Ion Beam Sputter-bronnenraster

Een ionenstraalbron is een plasmabron uitgerust met een rooster en in staat om ionen te extraheren. De oipt (Oxford Instruments Plasma Technology) ionenbundelbron bestaat uit drie hoofdcomponenten: een ontladingskamer, een raster en een neutralisator.

Het schematische diagram van de werking van het Ion Beam Sputter-bronnenrooster

● De afvoerkameris een kwarts- of aluminiumkamer omgeven door een radiofrequentieantenne. Het effect ervan is het ioniseren van gas (meestal argon) via een radiofrequentieveld, waardoor plasma ontstaat. Het radiofrequentieveld exciteert de vrije elektronen, waardoor de gasatomen zich splitsen in ionen en elektronen, wat op zijn beurt plasma produceert. De end-to-end-spanning van de RF-antenne in de ontladingskamer is erg hoog, wat een elektrostatisch effect heeft op de ionen, waardoor ze ionen met hoge energie worden.

● De rol van het rasterIn de ionenbron is om de ionen te ontleden en te versnellen tot de vereiste energie. Het rooster van de oipt -ionbundelbron is samengesteld uit 2 ~ 3 roosters met een specifiek lay -outpatroon, dat een brede ionenstraal kan vormen. De ontwerpkenmerken van het raster omvatten afstand en kromming, die kunnen worden aangepast volgens toepassingsvereisten om de energie van de ionen te regelen.

● Een neutralisatoris een elektronenbron die wordt gebruikt om de ionische lading in de ionenbundel te neutraliseren, de divergentie van de ionenbundel te verminderen en oplading op het oppervlak van de chip of het sputterdoel te voorkomen. Optimaliseer de interactie tussen de neutralisator en andere parameters om de verschillende parameters in evenwicht te brengen voor het gewenste resultaat. De divergentie van de ionenbundel wordt beïnvloed door verschillende parameters, waaronder gasverstrooiing en verschillende spannings- en stroomparameters.

Het proces van oipt ionenstraalbron wordt verbeterd door het elektrostatisch scherm in kwartskamer te plaatsen en structuur van drie grid aan te nemen. Het elektrostatische scherm voorkomt dat het elektrostatische veld de ionenbron binnengaat en voorkomt effectief de afzetting van de interne geleidende laag. De structuur met drie grid omvat afschermingsrooster, versnellend rooster en vertragenend rooster, die de energie nauwkeurig kunnen definiëren en de ionen kunnen aandrijven om de collimatie en efficiëntie van het ion te verbeteren.

Figuur 1. Plasma binnenbron bij straalspanning

Figuur 2. Plasma binnenbron bij straalspanning

Figuur 3. Schematisch diagram van ionenbundelets- en afzettingssysteem

Etsentechnieken vallen voornamelijk in twee categorieën:

● Ionenbundeletsen met inerte gassen (IBE): Bij deze methode worden bij het etsen inerte gassen zoals argon, xenon, neon of krypton gebruikt. IBE biedt fysiek etsen en maakt de verwerking mogelijk van metalen zoals goud, platina en palladium, die doorgaans niet geschikt zijn voor reactief ionenetsen. Voor meerlaagse materialen heeft IBE de voorkeur vanwege de eenvoud en efficiëntie ervan, zoals blijkt uit de productie van apparaten zoals Magnetic Random Access Memory (MRAM).

● Reactieve ionenbundeletsen (RIBE): Ribe brengt de toevoeging van chemische reactieve gassen in zoals SF6, CHF3, CF4, O2 of CL2 aan inerte gassen zoals argon. Deze techniek verbetert etsentarieven en materiaalselectiviteit door chemische reactiviteit te introduceren. Ribe kan worden geïntroduceerd door de etsbron of door een omgeving rond de chip op het substraatplatform. De laatste methode, bekend als chemisch geassisteerde ionenstraaletsen (CAIBE), biedt een hogere efficiëntie en zorgt voor gecontroleerde etsenkarakteristieken.

Ionenbundeletsen biedt een reeks voordelen op het gebied van materiaalverwerking. Het blinkt uit in zijn vermogen om diverse materialen te etsen, zelfs tot materialen die traditioneel uitdagend zijn voor plasma-etstechnieken. Bovendien maakt de methode het mogelijk om zijwandprofielen te vormen door het kantelen van het monster, waardoor de nauwkeurigheid van het etsproces wordt vergroot. Door het introduceren van chemisch reactieve gassen kan ionenbundeletsen de etssnelheid aanzienlijk verhogen, waardoor een manier wordt geboden om de materiaalverwijdering te versnellen. 

De technologie biedt ook onafhankelijke controle over kritische parameters zoals de stroom en energie van de ionenbundel, waardoor op maat gemaakte en nauwkeurige etsprocessen mogelijk worden. Met name het etsen met ionenbundels beschikt over een uitzonderlijke operationele herhaalbaarheid, waardoor consistente en betrouwbare resultaten worden gegarandeerd. Bovendien vertoont het een opmerkelijke etsuniformiteit, cruciaal voor het bereiken van consistente materiaalverwijdering over oppervlakken. Met zijn brede procesflexibiliteit is ionenbundeletsen een veelzijdig en krachtig hulpmiddel bij materiaalfabricage en microfabricagetoepassingen.

Waarom is Vetek Semiconductor grafietmateriaal geschikt voor het maken van ionenbundelroosters?

● Geleidbaarheid: Grafiet vertoont een uitstekende geleidbaarheid, wat cruciaal is voor ionenbundelroosters om ionenbundels effectief te geleiden voor versnelling of vertraging.

● Chemische stabiliteit: Grafiet is chemisch stabiel en bestand tegen chemische erosie en corrosie, waardoor de structurele integriteit en prestatiestabiliteit behouden blijven.

● Mechanische sterkte: Grafiet bezit voldoende mechanische sterkte en stabiliteit om de krachten en drukken te weerstaan ​​die kunnen optreden tijdens de versnelling van de ionenbundel.

● Temperatuurstabiliteit: Grafiet vertoont een goede stabiliteit bij hoge temperaturen, waardoor het bestand is tegen omgevingen met hoge temperaturen in ionenstraalapparatuur zonder defecten of vervorming.

Vetek halfgeleider ionen balk sputter bronnen rasterproducten: