第96-86期
鑫科材料科技公司
鑫科材料科技公司簡介
一、背景
儘管在民國89年之前，台灣已經是全球3C產業的重鎮，從光記錄媒體、平面顯示器、半導體、被動元件等領域都占有舉足輕重的地位，但薄膜濺鍍製程所使用之關鍵材料—靶材幾乎都從國外進口，每年採購金額高達數十億元以上，不利於產業發展及競爭力的提升。
基於為國內3C產業發展盡一份棉薄之力的想法，鑫科公司於民國89年3月成立，並投入靶材的生產製造，初期以供應光記錄媒體鍍膜用之銀及銀合金靶材為主。基於公司永續及健全發展之考量，鑫科公司於民國89年10月成為中鋼集團的一份子(中鋼集團持股40.2%)，並在中鋼研發單位的協助之下，先後投入光記錄媒體、磁記錄媒體、被動元件、裝飾鍍膜、及平面顯示器用各類靶材的開發及生產。經過多年來的努力與發展，鑫科公司已能提供國內3C產業發展所需之金屬及陶瓷靶材，並成為國內數一數二的靶材供應商，因此於民國101年11月上櫃掛牌，奠定了持續發展的基礎。
除了靶材產品之外(圖1)，基於矽晶太陽能電池產業的蓬勃發展，在中鋼公司研發單位的協助之下，鑫科於101年開始投入太陽能電池導電膠之開發，目前背銀膠陸續出貨供國內客戶使用；另外，也投入射出成形用雙金屬料管及工業用金屬粉末之開發與生產，使鑫科在材料領域之發展更為完整與健全。
圖1.鑫科公司產品銷售組合
二、靶材製造之核心技術
靶材分為金屬及陶瓷兩大類(圖2)，金屬靶材的生產技術包含熔煉、鑄造、鍛造、軋延、調質熱處理等；而陶瓷靶材則是為真空噴粉、粉末混合、預成型、燒結等工序。靶材經過機械加工之後，大部分都需要與背板接合(圖3)才能上濺鍍機使用。主要的原因為靶材在使用時，是以氬氣離子高速撞擊在靶面上，使靶材上的原子被濺射出來後沉積在元件上，以賦予元件各種不同的特性。由於濺鍍的能量會使靶面產生高溫，這些熱量必需以冷卻水帶走，以避免影響濺鍍作業，甚至鍍膜的品質，故一般的作法是將靶材以軟銲(Soldering)方式接合在導熱效果良好，而且強度高的銅或鉬背板(Backing plate)之上，以確保濺鍍作業能順利完成，並獲得性能良好的薄膜。經過多年的研發，鑫科公司已經建立金屬及陶瓷靶材生產所需之各項關鍵核心技術，和品質解析所需之精密分析，及靶材應用之濺鍍設備與方案，提供客戶於材料及濺鍍技術全盤問題解決方案，創造客我雙贏局面。
圖2.靶材之生產流程
圖3.靶材與背板接合示意圖
三、濺鍍靶材之品質需求
為了提高濺鍍效率及確保薄膜效能，靶材必須具備的品質要項簡述如下:
3.1高純度
純度是靶材最重要的品質要求之一，一般而言，光記錄媒體用靶材之純度約為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，因此濺鍍薄膜的電性及光學性能也越好。另外，靶材內的氧，氮，氫等氣體會提高薄膜電阻及薄膜的應力，導致薄膜之破裂，並造成濺鍍時微粒(Particle)的產生，影響濺鍍作業及薄膜品質，故其含量應越低越好。
3.2密度
為了減少靶材中的氣孔，提高薄膜性能，一般要求濺鍍靶材要具有高的密度。靶材的密度不僅影響濺鍍時的沉積速率、薄膜上的微粒子密度和放電現象(Arcing)等，亦影響薄膜的電性和光學性能。靶材的密度越高，薄膜上的微粒子密度越低，放電現象越少，薄膜的性能也越好。靶材的密度主要取決於生產技術，通常鑄造靶材的密度高，而燒結靶材的密度則相對較低；因此，如何提高燒結靶材的密度已成為各靶材大廠積極發展的關鍵核心技術。
3.3晶粒大小
同一成分的靶材，晶粒越細(晶界越多)，濺鍍速率也越高。此乃由於原子在晶界上的排列較混亂，鍵結力較弱，容易受氬離子轟擊而離開靶材所致；另外，晶粒越均勻者，鍍膜沉積的厚度也越均勻，因此高品質的靶材一般都要求晶粒尺寸細小而且均勻。
3.4優選結晶方向(Preferred orientation)
優選結晶方向會因材料種類，熱機加工方法，及熱處理方式而有所不同，因而影響鍍膜均勻性及濺鍍效率。這是因為不同結晶方向之晶粒於濺鍍時，原子散射的方向不同所致，而何種結晶方向可以得到最佳的濺鍍效果，則與濺鍍機台之設計有關，因此必須配合機台特性，進行靶材產製技術最佳化設計，才能滿足客戶的使用需求。
鑫科公司多年來於靶材領域所累積之理論基礎及建立之產製技術可確保靶材具備上述的各項關鍵品質，確保濺鍍效率及薄膜性能。以液晶面板用高純度5N鋁靶為例，鑫科是國內唯一能自行軋延量產的廠商，靶材品質不亞於國外的產品，已應用於國內外液晶面板大廠，目前在國內之市占率約達4成，對降低客戶用料成本很有幫助。
四、未來展望
鑫科公司未來仍將持續深耕於靶材領域，並針對客戶之濺鍍機台或是產業特性，開發客製化產品，以滿足客戶的用料需求。另外，基於管型靶材之使用效率高達70-80%，較傳統平面靶材的35%高出甚多，目前已有不少產業之濺鍍機台改用管型靶材。因應此一發展趨勢，鑫科將結合中鋼集團的研發能量，並善用多年來在金屬領域所建立的冶金技術，持續投入各類金屬管型靶材(鋁、鉬、銅、鈦)之研發，以滿足產業發展之需求。往後鑫科公司仍將秉持「技術精進、品質優先」的信念，持續研發品質優良、價格合理的光電產業用靶材供國內客戶使用，以提升國內3C產業之整體競爭力。