離子束刻蝕

離子束刻蝕以離子束為刻蝕手段達到刻蝕目的的技術，其分辨率限制于粒子進入基底以及離子能量耗盡過程的路徑范圍。離子束較小直徑約10nm，離子束刻蝕的結構較小可能不會小于10nm。目前聚焦離子束刻蝕的束斑可達100nm以下，較以較快的直寫速度進行小于50nm的刻蝕，故而聚焦離子束刻蝕是納米加工的一種理想方法。此外聚焦離子束技術的另一優(yōu)點是在計算機控制下的無掩膜注入，甚至無顯影刻蝕，直接制造各種納米器件結構。但是，在離子束加工過程中，損傷問題比較突出，且離子束加工精度還不容易控制，控制精度也不夠高。

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干法刻蝕

干法刻蝕種類很多，包括光揮發(fā)、氣相腐蝕、等離子體腐蝕等。其優(yōu)點是：各向異性好，選擇比高，可控性、靈活性、重復性好，細線條操作安全，易實現(xiàn)自動化，無化學廢液，處理過程未引入污染，潔凈度高。缺點是：成本高，設備復雜。干法刻蝕主要形式有純化學過程（如屏蔽式，下游式，桶式），純物理過程（如離子銑），物理化學過程，常用的有反應離子刻蝕RIE，離子束輔助自由基刻蝕ICP等。干法刻蝕方式很多，一般有：濺射與離子束銑蝕， 等離子刻蝕（Plasma Etching），高壓等離子刻蝕，高密度等離子體（HDP）刻蝕，反應離子刻蝕（RIE）。另外，化學機械拋光CMP，剝離技術等等也可看成是廣義刻蝕的一些技術。

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反應離子刻蝕的原理

在反應離子刻蝕中，氣體放電產(chǎn)生的等離子體中有大量化學活性的氣體離子，這些離子與材料表面相互作用導致表面原子產(chǎn)生化學反應，生成可揮發(fā)產(chǎn)物。這些揮發(fā)產(chǎn)物隨真空抽氣系統(tǒng)被排走。隨著材料表層的“反應-剝離-排放”的周期循環(huán)，材料被逐層刻蝕到特定深度。除了表面化學反應外，帶能量的離子轟擊材料表面也會使表面原子濺射，產(chǎn)生一定的刻蝕作用。所以，反應離子刻蝕包括物理和化學刻蝕兩者的結合。

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離子刻蝕簡介

離子刻蝕是利用高能量惰性氣體離子轟擊被刻蝕物體的表面，達到濺射刻蝕的作用。因為采用這種方法，所以可以得到非常小的特征尺寸和垂直的側壁形貌。這是一種“通用”的刻蝕方式，可以在任何材料上形成圖形。它的弱點是刻蝕速度較低，選擇性比較差。傳導耦合性等離子體刻蝕的優(yōu)勢在于刻蝕速率高、良好的物理形貌和通過對反應氣體的選擇，達到針對光刻膠和襯底的高選擇比。一般用于對特征形貌沒有要求的去膠(ashing，灰化)工藝。反應離子刻蝕是上述兩種刻蝕方法相結合的產(chǎn)物，它是利用有化學反應性氣體產(chǎn)生具有化學活性的基團和離子。經(jīng)過電場加速的高能離子轟擊被刻蝕材料，使表面受損，提高被刻蝕材料表面活性，加速與活性刻蝕反應基團的反應速度，從而獲得較高的刻蝕速度。這種化學和物理反應的相互促進，使得反應離子刻蝕具有上述兩種干法刻蝕所沒有的優(yōu)越性：良好的形貌控制能力(各向異性)、較高的選擇比、可以接受的刻蝕速率。因此在于法刻蝕工藝中反應性離子刻蝕得到廣泛應用。

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