CN206059343U - 质谱离子注入系统的质量分析器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种质谱离子注入系统的质量分析器，适于分离离子束中不同电荷‑质量比的离子，在所述质量分析器的内壁包括覆盖于其表面的离子撞击区域和保护区域，所述保护区域包括若干凹槽，所述撞击区域嵌设于所述凹槽内。本实用新型的质谱离子注入系统的质量分析器，具有以下有益效果：在所述质量分析器内壁上设置覆盖于其表面的离子撞击区域和保护区域，所述保护区域包括若干凹槽，所述撞击区域嵌设于所述凹槽内，所述保护区域为碳化硅层；所述离子撞击区域为石墨层，由于碳化硅的硬度特别高，并且将所述石墨层固定，在离子束撞击所述碳化硅时不容易出现脱落的现象，有效地避免了晶圆被划伤的危险。
Description
技术领域
本实用新型涉及半导体工艺设备技术领域，具体涉及一种质谱离子注入系统的质量分析器。
背景技术
在半导体装置的制造过程中，离子注入 (implantation) 是半导体进行掺杂形成器件掺杂区域的重要方法，如形成场效应器件中的阱区、沟道区、源漏区等等。离子注入是将待掺杂原子(分子)电离，加速到一定能量后注入到晶片特定区域中，再经退火激活达到掺杂目的。
典型的离子注入系统包括用于由可电离源材料产生正电荷离子的离子源 、质量分析器、扫描系统、平行器和剂量测量系统。所述离子源产生的离子形成离子束并沿着预定的路径投向注入位置进行离子注入，在离子注入的过程中，所需的离子要求具有固定的电荷-质量比，而所述离子源产生的离子中不仅包含电荷-质量比符合要求的离子，可能还会包括电荷-质量比大于所需电荷-质量比的离子，电荷-质量比小于所需电荷质量比的离子和不需要的中性的离子。这些不符合要求和不需要的离子的存在，会对离子注入的效果产生影响，因此，在所述离子束到达注入位置之前必须将这些不需要的离子去除掉。
现有技术中主要采用质量分析器用于分离不同电荷-质量比的离子，以确保到达半导体晶片或其他目标的所需要区域的离子束的纯度。其中，一种常见的质量分析器的内腔为弓形，具体的原理为 ：所述质量分析器通常设置有质量分析磁体，该质量分析磁体会产生偶极磁场，而相对于离子电荷的离子质量(如电荷-质量比)影响离子被静电场或磁场在轴向和横向上的加速的角度，所述质量分析器会有选择地分离需要和不需要的电荷-质量比的离子，不需要的分子重量的离子会在偶极磁场的作用下偏移到远离所述离子束的位置。
所述离子束进入所述质量分析器以后，不同电荷-质量比的离子在偶极磁场的作用下发生不同角度的偏转，又由于所述质量分析器的形状为弓形，不符合要求的电荷-质量比的离子就会达到所述质量分析器的内壁上而被阻挡，只有符合要求的电荷-质量比的离子可以通过出口而进入下游位置。这些从所述离子束中偏移出来的离子都具有比较高的能量，会以较高的速度打在所述质量分析器的内壁上，对所述质量分析器形成巨大的冲击力。而所述质量分析器中被不同电荷-质量比的离子打内壁表面为石墨涂层，在这些不同电荷-质量比的离子的冲击下，会有部分所述石墨涂层发生脱落，由于所述离子束运行的腔体与进行离子注入的工艺腔体之间存在有压差，在所述压差的作用下，脱落的石墨会被带入到工艺腔体内，而工艺腔体内的晶圆是在机台的带动下高速旋转的，
这些被带入进来的石墨很容易划伤晶圆的表面。晶圆一旦开始离子注入的工序，整个过程不具有重复性，所述晶圆一旦在离子注入的过程中被划伤，就直接导致整个划伤区域的报废，大大降低了产品的质量。
鉴于此，有必要设计一种新的质量分析器用以解决上述技术问题.
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种质谱离子注入系统的质量分析器，用于解决现有技术中由于质量分析器内壁上的石墨层容易被离子束撞击脱落而进入工艺腔体，进而划伤晶圆表面，大大降低产品质量的问题。
本实用新型的技术方案如下：所述质谱离子注入系统的质量分析器适于分离离子束中不同电荷-质量比的离子，在所述质量分析器的内壁包括覆盖于其表面的离子撞击区域和保护区域，所述保护区域包括若干凹槽，所述撞击区域嵌设于所述凹槽内。
优选的，所述保护区域为碳化硅层。
优选的，所述离子撞击区域为石墨层。
优选的，所述述碳化硅层的厚度为 3mm。
优选的，所述保护区域与所述质量分析器的内壁之间还设有一层保护层。
优选的，所述保护层为石墨层。
本实用新型的质谱离子注入系统的质量分析器，具有以下有益效果：在所述质量分析器内壁上设置覆盖于其表面的离子撞击区域和保护区域，所述保护区域包括若干凹槽，所述撞击区域嵌设于所述凹槽内，所述保护区域为碳化硅层；所述离子撞击区域为石墨层，由于碳化硅的硬度特别高，并且将所述石墨层固定，在离子束撞击所述碳化硅时不容易出现脱落的现象，有效地避免了晶圆被划伤的危险。
附图说明
图1为本实用新型质谱离子注入系统的质量分析器的剖面图。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步说明。
所述质谱离子注入系统的质量分析器100适于分离离子束中不同电荷-质量比的离子，在所述质量分析器100的内壁包括覆盖于其表面的离子撞击区域1和保护区域2，所述保护区域2包括若干凹槽21，所述离子撞击区域1嵌设于所述凹槽21内。
所述保护区域2为碳化硅层；优选的，所述述碳化硅层的厚度为 3mm。
所述离子撞击区域1为石墨层。
所述保护区域2与所述质量分析器100的内壁之间还设有一层保护层3。
优选的，所述保护层3为石墨层。
所述保护层3优选为石墨涂层。将所述保护层3选为石墨涂层，是由于所述石墨涂层与所述碳化硅层具有较好的结合性，在所述石墨涂层上沉积的所述碳化硅层结合性更好，在外力的作用下更不容易脱落。
具体的，所述碳化硅层是通过化学气相沉积法 (CVD，Chemical vapordeposition)沉积在所述保护层3的表面上的。化学气相沉积法是现有技术中比较成熟的一种镀膜工艺，使用化学气相沉积法将所述碳化硅层沉积在所述保护层3的表面上，可以使得所述碳化硅层的表面更光滑，使得所述碳化硅层与所述保护层3的结合力更强。
本实用新型的质谱离子注入系统的质量分析器，具有以下有益效果：在所述质量分析器内壁上设置覆盖于其表面的离子撞击区域和保护区域，所述保护区域包括若干凹槽，所述撞击区域嵌设于所述凹槽内，所述保护区域为碳化硅层；所述离子撞击区域为石墨层，由于碳化硅的硬度特别高，并且将所述石墨层固定，在离子束撞击所述碳化硅时不容易出现脱落的现象，有效地避免了晶圆被划伤的危险。
以上所述的仅是本实用新型的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.一种质谱离子注入系统的质量分析器，适于分离离子束中不同电荷-质量比的离子，其特征在于，在所述质量分析器的内壁包括覆盖于其表面的离子撞击区域和保护区域，所述保护区域包括若干凹槽，所述撞击区域嵌设于所述凹槽内。
2.根据权利要求1所述的质谱离子注入系统的质量分析器，其特征在于：所述保护区域为碳化硅层。
3.根据权利要求1所述的质谱离子注入系统的质量分析器，其特征在于：所述离子撞击区域为石墨层。
4.根据权利要求2所述的质谱离子注入系统的质量分析器，其特征在于：所述碳化硅层的厚度为3mm。
5.根据权利要求1所述的质谱离子注入系统的质量分析器，其特征在于：所述保护区域与所述质量分析器的内壁之间还设有一层保护层。
6.根据权利要求5所述的质谱离子注入系统的质量分析器，其特征在于：所述保护层为石墨层。
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| CN201621100052.7U CN206059343U (zh) | 2016-09-30 | 2016-09-30 | 质谱离子注入系统的质量分析器 |
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| CN (1) | CN206059343U (zh) |
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2016
- 2016-09-30 CN CN201621100052.7U patent/CN206059343U/zh not_active Expired - Fee Related
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