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聚焦离子束溅射(FIB)
来源: | 作者:vpichina | 发布时间: 2018-09-06 | 7174 次浏览 | 分享到:
聚焦离子束溅射(FIB)


聚焦离子束显微镜(Focused Ion beam,FIB)系统是利用电子透 镜将离子束聚集成非常小尺寸的显微精细切割仪器, 目前商用系统的离子束多为液体金属离 子源(Liquid Metal Ion Source,LMIS) ,金属材质为镓,因为镓元素具有低熔点、低蒸汽压, 及良好的抗氧化能力。
聚焦离子束显微境的基本功能可分为四种,即: ○精细切割,利用粒子的物理碰撞来达到切割的目的; 1 ○选择性的材料蒸镀,以离子束的能量分解有机金属蒸汽或气相绝缘材料,在局部区 2 域作导体或非导体的沉积,可供金属和氧化层的沉积,常见的金属沉积有铂和钨两种; ○增强刻蚀或选择性刻蚀,辅以腐蚀性气体,加速切割的效率或作选择性的材料去除; 3 4 ○刻蚀终点检测,检测二次离子的信号,以此了解切割或刻蚀的进行状况。
聚焦离子束显微境在 IC 工业上的应用,主要分为五大类: 1 ○线路修改和布局验证; 2 ○元器件失效分析; 3 ○生产线工艺异常分析; ○IC 工艺监控一例如光刻胶的切割; 4 ○透射电子显微镜样片制作。
5 液态金属离子源(LMIS)使 FIB 能够在 FIB 显微机械加工领域获得更小的直径,FIB 溅 射是一种新兴技术用于无掩膜精密加工。
入射离子冲击衬底然后以阶梯碰撞形式释放出粒 子,这两种溅射都是干蚀刻/溅射以及气体辅助蚀刻(GAE) ,GAE 是一种非常复杂的现象, 因为材料的移除取决于气体的化学反应和活泼离子的物理变化以及气体变化和活泼离子的 共同作用。
干溅射对于 FIB 显微机械加工显得越来越重要主要是因为他在微米/纳米领域的广泛应 用。
对于 FIB 的主要的研究课题是计算溅射参数以便达到特定的几何形状和表面光洁度。
随着数学模型的发展,FIB 溅射过程对精密加工显得更加重要。
事实上,几乎所有的材 料都能被溅射,当然也能被 FIB 以 5~10nm 的工艺尺寸所直观地展现出来。
FIB 溅射的材料 -3-
聚焦离子束(FIB)溅射 移除率比化学气相沉积更高,而 FIB 溅射具有更小的尺寸。
FIB 在精密加工方面的应用领域以及其与 LIGA 的(平版印刷、电镀、模具)竞争进行 了讨论。
最后,给出了 LIGA-similar 过程和微小组成部分的大规模生产。
2 FIB 的基本原理 高能离子被静电电压转移到衬底,离子流沿着狭长的圆筒型隧道移动。
稳压电源将发射源物质稍加热以维持发射源的流动性。
在离子化进程中,液态金属原子有失去电子的倾向,然后变成阳离子。