【技术实现步骤摘要】
本申请涉及集成电路制造的半导体设备，尤其是指一种质量分析装置及其离子注入机。
技术介绍
1、离子注入机是集成电路制造流程中需要用到的核心设备之一，其实现集成电路制造中离子掺杂工艺。具体地，离子注入机的离子源将特定的化学气体电离成等离子体，并从等离子体中引出混合离子束，再经过质量分析装置筛选出特定的离子束，经过后续的加速或减速、聚焦、准直等模块将该离子束注入到硅或碳化硅半导体材料中，实现离子掺杂。
2、此外，质量分析装置还需要对离子束进行聚焦。现有技术中，质量分析装置在磁极间形成的磁场为均匀磁场。上述均匀磁场对离子束的聚焦能力较弱，成像焦距较长，分析狭缝需要设置在离磁极较远的距离，使得质量分析装置占据的空间较大。特别是在离子束束流较大、能量较低时，空间电荷效应显著，离子束本身会因为空间电荷效应逐渐发散开，成像焦距进一步变长，这使分析狭缝需要设置得更远，进一步增加质量分析装置的体积，使得质量分析装置的结构不紧凑。
技术实现思路
1、为了解决现有技术的不足，本申请的目的在于提供一种质量分析装置及其离子注入机，可以提高质量分析装置的空间利用率和结构紧凑性。
2、为实现上述目的，本申请采用如下的技术方案：
3、一种质量分析装置，用于筛选离子注入机中的预设离子束。质量分析装置包括磁轭、励磁线圈、磁极组件和分析狭缝。磁轭包括沿上下方向分布的第一端部和第二端部；励磁线圈分别绕设于第一端部和第二端部上；磁极组件包括呈扇形的第一磁极和第二磁极，沿上下方向，第一磁极位
4、进一步地，沿第一磁极或第二磁极的径向，第一极面和第二极面均沿多项式函数形成的曲线延伸，或第一极面和第二极面均沿多项式函数插值计算后的阶梯线条延伸。
5、进一步地，在第一极面沿阶梯线条延伸的情况下，第一磁极包括第一平面和多个呈扇形的第一堆片，第一堆片的内径不同且外径一致，多个第一堆片堆叠至第一平面，以形成有第一极面。
6、进一步地，在第二极面沿阶梯线条延伸的情况下，第二磁极包括第二平面和多个呈扇形的第二堆片，第二堆片的内径不同且外径一致，多个第二堆片堆叠至第二平面，以形成有第二极面。
7、进一步地，多项式函数的表达式为：
8、
9、其中，n为大于2的整数，r为预设离子束的偏转半径，g为常数，bi为b0、b1、b2、b3……bn中任意一个值，b0、b1、b2、b3……bn均为常数。
10、进一步地，多项式函数的表达式为：
11、
12、进一步地，沿第一磁极和第二磁极的周向，第一磁极的两端分别定义为第一入口部和第一出口部，第二磁极的两端分别定义为第二入口部和第二出口部，第一入口部、第一出口部、第二入口部和第二出口部均为凹曲面。
13、进一步地，凹曲面的曲率半径和预设离子束的偏转半径的比值大于等于0.25且小于等于0.5。
14、进一步地，磁极组件和分析狭缝之间的最小距离为聚焦距离，聚焦距离和预设离子束的偏转半径的比值大于等于1且小于等于1.5。
15、进一步地，第一磁极具有第一安装面，第一安装面位于第一磁极的上侧，第一极面位于第一磁极的下侧，第一安装面和第一端部连接；第二磁极具有第二安装面，第二安装面位于第二磁极的下侧，第二极面位于第二磁极的上侧，第二安装面和第二端部连接。
16、一种离子注入机，离子注入机包括质量分析装置。
17、上述质量分析装置及其离子注入机可以使得多个第一极点相连所构成的线条、多个第二极点连所构成的线条能够在oxy坐标系下表示为多项式函数形成的曲线，从而使得第一磁极和第二磁极所形成的磁场为非均匀磁场，进而可以提升质量分析装置对预设离子束的聚焦能力，缩短分析狭缝和磁极组件的距离，以节省质量分析装置的空间，有利于提高质量分析装置的空间利用率和结构紧凑性。
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1.一种质量分析装置，用于筛选离子注入机中的预设离子束，所述质量分析装置包括：
2.根据权利要求1所述的质量分析装置，其特征在于，沿所述第一磁极(131)或所述第二磁极(132)的径向，所述第一极面(1312)和所述第二极面(1322)均沿所述多项式函数形成的曲线延伸，或所述第一极面(1312)和所述第二极面(1322)均沿所述多项式函数插值计算后的阶梯线条延伸。
3.根据权利要求2所述的质量分析装置，其特征在于，在所述第一极面(1312)沿所述阶梯线条延伸的情况下，所述第一磁极(131)包括第一平面(1314)和多个呈扇形的第一堆片(1315)，所述第一堆片(1315)的内径不同且外径一致，多个所述第一堆片(1315)堆叠至所述第一平面(1314)，以形成有所述第一极面(1312)。
4.根据权利要求2所述的质量分析装置，其特征在于，在所述第二极面(1322)沿所述阶梯线条延伸的情况下，所述第二磁极(132)包括第二平面(1324)和多个呈扇形的第二堆片(1325)，所述第二堆片(1325)的内径不同且外径一致，多个所述第二堆片(1325)堆
5.根据权利要求1所述的质量分析装置，其特征在于，所述多项式函数的表达式为：
6.根据权利要求5所述的质量分析装置，其特征在于，所述多项式函数的表达式为：
7.根据权利要求1所述的质量分析装置，其特征在于，沿所述第一磁极(131)和所述第二磁极(132)的周向，所述第一磁极(131)的两端分别定义为第一入口部(1316)和第一出口部(1317)，所述第二磁极(132)的两端分别定义为第二入口部(1326)和第二出口部(1327)，所述第一入口部(1316)、所述第一出口部(1317)、所述第二入口部(1326)和所述第二出口部(1327)均为凹曲面。
8.根据权利要求7所述的质量分析装置，其特征在于，所述凹曲面的曲率半径和所述预设离子束的偏转半径的比值大于等于0.25且小于等于0.5。
9.根据权利要求7所述的质量分析装置，其特征在于，所述磁极组件(13)和所述分析狭缝(14)之间的最小距离为聚焦距离，所述聚焦距离和所述预设离子束的偏转半径的比值大于等于1且小于等于1.5。
10.根据权利要求1所述的质量分析装置，其特征在于，所述第一磁极(131)具有第一安装面(1311)，所述第一安装面(1311)位于所述第一磁极(131)的上侧，所述第一极面(1312)位于所述第一磁极(131)的下侧，所述第一安装面(1311)和所述第一端部(111)连接；所述第二磁极(132)具有第二安装面(1321)，所述第二安装面(1321)位于所述第二磁极(132)的下侧，所述第二极面(1322)位于所述第二磁极(132)的上侧，所述第二安装面(1321)和所述第二端部(112)连接。
11.一种离子注入机，其特征在于，所述离子注入机包括如权利要求1至10任意一项所述的质量分析装置。
...【技术特征摘要】
1.一种质量分析装置，用于筛选离子注入机中的预设离子束，所述质量分析装置包括：
2.根据权利要求1所述的质量分析装置，其特征在于，沿所述第一磁极(131)或所述第二磁极(132)的径向，所述第一极面(1312)和所述第二极面(1322)均沿所述多项式函数形成的曲线延伸，或所述第一极面(1312)和所述第二极面(1322)均沿所述多项式函数插值计算后的阶梯线条延伸。
3.根据权利要求2所述的质量分析装置，其特征在于，在所述第一极面(1312)沿所述阶梯线条延伸的情况下，所述第一磁极(131)包括第一平面(1314)和多个呈扇形的第一堆片(1315)，所述第一堆片(1315)的内径不同且外径一致，多个所述第一堆片(1315)堆叠至所述第一平面(1314)，以形成有所述第一极面(1312)。
4.根据权利要求2所述的质量分析装置，其特征在于，在所述第二极面(1322)沿所述阶梯线条延伸的情况下，所述第二磁极(132)包括第二平面(1324)和多个呈扇形的第二堆片(1325)，所述第二堆片(1325)的内径不同且外径一致，多个所述第二堆片(1325)堆叠至所述第二平面(1324)，以形成有所述第二极面(1322)。
5.根据权利要求1所述的质量分析装置，其特征在于，所述多项式函数的表达式为：
6.根据权利要求5所述的质量分析装置，其特征在于，所述多项式函数的表达式为：
7.根据权利要求1所述的质量分析装置，其特征在于，沿所述第一磁极...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹建伟，沈文杰，沈加富，佘垒，吴尽，余世政，李杰，刘宏伟，孟文淇，
申请(专利权)人：浙江求是创芯半导体设备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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