一(yi)、前(qian)言(yan)
集(ji)成电路产业是(shi)信(xin)息技术领域的(de)核心产业(ye),是(shi)事关经(jing)济(ji)社(she)会(hui)发展和(he)国(guo)家安(an)全(quan)的(de)战略性、基础(chu)性(xing)、先(xian)导性产(chan)业。随着(zhe)第五(wu)代移(yi)动通信、物联网、人(ren)工(gong)智能(neng)等信(xin)息技术(shu)的迅(xun)速发(fa)展,集(ji)成(cheng)电(dian)路的(de)重要(yao)性更加凸(tu)显(xian),相关(guan)产业持(chi)续高(gao)增长。材料是集成(cheng)电路产(chan)业链的(de)上(shang)游(you)环(huan)节(jie),对(dui)集成电路制造(zao)业(ye)发展与创(chuang)新起(qi)着至(zhi)关(guan)重(zhong)要(yao)的支撑作(zuo)用[1];一代(dai)技术(shu)依(yi)赖一(yi)代工艺,一代工艺(yi)依赖(lai)一(yi)代(dai)材料。在后摩(mo)尔(er)时(shi)代,无论是延(yan)续(xu)摩尔(er)定(ding)律(lv),还是扩(kuo)展(zhan)摩尔(er)定(ding)律(lv),集成电路(lu)性(xing)能(neng)提(ti)升(sheng)主(zhu)要(yao)依(yi)赖(lai)新(xin)材料、新(xin)工(gong)艺、新器(qi)件(jian)、新集成(cheng)技术[2,3]。为了制(zhi)造具(ju)有更(geng)高(gao)运(yun)转速(su)度、增强(qiang)性(xing)能特征(zheng)、更(geng)低功耗的(de)新(xin)器(qi)件(jian),需(xu)要(yao)开(kai)发(fa)高(gao)性能新(xin)材(cai)料(liao)。
高(gao)纯(chun)金(jin)属(shu)溅(jian)射靶材是集(ji)成电(dian)路金属化工艺中采(cai)用(yong)物(wu)理气(qi)相沉积(ji)方法制(zhi)备(bei)薄(bao)膜的(de)关(guan)键材料(liao)。早期(qi)的(de)集(ji)成(cheng)电(dian)路主要(yao)使用(yong)铝及铝(lv)合金(jin)、钛(tai)及(ji)部分(fen)贵金属等作为(wei)靶材;随着集(ji)成电(dian)路(lu)先(xian)进(jin)逻(luo)辑(ji)、先(xian)进(jin)存(cun)储、先(xian)进封装以及其(qi)他(ta)新器(qi)件(jian)技术(shu)的(de)发展,使用(yong)靶(ba)材拓(tuo)展至(zhi)铜(tong)、钽、钴、镍、钨(wu)、钼(mu)、钒、金、银(yin)、铂、钌、钪(kang)、镧(lan)等(deng)有(you)色(se)金属及(ji)合金材(cai)料[4~6]。与(yu)平面显示(shi)、太阳(yang)能等领域(yu)相(xiang)比,集成电(dian)路(lu)对(dui)靶材(cai)的技(ji)术(shu)要求(qiu)最高,集(ji)成(cheng)电路(lu)用(yong)靶(ba)材(cai)的制(zhi)备技术(shu)突(tu)破难(nan)度(du)最大(da)[7~9]。为了提(ti)升靶材的(de)综(zong)合性(xing)能,在高(gao)纯金(jin)属冶金提(ti)纯、熔铸(zhu)成型(xing)、粉末(mo)烧结(jie)、微观(guan)组织调控(kong)、异(yi)质(zhi)焊接(jie),靶(ba)材(cai)结构(gou)优(you)化(hua)设计(ji)、分(fen)析检(jian)测(ce)、应用(yong)评价等方(fang)面(mian)开展了系(xi)统研发[4~9]。随(sui)着集(ji)成电(dian)路 7 nm 及以下先(xian)进(jin)逻(luo)辑器件、新(xin)型存(cun)储器件、三(san)维集(ji)成等(deng)先进(jin)器件(jian)及技术的(de)创新突(tu)破(po)[3],靶材技术性能(neng)提(ti)升方面(mian)的需求(qiu)更显迫(po)切(qie),同时(shi)下(xia)游(you)应用(yong)验(yan)证(zheng)的难度进一(yi)步(bu)增大(da)。

客观(guan)来看(kan),目前全球集(ji)成电(dian)路(lu)用(yong)高纯金(jin)属溅射靶材(cai)市(shi)场由美国、日(ri)本(ben)企(qi)业(ye)占据主导(dao)地(di)位(wei);虽(sui)然(ran)我(wo)国有(you)色金属行业具有规模优(you)势(shi),但在(zai)电子(zi)信(xin)息领域(yu)的(de)高(gao)纯金属新(xin)材(cai)料开发(fa)方面滞后于(yu)下(xia)游产业的发(fa)展(zhan)需(xu)求(qiu),有关(guan)材料亟待(dai)突(tu)破并实(shi)现自主可控。当前(qian),国家级(ji)发(fa)展规(gui)划(hua)已将高纯金属(shu)和溅(jian)射(she)靶材列(lie)为新(xin)一代(dai)信(xin)息(xi)技术(shu)产(chan)业发(fa)展(zhan)的(de)重要(yao)材料类(lei)型。在此背景下,本(ben)文针对(dui)集成电路用高(gao)纯金(jin)属溅射靶材(cai),分析需求(qiu)、梳理(li)现(xian)状、剖析(xi)问(wen)题(ti),进而明(ming)确(que)重点(dian)方向、提出(chu)保障建(jian)议(yi),以为高纯金属(shu)溅射靶材的(de)科(ke)技进(jin)步、行(xing)业升(sheng)级以(yi)及相应材料(liao)基(ji)础研究(jiu)提(ti)供参(can)考(kao)。
二、集成电(dian)路用(yong)高纯(chun)金(jin)属(shu)溅射(she)靶材(cai)应用需求分(fen)析(xi)
(一(yi))材(cai)料功(gong)能需求
高(gao)纯(chun)金(jin)属(shu)溅(jian)射(she)靶(ba)材在集成电(dian)路(lu)前道晶圆制(zhi)造(zao)、后(hou)道封(feng)装的金属(shu)化工艺(yi)中(zhong)有(you)着(zhe)广泛(fan)应用,主(zhu)要用于制(zhi)作(zuo)互(hu)连(lian)线(xian)、阻(zu)挡层(ceng)、通(tong)孔、接(jie)触层、金(jin)属(shu)栅(zha)以及润湿(shi)层(ceng)、黏(nian)结层(ceng)、抗(kang)氧化层(ceng)等(deng)薄(bao)膜[4,6]。
在晶(jing)圆制(zhi)造中,对于(yu)逻辑器件(jian),互连(lian)、接(jie)触、栅极(ji)等所(suo)需(xu)关键薄膜材(cai)料,随着技术节点(dian)的缩(suo)小(xiao)而(er)在(zai)不(bu)断(duan)演(yan)变(bian)。① 早(zao)期(qi)的铝互(hu)连(lian)工(gong)艺,铝及铝合(he)金用作互连(lian)线材料,钛(tai)用作对应的阻挡层材料(liao);在90 nm节点(dian)后(hou),铜互(hu)连工艺(yi)成为(wei)主流,铜(tong)及铜(tong)合金(jin)用作互连线(xian)材(cai)料(liao),钽用(yong)作对(dui)应的(de)阻(zu)挡层(ceng)材料(liao);对(dui)于(yu)7 nm及(ji)以(yi)下(xia)节(jie)点(dian),晶(jing)体(ti)管(guan)结(jie)构(gou)的(de)变革使(shi)得(de)钴(gu)、钌、钼、钨等(deng)金(jin)属及合(he)金(jin)等成为(wei)更(geng)具(ju)潜(qian)力(li)的互连线或阻(zu)挡(dang)层材料(liao)[10~12]。② 关(guan)于晶体(ti)管(guan)源(yuan)、漏和栅(zha)极与金属(shu)连(lian)线(xian)之(zhi)间(jian)的(de)接(jie)触层(ceng)材(cai)料(liao),随(sui)着技(ji)术节点的缩(suo)小(xiao)也从早期(qi)钛、钴的(de)硅(gui)化(hua)物(wu)逐渐(jian)发展为(wei)以镍(nie)(掺铂)为(wei)主的硅(gui)化物[13]。③ 在晶体管(guan)缩(suo)小的过(guo)程(cheng)中(zhong),自 45 nm节(jie)点(dian)引(yin)入高介电(dian)金属(shu)栅极后(hou),采(cai)用钛、钽等(deng)金(jin)属(shu)及氮化(hua)物材料(liao)取代(dai)多晶(jing)硅制作(zuo)金属(shu)栅极,获得了合适的有(you)效功函(han)数(shu)和(he)高的热稳定性[6]。
存(cun)储(chu)器件(jian)包括动(dong)态(tai)随机(ji)存(cun)取内(nei)存(cun)、闪(shan)存(cun)等主流存储(chu)芯片,磁性随(sui)机存(cun)储器、相变随(sui)机(ji)存储(chu)器(qi)等(deng)新型存储芯片(pian);除了技术(shu)节点(dian)缩小(xiao)带(dai)来(lai)的(de)互连、接(jie)触等材料演变外,在存储功(gong)能(neng)方面(mian)对材(cai)料提出了新的更(geng)高(gao)要(yao)求,因(yin)而钨(wu)及钨(wu)合金(jin)、镧(lan)、钴铁(tie)硼、锗(zhe)锑碲(di)等金(jin)属(shu)及(ji)合金材(cai)料(liao)在栅极(ji)层(ceng)、磁性层、相变层等(deng)功(gong)能薄膜(mo)构(gou)建方面(mian)将发挥重要作(zuo)用[3,6]。
对于后(hou)道封(feng)装,随(sui)着集(ji)成电(dian)路(lu)先进封(feng)装技术(shu)的发(fa)展,在(zai)凸点下(xia)金(jin)属层、重布线(xian)层(ceng)、硅(gui)通孔等工(gong)艺中,铝、钛(tai)、铜、钽(tan)、钨钛、金、银、镍钒等(deng)材料(liao)广泛(fan)用(yong)于薄(bao)膜(mo)制(zhi)备(bei),实现(xian)芯(xin)片(pian)与(yu)芯片、芯(xin)片与(yu)基(ji)板(ban)之(zhi)间的高密(mi)度(du)可(ke)靠互连[6,7]。
高纯(chun)金属是(shi)制备(bei)靶(ba)材(cai)的原(yuan)材料(liao),化(hua)学(xue)纯(chun)度是(shi)影响薄(bao)膜材料性能的(de)关键(jian)因素之(zhi)一(yi)。集(ji)成电路(lu)用高(gao)纯(chun)金(jin)属靶(ba)材纯度(du)通(tong)常(chang)在 4N5 以上(shang),对(dui)碱金(jin)属、碱土金属(shu)、放(fang)射(she)性(xing)金属(shu)元(yuan)素、气体(ti)杂(za)质(zhi)等都有(you)严(yan)格(ge)控制要(yao)求。随(sui)着(zhe)技术节(jie)点(dian)的缩(suo)小,金(jin)属(shu)靶材(cai)的(de)纯(chun)度对(dui)薄膜(mo)材料(liao)性(xing)能(neng)及(ji)品质的影(ying)响(xiang)突(tu)显,如(ru) 14 nm用铜靶(ba)材(cai)纯(chun)度要(yao)求(qiu)超(chao)过 6N5。高纯金属(shu)材(cai)料提(ti)纯(chun)制备(bei)技(ji)术主(zhu)要(yao)分(fen)为(wei)物理(li)提纯法(fa)、化(hua)学提(ti)纯法(fa),通常采(cai)用(yong)多种(zhong)物理(li)、化学方(fang)法(fa)联(lian)合提纯来(lai)制(zhi)备集成电路用高(gao)纯材料。
集成电(dian)路用(yong)高(gao)纯金(jin)属(shu)溅(jian)射靶材在(zai)密(mi)度、晶粒(li)尺(chi)寸(cun)、织构、焊接结(jie)合率、尺(chi)寸(cun)精(jing)度(du)、表(biao)面质(zhi)量等(deng)方(fang)面(mian)有一(yi)整(zheng)套(tao)严(yan)格的标准。集(ji)成(cheng)电(dian)路工艺(yi)越先进(jin),对(dui)金(jin)属靶(ba)材(cai)品(pin)质(zhi)的要(yao)求(qiu)也越高(gao)。随着(zhe)晶(jing)圆尺(chi)寸(cun)的增加,金属靶材(cai)尺(chi)寸随(sui)之(zhi)增大(da),材料的组织均匀性控制(zhi)、高(gao)精(jing)度成(cheng)型加工(gong)等技(ji)术难度也(ye)在(zai)提升。为了(le)进(jin)一(yi)步提(ti)高金属靶材(cai)的(de)使(shi)用性(xing)能(neng),还(hai)需(xu)对靶(ba)材(cai)外型结构进(jin)行(xing)优化设(she)计。因此(ci),从(cong)微观品(pin)质、宏(hong)观规(gui)格(ge)来看,高(gao)纯金(jin)属(shu)溅(jian)射(she)靶材面临着越来越(yue)高的(de)技术要(yao)求(qiu)。
(二)产(chan)业(ye)发(fa)展(zhan)需(xu)求
“核(he)心电子(zi)器(qi)件(jian)、高端通(tong)用芯(xin)片(pian)及(ji)基础(chu)软件(jian)产(chan)品(pin)”“极大规(gui)模(mo)集成电(dian)路制(zhi)造装备(bei)及成套工(gong)艺”国(guo)家科(ke)技重(zhong)大专项的实施(shi),确立(li)了集(ji)成电路(lu)产业的技(ji)术基(ji)础(chu),在关(guan)键(jian)装备(bei)、材料产(chan)业方面(mian)实现(xian)了重要突(tu)破。2014 年设立了国(guo)家(jia)集(ji)成电路产业(ye)投(tou)资基(ji)金,保持(chi)了(le)对(dui)集成电路(lu)产业(ye)的(de)扶持力度。我(wo)国(guo)集成电路(lu)市(shi)场规模(mo)达(da)到 10 458 亿元(2021 年),年(nian)均复合(he)增长(zhang)率(lv)为
19.3%[14]。2021 年,我国集(ji)成电路(lu)产(chan)量为 3594 亿(yi)块(kuai)(同(tong)比增长(zhang) 33.3%),进(jin)口(kou)量为 6355 亿块(同比增(zeng)长16.9%)[15]。我(wo)国集(ji)成电(dian)路(lu)产业(ye)发(fa)展较(jiao)快,但因(yin)制(zhi)造(zao)技(ji)术(shu)滞后于(yu)国际(ji)先(xian)进水(shui)平,高端芯片、重(zhong)大(da)装(zhuang)备(bei)、关键(jian)材料(liao)的(de)进(jin)口(kou)依存(cun)度居高(gao)不(bu)下(xia),亟(ji)待自(zi)主创新发展。
集成(cheng)电(dian)路市(shi)场的(de)旺盛(sheng)需求(qiu)、产(chan)业自主可控(kong)发展需(xu)求等(deng),推(tui)动了(le)高纯(chun)金(jin)属(shu)溅(jian)射靶材(cai)行(xing)业(ye)发展,相(xiang)应市(shi)场(chang)规(gui)模(mo)从(cong) 8.4 亿元(2015 年(nian))增(zeng)长(zhang)到(dao) 18.2 亿元(2022 年(nian))[14]。在(zai)数(shu)字(zi)经济(ji)驱(qu)动下(xia),半导体(ti)行(xing)业的(de)长(zhang)期高景(jing)气(qi)度,国产化替(ti)代进程加速,使得(de)集(ji)成(cheng)电(dian)路产(chan)业对各(ge)种(zhong)高纯(chun)金(jin)属(shu)材料(liao)及(ji)溅(jian)射(she)靶材的需求(qiu)量(liang)将(jiang)持(chi)续增长(zhang),从而(er)为(wei)高端(duan)有(you)色(se)金(jin)属材料行(xing)业(ye)发展(zhan)提(ti)供宝贵机遇和广(guang)阔(kuo)空(kong)间。
三(san)、集成电路用(yong)高纯金(jin)属溅(jian)射靶(ba)材的发(fa)展(zhan)现状(zhuang)
(一)集(ji)成(cheng)电路(lu)用(yong)高纯金(jin)属溅(jian)射靶(ba)材行(xing)业(ye)的(de)整(zheng)体(ti)情况
1. 国际情(qing)况(kuang)
工(gong)业发达国家(jia)在(zai)集(ji)成(cheng)电路用(yong)高(gao)纯(chun)金属(shu)溅射靶材(cai)方向(xiang)的开(kai)发(fa)与应(ying)用,时(shi)间久(jiu)、基(ji)础(chu)好、系(xi)统性(xing)强(qiang)、积(ji)累(lei)深厚,相关的产业技术(shu)水平(ping)很(hen)高。尤其是美国(guo)、日(ri)本(ben),较早开(kai)展高纯(chun)金属(shu)溅射靶(ba)材(cai)的(de)研发工(gong)作,积极(ji)布局核(he)心专利(li),具有完(wan)备的技术(shu)垂直整合能(neng)力(li)(从(cong)金(jin)属材(cai)料的高纯(chun)化制备(bei)到(dao)靶材(cai)制造(zao)生(sheng)产),在(zai)高(gao)端(duan)靶材(cai)市场占据(ju)优势(shi)地位。
日(ri)本(ben)在半(ban)导体(ti)材料方(fang)向全(quan)球领(ling)先(xian),从(cong)事高纯金(jin)属(shu)研(yan)制的(de)企(qi)业(ye)有(you)日立金(jin)属(shu)株式(shi)会社(she)、住友化(hua)学(xue)株式(shi)会(hui)社(she)、三菱综(zong)合(he)材料株式会社(she)、日矿金(jin)属株式会社等,可(ke)工业(ye)化(hua)生(sheng)产(chan)铝、钛(tai)、铜(tong)、镍、钴、钽、钨等高纯(chun)产(chan)品(pin)(最高纯(chun)度在 6N以(yi)上)。美(mei)国作为半导(dao)体大(da)国,大量(liang)生(sheng)产(chan)和消(xiao)耗(hao)高(gao)纯金属材(cai)料,如霍尼(ni)韦(wei)尔国(guo)际公(gong)司(si)可(ke)提(ti)供(gong)除(chu)铝(lv)之外(wai)的(de)集(ji)成电路(lu)用高纯(chun)金(jin)属(shu)材(cai)料。海德(de)鲁(lu)公司(si)(挪(nuo)威)、普莱(lai)克斯有(you)限(xian)公司(si)(法(fa)国)在(zai)高纯铝(lv)市场具(ju)有优(you)势(shi),世(shi)泰(tai)科(ke)公司(德国(guo))、攀时公(gong)司(si)(奥(ao)地(di)利(li))在(zai)高纯钨(wu)、钼(mu)、钽等难熔金属(shu)市场(chang)具(ju)有优势,优美(mei)科(ke)公(gong)司(si)(比(bi)利时(shi))在(zai)高(gao)纯(chun)稀(xi)贵(gui)金(jin)属生产(chan)与(yu)回(hui)收方(fang)面(mian)具有优(you)势(shi)。集成电(dian)路用高(gao)端(duan)溅射靶(ba)材(cai)的主要(yao)研(yan)制和(he)生(sheng)产(chan)企(qi)业(ye)有(you)日(ri)矿(kuang)金属(shu)株式(shi)会社、霍尼韦(wei)尔国(guo)际(ji)公(gong)司、普(pu)莱克(ke)斯有(you)限公(gong)司(si)等(deng)[16]。例如,
日矿金属(shu)株(zhu)式(shi)会社(she)作为(wei)世界最(zui)大(da)的(de)集(ji)成电路靶材(cai)供(gong)应(ying)商(shang),在铜、钽(tan)、钴(gu)、镍(nie)铂、钨等(deng)高纯(chun)靶(ba)材方向(xiang)占(zhan)据(ju)着(zhe)较(jiao)高的市场份(fen)额,与集成(cheng)电路(lu)制(zhi)造企(qi)业(ye)合作广泛。

2. 国(guo)内(nei)情(qing)况
在(zai)我(wo)国(guo),集成(cheng)电(dian)路用(yong)高(gao)纯(chun)金(jin)属(shu)溅(jian)射(she)靶(ba)材(cai)行(xing)业(ye)起步(bu)较(jiao)晚(wan)、基础(chu)薄弱(ruo),近年(nian)来(lai)受益(yi)于(yu)国(guo)家(jia)支持(chi)及(ji)自(zi)身成(cheng)长(zhang),突(tu)破(po)关(guan)键制(zhi)备(bei)技(ji)术并形(xing)成高纯金(jin)属(shu)原(yuan)料(liao)和溅(jian)射(she)靶材研发制造(zao)体系,在(zai)产品性(xing)能方(fang)面(mian)逐(zhu)步缩(suo)小与(yu)世(shi)界(jie)水(shui)平的差距(ju)。
在(zai)高纯金(jin)属(shu)方面(mian),国(guo)内企业围(wei)绕(rao)集(ji)成(cheng)电路用靶材需(xu)求(qiu),共(gong)同(tong)推(tui)动高(gao)纯金属材(cai)料行业(ye)发(fa)展(zhan);代表(biao)性(xing)的企业(ye)有新(xin)疆(jiang)众(zhong)和股份有(you)限(xian)公(gong)司、有(you)研(yan)亿(yi)金新材(cai)料(liao)有限公(gong)司、宁夏(xia)东(dong)方(fang)钽业(ye)股(gu)份有(you)限(xian)公司、金川集团股份(fen)有(you)限(xian)公司、宁(ning)波(bo)创润(run)新材(cai)料有(you)限(xian)公司(si)、厦门(men)钨业股份有(you)限公司等(deng)。整体来看(kan),国(guo)内企(qi)业掌(zhang)握了(le)多种高纯金(jin)属制(zhi)备(bei)技术(shu)并实现产(chan)业(ye)化:严格(ge)控(kong)制(zhi)有(you)害杂(za)质元(yuan)素
含(han)量,实现(xian)金(jin)属纯度从(cong)工(gong)业级向电(dian)子(zi)级提(ti)升;完成高纯(chun)铝、铜(tong)、钛(tai)、钽(tan)、镍、钴(gu)、贵(gui)金(jin)属(shu)等材(cai)料(liao)的国(guo)产化(hua) (铝纯度>5N5,铜(tong)纯(chun)度>6N,钽(tan)纯(chun)度(du)>4N5,钛(tai)、镍、钴、金(jin)、银(yin)、铂(bo)、钨(wu)等金(jin)属(shu)纯度>5N),制备了(le)大(da)尺(chi)寸(cun)、低缺陷、高纯(chun)度的(de)金属坯(pi)料用于(yu)溅(jian)射靶(ba)材(cai)生产。
在(zai)溅(jian)射(she)靶材方(fang)面(mian),国内(nei)企业(ye)以有(you)研(yan)亿(yi)金(jin)新(xin)材料有限(xian)公司、宁波江(jiang)丰(feng)电子材料(liao)股(gu)份(fen)有(you)限(xian)公(gong)司(si)为代(dai)表,已(yi)在国际(ji)市(shi)场(chang)占有(you)一席之地(di)。针(zhen)对(dui)不同(tong)种类高(gao)纯金属(shu)的加(jia)工(gong)特性(xing),相关企业(ye)制定了专(zhuan)有的微(wei)观组(zu)织控制策略(lve)并不断(duan)优(you)化(hua)工(gong)艺,突破(po)了(le)晶(jing)粒细(xi)化(hua)与取(qu)向可控、高(gao)质量焊接、精密加工(gong)与检测(ce)等关(guan)键(jian)制(zhi)备技术;联合(he)产(chan)业链(lian)的(de)上下(xia)游企业(ye),在涵(han)盖靶材设(she)计(ji)及(ji)制备(bei)、
薄膜性能(neng)测(ce)试评(ping)价(jia)在(zai)内(nei)的全技术链(lian)条上(shang)开(kai)展(zhan)合(he)作(zuo),驱动技术(shu)迭代(dai)创(chuang)新(xin)。目(mu)前,高纯铝及铝合金(jin)、钛、铜(tong)及铜合(he)金(jin)、钴(gu)、镍铂及贵金属等(deng)靶(ba)材技术(shu)取(qu)得突破(po),产品(pin)性能达(da)到(dao)国(guo)外(wai)同(tong)类水平(ping),通过了国(guo)内外集成电(dian)路企业(ye)验(yan)证(zheng),实现批(pi)量(liang)生(sheng)产(chan)和稳(wen)定(ding)供应。
(二(er))集(ji)成(cheng)电(dian)路用(yong)高纯金属溅(jian)射靶材(cai)的细分(fen)方(fang)向研制情况
1. 高(gao)纯铝(lv)及(ji)铝合金靶(ba)材
铝具(ju)有(you)易(yi)于沉(chen)积、刻(ke)蚀性(xing)能与加工性能(neng)好(hao)、电(dian)导率(lv)高、导热性(xing)能(neng)好、与(yu)衬底(di)之间(jian)的(de)附着性及结(jie)合性(xing)能好(hao)、成本(ben)低(di)廉(lian)等特(te)点(dian),在90 nm技术(shu)节点(dian)以(yi)上是主(zhu)要的互(hu)连线(xian)材(cai)料(liao),在(zai)先(xian)进封装(zhuang)方(fang)面也(ye)有(you)广(guang)泛应用。
纯铝用作互连(lian)金属(shu)材料会产(chan)生“铝穿(chuan)刺”“电(dian)迁(qian)移(yi)”问(wen)题(ti),可(ke)添加(jia)铜(tong)、硅(gui)以(yi)有效抑(yi)制铝单晶(jing)颗粒(li)移动,从而(er)改善铝(lv)金属互(hu)连线导致的(de)半(ban)导体结(jie)构漏电(dian)现(xian)象,同时有效(xiao)控(kong)制(zhi)铝(lv)金属互(hu)连线(xian)之(zhi)间(jian)的(de)接触(chu)电阻(zu)[6]。
在铝(lv)靶(ba)材(cai)方(fang)面(mian),国(guo)内(nei)外的技(ji)术水(shui)平整(zheng)体(ti)相(xiang)当(dang),主要的靶材供应商都能(neng)制(zhi)备(bei)多种(zhong)型号(hao)的(de)铝靶材(cai)产(chan)品。海德(de)鲁(lu)公(gong)司(si)、普(pu)莱克斯(si)有(you)限(xian)公(gong)司、住(zhu)友(you)化学株式(shi)会社(she)是(shi)国(guo)外(wai)主(zhu)要(yao)的高纯(chun)铝(lv)原材(cai)料供(gong)应商(shang)。新(xin)疆(jiang)众(zhong)和股(gu)份(fen)有(you)限(xian)公司(si)、南(nan)通泰德电子材(cai)料(liao)科(ke)技有限(xian)公司(si)研制(zhi)的铝(lv)最高(gao)纯(chun)度达(da)到 6N,在集(ji)成(cheng)电路领(ling)域实(shi)现(xian)国(guo)产(chan)材料应(ying)用。未(wei)来(lai)需(xu)要(yao)在(zai)大(da)尺寸、细(xi)晶低(di)缺(que)陷高(gao)纯(chun)铝及(ji)铝(lv)合金(jin)铸锭(ding)方面(mian)继(ji)续(xu)提升,实(shi)现更(geng)高水平的性能一(yi)致(zhi)性(xing)与稳定性(xing)。
2. 高(gao)纯(chun)铜及(ji)铜合金(jin)靶(ba)材
铜相比(bi)铝具有(you)更低(di)的电(dian)阻率、更(geng)高的(de)导(dao)热性(xing)、更(geng)好的抗电迁移(yi)能(neng)力。铜及铜(tong)合金作为 90~7 nm技术(shu)节点集成(cheng)电(dian)路互连材(cai)料,不(bu)仅(jin)可(ke)以(yi)降低延(yan)迟、提(ti)高(gao)运算(suan)效率(lv),还(hai)能提高(gao)集成电(dian)路的可靠(kao)性[12]。在(zai)90 nm工(gong)艺(yi)节(jie)点(dian),采(cai)用高纯(chun)铜靶(ba)材(cai)制备铜(tong)互(hu)连线籽(zi)晶层,但(dan)因铜线容(rong)易(yi)与(yu) SiO2基(ji)底发生(sheng)互扩散(san)而导(dao)致器件失(shi)效。在(zai) 65~1X nm 工(gong)艺节(jie)点,可通过合金(jin)化提高(gao)铜(tong)籽(zi)晶(jing)层的稳(wen)定(ding)性(xing),如采用(yong) Cu-Al、Cu-Mn 等(deng)合金(jin)材料(liao)来(lai)抑制(zhi)线(xian)宽减(jian)小带(dai)来(lai)的电迁(qian)移及电阻(zu)电容(rong)延迟等(deng)问题。在 14~7 nm工(gong)艺(yi)节点(dian),采(cai)用(yong)更高纯(chun)度(du)的铜(tong)靶材(cai)制(zhi)备集成(cheng)电(dian)路(lu)互(hu)连线籽晶(jing)层。此外(wai),铜磷(lin)阳(yang)极通常配(pei)合铜及(ji)铜合金靶材(cai)用(yong)于互连(lian)线制(zhi)备。
日矿金属株(zhu)式会社(she)、霍(huo)尼韦(wei)尔(er)国际(ji)公(gong)司(si)在(zai)高纯铜原(yuan)材料提(ti)纯(chun)、高端(duan)铜(tong)及铜合金靶(ba)材方面具(ju)有完(wan)备的(de)生产(chan)线,是世界(jie)高(gao)纯铜(tong)及(ji)铜(tong)合金(jin)靶(ba)材(cai)的主(zhu)要供(gong)应商。有研亿(yi)金(jin)新材料(liao)有(you)限公(gong)司(si)成(cheng)为(wei)世界第三(san)家(jia)拥有完整的超(chao)高纯(chun)铜提(ti)纯(chun)、超(chao)高(gao)纯铜及铜合(he)金(jin)靶材产(chan)品制(zhi)备(bei)技术(shu)并(bing)实现(xian)批(pi)量(liang)应用的(de)公(gong)司(si),生(sheng)产的高纯(chun)铜(tong)材料(liao)最(zui)高纯度达到 7N。随(sui)着(zhe)国内(nei) 90 nm 以(yi)下 300 mm晶圆厂的陆续(xu)投产,市场(chang)对高(gao)纯铜(tong)及(ji)铜(tong)合金(jin)靶材(cai)的(de)需(xu)求(qiu)量(liang)快速增长(zhang),可进(jin)一步升级生产(chan)线(xian)设(she)备(bei)以(yi)扩(kuo)充(chong)产能(neng)并提(ti)升(sheng)产(chan)品的稳定(ding)性。为了避(bi)免靶(ba)材(cai)溅(jian)射过(guo)程中(zhong)出现(xian)异(yi)常放电导(dao)致的(de)颗(ke)粒(li)化问题,确(que)保超(chao)高(gao)纯(chun)铜(tong)及(ji)合金原(yuan)材(cai)料的(de)纯(chun)净度至关(guan)重要(yao)[17];特(te)别(bie)是(shi)对(dui)于(yu)28 nm以下工艺,国产(chan)原(yuan)材料(liao)内(nei)夹(jia)杂(za)缺(que)陷(xian)稳(wen)定(ding)控制(zhi)水平(ping)还需进(jin)一(yi)步(bu)提(ti)升(sheng),用于(yu)制备(bei)Cu-Mn合金靶材的5N以(yi)上(shang)高(gao)纯锰(meng)提纯(chun)技(ji)术(shu)有待(dai)突(tu)破(po)。
3. 高纯钛靶(ba)材
钛(tai)具(ju)有良好(hao)的(de)抗腐蚀性(xing)及黏附(fu)性,钛(tai)靶(ba)材用于(yu)溅(jian)射沉(chen)积纯(chun)钛(tai)膜或(huo)反(fan)应(ying)溅射(she)沉(chen)积TiN 膜,主要用(yong)作铝(lv)互连的(de)扩(kuo)散(san)阻挡层、钛(tai)硅化(hua)物(wu)接触(chu)层及(ji)抗反(fan)射(she)层,在先(xian)进封装(zhuang)方(fang)面也(ye)有广(guang)泛应用(yong)[6]。钛(tai) / TiN 膜用(yong)作(zuo)铝(lv)互连中(zhong)铝线(xian)与硅(gui)衬底(di)间(jian)的扩(kuo)散(san)阻(zu)挡(dang)层、钨塞(sai)的底线层及黏(nian)附层,纯钛膜(mo)用(yong)作底(di)线层(ceng)、黏(nian)附层、盖帽(mao)层(ceng)、抗反射层等(deng),纯TiN 膜用(yong)作铜(tong)互(hu)连(lian)硬掩膜层(ceng)和保护镍(nie)铂化(hua)合(he)物(wu)膜(mo)层(ceng)的(de)盖(gai)帽(mao)层(ceng)。
在(zai)钛靶材(cai)方面(mian),国内外技术水(shui)平(ping)整(zheng)体相当;国内多(duo)家靶(ba)材(cai)企(qi)业能(neng)够(gou)批量供应(ying)大部分型(xing)号的(de)集(ji)成电路(lu)用高(gao)纯钛靶材(cai),但(dan)在长(zhang)寿命 / 高效(xiao)率设(she)计(ji)、细晶高(gao)强(qiang)度(du)扩散(san)等(deng)方面(mian)与(yu)国(guo)际先进水平(ping)存(cun)在(zai)一定差(cha)距。在(zai)高纯钛(tai)制备(bei)方(fang)面(mian),针(zhen)对(dui)钛(tai)材(cai)质(zhi)活性(xing)强、提(ti)纯(chun)难(nan)度高的特(te)点(dian),宁波创润(run)新(xin)材料(liao)有(you)限公(gong)司采(cai)用(yong)熔(rong)盐电解(jie)+电(dian)子束熔(rong)炼方(fang)法(fa)实(shi)现了(le) 4N5、5N高纯钛的(de)国(guo)产(chan)化(hua);5N5 高(gao)纯钛(tai)提纯(chun)工(gong)艺、钛锭(ding)坯(pi)料(liao)品质一致(zhi)性等还需(xu)提(ti)升。
4. 高(gao)纯钽(tan)靶材
钽(tan)是(shi)一种(zhong)过(guo)渡(du)族(zu)稀(xi)有难熔金属,具有(you)较高(gao)的熔点(dian)、密度、抗(kang)腐蚀性(xing)以及优异(yi)的(de)延展能力(li),因其(qi)独特(te)的物(wu)理化学(xue)性质(zhi)可(ke)防止(zhi)铜(tong)向(xiang)硅(gui)基底扩(kuo)散。在90 nm以(yi)下铜制程集成电(dian)路(lu)中(zhong),钽(tan) / TaN膜开(kai)始(shi)用(yong)作铜互(hu)连(lian)的(de)扩(kuo)散(san)阻挡层,还可(ke)作(zuo)为(wei)集成电(dian)路(lu)后道(dao)封(feng)装工艺(yi)中(zhong)铝(lv)或铜(tong)衬垫(dian)层外侧的阻(zu)挡(dang)层。近年(nian)来(lai),采(cai)用溅射(she)方(fang)法(fa),钽还(hai)用(yong)于制(zhi)备高(gao)介(jie)电栅介质层的氧(yang)化物薄(bao)膜(mo),有(you)助于进(jin)一步缩小晶体管(guan)的关(guan)键(jian)尺(chi)寸、有效改善(shan)晶体管(guan)的驱(qu)动(dong)能力[18]。
在(zai)集成(cheng)电路用(yong)靶(ba)材(cai)市场上,钽靶(ba)材占(zhan)比最高,也是(shi)技术难(nan)度(du)最高的类(lei)型之(zhi)一,需要(yao)严格(ge)控制钽靶(ba)材内(nei)部(bu)的晶粒尺(chi)寸(cun)及(ji)取向,确(que)保晶(jing)粒均(jun)匀分布。日(ri)矿金(jin)属株(zhu)式(shi)会社、世(shi)泰(tai)科(ke)公(gong)司(钽(tan)靶坯(pi)业(ye)务(wu)被美(mei)题隆公(gong)司(si)(美(mei)国)收(shou)购(gou))的(de)钽靶材制备(bei)技(ji)术(shu)最(zui)为(wei)先(xian)进(jin)。国内企业在大尺(chi)寸、高(gao)纯(chun)度(du)钽(tan)靶(ba)材(cai)的组(zu)织(zhi)均匀(yun)性(xing)控(kong)制(zhi)及取(qu)向(xiang)分(fen)布等(deng)方(fang)面存在差(cha)距,导致(zhi)溅(jian)射薄膜均(jun)匀性不佳,需要(yao)在高均(jun)匀(yun)变(bian)形(xing)、取向调控(kong)等(deng)关(guan)键(jian)技术(shu)点(dian)上(shang)进行(xing)深(shen)化(hua)研(yan)究(jiu)。
在(zai)高(gao)纯钽(tan)原材料(liao)方(fang)面,日(ri)矿金属株式会社(she)、世(shi)泰科公(gong)司、环(huan)球(qiu)卓(zhuo)越(yue)金(jin)属(shu)有限(xian)公司(澳(ao)大利亚(ya))都(dou)能提(ti)供(gong) 4N5 以(yi)上(shang)高纯(chun)钽;宁(ning)夏东方钽(tan)业(ye)股份(fen)有(you)限(xian)公司掌握了(le)高(gao)纯钽提纯制备(bei)的全套工(gong)艺方法,生产(chan)的4N5 高(gao)纯(chun)钽(tan)填(tian)补(bu)了国内(nei)空白,在(zai) 5N钽(tan)锭(ding)的(de)个(ge)别杂质(zhi)元(yuan)素(su)稳(wen)定(ding)控(kong)制、大锭型钽(tan)锭(ding)制备(bei)方面(mian)还需进(jin)一(yi)步提升(sheng)。目前,国内高端钽(tan)靶材(或板坯)依赖(lai)进口(kou),国产化自(zi)给(gei)率远(yuan)低(di)于铝、铜(tong)、钛(tai)等(deng)靶(ba)材,有(you)关(guan)高(gao)纯(chun)钽靶制(zhi)备(bei)以(yi)及钽提纯等技(ji)术(shu)有待研发(fa)升级。
5. 高纯钴和镍(nie)铂靶材
钴(gu)、镍(nie)铂具有(you)优(you)异(yi)的(de)铁磁(ci)性和良(liang)好的(de)导(dao)电性,通(tong)过溅(jian)射制备薄(bao)膜(mo)再(zai)反(fan)应生(sheng)成钴(gu)、镍(nie)的硅化(hua)物,用(yong)于集(ji)成电(dian)路源极、漏极(ji)、栅(zha)极等与金(jin)属(shu)之(zhi)间的(de)接(jie)触(chu)。钴、镍(nie)铂靶(ba)材(cai)分别用于 130~90 nm、65~20 nm逻(luo)辑(ji)器(qi)件工艺(yi);随着线(xian)宽的(de)减(jian)小(xiao),可(ke)增加镍(nie)铂合金(jin)中的(de)铂(bo)含量,以进一步(bu)提高镍铂(bo)硅薄(bao)膜(mo)的高温(wen)稳定性(xing)并改善界面形(xing)貌(mao)[13]。鉴于(yu)存储器(qi)件工艺要(yao)求低于(yu)逻(luo)辑器件,钴、镍铂靶材(cai)还可(ke)应(ying)用于1X nm存(cun)储工艺(yi)中。当技术(shu)节(jie)点发(fa)展到7 nm技(ji)术(shu)时,钴的(de)电(dian)阻率低(di)、抗电迁(qian)移(yi)性(xing)能优(you)异(yi),开始(shi)替代铜成(cheng)为(wei)新(xin)的(de)互连(lian)线(xian)材料(liao)[11]。
由(you)于钴(gu)、镍(nie)铂(bo)均具有(you)较(jiao)强(qiang)的(de)磁性(xing),在磁控(kong)溅射(she)时会(hui)一(yi)定(ding)程(cheng)度上屏蔽(bi)磁场(chang)而(er)导(dao)致起(qi)辉或维(wei)持放电困难;为(wei)了保证(zheng)溅(jian)射(she)性(xing)能及(ji)薄膜(mo)均匀性(xing),需(xu)调控(kong)靶(ba)材(cai)相(xiang)结构(gou)、再(zai)结晶状态(tai)来(lai)提升透(tou)磁性(xing)[19]。通常(chang),接触(chu)层厚(hou)度非(fei)常薄(bao)(<10 nm)、均(jun)匀性(xing)要(yao)求(qiu)高(gao),靶(ba)材透磁(ci)率(lv)过低(di)或(huo)均(jun)匀(yun)性差都会(hui)导(dao)致(zhi)薄膜厚(hou)度及均(jun)匀(yun)性(xing)无(wu)法(fa)满(man)足(zu)要求(qiu)。7~5 nm先(xian)进制程(cheng)对高(gao)纯钴(gu)靶材的(de)纯度(du)、磁(ci)性能(neng)、均(jun)匀(yun)性等(deng)都提(ti)出了(le)更(geng)高要求(qiu)。
高(gao)纯、低氧、高(gao)透磁的(de)钴靶(ba)材(cai)供(gong)应商(shang)主(zhu)要是(shi)日(ri)矿金属株式会社,霍(huo)尼韦(wei)尔(er)国际(ji)公(gong)司有(you)部分200 mm晶圆(yuan)用(yong)钴靶供应(ying)能(neng)力。有(you)研(yan)亿(yi)金新(xin)材(cai)料有限公(gong)司(si)掌(zhang)握了(le)铁(tie)磁(ci)性(xing)靶材微观(guan)组织(zhi)、透磁性能均匀(yun)调(diao)控(kong)技(ji)术,在(zai) 200~300 mm 晶圆(yuan)用(yong)钴靶材方面(mian)实(shi)现(xian)突(tu)破 ,成为高(gao)透(tou)磁钴靶(ba)产品(pin)市场(chang)的有(you)力竞争者(zhe)。在高纯钴生产(chan)方(fang)面(mian),日(ri)矿金(jin)属(shu)株(zhu)式(shi)会社、霍尼韦(wei)尔(er)国际公(gong)司具(ju)有(you)产业(ye)链集(ji)成(cheng)优势,有(you)研(yan)亿金(jin)新(xin)材(cai)料有限(xian)公司(si)、金川集(ji)团股份有限公(gong)司(si)能够通过(guo)深(shen)度除(chu)杂(za)电(dian)解(jie)制(zhi)备5N以上(shang)钴(gu)板(ban)。目(mu)前(qian),国内(nei)针(zhen)对(dui) 7 nm及以下(xia)制程(cheng)的(de)钴(gu)靶(ba)材(cai)制备技术有(you)待提升(sheng),主要涉(she)及材(cai)料纯(chun)度(du)提(ti)升(sheng)、透(tou)磁(ci)率及波(bo)动性能(neng)改(gai)善,以更(geng)好(hao)满(man)足(zu)先进(jin)制(zhi)程(cheng)对(dui)薄膜的(de)严(yan)苛(ke)要求。
高(gao)纯(chun)镍铂(bo)靶(ba)材主要分(fen)为 Ni-5at%Pt、Ni-10at%Pt等,国(guo)际(ji)市(shi)场的(de)主要(yao)供应商有日矿(kuang)金(jin)属株(zhu)式会社,霍(huo)尼(ni)韦(wei)尔国际(ji)公司、东(dong)曹(cao)株式(shi)会(hui)社(she)(日(ri)本(ben))等(deng)。有(you)研亿(yi)金(jin)新材(cai)料(liao)有(you)限(xian)公(gong)司攻克(ke)了系列(lie)镍铂(bo)靶材(cai)制(zhi)备(bei)关(guan)键(jian)技术(shu),通过了国(guo)内(nei)外(wai)知名半(ban)导(dao)体(ti)制造企(qi)业(ye)验(yan)证并实(shi)现批(pi)量(liang)供货(huo)。镍铂合(he)金材(cai)料(liao)含有(you)贵金属,纯(chun)度通常在 4N5 以(yi)上,除(chu)了(le)对靶(ba)材(cai)内(nei)部(bu)缺陷、微(wei)观组织均(jun)
匀(yun)性(xing)、透磁(ci)性(xing)能(neng)、表(biao)面(mian)质(zhi)量(liang)等提(ti)出严(yan)苛(ke)要(yao)求(qiu)外,相(xiang)关成本控制较为关(guan)键。随(sui)着(zhe)镍铂靶(ba)材(cai)需(xu)求量的增加,除(chu)了(le)批(pi)次(ci)稳定(ding)性(xing)、一致(zhi)性(xing)的要(yao)求外(wai),开展(zhan)铂的综(zong)合回收利(li)用以及提高生产(chan)效率(lv)等也显迫(po)切(qie)。
6. 高(gao)纯(chun)钨(wu)及(ji)钨合金靶材(cai)
钨及(ji)钨(wu)合金是集成电(dian)路(lu)存(cun)储芯(xin)片(pian)制造(zao)用关(guan)键材料(liao)。存(cun)储(chu)器工(gong)艺技(ji)术节(jie)点通常在(zai) 65~1X nm,钨及(ji)钨(wu)硅(gui)合金因其(qi)电(dian)导率(lv)高(gao)、电子迁(qian)移(yi)抗力高、高(gao)温(wen)稳定(ding)性优良(liang)、与硅衬底(di)接触良(liang)好(hao),在金(jin)属(shu)栅(zha)中用于制备高纯钨(wu) / 氮化钨(wu)金属堆垛膜层及(ji)硅(gui)化钨(wu)栅极(ji)层,在字线(xian)层(ceng)中(zhong)用于(yu)制(zhi)备金(jin)属互连层及(ji)金(jin)属(shu)间通孔、垂直(zhi)接触的(de)填充(chong)物(wu)。
高(gao)纯(chun)钨(wu)及钨(wu)合(he)金(jin)靶(ba)材(cai)市场由(you)日(ri)矿(kuang)金(jin)属(shu)株式(shi)会(hui)社、东曹株(zhu)式(shi)会社、世泰科公(gong)司(si)等(deng)主导,而(er)高(gao)纯钨(wu)及(ji)钨合(he)金靶(ba)材(cai)的国产化(hua)程(cheng)度极低(di),相应(ying)产(chan)品(pin)依赖(lai)进口(kou)[14]。传统钨加工工艺制(zhi)备(bei)出(chu)的(de)高(gao)致密、高纯(chun)靶材(cai)溅(jian)射薄(bao)膜均(jun)匀性(xing)差,无(wu)法(fa)达(da)到先(xian)进制(zhi)程芯片的(de)高品(pin)质(zhi)要(yao)求;国产钨靶(ba)材在(zai)高(gao)纯(chun)降(jiang)氧(yang)控制(zhi)、均匀合金(jin)化、大(da)尺(chi)寸烧(shao)结成型(xing)、高(gao)均(jun)匀变(bian)形(xing)、取向调控等方面存(cun)在一(yi)定差距[9]。在(zai)高(gao)纯(chun)钨原材(cai)料方(fang)面,日(ri)矿(kuang)金属株式(shi)会(hui)社(she)、世泰科(ke)公司可(ke)生(sheng)产(chan)满(man)足(zu)要求(qiu)的 5N高纯(chun)钨(wu)粉;厦门钨业(ye)股(gu)份(fen)有(you)限(xian)公司(si)、崇义(yi)章源钨业股份有(you)限公司(si)等公(gong)司具备 5N高纯钨粉生(sheng)产能(neng)力(li),但(dan)粉(fen)体的一(yi)致(zhi)性(xing)和(he)稳(wen)定性(xing)需(xu)要提(ti)升。
7. 其(qi)他高(gao)纯(chun)金属及(ji)合(he)金(jin)靶材(cai)
在(zai)集成(cheng)电(dian)路晶圆制造以外,先进封(feng)装领域还需金、银(yin)、镍(nie)钒(fan)、钨钛(tai)等高纯金(jin)属及合金靶材。这(zhe)些(xie)靶(ba)材(cai)主(zhu)要(yao)关(guan)联(lian)先进(jin)封装中(zhong)的(de)凸块(kuai)、重(zhong)布(bu)线、硅(gui)通孔(kong)、共形屏(ping)蔽等(deng)工艺技术,用于(yu)制(zhi)造阻(zu)挡(dang)层、润(run)湿层(ceng)、黏(nian)附(fu)层、抗(kang)氧化层、屏蔽(bi)层(ceng)等[6]。优美科公(gong)司(si)是(shi)先(xian)进封装(zhuang)领(ling)域(yu)靶(ba)材的(de)主要(yao)供应商(shang)之一。国内靶材企(qi)业(ye)实现(xian)了先(xian)进封(feng)装(zhuang)类(lei)靶材从高纯原材(cai)料(liao)到(dao)终(zhong)端(duan)产(chan)品(pin)的(de)全(quan)过程性(xing)能(neng)控(kong)制,在(zai)靶材的大(da)尺寸(cun)、高纯化、高(gao)均匀性(xing)、高(gao)稳定(ding)性、长(zhang)寿命(ming)性能(neng)控制(zhi)等(deng)方(fang)面形(xing)成了(le)一(yi)定(ding)的(de)技(ji)术优势;低成(cheng)本、高品质的靶材(cai)产品广(guang)泛供应国(guo)内外(wai)市(shi)场(chang)。
四(si)、我国(guo)集(ji)成(cheng)电路(lu)用(yong)高纯金(jin)属溅(jian)射(she)靶(ba)材(cai)发展(zhan)挑(tiao)战分(fen)析
(一)部分靶(ba)材产(chan)品(pin)和(he)关键原(yuan)材料依赖进口(kou)
铝、钛(tai)、铜(tong)、钴、镍(nie)等高纯(chun)金属及合金(jin)溅射靶材(cai)已(yi)实现(xian)国产化;但(dan)在钨、钽、其他高纯特种金属(shu)及(ji)合金溅射(she)靶(ba)材(cai)方面(mian),因(yin)制备(bei)加工技术(shu)难(nan)度(du)大(da)或者(zhe)下游(you)尚未形成大(da)规模(mo)应(ying)用需求,未(wei)能全(quan)面突破靶材制(zhi)备核(he)心技(ji)术(shu)。国(guo)产靶(ba)材与进口产(chan)品相比(bi),性(xing)能品质(zhi)存在(zai)一定差距。相(xiang)关(guan)靶(ba)材所用的(de)高纯原(yuan)材料(liao)尚(shang)未完全(quan)实(shi)现(xian)国(guo)产化,如高(gao)纯(chun)铝(lv)、钛、钽、锰(meng)、钒(fan)等(deng)原(yuan)材料在杂(za)质元(yuan)素与缺(que)陷(xian)控制上(shang)难(nan)以满足(zu)高端(duan)应用需求,进(jin)口(kou)依(yi)赖(lai)度(du)依(yi)然(ran)较高(gao)。靶材(cai)焊(han)接所需(xu)的背(bei)板(ban)材料也没(mei)有(you)完全(quan)实(shi)现(xian)国(guo)产化(hua),国(guo)产铜(tong)镍(nie)硅(gui)铬(ge)、铜锌(xin)锡等(deng)合(he)金背板(ban)材(cai)料(liao)的产(chan)品(pin)质量(liang)有(you)待提(ti)升(sheng),仍(reng)需进口以(yi)弥补(bu)应用需求(qiu)。
(二(er))材(cai)料(liao)性(xing)能(neng)一致(zhi)性(xing)和稳定(ding)性不高(gao)、智(zhi)能(neng)化(hua)制(zhi)造水(shui)平(ping)待(dai)提(ti)升(sheng)
集成(cheng)电(dian)路(lu)用靶材除了(le)技术指标要(yao)求高外,对产品一致(zhi)性、批(pi)次(ci)稳定(ding)性也(ye)有(you)极(ji)高(gao)的(de)要求。在(zai)高纯金(jin)属(shu)溅(jian)射(she)靶材从(cong)研(yan)制到产业化、产(chan)品(pin)由样件(jian)到量产的(de)过(guo)程(cheng)中,加工工艺的(de)一致(zhi)性(xing)及(ji)可重复(fu)性(xing)与关(guan)键(jian)装备水(shui)平、人(ren)才队(dui)伍能力(li)密切相(xiang)关(guan)。靶(ba)材(cai)加(jia)工(gong)的生(sheng)产(chan)流(liu)程长(zhang),纯度、内部(bu)缺陷、微(wei)观组织(zhi)性能(neng)、表(biao)面(mian)质(zhi)量等(deng)在生(sheng)产过(guo)程中易受(shou)多种因(yin)素(su)影(ying)响(xiang),也难以进(jin)行(xing)在(zai)线(xian)实(shi)时(shi)监测。相关(guan)靶材(cai)企(qi)业(ye)未(wei)能(neng)积(ji)累足够的技(ji)术储备、市场批量验(yan)证(zheng)反馈(kui)的经验,多品(pin)种(zhong)、小批量的(de)生(sheng)产(chan)特点也不利(li)于(yu)智能化(hua)制(zhi)造(zao)水平(ping)提(ti)高(gao)。以(yi)上因(yin)素共(gong)同(tong)导(dao)致(zhi)了(le)靶材(cai)生(sheng)产(chan)质(zhi)量管(guan)控(kong)困难(nan),产品(pin)性(xing)能的一(yi)致性(xing)、可重(zhong)复性不高(gao),低良(liang)率与高(gao)成(cheng)本共存(cun)。
(三)面向(xiang)前沿(yan)的新材(cai)料(liao)验证机会少(shao)、验证(zheng)周期(qi)长集(ji)成(cheng)电(dian)路(lu)先(xian)进(jin)制(zhi)程落(luo)后(hou)于(yu)国(guo)际约两代(dai)水(shui)平(ping),因(yin)而(er)面向(xiang)前(qian)沿领域(yu)的(de)新材(cai)料(liao)开发(fa)距(ju)离先发(fa)企业有较(jiao)大差距(ju);对靶材与薄膜的(de)组织性(xing)能关(guan)系(xi)理解不(bu)深(shen)刻(ke),与(yu)溅射(she)工(gong)艺相结(jie)合的靶材(cai)优化(hua)设(she)计能力(li)相对欠(qian)缺(que),先进制程以(yi)及(ji)新型(xing)器件所(suo)需(xu)的关(guan)键(jian)靶材(cai)缺(que)乏验证机(ji)会。薄(bao)膜性能(neng)(膜厚、应(ying)力、电阻率、粗(cu)糙度(du)、片(pian)内(nei)均(jun)匀性、片间(jian)均匀性(xing))及器件的电性能(neng)、可(ke)靠性评估等,均与(yu)靶(ba)材密(mi)切相(xiang)关,而下(xia)游(you)客(ke)户(hu)通(tong)常(chang)倾向于(yu)采(cai)用(yong)国外成(cheng)熟机台及(ji)配套靶(ba)材以确(que)保(bao)快(kuai)速进(jin)入(ru)量产,导致(zhi)国(guo)产靶材应(ying)用机会(hui)少(shao)、迭代(dai)改进(jin)慢(man)、验(yan)证(zheng)周期(qi)长,也(ye)就(jiu)制(zhi)约了(le)靶(ba)材技(ji)术创(chuang)新(xin)和(he)新(xin)品(pin)开(kai)发能力(li)。

(四)加(jia)工(gong)和(he)检(jian)测(ce)环(huan)节的(de)关键(jian)设备不满(man)足需求从高(gao)纯(chun)材料提纯(chun)到高性(xing)能(neng)靶(ba)材(cai)制(zhi)备(bei),都(dou)需要(yao)性能稳定、高(gao)可(ke)靠(kao)性的(de)加(jia)工和(he)检测设(she)备(bei)。熔(rong)铸(zhu)、压(ya)力(li)烧结、焊(han)接等关(guan)键环(huan)节(jie)都(dou)存(cun)在国产(chan)设(she)备技术指标不匹(pi)配(pei)要(yao)求、设(she)备稳定性及可(ke)靠性偏(pian)低(di)等问(wen)题(ti),相(xiang)关(guan)的(de)电(dian)子束(shu)熔炼炉、热等静(jing)压(ya)机(ji)、热(re)压烧(shao)结(jie)炉、电(dian)子(zi)束焊(han)机(ji)等高(gao)端装(zhuang)备亟(ji)待(dai)提(ti)高技(ji)术水(shui)平。纯度、气(qi)体杂质元素(su)、微(wei)缺陷(xian)、微观组织与织(zhi)构(gou)取向相(xiang)关的(de)分(fen)析(xi)检(jian)测仪(yi)器(qi)设备,对于(yu)靶(ba)材(cai)新品研(yan)制、成熟(shu)产(chan)品(pin)质(zhi)量(liang)管控(kong)不(bu)可或缺。国(guo)产(chan)的(de)分析(xi)检(jian)测(ce)设备(bei)距离(li)应用需(xu)求差距较(jiao)大(da),导致等(deng)离子体(ti)质(zhi)谱仪、碳硫分析仪(yi)、氮(dan)氧氢(qing)分(fen)析仪等(deng)高(gao)精(jing)度设备较多(duo)依赖(lai)进口(kou),而(er)辉(hui)光(guang)放电(dian)质(zhi)谱(pu)仪完全(quan)依赖进(jin)口。
五(wu)、我(wo)国集成电路用高(gao)纯(chun)金(jin)属溅射(she)靶(ba)材的重(zhong)点(dian)发展方(fang)向(xiang)
突(tu)破(po)高端靶(ba)材制(zhi)备关(guan)键技术并实(shi)现(xian)工(gong)程化,保(bao)持先进工艺关键配(pei)套材(cai)料的(de)自(zi)主(zhu)可(ke)控(kong),是支撑(cheng)集(ji)成(cheng)电路产(chan)业安(an)全(quan)和可(ke)持续(xu)发(fa)展(zhan)的(de)关(guan)键内容。集(ji)成(cheng)电路(lu)工(gong)艺的(de)提升,带来了(le)靶材纯(chun)度(du)、多(duo)元(yuan)化(hua)材(cai)料、精细(xi)化微(wei)观组(zu)织等方面的(de)新需求(qiu),对靶(ba)材的可(ke)靠性、一(yi)致性也有(you)更高(gao)要(yao)求。为(wei)了提高薄(bao)膜(mo)材料的综(zong)合性(xing)能(neng),微(wei)观组(zu)织均匀可(ke)控(kong)、高强度、高稳定性、长寿命的(de)高(gao)效(xiao)能(neng)溅射(she)靶材是发(fa)展重(zhong)点,涉(she)及(ji)强(qiang)塑(su)性变形控制、高(gao)强(qiang)度焊接(jie)、靶(ba)材结构优化设(she)计(ji)等(deng)关键(jian)环(huan)节[8,20];高(gao)纯(chun)度、高(gao)洁净(jing)的(de)金属(shu)原材(cai)料(liao)是减(jian)少(shao)溅射(she)过程中(zhong)异(yi)常放(fang)电(dian)、颗(ke)粒(li)缺(que)陷等问题(ti)的(de)前提(ti),需(xu)要(yao)持续(xu)提(ti)升高纯(chun)材料(liao)精炼提(ti)纯技术(shu)及(ji)分(fen)析(xi)检(jian)测(ce)能力。合(he)理加大(da)高纯金(jin)属(shu)溅射(she)靶材技术研(yan)发及(ji)产业(ye)升级(ji)的支持力度,力(li)争在 2030 年(nian)前后使我(wo)国(guo)成为世(shi)界高(gao)纯(chun)金(jin)属(shu)溅(jian)射(she)靶材的主(zhu)要供应(ying)国(guo)之(zhi)一(yi)。
(一)提(ti)升高纯金(jin)属材料制(zhi)备(bei)技(ji)术(shu)水平(ping),实(shi)现批量(liang)稳(wen)定(ding)生产
针(zhen)对(dui)集成(cheng)电路(lu)用靶(ba)材对高(gao)纯原材料的需求,开(kai)发(fa)成套提(ti)纯(chun)工(gong)艺及设(she)备,全面(mian)实(shi)现(xian)铝、钛、铜(tong)、钽、钴、钨(wu)、钼、镍、钒(fan)、锰(meng)、金、银(yin)、铂、钌、钪、镧(lan)等高纯金(jin)属(shu)的自(zi)主生产,切(qie)实(shi)保障(zhang)原(yuan)材料(liao)供应(ying)安(an)全(quan)[21]。
对(dui)于(yu)已(yi)有一(yi)定(ding)产业(ye)基(ji)础能(neng)力的高(gao)纯铝(lv)、铜、钛、钽、钴、镍、钨、金(jin)、银(yin)、铂等材料,着(zhe)重针对(dui)国(guo)产高纯(chun)材料个别(bie)杂质(zhi)元(yuan)素含(han)量(liang)超标(biao)、产(chan)品(pin)一(yi)致(zhi)性差、批(pi)次(ci)之(zhi)间性(xing)能不(bu)稳定等问题(ti),立足现有提纯制备(bei)技术(shu)基础(chu),进行(xing)技(ji)术提(ti)升(sheng)与智能(neng)化改(gai)造(zao),深(shen)度净化和(he)去除(chu)有害(hai)杂(za)质(zhi)元(yuan)素以提升(sheng)纯(chun)度等级;开展工(gong)艺 ‒ 设(she)备(bei)耦合(he)试验(yan)及(ji)稳(wen)定(ding)性(xing)验(yan)证,优(you)化(hua)工(gong)艺结(jie)构(gou),以连续化、自动(dong)化设备(bei)应(ying)用(yong)为主(zhu)要形(xing)式来提(ti)升(sheng)高(gao)纯材(cai)料的(de)产能。
对于当(dang)前技术(shu)基(ji)础薄弱(ruo)、市场(chang)亟(ji)需或(huo)者(zhe)未来(lai)前景(jing)良好的(de)高(gao)纯(chun)锰、钒(fan)、钌、钪、镧等金属,探(tan)明杂质(zhi)元(yuan)素(su)去(qu)除(chu)机(ji)理,开(kai)发(fa)提(ti)纯新(xin)工艺(yi)新(xin)设(she)备(bei),制(zhi)备(bei)满足集(ji)成(cheng)电(dian)路(lu)需(xu)求(qiu)的(de)高(gao)纯(chun)金(jin)属,在技术(shu)成(cheng)熟(shu)的(de)基(ji)础(chu)上控(kong)制(zhi)成(cheng)本并扩(kuo)大(da)生(sheng)产规模(mo)。
(二(er))攻克(ke)高(gao)性(xing)能靶(ba)材制备关(guan)键技(ji)术(shu),驱(qu)动(dong)靶材智能(neng)化生产(chan)
针(zhen)对集成电路(lu)先进(jin)逻辑器(qi)件(jian)、先(xian)进(jin)存储器件(jian)、先进封(feng)装(zhuang)等薄(bao)膜沉(chen)积(ji)制(zhi)备需求(qiu),开发(fa)全(quan)系(xi)列(lie)高(gao)端靶(ba)材(cai)产品。加强(qiang)智能(neng)化(hua)生产(chan)线建设,实现(xian)铝(lv)及铝合金、钛、铜及(ji)铜(tong)合(he)金(jin)、钽、钴(gu)、镍铂(bo)、钨(wu)及钨(wu)硅、镍钒(fan)、钼(mu)、金、银等(deng)高(gao)纯(chun)金属及合金靶材(cai)的规模化供(gong)应。
对(dui)于已量产的(de)高(gao)纯铝(lv)及铝(lv)合(he)金(jin)、钛(tai)、铜(tong)及(ji)铜(tong)合(he)金、钴(gu)、镍铂、金、银(yin)等(deng)靶(ba)材(cai),在现(xian)有(you)技术(shu)基础上(shang)进(jin)一步(bu)优(you)化工艺(yi),整(zheng)体(ti)达(da)到国际(ji)先(xian)进水(shui)平(ping)。针对靶材(cai)品种(zhong)多(duo)、门槛(kan)高、专(zhuan)用(yong)性(xing)强(qiang)的特(te)点,建设柔性、敏捷(jie)的(de)智(zhi)能(neng)化(hua)生产线,提升(sheng)生产能(neng)力、产品(pin)稳定性(xing)、成(cheng)本(ben)控制水平(ping),形(xing)成(cheng)具(ju)有国际(ji)市场竞争(zheng)力(li)的高纯金属(shu)溅(jian)射(she)靶材(cai)产(chan)品体(ti)系。
对(dui)于(yu)当前(qian)技术(shu)成(cheng)熟(shu)度(du)低(di)、尚(shang)未完全国产(chan)化(hua)的高(gao)纯钽、钨(wu)等金属(shu)及(ji)合金(jin)靶(ba)材,对(dui)标国(guo)际先进水平(ping),集中力量突破(po)核(he)心技(ji)术(shu);优化工艺(yi)能(neng)力(li),推动在下游(you)集(ji)成(cheng)电路(lu)企业(ye)的(de)考核(he)验证(zheng),满(man)足当前应用(yong)亟需(xu);在(zai)产(chan)品(pin)合格、技(ji)术成(cheng)熟(shu)的(de)基础(chu)上(shang),扩(kuo)大(da)生(sheng)产规(gui)模(mo),积(ji)极(ji)开(kai)拓(tuo)市(shi)场。
(三(san))瞄(miao)准(zhun)电子(zi)信息(xi)技术(shu)前沿(yan)需求(qiu),开发高端(duan)新(xin)材料(liao)
面(mian)向(xiang)第(di)五代移(yi)动(dong)通信(xin)、人(ren)工(gong)智能、物(wu)联(lian)网、云(yun)计算等电(dian)子信(xin)息(xi)技(ji)术(shu)领域(yu)中(zhong)的新兴应用场(chang)景(jing),把(ba)握纳米逻辑(ji)器(qi)件(jian)、新(xin)型存储器(qi)件(jian)、高(gao)频移(yi)动(dong)通(tong)信(xin)滤波器、智能(neng)传(chuan)感(gan)器、芯(xin)粒异质(zhi)集(ji)成(cheng)等(deng)新型(xing)器件及(ji)先进(jin)技(ji)术对新(xin)材料的(de)需求。推(tui)动集成电(dian)路产(chan)业领先的研发机(ji)构(gou)、设(she)备(bei)制造商(shang)、芯(xin)片制造商(shang)密切(qie)合作(zuo),有序开(kai)展钌及钌合(he)金(jin)、铝(lv)钪合金、多(duo)元相变合(he)金、钴(gu)基特(te)种(zhong)合(he)金(jin)、陶瓷化合物等(deng)高(gao)纯材料靶(ba)材的研发。
着(zhe)力(li)开(kai)发原创(chuang)技术和产品(pin),实现新领(ling)域技术能(neng)力(li)的(de)国(guo)际(ji)同(tong)步(bu)发展(zhan)。关(guan)注(zhu)基于新(xin)材(cai)料(liao)、新(xin)原(yuan)理、新结构的颠覆(fu)性(xing)技(ji)术(shu)创(chuang)新,跟(gen)踪(zong)非硅基(ji)半(ban)导(dao)体(ti)材料(liao)的发展(zhan),针(zhen)对(dui)相关领域所(suo)需薄膜材(cai)料进行(xing)提前(qian)布局(ju)。
(四)提(ti)升(sheng)分(fen)析检测与(yu)应用(yong)评(ping)价(jia)能力,完善材料标准(zhun)及(ji)评价体系(xi)建设(she)
针对靶材性能(neng)分析(xi)测(ce)试(shi)与应用(yong)验(yan)证(zheng)需求,建(jian)立完(wan)善(shan)的电(dian)子(zi)材(cai)料(liao)分析(xi)测试(shi)和应用研(yan)发平台。① 根据(ju)集成(cheng)电(dian)路先(xian)进器件和(he)工艺(yi)对(dui)高纯金属溅射靶(ba)材(cai)的(de)严苛要求(qiu),在材料(liao)的(de)痕(hen)量 / 超(chao)痕(hen)量元素(su)分析、微(wei)缺(que)陷(xian)分(fen)析、晶(jing)粒尺寸、织(zhi)构取向等(deng)方(fang)面建立(li)或(huo)完(wan)善(shan)检测标(biao)准(zhun)、工艺标准、产(chan)品(pin)质量(liang)标准,研(yan)制(zhi)集成电(dian)路(lu)用高纯(chun)金(jin)属(shu)标准物质并(bing)进(jin)行推(tui)广(guang)应(ying)用(yong)。② 针对薄膜沉积(ji)需求进(jin)行靶(ba)材(cai)测试验(yan)证(zheng),明(ming)确靶(ba)材的关键(jian)性(xing)能控制(zhi)指标、应用(yong)性(xing)能(neng)评价指标(biao),提出靶(ba)材(cai)验(yan)证操(cao)作(zuo)规(gui)范(fan)、工(gong)艺标(biao)准,构(gou)建完整(zheng)的(de)评(ping)价体(ti)系。
提升(sheng)检测能(neng)力、完(wan)善(shan)评(ping)价(jia)体系(xi),支持打通(tong)集(ji)成(cheng)电(dian)路(lu)用(yong)高纯(chun)金属(shu)溅(jian)射靶材(cai)“性(xing)能 ‒ 制(zhi)备(bei) ‒ 应用”完整(zheng)流程(cheng),为靶(ba)材开发(fa)提供(gong)包括(kuo)材(cai)料性(xing)能分(fen)析(xi)检测、产(chan)品(pin)应用(yong)评价在内(nei)的(de)综(zong)合解(jie)决方案。合理降低(di)材(cai)料(liao)企(qi)业创新(xin)应用门槛,实(shi)质(zhi)性(xing)提高(gao)研发(fa)效率、缩短研(yan)发(fa)周(zhou)期,加(jia)速集(ji)成(cheng)电路材料(liao)体(ti)系(xi)的(de)技(ji)术(shu)创(chuang)新(xin)与(yu)国产化进程(cheng)。
六、集成电路(lu)用(yong)高(gao)纯金(jin)属(shu)溅(jian)射靶材发展(zhan)建(jian)议
(一(yi))以应用(yong)为牵(qian)引(yin),加强(qiang)“产(chan)学研(yan)用(yong)”体系建(jian)设(she)
着(zhe)眼(yan)集成电(dian)路高端(duan)芯(xin)片(pian)需(xu)求(qiu),坚(jian)持(chi)应用(yong)牵(qian)引(yin),采取“产(chan)学(xue)研(yan)用”协(xie)同创新(xin)模式,由(you)靶(ba)材企业(ye)牵(qian)头(tou),联(lian)合上下游(you)优势(shi)企(qi)业(ye)和(he)科研(yan)院(yuan)所(suo),发展靶材全(quan)流(liu)程组织、结(jie)构(gou)、工艺一体化的(de)集成(cheng)设(she)计与调控(kong)理论(lun),突破制约集(ji)成电路(lu)及(ji)新(xin)兴产业发(fa)展的高端(duan)靶(ba)材关(guan)键(jian)制备(bei)加工技(ji)术;为集成(cheng)电(dian)路产业(ye)提供(gong)关(guan)键战(zhan)略基(ji)础材(cai)料保(bao)障(zhang),通过技术(shu)创新带(dai)动(dong)高纯(chun)金(jin)属溅射靶(ba)材(cai)行业(ye)各(ge)环(huan)节协同发(fa)展。加强(qiang)基础技术研(yan)究,注重与(yu)下游客户(hu)的(de)紧密(mi)合(he)作,推(tui)动(dong)靶材性(xing)能验(yan)证(zheng)和(he)快(kuai)速迭(die)代;优(you)化并提(ti)升高(gao)纯金(jin)属及靶材制备技(ji)术(shu),开发更高性(xing)能的靶材(cai)产品(pin)并实(shi)现量产(chan),促进(jin)高纯(chun)金(jin)属溅射靶(ba)材行业的可持续(xu)发(fa)展(zhan)。
(二(er))解决(jue)关键设备(bei)国产化(hua)问(wen)题(ti),实(shi)现智能(neng)化生产(chan)
系(xi)统开发高(gao)纯(chun)金(jin)属溅射靶(ba)材用关键(jian)设(she)备(bei)及仪器,如(ru)电(dian)子(zi)束熔炼炉、热等静压(ya)设(she)备、电子(zi)束(shu)焊机(ji)、智(zhi)能热处(chu)理装(zhuang)备(bei)、智能(neng)加工(gong)机床(chuang),高(gao)精(jing)度(du)辉光(guang)放电质(zhi)谱仪(yi)、等(deng)离(li)子体质谱(pu)仪(yi)、碳(tan)硫(liu)分析仪、氮(dan)氧氢分析仪(yi)。应用信息(xi)化(hua)、智能(neng)化、数(shu)字化技(ji)术(shu),实(shi)现高纯(chun)材料(liao)及靶(ba)材制造(zao)全流程的智能控制(zhi)与检测分析(xi)能(neng)力(li),提(ti)高生(sheng)产(chan)能(neng)力与效率,降(jiang)低原材料(liao)损耗(hao)率(lv)与(yu)能(neng)耗(hao),提(ti)升产(chan)品性(xing)能(neng)与(yu)质量(liang)稳(wen)定(ding)性(xing),全面(mian)增强(qiang)市(shi)场竞争力(li)。
(三)加大优势(shi)团队支(zhi)持力(li)度(du),加强(qiang)人才队伍建设
建议(yi)给予集成电(dian)路材(cai)料(liao)研(yan)发与(yu)产(chan)业(ye)化(hua)优(you)势(shi)团队的(de)连续(xu)稳定支持(chi),建立(li)高(gao)水平、开(kai)放性(xing)的科(ke)技创新平台,促进材料冶(ye)金(jin)、加(jia)工、分(fen)析检(jian)测和半(ban)导体(ti)技(ji)术的交叉(cha)融合,切实提升高(gao)纯(chun)金属(shu)溅(jian)射(she)靶(ba)材的(de)工(gong)艺技术水(shui)平。完善(shan)人(ren)才(cai)培育和(he)培养(yang)模(mo)式,构建包(bao)括领军人(ren)才、创新(xin)创业(ye)人才、工程技(ji)术(shu)人(ren)才在(zai)内的高水(shui)平(ping)专(zhuan)业(ye)队伍,积(ji)极(ji)引入具(ju)有(you)国际(ji)化背景(jing)的(de)制造、管理、生(sheng)产技术(shu)专(zhuan)家(jia);加强青(qing)年(nian)人才培(pei)养(yang),合(he)理落(luo)实人才(cai)激(ji)励措(cuo)施,为高纯金(jin)属(shu)靶材行(xing)业(ye)健(jian)康发展(zhan)提供(gong)源动力。
(四)掌握自主知识(shi)产权,开(kai)展(zhan)标(biao)准(zhun)体系(xi)建设(she)
开展高纯(chun)金(jin)属溅(jian)射(she)靶(ba)材的专(zhuan)利布(bu)局规(gui)划(hua),着(zhe)重突(tu)破(po)高(gao)纯(chun)原(yuan)材(cai)料、靶(ba)材加工(gong)工艺(yi)及装备关(guan)键(jian)技(ji)术(shu),支(zhi)持(chi)高纯金属靶(ba)材全(quan)产业(ye)链(lian)国(guo)产(chan)化和自主(zhu)创(chuang)新;稳(wen)步形成(cheng)相关(guan)技术的(de)自(zi)主(zhu)知(zhi)识产(chan)权(quan),逐(zhu)步积(ji)累(lei)技术(shu)优势,建立具(ju)有竞争力(li)的(de)专(zhuan)利池(chi),争取(qu)核心(xin)知(zhi)识(shi)产(chan)权(quan)的(de)国际地位(wei)。开展(zhan)集(ji)成电路(lu)用(yong)高(gao)纯金(jin)属溅射(she)靶(ba)材(cai)上(shang)下游(you)系(xi)列产(chan)品、检测(ce)方法的(de)标准化(hua)建(jian)设(she),完(wan)善(shan)评价体(ti)系(xi),保(bao)障高(gao)纯(chun)金属(shu)溅射靶材产业(ye)发展(zhan)质量(liang)。
(五)加强国(guo)际合作(zuo)交流(liu),做好全(quan)球(qiu)化布(bu)局(ju)
稳(wen)健(jian)加强并对外(wai)合作(zuo),积(ji)极(ji)融(rong)入世界集(ji)成电(dian)路(lu)产(chan)业生态(tai)圈(quan),提升(sheng)国(guo)际(ji)合作(zuo)层次及(ji)水平,构(gou)筑(zhu)互(hu)利共赢(ying)的(de)产(chan)业链、供应(ying)链利(li)益(yi)共(gong)同(tong)体(ti)。支(zhi)持(chi)具有(you)优势的(de)靶材(cai)企(qi)业(ye)与(yu)国际半(ban)导(dao)体(ti)制造(zao)企(qi)业(ye)及(ji)科研机构(gou)的(de)深(shen)度(du)合(he)作,鼓(gu)励新材(cai)料(liao)、新技(ji)术联合(he)开(kai)发(fa)。着(zhe)眼(yan)世(shi)界(jie)集(ji)成电(dian)路技术前(qian)沿,发(fa)挥(hui)我国(guo)有色(se)金(jin)属(shu)企(qi)业的加工(gong)优(you)势(shi)及(ji)成本(ben)优(you)势(shi),面向国际市场(chang)开展高(gao)纯(chun)金(jin)属溅(jian)射靶(ba)材(cai)产业布局,尽快跻(ji)身全球(qiu)高(gao)端(duan)靶(ba)材(cai)供应商(shang)行(xing)列。
参考文(wen)献(xian)
[1] “先(xian)进(jin)半(ban)导(dao)体(ti)材(cai)料及(ji)辅助材料(liao)”编写组(zu). 中(zhong)国先进半导(dao)体(ti)材(cai)料及(ji)辅(fu)助(zhu)材料(liao)发展战(zhan)略研(yan)究(jiu) [J]. 中国工程(cheng)科学, 2022, 22(5): 10‒19.
Writing Group of Advanced Semiconductor Materials and Auxiliary Materials. Strategic study on the development of advanced semiconductor materials and auxiliary materials in China [J] .Strategic Study of CAE, 2022, 22(5): 10‒19.
[2] 吴汉明, 吴(wu)关平(ping), 吴(wu)金(jin)刚(gang), 等(deng). 纳米(mi)集(ji)成电路大(da)生产中新(xin)工(gong)艺(yi)技术现状及(ji)发(fa)展(zhan)趋势(shi) [J]. 中(zhong)国科(ke)学(xue): 信(xin)息科(ke)学, 2012, 42(12): 1509‒1528.
Wu H M, Wu G P, Wu J G, et al. The status and trend of novelprocess and technology in nano-IC manufacturing [J]. Scientia Sinica Informationis, 2012, 42(12): 1509‒1528.
[3] 卜(bo)伟(wei)海, 夏(xia)志良(liang), 赵治国(guo), 等(deng). 后摩尔时代集成电(dian)路(lu)产(chan)业(ye)技术(shu)的(de)发(fa)展(zhan)趋势(shi) [J]. 前瞻科技, 2022, 1(3): 20‒41
Bu W H, Xia Z L, Zhao Z G, et al. Development of integrated circuitindustrial technologies in the post-Moore era [J]. Science andTechnology Foresight, 2022, 1(3): 20‒41.
[4] Rossnagel S M. Sputter deposition for semiconductor manufactur‐ing [J]. IBM Journal of Research and Development, 1999, 43(1‒2):163‒179.
[5] 冯黎, 朱雷. 中(zhong)国(guo)集(ji)成电(dian)路材料产业(ye)发(fa)展现(xian)状(zhuang)分(fen)析 [J]. 功(gong)能材(cai)料与器件(jian)学报, 2020, 26(3): 191‒196.
Feng L, Zhu L. Analysis of the development status of integratedcircuit material industry in China [J]. Journal of Functional Materialsand Devices, 2020, 26(3): 191‒196.
[6] Sarkar J. Sputtering materials for VLSI thin film devices [M].Norwich: William Andrew Publishing, 2014.
[7] 田(tian)民(min)波(bo). 薄(bao)膜材(cai)料与薄(bao)膜技术(shu) [M]. 北(bei)京(jing): 清华(hua)大学(xue)出(chu)版(ban)社,2006.
Tian M B. Thin film technologies and materials [M]. Beijing:Tsinghua University Press, 2006.
[8] 何金江, 贺(he)昕, 熊(xiong)晓东(dong), 等. 集(ji)成(cheng)电(dian)路用高纯金属(shu)材(cai)料(liao)及高性(xing)能(neng)溅射靶材(cai)制(zhi)备研(yan)究(jiu)进(jin)展 [J]. 新(xin)材(cai)料(liao)产(chan)业, 2015, 17(9): 47‒52.
He J J, He X, Xiong X D, et al. Research status of high purity metals and high performance sputtering target used in integratedcircuit [J]. Advanced Materials Industry, 2015, 17(9): 47‒52.
[9] 刘文(wen)迪. 集成电路(lu)用(yong)钨(wu)溅(jian)射靶材制备技(ji)术(shu)的(de)研(yan)究(jiu)进展 [J]. 中国(guo)钨(wu)业(ye), 2020, 35(1): 36‒41
Liu W D. Research progress of preparation technology of tungstensputtering targets for integrated circuits [J]. China TungstenIndustry, 2020, 35(1): 36‒41.
[10] Bourzac K. Cobalt could untangle chips’ wiring problems chipmakers are replacing some copper connections [J]. IEEE Spectrrum,2018, 55(2): 12‒13.
[11] Nogami T, Zhang X, Kelly J, et al. Comparison of key fine-lineBEOL metallization schemes for beyond 7 nm node [C]. Hsinchu:2017 Symposium on VLSI Technology, 2017.
[12] 李(li)亚(ya)强, 马晓川, 张(zhang)锦(jin)秋(qiu), 等. 芯(xin)片制(zhi)程中金(jin)属(shu)互(hu)连(lian)工艺及(ji)其相(xiang)关(guan)理论(lun)研究(jiu)进展(zhan) [J]. 表(biao)面技术, 2021, 50(7): 24‒43.
Li Y Q, Ma X C, Zhang J Q, et al. Research progress of metal interconnection technology and related theory in chip fabrication [J].Surface Technology, 2021, 50(7): 24‒43.
[13] 屠(tu)海(hai)令(ling), 王(wang)磊(lei), 杜(du)军(jun). 半导(dao)体集成(cheng)电(dian)路(lu)用金(jin)属(shu)硅(gui)化物的(de)制备(bei)与(yu)检测评价 [J]. 稀(xi)有金(jin)属, 2009, 33(4): 453‒461.
Tu H L, Wang L, Du J, et al. Preparation and characterization ofmetal silicides used for semiconductor integrated circuits [J]. ChineseJournal of Rare Metals, 2009, 33(4): 453‒461.
[14] 中国(guo)半(ban)导(dao)体行业协(xie)会半导(dao)体支(zhi)撑业(ye)分(fen)会, 集成电(dian)路材料产业技术创新联盟(meng). 中国(guo)半导(dao)体支撑业发展(zhan)状(zhuang)况(kuang)报告(gao)(2022 年编(bian)) [R].北京: 中国(guo)半导(dao)体行业协会(hui)半(ban)导(dao)体支撑(cheng)业分(fen)会(hui), 集成(cheng)电路材(cai)料产(chan)业(ye)技(ji)术(shu)创新(xin)联盟, 2022.
Semiconductor Support Industry Branch of China SemiconductorIndustry Association, Integrated Circuit Materials Industry Technology Innovation Alliance. Report on the development of China’ssemiconductor support industry(2022) [R]. Beijing: SemiconductorSupport Industry Branch of China Semiconductor Industry Association,Integrated Circuit Materials Industry Technology InnovationAlliance, 2022.
[15] 中(zhong)华(hua)人(ren)民(min)共和国工(gong)业和信息化(hua)部(bu). 2021 年电(dian)子(zi)信(xin)息制造业(ye)运行情(qing)况(kuang) [EB/OL]. (2022-01-28)[2022-08-15]. https://www.miit.gov.cn/gxsj/tjfx/dzxx/art/2022/art_0997d192aa6f46fa8d76549f20b4e5d6.html.
Ministry of Industry and Information Technology of the People’sRepublic of China. Operation of electronic information manufacturingindustry in 2021 [EB/OL]. (2022-01-28)[2022-08-15]. https://www.miit.gov.cn/gxsj/tjfx/dzxx/art/2022/art_0997d192aa6f46fa8d76549f20b4e5d6.html.
[16] 张(zhang)卫刚(gang), 李(li)媛(yuan)媛(yuan), 孙(sun)旭东, 等. 半(ban)导(dao)体(ti)芯片(pian)行业用金(jin)属溅射(she)靶(ba)材(cai)市场分(fen)析(xi) [J]. 世界有色金属(shu), 2018, 12(10): 1‒3.
Zhang W G, Li Y Y, Sun X D, et al. Market analysis of metal sputteringtarget materials used in semiconductor chip industry [J].World Nonferrous Metal, 2018, 12(10): 1‒3.
[17] Bian Y J, Cha M Y, Chen L, et al. Correlation between the formation of particle defects on sputtered Cu seed layers and Cu targets [J].Micro & Nano Letters, 2019, 14(10): 1079‒1082.
[18] 陈(chen)林, 黄峰. 一(yi)种半(ban)导(dao)体(ti)器件及(ji)其制(zhi)造方法(fa): 201611075036 [P].2018-06-05.
Chen L, Huang F. A semiconductor device and its manufacturingmethod: 201611075036 [P]. 2018-06-05.
[19] Luo J F, Fang Y Y, Xu G J, et al. Development of ferromagnetic sputtering targets with high performance [J]. Materials ScienceForum, 2020, 930: 820‒825.
[20] Boydens F, Leroy W P, Persoons R, et al. The influence of targetsurface morphology on the deposition flux during direct-current magnetron sputtering [J]. Thin Solid Films, 2013, 531: 32‒41.
[21] 干(gan)勇, 彭苏(su)萍(ping), 毛(mao)景(jing)文, 等. 我(wo)国(guo)关键(jian)矿产及其材料产(chan)业供(gong)应链高(gao)质(zhi)量(liang)发(fa)展(zhan)战(zhan)略研 [J]. 中(zhong)国(guo)工程(cheng)科(ke)学(xue), 2022, 24(3): 1‒9.
Gan Y, Peng S P, Mao J W, et al. High-quality development strategyfor the supply chain of critical minerals and its material industryin China [J]. Strategic Study of CAE, 2022, 24(3): 1‒9.
相(xiang)关链接