Follow us
Haza > hírek > Tartalom
MI ION MILLING
Apr 19, 2018

MI ION MILLING?


Az Ion Milling egy fizikai maratási technika, melynek során egy inert gáz (jellemzően Ar) ionjait egy széles sugárforrású ionforrásból vákuumban egy szubsztrátum (vagy bevont szubsztrátum) felszínére felgyorsítják annak érdekében, hogy az anyagot bizonyos kívánt mélységig vagy alsó rétegben eltávolítsák . Ez könnyen "atomos homokfúvás", vagy pontosabban "ionos homokfúvás" formájában jelenik meg.

Folyamat nyomás tartomány

A vákuumszint jellemzően a 10-4 Torr tartomány alsó végén van, ahol az átlagos szabad útvonal (MFP) hosszabb, mint az ionforrás és a szubsztrát közötti távolság. Az MFP az az átlagos távolság, amelyet az atom, az ion vagy a molekula egy vákuumkamrában tud eljutni, mielőtt egy másik részecske ütközik, és bizonyos mértékig megzavarja az irányát. Ez a nyomástartomány megegyezik a tipikus széles sugarú ionforrások (1x10-4 Torr - 5 x 10-4 Torr) szűk működési tartományával. Ezen a tartományon belül az iongerenda nem képes fenntartani a plazmát (az ionok forrását).

Energiaátvitel

A szubsztrát ionokkal folytatott folyamatos bombázása azt eredményezi, hogy a kinetikum átalakul hőenergiává és az ezt követő szubsztrátum melegítéséig. Az aljzat hűtése gyakran szükséges a károsodás megelőzése érdekében. Az incidens ionok kinetikus energiájának egy része azt eredményezi, hogy a szubsztrát felső réteg atomjai / atom klaszterei / molekulái / szekunder ionok el vannak távolítva a felületről. A szubsztrátum felmelegedése vagy önmagában a folyamat vákuumban történő felmelegedése valójában felgyorsíthatja a bemerítési sebességet, mivel a szubsztrátumfűtés növeli az energiát a felszíni részecskékre, lehetővé téve számukra, hogy kevésbé ingadozó kinetikus energiával kerüljenek ki. Ez szintén nemkívánatos lehet, mivel elszabadult állapot.

Incident Beam Angles

A 30 ° -tól 60 ° -ig terjedő incidens szög jelentősen megnöveli az etch arányt a normál előfordulási gyakorisággal szemben. Az anyagtól függően a sebesség javítása akár 50% is lehet.

Sims végpont észlelés

Kép

A szubsztrátum felületéről származó anyagrétegekből származó másodlagos ionokat in situ lehet elemezni egy meghatározott allayerhez való érkezés meghatározásához. Ezt a "végpont" kimutatási technikát SIMS (szekunder ion tömegspektroszkópia) nevezik.


Az érzékelő a szubsztrátum felületéhez közel helyezkedik el ahhoz, hogy elfogadja ezeket a töltött részecskéket, amikor a felületről kivágják őket, és meghatározzák azok relatív intenzitását. Például: A Si lapost 100 nm SiO2, majd 100 nm Cu bevonattal látjuk el.

A Cu tetejét egy kép-ellenálló maszkkal látják el, amelynek célja, hogy egy Cu tömb mögött hagyjon. Amikor az ion őrlése megkezdődik, a másodlagos Cu ionokat a SIMS detektor észleli, hogy jelentős intenzitású. Amint az őrlési folyamat a Cu felső rétegen és a SiO2-n keresztül kezd bélyegezni, a Cu intenzitása elkezd csökkenni és először a SiO2 jelenlétét észleli, majd jelentősen megemelkedik. Végül a Cu intenzitás minimális, és a SiO2 intenzitás jelentős. Ahol a "végpont" a kívánt struktúrától függ. A Cu dot tömb esetében tipikusan akkor lenne, ha a Cu elérte a minimális értéket, és már nem csökken, jelezve, hogy csak a Cu pontok oldalai járulnak hozzá a Cu intenzitás számításához.

WIDE BEAM ION FORRÁSAI


Rácsos DC ionforrások

Kép

Ezek a források alapvetően két egymásba ágyazott, közös nyitott végű hengerek. Zárt végű eljárásnál a gáz (Ar) egy olyan szál közvetlen közelébe kerül, amely termonikus emisszióval elektronokat termel. Ezek az elektronok viszont ionizálják az Ar gáz atomok egy részét.

A henger nyitott végét gondosan összehangolt, kiegészítő, elektromosan elkülönített rácsokkal (jellemzően Mo, W vagy grafit) szerelik fel. Az ionokat vonzzák és áthaladnak a lebegő, belső "rácson", amely kis negatív potenciált fog kifejteni, ugyanaz a plazma potenciál. Ahogy elérik a képernyőrácsot, néhány ion átmegy a képernyőn lévő lyukakon. Amint ezek az ionok áthaladnak a rácson, azonnal átmennek a külső, "gyorsító" rácson, amely nagy pozitív potenciállal rendelkezik, és így nagy energiaig (pl. 600 eV) felgyorsítja őket a forrástól.


Tipikusan a belső henger (anód) szintén alacsonyabb pozitív potenciállal rendelkezik a porlasztás megelőzésére, miközben egy multicusp mágneses tömböt alkalmaznak az ionizációs hatékonyság fokozására.


Mivel az ionok az alapanyag irányába felgyorsulnak, egymás ellen taszítják, mivel elsősorban pozitív ionok. Ennek eredményeként a gerenda eltér egymástól, mivel távolabb kerül a forrásból. Minél alacsonyabb a sugár energia, annál nagyobb az eltérési szög és fordítva. Semlegesítő szálat használnak egyenlő számú elektron hozzáadásához a sugárhoz, hogy minimalizálják az eltérést és megakadályozzák az alapfeltöltést. Egy tipikus semlegesített sugár egy lapos rácsú forrástól körülbelül 6 -7o divergencia szöggel rendelkezik. A konkáv rácsok felhasználhatók az eltérések kompenzálására vagy a gerendák fókuszálására. Alternatív megoldásként konvex rácsok alkalmazhatók szélesebb divergenciaszögű gerenda létrehozására, hogy egységesebb legyen egy nagyobb terület


blob.png

blob.png