KR970001004B1 - 수명경보기능을 구비한 스패터링타겟 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

수명경보기능을 구비한 스패터링타겟

제1도는 본 발명에 관한 스패터링타겟의 설명도이다.

제2도는 본 발명에 관한 스패터링타겟의 제작예에 관한 설명도이다.

제3도는 본 발명에 관한 스패터링타겟의 사용예에 관한 설명도이다.

제4도는 스패터링타겟을 뒷면판(Backing plate)에 접착한 상태의 설명도이다.

제5도는 스패터링타겟의 소모상황의 설명도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 스패터링타겟 2 : 뒷면판(Backing plate)

3 : 가스성분발생원

본 발명은, 수명경보기능을 구비하 있고과스패터링을 확실하게 방지할 수 있는 스패터링타겟에 관한 것이다.

희박가스가 존재하는 강압하에서의 적열(glow)방전에 의해서 일어나는 스패터현상을 이용한 성막기술은, 바야흐로 공학기기류, 전자기기류, 장식품류등의 장식품류등의 폭넓은 분야에서 적용되게 되었으며, 이에 사용되는 스패터링타겟에 대해서도 과거 많은 제안이 이루어지고, 각각의 용도에 따른 여러 가지의 종류의 것이 사용되고 있다.

이 스패터링타겟은 일반적으로 원반형상으로 되어 있으며, 스패터링을 실시할때에는, 제4도에 표시한 바와 같이 스패터링타겟(1)을 구리제의 수냉뒷면판(2)에 접착하고, 이 상태에서 스패터링이 행하여진다.

그리고, 스패터링을 계속하면 상기 스패터링타겟은 시간경과와 더불어 통상의 제5도에서 표시한 바와 같이 소모해가나, 가장 현저하게 진행한 침식(erosion)부위가 스패터링타겟의 낮은 부분 부근까지 도달하면 수명으로 되어, 새로운 스패터링타겟과 교환된다.

여기서, 스패터링타겟의 교환시기가 지나치게 빠르면 미사용분이 크게 남아서 사용효율이 나빠지고, 반대로 교환시기가 지나치게 늦으면, 스패터링타겟의 사용효율은 개선되나 침식이 뒷면판가지 도달하는 사고(과스패터링)를 야기하게 된다. 그 때문에, 스패터링을 실시하는데 있어서 스패터링타겟수명의 확실한 판단은 극히 중요한 요건의 하나였다.

그런데, 종래 스패터링타겟의 수명판단은, 육안관찰등에 의해 직접적으로 행하는 일이 곤란하였던 일도 있으며, 스패터링타겟의 소모과 밀접하게 관련되는「적산전력치」를 지표로 해서 이루어지고 있다.

즉, 미리 스패터링타겟의 종류마다 적산전력치와 침식의 진행정도와의 관계를 실적에 의거해서 구해놓고, 이것을 기초로 과스패터링을 발생하는 적산전력의 임계치를 산출하고, 스패터링 실시시의 적산전력치가 상기 임계치 가까이의 소정의 설정치에 도달한 시점을 스패터링타겟의 수명이라 판단해서 타겟을 교환하는 일이 행하여져 왔다.

그러나, 이 방법에는「최적설정치의 파악이 곤란하다」고 하는 문제가 있었다.

왜냐하면, 상기한 바와 같이 스패터링타겟의 교환시기를 표시하는 적산전력치의 설정은 실적에 의거해서 파악한 적산전력치와 침식의 진행정도와의 관계가 기초로 되어 있으나, 실제로는 동일종류의 타겟재일지라도 밀도에 불균일이 있거나 결정(結晶)방향이 일치하고 있지 않은 일이 많으므로 침식의 진행상태도 각각으로 틀려 있으며, 그 때문에 엄밀하게 스패터링타겟마다 적산전력치와 침식의 진행전도와의 관계가 다소는 틀려 있었기 때문이다.

따라서, 지금까지는, 스패터링타겟의 사용효율이 나쁜 것을 어떻게 하기 힘들었거나 때로는 과스패터링사고로 이어지는 일도 적지 않았다. 또한, 과스패터링에 의한 제품불량의 발생이나 장치손상에 의한 손실이 매우 큰 것이라는 것은 말할 것도 없다.

이와 같은 일로, 본 발명이 목적으로한 것은, 과스패터링의 확실한 방지와 타겟의 사용효율향상으로 이어지는 스패터링타겟의 수명을보다 확실하게 또한 간단하게 파악할 수 있는 수단을 확립하는 일이다.

그래서, 본 발명자들은 상기 목적을 달성하도록 여러 가지의 관점에 입각해서 예의 연구를 거듭한 결과,「종류를 묻지 않고, 스패터링타겟의 적어도 침식이 진행되기 쉬운 부위의 바닥부분에 가스성분발생원(가스성분발생요소)을 묻어넣어 두면, 스패터링이 진행되고 타겟잔여부가 적어져서 상기 가스성분발생원에까지 침식이 진행되면, 이 시점에서 가스성분발생원으로 가스가 발생해서 스패터링채임버내의 가스분압이나 진공도가 급변하기 때문에, 이것을 검지하므로써 스패터링타겟수명을 극히 확실하게 살펴 알 수 있다」고 하는 식견을 얻을 수 있었다.

본 발명은, 상기 식견사항등을 기초로 해서 완성된 것이며,「스패터링타겟을, 제1도에 표시한 바와 같이, 타겟의 바닥부분에 가스성분발생원(가스성분발생요소)(3)을 내장해서 이루어진 구성으로 하므로서, 타겟의 수명을 확실하게 살펴 알아서 과스패터링이나 사용효율불량을 방지할 수 있도록 한 점」에 큰 특징을 가지고 있다.

또한, 상기 스패터링타겟의 종류로서는, VLSI용 스패터링타겟, 자성재용 스패터링타겟, 혹은 기타의 용도에 제공하는 스패터링타겟등의 어느것이라도 좋으며, 또 재질에 대해서도 Ti, MoSix, Wsix, w-Fi계 합금, Co-Ni계 합금등의 어느것으로 구성된 것이라도 상관없고, 특별히 제한되지 않는 것은 말할것도 없다.

상기 가스성분발생원(가스성분발생요소)도 특히 지정되는 것은 아니나, 예를 들면 TiH₂또는 ZrH₂와 같은 금속의 수소화물(분말상, 소결체, 기타의 형태),유기물(안트라퀴논, 나프타센, 패닐알라닌등), 압축가스를 봉해 넣은 용기(앰푸울)등이 적당하며, 빈방(구멍)에 공기 홋은 스패터링성막물에 악영향을주지않는 특정한 가스(수소, 크립톤등)를 가두어 넣어서 이것을 가스성분발생원으로 해도 된다.

가스성분발생원을 묻어놓기등에 의해서 내장시키는 위치는, 스패터링타겟바닥부분의 가스발생의 검지를 과스패터링이 발생하기 전이고 또한 타겟의 사용효율불량으로 되지 않는 시점에서 행할 수 있는 깊이위치로 할 필요가 있으며, 바람직하게는 바닥면으로부터 두께 1mm 정도에 걸치는 위치가 매우 적당하다고 말할 수 있다.

또, 이 가스성분발생원은, 스패터링타겟부분의 전체면에 걸쳐서 내장시켜서 좋으나, 스패터링에 의해서 진행되는 침식이 가장 깊게 된다고 예상되는 부위만으로 하는 것이 효과적이다.

다음에, 상기 본 발명에 관한 스패터링타겟의 작성예를, 가스성분발생원으로서 TiH2 분말을 적용한 것에 대표시켜서 설명한다.

적당한 스패터링타겟에 대해, 제2도에 표시한 바와 같이, 먼저 스패터링기계의 특성에 맞추어서 가장 깊은 침식부분을 예측하고, 그 가장 갚은 침식이 예측되는 부위의 바닥부분에 기계적 수단등으로 구멍을 뚫는다. 그리고, 뚫린 구멍에 TiH₂분말을 묻어 넣는다.

이어서, 적당한 방법으로 이 구멍을 막으면, 가스성분발생원으로서 TiH₂분말을 사용한 본 발명에 관한 스패터링타겟이 완성된다. 또한, 구멍막는 방법으로서는, 바람직하게는 In와 같은 저융점의 금속 혹은 합금을 유입시키는 방법이 추천하여 장려할만한다.

상기 스패터링타겟의 사용에 있어서는, 제3도에 표시한 바와 같이, 그 타겟을 통상의 방법대로 뒷면판(2)에 접착하여 스패터링을 행한다.

스패터링시간이 경과하여, 침식이 진행해서 묻어넣느 TiH₂부분에 도달하면, 승온되어 있느 스패터링타겟의 온도에 의해

의 반응이 일어나고, 스패터링채임버내에 H₂가스가 방출된다.

그래서, 이 H₂가스분압을 검출하므로서 스패터링타겟의 수명을 살펴 알 수 있다.

또한, H₂가스방출에 의한 스패터링채임버내의 진공도의 변화를 검출하는 것에 의해서도 스패터링타겟의 수명을 살펴 알 수 있다.

즉, 바닥부분에 TiH₂분말을 묻어넣은 상기 스패터링타겟은, 매우 적절한 수명경보기능을 가진 것으로 되는 것이다.

또한, 여기서는 가스성분발생원으로서 TiH₂분말을 내장시킨 것에 대해서 설명하였으나, 가스성분발생원이 다른 금속수소화합물이나 유기물등이어도 마찬가지의 효과를 얻을 수 있는 것은 물론이며, 또한 압축가스를 통해넣은 용기를 묻어넣어도, 또 공기를 가두어 넣은 빈방을 형성해 두어도 마찬가지의 효과를 얻을수 있는 것도 충분히 이해할 수 있을 것이다.

계속해서, 본 발명을 일실시예에 의거해서 보다 구체적으로 설명한다.

먼저, 일반적으로 사용되는 순 Ti 스패터링타겟(직경 292mm, 두께 10mm)을 준비하였다.

다음에, 상기 제2도에 표시한 바와 같이, 이 순 Ti 스패터링타겟의 이면에 직경 5mm, 깊이 1mm의 구멍을 뚫고, 그 속에 TiH₂분말을 충정하고 나서 용융 In으로 구멍을 막았다.

이 스패터링타겟을 사용해서 스패터링을 행하였다.

또한, 스패터링에 있어서는, 상기 스패터링타겟을 통상의 접착프로세스에 의해서 구리제 뒷면판에 접착하고, 이것을 스패터링타겟을 사용한 스패터링을 계속하고 있는중, 스패터링채임버에 설치되어 있는 4중극형 질량분석계(Q-MASS)가 고농도의 H₂가스를 검출하였기 때문에, 그 시점에서 스패터링을 종료하였다.

그후, 스패터링이 종료된 스패터링탁세의 상태를 조사하였던바, 타겟의 잔여두께(가장 깊은 침식부분의 잔여두께)가 1mm로 되어 있어서 과스패터링이 이루어지지 않았을 뿐만 아니라, 재료수율이 높은 값에 이루기까지 타겟이 사용된 것을 확인하였다.

(효과의 총괄)

이상 설명한 바와 같이,본 발명에 의하면, 수명을 보다 정확하게 파악할 수 있는 스패터링타겟이 실현되고, 스패터링작업에 있어서의 과스패터링사고의 방지대책이 확실하게 되는 위에, 타겟의 사용효율을 한층 향상시키는 일이 가능해지는 등, 산업상 극히 유용한 효과를 가져올 수 있게 된다.

Claims (6)

1. 바닥부분에 가스성분살생원을 내장해서 이루어진 것을 특징으로 하는 수명경보기능을 구비한 스패터링타겟.
2. 제1항에 있어서, 가스성분발생원이 금속의 수소화물인 것을 특징으로 하는 스패터링타겟.
3. 제1항에 있어서, 가스성분발생원이 유기물인 것을 특징으로 하는 스패터링타겟.
4. 제1항에 있어서, 가스성분발생원이 압축가스를 봉해넣은 용기인 것을 특징으로 하는 스패터링타겟.
5. 제1항에 있어서, 가스성분발생원이 공기가 존재하는 빈방인 것을 특징으로 하는 스패터링타겟.
6. 제1항에 있어서, 가스성분발생원이, 스패터링성막물에 악영향을 주지 않는 가스를 봉해넣은 빈방인 것을 특징으로 하는 스패터링타겟.