CN101414545B - 一种平行束角度测量法拉第装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种离子注入机的平行束角度测量法拉第装置，涉及离子注入机，属于半导体制造领域。该结构包括：本发明采用一个法拉第收集框，一个电子抑制板，一个收集框底板，七个固定角度法拉第杯和一个移动法拉第杯组成，一个移动法拉第杯，所述的法拉第收集框收集入射离子束流，所述的抑制电子板抑制离子束轰击法拉第杯金属体产生的电子溢出，所述的角度收集底板用于真空连接密封法拉第收集框和法拉第杯，七个固定角度法拉第杯测得离子束电流大小，结合靶室区布置的移动法拉第来确定注入离子束的中心位置，当平行束是与晶平面垂直入射的束线时，此时移动法拉第的挡束中心位置与固定法拉第测束中心一致，移动法拉第电流达到峰值时的位置，固定的角度法拉第杯电流也同时达到峰值位置。当平行束中心线与晶平面法线有一个角度β入射，移动法拉第电流达到峰值位置与固定的角度法拉第杯电流达到峰值位值有一个偏差值Δx，而移动法拉第杯与固定法拉第杯体间的水平距离L是恒定值，由此偏差可以计算出角度
。本发明原理简单，装卸便捷，测得的角度准确性高。
Description
技术领域
本发明是一种离子注入机的平行束的角度测量法拉第装置，涉及离子注入机，属于半导体制造领域。
技术背景
在200mm或更大尺寸的晶片的离子注入工艺中，待注入的平行离子束束流方向水平面内相对于靶上处于垂直注入位置的晶片法线方向的角度会影响实际注入的有效束宽度和束流中心相对于晶片中心的偏移量，进而影响注入剂量的均匀性和准确性。为了实时的监测到注入时平行束流的角度变化，用角度测量法拉第装置来检测平行束流稳定性。测得的角度值返馈到平行束控制系统后，调节引起角度变化的的平行束透镜的电磁参数，重新得到了较好的平行离子束，提高了离子注入剂量均匀性与准确性，提高了注入的工艺性能。
发明内容
本发明采用一个法拉第束流收集框上排列装七个角度法拉第杯，离子束流从进入到收集框中，再从电子抑制板中的倒棱锥状缝隙中进入法拉第杯体内，法拉第杯体由导线与地连接，束流进入角度法拉第杯体后形成电流。通过测量移动法拉第和固定角度法拉第电流值峰值位置变化来检测入射的平行束流的角度变化值。当平行束是与处于垂直注入位置的晶平面垂直入射的束线时，此时移动法拉第的挡束中心位置与固定法拉第测束中心一致，移动法拉第测得电流达到峰值时，固定的角度法拉第杯电流也同时达到峰值位置。当平行束中心线与晶平面法线有一个角度β入射，检测的移动法拉第电流达到峰值与固定的角度法拉第杯电流达到峰值位值有一个偏差值Δx，而移动法拉第杯与固定法拉第杯体间的水平距离L是恒定值，由此偏差可以计算出角度
该机构由以下零件构成：一法拉第收集框1，一电子抑制板2，一收集框底板3，七个角度法拉第杯4，法拉第杯4由法拉第杯体5，磁铁安装板6，一磁铁固定夹7，一导磁板8，三块抑制磁极9，一绝缘垫10，如附图一和图二所示：
所述的法拉第收集框1是平行束流进入法拉第杯体的过渡区，一端与注入机的靶室高真空腔体连接，另一端由收集框底板3盖封。
所述的电子抑制板2与收集框底板3通过螺钉连接，在法拉第收集框1侧，其上留有束流进入法拉第杯的导棱锥状狭缝，共七条，狭缝束流入口大，靠近法拉第杯端很窄，束流撞击法拉第杯产生的二次电子溢出是与束流反向，这样极大减少了溢出电子数，使测得的电流值更真实。
所述的收集框底板3用来固定连接七个法拉第杯4和法拉第收集框1，电子抑制板2也通过螺钉固定连接在其上，板上有七个过束流狭缝。
所述的角度法拉第杯4是将束流转化为可外测电流装置。
所述的法拉第杯体5是将束流转化为外测电流输出。
所述的磁铁安装板6凹槽内安放抑制磁极9，上有三螺钉孔用于与磁铁固定夹7固定连接。
所述的磁铁固定夹7用螺钉连接到磁铁安装板6上，其中间亦留有凹槽，与磁铁安装板6凹槽配合将三块抑制磁极嵌装在内。
所述的导磁板8用于传导抑制电子的均匀磁场，使整个杯体磁场分布均匀。
所述的三块抑制磁极9提供了抑制电子溢出法拉第杯体所需的均匀磁场。
所述的绝缘垫10用于法拉第杯体5与收集框底板3间的绝缘，防止测束电流值漏至法拉第收集框1上引起靶室腔体带电产生危险。
附图说明
图1为平行束角度测量法拉第装置示意图。
图2为角度法拉第杯阵列结构图。
图3为角度法拉第结构图。在图2中，一法拉第收集框1，一电子抑制板2，一收集框底板3，七个角度法拉第杯4，图3中法拉第杯体5，磁铁安装板6，一磁铁固定夹7，一导磁板8，三块抑制磁极9，一绝缘垫10。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明作进一步介绍，但不作为对发明的限定。
法拉第收集框1与靶室腔体间用螺钉连接，中间蜜封面用标准O型圈，电子抑制板2上狭缝采用的导棱锥状，方便束流进入杯体，同时又能很好的抑制束流激发杯体产生的二次电子溢出，保证测量束流值的准确性的。
本发明的特定实施例已对本实用新型的内容做了详尽说明。对本领域一般技术人员而言，在不背离本发明精神的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都构成对本发明专利的侵犯，将承担相应的法律责任。
Claims (4)
1.一种平行束入射角度测量法拉第装置：由一个法拉第收集框，一个电子抑制板，一个收集框底板，七个角度法拉第杯和一个移动法拉第杯组成，其特征在于收集框底板固定连接七个角度法拉第杯和法拉第收集框，电子抑制板固定连接于收集框底板，移动法拉第杯与角度法拉第杯之间的水平间距恒定，其中法拉第收集框能收集整个平行束流。
2.如权利要求1所述的平行束入射角度测量法拉第装置，其特征在于：所述的电子抑制板上开有七条倒棱锥状的狭缝，狭缝束流入口端大，能抑制平行束流撞击角度法拉第杯杯体产生的二次电子溢出。
3.如权利要求1所述的平行束入射角度测量法拉第装置，其特征在于：分散排列布置的七个角度法拉第杯，能检测到平行束流与水平方向的两边的夹角。
4.如权利要求1所述的平行束入射角度测量法拉第装置，其中所述的一个移动法拉第杯是采用了光电增量式编码盘控制的。
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