一种原子筛除装置，用于半导体制造工艺的离子注入工序，其包括第一原子筛除模块和第二原子筛除模块。第一原子筛除模块包括扇形质量分析器，第二原子筛除模块包括第一电极板对、第二电极板对、第一驱动器和第二驱动器。扇形质量分析器筛除偏转半径大于扇形质量分析器的外侧壁或小于扇形质量分析器的内侧壁的元素，第二原子筛除模块筛除偏转半径介于扇形质量分析器的外侧壁与内侧壁之间的元素。从而筛除与用于离子注入的离子具相近原子量或其同位素的元素，提高高端制程的离子注入工序的良率，同时对离子束起到汇聚的作用，也减少二次电子和辐射。电子和辐射。电子和辐射。
【技术实现步骤摘要】
用于离子注入工序的原子筛除装置
[0001]本申请涉及一种半导体制造工艺的离子注入工序的原子筛除装置，尤其涉及一种能够筛除与离子注入工序中注入基材离子束的原子量相近或为其同位素原子的原子筛除装置。
技术介绍
[0002]在半导体制造工艺中，离子掺杂是形成半导体部件PN接面的重要工序，离子掺杂是由离子注入工序完成。在离子注入工序中，由于其是在高温和高压的环境下进行，因此环境或设备的多种元素会析出而且混入用于离子注入工序的离子束中，这会影响离子注入工序的质量。现有的解决方案是使离子束穿过质量分析器，质量分析器的磁场与离子束的电荷作用而产生洛伦兹力而使离子偏转，从而筛除非用于离子注入工序的元素。
[0003]但是对于原子量与用于离子注入工序的元素相近或其同位素的非用于离子注入的原子却不易由质量分析器筛除。在早期中低端制程，这些元素对良率影响不大，但是随着高端制程(10nm以下)逐渐发展，这些原子量相近或其同位素的原子会相当程度地影响制程的良率，因此如何筛除这些元素已成为高端制程的重要技术问题。
技术实现思路
[0004]本申请实施例提供一种用于离子注入工序的原子筛除装置，其能够筛除与用于离子注入工序的离子束具有相近原子量或其同位素的元素，从而提高高端制程的离子注入工序的良率。
[0005]为了解决上述技术问题，本申请通过以下方式提供解决方案：
[0006]本申请实施例公开一种原子筛除装置，用于半导体制造工艺的离子注入工序，其包括：第一原子筛除模块和第二原子筛除模块。第一原子筛除模块包括扇形质量分析器，扇形质量分析器包括相对于圆心呈现圆弧状外侧壁和内侧壁，外侧壁与内侧壁相对设置且在两端分别形成入口端部和出口端部，第二原子筛除模块包括第一电极板对和第二电极板对，第一电极板对和第二电极板对可移动地设置在靠近扇形质量分析器的出口端部。其中,离子束从入口端部进入扇形质量分析器,第一原子筛除模块的扇形质量分析器筛除部分的离子,而且第二原子筛除模块的第一电极板对和第二电极板对筛除从出口端部离开扇形质量分析器的部分的离子。
[0007]位于出口端部的外侧壁与圆心间具有第一距离为D1，位于出口端部的内侧壁与圆心的第二距离为D0，第一距离与第二距离的差为第一差值L，D1‑
D0＝L。离子束从入口端部进入扇形质量分析器，离子束从所述入口端部进入所述扇形质量分析器且具有偏转半径R，偏转半径与第二距离D0的差值为第二差值D，R
‑
D0＝D，且第一原子筛除模块筛除离子束中其第二差值D>L或D<0的离子。
[0008]第一电极板对能够在与出口端部的内侧壁距离L与L/2间的位置移动，第二电极板对能够在在与出口端部的内侧壁距离L/2与0间的位置移动。离子束中其第二差值L>D>L/2
的离子从出口端部离开扇形质量分析器且由第一电极板对筛除，离子束中其第二差值L/2>D>0的离子从出口端部离开扇形质量分析器且由第二电极板对筛除。
[0009]第一电极板对包括第一近端电极板和第一远端电极板，第一近端电极板比第一远端电极板靠近扇形质量分析器的出口端部，第二电极板对包括第二近端电极板和第二远端电极板，第二近端电极板比第二远端电极板靠近扇形质量分析器的出口端部。
[0010]可选的，在一些实施例中，第一近端电极板的电位低于第一远端电极板的电位，第二近端电极板的电位低于第二远端电极板的电位。
[0011]可选的，在一些实施例中，第一近端电极板的电位等于第二近端电极板的电位，且第一远端电极板的电位等于第二远端电极板的电位。
[0012]可选的，在一些实施例中，第一近端电极板、第一远端电极板、第二近端电极板和第二远端电极板是石墨板。
[0013]可选的，在一些实施例中，第一近端电极板和第一远端电极板的长度都大于L/2，且第二近端电极板和第二远端电极板的长度都大于L/2。
[0014]可选的，在一些实施例中，原子筛除装置还包括质谱分析单元，质谱分析单元根据离子束电流强度与离子束的元素质量分布得出有待于第二原子筛除模块筛除的元素的原子量。
[0015]可选的，在一些实施例中，原子筛除装置还包括计算控制单元，计算控制单元根据质谱分析单元提供的待筛除元素的原子量计算出待筛除元素的离子相对于圆心的偏转半径R，且计算偏转半径R与第二距离D0的第二差值D，而且比较第二差值D与第一差值L以产生控制信号，选择驱动第一驱动器使第一电极板对移动或驱动第二驱动器使第二电极板对移动。
[0016]可选的，在一些实施例中，计算控制单元还根据待筛除元素的离子进入入口端部的速度、扇形质量分析器的磁通量和待筛除元素的离子电荷计算出相对于圆心的偏转半径R。
[0017]可选的，在一些实施例中，还包括第一驱动器和第二驱动器,第一驱动器驱动第一电极板对移动,第二驱动器驱动所述第二电极板对移动,第一驱动器包括第一步进电机和第一编码器，第二驱动器包括第二步进电机和第二编码器，第一编码器侦测第一步进电机的转动角度，第二编码器侦测第二步进电机的转动角度。
[0018]本申请原子筛除装置通过设置第二原子筛除模块，使用第一电极对筛除偏转半径R与第二距离D0的第二差值D在L与L/2之间的元素，而使用第二电极对筛除偏转半径R与第二距离D0的第二差值D在L/2与0之间的元素，从而筛除与用于离子注入的离子具相近原子量或其同位素的元素，同时对离子束起到汇聚的作用，也减少二次电子和辐射。
附图说明
[0019]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0020]图1是本申请一实施例的原子筛除装置的主要结构的示意图；
[0021]图2是本申请一实施例的原子筛除装置的系统方框图；
[0022]图3是具有不同元素的离子束通过扇形质量分析器后记录离子束电流与元素质量
的关系图；
[0023]图4是利用本申请的原子筛除装置筛除元素的流程图。
[0024]1原子筛除装置；10第一原子筛除模块；11扇形质量分析器；20第二原子筛除模块；21第一电极板对；22第二电极板对；23第一驱动器；24第二驱动器；30质谱分析单元；40计算控制单元；60选择单元；70信号放大器；111外侧壁；112内侧壁；113入口端部；114出口端部；211第一近端电极板；212第一远端电极板；221第二近端电极板；222第二远端电极板；231第一步进电机；232第一编码器；241第二步进电机；242第二编码器；2311齿轮；2312齿条；2313绝缘结构；2411齿轮；2412齿条；2413绝缘结构；D第二差值；D1第一距离；D0第二距离；L第一差值；O圆心；P1第一峰值；P2第二峰值；P3第三峰值；R偏转半径
具体实施方式
[0025]下面将结合本申请实施例中的附图，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种原子筛除装置(1)，用于半导体制造工艺的离子注入工序，其特征在于，包括：第一原子筛除模块(10)，其包括扇形质量分析器(11)，所述扇形质量分析器(11)包括相对于圆心呈现圆弧状的外侧壁(111)和内侧壁(112)，所述外侧壁(111)与所述内侧壁(112)相对设置且在两端分别形成入口端部(113)和出口端部(114)，；第二原子筛除模块(20)，其包括第一电极板对(21)和第二电极板对(22)、，所述第一电极板对(21)和所述第二电极板对(22)可移动地设置在靠近所述扇形质量分析器(11)的所述出口端部(114)；其中,离子束从所述入口端部(113)进入所述扇形质量分析器(11),所述第一原子筛除模块(10)的所述扇形质量分析器(11)筛除部分的离子,而且所述第二原子筛除模块(20)的所述第一电极板对(21)和所述第二电极板对(22)筛除从所述出口端部(114)离开所述扇形质量分析器(11)的部分的离子。2.如权利要求1所述的原子筛除装置(1)，其特征在于，所述圆心靠近所述内侧壁(112)，位于所述出口端部(114)的所述外侧壁(111)与所述圆心间具有第一距离为D1，位于所述出口端部(114)的所述内侧壁(112)与所述圆心的第二距离为D0，第一距离与第二距离的差为第一差值L，D1‑
D0＝L；其中离子束进入所述扇形质量分析器(11)后具有偏转半径R，偏转半径R与第二距离D0的差值为第二差值D，R
‑
D0＝D，且所述第一原子筛除模块(10)筛除所述离子束中其第二差值D>L或D<0的离子。3.如权利要求2所述的原子筛除装置(1)，其特征在于，所述第一电极板对(21)能够在与所述出口端部(114)的所述内侧壁(112)距离L与L/2间的位置移动，所述第二电极板对(22)能够在在与所述出口端部(114)的所述内侧壁(112)距离L/2与0间的位置移动；其中所述离子束中其第二差值L>D>L/2的离子从所述出口端部(114)离开所述扇形质量分析器(11)且由所述第一电极板对(21)筛除，所述离子束中其第二差值L/2>D>0的离子从所述出口端部(114)离开所述扇形质量分析器(11)且由所述第二电极板对(22)筛除。4.如权利要求1所述的原子筛除装置(1)，其特征在于，所述第一电极板对(21)包括第一近端电极板(211)和第一远端电极板(212)，所述第一近端电极板(211)比所述第一远端电极板(212)靠近所述扇形质量分析器(11)的所述出口端部(114)，所述第二电极板对(22)包括第二近端电极板(221)和第二远端电极板(...
【专利技术属性】
技术研发人员：苏文华，李振雨，马闯，
申请(专利权)人：杭州富芯半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。