Застосування кольорових металів у напівпровідниковій промисловості 3

Ця частина в основному включає постачання сировини та виготовлення виробничого обладнання. Сировина включає різні типи металів високої-чистоти, не-металів і сполук. Взявши як приклад метали високої чистоти, для виготовлення мідних мішеней, які відповідають класу напівпровідників, мідна сировина має бути очищена до 6N або навіть вищої чистоти, що вимагає надзвичайно високої технології очищення та технологічного обладнання.
До основних методів очищення металу відносять хімічне очищення та фізичне очищення. Хімічне очищення в основному поділяється на вологе очищення та очищення вогнем. Основний метал осаджують електролізом, термічним розкладанням та іншими методами. Фізичне очищення полягає в очищенні основного металу шляхом кристалізації випаровування, електроміграції, плавлення у вакуумі та інших етапів.
Глобальна промисловість високо{0}}чистих металів зосереджена в Сполучених Штатах, Японії та інших країнах. Більшість -сировини високої чистоти для внутрішніх цілей залежить від імпорту, а невелика частина міді, титану й алюмінію може бути-самодостатньою. Norwegian Hydro є найбільшою компанією у світі з високочистого алюмінію класу 5N5-. Кілька вітчизняних підприємств спочатку володіли технологією виробництва цільової сировини, і їх можна грубо поділити на два типи підприємств: одне — підприємство з виробництва металу, яке займається виготовленням металевих виробів високої-чистості; інший є цільовим підприємством, яке поширюється на підготовку вихідної сировини для збільшення доданої вартості.
Щодо обладнання, ключове обладнання, як-от високо-точні плавильні печі, сучасне обладнання для порошкової металургії, високо-обладнання для зв’язування тощо, а також технологія їх виробництва здебільшого знаходяться в руках компаній із розвинених країн, таких як Європа, Сполучені Штати та Японія. Це обладнання визначає ефективність, якість і послідовність цільового виробництва і має значний вплив на виробничу потужність і якість продукції компаній-виробників цільового виробництва.

Ця частина є цільовою ланкою виробництва, яка є частиною з найвищим технічним вмістом і найскладнішим процесом у всьому промисловому ланцюзі. Виробничий процес охоплює кілька процесів, таких як плавка, формування, обробка та зв’язування.
Плавлення вимагає точного контролю температури, часу та атмосфери для забезпечення однорідності та чистоти компонентів матеріалу; процеси формування, такі як порошкова металургія, лиття тощо, підходять для різних матеріалів і типів цілей, і їх потрібно точно вибирати відповідно до вимог до цільових характеристик; ланка обробки вимагає надзвичайно високої точності, а похибка точності цільового розміру повинна контролюватися на мікронному або навіть нанометровому рівні; процес зв'язування пов'язаний з надійністю з'єднання між мішенню і задньою пластиною, що впливає на стабільність процесу напилення.
Компанії середньої ланки повинні інвестувати багато ресурсів у дослідження та розробки для постійної оптимізації процесів і покращення якості продукції та продуктивності, щоб відповідати суворим вимогам виробників напівпровідників.

Основними процесами нанесення покриттів є фізичне осадження з парової фази (PVD) і хімічне осадження з парової фази (CVD). Технологія PVD наразі є основним методом нанесення покриттів, а процес напилення широко використовується в напівпровідниках і панелях дисплеїв. Технологія CVD в основному створює тонкі плівки за допомогою хімічних реакцій. Одну або декілька сполук у газовій фазі або елементів, що містять тонкоплівкові елементи, вводять у реакційну камеру при високій температурі, і на поверхні підкладки проводять хімічну реакцію з утворенням тонкої плівки.
Під час процесу напилення покриття мішень для розпилення потрібно встановити в машину, щоб завершити реакцію розпилення. Машина для напилення має сильну специфічність і високу точність. Ринок покриттів методом напилення довгий час був монополізований американськими та японськими транснаціональними групами.

Застосування напилення в основному зосереджено у сфері виробництва напівпровідникових мікросхем, включаючи виробництво пластин, упаковку пластин і тестування. У виробництві пластин мішені для розпилення використовуються для формування ключових структур, таких як металевий з’єднувальний шар, бар’єрний шар і затвор чіпа, які відіграють вирішальну роль у продуктивності чіпа, енергоспоживанні, інтеграції та інших показниках. Оскільки напівпровідникова промисловість поширюється на нові галузі, такі як високо-продуктивні обчислення, штучний інтелект і зв’язок 5G, вимоги до продуктивності мікросхем продовжують зростати, що, у свою чергу, стимулює попит на високоякісні-мішені для напилення. Наприклад, чіпи серверів центрів обробки даних продовжують збільшувати кількість та інтегрувати транзистори чіпів, щоб покращити швидкість обчислення та можливості обробки. Це вимагає цілей для досягнення більш точного осадження тонкої плівки в менших процесах, сприяючи модернізації технологій та ітераціям продуктів у цільовій галузі.