[发明专利]一种离子束刻蚀机及其刻蚀方法

权利要求书

1.一种离子束刻蚀机，用于工件（100）的加工刻蚀，其特征在于：所述离子束刻蚀机包括封闭的真空工作腔室（1）、工件安装平台（4）、多轴运动系统（2）、离子源（3）、能够接受人工控制指令的人机互动单元和控制单元，所述工件安装平台（4）、多轴运动系统（2）和离子源（3）均安装在真空工作腔室（1）内，所述工件安装平台（4）用于工件（100）的固定装夹，所述多轴运动系统（2）包括多个依次连接的直线运动模组，所述的多个依次连接的直线运动模组包括末级直线运动模组，所述末级直线运动模组为多个依次连接的直线运动模组中的最后一个直线运动模组，每一个直线运动模组包括直线导轨和能够在直线导轨上来回直线运动的直线运动元件，所述的多个依次连接的直线运动模组中相邻的直线运动模组包括前级直线运动模组和后级直线运动模组，所述的前级直线运动模组和后级直线运动模组之间相互垂直，所述的后级直线运动模组与前级直线运动模组的直线运动元件相连并能在前级直线运动模组的直线运动元件的带动下直线运动，所述人机互动单元与控制单元连接，所述控制单元能够根据人机互动单元反馈的控制指令控制直线运动元件运动，所述离子源（3）安装在多轴运动系统（2）的末级直线运动模组的直线运动元件上，所述离子源（3）能够形成离子束并在多轴运动系统（2）的带动下沿多个方向运动扫描进行工件（100）的刻蚀。

2.根据权利要求1所述的一种离子束刻蚀机，其特征在于：所述多轴运动系统（2）为两轴运动系统，所述两轴运动系统包括按平面直角坐标系设置的X轴直线运动模组（5）和Y轴直线运动模组（6），X轴直线运动模组（5）和Y轴直线运动模组（6）相互垂直，所述Y轴直线运动模组（6）与X轴直线运动模组（5）的X轴直线运动元件（51）固定连接，所述离子源（3）固定安装在Y轴直线运动模组（6）的Y轴直线运动元件（61）上，所述离子源（3）能够在两轴运动系统的带动下在平面内运动对工件（100）扫描刻蚀。

3.根据权利要求1所述的一种离子束刻蚀机，其特征在于：所述多轴运动系统（2）为三轴运动系统，所述三轴运动系统包括按空间直角坐标系设置的X轴直线运动模组（5）、Y轴直线运动模组（6）和Z轴直线运动模组（7），X轴直线运动模组（5）、Y轴直线运动模组（6）和Z轴直线运动模组（7）两两相互垂直，所述Y轴直线运动模组（6）与X轴直线运动模组（5）的X轴直线运动元件（51）固定连接，所述Z轴直线运动模组（7）与Y轴直线运动模组（6）的Y轴直线运动元件（61）固定连接，所述离子源（3）固定安装在Z轴直线运动模组（7）的Z轴直线运动元件（71）上，所述离子源（3）能够在三轴运动系统的带动下沿X轴、Y轴和Z轴三轴方向运动对工件（100）扫描刻蚀。

4.根据权利要求1所述的一种离子束刻蚀机，其特征在于：所述离子源（3）为圆形离子源或条形离子源。

5.根据权利要求1所述的一种离子束刻蚀机，其特征在于：所述离子源（3）为聚焦型圆形离子源，所述离子源（3）的口径大于等于40mm且小于等于100mm。

6.一种使用根据权利要求1至5任一项所述的离子束刻蚀机刻蚀工件的刻蚀方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）在空气环境下打开真空工作腔室（1），将待加工的工件（100）固定装夹在工件安装平台（4）上；

2）关闭真空工作腔室（1），对真空工作腔室（1）抽真空使真空度达到离子源（3）工作真空度；

3）依据工件（100）的形状和尺寸在离子束刻蚀机的人机互动单元处输入规划的离子束扫描轨迹的控制指令；

4）开启离子源（3），所述控制单元执行控制指令，使离子源（3）对工件进行按规划的扫描轨迹遍历扫描刻蚀；

5）待扫描结束，关闭离子源（3），注入空气后打开真空工作腔室（1），从工件安装平台（4）上取下刻蚀完成后的工件（100），刻蚀结束。