離子束刻蝕

離子束刻蝕也稱為離子銑，是指當(dāng)定向高能離子向固體靶撞擊時(shí),能量從入射離子轉(zhuǎn)移到固體表面原子上，如果固體表面原子間結(jié)合能低于入射離子能量時(shí)，固體表面原子就會被移開或從表面上被除掉。通常離子束刻蝕所用的離子來自惰性氣體。離子束較小直徑約10nm，離子束刻蝕的結(jié)構(gòu)較小可能不會小于10nm。目前聚焦離子束刻蝕的束斑可達(dá)100nm以下，少的達(dá)到10nm，獲得較小線寬12nm的加工結(jié)果。相比電子與固體相互作用，離子在固體中的散射效應(yīng)較小，并能以較快的直寫速度進(jìn)行小于50nm的刻蝕，故而聚焦離子束刻蝕是納米加工的一種理想方法。此外聚焦離子束技術(shù)的另一優(yōu)點(diǎn)是在計(jì)算機(jī)控制下的無掩膜注入，甚至無顯影刻蝕，直接制造各種納米器件結(jié)構(gòu)。但是，在離子束加工過程中，損傷問題比較突出，且離子束加工精度還不容易控制，控制精度也不夠高。

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刻蝕技術(shù)

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刻蝕技術(shù)（etching technique），是在半導(dǎo)體工藝，按照掩模圖形或設(shè)計(jì)要求對半導(dǎo)體襯底表面或表面覆蓋薄膜進(jìn)行選擇性腐蝕或剝離的技術(shù)?？涛g技術(shù)不僅是半導(dǎo)體器件和集成電路的基本制造工藝，而且還應(yīng)用于薄膜電路、印刷電路和其他微細(xì)圖形的加工。刻蝕還可分為濕法刻蝕和干法刻蝕。

反應(yīng)離子刻蝕的操作方法

通過向晶片盤片施加強(qiáng)RF（射頻）電磁場，在系統(tǒng)中啟動(dòng)等離子體。該場通常設(shè)定為13.56兆赫茲的頻率，施加在幾百瓦特。振蕩電場通過剝離電子來電離氣體分子，從而產(chǎn)生等離子體 [3]  。在場的每個(gè)循環(huán)中，電子在室中上下電加速，有時(shí)撞擊室的上壁和晶片盤。同時(shí)，響應(yīng)于RF電場，更大質(zhì)量的離子移動(dòng)相對較少。當(dāng)電子被吸收到腔室壁中時(shí)，它們被簡單地送到地面并且不會改變系統(tǒng)的電子狀態(tài)。然而，沉積在晶片盤片上的電子由于其DC隔離而導(dǎo)致盤片積聚電荷。這種電荷積聚在盤片上產(chǎn)生大的負(fù)電壓，通常約為幾百伏。由于與自由電子相比較高的正離子濃度，等離子體本身產(chǎn)生略微正電荷。由于大的電壓差，正離子傾向于朝向晶片盤漂移，在晶片盤中它們與待蝕刻的樣品碰撞。離子與樣品表面上的材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，但也可以通過轉(zhuǎn)移一些動(dòng)能來敲除（濺射）某些材料。由于反應(yīng)離子的大部分垂直傳遞，反應(yīng)離子蝕刻可以產(chǎn)生非常各向異性的蝕刻輪廓，這與濕化學(xué)蝕刻的典型各向同性輪廓形成對比。RIE系統(tǒng)中的蝕刻條件很大程度上取決于許多工藝參數(shù)，例如壓力，氣體流量和RF功率。 RIE的改進(jìn)版本是深反應(yīng)離子蝕刻，用于挖掘深部特征。

離子束刻蝕機(jī)

表面拋光

離子束能完成機(jī)械加工中的后一道工序一-精拋光，以消除機(jī)械加工所產(chǎn)生的刻痕和表面應(yīng)力。加工時(shí)只要嚴(yán)格選擇濺射參數(shù)(入射離子能量、離子質(zhì)量、離子入射角、樣品表面溫度等)，光學(xué)零件就可以獲得較佳的表面質(zhì)量，且散射光較小。離子束拋光激光棒和光學(xué)元件的表面，表面可以達(dá)到較高的均勻和一致性，而且元件本身在工藝過程中也不會被污染。