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1、电子薄膜用高纯Cu靶材标准编制说明一、前言20世纪90年代以来，微电子行业新器件、新材料迅速发展，电子薄膜、磁性薄膜、光电薄膜等已经广泛应用于高新技术和工业领域。高科技产业的高速发展，促使靶材的生产逐渐发展成为一个专业化产业。靶材正是微电子等高科技产业的重要支撑产业，是微电子行业重要原材料。鉴于我国靶材制造产业的兴起，为更好的规范市场，保证产品质量，参与国际市场竞争，根据中国有色金属工业协会的相关安排，由宁波江丰电子材料有限公司具体负责电子薄膜用高纯Cu溅射靶材的行业标准的制定。二、标准制定的必要性靶材是一种具有高附加值的特种电子材料，主要使用在微电子、显示器、存储器以及光学镀膜等产业上，用以
2、溅射用尖端技术的各种薄膜材料。根据BCC(Business Communications Company)商业咨询公司的统计报告指出，全球的上述产业在1999年大约使用了2.88百万公斤靶材，而且预计将以年均6.0%的趋势增长。据统计，2009年全球半导体制造用靶材市场需求为3.9亿美元，预计2010和2011年市场规模将分别达到5.2亿和5.5亿美元。众所周知，靶材材料的技术发展趋势与下游应用产业的薄膜技术息息相关。随着应用产业在薄膜产品或元件上的技术改进，靶材技术也随之变化，对所需靶材的质量提出了越来越高的要求，在需求数量方面也是不断增加。近年来，我国电子信息产业的发展飞速，我国已逐渐成为
3、世界上薄膜靶材的最大需求地区之一。但是大量靶材需要从国外进口。就美国而言，大约有五十家中小规模的靶材制造商及经销商，近几年，随着靶材产业的引进与兴起，国内越来越多的公司投入到了靶材的生产与研发，逐渐开拓了国内市场。这对于我国参与国际市场竞争，提高我国靶材与电子产品的国际竞争力有着不可低估的作用。目前对于电子薄膜用高纯Cu靶材的质量标准尚无明确的法律法规，制定本标准的目的在于：1.国家发展的需要，填补国内空白，规范电子薄膜用高纯Cu溅射靶材的质量；2.发展国内高科技产业，将国内行业与世界接轨，靶材行业在国内新兴；3.带动超高纯铜金属的发展，增加高新技术产业，提高国家竞争力；4.增强企业的产权意识
4、，保护知识产权。因此在不断发展的国际市场环境下以及国内市场发展的态势下，规范和引导我国靶材产业具有其必要性。三、现行国家标准、行业标准的执行情况靶材产业属于国内新兴产业，本公司制定的“电子薄膜用高纯铜溅射靶材”暂无相应的国家或行业的质量标准。在制定中以实际需要及用户的相关技术要求为基础。靶材作为溅射沉积薄膜的原材料有很强的应用目的和应用背景。必须将靶材的性能与客户的要求紧密结合起来，根据客户的要求制备满足实际需要的靶材，充分发挥其作用。四、主要技术指标、试验方法和检验规则的目的和依据1、纯度要求 铜靶材的用途不一样，对铜靶材的纯度要求也不一致。根据靶材的使用背景和客户要求，铜靶材纯度分为3N5
5、、4N、5N、6N四个级别。2、尺寸的确定及公差范围 根据实际需要及溅射机台的类型，铜靶材有不同的尺寸要求。半导体用铜靶材需要高精度的外观尺寸，按照客户要求提供一定规格及偏差的靶材。液晶显示器和太阳能用铜靶材主要以板材为主。3、微观结构要求 晶粒：靶材的晶粒度大小影响靶材的溅射性能。因此晶粒的大小主要依据客户的使用要求，经过一系列锻打热处理达到用户要求。铜靶晶粒控制要求通过分析世界范围行业内的普遍控制标准并结合客户的使用要求制定，如表1所示：表1 电子薄膜用铜靶晶粒要求宏观晶粒要求微观晶粒要求纯度平均值/um最大值/um平均值/um最大值/um3N5 50.501504N Cu50501505
6、N Cu50501506N Cu5050150注：客户有要求的按客户要求。 晶向：靶材晶向分布影响其使用性能，包括溅射的速率、溅射镀膜的均匀性等，所以行业内对合格靶材的晶向都有着严格的控制要求。通过对目前行业内主流客户普遍使用的铜靶材的晶向的详细分析，我们制定了合格高纯铜靶材的晶向分布要求，如表2所示。 表2 电子薄膜用铜靶晶向分布要求晶面（111）（200）（220）（311）（331）（420）（222）（400）要求30%30%30%30%30%30%30%30%铜靶材的晶向分布可采用XRD（X射线衍射仪）或是EBSD（背散射电子像）进行测定。采用XRD可以定量的分析计算各个晶向所占比例
7、，采用EBSD测试可以直观的观察各个晶向的分布。4、焊接结合率要求 电子薄膜用铜靶材在溅射前与其他材料焊接在一起，则焊接后必须经过超声波检验，保证两者的结合区域95%，单个缺陷面积1.5%，且缺陷不能分布在焊接的边缘位置，满足大功率溅射的要求而不至于脱落。对于一体型或没有焊接的靶材不需要进行超声波检测。5、外观质量要求 靶材的使用是在等氩离子密封腔体内，所以靶材表面无造成使用上不良的因素，如变形、凹陷、锈迹、脏污、碰伤、擦伤、异物等缺陷；对于表面粗糙度及平面度也有相当的要求，以保证溅射过程的顺利进行。 6、内部质量要求 鉴于靶材的使用条件，靶材内部需无气孔、夹杂物等缺陷。因为靶材的内部缺陷不仅
8、影响溅射时的沉积速率、溅射产生的膜粒子的密度和放电现象等，还影响着溅射薄膜的电学和光学性能。7、产品加工净化要求对靶材进行全面的清洗，确保靶材表面无玷污和颗粒附加物附着后，直接进行真空包装，依据客户的要求。8、检验规则与试验方法 根据实际检测需要和客户要求，协商后进行检验。9、包装、运输、储存要求确保产品不在包装、运输、储存过程中有二次污染，可靠运输，与用户协商确定。五、主要参考标准与文献高纯铜 GB/T 26017-2010锻制品的超声波检测的标准实施规程 ASTM E2375-2008焊接无损检验 EN 1712金属抛光表面质量检测及评判规则 HG/T 4079-2009 铜及铜合金平均晶粒度测定方法 YS/T 347计数抽样检验程序 GB/T2828.1-2003六、其他本标准的水平已达到国内先进水平，对电子薄膜用高纯铜靶材的生产具有明确的指导意义。
