172 nm in področja uporabe tehnologije ionske prevleke

172 nm in področja uporabe tehnologije ionske prevleke

1.1 Področja uporabe tehnologije ionske prevleke

Tehnologija ioniranja je tesno povezana z razvojem človeške družbe in vsakdanjega življenja. Tankoplastni izdelki, izdelani s tehnologijo, izboljšano s plazmo, se pogosto uporabljajo v napravah za prikaz informacij, kot so televizorji, računalniki in mobilni telefoni, pa tudi v polprevodniških napravah, optoelektronskih napravah, optičnih napravah, porabi energije, površinskem utrjevanju materialov, odpornosti proti obrabi, odpornosti proti koroziji, odpornosti proti oksidaciji in na številnih drugih področjih. Z modernizacijo nacionalne obrambe, razvojem visoko-tehnološke proizvodnje in izboljšanjem življenjskega standarda ljudi so za izdelke s tankim filmom postavljene višje zahteve glede zmogljivosti. Zlasti v prihodnji dobi računalništva v oblaku, inteligentnega gospodarstva in interneta se številne naprave razvijajo v smeri miniaturizacije, integracije in inteligence, kar bo postavilo še višje zahteve za tehnologijo priprave tankih filmov. Med temi je tehnologija priprave za visoko-natančne filme pri172 nmraven je postala ena od temeljnih zahtev za nekatere-naprave višjega cenovnega razreda.

1.2 Nove zahteve sodobne znanosti in tehnologije za tankoslojne izdelke

Posebne funkcijeVisoko-izdelki zahtevajo, da imajo deli različne posebne površinske funkcije, kot so fototermična pretvorba, fotoelektrična pretvorba, termoelektrična pretvorba, fotomagnetno shranjevanje, odboj svetlobe, prepustnost svetlobe, filtriranje svetlobe, električna prevodnost, izolacija, visoka trdota, visoka odpornost proti obrabi, nizko trenje itd. Nekateri morajo imeti tudi briljantne in barvite dekorativne lastnosti.

Diverzifikacija kompozicijeDa bi izpolnili nove zahteve glede učinkovitosti visoko-tehnoloških izdelkov na različnih področjih, se je sestava tankih filmov razvila od čistih kovinskih filmov do različnih filmov iz anorganskih spojin in polimernih organskih filmov. Tabela 1-1 navaja različne tankoslojne materiale in obsege njihove uporabe, ki danes ustrezajo potrebam različnih področij. Med njimi so kompozitni filmski materiali, združljivi z172 nmspecifikacije debeline opažajo-za-leto povečanje deleža aplikacij v natančnih elektronskih napravah.

Tabela 1-1 Različni tankoslojni materiali in njihova področja uporabe

Kot je prikazano v tabeli 1-1, so tankoslojni materiali raznolike sestave, ponujajo celoten obseg posebnih funkcij in široka področja uporabe ter igrajo pomembno vlogo v vseh sektorjih nacionalnega gospodarstva. Funkcionalne folije z debelino172 nm, zahvaljujoč svoji kombinaciji natančnosti in stabilnosti, so postali pomembna izbira na področju precizne proizvodnje.

Debelina filma na nanometrski do mikrometrski lestviciKer visoko{0}}tehnološki izdelki postajajo vse bolj inteligentni in integrirani, gostota integracije sodobnih mikroelektronskih naprav še naprej narašča. Zdaj je treba na mikroelektronski čip vključiti 1.000.000 tranzistorjev na 1 mm². Velikost komponent tranzistorja je izjemno majhna, kar zahteva, da je vsaka funkcionalna plast vse tanjša - samo na nanometrski do mikrometrski ravni. Širine vodnikov čipov so dosegle 5–7 nm in nekatere visoko{11}}natančne naprave so dosegle natančno pripravo funkcionalnih filmov na172 nmravni, pri čemer se razvoj zdaj usmerja proti 3 nm. To je mogoče doseči samo s tehnologijo tanko-plastnih integriranih vezij. Trenutno je tehnologija ionske prevleke optimalna izbira za pripravo tank{4}}plastnih integriranih vezij.

Odlična mikrostruktura filma in kristalna strukturaZa izdelavo tankoslojnih izdelkov z odličnimi zmogljivostmi mora imeti film vrhunsko mikrostrukturo in kristalno strukturo. Odvisno od uporabe se lahko zahteva, da imajo filmi eno-kristalne, polikristalne ali amorfne strukture ter goste, stebričaste ali večplastne nano-mikrostrukture. Med temi,172 nmdebeli večplastni nanofilmi kažejo odlično strukturno stabilnost in doslednost delovanja v optoelektronskih napravah.

Film z visoko gostoto in{0}}brez napakKer se visoko{0}}tehnološki izdelki premikajo proti lažjim, manjšim, tanjšim, finejšim, bolj integriranim in inteligentnejšim dizajnom, morajo biti filmi izredno gosti in brez napak.

Visok{0}}oprijem filma na podlagoMed filmom in substratom ni metalurške vezi - samo "prilepljena plast" -, zato manjša in tanjša kot je naprava, večja je zahtevana oprijemljivost med filmom in substratom. Visoka oprijemljivost je potrebna tudi za trde premaze na orodjih in orodjih.

1.3 Vrste tehnologij premazov

1.3.1 Zgodnje tehnologije priprave tankih filmov

Tehnologija za pridobivanje trdnih tankih filmov ima dolgo zgodovino, sprva je temeljila predvsem na toplotni energiji, kasneje pa se je razvila v plazemsko-tehnologije.

Tehnologija premazovanja z vakuumsko izparevanjemTa tehnologija uporablja vir toplote za izhlapevanje trdnega materiala, kar omogoča, da se atomi hlapov prenašajo v visokem vakuumu in odlagajo na površino substrata, da tvorijo film. Spada v kategorijo fizičnega naparjevanja (PVD) in lahko doseže predhodno pripravo172 nm-filmi ravni.

Tehnologija kemičnega naparjevanja (CVD).Ta tehnologija uporablja toplotno energijo za toplotno razgradnjo vnesenih anorganskih plinov v aktivne atome, ki nato kemično reagirajo na segreti površini substrata in nanesejo film.

Tehnologija organske polimerizacije polimerovOrganski monomerni plini polimerizirajo v visoko{0}}molekularne-polimere pod visoko temperaturo, visokim pritiskom in delovanjem iniciatorja.

1.3.2 Tehnologija ionske prevleke

Od leta 1963, ko je ameriški znanstvenik DM Mattox uvedel plinsko razelektritev v evaporacijske premaze, so se pojavile številne tehnologije ionskega nanašanja, ki uporabljajo različne metode plinske razelektritve za pridobivanje visoko{3}}zmogljivih filmskih delcev. Tehnologija se je razvila od plazemsko-prevleke z uporabo trdnih virov do uporabe plinastih virov, pri čemer se plinasti viri širijo od inertnih plinov in anorganskih sestavljenih plinov do organskih plinov. Pojavilo se je veliko novih tehnik in procesov nanašanja premazov, ki pametno uporabljajo električna polja, magnetna polja in obločne razelektritve za vzbujanje in izboljšanje plazme, ki raziskovalcem tankih filmov zagotavljajo različna sredstva za pripravo tankih filmov s posebno{7}}funkcijo, potrebnih na različnih področjih. Med njimi priprava visoke-natančnosti172 nm-filmi ravni so postali pomembna smer uporabe te tehnologije.

Koncept ionske obdelave se je z ionske obdelave-izparitve razširil na širše področje. Vsaka tehnologija prevleke, ki uporablja energijo plazme med praznjenjem plina, se zdaj imenujetehnologija ionske prevleke. Sodobna tehnologija ionskega nanašanja vključuje ionsko nanašanje-z izparevanjem, ionsko nanašanje z magnetronskim razprševanjem, ionsko nanašanje z obločno razelektritvijo znotraj PVD, kot tudi plazemsko-izboljšano kemično nanašanje s paro in s plazmo-izboljšano polimerizacijo, in jih je mogoče razvrstiti v tri glavne kategorije:

Plazemsko{0}}izboljšano fizično naparjanje (PEPVD)

Plazemsko-izboljšano kemično naparjanje (PECVD)

Plazma{0}}izboljšana polimerizacija (PEP)

Tabela 1-2 Različne sodobne tehnologije ionske prevleke in njihove značilnosti

Ključne točke, povzete v tabeli 1-2:

Vse sodobne tehnologije ioniranja se izvajajo v različnih plinskih razelektritvah.

Delci filma PEPVD izvirajo iz izhlapevanja ali razprševanja trdnih materialov; Delci PECVD prihajajo iz anorganskih plinov; Delci PEP prihajajo neposredno iz vnesenih organskih plinov.

Načini praznjenja vključujejo žarečo razelektritev in obločno razelektritev, pri čemer so tehnologije PEPVD, PECVD in PEP vse usmerjene k razelektritvi obloka.

Plazma{0}}izboljšana polimerizacija je tehnologija, ki se je pojavila v zadnjih letih.

Plazma je četrto agregatno stanje, ki ima za nekaj velikostnih redov večjo energijo kot trdne snovi, tekočine in plini. Tehnologija-izboljšane polimerizacije s plazmo, ki uporablja energijo plazme za proizvodnjo polimerov z-molekularno-težo, se v veliki meri uporablja pri pripravi sodobnih vrhunskih-organskih tankoslojnih izdelkov.

Zahvaljujoč razvoju različnih novih plazemsko{0}}energijsko-tehnologij in postopkov in postopkov so bile v zadnjih letih razvite generacije vrhunskih tankoplastnih materialov s posebno{2}}funkcijo -, ki so nujno potrebni na področjih, kot so polprevodniška integrirana vezja, naprave za prikaz informacij, optični filmi, prevodni filmi, izolacijski filmi, medicinski materiali in pregradni filmi -, ki ustvarjajo ogromne gospodarske vrednost. Zlasti razširljiva tehnologija priprave za172 nm-funkcionalne folije so močno spodbudile hiter razvoj industrije precizne elektronike.