本發(fā)明涉及離子注入技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用于玻璃基板的離子注入設(shè)備。

背景技術(shù)：

離子注入機(jī)是半導(dǎo)體器件制造中常用的摻雜設(shè)備，通常使用直流電引出離子束，并對(duì)離子束加速后，向處理室的基板照射離子束?，F(xiàn)有技術(shù)中，一般利用四電極引出系統(tǒng)對(duì)離子束進(jìn)行引出并加速，但是，如圖1所示，所述離子束中的離子由于自身的熱運(yùn)動(dòng)或者離子間的相互排斥，造成所述離子從離子源引出時(shí)離子自身存在的垂直于引出方向的初速度，使得四電極引出系統(tǒng)中的離子束存在一定的發(fā)散角；導(dǎo)致離子束中的部分離子11打在電極板12上。

當(dāng)所述離子注入物為氟等離子體或硼等離子體時(shí)，離子注入物將在引出電極系統(tǒng)的電極板上沉積形成絕緣的氟化物或硼化物，隨著該絕緣物的沉積變厚，后續(xù)撞擊在該位置的離子的電荷將越來越難以釋放，因而在氟化物的表面形成電荷累積，所述絕緣的臟污以及電荷累積一方面會(huì)導(dǎo)致離子注入設(shè)備發(fā)生異常放電增加，嚴(yán)重影響設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，另一方面，將造成離子束的引出束流不穩(wěn)定，使離子注入均一性下降而無法達(dá)到預(yù)定效果。因此，需要發(fā)明一種離子注入設(shè)備來解決離子束打在電極板上，累積形成臟污的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種離子注入設(shè)備，通過在引出電極系統(tǒng)的外壁設(shè)置螺旋線圈，使離子垂直磁場(chǎng)方向的分速度受磁場(chǎng)中洛倫茲力的作用，在引出電極系統(tǒng)中無法產(chǎn)生有效的持續(xù)的橫向移動(dòng)，從而克服了離子束轟擊在電極板上產(chǎn)生污垢的問題。

為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

本發(fā)明提供一種離子注入設(shè)備，設(shè)有用于產(chǎn)生離子的離子源和用于引出離子束的引出電極系統(tǒng)，所述引出電極系統(tǒng)的電極板上設(shè)有離子束引出口；其特征在于：引出電極系統(tǒng)的外壁設(shè)置有螺旋線圈，所述螺旋線圈持續(xù)通入直流電，形成沿離子束流方向的磁場(chǎng)。

具體地，所述磁場(chǎng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度滿足所述離子束的離子在洛倫茲力的作用下做圓周運(yùn)動(dòng)的直徑小于引出電極系統(tǒng)的電極板上引出口的直徑或?qū)挾取?/p>

具體地，所述引出電極系統(tǒng)為四電極引出電極系統(tǒng)。

具體地，所述螺旋線圈在引出電極系統(tǒng)的外壁靠近離子源的一端延伸至另一端。

具體地，所述螺旋線圈在引出電極系統(tǒng)的外壁按順時(shí)針方向或逆時(shí)針方向繞置。

具體地，所述螺旋線圈正向或反向通入直流電。

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明提供的一種離子注入設(shè)備，通過在引出電極系統(tǒng)的外壁設(shè)置螺旋線圈，并在所述螺旋線圈持續(xù)通入直流電，形成沿離子束流方向的磁場(chǎng)，使得所述離子束中的離子垂直于磁場(chǎng)方向的分速度的方向在所述磁場(chǎng)的洛倫茲力的作用下被持續(xù)改變，從而使離子垂直磁場(chǎng)方向的分速度在引出電極系統(tǒng)中無法產(chǎn)生有效的持續(xù)的橫向移動(dòng)，從而將離子束限制在電極板的引出口的直徑或?qū)挾葍?nèi)，避免離子束因發(fā)散而轟擊在電極板上產(chǎn)生污垢，保證了離子注入設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，使得引出的離子束均一性較好。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)的引出電極系統(tǒng)中離子打在電極板上形成臟污的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明一種離子注入設(shè)備第一結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明一種離子注入設(shè)備第二結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚的描述，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種離子注入設(shè)備，如圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種離子注入設(shè)備設(shè)有用于產(chǎn)生離子的離子源1和用于引出離子束2的引出電極系統(tǒng)3，所述引出電極系統(tǒng)為四電極引出電極系統(tǒng)，包括加速電極31、引出電極32、抑制電極33、接地電極34，所述引出電極系統(tǒng)的電極板上設(shè)有離子束引出口35；

如圖3所示，在本發(fā)明實(shí)施例中，所述引出電極系統(tǒng)3的外壁設(shè)置有螺旋線圈4，所述螺旋線圈4持續(xù)通入直流電，形成沿離子束流方向的磁場(chǎng)。在本實(shí)施例中，所述螺旋線圈在引出電極系統(tǒng)的外壁按順時(shí)針方向繞置，并持續(xù)通入正向直流電。

在本發(fā)明實(shí)施例中，通過在引出電極系統(tǒng)3的外壁設(shè)置螺旋線圈4，并在所述螺旋線圈4持續(xù)通入直流電，形成沿離子束流方向的磁場(chǎng)，使得所述離子束中的離子垂直磁場(chǎng)方向的分速度的方向在所述磁場(chǎng)的洛倫茲力的作用下被持續(xù)改變，從而使離子垂直磁場(chǎng)方向的分速度在引出電極系統(tǒng)中無法產(chǎn)生有效的持續(xù)的橫向移動(dòng)，從而將離子束限制在引出口的直徑或?qū)挾葍?nèi)，避免離子束發(fā)散而轟擊在電極上產(chǎn)生污垢。

具體地，所述磁場(chǎng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度滿足所述離子束的離子在洛倫茲力的作用下做圓周運(yùn)動(dòng)的直徑小于引出電極系統(tǒng)的電極板上引出口35的直徑或?qū)挾取?/p>

假設(shè)離子速度為V，其垂直方向分速度為V₁，其最大發(fā)散角為φ，引出電極系統(tǒng)的電勢(shì)差為E，離子帶電量為e，離子質(zhì)量為m，磁場(chǎng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度為B，離子動(dòng)能為E_v，電極系統(tǒng)對(duì)離子做功德總能量為E_e，離子圓周運(yùn)動(dòng)半徑為r，引出電極系統(tǒng)的電極板上的離子束引出口直徑或?qū)挾葹镽，則有：

E_v＝E_e

E_e＝E*e

r≤R

因此，磁場(chǎng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度應(yīng)滿足：

其中，φ最大為90°，可得：

因此，在本發(fā)明實(shí)施例中，磁場(chǎng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度滿足時(shí)，即可滿足離子束的離子在洛倫茲力的作用下做圓周運(yùn)動(dòng)的直徑小于引出電極系統(tǒng)的電極板上引出口35的直徑或?qū)挾取?/p>

優(yōu)選地，所述引出電極系統(tǒng)為四電極引出電極系統(tǒng)。

所述螺旋線圈在引出電極系統(tǒng)的外壁靠近離子源的一端延伸至另一端。

所述螺旋線圈在引出電極系統(tǒng)的外壁按順時(shí)針方向或逆時(shí)針方向繞置。

所述螺旋線圈正向或反向通入直流電。

如上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。