[發明專利]一種離子注入機的預處理方法

有效

• 申請號: 201410710134.2
• 申請日: 2014-11-28
• 公開（公告）號: CN104465292A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 余德欽;邱裕明;肖天金
• 申請（專利權）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號: H01J37/32
• 分類號: H01J37/32
• 代理公司: 上海申新律師事務所 31272
• 代理人: 吳俊

技術領域

本發明涉及半導體領域，尤其涉及一種可提高離子注入機生產周期的預處理方法。

背景技術

在半導體制造技術發展的同時，晶圓制造廠也在逐步擴展產能，注入工藝作為半導體工藝流程中非常重要的一環，尤其是集成前段涉及到的離子注入步驟也相當多，因而離子注入的效率對制造工廠的產能的貢獻尤為關鍵。

離子注入的種類繁多，通常要求機臺能夠在不同源種之間進行切換。因此在換源之前需要進行一步或多步預處理(pretreatment)，通入氬氣(Ar)，對離子源反應室(source?chamber)部分進行清洗(purge)處理；然后將離子源能量(source?HV)加到20kev，終端電壓(terminal?HV)加到40kev，以產生Ar+束流，使之沿著束流通道(beam?guide)射出，從而達到對整個離子注入機(imp)清洗處理的目的。

當機臺在離子注入完成之后，在反應室以及束流通道上都會有不同程度沉積物1(含有多種元素的附著物)產生，如果僅僅通過Ar氣體進行預處理，沉積物1還是會殘留在通道壁上，如圖1a和圖1b所示。當進行目標離子源注入時，沉積物1在受熱情況下會進行揮發，以干擾離子束2，從而影響束流純度。

中國專利(CN1977351A)公開了一種襯底的等離子體離子注入方法，所述方法包括：提供包含處理室、在處理室內生產等離子體的源、在處理室內支持襯底的臺板和加速離子從等離子體進入襯底的電壓電源的等離子體離子注入系統；在處理室的內表面上沉積新涂層，所述涂層在組成上類似于由襯底的等離子體離子注入所產生的沉積膜；在沉積新涂層之前，通過使用一種或多種活性清洗前體除去舊膜來清洗處理室的內表面；根據等離子體離子注入方法進行襯底的等離子體離子注入和在一個或多個襯底的等離子體離子注入之后重復清洗處理室的內表面和沉積新涂層的步驟。

該專利解決了可將襯底處理系統中的處理室保持恒定的條件，從而保證過程控制的可重復性，但并沒有解決當進行目標離子源注入時，沉積物在受熱情況下會進行揮發，以干擾離子束，從而影響束流純度的問題。

中國專利(CN102668016A)公開了一種離子注入系統及方法，提供摻雜氣體饋送線路中摻雜氣體的冷卻，以對抗由于電弧腔室生成的熱量而造成摻雜氣體的加熱與分解，例如使用諸如B2F4的硼源材料，或其它BF3的替代物。在此描述了各種電弧腔室熱管理的設置，以及等離子體特性的改變、特定流動設置、清洗處理過程、功率管理、平衡偏移、提取光學器件的最優化、流動通道中的沉積物的探測，以及源壽命的最優化，以實現離子注入系統的有效操作。

該專利通過改善處理工藝與系統，從而實現了注入器的增強、提高了處理效果、延長了操作壽命，并且實現了最小化注入器裝置的離子源區域中非揮發性物料的積累。但并沒有解決當進行目標離子源注入時，沉積物在受熱情況下會進行揮發，以干擾離子束，從而影響束流純度的問題。

發明內容

針對現有的預處理方法存在的上述問題，現提供一種旨在實現提高離子注入機的換源效率、提高生產周期、且保持離子束的均一性的離子注入機的預處理方法。

具體技術方案如下：

一種離子注入機的預處理方法，包括兩個預處理階段；

在第一預處理階段，向所述離子注入機的離子源反應室通入一預處理氣體，對所述離子源反應室進行清洗處理；

在第二預處理階段，將離子源能量調節至50keV，終端電壓調節至10kV，以產生預設束流，使所述預設束流沿著離子注入機的束流通道射出，用于對所述離子注入機進行清洗處理。

優選的，所述預處理氣體采用二氟化硼。

優選的，所述第一預處理階段消耗的時間在5min至10min之間。

優選的，所述第二預處理階段消耗的時間在2min至5min之間。

優選的，所述離子注入機的起電弧電流為5A。

優選的，所述離子注入機的起電弧電壓為110V。

優選的，在所述第一預處理階段之前需關閉所述離子源能量和所述終端電壓。

上述技術方案的有益效果：

采用二氟化硼代替Ar氣體作為預處理氣體進行清洗處理，縮短了預處理時間，提高了生產周期，以及高清洗和換源效率，并保證了離子束的均一性，其中，清洗效率高達80％～95％。

附圖說明

圖1a-1b為采用氬氣作為預處理氣體進行預處理的示意圖；

圖2為現有技術本發明技術的預處理效率對比曲線圖。

具體實施方式