离子束技术简介

样品平板式等离子刻蚀装置示意图

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惰性气体

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图7. 离子入射材料表面形成原子溅射的级联碰撞模型

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几种材料的刻蚀速率与离子入射角度的关系E=500 eV, J=1.0 mA/cm2）

图9. RIBE刻蚀SIO

离子束入射角对槽形轮廓的影响

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打在倾斜侧壁上面的入射离子处于大角度的入射状态，表现出入射离子的高反射率，一部分会被发射到槽底。这些反射向槽底某一部位的离子与正常入射的束离子之和造成入射离子通量的局部超出，导致该部位的刻蚀速率高于其他槽底部位，形成

图4.5 光刻胶掩模为半圆截面的石英刻蚀演化过程

—刻蚀速率已知，并且稳定。最常用的方法—光谱法、质谱法

+质谱谱线的变化

图2 SiF

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等厚干涉法原理与装置
等厚条纹错位反映刻蚀深度
刻蚀之前 楔形陪片
He-Ne laser
d
初始的干涉 条纹
刻蚀之后
He-Ne laser
d
条纹发生 错位
楔形平板厚度减小，导致等厚条纹发生平 移，厚度减小量 h 与条纹移动量的关系为：
h
h0
c ×m ,m d
0,1, 2,L
h c
h0 2n
h0: 一个干涉条纹所对应的深度 d: 干涉条纹间距
c: 刻蚀一定深度后引起的干涉条纹的4移1 动量

等厚干涉法原理与装置
计算公式
相邻等厚条纹之间对应的楔形平板厚度差为h0：
h0 2 n
楔形平板厚度减小，导致等厚条纹发生平移，厚度减 小量 h 与条纹移动量的关系为：
h
h0
c ×m ,m d
0,1, 2,L
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等厚干涉法原理与装置
离子束 挡板
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二、原理与装置
等厚条纹错位的实际照片
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二、原理与装置
在线检测系统全图（俯视图）
1：刻蚀机真空室； 2：离子源； 3：离子束； 4：工作台； 5：陪片； 6：正式基片； 7：离子束阑与石墨
挡板； 8：一对平面反射镜； 9：观察窗； 10：检测光源； 11：分束镜； 12：凸透镜； 13：面阵CCD； 14：采集卡与计算机。
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离子源 离子束阑
正式基片 工作台
二、原理与装置
真空室内部件示意图（俯视图）
xy z
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观察窗口
挡板 陪片

二、原理与装置 正式基片、陪片与挡板的位置关系
工作台往返移动
A B
D
A
B
C
C
E
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二、原理与装置
挡板及其夹具
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二、原理与装置
挡板与陪片的距离
A B
陪片
挡板
A B
陪片
挡板
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二、原理与装置
等厚条纹位置的确定
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