一种离子束角度测量装置的制作方法

本技术属于离子束分析设备，具体地涉及一种离子束角度测量装置。

背景技术：

1、目前，在半导体离子注入等工艺中，需要产生所需的离子束，并在进行工艺前对离子束进行检测分析，以确认其符合要求。现有的离子束角度分析测量方案例如授权公告号为cn108931808b的中国发明专利，其通过一个检测光栏阵列和一个整体的法拉第杯进行检测，因此仅能够分析离子束整体的平均角度情况，无法对条形带状离子束截面长度方向各处的细节情况进行分析。并且，现有方案通常为在设备腔室内设置单独的机械结构来控制离子束角度测量装置，与实际离子注入的位置之间可能存在误差，导致工艺中实际的角度也存在着偏差。

技术实现思路

1、基于现有技术存在的技术问题，本实用新型提供一种离子束角度测量装置，解决现有方案无法进行细节分析及可能存在误差的问题，实现更为全面的分析过程，并且保证测量的结果与离子注入过程中一致。

2、依据本实用新型的技术方案，本实用新型提供了一种离子束角度测量装置，其设置在离子注入设备中，离子注入设备的工艺腔中设有扫描机器人，扫描机器人包括有依次相连接的底座、伸缩臂和翻转部，底座与离子注入设备的工艺腔相连接，翻转部的一侧设置有用于承载晶圆的静电卡盘，翻转部的另一侧设置有防护板，防护板的尺寸不小于静电卡盘，防护板上设置所述离子束角度测量装置；所述离子束角度测量装置包括有分析仪外壳，在分析仪外壳内设置有一排分析单元，分析仪外壳上设有一排分析孔，分析单元与分析孔一一对应，分析单元包括有水平角度检测单元和垂直角度检测单元；每一个水平角度检测单元均包括有三个横向排列设置的检测器，位于中间的检测器露出于分析孔的面积占分析孔面积的一半以上；每一个垂直角度检测单元均包括有三个纵向排列设置的检测器，位于中间的检测器露出于分析孔的面积占分析孔面积的一半以上。

3、进一步地，分析孔为方形，且为由外侧向内侧逐渐扩大。

4、进一步地，翻转部连接有延长臂，延长臂与伸缩臂转动连接，延长臂的长度方向与伸缩臂的伸缩方向相垂直。

5、进一步地，伸缩臂包括有转动连接的后臂和前臂，后臂与底座之间转动连接，前臂与延长臂之间转动连接；底座与后臂之间设有第一转动轴，后臂与前臂之间设有第二转动轴，前臂与延长臂之间设有第三转动轴；第一转动轴、第二转动轴、第三转动轴的转轴方向相平行；延长臂的长度方向与前臂的长度方向相垂直，延长臂的长度方向与后臂的长度方向相垂直。

6、进一步地，水平角度检测单元和垂直角度检测单元的结构均包括有依次排列设置的第一检测器、第二检测器和第三检测器，第一检测器和第三检测器之间夹设有绝缘套，第二检测器的背侧具有插接部并相匹配地插入在绝缘套内。

7、进一步地，第一检测器和第三检测器均具有呈l形的连接结构，第一检测器和第三检测器的两个l形的连接结构相对设置、围成框形，并在框形的内部夹设绝缘套，两个l形的连接结构之间具有间隙。

8、进一步地，水平角度检测单元和垂直角度检测单元间隔交替地分布设置。

9、进一步地，分析单元还包括有截面检测单元。

10、进一步地，截面检测单元至少有三个，三个截面检测单元的位置分别位于一排分析单元的两端和中部。

11、进一步地，分析仪外壳包括有盖板和盒体，在盖板和盒体底部之间依次设置有绝缘层、分析单元安装层和数据采集板；分析孔位于盖板和绝缘层，分析单元位于分析单元安装层，分析单元的背侧与数据采集板相连接。

12、与现有技术相比，本实用新型的有益技术效果如下：

13、1、本实用新型的离子束角度测量装置固定安装在扫描机器人上，现有方案离子束角度测量装置为独立于扫描机器人设置，存在累积误差风险，本方案的检测分析和扫描采用同一机械臂，实现在正面进行离子注入，翻转180°后背面即为离子束角度测量装置，无累计误差，更为稳定可靠，并且便于调整扫描动作。

14、2、本实用新型的离子束角度测量装置采用一排分析单元，且具有不同的检测功能，因此能够快速地对离子束截面上各个点位进行检测，掌握离子束各处的整体情况；其中，角度检测单元采用三个排列设置的检测器，离子束穿过分析孔后照射在检测器上，根据角度不同，各个检测器的信号也有不同，具有较高的信噪比，能够较为精确地进行束流角度及角度发散度的分析。

15、3、本实用新型的离子束角度测量装置优选还包括截面检测单元，从而可以采集并计算束流的上下宽度、束流中心位置，有助于束流调节过程，并可以看出束流的形状。

技术特征：

1.一种离子束角度测量装置，其特征在于，其设置在离子注入设备中，离子注入设备的工艺腔中设有扫描机器人，扫描机器人包括有依次相连接的底座、伸缩臂和翻转部，底座与离子注入设备的工艺腔相连接，翻转部的一侧设置有用于承载晶圆的静电卡盘，翻转部的另一侧设置有防护板，防护板的尺寸不小于静电卡盘，防护板上设置所述离子束角度测量装置；

2.根据权利要求1所述的离子束角度测量装置，其特征在于，分析孔为方形，且为由外侧向内侧逐渐扩大。

3.根据权利要求1所述的离子束角度测量装置，其特征在于，翻转部连接有延长臂，延长臂与伸缩臂转动连接，延长臂的长度方向与伸缩臂的伸缩方向相垂直。

4.根据权利要求3所述的离子束角度测量装置，其特征在于，伸缩臂包括有转动连接的后臂和前臂，后臂与底座之间转动连接，前臂与延长臂之间转动连接；底座与后臂之间设有第一转动轴，后臂与前臂之间设有第二转动轴，前臂与延长臂之间设有第三转动轴；第一转动轴、第二转动轴、第三转动轴的转轴方向相平行；延长臂的长度方向与前臂的长度方向相垂直，延长臂的长度方向与后臂的长度方向相垂直。

5.根据权利要求1所述的离子束角度测量装置，其特征在于，水平角度检测单元和垂直角度检测单元的结构均包括有依次排列设置的第一检测器、第二检测器和第三检测器，第一检测器和第三检测器之间夹设有绝缘套，第二检测器的背侧具有插接部并相匹配地插入在绝缘套内。

6.根据权利要求5所述的离子束角度测量装置，其特征在于，第一检测器和第三检测器均具有呈l形的连接结构，第一检测器和第三检测器的两个l形的连接结构相对设置、围成框形，并在框形的内部夹设绝缘套，两个l形的连接结构之间具有间隙。

7.根据权利要求1-6中任一权利要求所述的离子束角度测量装置，其特征在于，水平角度检测单元和垂直角度检测单元间隔交替地分布设置。

8.根据权利要求7所述的离子束角度测量装置，其特征在于，分析单元还包括有截面检测单元。

9.根据权利要求8所述的离子束角度测量装置，其特征在于，截面检测单元至少有三个，三个截面检测单元的位置分别位于一排分析单元的两端和中部。

10.根据权利要求1-6中任一权利要求所述的离子束角度测量装置，其特征在于，分析仪外壳包括有盖板和盒体，在盖板和盒体底部之间依次设置有绝缘层、分析单元安装层和数据采集板；分析孔位于盖板和绝缘层，分析单元位于分析单元安装层，分析单元的背侧与数据采集板相连接。

技术总结本技术涉及一种离子束角度测量装置，属于半导体工艺设备技术领域，其设置在离子注入设备中，离子注入设备的工艺腔中设有扫描机器人，扫描机器人包括有依次相连接的底座、伸缩臂和翻转部，翻转部的一侧设置有静电卡盘，翻转部的另一侧设置有防护板，防护板上设置离子束角度测量装置；离子束角度测量装置包括有分析仪外壳，在分析仪外壳内设置有一排分析单元，分析单元包括有水平角度检测单元和垂直角度检测单元；每一个水平角度检测单元均包括有三个横向排列设置的检测器，每一个垂直角度检测单元均包括有三个纵向排列设置的检测器。本方案的检测分析和扫描采用同一机械臂，无累计误差，更为稳定可靠，并且便于调整扫描动作。技术研发人员：陈维,陈炯受保护的技术使用者：芯嵛半导体（上海）有限公司技术研发日：20231222技术公布日：2024/7/18