離子束刻蝕技術(shù)是從20世紀(jì)70年代起隨著固體器件向亞微米級線寬方向發(fā)展而興起的一種超精細(xì)加工技術(shù)，它是利用離子束轟擊固體表面時發(fā)生濺射效應(yīng)來剝離加工器件上所需要的幾何圖形的。
　　
　　離子束刻蝕這種工藝與機(jī)械加工、化學(xué)腐蝕、等離子體腐蝕、等離子體濺射等工藝相比較，具有以下特點(diǎn)：①對加工材料具有非選擇性，任何材料包括導(dǎo)體、半導(dǎo)體、絕緣體都可以刻蝕。②具有超精細(xì)的加工能力。它能刻蝕加工非常精細(xì)的溝槽圖形，是屬于微米級和亞微米級加工，甚至能刻出0. 008μm的線條。③刻蝕的方向性好，分辨率高。它的樣品在真空中被準(zhǔn)直的離子束定向轟擊，是一種方向性刻蝕，可以克服化學(xué)濕法中不可避免的鉆蝕現(xiàn)象，刻蝕的圖形邊緣陡直、清晰。分辨率高。精度可達(dá)0.1μm～0 .01μm，表面粗糙度優(yōu)于0.05μm。④加工性靈活，重復(fù)性好。因為離子束的束流密度、能量、入射角、工件臺的移動或旋轉(zhuǎn)速度等工作參數(shù)，能夠在相當(dāng)寬的范圍內(nèi)獨(dú)立地、準(zhǔn)確地控制，因而容易得到不同樣品的z*佳加工條件，既能控制線條的邊壁斜度，又能控制溝槽深度按一定函數(shù)變化。（按一定函數(shù)變化的溝槽深度稱為深度加權(quán)）。⑤離子束刻蝕的缺點(diǎn)是存在著濺射材料的重新沉積（再沉積效應(yīng)）現(xiàn)象。有待在實(shí)踐中加以解決。
　　
　　離子束刻蝕分三種類型，即濺射刻蝕、反應(yīng)刻蝕和混合刻蝕。
　　
　　(1)濺射刻蝕
　　
　　濺射刻蝕是基于荷能惰性離子對表面的物理濺射，它包括等離子體刻蝕和離子束刻蝕兩種方法。前者，被刻蝕的樣品置于負(fù)極，由直流或高頻形成的惰性氣體等離子體直接和樣品作用。后者，離子束取自離子源或槍，可以聚焦、偏轉(zhuǎn)，然后引向樣品。
　　
　　(2)反應(yīng)刻蝕
　　
　　反應(yīng)刻蝕是利用活性粒子的化學(xué)作用對表面進(jìn)行刻蝕，它包括等離子體反應(yīng)刻蝕和化學(xué)活性游離根或非飽和鍵化合物刻蝕兩種方法。在等離子體反應(yīng)刻蝕中，樣品置于化學(xué)活性氣體或蒸氣形成的等離子體區(qū)中，依靠離子和電子的誘導(dǎo)或強(qiáng)化刻蝕劑與被刻蝕材料之間的化
　　
　　學(xué)效應(yīng)，使之產(chǎn)生揮發(fā)性產(chǎn)物，排除出真空系統(tǒng)，從而達(dá)到對樣品刻蝕的目的。在利用化學(xué)活性游離根或非飽和鍵化合物刻蝕中，置于真空室中的樣品與氣體的電弧區(qū)是分開的。依靠從電弧區(qū)中引出的中性游離根或活性分子與樣品起化學(xué)反應(yīng)而達(dá)到對樣品刻蝕的目的。
　　
　　(3)混合刻蝕
　　
　　混合刻蝕是既有物理濺射又有化學(xué)腐蝕作用的刻蝕方法。產(chǎn)生物理濺射的粒子是活性離子，故常稱離子反應(yīng)刻蝕或反應(yīng)離子刻蝕。它又可分為以下三種類型：
　　
　?、俜磻?yīng)濺射刻蝕。它和等離子體反應(yīng)刻蝕基本相似，樣品也置于活性氣體形成的等離子體區(qū)內(nèi)。但混合刻蝕中的離子能量較高( >100eV)，因而濺射作用增加（濺射率≥0.1原子/離子）。這時既有反應(yīng)刻蝕作用又有離子濺射作用。
　　
　?、陔x子束反應(yīng)刻蝕。從離子源中引出化學(xué)活性離子，使其直接和樣品相互作用，離子束可以聚焦、偏轉(zhuǎn)和調(diào)節(jié)。
　　
　?、垭x子束強(qiáng)化反應(yīng)刻蝕?；钚詺怏w和惰性氣體離子通過各自的通道，互不相關(guān)地、但同時到達(dá)被刻蝕樣品的表面。它的突出優(yōu)點(diǎn)是可以分別地、準(zhǔn)確地監(jiān)測、控制二者的參數(shù)。
　　
　　離子束刻蝕作為一種超精細(xì)加工工藝，廣泛地用于超大規(guī)模集成電路、動壓氣體軸承、聲表面波器件、磁泡儲存器、集成光學(xué)、電荷耦合器件、計量光柵、透射電子顯微鏡用樣品等刻蝕精細(xì)溝槽圖形；減薄各種材料和拋光；清洗高精度表面。在國外，自1965年用離子束刻蝕出0 .25μm的超精細(xì)集成電路線條以來，這種技術(shù)得到迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。離子束刻蝕設(shè)備已從實(shí)驗室到生產(chǎn)線，從用惰性氣體到用反應(yīng)性氣體，從手動到自動，發(fā)展到包括有終點(diǎn)控制和自動裝卸片在內(nèi)的全自動控制。離子源陽極直徑從50mm～350mm，并從單一功能刻蝕發(fā)展到可做濺射沉積和表面改性等工藝。國內(nèi)生產(chǎn)的離子束刻蝕設(shè)備，已在動壓氣體軸承變寬線條的刻蝕加工、聲表面波溝槽柵（包括深度加權(quán)的刻蝕）、紅外器件、光柵等固體器件的刻蝕加工得到應(yīng)用。