聚焦离子束刻蚀机 - 产品信息 - 相关知识

2025-01-10 10:52:50聚焦离子束刻蚀机: 聚焦离子束刻蚀机是一种高精度微纳加工设备，利用聚焦的离子束对材料表面进行精确刻蚀。它具备高分辨率、高刻蚀速率及高灵活性等特点，能实现纳米级尺度的加工精度，广泛应用于半导体制造、材料科学研究、微纳器件制备等领域。通过调整离子束的能量和束斑大小，可精确控制刻蚀深度和形状，满足复杂微纳结构的制造需求。同时，其非接触式加工方式避免了机械应力对样品的影响，保证了加工质量。

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聚焦离子束刻蚀机问答

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：

2022-11-25 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

2025-05-16 11:15:25扫描电镜怎么聚焦: 扫描电镜怎么聚焦扫描电镜（SEM，Scanning Electron Microscope）作为一种强大的分析工具，广泛应用于材料科学、生物学、半导体等领域。其核心功能之一就是通过的聚焦技术，确保扫描电子束能够高效且清晰地探测样品表面特征，从而提供高分辨率的图像和数据。要获得高质量的扫描图像，正确的聚焦至关重要。在这篇文章中，我们将详细探讨扫描电镜的聚焦原理、聚焦过程中常见的问题以及如何通过合理调整参数确保佳成像效果。扫描电镜的聚焦原理扫描电镜的基本原理是利用电子束扫描样品表面，并通过探测二次电子、背散射电子等信号来形成图像。电镜中的电子束必须聚焦在样品的表面，以获得清晰的图像。聚焦过程通过调节电子束的大小、形状和射向样品的角度来实现，这需要精确的控制电子镜头系统。在SEM中，电子镜头通常由多个磁透镜构成，每个透镜通过调整电流来影响电子束的聚焦度。如何聚焦扫描电镜调节光圈：光圈控制电子束的大小，它直接影响到束流的强度和成像的深度。当光圈调整不当时，电子束可能会扩散或聚焦不清，导致图像模糊。通常，使用较小的光圈会提供更高的分辨率，但也会减小视场。调整物镜透镜：扫描电镜通过物镜透镜进行精确聚焦。物镜透镜的调节主要是通过改变电流强度来实现。当样品距离透镜不合适时，图像会显得不清晰，因此调整物镜透镜的位置是确保清晰成像的关键。对焦的细节调节：在实际操作中，电镜通常配备精细的对焦系统，允许用户在微米甚至纳米级别精确调节焦点。通过在图像屏幕上观察样品表面，可以实时调整焦距，直到图像清晰为止。常见的聚焦问题及其解决方法图像模糊：这通常是由于对焦不准或电子束未能有效聚焦所致。解决方法是通过调整物镜透镜和光圈来重新聚焦，或者检查电镜的电子源是否稳定。样品表面损伤：当聚焦过于集中时，电子束的能量过高可能会对样品表面造成损害。为避免这种情况，应适当减小束流并适当调节对焦。焦点漂移：由于样品或电镜系统的温度变化，焦点可能会发生漂移。为了克服这个问题，使用精细的对焦调节系统是非常重要的。如何确保佳聚焦效果在扫描电镜的操作中，确保佳聚焦效果的关键是细致的调节和耐心的操作。除了基础的物镜调节和光圈控制外，操作员应当熟悉样品的特性和扫描参数的影响，并能够根据实际情况调整聚焦参数。保持电镜系统的稳定性，定期校准设备，也能大大提高聚焦效果和图像质量。扫描电镜的聚焦是一个精细而复杂的过程，只有通过对电子束的准确控制与合理调节，才能确保获得高质量的扫描图像。掌握这一过程的技巧，能够极大提升扫描电镜在科学研究和工业应用中的精度和可靠性。

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。

2024-12-30 13:30:12双聚焦磁质谱仪图片: 双聚焦磁质谱仪图片：技术原理与应用双聚焦磁质谱仪（Dual-Focusing Mass Spectrometer）是一种高精度、高分辨率的仪器，广泛应用于化学分析、环境监测、药物研究等多个领域。本文将详细介绍双聚焦磁质谱仪的工作原理、技术优势以及其在科学研究中的重要应用，同时提供相关的仪器图片，帮助读者更好地理解这一先进设备的构造和功能。双聚焦磁质谱仪的工作原理双聚焦磁质谱仪通过对离子的质量-电荷比（m/z）进行高精度测量，实现对复杂样本中微量物质的定性和定量分析。其核心原理是利用两个磁场对离子进行聚焦，从而提高分析的分辨率和准确性。在典型的质谱分析中，离子源首先将样品转化为带电粒子，经过加速后，这些带电离子进入一个磁场。在个聚焦阶段，磁场会对离子按质量进行偏转，不同质量的离子会偏离不同的轨迹。然后，这些离子进入第二个聚焦系统，通过进一步的聚焦和分析，实现对离子群体的高效分离和检测。，质谱仪通过检测器记录离子的信号强度，从而获得质谱图。双聚焦磁质谱仪通过优化两个磁场的设计，不仅提高了分辨率，还降低了离子信号的背景噪声，使得对复杂样本的分析更加。双聚焦磁质谱仪的技术优势高分辨率双聚焦磁质谱仪的大优势之一就是其的分辨率。相比传统的单聚焦磁质谱仪，双聚焦技术能够更好地分离质量相近的离子，使得分析结果更加精确。这对于复杂的化学混合物或低浓度样品的分析尤为重要。更强的灵敏度双聚焦磁质谱仪具有较低的背景噪声，可以在更低的信号强度下进行精确检测。这使得它在微量成分分析、环境监测及药物检测中具有无可比拟的优势。广泛的应用范围由于其优异的性能，双聚焦磁质谱仪在生命科学、药物分析、食品安全、环境监测等领域都有着广泛的应用。例如，在临床诊断中，它可以用来检测血液样本中的微量毒素或药物成分；在环境科学中，它可以帮助科学家监测水质、空气质量中的有害物质。双聚焦磁质谱仪的典型应用生物医学研究在生物医学研究中，双聚焦磁质谱仪用于蛋白质组学、代谢组学以及药物代谢的研究。通过高精度测量生物大分子和小分子药物的质量信息，研究人员可以了解药物在体内的代谢过程，进而改进药物的治果和安全性。食品安全检测双聚焦磁质谱仪在食品安全检测中发挥着重要作用。它能够有效检测食品中的添加剂、污染物以及微量的有害物质，从而确保食品的质量和安全。环境污染监测双聚焦磁质谱仪可用于检测空气、水体和土壤中的污染物，尤其是微量重金属和有机污染物的分析。这为环境保护提供了有力的技术支持，能够帮助相关部门监测和治理环境污染。结语双聚焦磁质谱仪凭借其的技术性能，已经成为现代科学研究中不可或缺的分析工具。其高分辨率和高灵敏度使其在多个领域中发挥着重要作用，无论是在基础科研，还是在工业应用中，都展现出了极大的价值。随着技术的不断发展，未来双聚焦磁质谱仪将在更广泛的应用领域中发挥更大作用，为科学技术的进步提供强有力的支持。

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