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CN120814022A - 用于离子源的主动冷却气体管线 - Google Patents

用于离子源的主动冷却气体管线

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Publication number
CN120814022A
CN120814022A CN202480015816.3A CN202480015816A CN120814022A CN 120814022 A CN120814022 A CN 120814022A CN 202480015816 A CN202480015816 A CN 202480015816A CN 120814022 A CN120814022 A CN 120814022A
Authority
CN
China
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gas
channel
conduit
cooling
base
Prior art date
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Pending
Application number
CN202480015816.3A
Other languages
English (en)
Inventor
亚当·M·麦劳克林
格拉汉·莱特
马特奥·纳瓦罗·戈尔达拉兹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Applied Materials Inc
Original Assignee
Applied Materials Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Publication of CN120814022A publication Critical patent/CN120814022A/zh
Pending legal-status Critical Current

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    • H01J37/30Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)

Abstract

本发明揭示一种与离子源一起使用的主动冷却气体导管。气体导管包含气体通道及冷却通道,气体通道与冷却通道可在气体通道的长度的至少一部分上彼此相邻。气体导管可通过将两个或多于两个管道接合在一起来建构。替代地,气体导管可使用增材制造来建构以使得冷却通道及气体通道位于同一气体导管内。在一些实施例中,返回通道亦安置于气体导管中。通过主动冷却气体导管,可降低气体导管的温度,此减小由于进料气体的分解而引起阻塞的可能性。

Description

用于离子源的主动冷却气体管线
本申请案主张2023年3月29日提交的美国专利申请案第18/128,033号的优先权,所述申请案的揭示内容以全文引用的方式并入本文中。
技术领域
本揭示的实施例是关于用于冷却与离子源连通的气体管线的系统。
背景技术
离子源用于产生离子,所述离子可接着用于处理工件(诸如,硅晶圆)。在一些实施例中,将自离子源中萃取离子且激励离子以形成植入至工件中的离子束。
一个此离子源为间接加热阴极离子源。间接加热阴极(indirectly heatedcathode;IHC)离子源通过向安置于阴极后方的长丝供应电流来操作。长丝发射热电子,所述电子朝向阴极加速且加热阴极,进而引起阴极将电子发射至离子源的电弧腔室中。阴极安置于电弧腔室的一端处。斥拒极可安置于电弧腔室的与阴极相对的端上。可偏置阴极及斥拒极以便排斥电子,从而朝向电弧腔室的中心引导回所述电子。在一些实施例中,磁场用于进一步限制电弧腔室内的电子。多个侧面用于连接电弧腔室的两个端。
萃取孔口沿着此等侧面中的一个安置,接近电弧腔室的中心,穿过所述萃取孔口可萃取电弧腔室中产生的离子。
使用气体管线将进料气体供应至离子源。气体管线在大气条件下可具有入口,而其输出位于离子源处。随着气体管线行进至离子源,所述气体管线可归因于离子源的高温而被加热。气体套管可用于将气体管线与离子源热隔离;然而,一些热量仍传递至气体管道。此外,某些进料气体可在较高温度下分解,可能引起气体管线中的阻塞,且从而缩短总成的寿命。
因此,若存在一种冷却气体管线以便气体管道中的进料气体保持在分解发生的温度以下的系统将是有利的。
发明内容
揭示一种与离子源一起使用的主动冷却气体导管。气体导管包含气体通道及冷却通道,所述气体通道与所述冷却通道可在气体通道的长度的至少一部分上彼此相邻。气体导管可通过将两个或多于两个管道接合在一起来建构。替代地,气体导管可使用增材制造来建构以使得冷却通道及气体通道位于同一气体导管内。在一些实施例中,返回通道亦安置于气体导管中。通过主动冷却气体导管,可降低气体导管的温度,此减小由于进料气体的分解而引起阻塞的可能性。
根据一个实施例,揭示一种离子植入系统。离子植入系统包括:离子源;气体套管,与离子源的内部连通,其中离子源及气体套管位于真空腔室中;真空法兰,将真空腔室与大气环境分离;以及气体导管,与气体套管连通,所述气体导管包括:气体通道,具有位于大气环境中的入口及与气体套管连通的出口;冷却通道,邻近于气体通道;以及返回通道,与冷却通道流体连通;其中冷却通道沿着真空法兰与出口之间的气体通道的长度的至少50%抵接气体通道。在一些实施例中,在气体通道穿过真空法兰时,冷却通道抵接气体通道。在一些实施例中,气体通道及冷却通道为接合在一起的独立管道。在某些实施例中,返回通道为接合至气体通道及冷却通道的独立管道。在一些实施例中,系统包括材料块,其中冷却通道及气体通道通过材料块中的枪钻孔产生。在某些实施例中,返回通道通过材料块中的枪钻孔产生。在一些实施例中,冷却通道、返回通道以及气体通道皆安置于一个导管中,且内壁用于分离通道。在某些实施例中,冷却通道、返回通道以及气体通道线性地延伸穿过一个导管的长度。在某些实施例中,冷却通道、返回通道以及气体通道螺旋穿过一个导管的长度。
根据另一实施例,揭示一种离子植入系统。离子植入系统包括:离子源;底座,离子源安置于所述底座上;以及气体导管,与离子源连通,其中气体导管的一部分在进入离子源之前穿过底座。在一些实施例中,气体导管通过邻近于底座的表面进入离子源。在某些实施例中,气体导管包括气体通道、冷却通道以及返回通道。在一些实施例中,系统包括与离子源连通的气体套管,其中气体导管离开底座且附连至气体套管中的套管导管的第一端。
根据另一实施例,揭示一种离子植入系统。离子植入系统包括:离子源;底座,离子源安置于所述底座上,所述底座包含底座冷却通道,所述底座具有与底座冷却通道连通的两个开口;气体套管,与离子源的内部连通,所述气体套管包括用于将进料气体载送至离子源的套管导管;以及气体导管,与套管导管的第一端连通;其中穿过底座冷却通道的流体使套管导管冷却。在一些实施例中,冷却回路与底座中的两个开口连通,其中冷却回路压靠于气体套管。在一些实施例中,气体套管包括冷却回路,所述冷却回路在其长度的至少一部分上与套管导管平行,其中冷却回路与底座中的两个开口连通。
附图说明
为了更好地理解本揭示,参考附图,所述附图以引用的方式并入本文中,且在所述附图中:
图1示出离子植入系统的包含安装于具有气体导管的底座上的离子源的部分;
图2A-2B示出主动冷却进料气体的气体导管的两个实施例;
图3A-3B示出根据两个实施例的使用增材制造制得的气体导管;
图4A-4D示出图3A-3B的气体导管的四个横截面;
图5A示出根据另一实施例的气体导管的内部的视图;
图5B-5D示出图5A的气体导管的三个不同横截面;
图6A-6B示出主动冷却进料气体的气体导管的两个额外实施例;
图7A-7B示出包含主动冷却的气体套管的实施例;
图8示出使用连接至底座的冷却回路的实施例;
图9示出气体导管穿过底座的实施例;
图10A-10B示出气体导管通过邻近于底座的表面进入离子源的两个实施例。
具体实施方式
如上文所描述,气体管线通常地用于向离子源供应进料气体。图1示出包含离子源10的离子植入系统的部分。组态亦包含与离子源10流体连通的气体导管100。在许多组态中,离子源10安装于通常充当散热片的底座20上。在一些实施例中,底座冷却通道21可安置于底座20中,其中冷却流体穿过底座冷却通道21以自底座20移除热量。与底座冷却通道21的连接可安置于真空腔室1外部的大气环境2中。
另外,气体导管100自大气环境2延伸至气体套管30。气体导管100的入口可附接至气体罐且位于大气环境2中。气体导管100的出口位于真空腔室1中的气体套管30处。气体套管30包含用以产生离子源10与气体导管100之间的流体连通的套管导管31。气体套管30进入位于离子源10的一个表面中的开口,其中所述表面不邻近于底座20。在一些实施例中,气体套管30可为陶瓷材料以降低自离子源10至气体导管100的热导率。在其他实施例中,气体套管30可为金属,诸如不锈钢、钽或其他金属。气体导管100附接至套管导管31的第一端,而套管导管31的第二端安置于离子源10处。
外壁40用于将真空腔室1与大气环境2分离。气体导管100穿过外壁40且延伸至离子源10。真空法兰50用于保持真空腔室1与大气环境2之间的压差。
在图1-6B中示出的实施例中,气体导管100包括气体通道、冷却通道以及返回通道。在此等实施例中,冷却通道邻近于气体通道且在自真空法兰50至气体套管30的路径的至少一部分上与气体通道平行。在一些实施例中,在气体通道穿过真空法兰50时,冷却通道抵接气体通道。在一些实施例中,冷却通道自真空法兰50朝向气体套管30延伸,终止于气体套管30处或附近。在一些实施例中,冷却通道终止于距气体套管30小于6英寸处。在其他实施例中,冷却通道终止于距气体套管30小于4英寸处。在另外其他实施例中,冷却通道可终止于气体套管30的2英寸内。在一些实施例中,冷却通道与气体通道平行至少6英寸的距离。在一些实施例中,返回通道亦抵接气体通道且平行于气体通道。在一些实施例中,冷却通道在自真空法兰50至气体套管30的长度的至少50%上抵接气体通道。
在操作中,冷却通道与冷却剂流体源连通,所述冷却剂流体源可为水、冷却气体或另一适合流体。冷却剂流体进入位于大气环境2中的冷却通道的入口、穿过冷却通道、穿过接面至返回通道中且通过亦位于大气环境2中的返回通道的出口离开。气体通道可用于将进料气体输送至离子源10。进料气体可为任一适合气体,诸如含硼气体、含磷气体、含砷气体、含铝气体、氢或惰性气体。
图2A-2B中示出的实施例可使用传统制造技术产生。图2A示出气体导管100的第一实施例。在此实施例中,气体导管100包括焊接或以其他方式接合在一起的三个管道。因此,在此实施例中,气体通道110、冷却通道120以及返回通道130各自为接合在一起的独立管道。举例而言,此等管道可为不锈钢、镍、钽或另一金属。在一些实施例中,管道的外径在0.250英寸与0.375英寸之间,其中壁厚在0.02英寸与0.035英寸之间。管道的内径可为0.20英寸至0.35英寸。气体通道110的入口111安置于真空法兰50外部的大气环境2中。气体通道110的出口113附接至气体套管30中的套管导管31的第一端(参见图1)。在达至气体套管30之前,冷却通道120的出口诸如在接面125处附接至返回通道130的入口。冷却入口121及返回出口131两者位于大气环境2中。因此,除了气体通道110与气体套管30中的套管导管31的第一端的连接之外,在真空腔室1中不进行密封或其他流体连接。
图2B示出第二实施例。在此实施例中,对材料块140进行枪钻以产生穿过整个材料块140的三个孔,材料块140可为诸如不锈钢、镍或钽的金属或陶瓷。此等孔充当气体通道110、冷却通道120以及返回通道130。孔的直径可在0.20英寸与0.305英寸之间,且所述孔可以0.02英寸与0.05英寸之间的距离间隔开。气体通道110的入口111安置于真空法兰50外部的大气环境2中。冷却通道120及返回通道130可在材料块140内的接面125处连接以形成回路。如上所指出,冷却入口121及返回出口131两者位于大气环境2中。在此实施例中,气体通道110延伸超过材料块140。此可通过使管道112穿过与气体通道相关联的孔来达成,其中管道112长于材料块140的长度。替代地,管道112可附连至材料块140的末端。应注意图2B示出材料块140延伸至真空法兰50;然而,在其他实施例中,材料块140可未延伸至真空法兰50。因为枪钻孔,冷却通道120与气体通道110通过自真空法兰50至气体套管30的路径的至少一部分彼此平行。
虽然图2A-2B示出可使用传统制造技术产生的实施例,但增材制造允许产生其他实施例。
图3A示出根据第一实施例的可使用增材制造形成的气体导管100。在此实施例中,气体导管100可为不锈钢、镍、钽或另一金属。替代地,气体导管100可为不与进料气体相互作用的无孔陶瓷材料。另外,气体导管100的横截面包含气体通道150、冷却通道160以及返回通道170。此等通道的组合横截面积可类似于上文图2A中描述的独立管道的组合横截面积。在一些实施例中,组合横截面积可在0.09平方英寸与0.3平方英寸之间。此等三个通道线性地延伸穿过气体导管100的长度。如上所指出,气体通道150的入口151可安置于大气环境2中。冷却通道160及返回通道170在气体套管30之前的接面165处连接以使得流体行进通过冷却通道160中的冷却入口161、进入返回通道170以及通过返回出口171离开。图3B示出根据第二实施例的可使用增材制造形成的气体导管100。类似图3A的实施例,气体导管100包含三个通道。然而,三个通道螺旋穿过气体导管100的长度。如上文所描述,存在冷却通道160与返回通道170连接的接面165以使得流体行进通过冷却通道160、进入返回通道170以及通过返回出口171离开。
图4A-4D示出沿着平面A-A截取的可与图3A-3B中示出的气体导管100相关联的不同横截面。虽然此等附图将气体导管100示出为圆柱形,但其他形状亦为可能的。在图4A中,三个通道(气体通道150、冷却通道160以及返回通道170)在气体导管100内各自占据楔形。在此实施例中,三个内壁142安置于气体导管100内且各内壁142自气体导管100的内壁向内延伸且在气体导管100内的共同点处相接。内壁142可具有0.2英寸至0.4英寸的厚度,尽管可使用其他尺寸。虽然所示出的楔形为相等大小,但应理解,各通道的横截面积可视需要而不同。另外,共同点不一定必须位于横截面的中心处。此外,在其他实施例中,三个内壁142可不在共同点处相接;相反,各自可跨越气体导管100延伸且在两个点处附接至气体导管100的内壁。
图4B示出类似于图4A的实施例,其中内部泄漏监视导管172安置于气体导管100的中心附近。内部泄漏监视导管172可具有0.05英寸或大于0.05英寸的内径。各内壁142自气体导管100的内壁延伸至内部泄漏监视导管172的外壁。应注意,通道中的各者与内部泄漏监视导管172连通,使得可使用内部泄漏监视导管172侦测通道中的任一者中的泄漏。
图4C示出气体导管100的中心部分充当气体通道150的实施例,而冷却通道160及返回通道170各自占据围绕气体通道150的外部环圈的部分。同样,三个通道的横截面积不必相等。此外,各通道的横截面积可类似于上文相对于图2A描述的横截面积。
图4D示出气体导管100的中心部分充当气体通道150的实施例,而冷却通道160及返回通道170各自占据围绕气体通道150的环圈。在一些实施例中,充当冷却通道160的环圈邻近于气体通道150,而返回通道170为最外部环圈。同样,三个通道的横截面积不必相等。
当然,存在可使用的三个通道的其他配置。在某些实施例中,通道配置成使得冷却通道160邻近于气体通道150。
图5A示出另一实施例,其中气体导管100的内部的部分为呈螺旋体形式的晶格155。螺旋体定义为「三次周期性最小表面,意谓在空间中在3个不同方向上重复自身的表面,类似晶体」。根据定义,晶格155具有从不相交的两个体积/流动路径,所述两个体积/流动路径允许穿过其的流体之间的极高速的热交换。因此,为了最大化气体通道150的冷却,冷却通道160及气体通道150安置于晶格155中。图5B-5D示出合并返回通道170的不同实施例。在图5B中,内壁142用于界定为返回通道170保留的气体导管的楔形。楔形可类似于图4A中描述的楔形。替代地,横截面的用于返回通道170的部分可为其他形状。在图5C中,内部泄漏监视导管172可安置于气体导管的中心中,类似于图4B中所示出的实施例。在图5D中,外部环圈用于提供返回通道170。应注意,可改变图5D中示出的实施例以使得返回通道170为中心导管且晶格155安置于返回通道170周围。
应注意,对于此等实施例中的各者,存在用于连接冷却通道160与返回通道170的接面165。
虽然图2A-5D示出包含紧邻于彼此(诸如,0.1英寸内)的三个通道的一个气体导管100,但其他实施例亦为可能的。举例而言,如上文所描述,当存在与冷却通道的热交换时发生气体通道的冷却。因此,在另一实施例中,冷却通道与气体通道彼此相邻,而返回通道与此等两个通道实体分离。举例而言,在一个实施例中,在图6A中所示出,冷却通道120及气体通道110可为接合在一起的管道,而返回通道130为与两个接合管道实体分离的管道。如前所述,接面125用于连接冷却通道120与返回通道130。
另外,此配置亦可用于增材制造。举例而言,气体导管100可具有仅具有两个通道的横截面。此可为中心通道与作为环圈的第二通道,所述中心通道可为气体通道150,所述第二通道可为冷却通道160。在另一实施例中,内壁142可用于将气体通道150与冷却通道160分离。在另一实施例中,气体导管的内部可呈晶格155的形式。在此等实施例中,返回通道170安置于与气体导管100实体分离的独立导管中。
图6B示出利用传统制造技术的另一实施例。此实施例类似于图2B中所示出的实施例,但返回通道130与材料块141实体分离。
同样,在此等实施例中的各者中,接面用于将冷却通道连接至返回通道。因为返回通道与气体导管实体分离,所以管道的小区段可用于连接冷却通道与返回通道。
前述实施例皆引入一种冷却通道,所述冷却通道在其自真空法兰50至气体套管30的长度的至少一部分上邻近于且平行于气体通道。在一些实施例中,冷却通道与气体通道平行至少6英寸的距离。在一些实施例中,在气体通道接近气体套管30时,冷却通道邻近于且平行于气体通道。举例而言,在一些实施例中,冷却通道可邻近于气体通道至气体套管30的6英寸内。在其他实施例中,冷却通道可邻近于气体通道至气体套管30的4英寸内。在另外其他实施例中,冷却通道可邻近于气体通道至气体套管30的2英寸内。在一些实施例中,冷却通道沿着其自真空法兰50至出口113的长度的至少一部分抵接气体通道,其中气体通道附接至气体套管30。在一些实施例中,部分为自真空法兰50至出口113的长度的至少50%。在一些实施例中,部分为自真空法兰50至出口113的长度的至少75%。
然而,其他实施例亦为可能的。举例而言,如图1中所示出,底座20含有底座冷却通道21。在一些实施例中,此等底座冷却通道21可用以冷却气体导管。
图7A示出利用位于底座20中的底座冷却通道21的实施例的侧视图。图7B示出此实施例的正视图。此等底座冷却通道21可遍及底座20安置且用于载送冷却流体以使底座20维持在预定温度。在此实施例中,气体套管32经修改以允许自底座20引入冷却流体。气体套管32可为能够承受所述区域中的高温的导电材料,诸如石墨或金属,诸如钨、钽或不锈钢。替代地,可使用不与进料气体相互作用的无孔陶瓷材料。典型地,气体套管32包含自气体导管100延伸至离子源10的套管导管31。气体套管32亦包含具有入口及出口的至少一个路径,亦称为冷却回路34。入口与内部冷却通道123流体连通,而出口与内部返回通道133流体连通。如上文所描述,将内部冷却通道123与内部返回通道133连接以使得冷却流体可自入口流动,经过冷却回路34(亦即,内部冷却通道123及内部返回通道133)且通过出口排出。入口及出口各自与底座20的底座冷却通道21连通。冷却回路34可具有类似于上文描述的冷却通道的横截面积。此外,在此实施例中,将气体套管32的冷却回路34的入口及出口密封至底座20中的开口,所述开口对应于底座冷却通道21。举例而言,气体套管32可栓固至底座20,且O形环或另一压缩密封件可用于将气体套管32密封至底座20中的开口。此外,冷却回路34可与套管导管31平行其长度的至少一部分。
亦可以其他方式利用底座冷却通道21。图8示出另一实施例。在此实施例中,气体导管100仅含有气体通道。冷却回路180附接至底座20,与底座中的对应于底座冷却通道21的开口连通,使得冷却流体可自底座20流动,经过冷却回路180且返回至底座20。可诸如通过使用夹持块185使冷却回路180压靠气体套管30。在一些实施例中,冷却回路180焊接至底座20,使得在真空腔室1中不存在密封连接。在一些实施例中,冷却回路180夹持至气体套管30。
图9示出另一实施例。在此实施例中,底座20经组态以使得气体导管100的至少一部分穿过底座20。举例而言,底座20可形成真空腔室1与大气环境2之间的边界的部分。气体导管100可进入大气环境2中的底座20且穿过底座20朝向气体套管30行进。接着气体导管100自底座20显露,且将气体导管100的暴露部分连接至气体套管30的套管导管31的第一端。由于底座20维持在预定温度,因此在气体导管100穿过底座20时其亦维持在此温度下。另外,在一些实施例中,底座20经组态以使得底座冷却通道21安置于气体导管100附近。举例而言,底座冷却通道21可在气体导管100的0.05英寸至1英寸内。在一些实施例中,气体导管100为穿过底座20的独立管道。在其他实施例中,气体导管100机械加工至底座20中。
图10A-10B示出其中气体导管100穿过底座20或底座20中的空腔的其他实施例。在图10A中,气体导管100包含气体通道150、冷却通道160以及返回通道170。此气体导管100可为图2A-2B、图3A-3B、图4A-4D或图5A-5D中示出的实施例中的任一者。此气体导管100穿过底座20或空腔,且通过邻近于底座20的表面进入至离子源10中。气体通道150及冷却通道160的入口两者安置于大气环境2中。此外,接面165位于气体导管100中以允许冷却通道160与返回通道170之间的流体连通。以此方式,仅气体导管进入离子源10。
图10B示出气体导管100穿过底座20的另一实施例。此气体导管100穿过底座20,且通过邻近于底座20的表面进入离子源10中。气体通道150的入口安置于大气环境2中。如上文所描述,底座20具有安置于其中的一或多个底座冷却通道21。气体导管100凭借其接近底座冷却通道21而被冷却。
上文在本申请中所描述的实施例可具有许多优势。如上所指出,某些进料气体在温度升高时分解。举例而言,某些气体在400℃的温度下分解,而其他可在低至300℃的温度下分解。通过利用接近气体通道的冷却通道,进料气体的温度可维持于低温。在一次实验中,气体通道的壁的最大温度可降低超过400℃。此允许具有较低分解温度的此等气体在无阻塞的情况下被利用。
本揭示的范畴不受本文中所描述的特定实施例限制。实际上,本揭示的其他各种实施例和对本揭示的修改(除本文中所描述的实施例和修改以外)将自前述描述和附图对于所属领域中技术人员将显而易见。因此,此等其他实施例及修改意欲属于本揭示的范畴内。此外,尽管本文已经出于特定目的在特定环境下的特定实施的上下文中描述本揭示,但所属技术领域中技术人员将认识到,其有效性不限于此且本揭示可出于任何数目的目的有利地在任何数目的环境下实施。因此,下文所阐述的申请权利要求应鉴于如本文中所描述的本揭示的全部范围及精神来解释。

Claims (16)

1.一种离子植入系统,包括:
离子源;
气体套管,与所述离子源的内部连通,其中所述离子源及所述气体套管位于真空腔室中;
真空法兰,将所述真空腔室与大气环境分离;以及
气体导管,与所述气体套管连通,所述气体导管包括:
气体通道,具有位于所述大气环境中的入口及与所述气体套管连通的出口;
冷却通道,邻近于所述气体通道;以及
返回通道,与所述冷却通道流体连通;
其中所述冷却通道沿着所述真空法兰与所述出口之间的所述气体通道的长度的至少50%抵接所述气体通道。
2.根据权利要求1所述的离子植入系统,其中在所述气体通道穿过所述真空法兰时,所述冷却通道抵接所述气体通道。
3.根据权利要求1所述的离子植入系统,其中所述气体通道及所述冷却通道为接合在一起的独立管道。
4.根据权利要求3所述的离子植入系统,其中所述返回通道为接合至所述气体通道及所述冷却通道的独立管道。
5.根据权利要求1所述的离子植入系统,还包括材料块;
其中所述冷却通道及所述气体通道通过所述材料块中的枪钻孔产生。
6.根据权利要求5所述的离子植入系统,其中所述返回通道通过所述材料块中的枪钻孔产生。
7.根据权利要求1所述的离子植入系统,其中所述冷却通道、所述返回通道以及所述气体通道均安置于一个导管中,且内壁用于分离所述通道。
8.根据权利要求7所述的离子植入系统,其中所述冷却通道、所述返回通道以及所述气体通道线性地延伸穿过所述一个导管的长度。
9.根据权利要求7所述的离子植入系统,其中所述冷却通道、所述返回通道以及所述气体通道螺旋穿过所述一个导管的长度。
10.一种离子植入系统,包括:
离子源;
底座,所述离子源安置于所述底座上;以及
气体导管,与所述离子源连通,其中所述气体导管的一部分在进入所述离子源之前穿过所述底座。
11.根据权利要求10所述的离子植入系统,其中所述气体导管通过邻近于所述底座的表面进入所述离子源。
12.根据权利要求11所述的离子植入系统,其中所述气体导管包括气体通道、冷却通道以及返回通道。
13.根据权利要求10所述的离子植入系统,还包括与所述离子源连通的气体套管,其中所述气体导管离开所述底座且附连至所述气体套管中的套管导管的第一端。
14.一种离子植入系统,包括:
离子源;
底座,所述离子源安置于所述底座上,所述底座包含底座冷却通道,所述底座具有与所述底座冷却通道连通的两个开口;
气体套管,与所述离子源的内部连通,所述气体套管包括用于将进料气体载送至所述离子源的套管导管;以及
气体导管,与所述套管导管的第一端连通;
其中穿过所述底座冷却通道的流体使所述套管导管冷却。
15.根据权利要求14所述的离子植入系统,其中冷却回路与所述底座中的所述两个开口连通,其中所述冷却回路压靠于所述气体套管。
16.根据权利要求14所述的离子植入系统,其中所述气体套管包括冷却回路,所述冷却回路在其长度的至少一部分上与所述套管导管平行,其中所述冷却回路与所述底座中的所述两个开口连通。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1852490A (en) * 1931-02-17 1932-04-05 Joseph S Belt Heat exchanger
US7838850B2 (en) * 1999-12-13 2010-11-23 Semequip, Inc. External cathode ion source
US8162034B2 (en) * 2003-07-28 2012-04-24 Bonner Michael R Thermal inner tube
KR20060030755A (ko) * 2004-10-06 2006-04-11 삼성전자주식회사 가스 리사이클링 장치
US20090071406A1 (en) * 2007-09-19 2009-03-19 Soo Young Choi Cooled backing plate
JP5919195B2 (ja) * 2009-10-27 2016-05-18 インテグリス・インコーポレーテッド イオン注入システムおよび方法
TWM528514U (zh) * 2016-05-11 2016-09-11 Jun-Neng Nian 離子源及其電弧室用散熱裝置
CN109314025B (zh) * 2017-04-06 2020-05-15 株式会社爱发科 离子源以及离子注入装置
US10892136B2 (en) * 2018-08-13 2021-01-12 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Ion source thermal gas bushing

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