Quelles sont les caractéristiques des cibles de pulvérisation de haute qualité?
1. Caractéristiques générales de la cible de pulvérisation
La cible de pulvérisation est l'un des principaux matériaux utilisés pour préparer le film. Il a les caractéristiques de haute pureté, haute densité, multi - composant, grain uniforme. Il se compose généralement d'une ébauche de cible et d'une plaque arrière. L'ébauche de cible est le composant central de la cible de pulvérisation et est un matériau cible pour le bombardment par faisceau d'ions à grande vitesse. Après l'impact de la cible par les ions, les atomes de sa surface sont pulvérisés et déposés sur le substrat, formant un film d'électrons. Étant donné que les cibles doivent compléter le processus de pulvérisation dans un environnement de machine à haute tension et à vide élevé, les ébauches de cibles doivent être combinées à la plaque arrière par différents processus de soudage. La plaque arrière joue principalement le rôle d'une ébauche cible de pulvérisation fixe. Il doit avoir une bonne conductivité électrique et thermique. Les cibles de pulvérisation sont principalement utilisées pour les circuits intégrés, les écrans plats, les cellules solaires, les supports d'enregistrement, le verre intelligent, etc. en général, la pureté et la stabilité des cibles sont élevées. Avec le développement rapide de l'électronique et des mises à niveau itératives de la technologie des films minces, la demande du marché pour des cibles de pulvérisation de haute qualité augmente rapidement de près de 15% par an. Les tendances de développement évidentes pour les cibles de pulvérisation de haute qualité sont: métaux de haute pureté / ultra haute pureté au - dessus de la classe 4n, taux de pulvérisation élevé, orientation contrôlée des grains / Cristaux, grande taille.
2. Types et classification des cibles de pulvérisation
(1) selon la composition chimique et le matériau de la cible, la cible de pulvérisation peut être divisée en cible d'éléments métalliques / non métalliques, cible d'alliage, cible de céramique / composé, etc.
(2) selon la forme de la cible, il y a principalement des cibles longues, des cibles carrées, des cibles rondes et des cibles tubulaires.
(3) Classification par domaine d'application, y compris principalement les cibles semi - conductrices, les cibles d'affichage à écran plat, les cibles de cellules solaires, etc.
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3. Principaux domaines d'application et exigences techniques des cibles de pulvérisation
Les cibles de pulvérisation de haute pureté sont principalement utilisées dans quatre domaines: les écrans plats, le stockage d'informations, les cellules solaires et les puces, Représentant 94%. Parmi eux, le domaine des puces, à savoir l'industrie des semi - conducteurs, a les exigences les plus strictes et les plus exigeantes pour les cibles. Les cibles en cuivre, aluminium, molybdène et ITO sont les plus courantes et les plus utilisées.
1) Champ de puce
La « puce» est le premier domaine d'application de la cible. Il est principalement utilisé dans les deux liens "Wafer Manufacturing" et "Chip Packaging". Dans le segment de fabrication de plaquettes, il est principalement utilisé pour la pulvérisation de métal, dans le segment d'emballage de puce, il est souvent utilisé comme SMT. Revêtement des lignes de jonction. Les cibles de puces sont des matières premières clés pour la fabrication de circuits intégrés et sont les cibles les plus exigeantes sur le plan technologique. Il doit assurer une pureté ultra - élevée, des dimensions de haute précision et une grande intégration, de sorte que les matériaux choisis sont principalement du cuivre de haute pureté, de l'aluminium de haute pureté et de haute pureté.Titane.html > titane. tantale de haute pureté, tungstène de haute pureté, alliage cuivre - manganèse, etc., les puces de circuits intégrés nécessitent généralement une pureté cible supérieure à 5n5. La couche diélectrique, la couche conductrice et la couche de protection doivent également utiliser un revêtement de pulvérisation de cible de pureté supérieure à 5n. Les procédés de fabrication avancés nécessitent des métaux de plus grande pureté.
Le choix d'une cible de pulvérisation métallique d'une puce semi - conductrice a pour but de permettreFil métalliqueS transmet des informations sur la puce. Tout d'abord, bombarder la surface des cibles de pulvérisation de différents types de métaux dans des conditions de vide élevé à l'aide de courants ioniques à grande vitesse, de sorte que les atomes des différentes surfaces des cibles sont déposés couche par couche à la surface de la puce semi - conductrice, puis, par une technique de traitement spéciale, graver le film métallique déposé à la surface de la puce en fils métalliques à l'échelle nanométrique reliant des centaines de millions de micro - transistors à l'intérieur de la puce pour transmettre des signaux.
Avec le développement rapide des technologies de l'information, les exigences en matière de circuits intégrés sont de plus en plus élevées. La taille des dispositifs unitaires dans les circuits est constamment réduite, les composants étant dimensionnés de l'ordre du millimètre au micromètre et au nanomètre. L'intérieur de chaque dispositif unitaire est constitué d'un substrat, d'une couche isolante, d'une couche diélectrique, d'une couche conductrice et d'une couche de protection.
Application de cibles dans le processus de production de puces
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Parmi celles - ci, la couche diélectrique, la couche conductrice et la couche de protection sont pulvérisées et revêtues d'une cible de pureté égale ou supérieure à 5 N, qui est l'un des noyaux de la préparation du circuit intégré. Les cibles de revêtement dans le domaine des circuits intégrés comprennent principalement des cibles en aluminium, des cibles en cuivre, etc.Cible en titaneS. cible de tantale et cible de tungstène. Les exigences de pureté sont généralement supérieures à 5n (99999%). La pureté des cibles en aluminium est généralement supérieure à 5n5 (999995%). Les cibles à puce sont donc relativement les plus chères.
La cible de puce a des caractéristiques telles que la variété multiple, le seuil élevé, la R & D personnalisée. Les principaux types de cibles de puce comprennent: (1) des cibles de pulvérisation de haute pureté telles que le cuivre, le tantale, l'aluminium, le titane, le cobalt et le tungstène; (2) cible de pulvérisation d'alliage, comme le nickel - platine, le tungstène - titane, etc. c'est parce que les cibles à puce utilisent une grande variété de matériaux métalliques, le seuil technique de la purification réelle, du traitement et du processus de soudage est très élevé, nécessitant une percée de R & D personnalisée.
Les matériaux cibles de la puce sont principalement le cuivre, le tantale, l'aluminium et le titane pour la construction de conducteurs d'interconnexion de circuits dans les circuits intégrés. Le processus avancé de "cuivre et tantale" peut réduire la consommation d'énergie et augmenter la vitesse de calcul. Au - dessus de 110nm "aluminium - titane" peut garantir la fiabilité et la performance anti - interférence de la puce, tels que: puce de mémoire flash, puce de processeur, gestion de l'alimentation, puce de capteur. En plus d'utiliser du "cuivre" comme fil et du "tantale" comme couche barrière, les noeuds actuels de la technologie des plaquettes de 14 nm et 28 nm utilisent également de grandes quantités de "titane" comme matériau principal pour la technologie de grille diélectrique métallique à haute permittivité et de l '"aluminium" comme matériau principal pour le processus des plaquettes. Dans l'ensemble, l'utilisation des puces est de plus en plus répandue et la demande du marché des puces connaît une croissance explosive, ce qui stimulera également l'utilisation des quatre principaux matériaux métalliques à couches minces dans l'industrie: aluminium, titane, tantale et cuivre.
Multi - variété, grande taille, haute pureté de grade 5n sont les futures tendances de développement de la technologie de cible de puce. Avec l'application progressive de plaquettes de grande taille dans les puces, les cibles évoluent également vers de grandes tailles. Dans le même temps, la difficulté de contrôler l'orientation des grains de la cible augmente exponentiellement à mesure que la taille de la cible augmente. Au cours de la pulvérisation, les atomes de la cible de pulvérisation sont facilement pulvérisés dans une direction particulière, tandis que l'orientation cristalline de la cible de pulvérisation affecte la vitesse de pulvérisation et l'uniformité du film de pulvérisation, ce qui détermine finalement la qualité du produit. Il est donc essentiel d'obtenir une structure cible présentant une certaine orientation cristalline. Cependant, il est très difficile d'obtenir une certaine orientation cristalline à l'intérieur de la cible de pulvérisation. Il est nécessaire d'utiliser différentes méthodes de moulage en fonction des caractéristiques structurelles de la cible de pulvérisation et de procéder à des processus répétés de déformation plastique et de traitement thermique pour la contrôler.
Lorsque la cible de pulvérisation est bombardée par un faisceau d'ions à grande vitesse, les gaz présents dans les interstices internes de la cible de pulvérisation sont libérés brusquement, provoquant des projections de particules de la cible de pulvérisation de grande taille. L'apparition de ces particules réduira le film de pulvérisation. Les problèmes de qualité peuvent même entraîner la mise au rebut du produit. Par example, dans un procédé de fabrication de circuits intégrés à très grande échelle, le nombre de particules autorisées par tranche de silicium de 150 mm de diamètre doit être inférieur à 30. Ainsi, pour répondre à la demande de procédés à l'échelle nanométrique de plus grande précision et de plus petite taille dans les semi - conducteurs, la pureté des cibles de pulvérisation requises est constamment améliorée, atteignant même des puretés supérieures à 999999% (6N).
2) domaine d'affichage à plat
Les écrans plats comprennent principalement des écrans à cristaux liquides (LCD), des écrans à plasma (PDP), des écrans électroluminescents (El), des écrans à émission de champ (FED), des écrans à diodes électroluminescentes organiques (OLED) et des écrans tactiles (tp) développés sur une base LCD. Afficher les produits. Parmi eux, les applications du marché sont principalement les écrans à cristaux liquides. Les matières premières des cibles d'affichage à plat comprennent l'aluminium de haute pureté, le cuivre, le molybdène, etc., ainsi que l'oxyde d'indium dopé à l'étain (cible ITO). Les exigences techniques pour les cibles d'affichage à plat sont également relativement élevées. Ils nécessitent une grande pureté matérielle, de grandes surfaces et une bonne homogénéité tissulaire. On utilise généralement des cibles en aluminium de pureté supérieure à 5 n. Le revêtement est le lien fondamental de l'industrie moderne des écrans plats. Pour assurer l'uniformité de la couche de membrane sur de grandes surfaces, augmenter la productivité et réduire les coûts, presque tous les types d'appareils d'affichage à écran plat utilisent de grandes quantités de matériaux de revêtement pour former divers films fonctionnels. Les matériaux de revêtement PVD sont principalement des cibles de pulvérisation. De nombreuses propriétés d'un écran plat, telles que la résolution et la transmission de la lumière, sont étroitement liées à celles d'un film de pulvérisation.
L'industrie des écrans plats utilise principalement des matériaux revêtus de PVD pour produire des panneaux d'affichage et des panneaux à écran tactile. Parmi eux, lors de la production d'un panneau d'affichage plat, il est nécessaire d'effectuer de nombreuses pulvérisations et revêtements du substrat en verre, de former un verre Ito, puis de le revêtir, de l'usiner et de l'assembler pour produire un panneau LCD, un panneau PDP, un panneau OLED, etc. la production d'écrans tactiles nécessite également l'usinage, le revêtement, la formation d'un verre ito.ÉlectrodesS. puis assemblé avec l'écran de protection et d'autres composants. En outre, pour remplir les fonctions d'antireflet, d'extinction, etc., des produits d'affichage à plat, il est également possible d'incorporer un revêtement de la couche de film correspondante dans le processus de revêtement.
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4. Distribution de la chaîne industrielle de cibles de pulvérisation et tendance de la demande de cibles de pulvérisation de haute qualité
La chaîne de l'industrie des cibles de pulvérisation est essentiellement répartie de manière pyramidale et comprend principalement quatre maillons: purification du métal, fabrication de cibles, revêtement de pulvérisation et application finale. Parmi eux, l'épuration des métaux et la fabrication de cibles sont les liens de matières premières de base les plus importants de l'industrie électronique, tandis que le revêtement par pulvérisation est le lien le plus exigeant techniquement de toute la chaîne industrielle, car la qualité du film par pulvérisation a un impact important sur la qualité des produits en aval. La liaison d'application finale est le plus grand domaine de l'ensemble de la chaîne industrielle, tels que les puces semi - conductrices susmentionnées, les écrans plats, les cellules solaires et d'autres domaines.
La purification des métaux en amont commence principalement avec des matières premières de qualité industrielle ordinaire. En général, la pureté des métaux de qualité industrielle peut atteindre 99,8%. La cible de pulvérisation doit atteindre une pureté d'au moins 99,95%. Les cibles de pulvérisation de matériaux de haute qualité de qualité semi - conductrice utilisées pour fabriquer des puces nécessitent même une pureté de 99,99 ~ 999999% (4n ~ 6N). Le processus de fabrication de la cible nécessite d'abord la conception du processus en fonction des exigences de performance du domaine d'application en aval, puis la déformation plastique répétée et le traitement thermique pour contrôler les indicateurs clés tels que les grains et l'orientation des cristaux, puis des processus tels que la découpe à l'eau, l'usinage, la métallisation, la détection par ultrasons, le nettoyage par ultrasons, etc. Le processus de fabrication des cibles de pulvérisation est délicat et complexe. La gestion du processus et le niveau du processus de fabrication auront un impact direct sur la qualité et le rendement des cibles de pulvérisation. Ce lien est le lien le plus exigeant de l'équipement de production et des processus techniques dans la chaîne industrielle des cibles de pulvérisation. La qualité du film pulvérisé a un impact important sur la qualité des produits de film en aval.
