微細(xì)與超微細(xì)加工技術(shù)(編輯修改稿)
2025-05-26 06:59 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 成： X運(yùn)動： Py1＝ Py2 Px長度變化 Y運(yùn)動： Py1＝ Py2 Py1長度變化 Z轉(zhuǎn)動： Py1≠ Py2 ◆ 加工設(shè)備 （電子束光刻大規(guī)模集成電路） 利用氬 （ Ar） 離子或其它帶有 10keV 數(shù)量級動能的惰性氣體離子 ， 在電場中加速 ， 以極高速度 “ 轟擊 ” 工件表面 ，進(jìn)行 “ 濺射 ” 加工 。 圖 743 離子碰撞過程模型 被排斥 Ar離子 回彈濺射原子 位移原子 格點間停留離子 一次濺射原子 Ar離子 二次濺射原子 Ar離子 格點置換離子 位移原子 工件表面 工件 真空 四、離子束加工 ◎ 將被加速的離子聚焦成細(xì)束 ， 射到被加工表面上 。 被加工表面受“ 轟擊 ” 后 ， 打出原子或分子 ， 實現(xiàn)分子級去除加工 。 ? 離子束濺射去除加工 ◆ 四種工作方式 惰性氣體入口 陰極 中間電極 電磁線圈 陽極 控制電極 絕緣子 引出電極 離子束 聚焦裝置 擺動裝置 工件 三坐標(biāo)工作臺 離子束去除加工裝置 ◎ 加工裝置：三坐標(biāo)工作臺可實現(xiàn)三坐標(biāo)直線運(yùn)動 ， 擺動裝置可實現(xiàn)繞水平軸的擺動和繞垂直軸的轉(zhuǎn)動 。 ◎ 離子束濺射去除加工可用于非球面透鏡成形 （ 需要 5坐標(biāo)運(yùn)動 ） ， 金剛石刀具和沖頭的刃磨 ， 大規(guī)模集成電路芯片刻蝕等 。 離子束加工金剛石制品 離子束 離子束 r = 預(yù)加工 終加工 a) 金剛石壓頭 r = 離子束 離子束 預(yù)加工 終加工 b) 金剛石刀具 ◎ 離子束濺射去除加工可加工金屬和非金屬材料 。 ? 離子束濺射鍍膜加工 ◎ 用加速的離子從靶材上打出原子或分子，并將這些原子或分子附著到工件上，形成 “ 鍍膜 ” 。又被稱為“干式鍍” 離子束源 濺射材料 濺射粒子 工件 真空 離子束濺射鍍膜加工 ◎ 離子鍍氮化鈦，即美觀，又耐磨。應(yīng)用在刀具上可提高壽命 12倍。 ◎ 濺射鍍膜可鍍金屬，也可鍍非金屬。 ◎ 由于濺射出來的原子和分子有相當(dāng)大的動能，故鍍膜附著力極強(qiáng)（與蒸鍍、電鍍相比）。 ◎ 用高能離子 （ 數(shù)十萬 KeV） 轟擊工件表面 ， 離子打入工件表層 ， 其電荷被中和 ， 并留在工件中 （ 置換原子或填隙原子 ） ， 從而改變工件材料和性質(zhì) 。 ◎ 可用于半導(dǎo)體摻雜 （ 在單晶硅內(nèi)注入磷或硼等雜質(zhì) ， 用于晶體管 、 集成電路 、 太陽能電池制作 ） ， 金屬材料改性（ 提高刀具刃口硬度 ） 等方面 。 ? 離子束濺射注入加工 ? 離子束 曝 光 ◎ 用在大規(guī)模集成電路制作中 ， 與電子束相比有更高的靈敏度和分辨率 。 ◆ 通常指納米級 （ ～ 100nm） 的 材料 、 設(shè)計 、 制造 、測量和控制 技術(shù) 。 納米技術(shù)涉及機(jī)械 、 電子 、 材料 、 物理 、化學(xué) 、 生物 、 醫(yī)學(xué)等多個領(lǐng)域 。 ◆ 在達(dá)到納米層次后 ， 決非幾何上的 “ 相似縮小 ” ， 而出現(xiàn)一系列新現(xiàn)象和規(guī)律 。 量子效應(yīng) 、 波動特性 、 微觀漲落等不可忽略 ， 甚至成為主導(dǎo)因素 。 ◆ 納米技術(shù)研究的主要內(nèi)容 ?納米級精度和表面形貌測量及表面層物理 、 化學(xué)性能檢測； ?納米級加工； ?納米材料；
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