專利名稱：一種離子源自動(dòng)引束方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件制造控制方法，尤其涉及一種離子源自動(dòng)引束方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有半導(dǎo)體集成電路制造技術(shù)中，隨著半導(dǎo)體集成電路技術(shù)的發(fā)展，集成度越來(lái)越高，電路規(guī)模越來(lái)越大，電路中單元器件尺寸越來(lái)越小，對(duì)各半導(dǎo)體工藝設(shè)備提出了更高的要求。
離子注入機(jī)作為半導(dǎo)體離子摻雜工藝線的關(guān)鍵設(shè)備之一，也提出了很高的要求。離子注入機(jī)必須根據(jù)注入工藝要求自動(dòng)引束并完成注入工藝，離子源自動(dòng)引束方法是保證束流重復(fù)性、穩(wěn)定性、安全性的重要保證。因此離子注入機(jī)迫切需要一種速度快、成功率高、能滿足工藝要求的自動(dòng)引束方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對(duì)離子注入機(jī)的自動(dòng)引束要求，提出一種離子源自動(dòng)引束方法，從而保證離子注入機(jī)可以根據(jù)工藝菜單自動(dòng)快速引出優(yōu)質(zhì)束流。
本發(fā)明通過(guò)以下方案實(shí)現(xiàn)一種離子源自動(dòng)引束方法，包括如下步驟(1)燈絲加熱、穩(wěn)定將燈絲電源和陽(yáng)極電源電壓加至設(shè)定的數(shù)值，等待離子源真空穩(wěn)定并達(dá)到送氣真空標(biāo)準(zhǔn)；(2)送氣開(kāi)啟注入元素相應(yīng)的送氣閥門及總送氣閥門，同時(shí)開(kāi)啟相應(yīng)的流量計(jì)，并檢測(cè)壓力，等待1分鐘后，觀察流量的變化變化小于5％，穩(wěn)定后進(jìn)入啟弧的過(guò)程；(3)啟弧設(shè)置離子源部分的偏置電源，調(diào)節(jié)送氣量，獲得穩(wěn)定的弧流；(4)分析器調(diào)整計(jì)算出分析器電流值，設(shè)置并調(diào)整分析器電流在測(cè)束杯獲得穩(wěn)定的極大值電流；(5)束流優(yōu)化根據(jù)元素種類和分析光欄的物理特性，調(diào)整弧流、送氣量、分析光欄使得測(cè)束杯束流進(jìn)入設(shè)置的范圍。
本發(fā)明具有如下顯著優(yōu)點(diǎn)1.可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)引束，無(wú)需人工干預(yù)；2.自動(dòng)引束成功率高；3.束流重復(fù)性好；4.引束速度快。


圖1為本發(fā)明的大傾角離子注入機(jī)離子源自動(dòng)引束原理框2為本發(fā)明的總流程3為本發(fā)明的燈絲加熱穩(wěn)定流程4為本發(fā)明的送氣流程5為本發(fā)明的啟弧流程6為本發(fā)明的分析器調(diào)整流程7為本發(fā)明的束流優(yōu)化流程圖
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述參考圖1控制系統(tǒng)14根據(jù)分析器部分12出口的測(cè)束杯13反饋值，調(diào)節(jié)大傾角離子注入機(jī)的離子源部分11和分析器部分12，使得測(cè)束杯13反饋值進(jìn)入設(shè)置的范圍中，從而保證整個(gè)引束的重復(fù)性和高成功率。
如圖2所述為離子源自動(dòng)引束總流程步驟21開(kāi)始后，步驟22燈絲加熱、穩(wěn)定，然后執(zhí)行步驟23送氣，再執(zhí)行步驟24啟弧、步驟25分析器調(diào)整、再進(jìn)行步驟26束流優(yōu)化，最后進(jìn)入步驟27，離子源自動(dòng)引束過(guò)程結(jié)束。
下面詳細(xì)描述離子源自動(dòng)引束方法的各步驟流程如圖3所示為燈絲加熱穩(wěn)定流程圖步驟31開(kāi)始后，步驟32開(kāi)啟燈絲電源，陽(yáng)極電源，偏置電源，將弧壓參數(shù)、燈絲電流參數(shù)、源磁場(chǎng)參數(shù)、偏置電壓、引出電極位置、引出電壓、引出抑制電壓、分析器電流等參數(shù)預(yù)制到控制系統(tǒng)中，并設(shè)置弧流。步驟33延時(shí)k1毫秒，k1為設(shè)置值。然后步驟34判斷離子源真空值是否優(yōu)于送氣標(biāo)準(zhǔn)。如果是則轉(zhuǎn)入步驟38開(kāi)啟源磁場(chǎng)電源電流至設(shè)定值，步驟39燈絲加熱穩(wěn)定步驟結(jié)束。如步驟34判斷為否，則進(jìn)入步驟35，再判斷離子源真空值是否大于1.0E-3pa，如否返回步驟33，如是進(jìn)入步驟36關(guān)閉燈絲電源，因關(guān)閉燈絲電源后不能立即開(kāi)啟，故延時(shí)k2毫秒，k2為設(shè)置值，再返回步驟32。
如圖4所示，為送氣流程圖步驟41開(kāi)始后，步驟42開(kāi)啟注入元素相應(yīng)的送氣閥門及總送氣閥門，設(shè)定流量計(jì)為初始值；然后步驟43開(kāi)啟注入元素對(duì)應(yīng)的氣瓶及相應(yīng)的截至閥門；步驟44檢測(cè)送氣壓力，等待1分鐘后，觀察流量的變化變化小于5％，穩(wěn)定后進(jìn)入步驟45結(jié)束送氣過(guò)程。
如圖5所示，為啟弧流程圖步驟51開(kāi)始后，進(jìn)入步驟52設(shè)置相關(guān)子控制器，通過(guò)控制系統(tǒng)設(shè)置離子源部分的偏置電源，步驟53延時(shí)，并等待系統(tǒng)穩(wěn)定，進(jìn)入步驟54判斷弧流是否大于k3mA，其中k3為設(shè)定值。如果是，則步驟59，判斷離子源真空是否正常，如正常，則步驟60結(jié)束。如否在步驟58出錯(cuò)退出。如步驟54判斷為否，則步驟55，調(diào)節(jié)送氣量和源磁場(chǎng)，再進(jìn)入步驟56，延時(shí)，并等待系統(tǒng)穩(wěn)定，進(jìn)入步驟57，再判斷離子源真空是否正常，如正常，則返回步驟54，如不正常，則進(jìn)入步驟58出錯(cuò)退出。
如圖6所示，為分析器調(diào)整流程圖步驟61開(kāi)始后，步驟62設(shè)置分析器調(diào)整相關(guān)子控制器，步驟63，計(jì)算并設(shè)置分析器電源電流為I。
為了快速調(diào)整分析器，必須保證計(jì)算出的分析器初始電流值接近最佳值，根據(jù)試驗(yàn)和物理模型可知分析器電源電流滿足下述公式I＝k*(mv/q)1/2...................................(1)其中，m為注入元素的質(zhì)量數(shù)，v為引出電壓q為注入元素的電荷數(shù)k為固定常數(shù)根據(jù)公式(1)可以快速計(jì)算出所需的分析器電流。
步驟64設(shè)置分析器電流從I-2％變化到I+2％。然后步驟65分析器電流設(shè)置為測(cè)束杯獲得極大穩(wěn)定電流時(shí)對(duì)應(yīng)的分析器電源電流值，然后步驟66，分析器調(diào)整步驟結(jié)束。
如圖7所示，為束流優(yōu)化流程圖步驟71開(kāi)始后，步驟72判斷測(cè)束杯束流是否進(jìn)入指定范圍，如是，則進(jìn)入步驟76束流優(yōu)化步驟結(jié)束。如步驟72判斷為否，則依次進(jìn)入步驟73調(diào)節(jié)弧流值、步驟74調(diào)節(jié)送氣量，步驟75調(diào)節(jié)分析光欄，再返回步驟72。
本發(fā)明的特定實(shí)施例已對(duì)發(fā)明內(nèi)容做了詳盡說(shuō)明。對(duì)本領(lǐng)域一般技術(shù)人員而言，在不背離本發(fā)明原理的前提下對(duì)它所做的任何顯而易見(jiàn)的改動(dòng)，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
1.一種離子源自動(dòng)引束方法，包括如下步驟(1)燈絲加熱、穩(wěn)定將燈絲電源和陽(yáng)極電源電壓加至設(shè)定的數(shù)值，等待離子源真空穩(wěn)定并達(dá)到送氣真空標(biāo)準(zhǔn)；(2)送氣開(kāi)啟注入元素相應(yīng)的送氣閥門及總送氣閥門，同時(shí)開(kāi)啟相應(yīng)的流量計(jì)，并檢測(cè)壓力，等待1分鐘后，觀察流量的變化變化小于5％，穩(wěn)定后進(jìn)入啟弧的過(guò)程；(3)啟弧設(shè)置離子源部分的偏置電源，調(diào)節(jié)送氣量，獲得穩(wěn)定的弧流；(4)分析器調(diào)整計(jì)算出分析器電流值，設(shè)置并調(diào)整分析器電流在測(cè)束杯獲得穩(wěn)定的極大值電流；(5)束流優(yōu)化根據(jù)元素種類和分析光欄的物理特性，調(diào)整弧流、送氣量、分析光欄使得測(cè)束杯束流進(jìn)入設(shè)置的范圍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子源自動(dòng)引束方法，其特征在于分析器電源電流I滿足下述公式I＝k*(mv/q)1/2，其中，m為注入元素的質(zhì)量數(shù)，v為引出電壓，q為注入元素的電荷數(shù)，k為固定常數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種離子源自動(dòng)引束方法，包括如下步驟(1)燈絲加熱、穩(wěn)定將燈絲電源和陽(yáng)極電源電壓加至設(shè)定的數(shù)值，等待離子源真空穩(wěn)定并達(dá)到送氣真空標(biāo)準(zhǔn)；(2)送氣開(kāi)啟注入元素相應(yīng)的送氣閥門及總送氣閥門，同時(shí)開(kāi)啟相應(yīng)的流量計(jì)，并檢測(cè)壓力，觀察流量的變化，穩(wěn)定后進(jìn)入啟弧的過(guò)程；(3)啟弧設(shè)置離子源部分的偏置電源，調(diào)節(jié)送氣量，獲得穩(wěn)定的弧流；(4)分析器調(diào)整計(jì)算出分析器電流值，設(shè)置并調(diào)整分析器電流在測(cè)束杯獲得穩(wěn)定的極大值電流；(5)束流優(yōu)化根據(jù)元素種類和分析光欄的物理特性，調(diào)整弧流、送氣量、分析光欄使得測(cè)束杯束流進(jìn)入設(shè)置的范圍。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)引束，無(wú)需人工干預(yù)；引束速度快。
文檔編號(hào)H01J37/317GK1862758SQ20061007296
公開(kāi)日2006年11月15日 申請(qǐng)日期2006年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月7日
發(fā)明者羅宏洋, 孫勇, 孫雪平, 戴習(xí)毛 申請(qǐng)人:北京中科信電子裝備有限公司