大角度离子注入机垂直扫描机构的设计

发布时间：2020-12-14 22:52

　　垂直扫描机构是大角度离子注入机的一个非常关键的组件,它将高速直线运动从靶室外大气环境传递到靶室内高真空环境,使装有晶片的靶盘高速升降运动,形成离子束垂直方向按要求的高速机械扫描。随着器件工艺的发展,离子注入设备从传统的多片高速旋转靶发展到当今的单晶片大角度注入靶,为不使晶片局部过热,要求单晶片靶升降扫描速度高达数百毫米每秒,同时,靶室真空度的好坏和靶室内颗粒数量的多少是影响晶片成品质量非常重要的因素。如果真空度达不到要求,会导致离子束发散度变大、束流损失增大、产生中性束以及引起离子束的不纯等危害;如果靶室颗粒数量超标,则会使晶片形成缺陷,当缺陷密度达到一定值时,元器件就会失效。本文根据大角度离子注入机的垂直扫描结构方案和有关参数,对垂直扫描机构的气体轴承和真空差分密封部分进行了设计和性能计算。主要进行了气体润滑基础理论研究,建模与计算方法的阐述,气体轴承主要结构参数选定,性能分析和方法准确性的验证。文中没有采用传统的方法去求解雷诺方程,而是采用了近年来非常流行且实用的有限体积法,结合通用流体分析软件直接对计算域的控制方程进行求解。同时,运用真空技术相关理论,对垂直扫描机构的真空差分密封... 

【文章来源】：湘潭大学湖南省

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

离子注入和热扩散法掺杂的比较

图 1.2 硅片的静电离子束扫描由于在静电扫描过程中硅片是固定的，颗粒沾污发生的机会大大降低。这描的另一个优点是电子和中性离子不会发生偏转，能够从束流中消除。主要是离子束不能垂直轰击硅片，会导致光刻材料的阴影效应，阻碍离子束的注见图 1.3）。图 1.3 注入阴影效应

3图 1.3 注入阴影效应机械扫描 机械扫描中，离子束固定，硅片机械移动。此方法一般束流注入机，因为静电很难使大束流高能离子束偏转扫描。束斑尺寸约为，3cm 高。机械扫描过程中，多个硅片（最多 25 个 200mm 硅片）固定在轮盘的外沿，以 1000rpm 到 1500rpm 的速度旋转，同时上下移动（见图 1盘的直径约为 5 英尺，甚至更大。轮盘在旋转的同时上下移动，使离子束过硅片的内沿和外沿。轮盘也能相对于离子束方向倾斜一定角度，防止发硅晶格间隙的沟道效应。机械扫描每次都注入一批硅片，能在很大面积上平均离子束能量，减弱硅片由于吸收离子能量而加热。但是，机械装置可较多的颗粒。混合扫描 混合扫描系统中，硅片放置在轮盘上，沿 y 轴方向机械描。离子束在静电（或电磁）的作用下沿 x 轴方向扫描。这种方法通常用

【参考文献】：
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硕士论文
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本文编号：2917154