束流传输系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种束流传输系统，其包括一束流出射装置和一作为束流传输终点的目标工件，在该束流出射装置和该目标工件之间设有一对相互平行的、分别位于束流路径两侧的第一杆状四极磁铁，该两个第一杆状四极磁铁的线圈内的电流值之和保持为一第一预设值，且该两个第一杆状四极磁铁的线圈内的电流值均在一预设上限和一预设下限之间不断改变。本发明专利技术还公开了一种利用上述束流传输系统实现的束流传输方法。本发明专利技术可以通过控制一对或两对杆状四极磁铁的电流值，控制束流的强度分布和角度分布，从而提高束流的利用效率，更方便地优化束流的剂量和角度的均匀性，同时由于杆状四极磁铁的聚焦效应，还可以提高束流的传输效率和到达工件时的束流强度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造领域，特别是涉及一种。
技术介绍
在许多制造领域中都需要对离子束或电子束进行传输控制。例如，离子注入方法 用来把通常称之为杂质的原子或分子引入靶标基片，从而改变基片材料的性能，如金属轴 承通过离子注入引入其他材料，可以提高其耐磨性，延长使用寿命；离子镀膜方法是把离子 材料沉淀在工件表面，从而改变工件表面的物理和化学性能，如光学器件或显示设备的制 造，就需要采用厚度可控、表面性能预定的薄膜沉积的工艺，以提高其光学性能。尤其令人感兴趣的是，用离子注入法在单晶或多晶硅中掺杂，是制造现代集成电 路中使用的一种常规工艺过程。由于半导体产品的生产逐渐趋向较大晶圆(从8英寸到12 英寸，而现在已向18英寸发展)的工艺，单晶圆工艺(一次处理一片晶圆)最近已被广泛 地采用。晶圆工件越大，注入所需的时间就越长，因此要想达到一定的注入剂量均勻性和注 入角度均勻性也变得越来越困难。在离子束应用领域，扫描离子束一般有两种方式电扫描和磁扫描。对于高导流系 数的离子束传输，一般不能使用任何电扫描装置，而是使用磁扫描或不扫描离子束。磁扫描 一般使用的是二极磁铁，其可在瞬间偏转离子束，但在该偏转方向上二极磁铁的聚焦效果 很弱，而且在与该偏转维度相垂直的另外一个维度上还表现为散焦效应，所以如果要使束 流保持一定的发散角度和传输效率，就需要另外再增设其他束流光学器件对其进行聚焦， 这样将导致束流传输路径变长，对束流的传输效率不利。众所周知的是，当离子束通过四极磁铁时，四极磁铁对离子束在某一个维度上的 聚焦效应较强，而在与该聚焦维度相垂直的另一个维度上则表现为散焦，因而可以考虑连 续设置两组由四极磁铁组成的束流光学聚焦单元，由此使通过的离子束在两个相互垂直的 维度上均产生较强的聚焦效果。因此，由上述内容可知，若希望同时实现对束流的扫描和聚焦，则必然需要结合采 用两组甚至两组以上的束流光学器件，这将导致束流传输路径进一步变长，对束流的传输 效率更加不利。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中无法通过单一束流光学器件同 时实现束流的扫描和聚焦的缺陷，提供一种利用杆状四极磁铁同时实现束流的扫描和聚焦 的。本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题的一种束流传输系统，其包括 一束流出射装置和一作为束流传输终点的目标工件，其特点在于，在该束流出射装置和该 目标工件之间设有一对相互平行的、分别位于束流路径两侧的第一杆状四极磁铁，该两个 第一杆状四极磁铁的线圈内的电流值之和保持为一第一预设值，且该两个第一杆状四极磁铁的线圈内的电流值均在一预设上限和一预设下限之间不断改变。较佳地，在该对第一杆状四极磁铁与该目标工件之间设有一对相互平行的、分别 位于束流路径两侧的第二杆状四极磁铁，该对第二杆状四极磁铁的设置方向与该对第一杆 状四极磁铁相垂直，且该两个第二杆状四极磁铁的线圈内的电流值相等且之和保持为一第二预设值。较佳地，该对第一杆状四极磁铁位于该对第二杆状四极磁铁的焦点处。其中，该束流出射装置为一离子源或一电子源。较佳地，该对第一杆状四极磁铁的铁芯长度方向与束流横截面上一需要聚焦或散 焦的方向平行。较佳地，该束流传输系统还包括设于该目标工件处的一束流诊断设备，用于测量 束流的强度分布和角度分布，并将测得数据反馈至用于控制该对第一杆状四极磁铁的计算 机。较佳地，该束流传输系统还包括设于该目标工件处的一束流诊断设备，用于测量 束流的强度分布和角度分布，并将测得数据反馈至用于控制该对第一杆状四极磁铁和该对 第二杆状四极磁铁的计算机。本专利技术的另一技术方案为一种利用上述束流传输系统实现的束流传输方法，其 特点在于，使该两个第一杆状四极磁铁的线圈内的电流值之和保持为该第一预设值，且使 该两个第一杆状四极磁铁的线圈内的电流值均在该预设上限和该预设下限之间不断改变， 在该方法中，束流由该束流出射装置出射后，该对第一杆状四极磁铁使束流聚焦或散焦，并 使束流在与该聚焦或散焦的维度相垂直的维度内不断往复扫描，而后注入该目标工件。较佳地，该对第一杆状四极磁铁使束流在其需要聚焦或散焦的维度内聚焦或散 焦ο较佳地，在该目标工件处设置一束流诊断设备，利用该束流诊断设备测量束流的 强度分布和角度分布，并基于该测得数据调整该对第一杆状四极磁铁的线圈内的电流值， 以使束流到达该目标工件时的强度分布和角度分布符合预设要求。本专利技术的又一技术方案为一种利用上述束流传输系统实现的束流传输方法，其 特点在于，使该两个第一杆状四极磁铁的线圈内的电流值之和保持为该第一预设值，且使 该两个第一杆状四极磁铁的线圈内的电流值均在该预设上限和该预设下限之间不断改变， 且使该两个第二杆状四极磁铁的线圈内的电流值相等且之和保持为该第二预设值，在该方 法中，束流由该束流出射装置出射后，该对第一杆状四极磁铁使束流聚焦或散焦，并使束流 在与该聚焦或散焦的维度相垂直的维度内不断往复扫描，然后该对第二杆状四极磁铁使束 流在该扫描维度内聚焦或散焦，而后注入该目标工件。较佳地，该对第一杆状四极磁铁使束流在其需要聚焦或散焦的维度内聚焦或散焦ο较佳地，在该目标工件处设置一束流诊断设备，利用该束流诊断设备测量束流的 强度分布和角度分布，并基于该测得数据调整该对第一杆状四极磁铁和该对第二杆状四 极磁铁的线圈内的电流值，以使束流到达该目标工件时的强度分布和角度分布符合预设要 求。较佳地，该对第二杆状四极磁铁将束流在该扫描维度内校正至平行传播。本专利技术的积极进步效果在于本专利技术通过设置一对第一杆状四极磁铁，并且通过 对其线圈内的电流值进行特别控制，在该单一束流光学器件的作用范围内同时实现了束流 在一个维度上的聚焦、以及在与该聚焦维度相垂直的另一个维度上的往复扫描；另外，通过 在该对第一杆状四极磁铁之后再设置一对第二杆状四极磁铁，本专利技术的该系统还能够在束 流到达目标工件之前对其在该扫描维度内进行聚焦，以校正束流角度。因此，本专利技术能够通 过控制一对或两对杆状四极磁铁的电流大小，控制束流的强度分布和角度分布，从而提高 束流的利用效率，更方便地优化束流的剂量和角度的均勻性，同时得益于杆状四极磁铁的 聚焦效应，还可以提高束流的传输效率和到达工件时的束流强度。附图说明图Ia为本专利技术的束流传输系统的第一实施例的侧视图。图Ib为本专利技术的束流传输系统的第一实施例的俯视图。图2为本专利技术中的一对杆状四极磁铁对束流的聚焦效应示意图。图3为本专利技术中的一对杆状四极磁铁对束流的偏转效应示意图。图如为本专利技术的束流传输系统的第二实施例的侧视图。图4b为本专利技术的束流传输系统的第二实施例的俯视图。具体实施例方式下面结合附图给出本专利技术较佳实施例，以详细说明本专利技术的技术方案。图Ia和图Ib所示分别为本专利技术的束流传输系统的第一实施例的侧视图和俯视 图。由束流出射装置1出射的束流在束流路径上经过传输之后，最终按照预设的强度分布 和角度分布要求到达目标工件4处以对工件完成加工制程。该束流出射装置1可以为一离 子源或一电子源，相应地，传输的束流则可以为离子束或电子束。本专利技术在该束流出射装置 1和该目标工件4之间设有一对相互平行的、分别位于束流路径两侧的第一杆状四极磁铁 21、22。该两个第一杆状四极磁铁21、22均由杆状铁芯以及绕于铁芯上的电磁线本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种束流传输系统，其包括一束流出射装置和一作为束流传输终点的目标工件，其特征在于，在该束流出射装置和该目标工件之间设有一对相互平行的、分别位于束流路径两侧的第一杆状四极磁铁，该两个第一杆状四极磁铁的线圈内的电流值之和保持为一第一预设值，且该两个第一杆状四极磁铁的线圈内的电流值均在一预设上限和一预设下限之间不断改变。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：钱锋，
申请(专利权)人：上海凯世通半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：31