專利名稱：水冷等離子淋浴器的制作方法
所屬領(lǐng)域本發(fā)明涉及到離子注入機(jī)，應(yīng)用到半導(dǎo)體工藝的離子注入工藝中，用于在離子注入工藝中，在被注入晶片上產(chǎn)生的靜電積累進(jìn)行中和，提高離子注入工藝的性能，消除靜電積累對(duì)注入晶片的危害。屬于半導(dǎo)體設(shè)備領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體工藝的離子注入工藝中，大量的離子在經(jīng)過(guò)離子注入機(jī)加速并控制下轟擊晶片表面，由于這些離子是帶電粒子，每一個(gè)粒子轟擊到晶片表面，晶片中就要有與離子帶電荷數(shù)相等的電子對(duì)離子進(jìn)行中和。一方面，在有些離子注入的工藝中，晶片表面存在有加工圖形的光刻膠，這種膠是絕緣的，在離子注入的過(guò)程中，一部分離子通過(guò)圖形的空缺注入到晶片中，而其余的離子則打到光刻膠上，由于光刻膠的絕緣，隨著注入離子數(shù)量的增加，則在光刻膠上產(chǎn)生靜電積累；另一方面，在大劑量的離子注入的工藝中，由于注入束流大，也會(huì)在晶片表面產(chǎn)生靜電積累，這種積累不但對(duì)晶片是一種危害，同時(shí)會(huì)影響離子注入的均勻性等，特別是隨著注入離子能量的越來(lái)越低，這種影響尤為明顯，降低離子注入的性能。通過(guò)對(duì)注入晶片和離子束進(jìn)行電子中和，可以很好的消除這種影響。離子淋浴器就是產(chǎn)生這種中和用電子的新型裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種等離子淋浴器，能夠產(chǎn)生中和用電子。
所述的等離子淋浴器的結(jié)構(gòu)包括引出極板，燈絲裝夾機(jī)構(gòu)，燈絲，送氣管路，燈絲引線機(jī)構(gòu)，法蘭絕緣墊，法蘭，導(dǎo)水長(zhǎng)管，水冷支架，兩瓷絕緣柱子，屏蔽罩，兩磁鐵，兩磁鐵安裝板。所述的水冷支架底部的通孔、燈絲裝夾機(jī)構(gòu)和引出極板共同圍成一個(gè)放電工作空間稱為放電弧室。
所述的引出極板，安裝在放電弧室的頂端面，正中有一圓孔，是等離子淋浴器的等離子出口。
所述的燈絲裝夾機(jī)構(gòu)，裝夾有燈絲、燈絲裝夾的夾桿和螺母及絕緣塊，用于燈絲與水冷支架之間的絕緣安裝。
所述的燈絲，安裝在燈絲裝夾機(jī)構(gòu)上，加熱后產(chǎn)生熱電子。
所述的送氣管路連接從法蘭到水冷支架的頂部的弧放電通孔，用于從送氣系統(tǒng)往放電弧室內(nèi)送入工作氣體。
所述的燈絲引線機(jī)構(gòu)，一端與燈絲相連，另一端穿過(guò)法蘭與燈絲電源相連，給燈絲供電。
所述的法蘭絕緣墊是離子淋浴器的整體安裝絕緣墊，一面與法蘭接觸，另一面與設(shè)備安裝面接觸。
所述的法蘭用于固定水冷支架和燈絲引線機(jī)構(gòu)以及送氣管路。
所述的導(dǎo)水長(zhǎng)管，通過(guò)卡套接頭與水冷支架連接，將冷卻水送到水冷支架底部的放電弧室附近，以冷卻放電弧室腔體。
所述的水冷支架頂部設(shè)計(jì)有弧放電通孔，在支架的長(zhǎng)桿內(nèi)開(kāi)有從外端一直到弧放電通孔附近的通水孔，用以導(dǎo)通冷卻水，又是整個(gè)淋浴器的固定支撐件。燈絲裝夾機(jī)構(gòu)，送氣管路，燈絲引線機(jī)構(gòu)和法蘭都裝配在其上。
所述的絕緣瓷柱子用來(lái)在水冷支架上絕緣并固定燈絲引線機(jī)構(gòu)。
所述的屏蔽罩兩側(cè)安裝有厚度方向磁化的永久磁鐵，為磁路的外回路和磁屏蔽。
所述的磁鐵通過(guò)磁鐵安裝板安裝在水冷支架頂部弧放電通孔的兩側(cè)，給放電室產(chǎn)生磁場(chǎng)。
參照?qǐng)D1、圖2，對(duì)淋浴器的工作原理作出說(shuō)明。圖1中局部放大圖為淋浴器的產(chǎn)生等離子體的工作區(qū)，工作在高真空環(huán)境，現(xiàn)對(duì)其工作原理作具體說(shuō)明。水冷支架底部的通孔、燈絲裝夾機(jī)構(gòu)和引出極板組合成一放電弧室，一方面真空系統(tǒng)通過(guò)引出極板上的圓孔抽走放電弧室內(nèi)的氣體，另一方面送氣管路向放電弧室輸送工作氣體，兩者處在一定的平衡點(diǎn)工作。送氣量大，則放電弧室內(nèi)壓力高，送氣量小則放電弧室內(nèi)壓力低，通過(guò)外圍的送氣裝置可精確控制放電弧室的壓力，使其工作在一個(gè)適合產(chǎn)生電弧放電的壓力。此時(shí)外圍的燈絲加熱電源通過(guò)燈絲引線機(jī)構(gòu)向燈絲供電，加熱燈絲，當(dāng)燈絲的溫度達(dá)到一定溫度時(shí)，向外發(fā)射熱電子。在燈絲和放電弧室之間加有一弧壓電源，燈絲端接負(fù)極，放電弧室腔體接正極。燈絲發(fā)射的熱電子在弧壓電場(chǎng)的作用下，向放電弧室14腔壁加速運(yùn)動(dòng)，與工作氣體分子碰撞，使氣體分子失去一個(gè)或多個(gè)電子，產(chǎn)生電離。從氣體分子碰撞出來(lái)的電子也加速向放電弧室腔壁運(yùn)動(dòng)，再次與下一個(gè)氣體分子碰撞，引起下一個(gè)分子電離，如此級(jí)連引發(fā)弧放電。處在放電弧室空間的工作氣體被電離，成為等離子體。磁鐵和屏蔽罩，在放電弧室區(qū)產(chǎn)生一個(gè)合適的磁場(chǎng)，對(duì)運(yùn)動(dòng)的電子進(jìn)行約束，延長(zhǎng)電子到達(dá)放電弧室腔壁的運(yùn)動(dòng)路線，大大提高了放電弧室內(nèi)部的等離子密度。由于放電弧室內(nèi)壓力高于外部工作環(huán)境的壓力，等離子體在這種壓差的作用下通過(guò)引出極板1上的圓孔向外溢出，在出口附近形成一個(gè)等離子區(qū)，實(shí)現(xiàn)對(duì)離子束的等離子淋浴。通過(guò)對(duì)放電弧室腔體引入水冷結(jié)構(gòu)，由水冷支架和導(dǎo)水長(zhǎng)管組成，強(qiáng)制降低放電弧室的工作溫度，起到既可降低離子淋浴器工作時(shí)對(duì)外的熱輻射，又可降低離子淋浴器工作時(shí)產(chǎn)生的各種污染。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)，放電弧室和水冷結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在同一個(gè)零件上，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，冷卻效率高；通過(guò)在放電弧室兩側(cè)安裝永久磁鐵，產(chǎn)生放電磁場(chǎng)，提高了等離子密度；等離子引出口設(shè)計(jì)在頂端，可立式安裝。


圖1為等離子淋浴器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為等離子淋浴器的結(jié)構(gòu)的三維造型圖。
圖中各個(gè)部件介紹如下引出極板1，燈絲裝夾機(jī)構(gòu)2，燈絲3，送氣管路4，燈絲引線機(jī)構(gòu)5，法蘭絕緣墊6，法蘭7，導(dǎo)水長(zhǎng)管8，水冷支架9，兩瓷絕緣柱子10，屏蔽罩11，兩磁鐵12，兩磁鐵安裝板13。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步介紹，但不作為對(duì)發(fā)明的限定。
引出極板1一般采用高純石墨制作，使用壽命長(zhǎng)成本低；燈絲裝夾機(jī)構(gòu)2用于燈絲的絕緣安裝，基體一般采用耐高溫絕緣材料制作，如陶瓷材料；燈絲3采用鎢絲成形制作；送氣管路4完成從送氣系統(tǒng)到放電弧室14的送氣，采用內(nèi)拋光的高潔凈不銹鋼管制作；燈絲引線機(jī)構(gòu)5采用導(dǎo)電性能好的銅或鋁材料制作，外部連線設(shè)計(jì)快插接頭，實(shí)現(xiàn)快速裝拆。燈絲連接設(shè)計(jì)柔性連接條，適應(yīng)性好，易裝配；法蘭絕緣墊6完成法蘭7與安裝面的絕緣，一般采用密封性能好，絕緣性能佳的材料制作，如尼龍；法蘭7完成淋浴器的安裝，采用密封性能好，成本低的鋁材料即可；水冷支架9完成冷卻水的輸送，因?yàn)橛蟹烹娀∈医Y(jié)構(gòu)，要求導(dǎo)熱性好，污染低的材料，一般也可采用鋁；屏蔽罩11要求導(dǎo)磁，可采用純鐵或其它導(dǎo)電材料；磁鐵12為永久磁鐵，耐溫性好，磁鐵安裝板13實(shí)現(xiàn)磁鐵安裝，要求非導(dǎo)磁材料，以免影響磁路分布。
權(quán)利要求
1.水冷等離子淋浴器，其特征在于，包括下列部件引出極板(1)，燈絲裝夾機(jī)構(gòu)(2)，燈絲(3)，送氣管路(4)，燈絲引線機(jī)構(gòu)(5)，法蘭絕緣墊(6)，法蘭(7)，導(dǎo)水長(zhǎng)管(8)，水冷支架(9)，兩瓷絕緣柱子(10)，屏蔽罩(11)，兩磁鐵(12)，兩磁鐵安裝板(13)；所述的水冷支架(9)底部的通孔、燈絲裝夾機(jī)構(gòu)(2)和引出極板(1)共同圍成一個(gè)放電工作空間稱為放電弧室(14)；所述的引出極板(1)，安裝在放電弧室的頂端面，正中有一圓孔，是等離子淋浴器的等離子出口；所述的燈絲裝夾機(jī)構(gòu)(2)，裝夾有燈絲(3)、燈絲裝夾的夾桿和螺母及絕緣塊，用于燈絲與水冷支架(9)之間的絕緣安裝；所述的送氣管路(4)連接從法蘭(7)到水冷支架(9)的頂部的弧放電通孔，用于從送氣系統(tǒng)往放電弧室(14)內(nèi)送入工作氣體；所述的燈絲引線機(jī)構(gòu)(5)，一端與燈絲(3)相連，另一端穿過(guò)法蘭(7)與燈絲電源相連；所述的法蘭絕緣墊(6)是離子淋浴器的整體安裝絕緣墊，一面與法蘭(7)接觸，另一面與設(shè)備安裝面接觸；所述的法蘭(7)用于固定水冷支架(9)和燈絲引線機(jī)構(gòu)(5)以及送氣管路(4)；所述的導(dǎo)水長(zhǎng)管(8)通過(guò)卡套接頭與水冷支架(9)連接，將冷卻水送到水冷支架(9)底部的放電弧室附近，以冷卻放電弧室腔體；所述的水冷支架(9)頂部設(shè)計(jì)有弧放電通孔，在支架的長(zhǎng)桿內(nèi)開(kāi)有從外端一直到弧放電通孔附近的通水孔，用以導(dǎo)通冷卻水，燈絲裝夾機(jī)構(gòu)(2)，送氣管路(4)，燈絲引線機(jī)構(gòu)(5)和法蘭(7)都裝配在其上；所述的絕緣瓷柱子(10)用來(lái)在水冷支架(9)上絕緣并固定燈絲引線機(jī)構(gòu)(5)；所述的屏蔽罩(11)兩側(cè)安裝有厚度方向磁化的永久磁鐵(12)；所述的磁鐵(12)通過(guò)磁鐵安裝板(13)安裝在水冷支架(9)頂部弧放電通孔的兩側(cè)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種等離子淋浴器，能夠產(chǎn)生中和用電子，用于在離子注入工藝中，在被注入晶片上產(chǎn)生的靜電積累進(jìn)行中和，提高離子注入工藝的性能，消除靜電積累對(duì)注入晶片的危害。
文檔編號(hào)H05H1/00GK101038869SQ20061006512
公開(kāi)日2007年9月19日 申請(qǐng)日期2006年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月17日
發(fā)明者唐景庭, 彭立波, 謝均宇, 羅宏洋 申請(qǐng)人:北京中科信電子裝備有限公司