CN2867584Y - 磁四极透镜 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种应用于半导体制造离子注入工艺中所用的离子注入机中的磁四极透镜，它包括两个单元透镜、二个支撑板、一底板、一个固定板，其中两个单元透镜分别通过一个支撑板与底板连接，底板又固定在底板上，两个单元透镜之间通过连接拉杆互相固定连接，用于定位两个单元透镜的相对位置。单元透镜包括：透镜管道、线圈、四个磁极、以及圆形磁轭，其中线圈缠绕在磁极上，透镜管道位于四个磁极的中间，四个磁极分别连接于圆形磁轭上，成为一个整体。本实用新型采用磁聚焦形式，使电场均匀，工作可靠，线圈位于真空管道外面，结构简单，安装及维修性能好。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种聚焦透镜，尤其涉及一种半导体制造离子注入工艺中所用的离子注入机中的磁四极透镜，属于半导体器件制造领域。
背景技术
目前世界集成电路制造技术和工艺发展迅速，先进工艺对半导体设备也提出了更高的要求。离子注入机是标志生产线工艺水平的关键设备，更是在束流指标、束能量纯度、注入深度控制、注入均匀性与生产率等方面受到非常严峻的挑战。
其中，束流的顺利传输是保证离子束在传输过程中避免空间电荷效应引起束发散，导致束流减少和在靶上获取额定强流离子束的关键。为了保证束流的顺利传输并在靶上得到合适的束斑，就需要聚焦。用电场或磁场控制离子的轨迹可以实现离子束的聚焦，聚焦特性取决于聚焦场的形状。
四极透镜是一种应用广泛的离子光学透镜，它的场分布是面对称的，这种透镜不改变离子的能量但能对离子束产生很强的聚焦作用。早期的离子注入机采用静电透镜的也很多，当离子束通过该透镜时，就会受到电场力的作用。电透镜的优势是体积可以做的很小，重量也较轻，但是所需的电压较高，容易发生电击穿的现象。
另一种透镜为磁透镜，离子在磁场中运动时，将受到罗仑兹力的作用。利用合适的磁场分布，实现对离子束的聚焦。由于磁透镜的结构简单，牢固可靠，所使用的电压也较低，没有击穿的问题，也被广泛用于现代离子注入机中。但该种磁透镜，在磁轭的选择上为菱形结构，透镜管道为圆形管路，这样使得透镜整体的体积偏大。
发明内容
为了解决上述存在的问题，本实用新型提供了一种适用于大角度离子注入机束流聚焦要求，具有良好的聚焦性能和可靠性，即使在能量较低时仍可获得良好的束流品质的磁四极透镜。
本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种磁四极透镜包括两个单元透镜、二个支撑板、一底板、一个固定板，其中两个单元透镜分别通过一个支撑板与底板连接，底板又固定在底板上，两个单元透镜之间通过连接拉杆互相固定连接，用于定位两个单元透镜的相对位置。
两个单元透镜分别包括：透镜管道、线圈、四个磁极、以及圆形磁轭，其中线圈缠绕在磁极上，透镜管道位于四个磁极的中间，四个磁极分别连接于圆形磁轭上，成为一个整体。
所述的两个单元透镜之间的连接拉杆为四个。
技术原理
这种磁四极透镜，它的焦距可以做的很短，是一种强透镜。它由四个呈双曲柱面形的磁极构成，相邻两磁极具有相反的极性，改变激磁电流可以调节它的磁感应强度。
由于磁四极透镜的极面也是双曲柱面，因此它的磁场的等磁势面，也是一系列双曲柱面。离子在四极透镜内所受的作用力，在x方向是会聚的，在y方向是散焦的，但聚焦效果总是超过散焦效果。
与现有技术相比本实用新型具有如下显著优点：
1.采用磁聚焦形式，使电场均匀、工作可靠；
2.线圈位于真空管道外面，结构简单；
3、结构为可拆卸方式，安装及维修性能好。
附图说明
图1为本实用新型的四极透镜装置结构图；
图2为图1的侧视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步介绍，但不作为对本发明新型的限定。
如图1所示的四极透镜，其中单元透镜5和单元透镜6分别通过一个支撑板1与底板2连接，底板2支撑整个透镜系统，底板2又固定在固定板3上，固定板起底板固定作用。单元透镜5和单元透镜6之间通过四个连接拉杆4互相固定连接，连接拉杆4精确定位两个透镜单元的距离；单元透镜5和单元透镜6分别包括：透镜管道7、线圈8、四个磁极10、以及圆形磁轭9，其中线圈8缠绕在磁极10上，透镜管道7位于四个磁极10的中间，四个磁极10分别连接于圆形磁轭9上，成为一个整体。
所述的四极聚焦透镜线圈采用去离子水冷却。
磁四极透镜位于分析器后，与分析器配合使用，实现束流传输的匹配。
连接拉杆4精确定位两个透镜单元的相对位置，其长度由漂移空间距离决定。单元透镜5和单元透镜6，它门相当于由一段漂移空间隔开的有相反极性的两个透镜。透镜管道7为真空管道，材料选择及加工满足真空要求。线圈8为四个一组，通水冷却并安装线圈温度测量装置。圆形磁轭9安装四个磁极，形成完整的磁场回路。磁极10为双曲柱面加工的磁极，其安装要保证磁极面内的内含圆尺寸。
Claims (3)
1、一种磁四极透镜，包括两个单元透镜、二个支撑板、一底板、一个固定板，其特征在于两个单元透镜分别通过一个支撑板与底板连接，底板又固定在底板上，两个单元透镜之间通过连接拉杆互相固定连接，用于定位两个单元透镜的相对位置。
2、根据权利要求1所述的一种磁四极透镜，其特征在于所述的单元透镜包括：透镜管道、线圈、四个磁极、以及圆形磁轭，其中线圈缠绕在磁极上，透镜管道位于四个磁极的中间，四个磁极分别连接于圆形磁轭上，成为一个整体。
3、根据权利要求1或2所述的一种磁四极透镜，其特征在于所述的所述的两个单元透镜之间的连接拉杆为四个。
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2005
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