Applicazione dei metalli non-ferrosi nell'industria dei semiconduttori 3

Questa parte riguarda principalmente la fornitura di materie prime e la produzione di attrezzature di produzione. Le materie prime includono vari tipi di metalli, non{2}}metalli e composti di elevata purezza-. Prendendo come esempio i metalli-di elevata purezza, per preparare target di rame che soddisfino il grado di semiconduttore, le materie prime di rame devono essere purificate a 6N o anche a una purezza superiore, il che richiede una tecnologia di purificazione e apparecchiature di processo estremamente elevate.
I principali metodi di purificazione dei metalli comprendono la purificazione chimica e la purificazione fisica. La purificazione chimica è principalmente divisa in purificazione a umido e purificazione a fuoco. Il metallo principale viene precipitato mediante elettrolisi, decomposizione termica e altri metodi. La purificazione fisica consiste nel purificare il metallo principale attraverso la cristallizzazione per evaporazione, l'elettromigrazione, la fusione sotto vuoto e altri passaggi.
L'industria globale dei metalli-di elevata purezza è concentrata negli Stati Uniti, in Giappone e in altri paesi. La maggior parte delle materie prime ad elevata{2}}purezza per obiettivi nazionali dipende dalle importazioni e una piccola parte di rame, titanio e alluminio può essere autosufficiente-. Norwegian Hydro è la più grande azienda al mondo di alluminio di elevata purezza-di grado 5N5. Alcune imprese nazionali inizialmente possedevano la tecnologia di produzione delle materie prime target e possono essere approssimativamente suddivise in due tipi di imprese: una è l'impresa di produzione di metalli originale che si occupa della preparazione di prodotti metallici di elevata{9}}purezza; l'altro è il target d'impresa che si estende alla preparazione delle materie prime a monte per aumentarne il valore aggiunto.
In termini di attrezzature, le apparecchiature chiave come i forni fusori ad alta-precisione, le apparecchiature avanzate per la metallurgia delle polveri, le apparecchiature di rilegatura ad alte-prestazioni ecc. e la relativa tecnologia di produzione sono per lo più nelle mani di aziende di paesi sviluppati come Europa, Stati Uniti e Giappone. Queste apparecchiature determinano l'efficienza, la qualità e la coerenza della produzione target e hanno un impatto significativo sulla capacità produttiva e sulla qualità del prodotto delle aziende manifatturiere target midstream.

Questa parte è l'anello produttivo di destinazione, ovvero la parte con il più alto contenuto tecnico e il processo più complesso dell'intera catena industriale. Il processo di produzione copre molteplici processi come fusione, stampaggio, lavorazione e rilegatura.
La fusione richiede un controllo preciso della temperatura, del tempo e dell'atmosfera per garantire l'uniformità e la purezza dei componenti del materiale; i processi di stampaggio come la metallurgia delle polveri, la fusione, ecc. sono adatti ciascuno a diversi materiali e tipi di target e devono essere accuratamente selezionati in base ai requisiti prestazionali target; il collegamento di elaborazione richiede una precisione estremamente elevata e l'errore di precisione della dimensione target deve essere controllato a livello di micron o addirittura di nanometri; il processo di legame è legato all'affidabilità della connessione tra il target e la piastra posteriore, che influisce sulla stabilità del processo di sputtering.
Le aziende midstream devono investire molte risorse in ricerca e sviluppo per ottimizzare continuamente i processi e migliorare la qualità dei prodotti e il tasso di rendimento per soddisfare i severi requisiti dei produttori di semiconduttori downstream.

I principali processi di rivestimento sono la deposizione fisica da fase vapore (PVD) e la deposizione chimica da fase vapore (CVD). La tecnologia PVD è attualmente il metodo di rivestimento principale e il processo di sputtering è ampiamente utilizzato nei semiconduttori e nei pannelli di visualizzazione. La tecnologia CVD produce principalmente film sottili attraverso reazioni chimiche. Uno o più composti o elementi in fase gassosa contenenti elementi a film sottile vengono introdotti nella camera di reazione ad alta temperatura e viene eseguita una reazione chimica sulla superficie del substrato per formare un film sottile.
Durante il processo di rivestimento a polverizzazione catodica, il bersaglio di polverizzazione catodica deve essere installato nella macchina per completare la reazione di polverizzazione catodica. La macchina per lo sputtering ha una forte specificità e un'elevata precisione. Il mercato dei rivestimenti sputter è stato a lungo monopolizzato da gruppi multinazionali americani e giapponesi.

L'applicazione del rivestimento sputtering è concentrata principalmente nel campo della produzione di chip semiconduttori, compresa la produzione di wafer, l'imballaggio di wafer e i test. Nella produzione di wafer, gli obiettivi di sputtering vengono utilizzati per formare strutture chiave come lo strato di interconnessione metallica, lo strato barriera e il gate del chip, che svolgono un ruolo decisivo nelle prestazioni del chip, nel consumo energetico, nell'integrazione e in altri indicatori. Man mano che l'industria dei semiconduttori si espande in campi emergenti come il calcolo ad alte-prestazioni, l'intelligenza artificiale e le comunicazioni 5G, i requisiti prestazionali dei chip continuano ad aumentare, il che a sua volta guida la domanda di obiettivi di sputtering di alta-qualità. Ad esempio, i chip dei server dei data center continuano ad aumentare il numero e l'integrazione dei transistor dei chip al fine di migliorare la velocità di elaborazione e le capacità di elaborazione. Ciò richiede obiettivi per ottenere una deposizione di film sottile più precisa in processi più piccoli, promuovendo aggiornamenti tecnologici e iterazioni di prodotto nel settore target.