【XRF】XRF在濺鍍靶材上的應用

濺鍍靶材（sputter target）是一種具有高附加價值的鍍膜材料，是現代薄膜科技的關鍵材料；主要使用在微電子，顯示器，記憶體、ITO導電玻璃、CD-R、被動元件、石英振蕩器以及光學鍍膜等產業上。靶材在高真空、高電壓的環境中，經由高能量電子束轟擊後，靶材表面的電子發生游離，當沈積在基板上時會形成薄膜。

為了得到良好的鍍膜效果，靶材通常必須是高純度、高密度的化合物或者純金屬，濺鍍靶材若雜質含量過高，形成的薄膜就無法達到使用所要求的電性能，並且在濺射過程中易在晶圓上形成微粒，導致電路短路或損壞，將嚴重影響薄膜的性能。

表1、濺鍍靶材之分類
濺鍍靶材_sputter_target_鍍膜材料_純度_合金應用_SDD偵測器_XRF

一般而言，光記錄媒體用之靶材純度需求約為99.99%（4N），LCD靶材的純度介於3N5到5N之間，半導體靶材的純度則須達到5N，甚至6N以上，純度越高代表金屬或非金屬不純物及介在物之含量越低，因而濺鍍薄膜的電性及光學性能也越好，因此「純度」是靶材最首要的品質指標。

檢測靶材純度，可以使用ICP（感應偶合電漿光譜儀）或者是ICP-MS（感應偶合電漿質譜儀）進行測試，但其前處理過程較久，而且是破壞式檢驗，耗時且成本高。

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圖1、2018年高純濺射靶材市場容量

由於，XRF（X射線螢光分析儀）有不需前處理、非破壞式的分析特性，且檢測技術已相當純熟，搭配高階SDD偵測器的XRF，應用在靶材分析上能精準地分析靶材純度，例如日本日立生產的EA1200VX以及EA6000VX機型，採用高解析度、高偵測感度的Vortex高階SDD偵測器，偵測感度、精準度以及再現性能極佳，用於分析靶材純度以及不純物質是絕佳的分析工具，以下的例子，即是透過EA1200VX量測純銅靶材所得之結果：

表2、純銅靶材測試結果
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以靶材中的純金屬純度來區分，通常會以99.995%或是99.998%以上來確認樣品的純度是否符合，因為純度是靶材的性能指標之一；過去99.995%（4N5）純度的銅靶，或許就能夠滿足半導體廠商0.35μm工藝的需求，但是卻無法滿足如今0.01μm甚至0.07μm的工藝要求。靶材的純度對薄膜的性能影響極大，EA1200VX檢測能力可分析到小數點下四位數，其分析結果可符合大部份半導體廠商對於靶材純度上的要求。

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圖2、濺鍍靶材

目前，嘉富億科技所代理之日立高新高階XRF設備，EA1200VX以及EA6000VX機型，皆可量測到金屬合金組成，當取得樣品後利用XRF進行測量就能知道其濃度，進而確認樣品中各元素的純度是否足夠，以此瞭解產品生產後其品質是否穩定。故可利用XRF不需前處理、量測速度快（一分鐘內）、儀器成本與耗材成本低等特性來進行各種濺鍍靶材分析測試，能提供品管或研發人員做為判斷之依據，提高產品的競爭力。