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Bonding은 Sputtering target과 backing plate를 접합하는 공정으로 backing plate는 target 장착과 target 표면에서 발생하는 열 방출 등의 역할을 하므로 bonding 공정에서의 불량은 장비 내에서 target 이 떨어지거나 열 방출 저하로 인한 증착막 특성 저하 등의 요인이 될 수 있다.
Bonding 공정은 접합 물질과 방식에 따라 Epoxy bonding, Solder bonding, Diffusion bonding 등으로 나눌 수 있는데, target과 backing plate의 재질, 적용 분야에 따라 적정한 방법을 사용한다.
A. Epoxy Bonding
i. 응용고분자 물질인 전도성 epoxy를 사용하는 방식으로 epoxy의 선택에 통해 bonding 공정 온도를 조절 가능하므로 온도변화에 의해 깨어지기 쉬운 재질의 target을 bonding하는 경우에 이용한다.
ii. 제품화어플라이드사이언스㈜는 독자 개발한 epoxy를 사용하여 bonding을 하고 있으며, 이 epoxy는 고온에서의 안정성이 뛰어나고 전기전도도와 열전도도가 높아 sputtering target 접합물질로서의 특성이 뛰어나다.
Si target epoxy bonding 초음파 scanning 단면 사진
접합율: 99.5%
B. Solder Bonding
i. 응용납땜과 같이 녹는점이 낮은 금속 물질이 열에 의해 녹았다가 굳으면서 bonding이 이루어지는 것으로 일반적으로 가장 많이 사용되는 방식이다.
금속 접합물질을 사용하므로 전기전도도와 열전도도 측면에서 Epoxy 본딩보다 유리하나 작업온도가 비교적 고온이라는 단점이 있다.
접합면의 접합 비율은 Diffusion bonding보다 다소 떨어진다
ii. 제품화어플라이드사이언스㈜는 Al, Cr, ITO타겟 등 거의 모든 타겟을 Solder bonding 할 기술을 확보하고 있으며, 다년간 축적된 노하우를 바탕으로 99%이상의 접합율을 유지하고 있다.
Ni target solder bonding 초음파 scanning 단면 사진
접합율: 99.5%
C. Diffusion Bonding
i. 응용Bonding 방식 중 기술적으로 가장 어려운 방식으로 작업온도가 높은 반도체 공정에서 사용되는 sputtering target에 적용된다.
접합물질이 없이 target과 backing plate을 맞댄 상태에서 고온과 고압을 가하여 target과 backing plate간의 물질 확산(diffusion)에 의해 접합이 이루어지므로 bonding 비율, 열전도도 측면에서 가장 유리하다.
ii. 제품화어플라이드사이언스㈜는 자체적으로 생산한 반도체용 sputtering target 제품을 국내 반도체 회사에 납품하여 최종 품질 승인을 받은 바 있어, diffusion bonding에 대한 제조 기술 및 경험을 보유하고 있다.
Ti target diffusion bonding 초음파 scanning 단면 사진
접합율: 100%