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【應用】濺鍍(Sputtering)與靶材(Target)

2024-04-24

所謂的「靶材(Target)」其實就是一塊純度很高的金屬或非金屬材料。

利用氬電漿(一團氬離子與電子)撞擊靶材,將靶材的原子撞出來的技術稱為「濺鍍(Sputtering)」

這是在晶圓廠裡面常見的一種薄膜成長技術,不論成熟製程或先進製程都用的到,通常用來製作積體電路的金屬導線。是現代薄膜科技的關鍵材料;主要使用在微電子,顯示器,記憶體、ITO導電玻璃、CD-R、被動元件、石英振蕩器以及光學鍍膜等產業上。靶材在高真空、高電壓的環境中,經由高能量電子束轟擊後,靶材表面的電子發生游離,當沈積在基板上時會形成薄膜。

為了得到良好的鍍膜效果,靶材通常必須是高純度、高密度的化合物或者純金屬,濺鍍靶材若雜質含量過高,形成的薄膜就無法達到使用所要求的電性能,並且在濺射過程中易在晶圓上形成微粒,導致電路短路或損壞,將嚴重影響薄膜的性能。

一般而言,記錄媒體用之靶材純度需求約為99.99%(4N),LCD靶材的純度介於3N5到5N之間,半導體靶材的純度則須達到5N,甚至6N以上,純度越高代表金屬或非金屬不純物及介在物之含量越低,因而濺鍍薄膜的電性及光學性能也越好,因此「純度」是靶材最首要的品質指標。

檢測靶材純度,可以使用ICP(感應偶合電漿光譜儀)或者是ICP-MS(感應偶合電漿質譜儀)進行測試,但其前處理過程較久,而且是破壞式檢驗,耗時且成本高。

而XRF(X射線螢光分析儀)有不需前處理、非破壞式的分析特性,且檢測技術已相當純熟,搭配高階SDD偵測器的XRF,應用在靶材分析上能精準地分析靶材純度,例如台灣博曼的Bowman桌上型機型,採用高解析度、高偵測感度的高階SDD偵測器,偵測感度、精準度以及再現性能極佳,用於分析靶材純度以及不純物質是絕佳的分析工具。

目前,台灣博曼所銷售的XRF設備, Bowman桌上型機型,可量測到金屬合金組成,當取得樣品後利用XRF進行測量就能知道其濃度及厚度,進而確認樣品中各元素的純度是否足夠,以此瞭解產品生產後其品質是否穩定。

故可利用XRF不需前處理、量測速度快(數十秒內)、儀器成本與耗材成本低等特性來進行各種濺鍍靶材分析測試,能提供品管或研發人員做為判斷之依據,提高產品的競爭力。

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