专利名称：一种离子源自动引束方法
技术领域：
本发明涉及一种半导体器件制造控制方法，尤其涉及一种离子源自动引束方法。
背景技术：
现有半导体集成电路制造技术中，随着半导体集成电路技术的发展，集成度越来越高，电路规模越来越大，电路中单元器件尺寸越来越小，对各半导体工艺设备提出了更高的要求。
离子注入机作为半导体离子掺杂工艺线的关键设备之一，也提出了很高的要求。离子注入机必须根据注入工艺要求自动引束并完成注入工艺，离子源自动引束方法是保证束流重复性、稳定性、安全性的重要保证。因此离子注入机迫切需要一种速度快、成功率高、能满足工艺要求的自动引束方法。
发明内容
本发明是针对离子注入机的自动引束要求，提出一种离子源自动引束方法，从而保证离子注入机可以根据工艺菜单自动快速引出优质束流。
本发明通过以下方案实现一种离子源自动引束方法，包括如下步骤(1)灯丝加热、稳定将灯丝电源和阳极电源电压加至设定的数值，等待离子源真空稳定并达到送气真空标准；(2)送气开启注入元素相应的送气阀门及总送气阀门，同时开启相应的流量计，并检测压力，等待1分钟后，观察流量的变化变化小于5％，稳定后进入启弧的过程；(3)启弧设置离子源部分的偏置电源，调节送气量，获得稳定的弧流；(4)分析器调整计算出分析器电流值，设置并调整分析器电流在测束杯获得稳定的极大值电流；(5)束流优化根据元素种类和分析光栏的物理特性，调整弧流、送气量、分析光栏使得测束杯束流进入设置的范围。
本发明具有如下显著优点1.可以实现全自动引束，无需人工干预；2.自动引束成功率高；3.束流重复性好；4.引束速度快。
图1为本发明的大倾角离子注入机离子源自动引束原理框2为本发明的总流程3为本发明的灯丝加热稳定流程4为本发明的送气流程5为本发明的启弧流程6为本发明的分析器调整流程7为本发明的束流优化流程图
具体实施例方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述参考图1控制系统14根据分析器部分12出口的测束杯13反馈值，调节大倾角离子注入机的离子源部分11和分析器部分12，使得测束杯13反馈值进入设置的范围中，从而保证整个引束的重复性和高成功率。
如图2所述为离子源自动引束总流程步骤21开始后，步骤22灯丝加热、稳定，然后执行步骤23送气，再执行步骤24启弧、步骤25分析器调整、再进行步骤26束流优化，最后进入步骤27，离子源自动引束过程结束。
下面详细描述离子源自动引束方法的各步骤流程如图3所示为灯丝加热稳定流程图步骤31开始后，步骤32开启灯丝电源，阳极电源，偏置电源，将弧压参数、灯丝电流参数、源磁场参数、偏置电压、引出电极位置、引出电压、引出抑制电压、分析器电流等参数预制到控制系统中，并设置弧流。步骤33延时k1毫秒，k1为设置值。然后步骤34判断离子源真空值是否优于送气标准。如果是则转入步骤38开启源磁场电源电流至设定值，步骤39灯丝加热稳定步骤结束。如步骤34判断为否，则进入步骤35，再判断离子源真空值是否大于1.0E-3pa，如否返回步骤33，如是进入步骤36关闭灯丝电源，因关闭灯丝电源后不能立即开启，故延时k2毫秒，k2为设置值，再返回步骤32。
如图4所示，为送气流程图步骤41开始后，步骤42开启注入元素相应的送气阀门及总送气阀门，设定流量计为初始值；然后步骤43开启注入元素对应的气瓶及相应的截至阀门；步骤44检测送气压力，等待1分钟后，观察流量的变化变化小于5％，稳定后进入步骤45结束送气过程。
如图5所示，为启弧流程图步骤51开始后，进入步骤52设置相关子控制器，通过控制系统设置离子源部分的偏置电源，步骤53延时，并等待系统稳定，进入步骤54判断弧流是否大于k3mA，其中k3为设定值。如果是，则步骤59，判断离子源真空是否正常，如正常，则步骤60结束。如否在步骤58出错退出。如步骤54判断为否，则步骤55，调节送气量和源磁场，再进入步骤56，延时，并等待系统稳定，进入步骤57，再判断离子源真空是否正常，如正常，则返回步骤54，如不正常，则进入步骤58出错退出。
如图6所示，为分析器调整流程图步骤61开始后，步骤62设置分析器调整相关子控制器，步骤63，计算并设置分析器电源电流为I。
为了快速调整分析器，必须保证计算出的分析器初始电流值接近最佳值，根据试验和物理模型可知分析器电源电流满足下述公式I＝k*(mv/q)1/2...................................(1)其中，m为注入元素的质量数，v为引出电压q为注入元素的电荷数k为固定常数根据公式(1)可以快速计算出所需的分析器电流。
步骤64设置分析器电流从I-2％变化到I+2％。然后步骤65分析器电流设置为测束杯获得极大稳定电流时对应的分析器电源电流值，然后步骤66，分析器调整步骤结束。
如图7所示，为束流优化流程图步骤71开始后，步骤72判断测束杯束流是否进入指定范围，如是，则进入步骤76束流优化步骤结束。如步骤72判断为否，则依次进入步骤73调节弧流值、步骤74调节送气量，步骤75调节分析光栏，再返回步骤72。
本发明的特定实施例已对发明内容做了详尽说明。对本领域一般技术人员而言，在不背离本发明原理的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都构成对本发明专利的侵犯，将承担相应的法律责任。
权利要求
1.一种离子源自动引束方法，包括如下步骤(1)灯丝加热、稳定将灯丝电源和阳极电源电压加至设定的数值，等待离子源真空稳定并达到送气真空标准；(2)送气开启注入元素相应的送气阀门及总送气阀门，同时开启相应的流量计，并检测压力，等待1分钟后，观察流量的变化变化小于5％，稳定后进入启弧的过程；(3)启弧设置离子源部分的偏置电源，调节送气量，获得稳定的弧流；(4)分析器调整计算出分析器电流值，设置并调整分析器电流在测束杯获得稳定的极大值电流；(5)束流优化根据元素种类和分析光栏的物理特性，调整弧流、送气量、分析光栏使得测束杯束流进入设置的范围。
2.根据权利要求1所述的离子源自动引束方法，其特征在于分析器电源电流I满足下述公式I＝k*(mv/q)1/2，其中，m为注入元素的质量数，v为引出电压，q为注入元素的电荷数，k为固定常数。
全文摘要
本发明公开了一种离子源自动引束方法，包括如下步骤(1)灯丝加热、稳定将灯丝电源和阳极电源电压加至设定的数值，等待离子源真空稳定并达到送气真空标准；(2)送气开启注入元素相应的送气阀门及总送气阀门，同时开启相应的流量计，并检测压力，观察流量的变化，稳定后进入启弧的过程；(3)启弧设置离子源部分的偏置电源，调节送气量，获得稳定的弧流；(4)分析器调整计算出分析器电流值，设置并调整分析器电流在测束杯获得稳定的极大值电流；(5)束流优化根据元素种类和分析光栏的物理特性，调整弧流、送气量、分析光栏使得测束杯束流进入设置的范围。本发明可以实现全自动引束，无需人工干预；引束速度快。
文档编号H01J37/317GK1862758SQ20061007296
公开日2006年11月15日 申请日期2006年4月7日 优先权日2006年4月7日
发明者罗宏洋, 孙勇, 孙雪平, 戴习毛 申请人:北京中科信电子装备有限公司