本发明专利技术涉及用于等离子体浸没离子注入的剂量测量设备，该设备包括：估算注入电流的估算模块CUR，次生电子检测器DSE，以及用于通过注入电流与来自次生电子检测器的电流之差来估算离子电流的控制电路CC。此外，高能次生电子检测器DSE包括专门支承互相绝缘的以下三个电极的收集器：-用于排斥预定符号的要被排斥的电荷的第一排斥电极，该电极具有至少一个允许电子通过的孔；-用于排斥相反符号的要被排斥的电荷的第二排斥电极，该电极也具有至少一个允许电子通过的孔；-选择电极，该电极也具有至少一个允许电子通过的孔。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于等离子体浸没离子注入的剂量测量设备本专利技术涉及用于等离子体浸没离子注入的剂量测量设备。本专利技术的领域是以等离子体浸没模式工作的离子注入机的领域。因此，基体的离子注入包括将基体浸没到等离子体中，并以几十伏到几十千伏的负电压极化(一般小于100千伏)，这样产生能够使等离子体的离子向基体加速的电场，以使得离子注入到基体中。这样注入的原子叫做掺杂物。离子的穿透深度由其加速能量确定。该深度一方面取决于施加到基体的电压，另一方面取决于离子和基体各自的性质。注入原子的浓度取决于以每平方厘米离子数表示的剂量并取决于注入深度。注入时的主要参数之一是注入的掺杂物的剂量。应准确地了解该剂量。通过对到达基体的正电荷积分得到该剂量。 因此，文献US6050218描述用于估算等离子体浸没注入剂量的电荷收集器。位于基体下的收集器是收集等离子体的离子的一部分的法拉第笼(cage de Faraday)。可从其得出注入电流。只有正离子被考虑。文献W00141183和W00008670也涉及离子注入剂量测定。这也是用于回收正离子的一部分的法拉第笼类型的收集器。该收集器靠近基体。文献W02005/104175提出通过将多个收集器相对于基体中心置于不同半径方向上来限制该估算的偏差。估算得到改进，这是因为测量在基体的整个周围进行。但是，其没有考虑等离子体的较大的径向非均质性。但是，应该注意，正电荷不仅由于到达基体的正离子得到，还来自释放到基体表面的次生电子的生成。在离子束注入机中，次生电子的能量很低，使得可以通过围绕基体的法拉第笼将这些次生电子带向基体。该法拉第笼被负势垒在光学上封闭。在以等离子体浸没方式运行的注入机中，次生电子以基本上等于等离子体的正离子的能量加速，因此非常难以将它们带向基体。因此，文献US5319212记载了一种剂量测量设备，包括估算注入电流的模块，还包括次生电子检测器，以及还包括用于根据注入电流与来自次生电子检测器的电流之差来估算离子电流的控制电路。次生电子检测器能够只测量最大能量由必然很弱的供电电压确定的慢电子。如果不然，等离子体会被干扰。文献W02010/075283也公开了剂量测量设备，包括估算注入电流的模块，还包括次生电子检测器，以及还包括用于通过注入电流与来自次生电子检测器的电流之差来估算离子电流的控制电路。前面与次生电子检测器有关的评述也适用于此。在上述两个文献中，检测器对消除慢电子或来自等离子体的离子不太有效。如果调整检测器的供电电压以阻止等离子体的电子，则某些离子会被考虑，反之亦然。最好次生电子检测器只与快电子相兼容。本专利技术提出对这种状况的改进。根据本专利技术，一种测量离子注入剂量的剂量测量设备，该设备包括估算注入电流的估算模块，次生电子检测器，以及用于通过注入电流与来自次生电子检测器的电流之差来估算离子电流的控制电路；此外，该有效次生电子检测器包括专门支承互相绝缘的以下三个电极的收集器-用于排斥预定符号的要被排斥的电荷的第一排斥电极，该电极具有至少一个允许电子通过的孔；-用于排斥相反符号的要被排斥的电荷的第二排斥电极，该电极也具有至少一个允许电子通过的孔；以及-选择电极，该电极也具有至少一个允许电子通过的孔。根据本专利技术的优选实施例，这些电极的孔在形成次生电子检测器的开口的传导筒上对齐。另一方面，收集器呈现为杯形。根据本专利技术的附加特征，电极是铝制的。优选地，两个相邻电极之间的间距介于6至IOmm之间。理想的是，所述电极开口的面积介于15至30mm2之间。根据次生电子检测器的第一实施例，电极由网格构成。有利地，这些网格的穿透度大于50%。 更希望的是两个相邻网格之间的距离记作h，这些网格的孔的直径记作D，比率h/D大于I。根据次生电子检测器的第二实施例，电极由环形构成。类似地，两个相邻环形之间的距离记作h，传导筒的直径记作D，比率h/D大于I。如果该设备另外包括用于估算预先确定的离子类型的比例的分光计则可进一步改进测量，控制电路包括用于将该比例应用于离子电流的装置。另外还最好提供至少一个附加的次生电子检测器。现在通过参照附图作为示例给出的对实施例的以下描述范围内的更多细节使本专利技术更清楚，在附图中-附图说明图1示出注入机的垂直剖面示意图；-图2示出根据本专利技术的检测器的第一实施例的示意剖面图；-图3示出检测器的第二实施例的示意剖面图，更具体地-图3a是该第二实施例的第一变型；以及-图3b是该第二实施例的第二变型。存在于多幅图中的零件被赋予单一且相同的附图标记。如图1所示，离子注入机包括布置于真空室ENV的内部和外部的多个部件。对于微电子应用，如果希望限制金属元素(如铁、铬、镍或钴)的污染，则建议使用铝合金室。还可使用硅或碳化硅涂层。形状为水平平面盘形并围绕其垂直轴AXT移动的基体支承平台PPS接纳应经受离子注入的基体SUB。平台PPS连接到高压电源HT，高压电源另一方面与地线连接。真空室ENV的上部接纳具有垂直轴AXP的筒形源主体CS。该源主体由石英形成。源主体一方面从外部被约束线圈BOC1、BOCj围绕，另一方面被外部射频天线ANT围绕。等离子气体的入口 ING与源体CS的垂直轴AXP同轴。该垂直轴AXP与基体支承平台PPS的表面相交，要被注入的基体SUB被设置于该基体支承平台上。可以使用任何类型的脉冲等离子体源放电、ICP(Inductively Coupled Plasma,感应耦合等离子体)、螺旋波(Helicon)、微波、电弧。这些等离子源应在足够小的压力水平下工作，使得在高电压的平台PPS与接地的真空室ENV之间产生的电场不会启动将会干扰源的脉冲式运行的放电等离子体。更确切地说，剂量测量设备包括估算注入电流的模块CUR，该模块起到连接在基体支座PPS与地线之间的安培计的作用。注入电流还可通过使基体SUB极化的高压电源HT 直接输送。该设备还包括次生电子检测器DSE并且还包括控制电路CC，控制电路CC用于通过注入电流的面密度和来自次生电子检测器的电流的面密度之差来估算离子电流的面密度。次生电子检测器DSE被设置为面对基体SUB。可以通过在真空室ENV内设置分光计SPC (如质谱仪或光谱仪)来明显改进给定离子种类(esp&e)的剂量测量。该分光计识别此类离子在等离子体中的比例，并将该比例提供给考虑该比例的控制电路CC。举例而言，通过把离子电流乘以该比例来估算剂量。如果提供分布在基体之上的多个次生电子检测器，则可进一步改进该设备。因此可以控制注入的均质性。参照图2，根据第一实施例，该检测器DSE包括杯形或钟形的收集器C0L。该收集器COL通过测量次生电子电流的安培计AMP与地线连接。第一绝缘器Dl位于收集器COL上面，第一导电网格Gl又位于第一绝缘器Dl上面。第一导电网格Gl上面是第二绝缘器D2，第二绝缘器D2上面又是第二导电网格G2。第二导电网格G2上面是第三绝缘器D3，第三绝缘器D3上面又是第三导电网格G3。导电网格G1-G2、G2-G3之间的间距最好介于6-10mm之间。通常为8mm。为了提供参考，穿透度被定义为导电网格的开口面积与该导电网格的总面积之t匕。在当前情况下，穿透度应非常高，最好大于50%。这些开口还应该具有相对较大的面积，以使得它们不俘获应到达收集器的带电粒子种类。本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.06.03 FR 10023531.一种用于离子注入的剂量测量设备，该设备包括估算注入电流的估算模块(CUR)， 次生电子检测器(DSE)，用于通过所述注入电流与来自所述次生电子检测器的电流之差来估算离子电流的控制电路(CC)，其特征在于，所述高能次生电子检测器包括专门支承互相绝缘的以下三个电极的收集器(C0L，P)一用于排斥预定符号的要被排斥的电荷的第一排斥电极(G1，Al，Tl)，该电极具有至少一个允许电子通过的孔；一用于排斥相反符号的要被排斥的电荷的第二排斥电极(G2, A2, T2),该电极也具有至少一个允许电子通过的孔；一选择电极(G3，A3，T3)，该电极也具有至少一个允许电子通过的孔。2.如权利要求1所述的剂量测量设备，其特征在于，所述电极的孔在形成所述次生电子检测器(DSE)的开口的传导筒(D)上对齐。3.如权利要求1或2所述的剂量测量设备，其特征在于，所述收集器(COL)呈现为杯形。4.如权利要求1-3中任一项所述的剂量测量设备，其特征在于，所述电极 (G1-A1-T1, G2-A2-T2, G3-A3-T3)是铝制的。5.如权利要求1-4中任一项所述的剂量测量设备，其特征在于，两个相邻电极 (G...
【专利技术属性】
技术研发人员：F·托瑞格罗萨，L·洛克斯，
申请(专利权)人：离子射线服务公司，
类型：
国别省市：
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