聚焦离子束溅射(fib)

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1、聚焦离子束（FIB）溅射聚焦离子束（FIB）溅射题目：AReviewofFocusedIonBeamSputtering作者：MohammadYeakubAli,WayneHungandFuYongqi期刊：Internationaljournalofprecisionengineeringandmanufacturingvol.11,no.1,pp.157-170期刊日期：FEBRUARY2010/157综述了聚焦离子束溅射在微米/纳米制造方面的应用，讨论了微米/纳米结构材料的溅射方法一些物理量：J0=电流强度峰值（位于粒子束的中心）K1，K2=不同晶体结构的材料因数

2、以及其他的独立属性α=能量传递系数φ=离子流量η=目标原子密度σ=标准差δ=像素间距（单位：纳米）φ（x，y）=（x，y）点处的离子流量εb=原子键能∆Zij=点（x，y）处的溅射深度a=累积强度变量剖面的峰谷值A=孔径尺寸（纳米）B=粒子束功能d=离子量fx，y=二维高斯光束的能量密度I=离子束流量总量J（x，y）=点（x，y）处的离子流强度M=材料功能常数mi，mt=入射离子的质量以及目标粒子的质量MRR=材料移除率R=溅射面厚度r=FIB半径（纳米）-5-聚焦离子束（FIB）溅射Ra，Rmax=表面粗糙度的平均值及最大值（谷峰值）S（θ）=溅射角TC=溅射时间Td

3、=保延时间tx，y=点（x，y）处的离子溅射保延时间U0=原子键能V=增速电压Y（E）=普通溅射产量z=溅射深度Zi，Zt=源原子的核电荷数和目标原子的核电荷数1介绍聚焦离子束系统（FIB-focusedionbeam）商业化制造已经接近30年。最初主要供应给大型半导体制造商。聚焦离子束FIB，利用镓离子在很高的空间分辨率下切割去除材料。这样可以在样品特殊的位置制作剖面（断面）。样品既可以直接在FIB中研究，也可以转移到扫描电镜或者透射电镜中进行精细分析。当镓离子和一定气体作用，它也有可能沉积材料。因此FIB在很广阔的应用范围内能被用于多功能工具使用。FIB系统的操作除

4、了不用电子束以外和扫描电镜工作方式非常相似。大多数FIB系统装备液态金属离子源（LMIS），加热的同时伴随一定的拔出电压，获得镓离子束。通过一套电子透镜精细聚焦的镓离子束，在束偏转线圈的作用下，形成扫描光栅。离子束的能量分散约为5ev，为了降低像差，在离子束光轴上设置光阑，为了消除象散，使用八级线圈作为消象散器。如果是合金离子源，通过质量选择器来选择离子。离子束可通过溅射对样品局部进行移除，局部沉积，也可以用于材料FIB表面成像。聚焦离子束（FIB）在显微机械加工领域得到广泛的应用，在微电子等领域的应用例如分析及修改集成电路、修剪磁头等，FIB的应用可以成功地扩展在其他

5、领域并取得成就，用于扫描电子显微镜（SEM）成像技术，也可以用于其他分析设备诸如：隧道电子显微镜（TEM），二次离子质谱（SIMS）等。聚焦离子束显微镜（FocusedIonbeam，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（LiquidMetalIonSource，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；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，在局部区域

6、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；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：线路修改和布局验证；元器件失效分析；-5-聚焦离子束（FIB）溅射生产线工艺异常分析；IC工艺监控一例如光刻胶的切割；透射电子显微镜样片制作。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

7、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溅射的材料移除率比化学气相沉积更高，而FIB溅射具有更小的尺寸