[發(fā)明專(zhuān)利]離子注入機(jī)真空降低注入劑量計(jì)量新型補(bǔ)償方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810238902.3
• 申請(qǐng)日: 2008-12-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101764033A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 戴習(xí)毛;郭健輝;金則軍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京中科信電子裝備有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01J37/317
• 分類(lèi)號(hào): H01J37/317;H01J37/244
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是一種精確控制離子注入劑量的方法，特別涉及半導(dǎo)體制造離子注入工藝中所用的離子注入機(jī)，屬于半導(dǎo)體器件制造領(lǐng)域。

背景技術(shù)

離子注入機(jī)是半導(dǎo)體器件制造中最關(guān)鍵的摻雜設(shè)備之一。隨著器件尺寸的縮小以及集成度的提升，離子注入的雜質(zhì)濃度必須精確的控制。其中，離子注入機(jī)內(nèi)的真空度就是影響離子注入劑量的準(zhǔn)確度因素之一；一般情況下，離子注入機(jī)內(nèi)的真空度會(huì)隨機(jī)臺(tái)使用的時(shí)間增長(zhǎng)而變差：一方面，帶有光刻膠的晶片在注入時(shí)會(huì)放出產(chǎn)生大量氣體，另一方面經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間生產(chǎn)后機(jī)器CP冷泵吸附能力會(huì)越來(lái)越差。產(chǎn)生和殘留氣體與束中離子產(chǎn)生電荷交換反應(yīng)，使得部分離子被中和成中性原子，因此，法拉第杯所測(cè)量到的電流值會(huì)比實(shí)際注入的離子束的量低，這樣帶來(lái)注入劑量計(jì)量不準(zhǔn)確問(wèn)題。

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出一種精確控制離子注入劑量的方法---離子注入機(jī)真空降低注入劑量計(jì)量新型補(bǔ)償方法，通過(guò)提出一壓力補(bǔ)償系數(shù)的概念，補(bǔ)償離子注入機(jī)真空度變差所造成的注入濃度不準(zhǔn)確的問(wèn)題。壓力補(bǔ)償系數(shù)由下列實(shí)驗(yàn)方法得出：先利用涂有光刻膠晶圓進(jìn)行一系列不同壓力條件的離子注入實(shí)驗(yàn)，并且測(cè)量此晶圓的電阻值，得到涂有光刻膠晶圓情況下不同壓力條件與晶片電阻值的關(guān)系直線(xiàn)。同樣，利用沒(méi)有光刻膠晶圓進(jìn)行一系列不同壓力條件的離子注入實(shí)驗(yàn)，并且測(cè)量此晶圓的電阻值，得到?jīng)]有光刻膠晶圓情況下不同壓力條件與晶片電阻值的關(guān)系直線(xiàn)。而上述兩關(guān)系直線(xiàn)的交叉點(diǎn)即是為壓力補(bǔ)償系數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)離子注入機(jī)因真空降低引起注入劑量計(jì)量不準(zhǔn)問(wèn)題，提出一種新型補(bǔ)償離子注入劑量的方法，以解決因離子注入機(jī)的真空度變差而造成離子注入劑量不準(zhǔn)確問(wèn)題。

本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

首先，分析離子注入機(jī)中的殘余氣體，測(cè)量這些殘余氣體在離子注入機(jī)內(nèi)的分壓：其中若有三種殘留氣體殘留在離子注入機(jī)內(nèi)，則第一殘余氣體的分壓為P₁、第二殘余氣體的分壓為P₂、第三殘余氣體的分壓為P₃，且第一殘余氣體的常數(shù)為K₁、第二殘余氣體的常數(shù)為K₂、第三殘余氣體的常數(shù)為K₃，其中K₁，K₂，K₃表示第一、第二、第三殘余氣體與離子束產(chǎn)生電荷交換反應(yīng)的能力。

第二，實(shí)驗(yàn)計(jì)算K₁，K₂，K₃值：首先在真空狀態(tài)較好條件下測(cè)量出離子束的實(shí)際束值Is’；然后，緩慢注入第一殘余氣體，直到離子注入機(jī)的壓力提高2至3個(gè)數(shù)量級(jí)，此時(shí)記錄離子注入機(jī)內(nèi)的壓力為P₁’，在此較低真空狀態(tài)下離子束測(cè)量值為Ic’，根據(jù)下式：

Is’＝Ic’×e^(K1P1’)

可計(jì)算出K₁：

K₁＝(Ln(Is’/Ic’))/P₁’

同樣方法，可得到K₂與K₃值。

第三，根據(jù)測(cè)量離子束的電流值Ic，得到離子束實(shí)際注入量Is為：

Is＝Ic×e^{(K1P1+K2P2+K3P3)}

本發(fā)明具有如下顯著優(yōu)點(diǎn)：

采用理論補(bǔ)償注入劑量方法可避免注入機(jī)為了增加真空抽速而增加真空泵及帶來(lái)相關(guān)的安裝麻煩問(wèn)題，使得離子注入機(jī)成本降低；另一方面，本發(fā)明可根據(jù)實(shí)際工作情況而靈活運(yùn)用。

附圖說(shuō)明

圖1為離子注入機(jī)真空降低注入劑量計(jì)量新型補(bǔ)償方法流程

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步介紹，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。

參考圖1，離子注入機(jī)真空降低注入劑量計(jì)量新型補(bǔ)償方法流程包括1、2、3、4四個(gè)步驟。

首先，進(jìn)行步驟1，利用殘余氣體分析器分析離子注入機(jī)內(nèi)的殘余氣體，取得殘留在離子注入機(jī)內(nèi)的殘余氣體的種類(lèi)，而這些殘余氣體與先前所進(jìn)行的離子注入制程時(shí)所通入的氣體有關(guān)，例如氮?dú)狻⒍趸肌⒀鯕狻⒌獨(dú)狻⑺魵饣驓錃獾鹊取２y(cè)量上述殘余氣體在離子注入機(jī)內(nèi)的分壓值。

然后，進(jìn)行步驟2，依照上述步驟所分析到的殘余氣體種類(lèi)，可以找出各殘余氣體的常數(shù)K(例如第一殘余氣體的常數(shù)K1、第二殘余氣體的常數(shù)KZ以及第三殘余氣體的常數(shù)K3)，其中常數(shù)K表示該種殘余氣體與離子束產(chǎn)生電荷交換發(fā)應(yīng)的能力，因此每一殘余氣體的常數(shù)K系與殘余氣體本身的種類(lèi)以及性質(zhì)有關(guān)，與壓力補(bǔ)償因子有直接的關(guān)系。