Mriežka zdrojov Ion Beam Sputter

Zdroj iónového lúča je zdroj plazmy vybavený mriežkou a je schopný extrahovať ióny. Zdroj iónových lúčov OIPT (Oxford Instruments Plazma) pozostáva z troch hlavných komponentov: výtokovej komory, mriežky a neutralizátora.

Schematický diagram fungovania mriežky zdrojov iónového lúča

● Vypúšťacia komoraje kremenná alebo hliníková komora obklopená rádiofrekvenčnou anténou. Jeho účinkom je ionizácia plynu (zvyčajne argónu) cez rádiofrekvenčné pole, čím vzniká plazma. Rádiofrekvenčné pole excituje voľné elektróny, čo spôsobí, že sa atómy plynu rozdelia na ióny a elektróny, čo následne vytvorí plazmu. Koncové napätie RF antény vo výbojovej komore je veľmi vysoké, čo má elektrostatický účinok na ióny, čo z nich robí vysokoenergetické ióny.

● Úloha mriežkyv iónovom zdroji je rozložiť ióny a urýchliť ich na požadovanú energiu. Mriežka zdroja iónového lúča OIPT sa skladá z 2 ~ 3 mriežok so špecifickým vzorom usporiadania, ktoré môžu tvoriť široký iónový lúč. Medzi konštrukčné prvky mriežky patrí rozstup a zakrivenie, ktoré je možné upraviť podľa požiadaviek aplikácie na riadenie energie iónov.

● Neutralizátorje zdroj elektrónov, ktorý sa používa na neutralizáciu iónového náboja v iónovom lúči, zníženie divergencie iónového lúča a zabránenie nabíjania na povrchu čipu alebo rozprašovacieho cieľa. Optimalizujte interakciu medzi neutralizátorom a inými parametrami, aby ste vyvážili rôzne parametre pre požadovaný výsledok. Divergencia iónového lúča je ovplyvnená niekoľkými parametrami vrátane rozptylu plynu a rôznych parametrov napätia a prúdu.

Proces zdroja iónového lúča OIPT je vylepšený umiestnením elektrostatického sita do kremennej komory a prijatím trojmriežkovej štruktúry. Elektrostatická clona zabraňuje vstupu elektrostatického poľa do zdroja iónov a účinne zabraňuje usadzovaniu vnútornej vodivej vrstvy. Štruktúra troch mriežok obsahuje tieniacu mriežku, zrýchľovaciu mriežku a spomaľovaciu mriežku, ktoré dokážu presne definovať energiu a poháňať ióny, aby sa zlepšila kolimácia a účinnosť iónov..

Obrázok 1. Plazma vo vnútri zdroja pri napätí lúča

Obrázok 2. Plazma vo vnútri zdroja pri napätí lúča

Obrázok 3. Schematický diagram systému leptania a nanášania iónovým lúčom

Techniky leptania primárne spadajú do dvoch kategórií:

● Leptanie iónovým lúčom inertnými plynmi (IBE): Táto metóda zahŕňa použitie inertných plynov, ako je argón, xenón, neón alebo kryptón na leptanie. IBE poskytuje fyzické leptanie a umožňuje spracovanie kovov ako zlato, platina a paládium, ktoré sú zvyčajne nevhodné na reaktívne iónové leptanie. Pre viacvrstvové materiály je IBE preferovanou metódou kvôli svojej jednoduchosti a účinnosti, ako je vidieť pri výrobe zariadení, ako je magnetická pamäť s náhodným prístupom (MRAM).

● Vylepšenie reaktívneho iónového lúča (Ribe): RIBE zahŕňa pridávanie chemicky reaktívnych plynov, ako je SF6, CHF3, CF4, O2 alebo Cl2, do inertných plynov, ako je argón. Táto technika zvyšuje rýchlosť leptania a selektivitu materiálu zavedením chemickej reaktivity. RIBE môže byť zavedené buď cez zdroj leptania alebo cez prostredie obklopujúce čip na platforme substrátu. Posledná uvedená metóda, známa ako chemicky asistované leptanie iónovým lúčom (CAIBE), poskytuje vyššiu účinnosť a umožňuje kontrolované leptanie.

Leptanie iónovým lúčom ponúka celý rad výhod v oblasti spracovania materiálov. Vyniká svojou schopnosťou leptať rôzne materiály, pričom sa rozširuje aj na tie, ktoré sú tradične náročné na techniky plazmového leptania. Okrem toho metóda umožňuje tvarovanie profilov bočných stien nakláňaním vzorky, čím sa zvyšuje presnosť procesu leptania. Zavedením chemicky reaktívnych plynov môže leptanie iónovým lúčom výrazne zvýšiť rýchlosť leptania, čo poskytuje prostriedky na urýchlenie odstraňovania materiálu. 

Táto technológia tiež poskytuje nezávislú kontrolu nad kritickými parametrami, ako je prúd a energia iónového lúča, uľahčuje prispôsobené procesy na mieru a presné leptanie. Vylepšovanie iónových lúčov sa môže pochváliť výnimočnou prevádzkovou opakovateľnosťou a zabezpečuje konzistentné a spoľahlivé výsledky. Okrem toho predstavuje pozoruhodnú uniformitu leptania, ktorá je rozhodujúca pre dosiahnutie konzistentného odstraňovania materiálu naprieč povrchmi. Vďaka svojej širokej flexibilite procesu je leptanie iónových lúčov ako všestranný a výkonný nástroj vo výrobe materiálu a mikrofabrikačných aplikáciách.

Prečo je grafitový materiál Vetek Semiconductor vhodný na výrobu mriežok s iónovým lúčom?

● Vodivosť: Grapit vykazuje vynikajúcu vodivosť, ktorá je rozhodujúca pre mriežky iónových lúčov, aby účinne usmerňovali iónové lúče na zrýchlenie alebo spomalenie.

● Chemická stabilita: Grapit je chemicky stabilný, schopný odolávať chemickej erózii a korózii, čím sa udržiava štrukturálna integrita a stabilita výkonnosti.

● Mechanická pevnosť: Grafit má dostatočnú mechanickú pevnosť a stabilitu, aby odolal silám a tlakom, ktoré môžu vzniknúť počas zrýchlenia iónového lúča.

● Stabilita teploty: Grapit demonštruje dobrú stabilitu pri vysokých teplotách, čo mu umožňuje vydržať vysokoteplotné prostredia v zariadeniach iónových lúčov bez zlyhania alebo deformácie.

Produkty VeTek Semiconductor Ion Beam Sputter zdrojov mriežky: