[发明专利]考夫曼离子源装置及其控制方法

说明书

本发明提供了一种考夫曼离子源装置及其控制方法，属于离子束刻蚀技术领域，考夫曼离子源装置包括：放电室；电源连接组件，包括设于放电室外的灯丝电源，以及与灯丝电源连接的两个电源触点结构，两个电源触点结构分别设于放电室相对的两侧壁，且两个电源触点结构均伸入放电室内；两个灯丝固定组件，两个灯丝固定组件均包括设于放电室内的固定底座，与固定底座连接的固定仓，与固定仓移动配合的移动仓，以及设于移动仓的至少两个灯丝触点端子；平移驱动组件，与两个移动仓均连接；以及至少两个阴极灯丝，分别对应连接在两个移动仓的灯丝触点端子之间；电源触点结构与灯丝固定组件的位置相对应，在平移驱动组件的作用下，实现不同阴极灯丝的更换。

技术领域

本发明属于离子束刻蚀技术领域，更具体地说，是涉及一种考夫曼离子源装置及其控制方法。

背景技术

离子束刻蚀技术作为一种超精细加工工艺，属于干法刻蚀中的纯物理性刻蚀方式，在半导体制造、微纳电子IC制造中占据重要地位。考夫曼离子源是离子束刻蚀技术中的关键装置，主要由放电室、阴极灯丝、灯丝固定架、阳极板以及离子引出系统组成，利用加热阴极灯丝的方式产生电子，这些电子在阳极电压和外部磁场作用下，不断地与反应气体碰撞使其电离，在放电室中形成等离子体，最后通过离子引出系统引出一束高能离子束轰击到材料表面，产生溅射现象，实现刻蚀目的。

传统的考夫曼离子源都是采用单灯丝的结构，然而由于灯丝长期受到轰击溅射的影响，寿命较短，需要进行频繁的更换，并且，每次更换灯丝都需要经历破真空、开腔、清理、拆卸离子源、更换灯丝、重新抽真空等步骤，更换过程较为繁琐且耗时较长，会增加设备宕机时间，严重影响使用效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种考夫曼离子源装置及其控制方法，旨在解决考夫曼离子源每次更换灯丝时更换过程较为繁琐且耗时较长，会增加设备宕机时间，严重影响使用效率的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

在第一方面，本发明提供一种考夫曼离子源装置，包括：

放电室；电源连接组件，包括设于所述放电室外的灯丝电源，以及与所述灯丝电源连接的两个电源触点结构，两个所述电源触点结构分别设于所述放电室相对的两侧壁，且两个所述电源触点结构均伸入所述放电室内；两个灯丝固定组件，两个所述灯丝固定组件均包括设于所述放电室内的固定底座，与所述固定底座连接的固定仓，与所述固定仓移动配合的移动仓，以及设于所述移动仓的至少两个灯丝触点端子；平移驱动组件，与两个所述移动仓均连接；以及至少两个阴极灯丝，分别对应连接在两个所述移动仓的所述灯丝触点端子之间；

其中，所述电源触点结构与所述灯丝固定组件的位置相对应，在所述平移驱动组件的作用下，所述平移驱动组件能够带动两个所述移动仓及全部所述阴极灯丝平移，使得其中之一所述阴极灯丝所对应的两个所述灯丝触点端子分别与两个所述电源触点结构配合接触。

在一种可能的实现方式中，两个所述电源触点结构均包括：导电连接杆，一端与所述灯丝电源连接，另一端贯穿于所述放电室侧壁；以及两个导电卡簧片，分别设于所述导电连接杆另一端相对的两侧，两个所述导电卡簧片共同形成用以夹持所述灯丝触点端子的夹持空间。

在一种可能的实现方式中，两个所述导电卡簧片均包括：折弯安装部，与所述导电连接杆连接；以及弧形夹持部，与所述折弯安装部连接，两个所述导电卡簧片的所述弧形夹持部的弧形凸出面相对设置且形成所述夹持空间。

在一种可能的实现方式中，两个所述电源触点结构还均包括套设于所述导电连接杆的绝缘套，所述绝缘套贯穿于所述放电室侧壁。

在一种可能的实现方式中，两个所述移动仓均开设有与所述灯丝触点端子相同数量的贯通孔，所述灯丝触点端子贯穿于所述贯通孔中。

在一种可能的实现方式中，两个所述移动仓均开设有与所述灯丝触点端子相同数量的顶紧孔，所述顶紧孔中配合有顶紧所述灯丝触点端子的顶丝。