專利名稱：用于離子注入器的污染物收集器捕集器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總體涉及離子注入器，本發(fā)明尤其涉及用于這種離子注入器的污染物收集器捕集器。
背景技術：
用于對例如半導體的工件進行摻雜的傳統(tǒng)離子注入器通常包括離子化所需摻雜元件的離子源，該離子源接著加速以便形成具有預定能量的離子束。離子束指向工件表面以便以摻雜元素注入工件。離子束的高能(通常為正)離子滲入工件表面使其嵌入工件材料的晶體網(wǎng)格中以便形成所需傳導區(qū)域。注入過程通常在高真空處理腔室內(nèi)進行，從而防止離子束與殘留氣體分子碰撞而分散并減少由空氣傳播顆粒造成的工件污染的危險。包括離子束通過其中的離子束線的離子注入器的其他部分同樣排空。
大功率渦輪泵或低壓真空泵通常在離子注入系統(tǒng)中提供所需的真空條件。如圖1現(xiàn)有技術的系統(tǒng)10所示，這種系統(tǒng)通常包括用于排空由注入器終端14限定的腔室的低壓真空泵12，該腔室包括高電壓氣體箱16、離子源18和質(zhì)量分析磁體20。如現(xiàn)有技術所知，由氣體箱16提供的氣體在離子源18內(nèi)離子化并以離子束22的形式抽出。離子束22通過質(zhì)量分析磁體20進行質(zhì)量分析并從終端14通過終端開口24輸出。
通常在顯著高于終端電壓的電壓下操作的高電壓氣體箱16通過絕緣體26與終端14隔離。終端通過絕緣體30與注入器外殼28電隔離。注入器外殼28位于接地電位上。
低壓真空泵12通過入口(未示出或標示)排空終端14的內(nèi)部，并通過其絕緣的出口32輸出排放的氣體、液體或顆粒到終端主排放管34。另外，沿注入器外殼28電接地的排放管34用來將高電壓氣體箱16向外部環(huán)境排空。如此，排放管包括通過終端14將氣體箱16連接到注入器外殼28的絕緣(例如塑料)延伸部36。
圖1所示泵排放系統(tǒng)的問題在于從終端泵出的氣體物質(zhì)通過由溫度損失造成的相變化并趨于凝結(jié)在該終端之上的排放管34的壁上。另外，由泵12排出的有毒的煙霧與終端排放管34內(nèi)的更涼的抽出流相反應以便形成酸性液體(例如氟化氫(HF)和含磷的酸)。長時間后，這些液體積聚到足以通過所謂毛細管抽吸作用沿塑料延伸部36運動的量為止。該液體在位于顯著不同電壓的注入器的部分之間提供傳導路徑，因此存在起孤或其他通過延伸部36放電的危險。另外，該液體可以腐蝕氣體箱16。
此問題的解決方案是在泵的入口或出口提供另外加熱的氣體(例如氮氣或空氣)以便保持腐蝕性污染物懸浮在排放氣體中，從而防止這些酸性液體的凝結(jié)。然而，這種另外的氣體降低了泵的效率并且如果適當?shù)谋脡毫鞲衅髦甘居羞^壓的條件可以造成泵停機。
另一解決方案是在排放管34內(nèi)設置過濾器捕集器或水冷收集器以便收集或截留在其中凝結(jié)的液體。然而，這種另外設置的收集器或捕集器減少了排放氣體通過排放管34，并且如果適當?shù)谋脡毫鞲衅髦甘居羞^壓的條件可以再次造成泵停機。
于是本發(fā)明的目的在于提供一種用于分離通過泵從腔室排放的液體和氣體的機構。本發(fā)明的另一目的在于提供一種通過泵從腔室排空并減小放電或起孤危險的機構。本發(fā)明的又一目的在于提供一種防止凝結(jié)液體產(chǎn)生腐蝕或放電危險的泵系統(tǒng)。本發(fā)明的再一目的在于提供一種便于維護的去除排放系統(tǒng)中排放液體的系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
設置一種用于腔室的排空系統(tǒng)，其包括從該腔室去除氣體和污染物的泵。該泵具有連接到排放管的出口。用于收集從該腔室排放的污染物的收集器捕集器定位在泵出口和排放管之間。收集器捕集器包括(i)具有將氣體和污染物引入其中的入口的氣體/污染物分離器，該分離器用來在物理上分離氣體和污染物；(ii)用于收集分離的污染物的污染物收集器，該收集器包括從該收集器抽出污染物的抽出器連接器；以及(iii)用于使得分離的氣體排出氣體/污染物分離器并進入排放管的出口。


圖1是包括排空腔室的裝置的現(xiàn)有技術離子注入器的系統(tǒng)圖；圖2是結(jié)合本發(fā)明污染物收集器捕集器的離子注入器的系統(tǒng)圖；圖3是圖2所示污染物收集器捕集器的更詳細視圖；以及圖4是沿線4-4截取的圖3污染物收集器捕集器的端部視圖。
具體實施例方式
參考附圖的圖1，其表示出離子注入系統(tǒng)40的前端部分。與附圖中離子注入系統(tǒng)10的部件相同的離子注入系統(tǒng)40的部件設置相同的參考標號。
本發(fā)明作為污染物捕集器42和可選擇的過濾器44來實施。捕集器42和過濾器44兩者定位成與泵出口32、中間的泵和排放管34成直線。捕集器42包括氣體/污染物捕集器46和污染物收集器48。設置標準連接器(例如凸緣)50、52和54以便有助于將捕集器42和過濾器44安裝成與泵入口32成直線。
在操作中，氣體、液體和顆粒由泵12通過其出口36從終端14排出。污染物捕集器42從更重的污染物(即液體和顆粒)中在物理上分離更輕的氣體，并使得分離的污染物進入污染物收集器48，并且分離的氣體繼續(xù)通過可選擇的過濾器44并進入排放管34。
污染物捕集器42在圖3中更詳細進行描述。氣體、液體和顆粒通過入口56和截頂圓錐壁58限定的螺旋向下流入氣體/污染物分離器46。壁和上凸緣60形成角度α，該角度增加了由氣體/污染物分離器46提供的氣旋效應。在所述優(yōu)選實施例中，角度α在80°級上。
由氣體/污染物分離器46提供的氣旋效應從氣體中分離污染物(即液體和顆粒)。分離的污染物在虛線62所示的方向上向下流動，同時氣體在虛線64所示的方向上向上流動。分離的污染物進入污染物收集器48，或收集在分離器46的斜壁58上，由此重力將作用其上，并造成污染物逐漸進入收集器48。氣體向上流動進入可選擇的阻擋件66，該阻擋件的操作將在下面進一步說明。
對于分離的污染物，污染物收集器48包括透明(例如玻璃或塑料)彎曲部分68，通過該部分可以看到收集的污染物。彎曲部分68可通過連接到真空抽出器連接器70上的濕/干真空在一定間隔內(nèi)或根據(jù)所收集的污染物的量來清空。如此，污染物在沒有與人接觸危險的情況下去除。由于收集的污染物位于彎曲部分68，它們不妨礙氣體/污染物從泵出口32流到排放管34。因此，與圖1現(xiàn)有技術的系統(tǒng)10相比，泵壓力傳感器關閉泵12的危險大大降低。
可選擇的阻擋件66提供分離的氣體從氣體/污染物分離器46通過阻擋件出口72流到排放管34的機構。在所述實施例中可選擇的阻擋件66通常是柱形并設置向內(nèi)延伸的局部疊置的阻擋件翅片73。翅片73用來截留沒有進入污染物收集器48的污染物?？蛇x擇的阻擋件66的內(nèi)表面和翅片73可覆蓋不粘連(例如Teflon)材料的熱敏粘接(temperature-bonded)涂層。這種材料可以施加足夠厚度以便提供將有助于收集的污染物向下運動到收集器48的低摩擦表面。
圖4表示沿4-4線截取的沒有清理蓋74的圖3污染物捕集器42。分離器入口56在其進入分離器46時與漸縮部分76重合。作用在進入分離器46的氣體和污染物上的氣旋效應由連續(xù)的螺旋線78表示。凸緣60設置緊固件孔80，該孔與清理蓋74的類似孔82對齊(回來參考圖3)。清理蓋可除去，使得分離器46周期地清理。
回來參考圖2，可選擇的過濾器44定位在分離器阻擋件出口70和排放管34之間。該過濾器安裝在如下位置，使得能夠過濾沒有由污染物捕集器42收集的任何污染物。在此實施例中，過濾器44是商業(yè)上可得到的過濾器，例如從MV Products，North BillericaMassachusetts得到的Visitrap?？梢詫⑦^濾器44和污染物捕集器42結(jié)合使用，但不將其取代。只使用過濾器44如果在堵塞過濾器條件下造成適當?shù)谋脡毫鞲衅髦甘具^壓的狀態(tài)可造成泵16關機。
因此，已經(jīng)描述用于離子注入器的污染物收集捕集器的優(yōu)選實施例。但是，通過所述說明，理解到該說明只通過實例作出，本發(fā)明不局限于所述的特定實施例，對于所述描述可進行不同的變型、改型和替代而不偏離由以下權利要求及其等同物限定的本發(fā)明的范圍。
權利要求
1.一種用于收集從排放空腔排出的污染物的收集器捕集器(42)，其包括(i)具有將氣體和污染物引入其中的入口(56)的氣體/污染物分離器(46)，所述分離器(46)用來在物理上分離氣體和污染物；(ii)用于收集分離的污染物的污染物收集器(48)，所述收集器(48)包括從該收集器抽出污染物的抽出器連接器(70)；以及(iii)用于使得分離的氣體排出氣體/污染物分離器(46)的出口(72)。
2.如權利要求1所述的收集器捕集器(42)，其特征在于，所述收集器捕集器出口(72)包括用于收集沒有通過氣體/污染物分離器(46)在物理上從氣體中分離的污染物的可選擇的阻擋件(66)。
3.如權利要求2所述的收集器捕集器(42)，其特征在于，所述污染物收集器(48)包括觀察其中污染物的透明部分(68)。
4.如權利要求2所述的收集器捕集器(42)，其特征在于，所述可選擇的阻擋件(66)包括從其中向內(nèi)延伸的翅片(73)。
5.如權利要求2所述的收集器捕集器(42)，其特征在于，所述氣體/污染物分離器(46)是總體截頂圓錐形狀。
6.如權利要求2所述的收集器捕集器(42)，其特征在于，所述入口(56)包括減縮部分。
7.如權利要求2所述的收集器捕集器(42)，其特征在于，所述污染物包括液體和顆粒。
8.一種用于腔室(14)的排空系統(tǒng)，其包括(i)用于從腔室(14)排放氣體和污染物的泵(12)，所述泵具有連接到排放管(34)的出口(32)；以及(ii)用于收集從排放腔室排放的污染物的收集器捕集器(42)，該收集器捕集器定位在泵出口(32)和排放管(34)之間并包括一具有將氣體和污染物引入其中的入口(56)的氣體/污染物分離器(46)，所述分離器用來在物理上分離氣體和污染物；一用于收集分離的污染物的收集器(48)，所述收集器(48)包括用于使得污染物從收集器抽出的抽出器連接器(70)；以及用于使得分離的氣體排出氣體/污染物分離器(46)的出口(72)。
9.如權利要求8所述的排空系統(tǒng)，其特征在于，所述收集器捕集器出口(72)包括用于收集沒有通過氣體/污染物分離器(46)在物理上從氣體中分離的污染物的可選擇的阻擋件(66)。
10.如權利要求9所述的排空系統(tǒng)，其特征在于，所述污染物收集器(48)包括觀察其中污染物的透明部分(68)。
11.如權利要求9所述的排空系統(tǒng)，其特征在于，所述可選擇的阻擋件(66)包括從其中向內(nèi)延伸的翅片(73)。
12.如權利要求9所述的排空系統(tǒng)，其特征在于，所述氣體/污染物分離器(46)是總體截頂圓錐形狀。
13.如權利要求9所述的排空系統(tǒng)，其特征在于，所述入口(56)包括減縮部分。
14.如權利要求9所述的排空系統(tǒng)，其特征在于，所述污染物包括液體和顆粒。
15.如權利要求9所述的排空系統(tǒng)，其特征在于，其還包括布置在收集器捕集器(42)和排放管(34)之間的過濾器(44)。
全文摘要
一種用于腔室(14)的排空系統(tǒng)，其包括用于從腔室排放氣體和污染物的泵(12)，泵具有連接到排放管(34)的出口(32)；用于收集從排放腔室排放的污染物的收集器捕集器(42)，該收集器捕集器定位在泵出口(32)和排放管(34)之間并包括(I)一具有將氣體和污染物引入其中的入口(56)的氣體/污染物分離器(46)，所述分離器用來在物理上分離氣體和污染物；(ii)一用于收集分離的污染物的收集器(48)，所述收集器(48)包括用于使得污染物從收集器抽出的抽出器連接器(70)；以及用于使得分離的氣體排出氣體/污染物分離器(46)的出口(72)。
文檔編號H01L21/265GK1501844SQ01820959
公開日2004年6月2日 申請日期2001年12月13日 優(yōu)先權日2000年12月20日
發(fā)明者J·P·奎爾, J P 奎爾 申請人:艾克塞利斯技術公司