一种镜像电极束流控制的离子发生装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种镜像电极束流控制的离子发生装置，包括：阳极，所述阳极上设有进气孔；阳极的两端设有对称的刻蚀阴极和测量阴极，所述刻蚀阴极上设有第一电离腔及与其连通的第一离子通道；所述测量阴极上设有第二电离腔及与其连通的第二离子通道；由于刻蚀阴极和测量阴极是对称的，当从阳极的进气孔通入气体后，气体电离形成的离子会在电势作用下飞向左右两侧的阴极，由于从两阴极端飞出的离子束电流是一样的，刻蚀阴极端飞出的离子束电流用于抛光或者切割，测量阴极端的离子束电流进入法拉第杯中，通过法拉第杯间接测量用于抛光或切割的有效电流，进而实现在抛光或切割的过程对抛光电流进行实时检测，便于控制抛光或切割的质量和效率。质量和效率。质量和效率。

【技术实现步骤摘要】
一种镜像电极束流控制的离子发生装置


[0001]本专利技术涉及离子抛光
‑
切割设备的
，具体涉及一种镜像电极束流控制的离子发生装置。

技术介绍

[0002]离子抛光
‑
切割技术是较为先进的表面处理技术，经离子抛光
‑
切割后的样品表面无机械损伤、成分结构真实且平整度可以达到纳米级，离子抛光系统是通过高电压阳极将气体原子电离，由接地或低压阴极将离子加速引出，高速运动的离子将样品表面原子溅射出去以获得无应力损伤、纳米级平整度的样品表面。
[0003]在离子抛光
‑
切割过程中，离子数量(也即抛光电流)决定了抛光刻蚀的效率，也会影响抛光质量，是离子抛光
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切割系统中最重要的参数之一；目前抛光电流的测量方式主要有以下三种：一是通过测量阴极接地后的反馈电流，该测量值包含了气体电离后产生的所有电流，包括了被阴极引出直接刻蚀样品的有效电流，也包括了直接通过阴极接地的无效电流，无效电流通常都大于有效电流，因此测量值与有效电流值差别很大；二是在样品附近远离电极的一侧设置法拉第杯，法拉第杯检测被阴极引出的电子束流，该方式由于引出的束流被样品等阻挡损耗，通常小于有效电流值；三是在样品和引出阴极之间设置用于检测电子束流的法拉第杯，该方式检测的是真实有效的电流值，但该方式测量时需要将离子束流偏转引入法拉第杯内，有效电流检测和样品刻蚀抛光不能同时进行；综上可知现有离子抛光
‑
切割系统不能真实检测刻蚀电流或者不能在刻蚀的同时对刻蚀电流进行实时检测和控制，使得样品抛光的质量难以得到保证；因此，现亟需对现有的离子抛光系统进行必要的创新，以满足市场需求。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是提供一种能够实时检测刻蚀束流的离子发生装置。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种镜像电极束流控制的离子发生装置，包括：
[0006]阳极，所述阳极上设有进气孔；
[0007]刻蚀阴极，所述刻蚀阴极绝缘连接在所述阳极的一端，且所述刻蚀阴极与所述阳极之间设有密封的第一电离腔，所述进气孔与所述第一电离腔连通，所述刻蚀阴极上还设有与所述第一电离腔连通的第一离子通道，所述第一离子通道用于引出第一电离腔内电离形成的离子；
[0008]测量阴极，所述测量阴极绝缘连接在所述阳极的另一端，所述测量阴极与所述阳极之间设有密封的第二电离腔，所述第二电离腔与所述第一电离腔关于所述阳极对称，所述进气孔与所述第二电离腔连通，待电离的气体进入进气孔后等分为两份且分别进入第一电离腔和第二电离腔，所述测量阴极上还设有与所述第二电离腔连通的第二离子通道，所述第二离子通道与所述第一离子通道关于所述阳极对称，所述第二离子通道用于引出第二
电离腔内电离形成的离子；
[0009]测量装置，所述测量装置连接在所述测量阴极的端部，且所述第二离子通道引出的离子均进入所述测量装置内，所述测量装置用于测量第二离子通道引出的离子数量。
[0010]作为本专利技术的进一步改进，所述阳极接正电压，所述刻蚀阴极和测量阴极均接地或均接低于阳极电压的电压，所述阳极、刻蚀阴极和测量阳极均为圆筒状的回转体结构且三者同轴心设置。
[0011]作为本专利技术的进一步改进，所述第一离子通道的入口端设有喇叭状的第一导入口，所述第二离子通道的入口端设有喇叭状的第二导入口。
[0012]作为本专利技术的进一步改进，所述刻蚀阴极通过第一绝缘环同轴连接在所述阳极的对应端部，且所述刻蚀阴极、第一绝缘环与所述阳极之间密封形成所述第一电离腔。
[0013]作为本专利技术的进一步改进，所述测量阴极通过第二绝缘环同轴连接在所述阳极的对应端部，且所述测量阴极、第二绝缘环与所述阳极之间密封形成所述第二电离腔。
[0014]作为本专利技术的进一步改进，所述刻蚀阴极和测量阴极均密封安装在基座的内腔中，且刻蚀阴极、第一绝缘环、阳极、第二绝缘环、测量阴极与基座的内壁之间形成密封的环状配气室，所述进气孔与所述配气室连通，所述基座上设有与所述配气室连通的气源接口。
[0015]作为本专利技术的进一步改进，所述测量装置为法拉第杯，所述法拉第杯的入口与所述第二离子通道接通。
[0016]作为本专利技术的进一步改进，所述阳极包括圆环状的基体和同轴设置在所述基体中心处的圆筒状内环体，所述第一绝缘环和第二绝缘环对称连接在所述基体的两侧，所述内环体连通在所述第一电离腔和第二电离腔之间，所述内环体的内侧面为两个对称的圆锥面，且该圆锥面的自内环体的中部向端部逐渐扩大，两个圆锥面的对称中心面与第二电离腔和所述第一电离腔的对称中心面重合。
[0017]作为本专利技术的进一步改进，所述进气孔包括沿基体圆周方向均布的多组，每组进气孔均包括至少一个主进气孔，所述主进气孔为圆形且沿基体的径向贯穿至内环体的内部，所述主进气孔的轴向中心线位于第二电离腔和所述第一电离腔的对称中心面上。
[0018]作为本专利技术的进一步改进，所述进气孔包括沿基体圆周方向均布的多组，每组进气孔均包括相互独立的第一子进气孔和第二子进气孔，所述第一子进气孔连通在配气室与第一电离腔之间，所述第二子进气孔连通在配气室与第二电离腔之间，所述基体与内环体之间的连接部上设有两个对称的圆环状阻挡部，两个阻挡部分别位于第一子进气孔内端口的正前方和第二子进气孔内端口的正前方。
[0019]本专利技术的有益效果：
[0020]本专利技术是一种镜像电极束流控制的离子发生装置，本专利技术中由于刻蚀阴极和测量阴极是对称设置的，当从阳极的进气孔通入气体后，气体电离形成的离子会在电势的作用下飞向左右两侧的阴极，由于结构对称因此从两阴极端飞出的离子束电流是一样的，刻蚀阴极端飞出的离子束电流用于对样品进行抛光或者切割，测量阴极端的离子束电流进入法拉第杯中，通过法拉第杯测量出测量阴极端的有效电流，进而能够间接地反应刻蚀阴极端用于抛光或切割的有效电流，从而实现在抛光或切割的过程对抛光电流进行实时检测，便于控制抛光或切割的质量和效率。
附图说明
[0021]图1为本专利技术一种镜像电极束流控制的离子发生装置(阳极上的进气孔为共用的主进气孔)去除基座后的立体结构示意图；
[0022]图2为本专利技术一种镜像电极束流控制的离子发生装置(阳极上的进气孔为共用的主进气孔)的主视剖面图；
[0023]图3为本专利技术一种镜像电极束流控制的离子发生装置(阳极上的进气孔为独立的第一子进气孔和第二子进气孔)去除基座后的立体结构示意图；
[0024]图4为本专利技术一种镜像电极束流控制的离子发生装置(阳极上的进气孔为独立的第一子进气孔和第二子进气孔)的主视剖面图；
[0025]图中标号说明：
[0026]11、基座；12、配气室；13、气源接口；21、阳极；22、基体；23、内环体；31、主进气孔；41、第一子进气孔；42、第二子进气孔；43、阻挡部；51、刻蚀阴极；52、第一电离腔；53、第一离子通道；54、第一导入口；55、第一绝本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种镜像电极束流控制的离子发生装置，其特征在于，包括：阳极，所述阳极上设有进气孔；刻蚀阴极，所述刻蚀阴极绝缘连接在所述阳极的一端，且所述刻蚀阴极与所述阳极之间设有密封的第一电离腔，所述进气孔与所述第一电离腔连通，所述刻蚀阴极上还设有与所述第一电离腔连通的第一离子通道，所述第一离子通道用于引出第一电离腔内电离形成的离子；测量阴极，所述测量阴极绝缘连接在所述阳极的另一端，所述测量阴极与所述阳极之间设有密封的第二电离腔，所述第二电离腔与所述第一电离腔关于所述阳极对称，所述进气孔与所述第二电离腔连通，待电离的气体进入进气孔后等分为两份且分别进入第一电离腔和第二电离腔，所述测量阴极上还设有与所述第二电离腔连通的第二离子通道，所述第二离子通道与所述第一离子通道关于所述阳极对称，所述第二离子通道用于引出第二电离腔内电离形成的离子；测量装置，所述测量装置连接在所述测量阴极的端部，且所述第二离子通道引出的离子均进入所述测量装置内，所述测量装置用于测量第二离子通道引出的离子数量。2.如权利要求1所述的一种镜像电极束流控制的离子发生装置，其特征在于，所述阳极接正电压，所述刻蚀阴极和测量阴极均接地或均接低于阳极电压的电压，所述阳极、刻蚀阴极和测量阴极均为圆筒状的回转体结构且三者同轴心设置。3.如权利要求2所述的一种镜像电极束流控制的离子发生装置，其特征在于，所述第一离子通道的入口端设有喇叭状的第一导入口，所述第二离子通道的入口端设有喇叭状的第二导入口。4.如权利要求2所述的一种镜像电极束流控制的离子发生装置，其特征在于，所述刻蚀阴极通过第一绝缘环同轴连接在所述阳极的对应端部，且所述刻蚀阴极、第一绝缘环与所述阳极之间密封形成所述第一电离腔。5.如权利要求4所述的一种镜像电极束流控制的离子发生装置，其特征在于，所述测量阴极通过第二绝缘环同轴连接在所述阳极...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨继进，杜忠明，
申请(专利权)人：贝光科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：