一种检测离子注入腔中中子含量的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种检测离子注入腔中中子含量的装置，包括离子注入腔、离子源、数据收集模块和处理模块，所述离子注入腔中放置表面涂有光刻胶的衬底，所述离子源对所述衬底中的光刻胶进行离子注入，离子注入过程中产生的中子与光刻胶中C、H、O元素的原子核相互作用，产生γ射线，所述数据收集模块用于测量所述离子注入腔中γ射线的强度，并将该强度传输至所述处理模块，所述处理模块根据γ射线的强度计算出离子注入过程中产生的中子含量。本发明专利技术提供的一种检测离子注入腔中中子含量的装置和方法，通过测量Υ射线的强度，进而可以测量出高能离子注入过程中产生的中子含量。

【技术实现步骤摘要】
一种检测离子注入腔中中子含量的装置和方法
本专利技术涉及集成电路工艺设计，具体涉及一种检测离子注入腔中中子含量的装置和方法。
技术介绍
随着半导体技术的不断发展,离子注入技术在集成电路制造中的作用越来越重要。离子注入机是集成电路制造前工序中的关键设备，离子注入是对半导体表面附近区域进行掺杂的技术，其目的是改变半导体的载流子浓度和导电类型，其中高能离子注入机是进行深掺杂的最好方法。高能离子注入机的粒子加速器主要包括射频加速和静电加速，离子在系统中实现加速的同时对外发射对人身和环境产生危害的射线，如射线等。所以日常都要对注入机的χ射线的进行检测，但对于超高能注入机来说，需要产生2价，3价甚至4价的离子，在这过程中在产生χ射线的的同时会产生中子，然而中子不带电荷,因此在穿透物体时，与原子的核外电子不发生电子库仑力的作用，从而可轻易地穿过电子层，直接击中原子核而发生核反应，从而制作注入机的一些金属材料如铝，铅很容易就被击穿，从而造成伤害；同时由于中子本身不带电，不会引起电离等作用，不能产生直接的可观察效果，很难用常规的手段来检测。因此，必须采取可靠的高能离子注入机中中子的检测方法，防止系统工作时对周围的工作人员造成伤害，对环境形成污染。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种检测离子注入腔中中子含量的装置和方法，通过在高能离子轰击光刻胶，其中，中子和光刻胶中C，H，O等元素的原子核相互作用产生大量的Υ射线，通过测量这些Υ射线的强度，进而可以测量出高能离子注入过程中产生的中子含量。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种检测离子注入腔中中子含量的装置，包括离子注入腔、离子源、数据收集模块和处理模块，所述离子源用于对所述离子注入腔进行离子注入，所述数据收集模块同时连接所述离子注入腔、处理模块和离子源；所述离子注入腔中放置表面涂有光刻胶的衬底，所述离子源发射离子束，对所述衬底中的光刻胶进行离子注入，离子注入过程中产生的中子与光刻胶中C、H、O元素的原子核相互作用，产生Υ射线，所述数据收集模块用于测量所述离子注入腔中Υ射线的强度，并将Υ射线的强度传输至所述处理模块，所述处理模块根据Υ射线的强度计算出离子注入过程中产生的中子含量。进一步地，所述光刻胶的厚度为6-10微米。进一步地，所述离子源对光刻胶进行离子注入时所采用的离子束的能量大于3MeV。本专利技术提供的一种检测离子注入腔中中子含量的方法，包括如下步骤：S01：在衬底上涂一层光刻胶，并将该衬底放入离子注入腔中；S02：利用离子源对所述离子注入腔中衬底表面的光刻胶进行离子注入，离子注入过程中产生的中子与光刻胶中C、H、O元素的原子核相互作用，产生Υ射线；S03：利用数据收集模块测量所述离子注入腔中Υ射线的强度，并将该强度传输至处理模块；S04：所述处理模块根据上述Υ射线的强度计算出离子注入过程中产生的中子含量。进一步地，所述Υ射线的强度小于等于0.6uSv/h。进一步地，所述步骤S02中离子源对所述离子注入腔中衬底表面的光刻胶进行离子注入时所采用的离子束的能量大于3MeV。进一步地，所述光刻胶的厚度为6-10微米。本专利技术的有益效果为：本专利技术利用在高能离子注入过程中，大量粒子轰击光刻胶，其中中子对C，H，O等元素的吸收系数大，而质子等粒子不吸收，当中子和C，H，O等元素的原子核相互作用时，会发生非弹性散射，产生大量的Υ射线，这些Υ射线能量高，产生截面较大，易于测量，且强度和C，H，O的含量成正比。通过测量这些Υ射线的强度，进而可以测量出高能离子注入过程中产生的中子含量。本专利技术解决了其他方法无法测量高能离子注入产生中子的问题，而且这套装置结构简单，测量系统组成仪器简单，成本较低。附图说明附图1为本专利技术一种检测离子注入腔中中子含量装置的结构示意图。图中：100衬底，102光刻胶，200离子注入腔。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做进一步的详细说明。如附图1所示，本专利技术提供的一种检测离子注入腔中中子含量的装置，包括离子注入腔200、离子源、数据收集模块和处理模块，离子源用于对离子注入腔200进行离子注入，数据收集模块同时连接离子注入腔和处理模块。其中，衬底可以为硅衬底，硅衬底上涂覆的光刻胶层的厚度为6-10微米；离子源对光刻胶进行离子注入时所采用的离子束的能量大于3MeV。离子注入腔200中放置表面涂有光刻胶101的衬底100，离子源发射离子束，对衬底中的光刻胶101进行离子注入，离子注入过程中产生的中子与光刻胶中C、H、O元素的原子核相互作用，产生Υ射线，数据收集模块用于测量离子注入腔中Υ射线的强度，并将该强度传输至处理模块，处理模块根据Υ射线的强度计算出离子注入过程中产生的中子含量。其中，中子对C，H，O等元素的吸收系数大，而质子等粒子不吸收，当中子和C，H，O等元素的原子核相互作用时，会发生非弹性散射，产生大量的Υ射线，这些Υ射线能量高，产生截面较大，易于测量，且强度和C，H，O的含量成正比。本专利技术中数据收集模块测量到的Υ射线的强度包括Υ射线的强度，由于该强度与C，H，O的含量以及中子的含量均成正比，处理模块可以根据Υ射线的强度计算出离子注入腔中中子的含量。本专利技术提供的一种检测离子注入腔中中子含量的方法，包括如下步骤：S01：在衬底上涂一层光刻胶，并将该衬底放入离子注入腔中。其中，衬底可以为硅衬底，硅衬底上涂覆的光刻胶层的厚度为6-10微米。S02：利用离子源对离子注入腔中衬底表面的光刻胶进行离子注入，离子注入过程中产生的中子与光刻胶中C、H、O元素的原子核相互作用，产生Υ射线。其中，离子源对光刻胶进行离子注入时所采用的离子束的能量大于3MeV，Υ射线能量高，产生截面较大，易于测量，且强度和C，H，O的含量成正比。S03：利用数据收集模块测量离子注入腔中Υ射线的强度，并将该强度传输至处理模块。。本专利技术中所测量的Υ射线的强度小于等于0.6uSv/h，当Υ射线的强度大于该数值的时候，说明该注入机出现问题，已经不满足SEMI标准，需要检修后再重新检测是否满足使用标准。具体地，在离子注入过程中，提前确定一个设定阈值，当数据收集模块测量到的Υ射线的强度大于等于设定阈值时，离子源停止离子注入，设定阈值的范围为0.4-0.6uSv/h。当测量到的Υ射线的强度大于等于设定阈值时，收据收集模块发出报警信号或者停止信号，使得离子源停止注入工作。S04：处理模块根据上述Υ射线的强度计算出离子注入过程中产生的中子含量。其中，由于Υ射线的强度与C，H，O的含量以及中子的含量均成正比，处理模块可以根据Υ射线的强度计算出离子注入腔中中子的含量。本专利技术利用在高能离子注入过程中，大量粒子轰击光刻胶，其中中子对C，H，O等元素的吸收系数大，而质子等粒子不吸收，当中子和C，H，O等元素的原子核相互作用时，会发生非弹性散射，产生大量的Υ射线，这些Υ射线能量高，产生截面较大，易于测量，且强度和C，H，O的含量成正比。通过测量这些Υ射线的强度，进而可以测量出高能离子注入过程中产生的中子含量。本专利技术解决了其他方法无法测量高能离子注入产生中子的问题，而且这套装置结构简单，测量系统组成仪器简单，成本较低。以上所述仅为本专利技术的优选实施例，所述实施例并非用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种检测离子注入腔中中子含量的装置，其特征在于，包括离子注入腔、离子源、数据收集模块和处理模块，所述离子源用于对所述离子注入腔进行离子注入，所述数据收集模块同时连接所述离子注入腔和离子源；所述离子注入腔中放置表面涂有光刻胶的衬底，所述离子源发射离子束，对所述衬底中的光刻胶进行离子注入，离子注入过程中产生的中子与光刻胶中C、H、O元素的原子核相互作用，产生Υ射线，所述数据收集模块用于测量所述离子注入腔中Υ射线的强度，并将Υ射线的强度传输至所述处理模块，所述处理模块根据Υ射线的强度计算出离子注入过程中产生的中子含量。

【技术特征摘要】
1.一种检测离子注入腔中中子含量的装置，其特征在于，包括离子注入腔、离子源、数据收集模块和处理模块，所述离子源用于对所述离子注入腔进行离子注入，所述数据收集模块同时连接所述离子注入腔和离子源；所述离子注入腔中放置表面涂有光刻胶的衬底，所述离子源发射离子束，对所述衬底中的光刻胶进行离子注入，离子注入过程中产生的中子与光刻胶中C、H、O元素的原子核相互作用，产生Υ射线，所述数据收集模块用于测量所述离子注入腔中Υ射线的强度，并将Υ射线的强度传输至所述处理模块，所述处理模块根据Υ射线的强度计算出离子注入过程中产生的中子含量。2.根据权利要求1所述的一种检测离子注入腔中中子含量的装置，其特征在于，所述光刻胶的厚度为6-10微米。3.根据权利要求1所述的一种检测离子注入腔中中子含量的装置，其特征在于，所述离子源对光刻胶进行离子注入时所采用的离子束的能量大于3MeV。4.一种检测离子注入...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾绍海，李铭，
申请(专利权)人：上海集成电路研发中心有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31