本公開涉及半導體離子注入工藝領域，尤其涉及一種用于浸沒式等離子體注入設備的離子能量分布測試裝置。
背景技術：
1、等離子體加工在現代工業中有著廣泛的應用。例如，在半導體工業中許多集成電路制造工藝與等離子體有關。此外，等離子體加工還用于生產太陽能電池板、平板顯示器、薄膜涂層和醫療設備等方面。
2、在半導體工藝過程中，基材表面受到等離子體物質的轟擊，工件表面結構或特征由此通過刻蝕或沉積材料層被改變。離子沖擊可以直接驅動刻蝕和沉積，也可以用來激活表面，這項工作可以讓反應性更強的等離子體來完成。由于其工藝過程中涉及化學反應和物理沖擊碰撞，因此到達基板表面的離子電流密度和能量分布強烈地影響基于等離子體工藝的性能。例如，在等離子體刻蝕工藝中，離子通量和能量分布決定了諸如刻蝕速率、選擇比和各向異性等重要參數。所以，離子能量分布是測量、理解和控制等離子體的關鍵參數，以確保最佳的工藝性能。
3、在以往的研究中，科學家們已經開發了多種離子能量分析儀測量等離子體過程的離子能量分布，其中被大家所熟知的是減速場分析儀。但是在他們的研究中，所測離子能量較小，不適合當下半導體工業設備中的高能量離子檢測。
技術實現思路
1、本公開實施例的目的在于提供一種用于浸沒式等離子體注入設備的離子能量分布測試裝置，用以解決現有技術中無法實現高能量離子檢測的問題。
2、本公開的實施例采用如下技術方案：一種用于浸沒式等離子體注入設備的離子能量分布測試裝置，包括：法拉第杯、偏置電路、數據采集單元以及上位機；其中，所述法拉第杯被設置在晶圓周圍，被配置為采集所述晶圓周圍的等離子體能量，所述等離子體能量在所述法拉第杯的收集極轉化為電流信號；所述偏置電路被配置為在所述數據采集單元的使能下向所述法拉第杯的柵網施加偏置電壓；所述數據采集單元被配置為驅動所述偏置電路，并采集所述法拉第杯的收集極的電流信號以及所述柵網的電壓信號，將所述電流信號和所述電壓信號上傳至所述上位機；所述上位機被配置為基于所述電流信號和所述電壓信號分析計算等離子體的能量分布情況。
3、本公開實施例的有益效果在于：通過法拉第杯和偏置電路的設計，使測量裝置整體可以實現2000ev以內的離子能量分布以及電流密度測量，并且可以配合多個法拉第杯的設置，實現晶圓周圍離子能量的分布情況和均勻度的測試。
1.一種用于浸沒式等離子體注入設備的離子能量分布測試裝置，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的離子能量分布測試裝置，其特征在于，所述法拉第杯至少包括：
3.根據權利要求2所述的離子能量分布測試裝置，其特征在于，所述第一柵網與所述屏蔽蓋連接；
4.根據權利要求2所述的離子能量分布測試裝置，其特征在于，所述屏蔽蓋、所述屏蔽殼和所述收集極基于鋁制成，所述柵網基于鎳或不銹鋼制成，所述絕緣層基于聚四氟乙烯、陶瓷、云母中的任意一種材料制成。
5.根據權利要求2所述的離子能量分布測試裝置，其特征在于，所述絕緣層內壁為齊邊結構、中間凸起結構或中間凹陷結構中的任意一種。
6.根據權利要求2所述的離子能量分布測試裝置，其特征在于，所述法拉第杯的數量為多個，多個所述法拉第杯均勻設置在所述晶圓周圍；
7.根據權利要求2所述的離子能量分布測試裝置，其特征在于，所述第二柵網、所述第三柵網、所述第四柵網和所述收集極與其對應的偏置電路之間均串聯有限流電阻。
8.根據權利要求3所述的離子能量分布測試裝置，其特征在于，所述第一偏置電路、所述第三偏置電路和所述第四偏置電路均為單端反激變換器；
9.根據權利要求3所述的離子能量分布測試裝置，其特征在于，所述第二偏置電路為多輸出繞組的隔離性反激式轉換器；
10.根據權利要求1至9中任一項所述的離子能量分布測試裝置，其特征在于，還包括：