反應離子刻蝕

反應離子腐蝕技術(shù)是一種各向異性很強、選擇性高的干法腐蝕技術(shù)。它是在真空系統(tǒng)中利用分子氣體等離子來進行刻蝕的，利用了離子誘導化學反應來實現(xiàn)各向異性刻蝕，即是利用離子能量來使被刻蝕層的表面形成容易刻蝕的損傷層和促進化學反應，同時離子還可清除表面生成物以露出清潔的刻蝕表面的作用。但是該刻蝕技術(shù)不能獲得較高的選擇比，對表面的損傷大，有污染，難以形成更精細的圖形。

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反應離子刻蝕的操作方法

通過向晶片盤片施加強RF（射頻）電磁場，在系統(tǒng)中啟動等離子體。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]  。在場的每個循環(huán)中，電子在室中上下電加速，有時撞擊室的上壁和晶片盤。同時，響應于RF電場，更大質(zhì)量的離子移動相對較少。當電子被吸收到腔室壁中時，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隔離而導致盤片積聚電荷。這種電荷積聚在盤片上產(chǎn)生大的負電壓，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)生化學反應，但也可以通過轉(zhuǎn)移一些動能來敲除（濺射）某些材料。由于反應離子的大部分垂直傳遞，反應離子蝕刻可以產(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的改進版本是深反應離子蝕刻，用于挖掘深部特征。

離子束刻蝕機

加工

離子束刻蝕可達到很高的分辨率，適合刻蝕精細圖形。離子束加工小孔的優(yōu)點是孔壁光滑，鄰近區(qū)域不產(chǎn)生應力和損傷能加_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到很高的精度。

離子束是指以近似一致的速度沿幾乎同一方向運動的一群離子。離子源用以獲得離子束的裝置。在各類離子源中，用得較多的是等離子體離子源，即用電場將離子從一團等離子體中引出來。這類離子源的主要參數(shù)由等離子體的密度、溫度和引出系統(tǒng)的質(zhì)量決定。屬于這類離子源的有:潘寧放電型離子源射頻離子源、微波離子源、雙等離子體源、富立曼離子源等。另一類使用較多的離子源是電子碰撞型離子源，主要用于各種質(zhì)譜儀器中。