[发明专利]真空室

说明书

技术领域

本发明涉及真空室、包括这种真空室的真空系统、以及使用和制造这种真空室和系统的方法。

背景技术

真空室被普遍使用在广泛的真空应用中。申请人认识到已知的真空室具有某些缺点，特别是在带电粒子束穿过存在随时间变化的磁场的室的应用中。这可能发生在例如半导体加工应用中，例如离子注入系统。例如，一些传统的真空室呈现相对高水平的电导率。这可能会导致不期望的效果，例如由于变化的磁场感生出涡电流而在使用时室壁发生感应生热，或者其致力于产生的磁场衰减。

在这种应用中传统上使用陶瓷真空室。然而，申请人认识到这些陶瓷室也具有某些问题。例如，为了提供可接受水平的真空性能，陶瓷室往往具有相对较厚的壁，从而增加相关的成本、空间要求，并且当磁场被施加到室中的带电粒子束时，增加用于提供该磁场所需的磁体的尺寸、成本和能耗。

发明内容

本发明致力于提供一种改进的真空室，其特别是但不仅仅适于使用在随时间变化的磁场被从外部施加到真空室内的带电粒子束的环境中。然而，将会意识到，本发明的真空室可以被使用在除此特定环境之外的广泛的应用中。

根据本发明的第一方面，提供一种真空室，其中所述室的壁为非导电的且包括内层和联接到该内层的外层，所述内层和外层由不同的非导电材料形成，并且其中所述内层为不透气层。

因此，根据本发明，真空室的壁为通过彼此联接的由不同材料构成的层形成的多层壁。内层为不透气的非导电层。外层也为非导电层。以此方式，本发明提供非导电的真空室。

已经发现本发明的真空室可以有利地但不仅仅使用在随时间变化的磁场被从外部施加到室内的带电粒子束的应用中。这种设置经常被使用在例如粒子加速器以及诸如离子注入工艺等半导体加工应用中，。

与壁导电的传统室相比，通过提供非导电的真空室，可能引起的感应生热和磁场畸变的水平可以被减小或消除。这是因为与传统的导电真空室壁(例如传统的金属壁的室)相比，根据本发明的真空室的壁不支持任何显著涡电流的发展。涡电流是不期望的，原因在于根据环境涡电流可导致诸如部件熔化等效应，或者可与室内的粒子相互作用。以此方式，本发明可以提供一种真空室，其允许在施加的磁场的影响下更精确地选择带电粒子并将粒子聚焦在期望区域，并可以避免提供冷却系统的需求。关于“非导电”，其意味着在实践中，相关结构(例如壁、层等)在可能在使用时预期出现的条件下至少基本上非导电。由此，层不呈现如下水平的电导率，即其会支持可熔化系统的部件(例如室的壁)的显著涡电流，或者在给定环境中以不利的方式影响位于室中的任何粒子。

根据本发明，内层是密封室内真空空间的壁的最内层。因而，该层不可渗透气体，以至少基本上防止在使用时粒子通过该层迁移到真空空间中，从而允许获得针对室的目标应用的可接受水平的真空密封。

除了粒子通过真空室的壁迁移之外，可引起粒子释放到内部真空空间中的另一机理已知为释气。释气是指当例如粒子、湿气、气体、溶剂等物质在真空的作用下从真空室的壁释放并进入真空空间时可在真空系统中发生的现象。材料的释气特性已被深入研究，且用作真空密封层的具有可接受低释气行为的材料是众所周知的。真空室的壁应该呈现足够低的释气水平以在给定环境中确保适当的性能，并优选呈现良好水平的释气性能。优选地，内层为低释气层。在优选实施例中，内层具有小于1×10^-6豪巴升/秒(mbarl/sec)且优选小于1×10^-10mbarl/sec的释气率。

将意识到，内层可以由可被认为在应用环境中不透气且非导电的任何材料制成。相信使用其中内层不透气且非导电的多层壁自身即是新颖且有利的。由此，根据本发明的另一方面提供一种真空室，其中所述室的壁包括内层和联接到该内层的外层，所述内层和外层由不同材料形成，并且其中所述内层为非导电的不透气层。

根据本发明的该另一方面，本发明可以包含关于本发明的其他方面所述的任何或所有特征，它们并不互相矛盾。