Подробное описание документа

Сидорова С. В., Купцов А. Д., Пименов И. Е.
   Расчет параметров и моделирование системы ионной обработки в вакууме / Сидорова С. В., Купцов А. Д., Пименов И. Е. // Известия ВУЗов России. Радиоэлектроника. - 2026. - Т. 29, № 1-2. - С. 40-54.

Введение. Определение физических и геометрических характеристик плазмы - актуальная задача ионно-плазменных процессов в производстве микро- и наноэлектроники. Энергия ионов, характер взаимодействия с материалами определяют эффективность технологии. Глубина проникновения, импульс иона влияют на коэффициент распыления (Y) материала, являющийся ключевым параметром элионных технологий. Изменение формы ионного пучка влияет на плотность распределения ионов. Ранее проводились исследования изменения конструкции ионного источника для придания пучку кольцевой формы и формы, близкой к распределению Гаусса. Изменение конструкции ионного источника - трудоемкий и дорогостоящий процесс, альтернативным вариантом является использование внешних магнитных систем. Цель работы. Определение физических параметров системы ионной обработки подложек и функциональных слоев для изделий микро- и наноэлектроники.
Материалы и методы. Исследования проводятся на кафедре "МТ-11" МГТУ им. Н. Э. Баумана. Исследуемым материалом является кремний и ионы аргона. Технологическое оборудование представлено вакуумной установкой МВТУ-11-1МС. Исследование поперечного скола проводится на микроскопе CROSSBEAM 550. Индукция магнитного поля определяется миллитесламетром ТП2-2У.
Результаты. Расчеты и экспериментальные исследования показали, что минимальный Y равен 0.03 атом/ион при энергии 0.05 кэВ, максимальный - 1.35 атом/ион при 7 кэВ, далее происходит уменьшение Y до 1.05 атом/ион при 250 кэВ за счет внедрения ионов в структуру. Внешняя магнитная система источника позволяет изменять угол конусности пучка, что повышает концентрацию ионов в определенной точке на подложке, следовательно, увеличивает эффективность процесса.
Заключение. Апробирована методика расчета энергии ионов Ar+ для кольцевого источника ионов при травлении подложки Si. Обработка результатов эксперимента позволила рассчитать Y. Полученные выражения для магнитного поля и распределения магнитных полей будут использованы при моделировании дополнительной внешней магнитной системы, изменяющей форму пучка ионов.
Ключевые слова вакуумная установка, источник ионов, коэффициент распыления, энергия ионов, кремний, сканирующая электронная микроскопия