【海翔科技】瓦利安 VARIAN 二手离子注入机 D1500 Rev B

摘要：本文聚焦于瓦利安 VARIAN 二手离子注入机 D1500 Rev B，介绍其在半导体制造中的关键地位，阐述工作原理、系统组成、应用领域及二手设备优势，为相关行业了解该设备提供参考。

一、引言

在半导体制造工艺中，离子注入是一项极为关键的技术，它对半导体材料电学特性的精确调控起着决定性作用。瓦利安（VARIAN）作为行业内的领军企业，其研发生产的离子注入机在全球市场占据重要份额。二手离子注入机 D1500 Rev B 以其良好的性能和相对较低的成本，为众多半导体制造企业提供了高性价比的选择。

二、设备工作原理

离子注入机的核心功能是将特定掺杂剂离子加速并注入到硅片等半导体材料中。D1500 Rev B 首先通过离子源单元产生所需的离子。离子源利用间接加热的阴极产生离子，再由吸极在 D1 电源作用下将离子取出。在取出过程中，为实现更好的离子束传输和较低的离子束密度，离子束会被垂直聚焦，并通过四极透镜进一步聚焦，随后进入 90 度离子束磁分析器，在该分析器中，绝大多数不需要的离子被分离出去 。

经过磁分析器筛选后的离子束进入离子束线单元。在这里，离子束经历减速、聚焦、分析、测量等一系列处理，被修正为平行且均匀的离子束。离子源与控制离子束线的四极透镜，协同 D1、D1 抑制极，D2、D2 抑制极动力，共同提供水平与垂直聚焦控制，确保离子束能够精确地注入到硅片表面。工作站单元则负责控制和支持硅片的处理过程，包括晶圆传送系统自动化地装载和卸载硅片，确保整个过程在洁净环境中进行；温度控制系统维持硅片处于适当温度，减少热效应影响；真空腔体提供高真空环境，防止离子散射和污染 。

三、设备系统组成

3.1 离子源单元

离子源单元是产生离子的核心部分，除了前面提到的产生、吸出、聚焦等组件外，还包括离子源围栏内部分和安全系统，以及支持分布各处的主要动力组件。离子源围栏与安全系统互锁，防止人员在正常注入操作时接近，保障操作安全。同时，该系统使用的工艺气体如三氟pw、砷烷和磷烷等，都配备了安全输送系统 。

3.2 离子束线单元

离子束线单元从 90 度磁偏转区域延伸至 70 度磁偏转区域，其间布置了一系列用于处理离子束的组件。包括实现离子束减速、聚焦的装置，以及对离子束进行分析、测量的系统，确保离子束以合适的能量、剂量和均匀度传输至硅片 。

3.3 工作站单元

工作站单元的晶圆传送系统能够从标准 FOUP 容器自动提取硅片并进行注入后的卸载，支持全向注入工艺要求。温度控制系统可精准调控硅片温度，真空腔体通过前级抽气机械泵和超高真空低温泵，将压强分别降至 10?? 托和 10???托，为离子注入提供高真空环境 。

四、应用领域

在先进逻辑器件制造中，如 2xnm 以下逻辑器件，D1500 Rev B 能够精确控制浅结深度，满足先进制程对离子注入精度的严苛要求。在 3D 存储制造方面，该设备可实现不同角度的注入，如 7 度小角度倾斜避免离子束引起的沟道效应，45 度中等倾斜用于沟槽侧壁掺杂，60 度大角度倾斜用于 3D 结构侧壁掺杂，从而有效提升 3D 存储器件的性能 。在传感器制造领域，通过精确控制离子注入的剂量和能量，能够优化传感器的电学性能和灵敏度，满足不同应用场景下对传感器的特殊需求 。

五、二手设备优势

对于预算有限但又有半导体制造需求的企业，二手的 D1500 Rev B 具有显著优势。首先，设备采购成本大幅降低，企业无需承担高昂的新品购置费用，即可拥有性能优良的离子注入机。其次，瓦利安品牌的设备在市场上口碑良好，二手设备经过专业检测和维护后，依然能够保持稳定可靠的运行状态，为企业的生产提供有力保障。此外，二手设备的供应周期相对较短，企业能够更快地将设备投入生产，抢占市场先机 。

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