一種微調(diào)刻蝕深度空間分布的系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及離子束刻蝕、微細加工和半導體制造等技術領域，具體涉及微調(diào)刻蝕深度空間分布的系統(tǒng)，尤其涉及一種在離子束刻蝕過程中動態(tài)微調(diào)刻蝕深度空間分布的系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]離子束刻蝕是一種微細加工技術，其廣泛應用于光學元件、半導體器件和集成電路的制造工藝流程中。直線掃描式離子束刻蝕方法是一種常用的大面積離子束刻蝕方法，其采用條形離子源，特別適用于加工大尺寸工件，且加工效率較高(文獻
[I]邱克強，周小為，劉穎，等.大尺寸衍射光學元件的掃描離子束刻蝕[J].光學精密工程，2012，20 (8):1676-1683.)。然而，在很多情況下，特別是在實際工程應用和工業(yè)生產(chǎn)中，往往要求對工件的刻蝕深度空間分布進行微調(diào)或修正，比如大尺寸光束米樣光柵(文獻[2]Rao H, Liu Y, Liu Z, et al.Chemical mechanical polishingto improve the efficiency uniformity of beam sampling grating[J].Appliedoptics, 2014，53 (6): 1221-1227.)。由于需要增加后續(xù)修正的工序，因此加工時間會變長，加工成本也隨著上升。如何節(jié)省加工時間及成本又達到微調(diào)刻蝕深度空間分布的目的是一個亟待解決的問題，文獻中尚未發(fā)現(xiàn)相關報道。
[0003]本實用新型的目的在于提供一種在直線掃描式離子束刻蝕過程中動態(tài)微調(diào)刻蝕深度空間分布的系統(tǒng)。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型提出了一種微調(diào)刻蝕深度空間分布的系統(tǒng)。
[0005]本實用新型所述系統(tǒng)，其特征在于包括運動控制系統(tǒng)和掃描裝置。
[0006]所述運動控制系統(tǒng)，包括上位機運動控制單元和運動控制箱。
[0007]所述掃描裝置，包括葉片掃描組件和束寬修正雙滑門組件，其中，葉片掃描組件是一個兩軸掃描運動機構，束寬修正雙滑門組件是調(diào)節(jié)離子束束流寬度的雙滑動門機構。
[0008]本實用新型提出了一種微調(diào)刻蝕深度空間分布的系統(tǒng)，通過此系統(tǒng)在以均勻刻蝕的方式加工工件的同時對工件刻蝕深度空間分布進行動態(tài)微調(diào)，這避免了對刻蝕后的工件進行精加工的工序，從而可大大節(jié)省工作時間和加工成本。
[0009]本實用新型所述系統(tǒng)，它采用模塊化設計，可方便地集成到不同的離子束刻蝕設備中，具有廣泛的應用前景。
【附圖說明】
[0010]圖1是離子束刻蝕工作示意圖；
[0011]圖2是工件平臺示意圖；
[0012]圖3(a)是葉片掃描組件的一示意圖；
[0013]圖3(b)是葉片掃描組件的一示意圖；
[0014]圖4(a)是束寬修正雙滑門組件的一示意圖；
[0015]圖4(b)是束寬修正雙滑門組件的一示意圖；
[0016]圖5(a)是矩形葉片形狀的一示意圖；
[0017]圖5(b)是弧形葉片形狀的一示意圖；
[0018]圖5(c)是梯形葉片形狀的一示意圖；
[0019]圖6是系統(tǒng)組成示意圖
【具體實施方式】
[0020]現(xiàn)在將結合附圖和具體實施例來詳細描述本實用新型。圖中相同的序號標記指示同一部件或相似項目。圖示及其描述在本質(zhì)上是示意性的，而非限制性的，因此，與本文所示系統(tǒng)相似的不同實現(xiàn)應被視為屬于本實用新型和所附權利要求的保護范圍。
[0021]首先，介紹離子束刻蝕工作過程中的基本情況。
[0022]參見圖1，在離子束刻蝕工作過程中，離子束流9從條形離子源I發(fā)射出后，經(jīng)過束寬修正雙滑門組件52和葉片掃描組件51，最后到達工件平臺4和工件6表面。在此過程中，離子束流9被束寬修正雙滑門組件52的滑動門2限制到指定寬度d(注意離子束有一定的發(fā)散角，落到工件表面的束流寬度可能大于此值)，葉片掃描組件51的葉片3遮擋部分離子束流，從而在工件6表面形成葉片投影7。
[0023]參見圖2，在離子束刻蝕工作過程中，固定在工件平臺4上的工件6隨著工件平臺4做橫向往復直線運動。
[0024]參見圖3 (a)、圖3 (b)，葉片掃描組件51包括葉片3、垂直導軌5、滑塊8和驅(qū)動電機等。在離子束刻蝕工作過程中，滑塊8沿葉片掃描組件的垂直導軌5上下移動，安裝在滑塊8上的葉片3在電機驅(qū)動下可自由旋轉(zhuǎn)。而在具體實施中，旋轉(zhuǎn)角度Θ也可被限制在一定的角度范圍內(nèi)，如(0，π/2]，葉片繞其主軸做搖擺運動。
[0025]需要注意的是，驅(qū)動電機用于牽引滑塊上下滑動和驅(qū)使葉片旋轉(zhuǎn)，它并未在示意圖中標示，但這并不影響任何本領域或相關領域的技術人員對此部件功能的理解，下文出現(xiàn)類似處理方式也是基于此說明。
[0026]參見圖4(a)、圖4(b)，束寬修正雙滑門組件52包括滑動門2和驅(qū)動電機等，驅(qū)動電機并未在示意圖中標示。兩塊滑動門2之間的縫隙d可通過手動或電動調(diào)節(jié)。
[0027]需要特別指出的有如下幾點:
[0028]1.束寬修正雙滑門組件52和葉片掃描組件51在沿離子束流9發(fā)射方向的前后順序可交換，位置也可調(diào)整。
[0029]2.參見圖5 (a)、圖5 (b)、圖5 (c)，葉片3的形狀是任意的，不僅限于5 (a)、圖5 (b)、圖5 (c)所示的矩形、弧形和梯形等3種形狀。根據(jù)實際應用場合，可以選用不同形狀的葉片。
[0030]然后，簡要概述本實用新型所述系統(tǒng)的基本結構。
[0031]參見圖6，本實用新型所述的系統(tǒng)30包括運動控制系統(tǒng)40和掃描裝置50，其中，運動控制系統(tǒng)40包括上位機運動控制單元41和運動控制箱42，掃描裝置50包括葉片掃描組件51和束寬修正雙滑門組件52。
[0032]運動軌跡計算程序20的計算結果傳輸至上位機運動控制單元41，再由上位機控制單元41下載到運動控制箱42中。上位機運動控制單元41通過實時監(jiān)控運動控制箱42來獲取掃描裝置50的運行狀態(tài)信息，包括葉片掃描組件51中葉片3的速度和位移、束寬修正雙滑門組件52中滑動門2的速度和位移。
[0033]特別指出如下幾點:
[0034]1.上位機運動控制單元41即可以是通用的運動控制單元，可以用硬件實現(xiàn)。
[0035]2.運動控制箱42內(nèi)配備了一個可實現(xiàn)運動控制的器件，比如運動控制器、運動控制卡、單片機和可編程邏輯控制器(PLC)等。
[0036]3.前面已經(jīng)介紹了掃描裝置的組成部件，此處不再贅述。
【主權項】
1.一種微調(diào)刻蝕深度空間分布的系統(tǒng)，其特征在于:包括運動控制系統(tǒng)和掃描裝置；所述運動控制系統(tǒng)，包括上位機運動控制單元和運動控制箱；所述掃描裝置，包括葉片掃描組件和束寬修正雙滑門組件，其中，葉片掃描組件是一個兩軸掃描運動機構，束寬修正雙滑門組件是調(diào)節(jié)離子束束流寬度的雙滑動門機構。
2.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，運動控制系統(tǒng)的運動控制箱內(nèi)配備了一個或更多個可實現(xiàn)運動控制的器件。
3.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，掃描裝置的葉片掃描組件包括葉片、垂直導軌、滑塊和驅(qū)動電機。
4.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，掃描裝置的束寬修正雙滑門組件包括滑動門和驅(qū)動電機。
5.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，束寬修正雙滑門組件和葉片掃描組件在沿離子束流發(fā)射方向的前后順序可交換，位置也可調(diào)整。
【專利摘要】本實用新型涉及一種微調(diào)刻蝕深度空間分布的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括運動控制系統(tǒng)和掃描裝置；所述運動控制系統(tǒng)，包括上位機運動控制單元和運動控制箱。所述掃描裝置，包括葉片掃描組件和束寬修正雙滑門組件，其中，葉片掃描組件是一個兩軸掃描運動機構，束寬修正雙滑門組件是調(diào)節(jié)離子束束流寬度的雙滑動門機構。
【IPC分類】H01J37-32
【公開號】CN204407287
【申請?zhí)枴緾N201420724635
【發(fā)明人】吳麗翔, 邱克強, 付紹軍
【申請人】中國科學技術大學
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2014年11月26日