CN105206492A - 一种改善带状离子束均匀性的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种改善带状离子束均匀性的装置，包括：单体双发射电子枪，其设置于一带状离子束的上侧；单电子枪，其设置于所述单体双发射电子枪的相向位置并位于带状离子束下侧；其中，带状离子束由一离子注入机的离子源产生，通过带状离子束上侧的单体双发射电子枪与下侧的单电子枪共同发射电子束，使电子束中的电子均匀附在带状离子束周围。该装置通过在带状离子束上下两侧分别设有单体双发射电子枪和单电子枪，使电子更加均与的附在带状离子束表面周围，从而在后续的工艺中通过离子注入进一步的改善了产品的质量，提高了生产的效率。
Description
技术领域
本发明涉及到半导体集成电路制造领域，尤其涉及到一种改善带状离子束均匀性的装置。
背景技术
近年来，利用高能量的束流(电子束、离子束、激光束)进行金属材料表面改性的方法得到了迅速发展，利用电子束提供所需要的离子束流正成为当前引人注目的技术之一。在电子工业中，离子注入成为了微电子工艺中的一种重要的掺杂技术，也是改善金属等材料特性的一个重要手段。所谓离子注入法即离子源产生的离子束与电子发射枪提供的电子束在真空、低温、电场、磁场的条件下，其中的电子与离子发生激烈的碰撞，产生我们所需要注入的离子束流，并经过加速或者减速以及改变运动轨迹后直接进入半导体中，从而改变半导体的特性。
随着集成度的不断提高，注入次数不断增加，对离子注入机的综合要求也越来越高，当前离子注入机(如图1)所配置的电子枪是是单体双发射电子枪3＇，并安装在带状离子束1＇的上侧，单侧的电子束2＇注入使其与离子源产生的离子束接触的面积过小，使离子束均匀性过差，产生我们所需要的离子束流效率较低，不能满足大规模集成电路的设计要求。
中国专利(CN103489742U)公开了一种超宽带状离子束产生装置及离子注入机。为了解决现有的超宽离子束的均匀性较差的问题，所述超宽带状离子束产生装置包括离子质量分析磁铁、分析光栏和离子束聚焦磁铁；所述离子质量分析磁铁具有斑状离子束穿过的空间；所述分析光栏具有从所述离子质量分析磁铁出来的汇聚的带状离子束穿行的空间；所述离子束聚焦磁铁具有从所述分析光栏出来的带状离子束穿行的空间；所述离子质量分析磁铁产生第一磁场，所述离子束聚焦磁铁产生第二磁场，所述第二磁场与所述第一磁场方向垂直。本发明在现有斑状离子源的基础上产生超宽带状离子束，并且达到质量分析的目的，并保证整个带状离子束宽度上不变。
中国专利(CN102983048U)公开了一种束流调节装置及离子注入系统。该束流调节装置包括至少一对磁性杆，每对磁性杆中的两个磁性杆相互对置、且该两个磁性杆的相互对置的两端极性相反。本发明能够利用结构简单可靠且成本较低的束流调节装置实现对离子束的调节，尤其是对离子束的均匀性调节。
上述两项专利均公开了一种通过磁场调节带状离子束的均匀性的方案，通过该方案可以有效的提高产品的良率，但是上述两项专利并不能快速的解决电子束中的电子与离子束中的离子发生碰撞几率增大的问题，导致离子束均匀性较小并且产生所需要的离子束流效率较差。
发明内容
鉴于上述问题，本发明提供了一种改善带状离子束均匀性的装置，该装置可以有效的改善注入机带状离子束的均匀性，提高离子束流的产生效率并进一步的提高产品的良率。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：
一种改善带状离子束均匀性的装置，其特征在于，所述装置包括：
一单体双发射电子枪，所述单体双发射电子枪设置于一带状离子束的上侧；
一单电子枪，所述单电子枪设置于所述单体双发射电子枪的相向位置并位于所述带状离子束下侧；
其中，所述带状离子束由一离子注入机的离子源产生，通过带状离子束上侧的单体双发射电子枪与下侧的单电子枪共同发射电子束，使电子束中的电子均匀附在所述带状离子束周围。
上述的一种改善带状离子束均匀性的装置，其中，所述单体双发射电子枪包括两个电子束发射装置，两个电子束发射装置位于所述带状离子束的纵向中心线的左右两侧。
上述的一种改善带状离子束均匀性的装置，其中，所述单电子枪位于所述纵向中心线上。
上述的一种改善带状离子束均匀性的装置，其中，所述单体双发射电子枪的两个电子束发射装置位于同一水平面上。
上述的一种改善带状离子束均匀性的装置，其中，所述单体双发射电子枪的两个电子束发射装置中均设置有电子束发射口，且所述单电子枪中也设置有电子束发射口。
上述的一种改善带状离子束均匀性的装置，其中，所述单体双发射电子枪的电子束发射口与所述单电子枪的电子束发射口均朝向所述离子束设置。
上述的一种改善带状离子束均匀性的装置，其中，所述单电子枪的电子束发射口到所述带状离子束的距离和所述单体双发射电子枪的电子束发射口到所述带状离子束的距离相等。
上述技术方案具有如下优点或者有益效果：
上述技术方案通过在带状离子束上下两侧分别设有单体双发射电子枪和单电子枪，使两个电子枪发射出的电子束与带状离子束的接触面积最大化，使电子束中的电子更加均与的附在带状离子束周围，从而增大了电子与带状离子束中的离子碰撞几率和我们需要的离子束流的产生效率，从而通过离子注入进一步改善产品的质量，提高了生产的效率。
附图说明
参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。
图1是现有技术中离子注入机配置双发射电子枪的结构示意图；
图2是本发明中一种改善带状离子束均匀性的装置的结构示意图。
具体实施方式
本发明提供一种改善离子束均匀性的装置，可应用于技术节点为90nm、65/55nm大于等于130nm的工艺中；可应用于Equipment技术平台。
一种改善带状离子束均匀性的装置，包括：
一单体双发射电子枪，所述单体双发射电子枪设置于一带状离子束的上侧；
一单电子枪，所述单电子枪设置于所述单体双发射电子枪的相向位置并位于所述带状离子束下侧；
其中，所述带状离子束由一离子注入机的离子源产生，通过带状离子束上侧的单体双发射电子枪与下侧的单电子枪共同发射电子束，使电子束中的电子均匀附在所述带状离子束周围。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
当前离子注入机所配置的电子枪是单体双发射电子枪，并安装在离子束的上侧，单侧的电子束注入使其与离子源产生的离子束接触的面积过小，离子束均匀性过差，因此两者发生碰撞的几率并不是太高，产生我们所需要的离子束流效率和密度都比较低，不能满足大规模集成电路的设计要求，因此需要设计一种可以使电子束与离子束接触的面积，增加电子与离子的碰撞几率的装置。
如图2所示，在本发明的实施例中，提供一种改善带状离子束均匀性的装置；该装置还涉及到一种离子注入机，离子注入机中包括一离子源，该离子源经过电流受热在电压磁场的作用下与特定气体碰撞，进而产生带状离子束1，该带状离子束1呈一种带状结构，并横跨于整个电子枪发射的电子束区域。
在本实施例中，为了达到本发明的目的，将一单体双发射电子枪3设置于上述带状离子束1的上侧；另外的，将一单电子枪4设置于单体双发射电子枪3的相向位置并位于该带状离子束1下侧。
为了使单体双发射电子枪3与单电子枪4发射出的电子束2中的电子与带状离子束1接触的表面积最大化、更加均匀的附在带状离子束1的周围，需要将单体双发射电子枪3和单电子枪4均匀的分布在带状离子束1的周围，即单体双发射电子枪3位于带状离子束1的上侧并且该单体双发射电子枪3包括两个电子束发射装置，该装置均可以独立的发射出电子束，而且两个电子束发射装置排列在带状离子束1的纵向中心线(如图虚线部分)的左右两侧；在带状离子束1下侧设置的单电子枪4位于该带状离子束1的中心线上。通过这样设置，将带状离子束1处于单体双发射电子枪3和单电子枪4的中间位置，使带状离子束1的表面最大化的接触了电子束2，进而增大了带状离子束1的均匀性。
其中，单体双发射电子枪3的两个电子束发射装置中均设置有电子束发射口，并且单电子枪4中也设置有电子束发射口，作为电子束2的发射出口。
在本实施例中，带状离子束1与上述电子束2的接触面积越最大化，越能达到我们希望的理想效果。为达上述目的，将单体双发射电子枪3的两个电子束发射装置设置于同一水平面上，并且将单体双发射电子枪3的两个电子束发射口与单电子枪4的电子束发射口均正面朝向带状离子束1设置。
其中，单电子枪4的电子束发射口到带状离子束1的距离和单体双发射电子枪3的电子束发射口到带状离子束1的距离相等，该电子束发射口处于一个类似等三角结构的位置，将上述的带状离子束1均匀的包裹在三角结构的中心。当电子束发射口发射出电子束2时，由于电子束2中的电子出口发射角度的不同，导致电子随机的向带状离子束1区域无规则的运动，因带状离子束1处于电子束发射口的中心位置，所以总体上来说电子会均匀的附在带状离子束1的表面及周围，从而也增加了带状离子束1的均匀性，提高了带状离子束1中的离子与电子束2中的电子的碰撞几率，使其在后续的离子注入工艺中，产生均匀的离子束流的几率较高，适应现在大规模集成电路的设计。
综上所述，上述技术方案通过在带状离子束上下两侧分别设置有单体双发射电子枪和单电子枪，使两个电子枪发射出的电子束与带状离子束的接触面积最大化，使电子更加均与的附在带状离子束表面周围，从而增大了电子束中的电子与带状离子束中的离子碰撞几率和离子束流的产生效率，并且进一步的改善了产品的质量，提高了生产的效率。
对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。
Claims (7)
1.一种改善带状离子束均匀性的装置，其特征在于，所述装置包括：
一单体双发射电子枪，所述单体双发射电子枪设置于一带状离子束的上侧；
一单电子枪，所述单电子枪设置于所述单体双发射电子枪的相向位置并位于所述带状离子束下侧；
其中，所述带状离子束由一离子注入机的离子源产生，通过带状离子束上侧的单体双发射电子枪与下侧的单电子枪共同发射电子束，使电子束中的电子均匀附在所述带状离子束周围。
2.如权利要求1所述的一种改善带状离子束均匀性的装置，其特征在于，所述单体双发射电子枪包括两个电子束发射装置，两个电子束发射装置位于所述带状离子束的纵向中心线的左右两侧。
3.如权利要求2所述的一种改善带状离子束均匀性的装置，其特征在于，所述单电子枪位于所述纵向中心线上。
4.如权利要求2所述的一种改善带状离子束均匀性的装置，其特征在于，所述单体双发射电子枪的两个电子束发射装置位于同一水平面上。
5.如权利要求2所述的一种改善带状离子束均匀性的装置，其特征在于，所述单体双发射电子枪的两个电子束发射装置中均设置有电子束发射口，且所述单电子枪中也设置有电子束发射口。
6.如权利要求5所述的一种改善带状离子束均匀性的装置，其特征在于，所述单体双发射电子枪的电子束发射口与所述单电子枪的电子束发射口均朝向所述带状离子束设置。
7.如权利要求5所述的一种改善带状离子束均匀性的装置，其特征在于，所述单电子枪的电子束发射口到所述带状离子束的距离和所述单体双发射电子枪的电子束发射口到所述带状离子束的距离相等。
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