[实用新型]一种用于角度刻蚀的矩形离子源真空室内机构

说明书

技术领域

本实用新型涉及离子刻蚀、全息光栅制作等领域，特别是关于实现角度刻蚀的矩形离子源真空室内机构。

背景技术

在离子束刻蚀、全息光栅制作等领域，离子束与刻蚀样品间是需要有一定入射夹角的，这一方面是由于被刻蚀材料特性决定了必须有一最佳刻蚀入射角，另一方面对于诸如全息光栅刻蚀应用，其光栅夹角与光入射角度设计有关。

早期离子源角度刻蚀方案是采用工件台旋转加平移，离子源的出射方向始终保持同一方向不变的方式实现，即离子源固定不动，改变刻蚀工件的角度和位置，如图1所示，先将刻蚀工件1旋转到要求的刻蚀角度，然后在离子源2前方垂直于离子束出射方向平移样品，使工件从离子源前方走过。采用工件台角度调整加平移的方案控制离子束入射角，虽然可以达到希望的光栅夹角或材料入射角要求，但工件不同位置与离子源的距离会有较大差异，很显然，在刻蚀的过程中，工件台的倾角远端及近端与离子源的距离差距很大(如图中的L1和L2两个尺寸)，这样，工件台的倾角远端及近端位置的工件刻蚀均匀性差异就很大。在这样一种方案下，通常解决的办法是，采用在离子源与工件台的刻蚀离子束入射通道上增加“修正板”方式进行均匀性修正，“修正板”虽然可以解决刻蚀均匀性问题，但又带来两个缺陷：一是增加“修正板”后，修正板遮挡了一部分离子束，使刻蚀效率下降，一般在刻蚀角度为30°时，刻蚀效率下降1/3；另一方面，“修正板”位于刻蚀通道上，并且通常距离离子源较近，修正板被刻蚀的颗粒会返进入离子源内，增大了离子源被颗粒污染的概率。

如果采用另一种离子源角度刻蚀方案，将工件台移动方向改为与离子源成夹角的方式，也就是工件台斜向平移，逐渐靠近离子源，这可以使工件受到同等距离的刻蚀，且在不使用修正板的情况下，保证均匀性，但由于工件尺寸大，且刻蚀角度要满足不同角度的刻蚀，就需要使导轨可在各个角度上变化，这必然需要很大的真空室及复杂的机构才能实现。

实用新型内容

本实用新型着力于解决现有技术之不足，提供一种新型用于角度刻蚀的矩形离子源真空室内机构。其基本构思是，只让工件台做平移运动，不做角度调整，而对离子源的安装角度进行调整，从而达到改变离子束入射角度的目的，同时保证了离子束的最佳射程，实现既呈角度入射，又保证了良好的刻蚀均匀性。

本实用新型采取的具体技术方案如下：

一种用于角度刻蚀的矩形离子源真空室内机构，包括工件台和离子源，其特征在于：工件台设置在真空室内，所述工件台安装在第一移动装置上，第一移动装置安装在第二移动装置上，所述第一移动装置带动工件台相对于离子源前后移动，所述第二移动装置带动工件台相对于离子源左右移动；

所述离子源安装在第三移动装置上，所述第三移动装置带动离子源相对于工件做出射角度变换；

所述第一移动装置包括第一滑轨、第一丝杠、第一丝杠电机、滑块；所述第一滑轨安装在一工件台支撑平台上，所述工件台支撑平台安装在所述第二移动装置上；所述滑块设置在第一滑轨中，滑块上固定工件台，同时滑块上穿设第一丝杠，第一丝杠由第一丝杠电机驱动；

所述第二移动装置包括第二滑轨、第二丝杠和第二丝杠电机；所述第一移动装置通过一工件台支撑平台安装在所述第二滑轨上，同时所述工件台支撑平台底部穿设第二丝杠，第二丝杠由第二丝杠电机驱动。

优选地，所述第三移动装置包括一支架和弧形滑轨，所述支架滑动设置在弧形滑轨上，所述离子源固定在支架上。

优选地，所述离子源的外接管路通过真空室外接装置接入真空室，所述真空室外接装置上设置有一柔性连接件，所述柔性连接件连接离子源的外接管路。

优选地，所述真空室外接装置在真空室外壁上，间隔一段距离设置一个。

优选地，所述柔性连接件为一段波纹管。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果体现在：

1.它改变了现有设计思路，将以前的工件旋转调节角度，改为离子源旋转调整角度，这样可以解决刻蚀均匀性的问题。2.解决了现有技术中因其水电管路等困扰造成的旋转离子源为不可能的难题，通过设置弧形移动装置安装离子源，一是可以保证离子束以最佳出射行程到达工件表面，二是可以变换调整与工件的角度。

3.为适应工程问题，将离子源的角度补偿通过在外接管路上设置的波纹管来实现。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本实用新型的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为现有技术的角度刻蚀原理示意图。