什么是聚焦离子束光刻?

匿名用户 2020年11月17日 pm8:47 阅读 11

离子束光刻用于在诸如电路板的表面上创建精细的纳米结构。它可以用于直接在材料上书写,而不是像光刻中那样使用光掩模。

这对于创建单次运行,原型,修改或修理是必不可少的,在这种情况下,高清光掩模的成本可能远高于10,000美元。

可以在衬底材料上方的抗蚀剂层中产生具有小于10 nm分辨率的光滑垂直壁的三维高纵横比结构。在浸入溶剂中以除去较易溶解的区域之前,在暴露于离子束后可使其或多或少地变得可溶。

电子束光刻系统(EBL)和聚焦离子束光刻系统(FIB)_Raith China

离子束光刻的优势

无需额外的抗蚀剂

与电子束光刻不同,在电子束光刻中,一次电子和二次电子都引起抗蚀剂层的交联或剪切,而离子束光刻则依赖于短程二次电子。因此,不需要在电子束光刻中使用专门设计的抗蚀剂,该抗蚀剂会导致严重散射或衍射的一次或二次电子。

更高的分辨率

离子束光刻技术比光刻或电子束光刻技术具有更高的分辨率,因为该技术中使用的离子比光子或电子重得多。离子束具有较小的波长,因此几乎不会产生粒子的衍射或散射。离子通过材料的路径也比电子更直,而任何产生的二次电子由于离子的速度较低而能量较低。

附加的功能

离子束光刻技术开辟了电子束光刻技术尚不具备的一些其他途径,例如能够通过物理溅射局部研磨掉原子或局部沉积材料的能力。离子诱导的混合也可以直接改性材料。

离子束光刻的缺点

与离子束光刻相比,离子束光刻需要使用更薄的抗蚀剂层,因为离子的穿透深度低于电子。使用首先被镓离子辐照以形成掩模图案的抗蚀剂双层来避免该限制。然后,使用等离子体去除沉积材料的反应性离子刻蚀将镓抗蚀剂层的图像转移到第二层。

这允许创建深3D结构,同时还提高了写入速度,并且对离子束密度的要求非常低。光学或电子束光刻通常仍比离子束光刻快得多,因为它们可以并行完成,其中几束在单个基板上创建图案。

离子源

一种离子源是电子轰击,它会照射一种气体以使其电离。以这种方式产生的离子倾向于具有较小的能量范围,但能量范围较低。目前优选的离子方法是液态金属离子源。通常,细针被加热的液态金属薄膜润湿。

为此经常使用镓,并且施加电场以将液态金属成形为泰勒锥。加强电场会使圆锥体的尖端更尖锐,从而导致通过场蒸发产生离子。

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