离子加速装置及离子注入机的制作方法

    专利2026-09-30  6


    本申请涉及半导体器件制造控制系统,尤其是指一种离子加速装置及离子注入机。


    背景技术:

    1、在半导体晶圆制造过程中,需要通过离子注入机进行掺杂,以实现导电能力的精准控制。离子注入机中,离子束的能量由两级加速控制,其后加速极通常采用静电加速筒。传统离子注入机中,其加速筒多采用双单元、单间隙平行电极板进行加速。此类加速筒虽然结构简单、控制难度低,但无法聚焦发散角过大的束流。

    2、为解决发散角过大问题,在加速模块前后设计了一系列电透镜、磁透镜以约束束流形貌。该方案虽可有效实现束流整形、准直,但会导致束流在长距离传输下逐步损耗,大大降低了束流的利用率。现有的离子加速方法中存在束流运动距离长、损耗大、易发散的问题。


    技术实现思路

    1、为了解决现有技术的不足,本申请的目的在于提供一种离子加速装置及离子注入机,其结构简单,损耗较小。

    2、为实现上述目的,本申请采用如下的技术方案:

    3、第一方面,本申请提供了一种离子加速装置,其包括第一加速电极和第二加速电极,第一加速电极包括弧形的第一加速面板,第一加速电极上形成有可供离子束穿过的第一豁口,第一豁口构成于第一加速面板内;

    4、第二加速电极包括弧形的第二加速面板,第二加速电极上形成有可供离子束穿过的第二豁口,第二豁口构成于第二加速面板内,且第二豁口与第一豁口沿离子束的加速方向对齐;当离子束穿过第一豁口而经由第二豁口离开时,第一加速电极和第二加速电极之间形成的电位对离子束进行加速;

    5、第一加速面板和第二加速面板的弧心均背离离子束的射入点,其中,第一加速面板的曲面斜率和第二加速面板的曲面斜率不同。

    6、进一步地,第一豁口在离子加速装置的纵向方向的宽度由中心向两侧增加,以使第一加速面板上形成呈弧状的边缘,第二豁口在纵向方向的宽度由中心向两侧增加,以使第二加速面板上形成呈弧状的边缘,第一加速面板的边缘的斜率与第二加速面板的边缘的斜率一致。

    7、进一步地,第一加速面板与第二加速面板之间具有供离子束加速并改变离子束的加速方向的间隙,在间隙的宽度确定的情况下,离子束的散布角度与施加在第一加速电极和第二加速电极上的电压呈正相关。

    8、进一步地,离子加速装置还包括绝缘环和保护衬板,第一加速电极通过绝缘环与第二加速电极固定,保护衬板固定设置在第二加速电极上,并位于第二加速电极和绝缘环之间,以防止绝缘环与第二加速电极之间产生的电弧击穿绝缘环。

    9、进一步地,离子加速装置还包括若干结构相同的异形电极,相邻异形电极之间通过绝缘衬套连接,若干异形电极形成的电位对离子束进行加速或减速;异形电极向背离或靠近第二加速电极的方向翘曲。

    10、进一步地,离子加速装置还包括卡箍结构,异形电极与绝缘衬套之间通过卡箍结构可拆卸连接。

    11、进一步地,任一异形电极上配置有一可调电阻,各个异形电极通过各自配置的可调电阻连接至同一或不同电源,以单独调节各个异形电极的电压而改变异形电极所形成的电场。

    12、进一步地,离子加速装置围绕形成一腔体,以提供离子束加速的真空环境,离子加速装置还包括磁性件,磁性件在纵向方向上分布在腔体的两侧,磁性件可拆卸地装设于异形电极上。

    13、进一步地,离子束经过第二加速电极后的加速方向基本平行于离子加速装置的轴向,磁性件的充磁面垂直于离子加速装置的轴向。

    14、第二方面,本申请还提供了一种离子注入机,其包括如第一方面所述的离子加速装置。

    15、与现有技术相比,本发明具有以下优点:第一加速电极和第二加速电极在对离子束进行加速的同时,将扇形散布的离子束中的离子通过电场力聚焦,进而使离子向同一方向加速,降低了离子束加速过程的损耗。此外,相较于现有技术设计了一系列电透镜、磁透镜以约束离子束的形貌,本发明的离子加速装置的整体结构简单,生产和维护成本较低。



    技术特征:

    1.一种离子加速装置,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的离子加速装置,其特征在于,

    3.根据权利要求1所述的离子加速装置,其特征在于,

    4.根据权利要求1所述的离子加速装置,其特征在于,

    5.根据权利要求2所述的离子加速装置,其特征在于,

    6.根据权利要求5所述的离子加速装置,其特征在于,

    7.根据权利要求5所述的离子加速装置,其特征在于,

    8.根据权利要求5所述的离子加速装置,其特征在于,

    9.根据权利要求8所述的离子加速装置,其特征在于,

    10.一种离子注入机,


    技术总结
    本申请公开了一种离子加速装置,其包括第一加速电极和第二加速电极;第一加速电极包括弧形的第一加速面板,第一加速电极上形成有可供离子束穿过的第一豁口,第一豁口构成于第一加速面板内;第二加速电极包括弧形的第二加速面板,第二加速电极上形成有可供离子束穿过的第二豁口,第二豁口构成于第二加速面板内;当离子束穿过第一豁口而经由第二豁口离开时,第一加速电极和第二加速电极之间形成的电位对离子束进行加速;第一加速面板和第二加速面板的弧心均背离离子束的射入点,其中,第一加速面板的曲面斜率和第二加速面板的曲面斜率不同。上述设置的离子加速装置结构简单,解决了离子束发散角度过大的问题同时,对离子束的能量损耗较小。

    技术研发人员:曹建伟,沈文杰,沈加富,李杰,余世政,佘垒,吴尽,汤承伟,姚得磅
    受保护的技术使用者:浙江求是创芯半导体设备有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
    转载请注明原文地址:https://wp.8miu.com/read-102553.html

    最新回复(0)