可控束斑离子发射装置及抛光蚀刻方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种可控束斑离子发射装置及抛光蚀刻方法，该可控束斑离子发射装置包括均为圆桶且同轴设置的气体电离装置、离子加速电极、束斑调节装置以及离子发射装置固定容器，其中束斑调节装置上设置有至少两个聚焦电极，气体电离装置、离子加速电极、聚焦电极皆独立与不同的高压直流电源相连，离子束从气体电离装置引出，经离子加速电极加速后，通过给束斑调节装置聚焦电极设置不同电压，能够调节束斑直径，改变离子束的聚散状态，使得离子抛光装置能够对样品抛光蚀刻的区域灵活调整，使得离子束聚焦于需要曝光蚀刻的区域，而无需对样品的其他区域进行抛光蚀刻，从而提高抛光蚀刻的效率；同时，避免破坏样品上无需抛光蚀刻的区域。

Controllable beam spot ion emission device and polishing etching method

【技术实现步骤摘要】
可控束斑离子发射装置及抛光蚀刻方法
本专利技术涉及抛光加工
，尤其涉及一种可控束斑离子发射装置及抛光蚀刻方法。
技术介绍
随着技术的飞速发展，离子束(IonBeam，IB)已被广泛应用于各种技术，如离子抛光技术、离子蚀刻技术等。离子抛光是一种先进的样品表面处理技术，该技术通过离子发射装置将气体，如氩气电离产生离子束并对离子束进行加速，利用加速后的高能离子束轰击样品表面，去除样品表面损伤层获得高质量的样品，该技术已被广泛应用于光镜、扫描电镜、离子探针等各种分析测试中。该技术中，一个离子发射装置产生的离子束可以是发散的，也可以是微聚焦的，离子束对应的束斑的直径一般为1～4毫米(mm)，该离子束也可以称之为宽离子束。离子蚀刻技术中，同样通过离子发射装置将气体电离产生离子束，相较于离子抛光技术中发散或微聚焦的离子束，该离子束也称之为聚焦离子束(FocusedIonBeam，FIB)，聚焦离子束被高电压汇聚成几十到几百纳米的离子铣，利用离子铣对样品表面进行蚀刻。根据上述可知：无论是离子抛光技术还是离子蚀刻技术，均需要离子发射装置对气本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可控束斑离子发射装置，其特征在于，包括：均为圆桶且同轴设置的气体电离装置(1)、离子加速电极(2)、束斑调节装置(3)、以及离子发射装置固定容器(4)；其中，/n所述气体电离装置(1)的中心轴、所述离子加速电极(2)的中心轴、所述束斑调节装置(3)的中心轴以及所述离子发射装置固定容器(4)的中心轴重合并形成离子束通道；/n所述气体电离装置(1)的顶部与所述离子加速电极(2)的底部连接，所述气体电离装置(1)的外径与所述离子加速电极(2)的内径相同，所述气体电离装置(1)设置在所述离子加速电极(2)内部；/n所述离子加速电极(2)的顶部与所述束斑调节装置(3)的底部连接；/n所述束斑调节...

【技术特征摘要】
1.一种可控束斑离子发射装置，其特征在于，包括：均为圆桶且同轴设置的气体电离装置(1)、离子加速电极(2)、束斑调节装置(3)、以及离子发射装置固定容器(4)；其中，
所述气体电离装置(1)的中心轴、所述离子加速电极(2)的中心轴、所述束斑调节装置(3)的中心轴以及所述离子发射装置固定容器(4)的中心轴重合并形成离子束通道；
所述气体电离装置(1)的顶部与所述离子加速电极(2)的底部连接，所述气体电离装置(1)的外径与所述离子加速电极(2)的内径相同，所述气体电离装置(1)设置在所述离子加速电极(2)内部；
所述离子加速电极(2)的顶部与所述束斑调节装置(3)的底部连接；
所述束斑调节装置(3)的顶部与所述离子发射装置固定容器(4)连接，所述束斑调节装置(3)上设置有至少两个聚焦电极，所述至少两个聚焦电极为直径等于所述离子发射装置固定容器(4)内径的金属圆板，所述金属圆板内径为所述中心轴直径，所述至少两个聚焦电极中相邻的两个聚焦电极之间设置有绝缘环；所述至少两个聚焦电极中靠近所述离子加速电极(2)的聚焦电极与所述离子加速电极(2)之间设置有绝缘环；
所述离子发射装置固定容器(4)用于容纳所述离子加速电极(2)和所述束斑调节装置(3)；
所述气体电离装置(1)、所述离子加速电极(2)、所述束斑调节装置(3)和所述离子发射装置固定容器(4)的中心轴形成离子束通道；
所述气体电离装置(1)、所述离子加速电极(2)、所述束斑调节装置(3)上的聚焦电极分别与不同的高压直流电源连接。


2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
所述气体电离装置(1)包括：阳极(10)、前阴极(11)、后阴极(12)、绝缘环(13)、永磁铁(14)、阴极固定容器(15)和气体电离装置固定容器(16)；其中，
所述阳极(10)为一金属圆筒，所述阳极(10)的外径与所述绝缘环(13)的内径相同，所述阳极(10)安装在所述绝缘环(13)内部，所述阳极(10)与所述后阴极(12)之间留有间隙，所述阳极(10)顶部中间设置有圆形凸起，所述圆形凸起的内径与所述中心轴直径相同；
所述前阴极(11)为直径等于所述气体电离装置固定容器(16)内径的金属圆板，所述前阴极(11)底部边缘设置有用于固定所述阴极固定容器(15)的卡槽，所述前阴极(11)底部中间设置有与所述阳极(10)所对应的圆形凸起，所述前阴极(11)的圆形凸起的内径与所述阳极(10)的圆形凸起的内径相同，所述前阴极(11)的圆形凸起的外径与所述阳极(10)的圆形凸起的外径相同；
所述后阴极(12)为直径等于所述气体电离装置固定容器(16)内径的金属圆板，所述后阴极(12)顶部边缘设置有用于固定所述阴极固定容器(15)的卡槽，所述前阴极(11)与所述后阴极(12)分别设置在所述阳极(10)的顶部和底部；
所述绝缘环(13)的外径与所述永磁铁(14)的内径相同，所述绝缘环(13)安装在所述永磁铁(14)内部；
所述永磁铁(14)为一圆筒形磁铁，所述永磁铁(14)的外径与所述阴极固定容器(15)内径相同，所述永磁铁(14)安装在所述阴极固定容器(15)内部，所述永磁铁(14)顶部与所述前阴极(11)相连，所述永磁铁(14)的底部与所述后阴极(12)相连；
所述阴极固定容器(15)为一金属圆筒，所述阴极固定容器(15)的外径与所述气体电离装置固定容器(16)的内径相同，用于容纳所述阳极(10)、所述绝缘环(13)和所述永磁铁(14)；
所述气体电离装置固定容器(16)的外径与所述离子加速电极(2)的内径相同，所述气体电离装置固定容器(16)顶部设有开孔，所述开孔内径与所述中心轴直径相同，所述气体电离装置固定容器(16)用于容纳所述阴极固定容器(15)、所述前阴极(11)、所述后阴极(12)。


3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述后阴极(12)上设置有进气孔(120)、高压电源供电孔(121)，所述进气孔(120)用于电离气体进入所述气体电离装置(1)，所述高压电源供电孔(121)用于为所述气体电离装置(...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜忠明，杨继进，陈卫，周飞，
申请(专利权)人：中国科学院地质与地球物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11