CN220984469U - 一种离子注入机及其离子源设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种离子注入机及其离子源设备，离子注入机的离子源设备包括离子源腔室干泵、离子源腔室、离子源区域运动件密封腔室、尾气处理单元和运动件密封泵；其中，离子源腔室干泵的进气口通过第一抽真空管与离子源腔室气体连通，离子源腔室干泵的出气口通过排气管与尾气处理单元气体连通；运动件密封泵的进气口通过第二抽真空管与离子源区域运动件密封腔室气体连通。本实用新型能够避免离子源腔室干泵因与离子源区域运动件密封腔室气体连通而导致的突然卡死问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及等离子注入技术领域，特别是涉及一种离子注入机及其离子源设备。
背景技术
离子注入机是半导体行业中的重要装置，它的的一个主要部分是离子源设备。离子源设备用于将需要注入的元素气态粒子电离成离子，并决定要注入离子的种类和束流强度。离子源直流放电或高频放电产生的电子作为轰击粒子，当外来电子的能量高于原子的电离电位时，通过碰撞使元素气态粒子发生电离。碰撞后，正离子进入质量分析器，选出需要的离子，再经过加速器获得较高能量，由四级透镜聚焦后进入靶室，进行离子注入。离子注入作业需要在高真空环境(1E-7torr左右)下完成。
离子源设备包括离子源腔室干泵、离子源腔室、离子源区域运动件密封腔室和尾气处理单元。在现有技术中，离子源腔室干泵既用于对离子源腔室抽真空，又用于排出离子源区域运动件密封腔室中的气体。
当离子源腔室干泵持续对离子源腔室抽高真空环境时，功率趋于稳定。此时，离子源区域运动件密封腔室的空气抽进离子源腔室干泵内，会导致离子源腔室干泵的功率急剧增大。而且，空气中的气体可能与从离子源腔室抽出的废气(砷烷，磷烷，硼烷等)发生化学反应，生成固态副产物，附着于离子源腔室干泵的内壁上，影响泵的正常运转，缩短泵的使用寿命。甚至有可能导致泵的突然卡死，从而导致整个离子注入机的高真空停机，晶圆被污染。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种离子注入机的离子源设备来克服或至少减轻现有技术的上述缺陷中的至少一个。
为实现上述目的，本实用新型提供一种离子注入机的离子源设备，其包括离子源腔室干泵、离子源腔室、离子源区域运动件密封腔室、尾气处理单元和运动件密封泵；其中，离子源腔室干泵的进气口通过第一抽真空管与离子源腔室气体连通，离子源腔室干泵的出气口通过排气管与尾气处理单元气体连通；运动件密封泵的进气口通过第二抽真空管与离子源区域运动件密封腔室气体连通。
进一步地，运动件密封泵临近离子源腔室干泵的出气口设置。
进一步地，运动件密封泵离子源腔室干泵以平行布置的方式设置在同一电场中。
进一步地，运动件密封泵额定抽速不小于每小时50立方米。
进一步地，第二抽真空管的管径略小于或者等于第一抽真空管管径；第一抽真空管的管径等于排气管的管径。
进一步地，第二抽真空管与运动件密封泵的进气口通过快速接头相互连接。
进一步地，第一抽真空管上安装有第一单向阀，和/或第二抽真空管安装有第二单向阀，第一单向阀设置为仅仅允许从离子源腔室向离子源腔室干泵的流动；第二单向阀设置为仅仅允许从离子源区域运动件密封腔室向运动件密封泵的流动。
进一步地，离子源腔室干泵和运动件密封泵由同一控制器控制。
进一步地，控制器采用一个控制端同步地控制离子源腔室干泵1和运动件密封泵；或者，控制器采用两个控制端分别地控制离子源腔室干泵1和运动件密封泵。
本实用新型还提供一种离子注入机，其包括如上的离子注入机的离子源设备。
由于本实用新型通过新增设的运动件密封泵，使之单独通过第二抽真空管对离子源区域运动件密封腔室进行抽真空，而与原有的对离子源腔室抽真空的离子源腔室干泵彼此独立，互不影响，因此，避免了现有技术中的离子源腔室与离子源区域运动件密封腔室气体连通导致的气体混合问题，进而能够避免由该问题而导致的离子源腔室干泵突然卡死的技术问题。
附图说明
图1根据本实用新型第一实施例的离子注入机的离子源设备的结构示意图。
附图标记：
具体实施方式
在附图中，使用相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。
在本实用新型的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
如图1所示，本实施例提供的离子注入机的离子源设备包括离子源腔室干泵1、离子源腔室2、离子源区域运动件密封腔室3、尾气处理单元4和运动件密封泵5。
其中，离子源腔室干泵1的进气口能够通过第一抽真空管A与离子源腔室2气体连通，离子源腔室干泵1的出气口通过排气管B与尾气处理单元4气体连通。离子源腔室干泵1启动后，可以持续对离子源腔室2进行抽真空。
运动件密封泵5的进气口能够通过第二抽真空管C与离子源区域运动件密封腔室3气体连通。优选地，运动件密封泵5的出气口设置为与离子注入机内部的大气环境相同。这样，运动件密封泵5启动后，可以单独对离子源区域运动件密封腔室3进行抽真空操作。而且，第一抽真空管A与第二抽真空管C彼此独立，互不影响，因此，避免了现有技术中的离子源腔室2与离子源区域运动件密封腔室3气体连通导致的气体混合问题，进而避免了由该问题导致离子源腔室干泵1突然卡死的技术问题。
在一个实施例中，运动件密封泵5临近离子源腔室干泵1的出气口设置，例如，运动件密封泵5与离子源腔室干泵1的出气口之间的距离控制在5到10厘米的范围以内，这样可以防止运动件密封泵5与其他高压部件发生电流导通。
在一个实施例中，为了避免高压电场由于距离太近导致等离子体束流通道和离子源腔室2导通，运动件密封泵5和离子源腔室干泵1可以以平行布置的方式设置在同一电场中，当然，还可以采用其他方式实现。
在一个实施例中，运动件密封泵5的额定抽速不小于每小时50立方米，这样可以保证运动件密封泵5的自身的性能要求，进而满足密封性的要求。
在一个实施例中，第二抽真空管C的管径与运动件密封泵5的进气口和离子源区域运动件密封腔室3的出气口的口径的尺寸相匹配。具体地，可以将第二抽真空管C的管径略小于或者等于第一抽真空管A的管径；第一抽真空管A的管径等于排气管B的管径，这样可以保证运动件密封泵5从离子源区域运动件密封腔室3顺利进行抽取空气。其中，“略小于”可以理解为差异在本领域技术的误差允许范围内。
在一个实施例中，第二抽真空管C与运动件密封泵5通过快速接头相互连接，这样便于工作人员后期对运动件密封泵5维护过程中的拆解更换。
在一个实施例中，第一抽真空管A上安装有第一单向阀，和/或第二抽真空管C上安装有第二单向阀，第一单向阀设置为仅仅允许从离子源腔室2向离子源腔室干泵1的流动；第二单向阀设置为仅仅允许从离子源区域运动件密封腔室3向运动件密封泵5的流动。
在一个实施例中，离子源腔室干泵1和运动件密封泵5由同一控制器控制。优选地，控制器采用一个控制端同步地控制离子源腔室干泵1和运动件密封泵5；或者，控制器采用两个控制端分别地控制离子源腔室干泵1和运动件密封泵5。
本实用新型还提供过一种离子注入机，其包括如上述各实施例的离子注入机的离子源设备。
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制。本领域的普通技术人员应当理解：可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种离子注入机的离子源设备，其特征在于，包括离子源腔室干泵(1)、离子源腔室(2)、离子源区域运动件密封腔室(3)、尾气处理单元(4)和运动件密封泵(5)；
其中，离子源腔室干泵(1)的进气口通过第一抽真空管(A)与离子源腔室(2)气体连通，离子源腔室干泵(1)的出气口通过排气管(B)与尾气处理单元(4)气体连通；
运动件密封泵(5)的进气口通过第二抽真空管(C)与离子源区域运动件密封腔室(3)气体连通。
2.如权利要求1所述的离子注入机的离子源设备，其特征在于，运动件密封泵(5)临近离子源腔室干泵(1)的出气口设置。
3.如权利要求1所述的离子注入机的离子源设备，其特征在于，运动件密封泵(5)和离子源腔室干泵(1)以平行布置的方式设置在同一电场中。
4.如权利要求1所述的离子注入机的离子源设备，其特征在于，运动件密封泵(5)的额定抽速不小于每小时50立方米。
5.如权利要求1所述的离子注入机的离子源设备，其特征在于，第二抽真空管(C)的管径略小于或者等于第一抽真空管(A)的管径；第一抽真空管(A)的管径等于排气管(B)的管径。
6.如权利要求1所述的离子注入机的离子源设备，其特征在于，第二抽真空管(C)与运动件密封泵(5)的进气口通过快速接头相互连接。
7.如权利要求1所述的离子注入机的离子源设备，其特征在于，第一抽真空管(A)上安装有第一单向阀，和/或第二抽真空管(C)上安装有第二单向阀，第一单向阀设置为仅仅允许从离子源腔室(2)向离子源腔室干泵(1)的流动；第二单向阀设置为仅仅允许从离子源区域运动件密封腔室(3)向运动件密封泵(5)的流动。
8.如权利要求1-7中任一项所述的离子注入机的离子源设备，其特征在于，离子源腔室干泵(1)和运动件密封泵(5)由同一控制器控制。
9.如权利要求8所述的离子注入机的离子源设备，其特征在于，控制器采用一个控制端同步地控制离子源腔室干泵(1)和运动件密封泵(5)；或者，控制器采用两个控制端分别地控制离子源腔室干泵(1)和运动件密封泵(5)。
10.一种离子注入机，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的离子注入机的离子源设备。
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