离子源温度控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于控制离子源的温度的离子源温度控制装置。离子源包含多个壁，所述多个壁界定离子在其中生成的腔室。为了控制离子源的温度，一个或多个可移动挡热板安置到腔室外部。可移动挡热板由设计为将热量反射回到离子源的高温和/或耐火材料制成。在第一位置时，这些可移动挡热板经安置以将第一量的热量反射回到离子源。在第二位置时，这些可移动挡热板经安置以将较少的第二量的热量反射回到离子源。在一些实施例中，可移动挡热板可以安置在位于第一位置与第二位置之间的一个或多个中间位置中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本申请要求保护在2014年7月2日所提申的美国专利申请序号14/322357的优先权，其公开内容通过引用并入本文。
本专利技术涉及一种用于控制离子源的温度的装置，且特别涉及一种用于动态改变离子源的温度的装置。
技术介绍
离子源用于对引入到离子源的腔室中的气体进行离子化。通常，离子源具有界定腔室的多个壁。气体被引入到此腔室中。所述腔室还具有离子生成机构。在一些情况下，此离子生成机构可以是间热式阴极，其发出用来在腔室中对气体进行离子化的电子。不同气体最好在不同温度下离子化。举例来说，较大的分子优选地在较低温度下离子化以确保形成大分子离子，而非较小离子。类似地，其它物质，例如，碳类的物质，最好在较高温度下离子化。另外，离子源的温度也可能影响离子源的使用寿命或射束电流。比如碳等物质如果在低温下离子化，那么可能在腔室中形成残留物。因此，有利的将是具有在相对热的温度与冷的温度之间改变离子源的温度而无需要求手动干涉的装置。
技术实现思路
本专利技术公开了一种用于控制离子源的温度的装置。离子源包含多个壁，所述多个壁界定离子在其中生成的腔室。为了控制离子源的温度，一个或多个挡热板安置到腔室外部。挡热板由设计为将热量反射回到离子源的高温和/或耐火材料制成。在第一位置时，这些挡热板经安置以将第一量的热量反射回到离子源。在第二位置时，这些挡热板经安置以将较少的第二量的热量反射回到离子源。在一些实施例中，挡热板可以安置在位于第一位置与第二位置之间的一个或多个中间位置中。根据第一实施例，本专利技术公开了一种装置。所述装置包括：离子源，其具有界定腔室的多个壁；以及可移动挡热板，其安置在所述腔室外部并且靠近至少一个壁，其中所述可移动挡热板在第一位置时，第一量的热量反射回到腔室；以及在第二位置时，第二量的热量反射回到腔室，第二量的热量小于第一量的热量。根据第二实施例，本专利技术公开了一种装置。所述装置包括：离子源，其具有界定腔室的多个壁，其中所述多个壁包括底壁、具有孔隙的顶壁、两个端壁和两个侧壁，其中阴极经安置而接近于两个端壁中的一个；两个可移动挡热板，其各自安置在所述腔室外部并且靠近两个侧壁中的相应一个，其中所述两个可移动挡热板中的每一个在第一位置时，第一量的热量反射回到腔室；以及在第二位置时，第二量的热量反射回到腔室，其中第二量小于第一量；以及驱动器，其与所述可移动挡热板中的每一个通信，以在平行于侧壁的平面的方向上在所述第一位置与所述第二位置之间移动所述可移动挡热板，其中在所述第一位置时，所述可移动挡热板与所述侧壁的一部分重叠，并且在所述第二位置时，所述可移动挡热板与所述侧壁的较小部分重叠。根据第三实施例，本专利技术公开了一种装置。所述装置包括：离子源，其具有界定腔室的多个壁，其中所述多个壁包括底壁、具有孔隙的顶壁、两个端壁和两个侧壁，其中阴极经安置而接近于两个端壁中的一个；两个可移动挡热板，其各自安置在所述腔室外部并且靠近两个侧壁中的相应一个，其中所述可移动挡热板中的每一个在第一位置时，第一量的热量反射回到腔室；以及在第二位置时，第二量的热量反射回到腔室，第二量小于第一量；以及驱动器，其与所述可移动挡热板中的每一个通信，以使所述可移动挡热板各自围绕对应的枢转点旋转，其中在所述第一位置时，所述可移动挡热板与对应的侧壁形成第一角度，并且在所述第二位置时，所述可移动挡热板与所述对应的侧壁形成第二角度，所述第二角度大于所述第一角度。附图说明为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所示附图作详细说明如下。图1A到图1D示出了根据第一实施例的装置；图2A到图2C示出了根据第二实施例的装置；图3A到图3D示出了根据第三实施例的装置；图4A到图4D示出了根据第四实施例的装置。具体实施方式如上文所述，离子源包括界定腔室的多个壁。在一些实施例中，一种或多种气体被引入到腔室中并且被离子化。在其它实施例中，固体材料可以安置在腔室中并且经溅镀以产生离子。在这些实施例中的每一个中，离子是在腔室中生成的。壁中的一个中的孔隙允许离子被提取出并且导向工件。图1A到图1C示出了装置10的第一实施例。装置10包含离子源100以及一个或多个挡热板170、175。离子源100具有界定腔室120的多个壁。离子源100可以成形为具有一定高度、长度和宽度的矩形棱柱。离子源100具有底壁111、相对的顶壁112、两个相对的侧壁113、114(参见图2A)，以及两个相对的端壁115、116。这些壁可以在其中界定腔室。在其它实施例中，所述腔室可以分成多个隔室。虽然使用术语“顶部”、“底部”、“侧面”和“端部”，但是它们并不指示离子源放置在特定取向上。实际上，出于便利性使用这些描述。顶壁112可以具有孔隙130，通过所述孔隙130提取离子。孔隙130外部的是一个或多个电极(未示出)。这些电极是以电气方式加偏压的以便从离子源100中穿过孔隙130且朝向工件(未示出)吸引阳离子。阴极140可以安置在一个端壁115上。通常，细丝(未示出)安置在阴极140后面，以便分离它与腔室120的其余部分。细丝是带电的，使它产生电子。这些电子撞击阴极140，使它生成电子并且将电子发射到腔室120中。阴极140可以是加负偏压的以朝向腔室120排斥电子。反射极150可以安置在相对端壁116上。反射极150也可以是加负偏压的以便向后朝向腔室120的中心排斥发射的电子。以此方式，发射的电子在两个端壁115、116处被排斥，使每一个电子将与气体分子碰撞并且形成离子的概率最大化。如上文所述，离子源100的温度可能影响离子源100的使用寿命以及选定气体的离子化。图1A示出了具有与驱动器180通信的两个可移动挡热板170、175的装置10。第一可移动挡热板170经安置而接近于具有阴极140的端壁115。第二可移动挡热板175经安置而接近于具有反射极150的端壁116。在本文中描述的所有实施例中，这些可移动挡热板170、175可以使用具有低热导率的高度耐火材料制造。举例来说，可移动挡热板170、175可以由钨、钼、镍、钽、其合金或类似材料构造。替代地，具有发射和热传导特性这两者的材料的夹层可用于促进所述过程。这些材料可以单独使用或者可以安装到基板以用于改进效率。这些材料可以呈单个片材或多个层的形式。可以使用例如，钨、钛和不锈钢等材料要么作为组合件要么可以附着到基板。当然，其它配置也是可能的。挡热板由可用于将热量反射回到离子源100的任何高温、高折射材料组成。另外，如果需要，这些材料可以堆栈成层状或附着到基板。图1A示出了具有都处于第一位置的可移动挡热板170、175的装置10，其中所述可移动挡热板170、175经布置以将第一量的热量反射回到离子源100。这可以在可移动挡热板170、175邻近于对应的端壁115、116的大部分或全部或与对应的端壁115、116的大部分或全部重叠时发生。虽然图1A示出了可移动挡热板170、175覆盖或重叠对应的端壁115、116的全部，但是其它实施例也是可能的。举例来说，可移动挡热板170、175可以仅覆盖或重叠处于第一位置的对应的端壁115、116的一部分。可以选择第一位置以获得离子源100的最大所需温度。所反射的热量的量是基于可移动挡热板170、175与对应的端壁115、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，包括：离子源，其具有界定腔室的多个壁；以及可移动挡热板，其安置在所述腔室外部并且靠近所述壁中的至少一个，其中所述可移动挡热板在第一位置时，第一量的热量反射回到所述腔室；以及在第二位置时，第二量的热量反射回到所述腔室，所述第二量的热量小于所述第一量的热量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.02 US 14/322,3571.一种装置，包括：离子源，其具有界定腔室的多个壁；以及可移动挡热板，其安置在所述腔室外部并且靠近所述壁中的至少一个，其中所述可移动挡热板在第一位置时，第一量的热量反射回到所述腔室；以及在第二位置时，第二量的热量反射回到所述腔室，所述第二量的热量小于所述第一量的热量。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述多个壁包括底壁、具有孔隙的顶壁、两个端壁和两个侧壁，其中阴极经安置而接近于所述两个端壁中的一个，并且其中所述可移动挡热板经安置而接近于所述两个端壁中的一个。3.根据权利要求2所述的装置，其中所述可移动挡热板在平行于所述两个端壁中的第一个的平面的方向上移动，并且在所述第一位置时，所述可移动挡热板与第一端壁的一部分重叠，并且在所述第二位置时，所述可移动挡热板与所述第一端壁的较小部分重叠。4.根据权利要求2所述的装置，其中所述可移动挡热板围绕靠近所述两个端壁中的第一个的枢转点旋转，并且在所述第一位置时，所述可移动挡热板与第一端壁形成第一角度，并且在所述第二位置时，所述可移动挡热板与所述第一端壁形成第二角度，所述第二角度大于所述第一角度。5.根据权利要求1所述的装置，其中所述多个壁包括底壁、具有孔隙的顶壁、两个端壁和两个侧壁，其中阴极经安置而接近于所述两个端壁中的一个；并且其中所述两个可移动挡热板经安置而接近于所述两个侧壁中的一个。6.根据权利要求5所述的装置，其中所述可移动挡热板在平行于所述侧壁中的第一个的平面的方向上移动，并且在所述第一位置时，所述可移动挡热板与所述第一侧壁的一部分重叠，并且在所述第二位置时，所述可移动挡热板与所述第一侧壁的较小部分重叠。7.根据权利要求5所述的装置，其中所述可移动挡热板围绕靠近所述侧壁中的第一个的枢转点旋转，并且在所述第一位置时，所述可移动挡热板与所述第一侧壁形成第一角度，并且在所述第二位置时，所述可移动挡热板与所述第一侧壁形成第二角度，所述第二角度大于所述第一角度。8.根据权利要求1所述的装置，其进一步包括驱动器，所述驱动器与所述可移动挡热板通信以在所述第一位置与所述第二位置之间移动所述可...

【专利技术属性】
技术研发人员：奎格·R·钱尼，威廉·戴维斯·李，奈尔·J·巴森，
申请(专利权)人：瓦里安半导体设备公司，
类型：发明
国别省市：美国;US