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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(huì)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(huì)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(duì)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)。刻蝕技術(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。

離子束刻蝕機(jī)

加工

離子束刻蝕可達(dá)到很高的分辨率，適合刻蝕精細(xì)圖形。離子束加工小孔的優(yōu)點(diǎn)是孔壁光滑，鄰近區(qū)域不產(chǎn)生應(yīng)力和損傷能加_工出任意形狀的小孔，且孔形狀只取決于掩模的孔形。

加工線寬為納米級(jí)的窄槽是超精微加工的需要。如某零件要求在10nm的碳膜上，用電子束蒸鍍10nm的金一鋁(60/40)膜。

首先將樣品置于真空系統(tǒng)中，其表面自然形成---種污染抗蝕劑掩模，用電子束曝光顯影后形成線寬為8nm的圖形，然后用ya離子束刻蝕，離子束流密度為0.1mA/cm， 離子能量是1keV;另一種是在20nm厚的金一鈀膜上刻出線寬為8nm的圖形、深寬比提高到2.5:10。 由此可見離子束加工可達(dá)到很高的精度。

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(huì)被污染。