[go: up one dir, main page]

CN118073157A - 一种离子源装置、离子源系统及其调试方法 - Google Patents

一种离子源装置、离子源系统及其调试方法 Download PDF

Info

Publication number
CN118073157A
CN118073157A CN202211413448.7A CN202211413448A CN118073157A CN 118073157 A CN118073157 A CN 118073157A CN 202211413448 A CN202211413448 A CN 202211413448A CN 118073157 A CN118073157 A CN 118073157A
Authority
CN
China
Prior art keywords
magnet
ion source
source device
driving component
pole
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202211413448.7A
Other languages
English (en)
Inventor
胡冬冬
杨振
闫奎呈
陈龙保
刘海洋
郭颂
徐康宁
许开东
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu Leuven Instruments Co Ltd
Original Assignee
Jiangsu Leuven Instruments Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu Leuven Instruments Co Ltd filed Critical Jiangsu Leuven Instruments Co Ltd
Priority to CN202211413448.7A priority Critical patent/CN118073157A/zh
Priority to EP23887570.2A priority patent/EP4618130A1/en
Priority to PCT/CN2023/113469 priority patent/WO2024098875A1/zh
Priority to TW112131028A priority patent/TWI881430B/zh
Publication of CN118073157A publication Critical patent/CN118073157A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32422Arrangement for selecting ions or species in the plasma
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J27/00Ion beam tubes
    • H01J27/02Ion sources; Ion guns
    • H01J27/16Ion sources; Ion guns using high-frequency excitation, e.g. microwave excitation
    • H01J27/18Ion sources; Ion guns using high-frequency excitation, e.g. microwave excitation with an applied axial magnetic field
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02Details
    • H01J37/04Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement or ion-optical arrangement
    • H01J37/08Ion sources; Ion guns
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082Radio frequency generated discharge
    • H01J37/321Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being inductively coupled to the plasma
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/3266Magnetic control means
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/3266Magnetic control means
    • H01J37/32669Particular magnets or magnet arrangements for controlling the discharge
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/004Charge control of objects or beams
    • H01J2237/0041Neutralising arrangements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/06Sources
    • H01J2237/08Ion sources
    • H01J2237/0815Methods of ionisation
    • H01J2237/0817Microwaves
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/30Electron or ion beam tubes for processing objects
    • H01J2237/31Processing objects on a macro-scale
    • H01J2237/3151Etching

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)

Abstract

本发明公开一种离子源装置、离子源系统及其调试方法,其中,该离子源装置包括工作桶、进气管和激发线圈,所述工作桶包括顶板和环形侧板,所述顶板和所述环形侧板围合形成放电腔室,所述环形侧板远离所述顶板的一端围合形成出口,所述激发线圈外套于所述环形侧板;还包括第一磁体和第二磁体,所述第一磁体位于所述顶板背离所述放电腔室的一侧,所述第二磁体位于所述环形侧板背离所述放电腔室的一侧,且所述第二磁体位于所述激发线圈靠近所述出口的一侧,所述第一磁体的场强大于所述第二磁体,所述第一磁体和所述第二磁体在所述放电腔室内形成导向磁场。该离子源装置内可形成导向磁场,能够对等离子体的运动进行约束,可减少等离子体的损失。

Description

一种离子源装置、离子源系统及其调试方法
技术领域
本发明涉及离子源技术领域,具体涉及一种离子源装置、离子源系统及其调试方法。
背景技术
在当前的半导体器件、传感器件、存储器件等器件的制造工艺中,越来越多地开始应用离子束刻蚀系统(Ion Beam Etching,IBE)。IBE的工作原理是在低压条件下,将气体通入离子源装置中激发产生等离子体,然后通过离子源栅网将离子束拉出和加速,并通过中和器产生的电子将离子束中的离子中和掉,最后的粒子束可以到达待加工部件的表面,进而可以实现刻蚀的目的。
请参考图1,图1为现有技术中的离子源装置的结构示意图。
如图1所示,一种常见的离子源装置包括工作桶01和进气管02。工作桶01包括顶板011和环形侧板012,顶板011和环形侧板012可以围合形成放电腔室013。进气管02安装于顶板011,用于向放电腔室013内通入工作气体。工作桶01的外侧配置有激发线圈03,通过为激发线圈03加载射频功率,放电腔室013内的工作气体可以产生电感耦合等离子体(Inductively Coupled Plasma,ICP)。
在低压条件下,ICP的运动以扩散为主,顶板011以及环形侧板012均会因ICP的自由扩散运动而受到轰击,进而影响工作桶01的使用寿命。并且,轰击到顶板011以及环形侧板012的ICP也会因此而损失掉,导致最终所获取的ICP的数量大幅减少。
因此,如何提供一种方案,以克服或者缓解上述缺陷,仍是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种离子源装置、离子源系统及其调试方法,其中,该离子源装置所配置第一磁体和第二磁体可形成导向磁场,该导向磁场能够对等离子体的运动进行约束,可减少等离子体的损失。
为解决上述技术问题,本发明提供一种离子源装置,包括工作桶、进气管和激发线圈,所述工作桶包括顶板和环形侧板,所述顶板和所述环形侧板围合形成放电腔室,所述环形侧板远离所述顶板的一端围合形成出口,所述激发线圈外套于所述环形侧板;还包括第一磁体和第二磁体,所述第一磁体位于所述顶板背离所述放电腔室的一侧,所述第二磁体位于所述环形侧板背离所述放电腔室的一侧,且所述第二磁体位于所述激发线圈靠近所述出口的一侧,所述第一磁体的场强大于所述第二磁体,所述第一磁体和所述第二磁体在所述放电腔室内形成导向磁场。
采用这种方案,第一磁体和第二磁体所形成的导向磁场可以约束等离子体的运动,进而改变等离子体原本的自由扩散状态;并且,由于第一磁体的场强要大于第二磁体,导向磁场在沿轴向靠近顶板的位置处的场强相对较高,而导向磁场在沿轴向相对远离顶板的位置处的场强相对较低,放电腔室内场强的强弱分布形成明显的“磁镜效应”,能够迫使等离子体向磁场减弱的区域运动,即可以迫使等离子体朝向出口所在侧进行运动,进而可以减少等离子体对于顶板的溅射;同时,导向磁场对于等离子体运动的约束本身也可以减少等离子体沿径向向外的扩散,也能够减少等离子体对于环形侧板的溅射。如此,即可以降低对于工作桶的损坏,有利于延长工作桶的使用寿命,并能够减少等离子体的损失。
可选地,所述第一磁体和所述第二磁体均为环形,所述第一磁体外套于所述进气管,所述第二磁体外套于所述环形侧板。
可选地,所述第一磁体包括环绕所述进气管间隔分布的若干第一分体,所述第二磁体包括环绕所述环形侧板间隔分布的若干第二分体。
可选地,所述第一磁体具有第一N极和第一S极,所述第一N极和所述第一S极的分布方向和所述工作桶的轴向相平行。
可选地,所述第二磁体具有第二N极和第二S极,所述第二N极和所述第二S极的分布方向和所述工作桶的轴向相平行。
可选地,所述第二磁体具有第二N极和第二S极,所述第二N极和所述第二S极的分布方向和所述工作桶的轴向呈夹角设置。
可选地,还包括第一驱动部件,所述第一驱动部件和所述第一磁体相连,用于驱使所述第一磁体进行位移。
可选地,所述第一磁体的位移方向和所述工作桶的轴向相平行。
可选地,还包括第二驱动部件,所述第二驱动部件和所述第二磁体相连,用于驱使所述第二磁体进行位移。
可选地,所述第二磁体的位移方向和所述工作桶的轴向相平行。
可选地,所述进气管和所述工作桶同轴设置。
本发明还提供一种离子源系统,包括离子源装置,所述离子源装置为上述的离子源装置。
由于上述的离子源装置已经具备如上的技术效果,那么,具有该离子源装置的离子源系统亦当具备相类似的技术效果,在此不做赘述。
可选地,还包括离子源栅网,所述离子源栅网位于所述出口远离所述顶板的一侧。
可选地,所述离子源栅网的数量为两个,两所述离子源栅网沿所述工作桶的轴向分布,且两所述离子源栅网均配置有电源。
可选地,还包括控制器、射频电源、匹配箱和中和器,所述射频电源、所述中和器均和所述控制器信号连接,所述射频电源和所述匹配箱电连接,所述匹配箱和所述激发线圈电连接,所述控制器还用于控制所述进气管的进气参数。
可选地,所述离子源装置还包括第一驱动部件和第二驱动部件,所述第一驱动部件和所述第一磁体相连,用于驱使所述第一磁体进行位移,所述第二驱动部件和所述第二磁体相连,用于驱使所述第二磁体进行位移;所述控制器和所述第一驱动部件、所述第二驱动部件均信号连接。
本发明还提供一种离子源系统的调试方法,适用于上述的所述离子源系统,所述离子源系统包括离子源栅网,所述离子源栅网位于所述出口远离所述顶板的一侧,所述离子源装置还包括第一驱动部件和第二驱动部件,所述第一驱动部件和所述第一磁体相连,所述第二驱动部件和所述第二磁体相连,所述调试方法包括:控制步骤,控制所述离子源系统以设定工作参数进行工作;获取步骤,获取所述离子源栅网的特性参数;判断步骤,判断所述特性参数是否达到预设参数,若否,重复执行下述调节步骤,若是,执行下述存储步骤;调节步骤,通过所述第一驱动部件调节所述第一磁体的位置,和/或,通过所述第二驱动部件调节所述第二磁体的位置,重复执行所述判断步骤;存储步骤,存储所述第一磁体和所述第二磁体的位置信息,所述位置信息和所述设定工作参数相对应。
通过上述调试方法,可以获取和设定工作参数相对应的最优位置信息,以便更好地满足后续作业要求。
可选地,所述离子源系统包括射频电源,所述设定工作参数包括所述射频电源的功率参数、所述进气管的进气参数中的至少一者。
可选地,所述特性参数包括所述离子源栅网的电压参数、电流参数、等离子体数量参数中的至少一者。
可选地,所述设定工作参数存在若干组。
附图说明
图1为现有技术中的离子源装置的结构示意图;
图2为本发明所提供离子源装置的一种具体实施方式的结构示意图;
图3为图2的变形方案的结构示意图;
图4为第一磁体的结构示意图;
图5为第二磁体的结构示意图;
图6为本发明所提供离子源系统的一种具体实施方式的结构示意图;
图7为本发明所提供离子源系统的调试方法的流程示意图。
图1中的附图标记说明如下:
01工作桶、011顶板、012环形侧板、013放电腔室;
02进气管;
03激发线圈。
图2-图7中的附图标记说明如下:
100离子源装置;110工作桶、111顶板、112环形侧板、113放电腔室、114出口;120进气管;130激发线圈;140第一磁体、141第一分体、140a第一N极、140b第一S极;150第二磁体、151第二分体、150a第二N极、150b第二S极;160第一驱动部件;170第二驱动部件;
200离子源栅网、210第一栅网、220第二栅网、230第一电源、240第二电源;
300控制器;
400射频电源;
500匹配箱;
600中和器;
A待加工部件。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
在本发明实施例的描述中,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
在本发明实施例的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,“连接”可以是可拆卸地连接,也可以是不可拆卸地连接;可以是直接连接,也可以通过中间媒介间接连接。
本发明实施例中所提到的方位用语,例如,“内”、“外”等,仅是参考附图的方向,因此,使用的方位用语是为了更好、更清楚地说明及理解本发明实施例,而不是指示或暗指所指的装置或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实施例的限制。
在本发明实施例的描述中,术语“若干”是指数量不确定的多个,通常为两个及以上。并且,在使用“若干”表示某几个部件的数量时,并不表示这些部件在数量上的相互关系。
在本发明实施例的描述中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
在本发明实施例中,“和/或”,仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
实施例一
请参考图2-图5,图2为本发明所提供离子源装置的一种具体实施方式的结构示意图,图3为图2的变形方案的结构示意图,图4为第一磁体的结构示意图,图5为第二磁体的结构示意图。
如图2所示,本发明提供一种离子源装置100,包括工作桶110、进气管120和激发线圈130。
工作桶110包括顶板111和环形侧板112,环形侧板112可以安装于顶板111的一侧(图2中为右侧),具体的安装方式包括但不限于焊接、螺钉连接、卡接、粘结、铆接等。装配完成后,顶板111和环形侧板112可以围合形成放电腔室113,环形侧板112远离顶板111的一端围合形成出口114。
进气管120可以安装于顶板111,且进气管120的内部通道可以和放电腔室113相连通,用于向放电腔室113内引入工作气体。在具体安装时,进气管120可以和工作桶110同轴设置,以利于保证放电腔室113内等离子体分布的轴向对称性。应理解,这里的同轴为大致同轴,其允许一定的装配误差等。
另外,在实际应用中,进气管120和工作桶110偏心设置的方案也是允许的,具体需要结合后续工艺流程(如刻蚀工艺)的要求等进行确定。
激发线圈130外套于环形侧板112。在为激发线圈130加载射频功率时,放电腔室113内的工作气体可以产生电感耦合等离子体。如背景技术部分所述,等离子体在放电腔室113内的运动以自由扩散为主,这就导致相当量的等离子体会与顶板111以及环形侧板112的内壁面发生撞击;如此,一方面,会对工作桶110的使用寿命造成影响,另一方面,也会导致等离子体的大量损失。
为此,在本发明实施例中,离子源装置100还包括第一磁体140和第二磁体150。仍如图2所示,第一磁体140位于顶板111背离放电腔室113的一侧,即第一磁体140位于工作桶110的轴向外侧;第二磁体150位于环形侧板112背离放电腔室113的一侧,即第二磁体150位于工作桶110的径向外侧,且第二磁体150位于激发线圈130靠近出口114的一侧;第一磁体140的场强大于第二磁体150,第一磁体140和第二磁体150在放电腔室113内形成导向磁场。
采用这种方案,第一磁体140和第二磁体150所形成的导向磁场可以约束等离子体的运动,进而改变等离子体原本的自由扩散状态;并且,由于第一磁体140的场强要大于第二磁体150,导向磁场在沿轴向靠近顶板111的位置处的场强相对较高,而导向磁场在沿轴向相对远离顶板111的位置处的场强相对较低,放电腔室113内场强的强弱分布形成明显的“磁镜效应”,能够迫使等离子体向磁场减弱的区域运动,即可以迫使等离子体朝向出口114所在侧进行运动,进而可以减少等离子体对于顶板111的溅射;同时,导向磁场对于等离子体运动的约束本身也可以减少等离子体沿径向向外的扩散,也能够减少等离子体对于环形侧板112的溅射。如此,即可以降低对于工作桶110的损坏,有利于延长工作桶110的使用寿命,并能够减少等离子体的损失。
这里,本发明实施例并不限定第一磁体140和第二磁体150的具体结构形式,在实际应用中,本领域技术人员可以根据实际需要进行配置,只要是能够满足使用的要求即可。
在一种具体的方案中,第一磁体140和第二磁体150均可以为环形,且第一磁体140可以外套于进气管120,第二磁体150可以外套于环形侧板112。这样,导向磁场为环形磁场,结合图2,放电腔室113内的导向磁场基本呈现为喇叭状,等离子体可以绕磁场做回旋运动,等离子体在放电腔室113内分布的均匀性可以大幅提升。
激发线圈130可以产生涡旋感应电场,该涡旋感应电场可以在第一磁体140/第二磁体150内形成涡流,导致第一磁体140/第二磁体150的发热量增加,进而会导致损耗增加,并且会影响第一磁体140/第二磁体150的使用寿命。
针对此,在本发明实施例中,第一磁体140和第二磁体150均可以采用分段式设计,如图4所示,第一磁体140可以包括环绕进气管120间隔分布的若干第一分体141,如图5所示,第二磁体150可以包括环绕环形侧板112间隔分布的若干第二分体151,用于减弱涡旋感应电场对第一磁体140/第二磁体150的影响,从而可以延长第一磁体140/第二磁体150的使用寿命。
这里,本发明实施例并不限定第一分体141、第二分体151的数量,在实际应用中,本领域技术人员可以根据具体需要进行设计,只要是能够满足使用的要求即可。在图4的方案中,第一分体141的数量可以为四个,在图5的方案中,第二分体151的数量可以为八个。
请继续参考图2,第一磁体140可以具有相对的第一N极140a和第一S极140b,第一N极140a和第一S极140b的分布方向可以和工作桶110的轴向相平行;第二磁体150也可以具有相对的第二N极150a和第二S极150b,第二N极150a和第二S极150b的分布方向可以和工作桶110的轴向相平行;并且,第二磁体150朝向环形侧板112一侧的磁极和第一磁体140朝向顶板111一侧的磁极的极性可以相反,以便在放电腔室113内形成前述的导向磁场。
应理解,上述方案中有关第一磁体140和第二磁体150分布方向的设置仅是本发明实施例的一种示例性说明,并不能够作为对本发明所提供离子源装置100的实施范围的限定,在满足可形成导向磁场的条件下,第一磁体140和第二磁体150也可以采用其他的排布方式。示例性的,还可以将第一N极140a和第一S极140b的排布方向设置为和工作桶110的轴向呈夹角设置;和/或,还可以将第二N极150a和第二S极150b的排布方向设置为和工作桶110的轴向呈夹角设置,例如图3所示出结构,第二N极150a和第二S极150b的排布方向即可以和工作桶110的轴向呈九十度的夹角,此种方案所形成的磁路可以更深。
在一些可选的实施方式中,本发明所提供离子源装置100还可以包括第一驱动部件160,第一驱动部件160可以和第一磁体140相连,用于驱使第一磁体140进行位移,以便调整第一磁体140相对工作桶110的位置,进而可以改变放电腔室113内导向磁场的拓扑结构。
这里,本发明实施例并不限定第一磁体140的运动方向,相应地,本发明实施例也不限定第一驱动部件160的结构形式,只要是能够满足使用的要求即可。
在一种方案中,第一磁体140可以是沿直线方向进行位移,例如可以沿工作桶110的轴向进行位移,或者沿和工作桶110的轴向相垂直的方向进行位移;此时,第一驱动部件160可以为直线驱动部件,例如可以为直线气缸、直线油缸等能够直接输出直线位移的驱动元件;当然,第一驱动部件160也可以采用电机、回转气缸等能够直接输出旋转位移的驱动元件,此时,则需要搭配齿轮齿条机构、丝杠机构等形式的位移转换机构,以将第一驱动部件160所直接输出的旋转位移转换为所需要的直线位移,这样也是可行的。
在另一种方案中,第一磁体140可以是绕特定轴线进行旋转位移,例如该特定轴线可以是和工作桶110的轴向相垂直。此时,第一驱动部件160可以直接采用电机、回转气缸等能够输出旋转位移的驱动元件。
第一驱动部件160可以直接和第一磁体140相连,或者,也可以设置变速部件,以便调整第一磁体140的移动速度。
对于前述的第一磁体140包括多个第一分体141的方案。若各第一分体141为同步动作,则可以配置转接部件,该转接部件可以连接各第一分体141,第一驱动部件160可以是和转接部件相连,以同步地驱使各第一分体141进行动作;当然,也可以是配置多个的第一驱动部件160,各第一驱动部件160分别和各第一分体141相连,然后驱使各第一分体141进行同步动作。若各第一分体141为分别动作,则可以配置多个的第一驱动部件160,各第一驱动部件160分别和各第一分体141相连,以便分别地对各第一分体141进行驱动。
在一些可选的实施方式中,本发明所提供离子源装置100还可以包括第二驱动部件170,第二驱动部件170可以和第二磁体150相连,用于驱使第二磁体150进行位移,以便调整第二磁体150相对工作桶110的位置,进而可以改变放电腔室113内导向磁场的拓扑结构。
第二磁体150的运动方向以及第二驱动部件170的结构形式同样不作限定,具体可以参见前述有关第一磁体140运动方向以及第一驱动部件160具体结构形式的描述。
实施例二
请参考图6,图6为本发明所提供离子源系统的一种具体实施方式的结构示意图。
如图6所示,本发明还提供一种离子源系统,包括离子源装置100,该离子源装置100为前述实施例一的各实施方式所涉及的离子源装置。
由于实施例一中的离子源装置100已经具备前述的技术效果,那么,具有该离子源装置100的离子源系统亦当具备相类似的技术效果,在此不做赘述。
进一步地,上述离子源系统还可以包括离子源栅网200,离子源栅网200可以位于出口114远离顶板111的一侧,以用于对等离子体进行引出和加速。
该离子源栅网200的数量可以为两个。为便于描述,这两个离子源栅网200可以分别命名为第一栅网210和第二栅网220。结合图6,第一栅网210可以配置有第一电源230,第二栅网220可以配置有第二电源240,第一电源230和第二电源240可以相互独立。
进一步地,上述离子源系统还可以包括控制器300、射频电源400、匹配箱500和中和器600,射频电源400、中和器600均可以和控制器300信号连接,射频电源400和匹配箱500可以电连接,匹配箱500和激发线圈130可以电连接。
控制器300能够调控射频电源400的功率参数,并且,控制器300还用于控制进气管120的进气参数,以使得离子源系统可以设定工作参数进行运行。工作桶110内所产生的等离子体在经离子源栅网200拉出和加速后,可以与中和器600所产生的电子相中和,最后所得到粒子束可以对待加工部件A的表面进行轰击,以达到刻蚀的目的。该待加工部件A具体可以为晶圆等。
控制器300还可以和第一驱动部件160、第二驱动部件170信号连接,用于控制第一驱动部件160、第二驱动部件170的启停,进而可以调控第一磁体140和第二磁体150的安装位置,以便对放电腔室113内导电磁场的拓扑结构进行改变。
实施例三
请参考图7,图7为本发明所提供离子源系统的调试方法的流程示意图。
本发明还提供一种离子源系统的调试方法,适用于实施例二的各实施方式所涉及的离子源系统。如图7所示,该调试方法可以包括下述的步骤S1至步骤S5。
控制步骤S1,控制离子源系统以设定工作参数进行工作。
这里的设定工作参数可以包括射频电源400的功率参数、进气管120的进气参数中的至少一者。
获取步骤S2,获取离子源栅网200的特性参数。
这里的特性参数包括离子源栅网200的电压参数、电流参数、等离子体数量参数中的至少一者。等离子体数量参数是指离子源栅网200所捕获的等离子体的数量。
判断步骤S3,判断特性参数是否达到预设参数,若否,执行调节步骤S4,若是,执行下述存储步骤S5。
这里的预设参数为预设值,其具体值在此不作限定,在实际应用中,本领域技术人员可以结合具体需要进行确定。
调节步骤S4,通过第一驱动部件160调节第一磁体140的位置,和/或,通过第二驱动部件170调节第二磁体150的位置,以改变放电腔室113内导向磁场的拓扑结构,然后重复执行前述的判断步骤S3。
存储步骤S5,存储第一磁体140和第二磁体150的位置信息,该位置信息和设定工作参数相对应,以便在后续实际作业时使用。
在具体实践中,设定工作参数可以存在若干组,相应地,上述的调试方法可以执行多次,以便获得不同设定工作参数下第一磁体140和第二磁体150的位置信息,从而可以更好地指导后续作业。
以上仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (20)

1.一种离子源装置,包括工作桶(110)、进气管(120)和激发线圈(130),所述工作桶(110)包括顶板(111)和环形侧板(112),所述顶板(111)和所述环形侧板(112)围合形成放电腔室(113),所述环形侧板(112)远离所述顶板(111)的一端围合形成出口(114),所述激发线圈(130)外套于所述环形侧板(112),其特征在于,
还包括第一磁体(140)和第二磁体(150),所述第一磁体(140)位于所述顶板(111)背离所述放电腔室(113)的一侧,所述第二磁体(150)位于所述环形侧板(112)背离所述放电腔室(113)的一侧,且所述第二磁体(150)位于所述激发线圈(130)靠近所述出口(114)的一侧,所述第一磁体(140)的场强大于所述第二磁体(150),所述第一磁体(140)和所述第二磁体(150)在所述放电腔室(113)内形成导向磁场。
2.根据权利要求1所述离子源装置,其特征在于,所述第一磁体(140)和所述第二磁体(150)均为环形,所述第一磁体(140)外套于所述进气管(120),所述第二磁体(150)外套于所述环形侧板(112)。
3.根据权利要求1所述离子源装置,其特征在于,所述第一磁体(140)包括环绕所述进气管(120)间隔分布的若干第一分体(141),所述第二磁体(150)包括环绕所述环形侧板(112)间隔分布的若干第二分体(151)。
4.根据权利要求1所述离子源装置,其特征在于,所述第一磁体(140)具有第一N极(140a)和第一S极(140b),所述第一N极(140a)和所述第一S极(140b)的分布方向和所述工作桶(110)的轴向相平行。
5.根据权利要求1所述离子源装置,其特征在于,所述第二磁体(150)具有第二N极(150a)和第二S极(150b),所述第二N极(150a)和所述第二S极(150b)的分布方向和所述工作桶(110)的轴向相平行。
6.根据权利要求1所述离子源装置,其特征在于,所述第二磁体(150)具有第二N极(150a)和第二S极(150b),所述第二N极(150a)和所述第二S极(150b)的分布方向和所述工作桶(110)的轴向呈夹角设置。
7.根据权利要求1-6中任一项所述离子源装置,其特征在于,还包括第一驱动部件(160),所述第一驱动部件(160)和所述第一磁体(140)相连,用于驱使所述第一磁体(140)进行位移。
8.根据权利要求7所述离子源装置,其特征在于,所述第一磁体(140)的位移方向和所述工作桶(110)的轴向相平行。
9.根据权利要求1-6中任一项所述离子源装置,其特征在于,还包括第二驱动部件(170),所述第二驱动部件(170)和所述第二磁体(150)相连,用于驱使所述第二磁体(150)进行位移。
10.根据权利要求9所述离子源装置,其特征在于,所述第二磁体(150)的位移方向和所述工作桶(110)的轴向相平行。
11.根据权利要求1-6中任一项所述离子源装置,其特征在于,所述进气管(120)和所述工作桶(110)同轴设置。
12.一种离子源系统,包括离子源装置(100),其特征在于,所述离子源装置(100)为权利要求1-11中任一项所述离子源装置。
13.根据权利要求12所述离子源系统,其特征在于,还包括离子源栅网(200),所述离子源栅网(200)位于所述出口(114)远离所述顶板(111)的一侧。
14.根据权利要求13所述离子源系统,其特征在于,所述离子源栅网(200)的数量为两个,两所述离子源栅网(200)沿所述工作桶(110)的轴向分布,且两所述离子源栅网(200)均配置有电源。
15.根据权利要求12-14所述离子源系统,其特征在于,还包括控制器(300)、射频电源(400)、匹配箱(500)和中和器(600),所述射频电源(400)、所述中和器(600)均和所述控制器(300)信号连接,所述射频电源(400)和所述匹配箱(500)电连接,所述匹配箱(500)和所述激发线圈(130)电连接,所述控制器(300)还用于控制所述进气管(120)的进气参数。
16.根据权利要求15所述离子源系统,其特征在于,所述离子源装置(100)还包括第一驱动部件(160)和第二驱动部件(170),所述第一驱动部件(160)和所述第一磁体(140)相连,用于驱使所述第一磁体(140)进行位移,所述第二驱动部件(170)和所述第二磁体(150)相连,用于驱使所述第二磁体(150)进行位移;
所述控制器(300)和所述第一驱动部件(160)、所述第二驱动部件(170)均信号连接。
17.一种离子源系统的调试方法,其特征在于,适用于权利要求12-16中任一项所述离子源系统,所述离子源系统包括离子源栅网(200),所述离子源栅网(200)位于所述出口(114)远离所述顶板(111)的一侧,所述离子源装置(100)还包括第一驱动部件(160)和第二驱动部件(170),所述第一驱动部件(160)和所述第一磁体(140)相连,所述第二驱动部件(170)和所述第二磁体(150)相连,所述调试方法包括:
控制步骤,控制所述离子源系统以设定工作参数进行工作;
获取步骤,获取所述离子源栅网(200)的特性参数;
判断步骤,判断所述特性参数是否达到预设参数,若否,执行下述调节步骤,若是,执行下述存储步骤;
调节步骤,通过所述第一驱动部件(160)调节所述第一磁体(140)的位置,和/或,通过所述第二驱动部件(170)调节所述第二磁体(150)的位置,重复执行所述判断步骤;
存储步骤,存储所述第一磁体(140)和所述第二磁体(150)的位置信息,所述位置信息和所述设定工作参数相对应。
18.根据权利要求17所述离子源系统的调试方法,其特征在于,所述离子源系统包括射频电源(400),所述设定工作参数包括所述射频电源(400)的功率参数、所述进气管(120)的进气参数中的至少一者。
19.根据权利要求17所述离子源系统的调试方法,其特征在于,所述特性参数包括所述离子源栅网(200)的电压参数、电流参数、等离子体数量参数中的至少一者。
20.根据权利要求17-19中任一项所述离子源系统的调试方法,其特征在于,所述设定工作参数存在若干组。
CN202211413448.7A 2022-11-11 2022-11-11 一种离子源装置、离子源系统及其调试方法 Pending CN118073157A (zh)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211413448.7A CN118073157A (zh) 2022-11-11 2022-11-11 一种离子源装置、离子源系统及其调试方法
EP23887570.2A EP4618130A1 (en) 2022-11-11 2023-08-17 Ion source device, ion source system and debugging method therefor
PCT/CN2023/113469 WO2024098875A1 (zh) 2022-11-11 2023-08-17 一种离子源装置、离子源系统及其调试方法
TW112131028A TWI881430B (zh) 2022-11-11 2023-08-17 一種離子源裝置、離子源系統及其調試方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211413448.7A CN118073157A (zh) 2022-11-11 2022-11-11 一种离子源装置、离子源系统及其调试方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN118073157A true CN118073157A (zh) 2024-05-24

Family

ID=91031866

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211413448.7A Pending CN118073157A (zh) 2022-11-11 2022-11-11 一种离子源装置、离子源系统及其调试方法

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP4618130A1 (zh)
CN (1) CN118073157A (zh)
TW (1) TWI881430B (zh)
WO (1) WO2024098875A1 (zh)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4393333A (en) * 1979-12-10 1983-07-12 Hitachi, Ltd. Microwave plasma ion source
US4778561A (en) * 1987-10-30 1988-10-18 Veeco Instruments, Inc. Electron cyclotron resonance plasma source
US8835869B2 (en) * 2003-02-04 2014-09-16 Veeco Instruments, Inc. Ion sources and methods for generating an ion beam with controllable ion current density distribution
US7476876B2 (en) * 2005-12-21 2009-01-13 Axcelis Technologies, Inc. Ion beam angle measurement systems and methods employing varied angle slot arrays for ion implantation systems
US9850568B2 (en) * 2013-06-20 2017-12-26 Applied Materials, Inc. Plasma erosion resistant rare-earth oxide based thin film coatings
WO2020117354A2 (en) * 2018-09-28 2020-06-11 Phase Four, Inc. Optimized rf-sourced gridded ion thruster and components

Also Published As

Publication number Publication date
TWI881430B (zh) 2025-04-21
TW202420362A (zh) 2024-05-16
WO2024098875A1 (zh) 2024-05-16
EP4618130A1 (en) 2025-09-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101681781B (zh) 离子源
JP4491132B2 (ja) プラズマ処理装置
KR102236809B1 (ko) 시스 전위를 가진 기판의 비양극성 전자 플라즈마(nep) 처리를 위한 프로세싱 시스템
KR102172723B1 (ko) 넓은 처리 영역에 걸쳐서 제어 가능한 이온 전류 밀도 분포를 갖는 이온 빔을 생성하기 위한 이온 공급원 및 방법
TWI803098B (zh) 離子源裝置
JP4043089B2 (ja) プラズマ処理装置
JP2022506256A (ja) 磁気ハウジングシステム
US4611121A (en) Magnet apparatus
CN118073157A (zh) 一种离子源装置、离子源系统及其调试方法
CN109729635A (zh) 一种增强ecr等离子体源性能的方法
TWI497555B (zh) Microwave ion source and its starting method
JPH06162979A (ja) 磁界界浸型電子銃
JP5850713B2 (ja) マグネトロンスパッタリング装置及びマグネトロンスパッタリング方法
JP4405496B2 (ja) プラズマ処理装置
US20220319809A1 (en) Plasma processing apparatus
JP4405495B2 (ja) プラズマ処理装置
CN120384856B (zh) 霍尔推力器和霍尔推力器的调控方法
JP2879406B2 (ja) ビーム発生装置
CN113782408B (zh) 等离子体发射方向控制装置、等离子体源及其启动方法
JPH03257747A (ja) イオン源
JP2955916B2 (ja) シートプラズマの形成方法及び装置
JP4454034B2 (ja) プラズマ処理装置
US20170292505A1 (en) Discharge chamber of an ion drive, ion drive having a discharge chamber, and a diaphragm for being affixed in a discharge chamber of an ion drive
CN121096838A (zh) 等离子体刻蚀装置和等离子体刻蚀方法
CN101553075A (zh) 一种交叉场放电的控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination