CN105895549A - 一种离子注入机绝缘环组件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种离子注入机绝缘环组件，该绝缘环组件用于完成低能大束流离子注入机能量减速系统，它将整个离子注入机光路分割成两个电位区域，当离子束从一个电位区域运动到另一个电位区域，离子能量发生变化。绝缘环组件包括绝缘环和电子屏蔽系统，绝缘环实现光路束线的物理绝缘，电子屏蔽系统实现绝缘环与离子束的物理隔离。

Description

一种离子注入机绝缘环组件
技术领域
本发明涉及一种半导体器件制造设备，即离子注入机，特别地涉及一种用于低能大束流离子注入机的绝缘环组件结构，属半导体设备领域。
背景技术
半导体器件制造技术与工艺都非常复杂，离子注入掺杂属于半导体器件制造过程中非常关键的一道工艺。离子注入掺杂工艺与常规热掺杂工艺相比具有高精度的剂量均匀性与重复性，横向扩散小等优点，克服了常规工艺的限制，提高了电路的集成度、速度、成品率和寿命，降低了成本和功耗。低能大束流离子注入机主要作用是将指定的原子以一定剂量和一定深度注入到硅片之中，该型号注入机要求到达硅片的离子能量很低，较低能量的离子束传输时不利于控制与引出，所以就需要先将离子能量提高到一定级别再进行减速降低能量，减速就需要给离子束施加一个与运动方向相反的电场来实现，这时就需要用绝缘环组件将光路束线隔离开来，施加一个合适的负电源进行减速。
发明内容
本发明公开了一种离子注入机绝缘环组件，可以隔离离子束光路传输系统从而对高能量的离子束进行减速。
本发明涉及一种离子注入机绝缘环组件，其特征在于包括，绝缘环(4)将整体束线光路部分物理分隔成为两个电位区域，绝缘环内外表面加工成重复的凹槽和凸起结构，增加绝缘距离；低压区(1)和高压区(5)构成光路两个电位区，当离子束从高压区运动到低压区，在电场所作用下离子能量降低；屏蔽筒(2)和屏蔽筒(3)将离子束线与绝缘环隔开，屏蔽筒(2)与屏蔽筒(3)为相互嵌套结构，屏蔽筒(2)在外侧。
当离子束从高压区运动到低压区时，正离子在负电场的作用下减速，多数离子减速后可以规则向后运动，在没有安装屏蔽筒(2)和屏蔽筒(3)时，少数离子会撞击到绝缘环上，产生二次电子，这些二次电子随时间增加会聚集很多，导致绝缘环功能失效，最终电源会短路打火，此时束流瞬间中断。当增加屏蔽筒(2)和屏蔽筒(3)时，二次电子无法直接溅射到绝缘环上，而是由导电屏蔽筒(2)和屏蔽筒(3)直接形成电流，不会发生电子积累爬电现象。
本发明具有如下显著优点：
1.本发明可以完全避免离子减速处发生的二次电子积累导致绝缘环绝缘功能失效；
2.屏蔽筒几何形状不会产生对束流运动方向的负面影响；
3.结构简单，结构易于制造安装维护。
附图说明
图1沿束线中心绝缘环组件横向剖面图
图2沿束线中心绝缘环组件纵向剖面图
图3束流运动方向与电源连接图
具体实施方式
下面结合附图1和附图2对本发明作进一步的介绍，但不作为对本发明的限定。
参见附图1，低压区(1)和高压区(5)处的腔体束流通道为长方形；屏蔽筒(2)安装在低压区(1)腔体入口处，通过法兰完成束线方向的定位，几何形状为长方形筒；屏蔽筒(3)通过法兰固定在高压区(5)处的腔体转接法兰侧面，几何形状为长方形筒，筒的末端横向为圆弧形状，纵向为直线；屏蔽筒(2)距离高压区(5)处的腔体侧面为10mm；屏蔽筒(2)和屏蔽筒(3)选择为石墨制作，这样减少对束流产生离子污染，屏蔽筒(2)与屏蔽筒(3)为相互嵌套结构，屏蔽筒(2)在外侧，两屏蔽筒的横向与纵向距离均为7mm，该距离在真空中可以耐压20kV。绝缘环(4)两面都有螺纹安装孔用来固定低压区(1)和高压区(5)两端转接法兰板，再通过法兰板分别固定在低压区(1)和高压区(5)两个腔体上。
本发明专利的特定实施例已对本发明专利的内容做了详尽说明。对本领域一般技术人员而言，在不背离本发明专利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。

Claims (3)

1.一种离子注入机绝缘环组件，其特征在于包括，绝缘环(4)将整体束线光路部分物理分隔成为两个电位区域，绝缘环内外表面加工成重复的凹槽和凸起结构，增加绝缘距离；低压区(1)和高压区(5)构成光路两个电位区，当离子束从低压区运动到高压区，在电场作用下离子能量降低；屏蔽筒(2)和屏蔽筒(3)将离子束线与绝缘环隔离，屏蔽筒(2)与屏蔽筒(3)为相互嵌套结构，它们的制作材料为导电材料，屏蔽筒(2)在外侧。
2.如权利要求1所述一种离子注入机绝缘环组件，其特征还在于，绝缘环(4)将整体束线光路部分物理分隔成为两个电位区域，绝缘环内表面可以加工成重复的凹槽和凸起结构，外表面为平面，增加内部绝缘距离。
3.如权利要求1所述一种离子注入机绝缘环组件，其特征还在于，屏蔽筒(2)和屏蔽筒(3)将离子束线与绝缘环隔开，屏蔽筒(2)与屏蔽筒(3)为相互嵌套结构，屏蔽筒(2)在内侧。
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