CN103972011B - 离子注入设备及离子注入方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种等离子注入设备和等离子体注入方法,包括:在离子注入前,将载片台上的晶圆固定设置;开启离子发生腔和第一偏转单元;离子发生腔发出离子束穿过第一偏转单元后冲击到法拉第杯上,法拉第杯检测离子束的属性;如果离子束的属性符合要求,第二偏转单元开启;离子束在第二偏转单元中发生偏转,离开第二偏转单元冲击到晶圆上;通过控制第二偏转单元的施加于离子束上的力的大小,来控制离子束的偏转角度,从而使离子束在晶圆上作上下移动扫描;在离子注入的整个过程中,载片台不发生任何动作。本发明减少了载片台的维护成本,减小了对工艺腔的真空度的影响,避免了晶圆上颗粒的产生,并提高了响应速度,从而提高了工艺质量。

Description

离子注入设备及离子注入方法
技术领域
本发明涉及半导体技术领域,特别涉及一种离子注入设备,以及采用此离子注入设备进行离子注入的方法。
背景技术
离子注入是半导体制造领域不可缺少的工艺。请参阅图1,图1为现有的离子注入工艺中离子束运动方向和载片台运动方向的示意图;其中,i00表示载片台底部的机械组结构,i1表示离子发生腔,i2表示晶圆,i3表示载片台,i4表示离子束,法拉第杯(图中未示出),虚线箭头表示载片台i3带动晶圆i2上下移动。现有的离子注入方法,是利用不改变离子束的运动方向、而使载片台上下移动,来实现离子束对整片晶圆的上下移动扫描。在等离子体注入过程中,载片台的上下频繁移动,会产生如下问题:
一、由于离子注入工艺对真空度、洁净度等要求较高,载片台底部的机械组结构通常设置有密封件、损耗件、其它辅助保持真空的部件等连接反应腔内、外的机械部件,比如,波纹管、轴承、密封圈,密封圈用于保持反应腔室内的真空度,并且还需要在载片台上下移动时避免真空泄漏的辅助部件等;在离子注入中,由于载片台频繁地上下移动,这些机械部件很容易损坏,这就要求对该机械组结构经常进行维护和更新,而离子注入设备属于高精密仪器,这些机械部件属于高精密机械部件,高精密机械部件的生产成本高,对其维护的成本较大;并且,由于机械部件较多,该机械组结构占地面积大;
二、由于载片台频繁的机械移动,载片台底部的机械组结构则随之频繁运动,很容易发生机械故障;
三、载片台的上下移动,影响到工艺腔内的高真空度,工艺腔内的真空泄漏现象经常发生,从而降低离子注入工艺的质量和产量;
四、扫描速度慢,很难实现较高的均一性;
五、离子注入到晶圆后,容易在晶圆上产生颗粒。
此外,由于离子注入技术的限制,离子束的束流会发生不稳定、放电、不匀均等问题,由于现有的离子注入设备中,离子发生腔所发出的离子束正对准晶圆,在离子注入过程中,需要使载片台向下移动远离离子束,对离子束进行调整后再将载片台向上移动进行扫描,载片台的下降是靠机械结构的运动,这是需要消耗一定的时间的,在这段时间内,不合格的离子束还会有一部分注入到晶圆上,这将导致晶圆的损伤和影响离子注入质量。
因此,在离子注入过程中,如果载片台不发生机械移动,而是利用改变离子束的运动方向的方法来进行离子注入,则上述载片台底部的机械组结构就可以大大简化,将会有效避免上述问题一至五的发生;并且,如果在检测到离子束不合格后,离子束可以在很短的时间内停止注射到晶圆中,再检测到离子束合格后,再将离子束注入到晶圆中,则会避免上述载片台向下移动原理离子束时,一部分不合格的离子束还会注入到晶圆上的问题。
发明内容
为了克服上述问题,本发明旨在提供一种离子注入设备和离子注入方法,在离子注入过程中,载片台无需上下移动,可以利用离子束的运动方向的改变来实现对晶圆的上下移动扫描,从而可以使载片台底部的机械组结构大大简化;同时,还能够进一步地避免不合格的离子束注入到晶圆上。
为了实现上述目的,本发明的提供了一种离子注入设备,包括离子发生腔、可移动载片台和法拉第杯,其特点为包括:
第一偏转单元,设置于所述离子发生腔和所述法拉第杯之间,用于使所述离子发生腔的发出的离子束沿着一定的方向运动;
第二偏转单元,设置于所述第一偏转单元和所述载片台之间,用于使从所述第一偏转单元出来的离子束发生偏转,从而对准所述载片台上的晶圆进行上下移动扫描;
所述法拉第杯,位于穿过所述第一偏转单元的离子束的运动方向上,用于接受穿过所述第一偏转单元后的离子束的冲击。
优选地,所述第二偏转单元包括第二偏转单元电场源和第二偏转单元控制装置,所述控制装置用于控制所述第二偏转单元发出的电场强度的大小。
进一步地,所述电场源为匀强平行电场,其电场线方向与所述离子束的运动方向形成一定的夹角。
进一步地,所述平行电场的电场线方向与所述离子束的运动方向呈直角。
优选地,所述载片台的底部由可伸缩部件和密封部件组成,所述可伸缩部件用于使所述载片台上下移动,所述密封部件,用于封闭所述离子反应腔室内部。
优选地,所述第一偏转单元用于使所述离子束的运动方向偏离所述晶圆位置。
进一步地,所述第一偏转单元包括电场源和/或磁场源、以及控制装置,所述控制装置通过控制所述电场源和/或所述磁场源的场强,来控制所述第一偏转单元所施加于所述离子束上的力的大小。
为实现上述目的,本发明还提供了一种离子注入方法,其采用上述的离子注入设备,离子注入方法包括:
步骤S01:在离子注入前,将所述载片台上的晶圆固定设置;
步骤S02:开启所述离子发生腔和所述第一偏转单元;
步骤S03:所述离子发生腔发出离子束穿过所述第一偏转单元后冲击到所述法拉第杯上,所述法拉第杯检测所述离子束的属性;
步骤S04:如果所述离子束的属性不符合要求,所述离子发生腔对所述离子束进行调整;
如果所述离子束的属性符合要求,所述第二偏转单元开启;
步骤S05:所述离子束在所述第二偏转单元中发生偏转,离开所述第二偏转单元冲击到所述晶圆上;其中,
通过控制所述第二偏转单元的施加于所述离子束上的力的大小,来控制所述离子束的偏转角度,从而使所述离子束在所述晶圆上作上下移动扫描;
在所述离子注入的整个过程中,所述载片台不发生任何动作。
优选地,所述第一偏转单元使穿过其中的所述离子束的运动方向偏离所述晶圆位置。
优选地,在所述载片台的底部由可伸缩部件和封闭部件组成,所述步骤S01中,通过所述可伸缩部件进行上下移动来设置所述载片台低于从所述第一偏转单元出来离子束的高度。
优选地,所述第二偏转单元包含第二偏转单元电场源和第二偏转单元控制装置,所述第二偏转单元控制装置通过控制所述第二偏转单元电场源发出的电场强度来控制施加于所述离子束上的力,从而控制所述离子束的偏转角度。
进一步地,所述第二偏转单元电场源为匀强平行电场。
进一步地,所述离子束的运动方向与所述匀强平行电场的电场线相互垂直,所述离子束在所述匀强平行电场中作类抛物线运动。
进一步地,所述第二偏转单元控制所述离子束在所述晶圆上做上下移动扫描的方法包括:
步骤A01:在所述离子注入前进行预计算,计算出离子束在所述第二偏转单元中偏转的角度上下极限范围;
步骤A02:然后,利用所述角度上极限范围,计算出所述第二偏转单元需施加于所述离子束上的场强的可调整范围;
步骤A03:当离子束穿过所述第二偏转单元时,所述第二偏转单元控制装置控制施加于所述离子束上的场强在所述可调整范围内变化;
步骤A04:随着施加于所述离子束上的场强的变化,所述离子束在所述第二偏转单元中的偏转角度也随之变化,从而实现离子束在所述晶圆上的上下移动扫描。
本发明的离子注入设备和离子注入方法,通过设置第一偏转单元和第二偏转单元,第二偏转单元通过改变施加于离子束上的力来不断改变离子束的偏转方向,从而使注射到晶圆上的离子束能够在晶圆的上边缘与下边缘之间往复移动,也即是在晶圆上作上下移动,以实现对整个晶圆的扫描。而在此过程中,由于载片台处于固定不动的状态,从而避免了现有的在等离子体注入工艺过程中载片台上下机械移动带来的一系列问题,减少了载片台的维护和成本,避免对工艺腔的真空度造成影响,减少了晶圆上颗粒的产生,提高了工艺质量。
进一步地,可以将晶圆设置到低于离子束的位置,这样,在检测到离子束不合格时,可以通过关闭第二偏转单元,使离子束不能够发生偏转而冲击到晶圆上,从而避免不合格的离子束注射到晶圆上。
另外,还可以利用第一偏转单元来控制从离子发生腔发射出来的离子束的运动方向,使其偏离晶圆所在位置;如果检测到离子束不合格,就不开启第二偏转单元,这样,离子束就无法注射到晶圆上;如果检测到离子束合格,就开启第二偏转单元,离子束在第二偏转单元中发生偏转,离开第二偏转单元后,冲击到晶圆上。这样就克服了现有工艺中出现不合格离子束的时候,还会有一部分不合格的离子束注射到晶圆上的问题。从而提高了响应速度,进一步提高了工艺质量。
附图说明
图1为现有的离子注入工艺中离子束运动方向和载片台运动方向的示意图
图2为本发明的实施例一的离子注入设备的结构示意图
图3为本发明的实施例二的离子注入方法的流程示意图
图4为本发明的实施例二的离子注入过程中离子束运动方向和载片台运动方向的示意图
具体实施方式
为使本发明的内容更加清楚易懂,以下结合说明书附图,对本发明的内容作进一步说明。当然本发明并不局限于该具体实施例,本领域内的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本发明的保护范围内。
如前所述,现有的离子注入工艺中,离子束的运动方向固定不变,采用载片台的上下机械运动来对准离子束,实现离子束对晶圆的上下移动扫描。这样会导致离子注入过程中,工艺腔发生漏气,真空度下降,在晶圆上产生颗粒;并且容易导致载片台的机械故障,增加维护成本。由此,本发明改进现有工艺,在离子注入工艺中,使载片台固定不动,采用改变离子束的运动方向的方法,来实现对晶圆的上下移动扫描,并配合此方法,形成了本发明的离子注入设备。
并且,为避免现有方法中,出现不合格离子束时,仍会有一部分不合格的离子注射到晶圆上的问题,本发明改变了离子束的运动方向,如果离子束不合格,就无法注射到晶圆上,从而提高了离子注入工艺的质量;或者,在等离子体注入开始前,设置晶圆的高度低于第一偏转单元中出来的离子束的高度。
实施例一
以下结合附图2,通过本实施例来对本发明的离子注入设备进行详细描述,图2为本发明的实施例一的离子注入设备的结构示意图。
请参阅图2,本发明的离子注入设备,包括:离子发生腔、第一偏转单元、第二偏转单元、可移动载片台和法拉第杯。
离子发生腔,用于产生离子束,在离子发生腔内,可以具有离子源、束流电极等结构,现有的离子发生腔均可以应用于本发明,本发明对此不作限制;可以根据实际工艺要求,来设定离子发生腔的具体工艺参数,从而得到所需要的离子束。
第一偏转单元,设置于离子发生腔和法拉第杯之间,用于使离子发生腔的发出的离子束沿着一定的方向运动;
在本发明中,第一偏转单元位于离子发生腔的出口处,用于接受来自离子发生腔的离子束,使离子束沿着某一预设方向运动;本实施例中,第一偏转单元用于使离子束的运动方向偏离晶圆位置,这样,在第二偏转单元未开启时,法拉第检测到的离子束如果不合格,不合格的离子束就不会注射到晶圆上。
第一偏转单元可以利用电场和/或磁场来改变离子束的运动方向,也即是可以仅利用电场,或仅利用磁场,或利用电场和磁场的结合。本实施例中,第一偏转单元包括电场源。
第一偏转单元还具有控制装置,控制装置通过控制电场源和/或磁场源的场强,来控制所施加于离子束上的力的大小。本实施例中,控制装置通过调整电场的场强,来控制离子束的偏转方向,从而使离子束偏离晶圆位置。
法拉第杯,可以具有一个或若干个,其中一个位于穿过第一偏转单元的离子束的运动方向上,用于接受穿过第一偏转单元后的离子束的冲击,可以检测所接收的离子束的属性,比如束流强度、均一性等。本发明中,可以具有一个法拉第杯,其具体位置可以位于第一偏转单元与第二偏转单元之间,也可以位于晶圆的周围,比如,位于晶圆后方偏上的位置。本实施例中,法拉第杯位于晶圆的后方偏上位置。在本发明的其它实施例中,还具有若干其它法拉第杯,比如可以设置于晶圆前部上方或下方或其它位置,用于检测注射到晶圆上的离子束的属性,比如束流强度、均一性等。
第二偏转单元,设置于第一偏转单元和载片台之间,用于使从第一偏转单元出来的离子束发生偏转,从而对准载片台上的晶圆进行上下移动扫描;
在本发明中,第二偏转单元可以通过调整对离子束施加的力的大小来改变离子束的偏转方向,从而改变离子束注射在晶圆上的位置,以实现对晶圆的上下移动扫描。第二偏转单元对离子束施加力的方式可以采用电场源来实现,因此,第二偏转单元可以具有第二偏转单元电场源和第二偏转单元控制装置,控制装置用于控制第二偏转单元发出的电场强度的大小,在本实施例中,第二偏转单元的电场源为匀强平行电场,其电场线方向与离子束的运动方向形成一定的夹角;比如,电场线与离子束的运动方向呈90度夹角、60度夹角等。较佳地,在本实施例中,平行电场的电场线方向与离子束的运动方向呈直角,也即是离子束垂直进入到平行电场中。
可移动载片台,用于承载晶圆,其可以采用现有的载片台,可以做任意机械运动,比如可以上下移动,或旋转,这样,在离子注入前,为了更好的接收到离子束,可以调整晶圆的位置和方向,将晶圆设置于面对第二偏转单元发出离子束的方向,与水平方向呈一定夹角设置,也即是倾斜面对第二偏转单元设置。
在本发明的一个较佳实施例中,可移动载片台上的晶圆低于从第一偏转单元出来的离子束的高度,这样,当关闭第二偏转单元时,从第一偏转单元出来的离子束不会注射到晶圆上;在本发明的另一个较佳实施例中,可移动载片台上的晶圆与第一偏转单元出来的离子束的高度相同,且第一偏转单元使穿过其的离子束的运动方向偏离晶圆的位置,这样,当关闭第二片偏转单元时,从第一偏转单元出来的离子束也不会注射到晶圆上。
本发明中,正是由于可以采用第一偏转单元和第二偏转单元来改变离子束的方向对准晶圆,在等离子体注入过程中,载片台无需上下移动,因此,针对现有的载片台底部的机械组结构,本发明可以不需要像现有的机械组结构那样复杂,可以将机械组结构进行简化,例如,不再需要在载片台上下移动过程中保持反应腔室内的真空度的辅助部件;载片台的底部可以由可伸缩部件和密封部件组成,可伸缩部件用于使载片台上下移动,密封部件用于封闭离子反应腔室内部。这样简化后的载片台底部不会占据过大的使用空间,降低了维护成本,提高了真空度和工艺质量。
实施例二
以下将结合附图3和4,对本发明的离子注入方法作详细说明,其中,图3为本发明的实施例二的离子注入方法的流程示意图,图4为本发明的实施例二的离子注入过程中离子束运动方向和载片台运动方向的示意图。
需要说明的是,在离子注入的整个过程中,载片台不发生任何动作。请参阅图3和图4,本发明中的离子注入方法,包括:
步骤S01:在离子注入前,将载片台上的晶圆固定设置;
这里,在离子注入前,为了更好的接收到离子束,可以调整晶圆的位置和方向,将晶圆设置于面对第二偏转单元发出离子束的方向,与水平方向呈一定夹角设置,也即是倾斜面对第二偏转单元设置。在本发明的本实施例中,可移动载片台上的晶圆低于从第一偏转单元出来的离子束的高度,这样,当关闭第二偏转单元时,从第一偏转单元出来的离子束不会注射到晶圆上;在本发明的另一个较佳实施例中,可移动载片台上的晶圆与第一偏转单元出来的离子束的高度相同,且第一偏转单元使穿过其的离子束的运动方向偏离晶圆的位置,这样,当关闭第二片阻焊单元时,从第一偏转单元出来的离子束也不会注射到晶圆上。
本发明中,如前所述,载片台底部的机械组结构可以得到大大简化,例如不需要保持真空的辅助部件等,在载片台的底部由可伸缩部件和封闭部件组成,可以通过可伸缩部件进行上下移动来设置载片台低于从第一偏转单元出来离子束的高度。
步骤S02:开启离子发生腔和第一偏转单元;
具体的,在经原位置固定之后,开启离子发生腔,离子发生腔的内部结构和功能元件均可以采用现有的离子发生腔,通过调整离子发生腔的工艺参数,得到所需要的离子束,比如离子束的能量、速度、方向等,本领域的普通技术人员可以知晓这些操作过程,本发明对此不再赘述;
这里,离子束从离子发生腔发射出来,进入到第一偏转单元中,第一偏转单元可以控制其作用于离子束上的力的大小,来控制离子束的方向和速度,本实施例中,由于前述的载片台上的晶圆的高度低于从第一偏转单元出来的离子束的高度,即使离子束沿原有方向运动也不会注射到晶圆上,所以,第一偏转单元控制离子束的偏转角度可以为零,即保持离子束的原有运动方向;在本发明的另一个较佳实施例中,由于前述的载片台上的晶圆的高度与从第一偏转单元出来的离子束的高度相同,要控制离子束的运动方向,使其在第二偏转单元关闭的情况下,不能够注射到晶圆上,因此,第一偏转单元控制离子束发生偏转,使离子束的运动方向偏离晶圆所在位置。
步骤S03:离子发生腔发出离子束穿过第一偏转单元后冲击到法拉第杯上,法拉第杯检测离子束的属性;
具体的,由于法拉第杯的位置位于从第一偏转单元出来的离子束的运动方向上,在第二偏转单元未开启的条件下,离子束离开第一偏转单元直接冲击到法拉第杯上,法拉第杯检测离子束的属性,比如离子束的束流大小、均一性等。
步骤S04:如果离子束的属性不符合要求,离子发生腔对离子束进行调整;如果离子束的属性符合要求,第二偏转单元开启;
具体的,本发明中,离子发生腔对离子束进行调整的过程为现有的公开技术,比如,可以通过调整电压、电流等来使离子束的属性符合要求,比如使离子束的束流具有良好的均一性、以及对束流大小的控制等,本发明对此不再赘述;如果离子束的属性符合要求,第二偏转单元开启,以使离子束发生偏转而对准晶圆进行注入。
步骤S05:离子束在第二偏转单元中发生偏转,离开第二偏转单元冲击到晶圆上;其中,通过控制第二偏转单元的施加于离子束上的力的大小,来控制离子束的偏转角度,从而使离子束在晶圆上作上下移动扫描。
具体的,本发明中,第二偏转单元施加于离子束上的力的大小的控制可以通过施加电场或磁场的方式来进行,本实施例中,采用施加电场的方式,由此,本实施例的第二偏转单元可以具有第二偏转单元电场源,和第二偏转单元控制装置。控制装置通过控制电场源的场强,来控制离子束的偏转方向。本实施例中,该电场源可以为均匀平行电场,根据物理运动学知识可知,平行电场的电场方向和离子束的运动方向不同,其受力也不同。在本实施例中,采用离子束的运动方向与平行电场的电场方向之间为直角的方式,也即是离子束垂直穿过平行电场;这样,离子束在水平方向上不受力,在垂直方向上,受到电场的作用力,从而作类抛物线运动。
上述整个从离子发生腔到离子注入晶圆的过程,可参见图4,图4中,1表示离子束,2表示第一偏转单元,3表示第二偏转单元,4表示晶圆,5表示载片台,6表示法拉第杯,7表示离子束,虚线为不同偏转角度的离子束的运动轨迹。未开启第二偏转单元时,离子束直接冲击到法拉第杯上,而不会注射到晶圆上;开启第二偏转单元时,离子束发生偏转,注射到晶圆上,通过控制场强使离子束不断发生偏转,从而使离子束在晶圆上从上到下进行移动扫描。
在本实施例中,第二偏转单元控制离子束在晶圆上做上下移动扫描的方法的具体步骤包括:
步骤A01:在开始离子注入工艺之前,进行预计算,计算出离子束在第二偏转单元中的偏转角度的上下极限范围;
这里,由于本实施例中采用的是匀强平行电场,离子束垂直进入平行电场中,可以利用物理运动学公式,量测出已知条件参数,然后根据已知条件参数计算,比如通过量测晶圆的尺寸、晶圆的倾斜角度的倾斜角度,晶圆的上、下边缘分别与第二偏转单元之间的距离,平行电场的上下极之间的距离等计算出离子束在第二偏转单元中的偏转角度的上下极限范围。偏转角度的上下极限范围为离子束注射到晶圆上边缘到下边缘所需要的偏转角度之间的范围。
步骤A02:然后,利用角度上极限范围,计算出第二偏转单元需施加于离子束上的场强的可调整范围;
具体的,利用物理学公式,第二偏转单元的控制装置调整上述平行电场的场强即可控制离子束的偏转角度,反过来,离子束的偏转角度所对应的场强大小也可以计算出来,从而计算出可调整的场强范围。
步骤A03:当离子束穿过第二偏转单元时,第二偏转单元控制装置控制施加于离子束上的场强在可调整范围内变化;
具体的,这里,当离子注入工艺开始后,法拉第杯检测到来自第一偏转单元的离子束的属性符合要求后,第二偏转单元开启,第二偏转单元的控制装置控制场强在上述可调整范围内变化。
步骤A04:随着施加于离子束上的场强的变化,离子束在第二偏转单元中的偏转角度也随之变化,从而实现离子束在晶圆上的上下移动扫描。
具体的,这里,根据物理学知识可知,当场强变化时,离子束受力也发生变化,从而,离子束的偏转角度也发生变化,由于场强可调整范围是根据偏转角度的上下极限范围计算出的,所以,场强在可调整范围内变化的过程中,离子束的偏转角度也在上下极限范围内变化,从而使注射到晶圆上的离子束从整个晶圆的上边缘到下边缘作往复扫描,已完成整个晶圆的离子注入。
这里,离子束对整个晶圆从上到下都扫描后,就完成一次扫描,在实际过程中,可以经过多次扫描,来弯沉更对晶圆的离子注入。
综上所述,本发明的离子束注入设备,通过设置第一偏转单元和第二偏转单元,第二偏转单元通过改变施加于离子束上的力来不断改变离子束的偏转方向,从而使注射到晶圆上的离子束能够在晶圆的上边缘与下边缘之间往复移动,也即是在晶圆上作上下移动,以实现对整个晶圆的扫描。而在此过程中,由于载片台处于固定不动的状态,从而避免了现有工艺中载片台上下机械移动带来的一系列问题,减少了载片台的维护和成本,避免对工艺腔的真空度造成影响,减少了晶圆上颗粒的产生,提高了工艺质量。进一步地,可以将晶圆设置到低于离子束的位置,或利用第一偏转单元来控制从离子发生腔发射出来的离子束的运动方向,使其偏离晶圆所在位置;如果检测到离子束不合格,就不开启第二偏转单元,这样,离子束就无法注射到晶圆上;如果检测到离子束合格,就开启第二偏转单元,离子束在第二偏转单元中发生偏转,离开第二偏转单元后,冲击到晶圆上,由此就克服了现有工艺中出现不合格离子束的时候,还会有一部分不合格的离子束注射到晶圆上的问题,从而增加了响应速度,进一步提高了工艺质量。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上,然所述实施例仅为了便于说明而举例而已,并非用以限定本发明,本领域的技术人员在不脱离本发明精神和范围的前提下可作若干的更动与润饰,本发明所主张的保护范围应以权利要求书所述为准。

Claims (13)

1.一种离子注入设备,具有离子反应腔室,所述离子反应腔室包括离子发生腔、可移动载片台和法拉第杯,其特征在于,包括:
第一偏转单元,设置于所述离子发生腔和所述法拉第杯之间,在第二偏转单元处于关闭时,第一偏转单元使所述离子发生腔的发出的离子束沿着一定的方向运动而直接冲击到所述法拉第杯上,且使所述离子束的运动方向偏离所述载片台上的晶圆位置而不会注射到所述晶圆上;
第二偏转单元,设置于所述第一偏转单元和所述载片台之间,用于使从所述第一偏转单元出来的离子束发生偏转,从而对准所述载片台上的晶圆进行上下移动扫描;
所述法拉第杯,位于穿过所述第一偏转单元的离子束的运动方向上,用于接受在所述第二偏转单元关闭时穿过所述第一偏转单元的离子束的冲击,并且检测所述离子束的属性是否符合要求,若为是,则所述第二偏转单元开启;若为否,则所述第二偏转单元仍然关闭,离子发生腔对离子束进行调整。
2.根据权利要求1所述的离子注入设备,其特征在于,所述第二偏转单元包括第二偏转单元电场源和第二偏转单元控制装置,所述控制装置用于控制所述第二偏转单元发出的电场强度的大小。
3.根据权利要求2所述的离子注入设备,其特征在于,所述电场源为匀强平行电场,其电场线方向与所述离子束的运动方向形成一定的夹角。
4.根据权利要求3所述的离子注入设备,其特征在于,所述平行电场的电场线方向与所述离子束的运动方向呈直角。
5.根据权利要求1所述的离子注入设备,其特征在于,所述载片台的底部由可伸缩部件和密封部件组成,所述可伸缩部件用于使所述载片台上下移动,所述密封部件,用于封闭所述离子反应腔室内部。
6.根据权利要求1所述的离子注入设备,其特征在于,所述第一偏转单元包括电场源和/或磁场源、以及控制装置,所述控制装置通过控制所述电场源和/或所述磁场源的场强,来控制所述第一偏转单元所施加于所述离子束上的力的大小。
7.一种离子注入方法,其特征在于,采用权利要求1所述的离子注入设备,所述离子注入方法包括:
步骤S01:在离子注入前,将所述载片台上的晶圆固定设置;
步骤S02:开启所述离子发生腔和所述第一偏转单元;
步骤S03:所述离子发生腔发出离子束穿过所述第一偏转单元后冲击到所述法拉第杯上,所述法拉第杯检测所述离子束的属性;
步骤S04:如果所述离子束的属性不符合要求,所述离子发生腔对所述离子束进行调整;
如果所述离子束的属性符合要求,所述第二偏转单元开启;
步骤S05:所述离子束在所述第二偏转单元中发生偏转,离开所述第二偏转单元冲击到所述晶圆上;其中,
通过控制所述第二偏转单元的施加于所述离子束上的力的大小,来控制所述离子束的偏转角度,从而使所述离子束在所述晶圆上作上下移动扫描;
在所述离子注入的整个过程中,所述载片台不发生任何动作。
8.根据权利要求7所述的离子注入方法,其特征在于,所述第一偏转单元使穿过其中的所述离子束的运动方向偏离所述晶圆位置。
9.根据权利要求7所述的离子注入方法,其特征在于,在所述载片台的底部由可伸缩部件和封闭部件组成,所述步骤S01中,通过所述可伸缩部件进行上下移动来设置所述载片台低于从所述第一偏转单元出来离子束的高度。
10.根据权利要求7、8或9所述的离子注入方法,其特征在于,所述第二偏转单元包含第二偏转单元电场源和第二偏转单元控制装置,所述第二偏转单元控制装置通过控制所述第二偏转单元电场源发出的电场强度来控制施加于所述离子束上的力,从而控制所述离子束的偏转角度。
11.根据权利要求10所述的离子注入方法,其特征在于,所述第二偏转单元电场源为匀强平行电场。
12.根据权利要求11所述的离子注入方法,其特征在于,所述离子束的运动方向与所述匀强平行电场的电场线相互垂直,所述离子束在所述匀强平行电场中作类抛物线运动。
13.根据权利要求12所述的离子注入方法,其特征在于,所述第二偏转单元控制所述离子束在所述晶圆上做上下移动扫描的方法包括:
步骤A01:在所述离子注入前进行预计算,计算出离子束在所述第二偏转单元中偏转的角度上下极限范围;
步骤A02:然后,利用所述角度的上极限范围,计算出所述第二偏转单元需施加于所述离子束上的场强的可调整范围;
步骤A03:当离子束穿过所述第二偏转单元时,所述第二偏转单元控制装置控制施加于所述离子束上的场强在所述可调整范围内变化;
步骤A04:随着施加于所述离子束上的场强的变化,所述离子束在所述第二偏转单元中的偏转角度也随之变化,从而实现离子束在所述晶圆上的上下移动扫描。
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