離子注入角度測量裝置及離子注入系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種離子注入角度測量裝置及離子注入系統(tǒng)，離子注入角度測量裝置至少包括：第一陣列結(jié)構(gòu)、第二陣列結(jié)構(gòu)、地線和安培表；所述第一陣列結(jié)構(gòu)中包括多個沿橫向分布的法拉第杯，且相鄰法拉第杯之間形成有相同角度的夾角；所述第二陣列結(jié)構(gòu)中包括多個沿縱向分布的法拉第杯，且相鄰法拉第杯之間形成有相同角度的夾角；所述離子注入角度測量裝置不需要其他操作即可以同時對離子束不同方向的注入角度進行測量，操作簡單，測量精度高；同時可以根據(jù)實際工藝的需要調(diào)整法拉第杯的數(shù)量及相鄰法拉第之間的夾角，提高測量的精確度；所述離子注入系統(tǒng)可以在所述離子注入角度測量裝置測量離子注入角度后實時地對離子注入角度進行調(diào)整補償。
【專利說明】離子注入角度測量裝置及離子注入系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種半導(dǎo)體工藝設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種離子注入角度測量裝置及離子注入系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]早在20世紀60年代，離子注入技術(shù)就應(yīng)用在半導(dǎo)體器件的生產(chǎn)上。離子注入技術(shù)就是將某種元素的原子進行電離，并使其在電場中加速，獲得較高的速度后射入固體材料的表面，以該表這種材料表面的物理或者化學(xué)性能的一種技術(shù)。
[0003]隨著半導(dǎo)體工業(yè)的進步，半導(dǎo)體器件的特征尺寸和深度不斷縮小，特別是進入到65納米及以下節(jié)點，半導(dǎo)體器件本身所允許的閾值電壓Vt的變化范圍非常小，而離子注入劑量的準確性、均勻性等因素對半導(dǎo)體器件的閾值電壓會產(chǎn)生巨大的影響，例如，對于n-MOS器件而言，當(dāng)技術(shù)節(jié)點為65nm時，n_M0S器件要求其閾值電壓的精度要達到土 15mV，當(dāng)離子注入的角度改變1°時，n-MOS器件的閾值電壓將會出現(xiàn)15mV的變化；當(dāng)技術(shù)節(jié)點為45nm時，n_M0S器件要求其閾值電壓的精度要達到± 10mV，當(dāng)離子注入的角度改變1°時，n-MOS器件的閾值電壓將會出現(xiàn)21mV的變化；當(dāng)技術(shù)節(jié)點為32nm時，n-MOS器件要求其閾值電壓的精度要達到±5mV，當(dāng)離子注入的角度改變1°時，n-MOS器件的閾值電壓將會出現(xiàn)更加明顯的變化；這必將會影響半導(dǎo)體器件的性能。因此，為了保證半導(dǎo)體器件性能的穩(wěn)定性，在對其進行離子注入的時候要嚴格控制離子注入的角度。
[0004]為了實現(xiàn)對離子注入的劑量和角度進行控制，需要閉環(huán)控制系統(tǒng)對離子注入的角度進行實時的測量，由于離子注入時離子束會被掃描為具有一定長和寬度的離子束流，要實現(xiàn)對離子注入的角度進行實時準確的測量，需要同時對離子束長度和寬度兩個方向同時進行測量。在現(xiàn)有技術(shù)中，需要借助如圖1至圖2所示的兩套測量系統(tǒng)來完成上述測量過程。其中圖1為X方向檢測系統(tǒng)，適于對所注入離子束進行縱向的測量，由圖1可知，所述X方向檢測系統(tǒng)中包括若干個相互平行設(shè)置的梳狀檢測結(jié)構(gòu)12，由于離子束包括具有正電荷的大量導(dǎo)電雜質(zhì)離子，當(dāng)離子束進入所述梳狀檢測結(jié)構(gòu)12碰撞時，在梳狀檢測結(jié)構(gòu)12中將引起電子流動，即產(chǎn)生電流。當(dāng)梳狀檢測結(jié)構(gòu)12的傾斜角度與離子束的傾斜角度一致時，通過所述梳狀檢測結(jié)構(gòu)12內(nèi)的離子數(shù)就越多，即產(chǎn)生的電流最小。所述梳狀檢測結(jié)構(gòu)12構(gòu)成法拉第單元11，所述法拉第單元11與地線14電連接，所述法拉第單元11和所述地線14之間設(shè)有一安培表13。在使用的過程中，先將所述梳狀檢測結(jié)構(gòu)12朝向離子注入的方向，且保持所述梳狀檢測結(jié)構(gòu)12與注入截面相垂直；在進行離子注入時，不斷調(diào)整所法拉第單元11的偏轉(zhuǎn)角度，并記錄下來對應(yīng)于所述法拉第單元11不同偏轉(zhuǎn)角度下所述安培表13所測得的電流值。比較安培表13所測得的電流值，最小電流值時所述法拉第單元11偏轉(zhuǎn)的角度即為離子在縱向上注入的角度，并將所述信息反饋給相應(yīng)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)根據(jù)實際需要進行補償。圖2為Y方向檢測系統(tǒng)，適于對所注入離子束進行橫向的測量，由圖2可知，所述Y方向檢測系統(tǒng)包括一個可以移動的法拉第杯15和位于所述可以移動的法拉第杯15后方的三個固定法拉第杯16，此處的可移動的法拉第杯15和固定法拉第杯16的電流檢測原理均與所述梳狀檢測結(jié)構(gòu)12相同。當(dāng)離子注入時，所述可以移動的法拉第杯15可以水平移動，當(dāng)所述可以移動的法拉第杯15移動到某個位置時擋住了離子束，此時相應(yīng)的固定法拉第杯16檢測不到離子束，其連接的安培表測量到的電流值為零。又由于所述可以移動的法拉第杯15與所述固定法拉第杯16的偏移差d為定值，而所述可以移動的法拉第杯15此時移動的水平距離L也可以測量出來，根據(jù)公式a =tan-1(d/L)計算出所述離子束相對于水平方向的傾斜角度值。
[0005]在現(xiàn)有工藝中，對離子注入角度測量的時候需要借助兩個測試系統(tǒng)分別對橫向和縱向的注入角度分別進行測量，且在進行縱向測量時，需要不斷調(diào)整梳狀物的傾斜角度才能找到與離子束注入方向一致的角度，在進行橫向測量時，需要移動法拉第杯和輔助法拉第杯結(jié)合使用，并通過相應(yīng)的計算處理才能得出離子束注入的方向，整個操作過程比較復(fù)雜O
[0006]鑒于此，有必要設(shè)計一種新的離子注入角度測量裝置及離子注入系統(tǒng)用以解決上述技術(shù)問題。
實用新型內(nèi)容
[0007]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本實用新型的目的在于提供一種離子注入角度測量裝置及離子注入系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中不能同時對離子注入的不同方向同時進行測量，且測量過程復(fù)雜繁瑣的問題。
[0008]為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本實用新型提供一種離子注入角度測量裝置，所述離子注入角度測量裝置包括第一陣列結(jié)構(gòu)，所述第一陣列結(jié)構(gòu)中包括多個沿橫向分布的法拉第杯，所述法拉第杯包括開口端和底部，所述開口端均朝向所述離子束入射方向；所述法拉第杯自所述第一陣列結(jié)構(gòu)中間至兩側(cè)依次傾斜，使得兩相鄰法拉第杯之間形成相同角度的夾角；第二陣列結(jié)構(gòu)，所述第二陣列結(jié)構(gòu)中包括多個沿縱向分布的法拉第杯，所述法拉第杯包括開口端和底部，所述開口端均朝向所述離子束入射方向；所述法拉第杯自所述第二陣列結(jié)構(gòu)中間至兩側(cè)依次傾斜，使得兩相鄰法拉第杯之間形成相同角度的夾角；地線，與所述第一陣列結(jié)構(gòu)中的法拉第杯的底部和所述第二陣列結(jié)構(gòu)中的法拉第杯的底部電連接；多個安培表，分別位于所述每個法拉第杯與所述地線之間。
[0009]作為本實用新型的離子注入角度測量裝置的一種優(yōu)選方案，所述第一陣列結(jié)構(gòu)中的法拉第杯開口端自所述第一陣列結(jié)構(gòu)中間至兩側(cè)依次向兩側(cè)傾斜；所述第二陣列結(jié)構(gòu)中的法拉第杯開口端自所述第二陣列結(jié)構(gòu)中間至兩側(cè)依次向兩側(cè)傾斜。
[0010]作為本實用新型的離子注入角度測量裝置的一種優(yōu)選方案，所述第一陣列結(jié)構(gòu)中相鄰兩法拉第杯之間形成的夾角為0.05°?0.15° ;所述第二陣列結(jié)構(gòu)中相鄰兩法拉第杯之間形成的夾角為0.05°?0.15°。
[0011]作為本實用新型的離子注入角度測量裝置的一種優(yōu)選方案，所述第一陣列結(jié)構(gòu)中相鄰兩法拉第杯之間形成的夾角為0.1° ;所述第二陣列結(jié)構(gòu)中相鄰兩法拉第杯之間形成的夾角為0.1°。
[0012]作為本實用新型的離子注入角度測量裝置的一種優(yōu)選方案，所述離子注入角度測量裝置還包括一殼體，適于放置和固定所述第一陣列結(jié)構(gòu)中的法拉第杯和所述第二陣列結(jié)構(gòu)中的法拉第杯。
[0013]本實用新型還提供一種離子注入系統(tǒng)，所述離子注入系統(tǒng)至少包含產(chǎn)生離子束的離子源；掃描系統(tǒng)，位于所述離子源的下游，適于控制離子束注入的束寬和離子束注入的角度；離子注入角度測量裝置，所述離子注入角度測量裝置至少包括第一陣列結(jié)構(gòu)、第二陣列結(jié)構(gòu)、地線和多個安培表；其中，所述第一陣列結(jié)構(gòu)中包括多個沿橫向分布的法拉第杯，所述法拉第杯包括開口端和底部，所述開口端均朝向所述離子束入射方向；所述法拉第杯自所述第一陣列結(jié)構(gòu)中間至兩側(cè)依次傾斜，使得兩相鄰法拉第杯之間形成相同角度的夾角；所述第二陣列結(jié)構(gòu)中包括多個沿縱向分布的法拉第杯，所述法拉第杯包括開口端和底部，所述開口端均朝向所述離子束入射方向；所述法拉第杯自所述第二陣列結(jié)構(gòu)中間至兩側(cè)依次傾斜，使得兩相鄰法拉第杯之間形成相同角度的夾角；所述地線與所述第一陣列結(jié)構(gòu)中的法拉第杯的底部和所述第二陣列結(jié)構(gòu)中的法拉第杯的底部電連接；所述安培表分別位于所述每個法拉第杯與所述地線之間；控制系統(tǒng)，適于獲得所述離子注入角度測量裝置中安培表測得的電流，并根據(jù)所獲得的電流控制所述掃描系統(tǒng)進行角度補償。
[0014]作為本實用新型的離子注入系統(tǒng)的一種優(yōu)選方案，所述第一陣列結(jié)構(gòu)中的法拉第杯開口端自所述第一陣列結(jié)構(gòu)中間至兩側(cè)依次向兩側(cè)傾斜；所述第二陣列結(jié)構(gòu)中的法拉第杯開口端自所述第二陣列結(jié)構(gòu)中間至兩側(cè)依次向兩側(cè)傾斜。
[0015]作為本實用新型的離子注入系統(tǒng)的一種優(yōu)選方案，所述第一陣列結(jié)構(gòu)中相鄰兩法拉第杯之間形成的夾角為0.05°?0.15° ;所述第二陣列結(jié)構(gòu)中相鄰兩法拉第杯之間形成的夾角為0.05°?0.15。ο
[0016]作為本實用新型的離子注入系統(tǒng)的一種優(yōu)選方案，所述第一陣列結(jié)構(gòu)中相鄰兩法拉第杯之間形成的夾角為0.1° ;所述第二陣列結(jié)構(gòu)中相鄰兩法拉第杯之間形成的夾角為0.1。。
[0017]作為本實用新型的離子注入系統(tǒng)的一種優(yōu)選方案，所述離子注入角度測量裝置還包括一殼體，適于放置和固定所述第一陣列結(jié)構(gòu)中的法拉第杯和所述第二陣列結(jié)構(gòu)中的法拉第杯。
[0018]作為本實用新型的離子注入系統(tǒng)的一種優(yōu)選方案，所述離子注入系統(tǒng)還包括一質(zhì)譜分析儀，位于所述離子源和所述掃描系統(tǒng)之間，適于分開/提取具有限定質(zhì)量和/或電荷的咼子。
[0019]本實用新型的離子注入角度測量裝置及離子注入系統(tǒng)，具有以下有益效果:所述離子注入角度測量裝置包括多個分別沿橫向和沿縱向分布的法拉第杯，且相鄰法拉第杯之間形成有相同角度的夾角，所述離子注入角度測量裝置不需要其他操作即可以同時對離子束不同方向的注入角度進行測量，操作簡單，測量精度高；同時可以根據(jù)實際工藝的需要調(diào)整法拉第杯的數(shù)量及相鄰法拉第之間的夾角，提高測量的精確度；所述離子注入系統(tǒng)可以在所述離子注入角度測量裝置測量離子注入角度后實時地對離子注入角度進行調(diào)整補償。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1顯示為現(xiàn)有技術(shù)中的X傾斜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2顯示為現(xiàn)有技術(shù)中的Y傾斜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖3顯示為本實用新型的離子注入角度測量裝置的正視圖。
[0023]圖4顯示為本實用新型的離子注入角度測量裝置的俯視圖。
[0024]圖5顯示為本實用新型的離子注入系統(tǒng)的示意圖。
[0025]元件標號說明
[0026]11法拉第單元
[0027]12梳狀檢測結(jié)構(gòu)
[0028]13安培表
[0029]14地線
[0030]15可以移動的法拉第杯
[0031]16固定法拉第杯
[0032]2離子注入角度測量裝置
[0033]20第一陣列結(jié)構(gòu)
[0034]21法拉第杯
[0035]21a開口端
[0036]21b底部
[0037]22安培表
[0038]23地線
[0039]24第二陣列結(jié)構(gòu)
[0040]25殼體
[0041]3離子源
[0042]4質(zhì)譜分析儀
[0043]5掃描系統(tǒng)
[0044]6控制系統(tǒng)
[0045]7離子束
[0046]L可移動的法拉第杯水平方向移動的距離
[0047]d可移動的法拉第杯與固定法拉第杯的偏移差
[0048]α 兩相鄰法拉第杯之間的夾角
【具體實施方式】
[0049]以下通過特定的具體實例說明本實用新型的實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本實用新型的其他優(yōu)點與功效。本實用新型還可以通過另外不同的【具體實施方式】加以實施或應(yīng)用，本說明書中的各項細節(jié)也可以基于不同觀點與應(yīng)用，在沒有背離本實用新型的精神下進行各種修飾或改變。
[0050]請參閱圖3至圖5。須知，本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本實用新型可實施的限定條件，故不具技術(shù)上的實質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本實用新型所能產(chǎn)生的功效及所能達成的目的下，均應(yīng)仍落在本實用新型所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。同時，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本實用新型可實施的范圍，其相對關(guān)系的改變或調(diào)整，在無實質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當(dāng)亦視為本實用新型可實施的范疇。
[0051]請參閱圖3至圖4，本實用新型提供一種離子注入角度測量裝置，所述離子注入角度測量裝置2至少包括第一陣列結(jié)構(gòu)20，所述第一陣列結(jié)構(gòu)20中包括多個沿橫向分布的法拉第杯21，所述法拉第杯21包括開口端21a和底部21b，所述開口端21a均朝向所述離子束入射方向；所述法拉第杯21自所述第一陣列結(jié)構(gòu)20中間至兩側(cè)依次傾斜，使得兩相鄰法拉第杯20之間形成相同角度的夾角α ;第二陣列結(jié)構(gòu)24，所述第二陣列結(jié)構(gòu)24中包括多個沿縱向分布的法拉第杯21，所述法拉第杯21包括開口端2Ia和底部21b，所述開口端2Ia均朝向所述離子束入射方向；所述法拉第杯21自所述第二陣列結(jié)構(gòu)24中間至兩側(cè)依次傾斜，使得兩相鄰法拉第杯21之間形成相同角度的夾角α ;地線23，與所述第一陣列結(jié)構(gòu)20的法拉第杯21的底部21b和所述第二陣列結(jié)構(gòu)24中的法拉第杯21的底部21b電連接；多個安培表22，分別位于所述每個法拉第杯21與所述地線23之間。
[0052]具體的，請參閱圖3，所述第一陣列結(jié)構(gòu)20中的法拉第杯21開口端21a自所述第一陣列結(jié)構(gòu)20中間至兩側(cè)依次向兩側(cè)傾斜，使得相鄰兩法拉第杯21之間形成的夾角α為0.05°?0.15°，優(yōu)選地，本實施例中，所述兩相鄰法拉第杯21之間形成的夾角α為0.1° ;所述第二陣列結(jié)構(gòu)24中的法拉第杯21開口端21a自所述第二陣列結(jié)構(gòu)24中間至兩側(cè)依次向兩側(cè)傾斜，使得相鄰兩法拉第杯21之間形成的夾角α為0.05°?0.15°，優(yōu)選地，本實施例中，所述兩相鄰法拉第杯21之間形成的夾角α為0.1°。
[0053]具體的，請參閱圖4，所述離子注入角度測量裝置2還包括一殼體25，所述第一陣列結(jié)構(gòu)20中的法拉第杯21和所述第二陣列結(jié)構(gòu)24中的法拉第杯21均固定于所述殼體25內(nèi)。
[0054]所述離子注入角度測量裝置2的工作原理為:所述離子注入角度測量裝置2垂直置于目標晶圓(未示出)附近的離子束路徑上，且法拉第杯21的開口端21a朝向離子注入的方向，當(dāng)離子束入射至所述離子注入角度測量裝置2時，所述離子束中的離子就會進入法拉第杯21的開口 21a，此時，與每個法拉第杯21底部相連接的安培表22會測得每個法拉第杯21產(chǎn)生的電流值。由于所述離子注入角度測量裝置2的第一陣列結(jié)構(gòu)20和第二陣列結(jié)構(gòu)24中的法拉第杯21具有不同的傾斜角度，無論在橫向還是在縱向，當(dāng)離子束與所述法拉第杯21相平行時，入射至與其入射方向相平行的法拉第杯21內(nèi)的離子最多，此時對應(yīng)的安培表22的讀數(shù)為最大。因此，根據(jù)每個安培表22的讀數(shù)，分別找到第一陣列結(jié)構(gòu)20和第二陣列結(jié)構(gòu)24中與讀數(shù)最大的安培表22相連接的法拉第杯21，根據(jù)法拉第杯21所傾斜的角度，即可以得出離子注入的角度值。
[0055]請參閱圖5，本實用新型還提供一種離子注入系統(tǒng)，結(jié)合圖3和圖4可知，所述離子注入系統(tǒng)包括:產(chǎn)生離子束7的離子源3 ;掃描系統(tǒng)5，位于所述離子源3的下游，適于控制離子束7注入的束寬和離子束7注入的角度；質(zhì)譜分析儀4，位于所述離子源3和所述掃描系統(tǒng)5之間，適于分開/提取具有限定質(zhì)量和/或電荷的離子；離子注入角度測量裝置2，所述離子注入角度測量裝置2至少包括第一陣列結(jié)構(gòu)20，所述第一陣列結(jié)構(gòu)20中包括多個沿橫向分布的法拉第杯21，所述法拉第杯21包括開口端21a和底部21b，所述開口端21a均朝向所述離子束入射方向；所述法拉第杯21自所述第一陣列結(jié)構(gòu)20中間至兩側(cè)依次傾斜，使得兩相鄰法拉第杯20之間形成相同角度的夾角α ;第二陣列結(jié)構(gòu)24，所述第二陣列結(jié)構(gòu)24中包括多個沿縱向分布的法拉第杯21，所述法拉第杯21包括開口端21a和底部21b，所述開口端21a均朝向所述離子束入射方向；所述法拉第杯21自所述第二陣列結(jié)構(gòu)24中間至兩側(cè)依次傾斜，使得兩相鄰法拉第杯21之間形成相同角度的夾角α ;地線23，與所述第一陣列結(jié)構(gòu)20的法拉第杯21的底部21b和所述第二陣列結(jié)構(gòu)24中的法拉第杯21的底部21b電連接；多個安培表22，分別位于所述每個法拉第杯21與所述地線23之間；控制系統(tǒng)6，適于獲得所述離子注入角度測量裝置2中安培表22測得的電流，并根據(jù)所獲得的電流控制所述掃描系統(tǒng)5進行角度補償。
[0056]具體的，請結(jié)合圖3，所述第一陣列結(jié)構(gòu)20中的法拉第杯21開口端21a自所述第一陣列結(jié)構(gòu)20中間至兩側(cè)依次向兩側(cè)傾斜，使得相鄰兩法拉第杯21之間形成的夾角α等于所述掃描系統(tǒng)5進行角度補償?shù)淖钚≈担瑑?yōu)選地，本實施例中，所述兩相鄰法拉第杯21之間形成的夾角α為0.05°?0.15° ;更為優(yōu)選地，本實施例中，所述兩相鄰法拉第杯21之間形成的夾角α為0.1° ;所述第二陣列結(jié)構(gòu)24中的法拉第杯21開口端21a自所述第二陣列結(jié)構(gòu)24中間至兩側(cè)依次向兩側(cè)傾斜，使得相鄰兩法拉第杯21之間形成的夾角α等于所述掃描系統(tǒng)5進行角度補償?shù)淖钚≈?，?yōu)選地，本實施例中，所述兩相鄰法拉第杯21之間形成的夾角α為0.05°?0.15° ;更為優(yōu)選地，本實施例中，所述兩相鄰法拉第杯21之間形成的夾角α為0.1°。在現(xiàn)有的技術(shù)中，所述掃描系統(tǒng)5進行角度補償?shù)淖钚≈禐?.1°，將所述兩相鄰法拉第杯21之間形成的夾角α均設(shè)為0.1°，所述兩相鄰法拉第杯21之間的夾角與所述掃描系統(tǒng)5進行角度補償?shù)淖钚≈狄恢拢谒鰭呙柘到y(tǒng)5能夠?qū)崿F(xiàn)自動補償?shù)那疤嵯?，使得測量的精度達到最大；若所述兩相鄰法拉第杯21的夾角小于所述掃描系統(tǒng)5角度補償?shù)淖钚≈?，則所述掃描系統(tǒng)5根據(jù)角度偏差實現(xiàn)角度補償；若所述兩相鄰法拉第杯21的夾角大于所述掃描系統(tǒng)5角度補償?shù)淖钚≈?，則測量的精度不夠高，不能實現(xiàn)對離子注入角度最大精度的控制。
[0057]具體的，請結(jié)合圖4，所述離子注入角度測量裝置2還包括一殼，25，所述第一陣列結(jié)構(gòu)20中的法拉第杯21和所述第二陣列結(jié)構(gòu)24中的法拉第杯21均固定于所述殼體25內(nèi)。
[0058]所述離子注入系統(tǒng)的工作原理為:所述離子源3產(chǎn)生離子束7，并使所述離子束7投向所述質(zhì)譜分析儀4，所述質(zhì)譜分析儀4分開/提取具有限定質(zhì)量和/或電荷的離子，并將提取后的離子束7投向所述掃描系統(tǒng)5，所述掃描系統(tǒng)5將入射的離子束7拉伸轉(zhuǎn)換為具有一定束寬和入射角度的離子束7并投向所述離子注入角度測量裝置2，所述離子注入角度測量裝置2對入射的離子束7進行X/縱向的角度測量，并將所測量的結(jié)果反饋至所述控制系統(tǒng)6，所述控制系統(tǒng)6將測得的入射角度值與預(yù)先設(shè)定的入射角度值進行比對，并根據(jù)實際情況控制所述掃描系統(tǒng)5進行角度糾正補償，已達到預(yù)定的注入效果。
[0059]綜上所述，本實用新型提供一種離子注入角度測量裝置和離子注入系統(tǒng)，所述離子注入角度測量裝置包括多個分別沿橫向和沿縱向分布的法拉第杯，且相鄰法拉第杯之間形成有相同角度的夾角，所述離子注入角度測量裝置不需要其他操作即可以同時對離子束不同方向的注入角度進行測量，操作簡單，測量精度高；同時可以根據(jù)實際工藝的需要調(diào)整法拉第杯的數(shù)量及相鄰法拉第之間的夾角，提高測量的精確度；所述離子注入系統(tǒng)可以在所述離子注入角度測量裝置測量離子注入角度后實時地對離子注入角度進行調(diào)整補償。
[0060]上述實施例僅例示性說明本實用新型的原理及其功效，而非用于限制本實用新型。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本實用新型的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識者在未脫離本實用新型所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本實用新型的權(quán)利要求所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1.一種離子注入角度測量裝置，適于測量離子束注入的角度，其特征在于，所述離子注入角度測量裝置至少包括: 第一陣列結(jié)構(gòu)，所述第一陣列結(jié)構(gòu)中包括多個沿橫向分布的法拉第杯，所述法拉第杯包括開口端和底部，所述開口端均朝向所述離子束入射方向；所述法拉第杯自所述第一陣列結(jié)構(gòu)中間至兩側(cè)依次傾斜，使得兩相鄰法拉第杯之間形成相同角度的夾角； 第二陣列結(jié)構(gòu)，所述第二陣列結(jié)構(gòu)中包括多個沿縱向分布的法拉第杯，所述法拉第杯包括開口端和底部，所述開口端均朝向所述離子束入射方向；所述法拉第杯自所述第二陣列結(jié)構(gòu)中間至兩側(cè)依次傾斜，使得兩相鄰法拉第杯之間形成相同角度的夾角； 地線，與所述第一陣列結(jié)構(gòu)中的法拉第杯的底部和所述第二陣列結(jié)構(gòu)中的法拉第杯的底部電連接； 多個安培表，分別位于所述每個法拉第杯與所述地線之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子注入角度測量裝置，其特征在于:所述第一陣列結(jié)構(gòu)中的法拉第杯開口端自所述第一陣列結(jié)構(gòu)中間至兩側(cè)依次向兩側(cè)傾斜；所述第二陣列結(jié)構(gòu)中的法拉第杯開口端自所述第二陣列結(jié)構(gòu)中間至兩側(cè)依次向兩側(cè)傾斜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子注入角度測量裝置，其特征在于:所述第一陣列結(jié)構(gòu)中相鄰兩法拉第杯之間形成的夾角為0.05°?0.15° ;所述第二陣列結(jié)構(gòu)中相鄰兩法拉第杯之間形成的夾角為0.05°?0.15°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子注入角度測量裝置，其特征在于:所述第一陣列結(jié)構(gòu)中相鄰兩法拉第杯之間形成的夾角為0.1° ;所述第二陣列結(jié)構(gòu)中相鄰兩法拉第杯之間形成的夾角為0.1°。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子注入角度測量裝置，其特征在于:還包括一殼體，適于放置和固定所述第一陣列結(jié)構(gòu)中的法拉第杯和所述第二陣列結(jié)構(gòu)中的法拉第杯。
6.一種離子注入系統(tǒng)，其特征在于:所述離子注入角度測量裝置至少包括: 產(chǎn)生離子束的離子源； 掃描系統(tǒng)，位于所述離子源的下游，適于控制離子束注入的束寬和離子束注入的角度； 離子注入角度測量裝置，所述離子注入角度測量裝置至少包括第一陣列結(jié)構(gòu)、第二陣列結(jié)構(gòu)、地線和多個安培表；其中，所述第一陣列結(jié)構(gòu)中包括多個沿橫向分布的法拉第杯，所述法拉第杯包括開口端和底部，所述開口端均朝向所述離子束入射方向；所述法拉第杯自所述第一陣列結(jié)構(gòu)中間至兩側(cè)依次傾斜，使得兩相鄰法拉第杯之間形成相同角度的夾角；所述第二陣列結(jié)構(gòu)中包括多個沿縱向分布的法拉第杯，所述法拉第杯包括開口端和底部，所述開口端均朝向所述離子束入射方向；所述法拉第杯自所述第二陣列結(jié)構(gòu)中間至兩側(cè)依次傾斜，使得兩相鄰法拉第杯之間形成相同角度的夾角；所述地線與所述第一陣列結(jié)構(gòu)中的法拉第杯的底部和所述第二陣列結(jié)構(gòu)中的法拉第杯的底部電連接；所述安培表分別位于所述每個法拉第杯與所述地線之間； 控制系統(tǒng)，適于獲得所述離子注入角度測量裝置中安培表測得的電流，并根據(jù)所獲得的電流控制所述掃描系統(tǒng)進行角度補償。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的離子注入系統(tǒng)，其特征在于:所述第一陣列結(jié)構(gòu)中的法拉第杯開口端自所述第一陣列結(jié)構(gòu)中間至兩側(cè)依次向兩側(cè)傾斜；所述第二陣列結(jié)構(gòu)中的法拉第杯開口端自所述第二陣列結(jié)構(gòu)中間至兩側(cè)依次向兩側(cè)傾斜。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的離子注入系統(tǒng)，其特征在于:所述第一陣列結(jié)構(gòu)中相鄰兩法拉第杯之間形成的夾角為0.05°?0.15° ;所述第二陣列結(jié)構(gòu)中相鄰兩法拉第杯之間形成的夾角為0.05°?0.15。。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的離子注入系統(tǒng)，其特征在于:所述第一陣列中相鄰兩法拉第杯之間形成的夾角為0.1° ;所述第二陣列中相鄰兩法拉第杯之間形成的夾角為0.1°。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的離子注入系統(tǒng)，其特征在于:所述離子注入角度測量裝置還包括一殼體，適于放置和固定所述第一陣列結(jié)構(gòu)中的法拉第杯和所述第二陣列結(jié)構(gòu)中的法拉第杯。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的離子注入系統(tǒng)，其特征在于:還包括一質(zhì)譜分析儀，位于所述離子源和所述掃描系統(tǒng)之間，適于分開/提取具有限定質(zhì)量和/或電荷的離子。
【文檔編號】H01L21/66GK204230207SQ201420585667
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年10月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月10日
【發(fā)明者】王錦喆 申請人:中芯國際集成電路制造(北京)有限公司