Grila surselor de pulverizare cu fascicul ionic

O sursă cu fascicul de ioni este o sursă de plasmă prevăzută cu o rețea și capabilă să extragă ioni. Sursa de fascicul de ioni OIPT (Oxford Instruments Plasma Technology) constă din trei componente principale: o cameră de descărcare, o grilă și un neutralizator.

Schema schematică a surselor de sputter ale fasciculului de ioni care funcționează

● Camera de descărcareeste o cameră de cuarț sau aluminiu înconjurată de o antenă radio-frecvență. Efectul său este de a ioniza gazul (de obicei argon) printr-un câmp radio-frecvență, producând plasmă. Câmpul radio-frecvență excită electronii liberi, ceea ce face ca atomii de gaz să se împartă în ioni și electroni, care la rândul lor produce plasmă. Tensiunea de capăt la capăt a antenei RF în camera de descărcare este foarte mare, ceea ce are un efect electrostatic asupra ionilor, ceea ce le face ioni cu energie ridicată.

● Rolul grileiîn sursa de ioni este de a diseca ionii și de a le accelera la energia necesară. Grila sursei de fascicul ionic OIPT este compusă din 2 ~ 3 grile cu un model de aspect specific, care poate forma un fascicul ionic larg. Caracteristicile de proiectare ale rețelei includ distanțarea și curbura, care pot fi ajustate în funcție de cerințele aplicației pentru a controla energia ionilor.

● Un neutralizatoreste o sursă de electroni folosită pentru a neutraliza sarcina ionică în fasciculul ionic, pentru a reduce divergența fasciculului ionic și a preveni încărcarea pe suprafața cipului sau a țintei de sputtering. Optimizați interacțiunea dintre neutralizator și alți parametri pentru a echilibra diferiții parametri pentru rezultatul dorit. Divergența fasciculului ionic este afectată de mai mulți parametri, inclusiv împrăștierea gazelor și diverși parametri de tensiune și curent.

Procesul sursei de fascicul de ioni OIPT este îmbunătățit prin plasarea ecranului electrostatic în camera de cuarț și adoptarea unei structuri cu trei grile. Ecranul electrostatic previne intrarea câmpului electrostatic în sursa de ioni și previne eficient depunerea stratului conductor intern. Structura cu trei rețele include rețea de ecranare, rețea de accelerare și rețea de decelerare, care pot defini cu precizie energia și pot conduce ionii pentru a îmbunătăți colimația și eficiența ionului..

Figura 1. Sursa de plasmă în interiorul tensiunii fasciculului

Figura 2. Plasmă în interiorul sursei la tensiunea fasciculului

Figura 3. Schema schematică a sistemului de gravare și depunere cu fascicule de ioni

Tehnicile de gravare se împart în principal în două categorii:

● Gravură cu fascicul ion cu gaze inerte (IBE): Această metodă implică utilizarea gazelor inerte, cum ar fi argonul, xenonul, neonul sau criptonul pentru gravare. IBE asigură gravarea fizică și permite prelucrarea metalelor precum aurul, platina și paladiul, care sunt de obicei nepotrivite pentru gravarea cu ioni reactivi. Pentru materialele multistrat, IBE este metoda preferată datorită simplității și eficienței sale, așa cum se vede în producția de dispozitive precum memoria magnetică cu acces aleatoriu (MRAM).

● Gravarea prin fascicul de ioni reactiv (RIBE): RIBE presupune adăugarea de gaze reactive chimice, cum ar fi SF6, CHF3, CF4, O2 sau Cl2 la gaze inerte precum argonul. Această tehnică îmbunătățește ratele de gravare și selectivitatea materialului prin introducerea reactivității chimice. RIBE poate fi introdus fie prin sursa de gravare, fie printr-un mediu care înconjoară cipul pe platforma substratului. Cea din urmă metodă, cunoscută sub denumirea de gravare prin fascicul de ioni asistat chimic (CAIBE), oferă o eficiență mai mare și permite caracteristici de gravare controlate.

Gravarea cu fascicul ionic oferă o serie de avantaje în domeniul prelucrării materialelor. Excelează prin capacitatea sa de a grava diverse materiale, extinzându-se chiar și la cele care în mod tradițional sunt dificile pentru tehnicile de gravare cu plasmă. În plus, metoda permite modelarea profilelor pereților laterali prin înclinarea probei, sporind precizia procesului de gravare. Prin introducerea de gaze reactive chimice, gravarea cu fascicul de ioni poate crește semnificativ ratele de gravare, oferind un mijloc de a accelera îndepărtarea materialului. 

Tehnologia oferă, de asemenea, control independent asupra parametrilor critici, cum ar fi curentul și energia fasciculului ionic, facilitând procese de gravare personalizate și precise. În special, gravarea cu fascicul de ioni se mândrește cu o repetabilitate operațională excepțională, asigurând rezultate consistente și fiabile. În plus, prezintă o uniformitate remarcabilă a gravării, esențială pentru obținerea unei îndepărtari consistente a materialului pe suprafețe. Datorită flexibilității sale extinse de proces, gravarea cu fascicule ionice este un instrument versatil și puternic în fabricarea materialelor și aplicațiile de microfabricare.

De ce este materialul de grafit Vetek Semiconductor potrivit pentru realizarea de grile cu fascicule ionice?

● Conductivitate: Grafitul prezintă o conductivitate excelentă, care este esențială pentru grilele fasciculului ionic pentru a ghida eficient fasciculele ionice pentru accelerare sau decelerare.

● Stabilitatea chimică: Grafitul este stabil din punct de vedere chimic, capabil să reziste la eroziunea chimică și la coroziune, menținând astfel integritatea structurală și stabilitatea performanței.

● Rezistență mecanică: Grafitul posedă rezistență mecanică și stabilitate suficientă pentru a rezista forțelor și presiunilor care pot apărea în timpul accelerației fasciculului ionic.

● Stabilitatea temperaturii: Grafitul demonstrează o stabilitate bună la temperaturi ridicate, permițându-i să reziste la medii la temperaturi ridicate în cadrul echipamentelor cu fascicul ionic fără defecțiune sau deformare.

Vetek Semiconductor Ion Beam Sputter Surse Grid Produse: