[发明专利]一种改善带状离子束均匀性的装置

说明书

技术领域

本发明涉及到半导体集成电路制造领域，尤其涉及到一种改善带状离子束均匀性的装置。

背景技术

近年来，利用高能量的束流(电子束、离子束、激光束)进行金属材料表面改性的方法得到了迅速发展，利用电子束提供所需要的离子束流正成为当前引人注目的技术之一。在电子工业中，离子注入成为了微电子工艺中的一种重要的掺杂技术，也是改善金属等材料特性的一个重要手段。所谓离子注入法即离子源产生的离子束与电子发射枪提供的电子束在真空、低温、电场、磁场的条件下，其中的电子与离子发生激烈的碰撞，产生我们所需要注入的离子束流，并经过加速或者减速以及改变运动轨迹后直接进入半导体中，从而改变半导体的特性。

随着集成度的不断提高，注入次数不断增加，对离子注入机的综合要求也越来越高，当前离子注入机(如图1)所配置的电子枪是是单体双发射电子枪3＇，并安装在带状离子束1＇的上侧，单侧的电子束2＇注入使其与离子源产生的离子束接触的面积过小，使离子束均匀性过差，产生我们所需要的离子束流效率较低，不能满足大规模集成电路的设计要求。

中国专利(CN103489742U)公开了一种超宽带状离子束产生装置及离子注入机。为了解决现有的超宽离子束的均匀性较差的问题，所述超宽带状离子束产生装置包括离子质量分析磁铁、分析光栏和离子束聚焦磁铁；所述离子质量分析磁铁具有斑状离子束穿过的空间；所述分析光栏具有从所述离子质量分析磁铁出来的汇聚的带状离子束穿行的空间；所述离子束聚焦磁铁具有从所述分析光栏出来的带状离子束穿行的空间；所述离子质量分析磁铁产生第一磁场，所述离子束聚焦磁铁产生第二磁场，所述第二磁场与所述第一磁场方向垂直。本发明在现有斑状离子源的基础上产生超宽带状离子束，并且达到质量分析的目的，并保证整个带状离子束宽度上不变。

中国专利(CN102983048U)公开了一种束流调节装置及离子注入系统。该束流调节装置包括至少一对磁性杆，每对磁性杆中的两个磁性杆相互对置、且该两个磁性杆的相互对置的两端极性相反。本发明能够利用结构简单可靠且成本较低的束流调节装置实现对离子束的调节，尤其是对离子束的均匀性调节。

上述两项专利均公开了一种通过磁场调节带状离子束的均匀性的方案，通过该方案可以有效的提高产品的良率，但是上述两项专利并不能快速的解决电子束中的电子与离子束中的离子发生碰撞几率增大的问题，导致离子束均匀性较小并且产生所需要的离子束流效率较差。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供了一种改善带状离子束均匀性的装置，该装置可以有效的改善注入机带状离子束的均匀性，提高离子束流的产生效率并进一步的提高产品的良率。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种改善带状离子束均匀性的装置，其特征在于，所述装置包括：

一单体双发射电子枪，所述单体双发射电子枪设置于一带状离子束的上侧；

一单电子枪，所述单电子枪设置于所述单体双发射电子枪的相向位置并位于所述带状离子束下侧；

其中，所述带状离子束由一离子注入机的离子源产生，通过带状离子束上侧的单体双发射电子枪与下侧的单电子枪共同发射电子束，使电子束中的电子均匀附在所述带状离子束周围。

上述的一种改善带状离子束均匀性的装置，其中，所述单体双发射电子枪包括两个电子束发射装置，两个电子束发射装置位于所述带状离子束的纵向中心线的左右两侧。

上述的一种改善带状离子束均匀性的装置，其中，所述单电子枪位于所述纵向中心线上。

上述的一种改善带状离子束均匀性的装置，其中，所述单体双发射电子枪的两个电子束发射装置位于同一水平面上。

上述的一种改善带状离子束均匀性的装置，其中，所述单体双发射电子枪的两个电子束发射装置中均设置有电子束发射口，且所述单电子枪中也设置有电子束发射口。

上述的一种改善带状离子束均匀性的装置，其中，所述单体双发射电子枪的电子束发射口与所述单电子枪的电子束发射口均朝向所述离子束设置。

上述的一种改善带状离子束均匀性的装置，其中，所述单电子枪的电子束发射口到所述带状离子束的距离和所述单体双发射电子枪的电子束发射口到所述带状离子束的距离相等。

上述技术方案具有如下优点或者有益效果：