离子束整形装置及方法、半导体加工设备与流程

本技术涉及半导体加工，尤其涉及一种离子束整形装置及方法、半导体加工设备。

背景技术：

1、在加工半导体器件的制作过程中，离子注入工艺是一个重要的工艺步骤。离子注入工艺是采用离子注入的方式向半导体衬底中注入杂质元素。半导体衬底的材料可以是硅、碳化硅(sic)、砷化镓(gas)或者氮化镓(gan)等材质。

2、离子束的均匀性(uniformity)是离子注入工艺中的重要参数，其决定了离子束注入到整个半导体衬底上的一致性和均匀性。通常，可通过例如法拉第剖面仪(profilerfaraday)等检测元件来检测离子束是否均匀性有问题，检测出均匀性有问题的离子束可在后续磁场进行整体整形。

3、通过在离子束发射端设置整形件，在整形件上设置有狭缝口，离子束可通过狭缝口，实现对离子束整形目的。为了抑制二次电子，整形件一般使用石墨作为材质。然而，石墨材料在长时间使用后会明显消耗，狭缝口出现消耗缺口，导致通过狭缝口的离子束不均匀。

技术实现思路

1、本技术提供了一种离子束整形装置及方法、半导体加工设备，能够解决由于狭缝口出现消耗缺口而导致的离子束均匀性问题。

2、本技术所提供的技术方案如下：

3、第一方面，本技术实施例提供了一种离子束整形装置，包括：

4、整形主体件，设于离子束的传输路径上，所述整形主体件包括沿第一方向延伸的狭缝口，所述狭缝口用于供离子束通过；

5、缺口获取单元，设于通过所述狭缝口的离子束的传输路径上，所述缺口获取单元用于获取所述狭缝口上的缺口位置信息；及

6、缺口补偿单元，包括缺口遮挡组件及移动组件，所述缺口补偿单元设于所述狭缝口的周向至少一侧，所述移动组件被配置为驱动所述缺口补偿单元可移动；

7、控制单元，与所述缺口补偿单元、所述缺口获取单元之间通信连接，所述控制单元用于基于所述缺口位置信息，控制所述移动组件的工作状态，以使所述缺口遮挡组件遮挡所述狭缝口上的缺口。

8、于一实施例中，所述缺口遮挡组件包括至少一个遮挡子单元，所述移动组件包括至少一个驱动子单元，其中，一个所述遮挡子单元由对应的一个所述驱动子单元单独驱动下沿所述第二方向可移动；且不同所述遮挡子单元设于所述狭缝口沿第二方向上的不同侧；其中，所述第二方向垂直所述第一方向和所述离子束的传输方向。

9、于一实施例中，所述缺口遮挡组件包括第一遮挡子单元和第二遮挡子单元，所述第一遮挡子单元和所述第二遮挡子单元分别设于所述狭缝口沿所述第二方向上相对的两侧；所述移动组件包括第一驱动子单元和第二驱动子单元，所述第一驱动子单元独立驱动所述第一遮挡子单元，所述第二驱动子单元独立驱动所述第二遮挡子单元。

10、于一实施例中，每个所述遮挡子单元包括沿所述第一方向依次排列的多个遮挡件；其中，

11、每个所述遮挡件在对应的所述驱动子单元的驱动下可彼此独立地沿所述第二方向在遮挡位置和避让位置之间移动；和/或，

12、同一所述遮挡子单元中的多个所述遮挡件在对应的所述驱动子单元的驱动下沿所述第一方向可同步移动。

13、于一实施例中，所述驱动子单元包括：

14、安装架，所述安装架沿所述第一方向具有延伸长度，多个所述遮挡件沿所述第二方向可移动地安装至所述安装架上；

15、多个第一驱动件，每个所述第一驱动件连接至对应的所述遮挡件上，并驱动与对应的所述遮挡件沿所述第二方向移动；及

16、第二驱动件，所述第二驱动件传动连接至所述安装架上，且驱动所述安装架沿所述第一方向可移动，以使多个所述遮挡件沿所述第一方向同步可移动。

17、于一实施例中，所述基于所述缺口位置信息，控制所述移动组件的工作状态，以使所述缺口遮挡组件遮挡所述狭缝口上的缺口，具体包括：

18、存储各所述遮挡件的实时位置信息，所述实时位置信息包括各个所述遮挡件沿所述第一方向上的实时坐标位置、以及所述遮挡件沿所述第二方向上是否正在或之前处于所述遮挡位置上；

19、基于所述缺口位置信息及所述实时位置信息，判断所述实时坐标位置与缺口位置正对的遮挡件是否正在处于或之前处于所述遮挡位置上；

20、若所述实时坐标位置与缺口位置正对的遮挡件未正在处于或之前处于所述遮挡位置上，则移动该遮挡件移动至遮挡位置上，以遮挡所述缺口；

21、若所述实时坐标位置与缺口位置正对的遮挡件正在处于或之前处于所述遮挡位置上，则判断其他遮挡件是否正在处于或之前处于所述遮挡位置上；

22、若其他遮挡件未正在处于或之前未处于所述遮挡位置上时，则沿所述第一方向移动所述遮挡子单元，以使该其他遮挡件遮挡所述缺口。

23、于一实施例中，当所述缺口遮挡组件包括第一遮挡子单元和第二遮挡子单元，且所述第一遮挡子单元和所述第二遮挡子单元分别设于所述狭缝口沿所述第二方向上相对的两侧时，所述基于所述缺口位置信息，控制所述移动组件的工作状态，以使所述缺口遮挡组件遮挡所述狭缝口上的缺口，具体包括：

24、基于所述缺口位置信息及所述实时位置信息，判断所述第一遮挡子单元和所述第二遮挡子单元中所述实时坐标位置与缺口位置正对的两个遮挡件是否均正在处于或之前处于所述遮挡位置上；

25、若该两个遮挡件均未正在处于或之前处于所述遮挡位置上，则控制该两个遮挡件中一者移动至所述遮挡位置，并通过所述缺口获取单元获取到的缺口位置信息，判断当前缺口是否已被遮挡，若否，则控制该两个遮挡件中另一者移动至所述遮挡位置；

26、若该两个遮挡件中一者未正在处于或之前处于所述遮挡位置上，另一者正在处于或之前处于所述遮挡位置上时，则控制该两个遮挡件中未正在处于或之前处于所述遮挡位置的一者移动至所述遮挡位置，并通过所述缺口获取单元获取到的缺口位置信息，判断当前缺口是否已被遮挡；

27、若该两个遮挡件均正在处于或之前处于所述遮挡位置上时，则判断其他遮挡件是否正在处于或之前处于所述遮挡位置上，若否，则沿所述第一方向移动所述遮挡子单元，以使该其他遮挡件遮挡所述缺口。

28、第二方面，本技术实施例提供了一种离子束整形方法，其应用于如上所述的离子束整形装置，所述方法包括如下步骤：

29、获取整形主体件的狭缝口上的缺口位置信息；

30、基于所述缺口位置信息，控制所述移动组件的工作状态，以使所述缺口遮挡组件遮挡所述狭缝口上的缺口。

31、于一实施例中，所述基于所述缺口位置信息，控制所述移动组件的工作状态，以使所述缺口遮挡组件遮挡所述狭缝口上的缺口，具体包括如下步骤：

32、存储各所述遮挡件的实时位置信息，所述实时位置信息包括各个所述遮挡件沿所述第一方向上的实时坐标位置、以及所述遮挡件沿所述第二方向上是否正在或之前处于所述遮挡位置上；

33、基于所述缺口位置信息及所述实时位置信息，判断所述实时坐标位置与缺口位置正对的遮挡件是否正在处于或之前处于所述遮挡位置上；

34、若所述实时坐标位置与缺口位置正对的遮挡件未正在处于或之前处于所述遮挡位置上，则移动该遮挡件移动至遮挡位置上，以遮挡所述缺口；

35、若所述实时坐标位置与缺口位置正对的遮挡件正在处于或之前处于所述遮挡位置上，则判断其他遮挡件是否正在处于或之前处于所述遮挡位置上；

36、若其他遮挡件未正在处于或之前未处于所述遮挡位置上时，则沿所述第一方向移动所述遮挡子单元，以使该其他遮挡件遮挡所述缺口。

37、于一实施例中，当所述缺口遮挡组件包括第一遮挡子单元和第二遮挡子单元，且所述第一遮挡子单元和所述第二遮挡子单元分别设于所述狭缝口沿所述第二方向上相对的两侧时，所述基于所述缺口位置信息，控制所述移动组件的工作状态，以使所述缺口遮挡组件遮挡所述狭缝口上的缺口，具体包括：

38、基于所述缺口位置信息及所述实时位置信息，判断所述第一遮挡子单元和所述第二遮挡子单元中所述实时坐标位置与缺口位置正对的两个遮挡件是否均正在处于或之前处于所述遮挡位置上；

39、若该两个遮挡件均未正在处于或之前处于所述遮挡位置上，则控制该两个遮挡件中一者移动至所述遮挡位置，并通过所述缺口获取单元获取到的缺口位置信息，判断当前缺口是否已被遮挡，若否，则控制该两个遮挡件中另一者移动至所述遮挡位置；

40、若该两个遮挡件中一者未正在处于或之前处于所述遮挡位置上，另一者正在处于或之前处于所述遮挡位置上时，则控制该两个遮挡件中未正在处于或之前处于所述遮挡位置的一者移动至所述遮挡位置，并通过所述缺口获取单元获取到的缺口位置信息，判断当前缺口是否已被遮挡；

41、若该两个遮挡件均正在处于或之前处于所述遮挡位置上时，则判断其他遮挡件是否正在处于或之前处于所述遮挡位置上，若否，则沿所述第一方向移动所述遮挡子单元，以使该其他遮挡件遮挡所述缺口。

42、第三方面，本技术实施例中提供了一种半导体加工设备，包括：工艺腔室；设于所述工艺腔室内的离子源；及，如上所述的离子束整形装置。

43、第四方面，本技术实施例中提供了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，所述计算机指令用于使所述计算机执行如上所述的方法。

44、第五方面，本技术实施例中提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时实现如上所述的方法。

45、本技术所带来的有益效果如下：

46、本技术实施例所提供的离子束整形装置及方法、半导体加工设备中，该离子束整形装置包括整形主体件、缺口获取单元、缺口补偿单元和控制单元，其中整形主体件设在离子束的传输路径上，且整形主体件上设有狭缝口，离子束可通过狭缝口，以实现对离子束汇聚和整形目的；缺口获取单元可以获取狭缝口上是否产生了缺口，并确定缺口位置；缺口补偿单元包括缺口遮挡组件和移动组件，移动组件可驱动缺口遮挡组件移动；控制单元可基于缺口获取单元所获取的缺口位置信息，控制移动组件将缺口遮挡组件移动至遮挡缺口的位置，以实现对狭缝口上缺口进行补偿的目的，从而避免了由于狭缝口上存在损伤缺口而对离子束的均匀性产生的不良影响。

47、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本技术的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本技术的范围。本技术的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。