一种离子束刻蚀系统的真空测量工具的保护装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种离子束刻蚀系统的真空测量工具的保护装置，所述离子束刻蚀系统包括反应腔体和用于测量反应腔体的内部真空度的真空测量工具，所述反应腔体壁上设置有通气接口，所述真空测量工具连接在通气接口上；所述保护装置包括塞在通气接口内的金属颗粒吸附块，还包括设置在金属颗粒吸附块外壁与通气接口之间的卡环；所述卡环上开设有若干通气孔。本发明专利技术通过金属颗粒吸附块和卡环，阻隔了固体颗粒和离子束经通气接口进入真空测量工具；卡环上设置有若干通气孔，保证真空测量工具和反应腔体通气。同时强磁铁材质的金属颗粒吸附块可吸附金属颗粒，保证了金属颗粒不会经通气孔穿过。本发明专利技术通过法兰安装固定，便于拆装清洗维修。

A Protective Device for Vacuum Measuring Tool of Ion Beam Etching System

【技术实现步骤摘要】
一种离子束刻蚀系统的真空测量工具的保护装置
本专利技术属于半导体刻蚀
，尤其涉及一种离子束刻蚀系统的真空测量工具的保护装置。
技术介绍
在半导体器件的制造工艺中，刻蚀工艺是众多工艺中最频繁被采用和出现的。随着芯片关键结构从平面转向3D结构（例如：逻辑器件中的FinFET结构）、先进存储器结构（例如：磁存储器（MRAM）和阻变存储器（ReRAM）这些器件结构对刻蚀工艺要求的精确度、重复性及工艺质量要求的越来越高；同时MRAM这些器件制造过程中，有许多种特殊的金属材料及金属化合物材料需要使用刻蚀工艺；另外在等离子体刻蚀工艺过程中产生的刻蚀反应副产物大部分也是金属或者富含金属的薄膜，以及部分刻蚀工艺过后的图形侧壁不陡直也需要工艺来补充修饰。通过实验观察发现离子束刻蚀过程中的离子溅射对以上三种问题可以进行极大的改进。离子束刻蚀是利用具有一定能量的离子轰击材料表面，使材料原子发生溅射，从而达到刻蚀目的。把Ar，Kr或Xe之类惰性气体充入离子源放电室并使其电离形成等离子体，然后由栅极将离子呈束状引出并加速，具有一定能量的离子束进入工作室，射向固体表面撞击固体表面原子，使材料原子发生溅射，达到刻蚀目的，属纯物理过程。离子束刻蚀的优点是方向性好，各向异性，陡直度高；分辨率高，可达到0.01µm；不受刻蚀材料限制（金属和化合物，无机物和有机物，绝缘体和半导体即可）；刻蚀过程中可改变离子束入射角θ来控制图形轮廓。由于离子束刻蚀对材料无选择性，对于那些无法或者难以通过化学研磨、电介研磨难以减薄的材料，可以通过离子束来进行减薄。另外，由于离子束能逐层剥离原子层，所以具有的微分析样品能力，并且可以用来进行精密加工。在离子束刻蚀系统中，刻蚀过程中的腔体内的真空状态需要随时监控，以保证设备及气路模块处在正常工作的状态，因此在腔体壁上连接有真空测量装置，且在离子束发散刻蚀过程中，真空测量装置内部与腔体内部真空直接接触，以便即时测量监控。真空测量装置的位置一般位于离子束发散角内，因此在刻蚀过程中离子束发射会进入到真空测量装置内部，破坏测量电路，导致真空规等损坏无法使用，提高了更换的频率，成本消耗过高。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提出一种离子束刻蚀系统的真空测量工具的保护装置，防止离子束刻蚀系统工作过程中对安装离子束刻蚀系统上的真空测量工具造成损伤，降低离子束刻蚀系统的真空测量工具的故障率。技术方案：本专利技术提出一种离子束刻蚀系统的真空测量工具的保护装置，所述离子束刻蚀系统包括反应腔体和用于测量反应腔体的内部真空度的真空测量工具，所述反应腔体壁上设置有通气接口，所述真空测量工具连接在通气接口上；所述保护装置包括设置在通气接口处的透气性阻隔装置，所述透气性阻隔装置阻隔固体颗粒和离子束进入真空测量工具。进一步，所述透气性阻隔装置塞在通气接口内阻隔固体颗粒和离子束通过；所述透气性阻隔装置上设置有若干通气孔；并且所述透气性阻隔装置包括强磁铁材质的金属颗粒吸附块。进一步，所述透气性阻隔装置还包括设置在金属颗粒吸附块外壁与通气接口之间的卡环；所述若干通气孔开设在卡环上。进一步，所述反应腔体的通气接口的一端与真空测量工具的一端可拆装活动连接。进一步，所述卡环内侧壁设置有凹槽；所述金属颗粒吸附块的外壁设置有凸台，所述凸台嵌入连接在凹槽内；所述反应腔体的通气接口的一端与真空测量工具的一端通过法兰可拆装活动连接；所述法兰设置有台阶状密封面；所述台阶状密封面包括第一台面和凸出在第一台面上的第二台面；所述第一台面位于第二台面的内侧；所述卡环的外缘夹紧在两端法兰的第一台面之间；两端法兰的第二台面之间设置有密封垫。进一步，所述卡环为刚性材质，且卡环在凹槽处沿垂直于轴向的平面分割为两半。进一步，所述法兰为刀口法兰；所述法兰的第二台面为刀口密封面。进一步，所述若干通气孔位于金属颗粒吸附块上。进一步，所述通气孔为圆孔或长槽孔。有益效果：本专利技术通过强磁铁材质的金属颗粒吸附块和卡环，阻隔了固体颗粒和离子束经通气接口进入真空测量工具；卡环上设置有若干通气孔，保证真空测量工具和反应腔体通气。同时强磁铁材质的金属颗粒吸附块可吸附金属颗粒，保证了金属颗粒不会经通气孔穿过。本专利技术通过法兰安装固定，便于拆装清洗维修。附图说明图1为本专利技术的分解结构示意图；图2为本专利技术的剖视图；图3为离子束刻蚀系统的结构示意图；图4为本专利技术的卡环的第一实施例的示意图；图5为本专利技术的卡环的第二实施例的示意图；图6为本专利技术的卡环的第三实施例的示意图。具体实施方式本专利技术的离子束刻蚀系统如图1所示，包括反应腔体1，位于反应腔体1内的可旋转的刻蚀载片台2、位于反应腔体1内的可旋转的挡板4和可产生离子束的离子源6。反应腔体1为不规则形状的中空腔体，一侧面设置有突出腔体的外套筒8，外套筒8内部安装离子源6，离子源6向反应腔体1内发散离子束。待处理的晶圆3放置于刻蚀载片台2上，由离子源6发散的离子束对晶圆3进行刻蚀。挡板4位于反应腔体1内部，可在驱动装置5如电机或气缸的作用下调整位置。刻蚀载片台2上的晶圆3尚未到达设定位置之前，挡板4阻隔在离子源6与刻蚀载片台2之间，对刻蚀载片台2及晶圆3进行保护，防止它们受到离子束的损伤从而影响成品质量；当刻蚀载片台2上的晶圆3到达设定位置后，调整挡板4的位置使其移动至离子源6与刻蚀载片台2之外的位置。在离子束刻蚀系统中，腔体内的真空状态需要随时监控，反应腔体1壁上开设有通气接口10，通气接口10上连接有真空测量工具50，且在离子束发散刻蚀过程中，真空测量工具50内部与反应腔体1内部直接接触，以便即时测量监控。由于真空测量工具50位于离子束发散的敞角范围内，离子源6发射的离子束发射会进入到真空测量工具50内部，破坏测量电路。同时离子束轰击到挡板4表面，挡板4的材料被溅射出来，溅射出来的材料颗粒也会进入到真空测量工具50的内部，造成内部堵塞；挡板4材料一般是金属导电材料，金属颗粒的进入会造成真空测量工具50内部电路短路，损毁真空测量工具50。如图2，本实施例的保护装置是塞在通气接口10内的透气性阻隔装置。所述透气性阻隔装置包括强磁铁材质的金属颗粒吸附块201，本实施例的金属颗粒吸附块201为圆柱状，塞入通气接口10的圆孔内，还包括设置在金属颗粒吸附块201外壁与通气接口10之间的绝缘材料的卡环200；为了保证真空测量工具50和反应腔体1通气，卡环200上设置有若干通气孔。通过金属颗粒吸附块201和卡环200，阻隔了金属颗粒和离子束经通气接口10进入真空测量工具50，同时强磁铁材质的金属颗粒吸附块201可吸附金属颗粒，保证了金属颗粒不会经通气孔穿过。如图3，为了透气性阻隔装置方便拆装清理维修，所述反应腔体的通气接口的一端与真空测量工具的一端通过法兰可拆装活动连接。所述法兰设置有台阶状密封面；所述台阶状密封面包括第一台面12和凸出在第一台面12上的第一台面13；所述第一台面12位于第一台面13的内侧。所述法兰优选为标准件的刀口法兰；所述法兰的第一台面13即为刀口密封面。两端法兰的第一台面13之间设置有密封垫11，防止法兰连接处与外界相通，密封垫11优选为铜材质。所述卡环200的外缘夹紧在两端法兰的第一台面12之间。所述卡环200内侧壁设置有凹槽，所述金属颗粒吸附块201的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种离子束刻蚀系统的真空测量工具的保护装置，所述离子束刻蚀系统包括反应腔体和用于测量反应腔体的内部真空度的真空测量工具，所述反应腔体壁上设置有通气接口，所述真空测量工具连接在通气接口上，其特征在于：所述保护装置包括设置在通气接口处的透气性阻隔装置，所述透气性阻隔装置阻隔固体颗粒和离子束进入真空测量工具。

【技术特征摘要】
1.一种离子束刻蚀系统的真空测量工具的保护装置，所述离子束刻蚀系统包括反应腔体和用于测量反应腔体的内部真空度的真空测量工具，所述反应腔体壁上设置有通气接口，所述真空测量工具连接在通气接口上，其特征在于：所述保护装置包括设置在通气接口处的透气性阻隔装置，所述透气性阻隔装置阻隔固体颗粒和离子束进入真空测量工具。2.根据权利要求1所述的离子束刻蚀系统的真空测量工具的保护装置，其特征在于：所述透气性阻隔装置塞在通气接口内阻隔固体颗粒和离子束通过；所述透气性阻隔装置上设置有若干通气孔；并且所述透气性阻隔装置包括强磁铁材质的金属颗粒吸附块。3.根据权利要求2所述的离子束刻蚀系统的真空测量工具的保护装置，其特征在于：所述透气性阻隔装置还包括设置在金属颗粒吸附块外壁与通气接口之间的卡环；所述若干通气孔开设在卡环上。4.根据权利要求3所述的离子束刻蚀系统的真空测量工具的保护装置，其特征在于：所述反应腔体的通气接口的一端与真空测量工具的一端可拆装活动连接。5.根据权利要求4所述的离子束刻蚀系统的真空测量工具的保护装置，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：李娜，冯伟群，胡冬冬，程实然，陈兆超，侯永刚，王铖熠，许开东，
申请(专利权)人：江苏鲁汶仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32