一种离子引出装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种离子引出装置，包括：离子引出模块、引出驱动模块、水冷模块、真空滑动模块，所述离子引出模块由引出地电极、抑制电极、绝缘瓷柱等构成，该引出模块设计不仅能够将特种离子从离子源弧室引出，同时还能够实现抑制二次电子，而且使离子束的光学品质大为提高，便于与后面光路匹配，提高束流的传输效率。所述引出驱动模块由x向水平运动模块、x轴旋转运动模块、z向水平运动模块组成，该引出驱动木块能够实现离子引出模块三自由度运动，方便离子注入工艺调试。所述水冷模块由水冷主轴组成，能够有效的降低引出电极温度。所述真空滑动模块由平动滑动模块，转动滑动模块组成，该模块能够在保证高真空度的条件下实现引出模块三自由度运动。本发明涉及离子注入装置，隶属于半导体制造领域。
【专利说明】
一种离子引出装置
技术领域
[0001]本发明涉及一种半导体器件制造设备，即离子注入机，特别是一种离子引出装置，属半导体设备领域。
【背景技术】
[0002]随着集成电路工艺技术的提高，对离子注入设备提出了更高的要求，离子注入元素的种类更多，离子注入设备的应用范围更广，其可应用于各种材料改性、半导体器件制造以及大功率器件如SiC电子器件制造等领域，并要求离子注入设备自动化程度较高，操作简单方便，工作稳定。
[0003]现有的离子引出装置可实现硼、磷、氢、氮、氙等气态元素的引出，但对镍、钼、锆、金等金属元素还没有比较完善引出装置。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种离子引出装置，其既可引出硼、磷、氢、氮、氙等气态元素，又可引出镍、钼、锆、金等金属元素，该离子引出装置在保证良好密封性条件下，能够实现引出电极三自由度运动，包括X轴旋转运动、X向水平运动、z向水平运动。具有良好的运动平稳性和密封性，方便后续离子注入工艺调试。为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是:一种离子引出析装置，包括离子引出模块、弓丨出驱动模块、水冷模块、真空滑动模块等，所述离子引出模块包括引出地电极、引出抑制电极、通过绝缘瓷柱，引出地电极和引出抑制电极通过绝缘瓷柱连接，引出地电极和引出抑制电极的引出缝宽为3mm、引出缝长为20mm，极间绝缘性好，能够满足特种离子的引出。
[0005]所述引出驱动模块包括X轴旋转运动模块、X向水平运动模块、z向水平运动模块、滑动真空板、主轴，所述X轴旋转运动模块主要由电动机驱动小齿轮，带动大齿轮运动，进而实现X轴旋转运动；x向水平运动模块主要由电动机驱动丝杠螺母，滚珠丝杆固定在引出主轴上，在这里两齿轮啮合住发生纵向滑动，并起到导向作用，进而实现丝杠与螺母的相对运动，实现X向水平运动；所述Z向水平运动模块主要由电动机驱动滚珠丝杠，丝杆螺母固定在滑动真空板上，丝杆与螺母产生相对转动，进而实现Z向水平运动。该引出驱动模块能够实现离子引出电极三自由度运动，方便后续离子注入工艺调试。
[0006]所述水冷模块包括主轴、内水管、水接头，内水管焊接在主轴内，这样在主轴中形成内外两个腔室，由内水管形成的内腔与主轴端面一水接头连通，由主轴内腔与内水管之间形成外腔，并与主轴端面另一水接头连通进而形成了水冷通路，为了增加水流冷却效果，该处内水管下端采用斜截面，冷水从一水接头流入，从另一接头流出，由此主轴具有良好的冷却效果。
[0007]所述真空滑动模块包括主轴、滑动真空板、固定板、O型密封圈、U型密封圈、直线轴承，直线轴承固定在滑动真空板上，主轴穿过直线轴承，并可在直线轴承内转动和直线滑动，直线轴承下为两U型密封圈，U型密封圈装在滑动真空板内孔中，主轴穿过两U型密封圈，其中U型密封圈开口朝向大气侧，并采用差分抽气的方式，这样主轴在实现X轴旋转运动和X向水平运动的条件，保证其运动时密封性；在滑动真空板下端面三个密封槽内分别装有三条O型密封圈，通过O型密封圈与固定板滑动，形成滑动密封，在滑动真空版三条密封槽之间各开有抽气槽，并采用两级差分方式，这样真空滑动板能够实现z向滑动的条件下，保证其滑动时密封性。
[0008]与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为:本发明结构紧凑，拆装维护方便；能够对特种离子进行引出，主轴水冷效果好，并且该离子引出装置在保证良好密封性条件下，能够实现引出电极三自由度运动，包括X轴旋转运动、X向水平运动、z向水平运动。具有良好的运动平稳性和密封性，方便后续离子注入工艺调试。
【附图说明】
[0009]图1为本发明一实施例结构示意图；
[0010]图2为本发明一实施例离子引出模块结构示意图；
[0011]图3为本发明一实施例引出驱动模块结构示意图；
[0012]图4为本发明一实施例水冷模块结构示意图；
[0013]图5为本发明一实施例真空滑动模块结构示意图；
【具体实施方式】
[0014]如图1所示，本发明一实施例包括离子引出模块(1)、引出驱动模块(2)、水冷模块
(3)、真空滑动模块(4)等。
[0015]本一种离子引出析装置，主要采用低电压引出方式，为了能够引出特种离子，本设计采用三电极方式，离子源弧室引出板可作为高电压极、本引出模块结构如图2所示，主要由引出地电极(11)和引出抑制(12)组成，引出地电极和引出抑制电极通过绝缘瓷柱连接(13)，引出地电极和引出抑制电极的引出缝宽为3mm、引出缝长为20mm，引出抑制电极端面采用半径为380mm的弧面、缝的形状与引出地电极相同，并且具有抑制二次电子的作用、极间绝缘性好，能够满足特种离子的引出要求。
[0016]所述引出驱动模块如图3所示，主要包括X轴旋转运动模块(31)、X向水平运动模块(32)、z向水平运动模块(33)、滑动真空板(34)、主轴(35)，所述x轴旋转运动模块(31)主要由电动机驱动小齿轮，带动大齿轮运动，进而实现X轴旋转运动；x向水平运动模块(32)主要由电动机驱动丝杠螺母，滚珠丝杆固定在引出主轴(35)上，在这里两齿轮啮合住发生纵向滑动，并起到导向作用，进而实现丝杠与螺母的相对运动，实现X向水平运动；所述z向水平运动模块(33)主要由电动机驱动滚珠丝杠，丝杆螺母固定在滑动真空板(34)上，丝杆与螺母产生相对转动，进而实现z向水平运动。该引出驱动模块能够实现离子引出电极三自由度运动，方便后续离子注入工艺调试。
[0017]所述水冷模块如图4所示，主要包括主轴(41)、内水管(42)、水接头(43)，内水管
(42)焊接在主轴(41)内，这样在主轴中形成内外两个腔室，由内水管形成的内腔与主轴端面一水接头(43)连通，由主轴内腔与内水管之间形成外腔，并与主轴端面另一水接头(43)连通进而形成了水冷通路，为了增加水流冷却效果，该处内水管下端采用斜截面，冷水从一水接头流入，从另一接头流出，由此主轴具有良好的冷却效果。
[0018]所述真空滑动模块如图5所示，主要包括主轴(51)、滑动真空板(52)、固定板(53)、0型密封圈(54)、U型密封圈(55)、直线轴承(56)，直线轴承(56)固定在滑动真空板(52)上，主轴(51)穿过直线轴承(56)，并可在直线轴承(56)内转动和直线滑动，直线轴承(56)下为两U型密封圈(55)，U型密封圈(55)装在滑动真空板(52)内孔中，主轴穿过两U型密封圈(55)，其中U型密封圈(55)开口朝向大气侧，并采用差分抽气的方式，这样主轴在实现X轴旋转运动和X向水平运动的条件，保证其运动时密封性；在滑动真空板(52)下端面三个密封槽内分别装有三条O型密封圈(54)，通过O型密封圈(54)与固定板(53)产生滑动，形成滑动密封，在滑动真空版三条密封槽之间各开有抽气槽，并采用两级差分方式，这样真空滑动板能够实现z向滑动的条件下，保证其滑动时密封性。
【主权项】
1.一种离子引出装置，包括离子引出模块(I)、引出驱动模块(2)、水冷模块(3)、真空滑动模块(4)，其特征在于:该引出装置能够将特种离子从离子源弧室中引出，能够实现引出电极三自由度调整，运动平稳，电极间绝缘性好，避免了打火，稳定性高。2.根据权利要求1所述的离子引出装置，所述离子引出模块(I)包括引出地电极(11)、引出抑制电极(12)、通过绝缘瓷柱(13)，引出地电极(11)和引出抑制电极(12)通过绝缘瓷柱(13)连接，其特征在于:引出地电极和引出抑制电极的引出缝宽为3mm、引出缝长为20mm，极间绝缘性好，能够满足特种离子。3.根据权利要求1所述的离子引出装置，所述引出驱动模块(2)包括X轴旋转运动模块(21)、X向水平运动模块(22)、z向水平运动模块(23)、滑动真空板(24)、主电极驱动轴(25)，其特征在于:该引出驱动模块能够实现离子引出电极三自由度运动，方便后续离子注入工艺调试。4.根据权利要求1所述的离子引出装置，所述水冷模块(3)包括主轴(31)、内水管(32)、水接头(33)，其特征在于:内水管(32)焊接在主轴(31)内，能够形成冷却通道，冷水从一水接头(33)流入，从另一接头流出，由此主轴具有良好的冷却效果。5.根据权利要求1所述的离子引出装置，真空滑动模块(4)包括主轴(41)、滑动真空板(42)、固定板(43)、0型密封圈(44)、U型密封圈(45)、直线轴承(46)，其特征在于:主轴(41)穿过两U型密封圈(45)，其中U型密封圈开口朝向大气侧，并采用差分抽气的方式，这样主轴在实现X轴旋转运动和X向水平运动的条件，保证其运动时密封性；0型密封圈(44)嵌在真空滑动板(42)内，并采用两级差分方式，这样真空滑动板(42)能够实现z向滑动的条件下，保证其滑动时密封性。
【文档编号】H01J49/12GK105895493SQ201410788950
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2014年12月18日
【发明人】李晨冉
【申请人】北京中科信电子装备有限公司