СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 3

1. Oсновные параметры плазменных ионных источников . 4

2. принцип действия и основные эксплуатационные особенности источника Кауфмана 7

3. Модификации источника Кауфмана и тенденции его развития 12

4. Применение ионных источников в технологии . 13

заключение 16

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ . 18

ВВЕДЕНИЕ

Ионные источники – устройства для получения направленных потоков ионов. Ионные источники применяются в ускорителях, масс-спектрометрах, ионных микроскопах, установках разделения изотопов, ионных ракетных двигателях. Быстро расширяющаяся область технологических применений источников ионов - это оборудование ионно-лучевой обработки материалов (операции финишной очистки поверхности ИС, имплантации, распыление металлических и диэлектрических материалов, травление микроструктур и т.д. )

Существует несколько способов генерации ионных пучков: генерация ионных пучков путем бомбардировки поверхности твердого тела потоком атомов (поверхностная ионизация), исследовательских установках применяют источни­ки с ионизацией атомов на разогретой поверхности твер­дых тел и т.д.

Однако, наиболее перспективный способ генерации ионных потоков основан на извлечении ионов из плазмы. Газоразрядная плазма является эффективным эмиттером свободных ионов. Следует отметить, что именно плазменные ионные источники нашли широкое применение в различных областях научных исследований и в современном технологическом промышленном оборудовании.

В настоящей работе рассмотрен плазменный ионный источник - источник Кауфмана, применяемый в технологии микроэлектроники и имеющий широкие перспективы развития. В первой главе рассмотрены основные параметры ионных источников. Далее рассмотрен конкретно источник Кауфмана и применение ионных источников в технологии микроэлектроники.

1. Oсновные параметры плазменных ионных источников

Основными конструктивными элементами плазменных источников ионов являются:

разрядная камера;

катодный узел;

ионно-оптическая система формирования пучка;

магнитная система (в источниках с магнитным полем)

система подачи рабочего вещества;

вакуумная система;

система электропитания;

система контроля и управления.

Технические возможности ионно-лучевой установки во многом определяются типом ионного источника. Разнообразие типов разработанных источников обусловлено в первую очередь различными эксплуатационными тре­бованиями к ним.

Назначением каждого источника является эффектив­ное сообщение нейтральным атомам и молекулам ве­щества такого количества энергии, какого было бы до­статочно для отрыва внешних электронов. В результаты произошедшей ионизации в источнике устанавливается определенная концентрация заряженных частиц, вытягивание которых и формирование в пучок требуемого се­чения является назначением ионно-оптической системы /1/.

Обычно тип источника соответствует определенному способу возбуждения разряда. Согласно такой классификации различают источники с накаленным и холодным катодом, источники с ВЧ разрядом. Можно указать и другие отличительные признаки конструкции источника. Такие признаки могут быть связаны самими физическими процессами в разрядной камере, так и с конструктивными особенностями разрядного узла и системы экстракции .

Конструктивное исполнение источника зависит от системы экстракции и формирования. Известны источники с аксиальным или поперечным (относительно направления магнитного поля) выводом, причем выходной пучок может быть цилиндрическим или ленточным. В технологических приложениях широко используются многопучковые источники, формирующие однородные ионные пучки с поперечными размерами до нескольких десятков сантиметров. Именно таким ионным источником является источник Кауфмана.