專利名稱：一種雙燈絲離子源弧流平衡調(diào)節(jié)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造工藝的設(shè)備離子注入機(jī)，離子注入機(jī)的一種雙燈絲離子源調(diào)節(jié)弧流平衡方法。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體制造工藝設(shè)備離子注入機(jī)中，離子源部件是離子注入機(jī)的關(guān)鍵部分起到?jīng)Q定性的作用，直接影響到離子注入晶片的劑量大小以及離子束流的純度。間接加熱式離子源由放電室(陽極)、燈絲、陰極、反射極構(gòu)成、離子源的燈絲座以及外殼、水冷。在高真空條件下，加上一定的電流使燈絲加熱，當(dāng)加熱溫度達(dá)到電子的溢出功，燈絲發(fā)射電子，在燈絲與陰極之間加一偏壓，電子在偏壓加速下，以一定的能量打到陰極上，使陰極發(fā)熱，同樣當(dāng)溫度達(dá)到電子的溢出功時(shí)，陰極表面發(fā)射電子，在陰極與陽極(放電室)之間加上弧壓(約-100V)，陰極表面溢出的電子在弧壓電場(chǎng)電場(chǎng)作用下，由陰極飛向陽極；在放電室中送入了一定的工藝氣體，放電室由高真空變?yōu)榈驼婵?，陰極發(fā)射的電子與放電室中的氣體發(fā)生碰撞而產(chǎn)生電離，形成等離子體。在離子源部件中，為了增加電子在放電室中的飛行路程，以便提高電子與氣體的碰撞幾率從而提高離子源的電離效率，在放電室中加上磁場(chǎng)B(幾十 幾百GS)(所說的源磁場(chǎng))，在磁場(chǎng)中電子作螺旋運(yùn)動(dòng)有效地提高了電子的運(yùn)動(dòng)路程。同時(shí)在陰極的對(duì)面加了一個(gè)反射電極，其電位與陰極相同，當(dāng)電子運(yùn)動(dòng)到反射極時(shí)會(huì)被排斥回來，提高電子的壽命。離子源放電形成的等離子體密度與陰極發(fā)射的電子量、送氣量(放電室中的氣壓)、弧壓、磁場(chǎng)的大小密切相關(guān)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對(duì)雙燈絲離子源弧流平衡穩(wěn)定的一種方法。兩個(gè)燈絲在在各個(gè)電源的調(diào)節(jié)下，在相同的弧室中最終達(dá)到了弧流平衡。如圖1雙燈絲離子源示意圖。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):1.一種雙燈絲離子源弧流平衡調(diào)節(jié)方法，包括:燈絲電源I (I)、燈絲電源2 (2)、偏置電源I⑶、偏置電源2 (4)、弧壓電源(5)、比較器I (6)、比較器2 (7)、兩個(gè)霍爾傳感器。其特征在于:其中所述的雙燈絲電源形成的弧流，首先調(diào)節(jié)燈絲電源1(1)和偏置電源I (3)，使其輸出的偏流值和弧流值達(dá)到設(shè)定值。2.一種雙燈絲離子源弧流平衡調(diào)節(jié)方法，包括:燈絲電源I (I)、燈絲電源2 (2)、偏置電源I⑶、偏置電源2 (4)、弧壓電源(5)、比較器I (6)、比較器2 (7)、兩個(gè)霍爾傳感器
(8)、兩個(gè)反向器(9)。其特征在于:其中所述的調(diào)節(jié)燈絲電源I⑴和偏置電源I⑶后，以此為基準(zhǔn)。雙燈絲弧流平衡調(diào)節(jié)方法的流程圖如圖2所示，步驟(9)開始，步驟(10)調(diào)節(jié)燈絲電源2(2)，步驟(11)檢測(cè)偏流I與偏流2，步驟(12)比較他們的差值，若差值在允許誤差范圍內(nèi)，則接著步驟(14)，若不在允許的誤差范圍，通過步驟(13)的計(jì)算反饋給燈絲電源2 (2)，再次調(diào)節(jié)電源輸出直至兩個(gè)偏流差值在允許范圍內(nèi)，因此偏流2也就達(dá)到設(shè)定值。然后執(zhí)行步驟(14)調(diào)節(jié)偏置電源2(4)，步驟(15)通過霍爾傳感器檢測(cè)弧流I和弧流2。步驟(16)比較兩個(gè)的差值，若差值在允許的范圍內(nèi)，調(diào)節(jié)過程就結(jié)束。相反，則通過步驟(17)反饋給偏置電源2(4)，調(diào)節(jié)它的輸出值，直到達(dá)到我們?cè)O(shè)定的弧流值。本發(fā)明解決了雙燈絲離子源弧流不平衡的問題，實(shí)現(xiàn)了雙燈絲在不同的狀態(tài)最終達(dá)到弧流平衡的過程。


圖1是本發(fā)明的雙燈絲離子源框2是本發(fā)明的流程圖
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖的具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步介紹，應(yīng)該理解，這些描述都是說明性的，本發(fā)明不限于此。本發(fā)明的范圍僅由所附權(quán)利要求的范圍所限定。圖1示意一種雙燈絲離子源弧流平衡調(diào)節(jié)方法，包括:燈絲電源1(1)、燈絲電源
2(2)、偏置電源I (3)、偏置電源2 (4)、弧壓電源(5)、比較器I (6)、比較器2 (7)、兩個(gè)霍爾傳感器(8)。燈絲電源I (I)和2 (2)用來給離子源的燈絲加熱，當(dāng)燈絲加熱溫度達(dá)到一定程度時(shí)，燈絲就會(huì)發(fā)射電子，偏置電源1(3)和2(4)加在陰極與燈絲之間，使得電子以一定能量打到陰極上，形成偏流。同樣陰極在持續(xù)的轟擊下，陰極表面發(fā)射電子，弧壓電源(5)連接在弧室與陰極之間，電子在弧壓電場(chǎng)作用下，向弧室運(yùn)動(dòng)，最終吸附到弧室上形成弧流。首先調(diào)節(jié)燈絲電源1(1)和偏置電源1(3)，使其輸出的偏流值和弧流值達(dá)到設(shè)定值。調(diào)節(jié)完燈絲電源I (I)和偏置電源I (3)后，以此為基準(zhǔn)。雙燈絲弧流平衡調(diào)節(jié)方法的流程圖如圖2所示，步驟(9)開始，步驟(10)調(diào)節(jié)燈絲電源2 (2)，步驟(11)檢測(cè)偏流I與偏流2，步驟(12)比較他們的差值，若差值在允許誤差范圍內(nèi)，則接著步驟(14)，若不在允許的誤差范圍，通過步驟(13)的計(jì)算反饋給燈絲電源2 (2)，再次調(diào)節(jié)電源輸出直至兩個(gè)偏流差值在允許范圍內(nèi)，因此偏流2也就達(dá)到設(shè)定值。然后執(zhí)行步驟(14)調(diào)節(jié)偏置電源2(4)，步驟(15)通過霍爾傳感器檢測(cè)弧流I和弧流2。步驟(16)比較兩個(gè)的差值，若差值在允許的范圍內(nèi)，調(diào)節(jié)過程就結(jié)束。相反，則通過步驟(17)反饋給偏置電源2 (4)，調(diào)節(jié)它的輸出值，直到達(dá)到我們?cè)O(shè)定的弧流值。本發(fā)明的特定實(shí)施例已對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容做了詳盡說明。對(duì)本領(lǐng)域一般技術(shù)人員而言，在不背離本發(fā)明精神的前提下對(duì)它所做的任何顯而易見的改動(dòng)，或者慣用手段的直接替換，都構(gòu)成對(duì)本發(fā)明專利的侵犯，將承擔(dān)相應(yīng)的法律責(zé)任。
權(quán)利要求
1.一種雙燈絲離子源平衡調(diào)節(jié)方法，包括:燈絲電源I (I)、燈絲電源2(2)、偏置電源I(3)、偏置電源2 (4)、弧壓電源(5)、比較器I (6)、比較器2 (7)、兩個(gè)霍爾傳感器(8)。其特征在于: 其中所述雙燈絲離子源包括:燈絲電源I (I)、燈絲電源2 (2)、偏置電源I (3)、偏置電源2(4)、弧壓電源(5)、比較器I (6)、比較器2 (7)、兩個(gè)霍爾傳感器(8)、兩個(gè)反向器(9)。燈絲電源I (I)和2 (2)用來給離子源的燈絲加熱，當(dāng)燈絲加熱溫度達(dá)到一定程度時(shí)，燈絲就會(huì)發(fā)射電子，偏置電源1(3)和2(4)加在陰極與燈絲之間，使得電子以一定能量打到陰極上，形成偏流。同樣陰極在持續(xù)的轟擊下，陰極表面發(fā)射電子，弧壓電源(5)連接在弧室與陰極之間，電子在弧壓電場(chǎng)作用下，向弧室運(yùn)動(dòng)，最終吸附到弧室上形成弧流。
2.權(quán)利要求1的一種雙燈絲離子源平衡調(diào)節(jié)方法，其中所述的調(diào)節(jié)方法:首先是設(shè)定偏流值和相應(yīng)的弧流值，然后調(diào)節(jié)燈絲電源1(1)和偏置電源I (3)，直到調(diào)出設(shè)定的偏流值和弧流值即可。
3.權(quán)利要求2的一種雙燈絲離子源平衡調(diào)節(jié)方法，權(quán)利要求1所述的燈絲電源I(I)和偏置電源1(3)調(diào)節(jié)完畢后，以他們的輸出值為基準(zhǔn)，調(diào)節(jié)燈絲電源2(2)和偏置電源2(4)。直至偏流和弧流分別與設(shè)定值相等。
全文摘要
一種雙燈絲離子源弧流平衡調(diào)節(jié)方法，它包括燈絲電源1(1)、燈絲電源2(2)、偏置電源1(3)、偏置電源2(4)、弧壓電源(5)、比較器1(6)、比較器2(7)、兩個(gè)霍爾傳感器(8)。燈絲電源1(1)和2(2)用來給離子源的燈絲加熱，當(dāng)燈絲加熱溫度達(dá)到一定程度時(shí)，燈絲就會(huì)發(fā)射電子，偏置電源1(3)和2(4)加在陰極與燈絲之間，使得電子以一定能量打到陰極上，形成偏流。同樣陰極在持續(xù)的轟擊下，陰極表面發(fā)射電子，弧壓電源(5)連接在弧室與陰極之間，電子在弧壓電場(chǎng)作用下，向弧室運(yùn)動(dòng)，最終吸附到弧室上形成弧流。首先，調(diào)節(jié)燈絲電源1(1)，直至偏流達(dá)到設(shè)定值，在調(diào)節(jié)偏置電源1(3)，電子在弧壓電場(chǎng)作用下，使其形成的弧流值與設(shè)定值相等。然后以燈絲電源1(1)和偏置電源1(3)為基準(zhǔn)，分別調(diào)節(jié)燈絲電源2(2)和偏置電源2(4)。通過檢測(cè)的電流反饋值，不斷調(diào)節(jié)電源的輸入值，直到偏流和弧流均與設(shè)定值相等。這樣的雙閉環(huán)控制，能達(dá)到雙燈絲離子源平衡弧流的方法。
文檔編號(hào)H01J37/244GK103094033SQ201110347060
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2011年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月7日
發(fā)明者林萍, 伍三忠 申請(qǐng)人:北京中科信電子裝備有限公司