离子束刻蚀设备 - 产品信息 - 相关知识

2025-01-10 10:53:00离子束刻蚀设备: 离子束刻蚀设备是一种高精度的微纳加工设备。它利用聚焦的离子束对材料表面进行物理溅射，实现微细结构的精确刻蚀。该设备具备刻蚀精度高、边缘陡直、可加工材料广泛等优点。离子束刻蚀技术广泛应用于半导体制造、微电子封装、生物医学等领域，用于制造微小器件、精密图案等。其高精度的加工能力和广泛的应用范围，使其成为微纳加工领域中的重要工具。

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离子束刻蚀设备问答

2022-11-25 16:10:30离子束刻蚀（IBE）技术研究: 离子束刻蚀（IBE）技术研究 1.离子束刻蚀（IBE）技术的原理？离子束刻蚀（IBE，Ion Beam Etching）也称为离子铣（IBM，Ion Beam Milling），也有人称之为离子溅射刻蚀，是利用辉光放电原理将氩气分解为氩离子，氩离子经过阳极电场的加速对样品表面进行物理轰击，以达到刻蚀的作用。刻蚀过程即把Ar气充入离子源放电室并使其电离形成等离子体，然后由栅极将离子呈束状引出并加速，具有一定能量的离子束进入工作室，射向固体表面轰击固体表面原子，使材料原子发生溅射，达到刻蚀目的，属纯物理刻蚀。工件表面有制备沟槽的掩膜，最后裸露的部分就会被刻蚀掉，而掩膜部分则被保留，形成所需要的沟槽图形。离子束刻蚀使高方向性的中性离子束能够控制侧壁轮廓，优化纳米图案化过程中的径向均匀性和结构形貌。另外倾斜结构可以通过倾斜样品以改变离子束的撞击方向这一独特能力来实现。在离子束刻蚀过程中，通常情况下，样品表面采用厚胶作为掩模层，刻蚀期间富有能量的离子流会使得基片和光刻胶过热。为了便于后面光刻胶的剥离清洗，一般需要对样品台进行冷却处理，使整个刻蚀过程中温度控制在一个比较好的范围。图1 离子束刻蚀设备结构图图2 离子束刻蚀工艺原理图 2.离子束刻蚀（IBE）适合的材料体系？可用于刻蚀加工各种金属（Ni、Cu、Au、Al、Pb、Pt、Ti等）及其合金，以及非金属、氧化物、氮化物、碳化物、半导体、聚合物、陶瓷、红外和超导等材料。目前离子束刻蚀在非硅材料方面优势明显，在声表面波、薄膜压力传感器、红外传感器等方面具有广泛的用途。 3. 离子束刻蚀（IBE）技术的优点和缺点？a 优点：（1）方向性好、无钻蚀、陡直度高；（2）刻蚀速率可控性好，图形分辨率高，可达0.01um；（3）属于物理刻蚀，可以刻蚀各种材料（Si、SiO2、GaAs、Ag、Au、光刻胶等）；（4）刻蚀过程中可改变离子束入射角来控制图形轮廓，加工特殊的结构；b 缺点：（1）刻蚀速率慢、效率比ICP更低；（2）难以完成晶片的深刻蚀；（3）属于物理刻蚀，常常会有过刻的现象。 4.反应离子束刻蚀（RIBE）技术简介及优点？反应离子束刻蚀（RIBE）是在离子束刻蚀的基础上，增加了腐蚀性气体，因此它不但保留了离子束物理刻蚀能力，还增加了腐蚀性气体（氟基气体、O2）离化后对样品的化学反应能力（反应离子束刻蚀：RIBE），也支持腐蚀性气体非离化态的化学辅助刻蚀能力（化学辅助离子束刻蚀：CAIBE），对适用于化学辅助的材料可以大幅度提升刻蚀速率，提高刻蚀质量。 5. 离子束刻蚀（IBE）的案例展示典型应用：1、三族和四族光学零件2、激光光栅3、高深宽比的光子晶体刻蚀4、在二氧化硅、硅和金属上深沟刻蚀5、微流体传感器电极6、测热式微流体传感器

2022-08-16 21:44:30福州大学离子束刻蚀机顺利验收: 福州大学离子束刻蚀机顺利验收烈日炎炎，热情满心间！后疫情时代，NANO-MASTER工程师步履不停，一站接一站为客户提供设备安装调试服务。首站福州大学，那诺-马斯特工程师已顺利安装验收NIE-3500型离子束刻蚀机！性能配置：离子束刻蚀机用于刻蚀金属和介质，z大可支持6”晶圆。配套美国考夫曼-罗宾逊 KDC160离子枪，650mA，100-1200V。刻蚀速率：~250A/min对Au；刻蚀均匀度：对4”片，片内均匀性优于±3%，重复性优于±3%。样品台可旋转，转速0-30RPM精确可控；可任意角度倾斜，支持斜齿刻蚀；带水冷功能，刻蚀后易去除光刻胶。极限真空12小时可达6x10-7Torr，15分钟可达10-6Torr量级的真空；采用双真空计，长期可靠，使用稳定。14”不锈钢立方腔体，配套一台主控计算机，20”触摸屏监控，配合Labview软件，实现计算机全自动工艺控制，并可在电源中断情况下安全恢复；完全的安全联锁；支持百级超净间使用。验收培训：安装调试视频：

2022-12-13 18:01:10一文读懂ICP刻蚀技术: ICP刻蚀技术电感耦合等离子体刻蚀（ICP，Inductively Couple Plasma）刻蚀工作原理是：用高频火花引燃时，部分Ar工作气体被电离，产生的电子和氩离子在高频电磁场中被加速，它们与中性原子碰撞，使更多的工作气体电离，形成等离子体气体。导电的等离子体气体在磁场作用下感生出的强大的感生电流产生大量的热能又将等离子体加热，使其温度达到1×10^4K，形成ICP放电。电感耦合等离子体刻蚀是物理过程和化学过程共同作用的结果，在真空低气压下，ICP射频电源产生的射频输出到环形耦合线圈，以一定比例混合的气体经耦合辉光放电，产生高密度的等离子体，在下电极RF射频作用下，这些等离子对基片表面进行轰击，基片材料的化学键被打断，与刻蚀气体反应生成挥发性物质，以气体形式脱离基片，从真空管路被抽走。 ICP刻蚀的优势：ICP刻蚀技术具有刻蚀速率快、选择比高、各向异性高、刻蚀损伤小、大面积均匀性好、刻蚀断面轮廓可控性高和刻蚀表面平整光滑等优点；ICP刻蚀设备结构简单、外形小、操作简便、便于自动控制、适合大面积基片刻蚀。近年来，ICP刻蚀技术被广泛应用在硅、二氧化硅、III-V族化合物、金属等材料的刻蚀上 ICP刻蚀相比RIE刻蚀的优势 ICP刻蚀设备的一般构造电感耦合等离子体（ICP）刻蚀机包括两套通过自动匹配网络控制的13.56MHz 射频电源，一套连接缠绕在腔室外的螺线圈，使线圈产生感应耦合的电场，在电场作用下，刻蚀气体辉光放电产生高密度等离子体。功率的大小直接影响等离子体的电离率，从而影响等离子体的密度。第二套射频电源连接在腔室内下方的电极上，主要为等离子提供能量。这样两套RF电源的配置，使得在低离子能量条件下，可以增加离子密度，从而提高刻蚀速率的同时，保证对晶片的损伤降到最低。刻蚀的基本要求（1）负载效应刻蚀中还存在负载效应，即发生刻蚀速率变慢的情况。分为宏观负载效应和微观负载效应。刻蚀面积很大时，因为气体传输受限和刻蚀气体耗尽，刻蚀速率会较慢，这称为宏观负载效应。在微细图形的局部区域内，被刻蚀材料的密度过高造成刻蚀气体耗尽的情况称为微观负载效应。（2）图形保真度设横向刻蚀速率为V1，纵向刻蚀速率为V2，通常用A 表示刻蚀的各向异性刻蚀的程度，定义如下：A=1，表示图形转移中没有失真，刻蚀具有很好的各向异性。A=0，图形失真情况严重，刻蚀为各向同性。（3）均匀性在材料制备时，薄膜厚度一般有一定的不均匀性，而刻蚀时同一衬底片的不同位置的刻蚀速率也不同。这些都会造成图形转移的不均匀。刻蚀的均匀性在很大程度上依赖于设备的硬件参数，如反应室的设置，气流，离子浓度等均匀性情况。其次是工艺参数的影响。对于大衬底的刻蚀，如果刻蚀时间不够，膜厚处没有刻蚀完全；但是刻蚀时间太长，膜薄处会造成过刻蚀，实际情况中需要综合考虑。也可以在被刻蚀材料的下层制备截止层，截止层选用和被刻蚀材料有很高选择比的材料，这样可以加长刻蚀时间，保证膜厚处被刻蚀干净，膜薄处也不会造成明显的过刻蚀。除了同一样片不同位置的均匀性问题，同一刻蚀条件不同样片的刻蚀均匀性（也称重复性）也很重要。重复性与反应室的状况有很大的关联性。（4）表面形貌一般情况下，刻蚀后的表面形貌都希望侧壁陡直光滑，刻蚀地面平滑。但对于不同的器件有时也有特殊要求，如需倾斜剖面、微透镜结构等。（5）刻蚀的清洁刻蚀中防止玷污是非常重要的。如果在接触孔的位置出现重金属沾污也会造成漏电。对于干法刻蚀，刻蚀表面还会出现聚合物的再淀积。等离子刻蚀的基本过程等离子体刻蚀有四种基本的过程，他们分别是物理溅射刻蚀（Sputtering）、纯化学刻蚀（Chemical）、离子增强刻蚀（Ion enhanced energetic）、侧壁抑制刻蚀（Ion enhanced inhibitor）。1) 物理溅射刻蚀（Sputtering）溅射工艺是以一定能量的粒子（离子或中性原子、分子）轰击固体表面，使固体近表面的原子或分子获得足够大的能量而最终逸出固体表面的工艺。等离子体所提供的离子能量约为几百eV，一般来说会高于溅射产生的阈值（几十eV）。在等离子提供的能量范围内，溅射率随着离子本身能量的增大而急剧增加。不同材料的溅射速率在离子能量一定的情况下相差不大，因此溅射是纯物理的过程，这个过程选择性差，速率低。但是物理溅射刻蚀，离子轰击具有很强的方向性，使得被刻蚀材料具有很好的各向异性。2) 纯化学刻蚀（Chemical）在纯化学刻蚀中，等离子体提供中性的活性基团，这些活性基团与薄膜表面发生化学反应，生成相应的气相产物。如刻蚀Si材料常用F基气体，因为会生成易挥发的SiF4.化学刻蚀是各项同性的，活性基团会以近似角分布到达被刻蚀材料表面，反应过程中反应产物必须是可挥发的。一般来说化学刻蚀可以获得高的速率以及选择比。3) 离子增强刻蚀（Ion enhanced energetic）离子增强刻蚀是物理溅射和化学刻蚀互相结合的工艺方式。物理溅射中物理轰击的作用可以大大增强薄膜表面的化学反应的活性，刻蚀的效果相较单一的物理和化学刻蚀，效果显著。等离子体既提供了粒子通量又赋予离子能量。4) 侧壁抑制刻蚀（Ion enhanced inhibitor）这种刻蚀方式主要应用于深刻蚀，如Bosch工艺，深硅刻蚀运用分子量较大的钝化气体C4F8与SF6搭配，刻蚀和钝化交替进行，实现侧壁垂直的深刻蚀工艺。影响刻蚀效果的因素ICP 工艺中影响刻蚀效果的因素很多。工艺参数里包括源功率、偏压功率、刻蚀气体及流量、工作气压和温度等。此外，掩膜的制备和反应室内壁的情况对刻蚀结果也有很重要的影响。1.掩膜的影响ICP 刻蚀是图形转移的过程，因此掩膜的制备对刻蚀非常重要。最常见的掩膜是光刻胶(Photoresist.PR)、SiO2和金属(如A1、Ni等)。一个好的掩膜要求陡直度较高，边缘光滑。底部去除干净无残留，抗高温和抗轰击能力强。掩膜的陡直度和边缘的光滑程度直接影响刻蚀剖面的陡直度和侧壁的光滑程度。虽然可以通过工艺参数的调整改善刻蚀形貌，但是效果远不如掩膜质量的改善。因此高质量的光刻技术对刻蚀非常重要。(1)几乎所有的掩膜制备都需要由光刻制备，光刻胶掩膜的制备最容易，精度也最高。但是，光刻胶的抗高温和抗轰击能力很差，只能用于低温工艺，通常选择比也较低。(2)硬掩膜SIO2 和金属等硬掩膜一般需要光刻胶图形的二次转移，图形精度会有所损失。但是它们的抗高温和抗轰击能力很好，选择比高，可以刻蚀更深的深度。2.工艺参数的影响(1)ICP Power 源功率这个功率源的主要作用是产生高密度等离子体，控制离子通量。功率增加时，离子和活性基密度增加，刻蚀速率也增加。一般情况下，选择比也会增加。但过高时，均匀性会下降。同时，源功率增加会带给衬底更多的热负荷，衬底温度会明显升高，对于需要低温的工艺影响较大，需要更好的温控系统。(2)RF Power 偏压功率偏压功率源主要作用是控制离子轰击能量。对刻蚀速率和台阶角度影响很大。偏压功率增加，刻蚀速率明显增加。但是同时对掩膜的刻蚀也明显增加，可能导致选择比下降，台阶形貌变差。偏压功率过高有时会在台阶底部形成“trenching”沟槽。(3)工作气压ICP 刻蚀的工作气压一般都小于 50mTorr，典型值在几个 mTorr 至十几mTorr。在这样的低气压条件下，粒子的平均自由程很长，方向性好，离子轰击作用也较强。同时，低气压也有利于挥发性刻蚀产物的解吸附，易获得好的刻蚀结果。气压对均匀性影响很大，气压减小时均匀性更好。因此，气压减小，刻蚀的各向异性增加，均匀性和台阶角度会更好。气压对刻蚀速率的影响随刻蚀材料和气体的不同而有明显的差异。对于化学作用较强的工艺，如 GaAs 的刻蚀，气压较大时因为活性基和离子密度增加，刻蚀速率和选择比会有较大增加。而对物理作用较强的工艺，如 SiO2 的刻蚀，气压增加时刻饨速率变化不大。(4)气体成分和流量等离子体刻蚀中经常使用含多种成分的混合气体。这些气体大体可分为三类。第一类是主要刻蚀反应气体，与被刻蚀材料发生化学反应生成挥发性产物。如 CI2、CF4、SF6 等。第二类是起抑制作用的气体,可以在侧壁形成阻挡层,实现高的各向异性刻蚀,如 CHF3、 BCl3、SiCI4、CH4等。第三类是起稀释或特殊作用的惰性气体，如 Ar、He、N2 等。可以增强等离子体的稳定性，改善刻蚀均匀性，或增加离子轰击作用在(如 Ar)来提高各向异性和提高选择比(如 H2、O2)等。为了实现不同的刻蚀结果，平衡每一类气体的作用(选用合适的流量比)非常重要。如果需要获得较高的刻钟速率,应选择和被刻蚀材料反应积极并目生成物非常易干挥发的反应类气体，同时可以适当提高其百分比浓度。但是，如果是被刻蚀层偏薄，对下层材料的选择出又较低的情况，常常提高抑制气体和稀释气体的比例来降低刻蚀速露，以实现对刻钟终点的精确控制。(5)温度温度对刻蚀速率的影响主要体现在化学反应速率的变化。因此为了保证刻蚀速率的均匀性和重复性，必须精确的控制衬底温度。高温可以促进化学反应的进行，同时也有利于挥发性产物的解吸附。对于刻蚀生成物挥发温度较高的工艺，如 InP的刻蚀，高温会带来有利的影响，但是对于以光刻胶为掩膜的低温工艺来说，温度必须控制在较低的水平。温度过高时光刻胶会软化变形，造成刻蚀图形的偏差。严重时光刻胶会碳化，导致刻蚀后很难去除。如果必须使用较高的衬底温度，需要改为 SiO2、金属等硬掩膜。外加功率在很大程度上会转化为热量。对于ICP 这种等离子体，功率一般很高，反应中衬底温升很快。如果工艺对温度非常敏感，在参数设置时应更加注意。

2024-10-22 17:26:14压力试验机是几类设备类别: 压力试验机是测试设备中的一种，用于测试材料在施加压力下的承受能力以及变形行为。本文将深入探讨压力试验机属于哪一类设备，以及它在行业中的具体应用和分类。压力试验机的基本概念压力试验机是一种专门用于对材料进行静态或动态压缩测试的设备。通过精确测量材料在特定压力下的应力和应变数据，可以得出材料的强度、弹性模量等参数。压力试验机的设备类别在设备分类体系中，压力试验机通常被归类为材料试验设备。这是因为它的主要功能是测试材料在不同条件下的力学性能，而这种测试对于保证材料的安全性和性能至关重要。根据不同的测试需求和工作原理，压力试验机还可以进一步细分为以下几类：液压压力试验机这类设备主要通过液压系统施加压力，以测试材料在压力下的反应。液压压力试验机具有加载平稳、控制精度高的特点，适用于大多数金属材料和非金属材料的测试。电子压力试验机电子压力试验机使用电机作为动力源，通过精密的传感器对压力进行测量和控制。它相比液压试验机更加适合于中小载荷的测试，通常用于测试塑料、橡胶等材料的压力性能。万能试验机万能试验机可以进行多种类型的力学测试，如拉伸、压缩、弯曲等。压力试验机的主要应用领域压力试验机在多个行业中都有重要应用，主要体现在以下几个方面：建筑行业：用于测试混凝土、砖块等建筑材料的抗压强度，以确保建筑结构的安全性和耐用性。金属加工行业：测试金属材料在不同应力下的性能，从而保证加工后的成品能够承受一定的压力和冲击。航空航天：在航空器材的设计和生产中，需要对多种材料进行精密的力学测试，压力试验机可以提供关键的数据支持。汽车工业：测试汽车零部件在不同压力下的反应，从而提高其耐用性和安全性能。压力试验机的选择与维护在选择压力试验机时，企业应根据具体的测试需求、测试材料的特性以及测试精度要求来选择适合的机型。液压试验机适合高载荷测试，而电子试验机更适合精密测试。在使用过程中，设备的定期维护和校准也是至关重要的，以确保测试数据的准确性和可靠性。设备的维护通常包括定期润滑机械部件、检查传感器的灵敏度、确保液压系统无泄漏等。压力试验机在行业中的发展趋势随着科技的不断进步，压力试验机的智能化和自动化水平也在不断提升。未来，压力试验机将更加注重环保节能设计，通过优化液压系统和传感器的精度，进一步减少能耗和误差。

2025-04-14 18:15:18自动进样器是实验设备吗？: 自动进样器是实验设备吗？自动进样器作为现代实验室中不可或缺的一部分，广泛应用于化学、医学、环境监测等领域。随着科学研究的进步，自动化设备逐渐成为提高实验效率、准确性和重复性的重要工具。自动进样器到底是否可以被视作实验设备？本文将深入分析其功能、应用场景以及对实验的贡献，以帮助读者更好地理解自动进样器在实验室中的重要作用。自动进样器的基本定义自动进样器，顾名思义，是一种用于自动化进样的设备。其主要功能是将样品精确地送入分析仪器中进行检测。与传统的手动进样方式不同，自动进样器能够在不干扰实验流程的情况下，自动完成样品的取样、传输和注入等过程。此种设备的优势在于提高了样品处理的速度和准确性，并减少了人为误差的发生。自动进样器的工作原理自动进样器通常由样品存储区、进样针、控制系统等主要部分构成。样品通过专门的储存装置放置在进样器的样品池中，设备内部的进样针会根据预设的程序，在指定的时间和顺序内从样品池中抽取样品并注入分析仪器。这一过程可以根据实验要求进行编程调节，确保每个样品的注入量精确一致。自动进样器在实验中的应用自动进样器在众多领域的实验中有着广泛应用。以化学分析为例，许多化学实验要求将不同的化学样品精确送入气相色谱仪或液相色谱仪中进行定量分析。此时，自动进样器不仅提高了实验的自动化水平，而且确保了样品的输入，使得实验结果更加可靠。在环境监测领域，自动进样器同样扮演着重要角色。例如，在水质分析中，自动进样器可定时定量地抽取水样，确保每个水样的分析结果具有可比性与一致性。在医学实验中，自动进样器用于血液、尿液等生物样本的处理，可以减少实验人员的工作量，提高数据的处理效率。自动进样器的优势自动进样器的优势显而易见。自动化程度高，减少了人工操作的步骤，使实验过程更加标准化。自动进样器能够提高样品的分析速度，特别是在需要大量样品分析的实验中，其优势更加突出。自动进样器能有效避免人为错误，比如注样不准确或取样时污染等问题，从而提升实验结果的可靠性。另一个重要的优势是自动进样器能显著减少实验人员的劳动强度，尤其是在高通量的实验中，自动进样器能够全程无干预地完成复杂的取样过程，大大解放了实验人员的双手，优化了实验室资源配置。结论自动进样器作为现代实验室中不可或缺的设备之一，无论在化学、医学、环境监测等领域，都发挥着至关重要的作用。它通过高效、精确的自动化功能，不仅提高了实验的速度与准确性，还有效减少了人为操作失误，是各类实验中的一项核心设备。因此，自动进样器毫无疑问可以被视为实验设备，并且它的不断发展与优化将推动更多领域的技术进步。