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真空装置:离子束蚀刻技术

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2019-05-08 10:38:05 * 浏览: 0
离子束蚀刻技术是一种超精细加工技术,自20世纪70年代以来,随着固体器件向亚微米线宽的发展而发展。当离子束用于轰击固体表面时,这是一种剥离效应。设备上所需的几何形状。与机械加工,化学蚀刻,等离子体蚀刻,等离子体溅射等工艺相比,离子束蚀刻工艺具有以下特点:1对加工材料无选择性,可使用包括导体,半导体和绝缘体在内的任何材料。蚀刻。 2具有超精细处理能力。它可以蚀刻非常精细的凹槽图案,并进行微米和亚微米加工,甚至标记0.008微米,m线。 3蚀刻的方向性好,分辨率高。其样品由真空中的准直离子束引导。这是一种定向蚀刻,可以克服化学湿法过程中不可避免的底切。蚀刻图案的边缘清晰锐利。高分辨率。精度可达0.1mu,m~0.01mu,m,表面粗糙度优于0.05mu,m。 4灵活的加工和良好的重复性。由于射束电流密度,能量,入射角,工件台的运动或离子束的旋转速度,它可以在相对宽的范围内独立和精确地控制,因此很容易获得z *良好的加工不同样品的条件。它可以控制线的侧壁的斜率,并根据一定的功能控制凹槽的深度。 (根据某种功能而变化的凹槽深度称为深度加权)。 5离子束蚀刻的缺点是溅射材料的再沉积(再沉积)现象。它需要在实践中解决。离子束蚀刻有三种类型,即溅射蚀刻,反应蚀刻和混合蚀刻。 (1)溅射蚀刻溅射蚀刻基于电荷 - 惰性离子表面的物理溅射,其包括等离子体蚀刻和离子束蚀刻。在前者中,将蚀刻的样品放置在负电极上,并且通过直流电或高频形成的惰性气体等离子体直接作用于样品。在后一种情况下,离子束取自离子源或枪,并且可以聚焦,偏转并导向样品。 (2)反应蚀刻反应蚀刻是通过活性颗粒的化学作用蚀刻表面。它包括等离子体反应蚀刻和化学活性自由基或不饱和键合物蚀刻。在等离子体反应蚀刻中,将样品置于由化学活性气体或蒸汽形成的等离子体区中,其依赖于离子或电子以诱导或增强蚀刻剂与被蚀刻材料之间的化学相互作用以引起挥发性。为了蚀刻样品,将产品从真空系统中取出。在用化学活性自由基或不饱和键化合物进行蚀刻时,放置在真空室中的样品与气体的电弧区分开。通过依赖从电弧区提取的中性自由基或活性分子与样品发生化学反应来实现蚀刻样品的目的。 (3)混合蚀刻混合蚀刻是具有物理溅射和化学蚀刻的蚀刻方法。引起物理溅射的粒子是活性离子,因此它们通常被称为离子反应蚀刻或反应离子蚀刻。它可分为以下三种类型:1反应溅射蚀刻。它基本上类似于等离子体反应蚀刻,并且样品也放置在由反应气体形成的等离子体区域中。然而,混合蚀刻中的离子能量更高(> 100eV),因此溅射效果增加(溅射速率ge,0.1原子/离子)。此时,存在反应蚀刻和离子溅射。 2离子束反应蚀刻。从离子源提取化学活性离子以直接与样品相互作用,并且可以聚焦,偏转和调节离子束。 3离子束增强反应蚀刻。反应性气体和惰性气体离子彼此独立地通过相应的通道,但同时到达蚀刻的样品的表面。它的突出优点是它可以分别和准确地监视和控制两者的参数。作为一个ultra-fine加工技术,离子束蚀刻广泛应用于VLSI,静压气体轴承,表面声波器件,气泡储存器,集成光学器件,电荷耦合器件,计量光栅和透射电子显微镜。蚀刻细小的凹槽图案,如样品,稀释各种材料和抛光,清洁高精度表面。自1965年离子束蚀刻0.25微米超细集成电路线以来,该技术在国外得到了迅速发展和广泛应用。离子束蚀刻设备已从实验室到生产线,从惰性气体转化为活性气体,从手动到自动化,再到全自动控制,包括终点控制和自动加载。离子源阳极直径范围为50mm至350mm,并且已经从单功能蚀刻演变为诸如溅射沉积和表面改性的工艺。国产离子束蚀刻设备已经在动压气体轴承加宽线,表面声波沟槽栅极(包括深度加权蚀刻),红外器件,光栅和其他固体器件的蚀刻过程中被蚀刻。应用。