离子束处理：用于沉积、刻蚀、清洗与薄膜致密化的高精度离子源技术。 离子束加工技术采用宽束离子源产生定向的单电荷离子束，离子能量范围从数 eV 到 1000 eV 可调。
离子束加工技术采用宽束离子源产生定向的单电荷离子束，离子能量范围从数 eV 到 1000 eV 可调。由于离子通量与离子能量可以独立于沉积过程本身进行调控，离子束成为真空环境中一种多功能的工艺工具，衍生出一系列相关技术：离子束溅射沉积（IBSD）、离子辅助沉积（IAD）、基片清洗、刻蚀以及可控氧化。
Angstrom Engineering 将栅极式 DC 离子源、栅极式 RF 离子源以及无栅极 End-Hall 型离子源集成到 Nexdep、Amod、EvoVac、Nebula 集群式系统和 Box Coater 等平台中，并配合先进的样品夹持方案与 Aeres 控制软件，实现高性能、高重复性的薄膜工艺。
- 离子能量在数 eV 至 1000 eV 范围内宽幅可调，覆盖从温和表面处理到强力刻蚀的全部需求
- 离子通量与离子能量完全独立可控，工艺重复性卓越
- 等离子体被约束在离子源内部，腔体压强保持在低水平，减少薄膜污染
- IAD 提高吸附原子迁移率，带来更大晶粒尺寸、更高薄膜致密度和优化的台阶覆盖
- IBSD 中基片不直接暴露于离子束，膜层中气体夹杂显著减少
工作原理与工程实现
以下内容整理自 Angstrom Engineering 官方技术资料。
概述：离子束加工的作用
在离子束加工中，一个独立于蒸发源或溅射源的专用离子源产生宽幅、定向的单电荷离子束。离子动能可在很宽的窗口内调节——从数 eV 的温和表面处理到 1000 eV 的强力材料去除。凭借这一硬件能力，可在同一真空腔体内实现多种不同工艺：离子束可以轰击靶材以沉积薄膜（IBSD），可以轰击正在生长的薄膜以改善其微观结构（IAD），可以在镀膜前去除基片表面污染物（清洗），可以去除基片材料以减薄膜层或通过掩膜定义图形（刻蚀），还可以驱动表面氧化反应。 由于产生离子的等离子体被约束在离子源内部而非充满整个腔体，离子束工艺相比传统等离子体工艺具有更洁净的工艺环境，并且到达基片或靶材的离子能量与离子通量相互解耦、可独立控制。
离子源类型与平台集成
Angstrom Engineering 提供多种构型的离子源以匹配不同工艺需求：栅极式 DC 离子源、栅极式 RF 离子源以及无栅极 End-Hall 型离子源。栅极式离子源利用引出栅极产生准直性好、离子能量分布窄的离子束；无栅极 End-Hall 型离子源则输出发散的大束流离子束，离子能量呈一定分布，非常适合薄膜致密化和表面处理。 离子束功能可集成于 Angstrom 的五大沉积平台——Nexdep、Amod、EvoVac、Nebula 集群式系统以及 Box Coater——使离子束加工能够与蒸发、溅射等其他技术在同一系统中组合使用。离子源与 Angstrom 先进的过程控制功能和基片夹持方案协同工作，Aeres 控制软件提供面向高性能沉积应用的配方化自动控制，确保离子源参数被完整记录并可逐炉次精确复现。
离子辅助沉积（IAD）
在离子辅助沉积中，离子源在薄膜沉积（通常为蒸发沉积）进行的同时，向基片方向发射一束能量分布较宽的发散离子束。离子束直接穿过入射的沉积物流，将动能传递给其中的原子和分子，同时也作用于已吸附在生长表面上的粒子。 这些额外注入的能量显著提高了沉积原子和分子的表面迁移率。与无辅助蒸发中粒子落点即停、易形成疏松柱状结构不同，获得能量的吸附原子能够迁移到能量更低的晶格位置。由此带来可测量的改善：晶粒尺寸增大、薄膜致密度显著提高、台阶覆盖率得到优化。在实际应用中，这意味着薄膜具有更好的环境稳定性和机械性能，在不改变源材料和沉积化学的前提下扩展了标准蒸发系统的工艺能力。
离子束刻蚀与清洗
离子束清洗是在沉积开始之前，将高能离子束射向基片，以物理方式去除基片表面吸附的污染物——残留有机物、水汽及其他表面吸附物。原子级洁净的表面能显著增强后续沉积薄膜的附着力，并改善膜层与基片界面的质量——该界面往往是整个膜系中最薄弱的环节。 离子束刻蚀采用相同的物理机制，但使用更高的离子能量，此时离子传递的动量足以将基片本身的原子溅射出来。这带来两项重要能力：一是对已有膜层进行可控减薄；二是图形化加工，即用掩膜保护选定区域，让暴露区域被离子束铣削去除。由于清洗和刻蚀都可以在沉积前于同一腔体内完成，新处理好的表面无需再暴露于大气环境。
离子束溅射沉积（IBSD）
离子束溅射沉积是一种在精密光学镀膜行业广泛应用的技术。宽幅高能离子束射向溅射靶材，被离子轰击溅出的靶材原子飞向基片并凝聚成膜。与磁控溅射不同，等离子体完全在离子源内部产生并被约束，而不是弥散于腔体空间，因此工艺腔可在低得多的压强下运行。较低的本底压强直接降低了薄膜污染。 第二个纯度优势来自其几何构型：基片从不直接暴露于离子束、也不浸没在等离子体中，因此进入生长薄膜的工作气体大幅减少。此外，IBSD 所用离子源可对离子通量（决定沉积速率）和离子能量（决定溅射粒子能量特性）实现完全独立的控制，使工艺具有卓越的批次间重复性。 由此获得的薄膜致密、平滑、与基片附着力高，并且——对光学应用至关重要——具有低光学散射和显著降低的吸收。针对需要将该能力用于生产的客户，Angstrom Engineering 提供 Reticle 交钥匙 IBSD 平台，可按特定产能要求进行工程化设计，用于精密光学薄膜沉积。
技术优势
- 离子能量在数 eV 至 1000 eV 范围内宽幅可调，覆盖从温和表面处理到强力刻蚀的全部需求
- 离子通量与离子能量完全独立可控，工艺重复性卓越
- 等离子体被约束在离子源内部，腔体压强保持在低水平，减少薄膜污染
- IAD 提高吸附原子迁移率，带来更大晶粒尺寸、更高薄膜致密度和优化的台阶覆盖
- IBSD 中基片不直接暴露于离子束，膜层中气体夹杂显著减少
- 沉积前离子清洗去除表面污染物，显著改善薄膜附着力与界面质量
- IBSD 薄膜致密、平滑，光学散射低、吸收显著降低
- 提供多种离子源构型：栅极式 DC、栅极式 RF 及无栅极 End-Hall 型
- 可集成于 Nexdep、Amod、EvoVac、Nebula 集群系统和 Box Coater 平台，由 Aeres 软件统一控制
系统与工艺细节
