CN105047512A - 具备多层载物能力的离子束刻蚀系统及其刻蚀方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及微细加工技术领域，尤其是具备多层载物能力的离子束刻蚀系统及其刻蚀方法，其特征在于：所述系统包括若干载物台和旋转轴，所述载物台沿所述旋转轴的轴向间隔设置在所述旋转轴上，所述载物台可随所述旋转轴转动，所述载物台上开设有离子束窗口，所述离子束窗口的开设位置与所述离子源所发射的离子束构成位置对应，满足于所述离子源所产生的离子束可穿过的要求。本发明的优点是：提高了离子束刻蚀系统单次开机所能刻蚀的基片总数量，降低了批量作业时离子束刻蚀系统的开停机次数，提高了离子束刻蚀系统利用率，减少了工时，满足刻蚀工作需要。
Description
技术领域
本发明涉及微细加工技术领域，尤其是具备多层载物能力的离子束刻蚀系统及其刻蚀方法。
背景技术
离子束刻蚀技术是一种在真空条件下利用离子束对样品进行微细加工的技术，主要包括硬件和软件两部分，硬件部分是离子束刻蚀装置的设计和制造，软件部分是指对已有设备的刻蚀情况进行研究，得到更好的刻蚀结果。现有离子束刻蚀系统的载物台均为单层载物台设计，具单层载物台的离子束刻蚀系统单机生产能力不足，批量作业时刻蚀系统开停机频繁、刻蚀系统时间稼动率低下，生产工时长，由此造成离子束刻蚀系统利用率及产能低下，提高了生产成本。
发明内容
本发明的目的是根据上述现有技术的不足，提供了具备多层载物能力的离子束刻蚀系统及其刻蚀方法，通过可旋转的多层载物台带动基片来对准离子束依次进行刻蚀，提高刻蚀系统时间稼动率、产能，缩短生产工时，降低了生产成本。
本发明目的实现由以下技术方案完成：
一种具备多层载物能力的离子束刻蚀系统，包括离子源和载物台，所述离子源对承载于所述载物台上的基片进行刻蚀，其特征在于：所述系统包括若干载物台和旋转轴，所述载物台沿所述旋转轴的轴向间隔设置在所述旋转轴上，所述载物台可随所述旋转轴转动，所述载物台上开设有离子束窗口，所述离子束窗口的开设位置与所述离子源所发射的离子束构成位置对应，满足于所述离子源所产生的离子束可穿过的要求。
所述载物台上方设置有修正板，所述修正板上开设有所述离子束窗口。
所述离子束窗口的轮廓形状、大小与所述基片的轮廓形状、大小吻合适配。
位于所述旋转轴轴向最底部的所述载物台为完整平台。
所述系统包括控制器，所述控制器根据所述载物台的层数信息连接控制所述离子源的工作状态。
若干所述载物台可随所述旋转轴同时旋转。
一种涉及上述具备多层载物能力的离子束刻蚀系统的刻蚀方法，其特征在于：所述刻蚀方法至少包括以下步骤：
打开所述离子源使其发射离子束，同时驱动所述旋转轴旋转，使位于所述旋转轴轴向最顶部的第一层载物台所承载的基片依次经过所述修正板上的所述离子束窗口，使所述离子束穿过所述修正板上的所述离子束窗口对所述第一层载物台所承载的基片依次进行刻蚀；
当所述第一层载物台所承载的基片全部经所述离子束刻蚀完毕后，驱动所述旋转轴旋转，使所述第一层载物台上的离子束窗口位于所述修正板上的所述离子束窗口下方，两个离子束窗口构成高度方向上的位置重叠；
保持所述第一层载物台静止，驱动所述旋转轴旋转，使位于所述旋转轴轴向的第二层载物台所承载的基片依次经过所述修正板上的所述离子束窗口和所述第一层载物台上的所述离子束窗口，使所述离子束穿过所述修正板上的所述离子束窗口和所述第一层载物台上的所述离子束窗口对所述第二层载物台所承载的基片依次进行刻蚀；
以此往复，完成所述旋转轴上所有载物台上的基片的离子束刻蚀。
根据每一层载物台在刻蚀时与所述离子源之间的距离的不同，调整所述离子源的参数、功率、刻蚀时间，所述离子源的调整满足于每一层载物台上的基片的刻蚀精度要求。
本发明的优点是：提高了离子束刻蚀系统单次开机所能刻蚀的基片总数量，降低了批量作业时离子束刻蚀系统的开停机次数，提高了离子束刻蚀系统利用率，减少了工时，满足刻蚀工作需要；同时也减少了因反复开停机对配套真空系统的不利影响，延长了真空系统的工作寿命，降低了生产成本。
附图说明
图1为本发明在离子束刻蚀机中的正视图；
图2为图1的左视图；
图3为本发明的俯视图。
具体实施方式
以下结合附图通过实施例对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：
如图1-3所示，图中标记1-7分别表示为：真空室1、离子源2、载物台3、旋转轴4、电动机5、离子束窗口6、修正板7。
实施例：如图1和图2所示，本实施例中具备多层载物能力的离子束刻蚀系统设置在真空室1内部，真空室1内部设置有离子源2，离子源2用于对基片承载装置上所承载的基片进行刻蚀。系统包括若干载物台3和旋转轴4，若干载物台3沿旋转轴4的轴向间隔设置在旋转轴4上，且每个载物台3均可随旋转轴4独立转动。载物台3随旋转轴4转动的作用有两个，其一是使得均布在载物台3上的基片可依次转动并对准离子源2，以完整离子束刻蚀，其二是使位于上一层的载物台3所承载的基片在刻蚀完之后，将离子束窗口6对准离子源2，以离子源2可穿过上一层载物台3的离子束窗口6后对下一层载物台3所承载的基片进行离子束刻蚀。电动机5连接驱动旋转轴4转动。修正板7位于载物台3的上方，用于对离子束进行修正。
如图3所示，载物台3上开设有离子束窗口6，离子束窗口6轮廓的形状、大小与承载在载物台3上的基片轮廓形状、大小吻合适配。离子束窗口6的作用在于，使离子源2可通过离子束窗口6穿过上一层载物台3而对位于下一层载物台3上所承载的基片进行刻蚀。修正板7上亦开设有用于修正离子束的离子束窗口，该离子束窗口轮廓的形状、大小根据离子束所需的修正设计进行设置。载物台3或修正板7上的离子束窗口的位置均与离子源2所发出的离子束的位置构成对应，即保证离子束可穿过离子束窗口。
修正板7设置在真空室1内部且保持静态，其板体上开设的离子束窗口与离子源2的设置位置保持位置对应，即保证离子源2穿过开设在修正板7上用于修正的离子束窗口。
在修正板7下依次是沿旋转轴4轴向高度方向的第一层载物台、第二层载物台，及至第N载物台；载物台3均为圆形平板状，在第一层至第(n-1)层的载物台上均开有离子束窗口6，而第n层载物台为一完整的圆形平板状，不设离子束窗口。第一层载物台、第二载物台及至第n层载物台可一同随旋转轴4旋转，亦可独立随转轴旋转。当多层载物台一同随旋转轴4旋转时，其旋转方式可以为逐层增加式，也可以为逐层递减。在逐层递减时，最开始的旋转状态为若干载物台一同旋转，即在刻蚀第一层载物台上的基片时，下方的载物台随第一层载物台一齐旋转。当第一层载物台上的基片全部刻蚀完毕后，第一层载物台停止，其停止位置满足于离子束穿过第一层载物台上的离子束窗口。此时，第二层载物台及其下方的载物台继续旋转，第二层载物台上的基片进行刻蚀；以此往复，逐渐递减，完成每层载物台上的基片的刻蚀。
利用本实施例中的系统具有如下刻蚀方法：
打开离子源2使其发出离子束，驱动旋转轴4旋转，此时第一层载物台3随旋转轴4旋转。第一层载物台3上具有若干基片，离子源2所发出的离子束穿过修正板7上的离子束窗口对第一层载物台3上的基片进行刻蚀。当承载在载物台表面的基片全部通过离子源2刻蚀完毕后，将第一层载物台上的离子束窗口6调整至与修正板7上开设的离子束窗口俯视时重叠并固定。此时，第一层载物台上的离子束窗口与修正板7上的离子束窗口在高度方向上构成位置重叠。
保持所述第一层载物台静止，驱动所述旋转轴旋转，使位于旋转轴4轴向的第二层载物台所承载的基片依次经过修正板7上的离子束窗口和第一层载物台上的离子束窗口，使离子束穿过修正板7上的离子束窗口和第一层载物台上的离子束窗口对第二层载物台所承载的基片依次进行刻蚀。
当对第i层(i为1至n层之间的任一层载物台)载物台上基片进行刻蚀时，第一层至第（i-1）层载物台上的离子束窗口6与修正板7的窗口呈俯视重叠位并固定，即使得离子源2可通过离子束窗口依次穿过修正板7以及第一层至第（i-1）层载物台后，对第i层载物台所承载的基片进行刻蚀。刻蚀完毕后，将第i载物台上的离子束窗口6通过旋转轴4的旋转调整至与修正板7上的窗口以及第一层至第（i-1）层载物台上的离子束窗口呈俯视重叠位并固定后，开始进行下一载物台（第i+1层）上所承载的基片的刻蚀，以此往复直至本次所有载物台上的所有基片的刻蚀工作完毕。
本实施例在具体实施时：根据每一层载物台在刻蚀时与离子源2之间的距离的不同，调整离子源2的参数、功率、刻蚀时间，离子源2的调整满足于每一层载物台上的基片的刻蚀精度要求。在具体使用时，可配备自动化的控制器或控制系统来控制离子源2的工作状态，从而提高刻蚀作业的精度和效率。
载物台3上设置有若干工位，每个工位均承载有基片。旋转轴4所带动的载物台3的旋转的角度满足于，每次转动均有一个工位对准其上方的修正板或载物台上的离子束窗口，即当旋转轴4每旋转一次，一个工位内的基片被离子束刻蚀，保持旋转轴4的转向，依次完整载物台3上所有工位内的基片的离子束刻蚀。
虽然以上实施例已经参照附图对本发明目的的构思和实施例做了详细说明，但本领域普通技术人员可以认识到，在没有脱离权利要求限定范围的前提条件下，仍然可以对本发明作出各种改进和变换，如：载物台3的形状、大小，离子束窗口6的形状、大小等，故在此不一一赘述。
Claims (8)
1.一种具备多层载物能力的离子束刻蚀系统，包括离子源和载物台，所述离子源对承载于所述载物台上的基片进行刻蚀，其特征在于：所述系统包括若干载物台和旋转轴，所述载物台沿所述旋转轴的轴向间隔设置在所述旋转轴上，所述载物台可随所述旋转轴转动，所述载物台上开设有离子束窗口，所述离子束窗口的开设位置与所述离子源所发射的离子束构成位置对应，满足于所述离子源所产生的离子束可穿过的要求。
2.根据权利要求1所述的一种具备多层载物能力的离子束刻蚀系统，其特征在于：所述载物台上方设置有修正板，所述修正板上开设有所述离子束窗口。
3.根据权利要求1所述的一种具备多层载物能力的离子束刻蚀系统，其特征在于：所述离子束窗口的轮廓形状、大小与所述基片的轮廓形状、大小吻合适配。
4.根据权利要求1所述的一种具备多层载物能力的离子束刻蚀系统，其特征在于：位于所述旋转轴轴向最底部的所述载物台为完整平台。
5.根据权利要求1所述的一种具备多层载物能力的离子束刻蚀系统，其特征在于：所述系统包括控制器，所述控制器根据所述载物台的层数信息连接控制所述离子源的工作状态。
6.根据权利要求1所述的一种具备多层载物能力的离子束刻蚀系统，其特征在于：若干所述载物台可随所述旋转轴同时旋转。
7.一种涉及权利要求1-6所述的具备多层载物能力的离子束刻蚀系统的刻蚀方法，其特征在于：所述刻蚀方法至少包括以下步骤：
打开所述离子源使其发射离子束，同时驱动所述旋转轴旋转，使位于所述旋转轴轴向最顶部的第一层载物台所承载的基片依次经过所述修正板上的所述离子束窗口，使所述离子束穿过所述修正板上的所述离子束窗口对所述第一层载物台所承载的基片依次进行刻蚀；
当所述第一层载物台所承载的基片全部经所述离子束刻蚀完毕后，驱动所述旋转轴旋转，使所述第一层载物台上的离子束窗口位于所述修正板上的所述离子束窗口下方，两个离子束窗口构成高度方向上的位置重叠；
保持所述第一层载物台静止，驱动所述旋转轴旋转，使位于所述旋转轴轴向的第二层载物台所承载的基片依次经过所述修正板上的所述离子束窗口和所述第一层载物台上的所述离子束窗口，使所述离子束穿过所述修正板上的所述离子束窗口和所述第一层载物台上的所述离子束窗口对所述第二层载物台所承载的基片依次进行刻蚀；
以此往复，完成所述旋转轴上所有载物台上的基片的离子束刻蚀。
8.根据权利要求7所述的一种具备多层载物能力的离子束刻蚀系统的刻蚀方法，其特征在于：根据每一层载物台在刻蚀时与所述离子源之间的距离的不同，调整所述离子源的参数、功率、刻蚀时间，所述离子源的调整满足于每一层载物台上的基片的刻蚀精度要求。
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