技术领域
本发明涉及等离子体源离子注入机。
背景技术
等离子体源离子注入技术自提出以来，已经得到越来越多的应用，相对于束线离子注入，等离子体源离子注入具有全方位、大面积、可批量处理的特点。等离子体源离子注入在注入过程中需要在工件周围形成一个鞘层，为注入离子提供足够的加速空间。由于该鞘层尺寸较大，等离子体源离子注入机中工件一般距离较远。为了实现均匀注入效果，一般情况下会对工件进行转动。由于离子注入时离子的能量较高，通常为10-100keV，等离子体源离子注入机中工作台与周围器壁间也留有较大的工作空间以保证电气绝缘。上述因素导致等离子体源离子注入机有效工作空间有限，载荷量较低。
为了获得高质量的注入效果，防止杂质元素的注入或注入升温引起表面氧化，等离子体源离子注入采用的是高真空系统，其背底真空度在10
发明内容
本发明为了解决单真空室等离子体源离子注入机生产效率低的问题，提出一种双室等离子体源离子注入机和离子注入方法。
本发明带准备室直线传递工件等离子体源离子注入机由准备室1、注入室2和工件转换室3构成；
准备室1具有由双层器壁构成的器壁夹层，双层器壁上设置有进水管和出水管；准备室1连接有真空抽气系统；准备室1用于进行预抽真空，对工件进行除气和表面离子清洗；准备室1内设置有自转的第一工作台10，第一工作台10上环形阵列有数个第一工位14；第一工位14下方的第一工作台10上设置有用于第一伸缩支撑杆18上端部通过的通孔；第一工作台10通过电极与电源切换装置的输出端连接，电源切换装置的输入端分别与清洗电源和注入电源的负极连接；准备室1的器壁连接清洗电源和注入电源的正极，准备室1内设置有烘烤系统和射频天线；射频天线与准备室1外部的射频电源连接；准备室1外部设置有用于驱动第一工作台10自转的第一工作台驱动电机101；
与准备室1连接的所述真空抽气系统包括真空抽气装置和进气装置，真空抽气装置与准备室1上设置的第一排气口7连接，进气装置与准备室1上设置的第一进气口12连接；第一排气口7和第一进气口12相对设置，能够防止气体发生短路；进气装置用于将工作气体输送至准备室1内部；
注入室2具有由双层器壁构成的器壁夹层，双层器壁上设置有进水管和出水管；注入室2连接有真空抽气系统；注入室2进行离子注入，保持高真空状态；注入室2内设置有自转的第二工作台11，第二工作台11上环形阵列有数个第二工位15，注入室2上的第二工位15的数量少于准备室1上的第一工位14；第二工位15下方的第二工作台11上设置有用于第二伸缩支撑杆19上端部通过的通孔；第二工作台11通过电极与电源切换装置的输出端连接，电源切换装置的输入端分别与清洗电源和注入电源的负极连接；注入室2的器壁连接清洗电源和注入电源的正极，注入室2内上部设置有烘烤系统和射频天线；射频天线与注入室2外部的射频电源连接；注入室2外部设置有用于驱动第二工作台11自转的第二工作台驱动电机111；
与注入室2连接的所述真空抽气系统包括真空抽气装置和进气装置，真空抽气装置与注入室2上设置的第二排气口8连接，进气装置与注入室2上设置的第二进气口13连接；第二排气口8和第二进气口13相对设置，能够防止气体发生短路；进气装置用于将工作气体输送至注入室2内部；
准备室1和注入室2内设置的烘烤系统用于对工件进行烘烤除气，结合离子轰击清洗加速工件表面除气效果。射频天线用于在真空室内激发等离子体，在清洗工件时拓宽放电气压区间，降低离子轰击清洗放电难度，减少弧光放电现象，提升清洗质量；在注入时，为离子注入时提供离子源。清洗电源与工作台连接时，在合适气压下会产生辉光放电，辉光放电引发气体电离，形成正离子可以对处于阴极的工件进行离子轰击，从而产生清洗作用。注入电源与工作台连接时，用于加速射频电源产生的等离子体中的正离子，高能离子进入工件表面，实现离子注入。
准备室1和注入室2之间通过工件转换室3连接，准备室1和注入室2对称设置在工件转换室3两侧，工件转换室3中间设置有真空插板阀6，工件转换室3中部设置有第一载物台20和第二载物台21，第一载物台20设置在真空插板阀6的准备室1一侧，第二载物台21第二载物台21设置在真空插板阀6的注入室2一侧；准备室1左侧设置有传送杆17，第一工作台10下方设置有第一伸缩支撑杆18，第二工作台11方设置有第二伸缩支撑杆19；
利用带准备室直线传递工件等离子体源离子注入机进行离子注入的方法按照以下步骤进行：
步骤一、关闭注入室2，关闭真空插板阀6，预抽注入室2至真空度达到10
步骤二、注入室2预抽真空同时，打开准备室1放置工件；
步骤三、工件预处理：
关闭准备室1，预抽准备室1真空至背底真空度达到10
步骤四、准备室1和注入室2联通：
准备室1达到背底真空要求后，开启真空插板阀6；由于此时准备室1与注入室2皆为高真空，虽然会存在真空度差别，不会影响真空插板阀6开启；
步骤五、转移工件：
转移时利用第一伸缩支撑杆18或第二伸缩支撑杆19将第一工位14或第二工位15上的工件抬高，然后传送杆17前端伸入工件下方，降低第一伸缩支撑杆18或第二伸缩支撑杆19，完成拾取工件，并在第一工位14和第二工位15之间转移工件；第一载物台20和第二载物台21用于临时支撑传送杆17；
步骤六、离子注入：
关闭真空插板阀6，继续抽真空至注入室2内真空达到所需背底真空度，然后通入工作气体，开启注入室2对应的射频电源和注入电源，进行离子注入；
步骤七、新一批零件预清洗：
注入室2离子注入的同时，通过进气装置向准备室1通入工作气体，开启准备室1，重新装载新一批工件并按照步骤三进行工件预处理；
步骤八、新一批工件离子注入：
注入室2中的工件离子注入结束后，开启真空插板阀6，利用传送杆17对准备室1与注入室2内的工件进行替换；由于准备室1中工位数量多于注入室2，可以利用该多余工位做临时工位进行替换；
步骤九、关闭真空插板阀6并在注入室2内进行离子注入；
步骤十、将准备室1充气，打开准备室1，取出已注入的工件，并放入新工件。
本发明带准备室交叉传递工件等离子体源离子注入机由准备室1、注入室2和工件转换室3构成；
准备室1具有由双层器壁构成的器壁夹层，双层器壁上设置有进水管和出水管；准备室1连接有真空抽气系统；准备室1用于进行预抽真空，对工件进行除气和表面离子清洗；准备室1内设置有自转的第一工作台10，第一工作台10上环形阵列有数个第一工位14；第一工作台10通过电极与电源切换装置的输出端连接，电源切换装置的输入端分别与清洗电源和注入电源的负极连接；准备室1的器壁连接清洗电源和注入电源的正极，准备室1内设置有烘烤系统和射频天线；射频天线与准备室1外部的射频电源连接；准备室1外部设置有用于驱动第一工作台10自转的第一工作台驱动电机101；
与准备室1连接的所述真空抽气系统包括真空抽气装置和进气装置，真空抽气装置与准备室1上设置的第一排气口7连接，进气装置与准备室1上设置的第一进气口12连接；第一排气口7和第一进气口12相对设置，能够防止气体发生短路；进气装置用于将工作气体输送至准备室1内部；
注入室2具有由双层器壁构成的器壁夹层，双层器壁上设置有进水管和出水管；注入室2连接有真空抽气系统；注入室2进行离子注入，保持高真空状态；注入室2内设置有自转的第二工作台11，第二工作台11上环形阵列有数个第二工位15，注入室2上的第二工位15的数量少于准备室1上的第一工位14，第二工作台11通过电极与电源切换装置的输出端连接，电源切换装置的输入端分别与清洗电源和注入电源的负极连接；注入室2的器壁连接清洗电源和注入电源的正极，注入室2内上部设置有烘烤系统和射频天线；射频天线与注入室2外部的射频电源连接；注入室2外部设置有用于驱动第二工作台11自转的第二工作台驱动电机111；
与注入室2连接的所述真空抽气系统包括真空抽气装置和进气装置，真空抽气装置与注入室2上设置的第二排气口8连接，进气装置与注入室2上设置的第二进气口13连接；第二排气口8和第二进气口13相对设置，能够防止气体发生短路；进气装置用于将工作气体输送至注入室2内部；
准备室1和注入室2内设置的烘烤系统用于对工件进行烘烤除气，结合离子轰击清洗加速工件表面除气效果。射频天线用于在真空室内激发等离子体，在清洗工件时拓宽放电气压区间，降低离子轰击清洗放电难度，减少弧光放电现象，提升清洗质量；在注入时，为离子注入时提供离子源。清洗电源与工作台连接时，在合适气压下会产生辉光放电，辉光放电引发气体电离，形成正离子可以对处于阴极的工件进行离子轰击，从而产生清洗作用。注入电源与工作台连接时，用于加速射频电源产生的等离子体中的正离子，高能离子进入工件表面，实现离子注入。
工件转换室3由两个垂直的腔室构成，两个垂直的腔室分别连接准备室1和注入室2，工件转换室3内设置有第一机械手4、第二机械手5和载物台16，第一机械手4和第二机械手5分别设置在两个腔室内；载物台16设置在两个腔室的交点位置，用于第一机械手4和第二机械手5交换工件时临时承载工件；工件转换室3和注入室2之间设置有真空插板阀6，工件转换室3和准备室1之间设置有转动隔离板9；转动隔离板9用于隔热；
利用带准备室交叉传递工件等离子体源离子注入机进行离子注入的方法按照以下步骤进行：
步骤一、关闭注入室2，关闭真空插板阀6，预抽注入室2至真空度达到10
步骤二、注入室2预抽真空同时，打开准备室1放置工件；
步骤三、工件预处理：
关闭准备室1，预抽准备室1真空至背底真空度达到10
步骤四、准备室1和注入室2联通：
准备室1达到背底真空要求后，开启真空插板阀6；由于此时准备室1与注入室2皆为高真空，虽然会存在真空度差别，不会影响真空插板阀6开启；
步骤五、转移工件：
利用第一机械手4和第二机械手5拾取工件并穿过真空插板阀6将工件送至注入室2；利用注入室2中第二工作台11的转动将工件安放在合适位置；
步骤六、离子注入：
关闭真空插板阀6，继续抽真空至注入室2内真空达到所需背底真空度，然后通入工作气体，开启注入室2对应的射频电源和注入电源，进行离子注入；
步骤七、新一批零件预清洗：
注入室2离子注入的同时，通过进气装置向准备室1通入工作气体，开启准备室1，重新装载新一批工件并按照步骤三进行工件预处理；
步骤八、新一批工件离子注入：
注入室2中的工件离子注入结束后，开启真空插板阀6，利用第一机械手4和第二机械手5对准备室1与注入室2内的工件进行替换；由于准备室1中工位数量多于注入室2，可以利用该多余工位做临时工位进行替换；
步骤九、关闭真空插板阀6并在注入室2内进行离子注入；
步骤十、将准备室1充气，打开准备室1，取出已注入的工件，并放入新工件。
本发明的双室离子注入机具有以下优点：
1、大幅度缩短了生产周期：影响生产周期的主要因素是预抽真空，预抽真空主要目的是去除真空室中的残余气体，这些气体来源于开启炉门时空气在器壁上的吸附，空气中的氧分子、水分子由于会释放出氧元素，导致离子注入层质量下降。在等离子体源离子注入时，真空室中的离子除了一部分用于注入到工件表面外，还有一部分会与真空室器壁发生碰撞，使真空室器壁加热，碰撞和加热都会释放出残余氧气和水分子。尤其是器壁吸附的水分子，很难彻底去除干净，需要在150-250℃进行长时间烘烤。
本发明设置专门的注入室2，注入室2始终保持高真空状态，可忽略预抽背底真空的时间。由于离子注入时间通常为数小时，工艺时间主要由注入时间决定，因此本发明大幅度降低了离子注入的生产周期，相对于现有单真空室注入机效率提高2-4倍。
准备室1经常暴露大气，也会有氧气和水分子的释放，但由于不需要对整个准备室1进行除气，仅对工件除气即可。在准备室1工作真空度下通过对工件进行较高温度的烘烤和离子清洗，可在短时间内大幅度减少工件表面杂质气体的含量。
2、准备室1和注入室2结构基本相同，在需要超长时间离子注入的场合，可单独使用，即可作为两个独立的离子注入机使用，此时两真空室各自独立除气，离子清洗和离子注入交叉进行，一个真空室处于清洗状态，另一个真空室则处于注入状态，通过电源切换装置实现。
3、采用准备室1比注入室2至少多一个工位的设计，可采用机械手一次性完成新旧工件的批量更换。
4、采用热水加热器壁和碘钨灯辅助烘烤，加速器壁吸附气体排放。
5、射频等离子体放电在离子清洗时，在真空室内形成等离子体氛围，利用射频放电在器壁上形成的负电位，加速离子使其碰撞器壁，加速吸附气体的解吸，提高了杂质气体的去除效率。
附图说明
图1为实施例1中带准备室直线传递工件等离子体源离子注入机的结构示意图俯视；
图2为实施例1中带准备室直线传递工件等离子体源离子注入机的结构示意图内部；图中a为射频天线，b为烘烤灯；
图3为实施例2中带准备室交叉传递工件等离子体源离子注入机的结构示意图俯视；
图4为实施例2中带准备室交叉传递工件等离子体源离子注入机中准备室1的结构示意图内部；图中a为射频天线，b为烘烤灯；
图5为实施例2中带准备室交叉传递工件等离子体源离子注入机中注入室2的结构示意图俯视，图中a为射频天线，b为烘烤灯。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意合理组合。
具体实施方式一：本实施方式带准备室直线传递工件等离子体源离子注入机由准备室1、注入室2和工件转换室3构成；
准备室1具有由双层器壁构成的器壁夹层，双层器壁上设置有进水管和出水管；准备室1连接有真空抽气系统；准备室1内设置有自转的第一工作台10，第一工作台10上环形阵列有数个第一工位14；第一工位14下方的第一工作台10上设置有用于第一伸缩支撑杆18上端部通过的通孔；第一工作台10通过电极与电源切换装置的输出端连接，电源切换装置的输入端分别与清洗电源和注入电源的负极连接；准备室1的器壁连接清洗电源和注入电源的正极，准备室1内设置有烘烤系统和射频天线；射频天线与准备室1外部的射频电源连接；准备室1外部设置有用于驱动第一工作台10自转的第一工作台驱动电机101；
注入室2具有由双层器壁构成的器壁夹层，双层器壁上设置有进水管和出水管；注入室2连接有真空抽气系统；注入室2内设置有自转的第二工作台11，第二工作台11上环形阵列有数个第二工位15，注入室2上的第二工位15的数量少于准备室1上的第一工位14；第二工位15下方的第二工作台11上设置有用于第二伸缩支撑杆19上端部通过的通孔；第二工作台11通过电极与电源切换装置的输出端连接，电源切换装置的输入端分别与清洗电源和注入电源的负极连接；注入室2的器壁连接清洗电源和注入电源的正极，注入室2内上部设置有烘烤系统和射频天线；射频天线与注入室2外部的射频电源连接；注入室2外部设置有用于驱动第二工作台11自转的第二工作台驱动电机111；
准备室1和注入室2之间通过工件转换室3连接，准备室1和注入室2对称设置在工件转换室3两侧，工件转换室3中间设置有真空插板阀6，工件转换室3中部设置有第一载物台20和第二载物台21，第一载物台20设置在真空插板阀6的准备室1一侧，第二载物台21第二载物台21设置在真空插板阀6的注入室2一侧；准备室1左侧设置有传送杆17，第一工作台10下方设置有第一伸缩支撑杆18，第二工作台11方设置有第二伸缩支撑杆19。
本实施方式具备以下有益效果：
本实施方式的双室离子注入机具有以下优点：
1、大幅度缩短了生产周期：影响生产周期的主要因素是预抽真空，预抽真空主要目的是去除真空室中的残余气体，这些气体来源于开启炉门时空气在器壁上的吸附，空气中的氧分子、水分子由于会释放出氧元素，导致离子注入层质量下降。在等离子体源离子注入时，真空室中的离子除了一部分用于注入到工件表面外，还有一部分会与真空室器壁发生碰撞，使真空室器壁加热，碰撞和加热都会释放出残余氧气和水分子。尤其是器壁吸附的水分子，很难彻底去除干净，需要在150-250℃进行长时间烘烤。
本实施方式设置专门的注入室2，注入室2始终保持高真空状态，可忽略预抽背底真空的时间。由于离子注入时间通常为数小时，工艺时间主要由注入时间决定，因此本实施方式大幅度降低了离子注入的生产周期，相对于现有单真空室注入机效率提高2-4倍。
准备室1经常暴露大气，也会有氧气和水分子的释放，但由于不需要对整个准备室1进行除气，仅对工件除气即可。在准备室1工作真空度下通过对工件进行较高温度的烘烤和离子清洗，可在短时间内大幅度减少工件表面杂质气体的含量。
2、准备室1和注入室2结构基本相同，在需要超长时间离子注入的场合，可单独使用，即可作为两个独立的离子注入机使用，此时两真空室各自独立除气，离子清洗和离子注入交叉进行，一个真空室处于清洗状态，另一个真空室则处于注入状态，通过电源切换装置实现。
3、采用准备室1比注入室2至少多一个工位的设计，可采用机械手一次性完成新旧工件的批量更换。
4、采用热水加热器壁和碘钨灯辅助烘烤，加速器壁吸附气体排放。
5、射频等离子体放电在离子清洗时，在真空室内形成等离子体氛围，利用射频放电在器壁上形成的负电位，加速离子使其碰撞器壁，加速吸附气体的解吸，提高了杂质气体的去除效率。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：与准备室1连接的所述真空抽气系统包括真空抽气装置和进气装置，真空抽气装置与准备室1上设置的第一排气口7连接，进气装置与准备室1上设置的第一进气口12连接；第一排气口7和第一进气口12相对设置，能够防止气体发生短路；进气装置用于将工作气体输送至准备室1内部；与注入室2连接的所述真空抽气系统包括真空抽气装置和进气装置，真空抽气装置与注入室2上设置的第二排气口8连接，进气装置与注入室2上设置的第二进气口13连接；第二排气口8和第二进气口13相对设置。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：所述烘烤系统为烘烤灯。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：所述电源切换装置为双投闸刀开关；所述清洗电源的输出电压为0-2千伏；注入电源的输出电压为1～60千伏。
具体实施方式五：本实施方式利用带准备室直线传递工件等离子体源离子注入机进行离子注入的方法按照以下步骤进行：
步骤一、关闭注入室2，关闭真空插板阀6，预抽注入室2至真空度达到10
步骤二、注入室2预抽真空同时，打开准备室1放置工件；
步骤三、工件预处理：
关闭准备室1，预抽准备室1真空至背底真空度达到10
步骤四、准备室1和注入室2联通：
准备室1达到背底真空要求后，开启真空插板阀6；
步骤五、转移工件：
转移时利用第一伸缩支撑杆18或第二伸缩支撑杆19将第一工位14或第二工位15上的工件抬高，然后传送杆17前端伸入工件下方，降低第一伸缩支撑杆18或第二伸缩支撑杆19，完成拾取工件，并在第一工位14和第二工位15之间转移工件；
步骤六、离子注入：
关闭真空插板阀6，继续抽真空至注入室2内真空达到所需背底真空度，然后通入工作气体，开启注入室2对应的射频电源和注入电源，进行离子注入；
步骤七、新一批零件预清洗：
注入室2离子注入的同时，通过进气装置向准备室1通入工作气体，开启准备室1，重新装载新一批工件并按照步骤三进行工件预处理；
步骤八、新一批工件离子注入：
注入室2中的工件离子注入结束后，开启真空插板阀6，利用传送杆17对准备室1与注入室2内的工件进行替换；
步骤九、关闭真空插板阀6并在注入室2内进行离子注入；
步骤十、将准备室1充气，打开准备室1，取出已注入的工件，并放入新工件。
本实施方式的双室离子注入机具有以下优点：
1、大幅度缩短了生产周期：影响生产周期的主要因素是预抽真空，预抽真空主要目的是去除真空室中的残余气体，这些气体来源于开启炉门时空气在器壁上的吸附，空气中的氧分子、水分子由于会释放出氧元素，导致离子注入层质量下降。在等离子体源离子注入时，真空室中的离子除了一部分用于注入到工件表面外，还有一部分会与真空室器壁发生碰撞，使真空室器壁加热，碰撞和加热都会释放出残余氧气和水分子。尤其是器壁吸附的水分子，很难彻底去除干净，需要在150-250℃进行长时间烘烤。
本实施方式设置专门的注入室2，注入室2始终保持高真空状态，可忽略预抽背底真空的时间。由于离子注入时间通常为数小时，工艺时间主要由注入时间决定，因此本实施方式大幅度降低了离子注入的生产周期，相对于现有单真空室注入机效率提高2-4倍。
准备室1经常暴露大气，也会有氧气和水分子的释放，但由于不需要对整个准备室1进行除气，仅对工件除气即可。在准备室1工作真空度下通过对工件进行较高温度的烘烤和离子清洗，可在短时间内大幅度减少工件表面杂质气体的含量。
2、准备室1和注入室2结构基本相同，在需要超长时间离子注入的场合，可单独使用，即可作为两个独立的离子注入机使用，此时两真空室各自独立除气，离子清洗和离子注入交叉进行，一个真空室处于清洗状态，另一个真空室则处于注入状态，通过电源切换装置实现。
3、采用准备室1比注入室2至少多一个工位的设计，可采用机械手一次性完成新旧工件的批量更换。
4、采用热水加热器壁和碘钨灯辅助烘烤，加速器壁吸附气体排放。
5、射频等离子体放电在离子清洗时，在真空室内形成等离子体氛围，利用射频放电在器壁上形成的负电位，加速离子使其碰撞器壁，加速吸附气体的解吸，提高了杂质气体的去除效率。
具体实施方式六：本实施方式带准备室交叉传递工件等离子体源离子注入机由准备室1、注入室2和工件转换室3构成；
准备室1具有由双层器壁构成的器壁夹层，双层器壁上设置有进水管和出水管；准备室1连接有真空抽气系统；准备室1内设置有自转的第一工作台10，第一工作台10上环形阵列有数个第一工位14；第一工作台10通过电极与电源切换装置的输出端连接，电源切换装置的输入端分别与清洗电源和注入电源的负极连接；准备室1的器壁连接清洗电源和注入电源的正极，准备室1内设置有烘烤系统和射频天线；射频天线与准备室1外部的射频电源连接；准备室1外部设置有用于驱动第一工作台10自转的第一工作台驱动电机101；
注入室2具有由双层器壁构成的器壁夹层，双层器壁上设置有进水管和出水管；注入室2连接有真空抽气系统；注入室2内设置有自转的第二工作台11，第二工作台11上环形阵列有数个第二工位15，注入室2上的第二工位15的数量少于准备室1上的第一工位14，第二工作台11通过电极与电源切换装置的输出端连接，电源切换装置的输入端分别与清洗电源和注入电源的负极连接；注入室2的器壁连接清洗电源和注入电源的正极，注入室2内上部设置有烘烤系统和射频天线；射频天线与注入室2外部的射频电源连接；注入室2外部设置有用于驱动第二工作台11自转的第二工作台驱动电机111；
工件转换室3由两个垂直的腔室构成，两个垂直的腔室分别连接准备室1和注入室2，工件转换室3内设置有第一机械手4、第二机械手5和载物台16，第一机械手4和第二机械手5分别设置在两个腔室内；载物台16设置在两个腔室的交点位置，用于第一机械手4和第二机械手5交换工件时临时承载工件；工件转换室3和注入室2之间设置有真空插板阀6，工件转换室3和准备室1之间设置有转动隔离板9。
本实施方式的双室离子注入机具有以下优点：
1、大幅度缩短了生产周期：影响生产周期的主要因素是预抽真空，预抽真空主要目的是去除真空室中的残余气体，这些气体来源于开启炉门时空气在器壁上的吸附，空气中的氧分子、水分子由于会释放出氧元素，导致离子注入层质量下降。在等离子体源离子注入时，真空室中的离子除了一部分用于注入到工件表面外，还有一部分会与真空室器壁发生碰撞，使真空室器壁加热，碰撞和加热都会释放出残余氧气和水分子。尤其是器壁吸附的水分子，很难彻底去除干净，需要在150-250℃进行长时间烘烤。
本实施方式设置专门的注入室2，注入室2始终保持高真空状态，可忽略预抽背底真空的时间。由于离子注入时间通常为数小时，工艺时间主要由注入时间决定，因此本实施方式大幅度降低了离子注入的生产周期，相对于现有单真空室注入机效率提高2-4倍。
准备室1经常暴露大气，也会有氧气和水分子的释放，但由于不需要对整个准备室1进行除气，仅对工件除气即可。在准备室1工作真空度下通过对工件进行较高温度的烘烤和离子清洗，可在短时间内大幅度减少工件表面杂质气体的含量。
2、准备室1和注入室2结构基本相同，在需要超长时间离子注入的场合，可单独使用，即可作为两个独立的离子注入机使用，此时两真空室各自独立除气，离子清洗和离子注入交叉进行，一个真空室处于清洗状态，另一个真空室则处于注入状态，通过电源切换装置实现。
3、采用准备室1比注入室2至少多一个工位的设计，可采用机械手一次性完成新旧工件的批量更换。
4、采用热水加热器壁和碘钨灯辅助烘烤，加速器壁吸附气体排放。
5、射频等离子体放电在离子清洗时，在真空室内形成等离子体氛围，利用射频放电在器壁上形成的负电位，加速离子使其碰撞器壁，加速吸附气体的解吸，提高了杂质气体的去除效率。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是：与准备室1连接的所述真空抽气系统包括真空抽气装置和进气装置，真空抽气装置与准备室1上设置的第一排气口7连接，进气装置与准备室1上设置的第一进气口12连接；第一排气口7和第一进气口12相对设置，能够防止气体发生短路；进气装置用于将工作气体输送至准备室1内部；与注入室2连接的所述真空抽气系统包括真空抽气装置和进气装置，真空抽气装置与注入室2上设置的第二排气口8连接，进气装置与注入室2上设置的第二进气口13连接；第二排气口8和第二进气口13相对设置。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是：所述烘烤系统为烘烤灯。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是：所述电源切换装置为双投闸刀开关；所述清洗电源的输出电压为0-2千伏；注入电源的输出电压为1～60千伏。
具体实施方式十：本实施方式利用带准备室交叉传递工件等离子体源离子注入机进行离子注入的方法按照以下步骤进行：
步骤一、关闭注入室2，关闭真空插板阀6，预抽注入室2至真空度达到10
步骤二、注入室2预抽真空同时，打开准备室1放置工件；
步骤三、工件预处理：
关闭准备室1，预抽准备室1真空至背底真空度达到10
步骤四、准备室1和注入室2联通：
准备室1达到背底真空要求后，开启真空插板阀6；
步骤五、转移工件：
利用第一机械手4和第二机械手5拾取工件并穿过真空插板阀6将工件送至注入室2；利用注入室2中第二工作台11的转动将工件安放在合适位置；
步骤六、离子注入：
关闭真空插板阀6，继续抽真空至注入室2内真空达到所需背底真空度，然后通入工作气体，开启注入室2对应的射频电源和注入电源，进行离子注入；
步骤七、新一批零件预清洗：
注入室2离子注入的同时，通过进气装置向准备室1通入工作气体，开启准备室1，重新装载新一批工件并按照步骤三进行工件预处理；
步骤八、新一批工件离子注入：
注入室2中的工件离子注入结束后，开启真空插板阀6，利用第一机械手4和第二机械手5对准备室1与注入室2内的工件进行替换；
步骤九、关闭真空插板阀6并在注入室2内进行离子注入；
步骤十、将准备室1充气，打开准备室1，取出已注入的工件，并放入新工件。
本实施方式的双室离子注入机具有以下优点：
1、大幅度缩短了生产周期：影响生产周期的主要因素是预抽真空，预抽真空主要目的是去除真空室中的残余气体，这些气体来源于开启炉门时空气在器壁上的吸附，空气中的氧分子、水分子由于会释放出氧元素，导致离子注入层质量下降。在等离子体源离子注入时，真空室中的离子除了一部分用于注入到工件表面外，还有一部分会与真空室器壁发生碰撞，使真空室器壁加热，碰撞和加热都会释放出残余氧气和水分子。尤其是器壁吸附的水分子，很难彻底去除干净，需要在150-250℃进行长时间烘烤。
本实施方式设置专门的注入室2，注入室2始终保持高真空状态，可忽略预抽背底真空的时间。由于离子注入时间通常为数小时，工艺时间主要由注入时间决定，因此本实施方式大幅度降低了离子注入的生产周期，相对于现有单真空室注入机效率提高2-4倍。
准备室1经常暴露大气，也会有氧气和水分子的释放，但由于不需要对整个准备室1进行除气，仅对工件除气即可。在准备室1工作真空度下通过对工件进行较高温度的烘烤和离子清洗，可在短时间内大幅度减少工件表面杂质气体的含量。
2、准备室1和注入室2结构基本相同，在需要超长时间离子注入的场合，可单独使用，即可作为两个独立的离子注入机使用，此时两真空室各自独立除气，离子清洗和离子注入交叉进行，一个真空室处于清洗状态，另一个真空室则处于注入状态，通过电源切换装置实现。
3、采用准备室1比注入室2至少多一个工位的设计，可采用机械手一次性完成新旧工件的批量更换。
4、采用热水加热器壁和碘钨灯辅助烘烤，加速器壁吸附气体排放。
5、射频等离子体放电在离子清洗时，在真空室内形成等离子体氛围，利用射频放电在器壁上形成的负电位，加速离子使其碰撞器壁，加速吸附气体的解吸，提高了杂质气体的去除效率。
实施例1：
结合图1和2说明，本实施例带准备室直线传递工件等离子体源离子注入机由准备室1、注入室2和工件转换室3构成；
准备室1具有由双层器壁构成的器壁夹层，双层器壁上设置有进水管和出水管；准备室1连接有真空抽气系统；准备室1用于进行预抽真空，对工件进行除气和表面离子清洗；准备室1内设置有自转的第一工作台10，第一工作台10上环形阵列有数个第一工位14；第一工位14下方的第一工作台10上设置有用于第一伸缩支撑杆18上端部通过的通孔；第一工作台10通过电极与电源切换装置的输出端连接，电源切换装置的输入端分别与清洗电源和注入电源的负极连接；准备室1的器壁连接清洗电源和注入电源的正极，准备室1内设置有烘烤系统和射频天线；射频天线与准备室1外部的射频电源连接；准备室1外部设置有用于驱动第一工作台10自转的第一工作台驱动电机101；
与准备室1连接的所述真空抽气系统包括真空抽气装置和进气装置，真空抽气装置与准备室1上设置的第一排气口7连接，进气装置与准备室1上设置的第一进气口12连接；第一排气口7和第一进气口12相对设置，能够防止气体发生短路；进气装置用于将工作气体输送至准备室1内部；
注入室2具有由双层器壁构成的器壁夹层，双层器壁上设置有进水管和出水管；注入室2连接有真空抽气系统；注入室2进行离子注入，保持高真空状态；注入室2内设置有自转的第二工作台11，第二工作台11上环形阵列有数个第二工位15，注入室2上的第二工位15的数量少于准备室1上的第一工位14；第二工位15下方的第二工作台11上设置有用于第二伸缩支撑杆19上端部通过的通孔；第二工作台11通过电极与电源切换装置的输出端连接，电源切换装置的输入端分别与清洗电源和注入电源的负极连接；注入室2的器壁连接清洗电源和注入电源的正极，注入室2内上部设置有烘烤系统和射频天线；射频天线与注入室2外部的射频电源连接；注入室2外部设置有用于驱动第二工作台11自转的第二工作台驱动电机111；
与注入室2连接的所述真空抽气系统包括真空抽气装置和进气装置，真空抽气装置与注入室2上设置的第二排气口8连接，进气装置与注入室2上设置的第二进气口13连接；第二排气口8和第二进气口13相对设置，能够防止气体发生短路；进气装置用于将工作气体输送至注入室2内部；
准备室1和注入室2内设置的烘烤系统用于对工件进行烘烤除气，结合离子轰击清洗加速工件表面除气效果。射频天线用于在真空室内激发等离子体，在清洗工件时拓宽放电气压区间，降低离子轰击清洗放电难度，减少弧光放电现象，提升清洗质量；在注入时，为离子注入时提供离子源。清洗电源与工作台连接时，在合适气压下会产生辉光放电，辉光放电引发气体电离，形成正离子可以对处于阴极的工件进行离子轰击，从而产生清洗作用。注入电源与工作台连接时，用于加速射频电源产生的等离子体中的正离子，高能离子进入工件表面，实现离子注入。
准备室1和注入室2之间通过工件转换室3连接，准备室1和注入室2对称设置在工件转换室3两侧，工件转换室3中间设置有真空插板阀6，工件转换室3中部设置有第一载物台20和第二载物台21，第一载物台20设置在真空插板阀6的准备室1一侧，第二载物台21第二载物台21设置在真空插板阀6的注入室2一侧；准备室1左侧设置有传送杆17，第一工作台10下方设置有第一伸缩支撑杆18，第二工作台11方设置有第二伸缩支撑杆19；
所述烘烤系统为烘烤灯；所述电源切换装置为双投闸刀开关；清洗电源和注入电源之间留有足够距离防止击穿；所述清洗电源的输出电压为0-2千伏；注入电源的输出电压为1～60千伏；
利用带准备室直线传递工件等离子体源离子注入机进行离子注入的方法按照以下步骤进行：
步骤一、关闭注入室2，关闭真空插板阀6，预抽注入室2至真空度达到10
步骤二、注入室2预抽真空同时，打开准备室1放置工件；
步骤三、工件预处理：
关闭准备室1，预抽准备室1真空至背底真空度达到10
步骤四、准备室1和注入室2联通：
准备室1达到背底真空要求后，开启真空插板阀6；由于此时准备室1与注入室2皆为高真空，虽然会存在真空度差别，不会影响真空插板阀6开启；
步骤五、转移工件：
转移时利用第一伸缩支撑杆18或第二伸缩支撑杆19将第一工位14或第二工位15上的工件抬高，然后传送杆17前端伸入工件下方，降低第一伸缩支撑杆18或第二伸缩支撑杆19，完成拾取工件，并在第一工位14和第二工位15之间转移工件；第一载物台20和第二载物台21用于临时支撑传送杆17；
步骤六、离子注入：
关闭真空插板阀6，继续抽真空至注入室2内真空达到所需背底真空度，然后通入工作气体，开启注入室2对应的射频电源和注入电源，进行离子注入；
步骤七、新一批零件预清洗：
注入室2离子注入的同时，通过进气装置向准备室1通入工作气体，开启准备室1，重新装载新一批工件并按照步骤三进行工件预处理；
步骤八、新一批工件离子注入：
注入室2中的工件离子注入结束后，开启真空插板阀6，利用传送杆17对准备室1与注入室2内的工件进行替换；由于准备室1中工位数量多于注入室2，可以利用该多余工位做临时工位进行替换；
步骤九、关闭真空插板阀6并在注入室2内进行离子注入；
步骤十、将准备室1充气，打开准备室1，取出已注入的工件，并放入新工件。
本实施例的双室离子注入机具有以下优点：
1、大幅度缩短了生产周期：影响生产周期的主要因素是预抽真空，预抽真空主要目的是去除真空室中的残余气体，这些气体来源于开启炉门时空气在器壁上的吸附，空气中的氧分子、水分子由于会释放出氧元素，导致离子注入层质量下降。在等离子体源离子注入时，真空室中的离子除了一部分用于注入到工件表面外，还有一部分会与真空室器壁发生碰撞，使真空室器壁加热，碰撞和加热都会释放出残余氧气和水分子。尤其是器壁吸附的水分子，很难彻底去除干净，需要在150-250℃进行长时间烘烤。
本实施例设置专门的注入室2，注入室2始终保持高真空状态，可忽略预抽背底真空的时间。由于离子注入时间通常为数小时，工艺时间主要由注入时间决定，因此本实施例大幅度降低了离子注入的生产周期，相对于现有单真空室注入机效率提高2-4倍。
准备室1经常暴露大气，也会有氧气和水分子的释放，但由于不需要对整个准备室1进行除气，仅对工件除气即可。在准备室1工作真空度下通过对工件进行较高温度的烘烤和离子清洗，可在短时间内大幅度减少工件表面杂质气体的含量。
2、准备室1和注入室2结构基本相同，在需要超长时间离子注入的场合，可单独使用，即可作为两个独立的离子注入机使用，此时两真空室各自独立除气，离子清洗和离子注入交叉进行，一个真空室处于清洗状态，另一个真空室则处于注入状态，通过电源切换装置实现。
3、采用准备室1比注入室2至少多一个工位的设计，可采用机械手一次性完成新旧工件的批量更换。
4、采用热水加热器壁和碘钨灯辅助烘烤，加速器壁吸附气体排放。
5、射频等离子体放电在离子清洗时，在真空室内形成等离子体氛围，利用射频放电在器壁上形成的负电位，加速离子使其碰撞器壁，加速吸附气体的解吸，提高了杂质气体的去除效率。
实施例2：
结合图3～5说明，本实施例带准备室交叉传递工件等离子体源离子注入机由准备室1、注入室2和工件转换室3构成；
准备室1具有由双层器壁构成的器壁夹层，双层器壁上设置有进水管和出水管；准备室1连接有真空抽气系统；准备室1用于进行预抽真空，对工件进行除气和表面离子清洗；准备室1内设置有自转的第一工作台10，第一工作台10上环形阵列有数个第一工位14；第一工作台10通过电极与电源切换装置的输出端连接，电源切换装置的输入端分别与清洗电源和注入电源的负极连接；准备室1的器壁连接清洗电源和注入电源的正极，准备室1内设置有烘烤系统和射频天线；射频天线与准备室1外部的射频电源连接；准备室1外部设置有用于驱动第一工作台10自转的第一工作台驱动电机101；
与准备室1连接的所述真空抽气系统包括真空抽气装置和进气装置，真空抽气装置与准备室1上设置的第一排气口7连接，进气装置与准备室1上设置的第一进气口12连接；第一排气口7和第一进气口12相对设置，能够防止气体发生短路；进气装置用于将工作气体输送至准备室1内部；
注入室2具有由双层器壁构成的器壁夹层，双层器壁上设置有进水管和出水管；注入室2连接有真空抽气系统；注入室2进行离子注入，保持高真空状态；注入室2内设置有自转的第二工作台11，第二工作台11上环形阵列有数个第二工位15，注入室2上的第二工位15的数量少于准备室1上的第一工位14，第二工作台11通过电极与电源切换装置的输出端连接，电源切换装置的输入端分别与清洗电源和注入电源的负极连接；注入室2的器壁连接清洗电源和注入电源的正极，注入室2内上部设置有烘烤系统和射频天线；射频天线与注入室2外部的射频电源连接；注入室2外部设置有用于驱动第二工作台11自转的第二工作台驱动电机111；
与注入室2连接的所述真空抽气系统包括真空抽气装置和进气装置，真空抽气装置与注入室2上设置的第二排气口8连接，进气装置与注入室2上设置的第二进气口13连接；第二排气口8和第二进气口13相对设置，能够防止气体发生短路；进气装置用于将工作气体输送至注入室2内部；
准备室1和注入室2内设置的烘烤系统用于对工件进行烘烤除气，结合离子轰击清洗加速工件表面除气效果。射频天线用于在真空室内激发等离子体，在清洗工件时拓宽放电气压区间，降低离子轰击清洗放电难度，减少弧光放电现象，提升清洗质量；在注入时，为离子注入时提供离子源。清洗电源与工作台连接时，在合适气压下会产生辉光放电，辉光放电引发气体电离，形成正离子可以对处于阴极的工件进行离子轰击，从而产生清洗作用。注入电源与工作台连接时，用于加速射频电源产生的等离子体中的正离子，高能离子进入工件表面，实现离子注入。
工件转换室3由两个垂直的腔室构成，两个垂直的腔室分别连接准备室1和注入室2，工件转换室3内设置有第一机械手4、第二机械手5和载物台16，第一机械手4和第二机械手5分别设置在两个腔室内；载物台16设置在两个腔室的交点位置，用于第一机械手4和第二机械手5交换工件时临时承载工件；工件转换室3和注入室2之间设置有真空插板阀6，工件转换室3和准备室1之间设置有转动隔离板9；转动隔离板9用于隔热；
所述烘烤系统为烘烤灯；所述电源切换装置为双投闸刀开关；清洗电源和注入电源之间留有足够距离防止击穿；所述清洗电源的输出电压为0-2千伏；注入电源的输出电压为1～60千伏；
利用带准备室交叉传递工件等离子体源离子注入机进行离子注入的方法按照以下步骤进行：
步骤一、关闭注入室2，关闭真空插板阀6，预抽注入室2至真空度达到10
步骤二、注入室2预抽真空同时，打开准备室1放置工件；
步骤三、工件预处理：
关闭准备室1，预抽准备室1真空至背底真空度达到10
步骤四、准备室1和注入室2联通：
准备室1达到背底真空要求后，开启真空插板阀6；由于此时准备室1与注入室2皆为高真空，虽然会存在真空度差别，不会影响真空插板阀6开启；
步骤五、转移工件：
利用第一机械手4和第二机械手5拾取工件并穿过真空插板阀6将工件送至注入室2；利用注入室2中第二工作台11的转动将工件安放在合适位置；
步骤六、离子注入：
关闭真空插板阀6，继续抽真空至注入室2内真空达到所需背底真空度，然后通入工作气体，开启注入室2对应的射频电源和注入电源，进行离子注入；
步骤七、新一批零件预清洗：
注入室2离子注入的同时，通过进气装置向准备室1通入工作气体，开启准备室1，重新装载新一批工件并按照步骤三进行工件预处理；
步骤八、新一批工件离子注入：
注入室2中的工件离子注入结束后，开启真空插板阀6，利用第一机械手4和第二机械手5对准备室1与注入室2内的工件进行替换；由于准备室1中工位数量多于注入室2，可以利用该多余工位做临时工位进行替换；
步骤九、关闭真空插板阀6并在注入室2内进行离子注入；
步骤十、将准备室1充气，打开准备室1，取出已注入的工件，并放入新工件。
本实施例的双室离子注入机具有以下优点：
1、大幅度缩短了生产周期：影响生产周期的主要因素是预抽真空，预抽真空主要目的是去除真空室中的残余气体，这些气体来源于开启炉门时空气在器壁上的吸附，空气中的氧分子、水分子由于会释放出氧元素，导致离子注入层质量下降。在等离子体源离子注入时，真空室中的离子除了一部分用于注入到工件表面外，还有一部分会与真空室器壁发生碰撞，使真空室器壁加热，碰撞和加热都会释放出残余氧气和水分子。尤其是器壁吸附的水分子，很难彻底去除干净，需要在150-250℃进行长时间烘烤。
本实施例设置专门的注入室2，注入室2始终保持高真空状态，可忽略预抽背底真空的时间。由于离子注入时间通常为数小时，工艺时间主要由注入时间决定，因此本实施例大幅度降低了离子注入的生产周期，相对于现有单真空室注入机效率提高2-4倍。
准备室1经常暴露大气，也会有氧气和水分子的释放，但由于不需要对整个准备室1进行除气，仅对工件除气即可。在准备室1工作真空度下通过对工件进行较高温度的烘烤和离子清洗，可在短时间内大幅度减少工件表面杂质气体的含量。
2、准备室1和注入室2结构基本相同，在需要超长时间离子注入的场合，可单独使用，即可作为两个独立的离子注入机使用，此时两真空室各自独立除气，离子清洗和离子注入交叉进行，一个真空室处于清洗状态，另一个真空室则处于注入状态，通过电源切换装置实现。
3、采用准备室1比注入室2至少多一个工位的设计，可采用机械手一次性完成新旧工件的批量更换。
4、采用热水加热器壁和碘钨灯辅助烘烤，加速器壁吸附气体排放。
5、射频等离子体放电在离子清洗时，在真空室内形成等离子体氛围，利用射频放电在器壁上形成的负电位，加速离子使其碰撞器壁，加速吸附气体的解吸，提高了杂质气体的去除效率。
机译： 用于夹紧工件或工具的夹紧装置具有带直边的基板，该基板带有直角边缘张力室和用于固定插入的刀具或工件末端的张力螺钉
机译： 工件成形装置，具有搅拌装置，该搅拌装置用于在搅拌装置移动到包含压力传递介质的腔室中的过程中部分地散装散装物料，该压力传递介质将变形力转换为工件
机译： 用于对工件进行热处理的平台式烤箱包括一个腔室，该腔室设有环形带，该环形带由多个板状支撑元件组成，在工件侧表面上具有凸起状的突起
