[发明专利]低能量离子束蚀刻

权利要求书

1.一种对包括碳质材料的工件的化学增强聚焦离子束研磨的方法，所述方法包括：

在工件表面处提供含氧的蚀刻辅助气体；以及，

在存在所述含氧的蚀刻辅助气体的情况下朝向碳质材料引导聚焦离子束来蚀刻该碳质材料，该聚焦离子束不具有足够的能量来从所述含氧的蚀刻辅助气体与该碳质材料之间的反应形成包含所述氧和所述碳质材料的钝化层，其中聚焦离子束具有8到14keV的射束能量，所述聚焦离子束包括Ga+等离子体聚焦离子束或Xe+等离子体聚焦离子束。

2.如权利要求1所述的方法，其中朝向该碳质材料引导聚焦离子束包括引导具有小于10keV的聚焦离子束。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述含氧的蚀刻辅助气体包括O₂气体。

4.一种对衬底的化学增强聚焦离子束研磨的方法，所述方法包括：

将衬底装载到聚焦离子束系统中；

朝向衬底提供蚀刻辅助气体，该蚀刻辅助气体包括氧化剂；

在存在蚀刻辅助气体的情况下在衬底处引导聚焦离子束；以及

使用化学增强聚焦离子束研磨来去除材料，其中聚焦离子束具有8到14keV的射束能量，所述聚焦离子束系统包括Ga+等离子体聚焦离子束系统或Xe+等离子体聚焦离子束系统。

5.如权利要求4所述的方法，其中蚀刻辅助气体包括O₂气体。

6.如权利要求4所述的方法，其中蚀刻辅助气体包括N₂O或NO_X。

7.如权利要求6所述的方法，其中NO_X是NO₂或NO。

8.如权利要求4-6中的任一项所述的方法，其中衬底包括聚酰亚胺或其他有机薄膜。

9.如权利要求4-6中任一项所述的方法，其中使用化学增强聚焦离子束研磨来去除材料包括离子束溅射或蚀刻衬底。

10.如权利要求4-6中任一项所述的方法，其中没有由离子、蚀刻辅助气体和衬底的相互作用而在衬底上形成抗蚀刻的钝化层。

11.如权利要求4-6中任一项所述的方法，其中聚焦离子束系统具有大于0.5pA/μm²的电流密度，小于1000ns的停留时间，以及大于0.1×10^-5Torr的腔室压力。

12.如权利要求4-6中任一项所述的方法，其中研磨速率大于0.3μm³/nC。

13.如权利要求4所述的方法，其中使用化学增强聚焦离子束来去除材料包括去除损坏的聚酰亚胺层来暴露在损坏的聚酰亚胺层下方的未损坏的聚酰亚胺层，该未损坏的聚酰亚胺层未受到聚焦离子束的损坏且保留其电绝缘性质。

14.如权利要求13所述的方法，其中蚀刻辅助气体包括水蒸气、O₂、N₂O或NO_X。

15.如权利要求14所述的方法，其中NO_X是NO₂或NO。