[发明专利]一种新型等离子淋浴器

说明书

技术领域

本发明涉及到离子注入机应用到半导体工艺的离子注入工艺中，用于在离子注入工艺中，对在离子注入机中传输的低能离子束进行电中和，减小空间电荷效应的影响，提高离子注入机对低能离子束的传输效率，增强离子注入机在低能端的应用能力。属于半导体设备领域。

背景技术

在半导体工艺的离子注入工艺中，离子注入机工作的能量范围跨度很大，从几百电子伏特到几百千电子伏特，离子注入机在如此大范围的离子能量范围工作，各项工作参数都有巨大的变化。一般在几十千电子伏特以上能量时，离子束的空间电荷效应影响相对较小，离子注入机能够有效地控制离子束的传输，具有较高的传输效率。但是在几十千电子伏特以下，尤其进入到千电子伏特级后，离子束的空间电荷效应影响凸显，离子束的截面尺寸迅速扩张，在有限的束线传输通道的情况下，就会有大量的离子直接与离子束传输通道的管壁或挡束装置碰撞而损失，导致离子束的传输效率大大降低。这种效率的降低随离子束能量的降低而不断加剧。为增强离子注入机在低能端的应用能力，必须提高离子注入机对低能离子束的传输效率。通过采用离子束电中和技术，可有效的减小离子束的空间电荷效应影响，提高低能离子束的传输效率。目前在离子束的电中和技术中，采用等离子淋浴技术是最先进一项技术，该技术对离子束的电中和效果好，对离子注入机的系统影响小。

为在离子注入机中实现该项功能，我们设计了一套完整的等离子淋浴系统，本专利是该系统的一个核心部件。

发明内容

本发明的目的是提供一种等离子淋浴器，能够安装在离子注入机的束线部件中，向束线管道中提供等离子体，对在束线管道中通过的离子束实淋浴，最终实现离子束的电中和。

所述的等离子淋浴器的结构是：见附图1，引出板1，弧室2，引线连接片3，安装法兰4，引线绝缘套5，引线杆6，水接头7，送气管8，引线绝缘块9，灯丝安装杆10，灯丝绝缘套11，导磁片12，灯丝13，永久磁铁14。

所述的引出板1，安装在弧室2的开口面，包围弧室2上的腰圆孔，形成等离子淋浴器的起弧放电区。在引出板1的中部设计有一小孔，淋浴器工作时所产生的等离子体通过该小孔进入到离子施注入机束线通道。

所述的弧室2，设计有一腰圆孔，弧室2的开口面与引出板1连接，底面与安装法兰4连接固定，在腰圆孔的长度方向两个侧面都设计有小孔，安装灯丝绝缘套11，灯丝13通过灯丝绝缘套11穿过弧室2的腰圆孔。其余两个侧面设计有方形沉孔，安装永久磁铁14。弧室2底面设计小送气孔与腰圆孔相通。

所述的引线连接片3，用于引线杆6和连接灯丝安装杆10，实现它们之间的电通路。

所述的安装法兰4，用于安装等离子淋浴器安装到离子注入机。安装法兰4中间安装弧室2底面连接，在连接面范围区设计有水冷槽和密封结构，中心设计送气通孔与弧室2的小送气孔相通，安装送气管8，形成送气通路。对应水冷槽的适当位置设计有水接头7的安装孔，并与水冷槽相通。在弧室2安装位置的两端处，设计相同的两处安装引线绝缘块9和引线杆6的通孔，与引线绝缘块9之间有密封结构。

所述的引线绝缘套5，用于安装引线杆6，实现引线杆6和安装法兰4之间的电气绝缘。

所述的引线杆6，用于连接等离子淋浴器的外围工作电源。通过引线绝缘套5与安装法兰4之间绝缘，一端连接外围电源，另一端通过引线连接片3与灯丝安装杆10连通，实现向灯丝13的供电。

所述的水接头7，一端与安装法兰4对应孔连接，另一端连接外围冷却水，与安装法兰4上设计的水冷槽形成冷却水回路。

所述的送气管8，连接在安装法兰4中心的送气通孔，另一端连接等离子淋浴器的外围送气单元，形成送气通路。

所述的引线绝缘块9，与弧室2的端面连接，安装灯丝安装杆10，实现灯丝安装杆10和弧室2之间的电绝缘。

所述的灯丝安装杆10，安装在引线绝缘块9上，一端安装灯丝13，另一端连接引线连接片3，形成灯丝13供电通路，同时固定灯丝13。

所述的灯丝绝缘套11，安装在弧室2两端小孔，中间设计灯丝13穿过的小孔，将灯丝13和弧室2之间绝缘。灯丝绝缘套11的两端分别设计有提高抗污染能力的凹槽。

所述的导磁片12，呈U形结构，两头的内表面分别贴合连接安装在弧室2侧面方形沉孔内的永久磁铁14，在外围形成两侧永久磁铁14的磁回路，也起到磁屏蔽的作用。

所述的灯丝13，安装在弧室2两端的两根灯丝安装杆10上。用于在等离子淋浴器工作时被电流加热产生电子。