イオンビームスパッタ源グリッド

イオンビーム源は、グリッドを装備し、イオンを抽出できるプラズマ源です。 OIPT（Oxford Instruments Plasma Technology）イオンビームソースは、排出チャンバー、グリッド、および中和剤の3つの主要な成分で構成されています。

イオンビームスパッタ源グリッドの動作の概略図

● 放電室無線周波数アンテナで囲まれた石英またはアルミニウムのチャンバーです。その効果は、高周波場を通じてガス (通常はアルゴン) をイオン化し、プラズマを生成することです。高周波場は自由電子を励起し、ガス原子をイオンと電子に分裂させ、プラズマを生成します。放電室内の RF アンテナの両端電圧は非常に高いため、イオンに静電効果が生じ、イオンが高エネルギーになります。

●グリッドの役割イオン源では、イオンを分析し、必要なエネルギーまで加速します。 OIPTイオンビーム源のグリッドは特定の配置パターンを持つ2~3個のグリッドで構成されており、幅の広いイオンビームを形成することができます。グリッドの設計特徴には間隔と曲率が含まれており、アプリケーション要件に応じて調整してイオンのエネルギーを制御できます。

●ニュートラライザーイオンビーム内のイオン電荷を中和し、イオンビームの発散を低減し、チップまたはスパッタリングターゲットの表面の帯電を防ぐために使用される電子源です。中和剤と他のパラメーターの間の相互作用を最適化し、望ましい結果を得るためにさまざまなパラメーターのバランスをとります。イオンビームの発散は、ガス散乱やさまざまな電圧および電流パラメータなど、いくつかのパラメータの影響を受けます。

OIPTイオンビーム源のプロセスは、クォーツチャンバーに静電スクリーンを配置し、3グリッド構造を採用することにより改善されます。静電スクリーンは、静電界がイオン源に入るのを防ぎ、内部導電層の堆積を効果的に防ぎます。 3グリッド構造には、グリッドのシールド、グリッドの加速、減速グリッドが含まれます。これにより、エネルギーを正確に定義し、イオンを駆動してイオンのコリメーションと効率を改善できます。.

図 1. ビーム電圧におけるソース内のプラズマ

図2.ビーム電圧でのソース内のプラズマ

図 3. イオンビームエッチングおよび蒸着システムの概略図

エッチング技術は主に次の 2 つのカテゴリに分類されます。

●不活性ガスでイオンビームエッチング（IBE）: この方法では、アルゴン、キセノン、ネオン、クリプトンなどの不活性ガスを使用してエッチングします。 IBE は物理的なエッチングを提供し、通常反応性イオン エッチングには適さない金、プラチナ、パラジウムなどの金属の処理を可能にします。多層材料の場合、磁気ランダム アクセス メモリ (MRAM) などのデバイスの製造に見られるように、IBE はその単純さと効率性により推奨される方法です。

● 反応性イオンビームエッチング (RIBE): RIBE では、SF6、CHF3、CF4、O2、Cl2 などの化学反応性ガスをアルゴンなどの不活性ガスに添加します。この技術は、化学反応性を導入することにより、エッチング速度と材料の選択性を高めます。 RIBE は、エッチング ソースを通じて、または基板プラットフォーム上のチップを取り囲む環境を通じて導入できます。後者の方法は化学支援イオン ビーム エッチング (CAIBE) として知られ、効率が高く、エッチング特性の制御が可能です。

イオンビームエッチングは、材料処理の領域でさまざまな利点を提供します。多様な材料をエッチングする能力に優れており、血漿エッチング技術のために伝統的に挑戦しているものにまで拡張します。さらに、この方法では、サンプルの傾斜を介して側壁プロファイルの形成を可能にし、エッチングプロセスの精度を高めます。化学反応性ガスを導入することにより、イオンビームエッチングはエッチングレートを大幅に高めることができ、材料除去を促進する手段を提供します。 

このテクノロジーは、イオンビーム電流やエネルギーなどの重要なパラメーターを独立して制御し、カスタマイズされた正確なエッチングプロセスを促進します。特に、イオンビームエッチングは、並外れた運用的な再現性を誇り、一貫した信頼できる結果を確保します。さらに、表面全体で一貫した材料除去を達成するために重要な、顕著なエッチングの均一性を示しています。幅広いプロセスの柔軟性により、イオンビームエッチングは、材料製造およびマイクロファブリケーションアプリケーションの多用途で強力なツールとして立っています。

Vetek Semiconductor のグラファイト材料がイオン ビーム グリッドの製造に適しているのはなぜですか?

●導電率: グラファイトは優れた導電性を示します。これは、加速または減速のためにイオン ビームを効果的にガイドするイオン ビーム グリッドにとって非常に重要です。

● 化学的安定性：グラファイトは化学的に安定しており、化学的侵食や腐食に抵抗できるため、構造的な完全性と性能の安定性を維持します。

●機械的強度：グラファイトは、イオンビーム加速度中に発生する可能性のある力と圧力に耐えるのに十分な機械的強度と安定性を持っています。

●温度安定性：グラファイトは高温で良好な安定性を示し、障害や変形なしにイオンビーム装置内の高温環境に耐えることができます。

Vetek半導体イオンビームスパッタソースグリッド製品：