KR102001028B1 - Prediction method of deposition rate through the sputtering target's speed index - Google Patents
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Abstract
본 발명은 스퍼터링 타켓의 내부 조직특성의 구조에 따라 속도지수를 규명하고, 이 속도지수에 따른 증착속도를 예측하는 방법과 관련되며 실시예로, 증착을 위한 원자를 제공하는 타켓물질이 금속인 스퍼터링 타켓의 증착속도를 예측하는 방법에 있어서, 상기 타겟물질을 이루는 금속에서 표면원자밀도가 높은 상위 수개의 면족을 선정하는 단계, 제조된 스퍼터링 타겟에 구비된 타켓물질에서, 상기 면족의 면 분율을 측정하는 단계 및 면족마다의 표면원자밀도 백분위와 해당 면족에서의 결정방위 백분위에 따라 속도지수를 산출하는 단계를 포함하는 스퍼터링 타켓의 속도지수를 이용한 증착속도 예측방법을 제시한다. The present invention relates to a method of identifying a rate index according to the structure of the internal tissue characteristics of a sputtering target and predicting the deposition rate according to the rate index. In an embodiment, the target material providing the atom for deposition is sputtered A method for predicting a deposition rate of a target, the method comprising the steps of: selecting a plurality of high-order noble groups having a high surface atom density from a metal constituting the target material; measuring a surface fraction of the noble group in the target material provided in the produced sputtering target And estimating the deposition rate using the rate index of the sputtering target, which includes calculating the rate index according to the surface atom density percentile of each of the at least two kinds of amphibia and the crystal orientation percentile at the corresponding degree of inclination.
Description
본 발명은 스퍼터링 타켓의 내부 조직특성의 구조에 따라 속도지수를 규명하고, 이 속도지수에 따른 증착속도를 예측하는 방법과 관련된다.The present invention relates to a method of identifying a rate index according to the structure of internal tissue characteristics of a sputtering target and predicting a deposition rate according to the rate index.
스퍼터링은, 고진공 챔버 안에서 플라즈마에 의해 가속된 이온이 타켓에 충돌함으로써 타켓 표면으로부터 원자가 튕겨 나오고, 이러한 원자가 기판 표면에 증착되어 박막층을 형성하는 공법이다. 스퍼터링은 반도체 메모리나 캐패시티 소자를 제조함에 있어서, 웨이퍼 등의 대상물질 상에 전극층 또는 시드층을 형성하는 방법 중 하나로써 사용된다. 예를 들어 반도체 칩 내에 트랜지스터, 축전지, 저항, 다이오드 등의 조사를 구동하기 위한 주배선을 알루미늄(Al), 금(Au) 또는 구리(Cu) 등으로 형성하고, 탄탈럼(Ta) 스퍼터링 타켓으로 주배선 위에 탄탈럼 또는 질화탄달럼(TaN)의 박막층을 형성하여 주배선의 확산을 방지시킬 수 있다. Sputtering is a method in which ions accelerated by a plasma in a high vacuum chamber collide against a target, atoms are ejected from the target surface, and these atoms are deposited on the substrate surface to form a thin film layer. Sputtering is used as one of methods for forming an electrode layer or a seed layer on a target material such as a wafer in manufacturing a semiconductor memory or a capacitor element. For example, a main wiring for driving irradiation of a transistor, a capacitor, a resistor, a diode and the like is formed of aluminum (Al), gold (Au), copper (Cu), or the like in a semiconductor chip, and a tantalum A thin film layer of tantalum or a tantalum nitride (TaN) film can be formed on the main wirings to prevent diffusion of the main wirings.
종래의 기술에서 챔버의 진공도, 아르곤(Ar) 가스의 농도, 전력 등 스퍼터링의 운영 조건을 일정하게 유지하더라도, 매번 동일한 증착 속도가 구현되지 아니함에 따라 증착 결과는 일정치 못하였다.In the prior art, even if the operating conditions of the sputtering such as the degree of vacuum of the chamber, the concentration of argon (Ar) gas, power, and the like were kept constant, the deposition results were not constant as the same deposition rate was not realized every time.
증착 속도가 예상보다 높거나 낮은 경우에 발생되는 불량에 대해서 도 1을 참고하여 살펴보면, 도 1의 (a)는 정상적인 증착속도로 형성된 박막층들의 적층구조를 나타내고 있다. 증착속도가 빠른 도 1의 (b)에서는 증착되는 원자 층이 증가하여 박막(1)의 저항이 감소하거나 홀 구조에서 증착 층이 두꺼워 다른 종류의 스퍼터링 증착 공간을 남겨 놓지 아니하여(원 부분) 최종적으로 소자 배선 불량을 초래할 수 있다. 반대로 증착속도가 느린 도 1의 (c)에서는 원자 층이 얇아져 저항이 증가하거나, 홀 구조에서 충분한 두께로 박막(1)이 형성되지 아니함으로써 단락이 발생(원 부분)되어 최종적으로 소자의 배선 불량이 초래된다.Referring to FIG. 1, a defect occurring when the deposition rate is higher or lower than expected is shown in FIG. 1 (a), which shows the lamination structure of the thin film layers formed at the normal deposition rate. In FIG. 1 (b), in which the deposition rate is high, the atomic layer deposited increases and the resistance of the thin film 1 decreases, or the deposition layer becomes thick in the hole structure, leaving no other kind of sputtering deposition space Resulting in poor device wiring. In contrast, in FIG. 1 (c) where the deposition rate is slow, the atomic layer is thinned to increase the resistance, or the thin film 1 is not formed to a sufficient thickness in the hole structure, causing a short circuit (circular portion) .
공정 기술의 진보에 따라 점차 초소형으로 제작되는 반도체 분야에서 정밀한 스퍼터링 증착속도의 예측 기술이 필요하다. With advances in process technology, precise sputtering deposition rate prediction techniques are needed in the semiconductor field, which is increasingly miniaturized.
본 발명은 스퍼터링 타켓의 타켓 물질의 금속 구조 특징에 기인한 증착 속도를 규명하고, 제조된 스퍼터링 타켓에 따른 고유의 증착 속도를 수치화함으로써 증착 속도를 예측할 수 있게 하고자 한다.The present invention seeks to identify the deposition rate due to the metallic structure characteristics of the target material of the sputtering target, and to estimate the deposition rate by quantifying the deposition rate inherent to the produced sputtering target.
그 외 본 발명의 세부적인 목적은 이하에 기재되는 구체적인 내용을 통하여 이 기술분야의 전문가나 연구자에게 자명하게 파악되고 이해될 것이다. Other objects and advantages of the present invention will become apparent to those skilled in the art from the following detailed description.
위 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 실시예로, 증착을 위한 원자를 제공하는 타켓물질이 금속인 스퍼터링 타켓의 증착속도를 예측하는 방법에 있어서, 상기 타겟물질을 이루는 금속에서 표면원자밀도가 높은 상위 수개의 면족을 선정하는 단계, 제조된 스퍼터링 타겟에 구비된 타켓물질에서, 상기 면족의 면 분율을 측정하는 단계 및 면족마다의 표면원자밀도 백분위와 해당 면족에서의 결정방위 백분위에 따라 속도지수를 산출하는 단계를 포함하는 스퍼터링 타켓의 속도지수를 이용한 증착속도 예측방법을 제시한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a method of predicting a deposition rate of a sputtering target in which a target material providing a metal for deposition is a metal, comprising the steps of: Measuring a surface fraction of the amphibia in the target material contained in the produced sputtering target and calculating a rate index according to the surface atom density percentile of each of the amphibia and the crystal orientation percentile in the corresponding tributary The deposition rate of the sputtering target is estimated by using the velocity index of the sputtering target.
이때, 상기 금속은, 금속 입자 구조가 체심입방격자, 면심입방격자 또는 조밀육방격자인 금속군 중에서 선택되며, 상기 표면원자밀도가 높은 상위 수개의 면족으로, {111}면, {011}면 및 {001}면이 선정될 수 있다.In this case, the metal is selected from a metal group whose metal particle structure is a body-centered cubic lattice, a face-centered cubic lattice, or a dense hexagonal lattice, and the {111} plane, {011} plane, {001} plane can be selected.
또한 동종 금속으로 복수의 스퍼터링 타켓을 제작하여, 각 상기 스퍼터링 타켓마다 상기 속도지수를 산출하며, 각 상기 스퍼터링 타켓의 실제 증착속도를 측정하는 단계 및 측정된 상기 실제 증착속도와 상기 속도지수의 관계를 회귀분석 등으로 분석하여 속도증착 예상식을 산출하는 단계를 더 포함하여, 실제 증착속도를 예측할 수 있다. A step of preparing a plurality of sputtering targets of the same kind of metal, calculating the velocity index for each of the sputtering targets, measuring an actual deposition rate of each of the sputtering targets, and calculating a relationship between the measured actual deposition rate and the velocity index And regression analysis to calculate the velocity deposition prediction equation, so that the actual deposition rate can be predicted.
또한, 타켓물질이 체심입방격자, 면심입방격자 또는 조밀육방격자인 금속 결정 구조를 가지는 금속인 스퍼터링 타켓의 증착 속도를 예측하는 방법에 있어서, 동종 금속으로 복수의 스퍼터링 타켓을 제조하는 단계, 상기 스퍼터링 타켓의 타켓물질의 {001}면, {011}면 및 {111}면의 면 분율을 측정하는 단계, 상기 속도지수를 산출하는 단계, 상기 스퍼터링 타켓으로 스퍼터링을 수행하여 실제 증착속도를 측정하는 단계 및 측정된 상기 실제 증착속도와 상기 속도지수의 관계를 분석하여 1차 회귀분석 등을 통해 상관관계를 수학식으로 산출하는 단계를 포함하는 스퍼터링 타켓의 속도지수를 이용한 증착속도 예측방법을 제시한다. A method for predicting a deposition rate of a sputtering target, wherein the target material is a metal having a metal-crystal structure, which is a body-centered cubic lattice, a face-centered cubic lattice, or a dense hexagonal lattice, comprising the steps of: preparing a plurality of sputtering targets of the same kind of metal; Measuring a face fraction of the {001} plane, {011} plane and {111} plane of the target material of the target, calculating the velocity index, sputtering with the sputtering target to measure the actual deposition rate And a step of analyzing a relation between the measured actual deposition rate and the rate index to calculate a correlation through a first-order regression analysis or the like. The deposition rate prediction method using the rate index of the sputtering target is proposed.
본 발명의 실시예에 따르면, 제조된 스퍼터링 타켓의 타켓물질의 금속 배열 구조의 면 분율로부터 증착속도의 예상이 가능하다. 나아가 산출된 증착속도와 실제 증착속도의 관계를 선형적 수식으로 산출할 수 있으며, 이후 제작되는 스퍼터링 타켓의 속도지수로부터 증착속도를 높은 신뢰도로 예측할 수 있다. 그에 따라 스퍼터링의 운영 조건을 정밀하게 설계할 수 있으며, 스퍼터링의 효율을 크게 향상시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the deposition rate can be predicted from the surface fraction of the metal array structure of the target material of the sputtering target produced. Further, the relationship between the calculated deposition rate and the actual deposition rate can be calculated by a linear equation, and the deposition rate can be predicted with a high reliability from the rate index of the sputtering target manufactured later. Accordingly, the operating conditions of the sputtering can be precisely designed, and the efficiency of the sputtering can be greatly improved.
그 외 본 발명의 효과들은 이하에 기재되는 구체적인 내용을 통하여, 또는 본 발명을 실시하는 과정 중에 이 기술분야의 전문가나 연구자에게 자명하게 파악되고 이해될 것이다. The effects of the present invention will be clearly understood and understood by those skilled in the art, either through the specific details described below, or during the course of practicing the present invention.
도 1은 스퍼터링에 의한 박막층 형성의 결과물로써, (a)는 올바른 결과물, (b)는 증착속도가 빠른 경우의 결과물, (c)는 증착속도가 느린 경우의 결과물을 나낸 도면.
도 2는 체심입방격자 구조의 단위정과 {001}면, {011}면 및 {111}면을 나타낸 도면.
도 3은 면심입방격자 구조의 단위정과 {001}면, {011}면 및 {111}면을 나타낸 도면.
도 4는 조밀육방격자의 단위정, 적층 구조 및 입체구조를 나타낸 도면.
도 5는 실험예 1 내지 6에 따른 증착속도 예측식과 실제 증착속도를 비교한 그래프.
도 6은 비교예 1 내지 6에 따른 증착속도 예측식과 실제 증착속도를 비교한 그래프.Fig. 1 shows the result of thin-film layer formation by sputtering. Fig. 1 (a) shows the right result, Fig. 1 (b) shows the result when the deposition rate is fast, and Fig. 1 (c) shows the result when the deposition rate is slow.
2 is a view showing a unit cell of a body-centered cubic lattice structure, {001} plane, {011} plane, and {111} plane.
3 is a view showing a unit cell of a face-centered cubic lattice structure, {001} plane, {011} plane, and {111} plane.
4 is a view showing a unit cell, a laminated structure and a three-dimensional structure of a dense hexagonal lattice.
5 is a graph comparing deposition rate prediction equations according to Experimental Examples 1 to 6 with actual deposition rates.
6 is a graph comparing deposition rate prediction equations according to Comparative Examples 1 to 6 with actual deposition rates.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 스퍼터링 타켓의 속도지수를 이용한 증착속도 예측방법의 구성, 기능 및 작용을 설명한다. 단, 도면들과 실시예들에 걸쳐 동일하거나 유사한 구성요소에 대한 도면번호는 통일하여 사용하기로 한다. DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the structure, function, and operation of a deposition rate predicting method using a rate index of a sputtering target according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. It should be noted, however, that the drawing numbers for the same or similar components throughout the drawings and embodiments shall be used collectively.
첨부된 도면은 본 발명의 적용된 실시예를 나타낸 것으로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 통하여 제한 해석해서는 아니된다. 이 기술분야에 속하는 전문가의 견지에서 도면에 도시된 일부 또는 전부가 발명의 실시를 위하여 필연적으로 요구되는 형상, 모양, 순서가 아니라고 해석될 수 있다면, 이는 청구범위에 기재된 발명을 한정하지 아니한다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate embodiments of the invention and, therefore, are not to be construed as limiting the technical spirit of the invention. It is to be understood that the invention is not to be limited by any of the details of the description to those skilled in the art from the standpoint of a person skilled in the art that any or all of the drawings shown in the drawings are not necessarily the shape,
증착속도에 미치는 금속 결정 구조Metal Crystal Structure on Deposition Rate
일반적으로 금속의 원자구조는 원자의 위치에 따라 7종의 결정계를 가지며, 원자가 위치한 축 및 원자 간의 각도에 의해 14종의 격자로 분리된다(Bravais 14종 격자).In general, the atomic structure of a metal has seven kinds of crystal systems depending on the position of an atom, and is divided into 14 kinds of gratings by the angle between the axis and the atom where the atom is located (Bravais 14 type lattice).
본 발명의 실시예에서는 스퍼터링 타켓의 주 원료가 되는 금속의 결정 구조를 다루며, 대표적인 결정계인 체심입방격자(BCC), 면심입방격자(FCC) 및 조밀육방격자(HCP) 구조를 살펴본다.In the embodiment of the present invention, a crystal structure of a metal as a main raw material of a sputtering target is studied, and a body-center cubic lattice (BCC), a face-centered cubic lattice (FCC) and a dense hexagonal lattice (HCP) structure, which are representative crystal systems, are examined.
스퍼터링 타켓의 표면에서의 표면원자밀도(FASD : Free Atom Surface Density)가, 이온에 의해 튕겨 나가는 원자의 수를 결정하는 요인이 될 수 있다. 이를 고려하여 타켓으로 사용된 금속의 결정 구조와 분율을 증착속도와 연관지을 수 있다. The surface atom density (FASD) at the surface of the sputtering target may be a factor determining the number of atoms repelled by the ions. Considering this, the crystal structure and fraction of the metal used as the target can be related to the deposition rate.
구체적으로 플라즈마로 생성된 아르곤 이온이 스퍼터링 타켓에 충돌할 때에, 표면원자밀도가 높은 면에서는 충돌할 기회가 많아 빠른 타켓물질의 원자 배출이 이루어져 증착속도가 빠르고, 반대로 표면원자밀도가 낮은 면에서는 충돌할 기회가 적음에 따라 타켓물질에서 튕겨 나오는 원자 수가 적어 증착속도가 느릴 것으로 예상할 수 있다.
Specifically, when the argon ions generated by the plasma impinge on the sputtering targets, the deposition rate is fast due to the high rate of atomization of the target material due to the high possibility of collision in the case where the surface atomic density is high. On the other hand, The smaller the chance of doing so, the smaller the number of atoms sputtered out of the target material.
금속 결정 구조별 표면원자밀도Surface atom density by metal crystal structure
체심입방격자(BCC)를 가진 금속에서는, 도 2에 도시한 바와 같은 단위정(Unit Cell)에서 각 모서리 및 단위정 중심에 원자가 배치되어 있다. 원자의 충진율은 68%이며, {001}면, {011}면, {111}면이 존재하며, 각 면에서의 표면원자밀도를 구할 수 있다.
In a metal having a body-centered cubic lattice (BCC), the atoms are arranged at the corners and the center of the unit cell in a unit cell as shown in Fig. The filling rate of the atoms is 68%, and the {001} plane, the {011} plane and the {111} plane exist, and the surface atom density on each plane can be obtained.
도 3에는 면심입방격자(FCC)를 도시하고 있다. 단위정 내에서 각 모서리 및 각 면의 중심에 원자가 위치한다. 원자 충진율은 74%이며, {001}면, {011}면, {111}면에 따라 표면 밀도가 다르며, 각 면에서 표면원자밀도를 구할 수 있다.FIG. 3 shows a face-centered cubic grating (FCC). The atoms are located at the center of each edge and each plane in the unit cell. The atomic filling rate is 74%, and the surface density is different depending on {001} plane, {011} plane, and {111} plane, and surface atom density can be obtained from each plane.
도 4에 도시한 조밀육방격자(HCP)의 경우, 단위정에서 각 모서리 및 상부와 하부의 면 중심에 원자가 위치하고, 단위정 중심에 3개의 원자가 위치한다. 원자의 충진율은 74%이고, 3층까지 배열하였을 때에 면심입방격자(FCC)와 동일한 단위정이 되며, 본 발명에서 조밀육방격자(HCP)는 면심입방격자(FCC)와 동일하게 간주될 수 있다. 각 면에서 표면원자밀도는 다음과 같다.
In the case of the dense hexagonal lattice (HCP) shown in Fig. 4, atoms are located at the center of each corner and the upper and lower surfaces in the unit cell, and three atoms are located at the center of the unit cell. The packing ratio of the atoms is 74%. When the layers are arranged up to the third layer, the unit cell is the same as the face centered cubic (FCC). In the present invention, the dense hexagonal layer (HCP) can be regarded as the face centered cubic (FCC). The surface atomic density at each plane is as follows.
몇몇 금속에 대한 결정구조 및 각 면에서의 표면원자밀도는 아래 표 1과 같다. 알려진 원소별 물성을 대비하면, 표 1에 없는 원소별 표면원자밀도를 산출할 수 있다. The crystal structures for some metals and surface atomic densities on each side are shown in Table 1 below. The surface atomic density of each element, which is not shown in Table 1, can be calculated by comparing the known elemental properties.
결정구조
Crystal structure
원자
atom
표면원자밀도(㎚-2)
Surface atom density (nm -2 )
{001}
{001}
{011}
{011}
{111}
{111}
BCC
BCC
Cr
Cr
11.809
11.809
16.700
16.700
6.818
6.818
Mn
Mn
1.259
1.259
1.780
1.780
0.727
0.727
Ta
Ta
9.176
9.176
12.976
12.976
5.297
5.297
FCC
FCC
Ni
Ni
16.105
16.105
11.388
11.388
18.596
18.596
Cu
Cu
15.305
15.305
10.822
10.822
17.673
17.673
Pd
Pd
13.212
13.212
9.342
9.342
15.256
15.256
Ag
Ag
11.983
11.983
8.474
8.474
13.837
13.837
Pt
Pt
12.988
12.988
9.184
9.184
14.997
14.997
Au
Au
12.025
12.025
8.503
8.503
13.886
13.886
HCP
HCP
Mg
Mg
9.709
9.709
6.865
6.865
11.210
11.210
Ti
Ti
11.485
11.485
8.121
8.121
13.261
13.261
Zn
Zn
14.081
14.081
9.957
9.957
16.260
16.260
결정방위와 스퍼터링 증착속도의 연관관계 실험Relationship between crystal orientation and sputtering deposition rate
결정방위의 분율이 다른 다수의 스퍼터링 타켓을 제조하고, 각 스퍼터링 타켓의 증착속도를 측정함으로써 결정방위의 분율과 스퍼터링 증착속도의 상관관계를 알아본다. A correlation between the fraction of the crystal orientation and the sputtering deposition rate is examined by preparing a plurality of sputtering targets having different crystal orientation fractions and measuring the deposition rate of each sputtering target.
타켓물질을 크롬(Cr)으로 하였으며, 체심입방격자(BCC)의 결정 구조를 가진다. 순도가 4N(99.99%) 이상인 크롬 원료 분말을 성형몰드에 넣고 평탄화한 후 200MPa으로 1분간 가압하여 두께 13mm의 크롬 성형체를 제조하였다. 이 크롬 성형체를 1400℃, 17.5MPa의 조건에서 6시간 동안 유지하여 두께 10mm의 소결체를 제조한다. 소결체는 1차 진공 열처리, 열간등방압(Hot Isostatic Pressure) 처리 및 2차 진공 열처리를 거친다.The target material is made of chromium (Cr), and has a body-centered cubic (BCC) crystal structure. A chromium raw material powder having a purity of 4N (99.99%) or more was placed in a molding mold and planarized, and then pressed at 200 MPa for 1 minute to prepare a chrome compact having a thickness of 13 mm. This chrome compact was held at 1400 캜 and 17.5 MPa for 6 hours to prepare a sintered body having a thickness of 10 mm. The sintered body is subjected to a first vacuum heat treatment, a hot isostatic pressure treatment and a second vacuum heat treatment.
2차 진공 열처리를 거친 소결체는, 인듐을 이용하여 구리 재질의 백킹플레이트에 접착하여 스퍼터링 타켓으로 제조되며, 표면 가공하여 표면 조도를 적정 수준으로 맞춘다. The sintered body subjected to the secondary vacuum heat treatment is made of a sputtering target by adhering to a copper backing plate using indium, and is surface-processed to adjust the surface roughness to an appropriate level.
이와 같이 크롬 기반의 스퍼터링 타켓을 다수 제작하면서, 열처리 조건을 달리하거나 압연 처리를 통해 소결체 내부 금속 조직의 면 결정 배향을 달리할 수 있다. 예를 들어 2차 진공 열처리에 있어서, 1300℃, 3시간 / 1100℃, 30분 / 1100℃, 6시간 등으로 차별화시킬 수 있다. 또한 2차 진공 열처리 과정을 생략할 수도 있다. In this way, while producing many chromium-based sputtering targets, the surface crystal orientation of the metal structure in the sintered body can be varied by different heat treatment conditions or by rolling treatment. For example, in the second vacuum heat treatment, it can be differentiated by 1300 ° C., 3 hours / 1100 ° C., 30 minutes / 1100 ° C., 6 hours, and the like. Also, the second vacuum heat treatment process may be omitted.
또는 1차 진공 열처리 조건을 달리할 수 있다. 1300℃, 4시간 / 1300℃, 2시간 / 1300℃, 8시간 등으로 차별화할 수 있다.Or the first vacuum heat treatment condition may be different. 1300 占 폚, 4 hours / 1300 占 폚, 2 hours / 1300 占 폚, 8 hours, and the like.
크롬(Cr)으로 스퍼터링 타켓을 제조함에 있어서, 1차 진공 열처리 또는 2차 진공 열처리의 조건만을 달리하고 다른 공정은 동일하게 하여, 결정방위의 면 분율이 서로 다른 스퍼터링 타켓을 제조하였다. 각 스퍼터링 타켓에서 결정방위의 면 분율은 X선 회절을 이용한 측정장비를 통해 측정한 결과로, 아래 표 2와 같다. In preparing the sputtering target with chromium (Cr), a sputtering target having different crystal aspect ratio was manufactured by differentiating only the conditions of the first vacuum heat treatment or the second vacuum heat treatment and the other processes. The surface fraction of the crystal orientation in each sputtering target was measured by X-ray diffraction measurement equipment and is shown in Table 2 below.
결정방위
Crystal orientation
실시예1
Example 1
실시예2
Example 2
실시예3
Example 3
실시예4
Example 4
실시예5
Example 5
실시예6
Example 6
{111}
{111}
17.7
17.7
13.4
13.4
18.1
18.1
13.1
13.1
4.7
4.7
17.9
17.9
{001}
{001}
39.1
39.1
53.7
53.7
45.4
45.4
41.3
41.3
78.9
78.9
47.5
47.5
{011}
{011}
13.2
13.2
11.6
11.6
12.8
12.8
13.8
13.8
8.3
8.3
12.4
12.4
위 표 2에서 각 실시예들은 상대밀도(99.8% 내지 99.9% 수준), 순도(4N 이상), 산소량(50.0 PPM이하), 결정립(50㎛ 이하)의 스팩으로 스퍼터링 타켓으로서의 요구치를 모두 만족한다. Each of the examples in Table 2 satisfies all of the requirements as a sputtering target with specifications of relative density (99.8% to 99.9% level), purity (4N or more), oxygen content (50.0 PPM or less) and crystal grains (50 μm or less).
제작된 스퍼터링 타켓으로 증착대상물에 대한 스퍼터링을 실시하였다. 스퍼터링 시에 정격 파워는 2kW로 고정하였으며, 이때 출력밀도(Power density)는 24.7W/㎠ 이다. 증착시간은 3분 및 5분으로 하여, 2회에 걸쳐 증착하였다. 그 결과는 다음 표 3과 같다. Sputtering was performed on the object to be deposited with the prepared sputtering target. At the time of sputtering, the rated power was fixed to 2 kW, and the power density was 24.7 W / cm 2. The deposition time was 3 minutes and 5 minutes, and the deposition was carried out twice. The results are shown in Table 3 below.
실시예1
Example 1
실시예2
Example 2
실시예3
Example 3
실시예4
Example 4
실시예5
Example 5
실시예6
Example 6
결정방위
Crystal orientation
{111}
{111}
17.7
17.7
13.4
13.4
18.1
18.1
13.1
13.1
4.7
4.7
17.9
17.9
{001}
{001}
39.1
39.1
53.7
53.7
45.4
45.4
41.3
41.3
78.9
78.9
47.5
47.5
{011}
{011}
13.2
13.2
11.6
11.6
12.8
12.8
13.8
13.8
8.3
8.3
12.4
12.4
3min 박막 두께
3 min Thin film thickness
2228
2228
2354
2354
2207
2207
2451
2451
2522
2522
2195
2195
5min 박막 두께
5 min Thin film thickness
3708
3708
3958
3958
3677
3677
4019
4019
4197
4197
3664
3664
증착속도
Deposition rate
12.369
12.369
13.136
13.136
12.259
12.259
13.507
13.507
14.001
14.001
12.204
12.204
여기서 박막 두께의 단위는 Å이고, 증착속도의 단위는 Å/sec 이다. Here, the unit of the thin film thickness is Å and the unit of the deposition rate is Å / sec.
상기 표 3에서 증착속도와 결정방위 {111}, {001}, {011}의 면 분율의 상관 관계가 존재함을 확인할 수 있다.
It can be seen from Table 3 that there is a correlation between the deposition rate and the face fractions of {111}, {001}, and {011} crystal orientations.
속도지수 및 이와 증착 속도의 상관관계Correlation between rate index and vapor deposition rate
스퍼터링 타켓의 속도지수를 아래 수학식 1과 같이 정의한다. The velocity index of the sputtering target is defined as shown in Equation 1 below.
[[ 수학식Equation 1] One]
속도지수(%) = Speed Index (%) =
{ ({111}표면원자밀도 백분위 × {111}결정방위 백분위){({111} surface atomic density percentile x {111} crystal orientation percentile)
+ ({011}표면원자밀도 백분위 × {011}결정방위 백분위) + ({011} surface atomic density percentile x {011} crystal orientation percentile)
+ ({001}표면원자밀도 백분위 × {001}결정방위 백분위) } × 100 + ({001} surface atomic density percentile x {001} crystal orientation percentile)} x 100
여기서 각 면족에 따른 원자밀도 백분위는 상기 표 1로부터 얻어지고, 각 면족에 따른 결정방위 백분위는 제조된 스퍼터링 타켓의 표면을 X선 회절 등으로 측정한 {111}, {011}, {011}의 면 분율의 총합에 대한 해당 면의 분율이다.Here, the atomic density percentiles according to the respective groups are obtained from the above Table 1, and the crystal orientation percentile according to each group is calculated by dividing the surface of the produced sputtering target by {111}, {011}, {011} Is the fraction of the face relative to the sum of the face fractions.
예를 들어 표 1을 참조하면 크롬의 표면원자밀도는 {001}, {011}, {111}이 각각11.809, 16.700, 6.818(단위 nm-2)이므로 이들 사이의 관계에서 {001}, {011}, {111}의 표면원자밀도 백분위(비율)는 각각 대략 0.334, 0.473, 0.193임을 알 수 있고, 표 2를 참조하면 실시예 1에서 크롬의 결정방위는 {001}, {011}, {111}이 각각 39.1, 13.2, 17.7(단위 %)로 측정되므로 이들 사이의 관계에서 {001}, {011}, {111}의 결정방위 백분위(비율)는 각각 대략 0.559, 0.189, 0.253임을 알 수 있다(표 4 참조).For example, referring to Table 1, the surface atom density of chromium is {001}, {011} and {111} are 11.809, 16.700 and 6.818 (unit nm -2 ) }, And the surface atomic density percentages of {111} are approximately 0.334, 0.473 and 0.193, respectively. Referring to Table 2, the crystal orientations of chromium in Example 1 were {001}, {011}, {111 } Are measured as 39.1, 13.2, and 17.7 (unit%), respectively. Therefore, the crystal orientation percentages (ratio) of {001}, {011}, and {111} are approximately 0.559, 0.189, and 0.253, respectively (See Table 4).
속도지수는 각 면에서의 원자밀도와, 스퍼터링 타켓에서의 해당 면의 분율을 곱하여 더하는 식으로 정의됨으로써, Ar 이온과 충돌할 확률을 반영하고 있다. 체심입방격자(BCC)에서 표면밀도가 높은 면족 3개를 선택하고, 이들 면족의 면 분율 및 표면원자밀도를 함께 고려함으로써 충돌에 의해 튕겨 나가는 원자의 수량을 가늠하는 잣대로써 의미가 있다.The velocity index is defined by multiplying the atomic density on each surface by the fraction of the surface in the sputtering target and reflects the probability of colliding with Ar ions. It is meaningful as a measure of the amount of atoms that are repelled by collisions by selecting three nodules with high surface density in the body-centered cubic lattice (BCC), and considering the surface fraction and surface atom density of these nodules.
속도지수는 숙련된 사용자에게 해당 스퍼터링 타켓의 증착속도를 알려주는 지표로 사용될 수 있다. 스퍼터링에 사용될 각 스퍼터링 타켓의 속도지수를 보고, 특정 전압에서 사용자가 의도한 두께로 박막을 형성하기 위한 적절한 증착시간의 세팅을 할 수 있게 된다.The rate index can be used as an indicator of the deposition rate of the sputtering target to the skilled user. The rate index of each sputtering target to be used for sputtering can be viewed and the appropriate deposition time for forming a thin film of a desired thickness at a specific voltage can be set.
수학식1의 일반화Generalization of Equation (1)
다양한 금속에서 표면원자밀도가 높은 몇몇의 면족을 선정하고, 이 면족을 중심으로 속도지수를 산정할 수 있다. 특정 금속 결정 구조에서 각 면족 별로 표면원자밀도를 산출하고 비교함으로써, 표면원자밀도가 높은 순서로 면족을 배열할 수 있다. 이후 표면원자밀도가 높은 순서로 충분한 수로 면족의 수를 결정함으로써, 산출되는 속도지수의 정확성을 향상시킬 수 있다. We can select several shells with high surface atom density from various metals, and calculate the rate index around these shells. By calculating and comparing the surface atom densities for each of the groups in a specific metal crystal structure, it is possible to arrange the groupings in descending order of surface atomic density. The accuracy of the calculated speed index can be improved by determining the number of the oysters in a sufficient number in descending order of surface atom density.
이와 같이 선정되는 면족의 수를 임의로 하였을 때에, 상기 수학식 1은 아래 수학식 2로 표현된다.When the number of the selected arcs is arbitrarily selected, the above Equation 1 is expressed by Equation 2 below.
[[ 수학식Equation 2] 2]
여기서 속도지수의 단위는 %이고, k는 선정된 면족의 수이며, Mi는 선정한 개개의 면족이다. 즉 선정된 각 면에서의 표면원자밀도 백분위와 결정방위 백분위를 곱하여 모두 더한 후 100을 곱하여 퍼센트로 속도지수를 산출할 수 있다.
Where the unit of the rate index is%, k is the number of selected members of the family, and Mi is the selected family member. That is, the surface atomic density percentile and the crystal orientation percentile on each selected surface are multiplied together and then multiplied by 100 to calculate the rate index as a percentage.
앞서 설명한 실시예들로부터 산출되는 각 면에 대한 결정방위의 백분위와 상기 수학식 1에 의한 속도지수는 다음 표 4와 같다. The percentile of the crystal orientation with respect to each surface calculated from the above-described embodiments and the rate index according to Equation 1 are shown in Table 4 below.
실시예1
Example 1
실시예2
Example 2
실시예3
Example 3
실시예4
Example 4
실시예5
Example 5
실시예6
Example 6
측정
Measure
백분위
Percentile
측정
Measure
백분위
Percentile
측정
Measure
백분위
Percentile
측정
Measure
백분위
Percentile
측정
Measure
백분위
Percentile
측정
Measure
백분위
Percentile
결정
방위
decision
defense
{111}
{111}
17.7
17.7
0.253
0.253
13.4
13.4
0.170
0.170
18.1
18.1
0.237
0.237
13.1
13.1
0.192
0.192
4.7
4.7
0.051
0.051
17.9
17.9
0.230
0.230
{001}
{001}
39.1
39.1
0.559
0.559
53.7
53.7
0.682
0.682
45.4
45.4
0.595
0.595
41.3
41.3
0.606
0.606
78.9
78.9
0.859
0.859
47.5
47.5
0.611
0.611
{011}
{011}
13.2
13.2
0.189
0.189
11.6
11.6
0.147
0.147
12.8
12.8
0.168
0.168
13.8
13.8
0.202
0.202
8.3
8.3
0.090
0.090
12.4
12.4
0.159
0.159
속도 지수
Rate index
32.47
32.47
33.06
33.06
32.40
32.40
33.52
33.52
33.96
33.96
32.38
32.38
증착속도Calculated
Deposition rate
12.358
12.358
13.023
13.023
12.279
12.279
13.541
13.541
14.037
14.037
12.257
12.257
여기서 속도지수는 %이고, 계산된 증착속도는 Å/sec 이다.Where the rate index is% and the deposition rate calculated is A / sec.
도 5는 속도지수와 실제 증착 속도의 상관관계를 나타낸 것이다. 가로축은 산출된 속도지수(%)이고, 세로축은 실험예별 증착 속도이다. 이러한 그래프를 이용하거나 선형 회귀분석 등 다양한 수학적 방법을 통하여, 속도지수와 증착 속도 간의 관계를 다음 수학식 3과 같이 산출할 수 있다. Figure 5 shows the correlation between the rate index and the actual deposition rate. The abscissa is the calculated rate index (%), and the ordinate is the deposition rate for each experiment. The relationship between the velocity index and the deposition rate can be calculated by the following equation (3) using various graphs or various mathematical methods such as linear regression analysis.
[[ 수학식Equation 3] 3]
y = ax + by = ax + b
여기서 x는 속도지수이고, y는증착속도이며, a, b는 상수로써 선형 회귀분석 등을 통해 얻어지는 속도지수와 증착속도의 선형 관계를 나타낸다.Here, x is a velocity index, y is a deposition velocity, and a and b are constants, which indicate a linear relationship between a deposition rate and a velocity index obtained by linear regression analysis.
전술한 크롬 스퍼터링 타겟에서, 위 수학식 3은 아래 수학식 4와 같이 증착속도 예측식으로 산출된다. In the above-mentioned chromium sputtering target, the above equation (3) is calculated by the deposition rate prediction formula as shown in the following equation (4).
[[ 수학식Equation 4] 4]
y = 112.67 x - 24.226y = 112.67 x - 24.226
상기 표 4의 속도지수로부터 상기 수학식 4로 계산된 증착속도는 표 3의 실제 증착속도와 99.37% 일치함으로써, 높은 정확성이 확인된다. 예를 들어 표 4를 참조하면 실시예 1의 속도지수는 32.47%이므로 위 식에 대입하면 y값은 112.67 × 0.3247 - 24.226이 되어 12.358의 값을 얻는다. 이는 실제 증착속도인 12.369(표 3 참조)와 거의 차이가 없는 값이다.The deposition rate calculated by the equation (4) from the rate index in Table 4 agrees with the actual deposition rate in Table 3 by 99.37%, thus confirming high accuracy. For example, referring to Table 4, the velocity index of the first embodiment is 32.47%, so that the y value becomes 112.67 x 0.3247 - 24.226, which is 12.358. This is almost the same as the actual deposition rate of 12.369 (see Table 3).
이후 제조되는 크롬 스퍼터링 타켓은 {111}, {011} 및 {001}의 각 결정방위의 면 분율을 측정한 결과로 수학식 1을 이용하여 속도지수를 산출하고, 산출된 속도지수를 위 수학식 4에 대입함으로써, 해당 스퍼터링 타켓의 증착속도를 예측할 수 있다.The chromium sputtering target manufactured thereafter calculates the velocity index using Equation (1) as a result of measuring the surface fraction of each crystal orientation of {111}, {011} and {001} 4, the deposition rate of the sputtering target can be predicted.
예상된 증착속도를 기반으로 증착막의 두께를 예상할 수 있으므로, 사전에 스퍼터링 조건을 조절하여 증착 불량을 획기적으로 줄일 수 있게 된다. Since the thickness of the deposition film can be predicted based on the expected deposition rate, the deposition failure can be drastically reduced by adjusting the sputtering conditions in advance.
수학식 3에서 많은 수의 실험에 의해 다수의 속도지수와 실제 증착속도로부터 유도된 상수 a, b는, 이론상 하나의 값으로 결정되어, 해당 원소에 대한 증착속도 예측식이 된다. 크롬에 대해서는 위 수학식 4가 증착속도 예측식이 되며, 다른 속도지수를 가지는 크롬 스퍼터링 타켓에 그대로 적용 가능하다.
In Equation (3), constants a and b derived from a plurality of velocity indices and actual deposition rates by a large number of experiments are theoretically determined to be one value, which is a deposition rate prediction formula for the element. For chromium, Equation (4) is a deposition rate predicting formula, and it is applicable to a chromium sputtering target having a different rate index.
증착속도Deposition rate 예측식의Predictive 검증 Verification
타켓물질을 크롬(Cr)으로 하여, 6개의 스퍼터링 타겟을 제조하였다. 재료와 제조 방법은 1차 진공 열처리의 조건과 2차 진공 열처리의 조건을 제외하고는, 전술한 실시예 1과 동일하다. 제조된 6개의 스퍼터링 타켓은 1차 진공 열처리 조건 또는 2차 진공 열처리 조건을 서로 다르게 함으로써, 인위적으로 결정방위를 서로 다르도록 하였다. 그에 따라 완성된 6개의 스퍼터링 타켓은 다음 표 5와 같다. Six target sputtering targets were prepared using chromium (Cr) as the target material. The material and the manufacturing method are the same as those in the first embodiment except for the conditions of the first vacuum heat treatment and the second vacuum heat treatment. The six sputtering targets produced were different from each other in the first vacuum heat treatment condition or the second vacuum heat treatment condition to artificially change the crystal orientation. The thus completed six sputtering targets are shown in Table 5 below.
비교예1
Comparative Example 1
비교예2
Comparative Example 2
비교예3
Comparative Example 3
비교예4
Comparative Example 4
비교예5
Comparative Example 5
비교예6
Comparative Example 6
결정방위
Crystal orientation
{111}
{111}
20.1
20.1
15.8
15.8
13.7
13.7
8.8
8.8
10.5
10.5
18.4
18.4
{001}
{001}
25.3
25.3
47.1
47.1
38.9
38.9
52.6
52.6
65.1
65.1
55.4
55.4
{011}
{011}
11.3
11.3
11.8
11.8
12.0
12.0
12.5
12.5
11.5
11.5
13.1
13.1
속도지수
Rate index
31.18
31.18
32.63
32.63
33.00
33.00
34.09
34.09
33.55
33.55
32.52
32.52
증착속도 예측 값
Estimation of deposition rate
10.90
10.90
12.53
12.53
12.96
12.96
14.18
14.18
13.58
13.58
12.42
12.42
여기서 속도지수는 수학식 1에 따라 산출된 것이며 % 단위이다. 또 증착속도 예측 값은 수학식 4에 따라 산출된 것으로, Å/sec 단위이다. Here, the speed index is calculated in accordance with Equation (1) and is in units of%. The deposition rate predicted value is calculated in accordance with Equation (4), in units of Å / sec.
제작된 비교예 1 내지 6을 가지고 스퍼터링을 실시하였으며, 조건은 위 실험예 1 내지 6와 동일하다. 증착시간은 3분 및 5분으로 하여, 2회에 걸쳐 증착하였다. 증착된 박막의 두께를 측정하고, 그에 따라 실제 증착속도를 산출하였다. 그 결과는 도 6 및 다음 표 6과 같다. Sputtering was carried out with the manufactured Comparative Examples 1 to 6 under the same conditions as in Experimental Examples 1 to 6 above. The deposition time was 3 minutes and 5 minutes, and the deposition was carried out twice. The thickness of the deposited film was measured, and the actual deposition rate was calculated accordingly. The results are shown in Fig. 6 and Table 6 below.
비교예1
Comparative Example 1
비교예2
Comparative Example 2
비교예3
Comparative Example 3
비교예4
Comparative Example 4
비교예5
Comparative Example 5
비교예6
Comparative Example 6
3min 박막 두께
3 min Thin film thickness
1944
1944
2274
2274
2345
2345
2569
2569
2453
2453
2249
2249
5min 박막 두께
5 min Thin film thickness
3225
3225
3775
3775
3888
3888
4271
4271
4026
4026
3766
3766
속도지수
Rate index
31.18
31.18
32.63
32.63
33.00
33.00
34.09
34.09
33.55
33.55
32.52
32.52
증착속도 예측 값
Estimation of deposition rate
10.90
10.90
12.53
12.53
12.96
12.96
14.18
14.18
13.58
13.58
12.42
12.42
실제 증착속도
Actual deposition rate
10.775
10.775
12.608
12.608
12.994
12.994
14.254
14.254
13.524
13.524
12.524
12.524
여기서 박막 두께의 단위는 Å이고, 속도지수는 %이며, 증착속도 예측 값과 실제 증착속도의 단위는 Å/sec 이다. Here, the unit of the thin film thickness is Å, the rate index is%, and the deposition rate prediction unit and actual deposition rate unit are Å / sec.
수학식 3에 따라 계산된 증착속도 예측 값과 실제 증착속도를 대비하여 보면, 신뢰성 98.0%, 표본오차 ±0.1%로 나타났다. 이로써 속도지수를 이용한 증착속도의 예측 실효성을 확인하였다.Reliability was 98.0% and sample error was ± 0.1% in comparison with the estimated deposition rate calculated according to Equation 3 and actual deposition rate. This confirms the predictability of the deposition rate using the rate index.
이와 같은 증착속도의 예측은 체심입방격자(BCC) 외에, 면족 중 표면원자밀도가 높게 계산되는 면이 {111}, {011}, {001}인 면심입방격자(FCC) 및 조밀육방격자(HCP)를 가지는 금속을 타켓물질로 하는 스퍼터링 타켓에 적용 가능하다.In the prediction of the deposition rate, a face-centered cubic lattice (FCC) and a dense hexagonal lattice (HCP) having planes whose surface atomic density is calculated to be high are {111}, {011}, {001} ) Is applicable to a sputtering target having a metal as a target material.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical and exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
Claims (4)
상기 타켓물질을 이루는 금속에서 표면원자밀도가 높은 상위 수개의 면족을 선정하는 단계,
제조된 스퍼터링 타켓에 구비된 타켓물질에서, 상기 면족의 면 분율을 측정하는 단계 및
하기 [수학식 1]에 따라 속도지수를 산출하는 단계를 포함하는
스퍼터링 타켓의 속도지수를 이용한 증착속도 예측방법.
[수학식 1]
여기서 속도지수의 단위는 %이고, k는 선정된 면족의 수이며, Mi는 선정한 개개의 면족임.
A method of predicting a deposition rate at a specific voltage applied to a sputter target, wherein the target material providing the atom for deposition is a metal,
Selecting a plurality of high-order noble groups having a high surface atomic density from a metal constituting the target material,
Measuring the aspect ratio of the nepheline in the target material provided in the sputtering target produced; and
Calculating a speed index according to the following equation (1)
A Method of Prediction of Deposition Rate Using the Index of Sputtering Target.
[Equation 1]
Here, the unit of the speed index is%, k is the number of selected members of the family, and Mi is the selected individual group.
상기 금속은,
금속 입자 구조가 체심입방격자, 면심입방격자 또는 조밀육방격자인 금속군 중에서 선택되며,
상기 표면원자밀도가 높은 상위 수개의 면족으로, {011}면, {011}면 및 {001}면이 선정되는 것을 특징으로 하는
스퍼터링 타켓의 속도지수를 이용한 증착속도 예측방법.
The method of claim 1,
The metal,
Wherein the metal particle structure is selected from the group consisting of a body-centered cubic lattice, a face-centered cubic lattice or a dense hexagonal lattice,
The {011} plane, the {011} plane, and the {001} plane are selected as the plurality of uppermost noble groups having a high surface atom density.
A Method of Prediction of Deposition Rate Using the Index of Sputtering Target.
동종 금속으로 복수의 스퍼터링 타켓을 제작하여, 각 상기 스퍼터링 타켓마다 상기 속도지수를 산출하며,
각 상기 스퍼터링 타켓에 특정 전압을 인가하여 실제 증착속도를 측정하는 단계 및
측정된 상기 실제 증착속도와 상기 속도지수의 관계를 분석하여 상기 특정 전압에서의 하기 [수학식 2]를 만족하는 상수 a, b를 산출하는 단계를 포함하는
스퍼터링 타켓의 속도지수를 이용한 증착속도 예측방법.
[수학식 2]
y = ax + b
여기서 x는 속도지수이고, y는 증착속도임.
The method of claim 1,
Forming a plurality of sputtering targets of the same kind of metal, calculating the speed index for each of the sputtering targets,
Measuring the actual deposition rate by applying a specific voltage to each of the sputtering targets; and
Analyzing a relationship between the measured actual deposition rate and the velocity index to calculate constants a and b satisfying the following equation (2) at the specific voltage:
A Method of Prediction of Deposition Rate Using the Index of Sputtering Target.
&Quot; (2) "
y = ax + b
Where x is the rate index and y is the deposition rate.
동종 금속으로 복수의 스퍼터링 타켓을 제조하는 단계
상기 스퍼터링 타켓의 타켓물질의 {001}면, {011}면 및 {111}면의 면 분율을 측정하는 단계,
하기 [수학식 3]으로 속도지수를 산출하는 단계,
상기 스퍼터링 타켓으로 특정 전압에서 스퍼터링을 수행하여 실제 증착속도를 측정하는 단계 및
측정된 상기 실제 증착속도와 상기 속도지수의 관계를 분석하여 상기 특정 전압에서의 하기 [수학식 4]를 만족하는 상수 a, b를 산출하는 단계를 포함하는
스퍼터링 타켓의 속도지수를 이용한 증착속도 예측방법.
[수학식3]
속도지수 =
{ ({111}표면원자밀도 백분위 × {111}결정방위 백분위)
+ ({011}표면원자밀도 백분위 × {011}결정방위 백분위)
+ ({001}표면원자밀도 백분위 × {001}결정방위 백분위) } × 100
여기서 {111}결정방위 백분위, {011}결정방위 백분위 및 {001}결정방위 백분위는, 제조된 스퍼터링 타켓의 {111}면, {011}면, {011}면의 면 분율의 총합에 대한 해당 면 분율(%)임.
[수학식4]
y = ax + b
여기서 x는 속도지수이고, y는 증착속도임.1. A method for predicting a deposition rate at a specific voltage applied to a sputtering target, wherein the target material is a metal having a metal-crystal structure that is a body-centered cubic lattice, a face-centered cubic lattice,
The step of preparing a plurality of sputtering targets of the same metal
Measuring the surface fraction of the {001}, {011}, and {111} planes of the target material of the sputtering target;
Calculating a speed index by the following equation (3)
Performing sputtering at a specific voltage with the sputtering target to measure an actual deposition rate; and
Analyzing a relation between the measured actual deposition rate and the rate index to calculate constants a and b satisfying the following equation (4) at the specific voltage:
A Method of Prediction of Deposition Rate Using the Index of Sputtering Target.
&Quot; (3) "
Speed Index =
{({111} surface atomic density percentile x {111} crystal orientation percentile)
+ ({011} surface atomic density percentile x {011} crystal orientation percentile)
+ ({001} surface atomic density percentile x {001} crystal orientation percentile)} x 100
Here, the {111} crystal orientation percentile, the {011} crystal orientation percentile and the {001} crystal orientation percentile correspond to the sum of the face fractions of {111} face, {011} face, and {011} face of the produced sputtering target Percentage of cotton (%).
&Quot; (4) "
y = ax + b
Where x is the rate index and y is the deposition rate.
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