마그네트론 스퍼터링 기술은 재료 표면 개질 및 박막 증착에 널리 사용되는 중요한 기술입니다. 이 기술의 핵심 요소인 마그네트론 스퍼터링 타겟의 성능과 품질은 준비된 박막의 특성과 응용에 직접적인 영향을 미칩니다. 이 기사에서는 마그네트론 스퍼터링 타겟의 정의, 분류, 준비 방법, 성능 요구 사항, 응용 분야 및 향후 개발 동향을 포함하여 마그네트론 스퍼터링 타겟에 대한 포괄적이고 심층적인 소개를 제공합니다.
마그네트론 스퍼터링 타겟은 마그네트론 스퍼터링 공정 중 고에너지 입자에 의해 원자나 분자가 스퍼터링된 후 기판 위에 증착되어 박막을 형성하는 재료를 말합니다. 일반적으로 금속, 합금, 화합물 등과 같은 특정 화학 조성과 결정 구조를 가진 물질로 구성됩니다.
스퍼터링 타겟 재료 공정 흐름:
원료분말 - 분말제련 - 분말혼합 - 압축성형 - 대기소결 - 소성가공 -열처리- 초음파 테스트 - 물 절단 - 기계 가공 - 금속화 - 바인딩 - 초음파 테스트 - 초음파 세척 - 검사 - 배송.
주요 프로세스의 구체적인 의미는 다음과 같습니다.
분말 제련: 원료 분말을 예비 분위기 소결하고 원료 분말의 가스 함량을 제어합니다.
분말 혼합: 대상 물질은 각 성분의 함량을 정밀하게 제어하고 불순물 함량을 엄격하게 제한하는 고유한 공식을 가지고 있습니다. 분말야금 공정에서는 오염을 방지하기 위해 균일한 입자 크기 분포로 모든 원소를 균일하게 완전히 혼합해야 하며, 특수한 공정 방법을 통해 혼합 복합분말을 제조해야 합니다.
압축 성형: 분말 야금 공정으로 제조된 타겟 재료는 중간 밀도의 성형체로 만들기 위해 분말 재료를 사전 압축해야 합니다. 밀도의 균일성과 내부 결함은 이후 단계의 고온 소결 수율에 영향을 미칩니다.
대기 소결: 사전 압축된 성형체는 하나 이상의 고온 소결 공정을 거쳐야 합니다. 다양한 재료에 따라 다양한 소결 온도 곡선이 선택되고, 고밀도 타겟체를 준비하기 위해 소결 분위기 및 압력과 같은 다양한 소결 환경이 선택됩니다.
소성 가공: 금속 잉곳은 충분한 길이, 너비 및 두께 치수를 얻고 내부 입자의 충분한 인장 변형을 유발하여 내부에 충분한 전위를 생성하기 위해 상당한 소성 변형을 거쳐야 합니다. 열처리: 금속 잉곳은 상당한 소성 변형을 겪은 후 다양한 재료의 특성에 따라 선택된 열처리 공정을 거쳐 금속 재료가 재결정화되고 내부 응력이 제거됩니다.
초음파 결함 탐지: 타겟 블랭크가 가공된 후 초음파를 사용하여 재료 내부에 결함이 있는지 검사해야 합니다. 타겟 블랭크를 백플레이트에 바인딩한 후 수중 초음파 스캐너를 사용하여 접착층을 감지하고 접착 영역이 표준을 충족하는지 확인해야 합니다.
기계적 가공 : 타겟 블랭크와 결합하여 사용되는 백플레이트에 대해 타겟 블랭크는 정밀한 기계 성형 가공을 거쳐야 합니다. 코팅 장비와의 정밀한 조화와 고압 수냉에 견딜 수 있는 능력으로 인해 매우 높은 치수 정확도와 기계적 강도가 요구됩니다. 특히 내부 순환수 회로가 있는 백플레이트의 경우 가공 난이도가 높습니다. 특수 재질로 인해 수로의 폐쇄 용접이 매우 어렵고 특수한 용접 기술이 필요합니다.
Metalization : Target Blank를 Backing Plate에 결속하기 전, Target 재료와 Solder 사이의 금속과 Target의 Wetting 성능을 높이기 위해 접합면을 전처리하여 코팅하는 과정이 필요합니다. 전환 레이어.
바인딩: 재료의 제한된 물리적 또는 화학적 특성으로 인해 대부분의 대상 재료를 직접 설치하고 코팅하여 사용할 수 없습니다. 타겟 블랭크를 백킹 플레이트에 용접하여 연결하려면 금속 솔더가 필요하며, 유효 표면 접합률은 95% 이상의 대면적 용접률에 도달해야 합니다. 모든 공정은 고온, 고압에서 진행되어야 합니다.
마그네트론 스퍼터링 타겟 재료의 분류
1. 금속 타겟 재료: 순금속 타겟 재료(예: 구리, 알루미늄, 니켈 등) 및 합금 타겟 재료(예: 스테인레스 스틸, 알루미늄 합금 등)를 포함합니다.
2. 복합 타겟물질 : 산화물 타겟물질(이산화규소, 산화알루미늄 등), 질화물 타겟물질(질화규소, 질화알루미늄 등), 탄화물 타겟물질(탄화규소, 텅스텐 등) 탄화물 등) 등
3. 반도체 타겟재료: 실리콘 타겟재, 게르마늄 타겟재 등
타겟 물질의 구조에 따라 분류:
1. 편평한 타겟 재료: 단순한 평면 구조를 가지며 기존 마그네트론 스퍼터링 장비에 일반적으로 사용됩니다.
2. 회전 대상 물질: 연속 회전을 달성하고 대상 물질의 활용률과 증착 필름의 균일성을 향상시킬 수 있습니다.
마그네트론 스퍼터링 타겟의 성능 요구 사항:
(1) 순수함
고순도 타겟 물질은 증착된 박막의 순도와 성능을 보장할 수 있습니다. 일반적으로 타겟 물질의 순도는 99.9% 이상이어야 합니다.
(2) 밀도 감소
고밀도 타겟 재료는 스퍼터링 중 입자 오염을 줄이고 박막의 품질과 균일성을 향상시킬 수 있습니다.
(3) 화학성분의 균일성
증착된 필름의 안정성을 보장하려면 타겟 물질의 화학적 조성이 고르게 분포되어야 합니다.
(4) 결정 구조
적합한 결정 구조는 타겟 물질의 스퍼터링 효율과 박막 성능을 향상시키는 데 도움이 됩니다.
(5) 치수 및 형상 정확도
타겟 재료의 크기와 모양은 좋은 설치 및 스퍼터링 효과를 보장하기 위해 장비 요구 사항을 충족해야 합니다.
(6) 열적 안정성
스퍼터링 공정 중에 타겟 물질은 고온 및 고에너지 입자 충격을 받기 때문에 우수한 열 안정성이 필요합니다.
(7) 내식성
대상 재료의 수명을 연장하려면 어느 정도 내식성이 있어야 합니다.
현재 전자정보, 신에너지 등 산업의 급속한 발전으로 인해 마그네트론 스퍼터링 타겟에 대한 시장 수요가 지속적으로 증가하고 있습니다. 마그네트론 스퍼터링 기술의 핵심 구성 요소인 마그네트론 스퍼터링 타겟은 현대 산업에서 광범위한 응용 가능성을 가지고 있습니다. 지속적인 기술 발전과 산업 발전으로 인해 마그네트론 스퍼터링 타겟의 성능 및 품질 요구 사항도 계속해서 증가할 것입니다.
고성능: 응용 분야에서 필름 성능 요구 사항이 지속적으로 개선됨에 따라 마그네트론 스퍼터링 타겟의 성능에 대해 더 높은 순도, 밀도, 균일성 등과 같은 더 높은 요구 사항이 제시되었습니다.
다양화: 새로운 응용 분야가 지속적으로 출현함에 따라 마그네트론 스퍼터링 타겟의 유형 및 성능 요구 사항도 새로운 반도체 재료 타겟, 새로운 화합물 타겟 등 더욱 다양해지고 있습니다.
