离子束刻蚀

离子束刻蚀也称为离子铣，是指当定向高能离子向固体靶撞击时,能量从入射离子转移到固体表面原子上，如果固体表面原子间结合能低于入射离子能量时，固体表面原子就会被移开或从表面上被除掉。通常离子束刻蚀所用的离子来自惰性气体。离子束较小直径约10nm，离子束刻蚀的结构较小可能不会小于10nm。目前聚焦离子束刻蚀的束斑可达100nm以下，少的达到10nm，获得较小线宽12nm的加工结果。相比电子与固体相互作用，离子在固体中的散射效应较小，并能以较快的直写速度进行小于50nm的刻蚀，故而聚焦离子束刻蚀是纳米加工的一种理想方法。此外聚焦离子束技术的另一优点是在计算机控制下的无掩膜注入，甚至无显影刻蚀，直接制造各种纳米器件结构。但是，在离子束加工过程中，损伤问题比较突出，且离子束加工精度还不容易控制，控制精度也不够高。

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反应离子刻蚀的操作方法

通过向晶片盘片施加强RF（射频）电磁场，在系统中启动等离子体。该场通常设定为13.56兆赫兹的频率，施加在几百瓦特。振荡电场通过剥离电子来电离气体分子，从而产生等离子体 [3]  。在场的每个循环中，电子在室中上下电加速，有时撞击室的上壁和晶片盘。同时，响应于RF电场，更大质量的离子移动相对较少。当电子被吸收到腔室壁中时，它们被简单地送到地面并且不会改变系统的电子状态。然而，沉积在晶片盘片上的电子由于其DC隔离而导致盘片积聚电荷。这种电荷积聚在盘片上产生大的负电压，通常约为几百伏。由于与自由电子相比较高的正离子浓度，等离子体本身产生略微正电荷。由于大的电压差，正离子倾向于朝向晶片盘漂移，在晶片盘中它们与待蚀刻的样品碰撞。离子与样品表面上的材料发生化学反应，但也可以通过转移一些动能来敲除（溅射）某些材料。由于反应离子的大部分垂直传递，反应离子蚀刻可以产生非常各向异性的蚀刻轮廓，这与湿化学蚀刻的典型各向同性轮廓形成对比。RIE系统中的蚀刻条件很大程度上取决于许多工艺参数，例如压力，气体流量和RF功率。 RIE的改进版本是深反应离子蚀刻，用于挖掘深部特征。

离子束刻蚀速率

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刻蚀速率是指单位时间内离子从材料表面刻蚀去除的材料厚度，单位通常为A/minnm/min.刻蚀速率与诸多因素有关，包括离子能量、束流密度、离子入射方向、材料温度及成分、气体与材料化学反应状态及速率、刻蚀生成物、物理与化学功能强度配比、材料种类、电子中和程度等。

离子束刻蚀机

离子束是指以近似一致的速度沿几乎同一方向运动的一群离子。离子源用以获得离子束的装置。在各类离子源中，用得较多的是等离子体离子源，即用电场将离子从一团等离子体中引出来。这类离子源的主要参数由等离子体的密度、温度和引出系统的质量决定。属于这类离子源的有:潘宁放电型离子源射频离子源、微波离子源、双等离子体源、富立曼离子源等。另一类使用较多的离子源是电子碰撞型离子源，主要用于各种质谱仪器中。