[發明專利]一種低能大束流離子注入機均勻性調節的方法

有效

• 申請號: 201910258889.6
• 申請日: 2019-04-02
• 公開（公告）號: CN111769039B
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發明（設計）人: 南曉青;李冠稼
• 申請（專利權）人: 北京中科信電子裝備有限公司
• 主分類號: H01L21/265
• 分類號: H01L21/265;H01J37/32
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 馬強

本發明屬于半導體芯片制造領域，特別涉及低能大束流離子注入機對硅晶圓注入離子工藝中的自動均勻性調節方法。一種低能大束流離子注入機均勻性調節的方法包括：線圈組的調節方法(1)、磁極組的調節方法(2)。其特征是先通過調節低能大束流機臺特有的多個通電線圈的電流值，其次調節多個磁極的磁間距值來改變機臺磁場分布環境，使離子束均勻注入至硅晶圓表面。其有益效果是：可以代替人工憑經驗調節線圈組和磁極組的操作，節約調節均勻性指標的時間，提高晶圓注入劑量精度和穩定性。

技術領域

本發明屬于半導體芯片制造領域，特別涉及低能大束流離子注入機對硅晶圓注入離子工藝中的自動均勻性調節方法。

背景技術

半導體芯片被廣泛的應用于人們衣食住行中，各行業對于半導體芯片的性能要求也逐步提高，作為生產半導體芯片的重要環節，低能大束流離子注入機在大尺寸晶圓注入中起著關鍵作用，作為離子注入工藝過程中重要指標的均勻性與重復性備受關注。束流在通過低能大束流離子注入機注入至硅晶圓時，會依次通過線圈組與磁極組這兩個重要的硬件，調節這兩個硬件是降低均勻性指標的關鍵。由于線圈組和磁極組中需要調節的磁極和線圈個數較多，人工憑借經驗調節既費時又有很多局限性，因此一種自動調節低能大束流離子注入機均勻性指標的調節方法很重要。

線圈組在前，磁極組在后，當前端離子源產生的束流穩定且均一性相對較小時僅通過調節磁極組能夠使均勻性降低至客戶要求的指標。磁極組的調節主要依靠調節每對磁級之間的間距但在設備中磁極間距調節范圍有限并不能保證最終均勻性指標，因此先調節磁極組前方的線圈組將均勻性指標壓低很有必要，專利CN?105895487A中所描述僅通過調節刺激組，且在調節過程中選3組磁極作為模型求解參數來矯正均勻性，雖然在一定程度上能夠快速降低均勻性指標，但對于半導體芯片批量生產，保證每個芯片性能統一，使均一性指標降低至0.5％乃至于更低具有一定的局限性。

上述有關于低能大束流均一性調節方法存在一些局限性：

1.傳統憑操作人員經驗調節均勻性速度慢，且精度低。

2.僅調節磁極組降低均勻性的方法不利于機臺性能的進一步升級。

發明內容

本發明的主要目的是為了克服已有技術的不足之處，提出一種更可靠的調節方法。能夠對低能大束流機臺中的線圈組與磁極組進行調節，從而降低均勻性指標實現技術突破。

在研究過程中發現，受機臺本身硬件影響，線圈組通電流對于調節范圍內各采樣點都影響；磁極磁間距的調節，只影響單個磁極與其相對應部分范圍。針對這一特性提出本發明內容。

如圖2所示具體方法步驟如下：

1)初始化線圈組和磁極組。

2)采集束流截面流強并求得流強均值J₀。

3)單個線圈逐次通過相同電流I，建立電流變化和流強變化ΔJ_p關系。

4)結合線圈組調節限制，用計算機求解，得到一組電流調節解。

5)將各個線圈調節值輸入機臺。

6)判斷是否達到預期均勻性，若沒有則繼續重復線圈組調節的3)至6)，若達到則進入磁極組的調節。

7)初始化磁極組。

8)采集束流截面流強并求得流強均值J₁。

9)每個磁極按順序依次調節相同距離d，建立磁間距變化和流強變化ΔJr關系。

10)結合磁極組調節限制，用計算機求解，得到一組磁極調節解

11)將磁極調節值輸入機臺

12)判斷是否達到預期均勻性，若沒有則繼續重復磁極組調節的9)至12)，若達到則結束。