用于等離子體浸沒離子注入的劑量測量設備制造技術

本發明專利技術涉及用于等離子體浸沒離子注入的劑量測量設備，該設備包括：估算注入電流的估算模塊CUR，次生電子檢測器DSE，以及用于通過注入電流與來自次生電子檢測器的電流之差來估算離子電流的控制電路CC。此外，高能次生電子檢測器DSE包括專門支承互相絕緣的以下三個電極的收集器：-用于排斥預定符號的要被排斥的電荷的第一排斥電極，該電極具有至少一個允許電子通過的孔；-用于排斥相反符號的要被排斥的電荷的第二排斥電極，該電極也具有至少一個允許電子通過的孔；-選擇電極，該電極也具有至少一個允許電子通過的孔。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】用于等離子體浸沒離子注入的劑量測量設備本專利技術涉及用于等離子體浸沒離子注入的劑量測量設備。本專利技術的領域是以等離子體浸沒模式工作的離子注入機的領域。因此，基體的離子注入包括將基體浸沒到等離子體中，并以幾十伏到幾十千伏的負電壓極化(一般小于100千伏)，這樣產生能夠使等離子體的離子向基體加速的電場，以使得離子注入到基體中。這樣注入的原子叫做摻雜物。離子的穿透深度由其加速能量確定。該深度一方面取決于施加到基體的電壓，另一方面取決于離子和基體各自的性質。注入原子的濃度取決于以每平方厘米離子數表示的劑量并取決于注入深度。注入時的主要參數之一是注入的摻雜物的劑量。應準確地了解該劑量。通過對到達基體的正電荷積分得到該劑量。 因此，文獻US6050218描述用于估算等離子體浸沒注入劑量的電荷收集器。位于基體下的收集器是收集等離子體的離子的一部分的法拉第籠(cage de Faraday)?？蓮钠涞贸鲎⑷腚娏?。只有正離子被考慮。文獻W00141183和W00008670也涉及離子注入劑量測定。這也是用于回收正離子的一部分的法拉第籠類型的收集器。該收集器靠近基體。文獻W02005/104175提出通過將多個收集器相對于基體中心置于不同半徑方向上來限制該估算的偏差。估算得到改進，這是因為測量在基體的整個周圍進行。但是，其沒有考慮等離子體的較大的徑向非均質性。但是，應該注意，正電荷不僅由于到達基體的正離子得到，還來自釋放到基體表面的次生電子的生成。在離子束注入機中，次生電子的能量很低，使得可以通過圍繞基體的法拉第籠將這些次生電子帶向基體。該法拉第籠被負勢壘在光學上封閉。在以等離子體浸沒方式運行的注入機中，次生電子以基本上等于等離子體的正離子的能量加速，因此非常難以將它們帶向基體。因此，文獻US5319212記載了一種劑量測量設備，包括估算注入電流的模塊，還包括次生電子檢測器，以及還包括用于根據注入電流與來自次生電子檢測器的電流之差來估算離子電流的控制電路。次生電子檢測器能夠只測量最大能量由必然很弱的供電電壓確定的慢電子。如果不然，等離子體會被干擾。文獻W02010/075283也公開了劑量測量設備，包括估算注入電流的模塊，還包括次生電子檢測器，以及還包括用于通過注入電流與來自次生電子檢測器的電流之差來估算離子電流的控制電路。前面與次生電子檢測器有關的評述也適用于此。在上述兩個文獻中，檢測器對消除慢電子或來自等離子體的離子不太有效。如果調整檢測器的供電電壓以阻止等離子體的電子，則某些離子會被考慮，反之亦然。最好次生電子檢測器只與快電子相兼容。本專利技術提出對這種狀況的改進。根據本專利技術，一種測量離子注入劑量的劑量測量設備，該設備包括估算注入電流的估算模塊，次生電子檢測器，以及用于通過注入電流與來自次生電子檢測器的電流之差來估算離子電流的控制電路；此外，該有效次生電子檢測器包括專門支承互相絕緣的以下三個電極的收集器-用于排斥預定符號的要被排斥的電荷的第一排斥電極，該電極具有至少一個允許電子通過的孔；-用于排斥相反符號的要被排斥的電荷的第二排斥電極，該電極也具有至少一個允許電子通過的孔；以及-選擇電極，該電極也具有至少一個允許電子通過的孔。根據本專利技術的優選實施例，這些電極的孔在形成次生電子檢測器的開口的傳導筒上對齊。另一方面，收集器呈現為杯形。根據本專利技術的附加特征，電極是鋁制的。優選地，兩個相鄰電極之間的間距介于6至IOmm之間。理想的是，所述電極開口的面積介于15至30mm2之間。根據次生電子檢測器的第一實施例，電極由網格構成。有利地，這些網格的穿透度大于50%。 更希望的是兩個相鄰網格之間的距離記作h，這些網格的孔的直徑記作D，比率h/D大于I。根據次生電子檢測器的第二實施例，電極由環形構成。類似地，兩個相鄰環形之間的距離記作h，傳導筒的直徑記作D，比率h/D大于I。如果該設備另外包括用于估算預先確定的離子類型的比例的分光計則可進一步改進測量，控制電路包括用于將該比例應用于離子電流的裝置。另外還最好提供至少一個附加的次生電子檢測器。現在通過參照附圖作為示例給出的對實施例的以下描述范圍內的更多細節使本專利技術更清楚，在附圖中-附圖說明圖1示出注入機的垂直剖面示意圖；-圖2示出根據本專利技術的檢測器的第一實施例的示意剖面圖；-圖3示出檢測器的第二實施例的示意剖面圖，更具體地-圖3a是該第二實施例的第一變型；以及-圖3b是該第二實施例的第二變型。存在于多幅圖中的零件被賦予單一且相同的附圖標記。如圖1所示，離子注入機包括布置于真空室ENV的內部和外部的多個部件。對于微電子應用，如果希望限制金屬元素(如鐵、鉻、鎳或鈷)的污染，則建議使用鋁合金室。還可使用硅或碳化硅涂層。形狀為水平平面盤形并圍繞其垂直軸AXT移動的基體支承平臺PPS接納應經受離子注入的基體SUB。平臺PPS連接到高壓電源HT，高壓電源另一方面與地線連接。真空室ENV的上部接納具有垂直軸AXP的筒形源主體CS。該源主體由石英形成。源主體一方面從外部被約束線圈BOC1、BOCj圍繞，另一方面被外部射頻天線ANT圍繞。等離子氣體的入口 ING與源體CS的垂直軸AXP同軸。該垂直軸AXP與基體支承平臺PPS的表面相交，要被注入的基體SUB被設置于該基體支承平臺上。可以使用任何類型的脈沖等離子體源放電、ICP(Inductively Coupled Plasma,感應耦合等離子體)、螺旋波(Helicon)、微波、電弧。這些等離子源應在足夠小的壓力水平下工作，使得在高電壓的平臺PPS與接地的真空室ENV之間產生的電場不會啟動將會干擾源的脈沖式運行的放電等離子體。更確切地說，劑量測量設備包括估算注入電流的模塊CUR，該模塊起到連接在基體支座PPS與地線之間的安培計的作用。注入電流還可通過使基體SUB極化的高壓電源HT 直接輸送。該設備還包括次生電子檢測器DSE并且還包括控制電路CC，控制電路CC用于通過注入電流的面密度和來自次生電子檢測器的電流的面密度之差來估算離子電流的面密度。次生電子檢測器DSE被設置為面對基體SUB?？梢酝ㄟ^在真空室ENV內設置分光計SPC (如質譜儀或光譜儀)來明顯改進給定離子種類(esp&e)的劑量測量。該分光計識別此類離子在等離子體中的比例，并將該比例提供給考慮該比例的控制電路CC。舉例而言，通過把離子電流乘以該比例來估算劑量。如果提供分布在基體之上的多個次生電子檢測器，則可進一步改進該設備。因此可以控制注入的均質性。參照圖2，根據第一實施例，該檢測器DSE包括杯形或鐘形的收集器C0L。該收集器COL通過測量次生電子電流的安培計AMP與地線連接。第一絕緣器Dl位于收集器COL上面，第一導電網格Gl又位于第一絕緣器Dl上面。第一導電網格Gl上面是第二絕緣器D2，第二絕緣器D2上面又是第二導電網格G2。第二導電網格G2上面是第三絕緣器D3，第三絕緣器D3上面又是第三導電網格G3。導電網格G1-G2、G2-G3之間的間距最好介于6-10mm之間。通常為8mm。為了提供參考，穿透度被定義為導電網格的開口面積與該導電網格的總面積之t匕。在當前情況下，穿透度應非常高，最好大于50%。這些開口還應該具有相對較大的面積，以使得它們不俘獲應到達收集器的帶電粒子種類。本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.06.03 FR 10023531.一種用于離子注入的劑量測量設備，該設備包括估算注入電流的估算模塊(CUR)， 次生電子檢測器(DSE)，用于通過所述注入電流與來自所述次生電子檢測器的電流之差來估算離子電流的控制電路(CC)，其特征在于，所述高能次生電子檢測器包括專門支承互相絕緣的以下三個電極的收集器(C0L，P)一用于排斥預定符號的要被排斥的電荷的第一排斥電極(G1，Al，Tl)，該電極具有至少一個允許電子通過的孔；一用于排斥相反符號的要被排斥的電荷的第二排斥電極(G2, A2, T2),該電極也具有至少一個允許電子通過的孔；一選擇電極(G3，A3，T3)，該電極也具有至少一個允許電子通過的孔。2.如權利要求1所述的劑量測量設備，其特征在于，所述電極的孔在形成所述次生電子檢測器(DSE)的開口的傳導筒(D)上對齊。3.如權利要求1或2所述的劑量測量設備，其特征在于，所述收集器(COL)呈現為杯形。4.如權利要求1-3中任一項所述的劑量測量設備，其特征在于，所述電極 (G1-A1-T1, G2-A2-T2, G3-A3-T3)是鋁制的。5.如權利要求1-4中任一項所述的劑量測量設備，其特征在于，兩個相鄰電極 (G...

【專利技術屬性】
技術研發人員：F·托瑞格羅薩，L·洛克斯，
申請(專利權)人：離子射線服務公司，
類型：
國別省市：