[发明专利]离子束利用的最优化

说明书

技术领域

本发明一般涉及半导体处理系统，尤其涉及用于最优化与半导体基片的离子注入相关联的离子束利用的方法。

背景技术

在半导体工业中，为在基片上达到各种结果，各种制造过程通常在基片(例如，半导体晶片)上执行。过程(如离子注入)例如可被进行以在基片上或在基片内获得特别特征，如通过注入特定类型的离子来限制基片上的电介质层的扩散能力。通常，离子注入过程或者以批次处理的方式进行，其中多个基片被同时处理，或者以序列处理的方式进行，其中单基片被个别处理。常规的高能或高电流批次式离子注入机，例如，可以用来获得短离子束流线，其中大量晶片可置于轮或盘上，并且所述轮会同时旋转并径向平移通过离子束，从而在整个过程中的各时间将所有基片表面区暴露在离子束中。然而，以这种方式处理多批基片，通常使离子注入机的尺寸相当大。

另一方面，在典型的序列处理中，离子束或者在单轴上扫描跨越静止晶片，或者晶片在一个方向上平移通过扇形或扫描离子束，或者晶片在大体上正交的轴上相对于静止离子束或“点状束”平移。然而，扫描或成形均匀离子束的过程一般需要复杂和/或长的束流线路，这在低能量条件下一般是不希望有的。

然而，为在整个晶片上提供均匀的离子注入，在大体上正交的轴上平移晶片一般需要均匀地平移和/或旋转离子束或晶片。此外，这种平移应以方便的方式进行，以在离子注入过程中提供合意的晶片通过量。然而，这种均匀的平移和/或旋转可能很难实现，至少部分由于与在处理期间移动常规设备和扫描机构相关联的相当大的惯性作用力。

在晶片相对于固定点状束移动的常规离子注入系统中，晶片一般在所谓的扫描或“快扫描”方向以及较慢的，大体上正交的“慢扫描”方向上平移，其中晶片在慢扫描方向上的速度被控制成可使晶片在快扫描方向上通过点状束的每次扫描重叠上一次扫描，以提供大体上均匀的离子注入。通常，基片在快扫描方向上的速度是固定的，其中为在整个晶片上提供均匀的离子注入，调整慢扫描的速度。然而，这样的固定快扫描速度可能提供次优的离子束利用和/或基片通过量。

因此，需要用于最优化相对于离子束扫描基片的方法，其中，基片被均匀地注入离子同时最优化离子源的利用。

发明内容

本发明克服了现有技术的局限性。因此，下文提出了本发明的简要内容，以提供对本发明的某些方面的基本理解。所述简要内容不是本发明的纵深描述。其目的既不在于确认本发明的关键或重要元素，又不在于界定本发明的范围。其目的是以简化的形式提供本发明的一些概念，来作为稍后提出的更详细描述的引言。

本发明一般涉及用于在离子注入基片期间最优化离子束利用的方法。离子注入系统，例如，可以用来在快扫描方向上以及大体上正交的慢扫描方向上扫描基片或者使基片通过离子束，其中基片在快扫描方向上的速度明显快于基片在慢扫描方向上的速度。

根据本发明的一个示范性方面，提供了用于离子注入的工艺配方，其中工艺配方包括如下各项中的一个或多个：离子束电流，将要注入基片中的所要求的离子剂量，以及基片在慢扫描方向上通过离子束的通过次数。根据所述工艺配方，确定离子束剖面，其中确定所述离子束的大小。进一步选择基片在快扫描方向上的多个不同速度中的一个，其中，所述选择至少部分基于离子注入所要求的最大不均匀性和所述工艺配方。然后控制与工艺配方相关联的一个或多个参数，其中，所述控制基于如下项中各的一个或多个：所要求的最大不均匀性，基片通过时间，所要求的最小离子束电流，以及一个或多个基片条件(如在扫描期间基片要达到的最高基片温度和最大所要求的动量)。

根据本发明的另一示范性方面，选择基片在慢扫描方向上的多个速度中的一个，其中所述选择基于离子注入的剂量。根据本发明的另一示范性方面，在控制工艺配方后，选择基片在快扫描方向上的多个速度中的另一个，其中所述选择基于与受控工艺配方相关联的离子注入的均匀性。

根据另一示范性方面，根据以下各项中的一个或多个来确定离子束剖面：与离子注入相关联的经验数据和基于工艺配方的对所述离子束剖面的预测，其中经验数据提供了较精确的最优化，而预测方法产生较快的最优化。

为实现前述的及相关的目标，本发明包括下文充分描述并在权利要求中特别指出的特征。如下描述和附图详细说明了本发明的某些解释性实施例。然而，这些实施例只表示可使用本发明的原理的各种方式中的几种方式。从以下对本发明的详细描述并结合附图，本发明的其他目的、优点及新颖特征将变得显而易见。

附图说明

图1是根据本发明的一个方面的示范性离子注入系统的平面图。