专利名称：一种离子源均匀送气结构装置的制作方法
技术领域：
本发明是有关离子源的均匀送气结构装置，其直接针对于使送入的气体均匀的流动并进入弧室，与两边的灯丝发射过来的电子发生碰撞，形成均匀的等离子体。本发明为多方面均匀送气应用提供了方便。
背景技术：
1.在晶片的离子注入工艺中，束流的均匀性要求愈来愈高。而这种要求直接影响半导体领域整体的注入质量，主要体现在以下几个方面:2.与之前的单送气管路相比，此送气盖板所呈现的优势体现在:1.送气盖板采用钥质材料，且采用多管路传输送气，不仅减少了气体对送气盖板的侵蚀，而且增加了气体传输的均匀性。I1.弧室两端采用双灯丝结构，与均匀进入其内的气体发生碰撞，提高电离效率。3.在束流的注入中，离子剂量均一的注入到晶片上。注入束流的不均匀性会引起注入的失败。4.本发明涉及的离子源均匀送气结构装置，在要求气体均匀性的同时，也要求加强束流的控制力，阻隔杂质离子，从而防止因能量污染引发的失败。5.本发明涉及的离子源均匀送气结构装置，为多方面的均匀性送气应用提供了技术支撑，但增加了设备的总的投资；特别是送气路径相对较长从而引起气体到达弧室时存在密度微差，这也增加了离子束均匀性精确控制的困难。
发明内容
本发明总结了离子注入系统中的一种离子源均匀送气结构装置，如图1所示，由两块端板(I)、两块侧板(2)、一块含有引出缝的盖板(3)、一块送气底板(4)、一块送气盖板
(5)、送气管头(6)组成的弧室，其工作原理简述如下:由送气管头(6)流入的气体，经送气盖板(5)及其底板(4)之间对称的送气管路，从送气盖板(5)上的送气孔均匀的流入弧室腔体内，而弧室的两块端板上安装有灯丝；当通过一定的灯丝电流，灯丝受热发射电子，此时送入的气体与电子相互碰撞发生电离，最终形成均匀的等离子体。因此，送气盖板的设置对均匀性送气显得尤为重要。其中送气盖板底面的结构及其比例如图2所示。送气盖板(5)均采用耐高温、耐高压、高强度、导电特性突出的钥质材料，以减少在气体流动过程中造成的对送气盖板(5)的侵蚀。通过送气盖板(5)上表面的12个均勻分布的送气孔(508)至送气孔(519),在其底部设计送气管路(501)至送气管路(507)，以使送入的气体均匀的流入弧室腔内，并与由灯丝发射过来的电子发生碰撞，形成分布均匀的等离子体。送气盖板底面设计的送气管路
(501)至送气管路(507)呈交错相通状，如图2所示:在送气管头(6)设置一条横向的主送气管路(501)，而在两边分别设置与其平行的副送气管路(502)和副送气管路(503)，在此管道上均匀布置送气孔(508)至送气孔(519)，每侧6个，共12个。这三条送气管路是通过支送气管路(504)至支送气管路(507)来连接的。气体通过送气管路流入达弧室腔体内，最终形均匀的等离子体。
图1为弧室图2为弧室送气盖板底面图3为弧室送气盖板上表面图4为弧室送气盖板侧面
具体实施方式
:下面结合附图对本发明作进一步介绍，但不作为对发明的限定。送入的气体经送气管头(6)流入送气底板(4)和送气盖板(5)之间,送气盖板(5)设置有送气管路(501)至送气管路(507)。利用送气管路(501)至送气管路(507)的几何对称性实现气体的均匀性流动。此时在副送气管路(502)和副送气管路(503)上设置均匀的送气孔(508)至送气孔(519)(它们与弧室相通)，气体沿着送气孔(508)至送气孔(519)均匀的流向弧室腔内，符合气体分子均匀电离的要求。如图2所示弧室送气盖板底面结构，外观呈矩形状，其内的导槽呈对称的几何分布，使气体均匀的送至弧室气腔内，最终形成均匀的等离子体。其结构简述如下:送气盖板
(5)的几何中心处设置有圆型凹槽，而主送气管路(501)的有效长度为5A，以此螺纹孔为中心向两边均匀对称延伸；在主送气管路(501)两侧分别设置副送气管路(502)和副送气管路(503)，其有效长度为5A，与主送气管路的间距为B，在其上以中心为对称设置12个送气孔(508)，送气孔(510)，送气孔(512)，送气孔(514)，送气孔(516)和送气孔(518);送气孔(509)，送气孔(511)，送气孔(513)，送气孔(515)，送气孔(517)和送气孔(519)，孔与孔之间的间距为A ;主送气管路(501)与副送气管路(502)和副送气管路(503)通过支送气管路(506)，支送气管路(504)，支送气管路(505)和支送气管路(507)对称相连。由于送气盖板(5)本身的对称性，以下叙述中以左上部分为例:当送气管头(6)送入的气体沿主送气管路(501)流动时，经距离A，其中一部分气体沿着支送气管路(504)被送至副送气管路
(502)进而进入送气孔(514)和送气孔(516)，流经路程0.5A ;而另一部分气体则继续沿着主送气管路(501)流动1.5A路程，遇到支送气管路(506)时被送至副送气管路(502)从而进入送气孔(508)。其中首次进入支送气管路(504)的气体进入副送气管路(502)后向两边延伸，流经0.5A至送气送气孔(514)和送气孔(516)，而最后进入支送气管路(506)的气体流入送气孔(508)，使气体在整个管路及送气孔均匀分布，最终均匀的进入弧室并形成等离子体，均匀性较高，为多方面的均匀性送气应用提供了方便，亦符合离子注入的要求。本发明的特定实施例已对本发明的内容做了详尽说明。对本领域一般技术人员而言，在不背离本发明精神的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都构成对本发明专利的侵犯，将承担相应的法律责任。
权利要求
1.一种应用于离子注入系统的离子源均匀送气结构装置，其送气盖板(5)及底板(4)均采用耐高温、耐高压、高强度、导电特性突出的钥质材料，而与之相连的送气管头部(6)采用陶瓷质地，以减少在气体流动过程中由于气体的压力、温升及电离度等造成的对送气盖板(5)的侵蚀。
2.按权利要求1所述的离子源均匀送气结构装置，通过在送气盖板(5)与底板(4)之间设置送气管路(501)至送气管路(507)，以达到气体均匀送气的目的。
3.按权利要求1所述的离子源均匀送气结构装置，送气盖板底面，如图2所示，设置的送气管路(501)至送气管路(507)呈纵横交错状，送入的气体通过主送气管路(501)向两边扩散。当气体到达两侧的支送气管路(504)至支送气管路(507)时，沿着支送气管路(504)，支送气管路(505)，送气管路(506)和送气管路(507)，又将气体送至含有送气孔的副送气管路(502)和副送气管路(503);因送气管路(501)至送气管路(507)呈对称的几何分布，气体均匀的到达送气孔(508)至送气孔(519)，之后进入弧室腔内。
4.按权利要3所述的离子源均匀送气结构装置，送气盖板上表面，如图3所示，均匀分布的送气孔(508)至送气孔(519)，是使气体均匀地进入弧室的关键。当均匀气体到达弧室时，与从两边灯丝发射过来的电子发生碰撞，形成均匀的等离子体。
全文摘要
本发明公开了离子注入系统中的一种离子源均匀送气结构装置，如图1所示通过在送气盖板底部设计送气管路(501)至送气管路(507)，以使送入的气体均匀的流入弧室腔体内，而弧室的两块端板上安装有灯丝；当通过一定的灯丝电流，灯丝受热发射电子，此时送入的气体与电子相互碰撞发生电离，最终形成均匀的等离子体。因此，送气盖板的设置对均匀性送气显得尤为重要。其中送气盖板(5)采用耐高温、耐高压、高强度、导电特性突出的钼质材料，以减少在气体流动过程中造成的对送气盖板(5)的侵蚀。本发明涉及离子注入装置，隶属于半导体制造领域。
文档编号H01J37/30GK103094034SQ201110347029
公开日2013年5月8日 申请日期2011年11月7日 优先权日2011年11月7日
发明者胡东京, 吴巧艳, 彭立波 申请人:北京中科信电子装备有限公司