[发明专利]离子布植的方法

说明书

本发明公开了一种离子束布植的方法。该方法提供一种使用多重几何方向的离子束以产生一倾斜角度范围的离子布植方法。该倾斜角度范围可以定义为指定在这个倾斜角度范围的剂量分布。这个方法包含:获得离子布植参数，决定曝光步骤的次数，选择相对应于曝光步骤的布植参数，获得布植数据，定义第一布植序列，根据第一布植序列创造多重几何方向布植曝光序列，以及根据多重几何方向离子曝光序列执行离子布植。

技术领域

本发明是有关于用以执行单一布植将多数离子根据多重几何方向(multiplegeometric orientations)布植到一晶圆的方法，这个多重几何方向是相符于一系列的曝光步骤(exposure steps)其具有预定的(predetermined)倾斜角度、布植剂量/剂量片段、晶圆转动以及晶圆温度。

背景技术

在离子布植与三维结构掺杂的领域，像是鳍状场效晶体管(Fin Field-EffectTransistor)等晶圆结构的侧壁(sidewall)掺杂，在进阶模式执行掺杂与离子布植是越发困难的，这是由于紧密的鳍片间距(Fin pitch)以及这样结构所引发的高深宽比(aspectratio)。这也有鳍状结构的一个变异程度(degree of variation)，不论是局部的(local)与整个晶圆的(across the wafer)的，其与离子布植角度可重复性允许量(repeatabilitytolerance)的结合导致了在使用离子束与晶圆间单一固定的倾斜角时的不良结果。

布植种类(species)包括了原子的与分子的离子。在布植能量低以及束电流有限的状况，其可以特别有利于使用具有需要种类的多重原子的分子的离子，像是氟(fluorine)布植使用的三氟化碳离子(SiF3+)(前导物为四氟化碳(SiF4)气体)。

参考文件Wan et al.(美国专利号码9,431,247)提供一个布植方法，其提供与布植一个整合发散束(Integrated Divergent Beam,IDB)进入到具有一或多个三维结构的工件(workpiece)或晶圆。这个整合发散束方法提供的整合发散束可以被垂直地布植进入工件或是倾斜地布植进入工件。

这个整合发散束方法受限于束交叉(beam crossover)所产生的角度，并且其调整是非常的困难且可重复性不好。这个整合发散束方法提供的倾斜角的范围是在非常有限的范围，并且在以角度为基础的剂量分布并没有提供交替(alternation)。

为了解决这个问题，在不同倾斜角度的多重布植可以被使用，但这样做是高成本的当其需要更多的时间来运作离子布植机。

发明内容

为了解决此领域的上述问题，提出的发明提供使用相符于一个倾斜角度范围的多重曝光序列/多重几何方向的单一离子布植的方法。这个倾斜角度的范围可以沿着在倾斜角度范围内指定的剂量分布来定义。这个多重曝光序列/多重几何方向途径克服了先前技术的这些缺点并且允许完全控制可及的倾斜角度范围以及分布在这个倾斜角度范围的剂量数量。其提供了对于在三维结构掺杂中由于几何变化所引起的困难的几何与制造(fabrication)的更有能力的解决方案。

在本发明的一个实施例，用以离子布植一晶圆的这方法使用了平行的一维束，在此这个布植是根据倾斜角度分布范围与其它参数在单一次布植所完成，在此倾斜角度范围与其它参数或是由用户所输入的或是选自预定的数据库条目(database entries)。

在本发明的一个实施例，用以离子布植的方法包含了这些步骤:获得离子布植参数，决定曝光步骤的次数，选择相应于曝光步骤的布植参数，获得布植数据，定义第一布植阵列，根据第一布植阵列创造多重几何方向布植曝光序列，以及根据离子布植曝光序列执行离子布植。

在本发明的一个实施例，定义第一布植阵列的步骤包含:根据剂量片段、晶圆与离子束的相对角度、晶圆的方向以及晶圆的温度创造离子布植步骤的序列。