ตารางแหล่งกำเนิดไอออนบีมสปัตเตอร์

แหล่งกำเนิดลำแสงไอออนคือแหล่งกำเนิดพลาสม่าที่ติดตั้งกริดและสามารถแยกไอออนได้ แหล่งกำเนิดลำแสงไอออน OIPT (Oxford Instruments Plasma Technology) ประกอบด้วยองค์ประกอบหลัก 3 ส่วน ได้แก่ ห้องจ่ายก๊าซ ตะแกรง และเครื่องทำให้เป็นกลาง

แผนผังไดอะแกรมของแหล่งกำเนิดไอออนสปัตเตอร์

●ห้องปล่อยเป็นห้องควอตซ์หรืออลูมิเนียมล้อมรอบด้วยเสาอากาศความถี่วิทยุ ผลกระทบของมันคือการทำให้ก๊าซแตกตัวเป็นไอออน (โดยปกติคืออาร์กอน) ผ่านสนามความถี่วิทยุ ทำให้เกิดพลาสมา สนามความถี่วิทยุกระตุ้นอิเล็กตรอนอิสระ ทำให้อะตอมของก๊าซแตกตัวเป็นไอออนและอิเล็กตรอน ซึ่งจะสร้างพลาสมาตามมา แรงดันไฟฟ้าตั้งแต่ต้นจนจบของเสาอากาศ RF ในห้องคายประจุนั้นสูงมาก ซึ่งมีผลกระทบต่อไฟฟ้าสถิตต่อไอออน ทำให้เป็นไอออนพลังงานสูง

●บทบาทของกริดในแหล่งไอออนคือการผ่าไอออนและเร่งความเร็วให้กับพลังงานที่ต้องการ กริดของแหล่งกำเนิดไอออน OIPT ประกอบด้วย 2 ~ 3 กริดที่มีรูปแบบการจัดวางเฉพาะซึ่งสามารถสร้างลำแสงไอออนกว้าง คุณสมบัติการออกแบบของกริดรวมถึงระยะห่างและความโค้งซึ่งสามารถปรับได้ตามข้อกำหนดของแอปพลิเคชันเพื่อควบคุมพลังงานของไอออน

●เป็นกลางเป็นแหล่งอิเล็กตรอนที่ใช้ในการทำให้ประจุไอออนในลำไอออนเป็นกลาง ลดความแตกต่างของลำไอออน และป้องกันการประจุบนพื้นผิวของชิปหรือเป้าหมายสปัตเตอร์ ปรับการทำงานร่วมกันระหว่างตัวทำให้เป็นกลางและพารามิเตอร์อื่นๆ ให้เหมาะสมเพื่อสร้างสมดุลให้กับพารามิเตอร์ต่างๆ เพื่อผลลัพธ์ที่ต้องการ ความแตกต่างของลำไอออนได้รับผลกระทบจากพารามิเตอร์หลายตัว รวมถึงการกระเจิงของก๊าซ และพารามิเตอร์แรงดันและกระแสต่างๆ

กระบวนการของแหล่งกำเนิดลำแสงไอออน OIPT ได้รับการปรับปรุงโดยการวางตัวกรองไฟฟ้าสถิตในห้องควอทซ์ และใช้โครงสร้างแบบสามกริด แผ่นกรองไฟฟ้าสถิตจะป้องกันไม่ให้สนามไฟฟ้าสถิตเข้าสู่แหล่งกำเนิดไอออน และป้องกันการสะสมของชั้นสื่อกระแสไฟฟ้าภายในได้อย่างมีประสิทธิภาพ โครงสร้างสามกริดประกอบด้วยกริดป้องกัน กริดเร่ง และกริดลดความเร็ว ซึ่งสามารถกำหนดพลังงานได้อย่างแม่นยำและขับเคลื่อนไอออนเพื่อปรับปรุงการคอลลิเมชันและประสิทธิภาพของไอออน.

รูปที่ 1 พลาสมาภายในแหล่งที่มาที่แรงดันคาน

รูปที่ 2. พลาสมาภายในแหล่งที่มาที่แรงดันคาน

รูปที่ 3 แผนผังแผนภาพของการแกะสลักลำแสงไอออนและระบบการสะสม

เทคนิคการแกะสลักส่วนใหญ่แบ่งออกเป็นสองประเภท:

● การกัดลำแสงไอออนด้วยก๊าซเฉื่อย (IBE): วิธีนี้เกี่ยวข้องกับการใช้ก๊าซเฉื่อย เช่น อาร์กอน ซีนอน นีออน หรือคริปทอนในการแกะสลัก IBE ทำการกัดกรดทางกายภาพและช่วยให้สามารถแปรรูปโลหะ เช่น ทองคำ แพลทินัม และแพลเลเดียม ซึ่งโดยทั่วไปไม่เหมาะสำหรับการกัดด้วยไอออนที่เกิดปฏิกิริยา สำหรับวัสดุหลายชั้น IBE เป็นวิธีที่นิยมใช้เนื่องจากความเรียบง่ายและมีประสิทธิภาพ ดังที่เห็นในการผลิตอุปกรณ์ เช่น Magnetic Random Access Memory (MRAM)

● การกัดลำแสงไอออนปฏิกิริยา (RIBE): RIBE สร้างการเติมก๊าซปฏิกิริยาเคมีเช่น SF6, CHF3, CF4, O2 หรือ CL2 ไปยังก๊าซเฉื่อยเช่นอาร์กอน เทคนิคนี้ช่วยเพิ่มอัตราการแกะสลักและการเลือกวัสดุโดยการแนะนำปฏิกิริยาทางเคมี RIBE สามารถแนะนำได้ทั้งผ่านแหล่งแกะสลักหรือผ่านสภาพแวดล้อมรอบ ๆ ชิปบนแพลตฟอร์มพื้นผิว วิธีหลังที่รู้จักกันในชื่อการแกะสลักไอออนไอออนที่ได้รับความช่วยเหลือทางเคมี (CAIBE) ให้ประสิทธิภาพที่สูงขึ้นและช่วยให้สามารถควบคุมลักษณะการแกะสลักได้

การกัดลำแสงไอออนมีข้อดีหลายประการในขอบเขตของการแปรรูปวัสดุ มีความสามารถในการแกะสลักวัสดุที่หลากหลายเป็นเลิศ ขยายไปถึงวัสดุที่มีความท้าทายสำหรับเทคนิคการกัดด้วยพลาสมาแบบดั้งเดิม นอกจากนี้ วิธีการนี้ยังช่วยให้สามารถสร้างโปรไฟล์ของผนังแก้มยางได้ผ่านการเอียงตัวอย่าง ซึ่งช่วยเพิ่มความแม่นยำของกระบวนการแกะสลัก ด้วยการแนะนำก๊าซปฏิกิริยาเคมี การกัดด้วยลำแสงไอออนจะช่วยเพิ่มอัตราการกัดกร่อนได้อย่างมาก ซึ่งเป็นวิธีการในการเร่งการกำจัดวัสดุ 

เทคโนโลยียังให้การควบคุมอย่างอิสระมากกว่าพารามิเตอร์ที่สำคัญเช่นกระแสไอออนลำแสงและพลังงานซึ่งช่วยอำนวยความสะดวกในกระบวนการแกะสลักที่ปรับแต่งและแม่นยำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการแกะสลักไอออนมีความสามารถในการทำซ้ำได้เป็นพิเศษเพื่อให้มั่นใจว่าผลลัพธ์ที่สอดคล้องและเชื่อถือได้ นอกจากนี้ยังแสดงให้เห็นถึงความสม่ำเสมอของการกัดที่น่าทึ่งซึ่งสำคัญสำหรับการกำจัดวัสดุที่สอดคล้องกันทั่วพื้นผิว ด้วยความยืดหยุ่นของกระบวนการในวงกว้างการแกะสลักลำแสงไอออนจึงเป็นเครื่องมือที่หลากหลายและมีประสิทธิภาพในการผลิตวัสดุและการใช้ไมโครฟาบิก

เหตุใดวัสดุกราไฟท์ Vetek Semiconductor จึงเหมาะสำหรับการทำกริดลำแสงไอออน?

● การนำไฟฟ้า: กราไฟท์แสดงค่าการนำไฟฟ้าที่ยอดเยี่ยมซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับกริดลำแสงไอออนเพื่อให้คำแนะนำคานไอออนสำหรับการเร่งความเร็วหรือการชะลอตัว

● ความคงตัวทางเคมี: กราไฟท์มีความเสถียรทางเคมี สามารถต้านทานการกัดกร่อนและการกัดกร่อนของสารเคมีได้ จึงรักษาความสมบูรณ์ของโครงสร้างและความเสถียรของประสิทธิภาพ

● ความแข็งแรงทางกล: กราไฟต์มีความแข็งแรงเชิงกลและความเสถียรเพียงพอที่จะทนต่อแรงและแรงกดดันที่อาจเกิดขึ้นระหว่างการเร่งความเร็วของลำแสงไอออน

● ความเสถียรของอุณหภูมิ: กราไฟท์แสดงให้เห็นถึงความมั่นคงที่ดีที่อุณหภูมิสูงทำให้สามารถทนต่อสภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิสูงภายในอุปกรณ์ลำแสงไอออนโดยไม่ล้มเหลวหรือเสียรูป

Vetek Semiconductor Ion Beam Sputter แหล่งที่มาของกริดผลิตภัณฑ์: ผลิตภัณฑ์กริด: