Az ionsugaras marás (Milling) abban különbözik az ionmarástól, hogy az ionokat külön forrásban (Pl. Kaufman) állítjuk elő, ezeket felgyorsítjuk, fókuszáljuk, rácsrendszerrel közel azonos energiájú nyalábot hozunk létre. Az ily módon előállott ionnyalábot az ionágyúból kiszívjuk és a porlasztás egy másik térben 10-2- 10-5 Pa nyomáson történik [3.1.]. A porlasztandó minták forgatható, dönthető és hűthető tartón helyezkednek el.
A mintákat az ionsugár irányával különböző szögben lehet állítani. A minták pozitív feltöltődését egy elektronnyaláb semlegesíti.
Az ionmarással szemben előnye a nagyvákuumban történő porlasztás, tehát a tisztaság maximálisan biztosított, az alacsony marási hőmérséklet és a marási körülmények flexibilitása.
A marás főbb jellemzői: Ionenergia 500-2000 eV, szelektivitás alacsony, 2-10, a marás anizotróp, a legkisebb alakzat 50-100 nm, a porlasztási hozam hasonló az ionmarás hozamához.
A marás mechanizmusának elméletével nem foglalkozunk, főleg a technológiai sajátságokat és alkalmazásokat emeljük ki.
A viszonylag kis szelektivitás miatt nehézségeket okoz a megfelelő maszkanyag megválasztása. Emiatt mély marásra nem igen használható, ha nagy feloldás akarunk elérni, mivel a nagy feloldás vékony maszkot kíván. Éppen, mivel a maszk tetemesen erodál, az előzőekben tárgyalt szögletesedés nagyobb mértékben áll fenn, mint az egyszerű ionmarás esetében. Legjobban beváltak a vékony fémmaszkok, melyek marási sebessége kicsi (pl. Ti vagy Ta). Ez persze a technológia drágulását okozza, mivel kettős litográfia szükséges. A mintatartó különböző szögekben történő döntése és forgatása lehetővé teszi, hogy a porlasztás az árok oldalfaláról is megtörténjen. Ugyancsak csökken az árkosodás veszélye is. [4.3.]
Előzőekben szó volt, hogy a szelektivitás nem túl jó. Néhány anyag marási sebessége: Si 40 nm/perc, GaAs 260, SiO2 40, AZ 1350 reziszt 60, ezüst 200, arany 150, Al 40, Ti 20, Al2O3 10 nm/perc.
Kondíciók: ionenergia 1 keV áramsűrűség 1 mA/cm2, porlasztó tér nyomása 610-3 Pa. Látható, hogy a legnagyobb/legkisebb arány 26, egy sor fontos anyagé csaknem azonos. A kis szelektivitás miatt többrétegű rendszerekben a végpontdetektálás elkerülhetetlen.
Ionsugaras marást elterjedten alkalmaz a VLSI technológia az elérhető szubmikronos alakzatok miatt. Különösen előnyös a III-V félvezetők gyártásánál, mivel itt a legnagyobb a szelektivitás. Előnyös azért is, mert az elektronsugárral közömbösített ionbombázás nem okoz jelentős károsodást és az energia is viszonylag kicsi. [4.4.]
Egyéb alkalmazások: Optikai hullámvezetők, integrált optikai elemek, akusztikus felületi hullám-eszközök előállítása.
Az ionsugaras marás berendezésigénye megegyezik a porlasztóéval azzal a különbséggel, hogy nincs rétegleválasztás.
4.3.5. Reaktív ionsugaras marás
A reaktív ionsugaras marás (RIBE) kombinálja az ionsugaras porlasztás fizikai hatását kémiai reakcióval [3.1.]. Alkalmazása előnyös, ha anizotrópia, nagy feloldás, közepes szelektivitás szimultán követelmény.
A reaktív gázok gyakorlatilag ugyanazok, mint amiket a RIE is alkalmaz, tehát fluor, klór, kén vegyületek.
Az ionforrás W izzókatódja vegyülhet a fenti gázokkal és könnyen szennyezheti a mintát ionbeépülés formájában.
Szénhalogenidek alkalmazása esetén polimerek képződhetnek az anódon, egyéb elektródákon, ami csökkenti a porlasztás hatásfokát. Az utóbbi két jelenségen úgy segítettek [4.6.], hogy a reaktív gázokat nem az ionforrásban ionizálták, hanem a porlasztó térbe vezették be, az ionforrásban inert (Ar) ionokat állítottak elő. Számtalan egyéb módszert is kipróbáltak a nehézségek elhárítása érdekében, ezekre itt nem térünk ki.