주석(Indium―Tin) 합금 등이 사용된다. 이는 인듐(Indium) 금속의 녹는점이 약 156.8℃로서 비교적 높지 않아 본딩공정온도를 낮출 수 있으며, 취급성 또한 우수하여 널리 사용되고 있다.

도 1에 도시한 바와 같이, 백킹 플레이트(11)는 제1 스퍼터링용 타겟재(12a)가 탑재되는 제1 표면부(11a)와, 제2 스퍼터링용 타겟재(12b)가 탑재되는 표면이 돌출된 제2 표면부(11b)를 갖는다. 제1, 제2 스퍼터링용 타겟재(12a, 12b)는 각각 제1, 제2 표면부(11a, 11b)에 탑재될 경우 제1 스퍼터링용 타겟재(12a)의 상단과 제2 스퍼터링용 타겟재(12b)의 상단이 서로 평평하도록 하는 두께를 갖는다.

한편, 도 1에서 도면부호 14는 스퍼터링 타겟을 이용하여 스퍼터링할 경우 제1, 제2 스퍼터링용 타겟재(12a, 12b)의 소진정도를 나타낸다. 즉, 기존에는 불량 발생을 최소화하기 위해 제1, 제2 스퍼터링용 타겟재(12a, 12b)을 완전히 소진하지 않는 수준으로 스퍼터링을 실시하였다.

이에 따라 최근에는 버려지는 스퍼터링용 타겟재의 양을 줄여 스퍼터링 타겟의 제조 원가를 절감하기 위해 제1 스퍼터링용 타겟재(12a)의 두께를 줄이고자 하는 방안이 모색중에 있다. 하지만 제1 스퍼터링용 타겟재(12a)의 두께를 줄일 경우, 스퍼터링용 타겟재의 사용효율은 높아지지만 제1, 제2 스퍼터링용 타겟재(12a, 12b) 간의 거리 편차가 발생하게 되어, 결국 피성막체(1)에 스퍼터링 성막 시 불량이 발생하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 배경에서 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 두께가 서로 다른 스퍼터링용 타겟재 간의 높이 차이를 제거하여 스퍼터링용 타겟재의 사용효율을 높이는 동시에 성막 조건을 개선시킨 백킹 플레이트 및 스퍼터링 타겟을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 백킹 플레이트에서 사용한 스퍼터링용 타겟재를 제거하고 새로운 스퍼터링용 타겟재를 설치하는 작업이 간편한 백킹 플레이트를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 양상에 따른 백킹 플레이트는 제1 스퍼터링용 타겟재가 탑재되는 제1 표면부와 제1 스퍼터링용 타겟재와 두께가 다른 제2 스퍼터링용 타겟재가 탑재되는 표면이 돌출된 제2 표면부를 갖는 플레이트부, 플레이트부의 제1 표면부에 탑재되는 제1 스퍼터링용 타겟재와 플레이트부의 제2 표면부에 탑재되는 제2 스퍼터링용 타겟재의 높이 차이를 제거하는 두께 보강재 및 두께 보강재와 플레이트부를 접착시키는 본딩재를 포함한다.

본 발명의 부가적인 양상에 따른 백킹 플레이트는, 플레이트부의 제1 표면부에 설치되는 두께 보강재가 플레이트부와 동일한 재질 또는 열전도도가 유사한 금속판인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 부가적인 양상에 따른 백킹 플레이트는, 본딩재가 제1 스퍼터링용 타겟재 또는 제2 스퍼터링용 타겟재와 두께 보강재를 접착시키는 제1 본딩재, 및 두께 보강재와 플레이트부를 접착시키는 제2 본딩재를 포함하되 제2 본딩재가 제1 본딩재보다 녹는점이 큰 본딩재인 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 본 발명의 백킹 플레이트 및 스퍼터링 타겟은 스퍼터링 시 사용효율이 좋은 두께로 형성된 제1, 제2 스퍼터링용 타겟재를 플레이트부에 탑재 시 제1, 제2 스퍼터링용 타겟재 간의 높이 차이를 제거하기 위해 백킹 플레이트에 설치되는 두께 보강재가 포함되어, 스퍼터링용 타겟재의 사용효율을 높이는 동시에 성막 조건을 개선하여 스퍼터링 결과에 따른 불량을 줄일 수 있는 유용한 효과가 있다.

또한, 본 발명의 백킹 플레이트는 제1, 제2 스퍼터링용 타겟재의 두께가 변경되더라도 두께 보강재를 통해 제1 스퍼터링용 타겟재의 상단과 제2 스퍼터링용 타겟재의 상단을 서로 평평하게 할 수 있어, 기존의 플레이트부를 그대로 사용할 수 있는 유용한 효과가 있다.

또한, 본 발명의 백킹 플레이트는 제1 스퍼터링용 타겟재 또는 제2 스퍼터링용 타겟재와 두께 보강재를 접착시키는 제1 본딩재, 및 두께 보강재와 플레이트부를 접착시키는 제2 본딩재를 포함하되 제2 본딩재가 제1 본딩재보다 녹는점이 큰 본딩재로 구현됨으로서, 스퍼터링 후 남은 스퍼터링용 타겟재를 제거하기 위해 가열을 하는 중에 스퍼터링용 타겟재와 두께 보강재를 접착시키는 제1 본딩재는 녹고, 두께 보강재와 플레이트부를 접착하는 제2 본딩재가 녹지 않아 새로운 스퍼터링용 타겟재를 설치하는 경우 두께 보강재까지 플레이트부에 다시 접착시키는 작업을 없앨 수 있어 새로운 스퍼터링용 타겟재를 설치하는 작업이 간편해지는 유용한 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 전술한, 그리고 추가적인 양상을 기술되는 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.

도 2 는 두께를 변화시킨 새로운 스퍼터링 타겟재를 사용한 스퍼터링 타겟에 스퍼터링 후 스퍼터링 타겟재의 소진 정도를 도시한 것이다.

도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 스퍼터링 타겟(20)은 플레이트부(21)와, 플레이트부(21)에 접착되며 박막을 형성하기 위한 제1, 제2 스퍼터링용 타겟재(22a, 22b), 및 제1, 제2 스퍼터링용 타겟재(22a, 22b)와 플레이트부(21)를 접착시키는 본딩재(23)를 포함한다.

플레이트부(21)는 제1, 제2 스퍼터링용 타겟재(22a, 22b)를 지지하는 것으로, 플레이트부의 재질로는 도전성ㆍ열전도성이 우수한 구리, 바람직하게는 무산소 구리, 티탄, 스테인리스 스틸로 구현될 수 있다. 플레이트부(21)는 제1 스퍼터링용 타겟재(22a)가 탑재되는 제1 표면부(21a)와, 제2 스퍼터링용 타겟재(22b)가 탑재되는 표면이 돌출된 제2 표면부(21b)를 갖는다.

제1, 제2 스퍼터링용 타겟재(22a, 22b)는 플레이트부(21)에 접착되며 피성막체(1)에 박막을 형성하는데 사용된다. 제1, 제2 스퍼터링용 타겟재(22a, 22b)는 크롬, 티탄, 알루미늄, 인듐, 주석 및 산소로 이루어진 ITO 산화물(Indium-Tin Oxide)로 구현할 수 있다. 바람직하게는, 제1, 제2 스퍼터링용 타겟재(22a, 22b)는 기존의 스퍼터링 공정에 변화를 주지 않는 범위 내에서 스퍼터링 후 스퍼터링용 타겟재의 사용효율이 가장 좋은 두께로 형성된다.

도 2에서 도면부호 24는 스퍼터링 후 제1, 제2 스퍼터링용 타겟재(22a, 22b)의 소진정도를 나타낸다. 도 1과 도2의 스퍼터링용 타겟재 소진정도(14, 24)를 비교하면, 도 2에 따른 제1, 제2 스퍼터링용 타겟재(22a, 22b)의 소진정도가 월등히 좋음을 확인할 수 있다. 한편, 그러나 제1 스퍼터링용 타겟재(22a)의 상단과 제2 스퍼터링용 타겟재(22b)의 상단 간에 높이 편차(Δt)가 발생하여 피성막체(1)에 형성되는 박막의 두께가 일정하지 않게 되는 등 기타 여러 가지 불량이 발생할 여지가 있다. 이를 해결하기 위해 두께 보강재(도시하지 않음)를 제1 표면부(21a)에 설치하여 피성막체(1)와의 거리를 일정하게 유지해주는 방안이 제시되고 있다. 두께 보강재를 갖는 스퍼터링 타겟에 대한 실시예는 도 3을 참조하여 후술하기로 한다.

본딩재(23)는 제1, 제2 스퍼터링용 타겟재(22a, 22b)와 플레이트부(21)를 접착시킨다. 본딩재(23)는 인듐(Indium) 금속 본딩재, 인듐(Indium)에 주석(Tin)이 혼합된 인듐―주석(Indium―Tin) 합금으로 구현될 수 있다.

도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 스퍼터링 타겟을 도시한 것이다.

도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 스퍼터링 타겟(30)은 플레이트부(21a, 21b)와, 플레이트부(21a, 21b)에 접착되며 박막을 형성하기 위한 제1, 제2 스퍼터링용 타겟재(22a, 22b)와 두께 보강재(33)를 포함한다. 여기서, 도 2와 동일한 구성은 동일한 도면부호를 사용한다.

두께 보강재(33)는 플레이트부(21a, 21b)에 설치되어 플레이트부(21a, 21b)에 탑재되는 제1, 제2 스퍼터링용 타겟재(22a, 22b)의 높이 차이를 제거해 준다. 두께 보강재(33)는 일 실시예에 있어서, 플레이트부(21a, 21b)와 동일한 재질 또는 열전도도가 유사한 금속 본딩재로 구현되는 것이 바람직하다. 다른 실시예에 있어서, 두께 보강재(33)는 플레이트부(21a, 21b)와 동일한 재질 또는 열전도도가 유사한 금속으로 구현될 수 있다.

도 3 에서 두께 보강재(33)는 플레이트부의 제1 표면부(21a)에 설치되는 것을 예시하였지만, 플레이트부의 제1 표면부(21a)에 탑재되는 제1 스퍼터링용 타겟재(22a) 보다 플레이트부의 제2 표면부(22a)에 탑재되는 제2 스퍼터링용 타겟재(22b)의 높이가 낮은 경우, 두께 보강재(33)는 제1, 제2 스퍼터링용 타겟재(22a, 22b)의 높이 차이를 제거해 위해 플레이트부의 제2 표면부(22a)에도 설치될 수도 있다.

도 3에서 도시되지 않았지만, 스퍼터링 타겟(30)은 제2 스퍼터링용 타겟재(22b)와 플레이트부(21b), 제1 스퍼터링용 타겟재(22a)와 두께 보강재(33), 두께 보강재(33)와 플레이트부(21a)를 접착시키는 본딩재를 포함한다.

도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 백킹 플레이트를 도시한다.

도시한 바와 같이, 본딩재는 제1 스퍼터링용 타겟재(22a)와 두께 보강재(33)를 접착시키는 제1 본딩재(23a)와, 두께 보강재(33)와 플레이트부(21a)를 접착시키는 제2 본딩재(23b)를 포함한다. 일실시예에 있어서, 제2 본딩재(23b)는 제1 본딩재(23a)보다 녹는점이 큰 본딩재로 구현된다. 이는 스퍼터링 후 남은 제1, 제2 스퍼터링용 타겟재(22a, 22b)를 제거하기 위해 가열을 하는 중에 제1 스퍼터링용 타겟재(22a)와 두께 보강재(33)를 접착시키는 제1 본딩재(23a)는 녹고, 두께 보강재(33)와 플레이트부(21a)를 접착하는 제2 본딩재(23b)가 녹지 않도록 하기 위함이다. 이에 새로운 제1, 제2 스퍼터링용 타겟재(22a, 22b)를 설치하는 경우, 두께 보강재(33)까지 플레이트부(21a)에 다시 접착시키는 작업을 없앨 수 있다.

일 실시예에 있어서, 제2 본딩재(23b)는 녹는점이 약 156.8℃인 인듐(Indium) 본딩재로 구현되고, 제1 본딩재(23a)는 녹는점이 약 145∼150℃ 인 인듐(Indium)에 주석(Tin)이 혼합된 인듐―주석(Indium―Tin) 합금 본딩재로 구현될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 도 4에 도시한 플레이트부(21a, 21b)와 두께 보강재(33)와 제2 본딩재(23b)는 백킹 플레이트를 구성하는 단일품으로 제조되어 상용화될 수 있다.

지금까지, 본 명세서에는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 지닌 자가 본 발명을 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 도면에 도시한 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 실시예들로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

도 1 은 종래 스퍼터링 타겟에 사용되는 스퍼터링 타겟재의 스퍼터링 후 소진 정도를 도시한 것이다.

도 2 는 두께를 변화시킨 새로운 스퍼터링 타겟재를 사용한 스퍼터링 타겟에 스퍼터링 후 스퍼터링 타겟재의 소진 정도를 도시한 것이다.

도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 스퍼터링 타겟을 도시한 것이다.

도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 백킹 플레이트를 도시한다.

Claims (5)

1. 제1 스퍼터링용 타겟재가 탑재되는 제1 표면부와, 상기 제1 스퍼터링용 타겟재와 두께가 다른 제2 스퍼터링용 타겟재가 탑재되는 표면이 돌출된 제2 표면부를 갖는 플레이트부;

   상기 플레이트부의 제1 표면부에 탑재되는 제1 스퍼터링용 타겟재와 상기 플레이트부의 제2 표면부에 탑재되는 제2 스퍼터링용 타겟재의 높이 차이를 제거하는 두께 보강재; 및

   상기 두께 보강재와 플레이트부를 접착시키는 본딩재;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 백킹 플레이트.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 두께 보강재가,

   상기 플레이트부와 동일한 재질 또는 열전도도가 유사한 금속판인 것을 특징으로 하는 백킹 플레이트.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 본딩재가 :

   제1 스퍼터링용 타겟재 또는 제2 스퍼터링용 타겟재와 두께 보강재를 접착시 키는 제1 본딩재; 및

   상기 두께 보강재와 플레이트부를 접착시키는 제2 본딩재;를 포함하되,

   상기 제2 본딩재가 상기 제1 본딩재보다 녹는점이 큰 본딩재인 것을 특징으로 하는 백킹 플레이트.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 제1 본딩재는 녹는점이 145이상, 150℃ 이하인 인듐―주석(Indium―Tin) 합금 본딩재이고,

   상기 제2 본딩재는 인듐(Indium) 본딩재인 것을 특징으로 하는 백킹 플레이트.
5. 청구항 1 항 내지 청구항 4 항 중 어느 한 항에 기재된 백킹 플레이트; 및

   상기 백킹 플레이트와 본딩재를 통해 접착되며, 두께가 다른 제1, 제2 스퍼터링용 타겟재;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟.

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