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离子束蚀刻和铣削(IBE)

离子束蚀刻(或惰性气体研磨)是通过在高真空室中使用适当图案的掩模将带电粒子(离子)束引导至基板来实现的。它使高度定向的离子束(其空间电荷被来自中和器的电子中和)能够控制蚀刻侧壁轮廓以及径向均匀性优化,并在纳米图案化过程中形成特征,特别是利用光束的倾斜角和轴上旋转实现轴对称。

另一方面,倾斜样品(不旋转)改变离子束冲击方向的独特能力可以产生角度特征。在这两种情况下,蚀刻过程都可以通过使用反应气体的化学(RIBE和CAIBE)来辅助,以提高蚀刻速率和对掩模的选择性。

这个Ionfab®系统提供了最大的灵活性,并为快速工艺开发和可重复的工艺结果提供了良好的一致性。


使用Ar、Cl2、CF4和CHF3的离子束蚀刻ibe技术示意图

主要好处

  • 允许独立控制束流能量和离子通量
  • 该过程发生在低压工作环境中
  • 产生受控各向异性蚀刻
  • 提供对所有已知材料进行蚀刻的方法
  • 由于相对于样品/掩模表面的可变蚀刻光束角度,允许角度轮廓控制
  • 允许轮廓/侧壁控制和特征成形
  • 反应性气体能力通过反应性物种,例如,对各种材料进行更高的蚀刻速率和更高的选择性蚀刻。磷化铟(InP)或用氯或氟基气体的石英蚀刻GaN
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硬件

Ionfab
离子刻蚀源 最大尺寸分别为4“和8”时为150mm或300mm
蚀刻区 直径不超过200mm或方形不超过150mm
压盘速度 最高可达20转/分
压板倾斜角 光束与基材表面法线之间的0º到75º
压板加热 带PID控制的嵌入式加热器,温度高达300ºC
压板冷却 流体冷却剂5ºC至60ºC,带有He或Ar背面气体,用于衬底冷却(高达50Torr)

IBE是如何工作的?

离子束蚀刻可通过两种方式应用:使用惰性离子进行物理蚀刻或研磨工艺,或使用RIBE/CAIBE与反应离子物种,以增加化学/反应成分的不同材料蚀刻速率,并提高选择性。

在反应离子束刻蚀(RIBE)和化学辅助离子束刻蚀(CAIBE)模式中,添加了反应物种(CHF)3.,SF6.N2.,O2.等),以增加蚀刻产物的挥发性和对掩模材料的选择性。

特征

  • 基板支架允许:
    • 轴旋转0–20 RPM
    • 10–300°C流体冷却(使用冷却器从10°C冷却到60°C)或加热(使用嵌入式加热器从61°C加热到300°C)
    • He或Ar背面气体,用于从/到基板的有效热传递
  • 15cm或30cm射频感应耦合等离子体(ICP)离子源,允许使用反应性气体和低维护
  • 三个栅极组件,用于更好地准直/控制离子束轮廓和低维护
  • 网格设计/材料(钼或石墨)根据特定蚀刻要求定制
  • 无丝直流等离子体桥中和器(PBN),用于低维护和反应性气体环境

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  • 金属叠层腐蚀金、铂和钛
  • 增强现实中的倾斜蚀刻
  • AlGaInAs和InP的激光刻蚀
  • 磁阻随机存取存储器(MRAM)
  • 介电薄膜
  • III-V光子学和自旋电子学腐蚀
  • YBCO和PBCO用作高温超导体
离子束刻蚀SEMs
CAIBE砷化镓SEMs

Ionfab离子束系统

Ionfab提供灵活的硬件选项,包括单基板加载锁和盒式磁带到盒式磁带。其多模式功能可实现高通量,减少占地面积。

  • 生产应用中无与伦比的均匀性和工艺再现性bob综合app官网登录
  • 双光束配置(用于蚀刻和沉积)以及与其他等离子体系统聚集的能力
  • 端点检测选项的选择–用于蚀刻的SIMS或OES
  • 带有15cm光源的小腔室可蚀刻100mm晶圆尺寸,带有30cm光源的大腔室可蚀刻200mm晶圆尺寸
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