191065. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés ion implantációra, célszerűen integrált áramkörök előállításához
1 191 065 2 A találmány eljárásra és berendezésre vonatkozik, ion implantációra és az integrált áramkörök előállításához alkalmazható igen előnyösen. Ismeretes, hogy az integrált áramkörök, ezen oszthatatlan egységben készülő, több funkciót ellátó áramkörrendszer előállításához általában fotokémiai eljárásokat alkalmaznak. Ennek az eljárásnak a kapcsán az elkészíteni szándékozott áramköröket viszonylag nagy maszkok alakjában állítják elő, majd ezeket optikai úton kicsinyítik. Egy, az előzőekben említett ún. maszk előállítása igen jelentős műszaki ráfordítást igényel, ezért ilyen maszkokat csak nagy darabszámú áramkörök előállítása esetén célszerű elkészíteni, ezen túlmenően pedig bármilyen áramköri módosítás a maszkon történő manipulációval jár, ami az egész műveletet bonyolulttá teszi és végrehajtása ismét csak nagy darabszám esetében előnyös. További hátránya az ismertetett műszaki megoldásnak az, hogy a munkadarabok pozicionálása is jelentős ráfordítással járó feladatot jelent. Problematikus továbbá a fotokémiai úton előállított áramköröknél a miniatürizálás „elméleti” alsó határa, amely a mechanikus ráhatások miatt viszonylag magas alsó értékre állítható csak be. Találmányunk elé azt a célt tűztük ki, hogy olyan eljárást és berendezést hozzunk létre ion implantációra, célszerűen integrált áramkörök előállításához, amely az előzőekben leírt hátrányos tulajdonságokkal nem rendelkezik és a létrehozott áramkörök egyedi úton vagy kis sorozatban előállíthatok, továbbá miniatürizálásuk valamint megfelelő pozicionálásuk egyszerű eszközökkel megoldható, igen gyors úton reprodukálhatók, adott esetben hagyományos dokumentáció révén, valamint a gyártásuk minimális élőmunka igénybevételével oldható meg. A kitűzött célnak olyan eljárással teszünk eleget, amely az ion implantációt előre meghatározott módon megváltoztatott erősségű, eltérített többféle ion- és/vagy elektronsugár alkalmazásával eszközli. Az eljárás értelmében egy önmagában ismert, vezérelt elektron- és/vagy ionoptikai eszközből, mint változtatható erősségű forrásból elektron- és/ vagy ionsugarat bocsátunk ki. A sugár alakjában kibocsátott részecskéket felgyorsítjuk és a sugár irányát számítógéppel vezérelt elektrostatikus és/ vagy magnetostatikus fegyverzet útján eltérítjük, a felületegységre eső anyagáramot adott esetben mágneses fókuszálással változtatjuk. A részecskéket pedig az áramköröket hordozó target térben előre meghatározott helyeire juttatjuk. A target célszerűen digitális vezérlésű, több szabadságfokkal rendelkező léptető-mozgató eszközzel rendelkezik. Az eljárás foganatosítására szolgáló berendezés egy katódsugárcsőként kiképzett ion- és/vagy elektronkibocsátó forrással rendelkezik. Ehhez vezérlőelektróda közbejöttével a sugárzás szimmetriatengelyébe helyezett anód, és ennek folytatását képező gyorsító anódhenger illeszkedik. Ez utóbbihoz számítógéppel vezérlő kapcsolatban álló elektrostatikus és/vagy magnetostatikus fegyverzet kapcsolódik. Az említett fegyverzet folytatását fókuszáló elektródák képezik, amelyek után targethez illeszkedő utógyorsító elektródák vannak beépítve. Találmányunk szerinti műszaki megoldást részleteiben egy előnyös kiviteli alak kapcsán rajzmellékleten mutatjuk be, amely a berendezés vázlatát ábrázolja. Az 1. ábrából megállapíthatóan egy katódsugárcsőként kiképzett ion- és/vagy elektronkibocsátó 1 forrás néhány száz W nagyságrendű teljesítménynyel rendelkezik. Az említett forrás az elektronmikroszkóp elvén működik. Az 1 forrás környezetében 2 vezérlőelektróda van elrendezve, amelyhez 3 anód és ennek folytatását képező gyorsító 4 anódhenger illeszkedik. Ez utóbbihoz 10 számítógéppel vezérlő kapcsolatban lévő elektrostatikus 5 fegyverzetpár kapcsolódik. Az 5 fegyverzetpár folytatását további irányéi téri tő 6 elektródák képezik. Ez után kerülnek beépítésre az utógyorsitó 7 elektródák, és fókuszáló elektródák, amelyek a 9 target környezetében helyezkednek el. A berendezés azon az elven működik, hogy amennyiben egy katódsugárcsőből kibocsátott elektronokat vagy ionokat nagyfeszültségű ion gyorsító módszerrel felgyorsítunk és mágneses úton fókuszáljuk, illetve a sugár irányát elektrostatikus fegyverzet útján változtatjuk, a sugárzás intenzitását pedig úgyszintén változtatjuk, ahhoz a sugárnyaláb megfelelő helyére helyezett target kristályszerkezetében olyan módosulást vagyunk képesek a sugárnyaláb révén elérni, hogy az anyagi részecskék vagy a target felületének felhevülését, vagy ion emissziót okoznak, vagy pedig a sugárzott részecske bennmarad a target kristályszerkezetében, és abban kellő célzott besugárzás mellett akár 1000 sor/mm sűrűségű szerkezeti módosulást okozhat, amelyet áramkörök kialakítására felhasználhatunk. Előnye megoldásunknak, hogy a display rendszerben az áramkörök kialakítását irányítani és ellenőrizni lehet, valamint fenti irányítási mód alapján oly egyedi áramkörök létrehozását lehet programozni, amelyekről külön dokumentációt különböző - esetleg biztonsági - okokból nem ajánlatos készíteni. További előnyös tulajdonságként említjük meg, hogy a teljes berendezés vacuumban dolgozik a munkadarabnak tekintett target elhelyezkedését is ideértve. Ez feleslegessé teszi a szupertiszta levegő alkalmazását a technológiai folyamatban, ami az ilyen jellegű épületek fenntartási költségének 50-60%-os csökkentését jelenti. Szabadalmi igénypontok 1. Eljárás ion implantációra, célszerűen integrált áramkörök létrehozásához, előre meghatározott módon változtatott erősségű, eltérített ion- és/vagy elektronsugár alkalmazásával, azzal jellemezve, hogy önmagában ismert vezérelt elektron- és/vagy ion optikai eszközből mint változtatható erősségű forrásból elektron- és/vagy ionsugarat bocsátunk ki, az említett sugár alakjában kibocsátott részecskéket felgyorsítjuk és a sugár irányát számítógéppel I 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
