本技術(shù)涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，具體地，涉及一種帶電粒子束發(fā)生器及離子束刻蝕設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、隨著微納加工技術(shù)的發(fā)展，對(duì)刻蝕技術(shù)的要求越來(lái)越高。目前，從原理上，可將刻蝕分為濕法刻蝕和干法刻蝕。干法刻蝕大多數(shù)采用射頻耦合原理產(chǎn)生等離子體源，包括電感耦合等離子體(inductivelycoupled?plasma，icp)以及電容耦合等離子體(capacitively?coupledplasma，ccp)，進(jìn)而利用等離子體源中的離子或自由基進(jìn)行所需的刻蝕工藝。與濕法刻蝕相比，干法刻蝕的刻蝕精度高、可控性高、各向異性好，因而受到越來(lái)越多的關(guān)注。

2、對(duì)于干法刻蝕系統(tǒng)，除了離子源外，電子源也具有重要的作用。例如，對(duì)于高真空度(例如：氣壓小于10-5torr以下)刻蝕系統(tǒng)，由于種子電子稀少，成功啟輝成為影響系統(tǒng)穩(wěn)定性的難點(diǎn)之一。提高射頻系統(tǒng)啟輝穩(wěn)定性的方法之一就是提高種子電子的數(shù)量；此外，在離子束刻蝕(ion?beam?etching)系統(tǒng)中，為了減小離子之間的排斥力、提高離子束流的均勻性，以及減小晶圓表面的電荷積累、提高刻蝕速率，在進(jìn)行刻蝕工藝前，需要提供足量的電子束流對(duì)引出的離子束進(jìn)行中和。以上兩方面都需要提供高密度、穩(wěn)定輸出的電子束流。

3、帶電粒子束發(fā)生器，例如產(chǎn)生電子束的電子束發(fā)生器或者產(chǎn)生正離子的正離子束發(fā)生器等。以icp電子束發(fā)生器為例，icp電子束發(fā)生器是一種高性能的電子束流生成裝置。相比于其他類(lèi)型的電子束發(fā)生器，icp電子束發(fā)生器的適用工藝場(chǎng)景范圍廣、壽命長(zhǎng)。因而，近年來(lái)受到越來(lái)越多的關(guān)注。icp電子束發(fā)生器的工作原理如下：通過(guò)電感耦合產(chǎn)生等離子體。其中，在空間電場(chǎng)的作用下，正離子向帶負(fù)電位的離子收集極(陰極)運(yùn)動(dòng)，電子從引出口被引出。這兩個(gè)過(guò)程的平衡，維持icp電子束發(fā)生器運(yùn)行的穩(wěn)定性。

4、但是，現(xiàn)有技術(shù)中帶電粒子束發(fā)生器存在帶電粒子引出性能及效率低的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題之一，提出了一種帶電粒子束發(fā)生器及離子束刻蝕設(shè)備，其可以解決現(xiàn)有技術(shù)中帶電粒子束發(fā)生器存在帶電粒子引出性能及效率低的問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的而提供一種帶電粒子束發(fā)生器，包括：

3、帶電粒子束生成腔體，具有引出口；

4、引出口控制裝置，用于調(diào)節(jié)所述引出口的引出面積。

5、可選地，所述引出口控制裝置包括遮擋組件，所述遮擋組件可活動(dòng)地設(shè)置于所述帶電粒子束生成腔體之外；

6、所述遮擋組件被設(shè)置為遮擋所述引出口，且能夠通過(guò)調(diào)節(jié)所述遮擋組件的位置來(lái)調(diào)節(jié)所述引出口的引出面積。

7、可選地，所述遮擋組件包括在周向上依次排布的多個(gè)遮擋板，多個(gè)所述遮擋板的內(nèi)周面合圍構(gòu)成引出控制口，所述引出控制口與所述引出口對(duì)應(yīng)設(shè)置；

8、多個(gè)所述遮擋板均能夠沿所述引出控制口的徑向移動(dòng)，且在所述引出控制口的徑向上的不同位置處合圍構(gòu)成開(kāi)口面積不同的所述引出控制口。

9、可選地，所述引出控制口與所述引出口同軸。

10、可選地，所述引出口控制裝置還包括環(huán)形安裝件，所述環(huán)形安裝件的環(huán)孔與所述引出口同軸設(shè)置；

11、所述環(huán)形安裝件上形成有沿所述環(huán)形安裝件的周向依次排布的多個(gè)導(dǎo)向槽，每個(gè)所述導(dǎo)向槽均在所述環(huán)形安裝件的內(nèi)周面上形成有開(kāi)口；各所述遮擋板一一對(duì)應(yīng)地設(shè)置于各所述導(dǎo)向槽中，且能夠沿所述引出控制口的徑向經(jīng)由所述開(kāi)口伸入至所述環(huán)孔中，并且各所述遮擋板的內(nèi)周面與所述開(kāi)口均朝向所述環(huán)孔。

12、可選地，每個(gè)所述遮擋板伸入至所述環(huán)孔中的部分，與相鄰的兩個(gè)所述遮擋板伸入至所述環(huán)孔中的部分在所述環(huán)形安裝件的軸向上部分交疊。

13、可選地，每個(gè)所述遮擋板與相鄰的兩個(gè)所述遮擋板的交疊部分，分別位于相鄰的兩個(gè)所述遮擋板的不同側(cè)。

14、可選地，在每個(gè)所述導(dǎo)向槽的相對(duì)于所述開(kāi)口的側(cè)面形成有沿所述引出控制口的徑向貫通至所述環(huán)形安裝件的外周面的移動(dòng)通道；

15、所述引出口控制裝置還包括多個(gè)連接桿和多個(gè)直線驅(qū)動(dòng)源，各所述連接桿一一對(duì)應(yīng)地穿設(shè)于各所述移動(dòng)通道，且各所述連接桿的一端一一對(duì)應(yīng)地與各所述遮擋板連接，另一端一一對(duì)應(yīng)地與各所述直線驅(qū)動(dòng)源連接；各所述直線驅(qū)動(dòng)源用于通過(guò)對(duì)應(yīng)的所述連接桿驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的所述遮擋板沿所述引出控制口的徑向移動(dòng)。

16、可選地，所述引出口控制裝置還包括環(huán)形固定件，所述環(huán)形固定件與所述環(huán)形安裝件固定連接，用于將各所述遮擋板限制在對(duì)應(yīng)的所述導(dǎo)向槽中。

17、可選地，所述環(huán)形固定件與所述環(huán)形安裝件之間設(shè)置有定位結(jié)構(gòu)，用于限定所述環(huán)形固定件與所述環(huán)形安裝件的相對(duì)位置。

18、可選地，所述定位結(jié)構(gòu)包括形成于所述環(huán)形安裝件的所述導(dǎo)向槽所在表面上的凸起結(jié)構(gòu)，所述凸起結(jié)構(gòu)在所述環(huán)形安裝件上構(gòu)成定位凹槽，用于限定所述環(huán)形固定件在所述環(huán)形安裝件上的相對(duì)位置。

19、可選地，所述凸起結(jié)構(gòu)包括沿所述環(huán)形安裝件的所述導(dǎo)向槽所在表面的外周邊緣設(shè)置的環(huán)形凸起，和設(shè)置于所述環(huán)形安裝件的所述導(dǎo)向槽所在表面的內(nèi)周邊緣，且位于各相鄰的兩個(gè)所述導(dǎo)向槽之間的凸塊，所述環(huán)形凸起的內(nèi)周面與所述環(huán)形固定件的外周面相配合；所述凸塊的相對(duì)于所述環(huán)形凸起的表面與所述環(huán)形固定件的內(nèi)周面相配合。

20、可選地，所述引出口控制裝置還包括多個(gè)限位桿；

21、所述環(huán)形固定件朝向所述環(huán)形安裝件的表面上形成有多個(gè)限位通道，每個(gè)所述限位通道均沿所述引出控制口的徑向延伸，且在所述環(huán)形固定件的內(nèi)周面形成有通道開(kāi)口；各所述限位桿一一對(duì)應(yīng)地設(shè)置于各所述限位通道中，且能夠沿所述引出控制口的徑向經(jīng)由所述通道開(kāi)口伸入至所述環(huán)形固定件的環(huán)孔中；

22、各所述限位桿一一對(duì)應(yīng)地疊置于各所述遮擋板相鄰于所述環(huán)形固定件的表面，且各所述限位桿的朝向所述通道開(kāi)口的一端與對(duì)應(yīng)的所述遮擋板的內(nèi)周邊緣固定連接。

23、可選地，每個(gè)所述限位桿的朝向所述通道開(kāi)口的一端設(shè)置有沿靠近所述遮擋板的方向彎折的彎折部；每個(gè)所述遮擋板的相鄰于所述環(huán)形固定件的表面的內(nèi)周邊緣處形成有固定孔；

24、各所述限位桿的所述彎折部設(shè)置于對(duì)應(yīng)的各所述遮擋板的所述固定孔中。

25、作為另一個(gè)技術(shù)方案，本實(shí)用新型還提供一種離子束刻蝕設(shè)備，包括工藝腔室，和在第一方向上相對(duì)設(shè)置于所述工藝腔室內(nèi)的離子源生成裝置和承載裝置，還包括本實(shí)用新型提供的上述帶電粒子束發(fā)生器，所述帶電粒子束發(fā)生器設(shè)置于所述工藝腔室的腔體上，且所述引出口與所述工藝腔室連通，且朝向第二方向，用于向所述工藝腔室內(nèi)引出帶電粒子束，其中，所述第二方向與所述第一方向成角度。

26、可選地，還包括傳感器，所述傳感器用于獲取所述帶電粒子束生成腔體中等離子體密度，所述引出口控制裝置還用于根據(jù)所述傳感器獲取的所述等離子體密度，調(diào)節(jié)所述引出口的引出面積。

27、本實(shí)用新型具有以下有益效果：

28、本實(shí)用新型提供的帶電粒子束發(fā)生器，可以通過(guò)引出口控制裝置，調(diào)節(jié)帶電粒子束生成腔體的引出口的引出面積。由于帶電粒子束的引出性能和效率與引出口表面的等離子體鞘層形態(tài)密切相關(guān)，而引出口表面的等離子體鞘層形態(tài)又與帶電粒子束生成腔體內(nèi)部生成的等離子體密度密切相關(guān)，基于此，由于相關(guān)技術(shù)中引出口的引出面積是固定的，其只能適配帶電粒子束發(fā)生器的一種工作條件，即，帶電粒子束生成腔體內(nèi)部的某一等離子體密度和與之對(duì)應(yīng)的引出口表面的等離子體鞘層形態(tài)，在該工作條件不變的情況下，引出口的引出面積可以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的引出性能和效率。但是，在該工作條件發(fā)生變化時(shí)，即帶電粒子束生成腔體內(nèi)部的等離子體密度發(fā)生變化，等離子體鞘層形態(tài)也隨之變化，此時(shí)固定不變的引出面積無(wú)法適配等離子體鞘層形態(tài)變化，從而無(wú)法使帶電粒子引出效率始終維持在較大幅值。對(duì)此，本實(shí)用新型的方案在諸如電子、正離子等的帶電粒子運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，通過(guò)根據(jù)帶電粒子束生成腔體內(nèi)部的等離子體密度幅值的大小，控制引出口控制裝置調(diào)節(jié)引出口的引出面積，可以使該引出面積能夠適配等離子體鞘層形態(tài)變化，使帶電粒子引出效率始終維持在較大幅值，從而有效提高了帶電粒子束發(fā)生器的性能和穩(wěn)定性。

29、本實(shí)用新型提供的離子束刻蝕設(shè)備，其通過(guò)采用本實(shí)用新型提供的上述帶電粒子束發(fā)生器，可以使電子引出效率始終維持在較大幅值，從而可以?xún)?yōu)化工藝效果。