[发明专利]一种高能离子注入机束流的调节装置和调节方法

说明书

本发明提供一种高能离子注入机束流的调节装置和方法，该装置包括离子源单元、吸极、磁分析器、第一和第二法拉第单元、反馈调节单元、加速单元、聚焦单元、扫描单元、偏转单元、透镜组以及靶室；离子被离子源单元旁边的吸极吸出，第一法拉第单元用于测定离子束流大小参数，第二法拉第单元设置于加速单元之前，测定离子束流的形状和位置参数；反馈调节单元接收并根据第一法拉第单元测定的离子束流大小，以及第二法拉第单元测定的离子束流的形状和位置，通过调整离子源单元的内部参数、吸极的位置参数和/或磁分析器参数，控制进入加速单元前的离子束流的大小、形状和位置参数达到加速单元最佳菜单中的离子束流的大小、形状和位置参数的要求。

技术领域

本发明属于集成电路制造领域，涉及离子注入技术，尤其涉及一种高能离子注入机束流的调节装置和调节方法。

背景技术

随着集成电路制造工艺节点的缩小，离子注入技术由于在掺杂浓度、掺杂尺寸和掺杂角度的可控性方面展示出巨大优势，已经逐渐取代扩散工艺，成为集成电路制造过程中必不可少的技术。离子注入技术将气体分子离化为离子，然后通过加速单元将离子加速到目标能量，最后注入到硅片表面。在离子注入过程中，可以通过控制离子能量大小来控制注入深度，并通过控制束流大小以控制注入时间和注入剂量。

离子注入机主要分为高电流离子注入机，中电流离子注入机和高能离子注入机。随着技术的发展，高能离子注入机在集成电路中应用越来越广泛。请参阅图1，图1所示为现有技术中离子注入设备主要结构的示意图。如图所示，离子注入设备主要结构包括离子源单元101、吸极102、磁分析器104(或称筛选磁铁)、第一法拉第单元105(或称第一法拉第杯)、加速单元110(或称加速器)、聚焦单元111、扫描单元115(或称扫描电极)、偏转单元113,114、称透镜组117以及靶室118(或称注入腔室)等。气体在进入离子源单元101后，被离子源单元101内部具有一定能量的电子撞击。气体分子周围的电子被撞击出从而分子离化成为离子状态。离子被离子源单元101旁边的吸极102吸出，成为离子束流103。在经过磁分析器104时，特定荷质比的离子被筛选，从而实现纯化束流的目的。纯净的束流在经过加速单元110时被加速，通过调整加速单元110的特定参数，从而实现将束流加速到特定能量的目的。

由于束流为带正电的离子，同性电荷相互排斥，束流倾向于发散，因此在束流行进过程中需要添加聚焦单元111，以实现对束线形状调整的目的。形状调整后的束流通过束流调节部分116，具体包括偏转单元113,114、扫描单元115和透镜组117，将束线调整为特定的宽度和角度；最后，在靶室118的位置将离子注入到硅片表面。

然而，现有的高能离子注入机在菜单建立过程中无法实现全自动调节，只能实现半自动调节。并且，高能离子注入机菜单建立过程相比高电流离子注入机和中电流离子注入机复杂很多，由于高能离子注入机的菜单建立需要耗费很长时间，严重降低了生产效率。

高能离子注入机之所以无法实现束流的全自动调节，是因为加速器之前的子菜单无法实现和加速器及之后的子菜单匹配。加速器之前的子菜单需要手动调，然后对加速器及之后的子菜单自动调节从而匹配加速器之前的子菜单实现完整菜单的建立。两个子菜单由于参数众多，难以通过一两次调节实现两者的匹配。由于两个子菜单的调节过程漫长，因此导致菜单建立用时很长，高能离子注入机的生产效率降低。

因此，目前业界急需一种可以实现高能离子注入机全自动调节束流的方法，对提高集成电路制造过程中离子注入机的生产效率有重要的价值和意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高能离子注入机束流的调节装置和方法，从而提高高能离子注入机调束效率和生产效率。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种高能离子注入机束流的调节装置，包括离子源单元、吸极、磁分析器、第一法拉第单元、加速单元、聚焦单元、偏转单元、扫描单元、透镜组以及靶室；离子被所述离子源单元旁边的所述吸极吸出，成为离子束流，所述第一法拉第单元用于测定所述离子束流大小参数；其还包括：