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機(jī)械社區(qū)

標(biāo)題: 以前收集的一些設(shè)備圖片,，聚焦離子束系統(tǒng)（FIB） [打印本頁(yè)]

作者: 機(jī)械神話 時(shí)間: 2008-11-26 21:41
標(biāo)題: 以前收集的一些設(shè)備圖片,，聚焦離子束系統(tǒng)（FIB）
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作者: 麗格威 時(shí)間: 2008-11-26 21:43
這是什么設(shè)備啊,？有點(diǎn)像檢測(cè)儀器啊

作者: 藍(lán)夢(mèng) 時(shí)間: 2008-11-26 23:19
有個(gè)介紹就好啦

作者: 李白 時(shí)間: 2008-11-27 10:05
三次元嗎請(qǐng)介紹一下

作者: 曉強(qiáng) 時(shí)間: 2008-11-27 11:11
能來(lái)點(diǎn)介紹當(dāng)然是最好的了

作者: wsh710904 時(shí)間: 2008-11-27 15:32
給個(gè)介紹就好了

作者: chunqiu_1981 時(shí)間: 2008-11-29 19:10
能給個(gè)介紹就好了,，猛一看還以為是什么空間站模型呢

作者: 王建坤 時(shí)間: 2008-12-3 09:09
94,，介紹下，拋個(gè)磚引來(lái)一堆玉啊,。和和,。

作者: 聶俊 時(shí)間: 2008-12-12 08:51
與大家一樣的想法，沒(méi)有多少認(rèn)識(shí)啊

作者: 機(jī)械神話 時(shí)間: 2008-12-13 09:18
這些都是微電子行業(yè)中用的聚焦離子束系統(tǒng)（FIB）,。

作者: jqm1982000 時(shí)間: 2008-12-13 14:59
聚焦離子束FIB

lasur_job 發(fā)表于: 2006-12-31 09:43 來(lái)源: 半導(dǎo)體技術(shù)天地

聚焦離子束曝光技術(shù)
馬向國(guó)1,、2，顧文琪1
（1,、中國(guó)科學(xué)院電工研究所,，北京100080；2,、中國(guó)科學(xué)院研究生院北京100039）
摘要：聚焦離子束技術(shù)是一種集形貌觀測(cè),、定位制樣、成份分析,、薄膜淀積和無(wú)掩�,？涛g各過(guò)程于一身的新型微納加工技術(shù)。它大大提高了微電子工業(yè)上材料,、工藝,、器件分析及修補(bǔ)的精度和速度,，目前已經(jīng)成為微電子技術(shù)領(lǐng)域必不可少的關(guān)鍵技術(shù)之一。對(duì)聚焦離子束曝光技術(shù)作了介紹,。
關(guān)鍵詞：聚焦離子束,，液態(tài)金屬離子源，曝光
中圖分類號(hào)：TN305.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004－4507（2005）12－0056－03
聚焦離子束也可以像電子束那樣作為一種曝光手段,。離子束曝光有非常高的靈敏度,，這主要是因?yàn)樵诠腆w材料中的能量轉(zhuǎn)移的效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于電子。常用的電子束曝光抗蝕劑對(duì)離子的靈敏度要比對(duì)電子束高100倍以上,。除了靈敏度高之外,，離子束曝光的另一優(yōu)點(diǎn)是幾乎沒(méi)有鄰近效應(yīng)。由于離子本身的質(zhì)量遠(yuǎn)大于電子,，離子在抗蝕劑中的散射范圍要遠(yuǎn)小于電子，并且?guī)缀鯖](méi)有背散射效應(yīng),。本文首先對(duì)聚焦離子束系統(tǒng)做了簡(jiǎn)單介紹,，然后介紹了聚焦離子束曝光技術(shù)及其應(yīng)用。
1 液態(tài)金屬離子源
離子源是聚焦離子束系統(tǒng)的心臟,，真正的聚焦離子束始于液態(tài)金屬離子源的出現(xiàn),，液態(tài)金屬離子源產(chǎn)生的離子具有高亮度、極小的源尺寸等一系列優(yōu)點(diǎn),，使之成為目前所有聚焦離子束系統(tǒng)的離子源,。液態(tài)金屬離子源是利用液態(tài)金屬在強(qiáng)電場(chǎng)作用下產(chǎn)生場(chǎng)致離子發(fā)射所形成的離子源[1、2],。液態(tài)金屬離子源的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示

在源制造過(guò)程中,，將直徑0.5mm左右的鎢絲經(jīng)過(guò)電化學(xué)腐蝕成尖端直徑只有5－10μm的鎢針，然后將熔融的液態(tài)金屬粘附在鎢針尖上,，在外加強(qiáng)電場(chǎng)后,，液態(tài)金屬在電場(chǎng)力作用下形成一個(gè)極小的尖端（泰勒錐），液態(tài)尖端的電場(chǎng)強(qiáng)度可高達(dá)1010V/m,。在如此高的電場(chǎng)下,，液態(tài)表面的金屬離子以場(chǎng)蒸發(fā)的形式逸出表面，產(chǎn)生離子束流,。由于液態(tài)金屬離子源的發(fā)射面積極小,，盡管只有幾微安的離子電流，但電流密度約可達(dá)106A/cm2,，亮度約為20μA/sr,。
2 聚焦離子束系統(tǒng)的工作原理
聚焦式離子束技術(shù)是利用靜電透鏡將離子束聚焦成非常小尺寸的顯微切割技術(shù)，目前商用FIB系統(tǒng)的粒子束是從液態(tài)金屬離子源中引出,。由于鎵元素具有低熔點(diǎn),、低蒸汽壓以及良好的抗氧化力，因而液態(tài)金屬離子源中的金屬材料多為鎵（Gallium，Ga）[3,、4],。圖2給出了聚焦離子束系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

在離子柱頂端外加電場(chǎng)（Suppressor）于液態(tài)金屬離子源,，可使液態(tài)金屬或合金形成細(xì)小尖端,，再加上負(fù)電場(chǎng)（Extractor）牽引尖端的金屬或合金，從而導(dǎo)出離子束,，然后通過(guò)靜電透鏡聚焦,，經(jīng)過(guò)一連串可變化孔徑（Automatic Variable Aperture，AVA）可決定離子束的大小,，而后用E×B質(zhì)量分析器篩選出所需要的離子種類,，最后通過(guò)八極偏轉(zhuǎn)裝置及物鏡將離子束聚焦在樣品上并掃描，離子束轟擊樣品,，產(chǎn)生的二次電子和離子被收集并成像或利用物理碰撞來(lái)實(shí)現(xiàn)切割或研磨,。
3 聚焦離子束曝光技術(shù)
3.1 聚焦離子束曝光技術(shù)概述
聚焦離子束曝光是一種類似于電子束曝光的技術(shù)，它是在聚焦離子束技術(shù)基礎(chǔ)上將原子離化后形成離子束的能量控制在10～200keV范圍內(nèi),，再對(duì)抗蝕劑進(jìn)行曝光,，從而獲得微細(xì)線條的圖形。其曝光機(jī)理是離子束照射抗蝕劑并在其中沉積能量,，使抗蝕劑起降解或交聯(lián)反應(yīng),，形成良溶膠或非溶凝膠，再通過(guò)顯影,，獲得溶與非溶的對(duì)比圖形,。
聚焦離子束曝光技術(shù)自發(fā)展以來(lái)，由于其曝光深度有限以及曝光系統(tǒng)與曝光工藝的復(fù)雜性,，發(fā)展受到了限制,。但在實(shí)驗(yàn)條件下，聚焦離子束仍可作為制作小批量研究性質(zhì)的器件的一種工具,。真正把聚焦離子束認(rèn)真地作為一種大規(guī)模集成電路生產(chǎn)的曝光工具來(lái)開(kāi)發(fā)是20世紀(jì)90年代后期的聚焦離子束投影曝光技術(shù),。
3.2 聚焦離子束投影曝光技術(shù)
根據(jù)是否有靜電離子投影鏡，聚焦離子束投影曝光技術(shù)可分為有掩模的1：1聚焦離子束投影曝光和有掩模的聚焦離子束縮小投影曝光兩類,。
圖3表示的是有掩模的1：1聚焦離子束曝光示意圖,，它包括離子源、離子束照明系統(tǒng),、鏤空掩模和工件臺(tái)等,。它是將平行的離子束照射在鏤空掩模上，使掩模上的圖像直接映在下面的工件臺(tái)上,，象拍照一樣一次性產(chǎn)生曝光圖形,。

圖4是有掩模的離子束縮小投影曝光的原理示意圖,，它包括離子源、離子束系統(tǒng),、鏤空掩模,、靜電離子束投影鏡和工件臺(tái)等。它是在掩模和工件間加一個(gè)靜電離子束投影鏡,，使經(jīng)過(guò)掩模的圖像按比例縮小到工件臺(tái)上,，從而使曝光圖形的線寬得到進(jìn)一步的縮小，同時(shí)也縮小了掩模制作上的缺陷,，大大地降低了掩模的制作難度,。然而這種掩模也面臨著應(yīng)力和入射離子造成的發(fā)熱等問(wèn)題，為此采取了一系列措施,，如：對(duì)掩模進(jìn)行摻雜,；對(duì)膜增加保護(hù)層；設(shè)計(jì)掩模冷卻系統(tǒng)及通過(guò)有限元分析改進(jìn)了掩�,？蚣艿脑O(shè)置,，避免氣流對(duì)掩模造成振動(dòng)等。

3.3 聚焦離子束投影曝光技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)
聚焦離子束投影曝光除了前面已經(jīng)提到的曝光靈敏度極高和沒(méi)有鄰近效應(yīng)之外還包括焦深大于曝光深度可以控制,。離子源發(fā)射的離子束具有非常好的平行性，離子束投影透鏡的數(shù)值孔徑只有0.001,，其焦深可達(dá)100μm,，也就是說(shuō)，硅片表面任何起伏在100μm之內(nèi),，離子束的分辨力基本不變,。而光學(xué)曝光的焦深只有1～2μm為，圖5顯示了聚焦離子束投影曝光獲得的線條圖形,。線條跨越硅片表面的起伏結(jié)構(gòu)時(shí)其線寬沒(méi)有任何變化,。聚焦離子束投影曝光的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)控制離子能量可以控制離子的穿透深度，從而控制抗蝕劑的曝光深度,。

4 結(jié)論
聚焦的離子束在半導(dǎo)體行業(yè)有著重要作用,，可用來(lái)切割納米級(jí)結(jié)構(gòu)，對(duì)光刻技術(shù)中的屏蔽板進(jìn)行修補(bǔ),，制作透射電鏡樣品,，分離和分析集成電路的各個(gè)元件，激活由特殊原子組成的材料,，使其具有導(dǎo)電性等等,。我國(guó)的科研單位及高等院校在聚焦離子束曝光技術(shù)及其應(yīng)用方面也作了大量的研究工作并取得了可喜的成績(jī)。我們相信,，隨著我國(guó)微電子工業(yè)的發(fā)展,，聚焦離子束曝光技術(shù)及其應(yīng)用技術(shù)也必將被提高到新的水平,。

作者: 呂曉丹 時(shí)間: 2008-12-13 18:18
太好了，啊

作者: easylife 時(shí)間: 2008-12-19 21:58
貌似見(jiàn)過(guò)這臺(tái)設(shè)備,做微小物體表面掃描,如磁頭ABS面(air bearing surface).
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作者: 機(jī)械神話 時(shí)間: 2008-12-21 18:50
easylife版主見(jiàn)過(guò)的就太好了,。
Jeol是這個(gè)設(shè)備的行業(yè)老大,，是微電子行業(yè)的分析儀器。能分享一下見(jiàn)這臺(tái)設(shè)備的感受嗎,？

作者: easylife 時(shí)間: 2008-12-21 19:13

原帖由 機(jī)械神話 于 2008-12-21 18:50 發(fā)表 , Q% Q' L0 Y6 ~5 w- G
easylife版主見(jiàn)過(guò)的就太好了,。
) [$ r7 J; g6 fJeol是這個(gè)設(shè)備的行業(yè)老大，是微電子行業(yè)的分析儀器,。能分享一下見(jiàn)這臺(tái)設(shè)備的感受嗎,？

很慚愧,只是印象中在分公司測(cè)試實(shí)驗(yàn)室見(jiàn)過(guò)機(jī)器,沒(méi)有見(jiàn)人操作,感受談不上.

作者: 我在飛 時(shí)間: 2008-12-21 21:35
看了大家的介紹，我想起了在參觀國(guó)內(nèi)某航空發(fā)動(dòng)機(jī)企業(yè)使用的真空離子束熔煉爐,。雖外形略有相似,，但體積大很多，是用于提煉高耐溫,，高強(qiáng)度合金金屬的,。

作者: 機(jī)械神話 時(shí)間: 2008-12-21 22:03
確實(shí)足夠相像，真空,、離子束都具備了,，只是應(yīng)用行業(yè)不一樣。

作者: 向前沖 時(shí)間: 2009-5-26 15:27
干機(jī)械這行的,，從外觀上就能看出是精密機(jī)械,。

作者: dayumachine 時(shí)間: 2009-5-26 23:28
真是太牛了

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