Pureté 99.9999% · CAS 7440-50-8 · Cu
Poudre de cuivre 99,9999 % (6N) — qualité semi-conducteur
Interconnexions semi-conducteurs, PVD ultra-haute pureté
Présentation
À six neuf, le cuivre est généralement affiné par fusion de zone après affinage électrolytique et manipulé sous gaz inerte, avec contrôle des alcalins et des éléments radioactifs pour l'usage semi-conducteur front-end. GDMS et ICP-MS sont les méthodes de certification usuelles à ce grade ; le périmètre applicable à un lot donné est confirmé par écrit.
Impuretés résiduelles typiques
| Impureté | Maximum typique |
|---|---|
| O (oxygen) | ≤ 300 ppm |
| Na + K | ≤ 0.1 ppm |
| U + Th | ≤ 0.001 ppm |
| Fe | ≤ 0.5 ppm |
Valeurs indicatives. Le certificat d'analyse de votre lot fait foi.
Où ce grade est utilisé
- ▪Interconnexions semi-conducteurs et dépôt damascène
- ▪Fabrication de cibles de pulvérisation ultra-haute pureté
- ▪Recherche sur semi-conducteurs composés et photovoltaïque
- ▪Étalons de métrologie et de calibration
Formes courantes
Poudre sphérique conditionnée sous argon, nanopoudre
Spécification en un coup d'œil
| Matériau | Poudre de cuivre (Cu) |
|---|---|
| Pureté | 99,9999 % (6N), base métaux |
| CAS | 7440-50-8 |
| Voie de production | Affinage électrolytique suivi d'une atomisation sous gaz inerte, charge affinée par zone fondue |
| Formes disponibles | Poudre sphérique conditionnée sous argon, nanopoudre |
| Méthode d'analyse | GDMS (spectrométrie de masse à décharge luminescente), balayage complet des traces |
| Documentation | Certificat d'analyse par lot, déclarations RoHS et REACH, pays d'origine, balayage GDMS complet et déclaration minerais de conflit sur demande |
| Conditionnement usuel | Conditionnement confirmé par lot, par écrit |
Ce que signifie réellement 99,9999 % (6N)
6N désigne une pureté de 99,9999 % en base métaux : au plus 0,0001 % de la masse est autre chose que Cu. La convention « base métaux » exclut les gaz dissous et, pour les poudres, l'oxygène de surface — c'est pourquoi l'oxygène figure séparément dans le tableau des traces ci-dessous.
Deux lots de même pureté nominale ne sont pas interchangeables si les éléments résiduels diffèrent. Pour ce grade, l'élément limitant est généralement O (oxygen) à ≤ 300 ppm. L'essentiel est de savoir à quelles impuretés votre procédé est sensible : jugez un lot sur son analyse de traces complète, pas sur le chiffre affiché.
Choisir le 6N par rapport aux grades voisins
Depuis 99,999 % (5N) : ce palier apporte un contrôle des traces plus strict pour interconnexions semi-conducteurs, pvd ultra-haute pureté. Si votre procédé tolère les résiduels du 5N, le grade inférieur reste plus économique et plus largement disponible.
Passer à 99,99999 % (7N) se justifie si votre application relève de quantités de recherche uniquement — affiné par fusion de zone ; attendez-vous à un coût au kilo nettement supérieur et à une disponibilité plus rare, pour un écart que peu de procédés détectent.
En cas de doute, qualifiez les deux grades adjacents sur échantillon et réalisez votre propre contrôle d'entrée avant d'engager un procédé sur l'un ou l'autre.
Pourquoi le 6N est le grade de référence des semi-conducteurs
À six neuf, la spécification ne porte plus sur le cuivre mais sur ce qui est absent. Deux familles d'impuretés dominent la réflexion semi-conducteur front-end : les alcalins (sodium, potassium), qui migrent sous champ électrique et dégradent les oxydes de grille, et les éléments naturellement alpha-actifs uranium et thorium, dont les émissions provoquent des erreurs logicielles dans les mémoires et les imageurs. En 6N, ces deux familles se situent à la limite ou sous la limite de quantification de l'ICP-MS courante — c'est pourquoi les lots de ce niveau sont certifiés par GDMS.
Produire du cuivre 6N est une chaîne de purifications plutôt qu'une étape unique : la cathode affinée par électrolyse est affinée par fusion de zone, refondue et atomisée sous argon, puis tamisée et conditionnée sans reprise d'air. Chaque manipulation peut réintroduire du fer via l'outillage ou de l'oxygène via l'atmosphère ; un certificat de lot sérieux documente donc toute la chaîne, et non une mesure isolée.
La poudre ajoute une difficulté que le métal 6N massif n'a pas : la surface. Un kilogramme de poudre de 20 µm expose des mètres carrés de cuivre à l'air, et l'oxyde de surface est exclu du titre en base métaux — l'oxygène est donc déclaré séparément, et le conditionnement sous argon fait partie de la spécification, pas une option d'emballage.
- ▪Limites typiques en 6N : alcalins (Na + K) autour de 0,1 ppm pour l'intégrité des interconnexions et des oxydes de grille
- ▪Limites typiques en 6N : émetteurs alpha (U + Th) autour de 0,001 ppm contre les erreurs logicielles
- ▪Fer et oxygène sont surveillés séparément ; l'oxygène est hors titre en base métaux
- ▪Les limites et le périmètre d'analyse applicables à votre lot sont confirmés par écrit
Où la poudre de cuivre 6N est réellement utilisée
L'usage déterminant est l'interconnexion semi-conducteur : chimie de dépôt damascène et cibles de pulvérisation ultra-haute pureté pour la métallisation cuivre, où la cible ou le bain devient le câblage de la puce. Au-delà, la matière première 6N sert la recherche sur les semi-conducteurs composés et le photovoltaïque, les étalons de métrologie et de calibration, et la cryogénie où le rapport de résistance résiduelle (RRR) fait office de critère.
Si votre procédé n'est pas sensible aux alcalins ni aux émetteurs alpha, le 5N, voire le 4N, se mesurera généralement à l'identique dans votre application — la section de comparaison ci-dessus explique comment trancher.
Contrôle qualité et traçabilité
Le poudre de cuivre à 99,9999 % est normalement libéré sur la base d'un certificat d'analyse propre au lot indiquant le titre, les éléments traces mesurés et la méthode employée (GDMS (spectrométrie de masse à décharge luminescente), balayage complet des traces). Un lot correctement suivi reste traçable du lot d'affinage jusqu'au contenant reçu au laboratoire.
- ▪Un échantillon témoin par lot, afin de pouvoir retester ultérieurement la matière d'origine
- ▪Une vérification indépendante par un tiers, utilisée lorsque le titre est contractuellement critique
- ▪Un contrôle d'entrée côté réception : le certificat indique la méthode, pas le résultat que vous mesurerez
Manipulation, stockage et expédition
- ▪La poudre de cuivre fine s'oxyde en surface : gardez les contenants scellés et ouvrez-les sous gaz inerte ou air sec pour les grades 5N et au-delà.
- ▪Les coupes inférieures à 45 µm sont classées poussière combustible : mettez les équipements à la terre, évitez les nuages de poussière et appliquez les pratiques ATEX ou NFPA 484.
- ▪Stockez entre 5 °C et 30 °C à faible humidité, à l'écart de l'ammoniac, des acides et des composés soufrés.
Questions fréquentes
Questions courantes des acheteurs qui spécifient du poudre de cuivre à 99,9999 %.
- Le poudre de cuivre à 99,9999 % est-il le bon grade pour mon application ?
- C'est le choix habituel pour interconnexions semi-conducteurs, pvd ultra-haute pureté. En dessous, le 99,999 % (5N) couvre des usages moins exigeants à moindre coût. Au-dessus, le 99,99999 % (7N) est réservé à quantités de recherche uniquement — affiné par fusion de zone.
- Que signifie la désignation 6N ?
- La notation N compte les neuf du titre : 6N correspond à 99,9999 % de Cu en base métaux, le complément étant constitué des éléments traces listés dans le tableau d'analyse.
- Quelles impuretés sont mesurées et déclarées ?
- Nous utilisons : GDMS (spectrométrie de masse à décharge luminescente), balayage complet des traces. Le certificat d'analyse rapporte chaque élément du tableau ci-dessus, à commencer par O (oxygen) à ≤ 300 ppm. Le périmètre d'un balayage peut être étendu à d'autres éléments lorsqu'un procédé est sensible à l'un d'eux en particulier.
- Comment ce grade est-il habituellement conditionné ?
- Conditionnement confirmé par lot, par écrit. Les coupes inférieures à 45 µm sont classées poussière combustible : mettez les équipements à la terre, évitez les nuages de poussière et appliquez les pratiques ATEX ou NFPA 484.
- Sous quelles formes trouve-t-on le poudre de cuivre à 99,9999 % ?
- Le plus souvent : poudre sphérique conditionnée sous argon, nanopoudre. La forme est souvent une contrainte plus déterminante que le titre lui-même, car la dernière étape de transformation doit préserver la pureté déjà atteinte.
- Quelle est la différence pratique entre la poudre de cuivre 5N et 6N ?
- Dix fois moins d'impuretés métalliques totales — mais l'écart décisif porte sur des éléments précis : le 6N contrôle les alcalins (Na + K ≤ 0,1 ppm) et les émetteurs alpha (U + Th ≤ 0,001 ppm) que les certificats 5N ne quantifient souvent pas. Si votre procédé touche aux oxydes de grille ou aux mémoires, cet écart est la raison d'être du 6N.
- Pourquoi l'uranium et le thorium sont-ils limités dans le cuivre 6N ?
- Ce sont deux émetteurs alpha naturels. Dans une puce, une particule alpha issue d'une trace d'uranium ou de thorium peut inverser un bit de mémoire — une erreur logicielle. Les spécifications front-end plafonnent donc U + Th au niveau du ppt, une gamme que seule la GDMS vérifie de façon fiable.
- Pourquoi l'oxygène est-il déclaré séparément en 6N ?
- Les neuf ne comptent que les métaux. L'oxyde de surface d'une poudre est une contamination bien réelle pour votre procédé, mais invisible dans le titre en base métaux : les certificats à ce grade indiquent donc l'oxygène sur une ligne séparée. La valeur et le conditionnement applicables à votre lot sont confirmés par écrit.
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