Ion beam sputtering (IBS) tækni hefur þróað UV leysir ljósfræði mjög mikið á undanförnum 25 árum vegna getu þess til að setja hágæða sjónfilmur fyrir útfjólubláa (UV) leysir notkun (sjá mynd 1). Hágæða ljóstækni vinnur og beinir leysigeislanum og er mikilvægt fyrir frammistöðu leysis og endingu. Lífeðlisfræði, hálfleiðaravinnsla, örvinnsla og önnur UV leysir forrit halda áfram að vaxa þökk sé IBS tækni.
Þó að UV sjónfilmur standi frammi fyrir mörgum áskorunum hefur tilkoma IBS tækni gert það mögulegt að leggja inn hágæða UV sjónfilmur.
Að takast á við áskoranir UV Laser Optics
Áskoranirnar sem UV leysir ljósfræði standa frammi fyrir eru tvíþættar: frásogsaukning, sem dregur úr leysiskraftinum, og dreifingaraukning, sem dregur úr styrkleika leysisins. Optískar filmur geta skemmst enn frekar ef filmuálag, stoichiometry eða filmuþéttleiki eru ekki fínstilltir. Húðun er veikasti hlekkurinn og sjónhúðun verður hámarksstillt ef endurbætur eru gerðar á lykilvinnsluþrepum eins og ljóshúðunarhönnun, undirlagshreinsun, útfellingu og vinnslu eftir útfellingu.
Rannsóknir okkar beinast að ýmsum framleiðsluþáttum sjónhúðunar, þar á meðal markvali, súrefnisþrýstingi, sputterorku og glæðingartíma, með það að markmiði að bæta gæði sjónhúðunar fyrir IBS kerfi (sjá mynd 2) [1]. Áhrif mismunandi vinnsluaðstæðna og glæðingar eftir útfellingu á HfO2 og SiO2 ljósþunna filmur hafa verið rannsökuð undanfarin ár. Stærðirnar sem greindar eru eru:
-Áhrif málm- og rafstuðningsmarkmiða á UV eiginleika;
-Áhrif súrefnis (O2) hlutþrýstings á stoichiometry og filmu eiginleika;
-Áhrif jónaðstoðaðra uppgjafa og geislaorku á filmu- og útfellingareiginleika;
-Áhrif glæðingar á stoichiometry, streitu og filmueiginleika.
Þetta verkefni hjá Veeco leggur áherslu á sjónhúðun í Nd:YAG leysigeislum. Hægt er að sputtera oxíðfilmum úr oxíð- eða málmmörkum. [2] Málmmörk hafa lægri frásog en hærri sputterhraða. Hærri sputtering hlutfall mun bæta húðun skilvirkni svo framarlega sem aðrar filmu breytur eru uppfylltar. Þegar HfO2 þunnar filmur eru settar út er hlutþrýstingur O2 mikilvægur ferlibreytu og ef O2 hlutaþrýstingurinn uppfyllir ekki kröfurnar eru filmurnar viðkvæmar fyrir byggingargöllum. Sérstaklega framleiðir súrefnisskortur rafeindaástand undir bandgap sem veldur leysiskemmdum á sjónhluta. Ójafnvægi HfO2 filmur með lágt súrefnisinnihald eru mjög frásogandi og ógagnsæ og geta ekki uppfyllt kröfur UV leysir ljósfræði.
Jónageislaorka og glæðing
Jóngeislaorka er annar mikilvægur ferliþáttur. Þegar SiO2 filmur eru húðaðar, dregur lækkun jónageislaorku úr frásogi SiO2 filmunnar og bætir þar með afköst leysikerfisins. Hins vegar kostar þetta kostnað. Þó að lækka jóngeislaorkan bætir kvikmyndagæði, dregur það einnig úr útfellingarhraðanum, sem hefur áhrif á framleiðni. Í SiO2 ferlinu hjálpar notkun hjálpargeisla til að auka flutningshraðann.
Fyrir HfO2 filmur minnkar viðnám gegn leysiskemmdum með aukinni hjálpargeislaorku. Augljóslega gegnir hagræðing á sputterorku lykilhlutverki í gæðum kvikmyndarinnar.
Glæðing gegnir einnig lykilhlutverki í gæðum filmunnar, þar sem það er mikilvægt skref til að fá sem minnst tap og hæsta viðnám gegn leysiskemmdum. Meðan á sputtering ferlinu stendur verða útfelldar kvikmyndir fyrir þjöppunarálagi og galla vegna mikillar orkuútfellingar. Glæðing hjálpar til við að losa um spennuna og útrýma hangandi böndum sem myndast við sputtering ferli.
Glöðunarferlið breytir einnig örlítið stoichiometric hlutfall filmunnar. Helst ætti glæðing að draga úr álagi á filmu og skila sér í ákjósanlegum sjónfræðilegum eiginleikum. Rannsóknir Veeco hafa sýnt að glæðing getur bætt eiginleika útsettra filma, en glæðing í of langan tíma eða við of háan hita getur einnig verið skaðleg. Þegar glæðingarskilyrðin eru ekki rétt, eykst grófleiki viðmótsins og kvikmyndin getur kristallast. Fjöldi laga og samsetning sjónfilma getur verið breytileg fyrir mismunandi UV-leysisnotkun, þannig að glæðingartíminn ætti að vera fínstilltur fyrir hvert lag.
