| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2013년 봄 (05/23 ~ 05/24, 여수 엠블호텔(THE MVL)) |
| 권호 | 19권 1호 |
| 발표분야 | A. 전자/반도체 재료(Electronic and Semiconductor Materials) |
| 제목 | SPS 소결공정을 이용한 배선용 Al-Si(CU) 합금 타겟 제조 및 특성 평가 |
| 초록 | IT 산업에서 금속 스퍼터링 타겟의 고성능화는 타겟 자체의 미세 결정립 제어, 표면조도 제어, 불순물 함량 억제 등과 같은 기술개발에 의하여 실시가 되어지며, 근본적으로 스퍼터링 타겟재의 박막화시 스퍼터링 Yield의 향상으로 생산성이 향상되거나, Nodule 형성을 저감하여 사용시 particle 발생량이 억제되어 불량률이 저감되는 등의 기존 대비 성능을 향상시키는 기술이다. 또한, 용해/주조법에 의하여 스퍼터링 타겟을 개발하는 경우에 있어서는 대형화 제조 등이 비교적 용이하다는 장점을 가지고 있으나, 결정립의 제어, 불순물 제어, 가공성 저하 등의 단점을 일반적으로 가지고 있다. 따라서 스퍼터링 타겟의 기능성을 고도화하기 위해서는 기본적으로 분말야금 기술이 요구되어지고 있다. 최근 개발된 방전플라즈마 소결공법은 분말간의 간극 사이에 대용량 펄스전류를 통전시켜서 분말 표면을 활성화시킴으로써 저온, 단시간 소결이 가능하고 미세결정립의 소결체 제조 및 고밀도화, 고순도화에 장점을 가지고 있어 최근 타겟소재 개발에 응용, 연구되고 있다. 본 연구에서는 방전 플라즈마 소결공법을 이용하여 배선용 Al-Si(Cu) 스퍼터링 타겟을 제조하였다. 먼저 초기 분말의 고순도의 균일한 물성을 가지는 분말을 제조하기 위하여 가스 아토마이징 공법을 이용하여 Al, Si 및 Cu 모합금을 분말화 하였다. 아토마이징 공정의 1단계로 모합금 융해를 목적으로 고주파 전류를 이용하여 도가니의 온도를 900~1000℃로 하여 모합금을 용융 시켰으며, 용융된 Al-Si(Cu) 모합금을 챔버내로 내리면서 Ar 가스를 분사하였다. 이렇게 제조된 분말은 시브를 이용하여 분말의 입도별로 분류 하였으며, 분류된 분말은 입도 분석 장치를 이용하여 분말 입도크기를 측정하였다. 입도 크기 75~100㎛ 크기의 분말을 내경 20mm 크기의 흑연 몰드에 충진후 방전플라즈마 소결장치 장입시켰다. 방전플라즈마 소결장치의 챔버 내를 6Pa의 진공 분위기를 만들었으며, 장입된 몰드에 10 ~ 60 MPa의 일축 압력을 가하며 소결을 진행하였다. 목적온도인 400℃에서 약 2분간 유지후 전류를 차단하면서 냉각을 시켰으며, 제조된 타겟의 밀도는 아르키메데스 법을 이용하여 시편의 중앙과 모서리 부분을 체취하여 측정하였다. 제조된 타겟의 조직 관찰을 위하여 전해연마를 하였으며, FE-SEM을 이용하였으며, 미세조직을 관찰하였다. 또한 제조된 타겟의 순도 분석을 위해 ICP 분석을 실시하였다. |
| 저자 | 장준호1, 박현국2, 유정한1, 오익현1, 우기도1 |
| 소속 | 1한국생산기술(연), 2전북대 |
| 키워드 | Spark Plasma Sintering; Gas Atomizing; Metallization; FE-SEM |
