离子束刻蚀机的工作原理

通入工作气体ya气，气压10-2- 10-Torr之间，阴极放1射出的电子向阳极运动，在运动过程中，电子将工作气体分子电离，在样品室内产生辉光放电形成等离子体。其中电子在损失能量后到达阳极形成阳极电流，而ya离子由多孔栅极引出，在速系统作用下，形成一个大面积的、束流密度均匀的离子束。为减少束中空间电荷静电斥力的影响，减少正离子轰击基片时，造成正电荷堆积，离子束离开加速电极后，被中和器发出的电子中和，使正离子束变成中性束，打到基片上，进行刻蚀。

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离子束刻蚀机

离子束刻蚀是通过物理溅射功能进行加工的离子铣。国内应用广泛的双栅考夫曼刻蚀机通常由屏栅和加速栅组成离子光学系统，其工作台可以方便地调整倾角，使碲镉gong基片法线与离子束的入射方向成θ角，并绕自身的法线旋转，如图1所示。评价沟槽轮廓主要的参数有沟槽的开口宽度We、沟槽的刻蚀深度H、台面的坡度角φ和沟槽底部的宽度Wb。我们常用的深宽比（Aspectratio）是指槽深H和槽开口宽度We的比值，本文中用R表示。深宽比是常用来作为衡量刻蚀工艺水平和刻蚀图形好坏的评价参数。

离子源的主要参数有：①离子束流强。即能够获得的有用离子束的等效电流强度，用电流单位A或mA表示。②有用离子百分比。即有用离子束占总离子束的百分比。一般来说，离子源给出的总离子束包括单电荷离子、多电荷离子、各种分子离子和杂质元素离子等的离子束。③能散度。由于离子的热运动和引出地点的不同，使得离子源给出的离子束的能量对要求的单一能量有一定离散，一般希望能散度尽量小，在的离子束应用中尤其是这样。④束的聚焦性能。以离子束的截面和张角表示。聚焦不好的离子束在传输过程中会使离子大量丢失。获得良好聚焦特性的离子束的终障碍是束中离子之间的静电排斥力，为了克服这一障碍，应尽早使离子获得较高能量。⑤离子源的效率。以离子束形式引出的工作物质占总消耗的工作物质的比例。⑥工作寿命。离子源一次安装以后使用的时间。

离子束刻蚀

离子束加工(mM)利用具有较高能量的离子束射到材料表面时所发生的撞击效应、溅射效应和注入效应来进行不同的加工。由于离子束轰击材料是逐层去除原子，所以可以达到纳米级的加工精度。离子束加工按其工艺原理和目的的不同可以分为三种：用于从工件上去除材料的刻蚀加工、用于给工件表面涂覆的镀层加工以及用于表面改性的离子注入加工。由于电子束和离子束易于实现准确的控制，所以可以实现加工过程的全自动化，但是电子束和离子束的聚焦、偏转等方面还有许多技术问题尚待解决