Применение ионно-лучевой обработки подложек для повышения адгезионной прочности

Иногда для улучшения адгезионной способности поверхности подложки используется обработка потоком ионов с энергией в несколько килоэлектронвольт из автономного ионного источника.

Подробный обзор конструкций ионных источников, а также эффектов, сопровождающих ионную обработку, представлен в^ [51]. Спецификой обработки поверхности диэлектрика ионным пучком является то, что в этом случае необходима нейтрализация положительного заряда, возникающего на поверхности подложки. Наиболее просто это может осуществляться потоком электронов, образующихся посредством эмиссии с поверхности держателей и корпуса ионного источника. Ho лучший эффект нейтрализации: достигается введением в ионный пучок накаляемого катода, при: этом нейтрализация ионного пучка осуществляется термоэлектронами. Типичное значение скорости распыления поверхности диэлектрика ионным пучком от автономного источника с использованием нейтрализации составляет несколько микрометров в час..

В силу вьюокой удельной мощности ионного пучка ионно-лучевая обработка применима для удаления значительных количеств- загрязнений с поверхности подложки, возможно также применение данного метода для удаления фоторезиста в процессах фотолитографии. Хорошие результаты были достигнуты при ионно- лучевой очистке отверстий в диэлектрике, подготавливаемых для напыления при изготовлении многослойных плат [57]. В этом случае скорость распыления достигала 10 нм/мин при использовании, ионного источника с накаливаемым катодом.

При ионно-лучевой обработке происходит значительное повышение температуры подложки, при этом скорость роста температуры увеличивается с возрастанием ускоряющего напряжения ионнош источника. Для ускоряющего напряжения, равного 1300 В,. температура подложки из-за бомбардировки заряженными частицами увеличивается за 2 мин до 300°С. Данное повышение температуры может изменить свойства материала подложки. Другим нежелательным явлением, сопровождающим ионную обработку^ является возникновение и рост на поверхности подложки структур конической формы. Этот эффект обусловлен различием скоростей травления отдельных участков поверхности подложки из-за неоднородности состава материала (наличия разных фаз и т. д.). Более гладкая поверхность* образуется после обработки подложки наклонным ионным пучком. К сожалению, данный способ исследован очень слабо.

Практика показала, что эффективность ионно-лучевой обработки диэлектрических подложек, применяемой с целью повышения прочности адгезии напыляемых пленок, приблизительно равна эффективности обработки подложек в области отрицательного свечения тлеющего разряда. Иными словами, применяя ионно-лучевую обработку, можно получать прочное сцепление покрытий без химической очистки подложек и без предварительного нагрева их поверхности. Ho использование для этой цели обработки подложек в тлеющем разряде проще и в основном этот метод используется на практике. Применение ионно-лучевого метода перспективно для удаления фоторезиста в процессе фотолитографии.