CN202495418U - 电流感应装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电流感应装置，包括离子感应器，所述离子感应器包括多个导电的感应分块，以及将所述多个感应分块分隔开使得所述感应分块两两绝缘的绝缘层；所述电流感应装置还包括与感应分块数量匹配的分电流计，每个所述感应分块均与其匹配的分电流计连接。上述电流感应装置，能够获取每个感应分块感应到的电流，测试人员根据该电流可以判断该部分(即离子束的一个局部)的离子浓度，因此在离子束的局部不均匀时可以检测出来，杜绝因离子束不均匀造成的产品缺陷，提高产品的良率。

Description

电流感应装置

【技术领域】

本实用新型涉及半导体工艺中使用的设备，尤其涉及一种电流感应装置。

【背景技术】

随着集成电路器件关键尺寸的逐步减小，对器件电性的稳定性和均匀性的要求越来越高。在离子注入制程中，需要更高的精确性和稳定性。因此，需要对离子注入的剂量进行监控。

在离子注入过程中，注入的剂量是通过电流感应器感应电流的大小，然后乘以感应时间，再除以一个电子的电量，就知道注入了多少个电子：N＝I*T/E。其中，N是注入的电子数，I是感应电流，T是感应时间，E是一个电子的电量。或者 $N=\frac{\∫I*\mathrm{dT}}{E}.$

图1是一种传统的机台离子束电流感应器的示意图。注入的离子束被电流感应器感应后，由电流计测得感应电流。然而这样只能监测到电流感应器感应范围内总体的电流大小和注入剂量，无法保证注入的均匀性和局部的精确性。

【实用新型内容】

基于此，有必要提供一种能够对注入离子束的均匀性和局部的精确性进行监控的电流感应装置。

一种电流感应装置，包括离子感应器，所述离子感应器包括多个导电的感应分块，以及将所述多个感应分块分隔开使得所述感应分块两两绝缘的绝缘层；所述电流感应装置还包括与感应分块数量匹配的分电流计，每个所述感应分块均与其匹配的分电流计连接。

优选的，所述离子感应器为长方体，每个所述感应分块也为长方体。

优选的，所述感应分块的数量为30个，排列成每行3个每列10个的矩阵形式。

优选的，还包括与每个所述分电流计均连接的总电流计。

上述电流感应装置，能够获取每个感应分块感应到的电流，测试人员根据该电流可以判断该部分(即离子束的一个局部)的离子浓度，因此在离子束的局部不均匀时可以检测出来，杜绝因离子束不均匀造成的产品缺陷，提高产品的良率。

【附图说明】

图1是一种传统的机台离子束电流感应器的示意图；

图2是一实施例中离子感应器的示意图；

图3是一实施例中电流感应装置的示意图；

图4是一实施例中离子束均匀性的检测方法的流程图。

【具体实施方式】

为使本实用新型的目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

离子注入工艺是半导体制程中的重要工艺。为便于使用和控制，离子注入中的离子源大多采用气态源。掺杂原子被离化、分离、加速形成离子束，对晶圆进行轰击，打入晶圆内部。注入的杂质离子会使晶圆表面的方块电阻发生改变。

离化过程发生在低压(例如约10^-3Torr)且通有蒸汽状态的离子源的离化反应腔中。反应腔包括作为阳极的金属极板和作为阴极的灯丝，灯丝相对于金属极板而言维持一个大的负电位，其表面被加热到可以发射电子的温度。反应腔内部的气体从金属极板(阳极)和热灯丝(阴极)之间通过。电子被阳极所吸引而向金属极板加速运动，过程中与作为离子源的分子发生碰撞，产生大量离子，并经分离、加速后形成离子束。

本实用新型的电流感应装置包括用于接收上述离子束的离子感应器200。如图2所示，离子感应器200包括多个导电的感应分块210，以及将多个感应分块210分隔开使得感应分块210两两绝缘的绝缘层220。电流感应装置还包括与感应分块210数量匹配的分电流计，每个感应分块210均与其匹配的分电流计连接，如图3所示。在图3所示实施例中，每个感应分块210均有一个唯一对应的分电流计。可以理解的，在其它实施例中也可以做出适当变形，例如每两个感应分块210连接一个分电流计。

在图2所示实施例中，离子感应器200为长方体，每个感应分块210也为长方体。在其它实施例中也可以为其它合适的形状。感应分块210的数量为30个，排列成每行3个、每列10个的矩阵形式。在图2所示实施例中，每个感应分块210的根据机台尺寸配置为9cm*1cm*2cm。注意图2仅为一示意图，与实际尺寸比例有所不同。离子注入机台注入的离子束打在9cm*1cm的那一面上。

在优选的实施例中，感应分块210的材质为石墨，在其它实施例中也可以采用其它导电材质。绝缘层220的材质为二氧化硅，在其它实施例中也可以采用其它绝缘材质。

在图3所示实施例中，电流感应装置还包括与每个分电流计均连接的总电流计，用于测量整个离子感应器200感应到的电流，流经总电流计的电流等于每个分电流计的电流之和。

在一个实施例中，电流感应装置还包括连接每个分电流计的计算模块(图未示)，用于根据分电流计检测到的电流大小计算通过每个感应分块210的单位电流浓度。具体计算方法下文会详述。

图4是一实施例中离子束均匀性的检测方法的流程图，包括下列步骤：

S410，通过上述电流感应装置感应离子束并读取分电流计的读数。

通过电流感应装置感应离子注入机台产生的离子束，并读取每个与一感应分块210相匹配并连接的分电流计的读数。在设置了总电流计的实施例中，还需要读取总电流计的读数。

S420，将分电流计的读数除以相匹配的感应分块210的分块面积，得到通过感应分块的单位电流浓度。

分块面积是感应分块210接收离子束的那一面的面积，也就是被离子注入机台发射的离子束打到的一面的面积。在图2所示实施例中就是9cm*1cm的那一面。

J_i＝I_i/S_i

其中J表示单位电流浓度，I表示分电流计的读数，S表示分块面积，i表示感应分块210和分电流计的编号，例如对于第一感应分块和第一分电流计来说i＝1，即J₁＝I₁/S₁。

S430，根据单位电流浓度判断每个感应分块210位置处的离子束浓度是否达标。

如果J_i偏离预定值一定范围，则认为该感应分块210对应的离子束浓度不达标，需要对离子注入机台或离子注入制程做出相应的调整。

在优选的实施例中，离子束均匀性的检测方法还包括通过将所有分电流计读数的方差除以所有分电流计读数的平均值，判断电流感应装置感应的离子束整体的均匀性的步骤。

上述离子束均匀性的检测方法，通过电流感应装置获取每个感应分块210感应到的电流，从而判断该部分的离子束浓度，因此在离子束的局部不均匀时可以检测出来，杜绝因离子束不均匀造成的产品缺陷，提高产品的良率。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种电流感应装置，包括离子感应器，其特征在于，所述离子感应器包括多个导电的感应分块，以及将所述多个感应分块分隔开使得所述感应分块两两绝缘的绝缘层；所述电流感应装置还包括与感应分块数量匹配的分电流计，每个所述感应分块均与其匹配的分电流计连接。

2.根据权利要求1所述的电流感应装置，其特征在于，所述离子感应器为长方体，每个所述感应分块也为长方体。

3.根据权利要求2所述的电流感应装置，其特征在于，所述感应分块的数量为30个，排列成每行3个每列10个的矩阵形式。

4.根据权利要求1所述的电流感应装置，其特征在于，还包括与每个所述分电流计均连接的总电流计。

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