供气系统及离子源的供气方法技术方案

本发明专利技术提供了一种供气系统及离子源的供气方法，包括反应腔、第一加热装置、流量控制器和气体管路；所述反应腔用于放置固体源；所述气体管路的一端连接所述反应腔，另一端用于连接所述离子源；所述第一加热装置设置于所述反应腔上，并用于加热所述固体源至预设温度，以使所述固体源气化，所述固体源气化后的气体由所述反应腔流出并通过所述气体管路进入所述离子源。该供气系统可使固体源加热气化并为离子源提供稳定的气流，从而保证晶圆表面离子注入的均匀性，提高晶圆离子注入的产能，同时延长离子源的保养周期。长离子源的保养周期。长离子源的保养周期。

【技术实现步骤摘要】
供气系统及离子源的供气方法


[0001]本专利技术涉及一种半导体制造
，特别涉及一种供气系统及离子源的供气方法。

技术介绍

[0002]离子注入机是集成电路制造工序中的关键设备，离子注入是对半导体晶圆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。离子注入时需要将待注入的气源引入到离子源的电场中，并在离子源的电场中被电离变成离子。如果待注入的物质是固体源，则还需要加热气化，使之变为气相后再引入到这个离子源中。
[0003]现有的离子注入机普遍采用将固体源装载入离子源，通过离子源内部加热使固体源气化的方式引入气体。采用此种方式引入的气体，由于放置在离子源中的固体源加热温度和压力不能精确控制，同时固体源随着气化进行其剩余固体量在逐渐减少，使得固体源气化产生的气体流量很不稳定，从而造成离子注入时的离子束很不稳定，进而影响晶圆表面注入离子的均匀性。再者，由于离子源的装载量有限，仅能容纳数量较少的固体源，当少量固体源气化完毕后就需要对离子源进行保养，这大大缩短了离子源的保养周期，增加操作人员的操作频率且降低离子源的使用寿命。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种供气系统及离子源的供气方法，以为离子源提供稳定的固体源气化气流，同时缩短离子源的保养周期。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术的一个目的在于提供一种供气系统，用于向离子源提供稳定的固体源气化气流，包括反应腔、第一加热装置、流量控制器和气体管路；
[0006]所述反应腔用于放置固体源；所述气体管路的一端连接所述反应腔，另一端用于连接所述离子源；
[0007]所述第一加热装置设置于所述反应腔上，并用于加热所述反应腔至预设温度，以使所述反应腔内的固体源气化，所述固体源气化后生成的气体通过所述气体管路进入所述离子源；
[0008]所述流量控制器用于控制所述气体进入所述离子源的流量在预设范围内。
[0009]可选的，所述供气系统还包括控制装置和检测装置，所述控制装置分别与所述第一加热装置、所述流量控制器和所述检测装置通信连接；
[0010]所述检测装置用于测量所述反应腔内的压力和/或温度；
[0011]所述控制装置用于根据所述反应腔内的压力和/或温度控制所述第一加热装置的加热温度；
[0012]所述控制装置还用于控制所述流量控制器，使所述气体进入所述离子源的流量在所述预设范围内。
[0013]可选的，所述检测装置包括第一温度检测装置和压力检测装置，所述第一温度检
测装置和所述压力检测装置均与所述反应腔连接，所述第一温度检测装置用于测量所述反应腔内的温度，所述压力检测装置用于测量所述反应腔内的压力；
[0014]所述控制装置用于根据所述压力检测装置所测量的所述反应腔内的压力控制所述第一加热装置的加热温度。
[0015]可选的，所述压力检测装置为真空计，所述第一温度检测装置为温度计。
[0016]可选的，所述供气系统还包括第二加热装置和第二温度检测装置，所述第二加热装置和所述第二温度检测装置均与所述控制装置通信连接；
[0017]所述第二加热装置和所述第二温度检测装置均设置于所述气体管路上；所述第二加热装置用于加热所述气体管路；所述第二温度检测装置用于测量所述气体管路内的温度；
[0018]所述控制装置还用于根据所述第二温度检测装置所测量的所述气体管路内的温度控制所述第二加热装置的加热温度；
[0019]所述第二加热装置的加热温度大于或等于所述第一加热装置的加热温度。
[0020]可选的，所述流量控制器设置在所述气体管路上，并位于所述反应腔和所述第二加热装置之间；
[0021]所述第二温度检测装置的数量为至少两个，一个所述第二温度检测装置设置在所述反应腔与所述流量控制器之间，另一个所述第二温度检测装置设置于所述第二加热装置与所述离子源之间。
[0022]可选的，所述第二加热装置为加热带，所述第一加热装置为设置在所述反应腔内部的加热棒，所述流量控制器为质量流量控制器。
[0023]可选的，所述供气系统还包括供气装置，所述供气装置与所述反应腔连接，所述供气装置用于向所述反应腔输送保护气体。
[0024]可选的，所述供气装置与所述反应腔之间设置有第一阀件，所述气体管路上设置有第二阀件，所述第二阀件与所述流量控制器并联设置。
[0025]可选的，所述供气系统还包括抽气装置，与所述反应腔连接；所述抽气装置用于对所述反应腔进行抽气。
[0026]可选的，所述抽气装置为所述离子源自带的真空泵，所述真空泵与所述气体管路连接。
[0027]当所述真空泵对所述反应腔进行抽气时，所述第二阀件开启，所述流量控制器关闭，所述真空泵用于通过设置有所述第二阀件的气体管路对所述反应腔进行抽气。
[0028]可选的，所述流量控制器设置于所述气体管路上，所述气体管路上设置有第三阀件，所述第三阀件设置于所述流量控制器和所述反应腔之间，和/或，所述气体管路上设置有第四阀件，所述第四阀件设置在所述流量控制器和所述离子源之间。
[0029]可选的，所述离子源为三氯化铟，所述第一加热装置的加热温度为335℃
‑
385℃。
[0030]为解决上述技术问题，本专利技术的另一个目的在于提供一种离子源的供气方法，采用所述供气系统对离子源进行供气，所述供气方法包括以下步骤：
[0031]步骤一：将固体源放置到反应腔中；
[0032]步骤二：对所述反应腔进行抽气，使得所述反应腔处于负压状态；
[0033]步骤三：所述反应腔处于负压状态后，利用第一加热装置将所述反应腔加热至预
设温度，使所述固体源气化；
[0034]步骤四：所述固体源气化后产生的气体经由所述气体管路进入所述离子源，在此过程中，利用流量控制器控制气体进入所述离子源的流量并使流量保持在预设范围内。
[0035]可选的，所述供气系统还包括通信连接的控制装置和压力检测装置，所述供气方法还包括：
[0036]当所述气体管路内的气体流量达到预设范围时，将所述压力检测装置测量到的所述反应腔内的当前压力确定为目标压力值；
[0037]在所述固体源气化的过程中，当所述压力检测装置所测量的实际压力值偏离所述目标压力值时，利用所述控制装置调节所述第一加热装置的加热温度，以使所述气体的实际流量维持在所述预设范围内，并使所述反应腔内的温度保持在所述预设温度。
[0038]可选的，所述供气方法还包括：
[0039]当所述反应腔内的温度达到所设定的最高温度后，若所述压力检测装置所测量的实际压力值低于所述目标压力值，且所述气体管路内的气体无流量时，判定所述固体源气化完毕。
[0040]可选的，所述供气系统还包括第二加热装置和第二温度检测装置，所述供气方法还包括：
[0041]利用所述第二加热装置加热所述气体管路的温度，并利用所述第二温度检测装置实时检测所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种供气系统，用于向离子源提供稳定的固体源气化气流，其特征在于，包括反应腔、第一加热装置、流量控制器和气体管路；所述反应腔用于放置固体源；所述气体管路的一端连接所述反应腔，另一端用于连接所述离子源；所述第一加热装置设置于所述反应腔上，并用于加热所述反应腔至预设温度，以使所述反应腔内的固体源气化，所述固体源气化后生成的气体通过所述气体管路进入所述离子源；所述流量控制器用于控制所述气体进入所述离子源的流量在预设范围内。2.如权利要求1所述的供气系统，其特征在于，还包括控制装置和检测装置，所述控制装置分别与所述第一加热装置、所述流量控制器和所述检测装置通信连接；所述检测装置用于测量所述反应腔内的压力和/或温度；所述控制装置用于根据所述反应腔内的压力和/或温度控制所述第一加热装置的加热温度；所述控制装置还用于控制所述流量控制器，使所述气体进入所述离子源的流量在所述预设范围内。3.如权利要求2所述的供气系统，其特征在于，所述检测装置包括第一温度检测装置和压力检测装置，所述第一温度检测装置和所述压力检测装置均与所述反应腔连接，所述第一温度检测装置用于测量所述反应腔内的温度，所述压力检测装置用于测量所述反应腔内的压力；所述控制装置用于根据所述压力检测装置所测量的所述反应腔内的压力控制所述第一加热装置的加热温度。4.如权利要求2所述的供气系统，其特征在于，所述供气系统还包括第二加热装置和第二温度检测装置，所述第二加热装置和所述第二温度检测装置均与所述控制装置通信连接；所述第二加热装置和所述第二温度检测装置均设置于所述气体管路上；所述第二加热装置用于加热所述气体管路；所述第二温度检测装置用于测量所述气体管路内的温度；所述控制装置还用于根据所述第二温度检测装置所测量的所述气体管路内的温度控制所述第二加热装置的加热温度；所述第二加热装置的加热温度大于或等于所述第一加热装置的加热温度。5.如权利要求4所述的供气系统，其特征在于，所述流量控制器设置在所述气体管路上，并位于所述反应腔和所述第二加热装置之间；所述第二温度检测装置的数量为至少两个，一个所述第二温度检测装置设置在所述反应腔与所述流量控制器之间，另一个所述第二温度检测装置设置于所述第二加热装置与所述离子源之间。6.如权利要求4所述的供气系统，其特征在于，所述第二加热装置为加热带，所述第一加热装置为设置在所述反应腔内部的加热棒，所述流量控制器为质量流量控制器。7.如权利要求1
‑
6中任一所述的供气系统，其特征在于，还包括供气装置，所述供气装置与所述反应腔连接，所述供气装置用于向所述反应腔输送保护气体。8.如权利要求7所述的供气系统，其特征在于，所述供气装置与所述反应腔之间设置有
第一阀件，所述气体管路上设置有第二阀件，所述第二阀件与所述流量控制器并联设置。9.如权利要求8所述的供气系统，其特征在于，还包括抽气装置，与所述反应腔连接；所述抽气装置用于对所述反应腔进行抽气。10.如权利要求9所述的供气系统，其特征在于，所述抽气装置为所述离子源自带的真空泵，所述真空泵与所述气体管路连接；当所述真空泵对所述反应腔进行抽气时，所述第二阀件开启，所述流量控制器关闭，所述真空泵用于通过设置有所述第二阀件的气体管路对所述反应腔进行抽气。11.如权利要求1
‑
6中任一所述的供气系统，其特征在于，所述流量控制器设置于所述气体管路上，所述气体管路上设置有第三阀件，所述第三阀件设置于所述流量控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：於鹏飞，李飞逸，汪东，
申请(专利权)人：广州粤芯半导体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：