CN111192807A - 一种新型中束流平行透镜磁铁 - Google Patents

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贾晓亮
李士会
肖志强
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Abstract

本发明公开了一种新型中束流离子注入机平行透镜磁铁结构，包括：磁铁磁极模块(1)、通电线圈模块(2)、磁铁磁轭模块(3)，其中磁铁磁极模块(1)由上下磁极构成，磁极间能够产生理想磁场，进而将以一定发散角进入磁铁的离子束利用磁极进行偏转后，使其在射出磁铁时呈现平行束状态；通电线圈模块(2)由中空导线、水冷组件等浇灌而成；磁铁磁轭模块(3)由上盖板、下盖板，磁极连接块等构成，用于控制磁铁的磁饱和现象。本发明涉及离子注入装置，隶属于半导体制造领域。

Description

一种新型中束流平行透镜磁铁
技术领域
本发明涉及一种半导体器件制造控制系统，即离子注入机，特别地涉及一种新型中束流离子注入机平行透镜磁铁结构。
背景技术
随着集成电路工艺技术的提高，对中束流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，离子注入时的能量也越来越高。
为能够使中束流离子注入机完成能量更高、质量更大的重离子的离子注入，故而对中束流离子注入机平行透镜磁铁的重新设计就愈发值得关注。
发明内容
本发明公开了一种新型中束流离子注入机平行透镜磁铁结构，可用于偏转高能量的重离子，并使其在平行透镜出口处平行化。其最终平行度可控制在60±0.26°。
本发明公开了一种新型中束流离子注入机平行透镜磁铁结构，磁铁磁极模块、通电线圈模块、磁铁磁轭模块，其特征在于：平行透镜磁极较一般中束流平行透镜磁极长度更长，面积更大。偏转角度为60°，偏转半径为1090mm。最大可以将能量为200keV的In离子水平发散离子束偏转60°并使其在出口处平行化。该设计大幅度提高了中束流离子注入机的离子注入种类以及注入能量。
本发明通过以下技术方案实现：
1.一种新型中束流离子注入机平行透镜磁铁结构，包括：磁铁磁极模块(1)、通电线圈模块(2)、磁铁磁轭模块(3)。该平行透镜磁铁可以大幅度拓宽中束流离子注入机的离子注入范围。其极限注入能力为将200keV的In离子偏转60°并且平行化。最终平行度可控制在60±0.26°以内。
2.一种新型中束流离子注入机平行透镜磁铁结构，磁铁磁极模块(1)由上下磁极构成。其特征在于：平行透镜磁极较一般中束流平行透镜磁极长度更长，面积更大。偏转角度为60°，偏转半径为1090mm。最大可以将能量为200keV的In离子水平发散离子束偏转60°并使其在出口处平行化。
3.一种新型中束流离子注入机平行透镜磁铁结构，通电线圈模块(2)分为上下两个通电线圈，每个通电线圈均由中空导线绕制而成。中空导线具有极其良好的冷却效果，可充分利用冷却水的冷却能力，保证线圈在通入大电流时不会出现导线电阻增加过大的现象。
3.一种新型中束流离子注入机平行透镜磁铁结构，磁铁磁轭模块(3)分为上盖板、下盖板、侧支柱、磁极连接板等结构。由于该磁轭模块有较为适宜的磁极磁轭面积比，因此在线圈通入极限电流(即200k的In离子工作电流)时，磁铁不会出现明显的饱和现象。
本发明具有如下显著优点：
1.可用于对高能量的重离子进行离子注入。
2.通电线圈冷却效果好。
3.磁铁不易出现磁饱和现象。
附图说明
图1一种新型中束流平行透镜磁铁总装图
图2磁铁磁极结构图
图3磁铁线圈轮廓图
图4磁铁磁轭结构图
具体实施方式
下面结合附图1、附图2、附图3、附图4对本发明作进一步的介绍，但不作为对本发明的限定。
参见图1、图2、图3、图4，一种新型中束流平行透镜磁铁，包括：磁铁磁极模块(1)、通电线圈模块(2)、磁铁磁轭模块(3)。本平行透镜磁铁采用均匀磁场进行分析。离子在洛仑兹力的作用下，运动轨迹产生弯曲，当离子以一定的水平及竖直发散角进入平行透镜磁铁后，通过磁铁的偏转作用，最终在平行透镜出口处达到平行状态，所有离子的平行度差距不大于±0.26°。
在该实施方式中，磁铁磁极模块(1)由上下磁极构成。其特征在于：平行透镜磁极较一般中束流平行透镜磁极长度更长，面积更大。偏转角度为60°，偏转半径为1090mm。最大可以将能量为200keV的In离子水平发散离子束偏转60°并使其在出口处平行化。
在该实施方式中，通电线圈模块(2)分为上下两个通电线圈，每个通电线圈均由中空导线绕制而成。中空导线具有极其良好的冷却效果，可充分利用冷却水的冷却能力，保证线圈在通入大电流时不会出现导线电阻增加过大的现象。
在该实施方式中，磁铁磁轭模块(3)分为上盖板、下盖板、侧支柱、磁极连接板等结构。由于该磁轭模块有较为适宜的磁极磁轭面积比，因此在线圈通入极限电流(即200k的In离子工作电流)时，磁铁不会出现明显的饱和现象。
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)

1.一种新型中束流离子注入机平行透镜磁铁结构，包括：磁铁磁极模块(1)、通电线圈模块(2)、磁铁磁轭模块(3)，其特征在于：平行透镜磁极较一般中束流平行透镜磁极长度更长，面积更大。偏转角度为60°，偏转半径为1090mm。最大可以将能量为200keV的In离子水平发散离子束偏转60°并使其在出口处平行化。
2.如权利要求1所述的一种新型中束流离子注入机平行透镜磁铁结构，通电线圈模块(2)分为上下两个通电线圈，每个通电线圈均由中空导线绕制而成。中空导线具有极其良好的冷却效果，可充分利用冷却水的冷却能力，保证线圈在通入大电流时不会出现导线电阻增加过大的现象。
3.如权利要求1所述的一种新型中束流离子注入机平行透镜磁铁结构，磁铁磁轭模块(3)分为上盖板、下盖板、侧支柱、磁极连接板等结构。由于该磁轭模块有较为适宜的磁极磁轭面积比，因此在线圈通入极限电流(即200k的In离子工作电流)时，磁铁不会出现明显的饱和现象。
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