[发明专利]具有整合遮蔽电极的离子加速柱连接机构以及其方法

说明书

技术领域

本揭示案是有关于离子注入(ion implantation)，且特别是有关于包括具有整合遮蔽电极(shielding electrode)的连接机构的离子加速装置(ion accelerating device)。 

背景技术

离子注入是一种将具有能够改变电导率的杂质引入或掺杂至半导体晶片(semiconductor wafer)的标准技术。典型的离子注入制程使用高能离子束将杂质(离子)引入半导体晶片。在离子注入期间，致能源馈入材料(source feed material)以产生离子束，且以加速柱加速所产生的离子束。加速柱(例如)例如是以670kV加速离子束。较佳地，离子束穿过在加速柱内部的七个透镜而完成加速步骤，其中基于离子光学需求，在所述透镜上具有分级的电压。 

主动或被动分级机制用以控制/产生分级电压(graded voltage)，其经由(例如)各别套管单元(bushing unit)而与透镜电性与机械连接。一般来说，若连接点或端接点未受到保护，这些点通常为高电应力区域且为加速柱中的最弱点，可能会导致高电压故障。如图6中所示，当分级电路板(grading circuit board)312经由连接器316在连接点318处连接至套管单元314时，接口形成于套管单元314及/或分级电路板312的固体绝缘材料、气体环境322(包括空气、SF₆及/或其他气体)以及连接器316的金属材料之间(称作三接面)。由于连接器316具金属材料，因此等位线(equal potential line，iso-potential line)320亦邻近于连接点318。连接点318上的高电应力(定义为(ΔV)/d，其中ΔV为电位差且d为距离)可引起放电。举例而言， 每寸75kV的电应力可以破坏气体的绝缘。此电应力可存在于两个连接器316之间、连接点318与接地(未图示)之间，及/或两个邻近套管单元314之连接点318之间。放电可在连接点318处引起电故障。 

发明内容

本揭示案的第一方面提供一种离子注入系统的离子加速装置，离子加速装置包括：第一元件，包括第一套管单元；在第一元件内的第一连接系统，第一连接系统包括第一连接器以及在第一连接器周围的第一囊封遮蔽电极；以及在第二元件内的第二连接系统，第二元件包括分级电路板或第二不同套管单元中之一，第二连接系统耦接至第一连接器；其中第一囊封遮蔽电极包括邻近于第一元件的第一接口表面的第一遮蔽部分，其中第二连接系统与第一元件接口连接，在横截面图中，第一遮蔽部分实质上为U型。 

本揭示案的第二方面提供一种离子加速装置，包括：包括第一套管单元的第一元件，第一元件包括第一连接系统，第一连接系统包括囊封遮蔽电极；以及包括分级电路板或第二不同套管单元中之一的第二元件，第二元件包括第二连接系统；其中在第一连接系统与第二连接系统接口连接的状况下，囊封遮蔽电极将电应力引离第一连接系统与第二连接系统之间的接口，其中所述接口产生于固体绝缘材料、周围环境以及金属材料的连接点，周围环境为气体环境或真空环境中之一。 

本揭示案的上述以及其他特征将自本揭示案的实施例的以下更特定描述变得显而易见。 

附图说明 

依据如下附图，对本揭示案的实施例进行详细描述，其中，相同的名称表示相同的元件： 

图1显示为根据本揭示案一实施例的离子束注入系统的示意图。 

图2显示为根据本揭示案一实施例的离子加速装置的剖面示意图。 

图3显示为根据本揭示案一实施例的连接机构的剖面示意图。 

图4显示为根据本揭示案一实施例的在三维视图中的囊封遮蔽电极。 

图5显示为根据本揭示案另一实施例的连接机构的剖面示意图。 

图6显示为现有一种电连接至套管单元的示意图。 

注意，本揭示案的附图并未按照比例。附图仅意欲描绘本揭示案的典型形态，且因此不应被认为限制本揭示案的范畴。在各附图中相同数字表示相同元件。 

具体实施方式

1、离子注入系统概述