CN201975363U - 阳离子源装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及离子束蚀刻技术领域，公开了一种阳离子源装置。本实用新型的阳离子源装置，包括多个永磁体以及至少两个布气通道，所述多个永磁体沿所述布气通道分布，且至少一对相邻的布气通道之间连通。采用本实用新型的离子源装置，将现有阳离子源腔体内的上、下布气通道连通，相对现有的阳离子源装置，使得离子源腔体内的气体分布均匀，提高离子源的蚀刻均匀性。
Description
技术领域
本实用新型涉及离子束蚀刻技术领域，特别涉及阳离子源装置。
背景技术
为了提高等离子体表面处理技术，人们制造出各种离子源，线形层状阳离子源就是其中之一，这种离子源可用于蚀刻、预清洗和离子束辅助沉积等工艺应用。线形层状阳离子源的主要原理是：气体在离子源的阴阳极间通过，其在阳极的正电压与加在内、外磁极间磁场的相互作用下，产生等离子体，等离子体中的阳离子受阳极电场的驱动，由离子源中喷出形成离子束流，从而达到对作用物表面蚀刻、清洁的目的。线形层状阳离子源是以磁场、电场联合工作为基础的，合适的磁场强度是离子源正常工作的基础，除此之外，离子源中通入气体的均匀性，也影响离子源工作的稳定性以及利用离子源进行蚀刻的均匀性。
如图1所示，为现有的阳离子源的横切面示意图，现有的阳离子源装置，包括：腔体1、阳极2、内磁极3、外磁极4、永磁体5、进气管6、进气孔8、布气孔7，以及如图2所示，为现有的阳离子源腔体俯视图，如图3所示，为现有的阳离子源装置的布气通道结构示意图，上、下布气通道10相互隔离，气体由外部通过进气孔8导入腔体内，通过上、下布气通道10以及布气孔7将气体分散在腔体内，气体在正电压和内外磁极间磁场相互作用下，产生等离子体，进而产生离子束。
但采用上述阳离子源装置，在使用中存在以下缺点：原永磁体5的磁路中的磁场强度太强致使离子源对放电负载(电磁交换所产生的等离子体区域)的波动非常敏感，从而致使离子源在实际生产加工过程中工作稳定性很差，另外， 也使离子源腔体的使用和维护寿命非常短。
另外，离子源腔体1内的上、下布气通道10上、下隔离，容易造成气体分布不均匀，致使等离子体放电密度不均匀，进而导致蚀刻均匀性较差。
实用新型内容
本实用新型提供一种阳离子源装置，使得离子源腔体内的气体分布均匀，提高离子源的蚀刻均匀性，提高离子源工作的稳定性。
一种阳离子源装置，包括多个永磁体以及两个布气通道，所述多个永磁体沿所述布气通道分布，且至少一对相邻的布气通道之间连通。
一种阳离子源装置，包括多个永磁体以及多个布气通道，且所述布气通道分为至少两组，各组布气通道具有相互平行的延伸方向且均包括至少两个布气通道，所述多个永磁体沿所述布气通道分布，每组中的相邻布气通道之间连通。
本实用新型提供的阳离子源装置，对现有阳离子源装置的布气系统进行改进，将现有阳离子源腔体内的上、下布气通道连通，相对现有的阳离子源装置，使得离子源腔体内的气体分布均匀，提高离子源的蚀刻均匀性。而且，本实用新型提供的阳离子源装置，在阳离子源腔体内整体均匀地提供较少的永磁体，使得阳离子源装置的磁场强度降低，从而减小了阳离子源装置的敏感性并提高了其操作稳定性。
附图说明
图1为现有的阳离子源的横切面示意图；
图2为现有的阳离子源腔体俯视图；
图3为现有的阳离子源装置的布气通道结构示意图；
图4为本实用新型提供的阳离子源装置的结构示意图；
图5为本实用新型的布气通道的俯视图；
图6为本实用新型的布气通道的整体结构图；
图7为本实用新型的永磁体的磁路结构示意图。
具体实施方式
本实用新型提供一种阳离子源装置，在不影响现有阳离子源整体构造形式，同时又不增加大量额外成本的前提下，提供一种阳离子源装置，能够延长离子源的使用寿命，提高离子源工作的稳定性和蚀刻的均匀性。本实用新型提供的阳离子源装置，对现有阳离子源装置的布气通道进行改进，将现有阳离子源腔体内的上、下布气通道连通，使得离子源腔体内的气体分布均匀，提高离子源的蚀刻均匀性。进一步，本实用新型的阳离子源装置，对现有阳离子源装置的永磁体磁路进行了改进，降低了现有阳离子源装置的磁场强度，使得阳离子源装置的使用寿命得到延长。
本实用新型提供一种阳离子源装置，包括多个永磁体以及至少两个布气通道，其特征在于，所述多个永磁体沿所述布气通道分布，且至少一对相邻的布气通道之间连通。
优选地，在本实用新型的各实施例中，所述相邻布气通道连通处，设置有进气孔。
优选地，在本实用新型的各实施例中，所述布气通道上设置有均匀分布的永磁体设置点，且所述多个永磁体设置在一部分或所有所述永磁体设置点上。
优选地，在本实用新型的各实施例中，所述多个永磁体设置在部分或所有的奇数或者偶数的永磁体设置点上。
优选地，在本实用新型的各实施例中，所述多个永磁体分为多个组，各组之间等距离，且每组内相邻永磁体的间隙小于组间的相邻永磁体的间隙。
优选地，在本实用新型的各实施例中，每组内的永磁体的个数相等。
优选地，在本实用新型的各实施例中，每组内的永磁体为两个。
优选地，在本实用新型的各实施例中，所述永磁体为圆柱体。
优选地，在本实用新型的各实施例中，所述多个永磁体相对于布气通道对称分布。
本实用新型提供一种阳离子源装置，包括多个永磁体以及多个布气通道，且所述布气通道分为至少两组，各组布气通道具有相互平行的延伸方向且均包括至少两个布气通道，其特征在于，所述多个永磁体沿所述布气通道分布，每组中的相邻布气通道之间连通。
如图4所示，为本实用新型提供的阳离子源装置的结构示意图，包括：分布在阳离子源腔体底面的至少两个布气通道10以及设置在布气通道上的多个永磁体5。
其中，多个永磁体5沿布气通道10分布，且至少一对相邻布气通道10之间连通。相邻布气通道10之间连通，可以使得离子源腔体内的气体均匀分布，提高离子源的蚀刻均匀性。
较佳地，相邻布气通道连通处之间增加有进气孔8。
其中，布气通道10可以具体为两个，包括：第一布气通道101以及第二布气通道102。多个永磁体5设置在第一、第二布气通道上，且以预定间隔沿布气通道分布。
较佳地，布气通道10上设置有均匀分布的永磁体设置点，且多个永磁体5设置在一部分或者所有的永磁体设置点上。其中，永磁体5可以设置在所有的奇数或者偶数的永磁体设置点上(即间隔一个永磁体设置点设置一个永磁体)，永磁体5可以设置在部分的奇数或者偶数的永磁体设置点上，或者永磁体设置点中若干个永磁体设置点不设置永磁体。当永磁体设置点上部分设置永磁体时，可以使得整个腔体内的磁场强度降低，降低了离子源工作过程中的损耗，提高了离子源的使用寿命。
当然，也可以将布气通道上的多个永磁体5分为多个组，各组之间等距离，且每组内相邻永磁体的间隙小于组间的相邻永磁体的间隙。
较佳地，每组内的永磁体的个数相等，这样可保证整个磁场的强度尽可能均匀分布。较佳地，为了使磁场强度分布均匀，各组内相邻永磁体的间隙相同，各组间的相邻永磁体的间隙相同。其中，每组内的永磁体的个数可以为两个。
较佳地，永磁体为圆柱体。
较佳地，多个永磁体相对于布气通道对称分布，可以使得整个腔体内的磁场强度尽可能均匀分布。
多个永磁体在整个布气通道上对称分布。
如图5所示，为本实用新型的一种布气系统的俯视图，图6所示为本实用新型的布气系统的整体结构图，将第一、第二布气通道(101、102)连通，可以增加气体流动的均匀性。较佳地，在第一、第二布气通道的连接处，增加一个进气孔8，以使气体能够更加均匀地导入离子源腔体内。经过这样的改进后，第一、第二布气通道连通，可以使得离子源腔体内的气体均匀分布，提高离子源的蚀刻均匀性。
如图7所示，为本实用新型的永磁体的磁路结构示意图，对现有的永磁体磁路结构优化如下：
将原设计磁路的永磁体上下相同的位置分别省略三个永磁体，通过这样的改造使原离子源内外磁极之间所形成的气隙内的磁场强度从450mT降低为300mT左右，且能够确保气隙内的磁场强度均匀分布。当然，在去掉永磁体时，可根据需要的磁场强度的大小，去掉的个数根据需要选择，并且在去掉时，需要均匀的去掉永磁体，以保证去掉若干个永磁体后，腔体内的磁场强度仍然均匀分布。
经过这样的改进后，可以达成以下几点实用效果：
1、因在离子源放电区域内的磁场强度大为降低，使离子源对放电负载(电磁交互作用所产生的等离子体区域)波动的敏感度有效降低，从而使离子源在实际工作中的稳定性得到有效提升；
2、因磁场强度降低使边缘放电效应减弱(此时，等离子体放电区域将因磁场强度的减弱而更加集中在气隙的中间部位发生)，致使阳离子源在工作过程中等离子体对内外磁极的侵蚀损耗大为降低，从而有效延长了离子源内外磁极的使用寿命；
3、因磁场强度的降低以及由此带来的等离子体对内外磁极的侵蚀损耗的降低，两方面综合作用的结果是：一方面使加工过程中所产生的导磁性副产物颗粒明显减少；另一方面因磁场强度降低，从而大大降低了离子源内外磁极面对这些加工过程中所产生的磁性副产物颗粒的俘获和吸附作用，从而使这些加工副产物在离子源腔壁上的吸附和累积速度明显降低，使离子源在使用过程中的免维护周期大为延长。
本实用新型还提供一种阳离子源装置，包括多个永磁体以及多个布气通道，且布气通道分为至少两组，各组布气通道具有相互平行的延伸方向，且各组布气通道均包括至少两个布气通道，每组中的相邻布气通道之间连通，多个永磁体沿布气通道分布。多个永磁体设置在布气通道上，且沿布气通道的延伸方向分布。
本实用新型实施例提供的阳离子源装置，分别对现有的阳离子源的布气通道以及永磁体磁路结构进行改进，当然本实用新型实施例中的阳离子源装置可以只对永磁体磁路结构进行改进或者只对布气通道进行改进，或者两者结合使用。
显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种阳离子源装置，包括多个永磁体以及至少两个布气通道，其特征在于，所述多个永磁体沿所述布气通道分布，且至少一对相邻的布气通道之间连通。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述相邻布气通道连通处，设置有进气孔。
3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述布气通道上设置有均匀分布的永磁体设置点，且所述多个永磁体设置在一部分或所有所述永磁体设置点上。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述多个永磁体设置在部分或所有的奇数或者偶数的永磁体设置点上。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述多个永磁体分为多个组，各组之间等距离，且每组内相邻永磁体的间隙小于组间的相邻永磁体的间隙。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，每组内的永磁体的个数相等。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，每组内的永磁体为两个。
8.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述永磁体为圆柱体。
9.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述多个永磁体相对于布气通道对称分布。
10.一种阳离子源装置，包括多个永磁体以及多个布气通道，且所述布气通道分为至少两组，各组布气通道具有相互平行的延伸方向且均包括至少两个布气通道，其特征在于，所述多个永磁体沿所述布气通道分布，每组中的相邻布气通道之间连通。
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| CN104878392B (zh) * | 2015-06-24 | 2017-05-31 | 安徽纯源镀膜科技有限公司 | 离子束清洗刻蚀设备 |
| CN109065429A (zh) * | 2018-08-10 | 2018-12-21 | 成都极星等离子科技有限公司 | 一种可降低电子逃逸率的离子源 |
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2010
- 2010-12-09 CN CN2010206685368U patent/CN201975363U/zh not_active Expired - Lifetime
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