이온빔 가공이란? - 작업 및 응용

이온빔 가공이란?

이온빔 가공(IBM)은 물체 표면의 원자를 제거, 추가 또는 수정하기 위해 진공 챔버에서 전기적 수단으로 가속된 이온 스트림을 사용하여 마이크로/나노 가공에 사용되는 중요한 비전통적인 제조 기술입니다.

IBM에서 아르곤과 같은 불활성 가스의 하전된 원자(이온) 스트림은 진공에서 고에너지에 의해 가속되어 고체 공작물을 향하게 됩니다. 빔은 물체 표면의 원자에 에너지와 운동량을 전달하여 공작물에서 원자를 제거합니다.

원자가 공작물의 원자 클러스터를 때리면 공작물 재료에서 0.1~10개의 원자를 제거합니다. IBM은 거의 모든 재료의 정확한 가공을 허용하며 반도체 산업과 비구면 렌즈 제조에 사용됩니다.

이 기술은 또한 결합을 강화하기 위해 표면을 텍스처링하고, 레이저 미러와 같은 장치에서 원자적으로 깨끗한 표면을 생성하고, 박막 및 멤브레인의 두께를 수정하는 데 사용됩니다.

 

이온빔 가공 작업

이온빔 가공(IBM)은 0.1μm 정도의 고해상도 제품을 가공하는 데 사용되는 원자 비트 가공 공정입니다. 10KeV 정도의 높은 운동 에너지를 가진 아르곤과 같은 불활성 가스 이온은 탄성 충돌에 의해 공작물 표면에서 원자를 충격 및 방출하는 데 사용됩니다.

절단, 연삭 및 래핑의 공작 기계 기술과 달리 IBM에는 고유한 참조 표면이 없습니다. 패터닝 마스크는 참조 역할을 합니다. IBM은 고정밀 위치 제어 공작 기계와 함께 직경 1-2μm의 마이크로 이온 빔을 사용하는 마이크로 머시닝으로 사용할 수 있습니다.

IBM은 또한 렌즈 아포라이징, 다이아몬드 마이크로톤 나이프 및 절단 도구의 연마, IC 패턴 에칭 등에 사용할 수 있습니다. IBM 기계의 비용은 매우 높기 때문에 가공 비용이 증가하고 프로세스가 비경제적입니다.

 

 

이온빔 가공 정확도

실제 에칭 속도는 분당 최대 2000A(2 x 10-4mm)까지 다양합니다. 에칭 공정의 정확도는 주로 소량의 재료 제거로 인해 상당히 높습니다. + 50 Å(+ 5 x 10-mm) 부근의 허용 오차가 가능합니다.

 

이온빔 가공의 응용

그것은 주로 컴퓨터 부품과 같은 전자 부품의 미세 가공(에칭), 광학 표면 형상화 및 내화 재료의 가는 와이어 다이의 정밀 가공에 적용됩니다. 에칭할 수 있는 일반적인 재료에는 유리, 알루미나, 석영, 수정, 실리카, 마노, 도자기, 서멧이 포함됩니다.

 

이온빔 가공의 장점

▷ 프로세스는 거의 보편적입니다.
▷ 화학 시약이나 에칭 화합물이 필요하지 않습니다.
▷ 다른 화학적 에칭 공정과 마찬가지로 언더컷이 없습니다.
▷ 에칭 속도를 쉽게 제어할 수 있습니다.

 

이온빔 가공의 단점

▷ 상대적으로 비쌉니다.
▷ 에칭 속도가 느립니다.
▷ 열이 거의 발생하지 않지만 약간의 열 또는 복사 손상 가능성은 거의 없습니다.