Neue GSD-Quelle von Plansee: Rundum-Erneuerung mit Rundum-Vorteilen.

Die GSD ist ein weit verbreitetes Implantersystem von Axcelis. Für alle GSD-Generationen hat Plansee passende Implanterquellen. Was das Feedback von zahlreichen GSD-Nutzern in den letzten Jahren gezeigt hat: Das Verbesserungspotential der Standard-Quelle ist enorm. Deshalb hat Plansee die Quelle komplett erneuert. Sie kann bequem in bestehende Anlagen eingesetzt werden.

„Unzählige Feedbacks von Anlagenbetreibern haben uns gezeigt, wo wir ansetzen müssen, um die Lebensdauer einzelner Komponenten in der GSD-Implanterquelle zu verbessern“, erklärt Kevin Chivatakarn von Plansee Electrograph in Kalifornien.
„Statt anlassbezogen einzelne Komponenten zu verbessern, haben wir uns die gesamte Quelle vorgenommen. Das Ergebnis ist eine Rundum-Optimierung der GSD-Quelle, in der alle Maßnahmen perfekt zusammenspielen“, erklärt Chivatakarn. Die Ingenieure von Plansee haben zahlreiche Maßnahmen gesetzt, um die Implanterquelle der GSD zu verbessern. Ein Ansatzpunkt ist der sogenannte Halogenzyklus.

 

Weniger Halogenzyklus

Fluor ist eines der fünf reaktiven Halogenelemente. Plasmen in der Ionenquelle mit viel Fluor begünstigen den Abbau von Ionenquellenkomponenten und werden üblicherweise als der vorzeitige Ausfallgrund genannt. Der Grund für die Ausfälle ist der sogenannte Wolfram-Halogenzyklus, ein sich erneuernder Prozess, der etwa in der Lichtindustrie nützlich ist, in Ionenquellen aber vermieden werden soll, da er dort nicht ausbalanciert ist. In Lichtanwendungen reagiert das Halogen mit verdampftem Wolfram und formt ein Wolframhalogenid. Diese Halogenide zerfallen wenn in der Kammer höhere Temperaturen erreicht werden und Wolfram wieder freigesetzt wird und sich zurück auf das Filament ablagert.


In Fluoridplasmen stellt die relativ hohe thermische Stabilität des Wolframfluorids sicher, dass die Wiederabscheidungsrate von Wolfram an den heißesten Stellen (z.B. die Kathode) am höchsten ist. Daher tragen die Seitenwände aus Wolfram, die von dem freien Fluorgas geätzt werden, zu zusätzlichem Wolfram bei. Dieses überzählige Wolfram führt in Summe bei dem Zyklus zu einem Wolframtransport von den Seitenwänden zur Kathode und führt oft zu Kurzschlüssen und vorzeitigem Versagen der Komponenten.
Ein wichtiger Bestandteil des GSD Re-Designs war die Verringerung dieses Effektes zur Wiederablagerung von Wolfram, welcher bei der Bildung von Wolfram-Fluor-Halogeniden entsteht. Das neue Design setzt spezielle mechanische und materielle Änderungen zur Verbesserung des Temperaturprofiles und zur Verminderung von Ätzungen ein. Zum Bespiel wird Wolfram-Lanthan (WL) wegen seiner thermalen und ätzbeständigen Eigenschaften eingesetzt.

 

Weniger Materialabscheidung und Gasverlust

Neben dem Halogenzyklus sind auch Materialabscheidungen rund um die Kammer ein großes Problem. Sie entstehen, wenn Komponentenpartikel aus der Kammer entweichen und sich auf Isolatorteilen absetzen. Um Materialabscheidungen an kritischen Stellen in der Ionenquellen-Kammer zu reduzieren, hat Plansee das Design der Kathode verändert. Es reduziert nicht nur Materialabscheidungen, sondern auch den Gasverlust aus der Kammer – ein enormer Kostenvorteil für Anlagenbetreiber.

 

 

Einfacherer Einbau

Auch vor dem Repeller hat Plansee nicht Halt gemacht. Aus vielen Teilen hat Plansee eine einfache 4-Teile-Konstruktion gemacht, die sich leicht austauschen und einbauen lässt. Das neue Design ist nicht nur einfacher in der Handhabung. Es macht die Gaswege länger. Ein zusätzlicher Baustein, um Gasverluste weiter zu reduzieren.

Ein weiteres Beispiel für leichteren Einbau ist ein selbstjustierendes System, das den Abstand zwischen Kathode und Wendel ganz von selbst optimal einstellt.

 

Die neue GSD von Plansee ist sehr flexibel. Plansee hat verschiedene Kathodendicken und Repellerdicken im Programm und die Quelle ist als Non-Vaporizer oder Vaporizer-Version, für Hochstrom- und Niedrigstrom-Betrieb erhältlich. Sie kann in bestehenden Anlagen einfach eingesetzt werden und ist mit den Standard-Halterungen in der GSD kompatibel.

 
„Unterm Strich erhöht unser Design die Standzeit der Quelle und verlängert Serviceintervalle“, so Kevin Chivatakarn. „Unsere Kunden erzielen eine bessere Temperaturverteilung in der Kammer, können den Plasma-Strahl besser fokussieren, brauchen weniger Prozessgas und sparen Energie durch höhere Plasmadichten. Der Prozess läuft stabiler. Das macht das Tuning der Anlage einfacher. Ich könnte noch viele Details aufzählen. Doch am liebsten erklären wir unserer Kunden die Vorteile in einem persönlichen Gespräch“, freut sich Chivatakarn mit seinen Kollegen auf viele Anfragen.

 

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