一種離子引出裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種離子引出裝置，包括：離子引出模塊、引出驅動模塊、水冷模塊、真空滑動模塊，所述離子引出模塊由引出地電極、抑制電極、絕緣瓷柱等構成，該引出模塊設計不僅能夠將特種離子從離子源弧室引出，同時還能夠實現(xiàn)抑制二次電子，而且使離子束的光學品質(zhì)大為提高，便于與后面光路匹配，提高束流的傳輸效率。所述引出驅動模塊由x向水平運動模塊、x軸旋轉運動模塊、z向水平運動模塊組成，該引出驅動木塊能夠實現(xiàn)離子引出模塊三自由度運動，方便離子注入工藝調(diào)試。所述水冷模塊由水冷主軸組成，能夠有效的降低引出電極溫度。所述真空滑動模塊由平動滑動模塊，轉動滑動模塊組成，該模塊能夠在保證高真空度的條件下實現(xiàn)引出模塊三自由度運動。本發(fā)明涉及離子注入裝置，隸屬于半導體制造領域。
【專利說明】
一種離子引出裝置
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種半導體器件制造設備，即離子注入機，特別是一種離子引出裝置，屬半導體設備領域。
【背景技術】
[0002]隨著集成電路工藝技術的提高，對離子注入設備提出了更高的要求，離子注入元素的種類更多，離子注入設備的應用范圍更廣，其可應用于各種材料改性、半導體器件制造以及大功率器件如SiC電子器件制造等領域，并要求離子注入設備自動化程度較高，操作簡單方便，工作穩(wěn)定。
[0003]現(xiàn)有的離子引出裝置可實現(xiàn)硼、磷、氫、氮、氙等氣態(tài)元素的引出，但對鎳、鉬、鋯、金等金屬元素還沒有比較完善引出裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術問題是，針對現(xiàn)有技術不足，提供一種離子引出裝置，其既可引出硼、磷、氫、氮、氙等氣態(tài)元素，又可引出鎳、鉬、鋯、金等金屬元素，該離子引出裝置在保證良好密封性條件下，能夠實現(xiàn)引出電極三自由度運動，包括X軸旋轉運動、X向水平運動、z向水平運動。具有良好的運動平穩(wěn)性和密封性，方便后續(xù)離子注入工藝調(diào)試。為解決上述技術問題，本發(fā)明所采用的技術方案是:一種離子引出析裝置，包括離子引出模塊、弓丨出驅動模塊、水冷模塊、真空滑動模塊等，所述離子引出模塊包括引出地電極、引出抑制電極、通過絕緣瓷柱，引出地電極和引出抑制電極通過絕緣瓷柱連接，引出地電極和引出抑制電極的引出縫寬為3mm、引出縫長為20mm，極間絕緣性好，能夠滿足特種離子的引出。
[0005]所述引出驅動模塊包括X軸旋轉運動模塊、X向水平運動模塊、z向水平運動模塊、滑動真空板、主軸，所述X軸旋轉運動模塊主要由電動機驅動小齒輪，帶動大齒輪運動，進而實現(xiàn)X軸旋轉運動；x向水平運動模塊主要由電動機驅動絲杠螺母，滾珠絲桿固定在引出主軸上，在這里兩齒輪嚙合住發(fā)生縱向滑動，并起到導向作用，進而實現(xiàn)絲杠與螺母的相對運動，實現(xiàn)X向水平運動；所述Z向水平運動模塊主要由電動機驅動滾珠絲杠，絲桿螺母固定在滑動真空板上，絲桿與螺母產(chǎn)生相對轉動，進而實現(xiàn)Z向水平運動。該引出驅動模塊能夠實現(xiàn)離子引出電極三自由度運動，方便后續(xù)離子注入工藝調(diào)試。
[0006]所述水冷模塊包括主軸、內(nèi)水管、水接頭，內(nèi)水管焊接在主軸內(nèi)，這樣在主軸中形成內(nèi)外兩個腔室，由內(nèi)水管形成的內(nèi)腔與主軸端面一水接頭連通，由主軸內(nèi)腔與內(nèi)水管之間形成外腔，并與主軸端面另一水接頭連通進而形成了水冷通路，為了增加水流冷卻效果，該處內(nèi)水管下端采用斜截面，冷水從一水接頭流入，從另一接頭流出，由此主軸具有良好的冷卻效果。
[0007]所述真空滑動模塊包括主軸、滑動真空板、固定板、O型密封圈、U型密封圈、直線軸承，直線軸承固定在滑動真空板上，主軸穿過直線軸承，并可在直線軸承內(nèi)轉動和直線滑動，直線軸承下為兩U型密封圈，U型密封圈裝在滑動真空板內(nèi)孔中，主軸穿過兩U型密封圈，其中U型密封圈開口朝向大氣側，并采用差分抽氣的方式，這樣主軸在實現(xiàn)X軸旋轉運動和X向水平運動的條件，保證其運動時密封性；在滑動真空板下端面三個密封槽內(nèi)分別裝有三條O型密封圈，通過O型密封圈與固定板滑動，形成滑動密封，在滑動真空版三條密封槽之間各開有抽氣槽，并采用兩級差分方式，這樣真空滑動板能夠實現(xiàn)z向滑動的條件下，保證其滑動時密封性。
[0008]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明所具有的有益效果為:本發(fā)明結構緊湊，拆裝維護方便；能夠對特種離子進行引出，主軸水冷效果好，并且該離子引出裝置在保證良好密封性條件下，能夠實現(xiàn)引出電極三自由度運動，包括X軸旋轉運動、X向水平運動、z向水平運動。具有良好的運動平穩(wěn)性和密封性，方便后續(xù)離子注入工藝調(diào)試。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明一實施例結構示意圖；
[0010]圖2為本發(fā)明一實施例離子引出模塊結構示意圖；
[0011]圖3為本發(fā)明一實施例引出驅動模塊結構示意圖；
[0012]圖4為本發(fā)明一實施例水冷模塊結構示意圖；
[0013]圖5為本發(fā)明一實施例真空滑動模塊結構示意圖；
【具體實施方式】
[0014]如圖1所示，本發(fā)明一實施例包括離子引出模塊(1)、引出驅動模塊(2)、水冷模塊
(3)、真空滑動模塊(4)等。
[0015]本一種離子引出析裝置，主要采用低電壓引出方式，為了能夠引出特種離子，本設計采用三電極方式，離子源弧室引出板可作為高電壓極、本引出模塊結構如圖2所示，主要由引出地電極(11)和引出抑制(12)組成，引出地電極和引出抑制電極通過絕緣瓷柱連接(13)，引出地電極和引出抑制電極的引出縫寬為3mm、引出縫長為20mm，引出抑制電極端面采用半徑為380mm的弧面、縫的形狀與引出地電極相同，并且具有抑制二次電子的作用、極間絕緣性好，能夠滿足特種離子的引出要求。
[0016]所述引出驅動模塊如圖3所示，主要包括X軸旋轉運動模塊(31)、X向水平運動模塊(32)、z向水平運動模塊(33)、滑動真空板(34)、主軸(35)，所述x軸旋轉運動模塊(31)主要由電動機驅動小齒輪，帶動大齒輪運動，進而實現(xiàn)X軸旋轉運動；x向水平運動模塊(32)主要由電動機驅動絲杠螺母，滾珠絲桿固定在引出主軸(35)上，在這里兩齒輪嚙合住發(fā)生縱向滑動，并起到導向作用，進而實現(xiàn)絲杠與螺母的相對運動，實現(xiàn)X向水平運動；所述z向水平運動模塊(33)主要由電動機驅動滾珠絲杠，絲桿螺母固定在滑動真空板(34)上，絲桿與螺母產(chǎn)生相對轉動，進而實現(xiàn)z向水平運動。該引出驅動模塊能夠實現(xiàn)離子引出電極三自由度運動，方便后續(xù)離子注入工藝調(diào)試。
[0017]所述水冷模塊如圖4所示，主要包括主軸(41)、內(nèi)水管(42)、水接頭(43)，內(nèi)水管
(42)焊接在主軸(41)內(nèi)，這樣在主軸中形成內(nèi)外兩個腔室，由內(nèi)水管形成的內(nèi)腔與主軸端面一水接頭(43)連通，由主軸內(nèi)腔與內(nèi)水管之間形成外腔，并與主軸端面另一水接頭(43)連通進而形成了水冷通路，為了增加水流冷卻效果，該處內(nèi)水管下端采用斜截面，冷水從一水接頭流入，從另一接頭流出，由此主軸具有良好的冷卻效果。
[0018]所述真空滑動模塊如圖5所示，主要包括主軸(51)、滑動真空板(52)、固定板(53)、0型密封圈(54)、U型密封圈(55)、直線軸承(56)，直線軸承(56)固定在滑動真空板(52)上，主軸(51)穿過直線軸承(56)，并可在直線軸承(56)內(nèi)轉動和直線滑動，直線軸承(56)下為兩U型密封圈(55)，U型密封圈(55)裝在滑動真空板(52)內(nèi)孔中，主軸穿過兩U型密封圈(55)，其中U型密封圈(55)開口朝向大氣側，并采用差分抽氣的方式，這樣主軸在實現(xiàn)X軸旋轉運動和X向水平運動的條件，保證其運動時密封性；在滑動真空板(52)下端面三個密封槽內(nèi)分別裝有三條O型密封圈(54)，通過O型密封圈(54)與固定板(53)產(chǎn)生滑動，形成滑動密封，在滑動真空版三條密封槽之間各開有抽氣槽，并采用兩級差分方式，這樣真空滑動板能夠實現(xiàn)z向滑動的條件下，保證其滑動時密封性。
【主權項】
1.一種離子引出裝置，包括離子引出模塊(I)、引出驅動模塊(2)、水冷模塊(3)、真空滑動模塊(4)，其特征在于:該引出裝置能夠將特種離子從離子源弧室中引出，能夠實現(xiàn)引出電極三自由度調(diào)整，運動平穩(wěn)，電極間絕緣性好，避免了打火，穩(wěn)定性高。2.根據(jù)權利要求1所述的離子引出裝置，所述離子引出模塊(I)包括引出地電極(11)、引出抑制電極(12)、通過絕緣瓷柱(13)，引出地電極(11)和引出抑制電極(12)通過絕緣瓷柱(13)連接，其特征在于:引出地電極和引出抑制電極的引出縫寬為3mm、引出縫長為20mm，極間絕緣性好，能夠滿足特種離子。3.根據(jù)權利要求1所述的離子引出裝置，所述引出驅動模塊(2)包括X軸旋轉運動模塊(21)、X向水平運動模塊(22)、z向水平運動模塊(23)、滑動真空板(24)、主電極驅動軸(25)，其特征在于:該引出驅動模塊能夠實現(xiàn)離子引出電極三自由度運動，方便后續(xù)離子注入工藝調(diào)試。4.根據(jù)權利要求1所述的離子引出裝置，所述水冷模塊(3)包括主軸(31)、內(nèi)水管(32)、水接頭(33)，其特征在于:內(nèi)水管(32)焊接在主軸(31)內(nèi)，能夠形成冷卻通道，冷水從一水接頭(33)流入，從另一接頭流出，由此主軸具有良好的冷卻效果。5.根據(jù)權利要求1所述的離子引出裝置，真空滑動模塊(4)包括主軸(41)、滑動真空板(42)、固定板(43)、0型密封圈(44)、U型密封圈(45)、直線軸承(46)，其特征在于:主軸(41)穿過兩U型密封圈(45)，其中U型密封圈開口朝向大氣側，并采用差分抽氣的方式，這樣主軸在實現(xiàn)X軸旋轉運動和X向水平運動的條件，保證其運動時密封性；0型密封圈(44)嵌在真空滑動板(42)內(nèi)，并采用兩級差分方式，這樣真空滑動板(42)能夠實現(xiàn)z向滑動的條件下，保證其滑動時密封性。
【文檔編號】H01J49/12GK105895493SQ201410788950
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2014年12月18日
【發(fā)明人】李晨冉
【申請人】北京中科信電子裝備有限公司