CN110729159B - 一种离子源的安装装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及半导体加工设备技术领域，尤其涉及一种离子源的安装装置，离子源包括起弧室的一开口侧设有一阴极电极，阴极电极一端具有开口，灯丝位于开口内并与阴极电极保持一定间距，阴极电极自起弧室的开口侧向内突出，安装装置包括：阴极夹，用于固定阴极电极；两个灯丝夹，分别用于固定灯丝的两端于起弧室外，以使灯丝与阴极电极保持间距；绝缘盘，绝缘盘的正面具有一第一定位结构，阴极夹的一端固定于第一定位结构上；绝缘盘的背面具有一第二定位结构，两个灯丝夹的一端固定于第二定位结构上。有益效果：减少灯丝的安装时间，并且能够防止螺钉松动或受热变形造成的灯丝偏移；便于调节阴极电极和灯丝的位置，从而保证其间距。
Description
技术领域
本发明涉及半导体加工设备技术领域，尤其涉及一种离子源的安装装置。
背景技术
离子源装置的工作原理是：灯丝位于阴极电极的外侧并相互保持一定间隔，以实现电隔离，阴极电极自起弧室一侧的开口向内电隔离突出，当电源接通灯丝及阴极电极后，灯丝发射的热电子不停撞击阴极电极并将能量转换至阴极电极，使阴极电极的温度提高，达到加热阴极电极的作用，当阴极电极被加热至一定温度，且提供一高压至起弧室的电弧电源。高温的阴极电极向电弧室内的空间发射高能量的自由电子，以提供碰撞气体的电子源。在产生自由电子的过程中，灯丝因产生热电子及撞击而产生高温，使其产生极大消耗，离子源装置需要频繁更换灯丝，更换灯丝过程较为繁琐且耗时较长。在停机进行维护保养时需要对其进行拆卸，并在维护保养结束后，需要重新将灯丝安装至起弧室内，同时，还要保证灯丝、起弧室和阴极电极三者之间的间距，前后可通过校准工具来保证精确位置。
现有技术中的安装装置，阴极电极位于起弧室的开口侧，并且阴极电极的中间具有开口，开口的中心设有一电极棒，电极棒的一端伸入起弧室内并固定连接阴极电极的两侧，电极棒的另一端位于起弧室外；灯丝的两端分别位于电极棒的两侧，灯丝穿过开口伸入起弧室内，灯丝的两端位于起弧室外；电极棒和灯丝位于起弧室的一端均通过一固定装置固定。需要说明的是，灯丝与电极棒之间需要保持一定的间距，若间距过小，会导致灯丝接触电极棒而导致短路，从而造成机台报警、晶圆报废等风险。
在现有技术中，固定装置包括夹钳部和固定部，夹钳部和固定部通过螺钉固定连接，夹钳部用于夹紧电极棒和灯丝的两端，每个固定装置的固定部通过多个螺钉和一个独立的绝缘块固定于一安装板上，由于三个绝缘块之间互相独立，因此需要对每个绝缘块的位置进行校准。在机台运行过程中，夹钳部和固定部之间的螺钉以及固定部与绝缘块之间的螺钉均可能松动或受热变形，从而导致灯丝或电极棒偏移，无法保证灯丝和电极棒之间的间距，从而导致下一次维护保养的时间提前或者晶圆报废。
基于上述技术问题，现需一种新型的安装装置，避免因组装灯丝的问题，导致维护保养失败，增加生产成本；同时，也使灯丝的安装方式更加简单，减少安装时间，提高工作效率。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种离子源的安装装置。
具体技术方案如下：
本发明包括一种离子源的安装装置，所述离子源包括起弧室的一开口侧设有一阴极电极，所述阴极电极一端具有开口，灯丝位于所述开口内并与所述阴极电极保持一定间距，所述阴极电极自所述起弧室的所述开口侧向内突出，所述安装装置包括：
一阴极夹，用于固定所述阴极电极；
两个灯丝夹，分别用于固定所述灯丝的两端于所述起弧室外，以使所述灯丝与所述阴极电极保持间距；
一绝缘盘，所述绝缘盘的正面具有一第一定位结构，所述阴极夹的一端固定于所述第一定位结构上；
所述绝缘盘的背面具有一第二定位结构，两个所述灯丝夹的一端固定于所述第二定位结构上。
优选的，所述阴极电极朝向所述起弧室外的一端具有外螺纹；
所述阴极夹用于固定所述阴极电极的一端具有一圆形通孔，且所述圆形通孔具有内螺纹，所述内螺纹与所述外螺纹适配。
优选的，所述圆形通孔的内侧环设有刻度，且所述阴极电极的周向设有一校准标记，所述刻度和所述校准标记结合用于校准所述灯丝和所述阴极电极之间的间距。
优选的，所述灯丝夹包括一夹钳部和一固定部，所述夹钳部与所述固定部之间具有一预设角度。
优选的，所述夹钳部和所述固定部一体成型，所述夹钳部用于夹固所述灯丝，所述固定部通过所述第二定位结构固定于所述绝缘盘上。
优选的，所述第一定位结构包括一第一凹槽，所述阴极夹背向所述圆形通孔的一端卡嵌于所述第一凹槽内，并通过多个螺钉固定于所述第一凹槽内。
优选的，所述第二定位结构包括两个对称设置于所述绝缘盘两侧的第二凹槽，所述固定部嵌设于所述第二凹槽内，并通过多个螺钉固定于所述第二凹槽内。
优选的，所述第二定位结构还包括一第三凹槽，设置于两个所述第二凹槽之间，所述第三凹槽内设有一固定条，所述固定条用于从所述绝缘盘的背面固定所述阴极夹。
优选的，所述绝缘盘底部具有一凸棱，每个所述灯丝夹固定于所述绝缘盘的一端具有一凹陷，所述凹陷钩挂于所述凸棱上，以形成一限位结构。
优选的，所述阴极夹的材质为石墨。
本发明技术方案的有益效果在于：提供一种新型的安装装置，将相互独立的三个绝缘块改进为一个整体结构的绝缘盘，以减少灯丝的安装时间，并且能够防止螺钉松动或受热变形造成的灯丝偏移；改进阴极电极的固定结构，通过调节阴极电极的外螺纹和阴极夹的内螺纹之间的螺距来调节阴极电极和灯丝的位置，从而保证其间距。
附图说明
参考所附附图，以更加充分地描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。
图1为本发明实施例中安装装置的背面结构示意图；
图2为本发明实施例中安装装置的正面结构示意图；
图3为本发明实施例中安装装置的侧面结构示意图；
图4为本发明实施例中安装装置的整体结构示意图；
图5为本发明实施例中安装装置的各部件分立结构示意图；
图6为本发明实施例中绝缘盘的背面结构示意图；
图7为本发明实施例中绝缘盘的正面结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
本发明包括一种离子源的安装装置，如图1-7所示，离子源包括：
起弧室的一开口侧设有一阴极电极2，阴极电极2一端具有开口，灯丝1位于开口内并与阴极电极2保持一定间距，以实现电隔离，阴极电极2自起弧室的开口侧向内突出。
安装装置包括：
一阴极夹3，用于固定阴极电极2；
两个灯丝夹4，分别用于固定灯丝1的两端于起弧室外，以使灯丝1与阴极电极2保持间距；
一绝缘盘5，绝缘盘5的正面具有一第一定位结构，阴极夹3的一端固定于第一定位结构上；
绝缘盘5的背面具有一第二定位结构，两个灯丝夹4的一端固定于第二定位结构上。
具体地，在本实施例中，阴极夹3通过第一定位结构固定于绝缘盘5的正面，灯丝夹4通过第二定位结构固定于绝缘盘5的背面，如图3所示，绝缘盘5使阴极夹3和灯丝夹4互相隔离，避免其接触而造成短路。绝缘盘5为一个整体结构，相比现有技术中相互独立的三个绝缘块，无需校准三个绝缘块的相对位置，可以有效地减少灯丝1的安装时间，从而提高安装效率；同时，即使固定灯丝夹4的螺钉松动或受热变形，也不会导致灯丝1的位置偏移。
在一种较优的实施例中，阴极电极2朝向起弧室外的一端具有外螺纹；
如图5所示，阴极夹3用于固定阴极电极2的一端具有一圆形通孔30，且圆形通孔30具有内螺纹，内螺纹与外螺纹适配。
具体地，本实施例中对固定阴极电极2的装置进行了改进，不再采用电极棒和夹钳对阴极电极2进行固定。在本实施例中，采用阴极夹3作为阴极电极2的固定装置，阴极夹3与阴极电极2对应的一端具有圆形通孔30，圆形通孔30的内螺纹与阴极电极2上的外螺纹适配，通过调节外螺纹和内螺纹之间的螺距来调节阴极电极2和灯丝1之间的间距。
通过上述技术方案，既可以减少调节灯丝1和阴极电极2之间的间距的校准时间，同时，使用本实施例中的阴极夹3，取代了现有技术中用于固定阴极电极2的电极棒，省去了校准电极棒的位置的时间，并且，安装也更加的方便。
作为优选的实施方式，阴极夹3采用石墨材质，石墨的耐热性好，熔点为3850±50℃，即使经超高温电弧灼烧，重量的损失很小，热膨胀系数也很小。因此，采用石墨材质制作的阴极夹3不易变形，其固定的稳定性更高。
作为优选的实施方式，如图2所示，圆形通孔30的内侧环设有刻度301，且阴极电极2的周向设有一校准标记201，刻度301和校准标记201结合用于校准灯丝1和阴极电极2之间的间距，可以更加精准地调节外螺纹和内螺纹之间的螺距，从而直观地、精确地校准灯丝1与阴极电极2之间的间距。
在一种较优的实施例中，如图1所示，两个灯丝夹4设置于绝缘盘5的两侧，每个灯丝夹4包括一夹钳部41和一固定部42，两个夹钳部41形成等腰三角形结构的两个等边，两个固定部42互相平行。夹钳部41和固定部42一体成型，且夹钳部41与固定部42之间具有一预设角度，预设角度大于90°且小于180°，以使夹钳部41夹固灯丝1的同时，固定部42可以固定于绝缘盘5上。
具体地，夹钳部41用于夹固灯丝1，每个夹钳部41具有一圆形固定孔，圆形固定孔的孔径与灯丝1的直径适配，以使灯丝1位于起弧室外的一端卡固于圆形固定孔内；固定部42包括多个螺孔，本实施例优选为两个螺孔，固定部42采用两个自攻螺钉分别穿过两个螺孔紧固于第二定位结构上，从而将灯丝夹4固定于绝缘盘5上，采用自攻螺钉无需预先在第二定位结构上开设对应的底孔。需要说明的是，采用自攻螺钉仅为一个优选的实施方式，也可预先在第二定位结构内设置盲孔，并采用适配的螺钉将固定部42固定于第二定位结构上。
具体地，通过上述技术方案，将灯丝夹4固定连接于绝缘盘5上，从而固定灯丝1的位置。在本实施例中，夹钳部41和固定部42之间一体成型，无需采用螺钉等额外的连接部件，避免了因连接部件松动或受热变形导致两者之间的相对位置改变，从而造成灯丝1的位置产生偏移的情况。
在一种较优的实施例中，第二定位结构包括两个设置于绝缘盘5两侧的第二凹槽52，两个第二凹槽52在绝缘盘5上的位置优选是对称的。固定部42嵌设于第二凹槽52内，并通过多个螺钉固定于第二凹槽52内。
具体地，第二凹槽52的形状与灯丝夹4的固定部42适配，以使固定部42卡嵌于第二凹槽52内，并通过螺钉固定。即使在机台运行过程中螺钉松动或受热变形，固定部42仍然位于第二凹槽52内，两个第二凹槽52在绝缘盘5上的位置不会发生改变，从而固定部42的位置也是固定的，从而保证灯丝1的位置不发生偏移。
在一种较优的实施例中，如图7所示，第一定位结构包括一第一凹槽51，阴极夹3背向圆形通孔30的一端卡嵌于第一凹槽51内，并通过多个螺钉固定于第一凹槽51内。
具体地，在本实施例中，阴极夹3的顶端通过内螺纹固定连接阴极电极2，阴极夹3的底端的形状与第一凹槽51适配，并通过两个螺孔(图7所示501、502)固定于第一凹槽51内。
在一种较优的实施例中，如图6所示，第二定位结构还包括一第三凹槽53，设置于两个第二凹槽52之间，并且第三凹槽53与两个第二凹槽52之间的距离相等，两个第二凹槽52和第三凹槽53互相平行；第三凹槽53内设有一固定条6，固定条6用于从绝缘盘5的背面固定阴极夹3；
固定条6嵌设于第三凹槽53内，固定条6的一部分用于与阴极夹3固定连接，固定条6的另一部分通过多个螺钉固定于第三凹槽53内。
具体地，在本实施例中，固定条6上开设有多个螺孔，其中一个螺孔601与绝缘盘5上的螺孔503对应，螺钉穿过螺孔601以及绝缘盘5的螺孔503与阴极夹3连接，固定条6上的其他螺孔用于固定连接绝缘盘5。螺孔503与固定阴极夹3的另外两个螺孔(图6所示501、502)形成正三角结构，以对阴极夹3进行加固，从而保证阴极电极2与灯丝1之间的间距。
在一种较优的实施例中，如图4所示，绝缘盘5底部具有一凸棱50，每个灯丝夹4固定于绝缘盘5的一端具有一凹陷，凹陷钩挂于凸棱50上，以形成一限位结构。
具体地，如图4和图5所示，固定部42背向夹钳部41的末端相比固定部42的其他部分厚度较小，以形成凹陷，凹陷与绝缘盘5的凸棱50适配，从而使固定部42的末端钩挂于凸棱50上，从而形成一个限位结构，以防止灯丝夹4上下移动。
本发明技术方案的有益效果在于：提供一种新型的离子源的安装装置，将相互独立的三个绝缘块改进为一个整体结构的绝缘盘，以减少灯丝的安装时间，并且能够防止螺钉松动或受热变形造成的灯丝偏移；改进阴极电极的固定结构，通过调节阴极电极的外螺纹和阴极夹的内螺纹之间的螺距来调节阴极电极和灯丝的位置，从而保证其间距。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种离子源的安装装置，所述离子源包括起弧室的一开口侧设有一阴极电极，所述阴极电极一端具有开口，灯丝位于所述开口内并与所述阴极电极保持一定间距，所述阴极电极自所述起弧室的所述开口侧向内突出，其特征在于，所述安装装置包括：
一阴极夹，用于固定所述阴极电极；
两个灯丝夹，分别用于固定所述灯丝的两端于所述起弧室外，以使所述灯丝与所述阴极电极保持间距；
一绝缘盘，所述绝缘盘的正面具有一第一定位结构，所述阴极夹的一端固定于所述第一定位结构上；
所述绝缘盘的背面具有一第二定位结构，两个所述灯丝夹的一端固定于所述第二定位结构上；
所述阴极电极朝向所述起弧室外的一端具有外螺纹；
所述阴极夹用于固定所述阴极电极的一端具有一圆形通孔，且所述圆形通孔具有内螺纹，所述内螺纹与所述外螺纹适配；
所述圆形通孔的内侧环设有刻度，且所述阴极电极的周向设有一校准标记，所述刻度和所述校准标记结合用于校准所述灯丝和所述阴极电极之间的间距。
2.根据权利要求1所述的安装装置，其特征在于，所述灯丝夹包括一夹钳部和一固定部，所述夹钳部与所述固定部之间具有一预设角度。
3.根据权利要求2所述的安装装置，其特征在于，所述夹钳部和所述固定部一体成型，所述夹钳部用于夹固所述灯丝，所述固定部通过所述第二定位结构固定于所述绝缘盘上。
4.根据权利要求1所述的安装装置，其特征在于，所述第一定位结构包括一第一凹槽，所述阴极夹背向所述圆形通孔的一端卡嵌于所述第一凹槽内，并通过多个螺钉固定于所述第一凹槽内。
5.根据权利要求2所述的安装装置，其特征在于，所述第二定位结构包括两个设置于所述绝缘盘两侧的第二凹槽，所述固定部嵌设于所述第二凹槽内，并通过多个螺钉固定于所述第二凹槽内。
6.根据权利要求5所述的安装装置，其特征在于，所述第二定位结构还包括一第三凹槽，设置于两个所述第二凹槽之间，所述第三凹槽内设有一固定条，所述固定条用于从所述绝缘盘的背面固定所述阴极夹。
7.根据权利要求1所述的安装装置，其特征在于，所述绝缘盘底部具有一凸棱，每个所述灯丝夹固定于所述绝缘盘的一端具有一凹陷，所述凹陷钩挂于所述凸棱上，以形成一限位结构。
8.根据权利要求1所述的安装装置，其特征在于，所述阴极夹的材质为石墨。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 430205 No.18, Gaoxin 4th Road, Donghu Development Zone, Wuhan City, Hubei Province Patentee after: Wuhan Xinxin Integrated Circuit Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: 430205 No.18, Gaoxin 4th Road, Donghu Development Zone, Wuhan City, Hubei Province Patentee before: Wuhan Xinxin Semiconductor Manufacturing Co.,Ltd. Country or region before: China |