一种广泛适用的离子束电偏转元件设计方法与流程

本发明涉及离子束电偏转极板的设计，涉及离子注入机，属于半导体装备制造领域。

背景技术：

在半导体装备制造领域，特别是离子注入机，要求斑点束流到达平行透镜入口时，能够保证束流入射角度能够按照偏转电压线性变化，并且要有较好的偏转灵敏度。偏转板的形状对线性度及灵敏度影响很大，一个最优的偏转板设计方案要既能保证偏转线性度，又能保证偏转板具有较好的偏转灵敏度。线性度好能够保证束流进入平行透镜时具有良好的入射状态，从而保证束流在出平行透镜时具有良好的平行度；同样，灵敏度好能够保证所需的偏转电压能够高效、合理利用，从而降低所选偏转电源的功率，节约成本。

技术实现要素：

本发明涉及一种广泛适用的离子束电偏转元件设计方法。该发明应用于离子注入机电偏转极板的设计。

本发明通过以下技术方案实现：

1、给定偏转板入口宽度d1，束出偏转板时的期望偏转角α，束能量Ua，偏转电压为±U。

2、由以上条件可计算出中间变量A：

偏转板沿束流方向的长度a：

偏转板出口宽度d2：

3、在区间内，取n个等间距点，由可计算出n个中间变量A²x。

4、将n个Ax依次代入积分方程：

得到dz＝kd1(k＝1，2，…，n)对应的z值。

5、根据以上计算，得到坐标点(z，dz)，从而可将偏转板形状描绘出。

本发明具有如下显著优点：

1、完全通过解析公式描述偏转板的形状，克服了以往通过数值仿真方法来确定偏转板形状的缺陷，该发明具有很大的普适性。

2、该方法根据解析公式求得的偏转板形状，对不同入口宽度、不同束流能量、不同偏转板出口期望偏转角均适用，这样对离子束偏转板的设计具有很大的灵活性。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步介绍，但不作为对本发明专利的限定。

图1所示是离子束电偏转元件设计说明图，图2是根据一组参数：偏转板入口宽度d1＝0.05m，束出偏转板时的期望偏转角α＝8°，束能量为1MeV，偏转电压为±20kV计算出的偏转板上的点，可根据这些点可绘出偏转板的形状。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的介绍，但不作为本发明的限定。

如图1所示是离子束电偏转元件设计说明图，离子束电偏转元件设计方法包括：1、电偏转极板入口宽度d1；2、电偏转极板出口宽度d2；3、电偏转极板沿束流方向长度a；4、束流经过电偏转后的期望偏转角度α；该设计方法的主要思想是，首先给定偏转板入口宽度d1，束出偏转板时的期望偏转角α，束能量Ua，偏转电压为±U，根据这四个参量可计算出电偏转极板沿束流方向长度a、电偏转极板出口宽度d2；将区间(1，d2/d1)分成n个等间距点，有一个积分方程可以求出每一个纵坐标dz＝kd1(k＝1，2，…，n)所对应的横坐标z；根据以上计算，根据得到的坐标点(z，dz)，从而可将偏转板形状描绘出。

本发明专利的特定实施例已对本发明专利的内容做了详尽说明。对本领域一般技术人员而言，在不背离本发明专利精神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。