聚焦离子束再沉积修正方法的元胞自动机验证

利用聚焦离子束技术加工微结构时,由于溅射过程的再沉积效应,难以获得较为陡直的侧壁,对于高深宽比微结构尤甚。为优化聚焦离子束的加工工艺,提出一种单像素线辅助溅射刻蚀方法,对非陡直侧壁进行局部刻蚀修正,以期改善再沉积现象,提高侧壁陡直度。采用元胞自动机算法,对该方法应用于溅射过程时各参数对刻蚀结果的影响进行了数值模拟,获得了V型截面侧壁的修正效果,指出实际加工中局部刻蚀修正的位置选择存在着侧壁再沉积改善和离子束斑扩展之间的矛盾。聚焦离子束刻蚀实验验证了该方法的有效性,确定了局部刻蚀修正的最佳位置,在刻蚀宽度100 nm的圆环微结构时,沟道侧壁的校正效果较好,获得了深宽比为3∶1的沟槽结构。该方法可为相似微结构再沉积现象削弱提供技术支持。

聚焦离子束微纳加工的溅射刻蚀工艺模型研究

提出基于连续元胞自动机的聚焦离子束溅射刻蚀工艺模型,该模型可以有效引入实际工艺参数和扫描策略,建立溅射与再沉积方程,准确地表达离子束加工导致的溅射和再沉积效应,精确地描述这些效应导致的表面结构演化过程。在多种工艺因素和扫描策略的条件下,工艺模型的计算结果中,溅射刻蚀与再沉积效应能够与试验现象一致。加工截面轮廓的模拟结果,刻蚀深度随时间变化相对误差小于8%,精度高于现有的模型,验证了模型的有效性。连续元胞自动机模型不仅具备计算精度高的特点,而且有更好的可视化输出效果,为聚焦离子束加工微纳结构提供工艺参数优化方法。