用于离子注入器的污染物收集器捕集器 【技术领域】
本发明总体涉及离子注入器，本发明尤其涉及用于这种离子注入器的污染物收集器捕集器。
背景技术
用于对例如半导体的工件进行掺杂的传统离子注入器通常包括离子化所需掺杂元件的离子源，该离子源接着加速以便形成具有预定能量的离子束。离子束指向工件表面以便以掺杂元素注入工件。离子束的高能(通常为正)离子渗入工件表面使其嵌入工件材料的晶体网格中以便形成所需传导区域。注入过程通常在高真空处理腔室内进行，从而防止离子束与残留气体分子碰撞而分散并减少由空气传播颗粒造成的工件污染的危险。包括离子束通过其中的离子束线的离子注入器的其他部分同样排空。
大功率涡轮泵或低压真空泵通常在离子注入系统中提供所需的真空条件。如图1现有技术的系统10所示，这种系统通常包括用于排空由注入器终端14限定的腔室的低压真空泵12，该腔室包括高电压气体箱16、离子源18和质量分析磁体20。如现有技术所知，由气体箱16提供的气体在离子源18内离子化并以离子束22地形式抽出。离子束22通过质量分析磁体20进行质量分析并从终端14通过终端开口24输出。
通常在显著高于终端电压的电压下操作的高电压气体箱16通过绝缘体26与终端14隔离。终端通过绝缘体30与注入器外壳28电隔离。注入器外壳28位于接地电位上。
低压真空泵12通过入口(未示出或标示)排空终端14的内部，并通过其绝缘的出口32输出排放的气体、液体或颗粒到终端主排放管34。另外，沿注入器外壳28电接地的排放管34用来将高电压气体箱16向外部环境排空。如此，排放管包括通过终端14将气体箱16连接到注入器外壳28的绝缘(例如塑料)延伸部36。
图1所示泵排放系统的问题在于从终端泵出的气体物质通过由温度损失造成的相变化并趋于凝结在该终端之上的排放管34的壁上。另外，由泵12排出的有毒的烟雾与终端排放管34内的更凉的抽出流相反应以便形成酸性液体(例如氟化氢(HF)和含磷的酸)。长时间后，这些液体积聚到足以通过所谓毛细管抽吸作用沿塑料延伸部36运动的量为止。该液体在位于显著不同电压的注入器的部分之间提供传导路径，因此存在起孤或其他通过延伸部36放电的危险。另外，该液体可以腐蚀气体箱16。
此问题的解决方案是在泵的入口或出口提供另外加热的气体(例如氮气或空气)以便保持腐蚀性污染物悬浮在排放气体中，从而防止这些酸性液体的凝结。然而，这种另外的气体降低了泵的效率并且如果适当的泵压力传感器指示有过压的条件可以造成泵停机。
另一解决方案是在排放管34内设置过滤器捕集器或水冷收集器以便收集或截留在其中凝结的液体。然而，这种另外设置的收集器或捕集器减少了排放气体通过排放管34，并且如果适当的泵压力传感器指示有过压的条件可以再次造成泵停机。
于是本发明的目的在于提供一种用于分离通过泵从腔室排放的液体和气体的机构。本发明的另一目的在于提供一种通过泵从腔室排空并减小放电或起孤危险的机构。本发明的又一目的在于提供一种防止凝结液体产生腐蚀或放电危险的泵系统。本发明的再一目的在于提供一种便于维护的去除排放系统中排放液体的系统。
【发明内容】
设置一种用于腔室的排空系统，其包括从该腔室去除气体和污染物的泵。该泵具有连接到排放管的出口。用于收集从该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间。收集器捕集器包括(i)具有将气体和污染物引入其中的入口的气体/污染物分离器，该分离器用来在物理上分离气体和污染物；(ii)用于收集分离的污染物的污染物收集器，该收集器包括从该收集器抽出污染物的抽出器连接器；以及(iii)用于使得分离的气体排出气体/污染物分离器并进入排放管的出口。
【附图说明】
图1是包括排空腔室的装置的现有技术离子注入器的系统图；
图2是结合本发明污染物收集器捕集器的离子注入器的系统图；
图3是图2所示污染物收集器捕集器的更详细视图；以及
图4是沿线4-4截取的图3污染物收集器捕集器的端部视图。
【具体实施方式】
参考附图的图1，其表示出离子注入系统40的前端部分。与附图中离子注入系统10的部件相同的离子注入系统40的部件设置相同的参考标号。
本发明作为污染物捕集器42和可选择的过滤器44来实施。捕集器42和过滤器44两者定位成与泵出口32、中间的泵和排放管34成直线。捕集器42包括气体/污染物捕集器46和污染物收集器48。设置标准连接器(例如凸缘)50、52和54以便有助于将捕集器42和过滤器44安装成与泵入口32成直线。
在操作中，气体、液体和颗粒由泵12通过其出口36从终端14排出。污染物捕集器42从更重的污染物(即液体和颗粒)中在物理上分离更轻的气体，并使得分离的污染物进入污染物收集器48，并且分离的气体继续通过可选择的过滤器44并进入排放管34。
污染物捕集器42在图3中更详细进行描述。气体、液体和颗粒通过入口56和截顶圆锥壁58限定的螺旋向下流入气体/污染物分离器46。壁和上凸缘60形成角度α，该角度增加了由气体/污染物分离器46提供的气旋效应。在所述优选实施例中，角度α在80°级上。
由气体/污染物分离器46提供的气旋效应从气体中分离污染物(即液体和颗粒)。分离的污染物在虚线62所示的方向上向下流动，同时气体在虚线64所示的方向上向上流动。分离的污染物进入污染物收集器48，或收集在分离器46的斜壁58上，由此重力将作用其上，并造成污染物逐渐进入收集器48。气体向上流动进入可选择的阻挡件66，该阻挡件的操作将在下面进一步说明。
对于分离的污染物，污染物收集器48包括透明(例如玻璃或塑料)弯曲部分68，通过该部分可以看到收集的污染物。弯曲部分68可通过连接到真空抽出器连接器70上的湿/干真空在一定间隔内或根据所收集的污染物的量来清空。如此，污染物在没有与人接触危险的情况下去除。由于收集的污染物位于弯曲部分68，它们不妨碍气体/污染物从泵出口32流到排放管34。因此，与图1现有技术的系统10相比，泵压力传感器关闭泵12的危险大大降低。
可选择的阻挡件66提供分离的气体从气体/污染物分离器46通过阻挡件出口72流到排放管34的机构。在所述实施例中可选择的阻挡件66通常是柱形并设置向内延伸的局部叠置的阻挡件翅片73。翅片73用来截留没有进入污染物收集器48的污染物。可选择的阻挡件66的内表面和翅片73可覆盖不粘连(例如Teflon)材料的热敏粘接(temperature-bonded)涂层。这种材料可以施加足够厚度以便提供将有助于收集的污染物向下运动到收集器48的低摩擦表面。
图4表示沿4-4线截取的没有清理盖74的图3污染物捕集器42。分离器入口56在其进入分离器46时与渐缩部分76重合。作用在进入分离器46的气体和污染物上的气旋效应由连续的螺旋线78表示。凸缘60设置紧固件孔80，该孔与清理盖74的类似孔82对齐(回来参考图3)。清理盖可除去，使得分离器46周期地清理。
回来参考图2，可选择的过滤器44定位在分离器阻挡件出口70和排放管34之间。该过滤器安装在如下位置，使得能够过滤没有由污染物捕集器42收集的任何污染物。在此实施例中，过滤器44是商业上可得到的过滤器，例如从MV Products，North BillericaMassachusetts得到的Visitrap。可以将过滤器44和污染物捕集器42结合使用，但不将其取代。只使用过滤器44如果在堵塞过滤器条件下造成适当的泵压力传感器指示过压的状态可造成泵16关机。
因此，已经描述用于离子注入器的污染物收集捕集器的优选实施例。但是，通过所述说明，理解到该说明只通过实例作出，本发明不局限于所述的特定实施例，对于所述描述可进行不同的变型、改型和替代而不偏离由以下权利要求及其等同物限定的本发明的范围。