一种法拉第杯结构及离子植入设备的制作方法

本实用新型涉及半导体制造领域，特别是涉及一种法拉第杯结构及离子植入设备。

背景技术：

离子植入技术可将掺质以离子型态植入半导体组件的特定区域上，以获得精确的电子特性。这些离子必须先被加速至具有足够能量与速度，以穿透植入薄膜，到达预定的植入深度。离子植入制程可通过离子束电流(离子束内之总离子数)与扫瞄率(晶圆通过离子束之次数)实现对植入区内的掺质浓度进行精密控制，而离子植入的深度则由离子束能量的大小来决定。

离子注入设备是集成电路制造前工序中的关键设备，离子注入是对半导体表面附近区域进行掺杂的技术，其目的是改变半导体的载流子浓度和导电类型。离子注入与常规热掺杂工艺相比可对注入剂量、注入角度、注入深度、横向扩散等方面进行精确的控制，克服了常规工艺的限制，提高了电路的集成度、开启速度、成品率和寿命，降低了成本和功耗。离子注入设备广泛用于掺杂工艺，可以满足浅结、低温和精确控制等要求，已成为集成电路制造工艺中必不可少的关键装备。

在离子注入设备中，法拉第杯是其必备零件，主要是通过将离子束轰击到法拉第杯的内壁上，实现量测离子束电流的大小；而现有法拉第杯结构10如图1所示，包括法拉第杯11，固定所述法拉第杯11的固定部12，固定于所述固定部12一端的移动杆13，及固定于所述法拉第杯11上方和下方所述固定部12上的永久磁体14，其中，所述移动杆13可实现直线运动；现有法拉第杯内壁的材质一般为石墨，由于离子束轰击的原因，法拉第杯的石墨内壁大约三个月左右就会被打穿；因此，需要定期对离子注入设备进行维护，即对法拉第杯进行厚度检查，以判断其是否需要更换。

鉴于此，有必要设计一种新的法拉第杯结构及离子植入设备用以解决上述技术问题。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种法拉第杯结构及离子植入设备，解决了现有法拉第杯使用周期短，更换频繁的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种法拉第杯结构，所述法拉第杯结构包括：

法拉第杯；

固定部，所述固定部为空心立方体结构，任意一组首尾相连的四个表面为四个第一表面，至少一个所述第一表面上固定有法拉第杯，另外两个表面为第二表面；

固定于任意一个所述第二表面的转动杆，其中，所述转动杆具有直线运动和旋转运动的自由度；

固定于所述固定部一侧的永久磁体。

优选地，所述永久磁体通过支架固定于所述固定部的一侧。

优选地，所述固定部包括长方体结构，所述长方体结构的四个第一表面上均固定有至少一个法拉第杯。

优选地，所述长方体结构的四个第一表面上均固定有一个法拉第杯。

本实用新型还提供了一种离子植入设备，所述离子植入设备包括如上述任一项所述的法拉第杯结构。

优选地，所述离子植入设备还包括设于所述法拉第杯底部、且与所述法拉第杯内壁连接的电流计。

优选地，所述离子植入设备还包括设于所述法拉第杯结构前方的离子束产生装置，及设于所述法拉第杯结构后方的待植入结构。

如上所述，本实用新型的一种法拉第杯结构及离子植入设备，具有以下有益效果：本实用新型通过在固定部表面增设法拉第杯，并将转动杆设置为可旋转结构，同时将永久磁体通过支架固定在所述固定部一侧，实现一个固定部上可同时设置多个法拉第杯，多个法拉第杯通过转动杆更换，并且多个法拉第杯共用一个永久磁铁，进而增加法拉第杯结构的使用周期，减少法拉第杯的更换频率。

附图说明

图1显示为现有法拉第杯结构的结构示意图。

图2显示为本实用新型实施例一所述法拉第杯结构的结构示意图。

元件标号说明

10 现有法拉第杯结构

11 法拉第杯

12 固定部

13 移动杆

14 永久磁体

20 本实用新型法拉第杯结构

21 法拉第杯

22 固定部

221 第一表面

222 第二表面

23 转动杆

24 永久磁体

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图2。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

实施例一

如图2所示，本实施例提供一种法拉第杯结构，所述法拉第杯结构20包括：

法拉第杯21；

固定部22，所述固定部为空心立方体结构；任意一组首尾相连的四个表面为四个第一表面221，至少一个所述第一表面221上固定有法拉第杯21；另外两个表面为第二表面222；

固定于任意一个所述第二表面222的转动杆23，其中，所述转动杆23具有直线运动和旋转运动的自由度；

固定于所述固定部22一侧的永久磁体24。

需要说明的是，通过在若干所述第一表面上固定多个法拉第杯，并通过将所述转动杆设计为可旋转结构，实现通过转动所述转动杆直接更换所述法拉第杯，延长所述法拉第杯结构的使用周期。

作为示例，如图2所示，所述固定部22包括长方体结构，所述长方体结构的四个第一表面上均固定有至少一个法拉第杯21。

优选地，如图2所示，在本实施例中，所述长方体结构的四个第一表面上均固定有一个法拉第杯21；所述法拉第杯为圆柱形杯状结构，其中，所述法拉第杯的直径为8cm，高度为2cm，内壁的厚度为1cm。

需要说明的是，所述固定部上设有与所述法拉第杯形状相同的凹槽，所述法拉第杯通过螺钉固定安装于所述凹槽上。

作为示例，所述永久磁体24通过支架固定于所述固定部22的一侧。

优选地，在本实施例中，所述永久磁体24包括固定于所述法拉第杯上方的N型磁体，及固定于所述法拉第杯下方的S型磁体。

需要说明的是，所述支架固定于所述离子植入设备上，通过将永久磁体24固定于所述支架上，实现多个法拉第杯共用一个永久磁体。

实施例二

本实施例提供了一种离子植入设备，所述离子植入设备包括如实施例一所述的法拉第杯结构20。

作为示例，所述离子植入设备还包括设于所述法拉第杯底部、且与所述法拉第杯21内壁连接的电流计30，以量测轰击所述法拉第杯的离子束的电流大小。

作为示例，所述离子植入设备还包括设于所述法拉第杯结构20前方的离子束产生装置，用以产生离子束；及设于所述法拉第杯结构20后方的待植入结构，用于进行离子植入。

下面请参阅图2对本实施例所述离子植入设备的工作过程及更换法拉第杯的过程进行详细说明。

所述离子植入设备正常工作时，所述离子束产生装置产生离子束，同时，通过向前移动所述法拉第杯结构20，使得离子束轰击所述法拉第杯，以实现通过电流计量测所述离子束的电流大小，进而判断离子束是否满足工艺要求；当离子束满足工艺要求时，通过向后移动所述法拉第杯结构20，使离子束直接植入至所述待植入结构中，以实现待植入结构的离子植入。

当使用的所述法拉第杯21的内壁厚度过薄时，通过旋转所述转动杆23，使固定于其它所述第一表面的法拉第杯旋转至所述离子束产生装置40的一侧，以实现更换法拉第杯21，进而增加所述法拉第杯结构的使用周期，减小其更换频率。

综上所述，本实用新型的一种法拉第杯结构及离子植入设备，具有以下有益效果：本实用新型通过在固定部表面增设法拉第杯，并将转动杆设置为可旋转结构，同时将永久磁体通过支架固定在所述固定部一侧，实现一个固定部上可同时设置多个法拉第杯，多个法拉第杯通过转动杆更换，并且多个法拉第杯共用一个永久磁铁，进而增加法拉第杯结构的使用周期，减少法拉第杯的更换频率。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。