[发明专利]一种离子源均匀送气结构装置

说明书

技术领域

本发明是有关离子源的均匀送气结构装置，其直接针对于使送入的气体均匀的流动并进入弧室，与两边的灯丝发射过来的电子发生碰撞，形成均匀的等离子体。本发明为多方面均匀送气应用提供了方便。

技术背景

1.在晶片的离子注入工艺中，束流的均匀性要求愈来愈高。而这种要求直接影响半导体领域整体的注入质量，主要体现在以下几个方面：

2.与之前的单送气管路相比，此送气盖板所呈现的优势体现在：

I.送气盖板采用钼质材料，且采用多管路传输送气，不仅减少了气体对送气盖板的侵蚀，而且增加了气体传输的均匀性。

II.弧室两端采用双灯丝结构，与均匀进入其内的气体发生碰撞，提高电离效率。

3.在束流的注入中，离子剂量均一的注入到晶片上。注入束流的不均匀性会引起注入的失败。

4.本发明涉及的离子源均匀送气结构装置，在要求气体均匀性的同时，也要求加强束流的控制力，阻隔杂质离子，从而防止因能量污染引发的失败。

5.本发明涉及的离子源均匀送气结构装置，为多方面的均匀性送气应用提供了技术支撑，但增加了设备的总的投资；特别是送气路径相对较长从而引起气体到达弧室时存在密度微差，这也增加了离子束均匀性精确控制的困难。

发明内容

本发明总结了离子注入系统中的一种离子源均匀送气结构装置，如图1所示，由两块端板(1)、两块侧板(2)、一块含有引出缝的盖板(3)、一块送气底板(4)、一块送气盖板(5)、送气管头(6)组成的弧室，其工作原理简述如下：由送气管头(6)流入的气体，经送气盖板(5)及其底板(4)之间对称的送气管路，从送气盖板(5)上的送气孔均匀的流入弧室腔体内，而弧室的两块端板上安装有灯丝；当通过一定的灯丝电流，灯丝受热发射电子，此时送入的气体与电子相互碰撞发生电离，最终形成均匀的等离子体。因此，送气盖板的设置对均匀性送气显得尤为重要。

其中送气盖板底面的结构及其比例如图2所示。送气盖板(5)均采用耐高温、耐高压、高强度、导电特性突出的钼质材料，以减少在气体流动过程中造成的对送气盖板(5)的侵蚀。通过送气盖板(5)上表面的12个均匀分布的送气孔(508)至送气孔(519)，在其底部设计送气管路(501)至送气管路(507)，以使送入的气体均匀的流入弧室腔内，并与由灯丝发射过来的电子发生碰撞，形成分布均匀的等离子体。送气盖板底面设计的送气管路(501)至送气管路(507)呈交错相通状，如图2所示：在送气管头(6)设置一条横向的主送气管路(501)，而在两边分别设置与其平行的副送气管路(502)和副送气管路(503)，在此管道上均匀布置送气孔(508)至送气孔(519)，每侧6个，共12个。这三条送气管路是通过支送气管路(504)至支送气管路(507)来连接的。气体通过送气管路流入达弧室腔体内，最终形均匀的等离子体。

附图说明

图1为弧室

图2为弧室送气盖板底面

图3为弧室送气盖板上表面

图4为弧室送气盖板侧面

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步介绍，但不作为对发明的限定。

送入的气体经送气管头(6)流入送气底板(4)和送气盖板(5)之间，送气盖板(5)设置有送气管路(501)至送气管路(507)。利用送气管路(501)至送气管路(507)的几何对称性实现气体的均匀性流动。此时在副送气管路(502)和副送气管路(503)上设置均匀的送气孔(508)至送气孔(519)(它们与弧室相通)，气体沿着送气孔(508)至送气孔(519)均匀的流向弧室腔内，符合气体分子均匀电离的要求。