[发明专利]一种离子束刻蚀设备及其刻蚀方法

权利要求书

1.一种离子束刻蚀设备，其特征在于，包括装卸片腔室(1)、用传送基片的传送腔室(2)和至少一个用于刻蚀基片的刻蚀腔室(3)；所述装卸片腔室(1)和刻蚀腔室(3)分别连接在传送腔室(2)上；所述装卸片腔室(1)与传送腔室(2)之间设有隔离阀(4)；所述传送腔室(2)与刻蚀腔室(3)之间设有隔离阀(4)；所述传送腔室(2)内设有用于传送基片的转运机构(21)。

2.根据权利要求1所述的离子束刻蚀设备，其特征在于，所述传送腔室(2)为球体，所述装卸片腔室(1)和刻蚀腔室(3)分布在传送腔室(2)的周围；或，所述传送腔室(2)为多面体，所述装卸片腔室(1)和刻蚀腔室(3)分布在传送腔室(2)的各个面上。

3.根据权利要求2所述的离子束刻蚀设备，其特征在于，所述转运机构(21)为真空机械手；所述装卸片腔室(1)的数量为1个～2个；所述刻蚀腔室(3)的数量为1个～5个。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的离子束刻蚀设备，其特征在于，每个所述刻蚀腔室(3)内设有用于放置基片的可旋转工件台(31)和用于调节可旋转工件台(31)摆动角度的调控装置(33)；所述可旋转工件台(31)上连接有用于调节基片温度的控温装置(32)；所述控温装置(32)包括冷却管和在冷却管内循环的冷却液，所述冷却管设置在可旋转工件台(31)的内部或表面；所述冷却液为硅油；所述硅油的温度为-40℃～150℃；所述可旋转工件台(31)上还连接有用于监控基片刻蚀程度的监控装置(34)；每个所述刻蚀腔室(3)内还设有离子源(37)，所述离子源(37)与可旋转工件台(31)平行同心布置；所述可旋转工件台(31)与离子源(37)之间设有可旋转基片挡板机构(35)；所述可旋转基片挡板机构(35)与离子源(37)之间设有可移动束流修正板(36)。

5.根据权利要求4所述的离子束刻蚀设备，其特征在于，每个所述刻蚀腔室(3)上设有维护门，所述离子源(37)安装在维护门上；所述离子源(37)位于刻蚀腔室(3)内的一侧设有发散型或平行型的栅网；所述栅网上连接有用于发射电子、中和带正电离子束的中和器。

6.根据权利要求1～3中任一项所述的离子束刻蚀设备，其特征在于，所述装卸片腔室(1)中设有用于升降基片的升降机构；所述升降机构上设有至少两个用于放置基片的托盘；每个所述托盘上设有若干个用于固定基片的紧固孔；所述托盘的形状为椭圆形、圆形、三角形或多边方形。

7.根据权利要求1～3中任一项所述的离子束刻蚀设备，其特征在于，还包括抽真空装置和电控装置；所述抽真空装置和电控装置分别连接在装卸片腔室(1)、传送腔室(2)和刻蚀腔室(3)上。

8.一种刻蚀方法，其特征在于，所述刻蚀方法是采用权利要求1～7中任一项所述的离子束刻蚀设备对基片进行刻蚀。

9.根据权利要求8所述的刻蚀方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、对基片进行预处理；

S2、将步骤S1中预处理后的基片置于装卸片腔室(1)中，经传送腔室(2)转运至刻蚀腔室(3)中进行刻蚀处理。

10.根据权利要求9所述的刻蚀方法，其特征在于，步骤S1中，所述预处理包括以下步骤：依次采用硫酸/三氧化铬的混合溶液、氢氧化钾溶液、水、丙酮和异丙醇对基片进行清洗，对清洗后的基片进行吹扫和干燥处理；所述预处理后得到的基片背面涂覆硅脂或石墨层；

步骤S2中，所述刻蚀处理包括以下步骤：

(a)开启离子源进行预热，预热过程中控制离子源能量为100eV～600eV，离子束束流为50mA～300mA，中和束束流为离子束束流的1～2倍；

(b)对基片进行刻蚀，刻蚀过程中控制离子源能量为100eV～600eV，离子束束流为50mA～300mA，中和束束流为离子束束流的1～2倍；所述刻蚀过程中，基片的圆周旋转转速为5rpm～30rpm，左右摆动角度为-30°～30°，温度为-20℃～20℃；

(c)卸载。