專利名稱：磁四極透鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種聚焦透鏡，尤其涉及一種半導(dǎo)體制造離子注入工藝中所用的離子注入機(jī)中的磁四極透鏡，屬于半導(dǎo)體器件制造領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前世界集成電路制造技術(shù)和工藝發(fā)展迅速，先進(jìn)工藝對(duì)半導(dǎo)體設(shè)備也提出了更高的要求。離子注入機(jī)是標(biāo)志生產(chǎn)線工藝水平的關(guān)鍵設(shè)備，更是在束流指標(biāo)、束能量純度、注入深度控制、注入均勻性與生產(chǎn)率等方面受到非常嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。
其中，束流的順利傳輸是保證離子束在傳輸過(guò)程中避免空間電荷效應(yīng)引起束發(fā)散，導(dǎo)致束流減少和在靶上獲取額定強(qiáng)流離子束的關(guān)鍵。為了保證束流的順利傳輸并在靶上得到合適的束斑，就需要聚焦。用電場(chǎng)或磁場(chǎng)控制離子的軌跡可以實(shí)現(xiàn)離子束的聚焦，聚焦特性取決于聚焦場(chǎng)的形狀。
四極透鏡是一種應(yīng)用廣泛的離子光學(xué)透鏡，它的場(chǎng)分布是面對(duì)稱的，這種透鏡不改變離子的能量但能對(duì)離子束產(chǎn)生很強(qiáng)的聚焦作用。早期的離子注入機(jī)采用靜電透鏡的也很多，當(dāng)離子束通過(guò)該透鏡時(shí)，就會(huì)受到電場(chǎng)力的作用。電透鏡的優(yōu)勢(shì)是體積可以做的很小，重量也較輕，但是所需的電壓較高，容易發(fā)生電擊穿的現(xiàn)象。
另一種透鏡為磁透鏡，離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，將受到羅侖茲力的作用。利用合適的磁場(chǎng)分布，實(shí)現(xiàn)對(duì)離子束的聚焦。由于磁透鏡的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，牢固可靠，所使用的電壓也較低，沒(méi)有擊穿的問(wèn)題，也被廣泛用于現(xiàn)代離子注入機(jī)中。但該種磁透鏡，在磁軛的選擇上為菱形結(jié)構(gòu)，透鏡管道為圓形管路，這樣使得透鏡整體的體積偏大。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種適用于大角度離子注入機(jī)束流聚焦要求，具有良好的聚焦性能和可靠性，即使在能量較低時(shí)仍可獲得良好的束流品質(zhì)的磁四極透鏡。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種磁四極透鏡包括兩個(gè)單元透鏡、二個(gè)支撐板、一底板、一個(gè)固定板，其中兩個(gè)單元透鏡分別通過(guò)一個(gè)支撐板與底板連接，底板又固定在底板上，兩個(gè)單元透鏡之間通過(guò)連接拉桿互相固定連接，用于定位兩個(gè)單元透鏡的相對(duì)位置。
兩個(gè)單元透鏡分別包括透鏡管道、線圈、四個(gè)磁極、以及圓形磁軛，其中線圈纏繞在磁極上，透鏡管道位于四個(gè)磁極的中間，四個(gè)磁極分別連接于圓形磁軛上，成為一個(gè)整體。
所述的兩個(gè)單元透鏡之間的連接拉桿為四個(gè)。
技術(shù)原理這種磁四極透鏡，它的焦距可以做的很短，是一種強(qiáng)透鏡。它由四個(gè)呈雙曲柱面形的磁極構(gòu)成，相鄰兩磁極具有相反的極性，改變激磁電流可以調(diào)節(jié)它的磁感應(yīng)強(qiáng)度。
由于磁四極透鏡的極面也是雙曲柱面，因此它的磁場(chǎng)的等磁勢(shì)面，也是一系列雙曲柱面。離子在四極透鏡內(nèi)所受的作用力，在x方向是會(huì)聚的，在y方向是散焦的，但聚焦效果總是超過(guò)散焦效果。
與現(xiàn)有技術(shù)相比本實(shí)用新型具有如下顯著優(yōu)點(diǎn)1.采用磁聚焦形式，使電場(chǎng)均勻、工作可靠；2.線圈位于真空管道外面，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；3、結(jié)構(gòu)為可拆卸方式，安裝及維修性能好。


圖1為本實(shí)用新型的四極透鏡裝置結(jié)構(gòu)圖；圖2為圖1的側(cè)視圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步介紹，但不作為對(duì)本發(fā)明新型的限定。
如圖1所示的四極透鏡，其中單元透鏡5和單元透鏡6分別通過(guò)一個(gè)支撐板1與底板2連接，底板2支撐整個(gè)透鏡系統(tǒng)，底板2又固定在固定板3上，固定板起底板固定作用。單元透鏡5和單元透鏡6之間通過(guò)四個(gè)連接拉桿4互相固定連接，連接拉桿4精確定位兩個(gè)透鏡單元的距離；單元透鏡5和單元透鏡6分別包括透鏡管道7、線圈8、四個(gè)磁極10、以及圓形磁軛9，其中線圈8纏繞在磁極10上，透鏡管道7位于四個(gè)磁極10的中間，四個(gè)磁極10分別連接于圓形磁軛9上，成為一個(gè)整體。
所述的四極聚焦透鏡線圈采用去離子水冷卻。
磁四極透鏡位于分析器后，與分析器配合使用，實(shí)現(xiàn)束流傳輸?shù)钠ヅ洹?br> 連接拉桿4精確定位兩個(gè)透鏡單元的相對(duì)位置，其長(zhǎng)度由漂移空間距離決定。單元透鏡5和單元透鏡6，它門(mén)相當(dāng)于由一段漂移空間隔開(kāi)的有相反極性的兩個(gè)透鏡。透鏡管道7為真空管道，材料選擇及加工滿足真空要求。線圈8為四個(gè)一組，通水冷卻并安裝線圈溫度測(cè)量裝置。圓形磁軛9安裝四個(gè)磁極，形成完整的磁場(chǎng)回路。磁極10為雙曲柱面加工的磁極，其安裝要保證磁極面內(nèi)的內(nèi)含圓尺寸。
權(quán)利要求1.一種磁四極透鏡，包括兩個(gè)單元透鏡、二個(gè)支撐板、一底板、一個(gè)固定板，其特征在于兩個(gè)單元透鏡分別通過(guò)一個(gè)支撐板與底板連接，底板又固定在底板上，兩個(gè)單元透鏡之間通過(guò)連接拉桿互相固定連接，用于定位兩個(gè)單元透鏡的相對(duì)位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁四極透鏡，其特征在于所述的單元透鏡包括透鏡管道、線圈、四個(gè)磁極、以及圓形磁軛，其中線圈纏繞在磁極上，透鏡管道位于四個(gè)磁極的中間，四個(gè)磁極分別連接于圓形磁軛上，成為一個(gè)整體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種磁四極透鏡，其特征在于所述的所述的兩個(gè)單元透鏡之間的連接拉桿為四個(gè)。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種應(yīng)用于半導(dǎo)體制造離子注入工藝中所用的離子注入機(jī)中的磁四極透鏡，它包括兩個(gè)單元透鏡、二個(gè)支撐板、一底板、一個(gè)固定板，其中兩個(gè)單元透鏡分別通過(guò)一個(gè)支撐板與底板連接，底板又固定在底板上，兩個(gè)單元透鏡之間通過(guò)連接拉桿互相固定連接，用于定位兩個(gè)單元透鏡的相對(duì)位置。單元透鏡包括透鏡管道、線圈、四個(gè)磁極、以及圓形磁軛，其中線圈纏繞在磁極上，透鏡管道位于四個(gè)磁極的中間，四個(gè)磁極分別連接于圓形磁軛上，成為一個(gè)整體。本實(shí)用新型采用磁聚焦形式，使電場(chǎng)均勻，工作可靠，線圈位于真空管道外面，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝及維修性能好。
文檔編號(hào)H01L21/02GK2867584SQ200520142509
公開(kāi)日2007年2月7日 申請(qǐng)日期2005年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月5日
發(fā)明者唐景庭, 伍三忠, 郭健輝, 彭立波, 王迪平, 孫勇, 許波濤, 易文杰, 姚志丹, 孫雪平, 謝均宇 申請(qǐng)人:北京中科信電子裝備有限公司