[发明专利]离子注入方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体制造方法，特别是涉及一种离子注入方法。

背景技术

由于半导体产品的生产逐渐趋向较大的半导体晶圆(从8英寸到12英寸，甚至18英寸)，目前单晶圆工艺(一次处理一片晶圆)已被很好地采用。

离子注入是一种在半导体衬底中掺入杂质，以改变衬底的电性和材料属性的工艺。在当今半导体工业中，对于晶圆掺杂来说，离子注入是一项必不可少的工艺。在离子注入中，由于要考虑到减少沟道效应的影响，所以在对晶圆进行离子注入时，要根据晶圆晶格的方向，使晶圆与离子束成一个夹角。而且在单晶圆工艺中，由于对注入到晶圆的束流角度分布和均匀性要求十分严格，所以对束流的角度和流强密度分布控制提出了新的较高的要求。

因半导体工艺的需求，需要离子注入的能量范围比较大，所以在进行离子注入机的设计时，覆盖的能量范围也要尽可能地大。对于能量比较高的离子，需要很高的磁场和电场才能使其转弯，而且由于其本身的能量较高，在直线自由漂移或减速时的能量污染很小，所以并没有必要使其转弯，一般在设计时采用直线路径。而对于能量比较低的离子，如果不采用转弯的方法，则其在直线自由漂移或减速时的能量污染会很严重，易造成产品的良品率很低，其中，能量污染是指离子束的能量单色性不好，在一个离子束中离子的能量分布范围较大。

考虑到以上因素，在现有的离子注入系统中，一般采用如下的离子注入方法。如图1所示，针对能量较高的离子束和能量较低的离子束采用两条不同的离子注入路径。离子束沿直线路径L出射，工件(晶圆)处于该直线路径L上的一预设工位P处，并且与该直线路径L成一预设夹角θ。针对离子束中的高能离子束，不对其进行任何偏转，使其沿L自由漂移或是使其沿L加速或减速运动，直至以预设入射角度θ在工件上的注入位置O处完成离子注入。而针对离子束中的低能离子束，设置一变速转弯区域(即在使束流偏转的同时对其进行加速或减速的区域)，在低能离子束进入该变速转弯区域之前，先将其调整至路径L’，然后再在该变速转弯区域内将其偏转回直线路径L，并同时使其加速或减速，以使得高能和低能束流最终汇聚到同一条路径L上，以保证离子束均在晶圆的注入位置O处以入射角度θ完成离子注入。但是，这种注入方法存在一定的缺点：由于需要在低能离子束进入变速转弯区域之前就预先对其进行偏转，而在变速转弯区域之外进行束流偏转不但比较耗能耗时，而且会对束流的光学特性产生影响，因此该方法中的束流调节难度较大，而且无法使离子束保持很好的稳定性，另外，束流切换路径所消耗的调整时间也较长，不利于提高束流的利用效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的离子注入方法束流调节难度较高、无法保持离子束的稳定性且束流利用效率较低的缺陷，提供一种束流调节难度较低、能够使离子束保持良好的稳定性且束流利用效率较高的离子注入方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种离子注入方法，在该方法中，将沿一直线路径出射的离子束中的高能离子束以一预设入射角度注入一工件，其中该工件处于该直线路径上的一预设工位处，其特点在于，通过电效应或磁效应，使该离子束中的低能离子束进行至少一次偏转，并相对于该预设工位调整该工件的位置和/或角度，以使该低能离子束以该预设入射角度注入该工件，且该低能离子束与该高能离子束在该工件上的注入位置一致。

较佳地，在使该低能离子束进行偏转的同时使其加速或减速。

较佳地，使该低能离子束进行两次偏转，并相对于该预设工位旋转该工件的角度，以使该低能离子束以该预设入射角度注入该工件，且该低能离子束与该高能离子束在该工件上的注入位置一致。

较佳地，使该低能离子束进行两次偏转，并相对于该预设工位平移该工件的位置，以使该低能离子束以该预设入射角度注入该工件，且该低能离子束与该高能离子束在该工件上的注入位置一致。

较佳地，使该低能离子束进行一次偏转，并相对于该预设工位旋转该工件的角度且平移该工件的位置，以使该低能离子束以该预设入射角度注入该工件，且该低能离子束与该高能离子束在该工件上的注入位置一致。

较佳地，使该低能离子束进行两次偏转，并相对于该预设工位旋转该工件的角度且平移该工件的位置，以使该低能离子束以该预设入射角度注入该工件，且该低能离子束与该高能离子束在该工件上的注入位置一致。