聚焦離子束微納加工技術（簡體書）

離子束加工是利用荷能離子與工件表面發生物理和化學反應，從而實現材料刻蝕、注入、沉積和改性的微米納米加工技術。離子束加工可分為常規離子束加工和聚焦離子束加工。近年來，隨著納米科技和半導體集成電路產業的飛速發展，具有多功能、高分辨率的聚焦離子束加工技術受到人們空前的重視，它已成為當前微米納米加工的重要手段。 本書重點講述聚焦離子束技術的原理；聚焦離子束系統的結構，包括離子源、離子光學柱體、圖形發生器和精密工件臺等；聚焦離子束技術的應用實例和發展前景。同時還探討了聚焦離子束的有關關鍵技術，所述內容極具科技前沿性和前瞻性。 作者顧文琪研究員和他的合作者，長期致力于微細加工技術的開發與研究工作，曾獲得多項成果。本書集中反映了他們數十年來的經驗和體會，是一部理論與實踐密切結合的應用技術學術專著，對于從事微米納米級加工技術、微電子、光電子、微機械、納米器件等研究的科技人員，相關專業大專院校的教師、研究生和本科生都有重要的參考價值。

前言
第一章 聚焦離子束技術概論
第一節 集成電路製造中的三束技術
一、電子束技術
二、光子束技術
三、離子束技術
第二節 聚焦離子束技術
一、常規離子束加工與聚焦離子束加工
二、聚焦離子束技術的發展歷史
三、聚焦離子束系統的分類
第三節 聚焦離子束系統組成
一、離子源
二、離子光學柱
三、束描畫系統
四、X-Y工件臺
五、信號采集處理單元
參考文獻
第二章 聚焦離子束與固體材料表面的相互作用
第一節 聚焦離子束與固體材料表面的相互作用
第二節 離子在固體中的能量損失和射程
一、核損失(nuclearlosses)
二、電子損失(electroniclosses)
三、電荷交換能量損失
四、離子在固體材料中的射程
五、溝道效應-
第三節 聚焦離子束的主要功能
一、離子注入
二、離子濺射
三、材料的化學變化
四、離子誘導沉積
五、表層損傷
六、二次電子、二次離子發射
參考文獻
第三章 聚焦離子源
第一節 聚焦離子源概述
第二節 幾種聚焦離子源的結構及工作原理
一、雙等離子體離子源
二、液態金屬離子源(LMIS)
三、氣態場發射離子源(GFIS)
第三節 液態金屬離子源
一、液態金屬離子源的工作機理
二、液態金屬離子源的主要性能指標
三、液態金屬離子源發射尖制備的基本工藝要求及原理
四、液態金屬離子源的結構形式、掛金屬工藝及測試
第四節 液態金屬離子源發射系統的仿真分析
一、液態金屬離子源發射系統的電場計算
二、用MonteCarlo法模擬計算液態金屬離子源的發射特性
第五節 典型液態金屬離子源介紹
一、鎵液態金屬離子源
二、海綿體電極型液態金屬離子源
三、液態合金離子源
第六節 液態金屬離子源測試與實驗裝置
一、液態金屬離子源發射尖自動腐蝕設備的開發研制
二、液態金屬離子源結構
三、DL-01型液態金屬離子源測試實驗
參考文獻
第四章 聚焦離子束裝置中的離子光學系統
第一節 概論
第二節 軸旋轉對稱離子光學系統
一、軸旋轉對稱靜電場和靜磁場的分析研究
二、離子在靜場中的運動
三、電子透鏡
四、像差理論與分析
第三節 非軸旋轉對稱離子光學系統
一、均勻電磁場系統
二、電磁多極系統
第四節 離子光學系統的參數求解方法
一、電磁場的求解方法
二、離子軌跡的求解方法
三、光學參量的計算
四、像差系數的計算
第五節 聚焦離子光學系統的優化設計
一、設計原則
二、離子光學優化算法
三、離子束系統設計實例
第六節 聚焦離子束光柱體的性能評估
一、幾何像差平方求和法
二、束流密度分布積分法
三、光學傳遞函數法
參考文獻
第五章 圖形發生器與束閘
第一節 圖形發生器概述
一、圖形發生器的種類
二、圖形發生器的功能
三、商品型圖形發生器
第二節 DY-2000通用圖形發生器的硬件組成
一、主控制器硬件結構
二、數模轉換器結構
三、離子束曝光過程實時顯示單元
第三節 DY一2000通用圖形發生器的軟件系統
一、軟件總體結構
二、數據流動
三、主要功能模塊介紹
第四節 束閘及驅動器
一、束閘的設計要求
二、束閘的設計計算
三、FIB束閘的設計實例
四、束閘驅動器的設計
參考文獻
第六章 精密工件臺及其控制
第一節 概述
一、精密工件臺在聚焦離子束加工系統中的作用
二、兀B常用工件臺
三、激光定位精密工件臺的構成
第二節 激光與激光干涉儀測量原理
一、激光的特性
二、激光的產生
三、氦氖激光器的工作原理
四、氦氖激光器的穩頻方法
五、兩種激光干涉儀的構成
第三節 激光定位精密工件臺的主要指標與結構
一、主要技術指標
二、工件臺結構組成
三、工件臺主體的結構
四、片庫與傳輸片機械手
五、真空箱體和隔振基礎
第四節 激光定位精密工件臺的控制系統
一、Agilent5527激光干涉測量儀系統組成
二、工件臺X、Y控制系統
三、工件表面高度檢測系統
四、自動傳輸片系統
五、主控計算機接口
六、系統軟件設計
第五節 工件臺的位置誤差分析
一、工件臺位置測量誤差
二、工件臺位置修正誤差
參考文獻
第七章 聚焦離子束的應用
第一節 聚焦離子束(FIB)無掩模離子注入
一、常規離子注入與FIB離子注入
二、常規離子注入技術
三、FIB離子注入技術
四、FIB離子注入技術的優缺點
第二節 聚焦離子束濺射刻蝕加工(FIB銑削)
一、濺射產額與影響產額的主要因素
二、FIB輔助氣體刻蝕(GAE)
三、集成電路器件剖面製作
四、TEM試樣制備
五、特種器件和MEMS器件製作
第三節 FIB誘導沉積的應用
一、m誘導沉積原理
二、FIB誘導沉積產額
三、掩模版修理
四、集成電路分析與修理
五、MENS結構製作
第四節 離子束曝光
一、離子束曝光的分類
二、離子束曝光的特點
三、掩模離子束曝光
四、投影離子束曝光
五、掃描離子束曝光
六、小結
第五節 掃描離子顯微鏡和二次離子質譜儀
一、掃描離子顯微鏡(SIM)
二、FIB／SIMS系統
參考文獻
第八章 國外先進的聚焦離子束裝置
第一節 IOG25液態金屬離子光學柱
一、主要組成部分
二、系統性能指標
三、可擴展性
第二節 nB—sEM雙束設備
一、聚焦離子束一電子束設備QuantaTM2003D
二、聚焦離子束一電子束設備NovaTM600Nanolab
第三節 日本精工電子納米科技有限公司的“三束”顯微鏡
一、“三束”顯微鏡的工作原理
二、SMI3000TB系列的性能指標
三、SMI~00TB系列的典型應用
第四節 離子束聚焦投影設備
一、PROFIB原理
二、PROFIB的性能及典型應用
第五節 其他常用的聚焦離子束設備
一、ZEISS國際公司的同步雙束顯微鏡(FIB—SEM)crossBeam(~系列
二、日立公司快速精確制備樣品的FB一2100
三、日本JEOL公司的多束形加工設備JEM一9310FIB系統
參考文獻