Что такое ионно-лучевая обработка? - Работа и применение

Что такое ионно-лучевая обработка?

Ионно-лучевая обработка (ИБМ) — важная нетрадиционная технология производства, используемая в микро-/нанопроизводстве, использующая поток ускоренных ионов с помощью электрических средств в вакуумной камере для удаления, добавления или модификации атомов на поверхности объекта.

В ИБМ поток заряженных атомов (ионов) инертного газа, например аргона, ускоряется в вакууме высокими энергиями и направляется на твердую заготовку. Луч удаляет атомы из заготовки, передавая энергию и импульс атомам на поверхности объекта.

Когда атом сталкивается с группой атомов на заготовке, он выбивает от 0,1 до 10 атомов из материала заготовки. IBM обеспечивает точную обработку практически любого материала и используется в полупроводниковой промышленности и при производстве асферических линз.

Этот метод также используется для текстурирования поверхностей для улучшения сцепления, для создания атомарно чистых поверхностей на таких устройствах, как лазерные зеркала, и для изменения толщины тонких пленок и мембран.

Работа с ионно-лучевой обработкой

Ионно-лучевая обработка (ИБМ) представляет собой процесс атомно-битовой обработки, который используется для обработки изделия с высоким разрешением порядка 0,1 мкм. Ионы инертных газов, таких как аргон, с высокой кинематической энергией порядка 10 кэВ используются для бомбардировки и выброса атомов с поверхности заготовки за счет упругих столкновений.

В отличие от машинных технологий резки, шлифовки и притирки, IBM не имеет встроенной эталонной поверхности; маска шаблона действует как ссылка. ИБМ может использоваться в качестве микрообработки микроионным пучком диаметром 1–2 мкм совместно с высокоточным станком управления положением.

IBM также может использоваться для афоризации линз, заточки алмазных микротоновых ножей и режущих инструментов, травления шаблона ИС и т. д. Стоимость машины IBM очень высока, что увеличивает стоимость обработки и делает процесс неэкономичным.

Точность обработки ионным пучком

Практические скорости травления варьируются до 2000 А (2 х 10-4 мм) в минуту. Точность процесса травления значительно выше, в основном за счет небольшого съема материала. Возможны допуски в районе + 50 Å (+ 5 x 10 мм).

Применения ионно-лучевой обработки

Он применяется в основном при микрообработке (травлении) электронных компонентов, таких как компьютерные детали, придание формы оптическим поверхностям и для прецизионного изготовления штампов для тонкой проволоки из тугоплавких материалов. Типичные материалы, которые можно травить, включают стекло, оксид алюминия, кварц, кристаллы, кремнезем, агаты, фарфор, металлокерамику. и многочисленные металлы и оксиды.

Преимущества ионно-лучевой обработки

Ионный луч имеет много преимуществ, в том числе:

• Этот процесс почти универсален.
• Никаких химических реагентов или составов для травления не требуется.
• Нет подрезки, как в другом процессе химического травления.
• Скорость травления легко регулируется.

Недостатки ионно-лучевой обработки

Однако этот процесс имеет много недостатков, а именно:

• Это относительно дорого.
• Скорость травления низкая.
• Хотя тепло практически не выделяется, вероятность теплового или радиационного повреждения невелика.