本发明专利技术涉及用于表面离子束加工的方法和装置，其中该基片被定位在离子束对面，并且形成新的工艺上定义的性质图案。按照本发明专利技术，该离子束在该基片（８）表面（１５）上的、当前的几何结构的作用图案根据已知的性质图案和新的工艺上被定义的性质图案以及根据处理过程通过射束特性的改变和／或通过射束的脉动被调节。该装置包括基片载体用于夹持至少一个基片（８），该基片可在Ｙ轴（４）和Ｘ轴（６）上运动，并且离子束源（１）被这样固定在该真空室的壁中，使得离子束源（１）的离子束的轴线可垂直于基片（８）的待加工的表面（１５）地位于Ｚ轴（１１）上或者可被设置在向Ｚ轴倾斜的轴线上。离子束源（１）到基片（８）的待加工的表面（１５）的距离可被固定或可改变。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及基片表面的离子束加工方法，其中基片相对于由离子束源所产生的离子束而被定位，并且由离子束以定义的作用图案部分地这样加工基片表面的已知性质图案，使得形成表面的新工艺定义的性质图案。此外，本专利技术还涉及用于实施根据权利要求2的方法的装置。其中，基片的表面的性质图案是指所有涉及基片表面的限定表面区域的物理和化学性质以及表面形貌。离子束的作用图案包括涉及离子束的离子作用于其上的基片限定表面区域的、具有相应离子能量分布的局部离子流密度分布。
技术介绍
根据现有技术，已知这样的方法和设备，其中具有恒定射束特性的离子束以可变速度相对于待加工的基片表面移动。射束特性描述了离子束源的离子束的离子加速、离子能量分布、离子流密度和离子密度分布。在离子束源和基片之间使用光阑也是已知的。尤其对于不同领域中的微米和纳米技术，基片表面形貌的加工具有决定性意义。无论是薄层技术中通过对层进行薄化来制造可以有目的地调节的层厚，直至单个原子位置的有目的地去除，还是“高等级”表面的纳米成型，都为此越来越需要使用离子束作为加工工具。除了去除或涂层意义上的表面形貌的几何变化，对于微米和纳米技术，表面性质的局部改变也是重要的。因此，已知在离子束支持的沉积方法中，通过在在基片上涂敷期间同时入射离子，被沉积的层的性质受到影响。由此，例如被沉积的层的厚度可被改变或者层的生长可以从非晶形变化到结晶的或者层的化学计量也受到影响。通过表面的离子轰击还可能实现表面的有目的的改变。这里，应该仅提到，塑料材料表面上官能团的断裂，例如用于吸附性质的改变，以及加入外来原子，例如用于表面硬化。例如在DE 198 14 760 A1中记载了一种用于在矩形射束横截面的情况下对固体表面进行离子束加工的方法。其中，离子束源以位于工件表面中的预定起始角，以速度变化的平移，根据位置、离子束参数和材料性质，以确定的固定或可变距离，计算机控制地被控制在工件上。
技术实现思路
本专利技术的任务在于，提供一种开始所述类型的对表面进行离子束加工的方法，借助于它实现高效率，并且技术花费小。此外，本专利技术的任务还在于提供用于实施权利要求2的方法的设备。本专利技术通过权利要求1中给出的特征实现对于方法的任务。对于设备，通过权利要求6中所给出的特征实现该任务。本专利技术的有利改进方案在相应的从属权利要求中表示，并且在后面结合本专利技术的优选实施方式的描述-包括附图-详细地被阐述。本专利技术的核心在于离子束的新型使用，方式是借助于射束特性的改变和/或通过离子束的脉动(Pulsung)，根据表面的已知性质图案和表面的待制造的新工艺定义的性质图案，根据处理过程调节基片表面上工艺要求的离子束作用。其中，基片表面上离子束的当前几何作用图案分别被适配于表面的当前已知性质图案。然后，通过时间上被控制的射束特性来确定通过离子束的、限定表面区域的性质改变。根据本专利技术，离子束源-并因此离子束-可相对于待加工的基片表面被固定或者在对应于权利要求2的改进方案中也可运动。根据现有技术，已知用于检测基片表面的性质图案、并且在现场检测离子束的当前作用图案以在处理流程期间改变离子束特性的适当方法和设备。尤其对于加工较大基片或基片布置，有利的是，对应于权利要求3，组合设置至少两个单个离子束源，使得单个离子束共同地形成根据本专利技术的离子束的几何作用图案。根据权利要求3，离子束或单个离子束也可以同时或时间交错地被脉动。其中，脉冲频率、脉冲高度以及脉宽可对应于技术情况自由地被编程。对于特定任务，根据权利要求4，待加工的基片表面的面法线和入射到表面上的离子束的轴线之间的角度也可被改变。对于定义的可再现的离子束加工，根据离子束源的确定控制参数以及射束特性的时间上的稳定性而确定射束特性的认识。为了在处理流程之前和/或期间检测基片表面上的离子束，有利的是，对应于权利要求5，在待加工的基片表面的面中设置离子探针阵列，借助于它来测量离子束的几何作用。由此，在每个时刻可确定瞬间射束特性，并且因此，当必要时，在要求的范围中校正瞬间射束特性。其中，也可能自动地调节以便校正射束特性或者辅助计算基片的处理条件以便实现目标图案。为了根据本专利技术的一种方法实施基片表面的离子束加工，其中在该方法中，基片和离子束源相互移动，给出了根据权利要求6的装置。该装置被设置在真空室内，并且包含基片支架，用于夹持至少一个基片，其中基片支架可在Y轴和X轴上运动。离子束源被这样固定在真空室的壁中，使得离子束源的离子束的轴线垂直于基片的待加工表面地位于Z轴上或者可以被设置在向Z轴倾斜的轴线上。离子束源与基片的待加工表面的距离可以是固定的或可改变的。在装置的一个改进方案中，离子束源包括至少两个单个离子束源，其各个离子束在基片的表面上形成离子束的共同的、当前几何作用图案。借助根据本专利技术的方法以及相应的装置，可以相对于现有技术实现明显的优点。在大量特别是较小基片或者基片布置中，根本不需要花费很大的运动设备或者光阑。如果在工艺条件上需要基片和离子束源之间的运动，则通常以下就足够了，即规定均匀的运动，它同样可以比速度变化的平移运动明显更简单地实现。基片和离子束源相互的布置也可光栅地实现。这与离子束的脉动结合也可以是非常有利的，例如如果在连续处理中应该加工大量基片。如果例如在射束特性在时间上稳定的情况下，离子束在一个时间上变化的时间光栅中借助于电控制参数被接通和断开，则在同时的均匀基片运动情况下，可以实现取决于离子束的局部有效作用持续时间的表面加工。即使在在均匀基片运动期间离子束源具有时间上变化的射束特性的情况下，离子束也可以在时间上变化的时间光栅z中并且被断开。与改变的射束特性和离子束源的调整参数的脉动同时地，产生离子束中和的可能性。其中，在离子束闭锁期间执行电子提取。以这样的方法实现，即使在不同基片材料的情况下，也可实现特别灵活的离子束加工，例如如果在基片表面内应该产生大小差别很大的不同性质区域。通过时间上变化的射束特性，加工精度以及加工速度也可以有利地适配于要实现的局部性质图案。附图说明下面在实施例中详细阐述本专利技术。附图在图1a和1b中示出了具有涂层的基片，其中图1a示出了离子束加工前的涂层，而图1b示出了离子束加工后的涂层。图2示出了用于根据图1a和1b对基片进行离子束加工的装置。具体实施例方式实施例I从基片8出发，其中基片8包括基体17，在基体17上对应于图1a存在具有表面15的层18，表面15应该以根据本专利技术的方法和根据附图2的根据本专利技术的设备被这样加工，使得产生对应于图1b的、新层19的被平滑的表面16。对应于附图2的根据本专利技术的装置主要包括未示出的真空室内的基片支架以及离子束源1，其中离子束源1借助于真空法兰被固定在真空室的壁上，使得所需要的控制件尽可能位于真空室外。基片支架包括装配板2，在装配板2上固定具有Y轴线4的导轨3；基片支架还包括在导轨3上在Y轴线4上可移动的具有X轴线6的导轨5以及基片夹具7，其中基片夹具7可在X轴线6上移动并且可绕其自己的中心轴线(Z轴线11)旋转。在基片夹具7上夹持基片8。在基片8的面中，在基片夹具7上设置离子探针阵列9，其中离子探针阵列包括两列离子探针，其中每列8个离子探针，并且离子探针阵列通过基片夹具7而被移动。离子探针阵列9使得在不中断真空的情况下能本文档来自技高网...
【技术保护点】
用于基片表面的离子束加工方法，其中，所述基片相对于由离子束源所产生的离子束被定位，并且通过所述离子束这样部分地加工所述基片的表面的已知性质图案，以便形成新的工艺定义的性质图案，其特征在于，根据所述已知性质图案和新的工艺定义的性质图案、以及根据处理过程，通过改变射束特性和／或通过离子束的脉动来调节所述离子束在所述基片（８）的表面（１５）上的当前几何作用图案。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】DE 2003-10-31 10351059.11.用于基片表面的离子束加工方法，其中，所述基片相对于由离子束源所产生的离子束被定位，并且通过所述离子束这样部分地加工所述基片的表面的已知性质图案，以便形成新的工艺定义的性质图案，其特征在于，根据所述已知性质图案和新的工艺定义的性质图案、以及根据处理过程，通过改变射束特性和/或通过离子束的脉动来调节所述离子束在所述基片(8)的表面(15)上的当前几何作用图案。2.根据权利要求1的离子束加工方法，其特征在于，所述基片(8)和所述离子束源(1)相对旋转和/或均匀地或不均匀地直线地、圆形地或在工艺预定方向上被移动。3.根据权利要求1或2的离子束加工方法，其特征在于，所述离子束由至少两个单个离子束构成，它们的射束特性同步地或者彼此不相关地被控制和/或同时或时间上错开地被脉动。4.根据权利要求1至3之一的离子束加工方法，其特征在于，所述基片的待加工表面的面法线和入射...
【专利技术属性】
技术研发人员：乔奇姆麦，迪特马罗斯，波恩德劳，卡尔亨兹迪特里奇，
申请(专利权)人：霍赫劳微系统有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]
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