[发明专利]一种束流竖直方向密度分布的测量装置及方法

说明书

本发明公开了一种竖直方向束流密度的测量装置和方法，涉及离子注入机，属于半导体制造领域。该装置包括：法拉第杯(1)，束流挡板(3)，传动装置(10)，控制器(12)。该方法包括：设定测量精度，精度将决定束流挡板每运动多少距离(6)法拉第杯采集一次值；根据束流挡板底部边缘(4)的位置值记录法拉第杯的采集值，得到采集值数组；当束流挡板顶部边缘(2)位置低于法拉第杯缝口底部边缘(7)时，一次测量结束；将采集值数组元素依次代入说明书中的“束流密度迭代公式”得到束流平均密度数组。

技术领域

本发明涉及离子注入机中束流密度的测量装置和方法，涉及离子注入机，属于半导体装备制造领域。

背景技术

随着集成电路制造技术的飞速发展，对半导体工艺设备提出了越来越高的要求，为满足新技术的需要，作为半导体离子掺杂工艺线的关键设备之一的离子注入机在束流指标、束能量纯度、注入深度控制、注入均匀性与生产率等方面需要不断地改进提高。注入的均匀性、束流平行度、注入角度、注入离子精度是离子注入机在注入过程中关键性能参数。这些参数需要通过束流测量来监测。

离子注入机应用了多种束流测量技术。例如，一维移动法拉第杯，用来测量束流的剖面和束流均匀性；移动法拉第阵列，该装置由多个法拉第杯构成，固定在底上可以一起移动，用于测量束流的二维剖面和均匀性。

上述测量技术都有一定的缺点。如一维移动法拉第，只能测量水平方向的束流剖面，无法测量竖直方向束流剖面。而移动法拉第阵列虽然可以测量竖直方向的束流剖面，但是法拉第杯数量太多，机械和信号读出的复杂度都大幅度提高。

因此，在离子注入机中应用新的束流密度测量技术是有一定的需求的。本发明提出了一种束流竖直方向密度分布的测量技术。

发明内容

本发明涉及一种用于离子注入系统中束流密度测量的系统和方法。控制器控制束流挡板在束流剖面的竖直方向运动，并采集一组测量值，测量值在处理器中将进行迭代算法处理，得到束流在竖直剖面上的束流密度曲线。不同与常规的束流剖面测量技术，本方案测量精度可调，结构更加简单，应用灵活。如应用在普通的一维移动法拉第上将形成二维束流剖面的能力。

本发明的一个方面提供一种用于离子注入系统中束流密度测量的系统。系统由控制器进行协调，控制器有四个作用，其一是控制束流挡板的运动，其二是处理采集的数据，其三是控制束流产生装置，其四是与上位机交互。

本发明的另一个方面提供一种用于离子注入系统中束流密度测量的方法。束流挡板在束流竖直方向运动，控制器根据挡板位置周期性的采集束流值。方法的核心是迭代算法，其一是确定起始点和结束点，其二是起始点之前的值取0，其三是束流密度迭代公式。采集束流值经过迭代算法的处理将得到束流密度分布。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步介绍，但不作为对本发明专利的限定。

图1a是本发明束流挡板和法拉第杯结构示意图。

图1b本发明束流密度测量系统示意图

图2a测量精度是W时采集点相对于束流挡板的位置

图2b测量精度是W时得到的剖面束流密度示意图(高斯分布束流)

图3a测量精度是W/2时采集点相对于束流挡板的位置

图3b测量精度是W/2时得到的剖面束流密度示意图(高斯分布束流)

图4a测量精度是W/4时采集点相对于束流挡板的位置

图4b测量精度是W/4时得到的剖面束流密度示意图(高斯分布束流)

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的介绍，但不作为对本发明的限定。