一種雙燈絲離子源弧流平衡調節方法
2023-05-30 16:46:21
專利名稱：一種雙燈絲離子源弧流平衡調節方法
技術領域：
本發明涉及半導體製造工藝的設備離子注入機，離子注入機的一種雙燈絲離子源調節弧流平衡方法。
背景技術：
在半導體製造工藝設備離子注入機中，離子源部件是離子注入機的關鍵部分起到決定性的作用，直接影響到離子注入晶片的劑量大小以及離子束流的純度。間接加熱式離子源由放電室(陽極)、燈絲、陰極、反射極構成、離子源的燈絲座以及外殼、水冷。在高真空條件下，加上一定的電流使燈絲加熱，當加熱溫度達到電子的溢出功，燈絲髮射電子，在燈絲與陰極之間加一偏壓，電子在偏壓加速下，以一定的能量打到陰極上，使陰極發熱，同樣當溫度達到電子的溢出功時，陰極表面發射電子，在陰極與陽極(放電室)之間加上弧壓(約-100V)，陰極表面溢出的電子在弧壓電場電場作用下，由陰極飛向陽極；在放電室中送入了一定的工藝氣體，放電室由高真空變為低真空，陰極發射的電子與放電室中的氣體發生碰撞而產生電離，形成等離子體。在離子源部件中，為了增加電子在放電室中的飛行路程，以便提高電子與氣體的碰撞機率從而提高離子源的電離效率，在放電室中加上磁場B(幾十 幾百GS)(所說的源磁場)，在磁場中電子作螺旋運動有效地提高了電子的運動路程。同時在陰極的對面加了一個反射電極，其電位與陰極相同，當電子運動到反射極時會被排斥回來，提高電子的壽命。離子源放電形成的等離子體密度與陰極發射的電子量、送氣量(放電室中的氣壓)、弧壓、磁場的大小密切相關。
發明內容
本發明是針對雙燈絲離子源弧流平衡穩定的一種方法。兩個燈絲在在各個電源的調節下，在相同的弧室中最終達到了弧流平衡。如圖1雙燈絲離子源示意圖。本發明通過以下技術方案實現:1.一種雙燈絲離子源弧流平衡調節方法，包括:燈絲電源I (I)、燈絲電源2 (2)、偏置電源I⑶、偏置電源2 (4)、弧壓電源(5)、比較器I (6)、比較器2 (7)、兩個霍爾傳感器。其特徵在於:其中所述的雙燈絲電源形成的弧流，首先調節燈絲電源1(1)和偏置電源I (3)，使其輸出的偏流值和弧流值達到設定值。2.一種雙燈絲離子源弧流平衡調節方法，包括:燈絲電源I (I)、燈絲電源2 (2)、偏置電源I⑶、偏置電源2 (4)、弧壓電源(5)、比較器I (6)、比較器2 (7)、兩個霍爾傳感器
(8)、兩個反向器(9)。其特徵在於:其中所述的調節燈絲電源I⑴和偏置電源I⑶後，以此為基準。雙燈絲弧流平衡調節方法的流程圖如圖2所示，步驟(9)開始，步驟(10)調節燈絲電源2(2)，步驟(11)檢測偏流I與偏流2，步驟(12)比較他們的差值，若差值在允許誤差範圍內，則接著步驟(14)，若不在允許的誤差範圍，通過步驟(13)的計算反饋給燈絲電源2 (2)，再次調節電源輸出直至兩個偏流差值在允許範圍內，因此偏流2也就達到設定值。然後執行步驟(14)調節偏置電源2(4)，步驟(15)通過霍爾傳感器檢測弧流I和弧流2。步驟(16)比較兩個的差值，若差值在允許的範圍內，調節過程就結束。相反，則通過步驟(17)反饋給偏置電源2(4)，調節它的輸出值，直到達到我們設定的弧流值。本發明解決了雙燈絲離子源弧流不平衡的問題，實現了雙燈絲在不同的狀態最終達到弧流平衡的過程。
圖1是本發明的雙燈絲離子源框2是本發明的流程圖
具體實施例方式下面結合附圖的具體實施例對本發明作進一步介紹，應該理解，這些描述都是說明性的，本發明不限於此。本發明的範圍僅由所附權利要求的範圍所限定。圖1示意一種雙燈絲離子源弧流平衡調節方法，包括:燈絲電源1(1)、燈絲電源
2(2)、偏置電源I (3)、偏置電源2 (4)、弧壓電源(5)、比較器I (6)、比較器2 (7)、兩個霍爾傳感器(8)。燈絲電源I (I)和2 (2)用來給離子源的燈絲加熱，當燈絲加熱溫度達到一定程度時，燈絲就會發射電子，偏置電源1(3)和2(4)加在陰極與燈絲之間，使得電子以一定能量打到陰極上，形成偏流。同樣陰極在持續的轟擊下，陰極表面發射電子，弧壓電源(5)連接在弧室與陰極之間，電子在弧壓電場作用下，向弧室運動，最終吸附到弧室上形成弧流。首先調節燈絲電源1(1)和偏置電源1(3)，使其輸出的偏流值和弧流值達到設定值。調節完燈絲電源I (I)和偏置電源I (3)後，以此為基準。雙燈絲弧流平衡調節方法的流程圖如圖2所示，步驟(9)開始，步驟(10)調節燈絲電源2 (2)，步驟(11)檢測偏流I與偏流2，步驟(12)比較他們的差值，若差值在允許誤差範圍內，則接著步驟(14)，若不在允許的誤差範圍，通過步驟(13)的計算反饋給燈絲電源2 (2)，再次調節電源輸出直至兩個偏流差值在允許範圍內，因此偏流2也就達到設定值。然後執行步驟(14)調節偏置電源2(4)，步驟(15)通過霍爾傳感器檢測弧流I和弧流2。步驟(16)比較兩個的差值，若差值在允許的範圍內，調節過程就結束。相反，則通過步驟(17)反饋給偏置電源2 (4)，調節它的輸出值，直到達到我們設定的弧流值。本發明的特定實施例已對本發明的內容做了詳盡說明。對本領域一般技術人員而言，在不背離本發明精神的前提下對它所做的任何顯而易見的改動，或者慣用手段的直接替換，都構成對本發明專利的侵犯，將承擔相應的法律責任。
權利要求
1.一種雙燈絲離子源平衡調節方法，包括:燈絲電源I (I)、燈絲電源2(2)、偏置電源I(3)、偏置電源2 (4)、弧壓電源(5)、比較器I (6)、比較器2 (7)、兩個霍爾傳感器(8)。其特徵在於: 其中所述雙燈絲離子源包括:燈絲電源I (I)、燈絲電源2 (2)、偏置電源I (3)、偏置電源2(4)、弧壓電源(5)、比較器I (6)、比較器2 (7)、兩個霍爾傳感器(8)、兩個反向器(9)。燈絲電源I (I)和2 (2)用來給離子源的燈絲加熱，當燈絲加熱溫度達到一定程度時，燈絲就會發射電子，偏置電源1(3)和2(4)加在陰極與燈絲之間，使得電子以一定能量打到陰極上，形成偏流。同樣陰極在持續的轟擊下，陰極表面發射電子，弧壓電源(5)連接在弧室與陰極之間，電子在弧壓電場作用下，向弧室運動，最終吸附到弧室上形成弧流。
2.權利要求1的一種雙燈絲離子源平衡調節方法，其中所述的調節方法:首先是設定偏流值和相應的弧流值，然後調節燈絲電源1(1)和偏置電源I (3)，直到調出設定的偏流值和弧流值即可。
3.權利要求2的一種雙燈絲離子源平衡調節方法，權利要求1所述的燈絲電源I(I)和偏置電源1(3)調節完畢後，以他們的輸出值為基準，調節燈絲電源2(2)和偏置電源2(4)。直至偏流和弧流分別與設定值相等。
全文摘要
一種雙燈絲離子源弧流平衡調節方法，它包括燈絲電源1(1)、燈絲電源2(2)、偏置電源1(3)、偏置電源2(4)、弧壓電源(5)、比較器1(6)、比較器2(7)、兩個霍爾傳感器(8)。燈絲電源1(1)和2(2)用來給離子源的燈絲加熱，當燈絲加熱溫度達到一定程度時，燈絲就會發射電子，偏置電源1(3)和2(4)加在陰極與燈絲之間，使得電子以一定能量打到陰極上，形成偏流。同樣陰極在持續的轟擊下，陰極表面發射電子，弧壓電源(5)連接在弧室與陰極之間，電子在弧壓電場作用下，向弧室運動，最終吸附到弧室上形成弧流。首先，調節燈絲電源1(1)，直至偏流達到設定值，在調節偏置電源1(3)，電子在弧壓電場作用下，使其形成的弧流值與設定值相等。然後以燈絲電源1(1)和偏置電源1(3)為基準，分別調節燈絲電源2(2)和偏置電源2(4)。通過檢測的電流反饋值，不斷調節電源的輸入值，直到偏流和弧流均與設定值相等。這樣的雙閉環控制，能達到雙燈絲離子源平衡弧流的方法。
文檔編號H01J37/244GK103094033SQ201110347060
公開日2013年5月8日 申請日期2011年11月7日 優先權日2011年11月7日
發明者林萍, 伍三忠 申請人:北京中科信電子裝備有限公司