上海伯东 NS IBE干法刻蚀设备｜光栅加工解决方案
一、技术概述与核心优势
NS IBE（离子束刻蚀）系统是上海伯东自主研发的高精度干法刻蚀设备，采用定向离子束轰击原理，专为光栅、波导等微纳结构加工而设计。与传统刻蚀技术相比，其在精密光电器件制造中具有显著优势：
刻蚀技术性能对比
| 参数 |
湿法刻蚀 |
RIE反应离子刻蚀 |
IBE离子束刻蚀 |
| 各向异性 |
差（各向同性） |
中等（1:3-1:5） |
优异（1:10-1:20） |
| 侧壁陡度 |
＜45° |
70-80° |
＞80° |
| 均匀性（Φ150mm） |
±15% |
±8% |
±3% |
| 材料适应性 |
受限（需化学反应） |
部分材料产生副反应 |
全材料兼容 |
| 最小线宽 |
1μm |
0.2μm |
0.1μm |
| 深度控制精度 |
±20% |
±10% |
±5% |
二、核心技术参数
NS IBE-300系列标准配置
| 子系统 |
技术指标 |
测试标准 |
| 离子源 |
射频激励（13.56MHz），束流密度50-500mA/cm² |
SEMI E10-0301 |
| 真空系统 |
≤5×10⁻⁶ Pa（分子泵+机械泵组） |
ISO 21360-2019 |
| 刻蚀范围 |
Φ50-300mm基片 |
SEMI M1-0318 |
| 束流均匀性 |
≤±3%（Φ200mm范围内） |
GB/T 4937-2018 |
| 角度调节 |
0-90°连续可调（精度±0.5°） |
JJF 1101-2019 |
| 控制系统 |
PLC+工控机，配方存储≥100组 |
IEC 61010-1:2010 |
三、典型应用案例
1. 薄膜铌酸锂光栅耦合器制备
技术挑战：LN材料化学惰性强，传统RIE刻蚀速率比＜1:3
IBE方案：
- 采用Ar⁺离子束，能量500eV，束流密度200mA/cm²
- 光刻胶掩模（无需硬掩模）
成果：
- 侧壁倾角82±1°
- 刻蚀速率120nm/min（均匀性±2.5%）
- 衍射效率＞85%
2. 闪耀罗兰光栅制造
客户：长春光机所某重点项目
工艺参数：
- 倾斜刻蚀（45°入射角）
- 终点检测控制（精度±5nm）
性能提升：
- 衍射效率提升25%（对比湿法工艺）
- 批次间均匀性≤±3%
3. AR眼镜斜光栅量产方案
| 工艺环节 |
传统方案 |
IBE方案 |
改善效果 |
| 掩模复杂度 |
3层掩模 |
单层硬掩模 |
成本降低 |
| 侧壁角度控制 |
±5° |
±1° |
光学效率提升 |
| 良率（Φ200mm） |
65% |
92% |
节省成本 |
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