Формирование пучка нейтральных атомов для сухого травления и исследование его характеристик
При ионно-лучевом травлении диэлектрических образцов через маску субмикронных размеров
 зарядка поверхности вызывает искривление траектории ионов, что в конечном итоге делает
 невозможным получение более мелких микроструктур. В данной работе в качестве инструмента
 для сухого...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Физическая инженерия поверхности |
|---|---|
| Дата: | 2006 |
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України
2006
|
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/98787 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Формирование пучка нейтральных атомов для сухого травления и исследование его характеристик / А.В. Возный, Дж.Ю. Ям, А.Ю. Кропотов, В.И. Фареник // Физическая инженерия поверхности. — 2006. — Т. 4, № 1-2. — С. 97–103. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859991097409798144 |
|---|---|
| author | Возный, А.В. Ям, Дж.Ю. Кропотов, А.Ю. Фареник, В.И. |
| author_facet | Возный, А.В. Ям, Дж.Ю. Кропотов, А.Ю. Фареник, В.И. |
| citation_txt | Формирование пучка нейтральных атомов для сухого травления и исследование его характеристик / А.В. Возный, Дж.Ю. Ям, А.Ю. Кропотов, В.И. Фареник // Физическая инженерия поверхности. — 2006. — Т. 4, № 1-2. — С. 97–103. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Физическая инженерия поверхности |
| description | При ионно-лучевом травлении диэлектрических образцов через маску субмикронных размеров
зарядка поверхности вызывает искривление траектории ионов, что в конечном итоге делает
невозможным получение более мелких микроструктур. В данной работе в качестве инструмента
для сухого травления предлагается использовать пучок нейтральных частиц, который образуется
в результате гетерогенной нейтрализации медленных ионов при отражении от поверхности
плоскопараллельных проводящих пластин. Исследованы скорость травления кремниевых
образцов и степень нейтрализации потока. Было показано, что при отражении ионов от
поверхности под углом 5° подавляющая часть из них нейтрализуется.
При іонно-променевому травленні діелектричних зразків через маску субмікронних розмірів
заряд на поверхні спричиняє викривлення
траєкторії іонів, що призводить до неможливості
одержання дрібніших мікроструктур. У роботі,
для сухого травлення, пропонується використовувати пучок нейтральних часток, що утворюється
в результаті гетерогенної нейтралізації повільних
іонів при їх відбитті від поверхні плоскопаралельних провідних пластин. Досліджено швидкість травлення зразків оксиду кремнію і ступінь
нейтралізації потоку. Встановлено, що при
відбитті іонів від поверхні під кутом 5° більша
частина їх нейтралізується.
During ion beam etching of dielectric samples through
a mask of submicron size surface charge causes ion
trajectory deviation which makes receiving smaller
microstructures impossible. In this work beam of
neutral particles is proposed as an instrument for dry
etching which is formed due to reflection from a set
of parallel conductive plates. Degree of neutralization
was studied, as well as the energy of the obtained
flux. It was shown that during ion reflection at the
angle 5° with the surface most of them neutralized.
|
| first_indexed | 2025-12-07T16:31:28Z |
| format | Article |
| fulltext |
Ô²Ï ÔÈÏ PSE, 2006, ò. 4, ¹ 1-2, vol. 4, No. 1-2 97
Íåñìîòðÿ íà òî, ÷òî ïëàçìåííîå èîííî-
ëó÷åâîå òðàâëåíèå ÿâëÿåòñÿ êëþ÷åâîé
òåõíîëîãèåé â ïðîèçâîäñòâå èíòåãðàëüíûõ
ìèêðîñõåì, îáðàáîòêà ïîâåðõíîñòè ïó÷êîì
çàðÿæåííûõ ÷àñòèö èìååò ðÿä ñåðüåçíûõ
íåäîñòàòêîâ, íàïðèìåð, àêòèâèçàöèÿ
õèìè÷åñêèõ ñâÿçåé, èçìåíåíèå ýëåêòðè-
÷åñêèõ ñâîéñòâ îáðàçöà, çàðÿäêà ïðèïî-
âåðõíîñòíîãî ñëîÿ. Ïîñëåäíèé èç âûøåíàç-
âàííûõ ýôôåêòîâ âûçûâàåò èñêðèâëåíèå
òðàåêòîðèè èîíîâ ïó÷êà ïðè åãî ïîäëåòå ê
ïîâåðõíîñòè, ÷òî äåëàåò íåâîçìîæíûì
ïîëó÷åíèå âåðòèêàëüíûõ ñòåíîê ïðè
òðàâëåíèè ïîâåðõíîñòè äèýëåêòðè÷åñêèõ
îáðàçöîâ (ðèñ. 1).
Ðèñ. 1. Ïîâðåæäåíèå îáðàçöà ïðè èîííî-ëó÷åâîì
òðàâëåíèè âûçâàííîå çàðÿäêîé ïîâåðõíîñòè. Øèðèíà
ìàñêè 50 íì.
Íà ðèñóíêå ïðèâåäåíû äåôåêòû îáðàçöà
îêñèäà êðåìíèÿ, ïîëó÷åííûå â ïðîöåññå
òðàâëåíèÿ èîííûì ïó÷êîì ñ ýíåðãèåé 75 ýÂ
÷åðåç õðîìîâóþ ìàñêó, ïðåäñòàâëÿþùóþ
ñîáîé ïîëîñêè òîíêîé ìåòàëëè÷åñêîé
ïëåíêè øèðèíîé 50 íì.
Íåñêîëüêî ìåòîäîâ, ïîçâîëÿþùèõ
ñêîìïåíñèðîâàòü ýëåêòðîñòàòè÷åñêèé çàðÿä
ïó÷êà, áûëî ïðåäëîæåíî â ðàáîòàõ [1 – 6]. Â
÷àñòíîñòè ïðåäëàãàëîñü íåéòðàëèçîâàòü
ïîâåðõíîñòíûé çàðÿä äîïîëíèòåëüíûì
ïó÷êîì ýëåêòðîíîâ, èñïîëüçîâàòü ïàðàëëåëü-
íûé èìïóëüñíûé èîííî-ýëåêòðîííûé ïó÷îê
è ò.ä. Îäíàêî è îíè íå ëèøåíû ñâîèõ
íåäîñòàòêîâ â ñâÿçè ñ òåì, ÷òî íåéòðàëèçàöèÿ
èîíîâ ïðîèñõîäèò íà ïîâåðõíîñòè, à
ïðèñóòñòâèå çàðÿäà íà íåé ìîæåò âûçâàòü
íåîáðàòèìûå èçìåíåíèÿ ýëåêòðè÷åñêèõ
ñâîéñòâ ìàòåðèàëà.
Ñóùåñòâóþùàÿ ïîòðåáíîñòü â óñòðîéñòâàõ,
ðàçìåðû êîòîðûõ íå ïðåâûøàþò 65 íì,
ïðèâåëà ê íåîáõîäèìîñòè èñïîëüçîâàíèÿ â
êà÷åñòâå èíñòðóìåíòà äëÿ îáðàáîòêè
ïîâåðõíîñòè ïó÷êè íåéòðàëüíûõ ÷àñòèö,
ïîñêîëüêó ïðè òðàâëåíèè èîííî-ëó÷åâûìè
ìåòîäàìè äàëüíåéøåå óìåíüøåíèå õàðàêòåð-
íûõ ðàçìåðîâ íàíîñòðóêòóð ïðèâîäèò ê
óâåëè÷åíèþ êîëè÷åñòâà ïîâåðõíîñòíûõ
äåôåêòîâ, ñâÿçàííûõ ñ çàðÿäêîé ïîâåðõíîñòè
è èçìåíåíèåì åå ýëåêòðè÷åñêèõ ñâîéñòâ.
Èñïîëüçîâàíèå èñòî÷íèêîâ íåéòðàëüíûõ
÷àñòèö (ÈÍ×) ïðèçâàíî óñòðàíèòü
ÓÄÊ 539.198
ÔÎÐÌÈÐÎÂÀÍÈÅ ÏÓ×ÊÀ ÍÅÉÒÐÀËÜÍÛÕ ÀÒÎÌΠÄËß ÑÓÕÎÃÎ
ÒÐÀÂËÅÍÈß È ÈÑÑËÅÄÎÂÀÍÈÅ ÅÃÎ ÕÀÐÀÊÒÅÐÈÑÒÈÊ
À.Â. Âîçíûé*,**, Äæ.Þ. ßì*, À.Þ. Êðîïîòîâ**, Â.È. Ôàðåíèê**
*Ñóíãþíãâàíñêèé Óíèâåðñèòåò (Ñóâîí)
Þæíàÿ Êîðåÿ
**Íàó÷íûé ôèçèêî-òåõíîëîãè÷åñêèé öåíòð ÌÎÍ è ÍÀÍ Óêðàèíû (Õàðüêîâ)
Ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 20.06.2006
Ïðè èîííî-ëó÷åâîì òðàâëåíèè äèýëåêòðè÷åñêèõ îáðàçöîâ ÷åðåç ìàñêó ñóáìèêðîííûõ ðàçìåðîâ
çàðÿäêà ïîâåðõíîñòè âûçûâàåò èñêðèâëåíèå òðàåêòîðèè èîíîâ, ÷òî â êîíå÷íîì èòîãå äåëàåò
íåâîçìîæíûì ïîëó÷åíèå áîëåå ìåëêèõ ìèêðîñòðóêòóð.  äàííîé ðàáîòå â êà÷åñòâå èíñòðóìåíòà
äëÿ ñóõîãî òðàâëåíèÿ ïðåäëàãàåòñÿ èñïîëüçîâàòü ïó÷îê íåéòðàëüíûõ ÷àñòèö, êîòîðûé îáðàçóåòñÿ
â ðåçóëüòàòå ãåòåðîãåííîé íåéòðàëèçàöèè ìåäëåííûõ èîíîâ ïðè îòðàæåíèè îò ïîâåðõíîñòè
ïëîñêîïàðàëëåëüíûõ ïðîâîäÿùèõ ïëàñòèí. Èññëåäîâàíû ñêîðîñòü òðàâëåíèÿ êðåìíèåâûõ
îáðàçöîâ è ñòåïåíü íåéòðàëèçàöèè ïîòîêà. Áûëî ïîêàçàíî, ÷òî ïðè îòðàæåíèè èîíîâ îò
ïîâåðõíîñòè ïîä óãëîì 5° ïîäàâëÿþùàÿ ÷àñòü èç íèõ íåéòðàëèçóåòñÿ.
Ô²Ï ÔÈÏ PSE, 2006, ò. 4, ¹ 1-2, vol. 4, No. 1-298
íåäîñòàòêè óæå ñóùåñòâóþùèõ ñèñòåì èîííî-
ëó÷åâîãî òðàâëåíèÿ (ÈËÒ). Ââèäó ñâîåé
íîâèçíû, à òàêæå òðóäíîñòåé, âîçíèêàþùèõ
ïðè àíàëèçå ïó÷êîâ, íå îáëàäàþùèõ ýëåêòðè-
÷åñêèì çàðÿäîì, ìåòîäû ôîðìèðîâàíèÿ è
äèàãíîñòèêè ïîòîêà íèçêîýíåðãåòè÷åñêèõ
ýëåêòðè÷åñêè íåéòðàëüíûõ ÷àñòèö îñòàþòñÿ
íà ñåãîäíÿøíèé äåíü ïðàêòè÷åñêè íå èçó÷åí-
íûìè.
Öåëüþ äàííîé ðàáîòû ÿâëÿåòñÿ ðàçðàáîòêà
ìåòîäà ñóõîãî òðàâëåíèÿ, îñíîâàííîãî íà
èñïîëüçîâàíèè ïó÷êîâ íåéòðàëüíûõ àòîìîâ
èëè ìîëåêóë, îáðàçîâàííûõ ïðè îòðàæåíèè
ïîòîêà èîíîâ îò ïîâåðõíîñòè ïëîñêîïà-
ðàëëåëüíûõ ïëàñòèí ïîä ñêîëüçÿùèì óãëîì
è ïîçâîëÿþùåãî èñêëþ÷èòü ýëåêòðîñòàòè-
÷åñêîå âëèÿíèå ïëàçìû è ñàìîãî ïó÷êà íà
îáðàçåö. Ïðåèìóùåñòâîì òàêîãî ìåòîäà
ñòàíåò âîçìîæíîñòü óâåëè÷åíèÿ ïëîòíîñòè
ïîòîêà àòîìîâ (íàïðèìåð, ïðè óâåëè÷åíèè
ìîùíîñòè èëè äàâëåíèÿ) áåç ñóùåñòâåííîãî
óøèðåíèÿ ðàñïðåäåëåíèÿ ÷àñòèö ïó÷êà ïî
óãëàì è ýíåðãèÿì, ò. ê. òðàåêòîðèÿ àòîìîâ íå
áóäåò ïîäâåðæåíà âëèÿíèþ ïîâåðõíîñòíîãî
çàðÿäà â íåïîñðåäñòâåííîé áëèçîñòè ê
îáðàçöó èëè îáúåìíîãî çàðÿäà â îáëàñòè
òðàíñïîðòèðîâêè ïó÷êà.
Äëÿ îñóùåñòâëåíèÿ ïîñòàâëåííîé çàäà÷è
áûë ïðåäëîæåí ïîøàãîâûé ìåõàíèçì
îïòèìèçàöèè èñòî÷íèêà èîíîâ íà áàçå
âûñîêî÷àñòîòíîãî èíäóêöèîííîãî (Â×È)
ðàçðÿäà, ïîçâîëÿþùèé ìèíèìèçèðîâàòü òîêè
ïîòåðü íà óñêîðÿþùèõ ýëåêòðîäàõ. Ïîìèìî
ýòîãî áûëè èçìåðåíû ñêîðîñòè òðàâëåíèÿ
íåéòðàëüíûìè ïó÷êàìè, ïîëó÷åííûìè èç
ïëàçìû àðãîíà Ar, òåòðàôòîðìåòàíà CF4 è
ãåêñàôòîðèäà ñåðû SF6. Ñòåïåíü íåéòðàëè-
çàöèè êîíòðîëèðîâàëàñü ïðè ïîìîùè
îäèíî÷íîãî ïëîñêîãî çîíäà Ëåíãìþðà.
Áûëî ïðîâåäåíî òðàâëåíèå ñ èñïîëüçî-
âàíèåì ïó÷êà íåéòðàëüíûõ ÷àñòèö îáðàçöîâ
îêñèäà êðåìíèÿ ñ íàíåñåííîé íà íåãî ìàñêîé
â âèäå ïîëîñîê õðîìà øèðèíîé 65 è 50 íì. Â
ðåçóëüòàòå ÷åãî óäàëîñü ïîëíîñòüþ èçáåæàòü
ýôôåêòà ðàñôîêóñèðîâêè ïó÷êà, âåäóùåãî ê
ïîäòðàâó ïîâåðõíîñòè, èìåþùåé ñëîæíóþ
ãåîìåòðèþ. Áûëè ïîëó÷åíû âåðòèêàëüíûå
ñòåíêè ñòðóêòóð ñ áîëüøèì õàðàêòåðèñòè÷åñ-
êèì îòíîøåíèåì.
ÊÐÀÒÊÎÅ ÎÏÈÑÀÍÈÅ ÌÅÒÎÄÈÊÈ
ÈÑÑËÅÄÎÂÀÍÈß
Ïîñêîëüêó â îñíîâå ìåòîäà òðàâëåíèÿ ïó÷êîì
àòîìîâ ëåæèò ïðîöåññ íåéòðàëèçàöèè, íåîá-
õîäèìî èçó÷åíèå êèíåòèêè ýëåêòðîííûõ
ïåðåõîäîâ, ñîïðîâîæäàþùèõ äâèæåíèå èîíîâ
ïåðâè÷íîãî ïó÷êà âáëèçè ïðîâîäÿùåé ïîâåðõ-
íîñòè. Óñïåõ ðåàëèçàöèè ìåòîäà çàâèñèò îò
âîçìîæíîñòè êîíòðîëÿ òàêèõ ïàðàìåòðîâ
ïåðâè÷íîãî ïó÷êà èîíîâ, êàê óãëîâîå è
ýíåðãåòè÷åñêîå ðàñïðåäåëåíèå, ôîðìà ñëîÿ
ïðîñòðàíñòâåííîãî çàðÿäà, ïëîòíîñòü òîêà
èîíîâ.
Ïðèíöèïèàëüíàÿ ñõåìà ýêñïåðèìåíòàëü-
íîé óñòàíîâêè äëÿ ôîðìèðîâàíèÿ è èçìå-
ðåíèÿ ïàðàìåòðîâ ïó÷êà èîíîâ è áûñòðûõ
àòîìîâ ïðåäñòàâëåíà íà ðèñ. 2.
Ðèñ. 2. Ýêñïåðèìåíòàëüíàÿ óñòàíîâêà èîííî-ëó÷åâîãî
òðàâëåíèÿ ïó÷êîì íåéòðàëüíûõ ÷àñòèö. Íà ðèñóíêå
öèôðàìè îáîçíà÷åíî: 1 – Â×È èñòî÷íèê èîíîâ; 2 –
òðåõñåòî÷íàÿ ñèñòåìà ýëåêòðîäîâ è îòðàæàòåëü; 3 –
êâàäðóïîëüíûé ìàññ-ñïåêòðîìåòð ñ èíòåãðè-
ðîâàííûì ýíåðãîàíàëèçàòîðîì; 4 – ïëîñêèé çîíä; 5 –
èîíèçàòîð íåéòðàëüíîãî ïó÷êà; 6 – ñîãëàñóþùåå
óñòðîéñòâî Â× ãåíåðàòîðà.
Ê âàêóóìíîé ñèñòåìå ìîíòèðîâàëàñü
öèëèíäðè÷åñêàÿ ðàáî÷àÿ êàìåðà äèàìåòðîì
600 ìì è äëèííîé 800 ìì. Âûñîêî÷àñòîòíûé
èñòî÷íèê èîíîâ 1 íà áàçå èíäóêöèîííîãî
ðàçðÿäà êðåïèëñÿ íà áîêîâîì ôëàíöå ðàáî÷åé
êàìåðû. Ôîðìèðîâàíèå ïó÷êà èîíîâ è åãî
äàëüíåéøàÿ íåéòðàëèçàöèÿ ïðîèñõîäèëà çà
ñ÷åò òðåõñåòî÷íîé ñèñòåìû ýëåêòðîäîâ è
îòðàæàòåëÿ 2.
Îòðàæàòåëü (ñì. ðèñ. 3) ïðåäñòàâëÿë ñîáîé
íàáîð ïîëèðîâàííûõ ãðàôèòîâûõ ïëàñòèí,
ïîääåðæèâàåìûõ çàçåìëåííûì àëþìèíèå-
âûì äåðæàòåëåì. Óãîë íàêëîíà îòðàæàòåëÿ ê
ïó÷êó êîíòðîëèðîâàëñÿ âðàùåíèåì îñíîâà-
íèÿ äåðæàòåëÿ.
Ïðè ïîìîùè âíåøíåé ýëåêòðîííîé ïóøêè
ïó÷îê àòîìîâ ïîäâåðãàëñÿ ïîâòîðíîé
ÔÎÐÌÈÐÎÂÀÍÈÅ ÏÓ×ÊÀ ÍÅÉÒÐÀËÜÍÛÕ ÀÒÎÌΠÄËß ÑÓÕÎÃÎ ÒÐÀÂËÅÍÈß È ÈÑÑËÅÄÎÂÀÍÈÅ ÅÃÎ ÕÀÐÀÊÒÅÐÈÑÒÈÊ
Ô²Ï ÔÈÏ PSE, 2006, ò. 4, ¹ 1-2, vol. 4, No. 1-2 99
èîíèçàöèè äëÿ ïîñëåäóþùåãî èçìåðåíèÿ åãî
õàðàêòåðèñòèê.
Ðèñ. 3. Ïðèíöèïèàëüíàÿ ñõåìà èñòî÷íèêà íåéòðàëüíûõ
÷àñòèö íà áàçå Â×È ðàçðÿäà ñ îòðàæàòåëåì.
Íàïðîòèâ èñòî÷íèêà íåéòðàëüíûõ ÷àñòèö
áûë óñòàíîâëåí êâàäðóïîëüíûé ìàññ-
ñïåêòðîìåòð 3 ôèðìû Hidden Analitical ñ
èíòåãðèðîâàííûì ýíåðãîàíàëèçàòîðîì,
ïîçâîëÿþùèì èçìåðÿòü ýíåðãèþ ïîòîêà
÷àñòèö ñ ðàçðåøåíèåì 0,1 ýÂ. Ðàññòîÿíèå
ìåæäó îòðàæàòåëåì è ýíåðãîàíàëèçàòîðîì
ñîñòàâëÿëî 250 ìì.
Ïàðàìåòðû èîííîãî ïó÷êà è ñòåïåíè
íåéòðàëèçàöèè ïîòîêà àòîìîâ êîíòðîëèðîâà-
ëèñü îäèíî÷íûì ïëîñêèì çîíäîì 4.
Ñêîðîñòü òðàâëåíèÿ êðåìíèåâûõ îáðàçöîâ
è àíèçîòðîïèÿ òðàâëåíèÿ èçó÷àëàñü ïðè
ïîìîùè îðèãèíàëüíîãî ïðîôèëîìåòðà α -
step è ðàñòðîâîãî ýëåêòðîííîãî ìèêðîñêîïà
HITACHI S-4700.
Ïëàçìà â ðàáî÷åé êàìåðå âîçáóæäàëèñü
ïðè ïîìîùè âíåøíåãî òðåõâèòêîâîãî
èíäóêòîðà, ïîäêëþ÷åííîãî ê 13,56 ÌÃö Â×
ãåíåðàòîðó ÷åðåç ñîãëàñóþùåå óñòðîéñòâî ð-
òèïà 6. Îò ñòàíäàðòíîé ñõåìû ñîãëàñîâàíèÿ
åãî îòëè÷àåò äîïîëíèòåëüíàÿ èíäóêòèâíîñòü,
âêëþ÷åííàÿ â ñõåìó ïàðàëëåëüíî ïëàçìåí-
íîìó èíäóêòîðó. Ïîòåðè ìîùíîñòè íà íåé
íåçíà÷èòåëüíû, ââèäó åå áîëüøîãî êîìïëåêñ-
íîãî ñîïðîòèâëåíèÿ. Â òî æå âðåìÿ òàêàÿ
ñõåìà ïðîÿâëÿåò áîëüøóþ ñòàáèëüíîñòü ïðè
èçìåíåíèè èìïåäàíñà àíòåííû, â ÷àñòíîñòè
ïðè çàæèãàíèè ïëàçìû. Äèàìåòð ðàçðÿäíîãî
îáúåìà ñîñòàâëÿë 100 ìì ïðè äëèíå 65 ìì.
Òðåõñåòî÷íàÿ ñèñòåìà âûòÿãèâàíèÿ èîíîâ
è ôîðìèðîâàíèÿ ïó÷êà [7] ïîçâîëÿëà
ïîëó÷àòü íà âûõîäå èç èñòî÷íèêà èíòåãðàëü-
íûé òîê 120 ìÀ. Èñòî÷íèê òàêæå îáîðóäîâàí
ýêðàíèðóþùèì ýëåêòðîäîì, óìåíüøàþùèì
Â× íàâîäêè è ñëóæàùèì äîïîëíèòåëüíûì
êîëëåêòîðîì ýëåêòðîíîâ.
Äëÿ îïòèìèçàöèè èñòî÷íèêà áûëà ïîëó-
÷åíà çàâèñèìîñòü èíòåãðàëüíîãî òîêà ïîòåðü
íà âòîðîì ýëåêòðîäå îò âåëè÷èíû ôîêóñè-
ðóþùåãî íàïðÿæåíèÿ ìåæäó ïåðâîé è âòîðîé
ñåòêîé (ðèñ. 4).
Ðèñ. 4. Ãðàôèê çàâèñèìîñòè èíòåãðàëüíîãî òîêà
èñòî÷íèêà îò âåëè÷èíû ôîêóñèðóþùåãî íàïðÿæåíèÿ
ïðè äàâëåíèè â ðàçðÿäíîé êàìåðå 5·10-3 Òîðð.
Äëÿ íàõîæäåíèÿ âëèÿíèÿ ðàñïðåäåëåíèÿ
ïîòåíöèàëîâ V(x) ìåæäó ýëåêòðîäàìè íà
òðàåêòîðèþ èîíà ðàññìîòðèì äâóõìåðíóþ
çàäà÷ó äâèæåíèÿ çàðÿæåííîé ÷àñòèöû:
, (1)
ãäå qi è mi çàðÿä è ìàññà èîíà. Ex(x, y) è Ey(x, y)
ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé êîìïîíåíòû ýëåêòðè-
÷åñêîãî ïîëÿ.
Óìåíüøèâ êîëè÷åñòâî ïåðåìåííûõ,
èñêëþ÷àÿ âðåìÿ t è ââåäÿ âåëè÷èíû y’=dy/dx
è y”=d2y/dx2 ìîæíî ïîëó÷èòü íåïàðàìåò-
ðè÷åñêîå óðàâíåíèå òðàåêòîðèè äâèæåíèÿ
èîíà:
. (2)
Çäåñü ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé èçìåíåíèå
ïîòåíöèàëüíîé ýíåðãèè èîíà íà ðàññìàòðè-
âàåìîì ó÷àñòêå äâèæåíèÿ. Åñëè íà÷àëî êîîð-
äèíàò âûáðàòü íà ðàññòîÿíèè òîëùèíû ñëîÿ
ïðîñòðàíñòâåííîãî çàðÿäà h îò ïåðâîãî óñêî-
( )
( )
=
=
yxE
m
q
dt
yd
yxE
m
q
dt
xd
y
i
i
x
i
i
,
,
2
2
2
2
( ) 0
1
2
2 =−′+′′
′+
∆
yx EyEy
y
U
U∆
À.Â. ÂÎÇÍÛÉ, ÄÆ.Þ. ßÌ, À.Þ. ÊÐÎÏÎÒÎÂ, Â.È. ÔÀÐÅÍÈÊ
Ô²Ï ÔÈÏ PSE, 2006, ò. 4, ¹ 1-2, vol. 4, No. 1-2100
ðÿþùåãî ýëåêòðîäà, òî = Vp – V(x) + å, ãäå
å – íà÷àëüíàÿ ýíåðãèÿ èîíà, Vp – ïîòåíöèàë
ïëàçìû.
Ëåãêî ïîêàçàòü, ÷òî óðàâíåíèå (2) ïðåîá-
ðàçóåòñÿ â:
, (3)
ãäå – ïåðâûé êîýôôèöèåíò ðàçëîæåíèÿ
ïîòåíöèàëüíîé ýíåðãèè â ðÿä ïî y â
îêðåñòíîñòè òî÷êè x. è ÿâëÿþòñÿ ïåðâîé
è âòîðîé ïðîèçâîäíîé ýòîé âåëè÷èíû ïî x.
Óðàâíåíèå (3) ñïðàâåäëèâî òîëüêî â îêðåñò-
íîñòè îñè x è èìååò ðåøåíèå òîëüêî äëÿ
íåñêîëüêèõ ïðîñòûõ ôîðì ôóíêöèè [8].
×èñëåííîå èíòåãðèðîâàíèå äèôôåðåíöèàëü-
íîãî óðàâíåíèÿ â ïðîñòåéøåì ñëó÷àå, êîãäà
ïîëå ñ îáåèõ ñòîðîí óñêîðÿþùåãî ýëåêòðîäà
ñ÷èòàåòñÿ îäíîðîäíûì è ÷àñòèöà íà÷èíàåò
ñâîé ïóòü â çàòåíåííîé îáëàñòè (ðèñ. 5),
ïîêàçûâàåò, ÷òî ñ ïîãðåøíîñòüþ íå áîëåå 3%
òðàåêòîðèÿ åå äâèæåíèÿ áóäåò îïèñûâàòüñÿ
óðàâíåíèåì (2).
Ðèñ. 5. Ïàðàêñèàëüíàÿ îáëàñòü, â ïðåäåëàõ êîòîðîé
âîçìîæíà ëèíåàðèçàöèÿ óðàâíåíèÿ äâèæåíèÿ èîíà (3).
Çàäà÷à íàõîæäåíèÿ òðàåêòîðèè èîíà, íàõî-
äÿùåãîñÿ ïîä âëèÿíèåì âòîðîãî ýëåêòðîäà
ñóùåñòâåííî óïðîùàåòñÿ ïðè èñïîëüçîâàíèè
ïðåîáðàçîâàíèÿ Øâàðöà-Êðèñòîôôåëÿ.
Ôóíêöèÿ îòîáðàæåíèÿ, çàäàþùàÿ ïåðåõîä îò
êîîðäèíàòû z = x + iy ê w = u + iv èìååò
ñëåäóþùèé âèä:
, (4)
ãäå êîíñòàíòû p è a ñâÿçàíû ìåæäó ñîáîé
ñèñòåìîé óðàâíåíèé:
. (5)
Ïàðàìåòð d çäåñü îáîçíà÷àåò ðàññòîÿíèå
ìåæäó ýëåêòðîäàìè â åäèíèöàõ ðàçìåðà
îòâåðñòèé ñåòîê. Â ïëîñêîñòè w ðàñïðåäå-
ëåíèå ïîòåíöèàëà, çàäàþùåãî òðàåêòîðèþ
èîíà áóäåò èìåòü âèä:
. (6)
Íåñêîëüêî òèïè÷íûõ òðàåêòîðèé èîíîâ,
ïîëó÷åííûõ ïðè îáðàòíîì ïðåîáðàçîâàíèè,
ïîêàçàíî íà ðèñ. 6, ãäå ñïëîøíîé ëèíèåé
èçîáðàæåí ñëó÷àé, êîãäà d ðàâíÿåòñÿ
äèàìåòðó îòâåðñòèé h, à ïóíêòèðîì ñëó÷àé,
êîãäà d = 3h.
Ðèñ. 6. Òèïè÷íûå òðàåêòîðèè äâèæåíèÿ èîíîâ â
ïðèñóòñòâèè âòîðîãî ýëåêòðîäà, íàõîäÿùåãîñÿ íà
ðàññòîÿíèè ðàâíîì äèàìåòðó îòâåðñòèé h (à) è íà
ðàññòîÿíèè, ðàâíîì 3h (á).
Òîê íàñûùåíèÿ â ïëàçìå çàäàåòñÿ
âûðàæåíèåì:
, (7)
 îáëàñòè òðàíñïîðòèðîâêè ïó÷êà òîê
èîíîâ îïðåäåëÿåòñÿ çàêîíîì òðåõ-âòîðûõ:
, (8)
ÿâëÿþùèìñÿ ðåøåíèåì óðàâíåíèÿ Ïóàññîíà
ïðè íèçêèõ äàâëåíèÿõ. U ïðåä-
ñòàâëÿåò ñîáîé ïîòåíöèàë ïëàçìû îòíîñè-
òåëüíî ïåðâîãî ýëåêòðîäà óñðåäíåííûé ïî
ïåðèîäó Â× êîëåáàíèé, l – òîëùèíà ñëîÿ
ïðîñòðàíñòâåííîãî çàðÿäà.
Òîê ïîòåðü çàâèñèò îò ñòðóêòóðû ïðîñò-
ðàíñòâåííîãî çàðÿäà â ïðèýëåêòðîäíîé
îáëàñòè. Ïîñëåäíÿÿ çàäàåòñÿ çàêîíîì íåïðå-
ðûâíîñòè ìåæäó òîêîì íàñûùåíèÿ jb â ïëàçìå
è òîêîì ïó÷êà ji â ïîëå óñêîðÿþùèõ ýëåêòðî-
äîâ, îïðåäåëÿåìûì çàêîíîì òðåõ-âòîðûõ [9,
ζ
( )
+
−−=−
−
=
a
a
a
a
p
a
dap
1
1ln
2
1
2
11
1
2
2
2π
+
−
−
∆+=
au
vctg
au
vctgUvpEV
π1
21
6,0
≅
i
e
eb m
kTnej
23
21
2
2
9
1 U
m
e
l
j
i
i
=
π
ÔÎÐÌÈÐÎÂÀÍÈÅ ÏÓ×ÊÀ ÍÅÉÒÐÀËÜÍÛÕ ÀÒÎÌΠÄËß ÑÓÕÎÃÎ ÒÐÀÂËÅÍÈß È ÈÑÑËÅÄÎÂÀÍÈÅ ÅÃÎ ÕÀÐÀÊÒÅÐÈÑÒÈÊ
Ô²Ï ÔÈÏ PSE, 2006, ò. 4, ¹ 1-2, vol. 4, No. 1-2 101
10]. Íàáëþäàåìûé ðîñò òîêà ïîòåðü ñ óâåëè-
÷åíèåì ìîùíîñòè (ðèñ. 4) ïðè ïîñòîÿííîì
çíà÷åíèè ôîêóñèðóþùåãî íàïðÿæåíèÿ íàêëà-
äûâàåò îãðàíè÷åíèå íà èíòåãðàëüíûé òîê
ïó÷êà. Îäíàêî åñëè ïàäåíèå ïîòåíöèàëà ìåæ-
äó ïåðâûì è âòîðûì ýëåêòðîäîì äîñòàòî÷íî
âûñîêîå, òîê ïîòåðü îñòàåòñÿ ïîñòîÿííîé
âåëè÷èíîé ïðè ëþáîì çíà÷åíèè óñêîðÿþ-
ùåãî íàïðÿæåíèÿ.
Èçìåíåíèå âèäà ôóíêöèè ðàñïðåäåëåíèÿ
èîíîâ ïî ýíåðãèÿì ñ ðîñòîì ôîêóñèðóþùåãî
íàïðÿæåíèÿ V1 – V2 îò 200 Â äî 500 Â ïîêà-
çàíî íà ðèñ. 7 (à - ã). Íàïðÿæåíèå íà ïåðâîì
ýëåêòðîäå ïîääåðæèâàëîñü ïîñòîÿííûì, â òî
âðåìÿ V2 êàê èçìåíÿëîñü îò 0 äî – 300 Â.
Ðèñ. 7. Ôóíêöèÿ ðàñïðåäåëåíèÿ ïåðâè÷íîãî ïó÷êà
èîíîâ ïî ýíåðãèÿì â çàâèñèìîñòè îò ôîêóñèðóþùåãî
íàïðÿæåíèÿ.
Çàâèñèìîñòü, èçîáðàæåííàÿ íà ðèñ. 7,
ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ñëó÷àé ïîëíîé ðàñôîêó-
ñèðîâêè ïó÷êà. Ïî ìåðå óâåëè÷åíèÿ íàïðÿæå-
íèÿ è òîêà, îïðåäåëÿåìîãî çàêîíîì òðåõ
âòîðûõ, òîê ïîòåðü íà âòîðîì ýëåêòðîäå
ñòàíîâèòñÿ ìåíüøå (ðèñ. 7 (á-ã)). Ïàðàë-
ëåëüíî ýòîìó ïðîöåññó ïðîèñõîäèò óìåíüøå-
íèå òîêà ïîòåðü íà òðåòüåì ýëåêòðîäå, ÷òî
òàêæå óâåëè÷èâàåò âêëàä â îáùèé ñèãíàë,
äåòåêòèðóåìûé àíàëèçàòîðîì. Ìàêñèìóì
ôóíêöèè ðàñïðåäåëåíèÿ èîíîâ ïî ýíåðãèÿì
íàáëþäàåòñÿ äàæå ïðè ìàëûõ ôîêóñèðóþùèõ
íàïðÿæåíèÿõ, îäíàêî, ÿðêî âûðàæåííûì îí
ñòàíîâèòñÿ òîëüêî ïðè óâåëè÷åíèè ðàçíèöû
ïîòåíöèàëîâ ìåæäó ïåðâûìè äâóìÿ ýëåêòðî-
äàìè. Ñòîèò îòìåòèòü, ÷òî âåëè÷èíà ýíåðãå-
òè÷åñêîãî ðàçáðîñà îñòàåòñÿ ïîñòîÿííîé äëÿ
âñåõ ÷åòûðåõ çàâèñèìîñòåé. Ïîñëåäíåå ìîæåò
áûòü îáúÿñíåíî òåì, ÷òî äàííûé ïàðàìåòð
çàâèñèò èñêëþ÷èòåëüíî îò âåëè÷èíû ïàäå-
íèÿ Â× ïîòåíöèàëà íà èíäóêòîðå.
ÐÅÇÓËÜÒÀÒÛ È ÎÁÑÓÆÄÅÍÈÅ
Ñôîðìèðîâàâøèéñÿ ïó÷îê èîíîâ ïîäâåðãàëñÿ
íåéòðàëèçàöèè ïðè ñêîëüçÿùåì îòðàæåíèè
îò ïîâåðõíîñòè ãðàôèòîâûõ ïëàñòèí îòðàæà-
òåëÿ. Ïðîöåññ ñîïðîâîæäàåòñÿ ïîòåðåé ýíåð-
ãèè ïîòîêà ÷àñòèö.  ñëó÷àå ïàðíûõ óïðóãèõ
ñòîëêíîâåíèé ìåæäó èîíàìè ïó÷êà è àòîìà-
ìè ïîâåðõíîñòè, êîãäà âëèÿíèåì äðóãèõ
àòîìîâ ìîæíî ïðåíåáðå÷ü, íàõîæäåíèå ïåðå-
äàííîé ïîâåðõíîñòè îòðàæàòåëÿ ýíåðãèè
èîíîì ñâîäèòñÿ ê ðåøåíèþ çàäà÷è äâóõ òåë.
Àíàëèç ÷àñòèö ïî ýíåðãèÿì íå îãðàíè÷è-
âàåòñÿ åäèíñòâåííûì óãëîì ðàññåÿíèÿ è [11],
îäíàêî ñóùåñòâóåò ñîîòíîøåíèå ìåæäó
ïîòåðåé ýíåðãèè è ìàññîé ïîâåðõíîñòíûõ
àòîìîâ, ïðèíèìàþùèõ ó÷àñòèå â ðàññåÿíèè
èîíîâ ïó÷êà:
, (9)
ãäå E0 è E1 – ýíåðãèÿ ÷àñòèöû äî è ïîñëå ñîó-
äàðåíèÿ ñ ïîâåðõíîñòüþ, m0 è mi – ìàññà àòî-
ìà ïîâåðõíîñòè è èîíà ñîîòâåòñòâåííî. Óãîë
è îïðåäåëÿåòñÿ èç âûðàæåíèÿ äëÿ ñêàëÿðíîãî
ïðîèçâåäåíèÿ âåêòîðîâ èìïóëüñà èîíà äî è
ïîñëå ñòîëêíîâåíèÿ: pr·pi = pr·pi cosè. Äàííîå
âûðàæåíèå, â ÷àñòíîñòè, ãîâîðèò, ÷òî ïðè
îòðàæåíèè èîíà ñ ýíåðãèåé 150 ý çíà÷åíèå
ïîòåðè ýíåðãèè ïðè óïðóãîì ñòîëêíîâåíèè
ñîñòàâèò îêîëî 2 ýÂ.
Ñòåïåíü íåéòðàëèçàöèè ïó÷êà ñëàáî
çàâèñèò îò ýíåðãèè ïåðâè÷íîãî ïîòîêà èîíîâ.
Íà ðèñ. 8 ïðåäñòàâëåíû ãðàôèêè çàâèñèìîñòè
èíòåãðàëüíîãî òîêà èñòî÷íèêà îò óñêîðÿþ-
ùåãî íàïðÿæåíèÿ äî è ïîñëå îòðàæåíèÿ îò
ãðàôèòîâûõ ïëàñòèí. Èçìåðåíèå ïðîâîäè-
ëîñü äëÿ ïó÷êîâ èîíîâ Ar, SF6 è CF4 ïðè
ïîìîùè îäèíî÷íîãî ïëîñêîãî çîíäà Ëåíã-
ìþðà, íàõîäÿùåãîñÿ ïîä íåáîëüøèì îòðèöà-
òåëüíûì ïîòåíöèàëîì çàïèðàíèÿ òîêà
ýëåêòðîíîâ. Â ñðåäíåì ýôôåêòèâíîñòü
íåéòðàëèçàöèè ïó÷êà èîíîâ ñîñòàâèëà îêîëî
98%.Çíà÷èòåëüíîå óìåíüøåíèå ïëîòíîñòè
òîêà îòðàæåííîãî ïó÷êà íàáëþäàëîñü äëÿ
âñåõ òðåõ òèïîâ ðàáî÷åãî ãàçà è ñâÿçûâàåòñÿ
ñ ïðîöåññîì ïîòåðè çàðÿäà èîíàìè ïðè
âçàèìîäåéñòâèè ñ ïîâåðõíîñòüþ ãðàôèòîâûõ
ïëàñòèí, à íå ñ àòîìàìè ðàáî÷åãî ãàçà,
( )[ ] 2
0
2122
0
0
1
1
sincos
+
−±=
i
i
mm
mm
E
E θθ
À.Â. ÂÎÇÍÛÉ, ÄÆ.Þ. ßÌ, À.Þ. ÊÐÎÏÎÒÎÂ, Â.È. ÔÀÐÅÍÈÊ
Ô²Ï ÔÈÏ PSE, 2006, ò. 4, ¹ 1-2, vol. 4, No. 1-2102
ïîñêîëüêó ñòåïåíü íåéòðàëèçàöèè íå ïðîÿâ-
ëÿëà çàâèñèìîñòè îò äàâëåíèÿ.
Ðèñ. 8. Çàâèñèìîñòü ïëîòíîñòè òîêà èîííîãî ïó÷êà îò
óñêîðÿþùåãî íàïðÿæåíèÿ äî (òåìíûå çíà÷êè) è ïîñëå
(ñâåòëûå çíà÷êè) ïðîõîæäåíèÿ ÷åðåç îòðàæàòåëü.
Ðàññòîÿíèå ìåæäó èñòî÷íèêîì è çîíäîì Ëåíãìþðà
50 ìì, äàâëåíèå â èñòî÷íèêå 5·10-3 Òîðð.
Ïðè ïîëó÷åíèè ñòðóêòóð è ýëåêòðîííûõ
óñòðîéñòâ, ðàçìåðû êîòîðûõ íå ïðåâûøàþò
50 íì, äàæå íåáîëüøîå êîëè÷åñòâî èîíîâ â
ñîñòàâå ïó÷êà ìîãóò âûçâàòü ñåðüåçíûå
ïîâðåæäåíèÿ ñòðóêòóðû îáðàáàòûâàåìîé
ïîâåðõíîñòè èëè èçìåíåíèå åå ñâîéñòâ [12].
Äëÿ òîãî, ÷òîáû îãðàäèòü ïîâåðõíîñòü îò
âëèÿíèÿ âûñîêîýíåðãåòè÷íûõ èîíîâ, ìåæäó
îáðàçöîì è èñòî÷íèêîì óñòàíàâëèâàëñÿ
ïîëîæèòåëüíî çàðÿæåííûé ñåòî÷íûé ýëåêò-
ðîä, ïîòåíöèàë êîòîðîãî áûë áîëüøå âåëè÷è-
íû Ei/e, ãäå Ei – ýíåðãèÿ èîííîãî ïó÷êà íà
âûõîäå èç èñòî÷íèêà.
Èñïîëüçóÿ íàïðàâëåííûé ïîòîê àòîìîâ è
íåéòðàëüíûõ ðàäèêàëîâ èç ïëàçìû ãàçîâ Ar,
SF6 è CF4 áûëî ïðîèçâåäåíî òðàâëåíèå
ïîëèðîâàííîé êðåìíèåâîé ïëàñòèíû.
Çàâèñèìîñòü ñêîðîñòè òðàâëåíèÿ îò âåëè÷è-
íû óñêîðÿþùåãî íàïðÿæåíèÿ ïðåäñòàâëåíà
íà ðèñ. 9.
Áûëî ïðîèçâåäåíî òðàâëåíèå äèîêñèäà
êðåìíèÿ SiO2 ÷åðåç ìàñêó, ïðåäñòàâëÿâøóþ
ñîáîé ïîëîñêè õðîìà øèðèíîé 50 íì,
íàõîäèâøèõñÿ ìåæäó ñîáîé íà ðàññòîÿíèè 50
íì.  êà÷åñòâå ðàáî÷åãî ãàçà áûë âûáðàí SF6,
Â× ìîùíîñòü èñòî÷íèêà ñîñòàâëÿëà 150 Âò,
ýíåðãèÿ ïó÷êà 400 Â. Ïîäëîæêà ñ îáðàçöàìè
áûëà óñòàíîâëåíà íà ðàññòîÿíèè 40 ìì îò
îòðàæàòåëÿ.
Ðèñ. 9. Ãðàôèê çàâèñèìîñòè ñêîðîñòè òðàâëåíèÿ êðåì-
íèåâîé ïëàñòèíû íåéòðàëüíûìè ÷àñòèöàìè, ïîëó÷åí-
íûìè èç ïëàçìû SF6, CF4 è Ar.
Ïîñëå òðàâëåíèÿ îáðàçöû èññëåäîâàëèñü
ïðè ïîìîùè ðàñòðîâîãî ýëåêòðîííîãî ìèêðî-
ñêîïà. Ñíèìîê ïîïåðå÷íîãî ñå÷åíèÿ ïîëó-
÷åííîé ñòðóêòóðû ïðåäñòàâëåí íà ðèñ. 10.
Ðèñ. 10. Ýëåêòðîííî-ìèêðîñêîïè÷åñêèé ñíèìîê
ïîïåðå÷íîãî ñå÷åíèÿ îáðàçöà äèîêñèäà êðåìíèÿ SiO2
ïîñëå òðàâëåíèÿ ïó÷êîì íåéòðàëüíûõ ÷àñòèö ÷åðåç
õðîìîâóþ ìàñêó øèðèíîé 50 íì.
Áëàãîäàðÿ âûñîêîé íàïðàâëåííîñòè ïó÷êà
è ìàëîìó ðàçáðîñó àòîìîâ ïî ýíåðãèÿì,
óäàëîñü ïîëó÷èòü ïðàêòè÷åñêè âåðòèêàëüíûå
ñòåíêè ñòðóêòóðû äèýëåêòðè÷åñêîãî îáðàçöà.
ÂÛÂÎÄÛ
Ðàçðàáîòàí íîâûé ìåòîä îáðàáîòêè ïîâåðõíî-
ñòè ïó÷êîì ýëåêòðè÷åñêè íåéòðàëüíûõ
÷àñòèö. Íàïðàâëåííûé ïîòîê àòîìîâ ðà-
äèêàëîâ ñ ýíåðãèåé îò 0 äî 400 ýÂ ôîðìèðî-
âàëñÿ ïðè îòðàæåíèè ïó÷êà èîíîâ îò íàáîðà
ïëîñêîïàðàëëåëüíûõ ïëàñòèí ïîä óãëîì 5°.
Îïðåäåëåíû óñëîâèÿ îïòèìàëüíîé ôîêó-
ñèðîâêè è òðàíñïîðòèðîâêè ïó÷êà èîíîâ,
ïîëó÷åííûõ èç ïëàçìû Â×È ðàçðÿäà â
ÔÎÐÌÈÐÎÂÀÍÈÅ ÏÓ×ÊÀ ÍÅÉÒÐÀËÜÍÛÕ ÀÒÎÌΠÄËß ÑÓÕÎÃÎ ÒÐÀÂËÅÍÈß È ÈÑÑËÅÄÎÂÀÍÈÅ ÅÃÎ ÕÀÐÀÊÒÅÐÈÑÒÈÊ
Ô²Ï ÔÈÏ PSE, 2006, ò. 4, ¹ 1-2, vol. 4, No. 1-2 103
óñëîâèÿõ âûñîêîé ïëîòíîñòè ïëàçìû âíóòðè
èñòî÷íèêà èîíîâ. Ýôôåêòèâíîñòü íåéòðàëè-
çàöèè ïðè ýòîì ñîñòàâèëà 98 %. Îñòàòî÷íûå
èîíû áûëè óäàëåíû ïðè ïîìîùè äîïîëíè-
òåëüíîãî ýëåêòðîäà, ïîòåíöèàë êîòîðîãî ïðå-
âûøàë óñêîðÿþùåå íàïðÿæåíèå èñòî÷íèêà.
Áûëî ïðîèçâåäåíî òðàâëåíèå äèýëåêòðè-
÷åñêîãî îáðàçöà äèîêñèäà êðåìíèÿ SiO2,
÷åðåç ìàñêó, ïðåäñòàâëÿþùóþ ñîáîé ïîëîñêè
õðîìà øèðèíîé 50 íì, ïðè ïîìîùè ýëåêòðè-
÷åñêè íåéòðàëüíîãî ïó÷êà àòîìîâ è ðàäèêà-
ëîâ ðàáî÷åãî ãàçà SF6. Áëàãîäàðÿ îòñóòñòâèþ
ïîâåðõíîñòíîãî çàðÿäà è òîìó, ÷òî ïîòîê íå
áûë ÷óâñòâèòåëåí ê íåìó, òðàåêòîðèÿ ïó÷êà
îêàçàëàñü ñòðîãî ïåðïåíäèêóëÿðíîé ïîâåðõ-
íîñòè, î ÷åì ñâèäåòåëüñòâóþò ñíèìêè ïîïå-
ðå÷íîãî ñå÷åíèÿ îáðàçöîâ.
ËÈÒÅÐÀÒÓÐÀ
1. T. Yunogami, K. Yokogawa, T. Mizutani,
Development of neutral-beam-assisted etcher, J.
Vac. Sci. Technol. A 13 (3) (1995) 952.
2. M.J. Goeckner, T.K. Bennett, J.Y. Park, Z. Wang,
S.A. Cohen, Etch damage evaluation of low-angle,
forward-reflected neutral beam etching,
International Symposium on Plasma Process-
Induced Damage, 1997.– P. 175.
3. J. Yamamoto, T. Kawasaki, H. Sakaue, S.
Shingubara, Y. Horiike, Digital etching study and
fabrication of fine Si lines and dots, Thin Solid
Films 225 (1993) 124.
4. K. Yokogawa, T. Yunogami, T. Mizutani, Neutral-
Beam-Assisted Etching System for Low-Damage
SiO2 Etching of 8-Inch Wafers, Jpn. J. Appl. Phys.
35 (1996) 1901.
5. Äóäèí Ñ.Â., Çûêîâ À.Â., Ïîëîæèé Ê.È.
Ýíåðãåòè÷åñêàÿ öåíà èîíà â êîìáèíèðîâàí-
íîì Â× èíäóêöèîííî-åìêîñòíîì ðàçðÿäå//
Ïèñüìà â ÆÒÔ.– 1996.– Ò. 22, âûï. 19.– Ñ.
54-59.
6. A. Szabo, T. Engel, Etching of Si surfaces with
hot chlorine beams: Translational and vibrational
excitation of the incident chlorine particles, J. Vac.
Sci. Technol. A12 (1994) 648.
7. M. Irzyk, C. Laure and A. Bouchoule, Ion
extraction from a helicon source and PIC
simulation, Plasma Sources Sci. Technol. 10
(2001) 463–470
8. N. Shibata, On a Solution of the Paraxial Ray
Equation in an Axially Symmetrical Electrostatic
Field, J. Phys. Soc. Japan 15 (1960) 200.
9. K. Bai, C. Choi and H. Chang, Electron tempera-
ture control with a small mesh number grid in
inductively coupled plasmas, Plasma Sources Sci.
Technol. 13 (2004) 662–667
10. B. Chapman Glow Discharge Processes New
York, Wiley p. 29.
11. Àíäðååâ Å.À., Äàëèä÷èê Ô.È. Âîññòàíîâëåíèå
êèíåòèêè îäíîêàíàëüíîé ãåòåðîãåííîé
íåéòðàëèçàöèè ìåòîäîì ñêîëüçÿùåãî
ðàññåÿíèÿ áûñòðûõ èîíîâ ïîâåðõíîñòüþ
ìåòàëëîâ// Ïèñüìà â ÆÒÔ.– 2003.– Ò. 77, âûï.
2.– Ñ. 109-113.
12. D.H. Lee, M.J. Chung, H.K. Hwang, G.Y. Yeom
Etch damage evaluation of low-angle, forward-
reflected neutral beam etching Materials Science
and Engineering C 23 (2003) 221–224.
FORMATION OF NEUTRAL ATOMIC BEAM
FOR DRY ETCHING AND STUDY ITS
CHARACHTERISTICS
O. V. Vozniy , G.Y. Yeom, O.Yu. Kropotov,
V.I. Farenik
During ion beam etching of dielectric samples through
a mask of submicron size surface charge causes ion
trajectory deviation which makes receiving smaller
microstructures impossible. In this work beam of
neutral particles is proposed as an instrument for dry
etching which is formed due to reflection from a set
of parallel conductive plates. Degree of neutralization
was studied, as well as the energy of the obtained
flux. It was shown that during ion reflection at the
angle 5° with the surface most of them neutralized.
ÔÎÐÌÓÂÀÍÍß ÏÓ×ÊÀ ÍÅÉÒÐÀËÜÍÈÕ
ÀÒÎ̲ ÄËß ÑÓÕÎÃÎ ÒÐÀÂËÅÍÍß ²
ÄÎÑ˲ÄÆÅÍÍß ÉÎÃÎ ÕÀÐÀÊÒÅÐÈÑÒÈÊ
Î.Â. Âîçíèé, Äæ.Þ. ßì, Î.Þ. Êðîïîòîâ,
Â.². Ôàðåí³ê
Ïðè ³îííî-ïðîìåíåâîìó òðàâëåíí³ ä³åëåêò-
ðè÷íèõ çðàçê³â ÷åðåç ìàñêó ñóáì³êðîííèõ ðîçì³ð³â
çàðÿä íà ïîâåðõí³ ñïðè÷èíÿº âèêðèâëåííÿ
òðàºêòî𳿠³îí³â, ùî ïðèçâîäèòü äî íåìîæëèâîñò³
îäåðæàííÿ äð³áí³øèõ ì³êðîñòðóêòóð. Ó ðîáîò³,
äëÿ ñóõîãî òðàâëåííÿ, ïðîïîíóºòüñÿ âèêîðèñòîâó-
âàòè ïó÷îê íåéòðàëüíèõ ÷àñòîê, ùî óòâîðþºòüñÿ
â ðåçóëüòàò³ ãåòåðîãåííî¿ íåéòðàë³çàö³¿ ïîâ³ëüíèõ
³îí³â ïðè ¿õ â³äáèòò³ â³ä ïîâåðõí³ ïëîñêîïà-
ðàëåëüíèõ ïðîâ³äíèõ ïëàñòèí. Äîñë³äæåíî øâèä-
ê³ñòü òðàâëåííÿ çðàçê³â îêñèäó êðåìí³þ ³ ñòóï³íü
íåéòðàë³çàö³¿ ïîòîêó. Âñòàíîâëåíî, ùî ïðè
â³äáèòò³ ³îí³â â³ä ïîâåðõí³ ï³ä êóòîì 5° á³ëüøà
÷àñòèíà ¿õ íåéòðàë³çóºòüñÿ.
À.Â. ÂÎÇÍÛÉ, ÄÆ.Þ. ßÌ, À.Þ. ÊÐÎÏÎÒÎÂ, Â.È. ÔÀÐÅÍÈÊ
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-98787 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1999-8074 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T16:31:28Z |
| publishDate | 2006 |
| publisher | Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Возный, А.В. Ям, Дж.Ю. Кропотов, А.Ю. Фареник, В.И. 2016-04-17T19:00:41Z 2016-04-17T19:00:41Z 2006 Формирование пучка нейтральных атомов для сухого травления и исследование его характеристик / А.В. Возный, Дж.Ю. Ям, А.Ю. Кропотов, В.И. Фареник // Физическая инженерия поверхности. — 2006. — Т. 4, № 1-2. — С. 97–103. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. 1999-8074 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/98787 539.198 При ионно-лучевом травлении диэлектрических образцов через маску субмикронных размеров
 зарядка поверхности вызывает искривление траектории ионов, что в конечном итоге делает
 невозможным получение более мелких микроструктур. В данной работе в качестве инструмента
 для сухого травления предлагается использовать пучок нейтральных частиц, который образуется
 в результате гетерогенной нейтрализации медленных ионов при отражении от поверхности
 плоскопараллельных проводящих пластин. Исследованы скорость травления кремниевых
 образцов и степень нейтрализации потока. Было показано, что при отражении ионов от
 поверхности под углом 5° подавляющая часть из них нейтрализуется. При іонно-променевому травленні діелектричних зразків через маску субмікронних розмірів
 заряд на поверхні спричиняє викривлення
 траєкторії іонів, що призводить до неможливості
 одержання дрібніших мікроструктур. У роботі,
 для сухого травлення, пропонується використовувати пучок нейтральних часток, що утворюється
 в результаті гетерогенної нейтралізації повільних
 іонів при їх відбитті від поверхні плоскопаралельних провідних пластин. Досліджено швидкість травлення зразків оксиду кремнію і ступінь
 нейтралізації потоку. Встановлено, що при
 відбитті іонів від поверхні під кутом 5° більша
 частина їх нейтралізується. During ion beam etching of dielectric samples through
 a mask of submicron size surface charge causes ion
 trajectory deviation which makes receiving smaller
 microstructures impossible. In this work beam of
 neutral particles is proposed as an instrument for dry
 etching which is formed due to reflection from a set
 of parallel conductive plates. Degree of neutralization
 was studied, as well as the energy of the obtained
 flux. It was shown that during ion reflection at the
 angle 5° with the surface most of them neutralized. ru Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України Физическая инженерия поверхности Формирование пучка нейтральных атомов для сухого травления и исследование его характеристик Формування пучка нейтральних атомів для сухого травлення і дослідження його характеристик Formation of neutral atomic beam for dry etching and study its charachteristics Article published earlier |
| spellingShingle | Формирование пучка нейтральных атомов для сухого травления и исследование его характеристик Возный, А.В. Ям, Дж.Ю. Кропотов, А.Ю. Фареник, В.И. |
| title | Формирование пучка нейтральных атомов для сухого травления и исследование его характеристик |
| title_alt | Формування пучка нейтральних атомів для сухого травлення і дослідження його характеристик Formation of neutral atomic beam for dry etching and study its charachteristics |
| title_full | Формирование пучка нейтральных атомов для сухого травления и исследование его характеристик |
| title_fullStr | Формирование пучка нейтральных атомов для сухого травления и исследование его характеристик |
| title_full_unstemmed | Формирование пучка нейтральных атомов для сухого травления и исследование его характеристик |
| title_short | Формирование пучка нейтральных атомов для сухого травления и исследование его характеристик |
| title_sort | формирование пучка нейтральных атомов для сухого травления и исследование его характеристик |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/98787 |
| work_keys_str_mv | AT voznyiav formirovaniepučkaneitralʹnyhatomovdlâsuhogotravleniâiissledovanieegoharakteristik AT âmdžû formirovaniepučkaneitralʹnyhatomovdlâsuhogotravleniâiissledovanieegoharakteristik AT kropotovaû formirovaniepučkaneitralʹnyhatomovdlâsuhogotravleniâiissledovanieegoharakteristik AT farenikvi formirovaniepučkaneitralʹnyhatomovdlâsuhogotravleniâiissledovanieegoharakteristik AT voznyiav formuvannâpučkaneitralʹnihatomívdlâsuhogotravlennâídoslídžennâiogoharakteristik AT âmdžû formuvannâpučkaneitralʹnihatomívdlâsuhogotravlennâídoslídžennâiogoharakteristik AT kropotovaû formuvannâpučkaneitralʹnihatomívdlâsuhogotravlennâídoslídžennâiogoharakteristik AT farenikvi formuvannâpučkaneitralʹnihatomívdlâsuhogotravlennâídoslídžennâiogoharakteristik AT voznyiav formationofneutralatomicbeamfordryetchingandstudyitscharachteristics AT âmdžû formationofneutralatomicbeamfordryetchingandstudyitscharachteristics AT kropotovaû formationofneutralatomicbeamfordryetchingandstudyitscharachteristics AT farenikvi formationofneutralatomicbeamfordryetchingandstudyitscharachteristics |