일반적인 문제
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실제 생산 과정에서 많은 최종 사용자가-일반적인 문제에 직면하게 됩니다.
* 스퍼터링 중 빈번한 아크 발생
* 필름의 입자 크기 증가
* 불안정한 성막률
* 낮은 목표 활용도
* 대상 표면에 비정상적인 균열이 발생함
* 필름 일관성이 좋지 않음 -
많은 고객의 첫 번째 반응은 장비 매개변수를 조정하는 것이지만 현실은 다음과 같습니다.
비정상적인 스퍼터링 문제의 60% 이상이 장비에서 발생하는 것이 아니라 스퍼터링 타겟 자체에서 발생합니다.
이는 반응성 금속 특성으로 인해 순도, 미세 구조 및 제조 공정에 극도로 민감한 지르코늄 타겟의 경우 특히 그렇습니다.
이 기사에서는 재료 공학 관점에서 지르코늄 타겟의 스퍼터링 안정성에 영향을 미치는 몇 가지 핵심 요소를 분석합니다.
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순수성은 단순한 "숫자 게임"이 아닙니다.
시중에서 판매되는 일반적인 지르코늄 스퍼터링 타겟의 순도는 다음과 같습니다.
* Zr 99.5%
* Zr 99.9%
* Zr 99.95%
* Zr 99.99%
많은 구매 담당자는 다음과 같이 믿습니다.
"순도가 높을수록 좋습니다."
그러나 이것은 사실이 아니다.
스퍼터링 안정성에 실제로 영향을 미치는 것은 총 순도뿐만 아니라 다음과 같은 주요 불순물 요소를 제어하는 능력입니다.
* 산소(O)
* 질소(N)
* 탄소(C)
* 철(Fe)
* 하프늄(Hf)
및 기타 중요한 불순물 원소.
II. 산소 함량은 지르코늄 표적 안정성에 영향을 미치는 핵심 요소입니다.
지르코늄은 반응성이 매우 높은 금속이며 산소에 매우 민감합니다.
지르코늄 타겟의 산소 함량이 너무 높으면 다음과 같은 결과가 발생합니다.
* 국부적인 절연상의 형성
* 타겟 표면 전하 축적
* 비정상 방전 증가
* 아크 주파수 증가
최종적으로 다음과 같이 나타납니다.
* 필름 입자 수 증가
* 수확량 감소
* 캐비티 오염 증가
이 문제는 DC 마그네트론 스퍼터링 공정에서 특히 두드러집니다.
따라서 고급-박막 응용 분야의 경우:
* 산소 함량은 일반적으로 1000ppm 미만으로 제어되어야 합니다.
* 일부 고급-애플리케이션에서는 300ppm 미만이 요구되기도 합니다.
이것이 또한 이유입니다:
99.9%의 동일한 명목 순도를 갖는 지르코늄 타겟은 실제 수명과 스퍼터링 안정성이 크게 다를 수 있습니다.
II. 입자 구조가 필름 균일성을 결정합니다.
많은 고객이 화학 성분에만 초점을 맞추고 미세 구조를 무시합니다.
실제로:
입자 크기와 미세 구조 균일성은 스퍼터링 속도 분포에 직접적인 영향을 미칩니다.
입자가 거칠거나 질감이 상당한 경우:
이로 인해 다음이 발생합니다.
* 특정 영역에서 일관되지 않은 스퍼터링 속도
* 고르지 못한 목표 침식
* 자기장 영역의 비정상적인 마모
* 막두께 균일성 저하
이 효과는 대형-회전 대상의 경우 더욱 두드러집니다.
IV. 고밀도-지르코늄 타겟이 더 안정적인 이유는 무엇입니까?
타겟 물질의 내부 다공성은 많은 이상 현상의 원인입니다.
저-밀도 지르코늄 타겟은 일반적으로 다음을 나타냅니다.
* 미세 다공성
* 잔류가스
* 국부적인 열 축적
고전력-전력 조건에서:
이러한 영역은 다음과 같이 발전하기 쉽습니다.
* 미세-방전
* 열 균열
* 국부적인 스폴링
따라서 고급-지르코늄 타겟은 일반적으로 다음을 사용합니다.
* 진공 정지(VAR)
* 열간 단조 공정
* HIP(열간 등압성형)
재료 밀도를 향상시킵니다.
업계의 고품질 지르코늄 타겟:-
일반적으로 다음이 필요합니다.
* 상대 밀도 이론 밀도 99% 이상
그렇지 않으면 처음에는 스퍼터링이 성공하더라도 나중에 안정성 문제가 발생할 가능성이 높습니다.
V. 결합 과정은 종종 과소평가됩니다
많은 고객이 대상 본체에 집중하고 백시트 접착을 무시합니다.
실제로:
목표 실패는 종종 "중요한 문제"가 아니라 "열 관리 문제"입니다.
접착층에 다음이 있는 경우:
* 공허
* 국부 박리
* 고르지 못한 열전도율
이로 인해 다음이 발생합니다.
* 표적 표면의 국부적인 온도 상승
* 열응력 집중
균열 위험 증가
일반적인 결합 방법은 다음과 같습니다.
공정특성
인듐 결합: 우수한 열 전도성, 저온-공정에 적합
엘라스토머 결합: 강력한 응력 완충 능력
확산 결합: 높은 결합 강도, 고전력 응용 분야에 적합-
장비와 전원 조건이 다르면 본딩 방식에 대한 요구 사항도 완전히 다릅니다.
결론
PVD 공정의 경우:
지르코늄 스퍼터링 타겟은 단순한 "소모품"이 아닙니다.
그것들은 본질적으로 다음과 같습니다:
필름 품질, 장비 안정성, 생산 수율에 영향을 미치는 핵심 소재입니다.
진정으로 안정적인 지르코늄 스퍼터링 타겟은 다음에 의존합니다.
* 재료 순도 관리
* 미세구조 설계
* 치밀화 과정
* 열 관리 기능
* 완벽한 품질 시스템
최종 사용자의 경우-:
지르코늄 스퍼터링 타겟을 구매할 때 가격만을 고려해서는 안 됩니다.
다음에 더 집중하세요:
스퍼터링 타겟이 장기적으로 공정 창을 안정적으로 지원할 수 있는지 여부.
맞춤형 스퍼터링 타겟을 생산하는 중국의 원스톱 제조업체-
당사의 제품은 더 낮은 산소 함량, 더 높은 순도, 더 균일한 미세 구조, 더 큰 회전 대상 및 더 높은 활용률을 특징으로 합니다.
이는 제련 공정, 미세 구조, 결합 공정 및 초-순도 불순물 수준에 대한 안정적인 제어를 제공합니다.