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如上图,这是一套典型的?高真空 Ion Beam Etch(IBE)系统结构图,该技术属于物理刻蚀方式,依赖氩气离子轰击晶圆表面进行材料移除。
主要组成模块与功能详解:
① ?Gas Supply(Argon)
气源为?氩气(Ar),经绿色标注部分导入系统。
作用:氩气注入后电离成 Ar? 离子,作为物理刻蚀“子弹”轰击样品。
② ?Ion Source 部分(右侧)
Cathode(红色部分):电子发射源(电热或射频),用于激发气体。
Grid(栅极):控制和加速离子方向与能量。
Beam Supply / Accelerator Supply:提供离子加速电压,使离子束定向轰击。
最终输出一束 定向性强、能量可控的离子束(Ar?)。
③ ?Ion Beam(离子束)
由 Grid 加速出的离子束沿直线方向打向左侧的 Substrate。
④?Substrate & Rotating Stage
Substrate:被刻蚀样品(如晶圆、膜层)。
Rotating Stage:可调角度(0°~90°)的旋转台,方便控制刻蚀方向和均匀性。
⑤?Neutralizer(中和器)
由于离子束为正电,样品表面会积累负电荷,影响刻蚀精度。
Neutralizer(蓝色圈部分)?发射电子,中和靶材表面电荷,防止电荷堆积导致束流偏转或刻蚀异常。
⑥?Vacuum System
Rough Vacuum Pump:前级泵(粗抽),先将腔体压力降低。
High Vacuum Molecular Pump:分子泵,进一步抽真空,维持 <10?? Torr 环境。
低压环境确保离子束不被中途碰撞散射,保持高方向性。
⑦ ?各类电源模块
AC Cathode Supply:为阴极提供能量。
Discharge Supply:触发放电以激发等离子体。
Beam Supply / Accelerator Supply:控制离子束能量。
Neutralizer Supply:提供中和电子电源。
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