モリブデンスパッタリングターゲットの特性要件

最近、多くの友人がモリブデンスパッタリングターゲットの特性について質問しました。電子産業において、スパッタリング効率を向上させ、成膜品質を確保するために、モリブデンスパッタリングターゲットにはどのような特性が求められますか?それでは、RSM の技術専門家が説明します。

　　1. 純粋さ

高純度はモリブデンスパッタリングターゲットの基本的な特性要件です。モリブデンターゲットの純度が高いほど、スパッタ膜の性能が向上します。一般に、モリブデンスパッタリングターゲットの純度は９９．９５％（質量分率、以下同じ）以上である必要がある。しかし、LCD業界におけるガラス基板のサイズは継続的に改良されており、配線の長さを延長し、線幅をより細くすることが求められています。膜の均一性や配線の品質を確保するためには、モリブデンスパッタリングターゲットの純度もそれに応じて高める必要がある。したがって、スパッタされるガラス基板のサイズや使用環境に応じて、モリブデンスパッタリングターゲットの純度は99.99%～99.999%以上が必要となります。

モリブデンスパッタリングターゲットは、スパッタリングの陰極源として使用されます。固体中の不純物、細孔内の酸素および水蒸気は、堆積膜の主な汚染源です。また、電子産業においては、アルカリ金属イオン（Na、K）が絶縁層中で可動イオンとなりやすいため、本来のデバイスの性能が低下します。ウラン (U) やチタン (TI) などの元素は α X 線で放出され、デバイスのソフトブレークダウンを引き起こします。鉄イオンやニッケルイオンは界面リークや酸素元素の増加を引き起こします。したがって、モリブデンスパッタリングターゲットの製造工程においては、これらの不純物元素を厳密に管理し、ターゲット中の含有量を最小限にする必要がある。

　　2. 粒子サイズとサイズ分布

一般に、モリブデンのスパッタリングターゲットは多結晶構造であり、粒径はミクロンからミリメートルの範囲にあります。実験結果は、細粒ターゲットのスパッタリング速度が粗粒ターゲットのスパッタリング速度よりも速いことを示しています。粒径差が小さいターゲットでは、堆積膜の膜厚分布もより均一になります。

　　3. 結晶方位

スパッタリングの際、ターゲット原子は六方晶方向の原子最密配列方向に優先的にスパッタされやすいため、最も高いスパッタリングレートを得るために、ターゲットの結晶構造を変更してスパッタリングレートを高めることがよく行われます。ターゲットの結晶方位もスパッタ膜の膜厚均一性に大きく影響します。したがって、膜のスパッタリングプロセスでは、特定の結晶配向ターゲット構造を得ることが非常に重要です。

　　4. 高密度化

スパッタリング成膜工程において、密度の低いスパッタリングターゲットに衝撃を与えると、ターゲット内部の細孔に存在するガスが急激に放出され、大きなサイズのターゲット粒子やパーティクルが飛散したり、膜材料が衝撃を受けたりします。成膜後の二次電子によりパーティクルが飛散することがあります。これらの粒子が現れると、フィルムの品質が低下します。ターゲット固体中の空孔を減らし、膜性能を向上させるために、スパッタリングターゲットには一般に高密度が要求される。モリブデンスパッタリングターゲットの場合、相対密度は 98% 以上である必要があります。

　　5. ターゲットとシャーシのバインディング

一般に、モリブデンスパッタリングターゲットは、スパッタリングプロセス中のターゲットとシャーシの熱伝導率が良好になるように、スパッタリング前に無酸素銅（またはアルミニウムおよびその他の材料）シャーシに接続する必要があります。脱落せずに高出力スパッタリングの要件を満たすために、結合後に超音波検査を実行して、2 つの非結合領域が 2% 未満であることを確認する必要があります。