CN113053709A - 一种用于离子源的条形栅网组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于离子源的条形栅网组件，包括由上至下间隔布置的地栅网、加速栅网和屏栅网，所述地栅网对应设有用于安装地栅网的地栅法兰，所述加速栅网对应设有包括用于安装加速栅网的加速栅法兰，所述屏栅网对应设有用于安装屏栅网的屏栅法兰，所述屏栅法兰、加速栅法兰和地栅法兰三者相连，所述地栅网、加速栅网和屏栅网均为条形。本发明由于地栅网、加速栅网和屏栅网均为条形结构，那么栅网下方可以沿着栅网长度方向放置多个基片，在刻蚀时沿栅网长度垂直方向往复运动，提高刻蚀的均匀性，这样每次刻蚀的基片数量多，产能高。

Description

一种用于离子源的条形栅网组件

技术领域

本发明涉及离子束刻蚀设备，尤其涉及一种用于离子源的条形栅网组件。

背景技术

离子束刻蚀是利用离子源引出Ar+离子束对基片表面进行轰击，将基片表面未覆盖掩膜的部分溅射出，从而达到刻蚀的目的。离子束刻蚀属于纯物理性刻蚀过程，在各种常规刻蚀方法中具有分辨率最高、陡直性最好的特点分，且可以对绝大部分材料进行刻蚀，例如：金属、氧化物、化合物、混合物材料、半导体、绝缘体、超导体等材料。传统离子源均采用的网孔均布圆形栅网，利用连接杆将栅极法兰固定在放电室上，由于离子源需要经常进行灯丝更换维护，而栅极法兰之间单独易导致各栅网孔无法完全对齐，故而每次离子源维护后易造成离子源刻蚀均匀性的改变，影响离子源性能；且采用传统圆形栅网离子源必然是基片在圆形区域内放置，离子源正对基片台或偏心，故而可刻蚀基片数量较少、产能较低或基片占据空间较大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种提高刻蚀的均匀性，每次刻蚀的基片数量多，产能高的用于离子源的条形栅网组件。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种用于离子源的条形栅网组件，包括由上至下间隔布置的地栅网、加速栅网和屏栅网，所述地栅网对应设有用于安装地栅网的地栅法兰，所述加速栅网对应设有包括用于安装加速栅网的加速栅法兰，所述屏栅网对应设有用于安装屏栅网的屏栅法兰，所述屏栅法兰、加速栅法兰和地栅法兰三者相连，所述地栅网、加速栅网和屏栅网均为条形。

作为上述技术方案的进一步改进：

在与地栅网宽度方向平行的纵截面内，所述地栅网为向加速栅网凸出的圆弧；在与加速栅网宽度方向平行的纵截面内，所述加速栅网为向屏栅网凸出的圆弧；在与屏栅网宽度方向平行的纵截面内，所述屏栅网为向远离加速栅网方向凸出的圆弧。

所述地栅网、加速栅网和屏栅网相互平行，各栅网上的孔为腰型孔或者圆形孔。

所述屏栅法兰上设有安装沉台，所述屏栅网通过第一栅网紧固件固定在安装沉台内，所述屏栅法兰与地栅法兰之间通过第一法兰紧固件连接。

所述地栅法兰设有安装凸台，所述地栅网通过第二栅网紧固件固定在安装凸台上，所述加速栅网通过第三栅网紧固件固定在加速栅法兰，所述加速栅法兰与地栅法兰之间通过第二法兰紧固件连接。

所述屏栅法兰的安装沉台上设有避让第三栅网紧固件的避让孔；所述屏栅法兰上设有用于与放电室连接的安装孔，所述地栅法兰的对应安装孔的位置设有避让的避让槽。

所述地栅法兰、加速栅法兰、屏栅法兰上均设有定位销孔。

所述第一法兰紧固件上套设有用于使屏栅法兰与地栅法兰之间绝缘的绝缘陶瓷件；第二法兰紧固件上套设有用于使加速栅法兰与地栅法兰之间绝缘的绝缘陶瓷件。

所述绝缘陶瓷件外设有防污屏蔽罩。

所述地栅法兰的两端用于安装中和灯丝的中和灯丝座。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的用于离子源的条形栅网组件，由于地栅网、加速栅网和屏栅网均为条形结构，那么栅网下方可以沿着栅网长度方向放置多个基片，在刻蚀时沿栅网长度垂直方向往复运动，提高刻蚀的均匀性，这样每次刻蚀的基片数量多，产能高。而现有技术中，栅网是圆形，与基片对应，圆形基片对应在圆形栅网的下方，那么每次刻蚀，只能刻蚀一个基片。此外，通过屏栅法兰、加速栅法兰和地栅法兰三者相连，实现在离子源需要维护时，栅网组件可实现整体拆装，有效降低对栅网的拆装，从而提高离子源稳定性、及刻蚀均匀性。

附图说明

图1是本发明的用于离子源的条形栅网组件的立体结构示意图。

图2是图1的A-A视图。

图3是本发明中基片与条形栅网的位置示意简图。

图4是本发明中屏栅法兰的结构示意图。

图5是本发明中屏栅网的结构示意图。

图6是本发明中地栅法兰的结构示意图。

图7是本发明中地栅网的结构示意图。

图8是本发明中加速栅法兰的结构示意图。

图9是本发明中加速栅网的结构示意图。

图中各标号表示：

1、地栅网；11、腰型孔；12、地栅网紧固通孔；2、加速栅网；21、加速栅网紧固通孔；3、屏栅网；31、屏栅网紧固通孔；4、地栅法兰；40、定位销孔；41、安装凸台；42、避让槽；43、第一地栅法兰紧固通孔；44、地栅网紧固螺孔；45、第二地栅网法兰紧固通孔；5、加速栅法兰；51、加速栅网紧固螺孔；52、加速栅网法兰紧固螺孔；6、屏栅法兰；61、安装沉台；62、避让孔；63、安装孔；64、屏栅法兰紧固螺孔；65、屏栅网紧固螺孔；7、绝缘陶瓷件；71、防污屏蔽罩；81、第一栅网紧固件；82、第一法兰紧固件；83、第二栅网紧固件；84、第三栅网紧固件；85、第二法兰紧固件；9、灯丝；91、灯丝座；100、离子源；200、基片。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

在本发明中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等知识的方位或者位置关系为基于附图中的方位或者位置关系，仅是为了便于表述本发明和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作。因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅为区分不同的元件，并不涉及先后顺序，可同时存在也可单独存在。

如图1至图9所示，本实施例的用于离子源的条形栅网组件，包括由上至下间隔布置的地栅网1、加速栅网2和屏栅网3，地栅网1对应设有用于安装地栅网1的地栅法兰4，加速栅网2对应设有包括用于安装加速栅网2的加速栅法兰5，屏栅网3对应设有用于安装屏栅网3的屏栅法兰6，屏栅法兰6、加速栅法兰5和地栅法兰4三者相连，地栅网1、加速栅网2和屏栅网3均为条形。

该条形栅网组件装配完成后，使用时，离子源100朝着地栅网1，基片200位于屏栅网3的下方，正对着屏栅网3的区域内，由于地栅网1、加速栅网2和屏栅网3均为条形结构，那么栅网下方可以沿着栅网长度方向放置多个基片200(如图3所示)，在刻蚀时沿栅网长度垂直方向(如图3中箭头所示方向)往复运动，提高刻蚀的均匀性，这样每次刻蚀的基片数量多，产能高。而现有技术中，栅网是圆形，与基片对应，圆形基片对应在圆形栅网的下方，那么每次刻蚀，只能刻蚀一个基片。此外，通过屏栅法兰6、加速栅法兰5和地栅法兰4三者相连，实现在离子源需要维护时，栅网组件可实现整体拆装，有效降低对栅网的拆装，从而提高离子源稳定性、及刻蚀均匀性。

本实施例中，如图2所示，在与地栅网1宽度方向平行的纵截面内，地栅网1为向加速栅网2凸出的圆弧；在与加速栅网2宽度方向平行的纵截面内，加速栅网2为向屏栅网3凸出的圆弧；在与屏栅网3宽度方向平行的纵截面内，屏栅网3为向远离加速栅网2方向凸出的圆弧。地栅网1、加速栅网2和屏栅网3相互平行，各栅网上的孔对齐。栅网的曲面设置可将离子束聚集，提高刻蚀速率。曲面处于栅网正中心区域，为离子束有效引出位置，曲面上有均匀分布的孔。各栅网两侧为对称平面。

本实施例中，各栅网上的孔为优选为腰型孔11，腰型孔11的方向与栅网长度方向平行。需要说明的是，除本实施例外，也可以设置为圆形孔。

本实施例中，屏栅法兰6上设有安装沉台61，屏栅网3通过第一栅网紧固件81固定在安装沉台61内，第一栅网紧固件81优选为屏栅紧固螺钉，屏栅法兰6上设有屏栅网紧固螺孔65，屏栅网3上对应设有屏栅网紧固通孔31。屏栅法兰6与地栅法兰4之间通过第一法兰紧固件82连接。第一法兰紧固件82优选为法兰紧固螺栓，屏栅法兰6上对应该法兰紧固螺栓设有屏栅法兰紧固螺孔64，地栅法兰4上对应该法兰紧固螺栓设有第一地栅法兰紧固通孔43。

地栅法兰4设有安装凸台41，地栅网1通过第二栅网紧固件83固定在安装凸台41上，第二栅网紧固件83优选为地栅网紧固螺钉，地栅网1对应设有地栅网紧固通孔12，地栅法兰4上对应设有地栅网紧固螺孔44。加速栅网2通过第三栅网紧固件84固定在加速栅法兰5，第三栅网紧固件84优选为加速栅网紧固螺钉，加速栅网2上对应设有加速栅网紧固通孔21，加速栅法兰5上对应设有加速栅网紧固螺孔51。加速栅法兰5与地栅法兰4之间通过第二法兰紧固件85连接，第二法兰紧固件85优选为法兰紧固螺栓，加速栅法兰5上对应该法兰紧固螺栓设有加速栅网法兰紧固螺孔52，地栅法兰4上对应设有第二地栅网法兰紧固通孔45。

本实施例中，屏栅法兰6的安装沉台61上设有避让第三栅网紧固件84(加速栅网紧固螺钉)的避让孔62，避开加速栅网固定螺钉，防止加速栅与屏栅短路。屏栅法兰6上设有用于与放电室连接的安装孔63，安装孔63内有螺栓，地栅法兰4的对应安装孔63的位置设有避让的避让槽42，用于避让屏栅法兰6与放电室间的固定螺钉。加速栅网2上对应第二栅网紧固件83设有避让孔62。加速栅法兰5的内框大，第二栅网紧固件83位于加速栅法兰5的内框内，因此加速栅法兰5不需要设置避让。

本实施例中，地栅法兰4、加速栅法兰5、屏栅法兰6的四角均设有定位销孔40。定位销孔40用于将各栅网法兰进行彼此定位，从而对齐各栅网的孔。

本实施例中，第一法兰紧固件82上套设有用于使屏栅法兰6与地栅法兰4之间绝缘的绝缘陶瓷件7；第二法兰紧固件85上套设有用于使加速栅法兰5与地栅法兰4之间绝缘的绝缘陶瓷件7。绝缘陶瓷件7优选为陶瓷环，采用陶瓷环进行绝缘，陶瓷环外装有防污屏蔽罩71，将陶瓷完全包裹，以防陶瓷污染造成屏极、加速极、地极间短路。

本实施例中，地栅法兰4的两端用于安装中和灯丝9的中和灯丝座91，中和灯丝9在刻蚀过程中产生电子中和Ar+正电荷，以防止正电荷在绝缘基片上累积损伤基片。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种用于离子源的条形栅网组件，其特征在于：包括由上至下间隔布置的地栅网(1)、加速栅网(2)和屏栅网(3)，所述地栅网(1)对应设有用于安装地栅网(1)的地栅法兰(4)，所述加速栅网(2)对应设有包括用于安装加速栅网(2)的加速栅法兰(5)，所述屏栅网(3)对应设有用于安装屏栅网(3)的屏栅法兰(6)，所述屏栅法兰(6)、加速栅法兰(5)和地栅法兰(4)三者相连，所述地栅网(1)、加速栅网(2)和屏栅网(3)均为条形。

2.根据权利要求1所述的用于离子源的条形栅网组件，其特征在于：在与地栅网(1)宽度方向平行的纵截面内，所述地栅网(1)为向加速栅网(2)凸出的圆弧；在与加速栅网(2)宽度方向平行的纵截面内，所述加速栅网(2)为向屏栅网(3)凸出的圆弧；在与屏栅网(3)宽度方向平行的纵截面内，所述屏栅网(3)为向远离加速栅网(2)方向凸出的圆弧。

3.根据权利要求1所述的用于离子源的条形栅网组件，其特征在于：所述地栅网(1)、加速栅网(2)和屏栅网(3)相互平行，各栅网上的孔为腰型孔(11)或者圆形孔。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的用于离子源的条形栅网组件，其特征在于：所述屏栅法兰(6)上设有安装沉台(61)，所述屏栅网(3)通过第一栅网紧固件(81)固定在安装沉台(61)内，所述屏栅法兰(6)与地栅法兰(4)之间通过第一法兰紧固件(82)连接。

5.根据权利要求4所述的用于离子源的条形栅网组件，其特征在于：所述地栅法兰(4)设有安装凸台(41)，所述地栅网(1)通过第二栅网紧固件(83)固定在安装凸台(41)上，所述加速栅网(2)通过第三栅网紧固件(84)固定在加速栅法兰(5)，所述加速栅法兰(5)与地栅法兰(4)之间通过第二法兰紧固件(85)连接。

6.根据权利要求5所述的用于离子源的条形栅网组件，其特征在于：所述屏栅法兰(6)的安装沉台(61)上设有避让第三栅网紧固件(84)的避让孔(62)；所述屏栅法兰(6)上设有用于与放电室连接的安装孔(63)，所述地栅法兰(4)的对应安装孔(63)的位置设有避让的避让槽(42)。

7.根据权利要求5所述的用于离子源的条形栅网组件，其特征在于：所述地栅法兰(4)、加速栅法兰(5)、屏栅法兰(6)上均设有定位销孔(40)。

8.根据权利要求5所述的用于离子源的条形栅网组件，其特征在于：所述第一法兰紧固件(82)上套设有用于使屏栅法兰(6)与地栅法兰(4)之间绝缘的绝缘陶瓷件(7)；第二法兰紧固件(85)上套设有用于使加速栅法兰(5)与地栅法兰(4)之间绝缘的绝缘陶瓷件(7)。

9.根据权利要求8所述的用于离子源的条形栅网组件，其特征在于：所述绝缘陶瓷件(7)外设有防污屏蔽罩(71)。

10.根据权利要求1至3任意一项所述的用于离子源的条形栅网组件，其特征在于：所述地栅法兰(4)的两端用于安装中和灯丝(9)的中和灯丝座(91)。

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