Hochreines Tantal-Sputtering-Target

In recent years, with the rapid development of the electronic information industry, sputtering targets for integrated circuits have also been greatly developed. Among the metal targets used to manufacture semiconductor chips, common sputtering targets are non-ferrous metals such as Ta Ti Al Co and Cu. Among them, the largest amount of metal sputtering targets for integrated circuit manufacturing is ultra-high purity aluminum (>99,999 Prozent) und ultrahochreine Aluminiumlegierungs-Targets, und das ultrahochreine Titan-Target, das zum Sputtern der Sperrschicht verwendet wird, ist ein ultrahochreines Titan-Target. Bei LSIs ist die Elektromigration von Metallverbindungen einer der Hauptausfallmechanismen. Bei hoher Stromdichte neigt Aluminiumdraht zur Elektromigration, was zur Bildung von Vorsprüngen und Hohlräumen im Aluminiumverbindungsfilm führt, wodurch die Betriebseffizienz und Zuverlässigkeit von integrierten Schaltungen verringert wird. Der spezifische Widerstand von Cu ist etwa 35 Prozent niedriger als der von Al, und der Widerstand gegen Elektromigration ist ebenfalls stark; Und mit der Massenentwicklung integrierter Schaltungen wird der Integrationsgrad immer höher und es werden höhere technische Anforderungen an die Herstellung von Sputtertargets für Interline- und Barriereschichten im tiefen Submikron-Prozess gestellt ( Less than or equal to 018um), Kupfer wird nach und nach Aluminium als Material für metallisierte Verdrahtungen auf Siliziumwafern ersetzen, ultrahochreine Kupfertargets können häufiger verwendet werden, und das entsprechende Sputtern der männlichen Barriere ist ein hochreines Tantaltarget.

Mit der Zunahme der Menge an hochreinem Tantal-Target als Sputterbarrierenbeschichtungsmaterial werden auch seine Anforderungen an die Targetleistung immer höher, wie z. B. die immer größere Größe des Sputtertargets, die feinere und gleichmäßigere Mikrostruktur usw Daher hat die Forschung zum Herstellungsprozess von Sputtertargets allmählich Aufmerksamkeit erregt. Gegenwärtig umfasst der Herstellungsprozess von hochreinem Tantal-Sputtering-Target hauptsächlich Schmelz- und Gießverfahren und Pulvermetallurgieverfahren:

1. Herstellung eines hochreinen Sputtertargets durch Schmelz- und Gießverfahren

Das Schmelz- und Gießverfahren ist derzeit das Hauptverfahren zur Herstellung von Tantal-Sputtering-Targets. Im Allgemeinen werden die Tantal-Rohmaterialien geschmolzen (Elektronenstrahl oder Lichtbogen, Plasmaschmelzen usw.), geschmiedet, und die erhaltenen Barren oder Rohlinge werden wiederholt heiß geschmiedet, geglüht, und dann gewalzt, geglüht und in das Ziel fertig gestellt. Die Barren oder Rohlinge werden heiß geschmiedet, um die Gussstruktur zu zerstören, so dass die Poren oder Seigerungen diffundieren, verschwinden und sie dann durch Glühen rekristallisieren, wodurch die Verdichtung und Festigkeit des Gewebes verbessert werden.

Um sicherzustellen, dass das Target qualitativ hochwertige Filme sputtern kann, werden allgemein hohe Anforderungen an Tantal-Sputtertargets gestellt, und je höher die Reinheit des Targetmaterials, desto besser die Filmqualität.

2. Herstellung eines hochreinen Tantal-Sputtertargets durch Pulvermetallurgie

Die Verfahren zur Herstellung von hochreinen Tantal-Targets durch Pulvermetallurgie umfassen hauptsächlich Heißpressen, heißisostatisches Pressen, kaltisostatisches Vakuumsintern usw. Gegenwärtig ist das üblichere pulvermetallurgische Tantal-Sputtering-Target-Herstellungsverfahren hauptsächlich Heißpressen und heißisostatisches Pressverfahren Durch Nitrieren der Oberfläche des Metallpulvers kann Tantalpulver mit einem Sauerstoffgehalt unter 300 mg/kg und einem Stickstoffgehalt unter 10 mg/kg erhalten und dann in die Form geladen und dann kaltgepresst und heißisostatisch gepresst oder anders geformt werden Sintermethoden, die Reinheit von 99,95 Prozent oder mehr, die durchschnittliche Korngröße beträgt weniger als 50 um oder sogar 10 um, die Textur ist zufällig und die Textur des Tantalziels entlang der Oberfläche und Dicke des Ziels gleichmäßig.

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