KR20120108981A

KR20120108981A - 스퍼터링 타깃

Info

Publication number: KR20120108981A
Application number: KR1020127015590A
Authority: KR
Inventors: 요시카즈 구마하라
Original assignee: 제이엑스 닛코 닛세키 킨조쿠 가부시키가이샤
Priority date: 2011-01-26
Filing date: 2011-08-04
Publication date: 2012-10-05
Also published as: JP5364173B2; KR20140139140A; CN102791904B; CN102791904A; KR101627012B1; TW201231700A; JPWO2012101850A1; WO2012101850A1; TWI510660B

Abstract

중앙의 타깃 부위가 평탄한 스퍼터면을 구비하고, 양단의 타깃 부위가 경사진 스퍼터면을 구비하고 있는 전체가 직사각형인 스퍼터링 타깃으로서, 상기 양단의 타깃 부위의 최대 두께는 중앙의 타깃 부위의 두께보다 크고, 그 양단의 타깃 부위의 스퍼터면은 최대 두께부로부터 타깃 중앙을 향하여 아래 방향으로 경사진 각도 α 의 경사면과 그 각도 α 의 경사면과 마주 보는 각도 β 의 경사면을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타깃. 타깃의 사용 효율이 높고, 또한 스퍼터 라이프를 통하여 막의 유니포미티 (막두께의 균일성) 가 양호한 타깃을 제공한다.

Description

스퍼터링 타깃{SPUTTERING TARGET}

본 발명은 스퍼터링법에 의해 박막을 형성할 때에 사용되는 스퍼터링 타깃으로서, 타깃의 사용 효율이 높고, 또한 스퍼터 라이프를 통하여 막의 유니포미티 (uniformity)(막두께의 균일성) 가 양호한 타깃을 제공한다.

스퍼터링에 의한 박막의 형성 방법은, 각종 전자ㆍ전기 부품 등의 제조에 광범위하게 사용되고 있다. 스퍼터링법은, 양극이 되는 기판과 음극이 되는 타깃을 대향시키고, 불활성 가스 분위기 하에서 이들 기판과 타깃 사이에 고전압을 인가하여 전장 (電場) 을 발생시키는 것으로서, 이 때 전리된 전자와 불활성 가스가 충돌하여 플라즈마가 형성되고, 이 플라즈마 중의 양이온이 타깃 표면에 충돌하여 타깃 구성 원자를 치기 시작하고, 이 뛰쳐나온 원자가 대향하는 기판 표면에 부착되어 막이 형성된다는 원리를 이용한 것이다.

현재, 스퍼터링의 상당수는, 이른바 마그네트론 스퍼터링이라고 불리고 있는 방법이 사용되고 있다. 마그네트론 스퍼터링법은, 타깃 뒤쪽에 자석을 세팅하고 타깃 표면에 전계와 수직 방향으로 자계를 발생시켜 스퍼터링을 실시하는 방법으로서, 이와 같은 직교 전자계 공간 내에서는 플라즈마의 안정화 및 고밀도화가 가능하고, 스퍼터 속도를 크게 할 수 있다는 특징을 갖고 있다.

일반적으로, 마그네트론 스퍼터링은 자계 중에 전자를 잡아 효율적으로 스퍼터 가스를 전리시키지만, 마그넷의 구조나 종류, 나아가서는 스퍼터 조건, 타깃의 재질, 타깃의 형상, 스퍼터 장치의 종류 등에 따라, 스퍼터링 중의 타깃의 침식 (이로젼) 이 되는 방식이 상이하여, 균일한 이로젼이 되지 않는다. 이것은 마그네트론 스퍼터링법에 한정되지 않고, 다른 스퍼터링법에 있어서도 마찬가지이다.

타깃은 가장 깊게 이로젼된 곳이 한계에 이르렀을 때가 수명이 되어, 신규 타깃과 교환된다. 일반적으로, 타깃은 평판상 또는 원통형으로 형성되어 있다. 또, 타깃이 국소적으로 깊게 이로젼되면, 스퍼터링이 균일하게 일어나지 않아, 막의 유니포미티 (막두께의 균일성) 가 악화된다는 문제도 발생하게 된다.

또한, 타깃은 두께가 남아 있음에도 불구하고, 수명을 맞이하는 경우가 있다. 이것은 타깃 라이프 도중에, 성막 프로세스 중에서 정해진 막의 유니포미티 (막두께의 균일성) 나 공정 로스율과 같은 관리값이 어느 설정 허용값을 초과하는 것과 같은 경우이다. 이러한 때에는, 동일한 타깃을 계속해서 사용하면, 허용값을 초과해 버리기 때문에, 타깃에 남은 두께가 있어도 신규 타깃과 교환된다. 요컨대, 타깃의 수명은 본래보다 짧은 것이 된다.

이와 같은 점에서, 타깃의 이로젼면의 구조, 백킹 플레이트의 구조, 그리고 타깃과 백킹 플레이트의 조립체의 구조에 여러 가지 연구가 집중되고 있다. 예를 들어, 하기 특허문헌 1 에서는 직육면체의 다분할 타깃에서 이로젼을 받는 분할 타깃에 높낮이차가 있는 경우에, 높이가 높은 타깃의 면으로부터 높이가 낮은 면을 향하여 경사면으로 한 타깃이 제안되어 있다.

또, 하기 특허문헌 2 에서는, 서로 인접하는 두께가 상이한 분할 타깃재의 인접부에 있어서, 두께가 두꺼운 쪽의 분할 타깃재의 인접 부분에, 두께가 얇은 분할 타깃재의 두께와 거의 동일한 두께를 갖는 수평 부분을 형성함과 함께 상기 수평 부분의 폭이 1 ㎜ 이상이고, 상기 두께가 두꺼운 쪽의 분할 타깃재에, 상기 두께가 두꺼운 쪽의 분할 타깃재의 수평 부분으로부터 상부 타깃면으로 연속되는 경사 부분을 형성하고, 상기 두께가 두꺼운 쪽의 분할 타깃재의 경사 부분과 수평 부분이 이루는 각도가 30°이상 45°이하인 스퍼터링 타깃이 제안되어 있다.

상기 특허문헌 1 및 특허문헌 2 는 모두 단부 타깃재에는, 중앙부에 걸쳐 경사가 형성되어 있다. 그러나, 이와 같은 경사가 있으면, 스퍼터링에 의해 성막을 실시했을 때에, 막의 유니포미티에 문제가 발생하는 경우가 있었다. 구체적으로는, 기판면 내의 막두께 분포가, 경사를 갖지 않는 타깃재를 사용하여 성막한 경우와 비교하여 악화되는 현상을 볼 수 있었다.

그 결과, 이 막두께 분포의 악화에 수반하여, 막의 면적 저항 (시트 저항) 이나 투과율에도 분포의 악화가 발생하여, 타깃재를 ITO (Indium Tin Oxide) 로 하여 투명 도전막을 형성하여, LCD 나 PDP 등의 표시 디바이스를 제작하거나 한 경우에는 표시 특성에 불균일성이 발생하여, 대형 표시 디바이스에는 적당하지 않았다.

일본 특허공보 제3760652호 일본 특허공보 제4318439호

본 발명은 상기와 같은 문제 또는 결점을 감안하여 이루어진 것으로서, 스퍼터링법에 의해 박막을 형성할 때에 사용되는 스퍼터링 타깃으로서, 경사 부분을 갖는 타깃재라 하더라도, 막의 유니포미티가 악화되지 않는 형상의 타깃재를 제안하는 것으로, 타깃의 사용 효율이 높고, 또한 스퍼터 라이프를 통하여 막의 유니포미티 (막두께의 균일성) 가 양호한 타깃을 제공하는 것에 있다.

상기의 과제를 해결하기 위해, 본 발명자는 스퍼터링용 타깃의 형상과 이로젼을 예상한 타깃 형상으로 하고, 그 타깃을 사용하여 스퍼터링함으로써, 스퍼터 라이프를 통하여 막의 유니포미티 (막두께의 균일성) 를 양호하게 함과 함께, 파티클의 발생이 적고, 나아가서는 타깃의 수명을 길게 할 수 있다는 지견을 얻었다. 또한, 본 명세서에서 사용하는 「고사용 효율 타깃」은, 이와 같이 이로젼을 상정한 형상을 갖는 타깃을 의미하는 것이다.

본 발명은 상기 지견에 기초하여,

1) 중앙의 타깃 부위가 평탄한 스퍼터면을 구비하고, 양단의 타깃 부위가 경사진 스퍼터면을 구비하고 있는 전체가 직사각형인 스퍼터링 타깃으로서, 상기 양단의 타깃 부위의 최대 두께는 중앙의 타깃 부위의 두께보다 크고, 그 양단의 타깃 부위의 스퍼터면은 최대 두께부로부터 타깃 중앙을 향하여 아래 방향으로 경사진 각도 α 의 경사면과 그 각도 α 의 경사면과 마주 보는 각도 β 의 경사면을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타깃, 을 제공한다.

또, 본 발명은,

2) 상기 각도 α 는, 0.3 ∼ 45°인 것을 특징으로 하는 상기 1) 에 기재된 스퍼터링 타깃,

3) 상기 각도 β 는, 상기 각도 α 의 30 ∼ 80 ％ 인 것을 특징으로 하는 상기 1) 또는 2) 에 기재된 스퍼터링 타깃,

4) 상기 각도 α 의 경사면과 각도 β 의 경사면은, 직선으로 접합되고, 그 접합 위치의 타깃 두께는, 중앙의 타깃 부위의 두께보다 얇은 것을 특징으로 하는 상기 1) ∼ 3) 중 어느 한 항에 기재된 스퍼터링 타깃, 을 제공한다.

또, 본 발명은,

5) 상기 각도 α 의 경사면과 각도 β 의 경사면 사이에, 평탄면 (P) 을 갖는 것을 특징으로 하는 상기 1) ∼ 3) 중 어느 한 항에 기재된 스퍼터링 타깃,

6) 평탄면 (P) 의 타깃 두께는, 상기 중앙의 타깃 부위의 두께보다 얇은 것을 특징으로 하는 상기 5) 에 기재된 스퍼터링 타깃,

7) 평탄면 (P) 의 길이 L3 이, 각도 α 의 경사면의 길이 L1 및 각도 β 의 경사면의 길이 L2 보다 짧은 것을 특징으로 하는 상기 6) 에 기재된 스퍼터링 타깃, 을 제공한다.

8) 상기 L1 과 L2 와 L3 의 합계 길이는, 직사각형 타깃의 전체 길이의 25 ％ 이하인 것을 특징으로 하는 상기 7) 에 기재된 스퍼터링 타깃, 을 제공한다.

또, 본 발명은,

9) 타깃이 분할 타깃인 것을 특징으로 하는 상기 1) ∼ 8) 중 어느 한 항에 기재된 스퍼터링 타깃,

10) 양단의 타깃 부위가, 각도 α 의 경사면과 각도 β 의 경사면을 갖는 일체의 타깃인 것을 특징으로 하는 상기 1) ∼ 9) 중 어느 한 항에 기재된 스퍼터링 타깃,

11) 평탄부를 갖는 양단의 타깃 부위, 각도 α 의 경사면을 갖는 타깃 부위, 각도 β 의 경사면을 갖는 타깃 부위, 각도 α 의 경사면과 각도 β 의 경사면 사이에 평탄면 (P) 을 갖는 타깃 부위, 평탄한 스퍼터면을 구비하는 중앙의 타깃 부위의 1 개 또는 복수 개가 분할 타깃인 것을 특징으로 하는 상기 1) ∼ 10) 중 어느 한 항에 기재된 스퍼터링 타깃,

12) 스퍼터링 후의 기판면 내 전체의 막두께 유니포미티가 ±10 ％ 미만의 범위 내인 것을 특징으로 하는 상기 1) ∼ 11) 중 어느 한 항에 기재된 스퍼터링 타깃, 을 제공한다.

본 발명의 스퍼터링법에 의해 박막을 형성할 때에 사용되는 스퍼터링 타깃으로서, 경사 부분을 갖는 타깃재라 하더라도, 막의 유니포미티가 악화되지 않는 형상의 타깃재를 제안하는 것으로, 타깃의 사용 효율이 높고, 또한 스퍼터 라이프를 통하여 막의 유니포미티 (막두께의 균일성) 가 양호하다는 우수한 효과를 갖는다.

도 1 은 실시예 (평탄면 (P) 없음) 의 타깃의 평면도 (일부), C-C 단면도, A-A 단면도, B-B 단면도이다.
도 2 는 실시예 (평탄면 (P) 있음) 의 타깃의 평면도 (일부), C-C 단면도, A-A 단면도, B-B 단면도이다.
도 3 은 비교예의 타깃의 평면도 (일부), C-C 단면도, A-A 단면도, B-B 단면도이다.

본 발명의 스퍼터링 타깃은, 전체 형상은 평면적으로 볼 때 직사각형 (장방형) 의 타깃이다. 이 타깃 중앙의 타깃 부위는, 평탄한 스퍼터면을 갖는다. 양단의 타깃 부위는 타깃의 제작과 취급의 편리함 때문에, 최외부의 일부를 평탄한 것으로 하지만, 그것에 계속되는 부분은 경사진 스퍼터면으로 한다. 후술하는 도 1, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 평면적으로 볼 때, 전체가 직사각형인 스퍼터링 타깃이다.

도 1 에 나타내는 바와 같이, 상기 양단의 타깃 부위의 최대 두께는 중앙의 타깃 부위의 두께보다 크게 하고, 그 양단의 타깃 부위의 스퍼터면은 최대 두께부로부터 타깃 중앙을 향하여 아래 방향으로 경사진 각도 α 의 경사면 (4) 과 그 각도 α 의 경사면과 마주 보는 각도 β 의 경사면 (5) 을 형성한다. 이와 같이 각도 α 의 경사면에 대향하는 위치에 각도 β 의 경사면을 형성한다는 발상은 매우 참신한 것이며, 종래 기술에는 존재하지 않아 기본 발명이라고 할 수 있는 것이다.

본 발명의 타깃은, 통상적으로 마그네트론 스퍼터링용 타깃으로서 사용된다. 마그네트론 스퍼터링에서는, 스퍼터링 효율을 높이기 위해, 타깃의 배면에 배치한 마그넷을 배치하는데, 마그넷의 배치 혹은 자력선의 강도에 따라 이로젼을 강하게 받는 부분과 받지 않는 부분이 발생한다.

이것은 스퍼터링 장치에 의존하지만, 본 발명의 타깃은, 이것에 대응할 수 있어, 안정적인 스퍼터링이 가능하고, 막의 유니포미티를 보다 균일하게 할 수 있는 구조를 가질 필요가 있다.

한편, 상기와 같이 이로젼을 강하게 받는 부분과 받지 않는 부분이 발생하는데, 이로젼을 강하게 받은 지점이 타깃의 수명을 다루게 된다.

그러나, 이와 같은 경우라 하더라도, 타깃 전체의 이용 효율은 항상 높일 필요가 요구된다. 종래의 스퍼터링 타깃에서는 타깃의 이로젼을 강하게 받는 부위를 두껍게 하는 것이 제안되어 있다. 그러나, 이 경우에는, 타깃과 기판 간의 거리가 일정하지 않기 때문에, 특히 스퍼터링 초기에 있어서 막의 유니포미티가 안정되지 않는다는 문제가 있다.

이와 같은 점에서, 본원 발명에 있어서는, 타깃은 스퍼터링에 의해 이로젼을 받는 부위가 두꺼워지도록 함과 함께, 막의 유니포미티를 보다 균일하게 하기 위해 상기와 같은 경사면을 제작한다.

그러나, 타깃의 이로젼면에 형성된 경사 각도 α 의 경사면 (4) 으로부터 스퍼터에 의해 쫓겨난 입자는, 타깃 길이 방향의 중앙부에 보다 많이 집중되게 된다.

이 때문에, 그 영역에 있어서 기판 상에 형성되는 막의 막두께는, 다른 영역과 비교하여 두꺼워지고, 반대로 경사면 (4) 에 대향하는 위치 (후술하는 타깃의 경사면의 바로 위의 위치) 의 막두께는 얇아진다. 이로써, 막두께가 얇은 곳과 두꺼운 곳이 생겨 막두께가 불균일해져 유니포미티가 악화된다.

본원 발명은, 경사면 (4) 과 마주 보도록 각도 β 의 새로운 경사면 (5) 을 형성한다. 이 때문에, 각도 β 로 형성된 경사면 (5) 으로부터 쫓겨난 입자는, 경사면 (4) 에 대향하는 위치에 도달하기 때문에, 비교예에서 막두께가 얇아지는 부분을 보충하게 되어, 기판면 내 전체에서 유니포미티가 양호한 막이 얻어진다.

상기 각도 α 의 경사면 (4) 과 각도 β 의 경사면 (5) 은, 직선으로 접합되게 되지만, 각도 β 의 경사면 (5) 은, 중앙의 타깃 부위의 평탄한 면의 레벨이 높낮이의 출발점이 되기 때문에, 직선의 접합 위치에 있어서의 타깃 두께는, 중앙의 타깃 부위의 두께보다 얇아진다.

각도 α 는 0.3 ∼ 45°인 것이 바람직하다. 각도 α 가 45°를 초과하면, 각도 β 를 형성해도 유니포미티의 균일성은 그다지 향상되지 않는다. 또, 각도 β 는 각도 α 의 30 ∼ 80 ％ 의 범위에 있는 것이 바람직하다. 즉, α × 0.3 ＜ β ＜ α × 0.8 로 하는 것이 바람직하다. 각도 β 가 α 의 30 ％ 미만이면, 막두께가 얇아지는 부분을 충분히 보충하기 어려워진다. 80 ％ 를 초과하면, 경사면 (4) 과 경사면 (5) 의 중간 부분에서의 막두께가 얇아지는 경향이 있다.

상기 스퍼터링 타깃의 경사 각도 α 의 경사면 (4) 과 경사 각도 β 와의 경사면 (5) 사이에, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 평탄면 (P) 을 형성할 수도 있다. 상기와 같이 각도 β 의 경사면 (5) 은, 중앙의 타깃 부위의 평탄한 면의 레벨이 높낮이의 출발점이 되기 때문에, 이것에 접속되는 평탄면 (P) 의 두께는, 상기 중앙의 타깃 부위의 두께보다 얇아진다.

평탄면 (P) 의 길이 L3 은, 각도 α 의 경사면 L1 의 길이 및 각도 β 의 경사면 L2 의 길이보다 짧게 하는 것이, 본원 발명의 스퍼터링 타깃에 있어서, 유니포미티의 균일성을 유지하기 위한 바람직한 조건이다. 또, 상기 L1 과 L2 와 L3 의 합계 길이는, 직사각형 타깃의 전체 길이의 25 ％ 이하인 것이 바람직하다. 그러나, 이 조건은 바람직한 조건이며, 이 이외의 조건을 선택할 수도 있다.

스퍼터링 타깃은, 전체를 일체형의 타깃으로 할 수 있는데, 분할 타깃으로 할 수도 있다. 분할 타깃으로 하는 경우, 몇 가지의 형태가 가능한데, 양단의 타깃 부위만을 각도 α 의 경사면과 각도 β 의 경사면을 갖는 일체의 타깃 (분할되어 있지 않은 타깃) 으로 제작하고, 다른 것은 적절히 분할된 타깃으로 할 수 있다. 이 형태가 대표적인 스퍼터링 타깃의 예이다.

또, 평탄부를 갖는 양단의 타깃 부위, 각도 α 의 경사면 (4) 을 갖는 타깃 부위, 각도 β 의 경사면 (5) 을 갖는 타깃 부위, 각도 α 의 경사면 (4) 과 각도 β 의 경사면 (5) 사이에 평탄면 (P) 을 갖는 타깃 부위, 평탄한 스퍼터면을 구비하는 중앙의 타깃 부위의 1 개 또는 복수 개를 분할 타깃으로 할 수도 있다.

본 발명의 스퍼터링 타깃의 재료로서, 인듐, 주석, 알루미늄, 구리, 탄탈, 티탄, 니켈, 코발트, 루테늄, 텅스텐, 로듐, 혹은 이들의 합금 또는 산화물 등에 적용할 수 있다. 특히, ITO (인듐과 주석의 산화물) 등의 표시재용 타깃의 제작에 바람직하다.

본 발명의 이로젼 프로파일 타깃의 제조시에는, 미리 평판상의 타깃을 스퍼터링하고, 그 때의 이로젼 형상 및 깊이를 조사하여, 그것에 기초하여 타깃의 두께를 조절할 수 있다.

이로써, 타깃의 재료 종류에 따라 변화한다는 이로젼의 상이가 있더라도, 고유의 타깃 이로젼에 따라 고사용 효율 타깃을 용이하게 제조할 수 있다.

본 발명의 타깃은 제작이 용이함과 함께, 그 타깃의 수명을 길게 할 수 있는 이점이 있다. 또, 스퍼터 초기 및 스퍼터 라이프를 통하여 막의 유니포미티 (막두께의 균일성) 를 양호하게 할 수 있으며, 또한 파티클의 발생이 적다는 우수한 효과를 갖는다. 또한, 타깃의 재료의 종류에 따라 변화한다는 이로젼의 상이가 있더라도, 고유의 타깃 이로젼에 따라 고사용 효율 타깃을 용이하게 제조할 수 있는 큰 효과를 갖는다.

실시예

다음으로, 본 발명의 실시예와 비교예를 가지고 본 발명의 특징을 설명한다. 또한, 이하의 예는 발명을 용이하게 이해할 수 있게 하기 위한 것으로서, 본 발명은 이들 실시예에 제한되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 기술 사상에 기초하는 다른 예 또는 변형은 당연히 본 발명에 포함되는 것이다.

도 1 에 나타내는 백킹 플레이트 상에 타깃을 설치하였다. 이 경우, 백킹 플레이트에는 구리제 백킹 플레이트를 사용하였지만, 다른 재료로 제작해도 된다.

타깃에는 ITO (인듐주석 산화물) 를 사용하였다. 도 1 에는 타깃 백킹 플레이트 조립체의 평면도 (일부), C-C 단면도, A-A 단면도, B-B 단면도를 나타낸다. 이 도 1 에 나타내는 바와 같이, 실시예 1 의 타깃 백킹 플레이트 조립체의 백킹 플레이트는, 평면적으로 볼 때 직사각형 (장방형) 이다.

이 경우, 분할 타깃을 사용하고 있다.

(실시예와 비교예)

1500 × 1850 ㎜ 사이즈의 기판에 대향하여, 200 × 2300 ㎜ 사이즈의 ITO 타깃을 8 개 배열시키고, 막두께 40 ㎚ 를 목표로 하여 성막을 실시하였다.

본 실시예에서는, 기판은 타깃에 정지 대향시켜 성막하는 예를 나타냈지만, 본 발명의 타깃은, 기판이 타깃 상을 통과하여 성막되는 방식에서도 유효하다.

성막 후, 기판 상의 막이 부착되어 있지 않은 부분과 부착되어 있는 부분의 단차를 촉침식 단차계로 측정하고, 기판면 내 9 점의 단차의 분포로부터 막두께 유니포미티를 평가하였다. 이 결과를 표 1 에 나타낸다.

(비교예 1)

비교예 1 은, 경사면 (4) 의 각도 α 가 0.76°이고, 각도 β 의 경사면 (5) 을 갖지 않는 것이지만, 기판면 내 전체의 막두께 유니포미티가 ±12 ％ 가 되어, 불량이 되었다.

(비교예 2)

비교예 2 는, 경사면 (4) 의 각도 α 가 2.29°이고, 각도 β 의 경사면 (5) 을 갖지 않는 것이지만, 기판면 내 전체의 막두께 유니포미티가 ±15 ％ 가 되어, 불량이 되었다.

(비교예 3)

비교예 3 은, 경사면 (4) 의 각도 α 가 0.76°이고, 각도 β 가 0.19°(0.25 α) 인 경사면 (5) 을 갖는 것이다. 이 각도 β 와 각도 α 의 비는, 본원 발명의 바람직한 조건인 하한값에서 일탈하고 있다. 이 결과, 기판면 내 전체의 막두께 유니포미티가 ±11 ％ 가 되어, 불량이 되었다.

(비교예 4)

비교예 4 는, 경사면 (4) 의 각도 α 가 0.76°이고, 각도 β 가 0.72°(0.94 α) 인 경사면 (5) 을 갖는 것이다. 이 각도 β 와 각도 α 의 비는, 본원 발명의 바람직한 조건인 상한값에서 일탈하고 있다. 이 결과, 기판면 내 전체의 막두께 유니포미티가 ±10 ％ 가 되어, 불량이 되었다.

(비교예 5)

비교예 5 는, 경사면 (4) 의 각도 α 가 2.29°이고, 각도 β 가 0.57°(0.25 α) 인 경사면 (5) 을 갖는 것이다. 이 각도 β 와 각도 α 의 비는, 본원 발명의 바람직한 조건인 하한값에서 일탈하고 있다. 이 결과, 기판면 내 전체의 막두께 유니포미티가 ±13 ％ 가 되어, 불량이 되었다.

(비교예 6)

비교예 6 은, 경사면 (4) 의 각도 α 가 2.29°이고, 각도 β 가 1.91°(0.83 α) 인 경사면 (5) 을 갖는 것이다. 이 각도 β 와 각도 α 의 비는, 본원 발명의 바람직한 조건인 상한값에서 일탈하고 있다. 이 결과, 기판면 내 전체의 막두께 유니포미티가 ±14 ％ 가 되어, 불량이 되었다.

(실시예 1)

이상의 비교예에 대해, 실시예 1 에서는, 경사면 (4) 의 각도 α 가 0.76°이고, 각도 β 가 0.29°(0.38 α) 인 경사면 (5) 을 갖는 것이다. 이 각도 β 와 각도 α 의 비는, 본원 발명의 바람직한 조건의 범위에 있다. 이 결과, 기판면 내 전체의 막두께 유니포미티가 ±6 ％ 가 되어, 양호한 결과가 되었다.

(실시예 2)

실시예 2 에서는, 경사면 (4) 의 각도 α 가 0.76°이고, 각도 β 가 0.57 (0.75 α) 인 경사면 (5) 을 갖는 것이다. 이 각도 β 와 각도 α 의 비는, 본원 발명의 바람직한 조건의 범위에 있다. 이 결과, 기판면 내 전체의 막두께 유니포미티가 ±4 ％ 가 되어, 양호한 결과가 되었다.

(실시예 3)

실시예 3 에서는, 경사면 (4) 의 각도 α 가 2.29°이고, 각도 β 가 0.72 (0.31 α) 인 경사면 (5) 을 갖는 것이다. 이 각도 β 와 각도 α 의 비는, 본원 발명의 바람직한 조건의 범위에 있다. 이 결과, 기판면 내 전체의 막두께 유니포미티가 ±7 ％ 가 되어, 양호한 결과가 되었다.

(실시예 4)

실시예 4 에서는, 경사면 (4) 의 각도 α 가 2.29°이고, 각도 β 가 1.43 (0.63 α) 인 경사면 (5) 을 갖는 것이다. 이 각도 β 와 각도 α 의 비는, 본원 발명의 바람직한 조건의 범위에 있다. 이 결과, 기판면 내 전체의 막두께 유니포미티가 ±6 ％ 가 되어, 양호한 결과가 되었다.

상기와 같이, 비교예에서는 어느 조건에서도 기판면 내 전체의 막두께 유니포미티가 ±10 ％ 이상이었다.

이에 대해, 실시예에서는 어느 조건에서도 기판면 내 전체의 막두께 유니포미티가 ±10 ％ 미만으로, 양호한 결과가 되었다.

상기와 같이, 도 3 에 나타내는, 종래 기술인 스퍼터링 타깃에서는, 높은 사용 효율을 얻기 위해, 이로젼 깊이에 따라 상이한 판두께의 타깃을 조합하여 제작되고, 그 때, 스퍼터링면의 일부에 경사면이 형성되기 때문에, 막의 유니포미티에 문제가 발생하는 경우가 있었다.

그러나, 본 발명의 타깃에서는, 상기와 같이, 고사용 효율이라는 특성을 저해하지 않고, 유니포미티가 양호한 막이 얻는 것이 가능해졌다.

현재, TFT-LCD 에서는 기판 사이즈가 3 m × 3 m 에 가까운 제 10 세대 라인이 양산 가동되고 있다. 이와 같은 초대형의 기판에 대해 불과 40 ㎚ 정도의 박막을 균일하게 형성하는 것은 매우 어렵지만, 본원 발명의 타깃을 사용함으로써 그 문제의 해결을 도모할 수 있다. 본원 발명은, 특히 타깃의 전체 길이가 2 m 를 초과하는 제 6 세대 라인 이상에서 유효하다.

산업상 이용가능성

본 발명의 타깃 백킹 플레이트 조립체는, 그 타깃의 수명을 길게 할 수 있음과 함께, 스퍼터 라이프를 통하여 막의 유니포미티 (막두께의 균일성) 를 양호하게 할 수 있으며, 또한 타깃의 재료의 종류에 따라 변화한다는 이로젼의 상이가 있더라도, 고유의 타깃 이로젼에 따른 타깃을 용이하게 제조할 수 있는 효과를 갖기 때문에, 다양한 재료에 사용할 수 있는 타깃 백킹 플레이트 조립체로서 유용하다.

1 : 타깃
2 : 타깃의 평탄부
3 : 분할 타깃의 분할부
4 : 타깃의 이로젼면에 형성된 각도 α 를 갖는 경사면
5 : 타깃의 이로젼면에 형성된 각도 β 를 갖는 경사면
6 : 평판상 백킹 플레이트

Claims

중앙의 타깃 부위가 평탄한 스퍼터면을 구비하고, 양단의 타깃 부위가 경사진 스퍼터면을 구비하고 있는 전체가 직사각형인 스퍼터링 타깃으로서, 상기 양단의 타깃 부위의 최대 두께는 중앙의 타깃 부위의 두께보다 크고, 그 양단의 타깃 부위의 스퍼터면은 최대 두께부로부터 타깃 중앙을 향하여 아래 방향으로 경사진 각도 α 의 경사면과 그 각도 α 의 경사면과 마주 보는 각도 β 의 경사면을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타깃.
제 1 항에 있어서,
상기 각도 α 는, 0.3 ∼ 45°인 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타깃.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 각도 β 는, 상기 각도 α 의 30 ∼ 80 ％ 인 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타깃.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 각도 α 의 경사면과 각도 β 의 경사면은, 직선으로 접합되고, 그 접합 위치의 타깃 두께는, 중앙의 타깃 부위의 두께보다 얇은 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타깃.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 각도 α 의 경사면과 각도 β 의 경사면 사이에, 평탄면 (P) 을 갖는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타깃.
제 5 항에 있어서,
평탄면 (P) 의 타깃 두께는, 상기 중앙의 타깃 부위의 두께보다 얇은 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타깃.
제 6 항에 있어서,
평탄면 (P) 의 길이 L3 이, 각도 α 의 경사면의 길이 L1 및 각도 β 의 경사면의 길이 L2 보다 짧은 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타깃.
제 7 항에 있어서,
상기 L1 과 L2 와 L3 의 합계 길이는, 직사각형 타깃의 전체 길이의 25 ％ 이하인 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타깃.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
타깃이 분할 타깃인 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타깃.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
양단의 타깃 부위가, 각도 α 의 경사면과 각도 β 의 경사면을 갖는 일체의 타깃인 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타깃.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
평탄부를 갖는 양단의 타깃 부위, 각도 α 의 경사면을 갖는 타깃 부위, 각도 β 의 경사면을 갖는 타깃 부위, 각도 α 의 경사면과 각도 β 의 경사면 사이에 평탄면 (P) 을 갖는 타깃 부위, 평탄한 스퍼터면을 구비하는 중앙의 타깃 부위의 1 개 또는 복수 개가 분할 타깃인 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타깃.
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
스퍼터링 후의 기판면 내 전체의 막두께 유니포미티가 ±10 ％ 미만의 범위 내인 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타깃.