[发明专利]一种新型离子源等离子体中和器

说明书

本发明涉及离子源技术领域，提出了一种新型离子源等离子体中和器，包括阴极筒、阳极引盘、设置在阴极筒外侧的冷却筒，冷却筒外侧套设有永磁磁环，阳极引盘与阴极筒的一端存在间隔，阴极筒的另一端为进气端，冷却筒上设置有冷却空腔及与冷却空腔连通的进口及出口，阳极引盘接正电，阴极筒接负电。通过上述技术方案，解决了现有技术中等离子中和器成本高及离子源灯丝型中和器电子发生不稳定、连续工作时间短、有污染的问题。

技术领域

本发明涉及离子源技术领域，具体的，涉及一种新型离子源等离子体中和器。

背景技术

离子源被广泛应用于半导体行业中，是离子清洗设备、离子束溅射、离子束刻蚀设备以及真空镀膜设备的核心部件。离子源的作用是将特定工艺气体离化产生等离子体，并将离子加速拉出，轰击待处理基片。离子源中和器向外发射电子，一般有两个作用：一个是提供初始电子帮助离子源产生等离子体(离子源点火过程)；另一个是中和被离子轰击后在待处理基片表面积聚的正电荷，使基片呈现电中性，避免基片放电。

现有技术中，按照工作原理，离子源中和器主要有两种类型：

一种是采用耐高温金属丝通电(如钨丝)，钨丝在白炽状态下释放电子。这种中和器的优点是便宜、简单、可靠。缺点是：持续工作寿命短(一般不超过10小时)；钨丝在高温下蒸发形成污染；随着钨丝蒸发变细，发射的电子量会变化，造成工艺的不稳定。这种类型的中和器广泛用于中低端离子源中，如霍尔源、考夫曼源多采用这种中和器。

另外一种方式则是采用产生等离子体，并将其中产生的电子拉出，向特定方向发射。这种方式的优点是：持续工作时间长(大于100小时)；无污染；发射电子量稳定。缺点是：成本比较高。现有的等离子中和器基本上都采用射频激励的方法生成等离子体，然后采用直流拉出电子，向特定方向发射。因此，中和器就需要一个射频电源加一个直流电源，众所周知，射频电源价格较高，所以这种中和器价格自然就高。虽然价格昂贵，但是因为这种离子源的优点突出，目前国外所有的高端离子源均采用这种类型的中和器。基于以上问题，需要一种成本低、稳定性好的电子发生器。

发明内容

本发明提出一种新型离子源等离子体中和器，具有目前国外高端等离子体中和器的优点，同时用直流电源替代了射频电源来产生等离子体，从而大幅降低成本，解决了现有技术中等离子中和器成本高及离子源灯丝型电子发生不稳定、连续工作时间短、有污染的问题。

本发明的技术方案如下：

一种新型离子源等离子体中和器，包括阴极筒、阳极引盘、设置在所述阴极筒外侧的冷却筒，所述冷却筒外侧套设有永磁磁环，所述阳极引盘与所述阴极筒的一端存在间隔，所述阴极筒的另一端为进气端，所述冷却筒上设置有冷却空腔及与所述冷却空腔连通的进口及出口，所述阳极引盘接正电，所述阴极筒接负电。

所述冷却空腔内通冷却剂。

所述阳极引盘接正电30～50V。

所述阴极筒接负电200～400V。

增设绝缘瓷环、陶瓷上盖及不锈钢下盖，所述陶瓷上盖设置在所述阴极筒的一端，位于所述阴极筒和所述阳极引盘之间，所述绝缘瓷环与所述不锈钢下盖沿所述阴极筒的轴向依次设置在所述阴极筒的另一端。

所述不锈钢下盖上设置有进气口。

所述陶瓷上盖和所述阳极引盘上均设置有电子出射孔。

所述进口设置在远离所述阳极引盘的一端，所述出口位于所述冷却筒的另一端。

本发明的工作原理及有益效果为：