CN105575748A - 一种提高大口径离子源离子束流均匀性的方法 - Google Patents

一种提高大口径离子源离子束流均匀性的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种提高大口径离子源离子束流均匀性的方法，其步骤为：S1:设置具有引出孔的栅网；将栅网安装在离子源放电室束流出口位置，对其束流密度均匀性进行测试，并绘出束流密度分布图A；S2：调整栅网上引出孔的分布；根据束流密度分布图A，调整栅网上引出孔的分布；将调整引出孔分布后的栅网安装在同一个离子源放电室相同束流出口位置，对其束流密度均匀性进行测试，并绘出束流密度分布图B；S3：二次调整栅网上引出孔的分布；根据束流密度分布图B，再细微调整栅网上引出孔的分布；S4：安装栅网；安装最终的栅网，离子源离子束均匀性即满足要求。本发明具有原理简单、操作简便、能够降低成本等优点。

Description

一种提高大口径离子源离子束流均匀性的方法
技术领域
本发明主要涉及到半导体制造领域，特指一种用来提高大口径离子源离子束流均匀性的方法。
背景技术
随着半导体制造业和其它行业基片尺寸的不断增大，所需要的设备尺寸也在不断加大。离子源是离子束刻蚀机等设备中的关键部件，其口径也在不断加大，同时对离子束流均匀性的要求也不断提高。
为了满足这种不断提高的要求，先后出现了均匀场源、发散场源、径向场源、夹角场源和多极场源。其中多极场源的束流密度均匀性较好，但其明显缺点是效率较低、结构复杂。这些都是在放电室结构和磁场方面所进行的改进努力。
上述传统的通过改变放电室结构和磁场来提高离子源离子束流均匀性的方法，需要对放电室内等离子体分布和影响机理有深入的理解，而且要做很多次试验和改进。放电室的结构包括阴极、阳极、弧室，其形状、大小、位置都会对放电室内的等离子体分布产生重要影响；而且磁场分布有自身的特点，不能做到随意改变。这些都决定了这些改进措施的难度。
每进行一次改进提升，都需要对离子源的束流均匀性进行一次综合测试，这明显增加了离子源研制的周期和成本。而且随着离子源口径的增大，这种改进会更加复杂，多种因素的相互影响更加明显，成本和周期无法得到有效控制。
综上所述，传统从改变放电室结构和磁场入手，提高束流均匀性的技术手段，不仅成本高，周期长，而且在提高束流均匀性时，往往会降低离子源的效率。随着离子源口径的增大，这种改进放电室结构和磁场的方法难大更大。
发明内容
本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种原理简单、操作简便、能够降低成本的提高大口径离子源离子束流均匀性的方法。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种提高大口径离子源离子束流均匀性的方法，其步骤为：
S1:设置具有引出孔的栅网；将栅网安装在离子源放电室束流出口位置，对其束流密度均匀性进行测试，并绘出束流密度分布图A；
S2：调整栅网上引出孔的分布；根据束流密度分布图A，调整栅网上引出孔的分布；将调整引出孔分布后的栅网安装在同一个离子源放电室相同束流出口位置，对其束流密度均匀性进行测试，并绘出束流密度分布图B；
S3：二次调整栅网上引出孔的分布；根据束流密度分布图B，再细微调整栅网上引出孔的分布；
S4：安装栅网；安装最终的栅网，离子源离子束均匀性即满足要求。
作为本发明的进一步改进：在步骤S1中，采用引出孔均匀分布的栅网。
作为本发明的进一步改进：在步骤S2中，所述调整为：于束流密度大的位置减少引出孔，于束流密度大的位置增加引出孔。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明的提高大口径离子源离子束流均匀性的方法，采用根据束流分布特点改变栅网孔密度的方法。该方法适用于所有类型的离子源，且难度不随离子源口径的增加而提高。
2、本发明的提高大口径离子源离子束流均匀性的方法，能够在不改变离子源放电室内部结构的基础上，有效的提高离子源束流均匀性，并且在周期和成本上增加不大，而且可控。
附图说明
图1是本发明的流程示意图。
图2是基本发明在具体应用实例中所得到栅网A的示意图。
图3是基本发明在具体应用实例中所得到栅网B的示意图。
具体实施方式
以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
如图1所示，本发明的提高大口径离子源离子束流均匀性的方法，其步骤为：
S1:设置具有引出孔的栅网；
采用引出孔均匀分布的栅网，安装在离子源放电室束流出口位置。对其束流密度均匀性进行测试，并绘出束流密度分布图A。
S2：调整栅网上引出孔的分布；
根据束流密度分布图A，调整栅网上引出孔的分布，束流密度大的位置适当减少引出孔，束流密度大的位置适当增加引出孔。
将调整引出孔分布后的栅网安装在同一个离子源放电室相同束流出口位置，对其束流密度均匀性进行测试，并绘出束流密度分布图B。
S3：二次调整栅网上引出孔的分布；
根据束流密度分布图B，再细微调整栅网上引出孔的分布。
S4：安装栅网；
安装最终的栅网，离子源离子束均匀性即可满足要求。
由上可知，本发明的核心原理就是通过改变栅网上引出孔的密度分布来提高束流均匀性。使用该方法之后，离子源离子束流均匀可从60%提升至15%，而且难度、复杂程度不随离子源口径的增大而提升。从本发明的上述过程来看，利用本发明的方法在成本上的增加仅仅是多加工两套栅网，在周期上的增加是两套栅网的加工时间和两次离子束流密度测试的时间。但是，整体的效率和达到的效果却是非常瞩目的。
在一个具体应用实例中，以直径200mm口径的离子源提升束流均匀性过程进行为例，做一次详细的说明，用以证明该方法的有效性。
首先，设置引出孔均匀分布的栅网A，其中直径2mm的孔共2321个，且均匀分布在直径200mm的栅网上。安装栅网A后离子源离子束流分布如图2所示，其均匀性为61.2%。
然后，调整引出孔分布后形成栅网B，其中孔的直径为2mm，孔的数量调整为2000个。安装栅网B后离子源束流分布如图3所示，其均匀性为15.1%。
最后，通过进行引出孔微调后，形成分布后的栅网C，其中孔的直径2mm，孔的数量为2018个。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种提高大口径离子源离子束流均匀性的方法，其特征在于，步骤为：
S1:设置具有引出孔的栅网；将栅网安装在离子源放电室束流出口位置，对其束流密度均匀性进行测试，并绘出束流密度分布图A；
S2：调整栅网上引出孔的分布；根据束流密度分布图A，调整栅网上引出孔的分布；将调整引出孔分布后的栅网安装在同一个离子源放电室相同束流出口位置，对其束流密度均匀性进行测试，并绘出束流密度分布图B；
S3：二次调整栅网上引出孔的分布；根据束流密度分布图B，再细微调整栅网上引出孔的分布；
S4：安装栅网；安装最终的栅网，离子源离子束均匀性即满足要求。
2.根据权利要求1所述的提高大口径离子源离子束流均匀性的方法，其特征在于，在步骤S1中，采用引出孔均匀分布的栅网。
3.根据权利要求1所述的提高大口径离子源离子束流均匀性的方法，其特征在于，在步骤S2中，所述调整为：于束流密度大的位置减少引出孔，于束流密度小的位置增加引出孔。
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